康华光模电第六版第五章+-+5.1
电子技术基础(模拟部分)第五版_第5章_康华光
n ：反型层中电子迁移率
Cox ：栅极（与衬底间）氧化层
单位面积电容
' Kn nCox 本征电导因子
Kn为电导常数，单位：mA/V2
3. V-I 特性曲线及大信号特性方程 （1）输出特性及大信号特性方程
③ 饱和区
（恒流区又称放大区） vGS >VT ，且vDS≥（vGS－VT）
V-I 特性：
1. 结构（N沟道）
L ：沟道长度 W ：沟道宽度
tox ：绝缘层 厚度
通常 W > L
5.1.1 N沟道增强型MOSFET
1. 结构（N沟道）
剖面图
符号
N沟道增强型场效应管
动画演示mosfet场效应管结构
N沟道增强型场效应管的工作原理
（1）栅源电压VGS的控制作用 当VGS=0V时， 因为漏源之间 被两个背靠背 的 PN结隔离， 因此，即使在D、 S之间加上电压, 在D、S间也不 可能形成电流。
三、极限参数 1. 最大漏极电流IDM
2. 最大耗散功率PDM
3. 最大漏源电压V（BR）DS 4. 最大栅源电压V（BR）GS
end
各种场效应管所加偏压极性小结
N沟道(uGS＜0) 结型 P沟道(uGS＞0) N沟道(uGS＞0) 场效应管 增强型 P沟道(uGS＜0) 绝缘栅型 N沟道(uGS极性任意) 耗尽型 P沟道(uGS极性任意)
5.1.3 P沟道MOSFET
耗尽型MOSFET的特性曲线
N 沟 道 耗 尽 型 P 沟 道 耗 尽 型
绝 缘 栅 场 效 应 管
5.1.5 MOSFET的主要参数
一、直流参数 1. 开启电压VT （增强型参数）
模电第五章答案解析
【例5-1】电路如图 (a)、(b)所示。
（1）判断图示电路的反馈极性及类型；（2）求出反馈电路的反馈系数。
图(a) 图(b)【相关知识】负反馈及负反馈放大电路。
【解题思路】（1）根据瞬时极性法判断电路的反馈极性及类型。
（2）根据反馈网络求电路的反馈系数。
【解题过程】（1）判断电路反馈极性及类型。
在图(a)中，电阻网络构成反馈网络，电阻两端的电压是反馈电压，输入电压与串联叠加后作用到放大电路的输入端（管的）；当令=0时，＝0，即正比与；当输入信号对地极性为♁时，从输出端反馈回来的信号对地极性也为♁，故本电路是电压串联负反馈电路。
在图（b）电路中，反馈网络的结构与图（a）相同，反馈信号与输入信号也时串联叠加，但反馈网络的输入量不是电路的输出电压而是电路输出电流（集电极电流），反馈极性与图（a）相同，故本电路是电流串联负反馈电路。
（2）为了分析问题方便，画出图(a) 、(b)的反馈网络分别如图（c）、(d)所示。
图(c) 图(d)由于图(a)电路是电压负反馈，能稳定输出电压，即输出电压信号近似恒压源，内阻很小，计算反馈系数时，不起作用。
由图（c）可知，反馈电压等于输出电压在电阻上的分压。
即故图(a)电路的反馈系数由图（d）可知反馈电压等于输出电流的分流在电阻上的压降。
故图(b)电路的反馈系数【例5-2】在括号内填入“√”或“×”，表明下列说法是否正确。
（1）若从放大电路的输出回路有通路引回其输入回路，则说明电路引入了反馈。
（2）若放大电路的放大倍数为“＋”，则引入的反馈一定是正反馈，若放大电路的放大倍数为“−”，则引入的反馈一定是负反馈。
（3）直接耦合放大电路引入的反馈为直流反馈，阻容耦合放大电路引入的反馈为交流反馈。
（4）既然电压负反馈可以稳定输出电压，即负载上的电压，那么它也就稳定了负载电流。
（5）放大电路的净输入电压等于输入电压与反馈电压之差，说明电路引入了串联负反馈；净输入电流等于输入电流与反馈电流之差，说明电路引入了并联负反馈。
电子技术基础-数字部分(第六版)-康华光第5章锁存器和触发器共6节
R
G4
G2
Q4
Q
E
R 1R
Q
E E1
Q
S 1S
Q
S
Q3
G3
G1
使能信号控制门电路
2021/11/14
21
2、工作原理
E=0： 状态不变
E=1： Q3 = S Q4 = R R
G4
G2
Q4
Q
状态发生变化。
S=0，R=0：Qn+1=Qn
E
S=1，R=0：Qn+1=1
Q
S=0，R=1：Qn+1=0
S
Q3
1S
G2
G3
1
R
D
D
D 信号进入触发器,为状态刷新作G好4 准备
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G5 Q
Q G6
43
当CP 由0 跳变为1 Qn1 D
在CP脉冲的上升沿，触法器按此前的D信号刷新
G1
D
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CP
D0
S 1 G5
0
G2 D
Q
G3 D 0
1
Q
R
G6
D
G4
44
当CP =1
D信号不影响 S 、R 的状态，Q的状态不变
1. 电路结构
主锁存器
从锁存器
C
C
主锁存器与从锁存器结 D T G 1
G1
Q
TG3
Q G3
Q
构相同
C
C
TGቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ C
C
C
TG4 C
TG1和TG4的工作状态相同 TG2和TG3的工作状态相同
2021/11/14
模拟电子技术基础课件(康华光)第五章
5.2.1 MOSFET放大电路
1. 直流偏置及静态工作点的计算 （1）简单的共源极放大电路（N沟道）
共源极放大电路
直流通路
VGS =
Rg2 Rg1 + Rg2
VDD
须满足VGS > VT ，否则工作在截 止区 假设工作在饱和区，即V DS
I D = K n (VGS − VT ) 2
> ( V GS − V T )
综上分析可知
iD = K n ( vGS − VT ) 2 = K n (VGSQ + vgs − VT ) 2 = K n [(VGSQ − VT ) + vgs ]2
2 = K n (VGSQ − VT ) 2 + 2K n (VGSQ − VT )vgs + K n vgs
2 = I DQ + g m vgs + K n vgs
2
vGS − 1) 2 (1 + λv DS ) VT
L的单位为µm
当不考虑沟道调制效应时，λ＝0，曲线是平坦的。
5.1.5 MOSFET的主要参数
一、直流参数 ① 开启电压VGS(th) (或VT) 开启电压是MOS增强型管的参数，栅源电压小于 开启电压的绝对值, 场效应管不能导通。 ② 夹断电压VGS(off) (或VP) 夹断电压是耗尽型FET的参数，当VGS=VGS(off) 时, 漏极电流为零。 ③ 饱和漏极电流IDSS 耗尽型场效应三极管, 当VGS=0时所对应的漏极 电流。
三、极限参数 1. 最大漏极电流IDM 2. 最大耗散功率PDM 3. 最大漏源电压V（BR）DS 4. 最大栅源电压V（BR）GS
5.2 MOSFET放大电路
5.2.1 MOSFET放大电路
模电 康华光 第六版
＋
vs
－
vn －
Rsi
vp ＋
100k ip
信号
＋
RL 1k
vo
－
负载
有电压跟随器时 根据虚短和虚断 ip≈0，vp＝vs vo＝vn≈ vp＝ vs
2.3.2 反相放大电路
1. 基本电路
i2= i1 R2
vi
R1
ii=0 vn＋ －
ii
vp
＋
i1 R1
N i2
R2 O
虚短
＋
＋
vn≈vp＝0
vo
vi －
2.3.1 同相放大电路
1. 基本电路
vp ＋
＋
＋
v－id －
vi －
R2
vn
R1
vo
＋
vi
vp
ip →
＋
vid=0
－
→in
＋ －
－
Avo(vp－vn)
＋
vo
－
iR R2
vn= vi R1
iR
vn R1
vi R1
（a）电路图
（b）小信号电路模型
2.3.1 同相放大电路
2. 几项技术指标的近似计算
N
i1
i4
vo
2.4.1 求差电路
一种高输入电阻的差分电路 如何提高输入电阻？
vi2
＋
A2
vi2
R2 P
R3
－
i2 vp
i3 +
vo
A3
vn
-
vi1
＋
R1
R4
A1
vi1
－
N
i1
i4
2.4.2 仪用放大器
电子技术基础模拟部分(第六版) 康华光ch
全通滤波电路（APF）
对所有频率的信号都有相同的传 递函数。
滤波电路的分析方法
解析法
通过数学公式推导电路的 传递函数和频率响应。
实验法
通过实验测试电路的实际 性能。
近似法
对电路进行近似处理，简 化分析过程。
滤波电路的应用实例
音频信号处理
用于消除噪音、增强音质。
图像信号处理
感谢您的观看
振荡电路用于产生本机振荡信号，用于调制和解调无 线信号。
音频信号处理
振荡电路可以用于产生音频信号，如合成器和效果器 中的音源。
测量仪器
振荡电路用于产生稳定的频率信号，如示波器和频谱 分析仪中的信号源。
06 电源电路
电源电路的组成和工作原理
电源电路的组成
电源电路主要由电源、负载和中间环节组成。电源是产生电 能的装置，负载是消耗电能的装置，中间环节则起到传输电 能的作用。
用于图像增强、去噪。
通信系统
用于信号的提取、抑制干扰。
05 振荡电路
振荡电路的组成和工作原理
1 2 3
组成
振荡电路由放大器、反馈网络和选频网络三个部 分组成。
工作原理
振荡电路通过正反馈和选频网络的选频作用，将 输入信号中的特定频率成分不断放大，最终输出 稳定的振荡信号。
振荡条件
要产生振荡，必须满足一定的相位和幅度条件， 即|AF|=1和ΔΦ=2π(n-1)，其中A为放大倍数，F 为反馈系数，n为自然数。
电子技术基础模拟部分(第六版) 康华光ch
目 录
• 电子技术概述 • 模拟电路基础 • 放大电路 • 滤波电路 • 振荡电路 • 电源电路
01 电子技术概述
模电电子教案,康华光
模电电子教案康华光第一章：模拟电子技术基础1.1 课程介绍介绍模拟电子技术的基本概念和重要性概述本章内容和学习目标1.2 模拟电子技术的基本概念模拟信号与数字信号的区别模拟电路与数字电路的区别1.3 模拟电子技术的基本元件电阻、电容、电感的作用和特性半导体器件二极管、晶体管的工作原理和应用1.4 模拟电路的基本分析方法电压电流分析法节点分析和支路分析法第二章：放大电路分析2.1 放大电路的基本概念放大电路的作用和分类放大电路的主要参数和性能指标2.2 放大电路的组成和工作原理单级放大电路的组成和分析多级放大电路的组成和分析2.3 放大电路的设计与调整放大电路的设计原则和方法放大电路的调整方法和技巧2.4 放大电路的应用实例音频放大电路的设计和应用模拟信号处理电路的设计和应用第三章：振荡电路分析3.1 振荡电路的基本概念振荡电路的作用和分类振荡电路的主要参数和性能指标3.2 振荡电路的组成和工作原理LC振荡电路的组成和分析RC振荡电路的组成和分析3.3 振荡电路的设计与调整振荡电路的设计原则和方法振荡电路的调整方法和技巧3.4 振荡电路的应用实例信号发生器的原理和应用无线通信电路的振荡器和调制器的设计和应用第四章：滤波电路分析4.1 滤波电路的基本概念滤波电路的作用和分类滤波电路的主要参数和性能指标4.2 滤波电路的组成和工作原理低通滤波电路的组成和分析高通滤波电路的组成和分析4.3 滤波电路的设计与调整滤波电路的设计原则和方法滤波电路的调整方法和技巧4.4 滤波电路的应用实例模拟信号滤波处理电路的设计和应用数字信号滤波处理电路的设计和应用第五章：模拟集成电路分析5.1 模拟集成电路的基本概念模拟集成电路的作用和分类模拟集成电路的主要参数和性能指标5.2 模拟集成电路的组成和工作原理放大集成电路的组成和分析滤波集成电路的组成和分析5.3 模拟集成电路的设计与应用模拟集成电路的设计原则和方法模拟集成电路的应用实例5.4 模拟集成电路的测试与维护模拟集成电路的测试方法和指标模拟集成电路的维护和故障排除第六章：数字电子技术基础6.1 课程介绍介绍数字电子技术的基本概念和重要性概述本章内容和学习目标6.2 数字电子技术的基本概念数字信号与模拟信号的区别数字电路与模拟电路的区别6.3 数字电子技术的基本元件逻辑门电路的作用和特性逻辑函数和逻辑门电路的表示方法6.4 数字电路的基本分析方法逻辑函数的化简方法逻辑电路的分析和设计方法第七章：数字电路设计7.1 数字电路设计的基本概念数字电路设计的作用和分类数字电路设计的主要参数和性能指标7.2 数字电路设计的组成和工作原理组合逻辑电路的设计和分析时序逻辑电路的设计和分析7.3 数字电路设计的工具和技术数字电路设计软件的使用硬件描述语言VHDL和Verilog的使用7.4 数字电路设计的应用实例微处理器的设计和应用数字系统的集成和测试第八章：数字电路仿真8.1 数字电路仿真的基本概念数字电路仿真的作用和分类数字电路仿真的主要参数和性能指标8.2 数字电路仿真的原理和工具数字电路仿真原理和方法数字电路仿真软件的使用8.3 数字电路仿真的过程和技巧数字电路仿真的一般步骤数字电路仿真中常见问题和解决方法8.4 数字电路仿真的应用实例数字系统功能验证和性能分析数字电路故障诊断和维修第九章：数字集成电路9.1 数字集成电路的基本概念数字集成电路的作用和分类数字集成电路的主要参数和性能指标9.2 数字集成电路的组成和工作原理数字集成电路的结构和制造工艺数字集成电路的信号传输和噪声分析9.3 数字集成电路的设计和应用数字集成电路的设计原则和方法数字集成电路的应用实例9.4 数字集成电路的测试和维护数字集成电路的测试方法和指标数字集成电路的维护和故障排除第十章：数字信号处理10.1 数字信号处理的基本概念数字信号处理的作用和分类数字信号处理的主要参数和性能指标10.2 数字信号处理的方法和算法数字滤波器的原理和设计方法快速傅里叶变换（FFT）的应用和算法10.3 数字信号处理的应用实例音频信号处理和噪声消除图像信号处理和图像增强10.4 数字信号处理的工具和软件数字信号处理软件的使用数字信号处理器（DSP）的应用和编程重点和难点解析1. 第一章至第五章的模拟电子技术基础部分，涉及了模拟信号与数字信号的区别、模拟电路与数字电路的区别、基本元件的工作原理和应用等。
ch065康华光数字电子技术第六版PPT教学课件
L ×× H LL H LH H LH H HL H HL H HH
串行输
入
时
右左钟
移 移 CP
DSR DSL
×××
×××
L ×↑
H×↑
×L ↑
×H↑
××↑
输出
并行输入
DI0
DI1
DI2
DI3
Q0n1
Q1n 1Q 2n 1Q
n1 3
行
××××L L L L 1
××××
Q
n 0
Q1n
右移串行输入（DIR） 左移串行输出（DOL）
FF0 Q0
FF1 FF2 Q1 Q2
FF3 Q3
并行输出
右移串行输出（DOR） 左移串行输入（DIL）
第10页/共46页
实现多种功能双向移位寄存器的一种方案(仅以FFm为例)
S1S0=00
Q Q n1
n 不变
m
m
S1S0=10
高位移
Q Q n1
n 向低位
1 0001
2 0010
…
…….
11 11 CPCP
×× ××
CET CR D0 D1 D2 D3 CEP 74LVC161
＞CP Q0 Q1 Q2 Q3
TC
PE 1
1
81 91 …
15 1
0 00 0 01 … … 1 11
CR Q0 Q3 0
设法跳过169=7个状态
第29页/共46页
工作波形
Q
n 2
Q
n 3
2
××××L ××××H
Q
n 0
Q 0n
Q1n Q1n
Q
模电(康华光)课后习题讲解
第二章2.4.1电路如图题2.4.1所示。
（1）利用硅二极管恒压降模型求电路的I D 和 V o 的值；（2）在室温（300K ）的情况下，利用二极管的小信号模型求v o 的变化范围。
解（1）求二极管的电流和电压mA A V R v V I D DD D 6.8106.8101)7.0210(233=⨯=Ω⨯⨯-=-=- V V V V D O 4.17.022=⨯==（2）求v o 的变化范围图题2.4.1的小信号模型等效电路如图解2.4.l 所示，温度 T ＝300 K 。
Ω≈==02.36.826mAmV I V r D T d 当r d1=r d2=r d 时，则mV V r R r V v d d DDO 6)02.321000(02.32122±=Ω⨯+Ω⨯⨯±=+∆=∆O v 的变化范围为)(~)(O O O O v V v V ∆-∆+，即1.406V ～1.394V 。
2.4.3二极管电路如图2.4.3所示，试判断图中的二极管是导通还是截止，并求出AO 两端电压V AO 。
设二极管是理想的。
解 图a ：将D 断开，以O 点为电位参考点，D 的阳极电位为－6 V ，阴极电位为－12 V ，故 D 处于正向偏置而导通，V AO =–6 V 。
图b ：D 的阳极电位为－15V ，阴极电位为－12V ，D 对被反向偏置而截止，V AO ＝－12V 。
图c ：对D 1有阳极电位为 0V ，阴极电位为－12 V ，故D 1导通，此后使D 2的阴极电位为 0V ，而其阳极为－15 V ，故D 2反偏截止，V AO =0 V 。
图d ：对D 1有阳极电位为12 V ，阴极电位为0 V ，对D 2有阳极电位为12 V ，阴极电位为 －6V ．故D 2更易导通，此后使V A ＝－6V ；D 1反偏而截止，故V AO ＝－6V 。
2.4.4 试判断图题 2.4.4中二极管是导通还是截止，为什么？ 解 图a ：将D 断开，以“地”为电位参考点，这时有V V k k V A 115)10140(10=⨯Ω+Ω=V V k k V k k V B 5.315)525(510)218(2=⨯Ω+Ω+⨯Ω+Ω=D 被反偏而截止。
康华光模电第五章习题答案
康华光模电第五章习题答案康华光模电第五章习题答案在学习电子技术的过程中，习题是检验自己理解和掌握程度的重要方式。
康华光模电第五章的习题涵盖了多个方面的知识点，通过解答这些习题，可以进一步巩固和应用所学的理论知识。
下面将为大家提供康华光模电第五章习题的答案。
1. 电容器的电容量是多少？答：电容器的电容量是指在单位电压下，储存的电荷量。
它的计量单位是法拉（F）。
2. 请解释电容器的电容量与其尺寸的关系。
答：电容器的电容量与其尺寸有直接的关系。
一般来说，电容器的电容量与其极板的面积成正比，与极板之间的距离成反比。
也就是说，面积越大，距离越小，电容量越大。
3. 请解释电容器的介质对其电容量的影响。
答：电容器的介质对其电容量有很大的影响。
不同的介质具有不同的介电常数，而介电常数是介质在电场中的相对响应能力。
介电常数越大，电容器的电容量越大。
4. 什么是电容器的电压？答：电容器的电压是指电容器两极之间的电势差，也可以理解为电容器所能承受的最大电压。
5. 请解释电容器的充电和放电过程。
答：电容器的充电过程是指在外加电压的作用下，电容器两极之间储存电荷的过程。
放电过程是指当外加电压移除后，电容器两极之间释放电荷的过程。
6. 请解释电容器的串联和并联。
答：电容器的串联是指将多个电容器的正极和负极相连，形成一个串联电路。
串联电容器的总电容量等于各个电容器电容量的倒数之和。
电容器的并联是指将多个电容器的正极和负极分别相连，形成一个并联电路。
并联电容器的总电容量等于各个电容器电容量之和。
7. 什么是电感？答：电感是指导体中由于电流变化而产生的电磁感应现象。
它的计量单位是亨利（H）。
8. 请解释电感对交流电的阻抗的影响。
答：电感对交流电的阻抗有很大的影响。
电感对交流电的阻抗与频率成正比，也就是说，频率越高，电感对交流电的阻抗越大。
9. 请解释电感的自感现象。
答：电感的自感现象是指导体中的电流变化会产生自感电动势，阻碍电流的变化。
数字电路康华光第五数模与模数转换器优选演示
VREF
255 256
…
VREF
129 256
VREF
128 256
VREF
127 256
…
VREF
1 256
VREF
0 256
1. 单极性电压输出 反相输出
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
VREF
8 位倒 T 形电阻
(LSB)
D0
D1
(MSB)
D2
D3
i
Rf –
在恒流源电路 中，各支路权电
+
O流的大小均不受
S0
S1
S2
S3
开关导通电阻和 压降的影响，这
I
I
I
I
样降低了对开关
16
8
4
2
电路的要求，提
–VREF
I I I I 高了转换精度。
O i R f R f(2 D 3 4 D 2 8 D 1 1D 6 0 )
K VREF Rf , 2n R
在电路中输入的每一个二进制数NB，均能得到与之成正 比的模拟电压输出。
关于D/A转换器精度的讨论
OV2RE nFR Rf ni01(Di 2i)
为提高D/A转换器的精度，对电路参数的要求： (1) 基准电压精度高、稳定性好； (2) 倒T形电阻网络中R和2R电阻比值的精度要高； (3) 运放的零点漂移小； (4) 每个模拟开关的开关电压降要相等。为实现电流从
高位到低位按2的整数倍递减，模拟开关的导通电阻也 相应地按2的整数倍递增。 为进一步提高D/A转换器的精度，可采用权电流型D/A转换器。
9.1.3 权电流D/A转换器
电子技术基础-模拟电路 (康华光)第五章习题
电子技术基础-模拟电路 （康华光）第五章习题.doc P220—222 5.5.1：在输入正弦信号的一个周期中，通过三极管的集电极电流C i 不出现截止状态（即导通角=θπ2）的称为“甲类”；在输入正弦信号的一个周期中，三极管只有半个周期导通（=θπ）的称为“乙类”；在输入正弦信号的一个周期中，三极管的导通时间大于半周而小于全周（πθπ2 ）的称为“甲乙类”。
其中，工作于“乙类”放大电路的效率最高，在双电源互补对称电路中，理想情况下的最高效率为78.5%。
5.2.2：解：该电路属于“双电源乙类互补对称放大电路（OCL ）”。
（1）输出功率：CC om L V P .W R ==2452（2）每管允许的功耗：CM om P .P .W ≥=0209（3）每管的耐压：(BR )CEO CC V V V ≥=2245.2.4：解：（1）Vi=10 V 时。
im i v om v im V V A V A V V ===∴==14114输出功率：om cem o L L V V P .W R R ===⨯=22211412252228每管的管耗；CC om om T T L V V V P P ().W R π==-≈21215024两管的管耗：T T T P =P P =.W =12221004电源的供给功率：V o T P P P =12.25+10.04=22.29W =+效率：oVP =%.%P η⨯≈1005496（2）Vim=Vcc=20V 时。
v om v im A V A V V=∴==120输出功率：om CC o om cem L L V V P WV V R R ===⨯==222120252228每管的管耗；CC om om CC CC T T L L V V V V V P P ()().W R R ππ==-=-≈222121134344两管的管耗：T T T P =P P .W =≈1222685电源的供给功率：V o T P P P =25+6.85=31.85W =+效率：oVP =%.%P η⨯≈100785 5.3.1：解：由CC AB CC om L L LCC V V V P ,R R R V V===≥2222222824（）（）（）（OTL）5.3.3：解：（1）静态时，电容C 2两端电压应为：C CC V V V ==2162，调整R 1、R 3可满族这一要求。
康华光模电第六版第五章+-+5.1
iB
iB
输 入 口
输 出 口
iC = iE
iC = iB
iE = (1+ ) iB
共发射极接法，发射极作为公共电极，简称CE； 共基极接法，基极作为公共电极，简称CB；
共集电极接法，集电极作为公共电极，简称CC。
10
华中科技大学 张林
4. 放大作用
共基极放大电路
若 vI = 20mV 使 iE = -1 mA，
集成电路中典型NPN型BJT的截面图
6
华中科技大学 张林
5.1.2 放大状态下BJT的工作原理
三极管的放大作用是在一定的外部条件控制下，通过 载流子传输体现出来的。 由于三极管内有两种载流子(自由
外部条件：发射结正偏
集电结反偏
1. 内部载流子的传输过程 发射区：发射载流子 集电区：收集载流子 基区：传送和控制载流子 （以NPN为例） I E =I B + I C IC= ICN+ ICBO
22
华中科技大学 张林
(2) 当vCE≥1V时， vCB= vCE - vBE>0，集电结已进入反偏状态，收集载
流子能力增强，基区复合减少，同样的vBE下 IB减小，特性曲线右移。 iC
iB
vBE - e VBB
b +
c+
vCE
VCC
共射极放大电路
13
华中科技大学 张林
5.1.3 BJT的 I-V 特性曲线
1. 输入特性曲线
3
华中科技大学 张林
5.1.1 BJT的结构简介
4
华中科技大学 张林
5.1.1 BJT的结构简介
半导体三极管的结构示意图如图所示。它有两种类 型：NPN型和PNP型。
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（1）内部条件：发射区杂质浓度远大于基区杂质浓度，
且基区很薄。 （2）外部条件：发射结正向偏置，集电结反向偏置。
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5.1.3 BJT的 I-V 特性曲线
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。
5 双极结型三极管及其放大电路
5.1 BJT
5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8
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基本共射极放大电路 BJT放大电路的分析方法 BJT放大电路静态工作点的稳定问题 共集电极放大电路和共基极放大电路 FET和BJT及其基本放大电路性能的比较 多级放大电路 光电三极管
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(3) 输入特性曲线的三个部分 ①死区 ②非线性区 ③近似线性区 vBE BE
iB
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5.1.3 BJT的 I-V 特性曲线
2. 输出特性曲线
iC= f (vCE)iB=const
输出特性曲线的三个区域: 饱和区：iC明显受vCE控制的区域， 该区域内，一般vCE＜0.7V (硅 管)。此时，发射结正偏，集电
过流区
过 压 区
输出特性曲线上的过损耗区和击穿区
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5.1.5 温度对BJT参数及特性的影响
1. 温度对BJT参数的影响
(1) 温度对ICBO的影响 温度每升高10℃，ICBO约增加一倍。 (2) 温度对 的影响 温度每升高1℃， 值约增大0.5%~1%。 (3) 温度对反向击穿电压V(BR)CBO、V(BR)CEO的影响 温度升高时，V(BR)CBO和V(BR)CEO都会有所提高。 2. 温度对BJT特性曲线的影响
I I CEO 则 C IB
IC 当 I C I CEO 时 ， IB
是另一个电流放大系数。同样，它也只与管
子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与外加电压无关。 一般 >>1 。
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3. 三极管的三种组态
iC
iE
输 入 口
iE
输 出 口
iC
输 出 口 输 入 口
当 = 0.98 时，
则 iC = iE = -0.98 mA， vO = -iC• RL = 0.98 V，
电压放大倍数
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vO 0.98V Av 49 vI 20mV
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5.1.2 放大状态下BJT的工作原理
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：
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5.1 BJT
5.1.1 BJT的结构简介 5.1.2 放大状态下BJT的工作原理 5.1.3 BJT的V-I 特性曲线 5.1.4 BJT的主要参数 5.1.5 温度对BJT参数及特性的影响
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5.1.1 BJT的结构简介
(a) 小功率管
(b) 小功率管
(c) 大功率管
(d) 中功率管
iB
iB
输 入 口
输 出 口
iC = iE
iC = iB
iE = (1+ ) iB
共发射极接法，发射极作为公共电极，简称CE； 共基极接法，基极作为公共电极，简称CB；
共集电极接法，集电极作为公共电极，简称CC。
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4. 放大作用
共基极放大电路
若 vI = 20mV 使 iE = -1 mA，
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电子和空穴)参与导电，故称为双极型 三极管或BJT (Bipolar Junction Transistor)。
载流子的传输过程
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2. 电流分配关系
根据传输过程可知
设
IE=IB+ IC
IC= InC+ ICBO
传输到集电极的电流 发射极注入电流 I nC 即 IE
通常 IC >> ICBO
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5.1.1 BJT的结构简介
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5.1.1 BJT的结构简介
半导体三极管的结构示意图如图所示。它有两种类 型：NPN型和PNP型。
NPN型
PNP型
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5.1.1 BJT的结构简介
结构特点：
• 发射区的掺杂浓度最高； • 集电区掺杂浓度低于发射区，且面积大； • 基区很薄，一般在几个微米至几十个微米，且掺杂浓度最 低。
(2) 当vCE≥1V时， vCB= vCE - vBE>0，集电结已进入反偏状态，收集载
流子能力增强，基区复合减少，同样的vBE下 IB减小，特性曲线右移。 iC
iB
vBE - e VBB
b +
c+
vCE
VCC
共射极放大电路
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5.1.3 BJT的 I-V 特性曲线
1. 输入特性曲线
结正偏或反偏电压很小。
截止区：iC接近零的区域，相 当iB=0的曲线的下方。此时， vBE小于死区电压。
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放大区：iC平行于vCE轴的区 域，曲线基本平行等距。此 时，发射结正偏，集电结反
偏。
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5.1.4 BJT的主要参数
1. 电流放大系数
(1) 共发射极直流电流放大系数 β
β I C I CEO I C IB IB
(3) 反向击穿电压 V(BR)CBO——发射极开路时的集电结反
向击穿电压。 V(BR) EBO——集电极开路时发射结的反 向击穿电压。 V(BR)CEO——基极开路时集电极和发射 极间的击穿电压。
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5.1.4 BJT的主要参数
由PCM、 ICM和V(BR)CEO在输出特性曲线上可以确定 过损耗区、过电流区和击穿区。
vCE const
(2) 共发射极交流电流放大系数
=IC/IBvCE=const
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5.1.4 BJT的主要参数
1. 电流放大系数
(3) 共基极直流电流放大系数
=（IC－ICBO）/IE≈IC/IE
(4) 共基极交流电流放大系数α α=IC/IE VCB=const 当ICBO和ICEO很小时， ≈、 ≈，可以不加区分。
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5.1.4 BJT的主要参数
2. 极间反向电流 (1) 集电极基极间反向饱和电流ICBO 发射极开路时，集电结的反向饱和电流。
ICBO
μA +
b
c e
VCC IE=0
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5.1.4 BJT的主要参数
2. 极间反向电流 (2) 集电极发射极间的反向饱和电流ICEO
集成电路中典型NPN型BJT的截面图
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5.1.2 放大状态下BJT的工作原理
三极管的放大作用是在一定的外部条件控制下，通过 载流子传输体现出来的。 由于三极管内有两种载流子(自由
外部条件：发射结正偏
集电结反偏
1. 内部载流子的传输过程 发射区：发射载流子 集电区：收集载流子 基区：传送和控制载流子 （以NPN为例） I E =I B + I C IC= ICN+ ICBO
则有 IC IE
为电流放大系数。它
只与管子的结构尺寸和掺杂 浓度有关，与外加电压无关。 一般 =0.90.99。
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载流子的传输过程
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2. 电流分配关系
又设
1
IC= InC+ ICBO
根据 IE=IB+ IC
I nC ICBO （穿透电流）
ICEO=（1+ ）ICBO
即输出特性曲线IB=0那 条曲线所对应的Y坐标的数 值。 ICEO也称为集电极发射 极间穿透电流。
b c e
ICEO
mA +
VCC
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5.1.4 BJT的主要参数
3. 极限参数
(1) 集电极最大允许电流ICM (2) 集电极最大允许功率损耗PCM
PCM= ICVCE