半导体三极管.ppt

3 半导体三极管及其放大电路基础
（Bipolar Junction Transistor，BJT）
3.1 半导体BJT
双极型 晶体管
晶体管的几种常见外形
一、晶体管的结构和符号
C
集电区 N
B
P
基区
发射区 N
E
集电结 发射结
C B
E
C
集电区 P
B
N
基区
发射区 P
E
C
集电结 发射结
B E
二、晶体管电流分配关系
3.2 共射极放大电路
判断电路具有放大作用的方法： 1、看静态（直流）条件； 2、交流信号是否能够有效传输（交流通路与直流通路） 3、是否正确选择元件参数
GOTO
例 ： 判 断 以 下 各 图 是 否 具
（ 电 容 的 容 量 足 够 大 ）
有
放
大
作
用
。
ZDH3.30
3.3 图解分析法
输入、输出电阻的意义及测量方法 电压放大倍数与源电压放大倍数
例：在图所示电路中， 已知VCC＝12V，晶体管的＝100，Rb' ＝100kΩ。填空： 要求先填文字表达式后填得数。
（1）当 U ＝i 0V时，测得UBEQ＝0.7V，若要基极电流IBQ＝20μA， 则 R和b' RW之
和Rb＝
≈ kΩ；而若测得UCEQ＝6V，则Rc＝
例：已知两只晶体管的电流放大系数β分别为50和100
，现测得放大电路中这两只管子两个电极的电流如图 所示。分别求另一电极的电流，标出其实际方向，并 在圆圈中画出管子。
例：测得放大电路中六只晶体管的直流电位如图所示。在 圆圈中画出管子的三个极，并分别说明它们是硅管还是锗 管,是什么结构。
共射连接方式及放大作用
三、晶体管放大作用条件：发射结必须正向偏置、集 电结必须反向偏置——外部条件。
放大条件
对于NPN型晶体管
UC UB UE
对于PNP型晶体管
且 UCE U BE
UC UB UE
且 UCE UBE
四、开启电压与工作电压
截止 放大 饱和
五、三种工作状态及特点
发射结
反偏或 零偏
正偏
正偏
集电结 反偏 反偏 正偏
基本共射放大电路的饱和失真
3.4 小信号模型分析法（微变等效电路）
双口有源器件
采用H参数等 效电路
iB
vBE
iB
hie
h fe
vbe
hre vce
iC
vCE
iC
hoe
vce
dvBE
vBE iB
VCE
•diB
vBE vCE
IB •dvCE
diC
iC iB
VCE
•diB
iC vCE
IB •dvCE
3 半导体三极管及其放大电路基础
主要内容及要求：
一、熟悉晶体管特性曲线，掌握三种工作状态的特点。 二、掌握常用的几种电路的结构、特点、放大条件。 三、熟练掌握各种电路的静态和动态分析。
四、了解放大电路的频率响应问题。 五、熟记共射、共集放大电路的输出电阻、输入电 阻和电压放大倍数的表达式。尤其注意输出电阻的 书写。
3.3.1 静态工作情况分析（意义） 1、近似估算法确定静态工作点 2、图解法确定静态工作点
uCE VCC iC RC
iC f (vCE ) iB 常数
直流负载线的意义
3.3.2 动态工作情况分析
基本共射放大电路图解
直流负载线和交流负载线
最大不失真输出电压幅度
基本共射放大电路的截止失真
电压放大倍数
Rb
+ VCC
Ii B Ib
C Ic
C1 +
RS ui eS
Rs
rbe
uCE
E
+
Ui Rb
Re C2 RL uo Re
β Ib Uo
射极输出器
输入电阻
input resistance
•
ri RB //[rbe (1β ) I b RL' ]
Rs
Ii B Ib
C Ic
rbe E
Ui Rb Ie Re
T U BE IC T IC
I C
解决办法： 1、针对ICBO的影响； 2、针对UBE的影响
3.5.2 射极偏置电路
1 I1
一般取
IB
I1=（5~10）IB； VB=（3~5）V
2
1
I1
IB
rc e
2
RO'
rce (1
rbe
Re
RS'
Re
)
3.30gdz
RO' RO
3.6 共集电极电路和共基极电路 emitter follower
≈ kΩ。
（2）若测得输入电压有效值Ui =5mV时，输出电压有效值 U o'＝0.6V， 则电压
放大倍数 Au＝
≈。
若负载电阻RL值与RC相等 ，则带上负载后输出电压有效值 U o ＝ ＝ V。
作业：3.4.2 3.4.4
求图示电路AB端口的输出电阻 A B
3.5 放大电路的工作点稳定问题
3.5.1 温度对工作点的影响 T ICBO ICEO IC
Zdh3.12
3.1.3 BJT的特性曲线
1、共射极电路的特性曲线
（1）输入特性
iB f (uBE ) uCE 常数
三极管正常工作时： UBE=0.7V左右(Si)
（2）输出特性
iC f (vCE ) iB 常数
各种状态的偏置情况：
发射结 集电结
截止
反偏或 零偏
反偏
放大 正偏 反偏
饱和 正偏 正偏
I CEO
3.1.4 BJT的主要参数
1、电流放大系数： 2、极间反向电流； 3、极限参数：
（1）集电极最大允许电流ICM； （2）集电极最大允许功耗 PCM ； （3）反向击穿电压
V( BR) EBO
V( BR)CEO
V( BR)CBO
3.2 共射极放大电路
放大电路的基本知识
模拟信号放大 放大电路模型 放大电路的主要技术指标
hie
vBE iB
VCE
h参数的物理意义及求解方法
hre
vBE vCE
IB
h fe
iC iB
VCE
hoe
iC vCE
iB
简化的h参数等效模型
H参数的确定
rbe
200
(1
) VT
IE
re
Fra Baidu bibliotek
适用条件：
0.1mA IE 5mA
3.4.2 用H参数小信号模型分析共射极基本放大电路 Zdh4.9
β Ic Uo
交流通路
输出电阻
output resistance
B
C
Ib rbe E
Rs` RB
β Ib I
Ie RE
U
输出端外加电压 的微变等效电路
共基极放大电路
复合管
Zdh4.17
三种工作组态的比较
3.1.2 BJT的电流分配与放大作用
结论：
1、BJT内部有两种载流子参与导电； 2、基极电流对射极和集电极电流的控制作用； 3、电流分配关系
电流控制
三极管具有放大作用的内部条件和外型部器条件件
1、内部条件： 2、外部条件：
发射结正偏； 集电结反偏。
对于NPN型晶体管有 UC U B U E 对于PNP型晶体管有 UC U B U E