《西安交大模电》PPT课件

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1、2半导体三极管及放大电路基础2.1半导体三极管2.2共射极放大电路的组成和工作原理2.3放大电路的静态分析2.4放大电路的动态分析2.5静态工作点的选择和稳定2.6共集电极和共基极放大电路2.7多级放大电路2.8放大电路的频率特性2半导体三极管及放大电路基础2.1半导体三极管半导体三极管又称简称晶体管。半导体三极管的放大作用和开关作用，促使了电子技术的的跃。半导体三极管图片2.1.1半导体三极管的结构1.NPN型三极管结构示意图和符号（2）根据使用的半导体材料分:硅管和锗管（1）根据结构分:NPN型和PNP型三极管的主要类型NN+

2、P发射区集电区基区发射极E(e)集电极C(c)发射结Je集电结Jc基极B(b)NPN型三极管符号B(b)E(e)TC(c)NN+P发射区集电区基区发射极E(e)集电极C(c)发射结Je集电结Jc基极B(b)2、PNP型三极管结构示意图和符号PNP型三极管符号B(b)E(e)TC(c)E(e)发射区集电区基区PP+NC(c)B(b)JeJc（1）发射区小，掺杂浓度大。3、三极管的内部结构特点（具有放大作用的内部条件）：（2）集电区掺杂浓度低，集电结面积大。（3）基区掺杂浓度很低，且很薄。NN+P发射区集电区基区EBC2.1.2三极管

3、工作原理（以NPN型管为例）依据两个PN结的偏置情况放大状态饱和状态截止状态倒置状态晶体管的工作状态1．发射结正向偏置、集电结反向偏置—放大状态原理图电路图+–+–(1)电流关系a.发射区向基区扩散电子形成发射极电流IE。发射区向基区扩散电子称扩散到基区的发射区多子为非平衡少子基区向发射区扩散空穴基区向发射区扩散空穴发射区向基区扩散电子形成空穴电流。因为发射区的掺杂浓度远大于基区浓度，空穴电流忽略不记。基区向发射区扩散空穴发射区向基区扩散电子b.基区电子扩散和复合非平衡少子在基区复合，形成基极电流IBIB非平衡少子向集电结扩散非平

4、衡少子到达集电区IBC.集电区收集从发射区扩散过来的电子IC形成集电极电流IC形成反向饱和电流ICBO集电区、基区少子相互漂移少子相互漂移ICBOICIB三极管的电流分配关系动画演示发射结回路为输入回路，集电结回路为输出回路。定义基极是两个回路的公共端，称三极管这种接法为共基极接法。称为共基极直流电流放大系数输入回路输出回路理解为电流分配关系则发射100个电子，扩散了99个，复合1个各电极电流之间的关系IE=IC+IBIBICICBO晶体管共射极接法原理图电路图IBICICBO定义为三极管共射极直流电流放大系数IBICICBO得或

5、的关系式由由及的定义与如果△UBE>0，那么△IB>0，△IC>0，△IE>0当输入回路电压U'BE=UBE+△UBE那么I'B=IB+△IBI'C=IC+△ICI'E=IE+△IE如果△UBE<0，那么△IB<0，△IC<0，△IE<0IBICICBO共基极交流电流放大系数共射极交流电流放大系数定义α与β的关系一般可以认为：符号的意义电流：IBibIbiB（一个下标）电压：UBEubeUbeuBE（二个下标）直流交流交流交流＋瞬时值有效值直流uBE=ube+UBE(2)放大原理设输入信号ui=UimSinωtV那么iB=ib+I

6、BiC=ic+ICuCE=uce+UCEuce=-icRC其中UCE=VCC-ICRC放大电路TVBBVCCiBuBE_uCEiC+RBRCui+_+_iEa.在RC两端有一个较大的交流分量可供输出。uce=-icRCuCE=uce+UCE由可知ui→ib→ic→icRcb.交流信号的传递过程TVBBVCCiBuBE_uCEiC+RBRCui+_+_iE晶体管放大的条件：内部条件：发射区掺杂浓度高，面积小；基区掺杂浓度低且很薄；集电区掺杂浓度低，面积大。外部条件：发射结正偏，集电结反偏2．发射结正向偏置、集电结正向偏置—饱和状态（

7、2）IC≠bIB，IB失去了对IC的控制。（1）UCB(=UCE-UBE)≤0。集电结零偏或正偏饱和状态的特点（3)集电极饱和电压降UCES较小小功率硅管0.3~0.5V。（5）UCE对IC的影响大，当UCE增大，IC将随之增加。当UCE增大使集电结从正偏往零偏变化过程中，UCE越大，到达集电区的非平衡少子就越多，Ic将随着UCE增大而增加。（4）饱和时集电极电流（2）IC=ICBO，IB=－ICBO3．发射结反向偏置、集电结反向偏置—截止状态截止状态的特点：（1）UBE小于死区电压。4．发射结反向偏置、集电结正向偏置—倒置状态（

8、1）集电区扩散到基区的多子较少。特点:（2）发射区收集基区的非平衡少数载流子的能力小。（3）电流放大系数很小。总结放大饱和截止倒置发射结正正反反集电结反正反正B(b)E(e)TC(c)放大状态下晶体管各极电位关系NPN管：UC>>UB>UEPNP管