双极型三极管及其放大电路
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模拟电子技术基础
三极管放大电路的三种组态
输入端
输出端
共射组态 共射放大电路
基极
集电极
共集组态 共集放大电路
基极
发射极
共基组态 共基放大电路
发射极
集电极
公共端 发射极 集电极
基极
模拟电子技术基础
BJT的特性曲线
❖ 三极管和二极管一样是非线性元件，常用伏安特性 （电流-电压关系）描述
❖ 三极管的电流-电压方程组是超越方程，求解非常复杂。 只需掌握伏安特性的直观表示法——伏安特性曲线。
iC
放大区
为什么uCE较小时iC随uCE变 化很大？为什么进入放大状态
曲线几乎是横轴的平行线？
iB
iC
iB
UCE常量
截止区
β是常数吗？什么是理想晶体管？什么情况下 ?
模拟电子技术基础
晶体管的三个工作区域
状态
uBEBaidu Nhomakorabea
iC
uCE
放大
≥ Uon
βiB
≥ uBE
饱和
≥ Uon ＜βiB
≤ uBE
• 直流参数： 、 、ICBO、 ICEO
• 交流参数：β、α
• 极限参数：ICM、PCM、U（BR）CEO
最大集电 极电流
c-e间击穿电压
最大集电极耗散功 率，PCM＝iCuCE
放大的条 uuC BB E件 U 0， o（ n 即 u发 CE射 uB（ E结集 正电 偏结 ）反偏）
模拟电子技术基础
2. 载流子的传输过程
少数载流 子的运动
因集电区面积大，在外电场作用下大 部分扩散到基区的电子漂移到集电区
因基区薄且多子浓度低，使极少 数扩散到基区的电子与空穴复合
基区空穴 的扩散
对于小功率晶体管，UCE大于1V的任何一条输入特性 曲线可以取代UCE大于1V的所有输入特性曲线。
基区宽度调制效应：将UCE变化引起基区有效宽度变化，致使基
极电流iB变化的效应
模拟电子技术基础
共射极特性曲线
2. 输出特性
iC f(uCE) IB
对应于一个IB就有一条iC随uCE变化的曲线。
饱和区
• a.发射区的掺杂浓度最高；
• b.基区掺杂很低，且基区很薄。
• c.集电区掺杂浓度低，集电结面积很大
B
E
发射区
虽然发射区和集电区都 是N型半导体，但发射
基区
区比集电区掺的杂质多，
集电区
因此它们并不是对称的。
C
模拟电子技术基础
2） BJT放大的外部条件 发射结正偏，集电结反偏， 这是安排放大电路的基本原则
模拟电子技术基础
3. 电流分配关系
❖电流分配： IE＝IB＋IC IE－扩散运动形成的电流 IB－复合运动形成的电流 IC－漂移运动形成的电流
直流电流 放大系数
IC
IB
iC
iB
ICEO (1 )ICBO
交流电流放大系数
穿透电流 集电结反向电流
为什么基极开路集电极回 路会有穿透电流？
模拟电子技术基础
在载流子传输过程中，到达集电极电子与发射区注入基区的电 子的比例，称为共基极电流放大系数。（由三极管的制作工艺 决定）
直流共基电 流放大系数
传发输射到极集注电入极的的电电 子II子 CEN
1
iC iE 1
交流共基电流放大系数
IC IB IE (1 )IB重点记忆
模拟电子技术基础
双极型三极管及其放大电路
1. 三极管的结构 2. 三极管的放大原理 3. 三极管特性曲线（输入特性曲线，输出特性曲线） 4. 共射极放大电路 5. 图解分析法 6. 小信号模型分析法 7. 放大电路的工作点稳定问题 8. 共集电极电路和共基极电路 9. 放大电路的频率响应
模拟电子技术基础
半导体三极管BJT
将三极管同样分为三个区，发射区、基区、集电区，称
它为PNP三极管.
C
c
P
集电区 作用 收集载流子——空穴 b
B
N
基区 作用 传输载流子——空穴
e
P
发射区 作用 向基区发射多子——空穴
E
模拟电子技术基础
三极管的放大原理
1. 放大的条件
▪ 为保证BJT能放大需满足内部和外部条件
▪ 1). BJT放大的内部条件
截止
＜Uon
ICEO
VCC
晶体管工作在放大状态时，输出回路的电流 iC几乎仅仅
决定于输入回路的电流 iB，即可将输出回路等效为电流 iB
控制的电流源i 。
模拟电子技术基础
温度对晶体管特性的影响
T(℃ ) ICB O ICEO
uBE 不变iB时 ，即 iB不变uB时 E
模拟电子技术基础
主要参数
BJT的结构简介
Bipolar Junction Transistor，BJT,双极结型晶体管 BJT是通过一定工艺，将两个PN结结合在一起的器件。具有 电流放大作用。
为什么有孔？
小功率管
中功率管
大功率管
模拟电子技术基础
c
三极管的结构
集电结
C
基极 base
N
b
集电极
collectore
集电区 作用
4. 三极管放大电路的三种组态 ▪ 共基极组态（CB：common base）
• 输入是发射极，输出是集电极，基极是输入 输出回路的共同端;
▪ 共射极组态（CE）
• 输入是基极，输出是集电极，发射极是输入 输出回路的共同端;
▪ 共集电极组态（CC）
• 输入是基极，输出是发射极，集电极是输入 输出回路的共同端。
因发射区多子浓度高使大量 电子从发射区扩散到基区
扩散运动形成发射极电流IE，复合运动形成基极电 流IB，漂移运动形成集电极电流IC。
I E N I E P I E P 0 I E I E N I E P I E N ICICNICBO
I B I E I B P I C N I B E I O E P I C N I C N I B E I C O
箭头的方向是发射结 正偏时，电流的方向
收集载流子——电子
B
P
基区 作用 传输载流子——电子
N
发射极
emitter E
发射区 作用 向基区发射多子——电子 发射结
由于是N-P-N结构 ∴称为NPN三极管。
模拟电子技术基础
三极管的结构
• 同样将半导体材料另行组合，二块P，一块N，构成三极
管，它也有两个PN结（发射结，集电结），两个PN结
❖ 三极管有三个电极，其伏安特性不像二极管那么简单， 在工程上要表示一个三极管的的伏安特性曲线，要用 两张图结合起来，才能全面地表达清楚 1.三极管的输入特性（输入回路的伏安特性） 2.三极管的输出特性（输出回路的伏安特性）
模拟电子技术基础
共射极特性曲线
1. 输入特性
iB f(uBE)UCE
为什么像PN结的伏安特性？ 为什么UCE增大曲线右移？ 为什么UCE增大到一定值曲线 右移就不明显了？
三极管放大电路的三种组态
输入端
输出端
共射组态 共射放大电路
基极
集电极
共集组态 共集放大电路
基极
发射极
共基组态 共基放大电路
发射极
集电极
公共端 发射极 集电极
基极
模拟电子技术基础
BJT的特性曲线
❖ 三极管和二极管一样是非线性元件，常用伏安特性 （电流-电压关系）描述
❖ 三极管的电流-电压方程组是超越方程，求解非常复杂。 只需掌握伏安特性的直观表示法——伏安特性曲线。
iC
放大区
为什么uCE较小时iC随uCE变 化很大？为什么进入放大状态
曲线几乎是横轴的平行线？
iB
iC
iB
UCE常量
截止区
β是常数吗？什么是理想晶体管？什么情况下 ?
模拟电子技术基础
晶体管的三个工作区域
状态
uBEBaidu Nhomakorabea
iC
uCE
放大
≥ Uon
βiB
≥ uBE
饱和
≥ Uon ＜βiB
≤ uBE
• 直流参数： 、 、ICBO、 ICEO
• 交流参数：β、α
• 极限参数：ICM、PCM、U（BR）CEO
最大集电 极电流
c-e间击穿电压
最大集电极耗散功 率，PCM＝iCuCE
放大的条 uuC BB E件 U 0， o（ n 即 u发 CE射 uB（ E结集 正电 偏结 ）反偏）
模拟电子技术基础
2. 载流子的传输过程
少数载流 子的运动
因集电区面积大，在外电场作用下大 部分扩散到基区的电子漂移到集电区
因基区薄且多子浓度低，使极少 数扩散到基区的电子与空穴复合
基区空穴 的扩散
对于小功率晶体管，UCE大于1V的任何一条输入特性 曲线可以取代UCE大于1V的所有输入特性曲线。
基区宽度调制效应：将UCE变化引起基区有效宽度变化，致使基
极电流iB变化的效应
模拟电子技术基础
共射极特性曲线
2. 输出特性
iC f(uCE) IB
对应于一个IB就有一条iC随uCE变化的曲线。
饱和区
• a.发射区的掺杂浓度最高；
• b.基区掺杂很低，且基区很薄。
• c.集电区掺杂浓度低，集电结面积很大
B
E
发射区
虽然发射区和集电区都 是N型半导体，但发射
基区
区比集电区掺的杂质多，
集电区
因此它们并不是对称的。
C
模拟电子技术基础
2） BJT放大的外部条件 发射结正偏，集电结反偏， 这是安排放大电路的基本原则
模拟电子技术基础
3. 电流分配关系
❖电流分配： IE＝IB＋IC IE－扩散运动形成的电流 IB－复合运动形成的电流 IC－漂移运动形成的电流
直流电流 放大系数
IC
IB
iC
iB
ICEO (1 )ICBO
交流电流放大系数
穿透电流 集电结反向电流
为什么基极开路集电极回 路会有穿透电流？
模拟电子技术基础
在载流子传输过程中，到达集电极电子与发射区注入基区的电 子的比例，称为共基极电流放大系数。（由三极管的制作工艺 决定）
直流共基电 流放大系数
传发输射到极集注电入极的的电电 子II子 CEN
1
iC iE 1
交流共基电流放大系数
IC IB IE (1 )IB重点记忆
模拟电子技术基础
双极型三极管及其放大电路
1. 三极管的结构 2. 三极管的放大原理 3. 三极管特性曲线（输入特性曲线，输出特性曲线） 4. 共射极放大电路 5. 图解分析法 6. 小信号模型分析法 7. 放大电路的工作点稳定问题 8. 共集电极电路和共基极电路 9. 放大电路的频率响应
模拟电子技术基础
半导体三极管BJT
将三极管同样分为三个区，发射区、基区、集电区，称
它为PNP三极管.
C
c
P
集电区 作用 收集载流子——空穴 b
B
N
基区 作用 传输载流子——空穴
e
P
发射区 作用 向基区发射多子——空穴
E
模拟电子技术基础
三极管的放大原理
1. 放大的条件
▪ 为保证BJT能放大需满足内部和外部条件
▪ 1). BJT放大的内部条件
截止
＜Uon
ICEO
VCC
晶体管工作在放大状态时，输出回路的电流 iC几乎仅仅
决定于输入回路的电流 iB，即可将输出回路等效为电流 iB
控制的电流源i 。
模拟电子技术基础
温度对晶体管特性的影响
T(℃ ) ICB O ICEO
uBE 不变iB时 ，即 iB不变uB时 E
模拟电子技术基础
主要参数
BJT的结构简介
Bipolar Junction Transistor，BJT,双极结型晶体管 BJT是通过一定工艺，将两个PN结结合在一起的器件。具有 电流放大作用。
为什么有孔？
小功率管
中功率管
大功率管
模拟电子技术基础
c
三极管的结构
集电结
C
基极 base
N
b
集电极
collectore
集电区 作用
4. 三极管放大电路的三种组态 ▪ 共基极组态（CB：common base）
• 输入是发射极，输出是集电极，基极是输入 输出回路的共同端;
▪ 共射极组态（CE）
• 输入是基极，输出是集电极，发射极是输入 输出回路的共同端;
▪ 共集电极组态（CC）
• 输入是基极，输出是发射极，集电极是输入 输出回路的共同端。
因发射区多子浓度高使大量 电子从发射区扩散到基区
扩散运动形成发射极电流IE，复合运动形成基极电 流IB，漂移运动形成集电极电流IC。
I E N I E P I E P 0 I E I E N I E P I E N ICICNICBO
I B I E I B P I C N I B E I O E P I C N I C N I B E I C O
箭头的方向是发射结 正偏时，电流的方向
收集载流子——电子
B
P
基区 作用 传输载流子——电子
N
发射极
emitter E
发射区 作用 向基区发射多子——电子 发射结
由于是N-P-N结构 ∴称为NPN三极管。
模拟电子技术基础
三极管的结构
• 同样将半导体材料另行组合，二块P，一块N，构成三极
管，它也有两个PN结（发射结，集电结），两个PN结
❖ 三极管有三个电极，其伏安特性不像二极管那么简单， 在工程上要表示一个三极管的的伏安特性曲线，要用 两张图结合起来，才能全面地表达清楚 1.三极管的输入特性（输入回路的伏安特性） 2.三极管的输出特性（输出回路的伏安特性）
模拟电子技术基础
共射极特性曲线
1. 输入特性
iB f(uBE)UCE
为什么像PN结的伏安特性？ 为什么UCE增大曲线右移？ 为什么UCE增大到一定值曲线 右移就不明显了？