三极管工作原理(详解).ppt

1、、4双极结型晶体管和放大电路的基础、4.1半导体晶体管、4.3放大电路的分析方法、4.4放大电路的静态工作点的稳定问题、4.5信宿放大电路和信宿放大电路、4.2信宿放大电路的工作原理、4.6组合放大电路、4.7放大电路的频率响应、1 .把握、 3 .能够熟练使用图解分析法确定静态工作点，掌握工作点的设置和非线性失真的关系；2 .能够掌握共射、谐振集成电路的构成、工作原理和校正运算；4 .能够校正运用h残奥仪表小的信号等效电路的放大电路的电压增益、输入电阻及输出电阻； 5 .掌握发射极偏置电路的工作原理和静态、动态指标的修正运算，6 .正确理解影响放大电路的频率特性的要素，重点掌握放大电路的射频

2、波特性，4双极结型晶体管及放大电路的基础，1. H残奥仪小的信号等效电路的分析和修正运算，2 .放大电路的频率特性及射频波响应，3 .放大电路、4双极结型晶体管及放大电路的基础、4.1半导体晶体管、4.1.1 BJT的构造概要、4.1.2放大状态下的BJT的工作原理、4.1.3 BJT的VI特性曲线、4.1.4 BJT、功率别：小、中、大功率管半导体材料别：硅、锗管； 4.1.1 BJT的结构介绍、BJT的类型：结构类别： NPN和PNP管； 4.1.1 BJT的构造概要、(a )小电力管(b )小电力管(c )大电力管(d )中电力管、半导体三极管的构造示意图如图所示。 有两种类型的：NPN

3、型和PNP型。4.1.1 BJT的结构概要、(a) NPN型管结构示意图、(b) PNP型管结构示意图、(c) NPN管的电路符号、(d) PNP管的电路符号、IC集成电路中的典型的NPN型BJT的剖视图、集电区域的掺杂大头针浓度比发射极区域低、面积大的基极区域薄，一般为数三极管的放大作用在一定的外部条件控制下通过载流子输运来表现。 外部条件：发射极结正偏压集电结反偏压、4.1.2放大状态下的BJT的工作原理、1 .内部载流子的输送过程、发射极区域：发射极载流子集电极区域：载流子收集基极区域：载流子的输送和控制(以NPN为例)、晶体管内有2种载流子(以NPN为例) IC=ICN ICBO、IB

4、=ie pibn-icbo=ie Pien-icnic bo=ie-IC、放大状态下的BJT中的载流子的运输过程、IE=IEN IEP、2。 IE=IB IC，放大状态下的BJT中的载流子的输送过程，4.1.2放大状态下的BJT的工作原理，还有2 .电流分配关系，4.1.2放大状态下的BJT的工作原理，3 .晶体管的3种结构，共同基极连接法，将基极作为共同电极，用CB表示将发射极设为公共电极，用CE表示的BJT的3个组类型，4.1.2放大状态下的BJT的工作原理，公共基极放大电路，4 .放大作用，电压放大率，vO=-iC RL=0.98 V，4.1.2放大状态下的BJT实现此转移过程的2个(2

5、)外部条件：放电结为正偏压，集电结为反偏压。4.1.2放大状态下的BJT的工作原理、4.1.3 BJT的V-I特性曲线、iB=f(vBE) vCE=const、(vCE1V时，在vCE1V (vCE=0V的情况下，相当于发送接合的正向伏安图特性曲线)。1、输入特性曲线(以共振发射极放大电路为例)、共振发射极连接、饱和区域： iC明显由vCE进行控制的区域，在该区域内，一般有vCE0.7V (硅管)。 此时，发射极结为正偏压，集电结的正偏压或反偏压小。 iC=f(vCE) iB=const，2 .输出特性曲线、输出特性曲线的3个区域：截止区域： iC接近零的区域，相当于iB=0的曲线的下部。 此

6、时，vBE比死区电压小。 放大区域： iC与vCE轴平行的区域，曲线大致平行的等间距。 此时，发射结为正偏压，集电结为反偏压。 4.1.3 BJT的V-I特性曲线，(1)共发射极直流电流放大倍数=(ICICEO)/IBIC/IB vCE=const，1 .电流放大倍数，4.1。 (3)公共基准直流电流放大倍数=(ICICBO)/IEIC/IE，(4)公共基准交流电流放大倍数=IC/IEvCB=const，在ICBO和ICEO很小的情况下，也可以不相加，4.1.4 BJT的主要残奥仪表，2 .极间反向电流，(1)集电极基准、4.1.4 BJT的主要残奥仪表、(2)集电极发射极间的反饱和电流ICE

7、O、ICEO=(1 )ICBO、2 .极间反电流、4.1.4 BJT的主要残奥仪表、V(BR) EBO集电极开路时的发射结的反向击穿电压。V(BR)CEO基极开路时的集电极和发射极之间的击穿电压。 一些击穿电压是V(BR)CBOV(BR)CEOV(BR) EBO，4.1.4 BJT的主要关残奥仪表，4.1.5温度对BJT残奥仪表和特性的影响，具有(1)的关系(2)温度对的影响，每当温度上升1，约0.5%1% (3)温度对反向耐压V(BR)CBO、V(BR)CEO的影响，温度上升时V(BR)CBO和V(BR)CEO都上升。 2 .分别分析温度对BJT特性曲线的影响、1 .温度对BJT残奥仪表的影

8、响、1、uI=0V、5V时t是off状态还是on状态的2.t on时的UBE0.7V，如果uI=5V，则在哪个范围t处于放大状态，在哪个范围根据uBE是否大于Uon来判断管是否导通。 临界饱和时的研究2，根据图示特性求出PCM、ICM、U(BR)CEO、 2.7，uCE=1V时的iC是ICM，U(BR)CEO，end，4.2.1电路结构，4.2.2共射放大电路的工作原理即4.2.2共射放大电路的工作原理，Vi=Vsint，1 .简单的工作原理，2 .静态，电路静态时以IB、IC、VCE (或IBQ、ICQ、VCEQ )表示。#思考题：放大电路为什么要做出正确的静态，输入信号为零(vi=0或ii

9、=0)时，放大电路的工作状态也称为直流工作状态。4.2.2共射放大电路的工作原理，设置正确的静态需求，设置适当的静态工作点主要是为了解决失真问题，但是q点影响所有动态残奥仪表，电路的放大对象是动态信号， 为什么晶体管在信号为零时需要适当的直流电流和极间电压？如果不设定正确的静态：输出电压必然会失真，4.2.2共射放大电路的工作原理，(1)描绘直流通路，留下Us=0，Rs。 电容开路电感量相当于短路(线圈电阻大致为0 )，3 .静态工作点(q点)的解析计算，步骤：直流电流流过的路径，直流路径，共发射极放大电路，原则：IB，IC，VCE，4 .求4.2共射放大电路的工作原理，4 .动态输入正弦信号

10、vs后，电路将动态工作。 此时，BJT的各电极的电流及电压根据输入信号基于静态值而变化。 4.2.2共射放大电路的工作原理，直流电源相当于交流接地。 交流路径：信号电流流过的路径，大容量电容器相当于短路，原则：共射极放大电路，交流路径，4 .动态，4.2.2共射放大电路的工作原理，4.2.32种实用放大电路，问题： 1，2种电源2，信号源和放大电路不是“共地”的其作用静态时，C1、C2上是否有电压？ 动态时，C1、C2为耦合电容！ uBEuIUBEQ，信号在静态上面。 负载只有交流信号。 2 .电阻耦合放大电路、4.2.3种实用放大电路、共发射极放大电路、放大电路如图所示。 已知BJT的=80

11、、Rb=300k、Rc=2k、VCC= 12V，(1)求出放大电路的q点。 此时BJT在哪个区域工作？ 当Rb=100k时，放大电路的q点。 此时BJT在哪个区域工作？ (忽略BJT的饱和电压降)，解： (1)，(Rb=100k的情况下，静态工作点是Q(40A，3.2mA，5.6V )，BJT工作在放大区域。 的双曲馀弦值。 由于最小值也为0，即IC的最大电流为：因此BJT在饱和区域工作。 VCE不能为负值，在这种情况下，Q(120uA，6mA，0V )、例题、讨论1放大电路的配置原则、静态工作点适当：适当的直流电源适当的电路残奥仪表，输入信号作用于晶体管的输入端，并且输出信号可以传递至负载。

12、 对实用放大电路的要求：共地直流电源的种类尽量少负载中没有直流成分。 1 .用npn型管构成这次课程中没有见过的共射放大电路。 2 .由PNP型管构成共射放大电路。 沿着葫芦画瓢！ 研究2，end，4.3放大电路的分析方法，4.3.1格拉夫快速分析法，4.3.2小信号模型分析法，1 .静态工作点的格拉夫快速分析，2 .动态工作状况的格拉夫快速分析，3 .非线性失真的格拉夫快速分析使用2.h残奥仪表小信号模型基本共发射极放大电路， 3 .小信号模型分析法的适用范围，1 .分析静态工作点的图解分析，用该方法分析静态工作点，必须知道晶体管的投入产出特性曲线。 共发射极放大电路、4.3.1格拉夫快速分

13、析法静态、1 .静态工作点的格拉夫快速分析、列输入电路方程式、列输出电路方程式(直流负载线) VCE=VCCiCRc，首先，描绘直流路径、直流路径、在输入特性曲线上形成直线，两线的升交点为q点，得到IBQ。4.3.1图解分析法根据静态、vs的波形，在BJT的输入特性曲线图中描绘vBE、iB的波形，2 .动态动作状况的图解分析，4.3.1图解分析法根据动态、iB的变化范围在输出特性曲线图中描绘iB的4.3.1图解分析法动态、波形的失真、饱和失真、饱和失真在NPN管中，输出电压被表现为底部镜头畸变。 放大电路的工作点到达三极管的截止区域引起的非线性失真。 在NPN管中，输出电压被表现为掌门人镜头畸

14、变。 注意：关于PNP管，由于是负电源供电，所以失真的表现形式与NPN管正相反。#放大区域是绝对线性区域吗？ 3 .静态工作点对波形失真的影响，4.3.1图解分析法波形失真，截止失真，去除方法：增大VBB，即输入电路负载线向上移动。 截止失真在输入电路中首先发生失真！ 缩小Rb能消除截断变形吗？4.3.1图解分析法波形失真、饱和失真、饱和失真产生于晶体管的输出电路！4.3.1图解分析法去除波形失真、饱和失真的方法、去除方法：增大Rb、减小VBB、减小Rc、增大VCC。Rb或VBB、Rc或VCC、无最大失真的输出电压uom :将uceq与(VCC UCEQ )进行比较，取其中较小的一方，并进行除法运算。 4.3.1图解分析法的波形失真，4 .图解分析法的适用范围，适用范围：在幅度大，工作频率不太高的情况下，优点：直观、图像为交叉、直流共存、静态和动态等有助于确立和理解重要概念的电路残奥表，合理设定静态工作点的重要性缺点：不能分析工作频率高时的电路工作状态，不能用于分析放大电路的输入电阻、输出电阻等动态性能指标。