第二章 _极型三极管及基本放大_路
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第二章_三极管放大电路
一. 多级放大器的耦合方式
1.阻容耦合 优点：
iC
放大电路产生 截止失真
输入波形
uCE
ib
ib失真 uo 输出波形
(2-41)
2. Q点过高，信号进入饱和区 iC
放大电路产生 饱和失真
输入波形
ib
uCE
输出波形
uo
(2-42)
实现放大的条件
1. 晶体管必须偏置在放大区。发射结正偏，集电结 反偏。 2. 正确设置静态工作点，使整个波形处于放大区。 3. 输入回路将变化的电压转化成变化的基极电流。
rbe从几百欧到几千欧。
(2-25)
从输出回路看:
iC近似平行
i C IC i c β(I B i b ) βI B βi b
iC
所以： c i
βi b
uCE
uCE
(1) 输出端相当于一个受ib 控制 的电流源。 (2) 考虑 uCE对 iC的影响，输出 端还要并联一个大电阻rce。
rce的含义:
Δu CE u ce rce Δi C ic
(2-26)
三极管的微变等效电路 c
ib
ic
ib
ic ube rbe uce
ib
b
rce
uce
ube
eቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
ib
b
rbe
ib
c
rce很大， 一般忽略。
微变等效电路
e
(2-27)
2、放大电路的微变等效电路
将交流通道中的三极管用微变等效电路代替: uo ui RB
4. 输出回路将变化的集电极电流转化成变化的集电 极电压，经电容滤波只输出交流信号。
晶体三极管及其基本放大电路
22
2.4、三极管的主要参数
• 1、电流放大系数 • i)共射极电流放大系数
直流电流放大系数 IC
IB
交流电流放大系 数 Vic
Vib
h（ fe 高频）
一般工作电流不十分大的情况下,可认为
Ma Liming
Electronic Technique
23
ii)共基极电流放大系数
共基极直流电流放大系数
3
6
9
IB=0 12 vCE(V)
区时, 有:VB>VC Rb
+
－
UBB
Ma Liming
+ 对于PNP型三极管,工作在饱和区 UCC 时, 有:VB<VC<VE
－
Electronic Technique
13
例:如图，已知三极管工作在放大状态, 求:1).是NPN结构还是PNP结构?
Ma Liming
Electronic Technique
20
方法二：用万用表的 hFE档检测 值
1. 拨到 hFE挡。
2.将被测晶体管的三个引脚分别插入相应的插孔 中（TO-3封装的大功率管，可将其3个电极接 出3根引线，再插入插孔），三个引脚反过来 再插一次，读数大的为正确的引脚。
3.从表头或显示屏读出该管的电流放大系数。
N
b
c PV
Rb
eN
+
－
UBB
Ma Liming
+
UCC 对于PNP型三极管,工作在放大区 － 时, 有:VC<VB<VE
Electronic Technique
10
iC(mA ) 4 3
2 1
第2章双极型三极管及其放大电路
放大的基本特征：功率放大 放大的必要条件：有源元件
放大的前提：不失真
2.2.1 单管共发射极放大电路的组成
T：晶体管，为放大元件； VBB 、Rb：为发射结提供正向偏置电压; VCC：为输出信号提供能量；
RC + C1 + + ui － RB + － UBB VBB V RL + uo － C2 +
U CE 0
0.5V
1V
O
uBE
近似计算中，Si：uBE＝0.7V Ge：uBE＝0.2V
UCE增大到某一特定值后 （比如1V），特性曲线不 再右移。 UCE一般总大于1V。
例3：一个晶体管接在电路中，今测得它各管脚对“地”
的电位分别为：1 脚V1=3.7 V，2 脚V2= 3 V， 3 脚V3=9 V。试判别管子的三个电极，并说明是硅管还是锗管？ 是NPN型还是PNP型？
计算 Ro：
Uo Ro Io
U S 0 RL
RO与RL无关
输出电阻愈小，带负载能力愈强。
4、频率特性及通频带 BW 衡量一个放大电路对不同频率信号的放大能力。
Au Aum 0.707 Aum
fL：下限频率
BW
fL fH
fH：上限频率
中频放大倍数：Aum 通频带： BW ＝fH － fL
2、输出特性
iC
iC是关于uCE的函数，
受IB限制
(1)放大区
iC f ( uCE ) I B 常数
IB =100 µ A
5
UCE>UBE>0，
(2)截止区
I C βI B
80 µ A 放 大
饱 和 3 区
2 1 O 5
放大的前提：不失真
2.2.1 单管共发射极放大电路的组成
T：晶体管，为放大元件； VBB 、Rb：为发射结提供正向偏置电压; VCC：为输出信号提供能量；
RC + C1 + + ui － RB + － UBB VBB V RL + uo － C2 +
U CE 0
0.5V
1V
O
uBE
近似计算中，Si：uBE＝0.7V Ge：uBE＝0.2V
UCE增大到某一特定值后 （比如1V），特性曲线不 再右移。 UCE一般总大于1V。
例3：一个晶体管接在电路中，今测得它各管脚对“地”
的电位分别为：1 脚V1=3.7 V，2 脚V2= 3 V， 3 脚V3=9 V。试判别管子的三个电极，并说明是硅管还是锗管？ 是NPN型还是PNP型？
计算 Ro：
Uo Ro Io
U S 0 RL
RO与RL无关
输出电阻愈小，带负载能力愈强。
4、频率特性及通频带 BW 衡量一个放大电路对不同频率信号的放大能力。
Au Aum 0.707 Aum
fL：下限频率
BW
fL fH
fH：上限频率
中频放大倍数：Aum 通频带： BW ＝fH － fL
2、输出特性
iC
iC是关于uCE的函数，
受IB限制
(1)放大区
iC f ( uCE ) I B 常数
IB =100 µ A
5
UCE>UBE>0，
(2)截止区
I C βI B
80 µ A 放 大
饱 和 3 区
2 1 O 5
第二章 三极管及放大电路基础
第二章三极管及放大电路基础教学重点1．了解三极管的外形特征、伏安特性和主要参数。
2．在实践中能正确使用三极管。
3．理解放大的概念、放大电路主要性能指标、放大电路的基本构成和基本分析方法。
4．掌握共发射极放大电路的组成、工作原理，并能估算电路的静态工作点、放大倍数、输入和输出电阻等性能指标。
5．能搭建分压式放大电路，并调整静态工作点。
教学难点1．三极管的工作原理。
2．放大、动态和静态以及等效电路等概念的建立。
3．电路能否放大的判断。
学时分配2.1三极管2.1.1三极管的结构与符号 通过实物认识常见的三极管三极管有三个电极，分别从三极管内部引出，其结构示意如图所示。
按两个PN 结组合方式的不同，三极管可分为PNP 型、NPN 型两类，其结构示意、电路符号和文字符号如图所示。
PNP 型 NPN 型有箭头的电极是发射极，箭头方向表示发射结正向偏置时的电流方向，由此可以判断管子是PNP 型还是NPN 型。
基区 发射区e基极 ceVTe基极 cecVT《电子技术基础与技能》配套多媒体CAI 课件 电子教案三极管都可以用锗或硅两种材料制作，所以三极管又可分为锗三极管和硅三极管。
2.1.2三极管中的电流分配和放大作用动画：三极管电流放大作用的示意做一做：三极管中电流的分配和放大作用观察分析实验参考数据：1）三极管各极电流分配关系：I E = I B + I C ，I E ≈ I C ≫I B2）基极电流和集电极电流之比基本为常量，该常量称为共发射极直流放大系数β，定义为：BCI I =β 3）基极电流有微小的变化量Δi B ，集电极电流就会产生较大的变化量Δi C ，且电流变化量之比也基本为常量，该常量称为共发射交流放大系数β，定义为：BCΔi i ∆=β1．三极管的电流放大作用，实质上是用较小的基极电流信号控制较大的集电极电流信号，实现“以小控大”的作用。
2．三极管电流放大作用的实现需要外部提供直流偏置，即必须保证三极管发射结加正向电压（正偏），集电结加反向电压（反偏）。
电子技术课件第二章三极管及基本放大电路
10
2．三极管的主要参数
（1）直流参数 反映三极管在直流状态下的特性。
直流电流放大系数hFE 用于表征管子IC与IB的分配比例。
漏电电流。ICBO大的三极管工作的稳定性较差。
集—基反向饱和电流ICBO 它是指三极管发射极开路时，流过集电结的反向
ICBO测量电路
ICEO测量电路
加上一定电压时的集电极电流。ICEO是ICBO的(1+β)倍，所以它受温度影响不可忽视。
性。 A——PNP锗材料，B——NPN锗材料， C——PNP硅材料，D——NPN硅材料。
三极管型号的读识 3 A G 54 A
规格号
第三部分是用拼音字母表示管子的类型。
X——低频小功率管，G ——高频小功率管， D——低频大功率管，A ——高频大功率管。
三极管 NP锗材料 高频小功率 序号
第四部分用数字表示器件的序号。 第五部分用拼音字母表示规格号。
饱和区 当VCE小于VBE时，三极管的发
四、三极管器件手册的使用
三极管的类型非常多，从晶体管手册可以查找到三极管的型号，主要用途、主 要参数和器件外形等，这些技术资料是正确使用三极管的依据。
1．三极管型号
国产三极管的型号由五部分组成。
第一部分是数字“3”，表示三极管。 第二部分是用拼音字母表示管子的材料和极
一、放大电路静态工作点不稳定的原因
（1）温度影响 （2）电源电压波动 （3）元件参数改变
二、分压式偏置放大电路 1．电路组成
Rb1是上偏置电阻，Rb2是下偏置电阻。电源电压经Rb1、Rb2串联分压后为三极 管提供基极电压VBQ。Re起到稳定静态电流的作用，Ce是Re的交流信号旁路电容。
分压式偏置放大电路
放大电路的电压和电流波形
2．三极管的主要参数
（1）直流参数 反映三极管在直流状态下的特性。
直流电流放大系数hFE 用于表征管子IC与IB的分配比例。
漏电电流。ICBO大的三极管工作的稳定性较差。
集—基反向饱和电流ICBO 它是指三极管发射极开路时，流过集电结的反向
ICBO测量电路
ICEO测量电路
加上一定电压时的集电极电流。ICEO是ICBO的(1+β)倍，所以它受温度影响不可忽视。
性。 A——PNP锗材料，B——NPN锗材料， C——PNP硅材料，D——NPN硅材料。
三极管型号的读识 3 A G 54 A
规格号
第三部分是用拼音字母表示管子的类型。
X——低频小功率管，G ——高频小功率管， D——低频大功率管，A ——高频大功率管。
三极管 NP锗材料 高频小功率 序号
第四部分用数字表示器件的序号。 第五部分用拼音字母表示规格号。
饱和区 当VCE小于VBE时，三极管的发
四、三极管器件手册的使用
三极管的类型非常多，从晶体管手册可以查找到三极管的型号，主要用途、主 要参数和器件外形等，这些技术资料是正确使用三极管的依据。
1．三极管型号
国产三极管的型号由五部分组成。
第一部分是数字“3”，表示三极管。 第二部分是用拼音字母表示管子的材料和极
一、放大电路静态工作点不稳定的原因
（1）温度影响 （2）电源电压波动 （3）元件参数改变
二、分压式偏置放大电路 1．电路组成
Rb1是上偏置电阻，Rb2是下偏置电阻。电源电压经Rb1、Rb2串联分压后为三极 管提供基极电压VBQ。Re起到稳定静态电流的作用，Ce是Re的交流信号旁路电容。
分压式偏置放大电路
放大电路的电压和电流波形
三极管及放大电路解析
基极开路时的击穿电压U(BR) CEO。
6. 集电极最大允许耗散功耗PCM PCM取决于三极管允许的温升，消耗功率过大，温升过高会烧坏三极管。 PC PCM =IC UCE
硅管允许结温约为150C，锗管约为7090C。
由三个极限参数可画出三极管的安全工作区 IC
ICM
ICUCE=PCM
安全工作区 O
ICE 与 IBE 之比称为共发射极电流放大倍数
C IC
ICBO
N
ICE IB
P
EC
B
ICEICICBO IC
RB
IBE
N
IBE IBICBO IB
EB
E IE
IC IB ( 1)IC BO IB ICEO
若IB =0, 则 IC ICE0
集－射极穿透电流, 温度ICEO
忽 IC略 E ， O IC 有 IB (常用公式)
（3）通频带 衡量放大电路对不同频率信号的适应能力。
由于电容、电感及放大管PN结的电容效应，使放大电路在信号频率较低和较高时电压放大倍数数值下降， 并产生相移。
下限频率
fbwfHfL
（4）最大不失真输出电压Uom：交流有效值。 （5）最大输出功率Pom和效率η：功率放大电路的主要指标参数
上限频率
二、基本共射极放大电路 1、基本放大电路组成及各元件作用
问题：
将两个电源合二为
1. 两种电源
一
2. 信号源与放大电路不“共地”
共地，且要使信号驮载在静 态之上
－＋ UBEQ
有交流损失
有直流分量
静态时(ui=0)，
UBEQURb1
动态时，VCC和uI同时作用于晶体管的输入回 路。
（2）阻容耦合放大电路
6. 集电极最大允许耗散功耗PCM PCM取决于三极管允许的温升，消耗功率过大，温升过高会烧坏三极管。 PC PCM =IC UCE
硅管允许结温约为150C，锗管约为7090C。
由三个极限参数可画出三极管的安全工作区 IC
ICM
ICUCE=PCM
安全工作区 O
ICE 与 IBE 之比称为共发射极电流放大倍数
C IC
ICBO
N
ICE IB
P
EC
B
ICEICICBO IC
RB
IBE
N
IBE IBICBO IB
EB
E IE
IC IB ( 1)IC BO IB ICEO
若IB =0, 则 IC ICE0
集－射极穿透电流, 温度ICEO
忽 IC略 E ， O IC 有 IB (常用公式)
（3）通频带 衡量放大电路对不同频率信号的适应能力。
由于电容、电感及放大管PN结的电容效应，使放大电路在信号频率较低和较高时电压放大倍数数值下降， 并产生相移。
下限频率
fbwfHfL
（4）最大不失真输出电压Uom：交流有效值。 （5）最大输出功率Pom和效率η：功率放大电路的主要指标参数
上限频率
二、基本共射极放大电路 1、基本放大电路组成及各元件作用
问题：
将两个电源合二为
1. 两种电源
一
2. 信号源与放大电路不“共地”
共地，且要使信号驮载在静 态之上
－＋ UBEQ
有交流损失
有直流分量
静态时(ui=0)，
UBEQURb1
动态时，VCC和uI同时作用于晶体管的输入回 路。
（2）阻容耦合放大电路
模电第二章 基本放大电路
温 T ( C 度 ) I C T ( C I C ) E I C O
T ( C U B ) 不 E I B I C 变
温度T (C) IC ，
若此时I B
，则I
、
CQ
U CEQ在输出特性坐标
系中的位置就可能
基本不变。
2.4 放大电路静态工作点的稳定
一、典型电路
消除方法：增大Rb，减小Rc，减小β。
例2-1:由于电路参数的改变使静态工作点产生如图所示变化。 试问（1）当Q从Q1移到Q2、 从Q2移到Q3、 从Q3移到Q4时， 分别是电路的哪个参数变化造成的？这些参数是如何变化的？
4mA 3mA 2mA 1mA
40µA
Q3
Q4
30µA 20µA
IB=10µA
2 6 m V
2 6 m V
r b e 2 0 0 ( 1 ) I E Q 2 0 0 ( 1 3 0 ) 1 . 2 m A 8 7 1 . 6 7
R i R b ∥ r b e r b e 8 7 1 . 6 7 R o R c 6 k
2.4 放大电路静态工作点的稳定
温度对Q点的影响
2、放大电路的动态分析（性能指标分析）
（1）放大电路的动态图解分析法
结论: 1. ui uBE iB iC uCE uo
阻容耦合共射放大电路
2、放大电路的动态分析（性能指标分析）
（1）放大电路的动态图解分析法 二、图解分析
结论: 2. uo与ui相位相反；3. 测量电压放大倍数；4. 最大不失 真输出电压Uom （UCEQ －UCES与 VCC－ UCEQ ，取其小者，除以 2 ）。
Q
UBE/V
UBEQ VCC
1、放大电路的静态工作点 （2）图解法确定静态工作点
T ( C U B ) 不 E I B I C 变
温度T (C) IC ，
若此时I B
，则I
、
CQ
U CEQ在输出特性坐标
系中的位置就可能
基本不变。
2.4 放大电路静态工作点的稳定
一、典型电路
消除方法：增大Rb，减小Rc，减小β。
例2-1:由于电路参数的改变使静态工作点产生如图所示变化。 试问（1）当Q从Q1移到Q2、 从Q2移到Q3、 从Q3移到Q4时， 分别是电路的哪个参数变化造成的？这些参数是如何变化的？
4mA 3mA 2mA 1mA
40µA
Q3
Q4
30µA 20µA
IB=10µA
2 6 m V
2 6 m V
r b e 2 0 0 ( 1 ) I E Q 2 0 0 ( 1 3 0 ) 1 . 2 m A 8 7 1 . 6 7
R i R b ∥ r b e r b e 8 7 1 . 6 7 R o R c 6 k
2.4 放大电路静态工作点的稳定
温度对Q点的影响
2、放大电路的动态分析（性能指标分析）
（1）放大电路的动态图解分析法
结论: 1. ui uBE iB iC uCE uo
阻容耦合共射放大电路
2、放大电路的动态分析（性能指标分析）
（1）放大电路的动态图解分析法 二、图解分析
结论: 2. uo与ui相位相反；3. 测量电压放大倍数；4. 最大不失 真输出电压Uom （UCEQ －UCES与 VCC－ UCEQ ，取其小者，除以 2 ）。
Q
UBE/V
UBEQ VCC
1、放大电路的静态工作点 （2）图解法确定静态工作点
第二章晶体三极管及基本放大器(电气)
E
(1)符号中的箭头 方向是三极管的 实际电流方向
4
2、NPN和PNP管的结构示意及符号
PNP 型 基极base
集电极collector
P
集电区
PN结
集电结
N
基区
PN结
发射结
P
发射区
发射极emitter
符号
(3)发射区掺杂C浓度 (发远度杂2射)高，的三区于 基 浓极—基 区 度管发区 很 低有射掺 薄 ；三极杂 且 而个e浓 掺 集；区： 基电区结—B面—积基比极发b射；结 集面电积区大—得—多集，电所极三c。 极管的发射极与集 电极不能对调使用。
1、分类 按材料分：①硅管；②锗管 按功率分：①小功率管；②中功率管；③大功率管 按结构分：①NPN；②PNP
3
2、NPN和PNP管的结构示意及符号
NPN 型 基极base
集电极collector
N
集电区
PN结
集电结
P
基区
PN结
发射结
N
发射区
发射极emitter
符号
(3)发射区掺杂C浓度 (发远度杂2射)高，的三区于 基 浓极—基 区 度管发区 很 低有射掺 薄 ；三极杂 且 而个e浓 掺 集；区： 基电区结—B面—积基比极发b射；结 集面电积区大—得—多集，电所极三c。 极管的发射极与集 电极不能对调使用。
于集电极电流和基极电流之和。
12
2、三极管的正向控制作用 （以NPN为例）
(a)发射结的发射效率：
E
I En IE
(b)
载流子的传输效率：B
I Cn I En
(c)三极管的共基极直流电流传输系数：
E B
I En IE
(1)符号中的箭头 方向是三极管的 实际电流方向
4
2、NPN和PNP管的结构示意及符号
PNP 型 基极base
集电极collector
P
集电区
PN结
集电结
N
基区
PN结
发射结
P
发射区
发射极emitter
符号
(3)发射区掺杂C浓度 (发远度杂2射)高，的三区于 基 浓极—基 区 度管发区 很 低有射掺 薄 ；三极杂 且 而个e浓 掺 集；区： 基电区结—B面—积基比极发b射；结 集面电积区大—得—多集，电所极三c。 极管的发射极与集 电极不能对调使用。
1、分类 按材料分：①硅管；②锗管 按功率分：①小功率管；②中功率管；③大功率管 按结构分：①NPN；②PNP
3
2、NPN和PNP管的结构示意及符号
NPN 型 基极base
集电极collector
N
集电区
PN结
集电结
P
基区
PN结
发射结
N
发射区
发射极emitter
符号
(3)发射区掺杂C浓度 (发远度杂2射)高，的三区于 基 浓极—基 区 度管发区 很 低有射掺 薄 ；三极杂 且 而个e浓 掺 集；区： 基电区结—B面—积基比极发b射；结 集面电积区大—得—多集，电所极三c。 极管的发射极与集 电极不能对调使用。
于集电极电流和基极电流之和。
12
2、三极管的正向控制作用 （以NPN为例）
(a)发射结的发射效率：
E
I En IE
(b)
载流子的传输效率：B
I Cn I En
(c)三极管的共基极直流电流传输系数：
E B
I En IE
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
阻
第2章 半导体三极管及其基本放大电路
第2章--半导体三极管及放大电路基础讲解
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2.2 场效应晶体管
3.结型场效应管的特性曲线(以N沟通结型场效应管为例) (1) 转移特性曲线据这个函数关系可得出它的特性曲线如图所示。
2.2 场效应晶体管
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(2) 输出特性曲线。 与三极管类似，输出特性曲线也为一簇曲线，如图所示。 可变电阻区(相当于三极管的饱和区) 恒流区(也称饱和区)(相当于三极管的放大区) 夹断区(相当于三极管的截止区)
可变电阻区
恒流区
截止区
i
(V)
(mA)
D
DS
u
GS
=6V
u
u
=5V
GS
=4V
u
GS
u
=3V
GS
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2.3 基本交流电压放大电路
2.3.1 共射基本放大电路的组成
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图所示是一个典型的共射基本放大电路。电路中各元件的作用如下所述： (1)三极管T。它是放大电路的核心器件，具有放大电流的作用 (2)基极偏流电阻RB。其作用是向三极管的基极提供合适的偏置电流，并使发射结正向偏置。
2.1.3 半导体三极管的特性曲线
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IB(A)
UBE(V)
20
40
60
80
0.4
0.8
UCE1V
1.输入特性 输入特性是指在三极管集电极与发射极之间的电压UCE为一定值时，基极电流IB同基极与发射极之间的电压UBE的关系，即
2.1 半导体三极管
2. 输出特性 输出特性是指在基极电流为一定值时，三极管集电极电流IC同集电极与发射极之间的电压UCE的关系。即 在不同的IB下，可得出不同的曲线．所以二极管的输出特性曲线是一组曲线，
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2.2 场效应晶体管
3.结型场效应管的特性曲线(以N沟通结型场效应管为例) (1) 转移特性曲线据这个函数关系可得出它的特性曲线如图所示。
2.2 场效应晶体管
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(2) 输出特性曲线。 与三极管类似，输出特性曲线也为一簇曲线，如图所示。 可变电阻区(相当于三极管的饱和区) 恒流区(也称饱和区)(相当于三极管的放大区) 夹断区(相当于三极管的截止区)
可变电阻区
恒流区
截止区
i
(V)
(mA)
D
DS
u
GS
=6V
u
u
=5V
GS
=4V
u
GS
u
=3V
GS
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2.3 基本交流电压放大电路
2.3.1 共射基本放大电路的组成
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图所示是一个典型的共射基本放大电路。电路中各元件的作用如下所述： (1)三极管T。它是放大电路的核心器件，具有放大电流的作用 (2)基极偏流电阻RB。其作用是向三极管的基极提供合适的偏置电流，并使发射结正向偏置。
2.1.3 半导体三极管的特性曲线
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IB(A)
UBE(V)
20
40
60
80
0.4
0.8
UCE1V
1.输入特性 输入特性是指在三极管集电极与发射极之间的电压UCE为一定值时，基极电流IB同基极与发射极之间的电压UBE的关系，即
2.1 半导体三极管
2. 输出特性 输出特性是指在基极电流为一定值时，三极管集电极电流IC同集电极与发射极之间的电压UCE的关系。即 在不同的IB下，可得出不同的曲线．所以二极管的输出特性曲线是一组曲线，
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。
三极管及放大电路
2021-07-31
第2章 三极管及放大电路
例2.1 已知图2.7中各晶体管均为硅管，测得各管脚的电压值分别如图中所示值，试判别各晶体管的 工作状态。
图2.7 例2.1的图
2021-07-31
第2章 三极管及放大电路
解： （1）在图2.7（a），发射结零偏；UCB=-2V＜0，集电结反偏，故中，因为UBE=0.7V＞0， 发射结正偏；UBC=0.5V＞0，集电结正偏，故可判断它工作在饱和区。 （2）在图2.7（b）中，因为UBE=0.7V＞0，发射结正偏；UBC= -5.3V＜0，集电结反偏， 故可判断它工作在放大区。 （3）在图2.7（c）中，因为UEB=0V可判断它工作在截止区。
2021-07-31
第2章 三极管及放大电路
（3）饱和区。IC随UCE的增大而增大的区域是饱和区。此时发射结正偏，集电结正偏。对NPN型管，当UCE ＜UBE时，三极管工作于饱和状态。当增加IB使工作点上移到Q1点时，三极管即进入饱和区，此时IB的变化对 IC的影响较小，IC≠IB，其管压降UCE称为饱和压降UCES，一般硅管约为0.3V，锗管约为0.1V，都可近似为0V。 因UCES≈0，C，E极近似于短路，UBE≈0.7V，B，E极也近似于短路，等效电路如图2.6（c）所示。
2021-07-31
第2章 三极管及放大电路
表2.1 实验测试数据
电流
1
2
IB（mA）
0
0.02
IC（mA）
＜0.001
0.70
IE（mA）
＜0.001
0.72
实验次数
3
4
0.04
0.06
1.50
2.30
1.54
2.36
5 0.08 3.10 3.18
第2章 三极管及放大电路
例2.1 已知图2.7中各晶体管均为硅管，测得各管脚的电压值分别如图中所示值，试判别各晶体管的 工作状态。
图2.7 例2.1的图
2021-07-31
第2章 三极管及放大电路
解： （1）在图2.7（a），发射结零偏；UCB=-2V＜0，集电结反偏，故中，因为UBE=0.7V＞0， 发射结正偏；UBC=0.5V＞0，集电结正偏，故可判断它工作在饱和区。 （2）在图2.7（b）中，因为UBE=0.7V＞0，发射结正偏；UBC= -5.3V＜0，集电结反偏， 故可判断它工作在放大区。 （3）在图2.7（c）中，因为UEB=0V可判断它工作在截止区。
2021-07-31
第2章 三极管及放大电路
（3）饱和区。IC随UCE的增大而增大的区域是饱和区。此时发射结正偏，集电结正偏。对NPN型管，当UCE ＜UBE时，三极管工作于饱和状态。当增加IB使工作点上移到Q1点时，三极管即进入饱和区，此时IB的变化对 IC的影响较小，IC≠IB，其管压降UCE称为饱和压降UCES，一般硅管约为0.3V，锗管约为0.1V，都可近似为0V。 因UCES≈0，C，E极近似于短路，UBE≈0.7V，B，E极也近似于短路，等效电路如图2.6（c）所示。
2021-07-31
第2章 三极管及放大电路
表2.1 实验测试数据
电流
1
2
IB（mA）
0
0.02
IC（mA）
＜0.001
0.70
IE（mA）
＜0.001
0.72
实验次数
3
4
0.04
0.06
1.50
2.30
1.54
2.36
5 0.08 3.10 3.18
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uo与ui的极性相差1800
EC Ii Uo Ui Ib
uce= -icRL’
Ic
Uo
Ui
2-3
工作原理 放大电路的放大倍数
输出信号的电压和电流幅度得到了放大，所以 输出功率也会有所放大。对放大电路而言有电压放 大倍数、电流放大倍数和功率放大倍数,通常它们都 是按正弦量定义的。
电压放大倍数定义为
输入特性曲线分三个区 ① 死区 ② 非线性区 ③ 线性区
三极管输出特性曲线 IC=f(Uce) Ib=C
输出特性曲线可以分为三个区域: 饱和区: (1) IC受Uce显著控制的区域，该 区域内Uce的数值较小，一般Uce ＜0.7V(硅管)。 发射结正偏，集电结正偏 (2) Uces=0.3V左右
静态分析
确定放大电路的静态值IBQ、ICQ、UCEQ,即静 态工作点Q。静态工作点的位置直接影响放 大电路的质量 计算法 图解分析法
EC
静态分析方法 1. 计算法
借助于放大电路的直流通路来求 直流通路是能通过直流的通道。将电路 Ui 中的耦合电容和旁路电容开路，即可得 到。
Uo
工作原理 放大电路的静态分析
IE
Rc
EC
α 1α
IB
I CBO 1 α
EB
EC>EB 穿透电流 I C (1 )I CBO ICEO 当IB=0时
α 1 α
I C I B (1 )I CBO
由IB>>ICBO
IC IB
工作原理 共发射极连接的工作原理
共基交流电流放大系数
特性曲线
性曲线。 2. 当Uce ≥1V时， Ucb= Uce - Ube >0，集电结已进入反偏状态， 开始收集电子，且基区复合减 少， IC / IB 增大，特性曲线将 正常工作区，发射极正偏 NPN Si: Ube= 0.6~0.7V 向右稍微移动一些。但Uce再增 PNP Ge: Ube= -0.2~-0.3V 加时，曲线右移很不明显。通 常只画一条。
Ui
Uo
使三极管工作在线性区 基本组成如下： 将变化的集电极电流 转换为电压输出 – 三 极 管T 给输出信号提供能量 – 负载电阻RC 、RL – 偏置电路EC 、Rb 起隔直作用 – 耦合电容C1 、C2 对交流起耦合的作用
工作原理 放大电路的静态分析
静态 Ui=0时，放大电路的工作状态，也称直流工作状态。
公共电极。三种接法也称三种组态：
共发射极接法，发射极作为公共电极，用CE表示；
共集电极接法，集电极作为公共电极，用CC表示;
共基极接法，基极作为公共电极，用CB表示。
三极管的伏安特性曲线
三极管的伏安特性 指管子各电极的电压与电流的关系曲线 本节介绍共发射极接法三极管的特性曲线： 输入特性曲线:
Ib=f(Ube) Uce=C
AU U o /U i
Uo AU (dB) 20 lg (dB) Ui Io AI ( dB) 20 lg ( dB) Ii
电流放大倍数定义为
AI I o / I i
§2-3 放大电路的分析方法
放大电路的图解分析方法 晶体管的h参数低频小信号模型
共射极h参数等效电路的分析方法
放大器工作点稳定问题
输出特性曲线:
IC=f(Uce) Ib=C
B是输入电极，C是输出电极，E是公共电极。
Ib是输入电流，Ube是输入电压，加在B、E两电极之间。
IC是输出电流，Uce是输出电压，从C、E两电极取出。
三极管输入特性曲线
1. Uce=0V时，发射极与集电极短 路，发射结与集电结均正偏，实 际上是两个二极管并联的正向特 ③ ①②
第二章 双极型三极管及基本放大电路
§2-1 §2-2 §2-3 §2-4 §2-5 §2-6 小结
双极型三极管 放大器的工作原理 放大电路的分析方法 共集放大电路 共基放大电路 级间耦合方式
§2-1 双极型晶体三极管
晶体三极管的工作原理
三极管的伏安特性曲线
三极管的特性参数
晶体三极管的工作原理
三极管的结构
BUceo
BUces
BUceR
§2-2 放大器的工作原理
放大的概念
放大器的工作原理
放大器的静态分析 放大器的动态分析
放大器的工作原理
放大的概念
基本放大电路一般是指由一个三极管组成的三种基本
组态放大电路。
1.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。
放大器的工作原理
基本放大电路的组成
EC Rc + +
EC
Ui Uo
Ui
Rb Eb
Uo
-
-
简化： 两个电源用一个Ec,去掉Eb,Rb改接由Ec供电 1. 2. 公共端接地，设其电位为0，其他各点电位以它做 参考点。因此可不画Ec,只标出极性和大小。
放大器的工作原理
基本放大电路的组成
EC
起放大作用
特性曲线
截止区：——Ib=0的曲线的下方的区域 Ib=0 Ic=Iceo NPN：Ube0.5V,管子就处于截止态 通常该区：发射结反偏，集电结反偏。
2-2
三极管输出特性曲线
特性曲线
放大区—IC平行于Uce轴的区域，曲线基本平行等距。 (1) 发射结正偏，集电结反偏，电压Ube大于0.7V左右(硅管) 。 (2) Ic=Ib,即Ic主要受Ib的控制。 (3) ≈ 判断三极管工作状态的依据： 饱和区: 发射结正偏，集电结正偏 截止区： 发射结反偏，集电结反偏 或： Ube0.5V（Si) Ube0.2V（Ge) 放大区: 发射结正偏，集电结反偏
的数值一般在0.9 ~0.99之间。
说明从发射区注入的载流子绝大部分到达集电区，只 有一小部分在基区复合
工作原理 输出电流 共发射极连接的工作原理
IB = IB’-ICBO 输入电流
Rb IB IC
IC = IPC+ICBO α I e I CBO IE = IB+IC
IC
共射直流 放大系数
工作原理 ui
UBE
uBE t
uo
UCE
uCE
规定 直流分量： 大写字母、大写下标 交流分量： 小写字母、小写下标
交直流叠加量： 小写字母、大写下标
变化的 ic 通过 Rc转变为 三极管放大作用 放大电路交流（动态）分析 变化的电压输出 2. 放大电路的工作过程
工作原理
ui →ube →ib →ic(ib) →icRc →uce →uo
从结构上看主要有两种类型： NPN型 发射区 基区 集电区 发射极E PNP型
基极B E-B间的PN结 称为发射结(Je)
集电极C C-B间的PN结 成为集电结(Jc)
晶体三极管的工作原理
三极管的结构
1. 由三层半导体组成，有三个区、三个极、两个结
2. 发射区掺杂浓度比集电区高得多 基区掺杂低,且很薄
IB
UBE
放大电路的静态分析
工作原理
2. 图解法 （1）由输入特性曲线和输入直流负载线求IBQ、UBEQ （2）由输出特性曲线和输出直流负载线求ICQ、UCEQ
EC IC
UCE UBE
UCE=EC-ICRc → 直流负载线
求两点 IC=0 UCE=EC UCE=0 IC=EC/Rc
IB
作出直流负载线，直流负载线和输出 特性曲线的有多个交点。 只有与iB=IBQ对应的那条曲线的交
IC = IPC+ICBO
IE = IB+IC 共基极电路 b
IB’
ICBO
IB
工作原理
共基极直流放大系数 从发射区注入的载流子到达集电极部分所占的百分比 I PC α IE 由前面得到的电流之间的分配关系 IC = IPC+ICBO
IC I C I CBO 可得： α IE IE
（1） 将放大电路中电容视作短路
（2） 直流电源电阻很小，对交流可视作短路 即可得到放大电路的交流通路
放大电路交流（动态）分析
1. 放大电路的交流通路
EC
Ii Ib
工作原理
Ic
Uo
Ui
Uo
Ui
2. 放大电路的工作过程 当有交流信号ui加到放大器的输入端时，晶体管各点
的电压和电流将在静态值基础上叠加一交流分量， 此时电路中的信号即有直流，又有交流。
工作原理
EC
、
EC /Rc
3.在输入回路列方程式UBE =UCC－IBRb 4.在输入特性曲线上，作出输入负载线，两 线的交点即是Q。 5.得到Q点的参数IBQ、ICQ和UCEQ。
放大电路交流（动态）分析
工作原理
动态 有输入信号Ui≠0时，放大电路的工作状态，也称交 流工作状态 动态分析 确定放大电路的放大倍数AU 或AI 输入电阻ri和输出电阻ro 1. 放大电路的交流通路 交流通路的画法：
点才是静态工作点
放大电路的静态分析
2. 图解法
工作原理
如改变Ib的数值，便可改变静态工作点的位置， 由图可见： 从而影响放大电路的放大质量
放大电路的静态分析
2. 图解法 关键：直流负载线的确定方法： 1.由直流负载列出方程 UCE=UCC－ICRc 2.在输出特性曲线上确定两个特殊点,即可 画出直流负载线。
2-2
三极管的特性参数
电流放大系数
共基直流电流放大系数 共基交流电流放大系数
IC α IE
α =Ic/Ie Ucb=C
共射直流电流放大系数
EC Ii Uo Ui Ib
uce= -icRL’
Ic
Uo
Ui
2-3
工作原理 放大电路的放大倍数
输出信号的电压和电流幅度得到了放大，所以 输出功率也会有所放大。对放大电路而言有电压放 大倍数、电流放大倍数和功率放大倍数,通常它们都 是按正弦量定义的。
电压放大倍数定义为
输入特性曲线分三个区 ① 死区 ② 非线性区 ③ 线性区
三极管输出特性曲线 IC=f(Uce) Ib=C
输出特性曲线可以分为三个区域: 饱和区: (1) IC受Uce显著控制的区域，该 区域内Uce的数值较小，一般Uce ＜0.7V(硅管)。 发射结正偏，集电结正偏 (2) Uces=0.3V左右
静态分析
确定放大电路的静态值IBQ、ICQ、UCEQ,即静 态工作点Q。静态工作点的位置直接影响放 大电路的质量 计算法 图解分析法
EC
静态分析方法 1. 计算法
借助于放大电路的直流通路来求 直流通路是能通过直流的通道。将电路 Ui 中的耦合电容和旁路电容开路，即可得 到。
Uo
工作原理 放大电路的静态分析
IE
Rc
EC
α 1α
IB
I CBO 1 α
EB
EC>EB 穿透电流 I C (1 )I CBO ICEO 当IB=0时
α 1 α
I C I B (1 )I CBO
由IB>>ICBO
IC IB
工作原理 共发射极连接的工作原理
共基交流电流放大系数
特性曲线
性曲线。 2. 当Uce ≥1V时， Ucb= Uce - Ube >0，集电结已进入反偏状态， 开始收集电子，且基区复合减 少， IC / IB 增大，特性曲线将 正常工作区，发射极正偏 NPN Si: Ube= 0.6~0.7V 向右稍微移动一些。但Uce再增 PNP Ge: Ube= -0.2~-0.3V 加时，曲线右移很不明显。通 常只画一条。
Ui
Uo
使三极管工作在线性区 基本组成如下： 将变化的集电极电流 转换为电压输出 – 三 极 管T 给输出信号提供能量 – 负载电阻RC 、RL – 偏置电路EC 、Rb 起隔直作用 – 耦合电容C1 、C2 对交流起耦合的作用
工作原理 放大电路的静态分析
静态 Ui=0时，放大电路的工作状态，也称直流工作状态。
公共电极。三种接法也称三种组态：
共发射极接法，发射极作为公共电极，用CE表示；
共集电极接法，集电极作为公共电极，用CC表示;
共基极接法，基极作为公共电极，用CB表示。
三极管的伏安特性曲线
三极管的伏安特性 指管子各电极的电压与电流的关系曲线 本节介绍共发射极接法三极管的特性曲线： 输入特性曲线:
Ib=f(Ube) Uce=C
AU U o /U i
Uo AU (dB) 20 lg (dB) Ui Io AI ( dB) 20 lg ( dB) Ii
电流放大倍数定义为
AI I o / I i
§2-3 放大电路的分析方法
放大电路的图解分析方法 晶体管的h参数低频小信号模型
共射极h参数等效电路的分析方法
放大器工作点稳定问题
输出特性曲线:
IC=f(Uce) Ib=C
B是输入电极，C是输出电极，E是公共电极。
Ib是输入电流，Ube是输入电压，加在B、E两电极之间。
IC是输出电流，Uce是输出电压，从C、E两电极取出。
三极管输入特性曲线
1. Uce=0V时，发射极与集电极短 路，发射结与集电结均正偏，实 际上是两个二极管并联的正向特 ③ ①②
第二章 双极型三极管及基本放大电路
§2-1 §2-2 §2-3 §2-4 §2-5 §2-6 小结
双极型三极管 放大器的工作原理 放大电路的分析方法 共集放大电路 共基放大电路 级间耦合方式
§2-1 双极型晶体三极管
晶体三极管的工作原理
三极管的伏安特性曲线
三极管的特性参数
晶体三极管的工作原理
三极管的结构
BUceo
BUces
BUceR
§2-2 放大器的工作原理
放大的概念
放大器的工作原理
放大器的静态分析 放大器的动态分析
放大器的工作原理
放大的概念
基本放大电路一般是指由一个三极管组成的三种基本
组态放大电路。
1.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。
放大器的工作原理
基本放大电路的组成
EC Rc + +
EC
Ui Uo
Ui
Rb Eb
Uo
-
-
简化： 两个电源用一个Ec,去掉Eb,Rb改接由Ec供电 1. 2. 公共端接地，设其电位为0，其他各点电位以它做 参考点。因此可不画Ec,只标出极性和大小。
放大器的工作原理
基本放大电路的组成
EC
起放大作用
特性曲线
截止区：——Ib=0的曲线的下方的区域 Ib=0 Ic=Iceo NPN：Ube0.5V,管子就处于截止态 通常该区：发射结反偏，集电结反偏。
2-2
三极管输出特性曲线
特性曲线
放大区—IC平行于Uce轴的区域，曲线基本平行等距。 (1) 发射结正偏，集电结反偏，电压Ube大于0.7V左右(硅管) 。 (2) Ic=Ib,即Ic主要受Ib的控制。 (3) ≈ 判断三极管工作状态的依据： 饱和区: 发射结正偏，集电结正偏 截止区： 发射结反偏，集电结反偏 或： Ube0.5V（Si) Ube0.2V（Ge) 放大区: 发射结正偏，集电结反偏
的数值一般在0.9 ~0.99之间。
说明从发射区注入的载流子绝大部分到达集电区，只 有一小部分在基区复合
工作原理 输出电流 共发射极连接的工作原理
IB = IB’-ICBO 输入电流
Rb IB IC
IC = IPC+ICBO α I e I CBO IE = IB+IC
IC
共射直流 放大系数
工作原理 ui
UBE
uBE t
uo
UCE
uCE
规定 直流分量： 大写字母、大写下标 交流分量： 小写字母、小写下标
交直流叠加量： 小写字母、大写下标
变化的 ic 通过 Rc转变为 三极管放大作用 放大电路交流（动态）分析 变化的电压输出 2. 放大电路的工作过程
工作原理
ui →ube →ib →ic(ib) →icRc →uce →uo
从结构上看主要有两种类型： NPN型 发射区 基区 集电区 发射极E PNP型
基极B E-B间的PN结 称为发射结(Je)
集电极C C-B间的PN结 成为集电结(Jc)
晶体三极管的工作原理
三极管的结构
1. 由三层半导体组成，有三个区、三个极、两个结
2. 发射区掺杂浓度比集电区高得多 基区掺杂低,且很薄
IB
UBE
放大电路的静态分析
工作原理
2. 图解法 （1）由输入特性曲线和输入直流负载线求IBQ、UBEQ （2）由输出特性曲线和输出直流负载线求ICQ、UCEQ
EC IC
UCE UBE
UCE=EC-ICRc → 直流负载线
求两点 IC=0 UCE=EC UCE=0 IC=EC/Rc
IB
作出直流负载线，直流负载线和输出 特性曲线的有多个交点。 只有与iB=IBQ对应的那条曲线的交
IC = IPC+ICBO
IE = IB+IC 共基极电路 b
IB’
ICBO
IB
工作原理
共基极直流放大系数 从发射区注入的载流子到达集电极部分所占的百分比 I PC α IE 由前面得到的电流之间的分配关系 IC = IPC+ICBO
IC I C I CBO 可得： α IE IE
（1） 将放大电路中电容视作短路
（2） 直流电源电阻很小，对交流可视作短路 即可得到放大电路的交流通路
放大电路交流（动态）分析
1. 放大电路的交流通路
EC
Ii Ib
工作原理
Ic
Uo
Ui
Uo
Ui
2. 放大电路的工作过程 当有交流信号ui加到放大器的输入端时，晶体管各点
的电压和电流将在静态值基础上叠加一交流分量， 此时电路中的信号即有直流，又有交流。
工作原理
EC
、
EC /Rc
3.在输入回路列方程式UBE =UCC－IBRb 4.在输入特性曲线上，作出输入负载线，两 线的交点即是Q。 5.得到Q点的参数IBQ、ICQ和UCEQ。
放大电路交流（动态）分析
工作原理
动态 有输入信号Ui≠0时，放大电路的工作状态，也称交 流工作状态 动态分析 确定放大电路的放大倍数AU 或AI 输入电阻ri和输出电阻ro 1. 放大电路的交流通路 交流通路的画法：
点才是静态工作点
放大电路的静态分析
2. 图解法
工作原理
如改变Ib的数值，便可改变静态工作点的位置， 由图可见： 从而影响放大电路的放大质量
放大电路的静态分析
2. 图解法 关键：直流负载线的确定方法： 1.由直流负载列出方程 UCE=UCC－ICRc 2.在输出特性曲线上确定两个特殊点,即可 画出直流负载线。
2-2
三极管的特性参数
电流放大系数
共基直流电流放大系数 共基交流电流放大系数
IC α IE
α =Ic/Ie Ucb=C
共射直流电流放大系数