模拟电子技术课件第7讲.ppt

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1、4.1半导体三极管4.2基本共射极放大电路4.3放大电路的分析方法4.4放大电路工作点的稳定问题4.5共集电极放大电路和共基极放大电路4.6组合放大电路4.7放大电路的频率响应4.8单级放大电路的的瞬态响应4.9SPICE仿真例题14.1.1BJT的结构简介NPPN结二极管PPNPN结PN结三极管1.常见三极管的外形22.BJT的分类按频率分高频管中频管低频管按功率分大功率管中功率管小功率管按材料分硅管锗管按结构分NPN型管PNP型管4.1.1BJT的结构简介33.两种BJT类型及其符号发射区发射极(e)集电区基区基极(b)集电极(c)

2、发射结(Je)集电结(Jc)箭头代表发射结正偏时流过发射结电流的实际方向。4.1.1BJT的结构简介44.三个区的作用：•发射区:•集电区:•基区:向基区发射(注入)载流子NPN型:注入电子PNP型:注入空穴控制由发射区注入到基区的多数载流子的传输和分配收集由发射区注入到基区的载流子.即:集电区在基区的控制下收集由发射区发射的多数载流子。4.1.1BJT的结构简介55.结构特点：三个区的杂质浓度、半导体厚度及PN结的结面积均不同。非对称结构的特点：•发射区的掺杂浓度最高，杂质数量最多；基区掺杂浓度最低，杂质数量最少；集电区掺杂浓度介于两

3、者之间。•集电结的结面积很大；•集电区很厚而基区很薄，一般在几个微米至几十个微米。4.1.1BJT的结构简介64.1.2放大状态下BJT的工作原理BJT的工作状态：根据三极管两个PN结的偏置情况不同，可分为四种状态、三种工作状态：1.发射结和集电结均反偏2.发射结和集电结均正偏3.发射结正偏，集电结反偏4.发射结反偏，集电结正偏截止状态饱和状态放大状态倒置状态倒置状态是一种非工作状态。三极管的放大作用是在一定的外部条件控制下，通过载流子传输体现出来的。发射结正偏，集电结反偏。外部条件：1.处于放大状态的BJT与外电路的连接发射结正偏，集

4、电结反偏。原则：cbeRbVBBIB使发射结正偏的外电路:基极电源VBB和RbVCCRC使集电结反偏的外电路:集电极电源VCC和Rc，且:VCC>VBBICIE7a.发射区向基区注入电子形成发射极电流IEN：因发射结正偏,空间电荷区变薄,扩散运动加强,漂移运动减弱.发射区的多数载流子电子向基区扩散。因发射区外接电源的负极,所以电源负极不断向发射区提供电子,从而形成发射极电流IEN。IEN（1）形成发射极电流IEVCCRCRbVBBNPNecbb.基区向发射区扩散空穴形成发射极电流IEP：基区的多数载流子空穴向发射区扩散。扩散到发射区后被

5、电源负极拉走，形成发射极电流IEP。IEP可见：IE=IEN+IEP因发射区杂质浓度远远大于基区的杂质浓度故:IEN>>>IEP故:IE=IEN+IEP≈IEN2.处于放大状态的BJT内部载流子的运动4.1.2放大状态下BJT的工作原理8IEa.电子在基区复合形成基极电流IBN(2)发射区的电子注入到基区后的情况由发射区扩散到基区的电子有很少一部分和基区的多数载流子空穴相遇而复合掉,因基区外接电源的正极,故电源VBB不断向基区提供空穴而形成基极电流IBN。IBN因基区的杂质浓度很低，故IBN很小。b.绝大多数没有复合掉的电子继续向集电结

6、靠拢（扩散）。2.处于放大状态的BJT内部载流子的运动4.1.2放大状态下BJT的工作原理9IEIBN=IEN+IEP(3)集电区收集从发射区扩散到基区的大部分电子形成集电极电流ICN因集电结反偏，故有利于少数载流子的漂移运动。由发射区扩散到基区的电子成为基区的少数载流子称非平衡载流子。基区的非平衡载流子在集电结的作用下漂移到集电区，因集电区外接电源的正极，故电子被电源正极拉走形成集电极电流ICN。ICN可见：IEN=ICN+IBN2.处于放大状态的BJT内部载流子的运动4.1.2放大状态下BJT的工作原理10IEIBN=IEN+IEP

7、ICN(4)集电极的反向电流因集电结反偏，故基区本身的少数载流子-电子和集电区本身的少数载流子-空穴也要发生漂移运动形成电流ICBOICBO可见：IB=IBN-ICBOIC=ICN+ICBOIB+IC=IBN+ICN=IEN2.处于放大状态的BJT内部载流子的运动4.1.2放大状态下BJT的工作原理11小结三极管内有两种载流子(自由电子和空穴)都参与导电，故称为双极型三极管。发射区：发射载流子集电区：收集载流子基区：传送和控制载流子因多数载流子的扩散而形成IEN、IEP、IBN、ICN；因少数载流子的漂移而形成ICBO。IE=IEN+I

8、EP≈IENIB=IBN-ICBOIC=ICN+ICBOIE=IB+IC4.1.2放大状态下BJT的工作原理12双极型三极管有三个电极，其中一个可以作为输入,一个可以作为输出，这样必然有一个电极是公共电极。