晶体三极管及放大电路课件.ppt

1、12概况1您的内容打在这里，或者通过复制您的文本后。概况2您的内容打在这里，或者通过复制您的文本后。概况3您的内容打在这里，或者通过复制您的文本后。+整体概况3双极型晶体管(BJT)又称半导体三极管、晶体三极管，或简称晶体管。三极管的外形如下图所示。三极管有两种类型：NPN 型和 PNP 型。三极管的外形X：低频小功率管D：低频大功率管G：高频小功率管为什么有孔？41、晶体管的结构及类型常用的三极管的结构有硅平面管和锗合金管两种类型。图a三极管的结构(a)平面型(NPN)(b)合金型(PNP)NecNPb二氧化硅becPNPe 发射极，b基极，c 集电极。发射区集电区基区基区发射区集电区5图(

2、b)三极管结构示意图和符号NPN 型ecb符号集电区集电结基区发射结发射区集电极 c基极 b发射极 eNNP6集电区集电结基区发射结发射区集电极 c发射极 e基极 bcbe符号NNPPN图 三极管结构示意图和符号(b)PNP 型72、晶体管的电流放大作用以 NPN 型三极管为例讨论cNNPebbec表面看三极管若实现放大，必须从三极管内部结构和外部所加电源的极性来保证。不具备放大作用8三极管内部结构要求：NNPebcN N NP P P1.发射区高掺杂。2.基区做得很薄。通常只有几微米到几十微米，而且掺杂较少。三极管放大的外部条件：外加电源的极性应使发射结处于正向偏置状态，而集电结处于反向偏置

3、状态。3.集电结面积大。93、晶体管的放大原理（集电结反偏），即（发射结正偏）放大的条件BECECBonBE0uuuUu 扩散运动形成发射极电流IE，复合运动形成基极电流IB，漂移运动形成集电极电流IC。少数载流子的运动因发射区多子浓度高使大量电子从发射区扩散到基区因基区薄且多子浓度低，使极少数扩散到基区的电子与空穴复合因集电区面积大，在外电场作用下大部分扩散到基区的电子漂移到集电区基区空穴的扩散10becRcRb一、晶体管内部载流子的运动I EIB2.扩散到基区的自由电子与空穴的复合运动形成基极电流电子到达基区，少数与空穴复合形成基极电流 Ibn，复合掉的空穴由 VBB 补充。多数电子在基区

4、继续运动，到达集电结的一侧。晶体管内部载流子的运动1.发射结加正向电压，扩散运动形成发射极电流发射区的电子越过发射结扩散到基区，基区的空穴扩散到发射区形成发射极电流 IE(基区多子数目较少，空穴电流可忽略)11becI EI BRcRb 3.集电结加反向电压，漂移运动形成集电极电流Ic，集电结反偏，有利于收集基区漂移过来的电子而形成集电极电流 Icn。其能量来自外接电源 VCC。I C 另外，集电区和基区的少子在外电场的作用下将进行漂移运动而形成反向饱和电流，用ICBO表示。ICBO晶体管内部载流子的运动12beceRcRb二、晶体管的电流分配关系IEpICBOIEICIBIEnIBnICn晶

5、体管内部载流子的运动与外部电流 I IE EI IB BI IC C I IE E扩散运动形成的电流 I IB B复合运动形成的电流 I IC C漂移运动形成的电流13beceRcRbIEpIEnIBnICBOIEICIBICn晶体管内部载流子的运动与外部电流三、晶体管的电流放大系数ICBO 称反向饱和电流ICEO 称穿透电流1、直流电流放大系数BCIIBEI1I）（2、交流电流放大系数BCII 14输入回路输出回路ICEBmA AVUCEUBERBIBECV+15为什么UCE增大曲线右移？由发射区注入基区的电子有一部分越过基区和集电结形成电流ic，而另一部分在基区参与复合运动的电子将随Uce

6、的增大而减少，所以要获得同样的ib，就必须加大Ube，使发射区向基区注入更多的电子。为什么像PN结的伏安特性？为什么UCE增大到一定值曲线右移就不明显了？当Uce增大到一定值后集电结电场足够强，可以把将发射区注入基区的绝大部分电子都收集到集电区，因而再增大Uce，ic不能明显增大，ib已基本不变。对于小功率晶体管，UCE大于1V的一条输入特性曲线可以取代UCE大于1V的所有输入特性曲线。CE)(BEBUufi16常数常数 CE)(BEBUUfIIB(A)UBE(V)204060800.40.8UCE 1VO172.2.输出特性B)(CECIufi 对应于一个IB就有一条iC随uCE变化的曲线。

7、为什么uCE较小时iC随uCE变化很大？为什么uCE较大时曲线几乎是横轴的平行线？饱和区放大区截止区BiCi常量CEBCUii 描述基极电流iB为一常量时，集电极电流ic与管压降uCE之间的函数关系，即18IB=020 A40 A60 A80 A100 A36IC(mA )1234UCE(V)912O放大区19O20 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VcVbIC，UCE 0.3V(3)截止区 UBEUBEQ时，bCCBQRVI已知：VCC12V，Rb600k，Rc3k，100。Q？直流通路阻容耦合单管共射放大电路

8、的直流通路和交流通路VRIVUmAIIAI62 20cCQCCCEQBQCQBQ634.3.2 图解法1.1.静态分析：图解二元方程bBBBBERiVucCCCCERiVu输入回路负载线QIBQUBEQQIBQICQUCEQ负载线64IOOCECBI)(uuAuuiiuu给定bBIBBBERiuVuIuBBQBiIICiCEu斜率不变65在三极管的输入、输出特性曲线上直接用作图的方法求解放大电路的工作情况。一、静态工作点的分析1.先用估算的方法计算输入回路 IBQ、UBEQ。2.用图解法确定输出回路静态值。方法：根据 uCE=VCC iCRc 式确定两个特殊点cCCCCECCCEC 0 0 R

9、ViuVui 时，时，当当时，时，当当66输出回路输出特性CCCCCECCCEC0 0 RViuVui ，直流负载线Q由静态工作点 Q 确 定 的 IC Q、UCEQ 为静态值。67【例】图示单管共射放大电路及特性曲线中，已知 Rb=280 k，Rc=3 k ，集电极直流电源 VCC=12 V，试用图解法确定静态工作点。解：首先估算 IBQA 40mA)2807.012(bBEQCCBQ RUVI做直流负载线，确定 Q 点根据 UCEQ=VCC ICQ RciC=0，uCE=12 V；uCE=0，iC=4 mA.T680iB=0 A20 A40 A60 A80 A134224681012MQI

10、BQ=40 A，ICQ=2 mA，UCEQ=6 V.uCE /V由 Q 点确定静态值为：iC /mA69三、波形非线性失真的分析1.静态工作点过低，引起 iB、iC、uCE 的波形失真ibui结论：i iB B 波形失真为截止失真是在输入 回路首先产生失真！OQOttOuBE/ViB/AuBE/ViB/AIBQ 截止失真70iC、uCE(uo)波形失真NPN 管截止失真时的输出 uo 波形。uo 波形顶部失真uo=uceOiCtOOQ tuCE/VuCE/ViC/mAICQUCEQ71 截止失真分析2.消除方法：增大VBB，即向上平移输入回路负载线。t减小Rb能消除截止失真1.静态工作点过低，

11、引起 iB、iC、uCE 的波形失真72OIB=0QtOONPN 管 uo波形tiCuCE/VuCE/ViC/mAuo=uceib(不失真)ICQUCEQ2.Q 点过高，引起 iC、uCE的波形失真饱和失真结论：饱和失真是输出回路产生失真。uo 波形底部失真73提问与解答环节Questions and answers74结束语 CONCLUSION感谢参与本课程，也感激大家对我们工作的支持与积极的参与。课程后会发放课程满意度评估表，如果对我们课程或者工作有什么建议和意见，也请写在上边，来自于您的声音是对我们最大的鼓励和帮助，大家在填写评估表的同时，也预祝各位步步高升，真心期待着再次相会！75最后、感谢您的到来 讲师：XXXX 时间：202X.XX.XX