三极管工作原理(详解)ppt课件

VBQ
VB EQ Re
VCEQ VCC ICQ Rc IEQ Re VCC ICQ ( Rc Re )
IBQ
ICQ β
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4.5.1 共集电极放大电路
Av 1 。 Ri Rb //[rbe ( 1
rbe β
共集电极电路特点：
◆ 电压增益小于1但接近于1，vo与vi同相 ◆ 输入电阻大，对电压信号源衰减小 ◆ 输出电阻小，带负载能力强
极电阻有很大关系。适用于低频情况下，作多级放大电路的中间级。 共集电极放大电路：
只有电流放大作用，没有电压放大，有电压跟随作用。在三种组态中， 输入电阻最高，输出电阻最小，频率特性好。可用于输入级、输出级或缓冲 级。 共基极放大电路：
只有电压放大作用，没有电流放大，有电流跟随作用，输入电阻小，输 出电阻与集电极电阻有关。高频特性较好，常用于高频或宽频带低输入阻抗 的场合，模拟集成电路中亦兼有电位移动的功能。
IE ＝ IB ＋IC
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三极管的三种放大电路
当晶体管被用作放大器使用时，其中两个电极用作信号 (待放大信号) 的输入端子；两个电极作为信号 (放大后的 信号) 的输出端子。 那么，晶体管三个电极中，必须有一 个电极既是信号的输入端子，又同时是信号的输出端子， 这个电极称为输入信号和输出信号的公共电极。
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目录
1 三极管的结构
2 三极管的作用
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三极管的三种放大电路
4 三极管的开关状态
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三极管的结构简介
三极管的类型：
• 按频率分：高频管、低频管； • 按功率分：小、中、大功率管； • 按半导体材料分：硅、锗管； • 按结构分：NPN和PNP管；
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三极管的结构简介
(a) 小功率管 (b) 小功率管 (c) 大功率管 (d) 中功率管
uBE＝uI＋URb1
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讨论1 放大电路的组成原则
静态工作点合适：合适的直流电源 合适的电路参数
• 输入信号能够作用于晶体管的输入端， 输出信号能够传送给负载。
• 对实用放大电路的要求：
共地； 直流电源种类尽可能少； 负载上无直流分量。
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1. 基极分压式射极偏置电路
（1）稳定工作点原理
b点电位基本不变的条件：
不设置正确的静态： 输出电压必然失真！ 设置合适的静态工作点，主要是为了解决失真问题；
但Q点将影响所有动态参数！
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4.2.3 两种实用放大电路
1.直接耦合放大电路
问题： 1、两种电源
将两个电源 合二为一
静态时，U BEQ U Rb1
2、信号源与放大电路不“共地” 动态时，
共地，且要使信号 驮载在静态之上
电压放大倍数
Av
vO vI
0.98V 20mV
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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：
（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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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。
(a) NPN型管结构示意图 (b) PNP型管结构示意图 (c) NPN管的电路符号 (d) PNP管的电路符号
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三极管的作用
晶体三极管的用途主要是交流信号放大，直流信号放大和电路开 关。
晶体三极管偏置 使用晶体管作放大用途时，必须在它的各电极上加上适当极性的
电压，称为“偏置电压”简称“偏压”， 又“偏置偏流”。电路 组成上叫偏置电路。晶体管各电极加上适当的偏置电压之后，各 电极上便有电流流动。 通过发射极的电流称为“射极电流”，用 IE表示；通过基极的电流称为“基极电流”，用IB表示；通过集电 极的电流称为“集极电流”，用IC表示。 晶体管三个电极的电流有一定关系，公式如下
以输入、输出信号的位置为判断依据： 信号由基极输入，集电极输出——共射极放大电路 信号由基极输入，发射极输出——共集电极放大电路 信号由发射极输入，集电极输出——共基极电路
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4.5.3 放大电路三种组态的比较
2.三种组态的比较
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4.5.3 放大电路三种组态的比较
3.三种组态的特点及用途
共射极放大电路： 电压和电流增益都大于1，输入电阻在三种组态中居中，输出电阻与集电
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4.5.2 共基极放大电路
1.静态工作点 直流通路与射极偏置电路相同
VBQ
Rb2 Rb1 Rb2
VCC
ICQ
IEQ
VBQ
VB EQ Re
VCEQ VCC ICQRc IEQ Re
VCC ICQ(Rc Re )
IBQ
ICQ β
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4.5.3 放大电路三种组态的比较
1.三种组态的判别
电路处于静态时，三极管三个电极的电压、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。
# 思考题：放大电路为什么要建立正确的静态？
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共射放大电路的工作原理
设置正确静态的必要性
电路的放大对象是动态信号，为什么要求晶体管在信 号为零时有合适的直流电流和极间电压？
I1 >>IBQ ，VBQ >>VBEQ
此时，VBQ
Rb2 Rb1 Rb2
VCC
VBQ与温度无关
Re取值越大，反馈控制作用越强
一般取 I1 =(5~10)IBQ ， VBQ =3~5V
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1. 基极分压式射极偏置电路
（2）放大电路指标分析
①静态工作点
VBQ
Rb2 Rb1 Rb2
VCC
ICQ
IEQ
按晶体管公共电极的不同选择，晶体管放大电路有 三种：共基极电路 ( Common base circuit)、共射极电 路(Common emitter circuit) 和 共集极电路(Common collector circuit)，如下图示。
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三极管的三种放大电路
由于共射极电路放大电路的电流增益和电压增益均较其 它两种放大电路为大，故多用作讯号放大使用。
a)基极加上足够的顺向偏压使IB足够大 b）C-E间视同导通状态
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放大状态下三极管的工作原 4理. 放大作用
共基极放大电路
若 vI = 20mV 使 iE = -1 mA， 当 = 0.98 时，
则 iC = iE = -0.98 mA， vO = -iC• RL = 0.98 V，
end 37
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三极管的放大原理 晶体三极管的放大作用晶体管是一个电流控制组
件，其集极电流 IC可以由基极电流IB控制，只需 轻微的改变基流IB就可以引起很大的集流变化IC。 由于晶体管基流IB的轻微变化可以控制较大的集 流IC，我们利用这一特点，用它来放大微弱的电 信号，称为晶体管的放大作用 (Amplification)，简 称晶体管放大。简单来说，晶体管的放大原理是 把微弱的电信号 (微弱的电压信号 Vi) 加在基极上， 使基极电流按电信号变化，通过晶体管的电流控 制作用，就可以在负载上得到与原信号变化一样， 但增强了的电信号 (较大的电压信号 Vo)。
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共射极放大电路
电路组成 共射放大电路的工作原理 两种实用放大电路
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电路组成
输入回路（基极回路）
输出回路（集电极回路）
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电路组成 习惯画法
共射极基本放大电路
习惯画法
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共射放大电路的工作原理
1.简单的工作原理
Vi=0
Vi=Vsint
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共射放大电路的工作原理
2.静态
输入信号为零（vi= 0 或 ii= 0）时，放大电 路的工作状态，也称直流工作状态。
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三极管截止状态
a)基极(B)不加偏压使
(b)基极(B)加上反向偏
c)此时集极(C)与射极(E)
基极电流IB等于零
压使基极电流IB等于零 之间形同段路，负载无 电流通过
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三极管饱合状态
当三极管之基极加入高电平时，因为IC≒IE=β×IB，射极和集极的电流 亦非常大，此时集极与射极之间的电压降非常低(VCE为0.4V以下)，其 意义相 当于集极与射极之间完全导通，此一状态称为三极管饱合状态