双极结型三极管及放大电路基础要点

4双极结型三极管及放大电路基础4.1BJT4.3放大电路的分析方法4.4放大电路静态工作点的稳定问题4.5共集电极放大电路和共基极放大电路4.2基本共射极放大电路4.6组合放大电路4.7放大电路的频率响应4.1双极型三极管BJT一个PN结二极管单向导电性二个PN结三极管电流放大（控制）4.1.1BJT的结构简介(a)小功率管(b)小功率管(c)大功率管(d)中功率管分类：按频率分有高频管、低频管按功率分有小、中、大功率管按材料分有硅管、锗管按结构分有NPN型和PNP型三极管的不同封装形式金属封装塑料封装大功率管中功率管半导体三极管的结构有两种类型:NPN型和PNP型。4.1.1BJT的结构简介1.NPN型NPN管的电路符号2.PNP型PNP管的电路符号正常放大时外加偏置电压的要求问：若为PNP管，图中电源极性如何？发射区向基区注入载流子集电结应加反向电压（反向偏置）发射结应加正向电压（正向偏置）集电区从基区接受载流子4.1.2放大状态下BJT的工作原理2.电子在基区中的扩散与复合（IBN）3.集电区收集扩散过来的电子（ICN）另外,基区集电区本身存在的少子，在集电结上存在漂移运动，由此形成电流ICBO三极管内有两种载流子参与导电，故称此种三极管为双极型三极管，记为BJT(BipolarJunctionTransistor)1.发射区向基区注入电子（IEN、IEP小）1.三极管内载流子的传输过程发射区：发射载流子集电区：收集载流子基区：传送和控制载流子

放大状态下BJT中载流子的传输过程2.电流分配关系根据传输过程可知IC=INC+ICBO通常

IC>>ICBO

为电流放大系数。它只与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与外加电压无关。一般

=0.90.99。IE=IB+IC放大状态下BJT中载流子的传输过程

所以IC=

IE+ICBO

是另一个电流放大系数。同样，它也只与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与外加电压无关。一般

>>1。又：把IE=IB+IC

代入IC=

IE+ICBO且令ICEO=(1+

)ICBO（穿透电流）整理得：3.三极管的三种组态(c)共集电极接法，集电极作为公共电极，用CC表示。(b)共发射极接法，发射极作为公共电极，用CE表示；(a)共基极接法，基极作为公共电极，用CB表示；BJT的三种组态共基极放大电路4.放大作用若

vI

=20mV电压放大倍数使

iE

=-1mA，则

iC

=

iE

=-0.98mA，

vO=-

iC•

RL=0.98V，当

=0.98时，共基极放大电路只实现电压放大，电流不放大（控制作用）三极管的放大作用,主要是依靠它的IE能通过基区传输,然后顺利到达集电极而实现的。故要保证此传输,一方面要满足内部条件,即发射区掺杂浓度要远大于基区掺杂浓度,基区要薄;另一方面要满足外部条件,即发射结正偏,集电结要反偏。输入电压的变化,是通过其改变输入电流,再通过输入电流的传输去控制输出电压的变化,所以BJT是一种电流控制器件。两个要点特性曲线是指各电极之间的电压与电流之间的关系曲线输入特性曲线输出特性曲线4.1.3BJT的V-I特性曲线

iB=f(vBE)

vCE=const.

(2)当vCE≥1V时，vCB=vCE-vBE>0，集电结已进入反偏状态，开始收集电子，基区复合减少，同样的vBE下iB减小，特性曲线右移。

(1)当vCE=0V时，相当于发射结的正向伏安特性曲线。1.输入特性曲线（以共射极放大电路为例）共射极连接管子正常工作时，0.7V(硅管）－0.2V(锗管）饱和区：vCE很小，iC

iB，三极管如同工作于短接状态，一般vCE

vBE，此管压降称为饱和压降。此时，发射结正偏，集电结正偏或反偏电压很小。iC=f(vCE)

iB=const.2.输出特性曲线输出特性曲线的三个区域:截止区：iB=0，iC＝iCEO0，三极管如同工作于断开状态，此时，vBE小于死区电压。放大区：vBE>Vth，vCE反电压大于饱和压降，此时，发射结正偏，集电结反偏。再次注意：管子正常工作时，0.7V(硅管）－0.2V(锗管）

(1)共射极直流电流放大系数

=（IC－ICEO）/IB≈IC/IB

vCE=const.1.电流放大系数4.1.4BJT的主要参数与iC的关系曲线(2)共射极交流电流放大系数

=

iC/

iB

vCE=const.在iC一定范围内为常数

(3)共基极直流电流放大系数

=（IC－ICBO）/IE≈IC/IE

(4)共基极交流电流放大系数α

α=

iC/

iE

vCB=const.当ICBO和ICEO很小时，≈

、≈

，可以不加区分。α与β间的关系：

2.极间反向电流(1)集电极基极间反向饱和电流ICBO

发射极开路时，集电结的反向饱和电流。

与单个PN结的反偏电流相同，T一定时为常数（取决于少子浓度）

ICBO越小越好小功率硅管<1A小功率锗管10A左右

(2)集电极发射极间的反向饱和电流ICEO

ICEO=（1+）ICBO

ICEO越小越好小功率硅管几微安以下小功率锗管几十微安以上温度变化大的场合宜选用硅管(1)集电极最大允许电流ICM——三极管正常工作时集电极所允许的最大工作电流(2)集电极最大允许功率损耗PCM

PCM=ICVCE

3.极限参数PCM值与环境温度有关，温度愈高，则PCM值愈小。当超过此值时，管子性能将变坏或烧毁。(3)反向击穿电压

V(BR)CBO——发射极开路时的集电结反 向击穿电压。

V(BR)EBO——集电极开路时发射结的反 向击穿电压。

V(BR)CEO——基极开路时集电极和发射极间的击穿电压。几个击穿电压有如下关系

V(BR)CBO＞V(BR)CEO＞V(BR)EBO4.1小结三极管（晶体管，BJT）是电流控制器件三极管要实现放大作用，必须工作在放大区。4.1试题常见类型三极管基础知识正确性的判断；三极管工作状态的判断；由管子的特性求解主要参数（例如给出一个输出特性曲线，求值）。例题1，三极管在放大区时的集电极电流是由多子漂移形成的？（）2，当三极管工作在放大区时，发射结电压为

偏置，集电结电压为

偏置。3，测得放大电路中三只晶体管的直流电位如图示，分析他们的类型、管脚和所用的材料（硅或锗）。判断依据：1.在放大区，NPN管：VCVB>VE

PNP管：VCVB<VE2.硅管：VBE=0.7V

锗管：VBE=-0.2V3.7V3V12V11.3V0V12V15V14.8V12V硅管，NPNbec硅管，PNPbceebc锗管，PNP4,测出电路中晶体管三个电极对地的电位，判断其工作状态。3.7V3V8V2V3V12V3.7V3V3.3V判断依据：NPN管：放大状态：VCVB>VE，且VBE>Vth截止状态：VBE<V