第4讲 晶体三极管.ppt

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1、第四章双极结型三极管及放大电路基础4.1BJT4.3放大电路的分析方法4.4放大电路静态工作点的稳定问题4.5共集电极放大电路和共基极放大电路*4.2基本共射极放大电路4.6组合放大电路*4.7放大电路的频率响应*4.1半导体三极管BJT4.1.1BJT的结构简介4.1.2放大状态下BJT的工作原理4.1.3BJT的V－I特性曲线4.1.4BJT的主要参数在一块半导体基片上加工两个PN结,它们的物理性质将发生质的变化,可以制造成为三极管,具有电流放大作用.双极型三极管半导体三极管外形4.1.1BJT的结构简介(a)小功率管(b)小功率管(c)

2、大功率管(d)中功率管4.1.1BJT结构简介三极管的构造核心：一块有两个相互联系的PN结单晶；示意图如下4.1.1BJT结构简介NPN型ecb符号集电区集电结基区发射结发射区集电极c基极b发射极eNNP4.1.1BJT结构简介PNP型集电区集电结基区发射结发射区集电极c发射极e基极bcbe符号NNPPN•发射区的掺杂浓度最高；•集电区掺杂浓度低于发射区，且面积大；•基区很薄，一般在几个微米至几十个微米，且掺杂浓度最低。结构特点：内部条件4.1.2放大状态下BJT的工作原理管芯结构剖面图++BECNNP基极发射极集电极发射结集电结基区很薄(几

3、微米~几十微米)发射区掺杂浓度最大集电区的面积最大NPNebc基区：较薄，掺杂浓度低发射区：掺杂浓度较高集电区：面积较大基区：几微米~几十微米发射区与集电区部对称使用中e与c不能对换。结构特点：•发射区的掺杂浓度最高；•集电区掺杂浓度低于发射区，且面积大；•基区很薄，一般在几个微米至几十个微米，且掺杂浓度最低。管芯结构剖面图BJT的结构总结两种类型:NPN和PNP结构e(Emitter)：发射极b(Base）：基极c(Collector)：集电极发射结(Je)集电结(Jc)基区发射区集电区三极:三区:两节:特点:b区薄e区搀杂多c区面积大e,

4、b,cJe,Jc8/9/2021双结型三极管BJT结构NPNebcebc集电区N发射区N基区Pebc集电结发射结集电极发射极基极PebNPcPNP电路符号NebPNcNPN电路符号外部条件发射结正偏，形成反射区的多子扩散集电结反偏，集电区收集从反射区扩散集电结边缘载流子，对于集电区来讲属于少子的性质，“少子”在反偏电压下飘移到集电区或者讲被收集到集电区。放大状态下BJT中载流子的传输过程三极管内有两种载流子(自由电子和空穴)都参与导电，故称为双极型三极管BJT。外部条件：发射结正偏，集电结反偏IE=IB+IC载流子运动的动画演示只有同时满足上

5、述内部条件和外部条件下才能实现电流放大电流放大作用电流分配关系基极电流传输系数：集电极电流放大系数：和与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关。一般=0.90.99，>>1。是所加信号频率的函数，信号频率高到一定程度时，不但数值下降，且产生相移，使数值下降到1的信号频率称为特征频率fT。动画演示：共基极放大电路3.放大作用若vI=20mV电压放大倍数使iE=-1mA，则iC=iE=-0.98mA，vO=-iC•RL=0.98V，当=0.98时，两个条件（1）内部条件：发射区杂质浓度远大于基区杂质浓度，且基区很薄。（2

6、）外部条件：发射结正向偏置，集电结反向偏置。思考1：可否用两个二极管相连构成一个三极管？思考2：可否将e和c交换使用思考3：外部条件对PNP管和NPN管各如何实现？综上所述，三极管的放大作用，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。IE=IB+ICIC=βIBIC=αIE一组公式小结ecbNPNcbeNPP三极管的三种工作状态饱和状态放大状态截止状态发射结正向偏置，集电结反向偏置发射结正向偏置，集电结正向偏置发射结反向偏置或者发射结正偏压低于死区电压，集电结反向偏置！倒置状态发射结反向偏置，集电结正向偏置4.1.3BJT

7、的V-I特性曲线iB=f(vBE)vCE=const(2)当vCE≥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。(1)当vCE=0V时，相当于发射结的正向伏安特性曲线。1.输入特性曲线（以共射极放大电路为例）共射极连接工作在放大状态的条件：vCE≥1V动画演示饱和区：特征－IC明显受VCE控制该区域内，一般VCE＜1V(硅管)。即处于发射结正偏，集电结正偏或反偏电压很小。截止区：特征－IC接近零该区域相当IB=0的曲线下方。此时，发射结反偏或正偏电压很小，集电结

8、反偏。放大区：特征－IC平行于VCE轴该区域内，曲线基本平行等距。此时，发射结正偏，集电结反偏。2.输出特性曲线4.1.3BJT的V-I特性曲线iC=f(vCE)