6.5半導(dǎo)體三極管及放大電路基礎(chǔ)一、半導(dǎo)體三極管（BJT—雙結(jié)晶體管）功率：材料：小、中、大功率管硅管、鍺管類型：NPN型、PNP型半導(dǎo)體三極管:具有電流放大功能的元件分類：6.5半導(dǎo)體三極管及放大電路基礎(chǔ)一、半導(dǎo)體三極管（B1§1基本結(jié)構(gòu)NNP基極發(fā)射極集電極NPN型BECBECPNP型PPN基極發(fā)射極集電極符號：BECIBIEICBECIBIEICNPN型三極管PNP型三極管§1基本結(jié)構(gòu)NNP基極發(fā)射極集電極NPN型BECBEC2基區(qū)：最薄，摻雜濃度最低發(fā)射區(qū)：摻雜濃度最高發(fā)射結(jié)集電結(jié)BECNNP基極發(fā)射極集電極結(jié)構(gòu)特點：集電區(qū)：面積最大基區(qū)：最薄，發(fā)射區(qū)：摻發(fā)射結(jié)集電結(jié)BECNNP基極發(fā)射極集電3三極管的基本接法共集電極接法：集電極作為公共端；共基極接法：基極作為公共端。共發(fā)射極接法：發(fā)射極作為公共端；三極管的基本接法共集電極接法：共基極接法：共發(fā)射極接法：4§2BJT的電流分配和放大原理1.三極管放大的外部條件BECNNPEBRBECRC發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏PNP發(fā)射結(jié)正偏VB<VE集電結(jié)反偏VC<VB從電位的角度看：

NPN

發(fā)射結(jié)正偏VB>VE集電結(jié)反偏VC>VB

§2BJT的電流分配和放大原理1.三極管放大的外部52.三極管內(nèi)部載流子的運動規(guī)律BECNNPVEERBVCCIEIBEICEICBO發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)射區(qū)電子不斷向基區(qū)擴散，形成發(fā)射極電流IE。

進(jìn)入P區(qū)的電子少部分與基區(qū)的空穴復(fù)合，形成電流IBE，多數(shù)擴散到集電結(jié)。

基區(qū)空穴向發(fā)射區(qū)的擴散可忽略。集電結(jié)反偏，有少子形成的反向電流ICBO。從基區(qū)擴散來的電子作為集電結(jié)的少子，漂移進(jìn)入集電結(jié)而被收集，形成ICE。JCJE2.三極管內(nèi)部載流子的運動規(guī)律BECNNPVEERBVCC6BECNNPVEERBVCCIEIBEICEICBOJCJEICIB2.三極管的電流分配關(guān)系IC＝ICE＋I(xiàn)CBOIB＝IBE－ICBOIE＝IC＋I(xiàn)BBECNNPVEERBVCCIEIBEICEICBOJCJE7§3特性曲線發(fā)射極是輸入回路、輸出回路的公共端共發(fā)射極電路輸入回路輸出回路ICEBmA

AVUCEUBERBIBECV++––––++§3特性曲線發(fā)射極是輸入回路、輸出回路的公共端共發(fā)射81.輸入特性特點:非線性正常工作時發(fā)射結(jié)電壓：NPN型硅管

UBE0.7VPNP型鍺管

UBE-0.3VIB(

A)UBE(V)204060800.40.8UCE1VO1.輸入特性特點:非線性正常工作時發(fā)射結(jié)電壓：IB(92.輸出特性IB=020A40A60A80A100A36IC(mA)1234UCE(V)912O放大區(qū)輸出特性曲線通常分三個工作區(qū)：(1)放大區(qū)在放大區(qū)有IC=

IB

，也稱為線性區(qū)，具有恒流特性。在放大區(qū)，發(fā)射結(jié)處于正向偏置、集電結(jié)處于反向偏置，晶體管工作于放大狀態(tài)。2.輸出特性IB=020A40A60A80A1010IB=020A40A60A80A100A36IC(mA)1234UCE(V)912O（2）截止區(qū)IB<0以下區(qū)域為截止區(qū)，有IC0

。在截止區(qū)發(fā)射結(jié)處于反向偏置，集電結(jié)處于反向偏置，晶體管工作于截止?fàn)顟B(tài)。飽和區(qū)截止區(qū)（3）飽和區(qū)

當(dāng)UCE

UBE時，晶體管工作于飽和狀態(tài)。發(fā)射結(jié)處于正向偏置，集電結(jié)也處于正偏。

IB=020A40A60A80A100A36IC(11輸出特性三個區(qū)域的特點:(1)放大區(qū)BE結(jié)正偏，BC結(jié)反偏，IC=IB,且

IC=

IB(2)飽和區(qū)BE結(jié)正偏，BC結(jié)正偏，即UCEUBE

，

IB>IC(3)截止區(qū)UBE<死區(qū)電壓，IB=0，IC=ICEO0

輸出特性三個區(qū)域的特點:(1)放大區(qū)(2)飽和區(qū)(3)12

測量三極管三個電極對地電位，試判斷三極管的工作狀態(tài)。

放大截止飽和-+正偏反偏-++-正偏反偏+-放大Vc>Vb>Ve放大Vc<Vb<Ve例：測量三極管三個電極對地電位，試判斷三極管的工作狀133主要參數(shù)1.電流放大系數(shù)，

直流電流放大系數(shù)交流電流放大系數(shù)當(dāng)晶體管接成發(fā)射極電路時，表示晶體管特性的數(shù)據(jù)稱為晶體管的參數(shù)，晶體管的參數(shù)也是設(shè)計電路、選用晶體管的依據(jù)。注意：和

的含義不同，但在特性曲線近于平行等距并且ICE0較小的情況下，兩者數(shù)值接近。常用晶體管的

值在20~200之間。3主要參數(shù)1.電流放大系數(shù)，直流電流放大系數(shù)交流電流14基本放大電路

基本放大電路一般是指由一個三極管與相應(yīng)元件組成放大電路?；痉糯箅娐坊痉糯箅娐芬话闶侵赣梢粋€三極管與相應(yīng)元156.3共射極放大電路單電源供電時常用的畫法共發(fā)射極基本電路+UCCRSesRBRCC1C2T+++–RLui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiEECRSesRBEBRCC1C2T+++–RL++––ui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE耦合電容：C1、C2;負(fù)載電阻：RL輸入電壓：ui

;輸出電壓：uo6.3共射極放大電路單電源供電時常用的畫法共發(fā)射極基本電16信號放大過程各點波形RB+ECRCC1C2uitiBtiCtuCtuotuiiCuCuoiB信號放大過程各點波形RB+ECRCC1C2uitiBtiCt17UBEIBICUCEuo=0uBE=UBEuCE=UCEuBEtOiBtOiCtOuCEtO

1.無輸入信號(ui

=0)時，三極管各電極都是恒定的電壓和電流:IB、UBE和IC、UCE(靜態(tài)工作點)。？uitOUBEIBICUCEuBEtOiBtOiCtOuCEtOuotO2.有輸入信號(ui

≠0)時，各電流和電壓均直流量的基礎(chǔ)上疊加了一個交流量。uo

0uBE=UBE+uiuCE=UCE+uoUBEIBICUCEuo=0uBEtOiBtOiCt18結(jié)論：將電流和電壓的直流分量和交流分量分開加以分析：●對直流量用直流通路：求靜態(tài)工作點Q●對交流量用交流通路：求電壓放大倍數(shù)、輸入輸出電阻等+集電極電流直流分量交流分量動態(tài)分析iCtOiCtICOiCticO靜態(tài)分析結(jié)論：將電流和電壓的直流分量和交流分量分開加以分析：+19例：畫出下圖放大電路的直流通路直流通路直流通路用來計算靜態(tài)工作點Q(IB、IC、UCE)對直流信號電容C可看作開路（即將電容斷開）斷開斷開+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIBIE+UCCRSesRBRCC1C2T+++–RLui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE直流通路與交流通路例：畫出下圖放大電路的直流通路直流通路直流通路用來計算靜態(tài)工20RBRCuiuORLRSes++–+––對交流信號(有輸入信號ui時的交流分量)XC0，C可看作短路。忽略電源的內(nèi)阻，電源的端電壓恒定，直流電源對交流可看作短路。短路短路對地短路交流通路用來計算電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻等動態(tài)參數(shù)。+UCCRSesRBRCC1C2T+++–RLui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiERBRCuiuORLRSes++–+––對交流信號(有輸入信216.3.1放大電路靜態(tài)分析法IB、IC和VCE是靜態(tài)工作狀態(tài)的三個量，用Q表示。在測試基本放大電路時，測量三個電極對地的電位VB、VE和VC即可確定三極管的靜態(tài)工作狀態(tài)。(1)估算工作點:(Q點)[用直流通路】硅:VBE=0.7V鍺:VBE=0.2VRb+VCCRC6.3.1放大電路靜態(tài)分析法IB、IC和VCE是靜態(tài)工作狀22實現(xiàn)放大的條件(1)晶體管必須工作在放大區(qū)。發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。(2)正確設(shè)置靜