章 晶体管及其放大电路.ppt

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1、2.1晶体管2.2放大的概念及放大电路的性能指标2.3共发射极放大电路的组成及工作原理2.4放大电路的图解分析法2.5放大电路的微变等效电路分析法2.6分压式稳定静态工作点电路2.7共集电极放大电路2.8共基极放大电路2.9组合单元放大电路小结第2章晶体管及其基本放大电路2.1晶体管2.1.1晶体三极管2.1.2晶体三极管的特性曲线2.1.3晶体三极管的主要参数(SemiconductorTransistor)2.1.1晶体三极管一、结构、符号和分类NNP发射极E基极B集电极C发射结集电结—基区—发射区—集电区emitterbasecollectorNP

2、N型PPNEBCPNP型ECBECB分类：按材料分：硅管、锗管按功率分：小功率管<500mW按结构分：NPN、PNP按使用频率分：低频管、高频管大功率管>1W中功率管0.51W为了实现控制和放大作用，具有决定意义的一点是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、基区很薄，厚度一般只有1—几um，掺杂浓度最低；2、另外两个掺杂区，虽然类型相同，但其中发射区的掺杂浓度远大于集电区。NNP发射极E基极B集电极C发射结集电结—基区—发射区—集电区二、电流放大原理双极型晶体管中的电流控制作用以NPN型晶体管为例。1、两个PN结均无外加电压两个PN结

3、的载流子运动处于动态平衡状态，净电流为零。图2-2两个PN结均无外加电压2、发射结加正向电压，集电结加反向电压先看发射结的情况结论：由e区发射出的电子数（对应于IE）中，只有极少部分有机会在b区与空穴复合（对应于IBN），而其中绝大部分的电子将被反向偏置的集电结的电场吸引（或收集）而到达集电区（对应于ICN）。这三者之间的关系为：3、电流控制作用及其实现条件在一个结构尺寸和掺杂浓度已定的晶体管中，在正常工作条件下，最终被c区收集的电子数和在e区发射的总电子数中所占的比例是一定的。用表示这个比例。或因此有：定义：讨论：1）总是小于1，但由于晶体管结构上的保

4、证，又非常接近于1，一般可达0.95~0.995；2）与对应的值为19~199，换言之，ICN比IBN大很多倍。结论：由于电流之间存在一定的比例关系，因此，可实现电流的控制和放大作用，改变IE可以改变ICN，只要稍稍改变IBN，就可以使ICN有很大的变化。4、晶体管各级电流之间的基本关系式除了IBN、IE、ICN外，在c结反向电压作用下，b区的少子电子和C区的少子空穴还会形成漂移电流，叫做“集电极反向饱和电流”，ICBO表示。这样就有：集电极电流为：基极电流为：发射极电流为：当管子制成后，发射区载流子浓度、基区宽度、集电结面积等确定，故电流的比例关系确定

5、，即：穿透电流IE=IC+IB温度不太高时，可简化为上述结果是必然的，满足基尔霍夫定律。对NPN型管，电流方向是：IC和IB分别流入c极和b极，而IE流出e极。如下图所示。箭头表示发射结正偏时的电流方向，从箭头可知，b区是P型半导体，e区是N型半导体。对PNP型管，电流方向是：IC和IB分别流出c极和b极，而IE流进e极。如图所示。实现电流控制和放大作用的条件：1.“内因”：三个浓度不同的掺杂区；2.“外因”：外加直流电源的极性必须保证：1）发射结（e结）正偏。对NPN型管，UBE>0，使e区向b区注入大量多子电子。对PNP型管，UBE<0，使e区向b区

6、注入大量多子空穴。2）集电结（c结）反偏。对NPN型管，UBC<0，使c区能够收集来自e区的大部分多子。C结的反向偏置电压越小，这时IE中的ICN减小而IB’增大，即和减小，当UCB=0时，晶体管的电流控制和放大作用就很小了。e结和c结均反偏会出现什么情况？小结：晶体管在电路中的接法当把晶体管接入电路时，必然涉及两个回路一个是控制电流（例如IB）所在的输入回路，另一个是受控电流（例如IC）所在的输出回路，每个回路都必须有一个直流电源，使e结正偏，c结反偏，两个电源有四个端点，而晶体管只有三个电极，因此输入回路和输出回路的两个电源总有一个公共端。随着这个公

7、共端所接电极的不同，晶体管在电路中就有三种不同的接法，分别为共基极共发射极共集电极满足放大条件的三种电路uiuoCEBECBuiuoECBuiuo共发射极共集电极共基极共射接法下三极管内部载流子的传输过程1)发射区向基区注入多子电子，形成发射极电流IE。ICN多数向BC结方向扩散形成ICN。IE少数与空穴复合，形成IBN。IBN基区空穴来源基极电源提供(IB)集电区少子漂移(ICBO)ICBOIBIBNIB+ICBO即：IB=IBN–ICBO2)电子到达基区后(基区空穴运动因浓度低而忽略)ICNIEIBNICBOIB3)集电区收集扩散过来的载流子形成集

8、电极电流ICICIC=ICN+ICBO三极管的电流分配关系当管子制成后，发射区载