半导体三极管及其基本放大电路

《半导体三极管及其基本放大电路》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第8章半导体三极管及其基本放大电路8.1半导体三极管8.2基本放大电路分析8.3静态工作点的稳定与分压式偏置电路8.4共集电极放大电路8.5共基极基本放大电路8.6多级放大器8.7场效应晶体管及其放大电路习题88.1半导体三极管8.1.1半导体三极管的结构和符号半导体三极管又称晶体三极管，简称三极管，它是放大电路中的核心器件,其外型如图8.1所示，其结构和符号如图8.2所示。图8.1三极管的外型图8.2三极管的结构和符号(a)NPN型结构;(b)PNP型结构;图8.2三极管的结构和符号(c)NPN型符号;(d)PNP型符号8

2、.1.2三极管的电流放大作用三极管最重要的特性是具有电流放大作用。但要使三极管工作在放大状态，必须具备两个条件:一是必须以正确的连接方式将三极管接入输入输出回路。按公共端的不同，可连接成三种基本组态：共发射极、共基极和共集电极，如图8.3所示。不同的连接方式，其特性存在较大差异。二是必须外加正确的直流偏置电压，即发射结正向偏置、集电结反向偏置。图8.4所示为共发射极电路，图中VCC＞VBB，三个电极的电位关系为UC＞UB＞UE。如果使用PNP型管，应将基极电源和集电极电源的极性反过来，使得UC＜UB＜UE，三个电流IB、IC和IE的方向

3、也要反过来。图8.3三极管的三种组态(a)共射极;(b)共基极;(c)共集极按图8.4所示的实验电路，可通过改变RB来改变基极电流IB，集电极电流IC和发射极电流IE也随之变化，测试结果如表8.1所示。图8.4测试三极管电流放大作用的实验电路表8.1三极管电流放大实验测试数据分析表8.1的实验测试数据，可得到以下结论：(1)三极管各电极电流的关系满足且IB很小，IC≈IE。(2)IC与IB的比值基本保持不变，其大小由三极管的内部结构决定，定义该比值为共射极电路的直流电流放大倍数，用β表示，即(8.2)(8.1)式(8.2)

4、表明，当三极管工作在放大状态时，集电极电流始终是基极电流的β倍。(3)IC与IB的变化量ΔIC与ΔIB的比值也基本保持不变，定义该比值为共射极电路的交流电流放大倍数，用β表示，即(8.3)8.1.3三极管的伏安特性曲线1.输入特性曲线三极管的输入特性，是指当UCE一定时，IB与UBE之间的关系曲线，即IB=f(UBE)

5、UCE=常数，如图8.5(a)所示。图8.5三极管共射极电路的特性曲线(a)输入特性曲线；(b)输出特性曲线从输出特性曲线可以看出，三极管有三个不同的工作区域，放大区、饱和区和截止区，它们分别表示三极管的三

6、种工作状态。三极管工作在不同区域，特点也各不相同。(1)放大区：指曲线上IB>0和UCE>1V之间的部分，此时发射结正偏、集电结反偏，三极管处于放大状态。其特征是当IB不变时IC也基本不变，即具有恒流特性；当IB变化时，IC也随之变化，这就是三极管的电流放大作用。(2)截止区：指曲线上IB≤0的区域，此时发射结反偏，三极管为截止状态，IC很小，集电极与发射极间相当于开路，三极管相当于断开的开关。(3)饱和区：指曲线上UCE≤UBE的区域，此时IC与IB无对应关系，集电极与发射极之间的压降称为饱和电压，用UCES表示。硅管的UCES

7、约为0.3V，锗管的UCES约为0.1V。三极管相当于闭合的开关。饱和时的集电极电流IC称为临界饱和电流，用ICS表示，大小为(8.4)8.1.4三极管的主要参数三极管的参数很多，其主要参数有以下几个。1.电流放大倍数共射极电流放大倍数为β，共基极电流放大倍数为α。α定义为集电极电流IC的变化量与发射极电流IE的变化量之比，即(8.5)2.极间反向电流极间反向电流是表征三极管工作稳定性的参数。当环境温度增加时，极间反向电流会增大。(1)集电结反向饱和电流ICBO：指发射极开路时，集电极和基极之间的电流。室温下，小功率硅管的

8、ICBO一般小于1μA，而锗管约为10μA。(2)穿透电流ICEO:指基极开路时，集电极和发射极之间的电流。因为ICEO=(1+β)·ICBO，所以ICEO比ICBO大得多，因β、ICBO和ICEO会随着温度的升高而变大，故在稳定性要求较高的电路中或环境温度变化较大的时候，应该选用受温度影响小的硅管。3.极限参数极限参数是表征三极管能够安全工作的临界条件，也是选择管子的依据。(1)集电极最大允许电流ICM：指当集电极电流IC增大到一定程度，β出现明显下降时的IC值。如果三极管在使用中出现集电极电流大于ICM，这时管子不一定会损坏，但

9、它的性能将明显下降。(2)集电极最大允许功耗PCM：三极管工作时，应使集电极功率损耗UCEIC≤PCM，若集电极功耗超过PCM，集电结的结温大大升高，严重时管子将被烧坏。(3)反向击穿电压