第2章：晶体管及放大电路基础.

IC IB ICEO
条件： 发射结正偏 集电结反偏 特点： 水平、等间隔
ICEO
O 2
4
6
IB = 0
8 uCE /V
3. 饱和区：
iC / mA 4 50 µ A 饱 40 µ A 3 和 放大区 区 30 µ A
2
1
uCE u BE uCB = uCE u BE 0 条件：两个结正偏 特点：IC IB 深度饱和时： 0.3 V (硅管) 0.1 V (锗管)
2.1.1 晶体管的结构
NPN型
C N P N
集电极
集电极
C P N
PNP型
B
基极
B
基极
P
E
发射极
E
发射极
三个极，三个区
集电区： 面积较大
C
集电极
B
基极
N P N
E
发射极
基区：较薄， 掺杂浓度低
发射区：掺
杂浓度较高
两个结
C N P N
集电极
集电结
B
基极
发射结
E
发射极
2.1.2 晶体管的电流放大原理
20 µ A
10 µ A 截止区
2 4 6
ICEO
O
IB = 0
8 uCE /V
临界饱和时： uCE = uBE
UCE(SAT)=
输出特性三个区域的特点:
(1) 放大区：发射结正偏，集电结反偏。 即： IC=IB , 且 IC = IB (2) 饱和区：发射结正偏，集电结正偏。 即：UCEUBE ， IB>IC，UCE = UCES 0.3V (3) 截止区： 发射结反偏，集电结反偏。
UBE< 死区电压， IB=0 ， IC=ICEO 0
例： =50， USC =12V，
RB =70k， RC =6k 当USB = -2V，2V，5V时，
IB B UBE C E
IC
RC UCE USC
晶体管的静态工作点Q位
于哪个区？
RB
USB
当USB =-2V时：
IB=0 ， IC=0 Q位于截止区 IC最大饱和电流：
1) 发射区向基区注入多子电子， 形成发射极电流 IE。
IB
I BN
2)电子到达基区后 (基区空穴运动因浓度低而忽略) 多数向 BC 结方向扩散形成 ICN 少数与空穴复合，形成 IBN 。 IE 基区空 基极电源提供(IB) 穴来源 集电区少子漂移(ICBO)
即：
IB = IBN – ICBO
I CBO
1 I CEO＝ I CBO (1 ) I CBO 1－
得：
IC＝ IB＋ICEO IB
(3)共集电极电路的电流分配关系： 用IB来表示IE，则可得到共集电极电路的电 流分配关系：
I E (1 ) I B I CEO
I E (1 ) I B
IE = IC + IB IC IB ICEO
电流)
IB+IC=(1+) IE < (1+) IE
I BS
VCC U CES Rc
3) 三极管电位判定法 共射电路三极管各极电位(对”地”而言) VB和VC和三 极管的工作状态(以NPN管为例)
电位 工作状态 各位
VB <Uon(=0.5) 0.7 0.7
VC VCC VCES <VC < VCC VCES
-1.2V -1V
-3V
发射结正偏，所以发射结两端的电压硅管相差0.7V，锗
例：测量三极管三个电极对地电位如图 03.09所示，试判断三极管的工作状态。
放大
截止
饱和
例：用数字电压表测得VB =4.5 V 、VE = 3.8 V 、 VC =8 V，试判断三极管的工作状态。
2.1.4 晶体管的主要参数
1. 电压放大模型
——负载开路时的 A VO
电压增益
+ Vs –
Rs + Vi – Ri – +
Ro + AVOVi Vo – RL
Ri ——输入电阻
Ro ——输出电阻
V A 由输出回路得 V o VO i RL Ro RL
RL V o 则电压增益为 AV AVO Ro RL Vi
IC IB
IC I B
例：UCE=6V时：IB = 40 A, IC =1.5 mA； IB = 60 A, IC =2.3 mA。
___
I 1 . 5 C I 37.5 0.04 B
I C 2.3 1.5 40 I B 0.06 0.04
50 µ A
40 µ A 30 µ A
2
1
20 µ A
10 µ A 截止区
2 4 6
1. 截止区： IB 0 IC = ICEO 0 条件：两个结反偏
ICEO
O
IB = 0
8 uCE /V
4 3 2 1
iC / mA 放大区
2. 放大区：
50 µ A 40 µ A 30 µ A 20 µ A 10 µ A 截止区
I Cmax
U SC 12 2mA RC 6
例： =50， USC =12V，
RB =70k， RC =6k 当USB = -2V，2V，5V时，
IB B UBE C E
IC
RC UCE USC
晶体管的静态工作点Q位
于哪个区？
RB
USB
USB =2V时：
U SB U BE 2 0.7 IB 0.019mA RB 70 I C I B 50 0.019mA 0.95mA
1. 电流放大倍数 和 前面的电路中，三极管的发射极是输入输出的 公共点，称为共射接法，相应地还有共基、共 集接法。共射直流电流放大倍数：
___
___
工作于动态的三极管，真正的信号是叠加在 直流上的交流信号。基极电流的变化量为IB， 相应的集电极电流变化为IC，则交流电流放 大倍数为：
2.1.5 温度对管子参数的影响
对β的影响：温度每增加1度， β大约增加 （0.5~1）% 对ICBO的影响：温度每增加10度，其值增加 一倍。 对UBE的影响：温度每增加1度，其绝对值 下降2~2.5mV。

补充内容
半导体三极管的型号（补充） 国家标准对半导体三极管的命名如下： 3 D G 110 B 用字母表示同一型号中的不同规格 用数字表示同种器件型号的序号 用字母表示器件的种类 用字母表示材料 三极管 第二位：A表示锗PNP管、B表示锗NPN管、C表示硅 PNP管、D表示硅NPN管 第三位：X表示低频小功率管、D表示低频大功率管、G表 示高频小功率管、A表示高频小功率管、K表示开关管。
1. 三极管放大的条件
内部 条件 发射区掺杂浓度高 外部 基区薄且掺杂浓度低 条件 集电结面积大 发射结正偏 集电结反偏
2. 满足放大条件的三种电路
E ui B 共基极 C uo B C uo E 共发射极 ui E
B
C
ui
uo
共集电极
实现电路:
3. 三极管内部载流子的传输过程
I CBO
I CN

补充：判断三极管工作状态的三种方法。
1) 三极管结偏置的判定方法
偏置 工作状态 截止 放大 饱和 结 发射结 反偏或零偏 正偏 正偏 集电极 反偏 反偏 正偏或零偏
2) 三极管电流关系判定法
各极电流 电流关系 工作状态
IB
IC 0 IB <IB 0
IE
截止 放大 饱和
0 >0 IB>IBS(临界饱和基极
由此可见
RL
A V
即负载的大小会影响增益的大小
3、极限参数
iC ICM
ICEO O
安 全 PCM 工 作 区
U(BR)CEO
uCE
（1） ICM — 集电极最大允许电流，超过时 值明显降低。 （2） PCM — 集电极最大允许功率损耗 PC = iC uCE。
（3） U(BR)CEO — 基极开路时 C、E 极间反向击穿电压。
U(BR)CBO — 发射极开路时 C、B 极间反向击穿电压。 U(BR)EBO — 集电极极开路时 E、B 极间反向击穿电压。 U(BR)CBO > U(BR)CEO > U(BR)EBO
第二章 晶体管及放大电路基础
2.1 晶体管 2.2 共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 2.5 静态工作点的选择和稳定 2.6 共集电极和共基极放大电路 2.7 多级放大电路 2.8 放大电路的频率响应

2.1 晶体管
V o A V V i
( ) (S )
A
I o
放大电路是一个双口网络。从端口特性来研究放大 电路，可将其等效成具有某种端口特性的等效电路。
信号源
+ Vs – Ii Rs + Vi – 放大电路 + Vo – Io RL
负载
输入端口特性可以等效为一个输入电阻
输出端口可以根据不同情况等效成不同的电路形式
I E = I C +I B
三个电极上的电流关系:
(2)共发射极电路的IC与I B之间的关系：
联立以下两式：
IC＝ IE＋ICBO
I E＝IC＋I B
IE＋ICBO＝ （IC＋IB）＋ICBO 得： IC＝
1 所以： I C＝ I B＋ I CBO 1－ 1－ ＝ 令： 1－
I E (1 ) I B I CEO