三极管及放大电路ppt课件上课讲义.ppt

6.5 半导体三极管及放大电路基础,一、,半导体三极管,（BJT双结晶体管）,功率：,材料：,小、中、大功率管,硅管、锗管,类型：,NPN型、PNP型,半导体三极管:,具有电流放大功能的元件,分类：,1 基本结构,N,N,P,基极,发射极,集电极,NPN型,B,E,C,B,E,C,PNP型,P,P,N,基极,发射极,集电极,符号：,B,E,C,I,B,I,E,I,C,B,E,C,I,B,I,E,I,C,NPN,型三极管,PNP,型三极管,基区：最薄，,掺杂浓度最低,发射区：掺,杂浓度最高,发射结,集电结,B,E,C,N,N,P,基极,发射极,集电极,结构特点：,集电区：,面积最大,三极管的基本接法,共集电极接法,：,集电极作为公共端；,共基极接法,：,基极作为公共端。,共发射极接法,：,发射极作为公共端；,2 BJT的电流分配和放大原理,1.三极管放大的外部条件,B,E,C,N,N,P,E,B,R,B,E,C,R,C,发射结正偏、集电结反偏,PNP,发射结正偏,V,B,V,E,集电结反偏,V,C,V,E,集电结反偏,V,C,V,B,2.三极管内部载流子的运动规律,B,E,C,N,N,P,V,EE,R,B,V,CC,I,E,I,BE,I,CE,I,CBO,发射结正偏，发射区电子不断向基区扩散，形成发射极电流,I,E,。,进入P 区的电子少部分与基区的空穴复合，形成电流,I,BE多数扩散到集电结。,基区空穴向发射区的扩散可忽略。,集电结反偏，有少子形成的反向电流,I,CBO,。,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,I,CE,。,J,C,J,E,B,E,C,N,N,P,V,EE,R,B,V,CC,I,E,I,BE,I,CE,I,CBO,J,C,J,E,I,C,I,B,2.三极管的电流分配关系,I,C,I,CE,I,CBO,I,B,I,BE,I,CBO,I,E,I,C,I,B,3,特性曲线,发射极是输入回路、输出回路的公共端,共发射极电路,输入回路,输出回路,I,C,E,B,mA,A,V,U,CE,U,BE,R,B,I,B,E,C,V,+1.,输入特性,特点:非线性,正常工作时发射结电压：,NPN,型硅管,U,BE,0.7V,PNP,型锗管,U,BE,-0.3V,I,B,(,A),U,BE,(V),20,40,60,80,0.4,0.8,U,CE,1V,O,2.,输出特性,I,B,=0,20,A,40,A,60,A,80,A,100,A,3,6,I,C,(,m,A ),1,2,3,4,U,CE,(V),9,12,O,放大区,输出特性曲线通常分三个工作区：,(1)放大区,在放大区有,I,C,=,I,B,，也,称为线性区，具有恒流特性。,在放大区，,发射结处于正向偏置、集电结处于反向偏置，晶体管工作于放大状态。,I,B,=0,20,A,40,A,60,A,80,A,100,A,3,6,I,C,(,m,A ),1,2,3,4,U,CE,(V),9,12,O,（2）截止区,I,B,I,C,(3)截止区,U,BE,V,b,V,e,放大V,c,V,b,V,e,例：,3,主要参数,1.,电流放大系数,，,直流电流放大系数,交流电流放大系数,当晶体管接成发射极电路时，,表示晶体管特性的数据称为晶体管的参数，晶体管的参数也是设计电路、选用晶体管的依据。,注意：,和,的含义不同，但在特性曲线近于平行等距并且,I,CE0,较小的情况下，两者数值接近。,常用晶体管的,值在20 200之间。,基本放大电路,基本放大电路一般是指由一个三极管与相应元件组成放大电路,。,6.3,共射极放大电路,单电源供电时常用的画法,共发射极基本电路,+U,CC,R,S,e,s,R,B,R,C,C,1,C,2,T,+,+,+,R,L,u,i,+,u,o,+,+,+,u,BE,u,CE,i,C,i,B,i,E,E,C,R,S,e,s,R,B,E,B,R,C,C,1,C,2,T,+,+,+,R,L,+,+,u,i,+,u,o,+,+,+,u,BE,u,CE,i,C,i,B,i,E,耦合电容：C1、C2 ;,负载电阻：R,L,输入电压：,u,i,;,输出电压：,u,o,信号放大过程各点波形,R,B,+E,C,R,C,C,1,C,2,u,i,ti,B,t,i,C,t,u,C,t,u,o,t,u,i,i,C,u,C,u,o,i,B,U,BE,I,B,I,C,U,CE,u,o,=,0,u,BE,=,U,BE,u,CE,=,U,CE,u,BE,t,O,i,B,t,O,i,C,t,O,u,CE,t,O,1.无输入信号,(,u,i,=0),时，三极管各电极都是恒定的电压和电流,:,I,B,、,U,BE,和,I,C,、,U,CE,(,静态工作点),。,？,u,i,t,O,U,BE,I,B,I,C,U,CE,u,BE,t,O,i,B,t,O,i,C,t,O,u,CE,t,O,u,o,t,O,2.,有输入信号,(,u,i,0),时,，各电流和电压均直流量的基础上叠加了一个交流量。,u,o,0,u,BE,=,U,BE,+,u,i,u,CE,=,U,CE,+,u,o,结论：,将电流和电压的直流分量和交流分量分开加以分析：,对直流量用直流通路：求静态工作点Q,对交流量用交流通路：求电压放大倍数、输入输出电阻等,+,集电极电流,直流分量,交流分量,动态分析,i,C,t,O,i,C,t,I,C,O,i,C,t,i,c,O,静态分析,例：,画出下图放大电路的直流通路,直流通路,直流通路用来计算静态工作点,Q,(,I,B,、,I,C,、,U,CE,),对直流信号电容,C,可看作开路（即将电容断开）,断开,断开,+,U,CC,R,B,R,C,T,+,U,BE,U,CE,I,C,I,B,I,E,+U,CC,R,S,e,s,R,B,R,C,C,1,C,2,T,+,+,+,R,L,u,i,+,u,o,+,+,+,u,BE,u,CE,i,C,i,B,i,E,直流通路与交流通路,R,B,R,C,u,i,u,O,R,L,R,S,e,s,+,+,+,对交流信号(有输入信号,u,i,时的交流分量),X,C,0，,C,可看作短路。忽略电源的内阻，电源的端电压恒定，直流电源对交流可看作短路。,短路,短路,对地短路,交流通路,用来计算电压放大倍数、输入电阻、输出电阻等动态参数。,+U,CC,R,S,e,s,R,B,R,C,C,1,C,2,T,+,+,+,RL,u,i,+,u,o,+,+,+,u,BE,u,CE,i,C,i,B,i,E,6.3.1放大电路静态分析法,I,B,、,I,C,和,V,CE,是,静态工作状态,的三个量,，,用,Q,表示。在测试基本放大电路时，测量三个电极对地的电位,V,B,、V,E,和,V,C,即可确定三极管的静态工作状态,。,(1)估算工作点:(Q点)用直流通路】,硅,:,V,BE,=0.7V,锗,:,V,BE,=0.2V,R,b,+,V,CC,R,C,实现放大的条件,(1),晶体管必须工作在放大区。发射结正偏，集,电结反偏。,(2),正确设置静态工作点，使晶体管工作于放大,区。,(3),输入回路将变化的电压转化成变化的基极电,流。,(4),输出回路将变化的集电极电流转化成变化的,集电极电压，经电容耦合只输出交流信号。,6.3.2 晶体管动态分析,模型简化法,3.4.2用模型分析共射极基本放大电路,等效电路,