三极管内部结构及放大原理PPT课件
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半导体三极管及放大电路PPT精品课件
截止区
图3－20
饱和区： 输出特性的上升和弯曲部分
动态：当放大电路输入信号后（vi0）， 电路中各处的电压、电流处于变动 状态，这时电路处于动态工作情况， 简称动态。
1. 估算法确定静态工作点
见图3－14(b)
IB
V CC V BE Rb
VBE：硅管约为0.7V。 锗管约为0.2V。
Rb
300k
Rc 4k Cb2
Cb1 IB
c IC
vi
e
12V
BJT的放大作用，按电流分配实现，称 之为电流控制元件；
电流放大系数
共基电路： 共射电路：
IC 1
IE
IC
IB
三、BJT的特性曲线（共射连接）
iC
iB
N
P
N
vCE
vBE
图3－8
1. 输入特性曲线
iB f (vBE ) vCE 常数
iB(mA)
vCE=0V VCE 1V
80
25 C
60
40
满足放大的外部条件。
b. 下面推导IC和IB的关系
IE = IB + IC
I C αI E I CBO
代入
IC αI B αI C ICBO
整理 式得
IC
α 1
IB
I CBO
1
令 α 1
则 I C I B (1 ) I CBO
令 I CEO (1 ) I CBO
ICEO：基极开路，c流到e的电流，称穿透电流
4k
图3－18 (a)
ib
+ vi Rb
ic +
Rc RL v0
图3－18 (b)
三极管基本放大电路ppt课件
（a）原理电路
（b）实物图
精品课件
发射极单管放大电路各组成元件的作用
精品课件
电路中各电流、电压的符号规定
电路中既包含输入信号所产生的交流量，又包含直流电源所产生 的直流量。为了区分不同分量，通常做了以下规定
精品课件
放大电路原理图的画法
1.直流通路和交流通路 【直流通路】指静态时放大电路直流电流通过的路径。 画直流通路原则 ：将电容视为开路。
确定出静态工作点Q。
以单管共射放大电路为例，其直流通路如右下图所示。设电路参数VCC、 Rb、RC和三极管放大倍数β已知，忽略三极管的UBEQ（硅管UBEQ≈0.7V，锗 管UBEQ≈0.3V）,可以推导得：
IBQVCC UBEQ VCC
Rb
Rb
ICQ＝βIBQ
UCEQ ＝ VCC－ICQ RC
由上述公式求得的IB、 IC和UCE值即是静态工作点Q。
Ro=Ron
精品课件
多级放大电路的耦合方式
多级放大电路中每个单管放大电路称为“级”，级与级之间的连接 方式叫耦合。下表为三种常用耦合方式的比较。
精品课件
本章小结
1.三极管由两个PN结构成，按结构分为NPN和PNP两类。三极管的集电极 电流受基极电流的控制，所以三极管是一种电流控制器件。在满足发 射结正偏、集电结反偏的条件下，具有电流放大的作用。三极管的输 出特性曲线可分成截止区、饱和区、放大区。
所以，分压式偏置放大电路具有自动调整功能，当ICQ要增加时，电路 不让其增加；当ICQ要减小时，电路不让其减小；从而迫使ICQ稳定。所以 该电路具有稳定静态工作点的作用。B>>UBEQ
精品课件
C C V Q Q C E I I T V ec RR QEB Q B U I 2 1 b b R R Q B U 21 II
三极管ppt课件完整版
常见故障现象及诊断方法
诊断方法
测量三极管的耐压值是否降低，观察电路是否有过载现象，若确认 损坏则更换三极管。
故障现象3
三极管漏电流过大。
诊断方法
测量三极管的漏电流是否超过规定值，若过大则检查电路是否存在漏 电现象，并更换三极管。
常见故障现象及诊断方法
故障现象4
三极管热稳定性差。
诊断方法
检查三极管的散热条件是否良好，测量其热稳定性参数是否在规定范围内，若异常则改善散热条件或 更换适合的三极管型号。
组成
输入回路、输出回路、耦合电容、直流电源。
工作原理
共基放大电路的特点是输入回路与输出回路共用一个电极，即基极。输入信号加在三极管的发射极和基极之间， 输出信号从集电极取出。由于共基放大电路的输入阻抗低，输出阻抗高，因此具有电压放大倍数大、频带宽等优 点。
共集放大电路组成及工作原理
组成
输入回路、输出回路、耦合电容、直流电源 。
真加剧。而截止频率则限制了三极管能够放大的信号频率范围。
03
三极管基本放大电路分析
共射放大电路组成及工作原理
组成
输入回路、输出回路、耦合电容、直流电源。
工作原理
利用三极管的电流放大作用，将输入信号放大并输出。输入信号加在三极管的基 极和发射极之间，输出信号从集电极取出，经过耦合电容与负载相连。
共基放大电路组成及工作原理
偏置电路类型及其作用
固定偏置电路
01
提供稳定的基极电流，使三极管工作在放大区。
分压式偏置电路
02
通过电阻分压为基极提供合适的偏置电压，使三极管具有稳定
的静态工作点。
集电极-基极偏置电路
03
利用集电极电阻的压降为基极提供偏置电压，适用于某些特殊
三极管及其放大电路 ppt课件
② 基区：很薄（通常为几微米～几十微米），低
掺杂浓度；(薄牛肉)
c
③ 集电区： 掺杂浓度要比发 射区低；
面积比发射区大；
N
b
P
N
e
ppt课件
7
第2章 半导体三极管及其基本放大电路
2.1.2 BJT的电流放大作用
1.三极管的偏置 为实现放大，必须满足三极管的内部结构和外部 条件两方面的要求。
c
N
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
pp2t课5件℃
=80μA =60μA =40μA
=20μA
vCE /2V0
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。
2.极限参数 （1）集电极最大允许电流ICM 指BJT的参数变化不超过允许值时集电极允 许的最大电流。
ppt课件
27
第2章 半导体三极管及其基本放大电路
（1）集电极最大允许电流ICM
指BJT的参数变化不超过允许值时集电极允许的最大电流。
（2）集电极最大允许功率损耗PCM
表示集电极上
过流区
允许损耗功率
Ii
Io
+
+
Rs Vi
放大电路 Ri (放大器)
Vo
RL
-
-
Ri
Ri决定了放大电路从信号源吸取信号幅值的大
小，即它决定了放大电路对信号源的要求。
Ri越大，Ii就越小，放大电路从信号源索取的电流越
小。放大电路所得到的输入电压Vi越接近信号源电压Vs。
三极管的结构及工作原理解读ppt课件
2
1
T
1
3
1
T
2
1
3
(a)
(b)
唐东自动化教研室
电子技术基础 主编 吴利斌
例2图所示的电路中，晶体管均为硅管,β=30，试分析各晶体管的
工作状态。 解: （1）因为基极偏置电源+6V大于管子的导通电压，
故管子的发射结正偏，管子导通,基极电流：
+6V 5K IB
+10V 1K IC
-2V 5K IB
IC
10 0.3
+2V
9.7mIBA
5K
1K IC
因为IC ICS ,所以饱和
(a)
(b)
(c)
（2）因为基极偏置电源-2V小于管子的导通电压，管
子的发射结反偏，管子截止，所以管子工作在截止区。
(3)因为基极偏置电源++21V0V大于管子的导通电压+，10故V管
+10
子的发射结正偏,管子导通基极电流:：
UCC
继续增
增大大UUCCCC 0
U特U特C性EC性=E曲0=曲.15线VV线的的 UCE>1V的 特性曲线
UBE /V
继续增大UCC使UCE=1V以上的多个值，结果发现：之后 的所有输入特性几乎都与UCE=1V的特性相同，曲线基本不 再变化。
实用中三极管的UCE值一般都超过1V，所以其输入特性通 常采用UCE=1V时的曲线。从特性曲线可看出，双极型三极 管的输入特性与二极管的正向特性非常相似。
电区而形成集电极电流IC 。之后即 使UCE继续增大，集电极电流IC也不 会再有明显的增加，具有恒流特性。
0
IB=0 UCE / V
晶体管(三极管)内部结构、管脚识别及电流放大原理图文说明
晶体管(三极管)内部结构、管脚识别及电流放大原理图文说明晶体管实物如图2.2 所示。
图2.2晶体管实物1.晶体管的结构与电路符号半导体晶体管由于在工作时半导体中的电子和空穴两种载流子都起作用，所以属于双极型器件，也称双极结型晶体管(Bipolar Junction Transistor，BJT)。
晶体管的种类很多，按照半导体材料的不同，可分为硅管、锗管；按功率分为小功率管、中功率管和大功率管；按照频率分为高频管和低频管；按照制造工艺分为合金管和平面管等。
通常按照结构的不同分为两种类型：NPN型管和PNP 型管。
图2.3给出了NPN和PNP 管的结构示意图及其图形和文字符号，符号中的箭头方向是晶体管的实际电流方向。
文字符号有时也采用大写。
图2.3晶体管的结构示意与图形和文字符号2.晶体管的判别要准确地了解一只晶体管的类型、性能与参数，可用专门的测量仪器进行测试，但一般粗略判别晶体管的类型和引脚，可直接通过晶体管的型号简单判断，也可利用万用表测量的方法判断。
下面具体介绍其型号的意义及利用万用表简单测量的方法。
⑴晶体管型号的意义晶体管的型号一般由五大部分组成，如3AX31A、3DG12B、3CG14G等。
下面以3DG110B 为例来说明各部分的命名含义。
3D G110B电极数材料与类型功能序号规格号①第一部分由数字组成，表示电极数。
“3”代表晶体管。
②第二部分由字母组成，表示晶体管的材料与类型。
A表示PNP型锗管，B表示NPN 型锗管，C表示PNP型硅管，D表示NPN型硅管。
③第三部分由字母组成，表示晶体管的类型，即表明管子的功能。
④第四部分由数字组成，表示晶体管的序号。
⑤第五部分由字母组成，表示晶体管的规格号。
⑵判别晶体管的引脚、管型及好坏晶体管的引脚必须正确辨认，否则，不但接入电路不能正常工作，还可能烧坏晶体管。
当晶体管上标记不清楚时，可以用万用表来初步确定晶体管的类型(NPN型还是PNP 型)，并辨别出e、b、c三个电极。
三极管的结构及工作原理课件
在数字电路中的应用
逻辑门电路
三极管可以组成基本的逻 辑门电路，如与门、或门 、非门等，用于实现数字 信号的处理和运算。
触发器
利用三极管可以设计各种 触发器电路，用于存储二 进制数据。
编码器与解码器
三极管在编码器和解码器 电路中也有广泛应用，用 于实现数字信号的编码和 解码。
在放大器中的应用
音频放大器
制作工艺流程
材料准备
选择合适的半导体材料，如硅或锗，准备电 极材料和封装材料。
集电极制作
在半导体材料上掺杂特定元素形成集电极。
基极和发射极制作
通过化学气相沉积或外延生长技术在半导体 材料上形成基极和发射极。
封装
将制作好的三极管进行封装，以保护管芯和 引脚，提高机械强度和使用寿命。
封装形式与材料
金属封装
转移特性曲线
总结词
描述三极管基极电流与集电极电流之间的关 系。
详细描述
转移特性曲线表示当集电极电压一定时，基 极电流与集电极电流之间的关系。不同的集
电极电压下，转移特性曲线会有所不同。
特性曲线的应用
要点一
总结词
描述如何利用三极管的特性曲线实现电子电路的功能。
要点二
详细描述
通过分析三极管的输入、输出和转移特性曲线，可以了解 三极管在不同工作条件下的性能表现，从而在电子电路设 计中合理选用三极管，实现所需的功能。例如，利用三极 管的开关作用实现信号的放大、传输和处理等。
详细描述
三极管在不同工作状态下，其输入电 阻和输出电阻表现出不同的特性，从 而影响输入电压和输出电压之间的关 系，实现电压的放大。
功率放大原理
总结词
功率放大是利用三极管的高放大 倍数和高输出电流能力，实现对 功率的放大。
三极管放大电路介绍ppt课件
1. BJT的高频小信号模型
rbe
(1
β
)
VT I EQ
rbb rbe rbe
混合型高频小信号模型
gm
Ib
Vb'e
I EQ VT
1
单级共射极放大电路的频率响应高频响应
2
单级共射极放大电路的频率响应高频响应
3
2. 低频响应
①低频等效电路
4
2. 低频响应
①低频等效电路
Rb=（Rb1 || Rb2）远大于Ri
2、扩散的方法，参杂浓
度高
26
5.1.1 N沟道增强型MOSFET
1. 结构（N沟道）
剖面图 漏极d: Drain 栅极g: Gate 源极s: source
符号
27
5.1.1 N沟道增强型MOSFET
2. 工作原理 （1）栅源电压vGS对沟道的控制作用
VT 称为开启电压
28
RE’=15//ri2=2.12 kΩ
Ri=750//(rbe1+(1+50)* RE’ ) =98 kΩ
RR0=i=4.？3//{(rbe3+220//6.2)/51}=145Ω
放大电 路的增 益？？
21
放大电路的频率响应
一、选择正确答案填入空内。 1、对于单管共射放大电路，当f ＝ fL时，Uo 与 Ui 是C 。
增强型
N沟道 P沟道
耗尽型
N沟道 P沟道
N沟道 （耗尽型）
P沟道
耗尽型：场效应管没有加偏置电压时，就有导电沟道存在 增强型：场效应管没有加偏置电压时，没有导电沟道
25
5.1.1 N沟道增强型MOSFET
1. 结构（N沟道） 通常 W > L
rbe
(1
β
)
VT I EQ
rbb rbe rbe
混合型高频小信号模型
gm
Ib
Vb'e
I EQ VT
1
单级共射极放大电路的频率响应高频响应
2
单级共射极放大电路的频率响应高频响应
3
2. 低频响应
①低频等效电路
4
2. 低频响应
①低频等效电路
Rb=（Rb1 || Rb2）远大于Ri
2、扩散的方法，参杂浓
度高
26
5.1.1 N沟道增强型MOSFET
1. 结构（N沟道）
剖面图 漏极d: Drain 栅极g: Gate 源极s: source
符号
27
5.1.1 N沟道增强型MOSFET
2. 工作原理 （1）栅源电压vGS对沟道的控制作用
VT 称为开启电压
28
RE’=15//ri2=2.12 kΩ
Ri=750//(rbe1+(1+50)* RE’ ) =98 kΩ
RR0=i=4.？3//{(rbe3+220//6.2)/51}=145Ω
放大电 路的增 益？？
21
放大电路的频率响应
一、选择正确答案填入空内。 1、对于单管共射放大电路，当f ＝ fL时，Uo 与 Ui 是C 。
增强型
N沟道 P沟道
耗尽型
N沟道 P沟道
N沟道 （耗尽型）
P沟道
耗尽型：场效应管没有加偏置电压时，就有导电沟道存在 增强型：场效应管没有加偏置电压时，没有导电沟道
25
5.1.1 N沟道增强型MOSFET
1. 结构（N沟道） 通常 W > L
4_1三极管及其基本放大电路PPT课件
一．放大原理
三极管工作在放大区：
发射结正偏，
集电结反偏。
放大原理：
VBB
UI
•
Ui
→△UBE
→△IB →△IC（b△IB
）
•
→△UCE（-△IC×Rc）→ Uo
电压放大倍数：
•
•
Au =
Uo
•
Ui
+VCC （ +12V）
RC
IC +△IC
B C Rb 1 E IB +△IB
3
T2 U CE
+△U CE
AU=UO/UI（重点）
AI=IO/II
Ar=UO/II Ag=IO/UI
模 拟电子技术
2. 输入电阻Ri——从放大电路输入端看进去的
RS ii
uS ~
ui
信号源 输入端
等效电阻
Ri
Au
输出端
输入电阻：
Ri=ui / ii
一般来说， Ri越大越好。 （1）Ri越大，ii就越小，从信号源索取的电流越小。 （2）当信号源有内阻时， Ri越大， ui就越接近uS。
+
UO
U BE +△U BE
-
模 拟电子技术
ui
+VCC（+12V）
O
t
RC IC +△IC
iB
Rb 1
3 T2
+
VBB
IB +△IB
UCE +△U CE UO
IBQ O
t
UI
UBE+△U BE
-
iC ICQ
符号说明
uBE = U BE ube
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三极管放大的倍数
IC=βIB，其中β是一个放大倍数， 可以为20,30,50等等，如β=60时， IB增大时，IC相应增大60倍，IB减 小时，IC相应减小60倍。因此IC随 着IB的增大呈倍数的增大，随IB的 减小呈倍数的减小。
.
三极管的放大要求
三极管作为放大元器件时，需满足以下条件： 内部结构条件： 1.发射区掺杂浓度较大，以利于发射区向基区发射
.
感谢亲观看此幻灯片，此课件部分内容来源于网络， 如有侵权请及时联系我们删除，谢谢配合！
.
三极管的电流分配关系
通过调节水龙 头来控制出水
的流量
发射极电流IE
N 发射区
P 基区
N 集电区
基极电流IB
RP
集电极电流Ic
.
RC
在三极管的基 极串联一个滑 动变阻器，同 时在集电极端 也增加一个偏 置电阻，通过 调节滑动变阻 器改变基极电 流IB的大小。由 于集电极电流 与基极电流呈 倍数关系，故 集电极电流IC也 会随之变化。
载流子 2.基区很薄，掺杂少，这样载流子易于通过 3.集电区比发射区体积大且掺杂少，利于收集载流
子 外部条件： 发射结正偏，集电结反偏
.
总结
1.三极管能放大电流有内部结构要求 和外部PN结偏置要求
2.三极管电流服从下列等式关系 IE=IB+IC IC=βIB
.
三极管的内部结构和工作原理
谢谢大家！
外电场
外电场
.
电子的流向
基区半导体很薄，除少部分被第一个电源正 极吸收外，绝大部分电子穿过基区。第二个PN结 反偏，外电场叠加在内电场上，增强内电场作用 力，对电子更具作用力，使更多的电子扩散到集
电区，然后被第二个电源的正极吸收。
N
P
发射区 基区
N
集电区
外电场
外电场
.
三极管电流分配关系
将三极管三个区各自引一根引脚出来，依次构 成了三极管的三个极，发射极，基极和集电极。分 别用字母E，B和C表示。电子运动的方向与电流的 方向相反，于是回路中有三部分电流，射极电流IE， 基极电流IB和集电极电流Ic，电流流向如图中所示。
发射极E
N 发射区
P 基区
N 集电区
集电极C
IE Ic
基极B
IB .
三极管各极性电流的分配关系 从发射极流向基极并被第一个电源正极
吸收的电子数量少，而穿透过基区流向集电 极并被第二个电源正极吸收的电子数量多。 但流向基极的电子和流向集电极的电子都是 从发射极扩散出去的。电子流量的大小反映 了电流的大小，因此射极电流是总电流，即
三极管的内部结构和放大原理
授课人：×××
.
二极管的内部结构
由以前所学知识可知二极管内部是由一块N型 半导体和一块P型半导体构成。N型半导体中电子 浓度高，P型半导体中空穴浓度高。在N型半导体 和P型半导体的结合处形成了一个内电场，内电场 方向由N型半导体指向P型半导体。
N
P
.
三极管的内部结构
我们将二极管的P型半导体做薄，并再结 合一个体积更大的N型半导体,且P型半导体和 第二个N型半导体的掺杂浓度很低，于是我们 就得到了一个NPN型三极管的内部结构。三极 管内部有两个PN结，但第二个PN结与普通的 PN结不相同，因为P型半导体和N型半导体的 掺杂浓度都很低。
IE=IB+IC
.
三极管的电流分配关系
我们知道流向三极管集电极的电子要比流向 基极的电子量大，因此集电极电流要比基极电流 大。实际上，三极管的集电极电流不仅比基极电 流大很多，而且他们之间呈倍数关系，我们将这 个倍数用符号β表示，则存在下列等式
IC=βIB
如果将发射极电流比作水管中的水流，基 极电流比作水龙头，集电极电流比作从水龙头 里放出来的水流，则龙头拧的越紧，龙头里出 来的水流量就越小；龙头拧的越松，龙头里出 来的水流量就越大。
NPN
.
三发射区，基区和集 电区。将第一个PN结称为发射结，发射结正偏，第二个PN 结称为集电结，集电结反偏。电子是反向电场运动，正偏时 外电场会削掉内电场的作用力使发射区的电子继续向基区扩 散，同时电源负极源源不断提供电子。
N
P
发射区 基区
N 集电区