第二章(1) 双极型晶体管的特性及模型(2010版)
双极型晶体管

3 2 5 晶体管的主要参数 3.2.5
晶体的参数分为三大类: 直流参数 交流参数 极限参数 直流参数、交流参数、极限参数 1. 直流参数 (1) 直流电流放大系数 ①共发射极组态直流电流放大系数 对共射组态的电流放大系数, 在UCE不变的条件下,输出 集电极电流ICQ与输入基极 电流IBQ之比,定义:
i C / mA
ICM
饱 和 区
过流区
过 PCM 损 耗 区 作 区
截止区
过电流区是集电极电流达到 ICM和超过ICM以上的部分。
过 电 压 区
u CE / V
安 全 工
过损耗区由晶体管的集电极 最大功率损耗值确定,是一 条曲线。 过电压区由U (BR)CEO决定。 曲线中间部分为安全工作区 曲线中间部分为安全工作区。
N
P
N
IE
IEP IBN
b
电子
ICN ICBO IB
空穴
IC
c
IC= ICN +ICBO ICN= IEN - IBN
e IEN
IB= IEP + IBN - ICBO
2. 晶体管电极电流的关系 发射极电流:IE= IEN+IEP 集电极电流:IC=ICN+ICBO ICN=IEN-IBN 基极电流: 且有IEN>> IBN , ICN>>IBN IB=IEP+IBN-ICBO 且有IEN>>IEP
3.2.7 晶体管的型号及封装
1. 晶体管的型号 国家标准对半导体三极管的命名如下: 用字母表示同一型号中的不同规格 3 D G 110 B 用数字表示同种器件型号的序号 用字母表示器件的种类 用字母表示材料 三极管 第二位:A锗PNP管、B锗NPN管、 C硅PNP管、D硅NPN管 第三位:X低频小功率管、D低频大功率管、 G高频小功率管、A高频大功率管、K开关管
模电课件双极型晶体管

使用仿真软件对设计好的晶体 管进行性能仿真,验证其是否
满足设计要求。
设计流程
确定应用需求
明确晶体管的应用场景和性能要求。
制作样品并进行测试
根据仿真结果调整设计参数,制作样品并 进行测试,最终确定满足设计要求的晶体 管结构。
进行性能仿真
使用仿真软件对设计好的晶体管进行性能 仿真,验证其是否满足设计要求。
结构与类型
结构
双极型晶体管由三个半导体区域(发射区、基区和集区)和三个电极(发射极、 基极和集电极)组成。
类型
根据结构特点和应用需求,双极型晶体管可分为NPN型和PNP型两类。NPN型晶体 管的电流方向为“发射极→基极→集电极”,而PNP型晶体管的电流方向则相反。
02
双极型晶体管的特性
电流-电压特性
总结词
双极型晶体管的电流-电压特性曲线表现出非线性特征,是晶体管在基极输入信号作用下,集电极电流随基极-发 射极电压变化而变化的特性。
详细描述
双极型晶体管的电流-电压特性曲线呈现出非线性的特点。当基极输入信号变化时,集电极电流会随着基极-发射 极电压的变化而发生变化。在正向放大区,集电极电流与基极电流成正比,而在反向截止区,集电极电流几乎为 零。
模电课件双极型晶体管
• 双极型晶体管概述 • 双极型晶体管的特性 • 双极型晶体管的应用 • 双极型晶体管的参数选择与设计 • 双极型晶体管的制作与测试 • 双极型晶体管的发展趋势与展望
01
双极型晶体管概述
定义与特性
定义
双极型晶体管是一种电子器件,具有 三个电极(集电极、基极和发射极) ,通过控制电流在三个电极之间的流 动来实现信号放大或开关功能。
基区制作
通过扩散或外延技术形成基区,控制其电阻 率和厚度。
02 双极型晶体管简介和饱和状态说明
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饱和状态下特性曲线和等效电路
饱和晶体管的等效电路
工作在饱和状态的特性曲线
饱和简化电路
饱和晶体管的简化等效电路 (我们采用简化等效电路)
晶体管的四个工作模式比较模式外部条件特点截止发射结电压小于开启电压且集电结反偏发射结电压小于开启电压且集电结反偏开关应用发射结正向偏置且集电结反向偏置发射结正向偏置且集电结反向偏置放大饱和发射结和集电结均正向偏置发射结和集电结均正向偏置反向放大发射结反偏集电结正偏反向放大发射结反偏集电结正偏晶体管作为放大器工作在放大模式开关应用晶体管作为放大器工作在放大模式开关应用应用范围有限但概念重要应用范围有限但概念重要放大状态下电流组成不考虑少子扩散形成的电流注入电子扩散电子收集电子发射区基区集电区注入电子扩散电子收集电子复合电子注入空穴发射结正偏集电结反偏少子引起的漂移电流通常很小可以忽略
晶体管的四个工作模式比较
模式 截止 外部条件
特点
开关应用
发射结电压小于开启电 压且集电结反偏
发射结正向偏置且 集电结反向偏置
放大
晶体管作为放大器工作 在放大模式
饱和 反向放大
发射结和集电结均正 向偏置
发射结反偏,集电结 正偏
开关应用
应用范围有限但概念重 要
放大状态下电流组成(不考虑少 子扩散形成的电流)
共射直流电流放大系数和基区宽度以及 基区和发射区的相对掺杂比有关,为了得到较 大N
P
B
C
N 不同区的宽度和掺杂浓度都不相同,因此BJT的结构 是不对称的。如果发射极和集电极交换的话,性能将 出现很大的变化。
C N P N
B
E
E和C极交换后的BJT如图所示,如果工作在放大状态, 为区分,将此时的和记为R和R, R和R之间的 关系不变,但远小于正向模式下的值。 R的典型范围 为0.01到0.5, R相应的范围为0.01到1。(决定了饱 和的特点)
双极型晶体管介绍
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双极型晶体管品体管的极限参数品体管的极限参数双极型晶体管(BipolarTransistor)由两个背匏背型空构成的具有电流放大作用的晶体三极管。
起源于1948年发明的点接触晶体三极管,50年代初发展成结型三极管即现在所称的双极型晶体管。
双极型晶体管有两种基本结构:PNP型和NPN型。
在这3层半导体中,中间一层称基区,外侧两层分别称发射区和集电区。
当基区注入少量电流时,在发射区和集电区之间就会形成较大的电流,这就是晶体管的放大效应。
双极型晶体管是一种电流控制器件,电子和空穴同时参与导电。
同场效应晶体管相比,双极型晶体管开关速度快,但输入阻抗小,功耗大。
双极型晶体管体积小、重量轻、耗电少、寿命长、可竟性高,已广泛用于广播、电视、通信、雷达、计算机、臼控装置、电子仪器、家用电器等领域,起放大、振荡、开关等作用。
晶体管:用不同的掺杂方式在同一个硅片上制造出三个掺杂区域,并形成两个PN结,就构成了晶体管.晶体管分类:NPN型管和PNP型管输入特性曲线:描述了在管乐降UCE一定的情况下,基极电流iB与发射结压降uBE之间的关系称为输入伏安特性,可表示为:硅管的开启电压约为0.7V,铸管的开启电压约为0.3V。
输出特性曲线:描述基极电流旧为一常量时,集电极电流iC与管乐降uCE之间的函数关系。
可表示为:双击型晶体管输出特性可分为三个区♦截止区:发射结和集电结均为反向偏置。
IE@0,IC@0,UCE@EC,管子失去放大能力。
如果把三极管当作一个开关,这个状态相当于断开状态。
♦饱和区:发射结和集电结均为正向偏置。
在饱和区IC不受IB的控制,管子失去放大作用,UCE@0,IC=EC/RC,把三极管当作一个开关,这时开关处于闭合状态。
♦放大区:发射结正偏,集电结反偏。
放大区的特点是:♦IC受IB的控制,与UCE的大小几乎•无关。
因此三极管是一个受电流IB控制的电流源。
♦特性曲线平坦部分之间的间隔大小,反映基极电流IB对集电极电流IC控制能力的大小,问隔越大表示管子电流放大系数b越大。
《双极型晶体管》课件
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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。
第二章 双极型晶体管

B.晶体管共基极电流放大系数α 0(可以)接近于1;
C.共射极电流放大系数β 0一般远大于1; D.输入阻抗低,输出阻抗高,有足够大的电压和功率放大能力。 ex: 1. 试讲述晶体管具有放大能力的结构与偏置条件及其机理? 2. 画出不同偏置下晶体管载流子分布,简述饱和态
β0△IB > △ IC 机理。
二、发射区少子浓度及电流分布 1. pe(x)
边界条件
pe (x) x0 pe (o) pne e
qVE KT
pe(x)∣x=∞ = pe(∞) = pne
d 2 p e ( x) p e ( x) p ne 0 2 2 dx L pe
qV x p e ( x) p ne p ne (1 )(e KT 1) L pe
a.发射结反偏,集电结反偏 --- 称晶体 管处于截止状态。 b.发射结反偏,集电结正偏---称晶体管 处反向放大状态。若晶体管纵、横向结 构参数完全对称,其放大能力与正常放 大偏置相同。否则,放大系数会很 小。?? c.发射结正偏,集电极正偏---称晶体管 处于饱和状态(电流方向 ?)。 β 0△IB > △ IC (IB=IpE+IVB+ IpC)
则:IC=β 0IB +(1+β 0)ICBO=β 0IB +ICEO
当IB=0(即共射极基极开路),有 IC= (1+β0)ICBO = ICEO---??
即,在基极开路时,C--E间电流(称反向电流)是集电结 反向电流的(1+β 0)倍。此时的电流放大系数β 0是小电流 时的放大系数。
三、晶体管其它工作状态
2.载流子输运过程 n a.发射区电子注入基 区, 边扩散边复合-IVB; b.基区空穴注入发射区, 边扩散边复合-IpE; c.发射区注入基 区的电子 扩散至集电结空间电荷区 边界被反偏电场抽至集电 区,形成电流-InC;
《双极型晶体管》课件

双极型晶体管的种类
种类
根据结构和工作原理的不同,双极型晶体管可分为NPN型和 PNP型两大类,每种类型又有多种不同的器件结构和用途。
应用领域
双极型晶体管广泛应用于电子设备、通信、计算机、家电等 领域,作为信号放大、开关、稳压、震荡等电路的核心元件 。
02
双极型晶体管的特性
电流-电压特性
基极电流(Ib)
封装与测试
封装形式
双极型晶体管有多种封装形式,如TO-92 、TO-220等,根据应用需求选择合适的 封装形式。
VS
测试方法
对双极型晶体管进行电气性能测试,如电 流放大倍数、集电极电阻等,以确保其性 能符合要求。
05
双极型晶体管的展望
新材料的应用
硅基材料
继续优化硅基双极型晶体管性能,探索更高 频率、更高功率密度和更低噪声的晶体管。
01
导通状态
当基极输入足够大的电流时,晶体 管进入饱和导通状态。
开关速度
晶体管在导通和关断状态之间切换 的速度。
03
02
关断状态
当基极输入负偏置电压或无电流时 ,晶体管处于截止状态。
延迟时间
从基极输入信号到晶体管完全导通 所需的时间。
04
03
双极型晶体管的应用
放大器
总结词
双极型晶体管具有电流放大作用,是放大器中的核心元件。
工作原理
双极型晶体管利用电子和空穴两种载 流子参与导电,通过控制基极电流来 调节集电极和发射极之间的电流,实 现信号放大、开关等作用。
双极型晶体管的结构
结构
双极型晶体管由半导体材料制成,通 常采用NPN或PNP结构,由三个区域 (基区、集电区和发射区)和三个电 极组成。
双极晶体管模型

2. 实用关系式
Ie=-ICC/βF-ICT IC=ICT-IEC/βR 这就是实用双极晶体管直流特性模型,共有3个模型参数: IS、βF和βR 这3个参数记为: IS(晶体管饱和电流) BF(正向电流放大系数) BR(反向电流放大系数)。 考虑到电流和电压的指数关系是exp(qVb’c’/NFkt)和 exp(qVb’e’/NRkt) 则直流模型中还要包括两个模型参数: NF(正向电流发射系数) NR(反向电流发射系数)。
一、 EM-1模型 (J. J. Ebers J. L. Moll)
2. 实用关系式
对上述方程进行下述处理,可以得到实用的直流特性模型。 记 αFIF=αF IES[exp(qVb’e’/kt)-1] =IS[exp(qVb’e’/kt)-1]=ICC CC:Collector Collected αRIR=αR ICS[exp(qVb’c’/kt)-1] =IS[exp(qVb’c’/kt)-1]=IEC EC:Emitter Collected 代入前面方程,得: Ie=-IF+αRIR=-ICC/αF+IEC =(-ICC/αF+ICC)-(ICC-IEC) =-ICC/βF-ICT (ICT=ICC-IEC) IC= αFIF - IR= ICC- IEC/αR =(ICC- IEC)-(IEC/αR-IEC) =ICT-IEC/βR
三、EM-3模型
2. 大电流和小电流下电流放大系数β减小现象的描述
(1) 小电流效应的表征 在小电流下,电流放大系数减小的原因是由于势垒复合和基区表面复合 效应,使基区电流所占的比例增大。 为此,引入下述基区复合电流项描述be结的影响: Ib(复合)=I2=ISE[exp(qVb’e’/NekT)-1] 对bc结,采用同样方法,引入又一项基区复合电流: I4=ISC[exp(qVb’c’/NckT)-1] 相当于等效电路中IB增加两个电流分量。 因此,要考虑基区复合电流的影响,需新增下述4个模型参数描述小电 流下复合电流对电流放大系数的影响: ISE(发射结漏饱和电流) ISC(集电结漏饱和电流) NE(发射结漏电流发射系数) NC(集电结漏电流发射系数)
双极型晶体管及其特性

图2–8晶体管伏安特性曲线的折线近似
输入特性近似; (b)输出特性近似
由图2–8可知,当外电路使UBE<UBE(on)(对硅管约为0.7V,锗管约为0.3V)时,IB=0,IC=0,即晶体管截止。此时,相当于b,e极间和c,e极间均开路,相应的直流等效模型如图2–9(a)所示。
NPN管的示意图;(b)电路符号;(c)平面管结构剖面图
01
02
2–1–1放大状态下晶体管中载流子的传输过程
当晶体管处在发射结正偏、集电结反偏的放大状态下,管内载流子的运动情况可用图2--2说明。我们按传输顺序分以下几个过程进行描述。
图2–2晶体管内载流子的运动和各极电流
发射区向基区注入电子
2–1–2电流分配关系 由以上分析可知,晶体管三个电极上的电流与内部载流子传输形成的电流之间有如下关系:
(2–1a)
(2–1b)
(2–1c)
3
2
1
4
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。
一、电流放大系数 1共发射极直流电流放大系数 和交流电流放大系数β 和β分别由式(2–2)、(2–10)定义,其数值可以从输出特性曲线上求出。 2 共基极直流电流放大系数 和交流电流放大系数 由式(2–6)定义,而α定义为,uCB为常数时,集电极电流变化量ΔIC与发射极电流变化量ΔIE之比,即
2–3–1晶体管的直流模型 在通常情况下,由外电路偏置的晶体管,其各极直流电流和极间直流电压将对应于伏安特性曲线上一个点的坐标,这个点称为直流(或静态)工作点,简称Q点。在直流工作时,可将晶体管输入、输出特性曲线(见图2–5、图2–6)分别用图2--8(a)和(b)所示的折线近似,这样直流工作点(IBQ,UBEQ)和(ICQ,UCEQ)必然位于该曲线的直线段上。
双极型晶体管

iC
iB b c +
输
入 信
uBE
号
-
VBB
e VCC
共发射极放大电路
基极电流iB是由发射结间 负 电压uBE控制的。
载 u i u B E iB iC
在集电极回路中串接一个 负载电阻,就可以在负载 电阻两端得到相应的幅度 较大的变化电压。
第三节
iE e
c iC
-
输
u 入
BE
第四章
晶体管的结构和类型
双
极
晶体管的电流分配关系和放大作用
型
晶
晶体管的特性曲线
体
管
晶体管的主要参数
温度对晶体管参数的影响
第三节
双极型晶体管可简称为晶体管,或半导体三极管, 用BJT(Bipolar Junction Transistor)来表示。
晶体管
PNP型
硅晶体管 锗晶体管
晶体管类型
NPN型
3DG6
0 0.2 0.4 0.6 0.8 uBE(V)
c
特 3. 继续增大uCE,曲线右 点 移的距离很小。
μA
b iB
常用uCE=1V的一条曲线来 RW1 代表uCE>1V的所有输入特
性曲线
u +V BE -
VBB
e
PNP型锗晶体管和NPN型硅晶体管输入特性 第三节
iB(mA)
0.16 uCE=0V
-6V
iC(mA)
在输出特性的坐标系上画出
60
PCM iCuCE 的曲线,称为
50
集电极最大功率损耗线。
40 30
20
若温度升高会引起PCM值下降
10 0
双极型晶体管课件

晶体管用于放大时,集电结反偏,
集电结在基区一侧边界处电子浓
度基本为
0
,基区中非平衡少子呈线性分布,
界基区时电,子立扩即散被到反边偏集的强电场扫
至集电区,成为集电极电流。
基区非平衡少子分布
9
根据上述分析,在发射结正偏、集电结反偏时, 晶体管内部的电流传输如图所示:
10
3 双极晶体管直流电流增益
(1)发射效率与基区输运系数: 发射区的掺杂浓度远大于基区的掺杂浓度 基区宽度尽量小,基区中非平衡少子的寿命尽量大。 注入效率 基区输运系数β*
35
2 JFET中沟道电流的特点
–就在有漏电(流D)IS极流和过源沟(道S.)极之间加一个电压VDS, –如果在栅(G)和源(S)极之间加一个反向pn
结 距电 离压 逐V步GS变,小将,使由沟于道栅区区中为的P+空,杂间质电浓荷度区比之沟间道的 区高得多,故PN结空间电荷区向沟道区扩展,使 沟道区变窄.从而实现电压控制源漏电流的目的。
24
(2) 截止频率f α 和f β :使电流增益下降为低频
值的
(1/2)时的频率。
(3) 特征频率:共射极电流增益β下降为1 时的 频率,记为fT.
(4) 最高振荡频率fM:功率增益为1时对应的频率
25
3. 频率特性和结构参数的关系
提高fT的途径 减小基区宽度,以减小基区的渡越时间τb 减小发射结面积Ae和集电结面积Ac,可以减小发射 结和集电结势垒电容,从而减小时间常数τe和τc 减小集电区串联电阻Rc,也可以减小τc 兼顾功率和频率特性的外延晶体管结构。
(1)电流增益β0与电流的关系(图)
18
(2)大注入效应:
注入到基区的非平衡少数载流子浓度超过平衡多 数载流子的浓度。 1 形成基区自建场,起着加速少子的作用, 导致电流放大系数增大。 2 基区电导调制,由于少子增加,导致多 子增加,以保持电中性,使电导增加,导致发 射效率γ减小,从而使电流增益β0 减小。
双极型晶体管

iC
iB b c +
输
入 信
uBE
号
-
VBB
e VCC
共发射极放大电路
基极电流iB是由发射结间 负 电压uBE控制的。
载 u i u B E iB iC
在集电极回路中串接一个 负载电阻,就可以在负载 电阻两端得到相应的幅度 较大的变化电压。
第三节
iE e
c iC
-输u 入 NhomakorabeaBE
0 0.2 0.4 0.6 0.8 uBE(V)
c
特 3. 继续增大uCE,曲线右 点 移的距离很小。
μA
b iB
常用uCE=1V的一条曲线来 RW1 代表uCE>1V的所有输入特
性曲线
u +V BE -
VBB
e
PNP型锗晶体管和NPN型硅晶体管输入特性 第三节
iB(mA)
0.16 uCE=0V
-6V
第三节
晶
电流放大系数
体
管
的
极间反向电流
主
要
参
极限参数
数
频率参数
(一)电流放大系数
1.共射直流电流放大系数
第三节
2.共射交流短路电流放大系数β
3.共基直流电流放大系数
和共基交流放大系数
1.共射直流电流放大系数
第三节
表示静态(无输入信号)时的电流放大系数。即集电极
电压UCE一定时,集电极电流和基极电流之间的关系。
+ V
uBE
-
V
+ -
--
RW2
VCC
iC(mA)
0.12 20℃
12
0.10
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常数
vBE
B
iB
C
vCE
E
正向特性:指数规律
,阈值电压Vth的特点 及一般数值 反向特性:反向饱和 电流,反向击穿电压 V(BR)EBO
18
iC
输出特性曲线
������������ = ������(������������������ )|������������ =常数 ������������ = ������(������������������ )|������������������=常数
简称晶体管,常称三极管,具有三个电极
参与导电的有空穴和电子两种载流子
=〉双极型 由两个PN结构成 可以分为NPN与 PNP两种类型 分类:按材料, 按频率,按功率
三极管的结构、电路符号
三个区:
发射区 (掺杂多) 基 区 (薄) 集电区 (面积大) 两个PN结: 发射结、集电结 三个电极: 发射极 E(Emitter) 基极 B(Base) 集电极 C(Collector)
不同的组态的特性曲线
共发射极电路的特性曲线
15
输入特性曲线(共发射极电路)
������������ = ������(������������������ )|������
iC
������������=
常数
vBE
B iB
C
vCE
E
16
输入特性曲线
������������ = ������(������������������ )|������
������������������ ������������
������������ = ������������������ + ������������������������
������������ = ������������������ + ������������������������ 一般 ������������ ≫ ������������������������
22
双极型晶体管的参数
直流电流放大系数������、������
交流电流放大系数������、������
������������������ ������������������ ������ = |������������������������ =������ ������ = |������������������������ =������ ������������������ ������������������ 电路放大系数������和������的关系 ������ ������ = ������ + ������
������
放 Rs 大 Vi 电 Vs 路
Io
RL Vo
Rs
放 大 电 路
I
V
29
������������
放大电路的主要性能指标
增益
定义、类型
电压增益 ������������ = 互阻增益 ������������ =
������������ ������������ ������������ ������������
电流增益 ������������ = 互导增益 ������������ =
������������ ������������ ������������ ������������
30
放大电路的主 要性能指标
源电压增益
Rs I i
Vs
Vi
Zi
放 Z 大 o Vo R ������������ L 电 Vo' 路 Zo
������������������������ + ������������������ = ������������������������
电路连接方式(组态)
共射、共基、共集 共的含义——输入与输
出回路的公共端点
共基极放大电路
放大工作原理
电流传输关系
共基直流电流 放大倍数: ������ =
功率增益
������������
������������ =
������������ ������������
= ������������ ������������
31
放大电路的主要性能指标
通频带
幅频特性、相频特性 低频区、中频区、高 频区 上截止频率������������ 、下 截止频率������������ 通频带 BW = ������������ − ������������
12
共集放大电路
共集电流传输关系 ������������ = ������������ + ������������ ������������ = ������������������ + ������������������������ ������������ = ������ + ������ ������������ + ������������������������
vBE
B
iB
C
vCE
E
19
iC
输出特性曲线
������������ = ������(������������������ )|������������ =常数
从电流关系判断 放大状态时: ������������ ≈ ������������������ + ������������������������ 饱和状态时: ������������ < ������������������ 截止状态时: ������������ ≤ ������������������������ 从电压关系判断
23
双极型晶体管的极限参数
极间反向击穿电压:V(BR)CBO、
V(BR)EBO、V(BR)CEO 集电极最大允许电流ICM 定义ICM 为β下降到某一百分比(三分之 二)时的集电极电流 集电极最大允许损耗功率PCM
24
双极型晶体管的高频参数
1 0 2
1 0 2
0
0
0
f
vBE
B
iB
C
vCE
E
������������ + ������������������������ ������������ 输出特性斜率的倒数为 ≈ 晶体管的输出电阻: ������������������ = ������ ������
������������
������������
f
0
1
f
fT
f
25
集成电路中的晶体管
电路参数绝对误差大,但相对误差小
集成电阻取值范围较小,电阻太大、太 小都占大面积 不能做电感和大容量的电容
可以大量采用有源器件 元器件热耦合紧密,所以热跟踪特性好
26
放大电路的组成
直流工作点的设置
交流信号的放大
放大电路组成原则
设置合适的直流工作点
13
例题
如图所示,分别测得两个晶体 管两个电极直流电流大小及方 向。求: 另一个电极电流及方向 标出三个管脚各是什么管脚 判断它们各是NPN型还是PNP 型,并估算其电流放大倍数
0.1mA
5mA
0.1mA
4.1mA
14
双极型晶体管的特性曲线
外部特性、离散性、曲线族
输入特性、转移特性、输出特性
三极管的结构、电路符号
三个区:
发射区 (掺杂多) 基 区 (薄) 集电区 (面积大) 两个PN结: 发射结、集电结 三个电极: 发射极 E(Emitter) 基极 B(Base) 集电极 C(Collector)
发射极E
N P
基极B
N
集电极C
晶体三极管的四种工作状态
放大:发射结正偏、集电结反偏 饱和:发射结正偏、集电结正偏VCC 截止:发射结反偏、集电结正偏 倒置:发射结反偏、集电结正偏
VEE
RC
b
RE
c e
6
晶体管放大状态下的载流子运动
发射极扩散电流
������������ = ������������������ + ������������������ ≈ ������������������ 自由电子由E结 向C结扩散,小 部分在基区被复 合 C结反偏,B区少子(电子)漂 大部分自由电子 移到C区形成漂移电流 ICn2 ,C区 少子(空穴)漂移到B区形成漂移电 到达集电区 ������������������ = ������������������������ + ������������������ 流 ICP ,形成C结反向饱和电流:
������ ������������ ������−������
+
= ������������������ + ������������������������
������ ������������������������ ������−������
11
共发射极放大电路
共射电流传输关系
直流电流放大系数 ������ ������ = ������ − ������ 穿透电流 ������������������������ = (������ + ������)������������������������
T VCC R B vs v v O CE v vBE I VBB