三极管及放大电路ppt课件

6.5半导体三极管及放大电路基础一、半导体三极管（BJT—双结晶体管）功率：材料：小、中、大功率管硅管、锗管类型：NPN型、PNP型半导体三极管:具有电流放大功能的元件分类：§1基本结构NNP基极发射极集电极NPN型BECBECPNP型PPN基极发射极集电极符号：BECIBIEICBECIBIEICNPN型三极管PNP型三极管基区：最薄，掺杂浓度最低发射区：掺杂浓度最高发射结集电结BECNNP基极发射极集电极结构特点：集电区：面积最大三极管的基本接法共集电极接法：集电极作为公共端；共基极接法：基极作为公共端。共发射极接法：发射极作为公共端；§2BJT的电流分配和放大原理1.三极管放大的外部条件BECNNPEBRBECRC发射结正偏、集电结反偏PNP发射结正偏VBVE集电结反偏VCVB从电位的角度看：NPN发射结正偏VBVE集电结反偏VCVB2.三极管内部载流子的运动规律BECNNPVEERBVCCIEIBEICEICBO发射结正偏，发射区电子不断向基区扩散，形成发射极电流IE。进入P区的电子少部分与基区的空穴复合，形成电流IBE，多数扩散到集电结。基区空穴向发射区的扩散可忽略。集电结反偏，有少子形成的反向电流ICBO。从基区扩散来的电子作为集电结的少子，漂移进入集电结而被收集，形成ICE。JCJEBECNNPVEERBVCCIEIBEICEICBOJCJEICIB2.三极管的电流分配关系IC＝ICE＋ICBOIB＝IBE－ICBOIE＝IC＋IB§3特性曲线发射极是输入回路、输出回路的公共端共发射极电路输入回路输出回路ICEBmAAVUCEUBERBIBECV++––––++1.输入特性特点:非线性正常工作时发射结电压：NPN型硅管UBE0.7VPNP型锗管UBE-0.3VIB(A)UBE(V)204060800.40.8UCE1VO2.输出特性IB=020A40A60A80A100A36IC(mA)1234UCE(V)912O放大区输出特性曲线通常分三个工作区：(1)放大区在放大区有IC=IB，也称为线性区，具有恒流特性。在放大区，发射结处于正向偏置、集电结处于反向偏置，晶体管工作于放大状态。IB=020A40A60A80A100A36IC(mA)1234UCE(V)912O（2）截止区IB0以下区域为截止区，有IC0。在截止区发射结处于反向偏置，集电结处于反向偏置，晶体管工作于截止状态。饱和区截止区（3）饱和区当UCEUBE时，晶体管工作于饱和状态。发射结处于正向偏置，集电结也处于正偏。输出特性三个区域的特点:(1)放大区BE结正偏，BC结反偏，IC=IB,且IC=IB(2)饱和区BE结正偏，BC结正偏，即UCEUBE，IBIC(3)截止区UBE死区电压，IB=0，IC=ICEO0测量三极管三个电极对地电位，试判断三极管的工作状态。放大截止饱和-+正偏反偏-++-正偏反偏+-放大VcVbVe放大VcVbVe例：3主要参数1.电流放大系数直流电流放大系数BCII___BCIIΔΔ交流电流放大系数当晶体管接成发射极电路时，表示晶体管特性的数据称为晶体管的参数，晶体管的参数也是设计电路、选用晶体管的依据。注意：和的含义不同，但在特性曲线近于平行等距并且ICE0较小的情况下，两者数值接近。常用晶体管的值在20~200之间。基本放大电路基本放大电路一般是指由一个三极管与相应元件组成放大电路。6.3共射极放大电路单电源供电时常用的画法共发射极基本电路+UCCRSesRBRCC1C2T+++–RLui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiEECRSesRBEBRCC1C2T+++–RL++––ui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE耦合电容：C1、C2;负载电阻：RL输入电压：ui;输出电压：uo信号放大过程各点波形RB+ECRCC1C2uitiBtiCtuCtuotuiiCuCuoiBUBEIBICUCEuo=0uBE=UBEuCE=UCEuBEtOiBtOiCtOuCEtO1.无输入信号(ui=0)时，三极管各电极都是恒定的电压和电流:IB、UBE和IC、UCE(静态工作点)。？uitOUBEIBICUCEuBEtOiBtOiCtOuCEtOuotO2.有输入信号(ui≠0)时，各电流和电压均直流量的基础上叠加了一个交流量。uo0uBE=UBE+uiuCE=UCE+uo结论：将电流和电压的直流分量和交流分量分开加以分析：●对直流量用直流通路：求静态工作点Q●对交流量用交流通路：求电压放大倍数、输入输出电阻等+集电极电流直流分量交流分量动态分析iCtOiCtICOiCticO静态分析例：画出下图放大电路的直流通路直流通路直流通路用来计算静态工作点Q(IB、IC、UCE)对直流信号电容C可看作开路（即将电容断开）断开断开+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIBIE+UCCRSesRBRCC1C2T+++–RLui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE直流通路与交流通路RBRCuiuORLRSes++–+––对交流信号(有输入信号ui时的交流分量)XC0，C可看作短路。忽略电源的内阻，电源的端电压恒定，直流电源对交流可看作短路。短路短路对地短路交流通路用来计算电压放大倍数、输入电阻、输出电阻等动态参数。+UCCRSesRBRCC1C2T+++–RLui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE6.3.1放大电路静态分析法bCCRVRVVIbBECCBIB、IC和VCE是静态工作状态的三个量，用Q表示。在测试基本放大电路时，测量三个电极对地的电位VB、VE和VC即可确定三极管的静态工作状态。(1)估算工作点:(Q点)[用直流通路】BCIβIcCCCCERIVV硅:VBE=0.7V锗:VBE=0.2VRb+VCCRC实现放大的条件(1)晶体管必须工作在放大区。发射结正偏，集电结反偏。(2)正确设置静态工作点，使晶体管工作于放大区。(3)输入回路将变化的电压转化成变化的基极电流。(4)输出回路将变化的集电极电流转化成变化的集电极电压，经电容耦合只输出交流信号。6.3.2晶体管动态分析模型简化法3.4.2用模型分析共射极基本放大电路等效电路