双极型晶体管和基本放大电路.ppt

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1、第2章双极型晶体三极管和基本放大电路2.1双极型晶体三极管2.2晶体管放大电路的性能指标和工作原理2.3晶体管放大电路的图解分析法2.4等效电路分析法2.5其他基本放大电路思考：2-12-16习题：2-42-72-82-102-122-142-172-192-242-25第2章双极型晶体三极管和基本放大电路本章的重点与难点本章所讲述的基本概念、基本电路和基本分析方法是学习后面各章的基础。重点:双极型晶体管的特性;放大的概念;放大电路的主要指标参数;基本放大电路和放大电路的分析方法。包括共射、共集、共基放大电路的

2、组成、工作原理、静态和动态分析计算。本章的重点与难点难点:有关放大、动态和静态、等效电路等概念的建立;电路能否放大的判断；各种基本放大电路的性能分析。而这些问题对于学好本课程至关重要。2.1.1双极型晶体三极管的结构及类型在同一个硅片上制造出三个掺杂区域，三个区分别叫发射区、基区和集电区。2.1双极型晶体三极管引出的三个电极分别为：发射极e、基极b和集电极c。基区和集电区形成集电结，发射区和基区形成发射结。按照掺杂方式的不同分为NPN型和PNP型两种类型。集电区集电结基区发射结发射区NN集电极c基极b发射极ePec

3、b符号NPN型晶体三极管结构示意图箭头方向代表PN结的正向。PNP型晶体三极管集电区集电结基区发射结发射区PP集电极c基极b发射极eNecb符号结构示意图为了实现电流的控制和放大作用，晶体管的三个区在结构尺寸和掺杂浓度上有很大的不同。１.两个PN结无外加电压2.1.2晶体管中的电流控制作用（以NPN型为例说明）载流子运动处于动平衡，净电流为零。VCCRcceb公共端VBBRBIBICIE２.发射结加正向电压，集电结加反向电压(发射结正向偏置且集电结反向偏置)UBEUon且UCEUBE1）发射区向基区注入电子发射

4、区（e区）的多子电子通过发射结扩散到基区（b区），形成扩散电流IEN；同时基区（b区）的多子空穴扩散到发射区（e区），形成扩散电流IEP。二者实际方向相同。IEIBICVCCVBBRCRBIBIEPICBOIENICNceb3.电流控制作用及其实现条件（1）电流控制作用发射极电流:IE=IEN+IEP≈IEN。（多子形成的扩散电流）IEIBICVCCVBBRCRBIBIEPICBOIENICNceb电源负极向发射区补充电子形成发射极电流IE。1）发射区向基区注入电子2）电子在基区的扩散与复合发射区（e区）的电子

5、注入基区（b区）后，小部分在基区（b区）被复合（IB)。（基区的浓度低）IEIBICVCCVBBRCRBIEPICBOIENICNcebVBB正极拉走电子，补充被复合的空穴，形成IB。（不是IB，因为还有少子的漂移电流ICBO）IB发射区的电子大部分通过基区往集电区（c区）扩散。（集电结电压反向，增强了少子的漂移，基区的少子是电子）3）电子被集电极收集的情况到达集电结边界的电子被集电结电场吸引进入集电区（c区），记作ICN=IEN－IB。IEIBICVCCVBBRCRBIBIEPICBOIENICNceb

6、由于集电结反偏，所以有少子形成的漂移电流ICBO。ICBO是基区和集电区的少子（平衡少子）在集电区与基区漂移运动形成的电流。通常认为是发射极开路时，b-c间的反向饱和电流。集电结反向饱和电流IEIBICVCCRCRBIEPICBOIENICNcebVBBIB晶体管的电流分配关系从外部看IE=IC+IBIE=IEN+IEPIC=ICN+ICBOIB=IB+IEP–ICBOVBBIEIBICVCCRCRBIEPICBOIENICNcebIEP很小，可忽略。IB发射区发射的总电子数，绝大部分被集电区收集，极少部分在

7、基区与空穴复合。集电区收集的电子数与发射区发射电子数的比值定义为（共基直流电流放大系数）共基直流电流放大系数IE=IEN+IEP≈IEN可以看出，通过稍稍改变电流IＢ，就可以使ICN有很大的变化，如此实现了电流控制和电流放大作用。(IB为在基区复合掉的电子数)共射直流电流放大系数是到达集电区的电子数和在基区中复合的电子数之比。由生产工艺确定（称共射直流电流放大系数）。令通常很大，19～199（2)实现电流控制的条件１）晶体管结构上的保证：三个浓度不同的掺杂区，基区薄，掺杂浓度低；发射区掺杂浓度高；集电结面

8、积大。２）外加直流电源保证：发射结正向偏置，集电结反向偏置。４.共射接法中的电流关系(射极为公共端，IB为输入回路电流，IC为输出回路电流)VCCRcceb公共端VBBRBIBICIE晶体管工作在放大状态的外部条件是：VCCRcIcUcecebUbe输出回路输入回路公共端EbRbIb2.1.3共射接法晶体管的特性曲线（以NPN型为例说明）对于NPN型三极管应