三极管及其电路分析
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
IB = 0
第2章
半导体三极管
4. 温度对特性曲线的影响
（1） 温度升高，输入特性曲线向左移。
iB
T2 > T1
温度每升高 1C，UBE (2 2.5) mV。
温度每升高 10C，ICBO 约增大 1 倍。
uBE
O
（2）温度升高，输出特性曲线向上移。
iC
T2 > T1
温度每升高 1C， (0.5 1)%。 输出特性曲线间距增大。
第2章
半导体三极管
1. 直流分析 （1）图解分析法 i
RB iB
115 k + + VBB 3 V uBE –
iB/A
C
+ 1 k RC uCE + VCC – – 5V
VBB/RB IBQ 20 O
Q 静态工作点 0.7 UBEQ VBB uBE/V
iC/mA 输入直流负载线方程： V /R CC C
交流通路(ui 0)分析动态，只考虑变化的电压和电流。
画交流通路原则： 1. 固定不变的电压源都视为短路；
2. 固定不变的电流源都视为开路；
3. 视电容对交流信号短路
第2章
半导体三极管
基本方法
图解法：
在输入、输出特性图上画交、直流负载线，
求静态工作点“Q”，分析动态波形及失真等。 解析法： 根据发射结导通压降估算“Q”。 用小信号等效电路法分析计算电路动态参数。
C
B
NPN 型
PNP 型
E
第2章
半导体三极管
2. 电流放大原理 （1）三极管放大的条 件 发射区掺杂浓度高 内部 外部 基区薄且掺杂浓度低 条件 条件 集电结面积大 （2）满足放大条件的三种电路
E ui B 共基极
发射结正偏 集电结反偏
E B uo C
C
uo
B
C uo
ui
E 共发射极
ui
共集电极
第2章
半导体三极管
3. 晶体三极管的特性曲线 （1）输入特性
iB f ( uBE ) u
CE常数
uCE 0 与二极管特性相似
iB
VBB
RB + + uBE
B + RC + 输出 RB E uCE + 输入 回路 u + BE VCC 回路 VBB IE
iB
C
iC
RB +
iB
VBB
uCE 0 uCE 1 V
uBE
uCE 0 特性右移 uCE 1 V 特性基本重合 硅管： (0.6 0.8) V 取 0.7 V 导通电压 UBE(on) 锗管： (0.2 0.3) V 取 0.2 V
O
第2章
半导体三极管
（2）输出特性
iC / mA 4 50 µ A 饱 40 µ A 3 和 放大区 区 30 µ A
+ 1 k RC uCE + VCC – – 5V
3 0.7 0.02(mA ) 115
= 100
I CQ I BQ
100 0.02 2(mA)
U CEQ VCC I CQ RC
5 2 1 3( V )
第2章
半导体三极管
电路参数对静态工作点的影响 （1） 改变 RB，其他参数不变
2 1
iC f ( uCE ) i
2. 放大区：IC IB ICEO 条件：发射结正偏 集电结反偏 特点：水平、等间隔 uCE u BE 3. 饱和区： uCB = uCE u BE 0 条件：两个结正偏
B常数
20 µ A 10 µ A 截止区
ICEO
特点：IC IB O 2 4 6 8 uCE /V 临界饱和时： u CE = uBE 1. 截止区： IB 0 深度饱和时： IC = ICEO 0 0.3 V (硅管) UCE(SAT)= 条件：两个结反偏 0.1 V (锗管)
iB
VBB
iC
R B iB
Q 趋近截止区；
Q
RB
Q
VBB
R B iB
VCC uCE
uBE iC
Q 趋近饱和区。
（2）改变 RC ，其他参数不变
iB
Q
VCC RC ICQ uBE
Q UCEQ
RC Q 趋近饱和区。
uCE
VCC
第2章
半导体三极管
例 2.3.1 设 RB = 38 k，求 VBB = 0 V、3 V 时的 iC、uCE。
ICEO O
U(BR)CEO
1. ICM — 集电极最大允许电流，超过时 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。 U(BR)CBO — 发射极开路时 C、B 极间反向击穿电压。 U(BR)EBO — 集电极极开路时 E、B 极间反向击穿电压。 U(BR)CBO > U(BR)CEO > U(BR)EBO
本章基本概念
第2章
半导体三极管
1. 晶体三极管的结构、符号和分类
三极、三区、两结 collector
N 基极 B P N — 集电区 集电结 — 基区 B 发射结 — 发射区
集电极 C
C P N P E
base
发射极 E
分类： 按材料分： 硅管、锗管 按结构分： NPN、 PNP
emitter
C
B E
输入回路图解
uBE = VBB iBRB
输出直流负载线方程： uCE = VCC iC RC
2
ICQ O
Q 3 UCEQ
iB = 20 A VCC uCE/V
输出回路图解
第2章
半导体三极管
（2）工程近似分析法
I BQ VBB U BE(on) RB
iC
RB iB
115 k+ + VBB 3 V uBE –
第2章
半导体三极管
晶体三极管的选用
根据电路工作要求选择 PCM、 ICM 、 U(BR)CEO， 应保证：
PC > PCm ICM > ＩCm U(BR)CEO > VCC
三极管电路的分析方法
第2章
半导体三极管
引 基本思想
言
一、分析三极管电路的基本思想和方法 非线性电路经适当近似后可按线性电路对待， 利用叠加定理，分别分析电路中的交、直流成分。 直流通路(ui = 0)分析静态。
iB = =0 0 i iB B= 0 u
O
CE
源自文库2章
半导体三极管
iC ICM
5. 极限参数
安 全 PCM 工 作 区
(P34 2.1.7)已知: ICM = 20 mA, PCM = 100 mW， U(BR)CEO = 20 V， 当 UCE = 10 V 时，IC < 10 mA 当 UCE = 1 V，则 IC < 20 mA 当 IC = 2 mA，则 UCE < 20 V uCE
第2章
半导体三极管
4. 温度对特性曲线的影响
（1） 温度升高，输入特性曲线向左移。
iB
T2 > T1
温度每升高 1C，UBE (2 2.5) mV。
温度每升高 10C，ICBO 约增大 1 倍。
uBE
O
（2）温度升高，输出特性曲线向上移。
iC
T2 > T1
温度每升高 1C， (0.5 1)%。 输出特性曲线间距增大。
第2章
半导体三极管
1. 直流分析 （1）图解分析法 i
RB iB
115 k + + VBB 3 V uBE –
iB/A
C
+ 1 k RC uCE + VCC – – 5V
VBB/RB IBQ 20 O
Q 静态工作点 0.7 UBEQ VBB uBE/V
iC/mA 输入直流负载线方程： V /R CC C
交流通路(ui 0)分析动态，只考虑变化的电压和电流。
画交流通路原则： 1. 固定不变的电压源都视为短路；
2. 固定不变的电流源都视为开路；
3. 视电容对交流信号短路
第2章
半导体三极管
基本方法
图解法：
在输入、输出特性图上画交、直流负载线，
求静态工作点“Q”，分析动态波形及失真等。 解析法： 根据发射结导通压降估算“Q”。 用小信号等效电路法分析计算电路动态参数。
C
B
NPN 型
PNP 型
E
第2章
半导体三极管
2. 电流放大原理 （1）三极管放大的条 件 发射区掺杂浓度高 内部 外部 基区薄且掺杂浓度低 条件 条件 集电结面积大 （2）满足放大条件的三种电路
E ui B 共基极
发射结正偏 集电结反偏
E B uo C
C
uo
B
C uo
ui
E 共发射极
ui
共集电极
第2章
半导体三极管
3. 晶体三极管的特性曲线 （1）输入特性
iB f ( uBE ) u
CE常数
uCE 0 与二极管特性相似
iB
VBB
RB + + uBE
B + RC + 输出 RB E uCE + 输入 回路 u + BE VCC 回路 VBB IE
iB
C
iC
RB +
iB
VBB
uCE 0 uCE 1 V
uBE
uCE 0 特性右移 uCE 1 V 特性基本重合 硅管： (0.6 0.8) V 取 0.7 V 导通电压 UBE(on) 锗管： (0.2 0.3) V 取 0.2 V
O
第2章
半导体三极管
（2）输出特性
iC / mA 4 50 µ A 饱 40 µ A 3 和 放大区 区 30 µ A
+ 1 k RC uCE + VCC – – 5V
3 0.7 0.02(mA ) 115
= 100
I CQ I BQ
100 0.02 2(mA)
U CEQ VCC I CQ RC
5 2 1 3( V )
第2章
半导体三极管
电路参数对静态工作点的影响 （1） 改变 RB，其他参数不变
2 1
iC f ( uCE ) i
2. 放大区：IC IB ICEO 条件：发射结正偏 集电结反偏 特点：水平、等间隔 uCE u BE 3. 饱和区： uCB = uCE u BE 0 条件：两个结正偏
B常数
20 µ A 10 µ A 截止区
ICEO
特点：IC IB O 2 4 6 8 uCE /V 临界饱和时： u CE = uBE 1. 截止区： IB 0 深度饱和时： IC = ICEO 0 0.3 V (硅管) UCE(SAT)= 条件：两个结反偏 0.1 V (锗管)
iB
VBB
iC
R B iB
Q 趋近截止区；
Q
RB
Q
VBB
R B iB
VCC uCE
uBE iC
Q 趋近饱和区。
（2）改变 RC ，其他参数不变
iB
Q
VCC RC ICQ uBE
Q UCEQ
RC Q 趋近饱和区。
uCE
VCC
第2章
半导体三极管
例 2.3.1 设 RB = 38 k，求 VBB = 0 V、3 V 时的 iC、uCE。
ICEO O
U(BR)CEO
1. ICM — 集电极最大允许电流，超过时 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。 U(BR)CBO — 发射极开路时 C、B 极间反向击穿电压。 U(BR)EBO — 集电极极开路时 E、B 极间反向击穿电压。 U(BR)CBO > U(BR)CEO > U(BR)EBO
本章基本概念
第2章
半导体三极管
1. 晶体三极管的结构、符号和分类
三极、三区、两结 collector
N 基极 B P N — 集电区 集电结 — 基区 B 发射结 — 发射区
集电极 C
C P N P E
base
发射极 E
分类： 按材料分： 硅管、锗管 按结构分： NPN、 PNP
emitter
C
B E
输入回路图解
uBE = VBB iBRB
输出直流负载线方程： uCE = VCC iC RC
2
ICQ O
Q 3 UCEQ
iB = 20 A VCC uCE/V
输出回路图解
第2章
半导体三极管
（2）工程近似分析法
I BQ VBB U BE(on) RB
iC
RB iB
115 k+ + VBB 3 V uBE –
第2章
半导体三极管
晶体三极管的选用
根据电路工作要求选择 PCM、 ICM 、 U(BR)CEO， 应保证：
PC > PCm ICM > ＩCm U(BR)CEO > VCC
三极管电路的分析方法
第2章
半导体三极管
引 基本思想
言
一、分析三极管电路的基本思想和方法 非线性电路经适当近似后可按线性电路对待， 利用叠加定理，分别分析电路中的交、直流成分。 直流通路(ui = 0)分析静态。
iB = =0 0 i iB B= 0 u
O
CE
源自文库2章
半导体三极管
iC ICM
5. 极限参数
安 全 PCM 工 作 区
(P34 2.1.7)已知: ICM = 20 mA, PCM = 100 mW， U(BR)CEO = 20 V， 当 UCE = 10 V 时，IC < 10 mA 当 UCE = 1 V，则 IC < 20 mA 当 IC = 2 mA，则 UCE < 20 V uCE