实用电工电子技术教程 艾建春 第05章

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1、三极管及实用放大电路基础第五章半导体三极管具有放大作用；放大是指在输入信号的作用下，利用有源器件的控制作用，将直流电源提供的部分能量转换为与输入信号成比例的输出信号。放大电路的实质是一个受输入信号控制的能量转换器。本章先介绍晶体三极管和场效应管的结构、工作原理、特性曲线和主要参数，然后分析三极管的基本放大电路，并由此讨论三极管构成的集成运算放大器。内容提要5.1晶体三极管通过一定的工艺手段将两个PN结生成在同一片半导体芯片内，即构成晶体三极管。根据结构不同，晶体三极管有NPN、PNP二种类型。图5-1三极管的结构示意图5.1.1晶体三极

2、管的工作原理1.三极管的图形符号及电极命名:基极集电极发射极NPNPNP基极集电极发射极图5-2三极管的图形符号(a)塑封管；(b)超小型管；(c)小功率管；(d)大功率管常见三极管的外形图图5-3三极管的外形图5.1.1晶体三极管的工作原理（二）２．三极管的基本分类：（１）按材料分：　　　硅管　　锗管（２）按工作频率分：高频　中频　低频（３）按PN结结构分：NPNPNP（４）按功率分：大功率　中功率　小功率5.1.1晶体三极管的工作原理（三）３．衡量三极管电流放大能力的重要性能指标—电流放大系数β值三极管共发射极

3、电路的直流放大系数三极管放大器的原理实验EWB仿真实验ewb实验-三极管放大ewb实验-三极管放大ewb实验-三极管放大ewb实验-三极管放大三极管放大器实验结论Ib（μA）71.61188.741.9730.53----Ic（mA）9.81324.394.2063.055----Ie（mA）9.88624.584.2443.083----三极管电流测量数据表结论⑴：Ie=Ic+Ib；Ib<>IB(2)(2)基极电

4、流IB增大时,集电极电流IC也随之增大。我们把IC与IB的比值叫做三极管的直流电流放大系数,用β表示三极管放大器的电流放大(3)当IB有微小变化时，IC即有较大的变化。例如：当IB由71.6μA变到188.7μA时，集电极电流IC则由9.813mA变为24.39mA。这时基极电流IB的变化量为ΔIB=188.7-71.6=0.12mA而集电极电流的变化量为ΔIC=24.39-9.813=14.58mA电流放大系数这种用基极电流的微小变化来使集电极电流作较大变化的控制作用，就叫做三极管的电流放大作用。我们把集电极电流变化量ΔIC和

5、基极电流变化量ΔIB的比值，叫做三极管交流放大系数，用β表示,即：β=ΔIC/ΔIB=14.58/0.12=121.48。在工程计算时可认为≈β。5.1.1晶体三极管的工作原理(四)4.穿透电流ICEO—衡量三极管质量的主要性能指标5.1.2晶体三极管的特性曲线(一)1.NPN型硅三极管共发射极电路输入特征曲线IB5.1.2晶体三极管的特性曲线(二)NPN型硅三极管共发射极电路输出特征曲线UceICUceICUce【例5-1】图5-4为硅三极管在工作时实测的各极对地电压值。试根据各极对地电压判断三极管的工作状态。图5-4各硅管各极对地

6、实测电压值UBE=1.7V–1V=0.7V>0UBC=1.7V–1.3V=0.4V>0NPN型硅管,工作在饱和状态UBE=0.7V>0UBC=0.7V–3V=-2.3V<0NPN型硅管,工作在放大状态UBE=0.5V-1.5V=-1V<0UBC=0.5V–6V=-5.5V<0NPN型硅管,工作在截止状态UBE=-1.7V+1V=-0.7V<0UBC=-1.7V+3V=1.3V>0PNP型硅管,工作在放大状态5.1.3晶体三极管的主要参数(1)1．电流的放大系数（1）共发射极电流放大系数。直流电流放大系数:定义为三极管的集电极电流IC与基

7、极电流IB之比，即：5.1.3晶体三极管的主要参数(2)(2)交流电流放大系数β:定义为集电极电流的变化量Ic与基极电流的变化量IB之比，即：II5.1.3晶体三极管的主要参数(3)（2）共基极电流放大系数。以三极管的基极作为输入、输出回路的公共端称为共基极电路。在共基极电路中，三极管电极电流IC与发射极电流IE之比定义为共基极电路，直流电流放大系数，即：5.1.3晶体三极管的主要参数(4)2．极间反向电流ICBO和ICEOICBO为发射极开路时集电极和基极之间的反向饱和电流。ICEO为基极开路时集电极直通到发射极的电流（穿透电流）

8、。ICEO=(1+β)ICBO5.1.3晶体三极管的主要参数(5)3．极限参数:极限参数是指三极管工作时允许的各个最大值。（1）集电极最大允许电流ICM.（2）集电极最大允许功率损耗PCM。（3）反向击穿电