模电 教案 半导体三极管及放大电路基础.ppt

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1、第三章半导体三极管及放大电路基础§3.1半导体BJT一、BJT（BipolarJunctionTransistor)：是通过一定的工艺，将两个PN结结合在一起的器件。二、BJT（晶体管）分类：1、按频率分：高频管；低频管2、按功率分：大功率管；中功率管；小功率管3、按材料分：硅管；锗管4、按结构分：NPN型：虽然发射区和集电区都是N型半导体，但发射区比集电区掺的杂质多，面积小。PNP型：三、BJT的电流分配与放大作用：1、BJT的放大作用：1）外部条件：发射结要正向偏置，集电结要反向偏置。2）内部条件：发射区杂质浓度要远大于基区杂质浓度，同时基区厚度要很

2、小。2、BJT内部载流子的传输过程：1）发射区向基区注入电子；2）电子在基区中的扩散与复合，基极电流就是电子在基区与空穴复合的电流。3）集电区收集扩散过来的电子。3、电流分配关系：4、放大作用：输入信号VI是首先通过发射结的电压变化改变输入电流IE的，再利用IE的变化去控制IC，而表征NJT电流控制作用的参数就是电流放大系数。例：RL=1k,vI=20mV,iE=0.98mA=0.98,则iC=0.98mA5、共射级连接方式：1）连接方式：共基极：输入端为发射极，输出端为集电极，基极为输入、输出回路的共同端。共发射极：输入端为基极，输出端为

3、集电极，发射级为输入、输出回路的共同端。共集电极：输入端为基极，输出端为发射极，集电极输入、输出回路的共同端。2）原理：3）共射极电路与共基极电路的异同：共射极电路：以iB为输入控制电流；优点是信号源消耗的功率很小。放大过程是IC与Ib的关系。共基极电路：以iE为输入控制电流，电流放大系数为，只有电压放大。例：RL=1k,vI=20mV,iE=0.98mA=0.98,则iC=0.98mA四、BJT的特性曲线（V—I之间的关系曲线）：1、共射级电路的特性曲线：1）输入特性：Vce=C,Vbe与iB的关系曲线，iB=f(vBE)

4、uce=c.Uc

5、e=o(v),vce=1(v)当uce=1(v)时，集电结加了反向电压，集电结吸引电子的能力加强，发射区进入基区的电子更多地流向集电区，因此对应于相同的vBE，流向基极的电流iB比原来Uce=o时减小了，特性曲线也就相应地向右移动了。Uce>1V之后，只要vBE保持不变，发射区到基区的电子一定，而vce=1时已将绝大部分电子拉到集电结束，以至Uce再增加，iB也不再明显减小，故vce>1与vce=1几乎重合。2）输出特性：iB=C，uce与ic的关系曲线，ic=f(Vce)

6、iB=c。输入特性输出特性五、BJT的主要参数：1、共发射极接法的电流放大系数：

7、1）直流电流放大系数，反映静态（直流工作状态）。2）交流放大系数，反映动态（交流工作状态）时的电流放大特性。3）在BJT的输出特性曲线间距基本相等并忽略ICEO情况下，则和是相等的。一般在工作电流不十分大的情况下，可以认为，故常混用。ICEO---穿透电流：从集电区穿过基区流至发射区的电流。值太小放大作用差，但太大也易使管子性能不稳定，一般放大电路采用=30~80的BJT为宜。2、共基极接法的电流放大系数（）3、极间反向电流：1）集电极---基极反向饱和电流ICBO：表示发射极开路，C、b间加上一定反向电压时的反向电流。（它由温度和少数载流

8、子的浓度所决定），ICBO较小，小功率硅管的ICBO<1µA，锗管<10µA。2）集电极---发射极反向饱和电流ICEO：表示基极开路，c、e间加上一定反向电压时的集电极电流。ICEO---穿透电流，ICEO=ICBO+ICBO=（1+）ICBO。4、极限参数：1）集电极最大允许电流ICM：是指BJT的参数变化不超过允许值时集电极允许的最大电流。2）集电极最大允许功率损耗PCM：集电结上允许损耗功率的最大值。3）反向击穿电压：V（BR）EBO：集电极开路时发射极---基极间的反向击穿电压。V（BR）CBO：B（BR）CEO§3.2共射极放大电路一、各

9、元件的作用及取值范围：1、Cb1、Cb2---隔直电容（耦合电容），隔直流。隔断信号源与放大电路，放大电路与负载之间的直流通路（几µF~几十µF)，常用电解电容（有大电容且小体积），一定要注意极性。2、Rb---基极偏置电阻，为三极管提供一个大小合适的基极直流电流（偏流），Q（几十k~几百k），若Rb=0，ib、ic不变，ui不能放大。RC---集电极负载电阻（集电极电阻），将BJT的ic变化转变为uce的变化，（几K~几十K）图3.2.1共射极基本放大电路若RC=0，则ic变，uce不变。3、BJT起电流放大：4、电源---保证集电结加反向电压

10、（反向偏置），发射结加正向电压（正向偏置）（几伏~几十伏）。5、ic,iB以流入