半导体三极管及基本放大电路教案

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1、模拟电子技术基础理论课教案授课教师上课时间：周次：教学章节第2章半导体三极管及基本放大电路2.1双极型三极管课型理论课对象教学目标1.掌握：双极型三极管的电流分配方程和输入、输出曲线（截止区、放大区、饱和区的特点）；2.理解：双极型三极管的放大条件和放大原理，三极管的直流参数和交流参数；3.了解：双极型三极管的结构和电路符号，特殊三极管。教学重点1.双极型三极管的电流分配方程；2.双极型三极管的输入、输出曲线（截止区、放大区、饱和区）；3.双极型三极管的放大条件和放大原理；4.三极管的直流参数和交流参数。教学难点1.双极型三极管的放大原理；2.双极型三极管输

2、入、输出曲线（截止区、放大区、饱和区）。教学方法多媒体教学，讨论教学课时2学时教学内容2.1双极型三极管半导体三极管有两大类型，一是双极型三极管，二是单极型场效应管。由于它有空穴和自由电子两种载流子参与导电，故称为双极型。本讲讨论双极型半导体三极管，通常用BJT表示，以下简称三极管。双极型三极管可以分为如下几种类型：（1）按结构分——NPN管和PNP管（2）按功率大小分——大、中、小功率管（3）按材料分——硅管和锗管（4）按频率分——高频管和低频管2.1.1三极管的结构和符号通过工艺的方法,把两个二极管背靠背的连接起来级组成了三极管。按PN结的组合方式有PN

3、P型和NPN型，它们的结构示意图和符号图分别为：如图2.1所示。（a）NPN管的结构及符号（b）PNP管的结构及符号图2.1三极管的结构示意图和符号不管是什麽样的三极管，它们均包含三个区：发射区，基区，集电区，同时相应的引出三个电极：发射极，基极，集电极。同时又在两两交界区形成PN结，分别是发射结和集电结。双极型晶体管的常见外形如图2.2所示。图2.2三极管的外型和管脚排列2.1.2三极管的电流分配与放大原理（这一问题是重点）1.三极管的结构特点（1）基区很薄，且掺杂浓度很低；（2）发射区掺杂浓度远大于基区和集电区掺杂浓度；（3）集电结的结面积很大。上述结构

4、特点构成了晶体管具有放大作用的内部条件。2.三极管具有电流放大作用的外部条件三极管具有电流放大作用的外部条件是：发射结正向偏置；集电结反向偏置。即对NPN管，要求UBE>0，UBC<0，即：VC>VB>VE；对PNP管，要求UBE<0，UBC>0，即：VC

5、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。①发射结加正向电压，扩散运动形成发射极电流IE②扩散到基区的自由电子与空穴的复合运动形成基极电流IB③集电极加反向电压，漂移运动形成集电极电流IC5.晶体管的电流分配关系晶体管的电流分配关系如图2.5所示。图2.5晶体管的电流分配关系设发射极电流IE；基极电流IB；集电极电流IC；反向漂移电流ICBO；基区被复合掉的电子流IB’；集电区收集到的电子流InC根据传输过程可知：IE=IB+IC；IC=InC+ICBO；IB=IB’-ICBO。电流分配关系：ICEO=（1+β）ICBO；α=

6、IC/IE；β=IC/IB。放大系数有两种（直流和交流），但我们一般认为，它们二者是相等的，不区分它们。2.1.3三极管的特性曲线和主要参数本节主要讨论NPN管的共射特性曲线。1.输入特性曲线IB=f（UBE）

7、UCE=常数它与PN结的正向特性相似，三极管的两个PN结相互影响，因此，输出电压UCE对输入特性有影响，且UCE>1,时这两个PN结的输入特性基本重合。我们用UCE=0和UCE>=1,两条曲线表示，如图2.6（a）所示。（a）输入特性曲线（b）输出特性曲线图2.6三极管特性曲线结论：(a)当vCE=0V时，相当于发射结的正向伏安特性曲线。(b)当vC

8、E≥1V时，vCB=vCE-vBE>0，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。2.输出特性曲线IC=f（UCE）

9、IB=常数三极管的输出特性曲线如图2.6（b）所示。输出特性曲线有三个区域:(1)截止区：IB<=0时，此时的集电极电流近似为零，管子的集电极电压等于电源电压，发射结和集电结均反偏。(2)饱和区：此时发射结和集电结均处于正向偏置，UCE=0.3V。(3)放大区：此时IC=ßIB，IC基本不随UCE变化而变化，此时发射结正偏，集电结反偏。三个区域的特点也是用来判断三极管工作区域的依据。3.三极管的主

10、要参数（1）放大系数它主要是表征管子放大能力。它有共