模电04(三极管BJT).ppt

交、直流放大电路,信号运算电路,信号处理与产生电路,直流稳压电源,模拟电路的主要内容,Ch. 4、5、6、7、8,Ch. 2,Ch. 9,Ch. 10,（分类依据：电路功能，输入信号与输出信号之间的关系）,基础知识,Ch. 1、3,交、直流放大电路,分立元件,集成器件,场效应管FET,双极结型三极管BJT,Ch.6,Ch.4,集成运算放大电路,Ch.5,功率放大电路,其它专门电路,Ch.8,放大电路中的反馈,Ch.7,第四章 双极结型三极管及放大电路基础（P101185）,*,4.1 BJT,4.3 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,第四章 双极结型三极管及放大电路基础（P101185）,基本要求： （了解、理解、掌握） 1、了解BJT的放大原理及输入输出的特性曲线； 2、掌握BJT放大电路的三种组态的组成、工作原理及特点； 3、掌握静态、动态性能指标的分析计算（包括图解分析法和小信号模型分析法）； 4、掌握多级放大电路的分析计算； 5、掌握放大电路频率响应的分析方法。,*,4.1 BJT,4.1.1 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,4.1.1 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,BJT: Bipolar Junction Transistor 双极结型三极管：有自由电子和空穴两种极性的载流子参与导电。,1.结构,发射极用e 表示(Emitter),集电极用c 表示(Collector),基极用b表示(Base),发射区,集电区,基区,三极管符号,两个背靠背的PN结三个电极、三层半导体、两个结。分类:NPN型和PNP型。,符号中，发射极上的箭头表示发射结加正偏电压时，发射极电流的实际方向。,2.结构特点, 发射区e掺杂浓度最高；, 集电区c掺杂浓度低于发射区，且面积大；, 基区b最薄，且掺杂浓度最低。,管芯结构剖面图,所以，发射区和集电区不是电对称的。,集成电路中典型NPN型BJT的截面图,4.1.2 放大状态下BJT的工作原理,放大状态的外部条件： e结正偏，c结反偏,NPN 管:,PNP 管:,BJT中有两个PN结，每个PN结有正偏、反偏两种工作状态，所以BJT在工作中有四种工作状态： 放大、饱和、截止、倒置。,以下以NPN型管为例进行分析,iB、iC 流入电极； iE流出电极。,iB、iC 流出电极； iE流入电极。,复习,PN结正偏时，主要是什么形成的电流？什么电流可忽略？,PN结反偏时，主要是什么形成的电流？什么电流可忽略？,P型半导体中，多子是？少子是？ N型半导体中，多子是？少子是？,发射区：发射载流子 集电区：收集载流子 基区：传送和控制载流子 （以NPN为例）,放大状态下BJT中载流子的传输过程,1.内部载流子的传输过程,1）e结正偏,扩散电流为主 IEN大，IEP小；共同形成IE，大小受vBE影响。,漂移电流为主 ICN大，ICBO小；共同形成IC。其中温度一定时，ICBO值恒定（由各三极管的实际掺杂浓度决定），不受IEN影响，从而也不受vBE影响。,2）c结反偏,发射区：发射载流子 集电区：收集载流子 基区：传送和控制载流子 （以NPN为例）,放大状态下BJT中载流子的传输过程,1.内部载流子的传输过程,1）e结正偏,扩散电流为主,漂移电流为主,2）c结反偏,3）b区 电子从e区到c区途经b区，被b极拉走一部分,IC= ICN+ ICBO,IE=IB+ IC,电流关系：,2. 电流分配关系,放大状态下BJT中载流子的传输过程,设,2. 电流分配关系,3. 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,BJT的伏安特性曲线：直观的描述各极间电压与各极间电流之间的关系。,对于任何组态，均可将BJT视为二端口网络：输入回路，输出回路。,要完整的描述BJT的伏安特性，应选用两组曲线：,1、输出端条件一定时，输入端的电压电流关系曲线,2、输入端条件一定时，输出端的电压电流关系曲线,显然，不同的组态，输入输出端口不同，特性曲线也不同。 其中，共集与共射组态的特性曲线类似。,4.1.3 BJT的V-I 特性曲线,4.1.3 BJT的V-I 特性曲线,iB=f(vBE) vCE=const.,(2) 当vCE1V时， vCB= vCE - vBE0，集电结已进入反偏状态，开始收集电子，基区复合减少，同样的vBE下 IB减小，特性曲线右移。,(1) 当vCE=0V时，相当于发射结的正向伏安特性曲线。,1. 输入特性曲线,（以共射极放大电路为例）,共射极连接,iC=f(vCE) iB=const.,2. 输出特性曲线,输出特性曲线的三个区域:,放大区： 1）vBE vth，vCEvBE，iB0 发射结正偏，集电结反偏或零偏。 2）iC=iB，iC基本恒定，随vCE增大略微增大。 iC基本平行于vCE轴，曲线基本平行等距。,4.1.3 BJT的V-I 特性曲线,共射极连接,饱和区： 1）vBE vth，vCE0 发射结正偏，集电结正偏。 2） iCiB， iC明显随 vCE的增大（减小）而增大（减小）。 3） vCE=vBE临界饱和,iC=f(vCE) iB=const.,2. 输出特性曲线,输出特性曲线的三个区域:,4.1.3 BJT的V-I 特性曲线,共射极连接,iC=f(vCE) iB=const.,2. 输出特性曲线,输出特性曲线的三个区域:,截止