2三极管及放大电路概论
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2020-11-13
第2章 三极管及放大电路
图2.5 输入特性曲线
2020-11-13
第2章 三极管及放大电路
2. 输出特性曲线 输出特性是指当基极电流IB为常数时，集电极电流 IC与集-射电压UCE之间的关系曲线。在不同的IB下，可 得出不同的曲线，所以三极管的输出特性曲线是一组 曲线，如图2.6（a）所示。
第2章 三极管及放大电路
2.1 三极管
2.2 共射放大电路
2.3 放大电路的图解分析法
2.4 放大电路的微变等效电路分析法
2.5 静态工作点稳定电路
2.6 共集放大电路和共基放大电路
2.7 MOS场效应管及放大电路
2.8 多级放大电路
2.9 差动放大电路
2.10 功率放大电路
2020-11-13
第2章 三极管及放大电路
2020-11-13
第2章 三极管及放大电路
表2.1 实验测试数据
电流
1
2
IB（mA）
0
0.02
IC（mA） ＜0.001
0.70
IE（mA） ＜0.001
0.72
实验次数
3
4
0.04
0.06
1.50
2.30
1.54
2.36
5 0.08 3.10 3.18
6 0.10 3.95 4.05
2020-11-13
第2章 三极管及放大电路
第2章 三极管及放大电路
内容提要 本章首先介绍半导体三极管的结构、特性及主要参 数，然后介绍各种放大电路。重点讨论三极管共射放大 电路的静态和动态分析，然后讨论三极管共集和共基放 大电路、MOS场效应管放大电路、多级放大电路、差动 放大电路和功率放大电路。
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第2章 三极管及放大电路
图2.6 输出特性曲线
2020-11-13
第2章 三极管及放大电路
通常把三极管的输出特性曲线分为3个工作区。 （1）放大区。输出特性曲线近于水平的区域是放大 区，也称线性区。此时发射结正偏，集电结反偏。对NPN 型管，就是UBE＞0.5V（或UBE＞0.1V），且UCE＞1V时， 三极管工作于放大状态。在此区域，三极管具有恒流特性：
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第2章 三极管及放大电路
三极管接在电路中要有输入端和输出端，而其只 有三个电极，因此必然有一个电极作为输入回路和输 出回路的公共端，如图2.2所示，晶体管有三种基本组 态。
图2.2 三极管的三种组态
2020-11-13
第2章 三极管及放大电路
1. 共射接法 以基极为输入端，集电极为输出端，发射极为输入、 输出两回路的公共端，如图2.2（a）所示。 2. 共集接法 以基极为输入端，发射极为输出端，集电极为输入、 输出两回路的公共端，如图2.2（b）所示。 3. 共基接法 以发射极为输入端，集电极为输出端，基极为输入、 输出两回路的公共端，如图2.2（c）所示。
第2章 三极管及放大电路
由实验及测试结果可得出如下结论。
（1）三个电流符合基尔霍夫定律，即
IE = IB + IC
（2-1）
且基极电流IB很小，忽略IB不计，则有IE≈IC
与IB（的2的）比三值极近管似有为电一流个放常大数作，用即，从实验数据可以看出，IC
IC
（2-2）
IB
基极电流IB的微小变化能引起集电极电流IC较大的变化，即
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第2章 三极管及放大电路
2.1.2 三极管的放大作用
以 NPN 型 三极管为例， 通过实验来了 解半导体三极 管的放大原理 和其中的电流 分配情况，实 验 电 路 如图 2.3 所示。
图2.3 电流放大实验电路
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第2章 三极管及放大电路
将三极管接成两条电路，一条是由电源电压UCC 的正极经过电阻RB（通常为几百千欧的可调电阻）、 基极、发射极到电源电压UCC的负极，称为基极回路。 另一条是由电源电压UCC的正极经过电阻RC、集电极、 发射极再回到电源电压UCC的负极，称为集电极回路。 可见，发射极是两个回路所共用的，所以这种接法称 为共发射极电路。 改变可变电阻RB，则基极电流IB、集电极电流IC和发 射极电流IE都发生变化，电流方向如图1.18所示，测 试结果列于表2.1中。
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第2章 三极管及放大电路
图2.1 三极管的外形、内部结构示意图及符号
2020-11-13
第2章 三极管及放大电路
三极管是由三层半导体制成的两个PN结（发射结 和集电结），其特点是中间一层P（或N）型半导体特 别薄，两边各为一层N（或P）型半导体。从三层半导 体上分别引出3个电极，称为集电极C、基极B和发射极 E，对应的每块半导体称为集电区、基区和发射区。虽 然发射区和集电区都是N（或P）型半导体，但是发射 区比集电区掺的杂质重，因此它们并不对称，使用时这 两个极不能混淆。
2.1 三极管 2.1.1 三极管的结构 半导体三极管的种类很多，根据制作的基片材料分 为硅管和锗管，硅管性能优于锗管，故当前生产和使用 的三极管以硅管为多；按频率分为高频管、低频管；按 功率分为小、中、大功率管；按结构分为NPN和PNP两 种类型。 三极管是通过一定的工艺，将两个PN结结合在一 起的器件。图2.1所示为三极管的外形、内部结构示意 图及符号（用VT表示）。
IC
（2-3）
I B
以上两式中的 和 分别称为晶体管的直流和交流电流放大
系数。从表1.1中可以看出， ，且在一定范围内几乎不
变，故工程上不必严格区分，估算时可以通用。2020-11-13
源自文库
第2章 三极管及放大电路
2.1.3 三极管的特性曲线及工作状态 三极管采用共发射极接法时，信号从基极-发射极 回路输入，从集电极-发射极回路输出，所以有两条伏 安特性曲线。这些特性曲线可用晶体管特性图示仪直观 地显示出来，也可通过如图2.4所示的实验电路进行测 绘。图中，UCC＞UBB，以使发射结正向偏置，集电结 反向偏置，保证三极管放大的外部条件。
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第2章 三极管及放大电路
图2.4 三极管特性曲线实验电路
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第2章 三极管及放大电路
1. 输入特性曲线 输入特性是指当集-射电压UCE为常数时，基极电 流IB与基-射电压UBE之间的关系曲线，如图2.5所示。 可以看到，它类似二极管的正向伏安特性曲线，三极 管的输入特性曲线也有一段死区，硅管的死区电压约 为0.5V，锗管的死区电压约为0.1V。在正常导通时， 硅管的UBE约为0.7V，而锗管UBE约为0.3V。且对三极 管而言，当UCE＞1V后，即使加大UCE，这条输入特 性曲线基本上也是与UCE无关的。
第2章 三极管及放大电路
图2.5 输入特性曲线
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2. 输出特性曲线 输出特性是指当基极电流IB为常数时，集电极电流 IC与集-射电压UCE之间的关系曲线。在不同的IB下，可 得出不同的曲线，所以三极管的输出特性曲线是一组 曲线，如图2.6（a）所示。
第2章 三极管及放大电路
2.1 三极管
2.2 共射放大电路
2.3 放大电路的图解分析法
2.4 放大电路的微变等效电路分析法
2.5 静态工作点稳定电路
2.6 共集放大电路和共基放大电路
2.7 MOS场效应管及放大电路
2.8 多级放大电路
2.9 差动放大电路
2.10 功率放大电路
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第2章 三极管及放大电路
表2.1 实验测试数据
电流
1
2
IB（mA）
0
0.02
IC（mA） ＜0.001
0.70
IE（mA） ＜0.001
0.72
实验次数
3
4
0.04
0.06
1.50
2.30
1.54
2.36
5 0.08 3.10 3.18
6 0.10 3.95 4.05
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第2章 三极管及放大电路
内容提要 本章首先介绍半导体三极管的结构、特性及主要参 数，然后介绍各种放大电路。重点讨论三极管共射放大 电路的静态和动态分析，然后讨论三极管共集和共基放 大电路、MOS场效应管放大电路、多级放大电路、差动 放大电路和功率放大电路。
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第2章 三极管及放大电路
图2.6 输出特性曲线
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第2章 三极管及放大电路
通常把三极管的输出特性曲线分为3个工作区。 （1）放大区。输出特性曲线近于水平的区域是放大 区，也称线性区。此时发射结正偏，集电结反偏。对NPN 型管，就是UBE＞0.5V（或UBE＞0.1V），且UCE＞1V时， 三极管工作于放大状态。在此区域，三极管具有恒流特性：
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第2章 三极管及放大电路
三极管接在电路中要有输入端和输出端，而其只 有三个电极，因此必然有一个电极作为输入回路和输 出回路的公共端，如图2.2所示，晶体管有三种基本组 态。
图2.2 三极管的三种组态
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第2章 三极管及放大电路
1. 共射接法 以基极为输入端，集电极为输出端，发射极为输入、 输出两回路的公共端，如图2.2（a）所示。 2. 共集接法 以基极为输入端，发射极为输出端，集电极为输入、 输出两回路的公共端，如图2.2（b）所示。 3. 共基接法 以发射极为输入端，集电极为输出端，基极为输入、 输出两回路的公共端，如图2.2（c）所示。
第2章 三极管及放大电路
由实验及测试结果可得出如下结论。
（1）三个电流符合基尔霍夫定律，即
IE = IB + IC
（2-1）
且基极电流IB很小，忽略IB不计，则有IE≈IC
与IB（的2的）比三值极近管似有为电一流个放常大数作，用即，从实验数据可以看出，IC
IC
（2-2）
IB
基极电流IB的微小变化能引起集电极电流IC较大的变化，即
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第2章 三极管及放大电路
2.1.2 三极管的放大作用
以 NPN 型 三极管为例， 通过实验来了 解半导体三极 管的放大原理 和其中的电流 分配情况，实 验 电 路 如图 2.3 所示。
图2.3 电流放大实验电路
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第2章 三极管及放大电路
将三极管接成两条电路，一条是由电源电压UCC 的正极经过电阻RB（通常为几百千欧的可调电阻）、 基极、发射极到电源电压UCC的负极，称为基极回路。 另一条是由电源电压UCC的正极经过电阻RC、集电极、 发射极再回到电源电压UCC的负极，称为集电极回路。 可见，发射极是两个回路所共用的，所以这种接法称 为共发射极电路。 改变可变电阻RB，则基极电流IB、集电极电流IC和发 射极电流IE都发生变化，电流方向如图1.18所示，测 试结果列于表2.1中。
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第2章 三极管及放大电路
图2.1 三极管的外形、内部结构示意图及符号
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第2章 三极管及放大电路
三极管是由三层半导体制成的两个PN结（发射结 和集电结），其特点是中间一层P（或N）型半导体特 别薄，两边各为一层N（或P）型半导体。从三层半导 体上分别引出3个电极，称为集电极C、基极B和发射极 E，对应的每块半导体称为集电区、基区和发射区。虽 然发射区和集电区都是N（或P）型半导体，但是发射 区比集电区掺的杂质重，因此它们并不对称，使用时这 两个极不能混淆。
2.1 三极管 2.1.1 三极管的结构 半导体三极管的种类很多，根据制作的基片材料分 为硅管和锗管，硅管性能优于锗管，故当前生产和使用 的三极管以硅管为多；按频率分为高频管、低频管；按 功率分为小、中、大功率管；按结构分为NPN和PNP两 种类型。 三极管是通过一定的工艺，将两个PN结结合在一 起的器件。图2.1所示为三极管的外形、内部结构示意 图及符号（用VT表示）。
IC
（2-3）
I B
以上两式中的 和 分别称为晶体管的直流和交流电流放大
系数。从表1.1中可以看出， ，且在一定范围内几乎不
变，故工程上不必严格区分，估算时可以通用。2020-11-13
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第2章 三极管及放大电路
2.1.3 三极管的特性曲线及工作状态 三极管采用共发射极接法时，信号从基极-发射极 回路输入，从集电极-发射极回路输出，所以有两条伏 安特性曲线。这些特性曲线可用晶体管特性图示仪直观 地显示出来，也可通过如图2.4所示的实验电路进行测 绘。图中，UCC＞UBB，以使发射结正向偏置，集电结 反向偏置，保证三极管放大的外部条件。
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第2章 三极管及放大电路
图2.4 三极管特性曲线实验电路
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第2章 三极管及放大电路
1. 输入特性曲线 输入特性是指当集-射电压UCE为常数时，基极电 流IB与基-射电压UBE之间的关系曲线，如图2.5所示。 可以看到，它类似二极管的正向伏安特性曲线，三极 管的输入特性曲线也有一段死区，硅管的死区电压约 为0.5V，锗管的死区电压约为0.1V。在正常导通时， 硅管的UBE约为0.7V，而锗管UBE约为0.3V。且对三极 管而言，当UCE＞1V后，即使加大UCE，这条输入特 性曲线基本上也是与UCE无关的。