模拟电子技术ch041ppt课件

4.1 BJT4.3 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 基本共射极放大电路4.6 组合放大电路4.7 放大电路的频率响应*4.8 单级放大电路的瞬态响应1主要内容 半导体三极管的结构及工作原理，及其构成放大电路的三种组态 放大电路的静态（直流工作状态）与动态（交流工作状态） 静态工作点对非线性失真的影响 用 H 参数小信号模型计算共射极放大电路的主要性能指标 共集电极电路和共基极电路的分析计算 三极管放大电路的频率响应2基本要求（本章重点）了解半导体三极管的工作原理、特性曲线及主要参数了解静态工作点与非线性失真的关系熟练掌握放大电路静态工作点的设置和估算，以及用小信号模型分析法求解放大电路的动态指标掌握 BJT 放大电路三种组态的结构及性能的特点掌握放大电路的频率响应的基本概念了解各元件参数对放大电路的频率响应性能的影响学时数 1534.1 BJT4.1.1 BJT的结构简介4.1.2 放大状态下 BJT的工作原理4.1.3 BJT的 V-I 特性曲线4.1.4 BJT的主要参数4.1.5 温度对 BJT参数及特性的影响44.1.1 BJT的结构简介(a) 小功率管 (b) 小功率管 (c) 大功率管 (d) 中功率管中国俗称：三极管 管的外面伸出三个电极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 (Bipolar Junction Transistor)。 5第一个 BJT6集成电路中典型 NPN型 BJT的截面图4.1.1 BJT的结构简介在一个晶片（硅或锗）生成三个杂质半导体区 管芯结构剖面图7该结构与原理结构类似84.1.1 BJT的结构简介三个极两个结三个区集电区基区发射区集电极（ C极）基极（ B极）发射极（ E极）集电结发射结94.1.1 BJT的结构简介两种类型 NPN型PNP型箭头表示发射结正偏时。发射结电流实际方向NPN与 PNP的区别：1.电源电压的极性相反2.产生的电流方向相反关于 NPN型 BJT的讨论同样适用于 PNP型 BJT，只用作以上两项修改10BECNNP基极发射极集电极基区：较薄，掺杂浓度低集电区：面积较大发射区：掺杂浓度较高集电区掺杂浓度低于发射区BJT结构特点 不对称结构114.1.2 放大状态下 BJT的工作原理组成四种工作状态：BJT内部状态：两个 结 ： 集 电结 发 射 结两个 态 ： 正向 反向工作状 态 发 射 结 正向 发 射 结 反向集 电结 正向 饱 和 倒置集 电结 反向 放大 截止主要讨论放大状态124.1.2 放大状态下 BJT的工作原理1. 内部载流子的传输过程 （以 NPN为例） IE=IB+ IC放大状态下 BJT中载流子的传输过程BJT放大的外部条件： 发射结正偏集电结反偏放大状态内部过程分析： BJT外部电流关系： 134.1.2 放大状态下 BJT的工作原理1. 内部载流子的传输过程 （以 NPN为例） 集电区：收集载流子 发射区：发射载流子基区：传送和控制载流子对电子而言：（注意与电流方向相反）ICBO集电结反向饱和电流不关联载流子红色箭头是关联载流子多子电流 少子变多电流144.1.2 放大状态下 BJT的工作原理1. 内部载流子的传输过程 （以 NPN为例） 集电区：流进基区的电流 发射区：汇集基区和集电区电流基区：基区电流会同集电区电流共同流进发射区对电流而言：反着理解正着使用15反着理解正着使用由于电子流动的方向与电流流动的方向相反，顾要：16电子流向电流流向少部分流向基极电子由发射极发出大部分穿过基极被集电极收集集电极电流子穿过基极流进发射极少量基极电流会同集电极电流流进发射极。一个单位基极电流引起，多个单位（ ）集电极电流 控制特性！17一个单位基极电流引起，多个单位（ ）集电极电流好像基极电流，能够控制集电极电流的大小。控制特性！18BJT电流放大原理BECNNPEBRBEc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。IE1进入 P区的电子少部分与基区的空穴复合，形成电流 IB ， 多数扩散到集电结。IB19BECNNPEBRBEcIE从基区扩散来的电子漂移进入集电结而被收集，形成 IC。IC2ICIB要使三极管能放大电流，必须使发射结正偏，集电结反偏。BJT电流放大原理20一个单位基极电流引起多个单位集电极电流特点两个 PN结紧紧背靠背发射结正偏，集电结反偏。发射结有正向特性，集电结有反向特性。控制特性！21222. 电流分配关系根据传输过程可知 IC= ICN+ ICBO通常 IC ICBO 为 共基极 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 = 0.90.99 。IE=IB+ IC放大状态下 BJT中载流子的传输过程放大倍数等于 1，好像没放大？集电结反向饱和电流集电中受发射结电压控制的电流表达发射到集电极电流的多少23根据 IE=IB+ IC IC= ICN+ ICBO2. 电流分配关系得：得：（穿透电流）24 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 。2. 电流分配关系发射区发射的电子有一个发射到基区就有 个电子到达集电区电流放大 IB控制 ICBJT放大的核心表达式！ 牢牢记住！25基极像一个闸门控制由集电极流向发射极电流的大小263. 三极管的三种组态(c) 共集电极接法 ，集电极作为公共电极，用 CC表示。(b) 共发射极接法 ，发射极作为公共电极，用 CE表示；(a) 共基极接法 ，基极作为公共电极，用 CB表示；BJT的三种组态以那个极为关于输入输出公共点，就是共那个极 。27共基极放大电路4. 放大作用若 vI = 20mV电压放大倍数使 iE = -1 mA，?则 iC = iE = -0.98 mA， vO = -iC RL = 0.98 V，当 = 0.98 时，1K 将 20电阻的电流转移到 1000 电阻上 恒流源输出电压和电压放大倍数都和负载电阻成正比28+-b ceRL1k共射极放大电路共射极放大电路VBBVCCVBEIBIEIC+-vI+vBEvO+-+iC+iE+iBvI = 20mV 设若则电压放大倍数iB = 20 uAvO = -iC RL = -0.98 V， = 0.98使结论： 共射放大电路既有电流放大能力又有电压放大能力。 29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