第3章 双极型晶体管及其基本放大电路
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双极性晶体管讲义
3.1 双极型晶体管的工作原理
3.1 双极型晶体管的工作原理
均匀基区：少子扩散—扩散晶体管 缓变基区：扩散+漂移—漂移晶体管 合金晶体管：
铟球+N型鍺+铟球，熔化-冷却-析出形成 再结晶层，PNP,分布均匀 平面扩散晶体管
3.1 双极型晶体管的工作原理
• 发射区，基区杂质分布非均匀 • 发射结近似为突变结 • 集电结为缓变结
LE,LB,LC 发射区、基区、集电区的少子扩散长度
Pe0
发射区热平衡少子空穴浓度
Nb0
基区热平衡少子电子浓度
Pc0
集电区热平衡少子空穴浓度
3.2 少子分布
3.2.1 正向有源模式
3.2 少子分布
一 均匀基区晶体管（以npn为例）
假设： （采用一维理想模型） e,b,c三个区均匀掺杂，e,c结突变 e,c结为平行平面结，其面积相同，电流垂
无源器件（passive device） ：工作时不
需要外部能量源（Source Energy）的器件。电阻、电 容、电感、二极管。
有源器件（Active Device） ：
工作时需要外部能量源的器件，该器件至少有一个输出 ，并且是输入信号的一个函数。
如：双极晶体管、金属-氧化物-半导体场效应晶体管 、结型场效应晶体管…
IC
A
qDnb nb0 Lnb
csc h
Wb Lnb
(e
qVeb
kT
1)
qDnb
nb0
Lnb
cth
Wb Lnb
qDpc pc0 Lpc
双极型晶体三极管及其基本放大电路
3、三极管放大电路共有三种基本接法：共射、共集和共基电路。 其中共射电路能放大电压和电流，输入与输出反相，应用广 泛。共集电路无电压放大能力，能放大电流，因为其输入电 阻大，输出电阻小，多用作输入级，输出级及缓冲级。共基 电路能放大电压，无电流放大能力，且其输入电阻小，输出 电阻大，一般只用作高频放大。
4、多级放大电路的耦合方式有阻容耦合、变压器耦合、直接耦 合等类型。前级输出即为后级的输入，前级的输出电阻是后 级的信号源内阻，后级的输入电阻是前级的负载电阻。放大 电路的总增益为各级放大倍数的乘积；输入电阻是第一级电 路的输入电阻，输出电阻是最后一级电路的输出电阻。
5、复合管放大电路的分析可以等效成单管放大电路的分析。
模拟电子技术
ห้องสมุดไป่ตู้
双极型晶体三极管及其基本放大电路
晶体管的结构、原理及特性曲线→放大电路的分析方法→由 晶体管构成的三种基本放大电路→多级放大电路和复合管的 分析→放大电路的频率响应。 1、晶体管按照结构分成和两种，按材料分成硅管和锗管，由 于硅管的温度特性较好，所以硅管应用广泛。 晶体管有三种工作状态：
多级放大电路的级数越多，通频带越窄。
模拟电子技术
由于电路中的电抗元件对不同频率的输入信号呈现的电抗值 不同，电路的电压放大倍数是信号频率的函数，即频率响应。 频率响应分为幅频特性和相频特性，可以用波特图表示。
6、单级放大电路的频率响应：在中频段基本与频率无关；在低 频段，电压放大倍数随频率的降低而减小，输出电压与输入 电压之间的相移也发生变化；在高频段，电压放大倍数随频 率的升高而减小，相移也发生变化。
2、放大电路的分析方法有图解法和微变等效模型法两种。图解 法主要用来分析失真和静态工作点，工程计算中主要使用微 变等效模型法。 晶体管的模型有两种，低频为h参数等效模型，高频为混合π 模型。 分析放大电路的步骤为先直流，后交流。即先用直流通路计 算静态工作点，后画出交流通路，用低频小信号模型计算电 压放大倍数、输入电阻和输出电阻等交流参数。 由于静态工作点影响电路的性能，故实用放大电路都要有静 态工作点稳定的措施。
4、多级放大电路的耦合方式有阻容耦合、变压器耦合、直接耦 合等类型。前级输出即为后级的输入，前级的输出电阻是后 级的信号源内阻，后级的输入电阻是前级的负载电阻。放大 电路的总增益为各级放大倍数的乘积；输入电阻是第一级电 路的输入电阻，输出电阻是最后一级电路的输出电阻。
5、复合管放大电路的分析可以等效成单管放大电路的分析。
模拟电子技术
ห้องสมุดไป่ตู้
双极型晶体三极管及其基本放大电路
晶体管的结构、原理及特性曲线→放大电路的分析方法→由 晶体管构成的三种基本放大电路→多级放大电路和复合管的 分析→放大电路的频率响应。 1、晶体管按照结构分成和两种，按材料分成硅管和锗管，由 于硅管的温度特性较好，所以硅管应用广泛。 晶体管有三种工作状态：
多级放大电路的级数越多，通频带越窄。
模拟电子技术
由于电路中的电抗元件对不同频率的输入信号呈现的电抗值 不同，电路的电压放大倍数是信号频率的函数，即频率响应。 频率响应分为幅频特性和相频特性，可以用波特图表示。
6、单级放大电路的频率响应：在中频段基本与频率无关；在低 频段，电压放大倍数随频率的降低而减小，输出电压与输入 电压之间的相移也发生变化；在高频段，电压放大倍数随频 率的升高而减小，相移也发生变化。
2、放大电路的分析方法有图解法和微变等效模型法两种。图解 法主要用来分析失真和静态工作点，工程计算中主要使用微 变等效模型法。 晶体管的模型有两种，低频为h参数等效模型，高频为混合π 模型。 分析放大电路的步骤为先直流，后交流。即先用直流通路计 算静态工作点，后画出交流通路，用低频小信号模型计算电 压放大倍数、输入电阻和输出电阻等交流参数。 由于静态工作点影响电路的性能，故实用放大电路都要有静 态工作点稳定的措施。
第三章双极型晶体管
ICn
电子电流 电子流
上式等号右边第一项称为
发射效率，是入射空穴电
流与总发射极电流的比，
即：
I E•
I Ep IE
I Ep I Ep＋I En
第二项称为基区输运系数，
是到达集电极的空穴电流量
与由发射极入射的空穴电流
量的比，即
T
I Cp I Ep
所以 0＝T
发射区 (P )
}I EP
I En
基区 (n) I BB
(d)n-p-n双级型集体管的电路符号
图 4.2
+
VEC
-
E+
发射区 基区 集电区
P
n
P
+C
VEB
-B-
VCB
(a)理想一维p-n-p双级型集体管
IE E
+
+ VEC - IC - C
VEB
VBC
- + IB
B
(b)p-n-p双级型集体管的电路符号
-
VCE
+
E
发射区 基区 集电区
P
n
P
C
VBE
++ B
I En I BB
I B I E IC I En (I EpICp ) ICn
晶体管中有一项重要的参数
，称为共基电流增益，定义
为
0
I Cp IE
IB
空穴电流 和空穴流
图4.5
因此，得到
＝
0
I
I Cp Ep＋I
En
＝
I Ep I Ep＋I En
I Cp I Ep
}
集电区(P)
双极性晶体管的基本放大电路
双极性晶体管的基本放大电路在现代电子技术的发展中，晶体管是一种常见且重要的电子器件。
作为一种用于放大信号和控制电流的半导体器件，晶体管在各类电子设备中起着至关重要的作用。
而双极性晶体管就是其中一种常见的晶体管。
本文将介绍双极性晶体管的基本放大电路原理，以及其在实际应用中的重要性。
首先，让我们来了解一下双极性晶体管的基本结构。
双极性晶体管通常由三层半导体材料构成，其中两个外层为P型半导体，中间一层为N型半导体。
这三层分别被称为发射极（Emitter）、基极（Base）和集电极（Collector）。
通过外接电路的作用，可以控制基极和发射极之间的电流，进而调节集电极和发射极之间的电流。
在基本放大电路中，双极性晶体管起到了信号放大的关键作用。
下面我们以共射极放大电路为例来介绍双极性晶体管的放大原理。
在共射极放大电路中，双极性晶体管的基极通过一个输入源与负载电阻相连，而发射极与地连接。
集电极则接在一个电源上。
当输入信号施加到基极时，双极性晶体管的发射极电流将受到控制，从而产生集电极电流的变化。
这种变化使得输出信号经过负载电阻时产生相应的增益，从而实现信号的放大作用。
在共射极放大电路中，双极性晶体管的工作状态可以通过其静态工作点来描述。
静态工作点是指在无输入信号时，双极性晶体管的集电极电流和基极电流的大小。
通过适当选择电阻和电源电压，可以使双极性晶体管处于饱和区或截止区工作。
当输入信号施加到基极时，双极性晶体管的工作状态将发生变化，进而产生不同程度的集电极电流变化，实现信号的放大。
双极性晶体管的基本放大电路广泛应用于各类电子设备中。
在广播电视接收机中，它被用来放大无线电频率信号，使其能够被扬声器播放出来。
在音响设备中，它被用来放大音频信号，使得音乐声能够有足够的音量。
在计算机的中央处理器中，它被用来放大控制信号，使得处理器能够按照指令正确运行。
总结而言，双极性晶体管的基本放大电路是一种重要的电子技术应用。
双极型晶体管及其基本放大电路
第三章 双极型晶体管及 其基本放大电路
郭圆月 2014年10月9日
本章主要内容
§3.1 双极型晶体管 §3.2 BJT基本放大电路直流分析方法 §3.3 BJT基本放大电路交流分析方法 §3.4 三种组态放大器的中频特性
§3.5 单级共发放大器的频率特性
§3.6 多级放大电路
集电区 P N 基极 b
N
c
集电结 基区 发射结 发射区 b e 符号
N P
发射极 e
(b)PNP 型
线性电子
6
二、 晶体管的电流放大原理
以 NPN 型三极管为例讨论
c N b P
表面看
c
三极管若实现 放大，必须从三 极管内部结构和 外部所加电源的 极性来保证。
b
不具备 放大作用
N
e
7
e
线性电子
（1） 三极管放大条件
线性电子
2
§3.1 双极型晶体管
1. 结构与功能 2. 放大工作原理
3. Ebers-Moll数学模型
4. 静态工作伏安特性曲线 5. 主要参数
线性电子
3
一、晶体管的结构
双极型晶体管(BJT)：又称半导体三极管、晶体三极管 为什么有孔？
小功率管 中功率管 X：低频小功率管 D：低频大功率管
大功率管
IC = ICn + ICBO
IC
ICBO 称反向饱和电流
c ICn
ICBO
IB
b
IBn
Rc
IB=IBn+IEp - ICBO I E =I C +I B
扩散运动形成发射极电流IE 复合运动形成基极电流IB 漂移运动形成集电极电流IC
郭圆月 2014年10月9日
本章主要内容
§3.1 双极型晶体管 §3.2 BJT基本放大电路直流分析方法 §3.3 BJT基本放大电路交流分析方法 §3.4 三种组态放大器的中频特性
§3.5 单级共发放大器的频率特性
§3.6 多级放大电路
集电区 P N 基极 b
N
c
集电结 基区 发射结 发射区 b e 符号
N P
发射极 e
(b)PNP 型
线性电子
6
二、 晶体管的电流放大原理
以 NPN 型三极管为例讨论
c N b P
表面看
c
三极管若实现 放大，必须从三 极管内部结构和 外部所加电源的 极性来保证。
b
不具备 放大作用
N
e
7
e
线性电子
（1） 三极管放大条件
线性电子
2
§3.1 双极型晶体管
1. 结构与功能 2. 放大工作原理
3. Ebers-Moll数学模型
4. 静态工作伏安特性曲线 5. 主要参数
线性电子
3
一、晶体管的结构
双极型晶体管(BJT)：又称半导体三极管、晶体三极管 为什么有孔？
小功率管 中功率管 X：低频小功率管 D：低频大功率管
大功率管
IC = ICn + ICBO
IC
ICBO 称反向饱和电流
c ICn
ICBO
IB
b
IBn
Rc
IB=IBn+IEp - ICBO I E =I C +I B
扩散运动形成发射极电流IE 复合运动形成基极电流IB 漂移运动形成集电极电流IC
第三章讲义双极型晶体管
发射区少子空穴寿命 p 随着俄歇复合的增加而降低。
A Cn1n02 NS， i 俄歇复合寿命
111
p T A
俄歇复合
通过复合中心复合
少子空穴寿命缩短使注入到发射区的空穴增加，发射效率↓。
3.基区表面复合
表面复合对基区输运系数的影响可表示为
0 *IneIIn rb eIsb1IIn rb eIIn sb e
3.3.4影响电流放大系数的因素
1. 发射结势垒复合对电流放大系数的影响
Ine
Ine
1
Ie IneIpeIre 1Ipe Ire
Ine Ine
考虑势垒复合
电流Ire后，小 电流下的电流
放大系数降低，
大电流下Ire可 以忽略。
2. 发射区重掺杂效应对电流放大系数的影响
发射区过重的掺杂不仅不能提高发射效率，反而使发射效率降低
E、得到共基极和共射极 电流放大系数
3.3 晶体管的直流电流增益
四、电流增益 （1）发射效率
1
1
1 pB N BWB 1 E WB
nE N EWE
B WE
其 中 平 均 杂 质 浓 度 ：N B
1 WB
WB 0
N
B
x
dx
1 0
N E WE N WE E x dx
3.3 晶体管的直流电流增益
3.3 晶体管的直流电流增益
二、电流密度分布函数
jnBxqD L n n B B nB 0
eqV bekT1ch W L Bn Bx eqV bckT1ch L x nB shW BL nB
jn E jn B0 q D L n n B B n B 0 e q V b ek T 1 c th W L n B B e q V b ck T 1 c s c h W L n B B
《模拟电子技术基础》第3章 双极型晶体管及其基本放大电路
3.2 双极型晶体管
3.2.4 晶体管的共射特性曲线
2.输出特性曲线—— iC=f(uCE) IB=const
以IB为参变量的一族特性曲线
(1)当UCE=0V时，因集电极无收集
作用，IC=0；
(2)随着uCE 的增大，集电区收集电
子的能力逐渐增强，iC 随着uCE 增加而
增加；
(3)当uCE 增加到使集电结反偏电压
电压，集电结应加反向偏置电压。
3.2 双极型晶体管
3.2.3 晶体管的电流放大作用
1. 晶体管内部载流子的传输
如何保证注入的载流
子尽可能地到达集电区？
P
N
IE=IEN + IEP
IEN >> IEP
IC= ICN +ICBO
ICN= IEN – IBN
IEN>> IBN
ICN>>IBN
N
IEP
IE
3. 晶体管的电流放大系数
(1) 共基极直流电流放大系数
通常把被集电区收集的电子所形成的电流ICN 与发射极电流
IE之比称为共基电极直流电流放大系数。
ത
I CN
IE
由于IE=IEP+IEN=IEP+ICN+IBN，且ICN>> IBN，ICN>>IEP。通常ത
的值小于1，但≈1，一般
ത
为0.9-0.99。
ത
3.2 双极型晶体管
3.2.3 晶体管的电流放大作用
3. 晶体管的电流放大系数
(2) 共射极直流电流放大系数
I C I CN I CBO I E I CBO ( I C I B ) I CBO
第三章 双极性三极管及其放大电路基础
子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与外加电压无关。 一般 >> 1 。
一、双极型三极管BJT
BJT放大的条件和电流分配关系
放大的条件： 发射结正向偏置；集电结反向偏置。 电流分配关系：
I C I B I E I B IC (1 ) I B
这是贯穿模拟电子电路分析的两个最重要的概念
无量纲 电导
三、放大电路的分析方法
小信号模型分析法（等效电路法）
1、晶体管的h参数等效模型（交流等效模型） 交流等效模型（按式子画模型）
U be h11 I b h12U CE I C h21 I b h22U CE
三、放大电路的分析方法
小信号模型分析法（等效电路法）
2、h参数的物理意义
放大的概念与放大电路的性能指标
1、放大的概念
放大的对象：变化量 放大的本质：能量的控制
判断电路能否放 大的基本出发点
放大的特征：功率放大
放大的基本要求：不失真
二、基本共射极放大电路
放大的概念与放大电路的性能指标
2、性能指标
任何放大电路均可看成为两端口网络。
输出电流 输入电流
信号源 内阻
信号源
二、基本共射极放大电路
基本共射放大电路的组成及各元件的作用
动态信号作用时：
uI ib ic iRc uCE (uo )
输入电压 uI为零时，晶体管各 极的电流、b-e间电压、管压降， 称为静态工作点Q。记作IBQ、 ICQ（IEQ）、 UBEQ、 UCEQ。 基本共射放大电路
IC 1 100 I B 0.01
IC 5 50 I B 0.1
一、双极型三极管BJT
讨论
一、双极型三极管BJT
BJT放大的条件和电流分配关系
放大的条件： 发射结正向偏置；集电结反向偏置。 电流分配关系：
I C I B I E I B IC (1 ) I B
这是贯穿模拟电子电路分析的两个最重要的概念
无量纲 电导
三、放大电路的分析方法
小信号模型分析法（等效电路法）
1、晶体管的h参数等效模型（交流等效模型） 交流等效模型（按式子画模型）
U be h11 I b h12U CE I C h21 I b h22U CE
三、放大电路的分析方法
小信号模型分析法（等效电路法）
2、h参数的物理意义
放大的概念与放大电路的性能指标
1、放大的概念
放大的对象：变化量 放大的本质：能量的控制
判断电路能否放 大的基本出发点
放大的特征：功率放大
放大的基本要求：不失真
二、基本共射极放大电路
放大的概念与放大电路的性能指标
2、性能指标
任何放大电路均可看成为两端口网络。
输出电流 输入电流
信号源 内阻
信号源
二、基本共射极放大电路
基本共射放大电路的组成及各元件的作用
动态信号作用时：
uI ib ic iRc uCE (uo )
输入电压 uI为零时，晶体管各 极的电流、b-e间电压、管压降， 称为静态工作点Q。记作IBQ、 ICQ（IEQ）、 UBEQ、 UCEQ。 基本共射放大电路
IC 1 100 I B 0.01
IC 5 50 I B 0.1
一、双极型三极管BJT
讨论
(完整版)第三章习题解答
第三章双极型三极管基本放大电路3-1 选择填空1.晶体管工作在放大区时，具有如下特点______________。
a. 发射结正偏，集电结反偏。
b. 发射结反偏，集电结正偏。
c. 发射结正偏，集电结正偏。
d. 发射结反偏，集电结反偏。
2．晶体管工作在饱和区时，具有如下特点______________。
a. 发射结正偏，集电结反偏。
b. 发射结反偏，集电结正偏。
c. 发射结正偏，集电结正偏。
d. 发射结反偏，集电结反偏。
3．在共射、共集、共基三种基本组态放大电路中，电压放大倍数小于1的是______组态。
a. 共射b. 共集c. 共基d. 不确定4．对于题3-1图所示放大电路中，当用直流电压表测得U CE ≈V CC 时，有可能是因为______，测得U CE ≈0时，有可能是因为________。
题3-1图ccR La.R B 开路b. R C 开路c. R B 短路d. R B 过小5．对于题3-1图所示放大电路中，当V CC =12V ，R C =2k Ω，集电极电流I C 计算值为1mA 。
用直流电压表测时U CE =8V ，这说明______。
a.电路工作正常b. 三极管工作不正常c. 电容C i 短路d. 电容C o 短路 6.对于题3-1图所示放大电路中，若其他电路参数不变，仅当R B 增大时，U CEQ 将______；若仅当R C 减小时，U CEQ 将______；若仅当R L 增大时，U CEQ 将______；若仅更换一个β较小的三极管时，U CEQ 将______；a.增大b. 减小 c . 不变 d. 不确定 7.对于题3-1图所示放大电路中，输入电压u i 为余弦信号，若输入耦合电容C i 短路，则该电路______。
a.正常放大b. 出现饱和失真c. 出现截止失真d. 不确定 8. 对于NPN 组成的基本共射放大电路，若产生饱和失真，则输出电压_______失真；若产生截止失真，则输出电压_______失真。
第三章双极结型三极管及放大电路基础资料
放大电路应遵循以下原则:
RS
1、有直流通路， 并保证合适的直流偏置。
VS ＋
RL
－
2、有交流通路，即待放大的
输入信号能加到晶体管上，
且放大了的信号能从电路中取出。 直流电源及偏置电路
模拟电子线路
共发射极放大器（建立放大器感性认识）
共发射极放大器是应用最为广泛的基本放大器。
NPN晶体管起放大作用；
远大于ΔvI，实现电压信号的放大。 放大作用：输入回路加微小信号，通过基极电流的改变
量去控制集电极电流，从而将VCC的能量转换为与输入 信号变化规律相同、能量更大的输出信号。
模拟电子线路
对放大器的分析可分为直流分析和交流分析
直流分析：确定晶体管的静态工作点（各节点的直流电 压值）
交流分析：确定电路中各交流信号之间的关系。
50
降到额定值2/3时的iC值。 40
iC值超过ICM时管子易损坏。ICM 30
集电极最大允许功耗PCM
20 10
PCM＝iCvCE
反向击穿电压
0
1.0 0.8
0.6 过Leabharlann 坏区0.4 安全工作区iB = 0.2mA
PC <PCM
10
20 V(BR)CEO 30
vCE / V
V(BR)CBO - 发射极开路时,集电极－基极间反向击穿电压。
模拟电子线路
2) 饱和区 vCE较小时，集电结吸引电子能力弱，iC不随iB的增加而增 加，晶体管失去放大作用。饱和时集电极电压称为饱和压 降VCE(sat)。
Si管VCE(sat) ≈0.3V，而发射结的饱和压降VBE(sat) ≈0.8V， 故VCB(sat) = VCE(sat) - VBE(sat) ≈- 0.5V
第3章 场效晶体管及场效晶体管放大电路
3.3 场效晶体管的比较
场效晶体 管的分类
FET 场效晶体管
JFБайду номын сангаасT 结型
MOSFET (IGFET) 绝缘栅型
N沟道 P沟道 增强型
（耗尽型）
N沟道 P沟道
耗尽型
N沟道 P沟道
3.3 各种场效晶体管的比较
N
沟
道
绝增
缘 栅
强 型
场P
效沟
应道 管增
强
型
N 沟 道 耗
绝尽 缘型
栅
场P 效沟 应道 管耗
UDS
UGS
iD
++++ + +++
电沟M道O，SF在EUT是DS的利作用用栅下源形电成压i的D.
----
大 电小荷当，的UG来 多S>改少U变，GS(半从th)导而时体控, 沟表制道面漏加感极厚生电， 沟流道的电大阻小减。少，在相同UDS的作 用下，iD将进一步增加。
反型层
开始时无导电沟道，当在UGSUGS(th)时才形成沟 道,这种类型的管子称为增强型MOS管
iD(mA)
漏极饱和电流，用IDSS表示。
当UGS＞0时,将使iD进一步增加。
当UGS＜0时，随着UGS的减小漏
极电流逐渐减小，直至iD=0，对应
iD=0的UGS称为夹断电压，用符号
UP表示。
UP
UGS(V)
N沟道耗尽型MOS管可工作在UGS0或UGS>0
N沟道增强型MOS管只能工作在UGS>0
3. N沟道耗尽型MOS场效应管特性曲线
)2
(
UGS（off）
uGS
0)
第3章 场效晶体管及场效晶体管放大电路讲解
3.1 结型场效晶体管 3.2 绝缘栅型场效晶体管 3.3 各种场效晶体管的比较 3.4 场效晶体管放大电路
3. 1 结型场效应管
一、结构
D 漏极
耗尽层 (PN 结)
符 号
P 型区 栅极 G
N
P+
型 沟
P+
道
N
N型硅棒
S 源极
在漏极和源极之间加 上一个正向电压，N 型半 导体中多数载流子电子可 以导电。
-1
-2
VDD
-3 击穿区
-4
-5 夹--76断区 O UP 8V
uDS /V
漏极特性也有三个区：可变电阻区、恒流区和夹断区。
(1) 输出特性 iD f ( u ) DS uGS const.
(2) 转移特性 iD f ( u ) GS uDS const.
iD
I DSS ( 1
要求：
1、掌握场效应管的分类、特点、特性曲线及参 数，了解其结构、工作原理。
2、掌握场效应管放大电路的分析方法和指标计 算。
场效晶体管分类：
FET 场效晶体管
JFET 结型
MOSFET (IGFET) 绝缘栅型
N沟道 （耗尽型）
P沟道
增强型
N沟道 P沟道
耗尽型
N沟道 P沟道
第3 章 效晶体管及场效晶体管放大电路
根据结构和工作原理不同,场效应管可分为 两大类:结型场效应管(JFET)和绝缘栅型场效应 管(IGFET).
场效应管：一种载流子参与导电，利用输入回路的电场 效应来控制输出回路电流的三极管，又称单极型三极管。
单极型器件(一种载流子导电)；
特点
输入电阻高；
工艺简单、易集成、功耗小、体积小、 成本低。
3. 1 结型场效应管
一、结构
D 漏极
耗尽层 (PN 结)
符 号
P 型区 栅极 G
N
P+
型 沟
P+
道
N
N型硅棒
S 源极
在漏极和源极之间加 上一个正向电压，N 型半 导体中多数载流子电子可 以导电。
-1
-2
VDD
-3 击穿区
-4
-5 夹--76断区 O UP 8V
uDS /V
漏极特性也有三个区：可变电阻区、恒流区和夹断区。
(1) 输出特性 iD f ( u ) DS uGS const.
(2) 转移特性 iD f ( u ) GS uDS const.
iD
I DSS ( 1
要求：
1、掌握场效应管的分类、特点、特性曲线及参 数，了解其结构、工作原理。
2、掌握场效应管放大电路的分析方法和指标计 算。
场效晶体管分类：
FET 场效晶体管
JFET 结型
MOSFET (IGFET) 绝缘栅型
N沟道 （耗尽型）
P沟道
增强型
N沟道 P沟道
耗尽型
N沟道 P沟道
第3 章 效晶体管及场效晶体管放大电路
根据结构和工作原理不同,场效应管可分为 两大类:结型场效应管(JFET)和绝缘栅型场效应 管(IGFET).
场效应管：一种载流子参与导电，利用输入回路的电场 效应来控制输出回路电流的三极管，又称单极型三极管。
单极型器件(一种载流子导电)；
特点
输入电阻高；
工艺简单、易集成、功耗小、体积小、 成本低。
第3章双极晶体管
实际上，主要是通过减小Wb 和 e来提高 0或 0
的。
23
3. 缓变基区晶体管的电流放大系数 （1）缓变基区晶体管的自建电场
基区存在着杂质浓度梯度，这将导致空穴向 浓度低的方向扩散，空穴一旦离开，基区中的电 中性将被破坏。为了维持基区的电中性，必然会 在基区中产生一个电场，使空穴做反方向的漂移 运动来抵消空穴的扩散运动。这个为了维持基区 的电中性，而产生的电场称为缓变基区的自建电 场。
对于NPN晶体管，发射效率是注入基区的电子电 流与发射极电流的比值，即有
0
In (X 2 ) IE
对于NPN晶体管，基区输运系数是指到达集电结 的电子电流与注入基区的电子电流的比值，即有
0
In(X3) In(X2)
IC In(X2)
20
因此，可得 0
，
0
和
0
的关系为
0
IC IE
In(X2) IE
In(X3) In(X2)
0
0
所以，可按下面的步骤求解晶体管的电流放大倍数：
第一步 求发射效率；
第二步 求基区输运系数；
第三步 求共基极直流电流放大系数；
第四步 求共射极直流电流放大系数。
21
(1)发射效率
0
1
1 eWb
b Lpe
(2) 基区输运系数
晶体管的直流伏安特性曲线是指晶体管输入 和输出的电流—电压关系曲线。晶体管的三个端， 共有四个参数：输入电流、输入电压、输出电流 和输出电压。可以把任何两个参数之间的关系用 曲线表示出来(以其余两个参数中的一个作为参 变数)得到一族曲线，最常用的是输入特性曲线 和输出特性曲线。
的。
23
3. 缓变基区晶体管的电流放大系数 （1）缓变基区晶体管的自建电场
基区存在着杂质浓度梯度，这将导致空穴向 浓度低的方向扩散，空穴一旦离开，基区中的电 中性将被破坏。为了维持基区的电中性，必然会 在基区中产生一个电场，使空穴做反方向的漂移 运动来抵消空穴的扩散运动。这个为了维持基区 的电中性，而产生的电场称为缓变基区的自建电 场。
对于NPN晶体管，发射效率是注入基区的电子电 流与发射极电流的比值，即有
0
In (X 2 ) IE
对于NPN晶体管，基区输运系数是指到达集电结 的电子电流与注入基区的电子电流的比值，即有
0
In(X3) In(X2)
IC In(X2)
20
因此，可得 0
，
0
和
0
的关系为
0
IC IE
In(X2) IE
In(X3) In(X2)
0
0
所以，可按下面的步骤求解晶体管的电流放大倍数：
第一步 求发射效率；
第二步 求基区输运系数；
第三步 求共基极直流电流放大系数；
第四步 求共射极直流电流放大系数。
21
(1)发射效率
0
1
1 eWb
b Lpe
(2) 基区输运系数
晶体管的直流伏安特性曲线是指晶体管输入 和输出的电流—电压关系曲线。晶体管的三个端， 共有四个参数：输入电流、输入电压、输出电流 和输出电压。可以把任何两个参数之间的关系用 曲线表示出来(以其余两个参数中的一个作为参 变数)得到一族曲线，最常用的是输入特性曲线 和输出特性曲线。
线性电子线路第三章课后题答案
Ro 6.2
题 3.26 图 P3.26 为自举式射极跟随器，已知晶体管的 50 、rb 300 以及
RL 12k 。
（1） 若要求VE 10V ，确定 RB 的值； （2） 计算交流 Ri 和 AV ； （3） 若不接电容 C，则 Ri 为多大？ 解：（1）
RB 274.3k
5V 1k
RB
VBB
其中 V1 1.105V ~ 3.205V
题 3.10 图 P3.10 电路中晶体管的 100 ，问
（1） 若 RE 0.5k ，晶体管处于何种工作状态； （2） 求使晶体管工作在放大区的最小 RE 值。
由此求得 RE min 0.89k 。 由于 RE 0.5k 0.89k ，因此晶体管工作于饱和状态。
IE 1.47mA IC
VCE 7.71V
（2）求交流 AV、AI、AIS 及 Ri、Ro 共基极放大电路
re
VT IE
26mV 1.47mA
17.69 hie
rb 1 re
200 12617.69 2.43k
Ri 19.2
题 3.38
解：
fh 4.67kHz 主极点法： fh 4.82103 rad / s f fh fh 0.15kHz
VT IE
26mV 2.81mA
9.25
hie rb 1 re 200 1819.25 1874.25
（注：题目中未给 rb 的值，这里取 rb 200 ，若忽略 rb 则 hie 1674.25 ） （3） AVs、Ri 和 Ro
Ri 0.7k
Ro RC 1k AVs 45.73
第三章 双极型晶体管及其放大电路
集电极开路时，发射极-基极之间允许施加的最高反向电压， 一般为几十伏，有的甚至小于1伏。 ③集电极-发射极反向击穿电压U (BR)CEO
基极开路时，集电极-发射极之间允许施加的最高反向电压，
其值比U (BR)CBO要小一些。
由晶体管的三个极限参数 I CM、PCM 和 U (BR)CEO，可以画出管子 的安全工作区，如图3-8所示。使用中，不允许将工作点设在安 全工作区外。
图 3-7
15
（2）晶体管的极限参数
1) 集电极最大允许电流 I CM
在使用三极管时，I
C
超过
I
时并不一定会使三极管损坏，
CM
但值将逐渐降低。
2) 集电极最大允许功耗 PCM 其大小主要决定于允许的集电结结温。锗管最高允许结温
为 700 C ，硅管可达1500 C ，超过这个值，管子的性能变坏，甚至 烧毁管子。
•
三极管电流放大的实验电路
IB(mA) IC(mA) IE(mA)
0
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
<0.001 0.70
1.50
2.30
3.10
3.95
<0.001 0.72
1.54
2.36
3.18
4.05
IB
0
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
IC
<0.001
0.70
1.50
2.30
第3章
双极型晶体管及其放大电路
3.1 双极型晶体管 3.2 基本放大电路的工作原理及其组成 3.3 静态工作点稳定及分压式射极偏置电路 3.4 共发射极电路 3.5 共集电极极放大电路和共基极极放大电路 3.6 多级放大电路 3.7 放大电路的频率响应和阶跃响应 3.8 电流源电路 3.9 应用电路介绍
基极开路时，集电极-发射极之间允许施加的最高反向电压，
其值比U (BR)CBO要小一些。
由晶体管的三个极限参数 I CM、PCM 和 U (BR)CEO，可以画出管子 的安全工作区，如图3-8所示。使用中，不允许将工作点设在安 全工作区外。
图 3-7
15
（2）晶体管的极限参数
1) 集电极最大允许电流 I CM
在使用三极管时，I
C
超过
I
时并不一定会使三极管损坏，
CM
但值将逐渐降低。
2) 集电极最大允许功耗 PCM 其大小主要决定于允许的集电结结温。锗管最高允许结温
为 700 C ，硅管可达1500 C ，超过这个值，管子的性能变坏，甚至 烧毁管子。
•
三极管电流放大的实验电路
IB(mA) IC(mA) IE(mA)
0
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
<0.001 0.70
1.50
2.30
3.10
3.95
<0.001 0.72
1.54
2.36
3.18
4.05
IB
0
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
IC
<0.001
0.70
1.50
2.30
第3章
双极型晶体管及其放大电路
3.1 双极型晶体管 3.2 基本放大电路的工作原理及其组成 3.3 静态工作点稳定及分压式射极偏置电路 3.4 共发射极电路 3.5 共集电极极放大电路和共基极极放大电路 3.6 多级放大电路 3.7 放大电路的频率响应和阶跃响应 3.8 电流源电路 3.9 应用电路介绍
第3章 基本放大电路
第3章 基本放大电路内容提要：本章介绍双极型三极管组成的基本放大电路的工作原理、直流和交流分析方法，放大电路的技术指标，介绍三种组态放大电路的基本特性。
以及场效应三极管放大电路的构成和工作原理等。
3.1 放大电路的基本概念三极管具有电流放大作用，如何使用三极管构成一个电路，实现对输入信号的放大？本节就来讨论这一问题。
基本放大电路是放大电路中最基本的结构，是构成复杂放大电路的基本单元。
它利用双极型半导体三极管输入电流控制输出电流的特性，或场效应半导体三极管输入电压控制输出电流的特性，实现信号的放大。
本章基本放大电路的知识是进一步学习电子技术的重要基础。
本书中双极型半导体三极管简称三极管，场效应半导体三极管简称场效应管。
3.1.1 放大的概念基本放大电路一般是指由一个三极管或场效应管组成的放大电路。
从电路的角度来看，可以将基本放大电路看成一个双端口网络。
放大的作用体现在如下方面：1．放大电路主要利用三极管或场效应管的控制作用放大微弱信号，输出信号在电压或电流的幅度上得到了放大，输出信号的能量得到了加强。
2．输出信号的能量实际上是由直流电源提供的，只是经过三极管的控制，使之转换成信号能量，提供给负载。
放大电路的结构示意图见图3-1-1。
图3-1-1 放大电路结构示意图3.1.2 基本放大电路的组成及工作原理3.1.2.1 共射组态基本放大电路的组成共射组态基本放大电路如图3-1-2所示。
在该电路中，输入信号加在加在基极和发射极之间，耦合电容器C 1和C e 视为对交流信号短路。
输出信号从集电极对地取出，经耦合电容器C 2隔除直流量，仅将交流信号加到负载电阻R L 之上。
放大电路的共射组态实际上是指放大电路中的三极管是共射组态。
o 图3-1-2 共射组态交流基本放大电路共射组态基本放大电路中各元件的作用三极管VT ——起放大作用。
在输入信号的控制之下，通过三极管将直流电源的能量，转换为输出信号的能量。
双极型晶体管及其基本放大电路
V CC
Rc
+ C2
VT
RL Re +
Uo
Ce
2021/4/21
IC/mA
Q1 Q
Re减小，其他参 数不变，直流负 载线变陡，工作 点上移。
IBQ
O
Q2
VCC
U CE /V
Re增加，其他参数 不变，直流负载线
变平，工作点下移。
电子学教研室 模拟电子技术30
第3章 双极型晶体管及其基本放大电路
【例3.5.1】设VCC＝15V，Rb1=60kΩ、Rb2=20kΩ、Rc=3kΩ、Re=2kΩ、
iE
u CE
-
CE
2021/4/21
电子学教研室 模拟电子技术7
第3章 双极型晶体管及其基本放大电路 双极型晶体管——直流放大倍数与交流放大倍数
iC / mA
IC1
iC IC2
ICEO
O
IB1
iB =IB1-IB2 IB2
u CE / V
2021/4/21
电子学教研室 模拟电子技术8
第3章 双极型晶体管及其基本放大电路 双极型晶体管——安全工作区
第3章 双极型晶体管及其基本放大电路
2021/4/21
电子学教研室 模拟电子技术1
第3章 双极型晶体管及其基本放大电路 本章重点
✓双极型晶体管的特性曲线、主要参数 ✓放大的概念、放大电路的性能指标 ✓基本放大电路的分析方法 ✓三种组态基本放大电路的分析 ✓放大电路的频率响应
2021/4/21
电子学教研室 模拟电子技术2
C1
IC IB VT
Rc
C
2
Rb
Ui VBB
U CE
U BE
相关主题
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i C / mA 4
饱和区
3
100 μA 80 μA
放
2
60 μA 40 μA
截止区——iC接近零的区 域，相当iB=0的曲线的下 方。此时，发射结反偏， 集电结反偏。
放大区——iC平行于uCE 1 20 μA 截止区 轴的区域，曲线基本平行 区 I B =0 μA 等距。 此时，发射结正 I CEO uCE / V O 3 6 9 12 偏，集电结反偏，电压大 输出特性曲线的分区 于0.7 V左右(硅管) 。
本章主要介绍双极型晶体管的结构及其放大作用、特 性曲线及主要参数，阐述了放大电路的组成、工作原理及 主要技术指标，重点介绍双极型晶体管三种组态基本放大 电路的分析方法。
3.2 双极型晶体管
3.2.1 晶体管的结构和类型
双极型晶体管有两种结构，NPN型和PNP型。 NPN型
NPN型 e
PNP型
PNP型 N c e P N
3.2.5 晶体管的主要参数
(3) 共射截止频率fβ 低频时共发射极交流电流放大系数为0。下降到0/ 2 时所对应的信号频率称为晶体管的共射截止频率，用fβ表 示。 (4) 共基截止频率fα 低频时共基极交流电流放大系数为α0。 α下降到α0/ 时 2 所对应的信号频率称为晶体管的共基截止频率，用fα表示 。 特征频率、共射截止频率和共基截止频率三者之间大 致满足如下关系：
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
3.2.7 晶体管的型号及封装
双极型晶体管的型号和主要参数
3.2.7 晶体管的型号及封装
2. 晶体管的封装
小、中功率晶体管图片(金属圆壳封装)
3.2.7 晶体管的型号及封装
3.3.2 放大电路的性能指标
6. 通频带
A0 A( f L ) A( f H ) 0.7 A0 2
A A0 0.7 A0
O
fL
fH
f
低频段
中频段
高频段
放大电路电压增益的幅频特性
3.4 共射基本放大电路的组成 及工作原理
3.4.1 共射基本放大电路的组成
1. 共射放大电路的组成 共射基本放大电路由一个共射接法的晶体管加相应的 电阻、电容等元件和直流电源组成的。
Ii 注意：放大倍数、输入电阻、输出电阻通常都是在正弦 Io
信号下的交流参数，只有在放大电路处于放大状态且输出 A Rs RL Us Ui Uo 不失真的条件下才有意义。
放大电路
信号源
负载
求Ro的实验电路
Uo Ro ( 1) RL Uo
3.3.2 放大电路的性能指标
mA
限流电阻
U V b - (BR)CBO + 限流电阻
+
U(BR)CEO
3.2.5 晶体管的主要参数
由晶体管的极限参数PCM、ICM和U(BR)CEO确定了晶体 管的过损耗区、过流区和击穿区。使用晶体管时，应避免 使其进入上述三个区域，保证晶体管工作在安全工作区。
i C / mA
ICM 过流区
过 PCM 损 耗 区
ICEO
O 3 6 9
12
uC E / V
输出特性曲线
3.2.5 晶体管的主要参数
②共基直流电流放大系数
IC IE
(2) 极间反向电流
U CB CONST
① 集电结的反向饱和电流ICBO
ICBO是发射极开路时集电结的反向饱和电流。
② 穿透电流ICEO ICEO是基极开路时集电极与发射极之间的穿透电流。
3.2.5 晶体管的主要参数
(3) 反向击穿电压 1.U(BR)CBO——发射极开路时的集电结击穿电压。下标 BR代表击穿之意，是Breakdown的字头，CB代表集电极和 基极，O代表第三个电极E开路。
e c 2.U(BR) EBO——集电极开路时发射结的击穿电压。 + b
V
- mA +
限流电阻
小、中功率晶体管图片(塑封)
3.2.7 晶体管的型号及封装
大功率晶体管图片
3.3 放大的概念和放大电路的性能指标
3.3.1 放大的概念
放大电路主要用于放大微弱信号，输出电压或电流在 幅度上得到了放大。输出信号不能失真。放大的本质是能 量的控制与转换。
ui
信号源
直流电源
us
Rs
A
放大电路
- mA + 3.U(BR)CEO——基极开路集电极和发射极间的击穿电压。 e c 对于U(BR)CER表示BE间接有电阻，U(BR)CES表示BE间是短 c + b V 路的。几个击穿电压在大小上有如下关系 U(BR)EBO e U(BR)CBO≈U(BR)CES＞U(BR)CER＞U(BR)CEO＞U(BR) EBO
uo
RL
负载
放大电路结构框图
3.3.2 放大电路的性能指标
1. 放大倍数(增益) 输出信号在电压或电流的幅度上会得到放大，即输出 功率会有所放大。
放大电路的增益包括电压增益、电流增益、互阻增益、 互导增益和功率增益。 . . Ii Io
. Us
Rsபைடு நூலகம்
. Ui
. Ri U o Uo
I B2 I CEO
O
u CE / V
在输出特性曲线上求β
3.2.5 晶体管的主要参数
② 共基极交流电流放大系数
iC iE
uCB CONST
当ICBO和ICEO很小时， ≈、 ≈，可以不加区分。 (2) 特征频率fT 由于结电容的影响，当信号频率增加时，晶体管的 值 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。
③
(3) UCE≥1V，曲线右移不明 显。近似用UCE=1V曲线 代替 。
O O
①
U th U th
②
uBE V uBE //V
NPN型晶体管的共射输入特性曲线
2. 输出特性曲线 输出特性曲线—— iC=f(uCE) iB=const 它是以IB为参变量的一族特性曲线。 现以一条曲线为例：当UCE=0 V时，集电极无收集作用， IC=0。 当UCE稍增大时，IC随着UCE 增加而增加。 当UCE继续增加使集电结 反偏电压较大时， UCE再 增加，电流也没有明显的 增加。
4. 非线性失真系数 放大电路在正弦输入信号的作用下，输出电压信号的谐 波成分总量与基波分量之比，即为非线性失真系数，其 表达式为 2 2 U2 U3 THD 100% U1 式中 U1为基波分量有效值 U2、U3…为各次谐波分量的有效值 5. 最大不失真输出幅度 放大电路的最大不失真输出幅度是指放大电路的输出信号 非线性失真系数不超过额定值时的输出信号最大值，一般 用 U ommax 或 Iommax 表示。
ic ib VT uo C ib VT uo ui uo ie E E ie ic C
VT
B ui
B ui
E CE
C CC
B CB
晶体管的三种组态
3.2.3 晶体管的电流放大作用
如何保证注入的载流 子尽可能地到达集电区？ IE=IEN + IEP 且IEN >> IEP
N
P
N
IE
e
Re
IEP IEN
4 3 2 1 i C / mA 100 μA 80 μA 60 μA 40 μA 20 μA IB =0 μA 3 6 9 12 uCE / V
I CEO
O
NPN型晶体管的共射输出特性曲线
输出特性曲线可以分为三个区域: 饱和区——iC受uCE显著控制的区域，该区域内uCE的 数值较小，一般UCE＜0.7 V(硅管)。此时 发射结正偏，集电结正偏或零偏。
fα f T 0 fβ
3.2.5 晶体管的主要参数
3. 极限参数 (1) 集电极最大允许电流 ICM 当集电极电流增加到一定程度， 就要下降，使 值明显 减小所对应的IC称为集电极最大允许电流ICM。 (2) 集电极最大允许功率损耗PCM pC= iC×uCE ，PCM表示集电结上最大允许耗散功率。
大
3.2.5 晶体管的主要参数
晶体的参数分为三大类: 直流参数、交流参数、极限参数 1. 直流参数 (1) 直流电流放大系数 ①共射直流电流放大系数
iC / mA 4 3 100μA 80 μA
I CQ I CEO I BQ
I CQ I BQ
U CE CONST
ICQ
Q
2 1
IBQ
60 μA 40 μA 20 μA IB =0
放大电路 负载
Uo
Uo Ro Io
US 0 RL
此时，应将信号源源电压 U s 短路，但保留信号源内阻 Rs RL U 同时将负载 开路。在输出端加假想电源 ，求出o Ro Io 即可计算出 。
， ，
3.3.2 放大电路的性能指标
通过实验的方法求放大电路的输出电阻。先测试负载开路 时的输出电压U O ，再测试负载电阻为RL时的输出电压U O 。
IBN
IC ICN
ICBO IB
空穴
IC= ICN +ICBO ICN= IEN - IBN
c
Rc
VCC
b
电子
IB= IEP + IBN - ICBO
注意：图中画的是载流子的运动方向，空穴流与电流 方向相同；电子流与电流方向相反。由此可确定三个电极 的电流。
3.2.4 晶体管的共射特性曲线
共发射极接法晶体管的特性曲线包括： 输入特性曲线—— iB=f(uBE) uCE=const 输出特性曲线—— iC=f(uCE) iB=const iB是输入电流，uBE是输入电压。 iC是输出电流，uCE是输出电压。
饱和区
3
100 μA 80 μA
放
2
60 μA 40 μA
截止区——iC接近零的区 域，相当iB=0的曲线的下 方。此时，发射结反偏， 集电结反偏。
放大区——iC平行于uCE 1 20 μA 截止区 轴的区域，曲线基本平行 区 I B =0 μA 等距。 此时，发射结正 I CEO uCE / V O 3 6 9 12 偏，集电结反偏，电压大 输出特性曲线的分区 于0.7 V左右(硅管) 。
本章主要介绍双极型晶体管的结构及其放大作用、特 性曲线及主要参数，阐述了放大电路的组成、工作原理及 主要技术指标，重点介绍双极型晶体管三种组态基本放大 电路的分析方法。
3.2 双极型晶体管
3.2.1 晶体管的结构和类型
双极型晶体管有两种结构，NPN型和PNP型。 NPN型
NPN型 e
PNP型
PNP型 N c e P N
3.2.5 晶体管的主要参数
(3) 共射截止频率fβ 低频时共发射极交流电流放大系数为0。下降到0/ 2 时所对应的信号频率称为晶体管的共射截止频率，用fβ表 示。 (4) 共基截止频率fα 低频时共基极交流电流放大系数为α0。 α下降到α0/ 时 2 所对应的信号频率称为晶体管的共基截止频率，用fα表示 。 特征频率、共射截止频率和共基截止频率三者之间大 致满足如下关系：
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
3.2.7 晶体管的型号及封装
双极型晶体管的型号和主要参数
3.2.7 晶体管的型号及封装
2. 晶体管的封装
小、中功率晶体管图片(金属圆壳封装)
3.2.7 晶体管的型号及封装
3.3.2 放大电路的性能指标
6. 通频带
A0 A( f L ) A( f H ) 0.7 A0 2
A A0 0.7 A0
O
fL
fH
f
低频段
中频段
高频段
放大电路电压增益的幅频特性
3.4 共射基本放大电路的组成 及工作原理
3.4.1 共射基本放大电路的组成
1. 共射放大电路的组成 共射基本放大电路由一个共射接法的晶体管加相应的 电阻、电容等元件和直流电源组成的。
Ii 注意：放大倍数、输入电阻、输出电阻通常都是在正弦 Io
信号下的交流参数，只有在放大电路处于放大状态且输出 A Rs RL Us Ui Uo 不失真的条件下才有意义。
放大电路
信号源
负载
求Ro的实验电路
Uo Ro ( 1) RL Uo
3.3.2 放大电路的性能指标
mA
限流电阻
U V b - (BR)CBO + 限流电阻
+
U(BR)CEO
3.2.5 晶体管的主要参数
由晶体管的极限参数PCM、ICM和U(BR)CEO确定了晶体 管的过损耗区、过流区和击穿区。使用晶体管时，应避免 使其进入上述三个区域，保证晶体管工作在安全工作区。
i C / mA
ICM 过流区
过 PCM 损 耗 区
ICEO
O 3 6 9
12
uC E / V
输出特性曲线
3.2.5 晶体管的主要参数
②共基直流电流放大系数
IC IE
(2) 极间反向电流
U CB CONST
① 集电结的反向饱和电流ICBO
ICBO是发射极开路时集电结的反向饱和电流。
② 穿透电流ICEO ICEO是基极开路时集电极与发射极之间的穿透电流。
3.2.5 晶体管的主要参数
(3) 反向击穿电压 1.U(BR)CBO——发射极开路时的集电结击穿电压。下标 BR代表击穿之意，是Breakdown的字头，CB代表集电极和 基极，O代表第三个电极E开路。
e c 2.U(BR) EBO——集电极开路时发射结的击穿电压。 + b
V
- mA +
限流电阻
小、中功率晶体管图片(塑封)
3.2.7 晶体管的型号及封装
大功率晶体管图片
3.3 放大的概念和放大电路的性能指标
3.3.1 放大的概念
放大电路主要用于放大微弱信号，输出电压或电流在 幅度上得到了放大。输出信号不能失真。放大的本质是能 量的控制与转换。
ui
信号源
直流电源
us
Rs
A
放大电路
- mA + 3.U(BR)CEO——基极开路集电极和发射极间的击穿电压。 e c 对于U(BR)CER表示BE间接有电阻，U(BR)CES表示BE间是短 c + b V 路的。几个击穿电压在大小上有如下关系 U(BR)EBO e U(BR)CBO≈U(BR)CES＞U(BR)CER＞U(BR)CEO＞U(BR) EBO
uo
RL
负载
放大电路结构框图
3.3.2 放大电路的性能指标
1. 放大倍数(增益) 输出信号在电压或电流的幅度上会得到放大，即输出 功率会有所放大。
放大电路的增益包括电压增益、电流增益、互阻增益、 互导增益和功率增益。 . . Ii Io
. Us
Rsபைடு நூலகம்
. Ui
. Ri U o Uo
I B2 I CEO
O
u CE / V
在输出特性曲线上求β
3.2.5 晶体管的主要参数
② 共基极交流电流放大系数
iC iE
uCB CONST
当ICBO和ICEO很小时， ≈、 ≈，可以不加区分。 (2) 特征频率fT 由于结电容的影响，当信号频率增加时，晶体管的 值 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。
③
(3) UCE≥1V，曲线右移不明 显。近似用UCE=1V曲线 代替 。
O O
①
U th U th
②
uBE V uBE //V
NPN型晶体管的共射输入特性曲线
2. 输出特性曲线 输出特性曲线—— iC=f(uCE) iB=const 它是以IB为参变量的一族特性曲线。 现以一条曲线为例：当UCE=0 V时，集电极无收集作用， IC=0。 当UCE稍增大时，IC随着UCE 增加而增加。 当UCE继续增加使集电结 反偏电压较大时， UCE再 增加，电流也没有明显的 增加。
4. 非线性失真系数 放大电路在正弦输入信号的作用下，输出电压信号的谐 波成分总量与基波分量之比，即为非线性失真系数，其 表达式为 2 2 U2 U3 THD 100% U1 式中 U1为基波分量有效值 U2、U3…为各次谐波分量的有效值 5. 最大不失真输出幅度 放大电路的最大不失真输出幅度是指放大电路的输出信号 非线性失真系数不超过额定值时的输出信号最大值，一般 用 U ommax 或 Iommax 表示。
ic ib VT uo C ib VT uo ui uo ie E E ie ic C
VT
B ui
B ui
E CE
C CC
B CB
晶体管的三种组态
3.2.3 晶体管的电流放大作用
如何保证注入的载流 子尽可能地到达集电区？ IE=IEN + IEP 且IEN >> IEP
N
P
N
IE
e
Re
IEP IEN
4 3 2 1 i C / mA 100 μA 80 μA 60 μA 40 μA 20 μA IB =0 μA 3 6 9 12 uCE / V
I CEO
O
NPN型晶体管的共射输出特性曲线
输出特性曲线可以分为三个区域: 饱和区——iC受uCE显著控制的区域，该区域内uCE的 数值较小，一般UCE＜0.7 V(硅管)。此时 发射结正偏，集电结正偏或零偏。
fα f T 0 fβ
3.2.5 晶体管的主要参数
3. 极限参数 (1) 集电极最大允许电流 ICM 当集电极电流增加到一定程度， 就要下降，使 值明显 减小所对应的IC称为集电极最大允许电流ICM。 (2) 集电极最大允许功率损耗PCM pC= iC×uCE ，PCM表示集电结上最大允许耗散功率。
大
3.2.5 晶体管的主要参数
晶体的参数分为三大类: 直流参数、交流参数、极限参数 1. 直流参数 (1) 直流电流放大系数 ①共射直流电流放大系数
iC / mA 4 3 100μA 80 μA
I CQ I CEO I BQ
I CQ I BQ
U CE CONST
ICQ
Q
2 1
IBQ
60 μA 40 μA 20 μA IB =0
放大电路 负载
Uo
Uo Ro Io
US 0 RL
此时，应将信号源源电压 U s 短路，但保留信号源内阻 Rs RL U 同时将负载 开路。在输出端加假想电源 ，求出o Ro Io 即可计算出 。
， ，
3.3.2 放大电路的性能指标
通过实验的方法求放大电路的输出电阻。先测试负载开路 时的输出电压U O ，再测试负载电阻为RL时的输出电压U O 。
IBN
IC ICN
ICBO IB
空穴
IC= ICN +ICBO ICN= IEN - IBN
c
Rc
VCC
b
电子
IB= IEP + IBN - ICBO
注意：图中画的是载流子的运动方向，空穴流与电流 方向相同；电子流与电流方向相反。由此可确定三个电极 的电流。
3.2.4 晶体管的共射特性曲线
共发射极接法晶体管的特性曲线包括： 输入特性曲线—— iB=f(uBE) uCE=const 输出特性曲线—— iC=f(uCE) iB=const iB是输入电流，uBE是输入电压。 iC是输出电流，uCE是输出电压。