模拟电子技术经典教程_三极管
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模拟电子技术经典教程三极管ppt课件
普通vCES＝0.2V。
i
VcC+E =ViCBE
B
b +
vC
vBE - eE-
VCC
VBB
共射极放大电路
如何判别三极管的电极、管型和资料
当三极管在电路中处于放大形状时
发射结处于正向偏置，且对于硅管 |VBE|=0.7V，锗管|VBE|=0.2V；
集电结处于反向偏置，且|VCB|＞ 1V；
NPN管集电极电位比发射极电位高， PNP管集电极电位比发射极电位低。
vbehieibhrevce
ic hfeibhoevce
hie(vBE /iB) VCE
输出端交流短路时的输入电阻，即 rbe。
H 参
hre(vBE /vCE ) IB
数
输入端交流开路时的反向电压传输C/iB) VCE
义
输出端交流短路时的电流放大系数，即 。
hoe(iC/vCE ) IB
三极管的不同封装方式
金属封装 塑料封装
大功率管
中功率管
三极管的构造
半导体三极管的构造表示集图电如极以，下用图C所或示c 。它有两 表发示射〔极种E，m类发i用t型t射eEr:〕N或区P；eN型和PN集P型电。区表示〔Collector〕。
基区 基发极射，结用(BJe或) b表示集〔电Ba结se〕(Jc) 两三种极类管型符的号三极管
管子为NPN管
C－基极，B－发射极
§2.2.3 三极管的主要参数
三极管的参数是 用来表征管子性 能优劣顺应范围 的，是选管的根 据，共有以下三 大类参数。
电流放大系数 极间反向电流 极限参数
电流放大系数
共 射 电 流 放 大 系 数
i B
b +
i
VcC+E =ViCBE
B
b +
vC
vBE - eE-
VCC
VBB
共射极放大电路
如何判别三极管的电极、管型和资料
当三极管在电路中处于放大形状时
发射结处于正向偏置，且对于硅管 |VBE|=0.7V，锗管|VBE|=0.2V；
集电结处于反向偏置，且|VCB|＞ 1V；
NPN管集电极电位比发射极电位高， PNP管集电极电位比发射极电位低。
vbehieibhrevce
ic hfeibhoevce
hie(vBE /iB) VCE
输出端交流短路时的输入电阻，即 rbe。
H 参
hre(vBE /vCE ) IB
数
输入端交流开路时的反向电压传输C/iB) VCE
义
输出端交流短路时的电流放大系数，即 。
hoe(iC/vCE ) IB
三极管的不同封装方式
金属封装 塑料封装
大功率管
中功率管
三极管的构造
半导体三极管的构造表示集图电如极以，下用图C所或示c 。它有两 表发示射〔极种E，m类发i用t型t射eEr:〕N或区P；eN型和PN集P型电。区表示〔Collector〕。
基区 基发极射，结用(BJe或) b表示集〔电Ba结se〕(Jc) 两三种极类管型符的号三极管
管子为NPN管
C－基极，B－发射极
§2.2.3 三极管的主要参数
三极管的参数是 用来表征管子性 能优劣顺应范围 的，是选管的根 据，共有以下三 大类参数。
电流放大系数 极间反向电流 极限参数
电流放大系数
共 射 电 流 放 大 系 数
i B
b +
模拟电子线路(模电)二极管和三极管
PN结正偏时，CD >> CB ，则 Cj ≈ CD 故：PN结正偏时，以CD为主。 通常：CD ≈几十PF ~ 几千PF。 PN结反偏时，CB >> CD ，则 Cj ≈ CB 故：PN结反偏时，以CB为主。 通常：CB ≈几PF ~ 几十PF。
1.2 半导体二极管
结构
二极管 = PN结 + 管壳 + 引线
——成为硬件电路设计人才
学好模电、数电、单片机、DSP等。 初步具备 “看、算、选、干”能力
三、学什么？（What）
系 细化 电 细化 器 统 路 件 1、本课程研究内容： 各种半导体器件的性能、电路及应用 2、具体研究对象：
（1）按处理信号：1)模拟(A) 2)数字(D) （2）按信号频率：1)高频 2)中频 3)低频
耗尽层宽度一定
PN结
2. PN结的单向导电性
1.1 半导体的基本知识
(1) 加正向电压（正偏）——电源正极接P区，负极接N区 外电场的方向与内电场方向相反。 外电场削弱内电场 →耗尽层变窄 →扩散运动＞漂移运动 →多子扩散形成正向电流I F
N型半导体 P型半导体 空间电荷区 耗尽层 N型半导体 P型半导体 + + + + － － － － + － + + + － － － 正向电流 － － － + － + + + － － － + － + + + + － － － + + + － － + － － + + + － 内电场 E
，所有的价电子都紧紧束 缚在共价键中，不会成为 自由电子，因此本征半导 体的导电能力很弱，接近
1.2 半导体二极管
结构
二极管 = PN结 + 管壳 + 引线
——成为硬件电路设计人才
学好模电、数电、单片机、DSP等。 初步具备 “看、算、选、干”能力
三、学什么？（What）
系 细化 电 细化 器 统 路 件 1、本课程研究内容： 各种半导体器件的性能、电路及应用 2、具体研究对象：
（1）按处理信号：1)模拟(A) 2)数字(D) （2）按信号频率：1)高频 2)中频 3)低频
耗尽层宽度一定
PN结
2. PN结的单向导电性
1.1 半导体的基本知识
(1) 加正向电压（正偏）——电源正极接P区，负极接N区 外电场的方向与内电场方向相反。 外电场削弱内电场 →耗尽层变窄 →扩散运动＞漂移运动 →多子扩散形成正向电流I F
N型半导体 P型半导体 空间电荷区 耗尽层 N型半导体 P型半导体 + + + + － － － － + － + + + － － － 正向电流 － － － + － + + + － － － + － + + + + － － － + + + － － + － － + + + － 内电场 E
，所有的价电子都紧紧束 缚在共价键中，不会成为 自由电子，因此本征半导 体的导电能力很弱，接近
模拟电子技术实验报告五 二极管及三极管电路
实验五二极管及三极管电路
一、实验目的
1、掌握二极管正向特性和反向特性的测试
2、掌握二极管的线性模型电路
3、掌握三极管的特性测试
二、实验设备与软件
安装好Multisim软件的PC机一台
三、实验原理
1、二极管的正向特性和反向特性
2、二极管的线性模型
3、三极管的输出特性
四、实验结果
1、二极管参数测试
1）二极管正向特性测试电路
2）二极管正向特性仿真测试数据
3）二极管反向特性测试电路
4）二极管发向特性仿真测试数据
2、二极管电路分析仿真
1）二极管实验电路
2）二极管双向限幅电路
3）二极管双向限幅电路的输出电压波形。
电子电工学——模拟电子技术 第四章 双极结型三极管及发达电路基础
4.1 双极结型三极管BJT
(Bipolar Junction Transistor)
又称半导体三极管、晶 体管，或简称为三极管。
分类： 按材料分：硅管、锗管 按结构分：NPN型、PNP型 按频率分：高频管、低频管 按功率分：小功率、大功率
半导体三极管的型号
国家标准对半导体三极管的命名如下:
3 D G 110 B
c
e V VCE
VCC
V
VBE
也是一组特性曲线
实验电路
1.共射极电路的特性曲线
输入特性 :iB=f(vBE)|vCE=const
(1)VCE=0V时，发射结和集电结均正偏，输入特性相当于两个PN结并联
(2)VCE=1V时，发射结正偏，集电结反偏，收集电子能力增强，发射极发
射到基区的电子大部分被集电极收集，从而使得同样的VBE时iB减小。
ICEO (1 )ICBO 值愈大，则该管的 ICEO 也愈大。
３．极限参数
(1) 集电极最大允许电流 ICM
过流区
当IC过大时，三极管的值要 iC
减小。在IC=ICM时，值下降 ICM
到额定值的三分之二。
PCM = iCvCE
(2) 集电极最大允许耗散功率 PCM
将 iC 与 vCE 乘 积 等 于 规 定 的 PCM 值各点连接起来，可得 一条双曲线。
利用IE的变化去控制IC，而表征三极管电流控制作用的参 数就是电流放大系数 。
共射极组态连接方式
IE UBE
+ Uo
-
49 IC 0.98(mA)
IB
20( A)
共射极接法应用我们得到的结论：
１、从三极管的输入电流控制输出电流这一点看来，这两 种电路的基本区别是共射极电路以基极电流作为输入控制 电流。 ２、共基极电路是以发射极电流作为输入控制电流。
模拟电路-三极管
转移特性
转移特性描述的是基极电流与集电极 电流之间的关系。在一定基极电流下， 集电极电流随着基极电流的增大而增 大，表现出一定的线性关系。
放大系数：描述三极管放大能力的一 个参数，表示集电极电流变化量与基 极电流变化量之比。
频率特性
频率响应
描述三极管在不同频率信号下的响应能力。三极管的频率响 应受其内部结构影响，存在一个截止频率和最大可用频率。
继电器的吸合和断开，实现电气设备的自动控制。
振荡器
总结词
三极管作为振荡器中的核心元件，能够产生 高频振荡信号，常用于无线通信、电子测量 等领域。
详细描述
三极管作为振荡器中的核心元件，其工作原 理是利用三极管的放大和正反馈作用，形成 一个自激振荡回路，从而产生高频振荡信号 。在无线通信中，三极管可以产生高频载波 信号，用于调制和解调无线电波。在电子测 量领域，三极管可以产生高频脉冲信号，用
于测量电子元件的响应特性和频率特性。
04
三极管的特性
输入与输出特性
输入特性
描述三极管输入端电压与电流的关系。随着输入电压的增加，基极电流逐渐增大 ，表现出非线性特性。
输出特性
描述三极管输出端电压与电流的关系。根据三极管类型（NPN或PNP），输出特性 曲线分为三个区域，分别是截止区、放大区和饱和区。
详细描述
随着温度的升高，三极管的放大倍数可能会减小，导致其性能不稳定。为了解决这一问题，可以采取散热措施， 如安装散热片或风扇，以降低三极管的温度。此外，选用具有高热稳定性的三极管型号也是解决方案之一。
噪声问题
总结词
噪声问题是指三极管在工作过程中产生 的噪声干扰，可能影响信号的传输质量 。
VS
详细描述
根据电路需求选择合适的三极管型号，如 直流参数、交流参数、功率参数等。
模电课件：第三章三极管
动态：输入信号不为零时，放大电路的工作
状态，也称交流工作状态。
电路处于静态时，三极管个电极的电压、电
流在特性曲线上确定为一点，称为静态工作点，
常称为Q点。一般用IB、 IC、和VCE （或IBQ、ICQ、 和VCEQ ）表示。
# 放大电路为什么要建立正确的静态？
3.2 共 射极放 大电路
5. 直流通路和交流通路 （思考题）
Rc CCbb22
TTT Cb2
VVCCCC
Rb
VBB
(d) ((bf))
3.3 图解分析法
3.3.1 静态工作情况分析
用近似估算法求静态工作点 用图解分析法确定静态工作点
3.3.2 动态工作情况分析
交流通路及交流负载线 输入交流信号时的图解分析 BJT的三个工作区 输出功率和功率三角形
BJT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;
4. 共射放大
若 vI = 20mV 使 iB = 20 uA 设 = 0.98
则 iC iB
1 iB
1. 输入特性曲线
（以共射极放大电路为例）
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。
vCE = 0V vCE 1V
得到
且
IE= (1+ ) IB
IC
IB
模拟电子技术基础简明教程(第三版)ppt
本征半导体 杂质半导体
一、本征半导体(intrinsic semiconductor) 本征半导体(intrinsic
1. 半导体 半导体(semiconductor)
半导体的定义： 半导体的定义：将导电能力介于导体和绝缘体之间的一大类物 质统称为半导体 半导体。 质统称为半导体。
两种载流子总是成对出现 称为 电子 – 空穴对
+4 +4 +4
两种载流子浓度相等
电子 – 空穴对
+4
在一定温度下电子 空穴对的 在一定温度下电子 – 空穴对的 产生和复合达到动态平衡。 产生和复合达到动态平衡。
+4
+4
本征载流子的浓度对温度十分敏感
死区 10 电压 0 0.5 1.0 1.5 U/V
二极管正向特性曲线
导通压降： 导通压降：
反向特性 反向饱和电流 反偏时，反向电流值很小， 反偏时，反向电流值很小， IS
UBR
I/mA -10 0 U/V -2
第二节 半导体二极管
PN结及其单向导电性 PN结及其单向导电性 二极管的伏安特性 二极管的主要参数 稳压管
一、PN结及其单向导电性 PN结及其单向导电性
1. PN结中载流子的运动 PN结中载流子的运动
又称耗尽层， PN结 又称耗尽层，即PN结。 漂移 内电场又称阻挡层， 内电场又称阻挡层，阻止扩散 又称阻挡层 运动，却有利于漂移运动。 运动，却有利于漂移运动。
+4
共价键covalent 共价键covalent bond
晶体中的价电子与共价键
2. 本征半导体(intrinsic semiconductors) 本征半导体( semiconductors) 纯净的、不含杂质的半导体称为本征半导体。 纯净的、不含杂质的半导体称为本征半导体。 本征半导体 在本征半导体中，由于晶体中共价键的结合力很强， 在本征半导体中，由于晶体中共价键的结合力很强， 在热力学温度零度（ 在热力学温度零度（即T = 0 K ）时， 价电子的能量不足以挣脱共价键的束缚， 价电子的能量不足以挣脱共价键的束缚， 晶体中不存在能够导电的载流子， 晶体中不存在能够导电的载流子， 半导体不能导电，如同绝缘体一样。 绝缘体一样 半导体不能导电，如同绝缘体一样。
一、本征半导体(intrinsic semiconductor) 本征半导体(intrinsic
1. 半导体 半导体(semiconductor)
半导体的定义： 半导体的定义：将导电能力介于导体和绝缘体之间的一大类物 质统称为半导体 半导体。 质统称为半导体。
两种载流子总是成对出现 称为 电子 – 空穴对
+4 +4 +4
两种载流子浓度相等
电子 – 空穴对
+4
在一定温度下电子 空穴对的 在一定温度下电子 – 空穴对的 产生和复合达到动态平衡。 产生和复合达到动态平衡。
+4
+4
本征载流子的浓度对温度十分敏感
死区 10 电压 0 0.5 1.0 1.5 U/V
二极管正向特性曲线
导通压降： 导通压降：
反向特性 反向饱和电流 反偏时，反向电流值很小， 反偏时，反向电流值很小， IS
UBR
I/mA -10 0 U/V -2
第二节 半导体二极管
PN结及其单向导电性 PN结及其单向导电性 二极管的伏安特性 二极管的主要参数 稳压管
一、PN结及其单向导电性 PN结及其单向导电性
1. PN结中载流子的运动 PN结中载流子的运动
又称耗尽层， PN结 又称耗尽层，即PN结。 漂移 内电场又称阻挡层， 内电场又称阻挡层，阻止扩散 又称阻挡层 运动，却有利于漂移运动。 运动，却有利于漂移运动。
+4
共价键covalent 共价键covalent bond
晶体中的价电子与共价键
2. 本征半导体(intrinsic semiconductors) 本征半导体( semiconductors) 纯净的、不含杂质的半导体称为本征半导体。 纯净的、不含杂质的半导体称为本征半导体。 本征半导体 在本征半导体中，由于晶体中共价键的结合力很强， 在本征半导体中，由于晶体中共价键的结合力很强， 在热力学温度零度（ 在热力学温度零度（即T = 0 K ）时， 价电子的能量不足以挣脱共价键的束缚， 价电子的能量不足以挣脱共价键的束缚， 晶体中不存在能够导电的载流子， 晶体中不存在能够导电的载流子， 半导体不能导电，如同绝缘体一样。 绝缘体一样 半导体不能导电，如同绝缘体一样。
模拟电子技术解释三极管等效电路
很小 可忽略
h12 uBE uCE
h11
U CE
rbe
IB
b-e间动态 电阻
内反馈 系数
iC h21 iB
电流放大 系数
U CE
h22
iC uCE
iB
1 rce
c-e间电导
分清主次，合理似！
很小 rce很大
（3）简化h参数等效电路
UT=26mV
U be UT rbe rbb' (1 ) Ib I EQ
• 可将晶体管看成为一个二 端口网络，输入回路、输 出回路各为一个端口。
uCE ) uBE f ( iB， uCE ) i C f ( i B，
2016/4/4
1
在低频、小信号作用下的关系式
电阻
无量纲 uBE uBE duBE i U CE diB u I B duCE U h I h U be 11e b 12e ce B CE iC h I h U di iC I d i d u c 21e b 22e ce C U CE B IB CE iB uCE 无量纲 电导
rce
U rbe rbb' T I CQ
基区体电阻－查阅手册
发射极静态电流(mA)
26( mV ) rbe 200 (1 ) I EQ ( mA )
2016/4/4 h参数等效模型适用于低频小信号的情况。 注意：
4
（1）h参数的等效模型
h21
uCE ) uBE f ( iB， uCE ) i C f ( i B，
rce
2016/4/4 2
h I U be 11e b h12eU ce
模拟电子技术三极管详解
GS
uGS iD = IDO( −1)2 UGS(th)
uGS = 2UGS(th) 时的 iD 值 ( )
半导体三极管 第 2 章 半导体三极管
二、耗尽型 N 沟道 MOSFET
Sio2 绝缘层中掺入正离子 D 时已形成沟道； 在 uGS = 0 时已形成沟道； B 在 DS 间加正电压时形成 iD， uGS ≤ UGS(off) 时，全夹断。 全夹断。 ( ) S
ICEO O
U(BR)CEO
1. ICM — 集电极最大允许电流，超过时 β 值明显降低。 集电极最大允许电流， 值明显降低。 2. PCM — 集电极最大允许功率损耗 PC = iC × uCE。 3. U(BR)CEO — 基极开路时 C、E 极间反向击穿电压。 间反向击穿电压。 、 ) U(BR)CBO — 发射极开路时 C、B 极间反向击穿电压。 间反向击穿电压。 、 ) U(BR)EBO — 集电极极开路时 E、B 极间反向击穿电压。 间反向击穿电压。 、 ) U(BR)CBO > U(BR)CEO > U(BR)EBO ) ) )
半导体三极管 第 2 章 半导体三极管
2.2.1 MOS 场效应管 一、增强型 N 沟道 MOSFET (Mental Oxide Semi— FET) ) 1. 结构与符号
S
N+
MOSFET结构 结构
G
D
N+
耗尽层
(掺杂浓度低) 掺杂浓度在硅片表面生一 用金属铝引出 用扩散的方法 在绝缘层上喷金 G — 栅极 Gate 层薄 SiO2 绝缘层 G 属铝引出栅极 G 源极 S 和漏极 D 制作两个 N 区 D — 漏极 Drain
半导体三极管 第 2 章 半导体三极管
模拟电子技术第三章 场效应三极管
+
d g s
源 极
上页 下页 首页
栅 极
N沟道结型场效应管的结构和符号
3
s
2. 工作原理
⑴ 当uDS = 0 时， uGS 对耗尽层和导电沟道的影响。
ID=0 ID=0
d
P+
d
N 型 沟 道
P+ P+
d
P+ P+ P+
g
g
N 型 沟 道
g
s uGS = 0
s uGS < 0
4
预夹断轨迹
恒流区
IDO O
UGS(th) 2UGS(th) uGS/V
O
截止区
uDS/V
转移特性曲线可近似用以下公式表示：
iD I DO ( uGS U GS(th) )
2
当uGS ≥ UGS(th)时
12
上页
下页
首页
2. N沟道耗尽型MOS场效应管 预先在二氧化硅中掺入大 量的正离子，
使uGS = 0 时，
形成一个N型导电沟道。
又称之为反型层 开启电压，用uGS(th)表示
导电沟道随uGS 增大而增宽。
10
B uGS > UGS(th)时 形成导电沟道
上页 下页 首页
uDS对导电沟道的影响
uGS为某一个大于UGS(th)的固定值， 在漏极和源极之间加正电压，且 s uDS < uGS - UGS(th) 即uGD = uGS - uDS > UGS(th) 则有电流iD 产生，
在制造时就具有 原始导电沟道
31
3. 场效应管的主要参数
(1) 开启电压 UGS(th)：是增强型MOS管的参数 (2) 夹断电压 UGS(off)： 是结型和耗尽型 (3) 饱和漏电流 IDSS： MOS管的参数
d g s
源 极
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栅 极
N沟道结型场效应管的结构和符号
3
s
2. 工作原理
⑴ 当uDS = 0 时， uGS 对耗尽层和导电沟道的影响。
ID=0 ID=0
d
P+
d
N 型 沟 道
P+ P+
d
P+ P+ P+
g
g
N 型 沟 道
g
s uGS = 0
s uGS < 0
4
预夹断轨迹
恒流区
IDO O
UGS(th) 2UGS(th) uGS/V
O
截止区
uDS/V
转移特性曲线可近似用以下公式表示：
iD I DO ( uGS U GS(th) )
2
当uGS ≥ UGS(th)时
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2. N沟道耗尽型MOS场效应管 预先在二氧化硅中掺入大 量的正离子，
使uGS = 0 时，
形成一个N型导电沟道。
又称之为反型层 开启电压，用uGS(th)表示
导电沟道随uGS 增大而增宽。
10
B uGS > UGS(th)时 形成导电沟道
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uDS对导电沟道的影响
uGS为某一个大于UGS(th)的固定值， 在漏极和源极之间加正电压，且 s uDS < uGS - UGS(th) 即uGD = uGS - uDS > UGS(th) 则有电流iD 产生，
在制造时就具有 原始导电沟道
31
3. 场效应管的主要参数
(1) 开启电压 UGS(th)：是增强型MOS管的参数 (2) 夹断电压 UGS(off)： 是结型和耗尽型 (3) 饱和漏电流 IDSS： MOS管的参数
模拟电子技术项目教程 2.5多级放大电路
1
V1
ie1 ib2
c
ic 2
2
V2 ie 2 e
b ib1
ie1
c
1
V1
ic1 ib2
ic 2
2
V2
ie 2
e
28
2.5.3 复合管---达林顿管 几种典型复合管复合形式
（a）、 (d)等效为NPN管;
（b）、 (c)等效为PNP管 29
2.5.4 放大器的频率特性
在实际应用中，放大器所放大的信号并非单一 频率，例如，语言、音乐信号的频率范围在20～ 20000Hz，图像信号的频率范围在0~6MHz，还有 其它范围。所以，要求放大电路对信号频率范围 内的所有频率都具有相同的放大效果，输出才能 不失真地重显输入信号。
耦合
输入
第一级
第二级
第n-1级
输出
第n级
多级放大电路需要讨论两方面的问题：
1、多级放大电路之间相互连接的问题，也就是耦合方式的问题。 2、多级放大电路的分析计算（静态和动态）问题。
3
2.5.1 多级放大器耦合方式
耦合：输入和输出之间的连接方式。 耦合方式：阻容耦合；直接耦合；变压器耦合；光电耦合。
8k
CE
13
前级
后级
1. 电压放大倍数:
Au1
(1 1)RL1 rbe1 (1 1)RL1
51 1.7 2.9 511.7
0.968
Au 2
2RL 2
rbe2
50 (10 // 10 ) 1.7
147
ib1
ib 2
RS
U i
U S
rbe1 R1 RE1
V1
ie1 ib2
c
ic 2
2
V2 ie 2 e
b ib1
ie1
c
1
V1
ic1 ib2
ic 2
2
V2
ie 2
e
28
2.5.3 复合管---达林顿管 几种典型复合管复合形式
（a）、 (d)等效为NPN管;
（b）、 (c)等效为PNP管 29
2.5.4 放大器的频率特性
在实际应用中，放大器所放大的信号并非单一 频率，例如，语言、音乐信号的频率范围在20～ 20000Hz，图像信号的频率范围在0~6MHz，还有 其它范围。所以，要求放大电路对信号频率范围 内的所有频率都具有相同的放大效果，输出才能 不失真地重显输入信号。
耦合
输入
第一级
第二级
第n-1级
输出
第n级
多级放大电路需要讨论两方面的问题：
1、多级放大电路之间相互连接的问题，也就是耦合方式的问题。 2、多级放大电路的分析计算（静态和动态）问题。
3
2.5.1 多级放大器耦合方式
耦合：输入和输出之间的连接方式。 耦合方式：阻容耦合；直接耦合；变压器耦合；光电耦合。
8k
CE
13
前级
后级
1. 电压放大倍数:
Au1
(1 1)RL1 rbe1 (1 1)RL1
51 1.7 2.9 511.7
0.968
Au 2
2RL 2
rbe2
50 (10 // 10 ) 1.7
147
ib1
ib 2
RS
U i
U S
rbe1 R1 RE1
模拟电子技术教程第3章习题答案
第3章 习题1. 概念题：（1）在放大电路中，三极管或场效应管起的作用就是 将一种形式的电量转换为另一种形式的电量 。
（2）电源的作用是 为能量转换提供能源 ，如果离开电源，放大器可以工作吗（ 不能 ）（3）单管放大器的讲解从电容耦合形式开始，这是因为 阻容耦合放大器设计和计算相对来说要简单点 ，如果信号和负载直接接入，其 工作点 的计算将要复杂的多。
（4）在共射放大器的发射极串接一个小电阻，还能认为是共射放大器吗（ 能 ）在共集放大器的集电极串接一个小电阻，还能认为是共集放大器吗（ 能 ）（5）在模电中下列一些说法是等同的，（A 、C 、F ）另一些说法也是等同的。
（B 、D 、E ）A. 直流分析B. 交流分析C. 静态分析D. 动态分析E. 小信号分析F. 工作点分析（6）PN 结具有单向导电性，信号电压和电流的方向是随时间变化的，而交流信号却能在放大电路中通过并获得放大，这是因为 放大器输出端获取的交流信号其实就是电流或电压的相对变化量 。
（7） β大的三极管输入阻抗 也大 ，小功率三极管的基本输入阻抗可表示为EQTbb'be I U )1(r r β++≈。
（8）画直流通路比画交流通路复杂吗（不）在画交流通路时直流电压源可认为 短路 ，直流电流源可认为 开路 ，二极管和稳压管只考虑其 动态内阻 即可。
（9）求输出阻抗时负载R L 必须 断开 ，单管放大器输出阻抗最难求的是共 集电极 放大器，其次是共 源 放大器。
（10）对晶体管来说，直流电阻指 晶体管对所加电源呈现的等效电阻 ，交流电阻指 在一定偏置下晶体管对所通过的信号呈现的等效电阻 ，对纯电阻元件有这两种电阻之区分吗（ 无 ）（11）在共射级放大器或共源放大器中，电阻R C 或R D 的作用是 把电流I C 或I D 的变化转换为电压的变化 。
（12）放大电路的非线性失真包括 饱和 失真和 截止 失真，引起非线性失真的主要原因是 放大器工作点偏离放大区 。
模拟电子技术三极管详解
成导电沟道。 uGS 越大沟道越厚。
第 2 章 半导体三极管
2) uDS 对 iD的影响(uGS > UGS(th))
MOS工作原理
DS 间的电位差使 沟 道 呈 楔 形 ， uDS ， 靠近漏极端的沟道厚
度变薄。
预夹断(UGD = UGS(th))：漏极附近反型层消失。 预夹断发生之前： uDS iD。
第2章
半导体三极管
2.1 双极型半导体三极管 2.2 单极型半导体三极管 2.3 半导体三极管电路的基本分析方法 2.4 半导体三极管的测试与应用
第2章
半导体三极管
2.1 双极型半导体三极管
2.1.1 晶体三极管 2.1.2 晶体三极管的特性曲线 2.1.3 晶体三极管的主要参数
第 2 章 半导体三极管
第 2 章 半导体三极管
二、耗尽型 N 沟道 MOSFET
Sio2 绝缘层中掺入正离子
D 在 uGS = 0 时已形成沟道；
B 在 DS 间加正电压时形成 iD，
G S
uGS UGS(off) 时，全夹断。
iD /mA
2V
0V
2V
uGS = 4 V
O
uDS /V
输出特性
当 uGS UGS(off) 时，
O
iiiBBB===
00 0uCE
第 2 章 半导体三极管
2.1.3 晶体三极管的主要参数
一、电流放大系数
4 iC / mA
1. 共发射极电流放大系数
3
— 直流电流放大系数
Q
II23CB.40NN5110II0CB63AA
IC8B2O ICBO
IC IB
2 1
— 交流电流放大系数
第 2 章 半导体三极管
2) uDS 对 iD的影响(uGS > UGS(th))
MOS工作原理
DS 间的电位差使 沟 道 呈 楔 形 ， uDS ， 靠近漏极端的沟道厚
度变薄。
预夹断(UGD = UGS(th))：漏极附近反型层消失。 预夹断发生之前： uDS iD。
第2章
半导体三极管
2.1 双极型半导体三极管 2.2 单极型半导体三极管 2.3 半导体三极管电路的基本分析方法 2.4 半导体三极管的测试与应用
第2章
半导体三极管
2.1 双极型半导体三极管
2.1.1 晶体三极管 2.1.2 晶体三极管的特性曲线 2.1.3 晶体三极管的主要参数
第 2 章 半导体三极管
第 2 章 半导体三极管
二、耗尽型 N 沟道 MOSFET
Sio2 绝缘层中掺入正离子
D 在 uGS = 0 时已形成沟道；
B 在 DS 间加正电压时形成 iD，
G S
uGS UGS(off) 时，全夹断。
iD /mA
2V
0V
2V
uGS = 4 V
O
uDS /V
输出特性
当 uGS UGS(off) 时，
O
iiiBBB===
00 0uCE
第 2 章 半导体三极管
2.1.3 晶体三极管的主要参数
一、电流放大系数
4 iC / mA
1. 共发射极电流放大系数
3
— 直流电流放大系数
Q
II23CB.40NN5110II0CB63AA
IC8B2O ICBO
IC IB
2 1
— 交流电流放大系数
模拟电子技术三极管详解
振荡电路
振荡电路的基本原理 三极管在振荡电路中的应用 振荡电路的设计和调试 振荡电路在实际中的应用案例
调制与解调电路
调制：将信号转换为适合传输的形式
解调：将接收到的信号还原为原始信号
三极管在调制与解调电路中的应用：放大信号、控制信号、实现信号 转换
调制与解调电路中的三极管类型：双极型三极管、场效应三极管等
流变化
应用领域：广 泛应用于电子 技术、通信、 计算机等领域
三极管的工作原理
基本结构：由两 个PN结组成分为 发射极、基极和 集电极
工作状态：分为 截止区、放大区 和饱和区
电流关系：基极电 流IB、集电极电流 IC和发射极电流IE 之间的关系
放大作用：通过改 变基极电流IB来控 制集电极电流IC实 现信号放大
负载
放大电路的工 作原理：通过 改变三极管的 工作状态实现
信号的放大
放大电路的分 类：共射放大 电路、共集放 大电路、共基
放大电路
放大电路的应 用：音频放大、 视频放大、射
频放大等
开关电路
开关电路是三极管最常用的应用之一 三极管在开关电路中起到控制电流的作用 开关电路可以分为NPN型和PNP型两种类型 三极管在开关电路中的工作状态可以分为饱和区和截止区两种
03 三极管的种类和特性
NPN型和PNP型三极管
NPN型三极管：电流从基极流入从发射极 流出
PNP型三极管：电流从发射极流入从基极 流出
NPN型三极管：基极电流控制发射极电流
PNP型三极管：基极电流控制集电极电流
NPN型三极管：基极电流与发射极电流成 正比
PNP型三极管：基极电流与集电极电流成 正比
三极管型号的识别与代换
型号识别：根据三极管的外观、尺 寸、引脚数量等特征进行识别
模拟电子技术基础讲义晶体管
饱和导通状态：当加在三极管发射结的电压大于PN 结的导通电压，并当基极电流增大到一定程度时，集 电极电流不再随着基极电流的增大而增大，而是处于 某一定值附近不怎么变化，这时三极管失去电流放大 作用，集电极与发射极之间的电压很小，集电极和发 射极之间相当于开关的导通状态。三极管的这种状态 我们称之为饱和导通状态。
(2) PN结，定管型： 找出三极管的基极后，我们就可以根据基极与另
外两个电极之间PN结的方向来确定管子的导电类型。 将万用表的黑表笔接触基极，红表笔接触另外两个电 极中的任一电极，若表头指针偏转角度很大，则说明 被测三极管为NPN型管；若表头指针偏转角度很小， 则被测管即为PNP型。
(3) 顺箭头，偏转大： 用测穿透电流ICEO的方法确定集电极c和发射极e。 (a) 对于NPN型三极管，用万用电表的黑、红表笔
(b) 对于PNP型的三极管，道理也类似于NPN型，其电 流流向一定是：黑表笔→e极→b极→c极→红表笔，其 电流流向也与三极管符号中的箭头方向一致，所以此 时黑表笔所接的一定是发射极e，红表笔所接的一定是 集电极c。
(4) 测不出，动嘴巴： 在“顺箭头，偏转大”的两次测量中，用两只
手分别捏住两表笔与管脚的结合部，用嘴巴含住(或 用舌头抵住)基电极b，仍用“顺箭头，偏转大”的判 别方法即可区分开集电极c与发射极e。其中人体起到 直流偏置电阻的作用，目的是使效果更加明显。在实 际测量过程，也可以不用嘴去接触基电极，而用一个 手指去接触基电极。
三极管还可以作电子开关，配合其它元件还可 以构成振荡器。
晶体三极管的三种工作状态：
截止状态：当加在三极管发射结的电压小于PN结 的导通电压，基极电流为零，集电极电流和发射极 电流都为零，三极管这时失去了电流放大作用，集 电极和发射极之间相当于开关的断开状态，我们称 三极管处于截止状态。
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三极管种类
1、低频小功率三极管 低频小功率三极管一般指特征频率在3MHz 以下，功率小于1W的三极管。一般作为小 信号放大用。
低频小功率管多用于低频放大电路、低频 功率放大电路。如收音机的功放电路。 常用的国产管中，低频小功率三极管 有:3ax31、3ax34、3ax51、3ax52-54、 3ax61-63、3cx200、2cx203、3dx204、 3ax81、3ax83、3bx31等。
非平衡少子 到达集电区
集电区少子空 穴向基区漂移 基区少子电子 向集电区漂移 少子漂移形成反 向饱和电流ICBO
IE
N
P
N
IC
c
e
ICBO
U BE
b
U CB
IB
VCC
RC
RE
VEE
e. 集电区、基区少子相互漂移
晶体管的电流分配关系动画演示
§2.2.2 三极管的特性
三极管在电路中的连接方式
形成发射极电流IE
称扩散到基区的发射 区多子为非平衡少子
IE
N
P
N
e
c
U BE
b
U CB
RE
VEE
VCC
RC
发射区向基区扩散电子 b. 基区向发射区扩散空穴
基区向发射区扩散空穴
形成空穴电流
IE
N
P
N
e
c
U BE
b
U CB
RE
VEE
VCC
RC
发射区向基区扩散电子
基区向发射区扩散空穴
D：NPN硅材料
三极管命名规则
命名规则：符号的第一部分“3”表示三极管。符 号的第二部分表示器件的材料和结构：A——PNP 型锗材料；B——NPN型锗材料；C——PNP型硅材 料；D——NPN型硅材料。符号的第三部分表示功 能：U——光电管；K——开关管；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。另外，3DJ型为场效应管， BT打头的表示半导体特殊元件。
§2.2.1 三极管的结构和工作原理
分类
按频率分有高频管、低频管
按功率分有小、中、大功率管
按材料分有硅管、锗管 按结构分有NPN型和PNP型
国产三极管的命名方式
3 D G 6
A：PNP锗材料 三 表 高 设 极 示 频 计 管 器 管 序 号 件 材 料 和 极 性
B：NPN锗材料
C：PNP硅材料
例 题
VC 1.3V ,VB 0.6V
一个BJT在电路中处于 正常放大状态，测得A、 B和C三个管脚对地的直 流电位分别为6V，0.6V， 1.3V。试判别三个管脚 的极名、是硅管还是锗 管？NPN型还是PNP型？
VC VB 1.3 0.6 0.7V
A －集电极
管子为NPN管
因为发射区的掺杂浓度远大于基区浓度，空穴电流 可忽略不记。
IE
N
P
N
e
c
U BE
非平衡少子在 基区复合，形 成基极电流IB
b
U CB
IB
VCC
RC
RE
VEE
c. 基区电子的扩散和复合
非平衡少子向 集电结扩散
IE
N
P
N
IC
c
e
U BE
b
U CB
IB
VCC
RC
RE
VEE
d. 集电区收集从发射区扩散过来的电子 形成发射极电流IC
当 vCE>1V以后，由于集电结的反偏电压可以在单位时 (2) 当集电结进入反偏状态时， vCB= vCE - vBE随着 vCE的增大而增 间内将所有到达集电结边上的载流子拉到集电极，故 iC 大，集电结的反偏加强。由于基区的宽度调制效应，基区变窄，基区 不随vCE变化，所以同样的vBE下的 iB不变，特性曲线几 复合减少，同样的 vBE下 IB减小，特性曲线右移。 乎重叠。
集电结JC
集电极C(c)
发射区
基区
集电区
N
NPN型晶体管 结构示意图
P
N
基极B(b)
发射极E(e)
发射结JE
集电结JC
集电极C(c)
发射区
基区
集电区
N
P
基极B(b)
N
C(c) T B (b) E(e)
NPN型晶体管符号
2. PNP型晶体管结构示意图和符号
发射区
E(e)
基区
集电区
C(c)
P
JE
N
JC B(b)
2 高频小功率三极管
高频小功率三极管一般指特征频率大于 3MHz，功率小于1W的三极管。主要用于高 频振荡、放大电路中。
高频小功率管多用于高频放大电路，混频 电路，高频震荡电路等。如电视机、收录 机的高频电路等。 常用的国产高频小功率三极管有:3agl-3am、 3agll-3agl4、3ag53、3ag54、3ag55、 3ag56、3ac80、3dg6、3dg6、3dgl2、 3dg79、3dg84、3dg380、3dg945、3d8l5、 3dg9013-14、3dgl815、3dgl959、 3dg9043、3cg21、3cgl60、3cgl70等。
VEE
I C I E I CBO
I B (1 ) I E I CBO
晶体管共射极接法 原理图
IE
电路图
P
N
N
IC
c ICBO
e
IB
IC
RC VCC
U BE
RB
b
VBB
VCC
IB
U CE
RC
U CB
T U CE RB U BE IE VBB
当UCE>UCB时，集电结正偏，发射结反偏，晶体管
b +
c+
iC VCC
vCE
共射极放大电路
直流电流放大系数
3低频大功率三极管
低频大功率三极管指特征频率 小于3MHz，功率大于1W的三极 管。低频大功率三极管品种比 较多，主要应用于电子音响设 备的低频功率放大电路种；用 于各种大电流输出稳压电源中 作为调整管。
4高频大功率三极管
高频大功率三极管指特征频率大于3MHz， 功率大于1W的三极管。主要用于通信等设 备中作为功率驱动、放大。
VA 6V VB ,VC
C－基极，B－发射极
另一例题参见P30 2.2.2-1
§2.2.3 三极管的主要参数
电流放大系数 三极管的参数是 用来表征管子性 能优劣适应范围 的，是选管的依 据，共有以下三 大类参数。
极间反向电流
极限参数
电流放大系数
共 射 电 流 放 大 系 数
iB
vBE - e VBB
部分进口高频中、大功率晶体管的主要参数
3. 部分国产低频小功率晶体管的主要参数
网上查询
http：//
P
C(c) T E(e)
结构示意图
B (b)
符号
3. 晶体管的内部结构特点（具有放大作用的内部条件） B E 发射区 基区 集电区 C
平面型晶 体管的结 构示意图
(1) 发射区小，掺杂浓度高。
B
E 发射区
基区 集电区
C (2) 集电区面积大。 (3) 基区掺杂浓度很低，且很薄。
2.1结的偏置情况 放大状态 饱和状态 晶体管的工作状态 截止状态
vCE = 0V vCE CE 0V 1V c+ iC VCC
iB
vBE - e VBB
b +
vCE
共射极放大电路
BJT的特性曲线
2. 输出特性曲线 输出电流与输出电压间的关系曲线 vCE vBE CB iv = f(v ) i =const
C CE
B
iB
vCE <vBE 的区域， 饱和区： 输出特性曲线的三个区域: 发射结正偏，集电结正 偏。 iC明显受vCE控制 截止区： B=0的输出曲线 的区域，但不随 iB的增 放大区：i此时，发射结正 以下的区域。此时， 发射 加而增大。在饱和区， 偏，集电结反偏。iC不随 结和集电结均反偏。 iC只有 可近似认为 vCE保持不 vCE变化，但随 iB的增大而 很小的反向电流。 变。对于小功率硅管， 线性增大，且 iC iB 一般vCES＝0.2V。
3DK NPN硅开关三极管
三极管的不同封装形式
金属封装
塑料封装
大功率管
中功率管
三极管分类
电子制作中常用的三极管有90××系列，包括 低频小功率硅管9013(NPN)、9012(PNP) 低噪声管9014(NPN) 高频小功率管9018(NPN)。 它们的型号一般都标在塑壳上，样子都一样，在老式的电子产品 中还能见到3DG6(低频小功率硅管)、3AX31(低频小功率 锗管) 等，它们的型号也都印在金属的外壳上。
三极管的特性曲线
概 念 特性曲线是 指各电极之 间的电压与 电流之间的 关系曲线
输入特性曲线
输出特性曲线
BJT的特性曲线
1. 输入特性曲线 输入电流与输入电压间的关系曲线 iB=f(vBE) vCE=const （以共射极放大电路为例）
(1) 当vCE=0V时，相当于发射结的正向伏安特性曲线。
共发射极连接 共基极连接 共集电极连接
IE
N
P
N
IC
c
e
ICBO
U BE