讲三极管ok解析

讲三极管ok解析第1页/共51页2第二节晶体三极管1半导体三极管的结构三极管的放大作用2三极管的特性曲线3重点难点三极管的主要参数4第2页/共51页3一、半导体三极管的结构N型硅二氧化硅保护膜BECN+P型硅（a）平面型N型锗ECB铟球铟球PP+（b）合金型第3页/共51页4NPN型三极管集电区集电结基区发射结发射区NN+集电极C基极B发射极E三极管的结构、分类和符号PECB符号第4页/共51页5集电区集电结基区发射结发射区

CBEN集电极C发射极E基极BNPP+NPNP型三极管第5页/共51页6CEB共发射极接法放大电路二、三极管的电流放大作用1.三极管具有放大作用的条件：1)外部条件发射结正偏集电结反偏发射区高掺杂，多子浓度高（电子）基区薄、低掺杂，多子浓度低（空穴）2)内部条件UBEEBRBECRC

UCEICIBIE高掺杂薄、低掺杂第6页/共51页7发射区向基区扩散电子IE电子在基区扩散与复合集电区收集电子

电子流向电源正极形成ICICIBNPN电源负极向发射区补充电子形成发射极电流IE

三极管的电流控制原理电源正极拉走电子，补充被复合的空穴，形成IBVCCRCVBBRBCBE第7页/共51页8电流关系：IE=IB+ICECRCIC

UCECEBUBEEBRBIBIEIC=IB直流电流放大系数

=

IC

IB

三极管具有电流控制作用，也称之为电流放大作用。

实质:

用一个微小电流的变化去控制一个较大电流的变化。第8页/共51页9ECRCIC

UCECEBUBE共发射极接法放大电路（1）发射结正向偏置；（2）集电结反向偏置。对于NPN型三极管应满足:输出回路输入回路公共端EBRBIBIEUBE

>0UBC

<

0即

VC>

VB>

VE三极管具有电流控制作用的外部条件:第9页/共51页10ECRCIC

UCECEBUBE共发射极接法放大电路（1）发射结正向偏置；（2）集电结反向偏置。对于PNP型三极管应满足:输出回路输入回路公共端EBRBIBIE即

VC

<VB

<

VEUBC

>0UBE<

0第2章2.2三极管具有电流控制作用的外部条件:第10页/共51页11三、三极管的特性曲线即管子各电极电压与电流的关系曲线，是管子内部载流子运动的外部表现，反映了晶体管的性能，是分析放大电路的依据。为什么要研究特性曲线：(1)直观地分析管子的工作状态，工作点是否合适。(2)合理地选择偏置电路的参数,设计性能良好的电路重点讨论应用最广泛的共发射极接法的特性曲线第11页/共51页12发射极是输入回路、输出回路的公共端共发射极电路输入回路输出回路测量晶体管特性的实验线路mAAVVICECIBRB+UBE+UCEEBCEB3DG100第12页/共51页131.输入特性特点:非线性晶体管的输入特性曲线O0.40.8IB/AUBE/VUCE≥1V60402080死区电压：硅管0.5V，锗管0.1V。正常工作时发射结电压：NPN型硅管

UBE

0.6~0.7VPNP型锗管

UBE

0.2~0.3V第13页/共51页142.输出特性共发射极电路ICEC=UCCIBRB+UBE+UCEEBCEBIC/mAUCE/V100µA80µA60µA40µA20µA

O3691242.31.5321IB=03DG100晶体管的输出特性曲线在不同的IB下，可得出不同的曲线，所以晶体管的输出特性曲线是一组曲线。第14页/共51页15IB

=40µAIB

=60µAUCE

0IC

IB增加IB

减小IB

=20µA三极管的输出特性第15页/共51页16晶体管有三种工作状态，因而输出特性曲线分为三个工作区。晶体管的输出特性曲线IC/mAUCE/V100µA80µA60µA40µA20µA

O3691242.31.5321IB=0在放大区IC=

IB，也称为线性区，具有恒流特性。在放大区，发射结处于正向偏置、集电结处于反向偏置，晶体管工作于放大状态。对NPN型管而言,应使

UBE

>0,UBC<

0，此时，

UCE

>UBE。Q2Q1大放区(1)放大区第16页/共51页17IC/mAUCE/V100µA80µA60µA40µA20µA

O3691242.31.5321IB=0(2)截止区对NPN型硅管，当UBE<0.5V时,即已开始截止,为使晶体管可靠截止,常使UBE

0。截止时,集电结也处于反向偏置(UBC<

0),此时,IC0,UCEUCC。IB=0的曲线以下的区域称为截止区。IB=0时,IC=ICEO(很小)。(ICEO<0.001mA)截止区第17页/共51页18IC/mAUCE/V100µA80µA60µA40µA20µA

O3691242.31.5321IB=0(3)饱和区在饱和区，IBIC，发射结处于正向偏置，集电结也处于正偏。

深度饱和时，硅管UCES0.3V，

锗管UCES0.1V。

IC

UCC/RC。当UCE

<

UBE时，集电结处于正向偏置(UBC

>0)，晶体管工作于饱和状态。饱和区第18页/共51页19IC

/mAUCE

/V0放大区IB=

0µA20µA40µA截止区饱和区60µA80µAUCE小IC小当晶体管饱和时，UCE

0，发射极与集电极之间如同一个开关的接通，其间电阻很小；

当晶体管截止时，IC

0，发射极与集电极之间如同一个开关的断开，其间电阻很大，可见，晶体管除了有放大作用外，还有开关作用。第19页/共51页201.电流放大系数

(1)直流电流放大系数

(2)交流电流放大系数

=

IC

IB

穿透电流ICEO集电极最大允许电流ICM集--射反相击穿电压U(BR)CEO集电极最大允许耗散功率PCM极限参数使用时不允许超过!

=

IC

IB四、三极管的主要参数第20页/共51页210IB=

0µA20µA40µA60µA80µA由三极管的极限参数确定安全工作区安全工作区过损耗区PCM曲线IC

/mAUCE

/VICEOICMU(BR)CEO第21页/共51页2260µA0

20µA1.52.3在输出特性上求

,IB由

40µA加为

60µA

。IC

/mAUCE

/VIB

=40µA6设UCE=6V，第22页/共51页23重点回顾：1、三极管的三种工作状态2、电流关系：

IE=IB+ICIC=IB

注意：各点波形要对应画出，否则按错误处理。第23页/共51页24共发射极接法放大电路（1）发射结正向偏置；（2）集电结反向偏置。对于NPN型三极管应满足:VC

>

VB

>

VE且IC=

IB对于PNP型三极管应满足:VC<VB<VE且IC=

IBRBEBECRCIC

UCECEBIBUBE（一）放大状态条件特征IE第24页/共51页25（二）饱和状态IB增加时，IC基本不变，IC

UC/RC

UCE0

晶体管C、E之间相当于短路即UCE<

UBE

共发射极接法放大电路特征发射结正向偏置；集电结正向偏置。RBEBECRCIC

UCECEBIBUBEIE条件第25页/共51页26集电结、发射结均反向偏置即UBE<0（三）截止状态（1）

IB=0、IC

0（2）

UCE

EC晶体管C、E之间相当于开路条件特征RBEBECRCIC

UCECEBIBUBE第26页/共51页27第三节基本放大电路一、基本放大电路的组成二、放大电路的主要技术指标三、放大电路的静态分析四、放大电路的动态分析五、工作点稳定的放大电路第27页/共51页28放大的概念放大电路放大的特点：放大的对象是变化量；放大作用是将电源的能量转化为变化的输出量，而这些输出量的变化情况是与输入量的变化情况成正比的。放大作用实质上是一种能量控制作用。A第28页/共51页29RB

RC

T+VCC简单画法CEBEBUCC省去一个直流电源共发射极接法放大电路RCRBT一、基本放大电路的组成第29页/共51页30+VCCRBRCC1C2Tuo耦合电容偏置电阻集电极负载电阻

基本交流放大电路的组成直流电源ui第30页/共51页31C1TRLuoRSus信号源负载

C1

用来隔断放大电路与信号源之间的直流通路；C2用来隔断放大电路与负载之间的直流通路。同时又起到耦合交流的作用，其电容值应足够大，以保证在一定的频率范围内，耦合电容上的交流压降小到可以忽略不计，即对交流信号可视为短路。耦合电容的作用：RCRBVCCC2第31页/共51页32二、放大电路的主要技术指标

衡量放大电路好坏的标准：放大倍数高，不失真，输出功率大等等。第32页/共51页331.放大倍数在输入输出都是正弦波的条件下得到的该值。放大不能有失真。一般地，大放大倍数采用对数形式，称为增益。Uo•Ui•Io•Ii•RS放大电路RLes第33页/共51页342.输入阻抗RS放大电路RLriesUi•通常要求放大电路的输入阻抗越大越好。第34页/共51页353.输出阻抗RS放大电路RLroesRLr0Eo戴维南定理由此可见，当输出电阻小时，放大电路的输出信号将大部分落在负载电阻RL上，此称为放大器的带负载能力强。故一般希望输出电阻越小越好。UoU’o第35页/共51页364.通频带上限频率：下限频率：一般情况下，希望通频带越宽越好。通频带：第36页/共51页375.信噪比与噪声系数RS放大电路RLes对放大器而言，信噪比越大越好，噪声系数越小越好。第37页/共51页38晶体管三种工作状态的电压和电流(a)放大+UBE>0

ICIB+UCE

UBC<0+(b)截止IC0IB=0+UCEUCC

UBC<0++UBE

0

(c)饱和+UBE>

0

IB+UCE0

UBC>0+小结：1.三极管：结构、电流放大作用、特性曲线、工作分区。第38页/共51页39

0

0.1

0.5

0.1

0.6~0.70.2~0.3

0.30.1

0.7

0.3硅管(NPN)锗管(PNP)可靠截止开始截止

UBE/V

UBE/VUCE/VUBE/V

截止

放大

饱和

工作状态

管型晶体管结电压的典型值第39页/共51页小结基本放大电路：放大的基本概念及性能指标放大倍数输入输出阻抗通频带信噪比与噪声系数40第40页/共51页41作业：2-7、2-8第41页/共51页42一、单项选择题1.在放大电路中，若测得某管的三个极电位分别为–2.5V、–3.2V、–9V，这三极管的类型是-------。（1）PNP型锗管 （2）PNP型硅管 （3）NPN型锗管 （4）NPN型硅管 2.在放大电路中，若测得某管的三个极电位分别为–2.5V、–3.2V、–9V，则分别代表管子的三个极是-------。（1）e、c、b（3）b、c、e（4）c、b、e（2）e、b、c3.在放大电路中，若测得某管的三个极电位分别为1V、1.2V、6V，这三极管的类型是-------。（1）PNP型锗管 （2）PNP型硅管 （3）NPN型锗管 （4）NPN型硅管 练习题第42页/共51页434.在放大电路中，若测得某管的三个极电位分别为1V、1.2V、6V，则分别代表管子的三个极是-------。（1）e、c、b（3）b、c、e（4）c、b、e（2）e、b、c5.一个NPN管在电路中正常工作，现测得UBE>0，UBC>0，UCE>0，则此管工作区为-------（1）饱和区（2）截止区（3）放大区6.一个NPN管在电路中正常工作，现测得UBE>0，UBC<0，UCE>0，则此管工作区为-------（1）饱和区（2）截止区（3）放大区第43页/共51页44一个NPN管在电路中正常工作，现测得UBE<0，UBC<0，

UCE>0，则此管工作区为-------（1）饱和区（2）截止区（3）放大区第44页/共51页45一、是非题1、单管放大电路中，当电源EC和集电极电阻RC确定后，若基极电流IB太大会引起饱和失真，IB太小会引起截止失真。2、放大器的微变等效电路可以用来计算静态工作点。二、单选题1、一单管放大电路的输入信号电压ui为正弦波，它的输出电压的波形如图，若要改善输出波形，可采用什么方法？（1）增加RB（3）减小RC（2）减小RB（4）增加RCt02uO练习题第45页/共51页462、一单管放大电路的输入信号电压ui为正弦波，它的输出电压的波形如图，若要改善输出波形，可采用什么方法？（1）增加RB（3）减小RC（2）减小RB（4）增加RCt02uO3、放大电路如图所示，三极管工作在放大区。若将集电极电阻换成一个阻值较大的电阻，则集电极电流将（）。（1）不变（2）显著减小（3）显著增大4、检查放大器中的晶体管在静