半导体三极管及其放大电路课件

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1、《电子技术》第2章半导体三极管及其放大电路本章主要内容：2.1半导体三极管2.2放大电路的基本工作原理2.3放大电路的图解分析法2.4放大电路的微变等效分析法2.5多级放大电路2.6本章小结2.1半导体三极管2.1.1三极管的结构2.1.2三极管的工作条件和基本组态2.1.3三极管的电流分配关系和电流放大作用2.1.4三极管的伏安特性曲线2.1.5三极管的主要参数2.1.6三极管的命名与检测2.1.7特殊三极管简介2.1.1三极管的结构一、三极管的基本结构它是通过一定的制作工艺，将两个PN结结合在一起的器件，两个PN结相互作用，使三极管成为一个具有控制电流作用的半导体器件。其结

2、构模型及电路符号图2-1。三极管可以用来放大微弱的信号和作为无触点开关。图2-1三极管的结构模型和符号从图2-1中可以看出，一个三极管的基本结构包括：三个区（发射区、集电区、基区）、两个PN结（集电结、发射结）、三个电极（基极B、发射极E、集电极C）。三极管制作时，通常它们的基区做得很薄，且掺杂浓度低；发射区的杂质浓度则很高；集电区的面积则比发射区做得大，这是三极管实现电流放大的内部条件。2.1.1三极管的结构二、三极管的分类(1)按材料可分为:硅管和锗管两类。一般情况下，NPN型多为硅管，PNP型多为锗管。（2）按工作频率高低可分为：低频管（3MHz以下）和高频管（3MHz以

3、上）两类。（3）按照功率可分为：大、中、小功率管等。（4）根据特殊性能要求，又分为：开关管、低噪声管、高反压管等等。2.1.1三极管的结构三、三极管的常见外形图2-2常见的三极管外形2.1.1三极管的结构一、三极管的工作条件三极管要实现放大作用必须满足的条件是：内部条件：发射区掺杂浓度最高，基区掺杂浓度低且很薄，集电结面积大。外部条件：外加电压使发射结处于正向偏置，集电结处于反向偏置。2.1.2三极管的工作条件和基本组态二、三极管的基本组态按信号输入和输出回路公共端的不同，放大电路有3种不同的组态如图2-3所示。2.1.2三极管的工作条件和基本组态图2-3放大电路的3种基本组态

4、2.1.2三极管的工作条件和基本组态（以NPN形三极管为例分析）一、三极管内部载流子的传输过程在一定外加电压作用下，三极管内部载流子的运动规律及电流分配关系如图2-4所示。2.1.3三极管的电流分配关系和电流放大作用图2-4三极管内部载流子运动及各极电流ICBOINIr→（1）发射区的多数载流子向基区扩散—形成发射极电流IE。（2）自由电子在基区与空穴复合—形成基极电流IB。（3）集电区收集从发射区扩散过来的自由电子—形成集电极电流IC。2.1.3三极管的电流分配关系和电流放大作用说明：在外加电压的作用下，发射区的多数载流子（自由电子）扩散到基区后，一部分与基区多数（空穴）复合

5、形成的基极电流IB，大部分被送到集电结边缘被集电区吸收形成电流IC，被吸收和被复合的载流子数量之比是一确定的值（β），该值大小主要取决于基区的厚度和基区的掺杂（空穴）浓度，三极管制成后，这个比值（β）是一确定值。与外加电压基本无关。2.1.3三极管的电流分配关系和电流放大作用二、三极管的电流分配关系（1）IC与IE的关系称为共基极直流电流放大系数，是小于1且接近于1的值，一般为0.9-0.99。2.1.3三极管的电流分配关系和电流放大作用（2）IC与IB的关系称为共发射极直流电流放大系数，一般远远大于1。或2.1.3三极管的电流分配关系和电流放大作用（3）三极电流间的关系根据基

6、尔霍夫电流定律有：IE=IB+IC或IE=IB+IC=（1+β）IB若考虑集电结反向饱和电流ICBO的影响，各极电流关系为：IC=（1+β）ICBO=ICEO（称为集电结穿透电流），则：IC=IB+（1+β）ICBO=IB+ICEO2.1.3三极管的电流分配关系和电流放大作用图2-4ICEO的形成2.1.3三极管的电流分配关系和电流放大作用结论：（1）要使三极管具有放大作用，发射结必须正向偏置，而集电结必须反向偏置。（2）一般有β>>1；通常认为。（3）三极管的电流分配及放大关系式为：IE=IC+IBIC=βIB2.1.3三极管的电流分配关系和电流放大作用三、三极管的电流放大作

7、用原理电路如图2-6所示，三极管放大电路放大的对象是变化量。通过实验可知△Ic和△Ie的比值为一定值，称该定值为共发射极交流放大系数，用β表示，即：2.1.3三极管的电流分配关系和电流放大作用工程计算上，一般有可认为交流电流放大系数与直流放大系数近似相等，即：2.1.3三极管的电流分配关系和电流放大作用↓△IE图2-5晶体三极管放大电路原理图2.1.3三极管的电流分配关系和电流放大作用所谓放大作用，是指输入一个较小的变化量，输出一个较大的变化量。三极管的电流放大作用表现在：由基极电流的较小变