《模拟电子电路基础课件:第4章3(第十一讲)半导体三极管》的讲解涵盖了半导体器件的基础知识,特别是重点介绍了半导体三极管。本讲内容主要分为三部分:PN结及二极管、半导体三极管,以及半导体三极管的开关特性和主要参数。
首先,PN结是半导体器件的基础,它由P型半导体和N型半导体接触形成,形成一个内置电场。当外加电压合适时,PN结表现出单向导电性,即二极管的整流特性。二极管在电路中常作为电流控制元件,用于电压钳位、整流和隔离等。
接着,半导体三极管,尤其是NPN或PNP型三极管,是电子电路中的核心放大元件。它由两个PN结构成,分别是发射极-基极结和基极-集电极结。三极管的主要工作模式有截止和饱和状态。在截止状态,基极电流IB为零,集电极电流IC也几乎为零;在饱和状态,即使基极电流很小,集电极电流也能达到较大值,此时三极管起到开关的作用。三极管的开关特性包括下降时间tf、延迟时间td、上升时间tr和存储时间ts,这些参数定义了三极管从截止到饱和或从饱和到截止的速度,直接影响其在高速开关应用中的性能。
三极管的主要参数包括电流放大倍数β,它定义了基极电流变化与集电极电流变化之间的比例。此外,还有共射、共基和共集接法,分别描述不同电极之间的关系。共射接法中,发射极是输入输出的公共点,而共基和共集接法则分别以基极和集电极为参考点。交流电流放大倍数α和β之间的关系反映了三极管的放大能力。
反向饱和电流Icbo和穿透电流Iceo是三极管的其他重要参数,它们描述了三极管在反向偏置条件下的电流。极限参数如集电极最大允许电流ICM和集电极最大允许功率PCM限制了三极管的工作条件,以防止过热或损坏。反向击穿电压V(BR)CBO、V(BR)CES和V(BR)CEO则表示了三极管承受反向电压的能力。
最后,三极管的微变等效电路模型简化了分析和设计过程。输入回路中,三极管可以等效为一个rbe电阻,而输出回路则包括一个受基极电流控制的电流源和rce电阻。这些模型对于理解三极管在放大电路中的行为至关重要。
总之,半导体三极管是电子电路中的关键组件,它的开关特性和主要参数决定了其在各种电路中的应用和性能表现。深入理解和掌握这些知识点,对于学习和设计模拟电子电路至关重要。