晶体管及其小信号放大器课件

1、第四章 晶体管及其小信号放大(1) 电子电路基础,1,晶体管及其小信号放大器,1 双极型晶体管（BJT,1.1 基本结构,基极,发射极,集电极,NPN型,PNP型,发射结,集电结,2,晶体管及其小信号放大器,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,制造工艺上的特点,3,晶体管及其小信号放大器,电路 符号,两种类型的三极管,4,晶体管及其小信号放大器,1.2 BJT的电流分配与放大原理,三极管的放大作用是在一定的外部条件控制下，通过载流子传输体现出来的。 （1）工作在放大状态的外部条件： 发射结正偏，集电结反偏,2）三种组态,共发射极接法、共集电极接法、共基极接法,5,

2、晶体管及其小信号放大器,1 内部载流子的传输过程 （以NPN为例,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,6,晶体管及其小信号放大器,1）IE= IEN+ IEP 且有IENIEP IEN=ICN+ IBN 且有IEN IBN ，ICNIBN,2）IC=ICN+ ICBO,3）IB=IEP+ IBNICBO,4）IE=IEP+IEN=IEP+ICN+IBN =(ICN+ICBO)+(IBN+IEPICBO) （5）IE =IC+IB,2 电流分配关系式,7,晶体管及其小信号放大器,3 三极管的电流放大系数,IC=ICN+ICBO= IE+ICBO= (IC+IB)+IC

3、BO,1) 共基极电流放大系数,在放大区的相当大的范围内,共基极交流电流放大系数,共基极直流电流放大系数,8,晶体管及其小信号放大器,因 1, 所以 1,定义: =IC /IB=(ICN+ ICBO )/IB,2) 共射极直流电流放大系数,共射极直流电流放大系数,共射极交流电流放大系数,在放大区的相当大的范围内,9,晶体管及其小信号放大器,NPN型三极管,PNP型三极管,10,晶体管及其小信号放大器,1.2 晶体管的共射极特性曲线,IB=f(UBE) UCE=const,1. 输入特性曲线,11,晶体管及其小信号放大器,工作压降： 硅管UBE0.60.7V,锗管UBE0.20.3V,死区电压，

4、硅管0.5V，锗管0.2V,12,晶体管及其小信号放大器,2、输出特性曲线,IC(mA,此区域满足IC=IB称为线性区（放大区,当UCE大于一定的数值时，IC只与IB有关，IC=IB,IC=f(UCE) IB=const,13,晶体管及其小信号放大器,此区域中UCEUBE,集电结正偏，IBIC，UCE0.3V称为饱和区,14,晶体管及其小信号放大器,此区域中 : IB=0,IC=ICEO,UBE 死区电压，称为截止区,15,晶体管及其小信号放大器,输出特性三个区域的特点,放大区：发射结正偏，集电结反偏。 即： IC=IB , 且 IC = IB,2) 饱和区：发射结正偏，集电结正偏。 即：UC

5、EUBE ， IBIC，UCE0.3V,3) 截止区： UBE 死区电压， IB=0 ， IC=ICEO 0,16,晶体管及其小信号放大器,例1：试判断三极管的工作状态,17,晶体管及其小信号放大器,例2：用数字电压表测得放大电路中晶体管的各极电位，试判断晶体管的类型（为NPN型还是PNP型，硅管还是锗管，分别标上B、E、C,18,晶体管及其小信号放大器,例3： =50， USC =12V， RB =70k， RC =6k 当USB = -2V，2V，5V时， 晶体管的静态工作点Q位 于哪个区,当USB =-2V时,IB=0 ， IC=0,IC最大饱和电流,Q位于截止区,19,晶体管及其小信号

6、放大器,例： =50， USC =12V， RB =70k， RC =6k 当USB = -2V，2V，5V时， 晶体管的静态工作点Q位 于哪个区,IC ICmax (=2mA) ， Q位于放大区,USB =2V时,20,晶体管及其小信号放大器,USB =5V时,例： =50， USC =12V， RB =70k， RC =6k 当USB = -2V，2V，5V时， 晶体管的静态工作点Q位 于哪个区,IC Icmax(=2 mA)， Q位于饱和区。(实际上，此时IC和IB 已不是的关系,21,晶体管及其小信号放大器,1. 电流放大倍数和,1.3 晶体管的主要参数,2.集-基极反向截止电流ICB

7、O,3. 集-射极反向截止电流ICEO,4.集电极最大电流ICM,集电极电流IC上升会导致三极管的值的下降，当值下降到正常值的三分之二时的集电极电流即为ICM,22,晶体管及其小信号放大器,5.反向击穿电压,1）U(BR)CBO发射极开路时的集电结击穿电压,2）U(BR) EBO集电极开路时发射结的击穿电压,3）U(BR)CEO基极开路时集电极和发射极间的 击穿电压 几个击穿电压在大小上有如下关系 U(BR)CBOU(BR)CESU(BR)CEOU(BR) EBO,23,晶体管及其小信号放大器,6. 集电极最大允许功耗PCM,集电极电流IC 流过三极管， 所发出的焦耳 热为,PC =ICUCE

8、,必定导致结温 上升，所以PC 有限制,PCPCM,ICUCE=PCM,安全工作区,24,晶体管及其小信号放大器,由PCM、 ICM和V(BR)CEO在输出特性曲线上可以确定过损耗区、过电流区和击穿区,25,晶体管及其小信号放大器,1.4 晶体管的温度特性,1 对UBE的影响 温度每升高1C， UBE减小22.5mv 2 对ICBO的影响 温度每升高10C， ICBO增大一倍 3 对 的影响 温度每升高1C， 增大0.51 最终使IC随温度升高而增大,26,晶体管及其小信号放大器,国家标准对半导体晶体管的命名如下: 3 D G 110 B,第二位：A锗PNP管、B锗NPN管、 C硅PNP管、D硅NPN