电路与模拟电子技术 卜锡滨 第5章 半导体三极管电路

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1、第5章半导体三极管电路主要内容：半导体三极管的识别、检测和使用，半导体三极管放大电路及放大电路的应用，并介绍场效应管及其放大电路教学重点：共射放大电路的计算教学难点：共射放大电路的计算5.1半导体三极管5.2基本放大电路5.3其他形式的放大电路5.4放大电路的应用5.1半导体三极管5.1.1三极管的结构及特点1.三极管的结构（a）NPN型原理图（b）NPN型图形符号（c）PNP型原理图（d）PNP型图形符号两个PN结、三个区、引出三个电极，加上外壳封装，就构成一个三极管。三极管内部三个区分别称为：集电区、基区和发射区。与集电区相连接的PN结称为集电结，与发射区相连接的P

2、N结称为发射结。三个区的电流关系是：2.常用三极管的特点（1）低频小功率三极管（2）低频大功率三极管（3）高频小功率三极管（4）高频大功率三极管（5）超高频三极管（6）开关三极管（7）差分对管（8）达林顿管（9）光电三极管5.1.2三极管的伏安特性及主要参数1.三极管伏安特性（1）输入特性输入特性曲线在UCE≥1V后几乎重合，且IB基本上由UBE确定。它和二极管的伏安特性曲线近似，也有一段死区，只有UBE大于死区电压时，才有基极电流IB，三极管也才能导通，具有电流放大作用。三极管导通时，硅管的发射结压降UBE一般取0.7V，锗管的发射结压降UBE一般取0.3V。（2）输

3、出特性在基极电流IB为常数时，集电极电流IC与集电极、发射极电压UCE之间的关系曲线，如图所示。输出特性曲线可分为三个区：截止区、放大区、饱和区，分别对应截止状态、放大状态、饱和状态。当三极管作放大元件时，必须工作在放大区，要求：发射结正偏，集电结反偏，此时集电极电流IC受基极电流IB控制。若三极管作开关元件，则必须工作在截止区与饱和区。2.三极管主要参数（1）电流放大系数和β是三极管共发射极连接时的直流电流放大系数，定义为：β是三极管共发射极连接时的交流电流放大系数，它是集电极电流变化量△IC与基极电流△IB的比值，即：（2）穿透电流ICEOICEO是当三极管基极开路

4、时，集电极与发射极之间的电流，它受温度影响很大，ICEO小的管子温度稳定性好（3）集电极最大允许电流ICM三极管的集电极电流IC增大时，其β值将减小，当由于IC的增加使β值下降到正常值三分之二时的集电极电流，称为集电极最大允许电流ICM（4）集电极最大允许耗散功率PCMPCM是三极管集电结上允许的最大功率损耗，（5）反向击穿电压U(BR)CEOU(BR)CEO是三极管基极开路时，集电极与发射极之间的最大允许电压（6）特征频率：指β下降到1时三极管的工作频率3.三极管的工作状态三极管工作时有三种状态，即截止状态、放大状态和饱和状态（以NPN为例）截止状态放大状态饱和状态当

5、IB≤0时，IC≤ICEO，三极管相当于开路，电源电压VCC几乎全部加在三极管的集电极和发射极两端。IB从0逐步增大，IC也按一定比例增加，微弱的IB的变化能引起IC较大幅度的变化，三极管起电流放大作用。IC不再随IB的增加而增大，管子两端压降(UCE)很小，电源电压VCC几乎全部加在集电极电阻RC上返回5.2基本放大电路5.2.1基本放大电路的组成1.电路组成2.各元件作用（1）三管极V是放大电路的核心元件，它在电路中起电流放大作用，它的工作状态决定了放大电路能否正常工作；（2）集电极直流电源VCC：为集电结提供反向偏置，同时，还为输出信号提供能源。VCC一般为几伏至

6、几十伏；（3）集电极负载电阻RC：它将三极管集电极电流的变化转变为电压变化，以实现电压放大；RC的阻值一般为几千欧。（4）基极偏置电阻RB：为三极管发射结提供正向偏置，产生一个大小合适的基极直流电流IB；RB一般为几十千欧至几百千欧。（5）耦合电容C1和C2：C1和C2一方面起隔直作用，利用C1隔断放大电路与信号源之间的直流通路；利用C2隔断放大电路和负载RL之间的直流通路；另一方面又起耦合交流作用，使信号源提供的交流信号能畅通地送入放大电路。C1和C2一般选用电解电容器，电容量为几十微法。3.工作原理将放大的交流信号ui加在放大电路的输入端两点之间。由于C1的通交流作

7、用，可以认为ui直接加在三极管V的基极和发射极之间，引起基极电流IB作相应的变化，通过V的电流放大作用，V的集电极电流IC也将变化，IC的变化使RC上产生相应的电压变化，从而引起V的集电极和发射极之间的电压uCE变化，uCE中的交流分量uce经过C2畅通地传送给负载RL，成为输出交流电压uo。只要电路参数选择得合适，就可使uo的幅值远大于ui的幅值，实现了电压放大作用。上述过程可归纳为：5.2.2静态分析无输入信号（ui＝0）时的电路状态称为静态，此时只有直流电源VCC加在电路上，三极管各极电流和各极之间的电压都是直流量，分别用IB、IC