晶体管放大电路基础

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1、晶体管放大电路基础第六章第六章晶体管放大电路基础6.1放大电路的基本概念6.2双极型晶体三极管及其电路模型6.3双极型晶体三极管放大电路6.4场效应晶体三极管6.5场效应管放大电路6.6多级放大电路6.7功率放大电路6.8放大电路中的负反馈6.1放大电路的基本概念放大的对象：变化量放大的本质：能量的控制放大的特征：功率放大放大的基本要求：不失真，放大的前提判断电路能否放大的基本出发点6.1.1线性受控电源模型受控电源是另一类电源模型，它的输出端具有理想电源的特征，但其参数却受到电路中其他变量的控制。受控电源是为了描述电子器件的特性而提出的电路元件模型。按照受控电源输

2、出端表现的电压源特性或电流源特性，以及控制其参数的变量为电压或电流，受控电源共分4种：电压控制电压源VCVS；电压控制电流源VCCS；电流控制电压源CCVS；电流控制电流源CCCS。受控电源的符号与特性电压控制电压源VCVS控制方程电流控制电压源CCVS为电压传输（放大）系数，无量纲。r为转移电阻，电阻量纲。受控电源的符号与特性电压控制电流源VCCS控制方程电流控制电压源CCVSg为转移电导，电导量纲。为电流传输（放大）系数，无量纲。6.1.2放大电路技术指标指标1)放大倍数：输出量与输入量之比电压放大倍数是最常被研究和测试的参数信号源信号源内阻输入电压输出电压

3、输入电流输出电流任何放大电路均可看成为二端口网络。2)输入电阻和输出电阻将输出等效成有内阻的电压源，内阻就是输出电阻。空载时输出电压有效值带RL时的输出电压有效值输入电压与输入电流有效值之比。从输入端看进去的等效电阻3)频带范围（通频带）4)最大不失真输出电压Uom：交流有效值。由于电容、电感及半导体器件PN结的电容效应，使放大电路在信号频率较低和较高时电压放大倍数数值下降，并产生相移。衡量放大电路对不同频率信号的适应能力。下限频率上限频率6.2双极型晶体管三极管及其电路模型又称半导体三极管、晶体三极管，或简称晶体管。(BipolarJunctionTransist

4、or)三极管的外形如下图所示。三极管有两种类型：NPN型和PNP型。主要以NPN型为例进行讨论。图1.3.1三极管的外形小功率管中功率大功率为什么有孔？6.2.1晶体管的结构及类型常用的三极管的结构有硅平面管和锗合金管两种类型。图1.3.2a三极管的结构(a)平面型(NPN)(b)合金型(PNP)NecNPb二氧化硅becPNPe发射极，b基极，c集电极。发射区集电区基区图1.3.2(b)三极管结构示意图和符号NPN型ecb符号集电区集电结基区发射结发射区集电极c基极b发射极eNNP集电区集电结基区发射结发射区集电极c发射极e基极bcbe符号NNPPN图1.3.2©

5、三极管结构示意图和符号(b)PNP型6.2.2晶体管的电流分配及放大原理以NPN型三极管为例讨论cNNPebbec表面看三极管若实现放大，必须从三极管内部结构和外部所加电源的极性来保证。不具备放大作用三极管内部结构要求：NNPebcNNNPPP1.发射区高掺杂。2.基区做得很薄。通常只有几微米到几十微米，而且掺杂较少。三极管放大的外部条件：外加电源的极性应使发射结处于正向偏置状态，而集电结处于反向偏置状态。3.集电结面积大。becRcRb一、晶体管内部载流子的运动IEIB发射结加正向电压，扩散运动形成发射极电流发射区的电子越过发射结扩散到基区，基区的空穴扩散到发射区

6、—形成发射极电流IE(基区多子数目较少，空穴电流可忽略)。2.扩散到基区的自由电子与　空穴的复合运动形成基极　电流电子到达基区，少数与空穴复　合形成基极电流Ibn，复合掉的　空穴由VBB补充。多数电子在基区继续扩散，到达集电结的一侧。晶体管内部载流子的运动becIEIBRcRb3.集电结加反向电压，漂移运动形成集电极电流Ic集电结反偏，有利于收集基区扩散过来的电子而形成集电极电流Icn。其能量来自外接电源VCC。IC另外，集电区和基区的少子在外电场的作用下将进行漂移运动而形成反向饱和电流，用ICBO表示。ICBO晶体管内部载流子的运动简要概括，载流子运动分三个过程：

7、1、电子由发射区向基区的扩散过程，形成发射极电流IE2、电子和空穴在基区的复合，电源补充空穴的过程，形成基极电流IB3、在外电场的作用下集电区收集电子的过程，形成集电极电流ICbecIEIBRcRbbeceRcRb二、晶体管的电流分配关系IEpICBOIEICIBIEnIBnICnIC=ICn+ICBOIE=IEn+IEp=ICn+IBn+IEpIB=IEP+IBN－ICBOIE=IC+IB图1.3.4晶体管内部载流子的运动与外部电流6.2.3晶体管的特性曲线uCE=0VuBE/ViB=f(uBE)UCE=const(2)当uCE≥1V时，uCB=uCE-uB