放大电路基础阶段复习课件.ppt

1、1第六章第六章 放大电路基础阶段复习放大电路基础阶段复习2阶段复习内容阶段复习内容o 半导体三极管半导体三极管o 共射级放大电路共射级放大电路31 1半导体三极管半导体三极管1.1 1.1 三极管的结构与类型三极管的结构与类型1.2 1.2 三极管的基本工作原理三极管的基本工作原理(重点重点)1.3 1.3 三极管的特性曲线三极管的特性曲线1.4 1.4 三极管的微变等效电路三极管的微变等效电路(重点重点)1.5 1.5 三极管的主要参数三极管的主要参数41.11.1三极管的结构与类型三极管的结构与类型 半导体三极管是电子电路重要器件半导体三极管是电子电路重要器件,它通过一定的它通过一定的工艺

2、工艺,将两个将两个PNPN结结合在一起结结合在一起,由于两个由于两个PNPN结的相互影结的相互影响响,使三极管具有电流放大作用使三极管具有电流放大作用.从二极管发展到三极从二极管发展到三极管管,这是一个质得飞跃这是一个质得飞跃.1 1、分类、分类 按材料分：按材料分：硅管硅管；锗管锗管 按功率分：按功率分：小功率管小功率管；中功率管中功率管；大功率管大功率管 按结构分：按结构分：NPNNPN；PNPPNP 52 2、NPNNPN和和PNPPNP管的结构示意及符号管的结构示意及符号PNN PN结结 PN结结发射区发射区发射极发射极emitter基区基区基极基极base集电区集电区集电极集电极co

3、llector集电结集电结发射结发射结ECBNPN 型型(1)(1)符号中的箭头符号中的箭头方向是三极管的方向是三极管的实际电流方向实际电流方向符号符号(2)(2)三极管有三个区：三极管有三个区：发射区发射区发射极发射极e e；基区基区基极基极b b；集电区集电区集电极集电极c c。(3)(3)发射区掺杂浓度发射区掺杂浓度远高于基区掺杂浓远高于基区掺杂浓度，基区很薄且掺度，基区很薄且掺杂的浓度低；而集杂的浓度低；而集电结面积比发射结电结面积比发射结面积大得多，所三面积大得多，所三极管的发射极与集极管的发射极与集电极不能对调使用。电极不能对调使用。62 2、NPNNPN和和PNPPNP管的结构示

4、意及符号管的结构示意及符号NPPPN结结PN结结发射区发射区发射极发射极emitter基区基区基极基极base集电区集电区集电极集电极collector集电结集电结发射结发射结ECBPNP 型型(1)(1)符号中的箭头符号中的箭头方向是三极管的方向是三极管的实际电流方向实际电流方向符号符号(2)(2)三极管有三个区：三极管有三个区：发射区发射区发射极发射极e e；基区基区基极基极b b；集电区集电区集电极集电极c c。(3)(3)发射区掺杂浓度发射区掺杂浓度远高于基区掺杂浓远高于基区掺杂浓度，基区很薄且掺度，基区很薄且掺杂的浓度低；而集杂的浓度低；而集电结面积比发射结电结面积比发射结面积大得多

5、，所三面积大得多，所三极管的发射极与集极管的发射极与集电极不能对调使用。电极不能对调使用。7发射结正偏发射结正偏集电结反偏集电结反偏UBBRbUCCRC1.21.2三极管的基本工作原理三极管的基本工作原理 NPNICIB1、三极管内的载流子的传输过程（以、三极管内的载流子的传输过程（以NPN为例）为例）CBOICI 电源接法电源接法:UBB 使发射结正偏使发射结正偏 UBE=0.7V0 UCC 使集电结反偏使集电结反偏 UBC 0 为了达到这个目的为了达到这个目的,要保证要保证 UCCUBB （2 2）电子在基区的）电子在基区的扩散扩散与复合，形成基与复合，形成基极电流极电流IB。因为基区。因

6、为基区很薄，且掺杂浓度低，很薄，且掺杂浓度低，电子只有一小部份被电子只有一小部份被基区的空穴复合，大基区的空穴复合，大部份电子很快到达集部份电子很快到达集电结边缘电结边缘。(1(1)由于发射结正由于发射结正偏，因此高掺杂浓偏，因此高掺杂浓度的发射区中的多度的发射区中的多子（自由电子）越子（自由电子）越过发射结，过发射结，向基区向基区扩散扩散，形成发射极，形成发射极电流电流IE。bceBI IEEI（3 3）由于集电结）由于集电结反偏，反偏，扩散扩散到集电到集电结边缘的电子，很结边缘的电子，很快被吸引越过集电快被吸引越过集电结，形成集电极电结，形成集电极电流流IC。82 2、电流分配关系、电流分

7、配关系 NPNRbUBBICIEIB（以（以NPN为例）为例）CBOICI 三极管内的载流子运动规律三极管内的载流子运动规律 bceCCUcR发射极电流发射极电流IE在基区分为基在基区分为基区内的复合电流区内的复合电流IB和继续和继续向集电极扩散的电流向集电极扩散的电流IC两两个部分，个部分，IC与与IB的比例，的比例，取决于制造三极管时的结构取决于制造三极管时的结构和工艺，管子制成后，这个和工艺，管子制成后，这个比例基本上是个定值。定义比例基本上是个定值。定义三极管的直流电流放大系数三极管的直流电流放大系数为为I IC C与与I IB B的比值，的比值，即即EIBCCBOBCBOCBCIII

8、IIIII BI _92 2、电流分配关系、电流分配关系 NPNRbUBBICIEIB（以（以NPN为例）为例）CBOICI 图图1-26 1-26 三极管内的载流子运动规律三极管内的载流子运动规律 BBCEI1III)(BCCBOBCBOCBCIIIIIIII bceBCII BCII CCUcRBI 10ICEO=(1+)ICBO叫做穿透电流叫做穿透电流,当当ICBO较小时较小时,可以忽略不计可以忽略不计,得得IC=IB,表明表明IC与与IB成正比关系成正比关系,越大越大,IB控制控制IC得能力越强得能力越强2 2、电流分配关系、电流分配关系（以（以NPN为例）为例）图图1-26 1-26

9、 三极管内的载流子运动规律三极管内的载流子运动规律 CBOBCBOCBCIIIIII CEOBCBOBCIII)1(II CBOCEOI)1(I _ _ _ NPNRbUBBICIEIBCBOICI bceCCUcRBI _ _11输输入入回回路路输输出出回回路路(1)(1)无交流信号无交流信号 UBB接输入回路接输入回路,使发射使发射结正偏结正偏 UCC接输出回路接输出回路,使集电使集电结反偏结反偏 在这种偏置下产生在这种偏置下产生IE、IC、IB.IC=IB,这是对直流这是对直流电流的放大作用电流的放大作用.3 3、三极管的电流放大作用、三极管的电流放大作用UBBUCCRCRBIC=IBI

10、E=IC+IBIBbceV 如图所示称为如图所示称为三极管的三极管的共发射极放大电路共发射极放大电路。因为。因为这个电路中包含由三极管这个电路中包含由三极管的基极的基极b与发射极与发射极e构成的构成的输入回路和由集电极输入回路和由集电极c与发与发射极射极e构成的输出回路，三构成的输出回路，三极管的发射极作为输入和极管的发射极作为输入和输出回路的公共端，输出回路的公共端，所以所以称为共发射极放大电路。称为共发射极放大电路。三极管的共发射极放大电路三极管的共发射极放大电路12(2)(2)加入交流信号后加入交流信号后A.A.Ic是是IB的的倍倍,三极管对三极管对IB有放大作用有放大作用,越大越大,控

11、制能力控制能力越强越强,所以三极管是一个有所以三极管是一个有电流放大的电流控制元件电流放大的电流控制元件.B.B.Ic在在R RC C上上产产生生的输出电压的输出电压Uo,而而Uo比比Ui大约大几大约大几十倍十倍,可以得到电压放大。可以得到电压放大。3 3、三极管的电流放大作用、三极管的电流放大作用BBIi EI CCIi OOUu CBiIIU BCII BCII BEI)1(I UBBUCCRCRBiU CI BI EEIi OU 131.31.3三极管的特性曲线三极管的特性曲线o 什么叫三极管的特性曲线？什么叫三极管的特性曲线？三极管伏安特性曲线三极管伏安特性曲线是指三极管各电极是指三极

12、管各电极电电 压压与各电极与各电极电流电流之间关系的曲线，它是管子内之间关系的曲线，它是管子内 部载流子运动规律的外部体现。部载流子运动规律的外部体现。14bceCRCCUCiBiBEU常数 CEUBREiBBU输入回路输入回路输出回路输出回路常常数数 CE)(BEBuufi1、输入特性曲线、输入特性曲线:(1)是研究当是研究当UCE=常数常数 时，时，UBE 和和iB之间的关系曲之间的关系曲 线，线，用函数关系式表示为用函数关系式表示为:15(1)UBE 和和i iB B之间的关系曲线之间的关系曲线(2)用用 UCE=1V 的输入特性曲的输入特性曲线来代表线来代表UCE1V 所有输所有输入特

13、性曲线入特性曲线(3)输入特性的死区电压：输入特性的死区电压：硅管约为硅管约为0.5V；锗管约为锗管约为0.1V。发射结正偏导通后：发射结正偏导通后：硅管硅管 UBE=0.7V；锗管锗管 UBE=0.3V1 1、输入特性曲线、输入特性曲线常常数数 CEu)u(fiBEB200.40.60.8100608040A/iB V/uBE0.2V1uCE 5.07.0bceCRCCUCiBiBEU常数 CEUBREiBBU输入回路输入回路输出回路输出回路16常常数数 Bi)u(fiCEC2 2、输出特性曲线、输出特性曲线:(1)(1)是研究当是研究当 i iB B=常数常数 时，时，U UCECE和和i

14、 iC C之间的关系曲之间的关系曲线，用函数表示为线，用函数表示为:bceCRCCUCi常数 BiBEUBREiBBU输入回路输入回路输出回路输出回路CEU172 2、输出特性曲线、输出特性曲线CiCEuBBIiCEC|)u(fi (2)输出特性曲线输出特性曲线,当当UCE较小时起始部份很陡，较小时起始部份很陡，当当UCE 略有增加，略有增加，iC 增加很快，当增加很快，当UCE1V 以后，再增加以后，再增加UCE、iC 增加不明显。增加不明显。(3)如改变如改变IB 则得到另一则得到另一条输出特性曲线。条输出特性曲线。18264100A20IB A40 A80 A60 A100 A0 bce

15、CRCCUCi常数 BiBEUBREiBBU输入回路输入回路输出回路输出回路CEU18（a）输入特性曲线输入特性曲线;（b）输出特性曲线输出特性曲线 图图3 3 三极管的输入、三极管的输入、输出特性曲线输出特性曲线193 3、把输出特性曲线划分成三个区、把输出特性曲线划分成三个区常常数数 B)(CECiufi5101520Vuce/mAic/12340A0iB A20A100A80A60A40BI CI 饱和区饱和区截止区截止区放大区放大区击穿区击穿区(3)饱和区饱和区 区域：区域：uCE 0.7v 以左部分以左部分 条件：发射结正偏，集电结正偏。条件：发射结正偏，集电结正偏。uBE0,uBC

16、0 特点：失去放大能力，即特点：失去放大能力，即iCiB不成立不成立,即即iB不能控制不能控制iC 的变化。的变化。(1)截止区：截止区：区域：区域：iB0 输出特性曲线以下的区域为截止区输出特性曲线以下的区域为截止区 条件：发射结、集电结均反偏条件：发射结、集电结均反偏 uBE0,uBC0,集电结反偏集电结反偏，uBCVbVe放大放大VcVb0;集电集电结反偏结反偏 UBCRC=4k保证集保证集电结反偏电结反偏,即即UBC0，集，集电结反偏电结反偏ubcIB I1I2 (ii)TICQIEUReUBE=UB-UReIB (iii)一般取：一般取：I1=(510)IB UB=（35）UBE 1

17、i2ieR分压式射极偏置电路分压式射极偏置电路 1C1bRcRCCU2CLRsRouiu2bReiCiBiBUCC2b1b2bBURRRU UB是稳定的是稳定的 CI BI EI ReU BEU CI TeeReRIU ReBEBUUU su145例例6-5 6-5 分压式射极偏置电路如图分压式射极偏置电路如图所示，所示，6060，R Re e1k1k，R Rb1b130k30k，R Rb2b210k10k，R Rc c2k2k，R RL L2k2k。求：（求：（1 1）静态工作点静态工作点Q Q；（2 2）电压放大倍数电压放大倍数A Au u；（3 3）输入电阻；输入电阻；（4 4）输出电阻

18、。输出电阻。CCUbceViuou1C2C1bRcR2bRLRCiBi1i2iEieR146实用的分压式射极偏置电路147集电极基极偏置电路1486.4.2 三种三极管基本放大电路的比较三种三极管基本放大电路的比较1491.从电压放大倍数看：共射、共基从电压放大倍数看：共射、共基Au很大，共射很大，共射Ui与与Uo反相，反相，共共基基Ui与与Uo同相，共集同相，共集Au最小，最小，Au12.从电流放大倍数看：共射与共集有较高的从电流放大倍数看：共射与共集有较高的Ai 共基共基Ai13.从输入电阻看：三种电路从大到小的顺序为：共集、共射、共从输入电阻看：三种电路从大到小的顺序为：共集、共射、共基电路基电路4.从输出电阻看：共集较小，带负载能力最强，其余两较差从输出电阻看：共集较小，带负载能力最强，其余两较差.根根据这些特点：共射电路多用在多级放大电路的中间级，起电压放据这些特点：共射电路多用在多级放大电路的中间级，起电压放大作用；共集电路：大作用；共集电路：ri大，大，ro小，用于输入级，输出级及缓冲级，小，用于输入级，输出级及缓冲级，共基电路，用于宽带线高共基电路，用于宽带线高