晶体管及基本放大电路
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忽略 I ，有 I I CEO C B(常用公式)
6.1.3 特性曲线
即管子各电极电压与电流的关系曲线，是管子 内部载流子运动的外部表现，反映了晶体管的性能， 是分析放大电路的依据。 为什么要研究特性曲线： (1)直观地分析管子的工作状态
(2)合理地选择偏置电路的参数,设计性能良好的电路 重点讨论应用最广泛的共发射极接法的特性曲线
把基极电流的微小变化能够引起集电极电流较大 变化的特性称为晶体管的电流放大作用。 实质: 用一个微小电流的变化去控制一个较大电流 的变化，是CCCS器件。
(4) 要使晶体管起放大作用，发射结必须正向 偏置，集电结必须反向偏置。
IC C IB + B T UCE + E UBE I E
死区电压： 3DG100晶体管的 硅管0.5V， 输入特性曲线
0.4 0.8 UBE/V
锗管0.1V。
2. 输出特性
I f( U )I C CE 常数
B
在不同的 IB下，可得出不同的曲线，所以晶体管 的输出特性曲线是一组曲线。
IC/mA 4 100 µ A 80µ A 60 µ A 40 µ A IB
发射结
E 发射极
发射区：掺 杂浓度最高
6. 1. 2 电流分配和放大原理
1. 三极管放大的外部条件 发射结正偏、集电结反偏 从电位的角度看： NPN 发射结正偏 VB>VE 集电结反偏 VC>VB
C N P N E RC EC
B RB EB
发射结正偏 集电结反偏
PNP VB<VE VC<VB
2. 各电极电流关系及电流放大作用
N
B 基极
基区 集电区
发射区 C
C
N P N
基区 集电区 B 基极 C
IB
B
IC
B
IB
B
T
IC
B
T E
P N
IE (a)
IE
E
P
E
E
(b)
晶体管的结构示意图和表示符号
(a)NPN型晶体管； (b)PNP型晶体管
结构特点：
集电区： 面积最大 集电结 集电极 C N P N
基区：最薄， 掺杂浓度最低
基极 B
晶体管及基本放 大电路
6.1 晶体管
6.1.1 基本结构
B
E 二氧化碳保护膜 N型硅 B N型锗 P 铟球
E P
铟球
P型硅 N型硅 C
(a)
C Байду номын сангаасb)
晶体管的结构 (a)平面型； (b)合金型
发射结 发射极 E N 发射区 C P
集电结
发射结 集电极 发射极 E C P N
集电结 P 集电极 C
ICE 与 IBE 之比称为共 发射极电流放大倍数
IB
B
EC
I I CE I C CBO I C I I BE I B CBO I B
RB
EB
IBE
E I E
N
I I (1 ) I I I C B CBO B CEO
若IB =0, 则 IC ICE0 集－射极穿透电流, 温度ICEO
IC C IB B T + UC + E E UBE IE
电流方向和发射结与集电结的极性
(a) NPN 型晶体管； (b) PNP 型晶体管
3.三极管内部载流子的运动规律
集电结反偏， 有少子形成的 反向电流ICBO。 基区空穴 向发射区的 扩散可忽略。
B RB IBE E IE C ICBO 从基区扩散来的 电子作为集电结 的少子，漂移进 入集电结而被收 集，形成ICE。 EC
测量晶体管特性的实验线路
IB
A
IC
mA
B + V UBE
C
3DG100
RB
E
+ V UCE
EC
输入回路
输出回路
EB
共发射极电路 发射极是输入回路、输出回路的公共端
1. 输入特性 特点:非线性
IB/A 80
I f( U ) B BE U 常数
CE
60
40 20
O
UCE≥1V
正常工作时发射结电压： NPN型硅管 UBE 0.6 ~ 0.7V PNP型锗管 UBE 0.2 ~ 0.3V
IC B + R UBE
B
3
2.3 2 1.5 1 O 3 6
C+ UCE E
EC=UCC
20 µ A
IB =0 9
EB
共发射极电路
12 U /V CE 3DG100晶体管的输出特性曲线
2. 输出特性
I f( U )I C CE 常数
B
晶体管有三种工作状态，因而输出特性曲线分为 三个工作区 (1) 放大区 在放大区 IC = IB ， IC/mA 4 100 µ A 也称为线性区，具有恒 流特性。 80µ A 3 在放大区，发射结处 放 Q2 60 µA 2.3 于正向偏置、集电结处 A 2 Q1 40 µ 大 于反向偏置，晶体管工 1.5 作于放大状态。 区 20 µA 1 对 NPN 型管而言, 应使 IB =0 U > 0, UBC< 0，此时， O 3 6 9 12 UCE/V BE UCE > UBE。
ICE
N P N
进入P 区的电 E B 子少部分与基区 的空穴复合，形 成电流IBE ，多 数扩散到集电结。
发射结正偏， 发射区电子不断 向基区扩散，形 成发射极电流IE。
3. 三极管内部载流子的运动规律
IC = ICE+ICBO ICE IB = IBE- ICBO IBE
C IC ICBO ICE N P
1.50 1.54
0.06 2.30
2.36
IC(mA) <0.001 0.70 IE(mA)
结论:
0.08 3.10 3.18
0.10 3.95 4.05
<0.001 0.72
(1) IE = IB + IC 符合基尔霍夫定律 (2) IC IB ， IC IE (3) IC IB
IB
A
IC
mA
B
C
3DG100
RB
+ V UBE
E
mA IE
+ V UCE
EC
EB
晶体管电流放大的实验电路 设 EC = 6 V，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，测量结 果如下表：
晶体管电流测量数据 IB(mA) 0 0.02
0.04
3DG100晶体管的输出特性曲线
(2) 截止区 IB = 0 的曲线以下的区域称为截止区。 IB = 0 时, IC = ICEO(很小)。(ICEO<0.001mA)
4 3 IC/mA
100 µ A
80µ A 60 µ A
2.3 2 1.5 1
O
40 µ A
20 µ A IB =0
6.1.3 特性曲线
即管子各电极电压与电流的关系曲线，是管子 内部载流子运动的外部表现，反映了晶体管的性能， 是分析放大电路的依据。 为什么要研究特性曲线： (1)直观地分析管子的工作状态
(2)合理地选择偏置电路的参数,设计性能良好的电路 重点讨论应用最广泛的共发射极接法的特性曲线
把基极电流的微小变化能够引起集电极电流较大 变化的特性称为晶体管的电流放大作用。 实质: 用一个微小电流的变化去控制一个较大电流 的变化，是CCCS器件。
(4) 要使晶体管起放大作用，发射结必须正向 偏置，集电结必须反向偏置。
IC C IB + B T UCE + E UBE I E
死区电压： 3DG100晶体管的 硅管0.5V， 输入特性曲线
0.4 0.8 UBE/V
锗管0.1V。
2. 输出特性
I f( U )I C CE 常数
B
在不同的 IB下，可得出不同的曲线，所以晶体管 的输出特性曲线是一组曲线。
IC/mA 4 100 µ A 80µ A 60 µ A 40 µ A IB
发射结
E 发射极
发射区：掺 杂浓度最高
6. 1. 2 电流分配和放大原理
1. 三极管放大的外部条件 发射结正偏、集电结反偏 从电位的角度看： NPN 发射结正偏 VB>VE 集电结反偏 VC>VB
C N P N E RC EC
B RB EB
发射结正偏 集电结反偏
PNP VB<VE VC<VB
2. 各电极电流关系及电流放大作用
N
B 基极
基区 集电区
发射区 C
C
N P N
基区 集电区 B 基极 C
IB
B
IC
B
IB
B
T
IC
B
T E
P N
IE (a)
IE
E
P
E
E
(b)
晶体管的结构示意图和表示符号
(a)NPN型晶体管； (b)PNP型晶体管
结构特点：
集电区： 面积最大 集电结 集电极 C N P N
基区：最薄， 掺杂浓度最低
基极 B
晶体管及基本放 大电路
6.1 晶体管
6.1.1 基本结构
B
E 二氧化碳保护膜 N型硅 B N型锗 P 铟球
E P
铟球
P型硅 N型硅 C
(a)
C Байду номын сангаасb)
晶体管的结构 (a)平面型； (b)合金型
发射结 发射极 E N 发射区 C P
集电结
发射结 集电极 发射极 E C P N
集电结 P 集电极 C
ICE 与 IBE 之比称为共 发射极电流放大倍数
IB
B
EC
I I CE I C CBO I C I I BE I B CBO I B
RB
EB
IBE
E I E
N
I I (1 ) I I I C B CBO B CEO
若IB =0, 则 IC ICE0 集－射极穿透电流, 温度ICEO
IC C IB B T + UC + E E UBE IE
电流方向和发射结与集电结的极性
(a) NPN 型晶体管； (b) PNP 型晶体管
3.三极管内部载流子的运动规律
集电结反偏， 有少子形成的 反向电流ICBO。 基区空穴 向发射区的 扩散可忽略。
B RB IBE E IE C ICBO 从基区扩散来的 电子作为集电结 的少子，漂移进 入集电结而被收 集，形成ICE。 EC
测量晶体管特性的实验线路
IB
A
IC
mA
B + V UBE
C
3DG100
RB
E
+ V UCE
EC
输入回路
输出回路
EB
共发射极电路 发射极是输入回路、输出回路的公共端
1. 输入特性 特点:非线性
IB/A 80
I f( U ) B BE U 常数
CE
60
40 20
O
UCE≥1V
正常工作时发射结电压： NPN型硅管 UBE 0.6 ~ 0.7V PNP型锗管 UBE 0.2 ~ 0.3V
IC B + R UBE
B
3
2.3 2 1.5 1 O 3 6
C+ UCE E
EC=UCC
20 µ A
IB =0 9
EB
共发射极电路
12 U /V CE 3DG100晶体管的输出特性曲线
2. 输出特性
I f( U )I C CE 常数
B
晶体管有三种工作状态，因而输出特性曲线分为 三个工作区 (1) 放大区 在放大区 IC = IB ， IC/mA 4 100 µ A 也称为线性区，具有恒 流特性。 80µ A 3 在放大区，发射结处 放 Q2 60 µA 2.3 于正向偏置、集电结处 A 2 Q1 40 µ 大 于反向偏置，晶体管工 1.5 作于放大状态。 区 20 µA 1 对 NPN 型管而言, 应使 IB =0 U > 0, UBC< 0，此时， O 3 6 9 12 UCE/V BE UCE > UBE。
ICE
N P N
进入P 区的电 E B 子少部分与基区 的空穴复合，形 成电流IBE ，多 数扩散到集电结。
发射结正偏， 发射区电子不断 向基区扩散，形 成发射极电流IE。
3. 三极管内部载流子的运动规律
IC = ICE+ICBO ICE IB = IBE- ICBO IBE
C IC ICBO ICE N P
1.50 1.54
0.06 2.30
2.36
IC(mA) <0.001 0.70 IE(mA)
结论:
0.08 3.10 3.18
0.10 3.95 4.05
<0.001 0.72
(1) IE = IB + IC 符合基尔霍夫定律 (2) IC IB ， IC IE (3) IC IB
IB
A
IC
mA
B
C
3DG100
RB
+ V UBE
E
mA IE
+ V UCE
EC
EB
晶体管电流放大的实验电路 设 EC = 6 V，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，测量结 果如下表：
晶体管电流测量数据 IB(mA) 0 0.02
0.04
3DG100晶体管的输出特性曲线
(2) 截止区 IB = 0 的曲线以下的区域称为截止区。 IB = 0 时, IC = ICEO(很小)。(ICEO<0.001mA)
4 3 IC/mA
100 µ A
80µ A 60 µ A
2.3 2 1.5 1
O
40 µ A
20 µ A IB =0