模電04(三極管BJT).ppt

交、直流放大電路,信號運算電路,信號處理與產生電路,直流穩(wěn)壓電源,模擬電路的主要內容,Ch. 4、5、6、7、8,Ch. 2,Ch. 9,Ch. 10,（分類依據(jù)：電路功能，輸入信號與輸出信號之間的關系）,基礎知識,Ch. 1、3,交、直流放大電路,分立元件,集成器件,場效應管FET,雙極結型三極管BJT,Ch.6,Ch.4,集成運算放大電路,Ch.5,功率放大電路,其它專門電路,Ch.8,放大電路中的反饋,Ch.7,第四章 雙極結型三極管及放大電路基礎（P101185）,*,4.1 BJT,4.3 放大電路的分析方法,4.4 放大電路靜態(tài)工作點的穩(wěn)定問題,4.5 共集電極放大電路和共基極放大電路,4.2 基本共射極放大電路,4.6 組合放大電路,4.7 放大電路的頻率響應,*4.8 單級放大電路的瞬態(tài)響應,第四章 雙極結型三極管及放大電路基礎（P101185）,基本要求： （了解、理解、掌握） 1、了解BJT的放大原理及輸入輸出的特性曲線； 2、掌握BJT放大電路的三種組態(tài)的組成、工作原理及特點； 3、掌握靜態(tài)、動態(tài)性能指標的分析計算（包括圖解分析法和小信號模型分析法）； 4、掌握多級放大電路的分析計算； 5、掌握放大電路頻率響應的分析方法。,*,4.1 BJT,4.1.1 BJT的結構簡介,4.1.2 放大狀態(tài)下BJT的工作原理,4.1.3 BJT的V-I 特性曲線,4.1.4 BJT的主要參數(shù),4.1.5 溫度對BJT參數(shù)及特性的影響,4.1.1 BJT的結構簡介,(a) 小功率管 (b) 小功率管 (c) 大功率管 (d) 中功率管,BJT: Bipolar Junction Transistor 雙極結型三極管：有自由電子和空穴兩種極性的載流子參與導電。,1.結構,發(fā)射極用e 表示(Emitter),集電極用c 表示(Collector),基極用b表示(Base),發(fā)射區(qū),集電區(qū),基區(qū),三極管符號,兩個背靠背的PN結三個電極、三層半導體、兩個結。分類:NPN型和PNP型。,符號中，發(fā)射極上的箭頭表示發(fā)射結加正偏電壓時，發(fā)射極電流的實際方向。,2.結構特點, 發(fā)射區(qū)e摻雜濃度最高；, 集電區(qū)c摻雜濃度低于發(fā)射區(qū)，且面積大；, 基區(qū)b最薄，且摻雜濃度最低。,管芯結構剖面圖,所以，發(fā)射區(qū)和集電區(qū)不是電對稱的。,集成電路中典型NPN型BJT的截面圖,4.1.2 放大狀態(tài)下BJT的工作原理,放大狀態(tài)的外部條件： e結正偏，c結反偏,NPN 管:,PNP 管:,BJT中有兩個PN結，每個PN結有正偏、反偏兩種工作狀態(tài)，所以BJT在工作中有四種工作狀態(tài)： 放大、飽和、截止、倒置。,以下以NPN型管為例進行分析,iB、iC 流入電極； iE流出電極。,iB、iC 流出電極； iE流入電極。,復習,PN結正偏時，主要是什么形成的電流？什么電流可忽略？,PN結反偏時，主要是什么形成的電流？什么電流可忽略？,P型半導體中，多子是？少子是？ N型半導體中，多子是？少子是？,發(fā)射區(qū)：發(fā)射載流子 集電區(qū)：收集載流子 基區(qū)：傳送和控制載流子 （以NPN為例）,放大狀態(tài)下BJT中載流子的傳輸過程,1.內部載流子的傳輸過程,1）e結正偏,擴散電流為主 IEN大，IEP小；共同形成IE，大小受vBE影響。,漂移電流為主 ICN大，ICBO小；共同形成IC。其中溫度一定時，ICBO值恒定（由各三極管的實際摻雜濃度決定），不受IEN影響，從而也不受vBE影響。,2）c結反偏,發(fā)射區(qū)：發(fā)射載流子 集電區(qū)：收集載流子 基區(qū)：傳送和控制載流子 （以NPN為例）,放大狀態(tài)下BJT中載流子的傳輸過程,1.內部載流子的傳輸過程,1）e結正偏,擴散電流為主,漂移電流為主,2）c結反偏,3）b區(qū) 電子從e區(qū)到c區(qū)途經b區(qū)，被b極拉走一部分,IC= ICN+ ICBO,IE=IB+ IC,電流關系：,2. 電流分配關系,放大狀態(tài)下BJT中載流子的傳輸過程,設,2. 電流分配關系,3. 三極管的三種組態(tài),(c) 共集電極接法，集電極作為公共電極，用CC表示。,(b) 共發(fā)射極接法，發(fā)射極作為公共電極，用CE表示；,(a) 共基極接法，基極作為公共電極，用CB表示；,BJT的三種組態(tài),BJT的伏安特性曲線：直觀的描述各極間電壓與各極間電流之間的關系。,對于任何組態(tài)，均可將BJT視為二端口網絡：輸入回路，輸出回路。,要完整的描述BJT的伏安特性，應選用兩組曲線：,1、輸出端條件一定時，輸入端的電壓電流關系曲線,2、輸入端條件一定時，輸出端的電壓電流關系曲線,顯然，不同的組態(tài)，輸入輸出端口不同，特性曲線也不同。 其中，共集與共射組態(tài)的特性曲線類似。,4.1.3 BJT的V-I 特性曲線,4.1.3 BJT的V-I 特性曲線,iB=f(vBE) vCE=const.,(2) 當vCE1V時， vCB= vCE - vBE0，集電結已進入反偏狀態(tài)，開始收集電子，基區(qū)復合減少，同樣的vBE下 IB減小，特性曲線右移。,(1) 當vCE=0V時，相當于發(fā)射結的正向伏安特性曲線。,1. 輸入特性曲線,（以共射極放大電路為例）,共射極連接,iC=f(vCE) iB=const.,2. 輸出特性曲線,輸出特性曲線的三個區(qū)域:,放大區(qū)： 1）vBE vth，vCEvBE，iB0 發(fā)射結正偏，集電結反偏或零偏。 2）iC=iB，iC基本恒定，隨vCE增大略微增大。 iC基本平行于vCE軸，曲線基本平行等距。,4.1.3 BJT的V-I 特性曲線,共射極連接,飽和區(qū)： 1）vBE vth，vCE0 發(fā)射結正偏，集電結正偏。 2） iCiB， iC明顯隨 vCE的增大（減?。┒龃螅p?。?。 3） vCE=vBE臨界飽和,iC=f(vCE) iB=const.,2. 輸出特性曲線,輸出特性曲線的三個區(qū)域:,4.1.3 BJT的V-I 特性曲線,共射極連接,iC=f(vCE) iB=const.,2. 輸出特性曲線,輸出特性曲線的三個區(qū)域:,截止