模电第二章-三极管的课件.ppt

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1、2三极管及放大电路基础2.1半导体三极管2.3放大电路的分析方法2.4放大电路静态工作点的稳定问题2.5共集电极放大电路和共基极放大电路2.2共射极放大电路的工作原理2.6多级放大电路2.1半导体三极管2.1.1BJT的结构简介2.1.2放大状态下BJT的工作原理2.1.3BJT的V－I特性曲线2.1.4BJT的主要参数2.1.1BJT的结构简介(a)小功率管(b)小功率管(c)大功率管(d)中功率管按照所用的半导体材料分：硅管、锗管；按照工作频率分：低频管、高频管；按照功率分：小、中、大功率管。

2、半导体三极管的结构示意图如图所示。它有两种类型:NPN型和PNP型。2.1.1BJT的结构简介(a)NPN型管结构示意图(b)PNP型管结构示意图(c)NPN管的电路符号(d)PNP管的电路符号集成电路中典型NPN型BJT的截面图2.1.1BJT的结构简介三极管的放大作用是在一定的外部条件控制下，通过载流子传输体现出来的。2.1.2放大状态下BJT的工作原理1.内部载流子的传输过程发射区：发射载流子集电区：收集载流子基区：传送和控制载流子（以NPN为例）由于三极管内有两种载流子(自由电子和空穴)参

3、与导电，故称为双极型三极管或BJT(BipolarJunctionTransistor)。IC=ICN+ICBOIE=IB+IC放大状态下BJT中载流子的传输过程外部条件：发射结正偏集电结反偏放大状态下BJT中载流子的传输过程发射结正偏多子扩散IE=IEN+IEP很多电子扩散到基区IE≈IEN发射极电流IE放大状态下BJT中载流子的传输过程基极复合电流IBN扩散到基区的电子与基区的多子（空穴）复合，形成复合电流IBN放大状态下BJT中载流子的传输过程集电极电流IC集电结反偏漂移增强载流子被集电极收

4、集形成电流ICN加上集电极和基极间的反相饱和电流集电极电流2.电流分配关系根据传输过程可知IC=ICN+ICBO通常IC>>ICBO为共基极直流电流放大系数。它只与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与外加电压无关。一般=0.90.99。IE=IB+IC放大状态下BJT中载流子的传输过程是共射极直流电流放大系数。同样，它也只与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与外加电压无关。一般>>1。根据IE=IB+ICIC=ICN+ICBO2.电流分配关系则3.三极管的三种组态共集电极接法，集电极作为公共电极。共基极

5、接法，基极作为公共电极；共发射极接法，发射极作为公共电极；BJT的三种组态共基极放大电路4.放大作用若vI=20mV电压放大倍数使iE=-1mA，则iC=iE=-0.98mA，vO=-iC•RL=0.98V，当=0.98时，综上所述，三极管的放大作用，主要是依靠它的发射极电流能够通过基区传输，然后到达集电极而实现的。实现这一传输过程的两个条件是：（1）内部条件：发射区杂质浓度远大于基区杂质浓度，且基区很薄。（2）外部条件：发射结正向偏置，集电结反向偏置。2.1.3BJT的V-I特性

6、曲线iB=f(vBE)vCE=const(2)当vCE≥1V时，vCB=vCE-vBE>0，集电结已进入反偏状态，开始收集电子，基区复合减少，同样的vBE下IB减小，特性曲线右移。(1)当vCE=0V时，相当于发射结的正向伏安特性曲线。1.输入特性曲线（以共射极放大电路为例）共射极连接饱和区：iC明显受vCE控制的区域，该区域内，一般vCE＜0.7V(硅管)。此时，发射结正偏，集电结正偏或反偏电压很小。iC=f(vCE)iB=const2.输出特性曲线输出特性曲线的三个区域:截止区：iC接近零

7、的区域，相当iB=0的曲线的下方。此时，vBE小于死区电压。放大区：iC平行于vCE轴的区域，曲线基本平行等距。此时，发射结正偏，集电结反偏。2.1.3BJT的V-I特性曲线（1）共发射极直流电流放大系数=（IC－ICEO）/IB≈IC/IBvCE=常数1.电流放大系数2.1.4BJT的主要参数与iC的关系曲线（2）共发射极交流电流放大系数=IC/IBvCE=常数1.电流放大系数（3）共基极直流电流放大系数=（IC－ICBO）/IE≈IC/IE（4）共基极交流电流放大系数αα=IC/

8、IEvCB=常数当ICBO和ICEO很小时，≈、≈，可以不加区分。2.1.4BJT的主要参数2.极间反向电流（1）集电极基极间反向饱和电流ICBO发射极开路时，集电结的反向饱和电流。2.1.4BJT的主要参数（2）集电极发射极间的反向饱和电流ICEOICEO=（1+）ICBO2.1.4BJT的主要参数2.极间反向电流（1）集电极最大允许电流ICM（2）集电极最大允许功率损耗PCMPCM=ICVCE3.极限参数2.1.4BJT的主要参数3.极限参数2.1.4BJT的主要参数（