06第六讲 晶体三极管参数及基本放大电路

(3) 截止区 发射结和集电结均处于反向偏置。 晶体管截止时，只 发射结和集电结均处于反向偏置。 晶体管截止时， 有数值很小的反向电流，一般认为iB≤0时， 管子处于截止状态。 有数值很小的反向电流， 一般认为 时 管子处于截止状态。 截止区与饱和区都叫非线性区，晶体管作放大器使用时， 截止区与饱和区都叫非线性区，晶体管作放大器使用时，不仅避 免进入饱和区，也应避免进入截止区，而只能工作于放大区。 免进入饱和区，也应避免进入截止区，而只能工作于放大区。
五、晶体管的主要参数
三、结电容 结电容 结电容包括发射结电容C 或 和集电结电容C 结电容包括发射结电容 e(或 Cb′e)和集电结电容 c(或 Cb′e)。 和集电结电容 或 。 结电容影响晶体管的频率特性。 结电容影响晶体管的频率特性。
截止频率fα、 和特征频率 和特征频率f 四、 截止频率 、fβ和特征频率 T
(3) 集电极最大允许功耗 CM 晶体管工作时，集电极 发射极 集电极最大允许功耗P 晶体管工作时，集电极-发射极 间直流电压U 与集电极直流电流乘积定义为集电极功耗P 间直流电压 CE 与集电极直流电流乘积定义为集电极功耗 CM ， 即
iC ICM
PCM = I CU CE
安安 工工工
P CM
晶体管内部包含发射结和
集电结，均含有一定的结电容， 集电结，均含有一定的结电容，它们都影响晶体管的频率特 当工作频率超过某一数值时， 或 都会明显下降 都会明显下降。 性， 当工作频率超过某一数值时，α或β都会明显下降。 在共基极电路中，电流放大系数 值下降到低频 值下降到低频(1000Hz)值 在共基极电路中，电流放大系数α值下降到低频 值 的0.707 时，所对应的频率，称为 截止频率，用fα表示。 fα 所对应的频率，称为α截止频率 截止频率， 表示。 表示 反映了晶体管共基极运用时的频率限制。 反映了晶体管共基极运用时的频率限制。 同理，在共发射极电路中， 值下降到低频 值下降到低频(1000Hz)值的 同理，在共发射极电路中，β值下降到低频 值的 0.707 时，所对应的频率为β截止频率，记作fβ。 当β=1 时，所 所对应的频率为 截止频率，记作 。 截止频率 对应的频率为晶体管的特征频率，记作 。 对应的频率为晶体管的特征频率，记作fT。当工作频率达到 fT时，晶体管失去电流放大作用。 时 晶体管失去电流放大作用。
五、晶体管的主要参数
一、电流放大系数 电流放大系数 1.共发射极直流电流放大系数 β 和交流电流放大系数 共发射极直流电流放大系数 和交流电流放大系数β 其数值可以从输出特性曲线上求出。 其数值可以从输出特性曲线上求出。 ___ I C β = IB
uCE =常数
β=
∆I C ∆I B
uCE =常数
b c b IB UBE(on) βI B UBE(on) UCE(sat) c b c
e (a)
e (b)
e (c)
(a)截止状态模型；(b)放大状态模型；(c)饱和状态模型 截止状态模型； 放大状态模型 放大状态模型； 饱和状态模型 截止状态模型
3.温度变化对晶体管参数的影响 3.温度变化对晶体管参数的影响
五、晶体管的主要参数
二、极间反向电流 极间反向电流 1 . ICBO ICBO指发射极开路时，集电极—基极间的反向电流，称为 指发射极开路时，集电极 基极间的反向电流， 基极间的反向电流 集电极反向饱和电流。 集电极反向饱和电流。 2. ICEO ICEO指基极开路时，集电极 发射极间的反向电流，称为 指基极开路时，集电极—发射极间的反向电流 发射极间的反向电流， 集电极穿透电流。 集电极穿透电流。 3 . IEBO IEBO指集电极开路时，发射极—基极间的反向电流。 基极间的反向电流。 指集电极开路时，发射极 基极间的反向电流
30 0.5 0.7 0.9 u BE/V 90 60 iB/µA UCE＝0 UCE≥1
0
晶体管的直流模型
iB iC
IB＝ 0 0 UBE(on) u BE 0 UCE(sat) (b ) u CE
(a )
晶体管伏安特性曲线的折线近似：(a)输入特性近似； (b)输出特性近似 输入特性近似； 晶体管伏安特性曲线的折线近似： 输入特性近似 输出特性近似
变大，变化的规律大约是温度每升高1℃，β值增大 值增大0.5%~1%。 变大，变化的规律大约是温度每升高 ℃ 值增大 。 (3) 对基 射极导通电压的影响 对基-射极导通电压的影响 温度升高时， 温度升高时，输入特性曲线向
左移。这样， 一定时， 将减小。 左移。这样，在iB一定时，UBE将减小。UBE随温度变化的规律 是温度每升高 1℃，UBE减小 2~2.5mV。 ℃
(1) 对ICBO的影响 在室温下， 在室温下，晶体管的集电极反向饱和电流 ICBO很小；当温度升高时，反向电流急剧增大。大约温度每升 很小；当温度升高时，反向电流急剧增大。 增大一倍。 高10℃，ICBO 增大一倍。 ℃ (2) 对β的影响 的影响 晶体管的电流放大系数β(或 值随温度升高而 晶体管的电流放大系数 或β)值随温度升高而
0
U(BR)CEO
u CE
晶体管的三种基本接法
iC c iB b 输入 回路 e (a) 输出 回路 iB b
iE e e iE iC c
c (b)
b (c)
(a)共发射极；(b)共集电极；(c)共基极 共发射极； 共集电极 共集电极； 共基极 共发射极
二端口 网络
三极管的直流电路分析
共用电源
2 共基极直流电流放大系数 α 和交流电流放大系数 α
___
IC α = IE
uB =常数
α=
∆I C ∆I E
uB =常数
由于I 都很小，在数值上β≈ 所以在以后的计算中， 由于 CBO、ICEO都很小，在数值上 β ,α≈ α ,所以在以后的计算中，不再加以 所以在以后的计算中 区分。 区分。 应当指出， 值与测量条件有关 一般来说， 值与测量条件有关。 应当指出，β值与测量条件有关。一般来说，在iC很大或很小时，β值 很大或很小时， 值 较小。只有在 不大、不小的中间值范围内， 值才比较大 且基本不随i 值才比较大， 较小。只有在iC不大、不小的中间值范围内，β值才比较大，且基本不随 C 而变化。因此，在查手册时应注意 值的测试条件 值的测试条件。 而变化。因此，在查手册时应注意β值的测试条件。尤其是大功率管更应 强调这一点。 强调这一点。
0 90 60 30 0.5 0.7 0.9 u BE/V i B/µA UCE＝0 UCE≥1
2.共发射极输入特性曲线 2.共发射极输入特性曲线
(3)当 uCE 在 0~1V之间时 ， 随着 当 之间时， 之间时 uCE 的增加 ， 曲线右移 。 特别 的增加， 的范围内， 在 0< uCE ≤UCE(sat)的范围内 ， 即工作在饱和区时， 即工作在饱和区时 ， 移动量会 更大些。 更大些。 (4)当uBE<0时 ， 晶体管截止 ， 当 时 晶体管截止， iB 为反向电流 。 若反向电压超 为反向电流。 过某一值时， 结也会发生反 过某一值时 ， e结也会发生反 向击穿
1.共射输出特性曲线 1.共射输出特性曲线
iB为参变量时，iC与uCE间的关系曲线 为参变量时，
i C/mA u CE＝u BE 4 饱 和 区 放 3 大 2 区 1 0µ A 0 5 10 截止区 15
iC = f (uCE ) iB =常数
1放大区： 放大区：
IB＝40µ A 30µ A 20µ A 10µ A i B＝－ICBO u CE/V
五、晶体管的主要参数
极限参数 五、 极限参数 (1) 反向击穿电压 当发射极开路时，集电极和基极间的反向 当发射极开路时， 击穿电压，记作 基极开路时， 击穿电压，记作U (BR)CBO；基极开路时，集电极和发射极间反 向击穿电压，记作 集电极开路时， 向击穿电压，记作U (BR)CEO；集电极开路时，发射极和基极间 的反向击穿电压，记作U (BR)EBO，一般情况， 一般情况， 的反向击穿电压，记作 U (BR)EBO<U(BR)CEO<U (BR)CBO。 (2) 集电极最大允许电流 CM实际输出特性曲线间隔常为上 集电极最大允许电流I 密下疏情况，这表明晶体管随着集电极电流 增大， 值减小 值减小。 密下疏情况，这表明晶体管随着集电极电流iC增大，β值减小。 通常把β值下降到最大值的 时所对应的i 通常把 值下降到最大值的 2/3 时所对应的 C值规定为集电极 最大允许电流I 最大允许电流 CM。
共用电源
共用电源
三极管共射电路直流分析
ICQ ＋ IBQ 3k RB UBB UCEQ 270k 12V 6V － (a) UCC RC
IBQ b RB UBE(on) βI BQ
ICQ c ＋ RC UCEQ UCC － e (b)
U BB = I BQ RB + U BE (on )
I BQ =
发射结正偏， 发射结正偏，集电结反偏 (1)基极电流 B对集电极电流 C 基极电流i 对集电极电流i 基极电流 有很强的控制作用
∆I C β= ∆I B
u E =常数
(2) uCE变化对 C的影响很小 变化对i 当 iB 一定时 ， 集电极电流具 有恒流特性。 有恒流特性。
深刻理解恒流源和恒压源
非理想的恒流源和恒压源
三极管电流放大跟流控电流源的对比
1.共射输出特性曲线 1.共射输出特性曲线
2饱和区
i C/mA u CE＝u BE 4 饱 和 区 放 3 大 2 区 1 0µ A 0 5 10 截止区 15
发射结正偏， 发射结正偏，集电结正偏
IB＝40µ A 30µ A 20µ A 10µ A i B＝－ICBO u CE/V
uCE=uBE(即集电结零偏 的情况 即集电结零偏)的情况 即集电结零偏 称为临界饱和， 称为临界饱和，对应点的轨迹 为临界饱和线。 为临界饱和线。 晶体管作放大器时应避免落 入饱和区， 入饱和区 ， 但在数字电路中利 用饱和状态下u 很小的特征， 用饱和状态下 CE 很小的特征 ， 视作管子导通状态， 视作管子导通状态 ， 有广泛应 用意义。 用意义。