3、三极管及放大电路基础
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3
3.1 半导体三极管（BJT）
3.1.1 BJT的结构简介 3.1.2 BJT的电流分配与放大原理 3.1.3 BJT的特性曲线 3.1.4 BJT的主要参数
图3.1.1 几种BJT的外形
4
3.1.1 BJT的结构简介
1、结构和符号
c
c
2、工作原理
b
b
由结构展开联想…
集电极
Collector c
vCE = 0V vCE 1V
iB b +
c + iC
vCE
vBE - e -
VBB
共射极放大电路
VCC
15
2. 输出特性曲线
iC=f(vCE) iB=const
在vCE小于1V时，输出特性很陡。 原因是集电结的反向电压很小，对 到达基区的电子吸引力不够，这时， iC受vCE的影响很大。
加电压无关。一般 =
0.90.99
InC IC ICBO
IE
IE
通常 IC >> ICBO
硅: 0.1A 锗: 10A
则有
IC
IE
9
3. 放大作用
= 0.98
图 3.1.5 共基极放大电路
ii IE+iE e
c IC+iC
+
vI
-
VEB+vEB
b IB +iB
io
+ vO RL
1k -
14
3.1.3 BJT的特性曲线 （以共射极放大电路为例）
1. 输入特性曲线
iB=f(vBE) vCE=const
(1) 当vCE=0V时，相当于发射结的正向伏安特性曲线。 (2) 当vCE≥1V时， vCB= vCE - vBE>0，集电结已进入反偏状态， 开始收集电子，基区复合减少，同样的vBE下IB减小，特性 曲线右移。
子
子
发
集
射
电
结
结
正
反
偏
偏
基区：传送和控制载流子
7
3.1.2 BJT的电流分配 与放大原理
1. 内部载流子的传输过程
三极管的放大作用是通过载流子传输体现出来的。 本质：电流分配关系 外部条件：
发射结正偏，集电结反偏。
放大作用？ （原理）
关键： iC与iE的关系
ii IE+iE e
c IC+iC
+
vI
1
IC 1 IB 1 ICBO
IC = IB + (1+ )ICBO
IC = IB + ICEO （穿透电流）
IC IB
IE = IC + IB (1+)IB
ICBO 硅: 0.1A 锗: 10A
是共射极电流放大系数，只与管子的结构尺寸和掺杂浓 度有关， 与外加电压无关。一般 >> 1（10～100）
AV
vO vI
0.98V 20mV
49
Ri= vI / iB =1k
5.共射极连接方式 IC与IB的关系：
由的定义： 即 整理可得: 令：
1
InC IC ICBO
IE
IE
IC = IE + ICBO = (IB + IC) + ICBO
1
IC 1 IB 1 ICBO
3 半导体三极管 及放大电路基础
3.1 半导体三极管（BJT） 3.2 共射极放大电路 3.3 图解分析法 3.4 小信号模型分析法 3.5 放大电路的工作点稳定问题 3.6 共集电极电路和共基极电路 3.7 放大电路的频率响应
第三章 半导体三极管及放大电路基 础
教学内容： 本章首先讨论了半导体三极管(BJT)
VEE
放大电路
VCC
vI = 20mV
iE IES (e vBE /VT 1)
非线性
iE = -1mA
iC = iE
iC = -0.98mA vO = -iC• RL vO = 0.98 V
iB = -20A 电压放大倍数
AV
vO vI
0.98V 20mV
49
输入电阻
Ri= vI / iE =20
基极 N
Base
NPN e PNP e 3、实现条件
集电结(Jc)
外部条件 内部条件
Jc反偏
集电区
结构特点：
收集载流子(电子) 掺杂浓度低于发射
bP
N
发射极
Emitter e
基区 复合部分电子 控制传送比例
发射区 发射载流子(电子)
发射结(Je) Je正偏
区且面积大 掺杂浓度远低于发
射区且很薄
掺杂浓度最高
基极
发射极
集电极
ebc c
发射区
b
基区
N P
N
e
集电区
NPN型BJT
(a)管芯结构剖面图
(b)表示符号
6
3.1.2 BJT的电流分配与放大原理
1. 内部载流子的传输过程 本质:电流分配
发 射
2. 电流分配关系
集 电
区
3. 放大作用
区
发 射
4. 三极管的三种组态
收 集
载 流
5. 共射极连接方式
载 流
3.1.2 BJT的电流分配与放大原理
综上所述，三极管的放大作用，主要是依靠它的 发射极电流能够通过基区传输，然后到达集电极而实 现的。 实现这一传输过程的两个条件是： （1）内部条件：发射区杂质浓度最高，基区杂质浓度 远低于发射区且很薄，集电区杂质浓度低于发射区且 面积大。 （2）外部条件：发射结正向偏置，集电结反向偏置。
10
4. 三极管（放大电路）的三种组态
共发射极接法，发射极作为公共电极，用CE表示； 共基极接法，基极作为公共电极，用CB表示。 共集电极接法，集电极作为公共电极，用CC表示;
外部条件：发射结正偏，集电结反偏
如何判断组态？ 11
5.共射极连接方式
IC+iC
问题(1)：如何保证？
发射结正偏
VBE =VBB 集电结反偏
的结构、工作原理、特性曲线和主要参 数。 随后着重讨论了BJT放大电路的三 种组态，即共发射极、共集电极和共基 极三种基本放大电路。还介绍了图解法 和小信号模型法，并把其作为分析放大 电路的基本方法。
2
教学要求： 本章需重点掌握三极管的模型与
特性；并能熟练进行基本放大电路静 态工作点的确定和输入电阻、输出电 阻、电压放大倍数的计算。
VBC = VBE - VCE <0
+
I
–
或 VCE > VBE
IB+iB c +
VCE
+b e –
VBE+vBE IE+iE
–
+
O RL
–
VBB 放大电路 VCC
问题(2)：信号通路？与共基有何区别？
+vI
+vBE +iE
+iC
+vO 本质相同！
但希望…
+iB
vI = 20mV iB = 20A iC =0.98mA vO = -0.98 V
-
VEB+vEB
b IB +iB
io
+ vO RL
1k -
VEE
放大电路
VCC
8
2. 电流分配关系 IE与IC的关系：
根据传输过程可知
IΒιβλιοθήκη Baidu=IB+ IC
(1)
IC= InC+ ICBO
(2)
IB= IB’ - ICBO
(3)
定义
传输到集电极的电流
发射极注入电流
所以
为共基极电流放大系
数，它只与管子的结构尺 寸和掺杂浓度有关，与外
3.1 半导体三极管（BJT）
3.1.1 BJT的结构简介 3.1.2 BJT的电流分配与放大原理 3.1.3 BJT的特性曲线 3.1.4 BJT的主要参数
图3.1.1 几种BJT的外形
4
3.1.1 BJT的结构简介
1、结构和符号
c
c
2、工作原理
b
b
由结构展开联想…
集电极
Collector c
vCE = 0V vCE 1V
iB b +
c + iC
vCE
vBE - e -
VBB
共射极放大电路
VCC
15
2. 输出特性曲线
iC=f(vCE) iB=const
在vCE小于1V时，输出特性很陡。 原因是集电结的反向电压很小，对 到达基区的电子吸引力不够，这时， iC受vCE的影响很大。
加电压无关。一般 =
0.90.99
InC IC ICBO
IE
IE
通常 IC >> ICBO
硅: 0.1A 锗: 10A
则有
IC
IE
9
3. 放大作用
= 0.98
图 3.1.5 共基极放大电路
ii IE+iE e
c IC+iC
+
vI
-
VEB+vEB
b IB +iB
io
+ vO RL
1k -
14
3.1.3 BJT的特性曲线 （以共射极放大电路为例）
1. 输入特性曲线
iB=f(vBE) vCE=const
(1) 当vCE=0V时，相当于发射结的正向伏安特性曲线。 (2) 当vCE≥1V时， vCB= vCE - vBE>0，集电结已进入反偏状态， 开始收集电子，基区复合减少，同样的vBE下IB减小，特性 曲线右移。
子
子
发
集
射
电
结
结
正
反
偏
偏
基区：传送和控制载流子
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3.1.2 BJT的电流分配 与放大原理
1. 内部载流子的传输过程
三极管的放大作用是通过载流子传输体现出来的。 本质：电流分配关系 外部条件：
发射结正偏，集电结反偏。
放大作用？ （原理）
关键： iC与iE的关系
ii IE+iE e
c IC+iC
+
vI
1
IC 1 IB 1 ICBO
IC = IB + (1+ )ICBO
IC = IB + ICEO （穿透电流）
IC IB
IE = IC + IB (1+)IB
ICBO 硅: 0.1A 锗: 10A
是共射极电流放大系数，只与管子的结构尺寸和掺杂浓 度有关， 与外加电压无关。一般 >> 1（10～100）
AV
vO vI
0.98V 20mV
49
Ri= vI / iB =1k
5.共射极连接方式 IC与IB的关系：
由的定义： 即 整理可得: 令：
1
InC IC ICBO
IE
IE
IC = IE + ICBO = (IB + IC) + ICBO
1
IC 1 IB 1 ICBO
3 半导体三极管 及放大电路基础
3.1 半导体三极管（BJT） 3.2 共射极放大电路 3.3 图解分析法 3.4 小信号模型分析法 3.5 放大电路的工作点稳定问题 3.6 共集电极电路和共基极电路 3.7 放大电路的频率响应
第三章 半导体三极管及放大电路基 础
教学内容： 本章首先讨论了半导体三极管(BJT)
VEE
放大电路
VCC
vI = 20mV
iE IES (e vBE /VT 1)
非线性
iE = -1mA
iC = iE
iC = -0.98mA vO = -iC• RL vO = 0.98 V
iB = -20A 电压放大倍数
AV
vO vI
0.98V 20mV
49
输入电阻
Ri= vI / iE =20
基极 N
Base
NPN e PNP e 3、实现条件
集电结(Jc)
外部条件 内部条件
Jc反偏
集电区
结构特点：
收集载流子(电子) 掺杂浓度低于发射
bP
N
发射极
Emitter e
基区 复合部分电子 控制传送比例
发射区 发射载流子(电子)
发射结(Je) Je正偏
区且面积大 掺杂浓度远低于发
射区且很薄
掺杂浓度最高
基极
发射极
集电极
ebc c
发射区
b
基区
N P
N
e
集电区
NPN型BJT
(a)管芯结构剖面图
(b)表示符号
6
3.1.2 BJT的电流分配与放大原理
1. 内部载流子的传输过程 本质:电流分配
发 射
2. 电流分配关系
集 电
区
3. 放大作用
区
发 射
4. 三极管的三种组态
收 集
载 流
5. 共射极连接方式
载 流
3.1.2 BJT的电流分配与放大原理
综上所述，三极管的放大作用，主要是依靠它的 发射极电流能够通过基区传输，然后到达集电极而实 现的。 实现这一传输过程的两个条件是： （1）内部条件：发射区杂质浓度最高，基区杂质浓度 远低于发射区且很薄，集电区杂质浓度低于发射区且 面积大。 （2）外部条件：发射结正向偏置，集电结反向偏置。
10
4. 三极管（放大电路）的三种组态
共发射极接法，发射极作为公共电极，用CE表示； 共基极接法，基极作为公共电极，用CB表示。 共集电极接法，集电极作为公共电极，用CC表示;
外部条件：发射结正偏，集电结反偏
如何判断组态？ 11
5.共射极连接方式
IC+iC
问题(1)：如何保证？
发射结正偏
VBE =VBB 集电结反偏
的结构、工作原理、特性曲线和主要参 数。 随后着重讨论了BJT放大电路的三 种组态，即共发射极、共集电极和共基 极三种基本放大电路。还介绍了图解法 和小信号模型法，并把其作为分析放大 电路的基本方法。
2
教学要求： 本章需重点掌握三极管的模型与
特性；并能熟练进行基本放大电路静 态工作点的确定和输入电阻、输出电 阻、电压放大倍数的计算。
VBC = VBE - VCE <0
+
I
–
或 VCE > VBE
IB+iB c +
VCE
+b e –
VBE+vBE IE+iE
–
+
O RL
–
VBB 放大电路 VCC
问题(2)：信号通路？与共基有何区别？
+vI
+vBE +iE
+iC
+vO 本质相同！
但希望…
+iB
vI = 20mV iB = 20A iC =0.98mA vO = -0.98 V
-
VEB+vEB
b IB +iB
io
+ vO RL
1k -
VEE
放大电路
VCC
8
2. 电流分配关系 IE与IC的关系：
根据传输过程可知
IΒιβλιοθήκη Baidu=IB+ IC
(1)
IC= InC+ ICBO
(2)
IB= IB’ - ICBO
(3)
定义
传输到集电极的电流
发射极注入电流
所以
为共基极电流放大系
数，它只与管子的结构尺 寸和掺杂浓度有关，与外