低频电子线路 绝对珍藏

1、低频电子线路刘志军 信息科学与工程学院9/5/20221低频电子线路上节课内容回顾1.2.5 晶体二极管及其基本电路1.2.6 二极管基本应用电路1.2.7 其他二极管简介9/5/20222低频电子线路本节课内容双极型晶体三极管 双极型晶体管的导电原理 晶体管电流分配关系和放大作用 晶体三极管的放大作用9/5/20223低频电子线路1.3 双极型晶体三极管Bipolar Junction Transistor 缩写 BJT 简称晶体管或三极管双极型 器件两种载流子（多子、少子）9/5/20224低频电子线路 结构和符号表示（图） 9/5/20225低频电子线路文字符号:新符号： V （单符号）

2、 VT (双符号)原符号： BG T9/5/20226低频电子线路 解释三个电极 发射极，基极，集电极发射极箭头方向是指实际电流方向三个区 发射区(高掺杂)，基区(很窄)，集电区两个PN结 发射结(eb结),集电结(cb结)9/5/20227低频电子线路1.3.1 双极型晶体管的导电原理双极型晶体管工作-是依靠管子内部“非平衡载流子”的传输作用。9/5/20228低频电子线路晶体管主要功能:晶体管具有的能力电流控制（current control）电流放大（current amplify）9/5/20229低频电子线路内部机理晶体管工作的内部机理：-“非平衡载流子”的传输9/5/202210低

3、频电子线路非平衡载流子传输三步曲(以NPN为例) 发射区向基区的多子注入 (扩散运动）为主基区的 复合 和 继续扩散集电结对非平衡载流子的收集作用（漂移为主）9/5/202211低频电子线路晶体管内部工作原理（图）9/5/202212低频电子线路晶体管工作条件内部条件发射区高掺杂(故管子e、 c极不能互换) 基区很薄(几个m)外部条件 发射结(eb结)正偏 集电结(cb结)反偏9/5/202213低频电子线路在发射结处以NPN为例。eb结正偏，扩散运动漂移运动。发射区和基区多子（电子和空穴）的相互注入。但发射区（e区）高掺杂，向P区的多子扩散（电子）为主（IEn）,另有P区向N区的多子（空穴）

4、扩散，故相互注入是不对称的。扩散(IEP)可忽略。以上构成了发射结电流的主体。9/5/202214低频电子线路在基区内基区很薄。一部分 (N区扩散到P区的）不平衡载流子（电子）与基区内的空穴（多子）的复合运动（复合电流IBn ）。大多数不平衡载流子连续扩散到cb结边缘处。以上构成了基极电流（ IBn）的主体。9/5/202215低频电子线路在集电结处集电结反偏。故 漂移运动扩散运动。集电结（自建电场）对非平衡载流子（电子）的强烈吸引作用(收集作用）形成Icn1。另外有基区和集电区本身的少子漂移（电子和空穴），ICP+ICN2=ICB0，形成反向饱和漏电流。9/5/202216低频电子线路电流连

5、续内部载流子（非平衡载流子为主体）的连续运动使得外电路（闭合回路）电流连续。9/5/202217低频电子线路电流关系发射极电流 IE=IEn+IEpIEn (IEnIEp) 其中，Ien - 多子扩散电流（电子） Iep - 多子扩散电流（空穴）9/5/202218低频电子线路电流关系基极电流IB= IBn+IEP(ICp+ICn2) = IBn+IEP ICBO IBn ICBO IBn ICBO - 反向饱和漏电流9/5/202219低频电子线路电流关系 集电极电流IC = ICn1+(Icp+Icn2) = Icn1+ICBO Icn1 Icn1- 集电结收集非平衡载流子电流 Icn2-

6、 集电结少子漂移电流9/5/202220低频电子线路外电路电流 IE = IB + IC -可以视为 结点关系（KCL） ICIBIECEB9/5/202221低频电子线路1.3.2 晶体管电流分配关系和放大作用 晶体管各个电极流过的电流，有一定的比例关系和相对的控制作用。由于放大器的组态不同，可以形成电流“放大”的效果。9/5/202222低频电子线路晶体管电流分配关系晶体管各极电流保持一个固定的 比例关系。9/5/202223低频电子线路共基极直流电流放大系数 = Icn1 / IE = (ICICBO) / IE IC / IE 表示IC 与 IE 的 比例关系。 一般为 0.950.9

7、9。 IC = IE+ ICBO IE9/5/202224低频电子线路共发射极直流电流放大系数 由 IE IB IC 和 IC IE ICBO IC IE IB （ ICICBO）/ IB IC / ICBO / IB IC / IC ICBO / IB IC（1/ 1） ICBO / IB 9/5/202225低频电子线路共发射极直流电流放大系数由以上推导可得：IC ICBO / / （1 IB / （1 令 / （1 ） IC IB ICBO （1 ） IB ICEO IB 其中 / （1 ）9/5/202226低频电子线路共发射极直流电流放大系数 称为 共射直流电流放大系数 表示 IC

8、与 IB 的 比例关系 IC / IB Icn / IBn9/5/202227低频电子线路穿透电流 ICEO ICBO （1 ） ICBO ICEO9/5/202228低频电子线路电流关系 IC IB IE IB IC IB IB IB（1 ） IC 电流是 IB 电流的 倍。 IE 电流是 IB 电流的（1 ）倍。9/5/202229低频电子线路电流关系 IC IEIB9/5/202230低频电子线路 晶体三极管的放大作用重申晶体管放大 (正向受控) 的 - 两个重要条件：内部条件 ：e 区 高掺杂, b 区 很 窄。外部条件 ：eb 结 正偏置, cb 结 反偏置。9/5/202231低频

9、电子线路偏置要求 对 NPN管 要求 VC VB VE VC VEVB9/5/202232低频电子线路偏置要求 对 PNP管 要求 VC VB VE VC VEVB9/5/202233低频电子线路（1）共基放大组态（CB） 共基（Common Base）放大组态：- 是 放大电路 的一种形式。9/5/202234低频电子线路共基组态放大电路（图）9/5/202235低频电子线路共基组态放大电路共基组态 信号流向： “e 进 c 出” 公共端是 b9/5/202236低频电子线路共基放大组态（CB）发射结正偏 vBE = VBE + vi 集电结反偏 vCB = VCB + v09/5/2022

10、37低频电子线路共基放大组态（CB）电压增益 AV = v0 / vi = iC RC / iE reb RC / reb式中 = iC / iE = ic / ie 是 共基交流电流传输系数9/5/202238低频电子线路本例中若 RC =1k， reb =50 ， =0.98, 则 AV = 0.98(1000/50) =19.6 若 Vi = 10mV, Vo = AV Vi = 19.610mV = 196mV = 0.196V 9/5/202239低频电子线路（2）共射放大组态（CE）共射（Common Emitter）放大组态（CE）也是放大电路的一种形式。9/5/202240低频

11、电子线路共射组态放大电路（图）9/5/202241低频电子线路共射组态放大电路共射组态放大电路 信号流向： “b 进 c 出” 公共端是 e9/5/202242低频电子线路共射放大组态（CE）电源 VBB保证 发射结正偏 vBE = VBE + vi 电源VCC保证 集电结反偏 vCB = VCB + v09/5/202243低频电子线路共射放大组态（CE）电压增益 AV = v0 / vi = iC RC / iB rbe iB RC / iB rbe = RC / rbe 式中 = iC / iB = ic / ib 是 共射交流电流传输系数9/5/202244低频电子线路本例中若 RC

12、=1k, rbe =100 , =20,则 AV = 20(1000/100) = 200若 Vi = 10mV, 则 Vo = AV Vi = 200 10mV = 2000mV = 2V 9/5/202245低频电子线路三种放大 组态晶体管放大电路有 三种电路形式共射（CE）共集（CC）共基（CB）9/5/202246低频电子线路三种放大组态（图）9/5/202247低频电子线路电路特点均是 针对 信号（交流）而言。信号流向： C E : b 进 c 出 CC : b 进 e 出 C B : e 进 c 出9/5/202248低频电子线路电路特点输入回路（接信号源，加入信号）输出回路（接负载，取出信号）公共端（地）（介于输入、输出之间） C E 共射，（E） 接地 CC 共集，（C）接地 C B