双极结型三极管及放大电路基础.ppt

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1、4双极结型三极管及放大电路基础4.1半导体三极管4.3放大电路的分析方法4.4放大电路静态工作点的稳定问题4.5共集电极放大电路和共基极放大电路4.2共射极放大电路的工作原理4.6组合放大电路4.7放大电路的频率响应1.掌握BJT的电流分配、放大原理、特性曲线和主要参数；重点3.能熟练地利用图解分析法确定静态工作点，掌握工作点的设置与非线性失真的关系；2.掌握共射、共集电路的组成、工作原理和计算；4.能熟练地应用H参数小信号等效电路计算放大电路的电压增益、输入电阻和输出电阻；5.掌握射极偏置电路的工作原理和静态、动态指

2、标的计算；6.正确理解影响放大电路频率特性的因素，重点掌握放大电路的高频特性；4双极结型三极管及放大电路基础难点1.H参数小信号等效电路的分析和计算；2.放大电路的频率特性及高频响应;3.组合放大电路的分析和计算。4双极结型三极管及放大电路基础4.1半导体三极管4.1.1BJT的结构简介4.1.2放大状态下BJT的工作原理4.1.3BJT的V－I特性曲线4.1.4BJT的主要参数•按频率分：高频管、低频管；•按功率分：小、中、大功率管；•按半导体材料分：硅、锗管；4.1.1BJT的结构简介BJT的类型：•按结构分：NP

3、N和PNP管；4.1.1BJT的结构简介(a)小功率管(b)小功率管(c)大功率管(d)中功率管半导体三极管的结构示意图如图所示。它有两种类型:NPN型和PNP型。4.1.1BJT的结构简介(a)NPN型管结构示意图(b)PNP型管结构示意图(c)NPN管的电路符号(d)PNP管的电路符号集成电路中典型NPN型BJT的截面图4.1.1BJT的结构简介结构特点：•发射区的掺杂浓度最高；•集电区掺杂浓度低于发射区，且面积大；•基区很薄，一般在几个微米至几十个微米，且掺杂浓度最低。三极管的放大作用是在一定的外部条件控制下，通

4、过载流子传输体现出来的。外部条件：发射结正偏集电结反偏4.1.2放大状态下BJT的工作原理1.内部载流子的传输过程发射区：发射载流子集电区：收集载流子基区：传送和控制载流子（以NPN为例）由于三极管内有两种载流子(自由电子和空穴)参与导电，故称为双极型三极管或BJT(BipolarJunctionTransistor)。IC=ICN+ICBOIB=IEP+IBN-ICBO=IEP+IEN-ICN–ICBO=IE-IC放大状态下BJT中载流子的传输过程IE=IEN+IEP2.电流分配关系根据传输过程可知IC=ICN+IC

5、BO通常IC>>ICBO为电流放大系数。它只与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与外加电压无关。一般=0.90.99。IE=IB+IC放大状态下BJT中载流子的传输过程4.1.2放大状态下BJT的工作原理是另一个电流放大系数。同样，它也只与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与外加电压无关。一般>>1。根据IE=IB+ICIC=ICN+ICBO且令ICEO=(1+)ICBO（穿透电流）2.电流分配关系4.1.2放大状态下BJT的工作原理3.三极管的三种组态共集电极接法，集电极作为公共电极，用CC表示。共基极接法，基极

6、作为公共电极，用CB表示；共发射极接法，发射极作为公共电极，用CE表示；BJT的三种组态4.1.2放大状态下BJT的工作原理共基极放大电路4.放大作用若vI=20mV电压放大倍数使iE=-1mA，则iC=iE=-0.98mA，vO=-iC•RL=0.98V，当=0.98时，4.1.2放大状态下BJT的工作原理综上所述，三极管的放大作用，主要是依靠它的发射极电流能够通过基区传输，然后到达集电极而实现的。实现这一传输过程的两个条件是：（1）内部条件：发射区杂质浓度远大于基区杂质浓度，且基区很薄。（2）外部条

7、件：发射结正向偏置，集电结反向偏置。4.1.2放大状态下BJT的工作原理4.1.3BJT的V-I特性曲线iB=f(vBE)vCE=const(2)当vCE≥1V时，vCB=vCE-vBE>0，集电结已进入反偏状态，开始收集电子，基区复合减少，同样的vBE下IB减小，特性曲线右移。(1)当vCE=0V时，相当于发射结的正向伏安特性曲线。1.输入特性曲线（以共射极放大电路为例）共射极连接饱和区：iC明显受vCE控制的区域，该区域内，一般vCE＜0.7V(硅管)。此时，发射结正偏，集电结正偏或反偏电压很小。iC=f(vCE

8、)iB=const2.输出特性曲线输出特性曲线的三个区域:截止区：iC接近零的区域，相当iB=0的曲线的下方。此时，vBE小于死区电压。放大区：iC平行于vCE轴的区域，曲线基本平行等距。此时，发射结正偏，集电结反偏。4.1.3BJT的V-I特性曲线(1)共发射极直流电流放大系数=（IC－ICEO）/IB≈IC/IBvCE=c