半导体三极管及放大电路基础-模电讲义讲义.ppt

《半导体三极管及放大电路基础-模电讲义讲义.ppt》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、3-1半导体三极管（BJT）3.1.1BJT的结构简介在一块半导体基片上制作两个相关的PN结而成的BJT(晶体管)PNP型和NPN型。小、中、大功率管，低、高频管.3半导体三极管及放大电路基础制造时满足内部条件:发射区参杂浓度高,基区和集电区参杂低,基区薄,集电区面积比发射区大。发射极箭头方向表示晶体管的发射结正向偏置时，管子发射极电流的实际流向。晶体管有两个结：发射结和集电结。3个区：发射区、基区、集电区。3个极：发射极、基极、集电极。3.1.2BJT的电流分配及放大作用1.内部载流子的传输过程晶体管的放大作用是通过内部载流子的传输和控制作用实现的，即发射区向基区注入

2、载流子，基区传输和控制载流子，集电区收集载流子。为此，必须满足内部及外部条件。内部条件：发射区掺杂多，载流子浓度高；基区掺杂少载流子浓度低而且薄；集电结面积大。外部条件：发射结正向偏置，集电结反向偏置。图3.1.4表示NPN管的一种接法，叫做共基连接，其中VCC>VEE，并满足上述两个条件。以图3.1.4(a)为例说明内部载流子的传输过程。ICBO(1)发射区向基区注入电子过程发射结正向偏置，扩散大于漂移，形成发射极电流IE。(2)复合与扩散过程大部分电子扩散到集电结，只有很少一部分电子与基区中的空穴复合，形成基极复合电流IBN。（这里为使基区空穴浓度不变，复合掉的空穴由电源VE

3、E补充）(3)收集过程由于集电结反向偏置，扩散到集电结的电子很快漂移到集电区，形成集电极电流ICN。此外，集电结两边原来的少数载流子，在集电结反偏下，漂移形成反向饱和电流ICBO，其值很小。ICBO2.电流分配关系发射极的总电流与发射结的电压成指数关系(3.1.1)共基电流放大系数,(3.1.2)(3.1.3)由此可导出(3.1.4)称为共射电流放大系数，一般为几十至几百。3.放大作用则输出变化电压电压增益综上所述，可以归纳下面两点：（1）BJT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。为了保证这一传输过程，必须满足外部和内部条件。内部条件

4、:发射区的杂质浓度远大于基区，基区厚度小。外部条件:发射结要正向偏置，集电结反向偏置。（2）BJT各电极间的电流之间有确定的分配关系只要输入电流给定了，输出电流和输出电压便基本确定了。它是通过电流的控制作用来实现放大的，表征这种控制作用的参数是电流放大系数和。4.共射极连接方式构成放大电路时,晶体管3个电极中，一个作为放大电路输入端,一个作为输出端,另一个作为输入、输出回路公共端。根据输入、输出回路公共端的不同，BJT放大电路有3种基本接法(或组态)：共射、共集、共基。共基：e—入，c—出，b—公共;共射：b—入，c—出，e—公共;共集：b—入，e—出，c—公共特点(1)

5、具有电流放大作用输入变化信号引起的相应基极电流和集电极电流的变化量的比值为(2)具有电压放大作用(3)反相放大输出电压vo与输入电压vi反相,即相位相差180º。3.1.3特性曲线3.1.4主要参数1.电流放大系数和2.极间反向电流其值很小,但与温度有关。3.极限参数作业3.1.13.1.23.1.33.1.43.2共射极放大电路(4)电源、电路参数的选择，应保证电路有一个合适的静态工作点。放大电路的构成原则:(1)电源VCC的极性应保证T的发射结正向偏置，集电结反向偏置而处于放大状态。(2)输入回路的接法，使输入信号vi加到放大电路的输入端并能产生相应的变化电流ib。(3)输

6、出回路的接法，使输出信号vo几乎无衰减地加到负载上。放大电路的主要性能指标第一类指标为输入信号幅值一定，频率一定时的指标，适用于低频小信号的场合。1.放大倍数(增益)放大倍数又叫增益，是衡量放大电路放大能力的指标。定义为输出与输入变化量之比。有４种，常用的有：电压放大倍数电流放大倍数2.输入电阻它是衡量放大电路对信号源影响程度的指标。其值越大，放大电路从信号源索取的电流越小，对信号源影响就越小。3.输出电阻其值越小，接入负载RL后，Ｖo下降越小。带负载能力越强。第二类指标为输入信号Vs幅值一定，频率改变时的指标。适用于输入为小信号，但频率变化范围较宽的场合。4.频率响应及带宽1)

7、用分贝表示增益电压增益=20lgdB电流增益=20lgdB2)频率响应及带宽放大电路存在电抗性元件，放大倍数要随信号频率变化。在中间一段频率范围内，放大倍数基本不变。叫做中频放大倍数，记作Avm。放大倍数下降到0.707Avm(3dB)所对应的高、低频率，分别叫做上限截止频率fH及下限截止频率fL,，见下图。带宽为通常有故有对于直接耦合(直流放大)放大电路的下限截止频率为零,其频率响应如图1.2.8所示。3）频率失真第三类指标为输入信号频率不变，幅