三极管及其放大电路教学ppt.ppt

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1、1,第四章 三极管及其放大电路基础,模拟电路,放大的概念,放大的对象：变化量放大的本质：能量的控制放大的基本要求：不失真放大的前提,至少一路直流电源供电,4.1 半导体三极管,BJT的结构简介,放大状态下BJT的工作原理,BJT的VI特性曲线,BJT的主要参数,4.1.1晶体管的结构,中功率管,大功率管,4.1.1 BJT的结构（以NPN为例）,BJT的定义,以NPN型为例。,BJT是通过一定的工艺，将两个PN结结合在一起的器件。由于两个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作用，从而使PN结的应用发生了质的飞跃。,三极管载流子的传输过程,三极管的放大作用是在

2、一定的外部条件控制下，通过载流子传输体现出来的。,4.1.1 BJT的结构简介,三极管载流子的传输过程,4.1.1 BJT的结构简介,三极管载流子的传输过程,4.1.1 BJT的结构简介,三极管载流子的传输过程,4.1.1 BJT的结构简介,三极管载流子的传输过程,外部条件：左侧PN结正偏 右侧PN结反偏,三极管的命名,三极管的命名,三极管的命名,发射极,基极,集电极,NPN型半导体三极管的结构示意图,NPN管的电路符号,三极管的命名,半导体三极管的结构示意图如图所示。它有两种类型:NPN型和PNP型。,PNP管的电路符号,三极管的命名,三极管的放大作用是在一定的外部条件控制下，通过载流子传输

3、体现出来的。,三极管的电流分配（以NPN为例）,1.内部载流子的传输过程,发射区：发射载流子集电区：收集载流子基区：传送和控制载流子,由于三极管内有两种载流子(自由电子和空穴)参与导电，故称为双极型三极管或BJT(Bipolar Junction Transistor)。,放大状态下BJT中载流子的传输过程,三极管的电流分配,1.电流关系式,IC=ICN+ICBO,放大状态下BJT中载流子的传输过程,IE=IEN+IEP IEN,IEN=ICN+IBN,发射极电流：,集电极电流：,2.系数,根据传输过程可知,IC=ICN+ICBO,通常 IC ICBO,IE=IB+IC,放大状态下BJT中载流

4、子的传输过程,3.系数,内部条件,外部条件,三极管放大原理小结,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,发射区杂质浓度远大于基区杂质浓度，基区很薄，集电结面积要大。,发射结正向偏置，集电结反向偏置。,PNP型三极管要工作的外部条件是什么？,PNP管的电路符号,PNP型三极管,三极管的三种组态,共集电极接法，集电极作为公共电极，用CC表示。,共基极接法，基极作为公共电极，用CB表示；,共发射极接法，发射极作为公共电极，用CE表示；,BJT的三种组态,共基极放大电路,共基极放大电路,共发射极放大电路,共发射极放大电路,共射极

5、连接,4.1.3 BJT的V-I 特性曲线,iB=f(vBE)vCE=const,(2)当vCE1V时，vBC=vBE-vCE 0，集电结已进入反偏状态，同样的vBE下 IB减小，特性曲线右移。,(1)当vCE=0V时，晶体管的发射结和集电结都正偏，iB电流是正偏的两个PN结正向电流之和。iB=iB1+iB2,1.输入特性曲线,（以共射极放大电路为例）,共射极连接,PN结的正向伏安特性曲线。,iC=f(vCE)iB=const,2.输出特性曲线,4.1.3 BJT的V-I 特性曲线,共射极连接,IC(mA),此区域相邻两条线等间隔，满足IC=IB称为线性区（放大区）。,当UCE大于一定的数值时

6、，IC时表现为恒流特性，不随UCE增大。,放大区,发射结正偏，集电结反偏。,此区域中UCEUBE,集电结正偏，称为饱和区。,该区域的VCE 很小，称其为饱和压降VCES。,饱和区,发射结正偏，集电结正偏。,(2)IC bIB，IB失去了对IC的 控制。,(1)UCEUBE，集电结正偏。,饱和区的特点,(3)集电极饱和电压降UCES较小，小功率硅管为 0.30.5V。,(4)饱和时集电极电流,此区域中:UBE 死区电压,IB=0,IC=ICEO,称为截止区。,截止区,发射结不导通，集电结反偏。,输出特性三个区域的特点:,放大区：发射结正偏，集电结反偏。即：IC=IB,且 IC=IB,(2)饱和区

7、：发射结正偏，集电结正偏。即：UCEUBE，IBIC,(3)截止区：UBE 死区电压，IB=0，IC=ICEO 0,例1：试判断三极管的工作状态,例2：用数字电压表测得放大电路中晶体管的各极电位，试判断晶体管的类型（为NPN型还是PNP型，硅管还是锗管，分别标上B、E、C。,(4)共发射极直流电流放大系数,1.电流放大系数,4.1.4 BJT的主要参数,(3)共发射极交流电流放大系数,(2)共基极交流电流放大系数,(1)共基极直流电流放大系数,当ICBO和ICEO很小时，、，可以不加区分。,2.极间反向电流,(1)集电极基极间反向饱和电流ICBO 发射极开路时，集电结的反向饱和电流。,4.1.4 BJT的主要参数,ICBO是集电结反偏由少子的漂移形成的反向电流，受温度的变化影响。,(2)集电极发射极间的反向饱和电流ICEO,ICEO=（1+）ICBO,4.1.4 BJT的主要参数,2.极间反向电流（穿透电流）,1 对UBEth的影响 温度每升高1C，UBEth减小22.5mv2 对ICBO的影响 温度每升高10C，ICBO增大一倍3 对 的影响 温度每升高1C，增大0.51 最终使IC随温度升高而增大,4.1.5 温度对BJT参数及特性的影响,38,本节小结,1.符号2三极管载流子传输3电流分配4输入-输出特性曲线,本节作业,P185：4.1.1,