半导体三极管及基本放大电路 很清晰

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半导体三极管极其基本放大电路

半导体三极管极其基本放大电路

调试方法与步骤
01
频率特性的调试
02
使用扫频仪测量放大电路的频率响应。
根据测量结果调整电路参数,优化频率特性。
03
优化措施与技巧
01 选择合适的元件
02
使用高质量的电阻、电容和电感,确保电路性能稳定

03 选择合适的三极管,以满足电路需求。
优化措施与技巧
合理布局与布线
1
2
优化元件布局,减小寄生参数的影响。
输出电阻越小,说明电路的带 负载能力越强,能够驱动更多 的负载。
通频带和最高频率响应
通频带是指放大电路能够正 常放大的信号频率范围。
最高频率响应是指放大电路能 够正常放大的最高信号频率。
通频带越宽,说明电路能够 处理的信号频率范围越广。
最高频率响应越高,说明电路能 够处理的最高信号频率越高。
05 半导体三极管放大电路的 调试与优化
3
合理布线,减小信号传输过程中的损失。
优化措施与技巧
01
参数匹配
02
确保输入和输出阻抗匹配,减小信号反射。
03
调整偏置电阻,优化静态工作点。
优化措施与技巧
温度稳定性考虑 选择具有良好温度特性的元件。 在三极管附近安装散热片,降低温度对性能的影响。
06 基本放大电路的应用实例
音频信号放大
音频信号放大是基本放大电路的重要应用之一。通过 使用三极管,可以将微弱的音频信号进行放大,使其
两个PN结
集电极与基极之间的集电 结和基极与发射极之间的 发射结。
半导体材料
通常采用硅或锗作为主要 材料。
半导体三极管的工作原理
电流放大作用
通过控制基极电流来改变集电极 和发射极之间的电流,实现电流 的放大。

半导体三极管及放大电路

半导体三极管及放大电路

ICQ≈IEQ
I BQ I CQ β
(5)集射极电压:
UCEQ VCC ICQ RC IEQ RE VCC ICQ (RC RE )
3.动态分析
(1) 电压放大倍数
未加旁路电容时
Au
uo βRL ' ui rbe ( 1 β)RE
若加旁路电容,则RE被虚线短接
4.功率管的技术指标与使用
功率管的技术指标有集电极最大允许功耗PCM、最大耐压U(BR)CEO和最大集电极 电流ICM,为确保其安全工作,使用时功率管应满足下列条件: (1) 功率管集电极的最大允许功耗 PCM≥PV1(max) = 0.2Po(max) (4.36) (2) 功率管的最大耐压 U(BR)CEO≥2VCC (4.37) 这是由于一只管子饱和导通时,另一只管子承受的最大反向电压为2VCC。 (3) 功率管的最大集电极电流 ICM≥VCC/RL 由于功放管工作在大电流状态,且温度较高,属易损件,因此,在实际 电路中常加保护措施,以防止功放管因过压过流和过损耗而损坏,同时 需加装散热器。
(4)基极电源VBB
(5)基极电阻RB(基极偏置电阻) (6)耦合电容C1和C2 (7)负载电阻RL
2.放大电路的习惯画法
图4.8 单电源共发射极放大电路
图4.9 习惯画法
4.3.2 共发射极放大电路的静态分析 1.静态工作点
静态时,电路中晶体管的 IB、、IC、UCE的数值可用晶体管特 性曲线上的一个确定的点表示,习惯上称它为静态工作点,用Q 表示。
4.3.5
微变等效电路分析法
微变等效电路是指在输入信号变化量较小时,可将晶体管进行适当 的近似处理,把晶体管放大电路,等效为线性电路。
uBE rbe iB

半导体三极管及放大电路基础

半导体三极管及放大电路基础
输出特性曲线上的过损耗区和击穿区
半导体三极管的型号
国家标准对半导体三极管的命名如下:
3 D G 110 B
同一型号中的不同规格
同种器件型号的序号
器件的种类
材料 三极管
第二位:A锗PNP管、B锗NPN管、 C硅PNP管、D硅NPN管
第三位:X低频小功率管、D低频大功率管、 G高频小功率管、A高频大功率管、K开关管
很小的基极电流IB,就可以控制较大的集电极电 流IC,从而实现了放大作用。
三极管的电流关系
共发射极接法:发射极作为公共端; 共集电极接法:集电极作为公共端; 共基极接法:基极作为公共端。
各极电流之间的关系式
: 共基极电流传输系数。
因ICBO较IC小,所I 以E
IC I E ICBO
当ICBO和ICEO很小时, , , 可以不加区分。
②特征频率fT
三极管的值不仅与工作电流有关,而且与工作频率有关。 由于结电容的影响,当信号频率增加时,三极管的将会下降。 当下降到1时所对应的频率称为特征频率,用fT表示。
三.极限参数
①集电极最大允许电流ICM
三极管集电极最大允许电流ICM。当IC>ICM时,管子性能将 显著下降,甚至会损坏三极管。
饱和电流,即输出特性曲线IB=0那条曲线所对应
1.共发射极交流电流放大系数 =IC/IBvCE=const
在输出特性曲线上求β
在放大区 值基本不变,
通过垂直于X 轴的直线 由IC/IB求得。
2.共基极交流电流放大系数α
α =IC/IE VCB=const
又因 1则,IC≈IE
:共发射极电流放大系数。 >>1
IC I B ICEO

三极管及其放大电路

三极管及其放大电路

第2章 半导体三极管及其基本放大电路
2.1.3 .BJT的特性曲线
BJT的特性曲线是指各电极电压与电流之间 的关系曲线,它是BJT内部载流子运动的外部 表现。
工程上最常用的是BJT的输入特性和输出特 性曲线。
第2章 半导体三极管及其基本放大电路
以共射放大电路为例:
输入特性:iBf vBEvCE 常 数 输出特性: iCf vCEiB常数
第2章 半导体三极管及其基本放大电路
输出特性曲线可以划分为三个区域: 饱和区——iC受vCE控制的区域,该区域内vCE的 数值较小。此时Je正偏,Jc正偏
iC /mA
25℃
=80μA =60μA =40μA
=20μA
vCE /V
第2章 半导体三极管及其基本放大电路
饱和区——iC受vCE显著控制的区域,该区域内vCE的数值较 小。此时Je正偏,Jc正偏。
电压增益2= 0lgAV dB 电流增益2= 0lgAI dB
由于功率与电压(或电流)的平方成比例, 因此功率增益表示为:
功率增益=10lgAP
【 AP
Po 】 Pi
第2章 半导体三极管及其基本放大电路
2.2.2
+
VS
-
R

i
Vi I i
输入电阻Ri
I i
Io
+
+
Rs Vi
放大电路 Ri (放大器)
2.3 共射基本放大电路
共射基本放大电路组成
放大的外部条件
输入回 路
输出回 路
两个回路 正确的直流偏置
ui为小信号 ui和VBB串接 RB为基极偏置电阻
RC为集电极偏置电

第2章 半导体三极管及其基本放大电路

CHAP03半导体三极管及放大电路基础PPT课件

CHAP03半导体三极管及放大电路基础PPT课件

共射极放大电路
四川大学生物医学工程中心
13
3.1.3 BJTห้องสมุดไป่ตู้特性曲线
1. 输入特性曲线
(3) 输入特性曲线的三个部分
①死区 ②非线性区 ③线性区
四川大学生物医学工程中心
14
3.1.3 BJT的特性曲线
2. 输出特性曲线 iC=f(vCE) iB=const
输出特性曲线的三个区域:
饱制截和的止区区区:域:,iCi明C该接显区近受域于v内C零E,控
压无关。一般 = 0.90.99
载流子的传输过程
四川大学生物医学工程中心
7
2. 电流分配关系
又设 1
根据 且令
IE=IB+ IC
IC= InC+ ICBO
InC
IE
ICEO= (1+ ) ICBO (穿透电流)
则 IC ICEO
IB

IC
ICEO 时,
IC IB
是另一个电流放大系数,同样,它也只与管
IE +iE
图 03.1.06 共射极放大电路
vO = -iC• RL = -0.98 V,
电压放大倍数
AV
vO 0.98V v 20mV 四川大学I生物医学工程中心
49
11
3.1.2 BJT的电流分配与放大原理
综上所述,三极管的放大作用,主要是依 靠它的发射极电流能够通过基区传输,然后到 达集电极而实现的。
三极管符号
四川大学生物医学工程中心
3
结构特点:
• 发射区的掺杂浓度最高; • 集电区掺杂浓度低于发射区,且面积大; • 基区很薄,一般在几个微米至几十个微米,且
掺杂浓度最低。

半导体三极管及基本放大电路教案

半导体三极管及基本放大电路教案

教学章节第2章半导体三极管及基本放大电路2.1 双极型三极管课型理论课对象教学目标1.掌握:双极型三极管的电流分配方程和输入、输出曲线(截止区、放大区、饱和区的特点);2.理解:双极型三极管的放大条件和放大原理,三极管的直流参数和交流参数;3.了解:双极型三极管的结构和电路符号,特殊三极管。

教学重点1.双极型三极管的电流分配方程;2.双极型三极管的输入、输出曲线(截止区、放大区、饱和区);3.双极型三极管的放大条件和放大原理;4.三极管的直流参数和交流参数。

教学难点1.双极型三极管的放大原理;2.双极型三极管输入、输出曲线(截止区、放大区、饱和区)。

教学方法多媒体教学,讨论教学课时2学时教学内容2.1 双极型三极管半导体三极管有两大类型,一是双极型三极管,二是单极型场效应管。

由于它有空穴和自由电子两种载流子参与导电,故称为双极型。

本讲讨论双极型半导体三极管,通常用BJT表示,以下简称三极管。

双极型三极管可以分为如下几种类型:(1)按结构分——NPN管和PNP管(2)按功率大小分——大、中、小功率管(3)按材料分——硅管和锗管(4)按频率分——高频管和低频管2.1.1 三极管的结构和符号通过工艺的方法,把两个二极管背靠背的连接起来级组成了三极管。

按PN结的组合方式有PNP型和NPN型,它们的结构示意图和符号图分别为:如图2.1所示。

(a)NPN管的结构及符号(b)PNP管的结构及符号图2.1 三极管的结构示意图和符号不管是什麽样的三极管,它们均包含三个区:发射区,基区,集电区,同时相应的引出三个电极:发射极,基极,集电极。

同时又在两两交界区形成PN结,分别是发射结和集电结。

双极型晶体管的常见外形如图2.2所示。

图2.2 三极管的外型和管脚排列2.1.2 三极管的电流分配与放大原理(这一问题是重点)1.三极管的结构特点(1)基区很薄,且掺杂浓度很低;(2)发射区掺杂浓度远大于基区和集电区掺杂浓度;(3)集电结的结面积很大。

半导体三极管及其基本放大电路

半导体三极管及其基本放大电路
3.Ri、Ro和 的计算
图 8.17 微变等效电路
01
因为 其中 放大倍数
02
(8.11)
1ห้องสมุดไป่ตู้
式中的负号表示输出电压与输入电压反相。从式中可看出, 提高电压放大倍数一种有效的办法是增大负载电阻RL′。 输入电阻 输出电阻
2
(8.12)
3
(8.13)
例 8.1在图8.18所示的共射极基本放大电路中,已知β=80,RB=282 kΩ,RC=RL=1.5 kΩ,VCC=12 V。试求Q点和 、Ri、Ro的值。若Ui=10 mV,Uo为多少?
04
02
03
分析表8.1的实验测试数据,可得到以下结论:
三极管各电极电流的关系满足 且IB很小,IC≈IE。
IC与IB的比值基本保持不变,其大小由三极管的内部结构决定,定义该比值为共射极电路的直流电流放大倍数,用β表示,即 (8.2)
(8.1)
式(8.2)表明,当三极管工作在放大状态时,集电极电流始终是基极电流的β倍。 IC与IB的变化量ΔIC与ΔIB的比值也基本保持不变,定义该比值为共射极电路的交流电流放大倍数,用β表示,即 (8.3)
第8章 半导体三极管及其基本放大电路 半导体三极管 基本放大电路分析 静态工作点的稳定与分压式偏置电路 共集电极放大电路 共基极基本放大电路 多级放大器 场效应晶体管及其放大电路 习题8
8.1.1 半导体三极管的结构和符号
半导体三极管又称晶体三极管,简称三极管,它是放大电路中的核心器件, 其外型如图8.1所示,其结构和符号如图8.2所示。
图 8.3 三极管的三种组态
01.
共射极; (b) 共基极; (c) 共集极
02.
按图8.4所示的实验电路,可通过改变RB来改变基极电流IB,集电极电流IC和发射极电流IE也随之变化,测试结果如表8.1所示。

半导体三极管及放大电路

半导体三极管及放大电路
发射区: 掺杂浓度较高
二、晶体管电流分配及放大原理
以NPN型晶体管为例,共射极连接
外部电路连接特点:
试验电路
(1)VB﹥VE,发射结加 正向电压(正向偏置)
(2)VC﹥VB,EC﹥EB , RB
集电结加反向电压(反向
偏置)
EB
IC
IB
mA
μA 3DG6
RC
IE
mA
EC
试验电路旳测量数据
IB/mA 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10
U CC
VB与晶体管旳参数无关
射极电流
IE
VE RE
VB
UBE RE
取VB>>UBE,则
IC
IE
VE RE
VB RE
IC不受温度影响
(2)静态工作点 直流通路
集电极电流
IC
IE
VE RE
VB RE
基极电流
IB
IC
集-射极电压
UCE UCC IC RC I E RE UCC IC (RC RE )
使用单电源旳电路
4、工作原理
设置合适静态工作点旳必要性 信号失真
放大 电路 分析
静态分析:放大电路没有输入信号时
旳工作状态
动态分析:有输入信号时旳工作状态。
二、放大电路旳静态分析
1、画直流通路 2、静态分析
1、画直流通路 直流通路是在直流电源作用下 直流电流流经旳通路
画直流通路旳原则是: (1)电容相当于开路, 电感线圈相当于短路( 忽视线圈电阻);
EC担负着能量控制作用(放 大作用)。 EB和RB给晶体管发射结 提供合适旳正向偏置电压 UBE和偏置电流IB。 EC和RC给晶体管提供合适旳管压UCE,使UCE>UBE,以 确保管子集电结反向偏置。

半导体三极管及放大电路PPT精品课件

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截止区
图3-20
饱和区: 输出特性的上升和弯曲部分
动态:当放大电路输入信号后(vi0), 电路中各处的电压、电流处于变动 状态,这时电路处于动态工作情况, 简称动态。
1. 估算法确定静态工作点
见图3-14(b)
IB
V CC V BE Rb
VBE:硅管约为0.7V。 锗管约为0.2V。
Rb
300k
Rc 4k Cb2
Cb1 IB
c IC
vi
e
12V
BJT的放大作用,按电流分配实现,称 之为电流控制元件;
电流放大系数
共基电路: 共射电路:
IC 1
IE
IC
IB
三、BJT的特性曲线(共射连接)
iC
iB
N
P
N
vCE
vBE
图3-8
1. 输入特性曲线
iB f (vBE ) vCE 常数
iB(mA)
vCE=0V VCE 1V
80
25 C
60
40
满足放大的外部条件。
b. 下面推导IC和IB的关系
IE = IB + IC
I C αI E I CBO
代入
IC αI B αI C ICBO
整理 式得
IC
α 1
IB
I CBO
1
令 α 1
则 I C I B (1 ) I CBO
令 I CEO (1 ) I CBO
ICEO:基极开路,c流到e的电流,称穿透电流
4k
图3-18 (a)
ib
+ vi Rb
ic +
Rc RL v0
图3-18 (b)

半导体三级管与基本放大电路

半导体三级管与基本放大电路

方式 2 ib
b
e
T1 T2 ic
c
e ib b
ic c
复合管构成方式很多。不论哪种等效方式,等效 后晶体管的性能均如下确定:
1 2 {
晶体管的类型由复合管中的第一支管子决定。
§2.2 场效应晶体管
场效应管与双极型晶体管不同,它 是多子导电,输入阻抗高,温度稳定 性好。
场效应管有两种: 结型场效应管JFET 绝缘栅型场效应管MOS
集电结正偏,
3
IB>IC,UCE称80为A 饱和区。
60A
2
40A
1
20A
IB=0
3 6 9 12 UCE(V)
IC(mA ) 4 3
2
此1区00域A中 :
I,UB=B80E0<,ICA死=I区CEO 电压60,A称为 截止40区A。
1
20A
IB=0
3 6 9 12 UCE(V)
(3)主要参数 1.电流放大倍数
基区空
穴向发
射区的
扩散可
B
忽略。
进入PR区B的电子
少部分与基区的
空穴复E合B ,形成
电流IBE ,多数 扩散到集电结。
C
N
P
IBE
N
E IE
发射结正 偏,发射 区电子不 断向基区
扩 成E散 发c , 电结反偏, 有少子形成的
反向电流ICBO。B
RB
EB
IC=ICE+ICBOICE C
号放大成较大的信号。这里所讲的主要是电 压放大电路。
电压放大电路可以用有输入口和输出口 的四端网络表示,如图。
ui
Au
uo
放大电路的性能指标

半导体三极管及基本放大电路

半导体三极管及基本放大电路

IC≈0, 故三极管呈现出高电阻,c、e之间相当于断路, 截
止状态的三极管相当于一个断开的开关。
3. 饱和状态 当发射结、集电结都处于正向偏置时,三极管处于饱
和状态。当集电极外接电阻RC 阻值很大,或者基极电流IB
较大时就会出现这种情况。 在输出特性曲线上,饱和区确切范围不易明显地划出, 它大致在曲线族的左侧,UCE 较小的区域(UCE <UBE ), 见图 8- 6。 当三极管处于饱和状态时,尽管增大基极电流IB的值, 集电极电流IC却基本保持不变,此时三极管失去了放大作 用。饱和时三极管c与e间的电压记作UCES ,称为饱和压降。
6
IC /mA
U CE≥1
IB /A
60 40 20 0
4 2 0
0.4
0.8 U BE /V
8
(b)
(c)
图 8 -5三极管特性的测试 (a) 测试电路; (b) 输入特性曲线; (c) 输出特性曲线
2. 输出特性曲线 当三极管基极电流IB 为定值时,集电极电流IC与集射
极之间的电压UCE的关系,称为三极管的输出特性。这一关 系可表示为
IC IB
或 IC= IB
(8 -2)
ΔIB=0.02-0.01=0.01mA 而集电极电流的变化量为 ΔIC=2.03-1.04=0.99 mA 这种用基极电流的微小变化来使集电极电流作较大变 化的控制作用,就叫做三极管的电流放大作用。我们把集 电极电流变化量ΔIC和基极电流变化量ΔIB的比值,叫做三 极管交流放大系数, 用β表示, 即 β=ΔIC/ΔIB。 在工程计算时可认为 ≈β。
坏。 因此,对集电极耗散功率要有限制。集电结最大允
许承受的功率叫集电极最大允许功耗。使用时应保证: UCE·IC<PCM。

第2章半导体三极管及其放大电路

第2章半导体三极管及其放大电路
若考虑集电结反向饱和电流ICBO的影响,各 极电流关系为: IC=(1+ β )ICBO=ICEO (称 为集电结穿透电流),则:
IC=IB+(1+ β )ICBO=IB+ICEO
2020/4/28
2.1.3 三极管的电流分配关系 和电流放大作用
2020/4/28
ICEO的形成
2.1.3 三极管的电流分配关系 和电流放大作用
Po Pi
2020/4/28
2.2.1概述
工程上常用增益来衡量放大能 力,单位是分贝(dB)。定义为:
电压增益Au (dB): Au=20 lg Uo dB
Ui
电流增益Ai (dB): Ai= 20 lg Io dB
Ii
功率增益Ap(dB):Ap= 10lg Po dB
Pi
2020/4/28
2.2.1概述
β=△IB/△IC ②恒流性特性,即iB一定时,iC基本不随 uCE变化。
2020/4/28
2.1.4 三极管的伏安特性曲线
二、输出特性曲线
iCf uCEIB常数
21
2020/4/28
2.1.4 三极管的伏安特性曲线
(2)截止区 工作条件:发射结反偏,集电结反偏。 工作特点: ①基极电流iB=0,集电极电流iC很小, 此时iC=ICEO≈0。 ②集电极和发射极之间电阻很大, 相当 于开关断开。
放大电路 连接框图
2.2.1概述
三.放大电路的性能指标 1.放大倍数
放大倍数是衡量放大电路放大信 号能力的重要指标,通常用“A”表示 。
定义为放大电路输出量与输入量之比 ,常用3种形式表示:
2020/4/28
2.2.1概述
电压放大倍数Au:A u
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