模电第二章-三极管的PPT课件

. 1、2晶体管和放大电路的基础、2.1半导体晶体管、2.3放大电路的分析方法、2.4放大电路的静态工作点的稳定问题、2.5信宿放大电路和信宿放大电路、2.2信宿放大电路的工作原理、2.6多级放大电路、2.1半导体晶体管， 2.1.1BJT的结构概要2.1.2扩大状态下的BJT的工作原理、2.1.3BJT的V-I特性曲线、2.1.4BJT的主要参数、3，2.1.1 BJT的结构概要、(a )小电力管理(b )小电力管理(c )大电力管理(d )中的电力管理使用按工作频率：按低频管、高频管功率：小、中、大功率管。4、半导体晶体管的结构图如图所示。 有：NPN型和PNP型两种。 2.1.1BJT的结构概要，(a)NPN型管结构概要图(b)PNP型管结构概要图(c)NPN管的电路符号(d)PNP管的电路符号，5，集成电路中典型的NPN型BJT的剖视图，2.1.1BJT的结构概要，6，晶体管的放大作用是一定的2.1.2放大状态下的BJT的工作原理、1 .内部载流子的传输过程、发射极区域：发射极集电极区域：载流子收集基极区域：载流子的传输和控制(以NPN为例)，晶体管内有两种载流子(自由电子和空穴)参与导电IC=ICN ICBO，IE=IB IC，放大状态下的BJT中的载流子传输过程，外部条件：发射结正偏置集电极反偏置，7，放大状态下的BJT中的载流子传输过程，发射结正偏置，多子扩散，IE=IEN IEP，基极区域中有很多电子发射极电流IE， 8、放大状态下BJT中的载流子传输过程基极复合电流IBN，扩散到基极区域的电子与基极区域的多子(空穴)复合而形成复合电流IBN，9、放大状态下BJT中的载流子传输过程、集电极电流IC、集电极结逆偏置、漂移增强， 载流子被集电极收集，形成了电流ICN，集电极和基极之间的反相饱和电流，集电极电流，10，2 .电流分配关系，传输过程中可以看出，ICICBO，通常ICICBO，IE=IB IC，放大状态下的BJT中的载流子传输过程，11， 公共基极连接法、基极为公共电极、公共发射极接合法、发射极为公共电极的BJT三种结构、13、共享基极放大电路、4 .放大作用、电压放大率、vo=-icrl=0.98v，14，如上所述，晶体管的放大作用主要是其实现该转移过程的两个条件有： (1)内部条件：发射极区域的杂质浓度比基极区域的杂质浓度大，基极区域薄。 (2)外部条件：发射接合顺序偏置、集电接合反偏置。15，2.1.3 BJT的V-I特性曲线，iB=f(vBE)vCE=const，(2)vce1v时，vcb=VCE ，(vCE=0V时，相当于发送接合的正方向电压-电流特性曲线。 1、输入特性曲线、(以共射极放大电路为例)、共射极连接、16、饱和区域： iC明显被控制到vCE的区域，在该区域中，一般的vCEV(BR)CEOV(BR)EBO，23，2.1.5温度对BJT参数和特性的影响，(1)温度对ICBO的影响，每温度上升10，ICBO增加约2倍。 (2)温度带来的影响是，温度每上升1，值就增加约0.5%1%。 (3)温度对逆耐压V(BR)CBO、V(BR)CEO的影响，温度上升时，V(BR)CBO和V(BR)CEO上升。 2 .温度对BJT特性曲线的影响，1 .温度对BJT参数的影响，24，2.2的公共放大电路的工作原理，2.2.1的基本公共放大电路的结构，基本公共放大电路，偏置电路：直流电源VBB通过电阻Rb向BJT的发射极结供给正的偏置电压， 产生基极直流电流IB (总是称为偏置电流，供给偏置电流的电路称为偏置电路) 25，2.2共射极放大电路的工作原理，基本共射极放大电路，直流电源VCC以放大电路的能量，向输出信号供给能量，通过集电极负载电阻Rc，VBB和Rb .26、2.2共射极放大电路的工作原理，基本共射极放大电路，vs是应放大的时变输入信号，除了基极和发射极间的输入电路之外，还从集电极-发射极间取出输出信号。 在27、2.2.2基本共射极放大电路的工作原理、1 .静态(直流工作状态)、输入信号vs=0时，放大电路的工作状态被称为静态或直流工作状态。 输入直流通路，VCEQ=VCC-ICQRc，28，2.2.2基本的共同发射极放大电路的工作原理，2 .动态，正弦波信号vs后电路动态地工作。 此时，基于静态值，BJT的各极的电流和电压按照输入信号变化。 交流路径，集电极-发射极间的电压，29，2.3放大电路的分析方法，2.3.1图解分析法，2.3.2小信号模型分析法，1 .静态工作点的图解分析，2 .动态工作状况的图解分析，3 .非线性失真的图解分析，4 .图解分析法的适用范围，1.BJT的h参数2 .用h参数小信号模型分析基本共射极放大电路，3 .小信号模型分析法的适用范围，30，直流路径原则：(1)分析(2)电容开路(3)感应短路。 交流路径原则：(1)直流源视为短路(2)容量短路(3)感应开路。31，2.3.1图解分析法，1 .静态工作点的图解分析，用这种方法分析静态工作点，必须知道晶体管的输入输出特性曲线。 共射极放大电路，32，2.3.1图解分析法，1 .静态工作点的图解分析，列输入电路方程式(输入直流负载线)，列输出电路方程式(输出直流负载线) VCE=VCC-iCRc，首先，在直流通路、直流通路、33、输出特性曲线上作成直流负载线VCE=VCC-iCRc，I在输入特性曲线上形成直线，两线的交点在q点得到IBQ。 根据.34、vs的波形，在BJT的输入特性曲线图上描绘vBE、iB的波形，2 .动态动作状况的图形分析，35、iB的变化范围，在输出特性曲线图上描绘iC和vCE的波形，2 .动态动作状况的图形分析，36， 2 .动态动作状况的图形分析、37、3 .静态动作点对波形变形的影响、截止变形的波形、截止变形：因静态动作点q低而产生的变形称为截止变形。 饱和失真的波形，3 .静态工作点对波形失真的影响，饱和失真：静态工作点q高而产生的失真称为饱和失真。 39、例.画出电路的直流路径。 直流通道：解：4 .交流负载线，40，动态工作情况分析，交流通道的绘制方法：将电路中的直流电源归零，使耦合电容和旁路电容短路。 例如u，d，41，交流负载线，42，5 .图解分析法的适用范围，幅度大，工作频率不太高的情况，优点：直觉，形象。 正确选择有助于建立和理解交流、直流共存、静态、动态等重要概念的电路参数，有助于理解正确设置静态工作点的重要性。 可以全面分析放大电路的静态、动态工作状况。 缺点：不能分析工作频率高时电路的工作状态，也不能分析放大电路的输入电阻、输出电阻等动态性能指标。43、2.3.2小信号模型分析法、1.BJT的h参数和小信号模型、小信号模型的意义、小信号模型的构想、放大电路的输入信号电压小的情况下，晶体管的小范围内的特性曲线可近似用直线替换，所以称为晶体管的非线性装置由于晶体管是非线性器件，所以放大电路的分析非常困难。 建立小信号模型是通过对非线性装置进行线性处理来简化放大电路的分析和设计。44、1.BJT的h参数和小信号模型、h参数的引出、小信号的情况下，对上二式进行全微分，用小信号交流成分来表示，对于vbe=hieib hrevce、ic=hfeib hoevce、BJT二口网络，输入输出特性曲线为可以写成iC=f(vCE)iB=const、BJT二口网络，45、输出端交流短路时的输入电阻是已知的，输出端交流短路时的正向电流传输比或电流放大系数、输入侧交流开路时的反电压传输比、输入侧交流开路时的输出电导。 其中：四个参数的维度各不相同，所以称为混合参数(h参数)。 1.BJT的h参数和小信号模型，h参数的提取，46，1.BJT的h参数和小信号模型，h参数小信号模型，根据小信号模型，BJT的h参数模型，BJT二口网络，47，1.BJT的h h参数与工作点有关，在放大区域几乎没有变化。 因为h参数都是微变参数，所以只适合交流信号的分析。 此外，控制电流源hfeib反映了BJT的基极电流对集电极电流的控制作用。 电流源的流动取决于ib的流动。 hrevce是控制电压源。 反映了BJT输出电路的电压对输入电路的影响。48、1.BJT的h参数和小信号模型、模型的简化、hre和hoe很小，所以它们的影响经常被忽略。 当BJT共射连接时，通常，49、1.BJT的h参数和小信号模型，h参数的确定与q点有关，并且rbe可以由演示机进行测量。 rbe=rbb(1) re，其中对低频小功率管rbb200，使用、50、2.3.2小信号模型分析法、2.h参数小信号模型分析基本公共发射极放大电路，前提：利用直流通路求q点，公共发射极放大电路、求出IEQ，使用rbe，51，2.h参数小信号模型分析基本的公共极放大电路，第一步：画小信号等效电路，制作h参数小信号等效电路，52， 2 .使用h参数小信号模型分析基本的公共极放大电路，第三步：求出放大电路的动态指标，根据，电压增益为(也可以为式)、电压增益、h参数小信号等效电路， 53， 2 .使用h参数小的信号模型分析基本的共射极放大电路，第四阶段：输入和输出电阻、输入电阻、输出电阻、54、3 .小信号模型分析法的应用范围、放大电路的输入信号宽度小，BJT工作在其V-T特性曲线的线性范围(即放大区域)。 h参数的值通过静态动作点求出。 因此，放大电路的动态性能与静态工作点参数值的大小和稳定性密切相关。 优点：分析放大电路的动态性能指标(Av、Ri、Ro等)非常方便，适用于频率高时的分析。 2.3.2小信号模型分析法，缺点：在BJT和放大电路的小信号等效电路中，电压、电流等电量和BJT的h参数对变化量(交流量)不能用于静态工作点的分析计算。55、共射极放大电路、放大电路如图所示。 已知BJT的=80、Rb=300k、Rc=2k、VCC=12V，(1)求出放大电路的q点。 这个时候PS在哪个地区工作？ (2)当2)Rb=100k时，放大电路的q点。 这个时候PS在哪个地区工作？ (忽略BJT的饱和电压降)解： (1)、(2)rb=100k时，静态工作点为Q(40A、3.2mA、5.6V )，BJT在放大区域工作。 其最小值也为0，即IC的最大电流为：所以BJT在饱和区域工作。 VCE不可能成为负值，此时，假设在Q(120uA、6mA、0V )、例题、56，图示电路中已知晶体管的=100、VBE=0.7V，流过R