电路与模拟电子技术课件 第6章 晶体三极管及其基本放大电路1

第6章晶体管及其基本放大电路6.1晶体管6.2放大电路的基本概念6.3晶体管放大电路的放大原理6.4放大电路的分析6.5静态工作点的稳定6.6三种组态的基本放大电路2026/9/726.1晶体管晶体三极管又称为半导体三极管、双极型晶体管，简称晶体管。是电子电路主要的有源器件，可用来放大、振荡、调制等。几种常见晶体管的外形小功率管中功率管大功率管2026/9/73晶体管图片双极型晶体三极管2026/9/7电路与模拟电子技术基础46.1.1晶体管的结构及其类型ecb发射极基极集电极发射结集电结基区发射区集电区NPNcbeNPN(a)NPN管的原理结构示意图(b)电路符号（base）（collector

）（emitter）符号中发射极上的箭头方向，表示发射结正偏时电流的流向。晶体三极管的结构示意图如下图所示。它有两种类型:NPN型和PNP型。2026/9/7电路与模拟电子技术基础5PNPcbe(b)电路符号(a)PNP型三极管的原理结构符号中发射极上的箭头方向，表示发射结正偏时电流的流向。集电区集电结基区发射结发射区集电极c发射极e基极bNNPPN2026/9/7电路与模拟电子技术基础6图：平面管结构剖面图＊结构特点1、三区两结2、基区很薄3、e区重掺杂

c区轻掺杂

b区掺杂最轻4、集电区的面积则比发射区做得大，这是三极管实现电流放大的内部条件。N+三极管内部结构要求：NN+PebcN+PPP

1.发射区高掺杂。

2.基区做得很薄。通常只有几微米到几十微米，而且掺杂较少。

三极管放大的外部条件：外加电源的极性应使发射结处于正向偏置状态，而集电结处于反向偏置状态。3.集电结面积大。6.1.2晶体管的电流放大原理

（以NPN管为例讨论）N+2026/9/7电路与模拟电子技术基础8外加偏置电压要求

对NPN管UC＞UB＞UEUCUEUB对PNP管要求UC＜UB＜UEUCUEUBbeceRcRb1、晶体管的电流分配关系（放大状态）IEpICBOIEICIBIEnIBnICnIE=IC+IB晶体管内部载流子的运动与外部电流IB=IEp+IBn－ICBO

~IBn~2、三区作用：发射区：向基区注入电子基区：传送和控制电子集电区：收集电子IC=ICn+ICBO~ICn~

IE=ICn+IBn+IEp

=IEn+IEp

~IEn~2026/9/7电路与模拟电子技术基础10晶体管是流控元件晶体管的主要功能：电流控制（基极电流控制集电极电流）电流放大（放大的比例关系一定）ceIENPNIBbIBNIENICNICBOIC2026/9/7112、晶体管的共射电流放大系数1)共射直流电流放大系数反映扩散到集电区的电流ICN与基区复合电流IBN之间的比例关系，

一般几十到几百含义：基区每复合一个电子，就有β个电子扩散到集电区去。

若忽略ICBO,则2026/9/7电路与模拟电子技术基础122)、共射交流放大系数3)、晶体管放大状态下，各极电流关系：常认为：电流控制电流源（CCCS）2026/9/7电路与模拟电子技术基础136.1.3晶体管的共射特性曲线晶体管伏安特性曲线是描述晶体管各极电流与极间电压关系的曲线，根据它可了解晶体管的导电特性。晶体管有三个电极，通常用其中两个分别作输入、输出端，第三个作公共端，这样可以构成输入和输出两个回路。常用的三种基本接法(组态)，分别称为共发射极、共集电极和共基极接法。其中，共发射极接法更具代表性，所以我们主要讨论共发射极伏安特性曲线。2026/9/7电路与模拟电子技术基础14icebiBC输出回路输入回路(a)共发射极ecbiBiE(b)共集电极ceiEiCb(c)共基极

晶体管的三种基本接法（组态）晶体管在电路中的连接方式2026/9/7电路与模拟电子技术基础15晶体管的特性曲线特性曲线是指各电极之间的电压与电流之间的关系曲线概念输入特性曲线输出特性曲线输入电流：iB输入电压：uBE输出电流：iC输出电压：uCEicebiBC输出回路输入回路(a)共发射极2026/9/7电路与模拟电子技术基础161共射极输入特性曲线共射组态晶体管的输入特性：μAmAVViBiCUCCUBBRCRB＋－uBE＋－uCE＋－

它是指一定集电极和发射极电压UCE下，三极管的基极电流IB与发射结电压UBE之间的关系曲线。uCE=0VuBE

/V(2)当uCE≥1V时，uCB=uCE

-uBE>0，集电结已进入反偏状态，开始收集电子，基区复合减少，在同样的uBE下IB减小，特性曲线右移。(1)当uCE=0V时，晶体管相当于两个二极管并联，特性曲线与二极管类似。uCE=0VuCE

1VuBE

/V+-bce共射极放大电路UBBUCCuBEiCiB+-uCE输入特性曲线与二极管类似，可采用恒压降模型。2026/9/7电路与模拟电子技术基础182共射极输出特性曲线指一定基极电流IB下，三极管的输出回路集电极电流iC与管压降UCE之间的关系曲线。

典型的共射输出特性可以划分为三个区域，对应于三种工作状态。现分别讨论如下。饱和区：iC明显受uCE控制的区域，该区域内，一般uCE＜0.7V(硅管)。此时，发射结、集电结均正偏。截止区：iC接近零的区域，相当iB=0的曲线的下方。此时，发射结、集电结均反偏。放大区：iC平行于uCE轴的区域，曲线基本平行等距。特点：iC决定于iB，几乎与uCE无关。此时，发射结正偏，集电结反偏。典型的共射输出特性曲线uCE/V5101501234饱和区截止区iB＝－ICBO放大区iC/mAuCE＝uBEIB＝40A

30A

20A

10A

0A

2026/9/7电路与模拟电子技术基础20饱和压降UCE(sat)：饱和时，集电极和发射极之间的电压UCE(sat)=0.3V（小功率Si管）；UCE(sat)=0.1V（小功率Ge管）。三极管的集电极和发射极近似短接，三极管类似于一个开关“导通”。饱和区uCE/V5101501234饱和区截止区iB＝－ICBO放大区iC/mAuCE＝uBEIB＝40A

30A

20A

10A

0A

2026/9/7电路与模拟电子技术基础216.1.4晶体管的主要参数晶体管的参数是用来表征晶体管性能优劣适应范围的，是选管的依据，共有以下三大类参数。电流放大系数极间反向电流极限参数2026/9/7电路与模拟电子技术基础22一、电流放大系数1、共射直流放大系数2、共射交流放大系数常认为：2026/9/7电路与模拟电子技术基础23

二、极间反向电流(同型号越小越好)

1、集电极—基极反向饱和电流ICBO

ICBO指发射极开路时，集电极—基极间的反向电流，称为集电极-基极反向饱和电流。

2、集电极—发射极反向饱和电流ICEOICEO指基极开路时的集电极电流，称为集电极穿透电流。2026/9/7电路与模拟电子技术基础24三、晶体管的极限参数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，一般指β下降到正常值的2/3时所对应的集电极电流。2）集电极最大允许耗散功率PCM

PCM

表示集电极上允许损耗功率的最大值。超过此值就会使管子性能变坏或烧毁。PCM值与环境温度有关，温度愈高，则PCM值愈小。2026/9/7电路与模拟电子技术基础253）极间的反向击穿电压

U

(BR)CBO——发射极开路时的集电结反向击穿电压。

U(BR)CEO——基极开路时集电极和发射极间的击穿电压。

U

(BR)EBO——集电极开路时发射结的反向击穿电压。几个击穿电压有如下关系

U(BR)CBO＞U(BR)CEO＞U(BR)EBO2026/9/7电路与模拟电子技术基础26

晶体管的安全工作区功耗线2026/9/7电路与模拟电子技术基础27如何判断三极管的电极、管型和材料

发射结处于正向偏置，且对于硅管|uBE|=0.7V，对于锗管|uBE|=0.3V；集电结处于反向偏置；NPN管集电极电位比基极电位高，VC>VB>VEPNP管集电极电位比基极电位低，VC<VB<VE当三极管在电路中处于放大状态时2026/9/7电路与模拟电子技术基础28例题[例]一个BJT在电路中处于正常放大状态，测得A、B和C三个管脚对地的直流电位分别为6V，0.6V，1.3V。试判别三个管脚的极名、是硅管还是锗管？NPN型还是PNP型？－集电极管子为NPN型硅管C－基极，B－发射极举例说明三极管工作状态的判断[例]：测量某NPN型BJT各电极对地的电压值如下，试判别管子工作在什么区域？（1）

VC

＝6V

VB

＝0.7V

VE

＝0V（2）VC

＝6V

VB

＝4V

VE

＝5.6V（3）VC

＝3.6V

VB

＝4V

VE

＝3.3V解：原则：正偏反偏反偏集电结正偏正偏反偏发射结饱和放大截止对NPN管而言，放大时VC

＞VB

＞VE

对PNP管而言，放大时VC

＜VB

＜VE

（1）放大区（2）截止区（3）饱和区[例]

某放大电路中BJT三个电极的电流如图所示。

IA＝-2mA,IB＝-0.04mA,IC＝+2.04mA,试判断管脚、管型。解：电流判断法。电流的正方向和KCL。IE=IB+ICABC

IAIBICC为发射极B为基极A为集电极。管型为NPN管。2026/9/731例：现测得放大电路中两只管子两个电极的电流如图所示。分别求另一电极的电流，标出其方向，并在圆圈中画出管子，且分别求出它们的电流放大系数β。左：NPN，β

＝