电路与模拟电子技术原理 教学课件 作者 胡世昌 第6章2晶体管.ppt

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1、电路与模拟电子技术原理第六章半导体元器件19:43:381第6章半导体元器件6.1从电子管到晶体管6.2半导体6.3半导体二极管6.4晶体管6.5场效应晶体管19:43:3826.4晶体管6.4.1晶体管的基本结构6.4.2晶体管的工作原理6.4.3晶体管的特性6.4.4晶体管的应用19:43:3836.4.1晶体管的基本结构19:43:384晶体管的基本结构（续）晶体管不止是连接在一起的两个二极管→→重要特征：电流放大作用晶体管之所以能够具有电流放大作用，是因为其内部构造上的特点：基区很薄，发射区掺杂浓度高，集电结面积大

2、。19:43:3856.4晶体管6.4.1晶体管的基本结构6.4.2晶体管的工作原理6.4.3晶体管的特性6.4.4晶体管的应用19:43:3866.4.2晶体管的工作原理1．晶体管的放大2．晶体管的饱和3．晶体管的截止4．晶体管的倒置5．晶体管放大电路的三种组态19:43:3871．晶体管的放大如果发射结正偏、集电结反偏，晶体管将处于放大状态IC=βIB上式说明，当发射结正偏、集电结反偏时，IC的值受IB的值控制，或者说，IC放大了IB，这里“放大”的实质是控制。19:43:388晶体管的放大（续）19:43:389晶体管

3、放大状态特征方程已知放大状态特性IC=βIB根据KCLIB+IC=IE得到IE=(1+β)IB由于β值比1大得多，对比可知，在放大状态下，晶体管的IE只比IC大了一点点，实际上二者几乎相等。19:43:3810晶体管的放大（续）集电极电流IC和基极电流IB的比值β，取决于晶体管的内部构造。发射的电子，有多少被复合？有多少到达集电结？取决于结构！19:43:38112．晶体管的饱和19:43:3812晶体管饱和状态特征方程发射结正偏、集电结正偏电压很小时，IC<βIB，晶体管进入饱和状态。IC<βIBIB+IC=IE※饱和※→

4、IC跟不上βIB了，内部载流子运动饱和了19:43:38133．晶体管的截止发射结反偏（或者正偏电压小于PN结的导通电压），集电结反偏时，IE、IB、IC都近似为零，晶体管处于截止状态。晶体管截止状态特征方程IE≈0IB≈0IC≈019:43:38144．晶体管的倒置发射结反偏，集电结正偏时，相当于将发射极与集电极对调使用，称为晶体管的倒置工作状态。倒置工作的晶体管不具有放大作用。倒置工作状态下，增大基极电流，晶体管也能进入饱和状态；减小集电结正偏电压到导通电压以下，晶体管也会截止。倒置工作状态主要应用于集成电路中的特定场合

5、19:43:3815晶体管的的四种工作状态四种工作状态对应的电压电流关系19:43:38165．晶体管放大电路的三种组态作为放大器件，晶体管在模拟电路中的作用，就是把输入信号“放大”为输出信号，如图6-22(a)所示。在电路中，输入信号和输出信号只能用电压量或电流量来表示，而电压和电流的输入和输出必须有两个端点才行，所以电路中的放大器的输入端口和输出端口都必须具有两个端点，如图6-22(b)所示。19:43:3817晶体管放大电路的公共端晶体管只有三个端子，为了实现输入输出信号的接入，必须选择一个端子作为输入和输出端口的公共

6、端，如图6-22(c)所示。19:43:3818晶体管放大电路的三种组态三种组态，即三种连接方式都必须确保发射结正偏、集电结反偏19:43:3819放大状态时晶体管的电流分配关系19:43:38206.4晶体管6.4.1晶体管的基本结构6.4.2晶体管的工作原理6.4.3晶体管的特性6.4.4晶体管的应用19:43:38216.4.3晶体管的特性双端口放大器件的特性可以用输入、输出端口上的电压电流关系来表示。Au=uo/uiAi=io/iiRi=ui/iiRo=uo/io……19:43:3822怎样描述晶体管的特性1．晶体管

7、的电流控制特性2．晶体管的电压控制特性3．晶体管的共发射极输出特性4．晶体管的极限参数19:43:38231．晶体管的电流控制特性晶体管最重要的特性，就是基极电流对集电极电流的控制作用。IC=βIB请根据KCL（IB+IC=IE）推导β和α的关系。19:43:38242．晶体管的电压控制特性UCE对IB的影响UCE对IB的影响UCE增加，IB减小随着UCE的增加，输入特性曲线右移UCE增加到1V以上，IB基本上不再右移。19:43:3825晶体管电压对电流的控制输入特性的定义为其他电流受电压的控制关系19:43:3826电压

8、控制电流的放大器件IC随UCE的增加而线性增大，随UBE的增加而指数增大，说明IC受UBE的影响更明显，所以，晶体管不仅可以看成是一个电流控制电流的放大器件（IC=βIB），还可以看成是一个电压控制电流（UBE控制IC）的放大器件，只不过电流控制电流的关系是线性关系，而电压控制电流的关系是