清华模电课件第五课时教程文件

1、清华模电课件第五课时( (2) ) UCE 0 时的输入特性曲线时的输入特性曲线当当 UCE 0 时，这个电压有利于将发射区扩散到基区的时，这个电压有利于将发射区扩散到基区的电子收集到集电极。电子收集到集电极。V2CE UV/BEUO0CE UIB/ AIBUCEICVCCRbVBBcebRCV + +V + + A + + + mAUBE二二.输出特性曲线 是指iB为某一常数时，三极管的输出电流iC与输出电压uCE之间的关系曲线。常数常数 B)(CECiufiOIB 减小减小IB增加增加UCEICIB = 20AIB =60AIB =40AIC(mA )1234UCE(V)36912IB=0

2、20 A40 A60 A80 A100 A此区域中此区域中 : IB=0,IC0,UBEIC，UCE 0.3V称为饱和称为饱和区。区。IC(mA )1234UCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A100 A此区域满此区域满足足IC= IB称称为线性区为线性区（放大（放大区）。区）。当当UCE大于一大于一定的数值时，定的数值时，IC只与只与IB有关，有关，IC= IB。1、截止区发射结和集电结均为发射结和集电结均为反偏反偏，各电极电流很小，相各电极电流很小，相当于一个断开的开关。当于一个断开的开关。iC / mAuCE /V50 A40 A30 A20 A10 AIB =

3、0O 2 4 6 8 4321截止区截止区ICEO饱和区饱和区输出特性曲线中，UCEUBE的区域，即曲线的上升段组成的区域称为。饱和区的特饱和区的特点是：发射结和集电结点是：发射结和集电结均为正偏。均为正偏。工作在此区的三极管相当于一个工作在此区的三极管相当于一个闭合的开关，没有电流放大作用。闭合的开关，没有电流放大作用。饱饱和和区区iC / mAuCE /V50 A40 A30 A20 A10 AIB = 0O 2 4 6 8 4321放大区放大区截止区截止区ICEOiC / mAuCE /V50 A40 A30 A20 A10 AIB = 0O 2 4 6 8 4321放大区：BCII 放

4、大区放大区截止区截止区条件：条件： 发射结正偏发射结正偏 集电结反偏集电结反偏特点：特点： 水平、等间隔水平、等间隔ICEO此时IC受控于IB；同时IC与UCE基本无关，可近似看成恒流。此区内三极管具有电流放大作此区内三极管具有电流放大作用用。（2）标出e、b、c极，并判断出该管是NPN型还是PNP型管。（3）估算其值。例 测得工作在放大状态的三极管两个电极的电流如图2.4所示。（1）求另一个电极的电流，并在图中标出实际方向。（1）求另一个电极的电流，并在图中标出实际方向。4.1mA 由于管脚的发射极电流为流出，故该管为NPN型管。 401 . 04BCII（2）标出e、b、c极，并判断出该管

5、是NPN型还是PNP型管。4.1mAecb（3）由于IB = 0.1mA，IC = 4mA，故： 例 若测得放大电路中工作在放大状态的三个三极管的三个电极对地电位U1、U2、U3分别为下述数值，试判断它们是硅管还是锗管？是NPN型还是PNP型？并确定c、b、e极。 (1) U1 = 2.5V U2 = 6V U3 = 1.8V (2) U1 = -6V U2 = -3V U3 = -2.7V (3) U1 = -1.7V U2 = -2V U3 = 0V硅管becNPN锗管cebPNP锗管bceNPN （a a） （b b） （c c） （d d） （a）发射结、集电结均反偏，管子截止。）发射

6、结、集电结均反偏，管子截止。（b）发射结反偏、集电结正偏，管子截止。）发射结反偏、集电结正偏，管子截止。（c）发射结正偏、集电结反偏，管子放大。）发射结正偏、集电结反偏，管子放大。（d）发射结、集电结均正偏，管子饱和。）发射结、集电结均正偏，管子饱和。二、输出特性二、输出特性图图 1.3.9NPN 三极管的输出特性曲线三极管的输出特性曲线IC / mAUCE /V100 A80A60 A40 A20 AIB = 0O 5 10 154321划分三个区：截止区、划分三个区：截止区、放大区和饱和区。放大区和饱和区。截止区截止区放放大大区区饱饱和和区区放放大大区区1. 截止区截止区IB 0 的的区域

7、。区域。两个结都处于反向偏两个结都处于反向偏置。置。IB= 0 时，时，IC = ICEO。 硅管约等于硅管约等于 1 A，锗管，锗管约为几十约为几十 几百微安。几百微安。常数常数 B)(CECIUfI截止区截止区截止区截止区2. 放大区：放大区：条件：条件：发射结正偏发射结正偏集电结反偏集电结反偏特点特点：各条输出特性曲各条输出特性曲线比较平坦，近似为水平线，线比较平坦，近似为水平线，且等间隔。且等间隔。二、输出特性二、输出特性IC / mAUCE /V100 A80A60 A40 A20 AIB =0O 5 10 154321放放大大区区集电极电流和基极电流集电极电流和基极电流体现放大作用

8、，即体现放大作用，即BC II 放放大大区区放放大大区区对对 NPN 管管 UBE 0，UBC 0 UBC 0 。 特点特点：IC 基本上不随基本上不随 IB 而变化，在饱和区三极管失而变化，在饱和区三极管失去放大作用。去放大作用。 I C IB。 当当 UCE = UBE，即，即 UCB = 0 时，称时，称临界饱和临界饱和，UCE UBE时称为时称为过饱和过饱和。饱和管压降饱和管压降 UCES 0.4 V( (硅管硅管) )，UCES 0. 2 V( (锗管锗管) )饱饱和和区区饱饱和和区区饱饱和和区区1.3.4三极管的主要参数三极管的主要参数三极管的连接方式三极管的连接方式ICIE+C2

9、+C1VEEReVCCRc( (b) )共基极接法共基极接法VCCRb+VBBC1TICIBC2Rc+( (a) )共发射极接法共发射极接法图图 1.3.10NPN 三极管的电流放大关系三极管的电流放大关系一、电流放大系数一、电流放大系数是表征管子放大作用的参数。有以下几个：是表征管子放大作用的参数。有以下几个：1. 共射电流放大系数共射电流放大系数 BCII 2. 共射直流电流放大系数共射直流电流放大系数 忽略穿透电流忽略穿透电流 ICEO 时，时，BCII 3. 共基电流放大系数共基电流放大系数 ECII 4. 共基直流电流放大系数共基直流电流放大系数 忽略反向饱和电流忽略反向饱和电流 I

10、CBO 时，时，ECII 和和 这两个参数不是独立的，而是互相联系，关系为：这两个参数不是独立的，而是互相联系，关系为： + + 1 1或或二、反向饱和电流二、反向饱和电流1. 集电极和基极之间的反向饱和电流集电极和基极之间的反向饱和电流 ICBO2.集电极和发射极之间的反向饱和电流集电极和发射极之间的反向饱和电流 ICEO( (a) )ICBO测量电测量电路路( (b) )ICEO测量电测量电路路ICBOceb AICEO Aceb 小功率锗管小功率锗管 ICBO 约为几微约为几微安；硅管的安；硅管的 ICBO 小，有的为纳小，有的为纳安数量级。安数量级。当当 b 开路时，开路时， c 和和

11、 e 之间的电流。之间的电流。CBOCEO)1(II + + 值愈大，则该管的值愈大，则该管的 ICEO 也愈大。也愈大。 图图 1.3.11反向饱和电流的测量电路反向饱和电流的测量电路三、三、 极限参数极限参数1. 集电极最大允许电流集电极最大允许电流 ICM 当当 IC 过大时，三极管的过大时，三极管的 值要减小。在值要减小。在 IC = ICM 时，时， 值下降到额定值的三分之二。值下降到额定值的三分之二。2. 集电极最大允许耗散功率集电极最大允许耗散功率 PCM过过损损耗耗区区安安全全 工工 作作 区区 将将 IC 与与 UCE 乘积等于乘积等于规定的规定的 PCM 值各点连接起值各点

12、连接起来，可得一条双曲线。来，可得一条双曲线。ICUCE PCM 为过损耗区为过损耗区ICUCEOPCM = ICUCE安安全全 工工 作作 区区安安全全 工工 作作 区区过过损损耗耗区区过过损损耗耗区区图图 1.3.11三极管的安全工作区三极管的安全工作区3. 极间反向击穿电压极间反向击穿电压外加在三极管各电极之间的最大允许反向电压。外加在三极管各电极之间的最大允许反向电压。U(BR)CEO：基极开路：基极开路时，集电极和发射极之间时，集电极和发射极之间的反向击穿电压。的反向击穿电压。U(BR)CBO：发射极开：发射极开路时，集电极和基极之间路时，集电极和基极之间的反向击穿电压。的反向击穿电

13、压。安全工作区安全工作区同时要受同时要受 PCM、ICM 和和U(BR)CEO限制。限制。过过电电压压ICU(BR)CEOUCEO过过损损耗耗区区安安全全 工工 作作 区区ICM过流区过流区图图 1.3.11三极管的安全工作区三极管的安全工作区1.3.5PNP 型三极管型三极管放大原理与放大原理与 NPN 型基本相同，但为了保证发射结型基本相同，但为了保证发射结正偏，集电结反偏，外加电源的极性与正偏，集电结反偏，外加电源的极性与 NPN 正好相反。正好相反。图图 1.3.13三极管外加电源的极性三极管外加电源的极性( (a) ) NPN 型型VCCVBBRCRb N NP+ +uoui( (b) ) PNP 型型VCCVBBRCRb+ +uoui图2.2 三极管放大的外部偏置条件3 3、在三极管输出特性上作直流负载线、在三极管输