双极型晶体管和基本放大电路优秀课件
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双极型晶体管及其放大电路
1
：共发射极直流电流放大 系数，一般为几十－几百
共集电极电流传输关系
共集电极 IE
E IE IC IB IC IB ICBO
B IB VBC
VEC
IC
IE (1 )IB ICEO (1 )IB
C 公共端
第 一 节 ： 双 极 型 晶 体 管
无论哪种连接方式，输入电流对 输出电流皆有正向控制作用，这 是能够实现信号放大的机理
个电极无交流信号输入时的电流大小及流
一 节
向如下图所示。求：
： 双
另一个电极电流，并标出实际方向
极
标出三个管脚各是什么管脚
型 晶
判断它们各是NPN型还是PNP型，并估算其 ,
体 管
0.1mA
0.1mA
5.1mA
4mA
晶体管的特性曲线
静态特性曲线：指各极电压与电流
第 一
之间的关系曲线。是晶体管内部载 流子运动的外部表现，故也称外部
型 晶
体
v4B' 0E vBE vCE 0.7V 40 0 WB' WvBBE /xV
管
vCE 10V
vBE / V
0 0.3 0.6 0.9
0 0.3 0.6 0.9
产生区别的原因在 于基区调宽效应
共发射极输出特性曲线-定义
B iB vBE
iC E
C vCE
以输入电压 vBE 或电 流 电极iB 电为流参变iC 量(输，出集电
节 ： 双
➢集成电路工艺制造出的电阻阻值受
极 型
限，应尽量避免使用高阻值电阻。常
晶 体
使用有源器件代替电阻，特别是大电 管
阻
➢无电感元件
➢不适于制造几十皮法以上的电容，
《双极型晶体管及其》PPT课件
精选ppt
16
第2章 双极型晶体管及其放大电路
iB b 输入 回路
iC c
输出 回路
e (a)
iB b
iE
e
iE
e
iC c
c
b
(b)
(c)
图2–3
(a)共发射极；(b)共集电极；(c)共基极
精选ppt
17
第2章 双极型晶体管及其放大电路
2–2–1 晶体管共发射极特性曲线
因为有两个回路，所以晶体管特性曲线包括输入 和输出两组特性曲线。这两组曲线可以在晶体管特性 图示仪的屏幕上直接显示出来，也可以用图2–4电路逐 点测出。
一、共发射极输出特性曲线
测量电路如图2–4所示。 iB为参变量时，iC与uCE
，即
iC f (uCE) iB常数
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18
第2章 双极型晶体管及其放大电路
RC
＋
iC mA
－
RB
iB
μA
＋
＋
UCC
UBB
uBE
V －
V uCE －
图2–4共发射极特性曲线测量电路
精选ppt
19
第2章 双极型晶体管及其放大电路
显然， <1，一般约为0.97~0.99。
由式(2–6)、(2–1)，不难求得
IC IE ICBOIE IB (1)IE ICBO(1)IE
IE IC IB
(2–7a) (2–7b) (2–7c)
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13
第2章 双极型晶体管及其放大电路
由于 , 都是反映晶体管基区扩散与复合的
比例关系，只是选取的参考量不同，所以两者之间必
式(2–1)表明，在e结正偏、c结反偏的条件下，晶 体管三个电极上的电流不是孤立的，它们能够反映非 平衡少子在基区扩散与复合的比例关系。这一比例关 系主要由基区宽度、掺杂浓度等因素决定，管子做好 后就基本确定了。反之，一旦知道了这个比例关系， 就不难得到晶体管三个电极电流之间的关系，从而为 定量分析晶体管电路提供方便。
《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
《双极型晶体管》课件
作。
工艺参数优化
温度控制
在制造过程中，温度是一个重要的工艺参数。适当的温度可以保证 材料的性质和工艺的稳定性。
时间控制
各工艺步骤所需的时间对晶体管的性能也有影响，需要进行精确控 制。
压力与气氛控制
在制造过程中，压力和气氛也是关键的工艺参数。例如，在氧化、蒸 发和腐蚀等步骤中，需要严格控制反应气氛的种类和浓度。
将半导体材料清洗干净并进行 切割，得到可用于制造晶体管
的芯片。
氧化与蒸发
通过氧化和蒸发工艺，在芯片 表面形成一层薄膜，作为晶体 管的介质层。
光刻与腐蚀
通过光刻技术将电路图案转移 到芯片表面，然后进行腐蚀， 形成晶体管的各个电极。
焊接与封装
将各电极通过焊接工艺连接起 来，并将芯片封装在适当的壳 体中，完成双极型晶体管的制
输出特性
总结词
描述了双极型晶体管输出端与集电极电流之间的关系。
详细描述
输出特性曲线反映了集电极电流与输出电压之间的关系，随着集电极电流的增 加，输出电压逐渐减小，表现出负阻特性。
转移特性
总结词
描述了双极型晶体管输入、输出特性的相互影响。
详细描述
转移特性曲线反映了基极电流与集电极电流之间的关系，随着基极电流的增加， 集电极电流也相应增加，表现出良好的线性关系。
工作原理
当在基极上施加电压时，电流从 集电极流向发射极，实现放大或 开关功能。
双极型晶体管的特点
01
02
03Leabharlann 高放大倍数双极型晶体管具有较高的 电流放大倍数，通常在 100-1000倍之间。
低噪声性能
双极型晶体管在低频和高 频应用中表现出良好的噪 声性能。
高速开关
双极型晶体管具有快速开 关速度，适用于高频信号 处理和开关电路。
工艺参数优化
温度控制
在制造过程中，温度是一个重要的工艺参数。适当的温度可以保证 材料的性质和工艺的稳定性。
时间控制
各工艺步骤所需的时间对晶体管的性能也有影响，需要进行精确控 制。
压力与气氛控制
在制造过程中，压力和气氛也是关键的工艺参数。例如，在氧化、蒸 发和腐蚀等步骤中，需要严格控制反应气氛的种类和浓度。
将半导体材料清洗干净并进行 切割，得到可用于制造晶体管
的芯片。
氧化与蒸发
通过氧化和蒸发工艺，在芯片 表面形成一层薄膜，作为晶体 管的介质层。
光刻与腐蚀
通过光刻技术将电路图案转移 到芯片表面，然后进行腐蚀， 形成晶体管的各个电极。
焊接与封装
将各电极通过焊接工艺连接起 来，并将芯片封装在适当的壳 体中，完成双极型晶体管的制
输出特性
总结词
描述了双极型晶体管输出端与集电极电流之间的关系。
详细描述
输出特性曲线反映了集电极电流与输出电压之间的关系，随着集电极电流的增 加，输出电压逐渐减小，表现出负阻特性。
转移特性
总结词
描述了双极型晶体管输入、输出特性的相互影响。
详细描述
转移特性曲线反映了基极电流与集电极电流之间的关系，随着基极电流的增加， 集电极电流也相应增加，表现出良好的线性关系。
工作原理
当在基极上施加电压时，电流从 集电极流向发射极，实现放大或 开关功能。
双极型晶体管的特点
01
02
03Leabharlann 高放大倍数双极型晶体管具有较高的 电流放大倍数，通常在 100-1000倍之间。
低噪声性能
双极型晶体管在低频和高 频应用中表现出良好的噪 声性能。
高速开关
双极型晶体管具有快速开 关速度，适用于高频信号 处理和开关电路。
双极型晶体管和基本放大电路课件
当UCE 增大时，由于电 场的作用，曲线右移，当 UCE 增大到一定值后，再 增加UCE ，曲线右移将不 明显。
IB /A
0V
0
0.5V UCE ≥ 1V
UBE/V
双极型晶体管和基本放大电路课件
19
2. 共射接法晶体管的输出特性
IC = f (UCE ) IB = 常数
对于每个确定的IB均 有一条对应曲线，因此
温度升高时，输入
特性曲线将左移，在
室温附近，温度每升
高1℃，|UBE|减小
2~2.5mV。
I / mA 75℃ 20℃
0
UBE / V
双极型晶体管和基本放大电路课件
25
(2)温度对输出特性曲线的影响
温度升高输出特性上移（温度升高时， 增加,iC的变化量增大）。
１）温度对ICEO 和ICBO的影
响：
输出特性是一族曲线。
IC /mA
对于一条固定的曲线，
随着UCE的增加 ，IC逐渐
增加，当UCE增大到一定
的程度， IC 几乎不变，
IC仅仅决定于IB。
0
双极型晶体管和基本放大电路课件
IB =60µA
IB增加
IB =40µA IB 减小
IB = 20µA
IB= 0 µA
UCE/V 20
晶体管的三个工作区－截止区
IC = IB
(IC仅仅由IB决定)
饱和区
UBE Uon 且UCE UBE
（发射结和集电结均正向 偏置）
IC IB
(IC随uCE的增大而增大)
临界饱和 （临界放大）
UCE = UBE即UCB = 0
ICS = IBS
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IB /A
0V
0
0.5V UCE ≥ 1V
UBE/V
双极型晶体管和基本放大电路课件
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2. 共射接法晶体管的输出特性
IC = f (UCE ) IB = 常数
对于每个确定的IB均 有一条对应曲线，因此
温度升高时，输入
特性曲线将左移，在
室温附近，温度每升
高1℃，|UBE|减小
2~2.5mV。
I / mA 75℃ 20℃
0
UBE / V
双极型晶体管和基本放大电路课件
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(2)温度对输出特性曲线的影响
温度升高输出特性上移（温度升高时， 增加,iC的变化量增大）。
１）温度对ICEO 和ICBO的影
响：
输出特性是一族曲线。
IC /mA
对于一条固定的曲线，
随着UCE的增加 ，IC逐渐
增加，当UCE增大到一定
的程度， IC 几乎不变，
IC仅仅决定于IB。
0
双极型晶体管和基本放大电路课件
IB =60µA
IB增加
IB =40µA IB 减小
IB = 20µA
IB= 0 µA
UCE/V 20
晶体管的三个工作区－截止区
IC = IB
(IC仅仅由IB决定)
饱和区
UBE Uon 且UCE UBE
（发射结和集电结均正向 偏置）
IC IB
(IC随uCE的增大而增大)
临界饱和 （临界放大）
UCE = UBE即UCB = 0
ICS = IBS
双极型晶体管和基本放大电路课件
3.双极型晶体管及其基本放大电路
流电源提供的，只是经过晶体管的控制，使之转换成输出信 号的能量，提供给负载。放大的本质是能量的控制与转换。 至少一路直流 电源供电
VCC
4. 放大的特征：功率的放大。这是判断电路能否放大的基本 出发点。
3.2.2 放大电路的基本性能指标
对信号而言，任何放大电路均可看成双端口网络。它由信号源、 放大电路、直流电源组成，放大电路一般都包括负载，但负载 不是放大电路的必须组成部分。
晶体管的三个工作区域
状态 截止 放大 饱和
uBE ＜Uon ≥ Uon ≥ Uon
iC ICEO βiB ＜βiB
uCE VCC ≥ uBE ≤ uBE
晶体管工作在放大状态时，输出回路的电流 iC几乎仅仅 决定于输入回路的电流 iB，即可将输出回路等效为电流 iB 控 制的电流源iC 。
3.1.5 晶体管的主要参数
C2
能量控制和转换的作用；工
有关。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) 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/ 2 时所对 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：
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
过电流区是集电极电流达到
VCC
4. 放大的特征：功率的放大。这是判断电路能否放大的基本 出发点。
3.2.2 放大电路的基本性能指标
对信号而言，任何放大电路均可看成双端口网络。它由信号源、 放大电路、直流电源组成，放大电路一般都包括负载，但负载 不是放大电路的必须组成部分。
晶体管的三个工作区域
状态 截止 放大 饱和
uBE ＜Uon ≥ Uon ≥ Uon
iC ICEO βiB ＜βiB
uCE VCC ≥ uBE ≤ uBE
晶体管工作在放大状态时，输出回路的电流 iC几乎仅仅 决定于输入回路的电流 iB，即可将输出回路等效为电流 iB 控 制的电流源iC 。
3.1.5 晶体管的主要参数
C2
能量控制和转换的作用；工
有关。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) 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/ 2 时所对 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：
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
过电流区是集电极电流达到
第2章 双极结型晶体管及放大电路基础
ui
Ri Rs
R
u
i
s
-
-
Ri是衡量放大器对输入电压衰减程度的重要指标。
3) 输出电阻
io
RS
被测放
+
u- s
大电路
+uoFra bibliotekRouo io
-
Ro是衡量放大器对输入电压衰减程度的重要指标。
共基极直流放大系数：
IC
IE 共基极交流放大系数：
IC
I E
一般情况：＝
IC IE
1
1
3、BJT在电压放大电路中的应用举例
电压放大倍数：
IC IB
+
UCE IC RC
UCE
Au
U CE U BE
-
BJT的电流放大被转换为电压放大的形式。
2.2 基本共射极放大器
一、放大的概念和性能指标 1、放大的概念
输入 话筒
放大器
输出 扬声器
直流电源
把微弱的电信号不失真地放大到负载所需的数值
放大器
2、放大电路的性能指标
1）电压放大倍数
RS + + ui u- s -
被测放 大电路
+ R uo
-
Au
uo ui
2）输入电阻Ri
+
RS
+
us
R被 大i u测电i 放路
发射结正偏、集电结反偏
2、BJT的电流分配关系
IE IB IC
共 射 直 流 电 流 放 大 系 数:
IC
IB
共 射 交 流 电 流 放 大 系 数：
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
双极型晶体管及其放大电路1.ppt
第2章 双极型晶体管 及其放大电路
1
双极型晶体管又称为半导体三极管、晶体 三极管，简称晶体管。是电子电路主要的有源 器件，可用来放大、振荡、调制等。
2
2-1 双极型晶体管的工作原理
发射结(Je)
e
N
P
发射极 发射区 基区
集电结(Jc)
b
N
c
集电区 集电极
b
b
基极
(a) NPN管的原理结构示意图
c
二、极间反向电流 1. ICBO
发射极开路时，集电极—基极间的反向电流，称为集 电极反向饱和电流。
2. ICEO
基极开路时，集电极—发射极间的反向电流，称为集
3. IEBO
集电极开路时，发射极—基极间的反向电流。
25
2-2 晶体管伏安特性曲线及参数
2-2-4 晶体管的主要参数
三、 结电容 包括发射结电容Ce 和集电结电容Cc 四、晶体管的极限参数
23
2-2 晶体管伏安特性曲线及参数
2-2-4 晶体管的主要参数
一、电流放大系数 3. 共基直流放大系数 4. 共基交流放大系数
IC
I E
uB const .
由于ICBO、ICEO 很小，因此 在以后的计算中，不必区分。
24
2-2 晶体管伏安特性曲线及参数
2-2-4 晶体管的主要参数
用交流电流放大倍数来描述：
IC
I B
uCE const .
在数值上近似等于β
（2）uCE 变化对 IC 的影响很小（恒流特性） 即IC主要由IB决定
14
基区宽度调制效应(厄尔利效应)
iC/mA uCE＝uBE
4
IB＝40μ A
1
双极型晶体管又称为半导体三极管、晶体 三极管，简称晶体管。是电子电路主要的有源 器件，可用来放大、振荡、调制等。
2
2-1 双极型晶体管的工作原理
发射结(Je)
e
N
P
发射极 发射区 基区
集电结(Jc)
b
N
c
集电区 集电极
b
b
基极
(a) NPN管的原理结构示意图
c
二、极间反向电流 1. ICBO
发射极开路时，集电极—基极间的反向电流，称为集 电极反向饱和电流。
2. ICEO
基极开路时，集电极—发射极间的反向电流，称为集
3. IEBO
集电极开路时，发射极—基极间的反向电流。
25
2-2 晶体管伏安特性曲线及参数
2-2-4 晶体管的主要参数
三、 结电容 包括发射结电容Ce 和集电结电容Cc 四、晶体管的极限参数
23
2-2 晶体管伏安特性曲线及参数
2-2-4 晶体管的主要参数
一、电流放大系数 3. 共基直流放大系数 4. 共基交流放大系数
IC
I E
uB const .
由于ICBO、ICEO 很小，因此 在以后的计算中，不必区分。
24
2-2 晶体管伏安特性曲线及参数
2-2-4 晶体管的主要参数
用交流电流放大倍数来描述：
IC
I B
uCE const .
在数值上近似等于β
（2）uCE 变化对 IC 的影响很小（恒流特性） 即IC主要由IB决定
14
基区宽度调制效应(厄尔利效应)
iC/mA uCE＝uBE
4
IB＝40μ A
双极型晶体管及其基本放大电路(精)
ICS
§3.1 双极型晶体管
33
（2）共发组态
伏安特性曲线
IB
VCE 0
VCE 1V
0
VBE
§3.1 双极型晶体管
34
（2）共发组态
输出端伏安特性
IB B
VBE
IC C
VCE
E
IC f VBE ,VCE f VBE C IB ,VCE IB C
§3.1 双极型晶体管
§3.1 双极型晶体管
31
（2）共发组态
建立IB与端电压VBE ,VCE的关系式：
IB IE IC 1F IF 1R IR
1F IES eVBE VT 1 1R ICS eVBC VT 1
VCE
§3.1 双极型晶体管
25
（1）共基组态
现只有IC和VEB、VCB的关系，以下推导 IC和I E、VCB的关系
由 IE IF RIR 得 IF IE RIR
代入I
的公式，得到
C
IC F IF IR F (IE R IR ) I R F I E (1 F R )IR
NPN
ICBO I 'B IB
C IC
B
§3.1 双极型晶体管
8
2. 放大工作原理
集电极电流
第一部分：发射区注入的自由电子是形成集电极电流
的主要来源
I
' C
IE , 0.9
1
表示发射区能够到达集电区多子的比例，称为共
基组态的直流电流放大系数
第二部分：由于集电结反偏，集电区和基区中少数载 流子的漂移运动形成反向饱和电流ICBO
模拟电路及技术基础课件2双极型晶体管及其放大电路
02
总结词：共射放大电路是双极型晶体管最基本的放大电路，具有电压和电流放大作用。
总结词：共基放大电路是另一种常见的双极型晶体管放大电路，输入信号加在基极和集电极之间，输出信号从发射极和集电极之间取出。
总结词：共集放大电路是双极型晶体管另一种常见的放大电路，输入信号加在基极和发射极之间，输出信号从集电极和发射极之间取出。
总结词
分析放大电路在有信号输入时的交流工作状态。
输入电压vi与基极电压vb的关系
分析输入电压vi与基极电压vb的相位关系，以及它们如何影响晶体管的动态工作状态。
输出电压vo与集电极电压vc的关系
分析输出电压vo与集电极电压vc的相位关系，以及它们如何影响晶体管的动态工作状态。
电压放大倍数
计算电压放大倍数，以评估放大电路的放大能力。
03
02
01
描述双极型晶体管放大能力的重要参数，包括共发射极、共基极和共集电极电流放大倍数。
电流放大倍数
晶体管能承受的最大反向电压，超过此电压晶体管可能被击穿。
击穿电压
晶体管能承受的最大正向电流。
最大集电极电流
描述晶体管高频特性的参数，主要由晶体管的极间电容和电流增益决定。
特征频率
双极型晶体管放大电路
模拟电路及技术基础课件2双极型晶体管及其放大电路
双极型晶体管基础双极型晶体管放大电路双极型晶体管放大电路的分析双极型晶体管放大电路的设计双极型晶体管放大电路的应用
目录
CONTENT
双极型晶体管基础
01
NPN型双极型晶体管结构
由三个半导体元件组成，包括两个N型和一个P型半导体，中间为基极（B），两侧为集电极（C）和发射极（E）。
传感器信号放大
双极型晶体管放大电路可以用于驱动执行机构，如电机、阀门等，实现自动控制系统的动作和调节。
总结词：共射放大电路是双极型晶体管最基本的放大电路，具有电压和电流放大作用。
总结词：共基放大电路是另一种常见的双极型晶体管放大电路，输入信号加在基极和集电极之间，输出信号从发射极和集电极之间取出。
总结词：共集放大电路是双极型晶体管另一种常见的放大电路，输入信号加在基极和发射极之间，输出信号从集电极和发射极之间取出。
总结词
分析放大电路在有信号输入时的交流工作状态。
输入电压vi与基极电压vb的关系
分析输入电压vi与基极电压vb的相位关系，以及它们如何影响晶体管的动态工作状态。
输出电压vo与集电极电压vc的关系
分析输出电压vo与集电极电压vc的相位关系，以及它们如何影响晶体管的动态工作状态。
电压放大倍数
计算电压放大倍数，以评估放大电路的放大能力。
03
02
01
描述双极型晶体管放大能力的重要参数，包括共发射极、共基极和共集电极电流放大倍数。
电流放大倍数
晶体管能承受的最大反向电压，超过此电压晶体管可能被击穿。
击穿电压
晶体管能承受的最大正向电流。
最大集电极电流
描述晶体管高频特性的参数，主要由晶体管的极间电容和电流增益决定。
特征频率
双极型晶体管放大电路
模拟电路及技术基础课件2双极型晶体管及其放大电路
双极型晶体管基础双极型晶体管放大电路双极型晶体管放大电路的分析双极型晶体管放大电路的设计双极型晶体管放大电路的应用
目录
CONTENT
双极型晶体管基础
01
NPN型双极型晶体管结构
由三个半导体元件组成，包括两个N型和一个P型半导体，中间为基极（B），两侧为集电极（C）和发射极（E）。
传感器信号放大
双极型晶体管放大电路可以用于驱动执行机构，如电机、阀门等，实现自动控制系统的动作和调节。
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发射结
发射区 e
符号
发射极e
结构示意图
为了实现电流的 控制和放大作用， 晶体管的三个区 在结构尺寸和掺 杂浓度上有很大 的不同。
2.1.2 晶体管中的电流控制作用
（以NPN型为例说明）
１. 两个PN结无外加电压 载流子运动处于动平衡，
IB
Rc b
c
IC
VCC
净电流为零。
２. 发射结加正向电压， 集电结加反向电压
2.1.3共射接法晶体管的特性曲线 1.共射接法晶体管的输入特性曲线
IB = f (UBE ) UC E = 常数
UCE=0，输入特性曲线 与PN结的伏安特性类似。
当UCE 增大时，由于电 场的作用，曲线右移，当 UCE 增大到一定值后，再 增加UCE ，曲线右移将不 明显。
IB /A
0V
0
0.5V UCE ≥ 1V
双极型晶体管和基本放大电路
第2章 双极型晶体三极管 和基本放大电路
思考：2-1 2-16 习题：2-4 2-7 2-8 2-10 2-12 2-14
2-17 2-19 2-24 2-25
本章的重点与难点
本章所讲述的基本概念、基本电路和基本分析 方法是学习后面各章的基础。
重点: 双极型晶体管的特性; 放大的概念; 放大电路的主要指标参数; 基本放大电路和放大电路的分析方法。包括共 射、共集、共基放大电路的组成、工作原理、静 态和动态分析计算。
集电区收集的电子数与发射区发射电子数的比值定 义为（共基直流电流放大系数）
IE= IEN+ IEP≈ IEN
ICN ICN
IEN IE
ICN IE
共射直流电流放大系数
IB IE IC N (1 )IE(的IB电为子在数基)区复合掉
可以看出，通过稍稍改变电流IＢ，就可以使ICN 有很大的变化，如此实现了电流控制和电流放大作
RB
IEN
VBB IE e
IC RC VCC
2）电子在基区的扩散与复合
发射区（e区）的电 子注入基区（b区）后， 小部分在基区（b区）被 复合（ IB )。（基区的 浓度低）
VBB正极拉走电子， 补充被复合的空穴，形 成 IB 。（不是 IB ，因 为还有少子的漂移电流 ICBO）
IB IB
b
IEP
RB VBB
e IE
UBE Uon 且UCE UBE
(发射结正向偏置且集电结 反向偏置)
公共端
3.电流控制作用及其实现条件 （1）电流控制作用
1）发射区向基区注入电子
c
发射区（e区）的多
子电子通过发射结扩 散到基区（b区），形 成扩散电流IEN；同时 基区（b区）的多子空 穴扩散到发射区（e
ICN
用。
ICN I B 1
令 1
通常很大， 19～199
是到达集电区的电子数和在基区中复合的电子数之 比。由生产工艺确定（称共射直流电流放大系数）。
（2)实现电流控制的条件
１）晶体管结构上的保证：三个浓度不同的掺杂 区，基区薄，掺杂浓度低；发射区掺杂浓度高； 集电结面积大。
２）外加直流电源保证：发射结正向偏置，集电 结反向偏置。
本章的重点与难点
难点: 有关放大、动态和静态、等效电路等概念的建 立; 电路能否放大的判断； 各种基本放大电路的性能分析。 而这些问题对于学好本课程至关重要。
2.1 双极型晶体三极管
2.1.1 双极型晶体三极管的结构及类型
在同一个硅片上制造出三个掺杂区域，三个 区分别叫发射区、基区和集电区。
按照掺杂方式的不同分为NPN型和PNP型两种 类型。
（以NPN型为例说明）
晶体管工作在放大状态的外 部条件是：
对于NPN型三极管应满足: Rb
Rc
Ic VCC
Ib b c
e Uce
UBE >0(且UBE Uon）
Ube
UBC <0 即 UC> UB > UE
Eb
对于PNP型三极管应满足: UBE <0，UBC >0
输入 回路
公共端
输出 回路
即UE> UB > UC
RB
IEN
VBB IE e
IC RC VCC
集电结反向饱和电流
由于集电结反偏，所以有 少子形成的漂移电流ICBO。
c
ICN
ICBO
IC
ICBO是基区和集电区的 少子（平衡少子）在集电
IB IB
b
RC
区与基区漂移运动形成的
IEP
电流。
RB
VCC
IEN
通常认为是发射极开路 时，b-c间的反向饱和电 VBB
引出的三个电极分别为：发射极e 、基极b和集 电极c。
基区和集电区形成集电结，发射区和基区形成 发射结。
NPN型晶体三极管
基极b
集电极c
集电区 c
N
集电结 b
P
基区
发射结
N
发射区 e
符号
发射极e
结构示意图
箭头方向 代表PN结 的正向。
PNP型晶体三极管
基极b
集电极c
集电区 c
P
集电结 b
N
基区
P
ICBO
IB IB
b
IEP
区），形成扩散电流
RB
IEN
IEP。二者实际方向相 同。
VBB IE e
IC RC VCC
1）发射区向基区注入电子
发射极电流: IE= IEN+ IEP≈ IEN 。
（多子形成的扩散电 流）
电源负极向发射区 补充电子形成发射极 电流IE。
IB IB
法中的电流关系
(射极为公共端，IB为输入回路电流，
IC为输出回路电流)
IB
Rc b
c
IC
ICN IC ICBO
IB IB ICBO
RB VBB
e VCC IE
公共端
IC IB ( 1 )IC B O IB IC E O
IC IB
IE (1)IB
2.1.3 共射接法晶体管的特性曲线
UBE/V
2. 共射接法晶体管的输出特性
IC = f (UCE ) IB = 常数
对于每个确定的IB均 有一条对应曲线，因此
Ie
E
流。
晶体管的电流分配关系
IE = IEN+ IEP IC = ICN+ ICBO IB = IB+ IEP – ICBO IEP很小，可忽略。 从外部看
IE = IC+ IB
IB IB b
IEP
c
ICN
ICBO
RB VBB
IEN
IE e
IC RC VCC
共基直流电流放大系数
发射区发射的总电子数，绝大部分被集电区收集， 极少部分在基区与空穴复合。
c
ICN
ICBO
RB
IEN
VBB IE e
IC RC VCC
3）电子被集电极收集的情况
发射区的电子大部分 通过基区往集电区（c区） 扩散。（集电结电压反
c
ICN
ICBO
向，增强了少子的漂移， IB
基区的少子是电子）
IB
b
到达集电结边界的电
IEP
子被集电结电场吸引进 入集电区（c区），记作
ICN= IEN－ IB 。