第二章晶体三极管及基本放大器(电气)ppt课件

1、第二章 晶体三极管及根本放大器2.1 引言2.2 晶体三极管的任务原理2.3 晶体三极管的三种衔接方式2.4 晶体三极管共发射极接法的伏安特性和参数2.5 晶体三极管组成的根本放大器2.6 多级放大器2.7 放大器的频率呼应1.2.1 引言 晶体三极管是电子电路中的重要器件，它经过一定的工艺，将两个PN结结合在一同，由于两个PN结的相互影响，使三极管具有电流放大作用。从二极管开展到三极管,这是一个质的飞跃。 1、分类 按资料分：硅管；锗管 按功率分：小功率管；中功率管；大功率管 按构造分：NPN；PNP 2.2、NPN和PNP管的构造表示及符号 PN结 PN结发射区发射极emitter基区基极

2、base集电区集电极collector集电结发射结ECBNPN 型(1)符号中的箭头方向是三极管的实践电流方向符号(2)三极管有三个区：发射区发射极e；基区基极b；集电区集电极c。(3)发射区掺杂浓度远高于基区掺杂浓度，基区很薄且掺杂的浓度低；而集电结面积比发射结面积大得多，所三极管的发射极与集电极不能对调运用。3.2、NPN和PNP管的构造表示及符号PN结PN结发射区发射极emitter基区基极base集电区集电极collector集电结发射结ECBPNP 型(1)符号中的箭头方向是三极管的实践电流方向符号(2)三极管有三个区：发射区发射极e；基区基极b；集电区集电极c。(3)发射区掺杂浓度

3、远高于基区掺杂浓度，基区很薄且掺杂的浓度低；而集电结面积比发射结面积大得多，所三极管的发射极与集电极不能对调运用。4. 常见三极管的外形5.常见三极管的外形6.2.2 三极管的任务原理三极管有两个PN结：一个是发射结，另一个是集电结，这两个PN结上加正向偏置电压的组合情况共有四种。首先讨论发射结加正向偏置电压，集电结加反向偏置电压的情况。7.三极管放大的外部条件BECNNPEBRBECRC发射结正偏、集电结反偏 PNP发射结正偏 VBVE集电结反偏 VCVE集电结反偏 VCVB 8.2. 各电极电流关系及电流放大作用IB(mA)IC(mA)IE(mA)00.020.040.060.080.10

4、0.0010.701.502.303.103.950.0010.721.542.363.184.05结论:1三电极电流关系 IE = IB + IC2 IC IB ， IC IE 3 IC IB 把基极电流的微小变化可以引起集电极电流较大变化的特性称为晶体管的电流放大作用。 本质:用一个微小电流的变化去控制一个较大电流的变化，是CCCS器件。9.发射结正偏集电结反偏UBBRbUCCRC2.1.1三极管的正向控制造用 NPNICIB1、三极管内的载流子的传输过程以NPN为例IE电源接法: UBB 使发射结正偏 UBE=0.7V0 UCC 使集电结反偏 UBC 0 为了到达这个目的, 要保证 UC

5、CUBB 2电子在基区的分散与复合，构成基极电流IB。由于基区很薄，且掺杂浓度低，电子只需一小部份被基区的空穴复合，大部份电子很快到达集电结边缘。3由于集电结反偏，分散到集电结边缘的电子，很快被吸引越过集电结，构成集电极电流IC。(1)由于发射结正偏，因此高掺杂浓度的发射区中的多子自在电子越过发射结，向基区分散，构成发射极电流IE。10.1、三极管各极电流表达式以NPN为例(a)发射极电流：(b)基极电流：(c)发射极电流： 结论： 三极管的发射极电流等于集电极电流和基极电流之和。11.2、三极管的正向控制造用以NPN为例(a)发射结的发射效率：(b) 载流子的传输效率：(c)三极管的共基极直

6、流电流传输系数： 12.(a)发射极电流：(b)集电极电流：(c)基极电流： 2.1.2 三极管各极电流表达式13.2.3 三极管的三种衔接方式输入端输出端输入端输出端输入端输出端abc(a)共基极接法(b)共发射极接法(c)共集电极接法14.2.3.1 共发射极接法下的直流电流传输方程输入端输出端ICIB15.2.3.2 共集电极接法下的直流电流传输方程输入端输出端cIBIE16.2.4 三极管共发射极接法的伏安特性和参数什么叫三极管的特性曲线？ 三极管伏安特性曲线是指三极管各电极电 压与各电极电流之间关系的曲线，它是管子内 部载流子运动规律的外部表达。17.输入回路输出回路1、输入特性曲线

7、: (1)是研讨当vCE=常数 时，vBE 和iB之间的关系曲 线，用函数关系式表示为:2.4.1 输入特性18.(1)vBE 和iB之间的关系曲线(2)用 vCE=1V 的输入特性曲线来代表vCE1V 一切输入特性曲线(3)输入特性的死区电压： 硅管约为0.5V； 锗管约为0.1V。 发射结正偏导通后： 硅管 VBE=0.7V； 锗管 VBE=0.3V200.40.60.81006080400.2输入回路输出回路2.4.1 输入特性19.1、输出特性曲线: (1) 是研讨当 iB=常数 时，vCE和iC之间的关系曲线，用函数表示为:输入回路输出回路2.4.2 输出特性20.(2)输出特性曲线

8、,当vCE较小时起始部份很陡，当vCE 略有添加，iC 添加很快，当vCE1V 以后，再添加vCE、iC 添加不明显。(3)如改动IB 那么得到另一条输出特性曲线。输入回路输出回路2.4.2 输出特性21.a 输入特性曲线; b 输出特性曲线 图1-28 三极管的输入、 输出特性曲线22.2、把输出特性曲线划分成三个区510152012340饱和区截止区放大区击穿区(3)饱和区 区域： vCE 0.7v 以左部分 条件：发射结正偏，集电结正偏。 特点：失去放大才干，iCRC=4k保证集电结反偏 ,即UBCIB I1I2 (ii) TICQIEUReUBE=UB-UReIB (iii)普通取：

9、I1=(510)IB UB=35UBE 分压式射极偏置电路 UB是稳定的任务点稳定的典型电路61.例2-5 分压式射极偏置电路如图2-29所示，60，Re1k，Rb130k，Rb210k，Rc2k，RL2k。 求：1 静态任务点Q； 2 电压放大倍数Au； 3 输入电阻； 4 输出电阻。 62.(a)共基极放大电路b 直流通路; 1. 静态分析直流通路2.4.5 共基极放大器63. 交流通路2. 动态分析2.4.5 共基极放大器64.微变等效电路(接上图 )2. 动态分析从上可见，共基放大电路放大倍数较大，且输入与输出相位一样，Ri较小，Ro较大， ,所以共基电路也叫电流跟随器，主要用于高频电

10、路中。65.2.4.6共集电极放大器a 共集电极放大电路; b 交流通路 集电极是输入输出公共参考端，故各为共集电极电路，由于输出信号从射极输出，所以之称为射极输出器交流通路为什么称为共集电极放大电路？66.1、静态分析 静态任务点UCC=IBRb+UBE+IERe =IBRb+UBE+(1+)IBRe IC IB UCEUCC IERe UCC - ICRe图2-33 共集电极放大电路2.4.6共集电极放大器67.2.交流分析交流通路微变等效电路68.2.交流分析1电压放大倍数所以这个电压放大倍数是小于1且约等于1的， 并且输出电压和输入电压同相。 这阐明输出电压和输入电压相位一样、 大小近

11、似相等， 所以共集电极放大电路又被称为电压跟随器或射极跟随器。 69.2.交流分析2输入电阻Ri70.2.交流分析3输出电阻Ro图2-35中，IB和IC的方向与图2-34中相反，主要缘由是由测试电压源UT作用下产生，而不是输入信号源产生的。71.2.交流分析3输出电阻Ro72.2.交流分析3输出电阻Ro73.2.5 多级放大电路普通来说， 单级放大电路并不能同时满足多个性能目的的要求，因此， 实践的放大器都是由假设干单级放大电路衔接而成的多级放大电路， 其方框图如图3-30所示。信号源负载输出级末前级中间级输入级74.1、电压放大倍数 所以多级放大器总的电压放大倍数是多级电压放大倍数的乘积。2

12、.5.2 多级放大电路的目的计算多级放大电路进展分析时，必需思索到级与级之间的影响。将前级电路作为后级电路的信号源，而后级电路当做前级电路的负载，这样，单级放大电路的很多公式和结论,都可以直接运用于多级放大电路的计算中。= Au1 Au2 Aun 第一级第N级第二级uo1=ui2uo(N-1)=ui(N)信号源第一级第二级负载uiuo75.2、输入电阻多级放大器的输入电阻,就是输入级的输入电阻.在计算输入电阻时要将后级的输入电阻当作前级的负载，即3、输出电阻多级放大器的输出电阻,就是输出级的输出电阻.在计算输出电阻时，将前级的输出电阻作为输出级的信号源内阻，即 76.2.6 多级放大电路2.5

13、.1 阻容耦合放大器2.5.2 变压器耦合放大器2.5.3 光电耦合放大器 2.5.4 直接耦合放大器77.信号源第一级第二级负载2.5.1 阻容耦合放大器 阻容耦合： (1)多级放大电路采用电容和电阻下级的输入电阻衔接的方式称为阻容耦合，电路为图3-31。图3-31 两级阻容耦合放大电路 (2)阻容耦合构造简单，本钱低，频率特性好，静态任务点不相互影响，其运用非常广泛。但耦合电容对低频信号衰减大，对缓慢变化的信号不能进展耦合，同时在集成电路中难于制造大的电容，所以阻容耦合方式在集成电路中无法运用。78.直接耦合： (1)把前一级的输出端和后一级的输入端直接相连的级间耦合方式叫做直接耦合，如图3-32所示。图3-