第2章三极管及放大电路ppt课件.ppt

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1、2.1半导体三极管2.2基本放大电路2.3放大电路的静态工作点对输出波形的影响2.4放大电路的直流偏置方式2.5放大电路的三种组态2.6放大电路性能指标的估算2.7多级放大电路2.8放大电路的频率特性本章小结2.1半导体三极管2.1.1三极管的结构三极管是由两个PN结构成的，其基本特性是具有电流放大作用。三极管按其结构不同分为NPN型和PNP型两种。相应的结构示意图及电路符号如图2.1所示。图2.1三极管的结构及符号三极管内部结构分为发射区、基区和集电区，相应的引出电极分别为发射极e、基极b和集电极c。发射区和基区之间的PN结称为发射结，集电区和基区之

2、间的PN结称为集电结。电路符号中，发射极的箭头方向表示三极管在正常工作时发射极电流的实际方向。三极管在制作时，其内部结构特点是：(1)发射区掺杂浓度高；(2)基区很薄，且掺杂浓度低；(3)集电结面积大于发射结面积。以上特点是三极管实现放大作用的内部条件。三极管按其所用半导体材料不同，分为硅管和锗管；按用途不同，分为放大管、开关管和功率管；按工作频率不同，分为低频管和高频管；按耗散功率大小不同，分为小功率管和大功率管等。一般硅管多为NPN型，锗管多为PNP型。2.1.2三极管的电流放大作用1.三极管放大的条件三极管实现电流放大的外部偏置条件：发射结正偏，

3、集电结反偏，此时，各电极电位之间的关系是：NPN型UC＞UB＞UEPNP型UC＜UB＜UE如图2.2所示。图2.2三极管放大的外部偏置条件2.电流分配关系图2.3是NPN管放大实验电路。图2.3放大实验电路电路中的三极管的偏置满足发射结正偏，集电结反偏。发射结正偏，可使发射区的多子（自由电子）通过PN结注入到基区，以形成基极电流IB；集电结反偏，使集电极电位高于基极电位，于是在集电结上有一个较强的电场，把由发射区注入到基区的自由电子大部分拉到集电区，形成集电极电流IC。调节Rb，改变IB的大小，得出相应的IC和IE的数据，如表2.1所示。表2.1电流放

4、大实验数据IB(mA)-0.00400.010.020.030.040.05IC(mA)0.0040.011.092.083.074.065.05IE(mA)00.011.102.103.104.105.10由表可得：三极管各电极电流分配关系是：IE=IB+IC由于基极电流很小，因而IE≈IC。通常称为共射极直流电流放大系数，因而有：通常称为共射极交流电流放大系数。由表2.1还可知：β≈3.放大作用的实质由上述实验结果可知，当IB有一微小变化时，能引起IC较大的变化，这种现象称为三极管的电流放大作用。电流放大作用的实质是通过改变基极电流IB的大小，达到

5、控制IC的目的，而并不是真正把微小电流放大了，因此称三极管为电流控制型器件。例2.1测得工作在放大状态的三极管两个电极的电流如图2.4所示。（1）求另一个电极的电流，并在图中标出实际方向。（2）标出e、b、c极，并判断出该管是NPN型还是PNP型管。（3）估算其β值。图2.4例2.1图解：（1）图2.4(a)中①、②管脚的电流均为流入，则③管脚的电流必为流出，且大小为0.1+4=4.1(mA)，如图2.4(b)所示。（2）由于③管脚的电流最大，①管脚的电流最小，因此①管脚为b极，②管脚为c极，③管脚为e极。又由于③管脚的发射极电流为流出，故该管为NPN

6、型管。（3）由于IB=0.1mA，IC=4mA，故：2.1.3三极管的特性曲线1.输入特性曲线三极管的输入特性曲线如图2.5所示。图2.5三极管的输入特性曲线由图2.5所示的输入特性曲线可以看出：曲线是非线性的，也存在一段死区，当外加UBE电压小于死区电压时，三极管不能导通，处于截止状态。三极管正常工作时，UBE变化不大，对于硅管，UBE约为0.7V左右，锗管的约为0.3V左右。2.输出特性曲线当IB取值不同时，就有一条不同的输出特性曲线，如图2.6所示。图2.6三极管的输出特性曲线3.三极管的三个工作区(1)三极管输出特性曲线中，IB=0的输出特性曲

7、线以下，横轴以上的区域称为截止区。其特点是：发射结和集电结均为反偏，各电极电流很小，相当于一个断开的开关。(2)输出特性曲线中，截止区以上平坦段组成的区域称为放大区。其特点是：发射结正偏，集电结反偏。此时IC受控于IB；同时IC与UCE基本无关，可近似看成恒流。此区内三极管具有电流放大作用。(3)输出特性曲线中，UCE≤UBE的区域，即曲线的上升段组成的区域称为饱和区。饱和区的特点是：发射结和集电结均为正偏。饱和时的UCE称为饱和压降，用UCES表示，UCES很小，一般约为0.3V。工作在此区的三极管相当于一个闭合的开关，没有电流放大作用。2.1.4三

8、极管的主要参数1.电流放大系数电流放大系数是反映三极管电流放大能力的基本参数，主要有和β2.极