半导体三极管及其放大电路基础

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1、模拟电子技术基础电子教案V1.0陈大钦主编华中科技大学电信系邹韬平3半导体三极管及其放大电路基础3.1半导体三极管3.2共发射极放大电路3.3放大电路的基本分析方法3.4放大电路静态工作点的稳定问题3半导体三极管及其放大电路基础3.5共集电极放大电路和共基极放大电路3.6放大电路的频率响应3.1半导体三极管3.1.1三极管的结构3.1.2三极管的工作原理3.1.3三极管的伏安特性曲线3.1.4三极管的主要参数图3.1.1几种三极管的外形3图3.1.2NPN三极管的结构和符号3.1.1三极管的结构3.1半导体三极管1.NPN三极管

2、(c)NPN管的符号(a)NPN管的结构示意图(b)NPN管的管芯结构剖面示意图4图3.1.3PNP三极管的结构和符号3.1半导体三极管2.PNP三极管3.1.1三极管的结构(a)PNP管的符号(b)PNP管的结构示意图5图3.1.4三极管内部载流子的传输过程1.三极管内部载流子的传输过程3.1.2三极管的工作原理3.1半导体三极管发射结加正偏电压集电结加反偏电压(1)发射区向基区注入载流子(2)载流子在基区扩散与复合(3)集电区收集载流子ICN注意：少数载流子的漂移运动ICBO6(a)共基极(b)共发射极(c)共集电极图3.1

3、.5BJT的三种连接方式（或称为三种组态）3.1.2三极管的工作原理2.三极管的电流分配关系注意：无论是哪种连接方式，要使三极管有放大作用，都必须保证发射结正偏、集电结反偏，则三极管内部载流子的运动和分配过程，以及各电极的电流将不随连接方式的变化而变化。电流传输关系:输出端电流与输入端电流之间的关系。7(1)共基极组态的电流传输关系3.1.2三极管的工作原理2.三极管的电流分配关系定义为共基极直流电流放大系数图3.1.5BJT的三种连接方式图3.1.4三极管内部载流子的传输过程注意:的数值仅与三极管的几何尺寸和掺杂浓度有关。显然

4、<1，一般在0.9~0.99之间。8(2)共发射极组态的电流传输关系3.1.2三极管的工作原理2.三极管的电流分配关系将IE＝IC+IB代入式图3.1.5BJT的三种连接方式令为共射极直流电流放大系数注意:的数值也仅与三极管的几何尺寸和掺杂浓度有关。一般在50~300之间。ICEO称为穿透电流（为基极开路时，集电极与发射极之间的反向饱和电流）9图3.1.7共射极连接时的输入特性曲线1.共发射极连接时的特性曲线(1)输入特性曲线3.1.3三极管的伏安特性曲线3.1半导体三极管图3.1.6共发射极连接10图3.1.8共射极连接时的输

5、出特性曲线1.共发射极连接时的特性曲线(2)输出特性曲线3.1半导体三极管图3.1.6共发射极连接3.1.3三极管的伏安特性曲线112.温度对三极管特性的影响3.1半导体三极管3.1.3三极管的伏安特性曲线图3.1.9温度对三极管输出特性的影响(1)温度对VBE的影响(2)温度对ICBO的影响(3)温度对的影响温度每升高1℃，vBE减小2mV~2.5mV。温度每升高10℃，ICBO约增加一倍温度每升高1℃，值约增大0.5%~1%。当温度升高时，VBE将减小，ICBO、ICEO、都将增大，使输出特性曲线上移，而各条曲线间的距

6、离加大，如图3.1.9中的虚线所示。123.1.4三极管的主要参数3.1半导体三极管1.电流放大系数(1)共发射极直流电流放大系数(2)共发射极交流电流放大系数(3)共基极直流电流放大系数(4)共基极直流电流放大系数2.极间反向电流(1)集电极－基极反向饱和电流ICBO(2)集电极－发射极反向饱和电流ICEO3.极限参数133.1.4三极管的主要参数3.1半导体三极管3.极限参数(1)集电极最大允许电流ICM(2)集电极最大允许耗散功率PCM(3)反向击穿电压图3.1.10三极管的极限损耗线V(BR)EBOV(BR)CB

7、OV(BR)CEO143.2共发射极放大电路3.2.1共射极放大电路的组成3.2.2放大电路的两种工作状态1.静态2.动态153.2.1共射极放大电路的组成3.2共发射极放大电路图3.2.1共射极放大电路1.电路组成163.2.1共射极放大电路的组成3.2共发射极放大电路图3.2.1共射极放大电路2.工作原理图3.2.4基本共射极放大电路的波形图17图3.2.2共射极放大电路习惯画法3.2.1共射极放大电路的组成3.2共发射极放大电路图3.2.1共射极放大电路3.习惯画法18静态图3.2.3图3.2.2电路的直流通路3.2.2

8、放大电路的两种工作状态3.2共发射极放大电路图3.2.2共射极放大电路习惯画法3.2.5图3.2.2电路的交流通路动态1.静态:当vi＝0时，放大电路处于静态或直流工作状态(静态工作点Q)。2.动态:当有正弦输入信号时，电路将处在动态工作情况。191.静态近似计