三极管及放大电路基础

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1、第二章三极管及放大电路基础重点：1.了解三极管的基本构造、工作原理和特性曲线，理解主要参数的意义；2.理解三极管的电流分配和电流放大作用；3.会判断三极管的工作状态。4.掌握各类三极管放大电路的分析方法:(1)静态的工作点估算法;(2)动态的微变等效电路分析法,即AV、ri和ro的计算方法。（1-2）§4.1半导体三极管简介——晶体三极管,双极型晶体管(BipolarJunctionTransistor,简称BJT)BECNNP基极发射极集电极NPN型PNP型一.基本结构——三层半导体,两个PN结。PNP集电极

2、基极发射极BCE集电结c集电结c结发射结e发射结e结（1-3）基区：最薄，掺杂浓度最低发射区：掺杂浓度最高BECNNP基极发射极集电极结构特点：集电区：面积最大（1-4）BECNPN型三极管BECPNP型三极管二.图形符号BECNNP基极发射极集电极BECPPN基极发射极集电极（1-5）三.三极管的三种连接方式共集电极接法:集电极作为输入输出公共端,用CC表示。共基极接法:基极作为输入输出公共端,用CB表示；共发射极接法:发射极作为输入输出公共端,用CE表示；cbe输入输出ebc输入输出ebc输入输出（1-6）

3、四.电流放大原理(以NPN管共e极为例)IC+VCE-VBERBIBECEBRCBECIE+-BECNNPEBRBECRC若:VC>VB>VE,e结正偏,c结反偏则电路特点：IE=IC＋IB—:直流电流放大系数:交流电流放大系数三极管处在放大状态时,二者的数值近似相等。因此,在以后的计算中,一般取：—≈三极管具有放大电流作用的外部条件是:电流变化量发射结正偏,集电结反偏。（1-7）BECNNPEBRBEC三极管内部载流子的运动规律IE因发射结正偏，发射区电子向基区扩散，从EB、EC“－”补充电子，形成I

4、E进入P区的电子少部分与基区的空穴复合，被EB“+”吸引，形成IB因PN结反偏，C旁边的电子漂移进入集电区而被EC“+”收集，形成ICIBIC多数扩散到集电结旁边。三极管具有放大电流作用的内部条件是：基区的厚度及其掺杂浓度。（1-8）五.开关特性(以NPN管共e极为例)IC+VCE-VBERBIBECEBRCBECIE+-BECNNPEBRBECRC(1)当VB>VC>VE,e结正偏,c结正偏则电路特点：VCE≈0,IB＞IC——无电流放大作用,称为饱和状态这时三极管CE端相当于接通。原因:VCE小,收集电子

5、的能力不够强。(2)当VC>VE>VB,e结反偏,c结反偏:则电路特点：IB≈0,IC≈0,VCE≈EC——无电流放大作用,称为截止状态这时三极管CE端相当于断开。原因:VBE＜0,VBC＜0。（1-9）IB(A)VBE(V)80604020硅管VBE0.6~0.7V锗管VBE0.2~0.3V——放大状态死区电压：硅管0.5V锗管0.2V放大状态时:VBE越大,IB越大六.特性曲线(以NPN管共e极为例)1、输入特性(IBVBE/VCE=constant)当VCE≥1V时：硅管VBE0.7V,锗管VB

6、E0.3V——饱和状态75℃25℃ICVCEVBERBIBECEBRCBECIEVBE死区电压:——截止状态（1-10）2、输出特性(ICVCE/IB=constant)ICVCEVBERBIBECEBRCBECIE原因：(1)当uCE=0V时，因集电极无收集作用，iC=0。(2)uCE↑→Ic↑。(3)当uCE＞1V后,收集电子的能力足够强。这时,发射到基区的电子都被集电极收集,形成iC。所以uCE再增加,iC基本保持不变。同理，可作出iB=其他值的曲线。从输出特性上如何求或？IB=60AIC(m

7、A)4321VCE(V)36912020A80A100A40AICEO饱和区截止区放大区（1-11）特点:VCE≤硅0.3(锗0.1)V≈0,IB＞IC,(1)饱和区:IB=60AIC(mA)4321VCE(V)36912020A80A100A40A饱和区ICVCEVBERBIBECEBRCBECIE3、三极管的工作状态及其判断方法三极管可工作在三个区域：饱和区、截止状区、放大区VCE≤VBE区域,发射结e正偏,集电结c正偏。（1-12）如何判断是否饱和？方法1:若VB＞VC＞VE且VCE≈

8、0方法2:IB≥ICS三极管可靠饱和特点：VCE≈0,IB＞IC，本图中：其中：ICS为VCE≈0的IC这时三极管C、E端相当于:一个接通的开关。CEECRCICVCEICVCEVBERBIBECEBRCBECIE（1-13）(2)截止区：VBE≤0,IB≤0区域,发射e结反偏,集电c结反偏特点:VBE＜死区电压,IB≤0≈0,IC≤ICEO≈0,IB=60AIC(mA)4321