模拟电子技术基础课件 第2章 双极型三极管及其放大电路.ppt

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1、第2章双极型三极管及其放大电路2.1双极型三极管2.2共发射极放大电路的组成和工作原理2.3放大电路的静态分析2.4放大电路的动态分析电气与电子工程学院2.6共集电极和共基极放大电路2.5放大电路静态工作点的稳定2.7多级放大电路（4）了解放大电路级间阻容耦合和直接耦合的特点。本章要求（1）了解三极管放大原理,掌握三极管的特性曲线、主要参数、三个工作区。（2）熟练掌握基本放大电路（共射、共集、共基）的结构,工作原理,静态工作点计算。理解温度对工作点的影响。（3）熟练掌握微变等效电路分析法,会求基本放大电路的放大倍数,输入电阻,输出电

2、阻。正确理解图解分析法。2.1双极型三极管2.1.1三极管的基本结构2.1.2三极管的电流分配和放大原理2.1.3三极管的伏安特性曲线电气与电子工程学院2.1.4三极管类型和工作状态的判断2.1.5三极管的主要参数2.1.6温度对三极管参数的影响2.1.7三极管的类型、型号和选用原则2.1.8特殊三极管2.1双极型三极管电气与电子工程学院(BipolarJunctionTransistor，BJT。)又称半导体三极管，由于工作时，多数载流子和少数载流子都参与运行，因此，还被称为双极型晶体管，或简称为晶体管、三极管。BJT是由两个PN

3、结组成的。电气与电子工程学院2.1.1三极管的基本结构常见三极管的外形和封装如下图所示。三极管一般可分成两种类型：NPN和PNP型。下面主要以NPN型为例进行讨论。电气与电子工程学院常用的三极管的结构有硅平面管和锗合金管两种类型。NecNPb二氧化硅becPNP(a)平面型(NPN)(b)合金型(PNP)平面型(NPN)三极管制作工艺NcSiO2b硼杂质扩散e磷杂质扩散磷杂质扩散磷杂质扩散硼杂质扩散硼杂质扩散PN在N型硅片(集电区)氧化膜上刻一个窗口，将硼杂质进行扩散形成P型(基区)，再在P型区上刻窗口，将磷杂质进行扩散形成N型的发

4、射区。引出三个电极即可。合金型三极管制作工艺：在N型锗片(基区)两边各置一个铟球，加温铟被熔化并与N型锗接触，冷却后形成两个P型区，集电区接触面大，发射区掺杂浓度高。NPN型三极管结构示意图和符号NNP集电区集电极c基区基极b发射区发射极e集电结发射结ecbPNP型三极管结构示意图和符号集电区集电极c基区基极b发射区发射极e集电结发射结NNPPNcbe以NPN型三极管为例讨论图1.3.4　三极管中的两个PN结cNNPebbec表面看三极管若实现放大，必须从三极管内部结构和外部所加电源的极性来保证。不具备放大作用2.1.2三极管的电流

5、分配和放大原理三极管内部结构要求：NNPebcNNNPPP1.发射区高掺杂。2.基区做得很薄。通常只有几微米到几十微米，而且掺杂较少。三极管放大的外部条件：外加电源的极性应使发射结处于正向偏置状态，而集电结处于反向偏置状态。3.集电结面积大。电气与电子工程学院1.实验及测量三极管电流放大的实验电路如图所示，把三极管接成两个回路：基极回路和集电极回路。电气与电子工程学院改变可变电阻Rb，则基极电流IB、集电极电流IC和发射极电流IE都发生变化。测量结果如表所示。IB(mA)00.020.040.060.08IC(mA)<0.0010.

6、701.502.303.10IE(mA)<0.0010.721.542.363.18三极管电流测量数据由此实验及测量结果可得出如下结论：(1)观察实验数据中的每一列，可得电气与电子工程学院(2)三极管具有电流放大作用。(3)当IB=0(将基极开路)时，IC=ICEO下面用载流子在三极管内部的运动规律来解释上述结论。beceRcRbIEpIEICIBIEn2.载流子的运动(1)发射区向基区扩散电子发射区电子扩散到基区，形成电流IEn。基区空穴也扩散到发射区，形成电流IEP，但由于基区空穴数量较少，这部分电流可忽略不计，因此发射极电流I

7、E≈IEn。beceRcRbIEpIEICIBIEnIBnICn(2)电子在基区的扩散和复合电子到达基区，少数与空穴复合形成基极电流Ibn，它基本上等于基极电流IB，复合掉的空穴由VBB补充。绝大部分自由电子都能扩散到集电结边缘。beceRcRbIEpICBOIEICIBIEnIBnICn(3)集电区收集从发射区扩散过来的电子从基区扩散来的电子，漂移进入集电结而被收集，形成Icn。集电结反偏，由集电区和基区少子形成反向饱和电流ICBO。电气与电子工程学院3.三极管的电流分配关系集电极的电流为ICIC=ICn+ICBO由于IEP很小，

8、可以忽略不计，所以IB≈IBn-ICBO基极的电流为IBIB=IBn-ICBO+IEPIE=IC+IB发射极的电流为IEIE=IEn+IEP≈IEn≈ICn+IBn因此电气与电子工程学院如上所述，构成IE的两部分中，ICn所占的百分比