汽车电工电子技术基础第8章课件.ppt

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1、第8章晶体管的应用孙乐春汽车工程学院晶体管的结构8.1共发射极放大电路8.2目录共集电极放大电路8.3共发射极放大电路8.2多级放大电路8.4汽车中的应用8.5特殊晶体管8.68.1晶体管的结构一、晶体管的结构晶体管的基本结构半导体三极管简称晶体管，具有放大和开关作用集电区基区发射区B基极E发射极C集电极PN结PN结N发射结集电结PN各区特点：基区：厚度很薄（几个微米），且杂质浓度很低集电区：收载流子，面积较大发射区：半导体杂质掺杂浓度大晶体管分类NPNPNP根据三层半导体组合方式根据基片材料分：锗管、硅管二、电流

2、放大原理电流放大原理验证试验IB（µA）02030405060IC（mA）≈01.42.33.244.7IE（mA）≈01.422.333.244.054.76IC/IE07076808078结论：1）IE=IC+IB，三个电流符合基尔霍夫电流定律2）基极微小电流变化时，集电极电流将发生较大变化。IEICIBEBRBRCEC晶体管内部载流子运动发射区向基区扩散载流子，形成发射极电流IEPNN基区中电子的扩散与复合,形成复合电流IB集电区收集载流子，形成集电极电流IC晶体管内部电流分配关系共基极直流电流放大系数≈IC

3、/IE又有：IE=IC+IB所以：然后令：即：其中β称为共发射极直流电流放大系数，数值一般在20～200三、三极管伏安特性曲线晶体管极间电压和电极电流的关系用伏安特性曲线来表示，由于晶体管有输入、输出两个回路，故其有两组特性曲线，即：输入特性曲线和输出特性曲线。输入特性曲线输入特性关系表达式为：IB=f（UBE）｜1.UCE=0时2.UCE=1时结论1）输入特性是非线性的，与二极管正向伏安特性相似2）输入特性也有一段死区，锗管约为0.1V，硅管为0.5V输出特性曲线输出特性关系表达式为：IC=f（UCE）｜1）放大

4、区2）饱和区3）截止区Uce≦UbeIB=0结论：晶体管工作放大区，具有电流放大作用晶体管工作在截止区和饱和区,具有开关作用。四、三极管主要参数三极管参数可用来表征管子性能的优劣和使用范围，是合理选择和正确使用三极管的依据少一个重要参数β三极管特性参数1）电流放大系数β电流放大系数表示三极管的电流放大能力。由于制造工艺的离散性，同一型号的三极管的β值也有很大差别。一般在20～200之间。直流电流放大系数=IC/IB在静态情况下：交流电流放大系数在动态情况下：β=Δic/Δib≈IC/IB直流电流放大系数和交流放大系

5、数意义不同，但通常在输出特性曲线近于平行等距并且ICE0较小的情况下，两者数值近，所以，在近似估算时，可以不作严格区分。三极管极限参数1）集电极最大允许电流ICM2）集射极反向击穿电压UCE(BR)3）集电极最大损耗功率PCMβICM达到一定数值基极开路，允许加在集————射极之间的最大电压总结：要使三极管安全可靠的工作，需满足以下条件：IC

6、管放大电路的基本要求是电路中的晶体管应处于放大工作状态，即其发射结应加正向电压，集电结加反向电压。各电路元件作用：1）晶体管T：放大元件起电流放大作用2）耦合电容C1、C2，隔断直流、传输交流信号3）集电极直流电源UCC，其一：保证晶体管发射结正向偏置，集电结反向偏置，以使晶体管具有放大作用；其二：提供放大电路能源4）集电极负载电阻RC、基极偏置电阻RB二、电路的静态分析晶体管交流放大电路是交、直流共存的电路，在直流电源UCC及交流输入信号ui的作用下，电路中既有直流，也有交流。1.交流输入信号ui=0时的情况2.

7、ui≠0时的情况，这时电路中既有直流，也有交流，处于放大工作状态。为了便于分析，我们对放大电路各级电压、电流的符号作如下的规定，见下表名称直流量交流量脉动直流总量关系式瞬时值最大值基极电流IBibIbmiBiB=IB+ib集电极电流ICicIcmiCiC=IC+ic射极电流IEieIemiEiE=IE+ie集—射极电压UCEUceucemuCEuCE=UCE+Uce基—射极电压UBEUBEubemuBEuBE=UBE+Ube共射极放大电路直流通路IBVBE+-ICVCE+-直流通路直流通路画法：交流电源短路，保留其

8、内阻，电容相当于开路直流通路IBVBE+-ICVCE+-估算电路中的电压和电流由IB可求得：UCE=UCC-ICRC由IB、IC、UCE这三个静态值，可在晶体管的特性曲线上找到一个对应点，这个点称为晶体管的静态工作点，常用字符Q表示例：设UCC=12V，RC=3kΩ，RB=240kΩ，β=40试计算电路中的IB、IC和UCE共射极放大电路直流通路IBVBE+