三极管及放大电路基础
第三章 晶体三极管(BJT)及放大电路基础
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•
• • • •
(2)、利用输出特性画iC和uCE波形 交流负载线 a、空载时RL=∞ 交流负载线与直流负载线重合,动态工作点在 交流负线上移动,斜率——1/RC • uCE=EC-IC*RC
• b、RL不等于∞ / • 放大电路的交流负载电阻RL =RC‖RL • 交流负载线作法:过Q点作一条斜率 / 为-1/RL 的直线
L be
如果电路如下图所示,如何分析?
+EC RB1 C1 RC C2
T
RL
ui
RB2 RE2
RE1 CE
uo
动态分析: +EC
RB1
C1
RC
C2 T RL
RB1 ui
RB2
RE1
RL
uo RC
ui
RB2 RE2
RE1 CE
uo
交流通路
交流通路:
ui
RB1
RB2
RE1
RL
uo RC
Ii
微变等效电路: Ui
iB /uA iB /uA
60 40 20
iC /mA iC /mA
交流负载线
Q` Q IBQ Q`` vBE/V vBE/V
ICQ t
Q` Q
60uA 40uA
Q`` 20uA vC E/V vC E/V
t
VBEQ t
VC EQ t
3. 非线性失真 1) 截止失真 Q点过低,信号进入截止区
iC 放大电路产生 截止失真 输入波形 uCE
§3.3 图解分析法
2. 用图解法确定Q点
• 1) 给出输入特性,输出特性曲线 • 2) 画出直流通路:标出IBQ,ICQ,UBEQ,UCEQ • 3) 利用输入特性曲线来确定IBEQ和UBEQ • 基极偏置线:UBE=EC-IB*RB 与输入特性曲线的交点对 应的IBQ,UBEQ • 4) 利用输出特性曲线来确定ICQ和UCEQ • 直流负载线:UCE=EC-IC*RC 与输出特性曲线中IBQ 线 的交点确定ICQ、UCEQ
第4章 三极管及放大电路基础1
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与 的关系
IC IC ICBO I E ICBO IC I B ICBO
(1 ) IC I B ICBO
I CBO IC IB 1 1
IE
N
P
N
I'C ICBO IC
IC I B (1 ) ICBO
共射直流电流放大倍数: IC I B 1.7 42.5 0.04 共射交流电流放大倍数: IC I B 2.5 1.7 40 0.06 0.04 说明: 例:UCE=6V时: 曲线的疏密反映了 的大小; IC(mA ) 160mA 电流放大倍数与工作点的位置有关; I 5 140mA CM 120mA 交、直流的电流放大倍数差别不大, 4 100mA 今后不再区别;
3 80mA
___
4. 集电极最大电流ICM 当值下降到正常值的三分之二时的 集电极电流即为ICM。
IC
2.5 2 1.7
1 0 2 4 6 8
IB 40mA
IB=60mA 20mA IB=0 10 UCE(V)
六、主要参数
5. 集-射极反向击穿电压U(BR)CEO 手册上给出的数值是25C、基极开路时的击穿电压U(BR)CEO。 6. 集电极最大允许功耗PCM 集电极电流IC 流过三极管, 所发出的焦耳热为: PC =ICUCE 导致结温 上升,PC 有限制, PCPCM 7. 频率参数
扩散 I C 复合 I B
IC
C
N
IB
P N
EC
或者 IC≈IB
I E IC I B (1 ) I B
EB
E
IE
二、电流放大原理
三极管及基本放大电路教案
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三极管及基本放大电路教案课程名称:三极管及基本放大电路课程时长:2小时课程对象:高中物理学生教学目标:1.了解三极管的基本结构和工作原理。
2.理解三极管的放大特性和应用。
3.掌握基本放大电路的设计和计算方法。
教学准备:1.三极管和相关电路的实物模型。
2. PowerPoint演示文稿。
3.实验器材和电路板。
教学过程:Step 1: 引入(10分钟)a.向学生解释现在我们要学习的内容:三极管及其在基本放大电路中的应用。
b.显示三极管的实物模型,并解释它的基本结构。
c.引导学生思考:三极管是如何工作的?我们为什么要学习它?Step 2: 三极管的工作原理(20分钟)a. 使用PowerPoint演示文稿,详细解释三极管的工作原理,包括发射极、基极和集电极之间的关系。
b.引导学生观察示意图,并帮助学生理解电流流动的过程。
c.通过演示实物模型,展示三极管的工作原理。
Step 3: 三极管的放大特性(20分钟)a.解释三极管的放大特性,包括电压放大系数、电流放大系数和功率放大系数。
b.使用示意图和示波器显示放大效果,帮助学生更好地理解放大特性。
Step 4: 三极管基本放大电路设计(30分钟)a.介绍基本放大电路的种类,如共射放大电路、共基放大电路和共集放大电路。
b. 使用PowerPoint演示文稿和实物模型,逐步讲解这些电路的特点和设计方法。
c.通过示波器演示放大效果,让学生亲自动手设计和制作一个基本放大电路。
Step 5: 实验演示(20分钟)a.分发实验器材和电路板,组织学生进行实验演示。
b.引导学生观察实验现象,记录数据,并帮助学生分析实验结果。
Step 6: 总结与提问(10分钟)a.对本节课的内容进行总结,并再次强调三极管的重要性和应用。
b.提问学生关于三极管和基本放大电路的问题,并进行讨论。
课后作业:1.复习本节课内容,整理笔记。
2.阅读相关教科书内容,进一步理解三极管的工作原理和应用。
3.设计一个简单的基本放大电路,并计算电流和电压放大系数。
三极管及放大电路基础教案
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三极管及放大电路基础教案章节一:三极管概述教学目标:1. 了解三极管的定义、结构和工作原理。
2. 掌握三极管的类型和符号。
教学内容:1. 三极管的定义:三极管是一种半导体器件,具有放大电信号的功能。
2. 三极管的结构:三极管由发射极、基极和集电极组成。
3. 三极管的工作原理:通过基极控制发射极和集电极之间的电流。
4. 三极管的类型:NPN型和PNP型。
5. 三极管的符号:NPN型三极管符号为“N”,PNP型三极管符号为“P”。
教学活动:1. 讲解三极管的定义、结构和工作原理。
2. 展示三极管的实物图和符号图。
3. 引导学生通过实验观察三极管的工作状态。
章节二:放大电路基础教学目标:1. 了解放大电路的定义和作用。
2. 掌握放大电路的基本组成和原理。
教学内容:1. 放大电路的定义:放大电路是一种通过反馈作用放大电信号的电路。
2. 放大电路的作用:放大微弱的信号,使其具有足够的功率驱动负载。
3. 放大电路的基本组成:电源、三极管、输入电阻、输出电阻和反馈电阻。
4. 放大电路的原理:通过三极管的放大作用,实现电信号的放大。
教学活动:1. 讲解放大电路的定义、作用和基本组成。
2. 展示放大电路的原理图和实际电路图。
3. 引导学生通过实验观察放大电路的工作状态。
章节三:三极管的放大特性教学目标:1. 了解三极管的放大特性。
2. 掌握三极管的放大原理。
教学内容:1. 三极管的放大特性:三极管的放大能力与基极电流、集电极电流和发射极电流之间的关系。
2. 三极管的放大原理:通过基极电流的控制,实现发射极和集电极之间电流的放大。
教学活动:1. 讲解三极管的放大特性和放大原理。
2. 分析三极管放大电路的输入和输出特性曲线。
3. 引导学生通过实验观察三极管的放大特性。
章节四:三极管放大电路的设计与应用教学目标:1. 了解三极管放大电路的设计方法。
2. 掌握三极管放大电路的应用。
教学内容:1. 三极管放大电路的设计方法:根据输入和输出信号的要求,选择合适的三极管、电阻等元件,设计合适的电路。
三极管放大电路基础
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半导体三极管及放大电路基础第一节学习要求第二节半导体三极管第三节共射极放大电路第四节图解分析法第五节小信号模型分析法第六节放大电路的工作点稳定问题第七节共集电极电路第八节放大电路的频率响应概述第九节本章小结第一节学习要求(1)掌握基本放大电路的两种基本分析方法--图解法与微变等效电路法。
会用图解法分析电路参数对电路静态工作点的影响和分析波形失真等;会用微变等效电路法估算电压增益、电路输入、输出阻抗等动态指标。
(2)熟悉基本放大电路的三种组态及特点;掌握工作点稳定电路的工作原理。
(3)掌握频率响应的概念。
了解共发射极电路频率特性的分析方法和上、下限截止频率的概念。
第二节半导体三极管(BJT)BJT是通过一定的工艺,将两个PN结结合在一起的器件,由于PN结之间的相互影响,使BJT表现出不同于单个 PN结的特性而具有电流放大,从而使PN结的应用发生了质的飞跃。
本节将围绕BJT为什么具有电流放大作用这个核心问题,讨论BJT的结构、内部载流子的运动过程以及它的特性曲线和参数。
一、BJT的结构简介BJT又常称为晶体管,它的种类很多。
按照频率分,有高频管、低频管;按照功率分,有小、中、大功率管;按照半导体材料分,有硅管、锗管;根据结构不同,又可分成NPN型和PNP 型等等。
但从它们的外形来看,BJT都有三个电极,如图3.1所示。
图3.1是NPN型BJT的示意图。
它是由两个 PN结的三层半导体制成的。
中间是一块很薄的P型半导体(几微米~几十微米),两边各为一块N型半导体。
从三块半导体上各自接出的一根引线就是BJT的三个电极,它们分别叫做发射极e、基极b和集电极c,对应的每块半导体称为发射区、基区和集电区。
虽然发射区和集电区都是N型半导体,但是发射区比集电区掺的杂质多。
在几何尺寸上,集电区的面积比发射区的大,这从图3.1也可看到,因此它们并不是对称的。
二、BJT的电流分配与放大作用1、BJT内部载流子的传输过程BJT工作于放大状态的基本条件:发射结正偏、集电结反偏。
半导体三极管放大电路基础课件
![半导体三极管放大电路基础课件](https://img.taocdn.com/s3/m/6a77f7b1846a561252d380eb6294dd88d0d23df9.png)
§2.1 三极管工作原理 §2.2 共射极放大电路 §2.3 图解分析法 §2.4 微变等效电路分析法 §2.5 工作点稳定的放大电路 §2.6 共集电极放大电路和共基极放大电路
1
§2.1 三极管工作原理
BJT全称为双极型半导体三极管,内部有自由电子 和空穴两种载流子参与导电。种类很多:有硅管和锗管, 有高频管和低频管,有大、中、小功率管。
2
2.1.1 三极管的结构与符号:
NPN型 c 集电极
集电极
c PNP型
N
b
P
基极
N
P
B
N
基极
P
e
b c 发射极
e
几微米至 几十微米
e
发射极
c b
e
3
c 集电极
集电结
N
b
P
基极
N
发射结
e
发射极
4
集电区: 面积较大
b
基极
c
集电极
N P N
e
发射极
基区:较薄, 掺杂浓度低
发射区:掺 杂浓度较高
5
2.1.2 三极管放大的工作原理
0.061mA
I B 50 0.061mA 3.05m Icmax
Ic Icmax 2mA
Q 位于饱和区,此时IC 和IB 已不是 倍的关系。
二、共基极连接时的V-I特性曲线
IB
A
RE
V UEB
IC
mA R
C
V UCB EC
EE
实验线路
26
1、输入特性:
UCB=5V
8
UCB =1V
=(ICN+ICBO)+(IBN+IEP-ICBO) IE =IC+IB
三极管及放大电路基础
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IC(mA ) 4
3
2
1 36
截止区
100A 80A
IB= 60A 40A 20A 0 9 12 VCE(V)
IC RC
IB B C
VCE
RB
VBE EB
E IE
EC
(1-13)
特点:VBE<死区电压, IB≤0≈0, IC ≤ICEO≈ 0,VCE ≈EC
这时三极管C 、 E端相当于: 一个断开的开关。
过大,温升过高会烧坏三极管。所以要求:
PC =IC VCE≤PCM 6.集-射极反向击穿电压V(BR)CEO ——基极开路时,集电极与发射极之间允许的最大反向 电压。
(1-22)
由三个极限参数可画出三极管的安全工作区
IC ICM
ICVCE=PCM
安全工作区
O
V(BR)CEO
VCE
(1-23)
八、晶体管参数与温度的关系
IC RC
IB B
C VCE
RB
VBE EB
E IE
EC
如何判断是否截止?
若:VBE ≤0(死区电压)
或 VC>VE >VB 三极管可靠截止
IC
VCE
C RC
E
EC
(1-14)
(3) 放大区:IC=IB区域 , 发射结e正偏,集电结c反偏 特点: IC=IB , 且 IC = IB , VCE=EC-IC RC
(1-29)
三极管在电路中的应用
1、放大电路 对三极管放大电路的分析,包括静态分 析和动态分析两部分。 也就是直流方面的分析和交流方面的分 析 直流方面的分析主要是判断三极管是否 有合适的直流工作条件 交流方面的分析主要是判断放大电路是 否能够正常的放大信号。
第二章三极管及放大电路基础
![第二章三极管及放大电路基础](https://img.taocdn.com/s3/m/571ce417f61fb7360a4c65bb.png)
第二章三极管及放大电路基础教学重点1•了解三极管的外形特征、伏安特性和主要参数。
2•在实践中能正确使用三极管。
3•理解放大的概念、放大电路主要性能指标、放大电路的基本构成和基本分析方法。
4•掌握共发射极放大电路的组成、工作原理,并能估算电路的静态工作点、放大倍数、输入和输出电阻等性能指标。
5 •能搭建分压式放大电路,并调整静态工作点。
教学难点1 •三极管的工作原理。
2.放大、动态和静态以及等效电路等概念的建立。
3 •电路能否放大的判断。
学时分配2.1三极管2.1.1三极管的结构与符号通过实物认识常见的三极管三极管有三个电极,分别从三极管内部引出,其结构示意如图所示。
集电区基区发射区发射极e按两个PN结组合方式的不同,三极管可分为PNP型、NPN型两类,其结构示意、电路符号和文字符号如图所示。
集电极cNC e发射极eNPN型PNP型有箭头的电极是发射极,箭头方向表示发射结正向偏置时的电流方向,由此可以判断管子是PNP型还是NPN型。
三极管都可以用锗或硅两种材料制作,所以三极管又可分为锗三极管和硅三极管。
2.1.2三极管中的电流分配和放大作用动画:三极管电流放大作用的示意做一做:三极管中电流的分配和放大作用观察分析实验参考数据:1) 三极管各极电流分配关系:I E = I B + I C , I E ~l C ? 1 2B2) 基极电流和集电极电流之比基本为常量,该常量称为共发射极直流放大系数B3)基极电流有微小的变化量 A B ,集电极电流就会产生较大的变化量 A i c ,且电流变化量之比也基本为常量,该常量称为共发射交流放大系数1“定义为:r : PNP 型三极管放大工作时,其电源电压 V CC 极性与NPN 型管相反,这时,管子三个电极的电流方向也与 NPN 型管电流方向相反,电位关系则为V E >V B >V C 。
2.1.3三极管的特性曲线三极管在电路应用时,有三种组态(连接方式),以基极为公共端的共基极组态、以发射极为公共端的共发射极组态和以集电极为公共端的共集电极组态,如图所示。
三极管及放大电路基础教案
![三极管及放大电路基础教案](https://img.taocdn.com/s3/m/67cedf2ea517866fb84ae45c3b3567ec112ddc6e.png)
一、教学目标:1. 让学生了解三极管的结构、种类和功能。
2. 让学生掌握三极管的导通和截止条件。
3. 让学生了解放大电路的原理和应用。
4. 让学生能够分析判断放大电路的工作状态。
二、教学内容:1. 三极管的结构和种类教学要点:三极管由发射极、基极和集电极组成,分为NPN型和PNP型。
2. 三极管的导通和截止条件教学要点:三极管导通需要基极-发射极电压大于一定值,集电极-发射极电压小于一定值;截止则相反。
3. 放大电路的原理教学要点:放大电路利用三极管的放大作用,将输入信号放大后输出。
4. 放大电路的应用教学要点:放大电路广泛应用于电子设备中,如音频放大、信号放大等。
5. 放大电路的工作状态分析教学要点:分析判断放大电路的工作状态,包括静态工作点和动态工作状态。
三、教学方法:1. 采用讲授法,讲解三极管及放大电路的基本概念、原理和应用。
2. 利用多媒体课件,展示三极管及放大电路的实物图片和电路图,增强学生的直观认识。
3. 进行实验演示,让学生亲自动手操作,观察放大电路的工作状态。
4. 案例分析,分析实际应用中的放大电路,提高学生的应用能力。
四、教学准备:1. 教学课件和教案。
2. 三极管实物和放大电路演示电路。
3. 实验器材和工具。
五、教学评价:1. 课堂问答:检查学生对三极管及放大电路的基本概念、原理和应用的理解。
2. 实验报告:评估学生在实验中的操作技能和分析判断能力。
3. 课后作业:巩固学生对三极管及放大电路的知识点掌握。
4. 期末考试:全面考核学生对三极管及放大电路的学习效果。
六、教学内容:6. 放大电路的类型教学要点:放大电路分为三种类型:共发射极放大电路、共基极放大电路、共集电极放大电路;其中共发射极放大电路应用最广泛。
7. 放大电路的静态工作点教学要点:静态工作点是指放大电路中的三极管在直流工作状态下,各极的电位处于一种稳定的状态,对于放大电路的性能有很大影响。
8. 放大电路的动态分析教学要点:动态分析是指在输入信号的作用下,放大电路中三极管的工作状态和工作参数的变化。
第2章--半导体三极管及放大电路基础讲解
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2.2 场效应晶体管
3.结型场效应管的特性曲线(以N沟通结型场效应管为例) (1) 转移特性曲线据这个函数关系可得出它的特性曲线如图所示。
2.2 场效应晶体管
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(2) 输出特性曲线。 与三极管类似,输出特性曲线也为一簇曲线,如图所示。 可变电阻区(相当于三极管的饱和区) 恒流区(也称饱和区)(相当于三极管的放大区) 夹断区(相当于三极管的截止区)
可变电阻区
恒流区
截止区
i
(V)
(mA)
D
DS
u
GS
=6V
u
u
=5V
GS
=4V
u
GS
u
=3V
GS
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2.3 基本交流电压放大电路
2.3.1 共射基本放大电路的组成
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图所示是一个典型的共射基本放大电路。电路中各元件的作用如下所述: (1)三极管T。它是放大电路的核心器件,具有放大电流的作用 (2)基极偏流电阻RB。其作用是向三极管的基极提供合适的偏置电流,并使发射结正向偏置。
2.1.3 半导体三极管的特性曲线
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IB(A)
UBE(V)
20
40
60
80
0.4
0.8
UCE1V
1.输入特性 输入特性是指在三极管集电极与发射极之间的电压UCE为一定值时,基极电流IB同基极与发射极之间的电压UBE的关系,即
2.1 半导体三极管
2. 输出特性 输出特性是指在基极电流为一定值时,三极管集电极电流IC同集电极与发射极之间的电压UCE的关系。即 在不同的IB下,可得出不同的曲线.所以二极管的输出特性曲线是一组曲线,
晶体三极管及基本放大电路
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目录
• 晶体三极管简介 • 基本放大电路 • 晶体三极管在基本放大电路中的应用 • 晶体三极管放大电路的性能指标 • 晶体三极管放大电路的应用 • 晶体三极管放大电路的设计与制作
01
CATALOGUE
晶体三极管简介
晶体三极管的基本结构
01
02
03
三个电极
集电极、基极和发射极, 是晶体三极管的主要组成 部分。
THANKS
感谢观看
总结词
通频带和最高频率响应是衡量放大电路 对不同频率信号的放大能力的参数。
VS
详细描述
通频带表示放大电路能够正常工作的频率 范围,其宽度由晶体三极管的截止频率和 放大倍数决定。最高频率响应表示放大电 路能够处理的最高频率信号,其大小由晶 体三极管的截止频率决定。通频带和最高 频率响应是晶体三极管放大电路的重要性 能指标,决定了电路的应用范围和性能表 现。
05
CATALOGUE
晶体三极管放大电路的应用
在音频信号处理中的应用
音频信号放大
晶体三极管放大电路可以用于放 大音频信号,如麦克风、扬声器 等设备中的信号放大。
音频效果处理
在音频信号处理中,晶体三极管 放大电路可以用于实现各种音效 效果,如失真、压缩、均衡等。
音频功率放大
在音响系统中,晶体三极管放大 电路可以作为功率放大器使用, 将音频信号放大到足够的功率以 驱动扬声器发声。
共发射极放大电路
总结词
共发射极放大电路是晶体三极管最常用的放大电路,具有电压和电流放大作用。
详细描述
共发射极放大电路由晶体三极管、输入信号源、输出负载和偏置电路组成。输入信号加在 基极和发射极之间,通过晶体三极管的放大作用,将信号电压或电流放大后,从集电极和 发射极之间输出。
3_三极管及放大电路基础
![3_三极管及放大电路基础](https://img.taocdn.com/s3/m/2ae9d47f48d7c1c708a145a3.png)
VBB
e
位关系应为VC>VB>VE。
4. 共射极基本放大电路
(3)放大电路中电位的关系
PNP型三极管放大工作时,其电源电压VCC 极性与NPN型管相反,这时,管子三个电极的电 流方向也与NPN型管电流方向相反,电位关系则 为VE>VB>VC。
截止区:发射结反偏,集电结反偏,相当于开关的断开状态。
U BE U ON , I B 0
放大区:发射结正偏,集电结反偏,具有电流放大作用。
I C I B
三极管的前一种状态被广泛应用于信号的放大,后两种状态常被用作电子开关。
4. 共射极基本放大电路
(1)电路组成 如图所示
Rcc Rbb C11 c b VT Vcc c2
三极管引脚读取方式
任务实施
三极管器件手册查阅 三极管引脚排列
三极管引脚识读如表所示 对于中小功率塑料三极管:按图使其平面朝向自己,三个引脚朝下放置 从左到右依次为e b c。
三极管引脚读取方式
四、三极管的使用常识
小功率三极管检测 1. 三极管基极和类型判断
如图
点击
当第一根表笔接某电极, 万用表置于R×1k挡。 用万用表的第一根表笔依次 接三极管的一个引脚,而第 二根表笔分别接另两根引脚, 以测量三极管三个电极中每 两个极之间的正、反向电阻 值。 而第二根表笔先后接触另外两个
三极管引脚排列有很多形 式,使用三极管之前应该先熟 半导体三极管也称为晶体 三极管。由于工作时,多数载 流子和少数载流子都参与运行, 因此又叫双极性晶体管,简称 BJT,是现代电子产品中必不可 少的半导体器件。 悉三极管的型号、用途、参数、 外形尺寸以及引脚的排列,以 保证能正确使用三极管。 三极 管的产生使PN结的应用发生了 质的飞跃。它分为双极型和单
双极结型三极管及放大电路基础
![双极结型三极管及放大电路基础](https://img.taocdn.com/s3/m/76ef61b4988fcc22bcd126fff705cc1754275f7a.png)
表达各极电压与电流之间旳关系曲线,是 内部载流子运动旳外部体现,更主要。 常用旳有输入、输出特征曲线(可测量)
1.共射极电路旳特征曲线
1)输入特征
以vCE为参变量时,iB和vBE间旳关系
函数关系:iB=f
阐明:
v( BE)|vCE
=常数
① vCE = 0,b-e极相当于二极管;
② vCE ≥1V,集电极反偏,吸引电子强,
③ “基区宽度调制效应”:曲线
随vCE旳增长而略有上倾。原因:
IB=20A IC=1.0mA βICIB=50
在VBE基本不变时,当VCEVCB 集电极反偏 集电极空间电荷区 基区有效宽度 基区载流子复
合机会略有;在iB不变时,iC略有加。
3)输出特征曲线提成三个区
第四章 三极管及放大电路基础
输出特征曲线旳三个区域:
2. 温度对BJT特征曲线旳影响
第四章 三极管及放大电路基础
思索题:在放大电路中,怎样根据BJT旳三个电极旳电位,来判 断此BJT是锗管还是硅管?其中哪个是基极b、哪个是发射极e、 哪个是集电极C?是NPN管还是PNP管?
答:1)Vbe=0.7V为硅管
c
c
C Vbe=0.2V为锗管 2)NPN:VC VB VE PNP:VE VB VC
阐明:
①ICEO >ICBO,较易测得(小功率管中,锗: 几十几百A;硅:几A)
② ICEO随温度旳变化比ICBO更大。
③ ICEO大旳管子性能也不稳定。
4.1.4 BJT旳主要参数
第四章 三极管及放大电路基础
3. 极限参数
(1) 集电极最大允许电流ICM (2) 集电极最大允许功率损耗PCM
PCM= ICVCE
三极管及放大电路基础教案
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三极管及放大电路基础教案一、教学目标:1.了解三极管的基本概念和结构;2.掌握三极管的工作原理;3.掌握三极管的基本参数和测量方法;4.理解放大电路的基本原理。
二、教学内容:1.三极管的概念和结构;2.三极管的工作原理;3.三极管的基本参数和测量方法;4.放大电路的基本原理;5.放大电路中的三极管应用。
三、教学重点:1.三极管的工作原理;2.三极管的基本参数和测量方法;3.放大电路的基本原理。
四、教学难点:1.三极管的工作原理;2.放大电路的基本原理。
五、教学过程:(一)导入新知识(5分钟)1.引入放大电路的概念;2.提问:你们知道什么是放大电路吗?3.学生回答。
(二)学习三极管的概念和结构(15分钟)1.展示三极管的实物图,并简要介绍其结构;2.学生观察三极管,了解其结构;3.解释三极管的引脚功能。
(三)学习三极管的工作原理(20分钟)1.展示三极管的工作原理原理图;2.以NPN型三极管为例,介绍其工作原理;3.以电流流动的方式讲解三极管的工作过程。
(四)学习三极管的基本参数和测量方法(20分钟)1.介绍三极管的常见参数,如放大倍数、输出电阻等;2.讲解如何测量三极管的放大倍数和输入、输出电阻;3.展示测量三极管参数的仪器,实际操作演示。
(五)学习放大电路的基本原理(15分钟)1.介绍放大电路的基本组成,包括输入端、输出端和放大电路;2.讲解放大电路的基本工作原理;3.展示一种常见的放大电路,如共射放大电路,并通过示意图进行讲解。
(六)了解放大电路中的三极管应用(20分钟)1.介绍三种常见的放大电路:共射放大电路、共基放大电路和共集放大电路;2.分别讲解三种放大电路的特点和应用;3.学生思考并回答:你认为在哪些场合下可以使用这些电路?(七)小结与反思(5分钟)1.小结本节课学习的内容;2.提问:你掌握了这节课的重点吗?3.学生回答。
六、教学资源:1.三极管实物图;2.三极管工作原理原理图;3.测量三极管参数的仪器;4.放大电路示意图。
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放大电路的性能指标(课本P12)
放大倍数:衡量放大电路放大能力的指标。定义为输
出量有效值与输入量有效值之比。
•
Au
Uo
•
Ui
输入电阻:表明了放大电路对信号源的影响程度。
•
Ri
Ui
•
Ii
输出电阻:反映了放大电路带负载的能力。
•
Ro
Uo
•
Io
us 0 RL
非线性失真:当放大电路工作时,晶体管进入饱和区或截止区
第四章
三极管及放大电路基础
重点: 1.了解三极管的基本构造、工作原理和特性 曲线,理解主要参数的意义; 2.理解三极管的电流分配和电流放大作用; 3.会判断三极管的工作状态。 4.掌握各类三极管放大电路的分析方法:(1)静 态的工作点估算法; (2)动态的微变等效电路 分析法,即AV、Ri 和Ro的计算方法。
2. 极间反向电流
(1) 集电极-基极间反向饱和电流ICBO ICBO是由少数载流子的漂移运动所形成的电流,受温度
的影响大。 温度ICBO • 衡量晶体管集电结质量的重要指标。越小,管子稳定性
越好。
(2) 集电极-发射极间的反向饱和电流ICEO
ICEO=(1+ )ICBO
3. 极限参数
(1) 集电极最大允许电流ICM
4.1.2 放大状态下BJT的工作原理
放大的条件uBE uCB
结反偏)
1. 内部载流子的传输过程
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,使扩散到基 区的电子(非平衡少子)中的极少数 与空穴复合
,输出波形失去了输入波形的形状,这种失真由于晶体管的非
线性造成的,故称为非线性失真。
最大输出幅值:又称动态范围,是指输出波形的非线性失真 在允许的范围内,放大电路可能输出的最大信号的峰值。
4.2 共射极放大电路的工作原理
4.2.1 基本共射极放大电路的组成
VBB、Rb:使UBE> Uon,且有 合适的IB。 VCC:使UCE≥UBE,同时作为 负载的能源。 Rc:将ΔiC转换成ΔuCE(uO) 。 Vi:待放大的时变输入信号。
4.2.2 基本共射极放大电路的工作原理
通常,放大电路中直流电源的作用和交流信号的作用共 存,这使得电路的分析复杂化。为简化分析,将它们分开 作用,引入直流通路和交流通路的概念。
1. 静态(直流工作状态) 输入信号vi=0时,放大电路的工作状态称为静态或
直流工作状态。
静态时,晶体管各极的电流、b-e间的电压、管压降 称为静态工作点Q,记作IBQ、 ICQ(IEQ)、 UBEQ、 UCEQ。
(3) 当vCE≥1V时, 特性曲线基本重合。集电结的电场足够强,已收集 绝大部分电子,故随VCE,IB电流无明显变化。
共射极连接
2. 输出特性曲线
iC=f(vCE) iB=const
输出特性曲线的三个区域:
饱和区:iC明显受vCE控制的区域, 该区域内,一般vCE<0.7V (硅管)。 发射结正偏,集电结正偏或反偏 电压很小。
4.1.3 BJT的V-I 特性曲线
1. 输入特性曲线
(以共射极放大电路为例)
iB=f(vBE) vCE=const
(1) 当vCE=0V时,相当于发射结的正向伏安特性曲线。
(2) 随vCE的增加,曲线右移。 等于1V时集电结已进入反偏状态,开 始收集电子,基区复合减少,同样的vBE下 IB减小,特性曲线右移。
与iC的关系曲线
(2) 共发射极交流电流放大系数 =IC/IBvCE=const
β是常数吗?什么情况下 ?
(3) 共基极直流电流放大系数 =(IC-ICBO)/IE≈IC/IE
(4) 共基极交流电流放大系数α
α=IC/IEvCB=const
当ICBO和ICEO很小时, ≈、 ≈,可以不加区分。
集电极电流 IC上升会导致三极管的值的下降。一
般把β减小到额定值的1/2时,所对应的IC值。IC 超过 ICM 后,β显著减小,放大性能降低。 (2) 集电极最大允许功率损耗PCM
PCM= ICVCE
4.1.5 温度对BJT参数及特性的影响
1. 温度对BJT参数的影响 (1) 温度对ICBO的影响 温度每升高10℃,ICBO约增加一倍。
§4.1 晶体三极管
双极型晶体管(Bipolar Junction Transistor,简称BJT)
(a) 小功率管 (b) 小功率管 (c)中功率管 (d) 大功率管
4.1.1 BJT的结构简介
半导体三极管有两 种类型:NPN型和PNP 型。
特点: ➢ 基区薄,惨杂浓度低 ➢ 发射区惨杂浓度最高 ➢ 集电区面积最大
(2) 温度对 的影响 温度每升高1℃, 值约增大0.5%~1%。
(3) 温度对反向击穿电压V(BR)CBO、V(BR)CEO的影响 温度升高时,V(BR)CBO和V(BR)CEO都会有所提高。
2.温度对晶体管特性的影响
T (℃) ICEO
,故输出特性曲线上移 ,且距离增大
uBE不变时iB ,即iB不变时uBE ,即输入特性曲线左移
基区空穴 的扩散
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。
2. 电流分配关系
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
穿透电流
IC
IB
放大区:iC平行于vCE轴的区域,曲线基本平行等距;随VCE增加, 曲线略向上倾斜。发射结正偏,集电结反偏。
截止区:iC接近零的区域,相当iB=0的曲线的下方。此时, vBE小于 死区电压。发射结反偏,集电结反偏。
4.1.4 BJT的主要参数
1. 电流放大系数
(1) 共发射极直流电流放大系数
=(IC-ICEO)/IB≈IC / IB vCE=const
iC
iB
ICEO (1 )ICBO
交流电流放大系数 集电结反向电流
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。