南邮模电c期末复习第三章.ppt

第三章双极型晶体管及其放大电路,1.形式与结构,NPN,PNP,三区、三极、两结,2.特点:,基极电流控制集电极电流并实现放大,放大条件,内因：发射区载流子浓度高、基区薄、集电区面积大,外因：发射结正偏、集电结反偏,3.电流关系,图1.(a)NPN型管的结构示意图；(b)电路符号,3.1双极型晶体管的工作原理,base,collector,emitter,e,c,b,发射极,基极,集电极,基区,集电结,发射区,集电区,1.结构,发射极箭头方向是指发射结正偏时的电流方向,(两个反向连接的PN结组成),晶体管处于放大状态的工作条件,UCUBUE,UCUBUE,1.内部条件2.外部条件发射结(eb结)正偏集电结(cb结)反偏,使发射区的掺杂浓度最高，以有效地发射载流子；使基区掺杂浓度最小且区最薄，以有效地传输载流子；使集电结面积最大，且掺杂浓度小于发射区，以有效地收集载流子。,图6.共射输出特性曲线,u,C,E,/,V,5,10,15,0,1,2,3,4,i,C,/,mA,穿,共射输出特性曲线可分为4个区域(饱和区、放大区、截止区、击穿区)。,晶体管的工作状态小结：两个PN结都正偏饱和状态两个PN结都反偏截止状态一个PN结正偏，一个PN结反偏放大状态注意:如果晶体管的发射结反偏、集电结正偏，就是晶体管的倒置放大应用,1.直流模型及静态工作点的估算,2.4放大电路的静态分析和设计,例1.硅晶体管电路如图所示。若已知晶体管工作在放大状态，=100，试计算晶体管的IBQ，ICQ和UCEQ。,+,-,ui,故有,解：晶体管工作在放大状态，故可用直流模型代替晶体管，便得到如上图所示的直流等效电路。由图可知,直流通路,2.静态工作点的图解分析法,直流图解分析是在晶体管特性曲线上，用作图的方法确定出直流工作点，并求出IBQ、UBEQ和ICQ、UCEQ。,以左图为例，说明如何通过图解分析法确定放大电路的静态工作点。,图2.3.4阻容耦合共射放大,输出回路的静态工作点ICQ、UCEQ的图解分析：,写出晶体管的输出回路方程uCE=UCC-ICRC在坐标中画出输出回路方程所确定的直线-直流负载线输出特性曲线与直流负载线的交点为静态工作点Q。,两个特殊点,例.在下图(a)的电路中，RB=560k,RC=3k,UCC=12V，晶体硅管的输出特性曲线如下图(b)所示，试用图解法确定直流工作点。,(a)直流通路,(b)晶体管的输出特性曲线,(2)输出回路满足（直流负载线）：uCE=UCC-iCRC即:uCE=12-3iC,解:(1)取UBE(on)=0.7V，由估算法可得：,iC=0时，uCE=12V,uCE=0时，iC=4mA,u,C,E,/,V,2,10,12,0,1,2,3,40,A,30,A,20,A,10,A,i,C,/,m,A,4,6,8,4,Q,(3)IBQ=20A的输出特性曲线与此直流负载线的交点Q就是静态工作点，由图中Q点的坐标可得，ICQ=2mA,uCEQ=6V。,总结：,3.5共射放大电路的动态分析和设计,1.交流图解分析法,是指在输入信号作用下，通过作图来确定放大管各级电流和极间电压的变化量。由于交流信号是叠加在静态工作点上的，因此交流图解法须在直流状态的基础上分析。,动态特性是由交流通路决定的,当iC=0时,uCE=UCEQ+ICQRL-横轴截距,连接AQ的直线即为交流负载线，A(0,UCEQ+ICQRL),作图方法：,A,交流负载线,ICQRL,交流负载线比直流负载线陡峭。,晶体管的三种基本接法（组态）,(a)共发射极,(b)共集电极,(c)共基极,例电路如下图，其中RB1=75k,RB2=25k,RC=RL=2k,RE=1k,UCC=12V,=80,rbb=100,Rs=0.6k,试求直流工作点ICQ,UCEQ及Au,Ri,Ro和Aus等项指标。,解:画出直流通路，用估算法计算静态工作点Q：,直流通路,下面求交流指标，交流等效电路如上图，,将数值代入上式，得,例电路在上例中，将RE变为两个电阻RE1和RE2串联，且RE1=100,RE2=900，而旁通电容CE接在RE2两端，其它条件不变，试求此时的交流指标。,解:由于直流通路中RE=RE1+RE2=1k，所以Q点不变。对于交流通路，现在射极通过RE1接地。交流等效电路为：,三种基本放大器性能比较,共集：输入电阻最大(电压信号源衰减最小),输出电阻最小(带负载能力强),无电压增益，有较大的电流增益；共射：输入电阻不够大，输出电阻不够小，有较大的电压和电流增益；共基：输入电阻很小，无电流增益，有较大的电压增益。,在共射、共基、共