双极型晶体管及其基本放大电路.pdf

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1、第三章双极型晶体管及其基本放大电路郭圆月2014年10月9日本章主要内容§3.1双极型晶体管§3.2BJT基本放大电路直流分析方法§3.3BJT基本放大电路交流分析方法§3.4三种组态放大器的中频特性§3.5单级共发放大器的频率特性§3.6多级放大电路线性电子2§3.1双极型晶体管1.结构与功能2.放大工作原理3.Ebers-Moll数学模型4.静态工作伏安特性曲线5.主要参数线性电子3一、晶体管的结构双极型晶体管(BJT)：又称半导体三极管、晶体三极管为什么有孔？小功率管大功率管中功率管X：低频小功率管G：高频小功率管D：低频大功率管

2、A：高频大功率管三极管有两种类型：NPN型和PNP型。线性电子4（1）三极管结构NPN型集电极c三个区、三个极、两个PN结。集电区Nc集电结基极bP基区b发射结Ne发射区符号发射极e5线性电子（2）三极管结构集电极c三个区、三个极、两个PN结。PNP型集电区cNP集电结基极bN基区NbP发射结e符号发射区发射极e(b)PNP型线性电子6二、晶体管的电流放大原理以NPN型三极管为例讨论cc三极管若实现N放大，必须从三表面看bPb极管内部结构和外部所加电源的N不具备极性来保证。放大作用ee线性电子7（1）三极管放大条件c内部结构：多子浓度很面积大低，且

3、很薄1.发射区高掺杂。N2.基区做得很薄。几微米到P几十微米，且掺杂较少。bP3.集电结面积大。NN外部条件：多子浓度高uU（发射结正偏）BEoneuCB0，即uCEuBE（集电结反偏）线性电子8（2）实验：三极管放大工作原理icC（1）放大电路iB+buCEU+CCueBE--UBBi表1-1电流单位：mAEiB00.020.040.060.080.10放大约39iC<0.0010.701.502.303.103.95放大约40iE<0.0010.721.542.363.184.05结论：基极iB控制集电极电流iC和发射极电流iE

4、的作用。线性电子9（3）晶体管内部载流子的运动1.发射结加正向电压，扩散运动形c成发射极电流发射区的电子越过发射结扩散到基区，R基区的空穴扩散到发射区—形成发射极c电流I(基区多子数目较少，空穴电流IBE可忽略)。b2.扩散到基区的自由电子与空穴的Rb复合运动形成基极电流eI电子到达基区，少数与空穴复合形成基E极电流I，复合掉的空穴由V补充。bnBB多数电子在基区继续扩散，到达集电结的一侧。线性电子10（3）晶体管内部载流子的运动3.集电结加反向电压，漂移运动形cIC成集电极电流Ic集电结反偏，有利于收集基区扩散过RIbCBO来的电子而形成集电极电流

5、I。其能量来cnIB自外接电源V。CCbR另外，集电区和基区的少子在外电c场的作用下将进行漂移运动而形成eIE反向饱和电流，用I表示。CBO线性电子11（3）晶体管的电流分配关系ICIE=IEn+IEpcI称反向饱和电流=I+I+ICBOCnBnEpICBOICnIC=ICn+ICBORcIBIB=IBn+IEp-ICBObII=I+IBnECBRbI扩散运动形成发射极电流IEpEIEn复合运动形成基极电流IBe漂移运动形成集电极电流IeC线性电子图晶体管内部载流子的运动与外部电流（3）晶体管的共基电流放大系数3、共基直流电流放大系数II

6、表示发射区多子能够CnE到达集电区的比例！II(1)BnEIIIIICCnCBOECBOIII(1)IIBBnCBOECBO消去IEIII+ICBCBOCBO11I称穿透电流CEO令I（1+）I=II1BCBOBCEOII=分配给集电极的II、CBCBOCEO很小，可忽略；电流与分配基极IICE=电流之比！线性电子13（4）放大工作原理IICB基极电流IB对集电极电流IC电流控制线性控制！电流器件IICE放大原理：实现小电流输入控制大电流输出；换个角度看

7、，利用发射极正偏电压亦可实现对集电极电流的控制，注意，此时是一种非线性控制，一般不予关注！仅当晶体管处于放大状态时，上述关系式才成立！通用模型？一般偏置条件下，三极管的各种不同状态如何分析？线性电子14三.Ebers-Moll数学模型基本思路:将发射结和集电结视作两个背靠背的PN结二极管.受控电流源:表达两者之间的相互影响!RRIIEbers-Moll方程FFEIEICCIEfVBE,VBCIFIRIBICfVBC,VBEBVVBEBC受控电流:反映了穿透基区的多子形成的电流!线性电子（1）数学模型二极管数学方程：RR

8、IIFFVVIIeBET1FESEIEICCVVIIeBCT1RCSIFIRIB