双极结型三极管及放大电路基础ppt课件.ppt

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1、4双极结型三极管及放大电路基础4.1半导体三极管4.3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共射极放大电路的工作原理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4.1.1BJT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4.1.1BJT的结构简介(a)小功率管(b)小功率管(c)大功率管(d)中功率管半导体三极管的结构示意图如图所示。它有两种类型:NPN型和PNP型。4.1.1BJT的结构简介(

2、a)NPN型管结构示意图(b)PNP型管结构示意图(c)NPN管的电路符号(d)PNP管的电路符号集成电路中典型NPN型BJT的截面图4.1.1BJT的结构简介三极管的放大作用是在一定的外部条件控制下,通过载流子传输体现出来的。外部条件:发射结正偏集电结反偏4.1.2放大状态下BJT的工作原理1.内部载流子的传输过程发射区:发射载流子集电区:收集载流子基区:传送和控制载流子(以NPN为例)由于三极管内有两种载流子(自由电子和空穴)参与导电,故称为双极型三极管或BJT(BipolarJunctionTransistor)。IC=

3、InC+ICBOIE=IB+IC放大状态下BJT中载流子的传输过程2.电流分配关系根据传输过程可知IC=InC+ICBO通常IC>>ICBO为电流放大系数。它只与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关,与外加电压无关。一般=0.90.99。IE=IB+IC放大状态下BJT中载流子的传输过程是另一个电流放大系数。同样,它也只与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关,与外加电压无关。一般>>1。根据IE=IB+ICIC=InC+ICBO且令ICEO=(1+)ICBO(穿透电流)2.电流分配关系3.三极管的三种组态共集电极接法,集电极作为公

4、共电极,用CC表示。共基极接法,基极作为公共电极,用CB表示;共发射极接法,发射极作为公共电极,用CE表示;BJT的三种组态共基极放大电路4.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,综上所述,三极管的放大作用,主要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。实现这一传输过程的两个条件是:(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)外部条件:发射结正向偏置,集电结反向偏置。4.1.

5、3BJT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)共射极连接饱和区:iC明显受vCE控制的区域,该区域内,一般vCE<0.7V(硅管)。此时,发射结正偏,集电结正偏或反偏电压很小。iC=f(vCE)iB=const2.输出特性曲线输出特性曲线的三个区域:截止区:iC接近零的区域,相

6、当iB=0的曲线的下方。此时,vBE小于死区电压。放大区:iC平行于vCE轴的区域,曲线基本平行等距。此时,发射结正偏,集电结反偏。4.1.3BJT的V-I特性曲线(1)共发射极直流电流放大系数=(IC-ICEO)/IB≈IC/IBvCE=const1.电流放大系数4.1.4BJT的主要参数与iC的关系曲线(2)共发射极交流电流放大系数=IC/IBvCE=const1.电流放大系数(3)共基极直流电流放大系数=(IC-ICBO)/IE≈IC/IE(4)共基极交流电流放大系数αα=IC/IEvCB=const当

7、ICBO和ICEO很小时,≈、≈,可以不加区分。4.1.4BJT的主要参数2.极间反向电流(1)集电极基极间反向饱和电流ICBO发射极开路时,集电结的反向饱和电流。4.1.4BJT的主要参数(2)集电极发射极间的反向饱和电流ICEOICEO=(1+)ICBO4.1.4BJT的主要参数2.极间反向电流(1)集电极最大允许电流ICM(2)集电极最大允许功率损耗PCMPCM=ICVCE3.极限参数4.1.4BJT的主要参数3.极限参数4.1.4BJT的主要参数(3)反向击穿电压V(BR)CBO——发射极开路时的集电结反向击穿电

8、压。V(BR)EBO——集电极开路时发射结的反向击穿电压。V(BR)CEO——基极开路时集电极和发射极间的击穿电压。几个击穿电压有如下关系V(BR)CBO>V(BR)CEO>V(BR)EBO4.1.5温度对BJT参数及特性的影响(1)温度对ICBO的影响温度每升高10℃,

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