極管及放大電路基礎(chǔ)(4)課件

1、一、基本結(jié)構(gòu)BECNNP基極發(fā)射極集電極NPN型1 半導(dǎo)體三極管基區(qū)：較薄，摻雜濃度低集電區(qū)發(fā)射區(qū)：摻雜濃度較高發(fā)射結(jié)集電結(jié)：面積較大基本結(jié)構(gòu)： 三區(qū)兩結(jié)三極符號(hào)：PNPBCEPNP型BECBEC二、電流放大原理1、晶體管內(nèi)部載流子的運(yùn)動(dòng)（以NPN型管為例） 工作條件： 發(fā)射結(jié)加正向電壓 集電結(jié)加反向電壓ECEBBCENNP二、電流放大原理1、晶體管內(nèi)部載流子的運(yùn)動(dòng)（以NPN型管為例） NNPEBECIEIBICBCE發(fā)射結(jié)正偏，導(dǎo)致大量載流子注入到基區(qū)，形成發(fā)射極電流IE注入到基區(qū)的少部分電子與基區(qū)的空穴復(fù)合，形成電流IB ，多數(shù)擴(kuò)散到集電結(jié)附近。多數(shù)擴(kuò)散到集電結(jié)附近的載流子被集電區(qū)收集，形

2、成IC三極管實(shí)質(zhì)上是一個(gè)電流分配器： 或者 ICbIB二、電流放大原理1、晶體管內(nèi)部載流子的運(yùn)動(dòng)（以NPN型管為例） （1）發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏為什么是必要的外部條件？（2）為什么IB小，而IC很大？（3）的物理意義：發(fā)射區(qū)每向基區(qū)供給一個(gè)（份）復(fù)合用的載流子，就要向集電區(qū)供給個(gè)（份）載流子供收集。2、說(shuō)明 NNPEBECIEIBICBCE（4）ICBO和ICEO ICBO 反向飽和電流。是集電結(jié)反偏由少子的漂移形成的反向電流，受溫度的變化影響。 二、電流放大原理NNPEBECBCEICBO1、晶體管內(nèi)部載流子的運(yùn)動(dòng)（以NPN型管為例） 2、說(shuō)明 （1）發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏為什么是必要的外

3、部條件？（2）為什么IB小，而IC很大？（3）的物理意義：發(fā)射區(qū)每向基區(qū)供給一個(gè)（份）復(fù)合用的載流子，就要向集電區(qū)供給個(gè)（份）載流子供收集。（4）ICBO和ICEO ICBO 反向飽和電流。是集電結(jié)反偏由少子的漂移形成的反向電流，受溫度的變化影響。 ICEO穿透電流。二、電流放大原理NNPEBECBCEICBOIC1、晶體管內(nèi)部載流子的運(yùn)動(dòng)（以NPN型管為例） 2、說(shuō)明 （1）發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏為什么是必要的外部條件？（2）為什么IB小，而IC很大？（3）的物理意義：發(fā)射區(qū)每向基區(qū)供給一個(gè)（份）復(fù)合用的載流子，就要向集電區(qū)供給個(gè)（份）載流子供收集。（4）ICBO和ICEO ICBO 反向飽

4、和電流。是集電結(jié)反偏由少子的漂移形成的反向電流，受溫度的變化影響。 二、電流放大原理NNPEBECIEIBIC3、考慮了ICBO時(shí)電流分配關(guān)系為 ICBCEICBOICIBIE=IB+IC四、放大器的三種組態(tài) 1、前提：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏：2、三極管的電流方向及放大器的三種組態(tài) 共射極共基極共集電極 3、PNP型三極管放大器 BECIBIEICBECIBIEIC三、共基極電路IE=IC+IB定義：共基極電流放大系數(shù)NNPEBECIEIBICBCEICICBO五、特性曲線1、輸入特性曲線IB=f(UBE)|UCE=常數(shù) UCE=3VUCE=0V5V1V（1）輸入特性是非線性的。 （2）有一門

5、限電壓開始導(dǎo)通時(shí)的基極電壓（硅管0.5V，鍺管0.1V）。（3）晶體管正常工作時(shí)，發(fā)射結(jié)的壓降變化不大（硅管0.7V，鍺管0.3V）。IB/mA204060UBE/V8010000.40.60.81.00.2RBECEBICmAUCEVUBEVIBA（4）UCE=0，相當(dāng)于兩個(gè)二極管并聯(lián)運(yùn)用。（5）UCE0時(shí)，整個(gè)曲線往右移。當(dāng)UCE0.5V后，曲線幾乎重合。50AIC(mA )1234UCE(V)246108502、輸出特性曲線IC=f(UCE)|IB=常數(shù)（1）UCE=0IC=0。發(fā)射區(qū)注入到基區(qū)的電子不能被集電區(qū)所收集；（2）當(dāng)IB=0時(shí)，IC= ICEO 0；（3）IB上移，反映了IC

6、=bIB ；（4）中間部分幾乎平行等距；（5）實(shí)際的輸出特性是中間稀疏，上下密集；五、特性曲線IB=020A40AIB=60A80A100AICEORBECEBICmAUCEVUBEVIBA160A140A120A（5）當(dāng)UCE1V，UCEIC。（6）UCE1V以后，隨著UCE的增加，IC幾乎不變。2、輸出特性曲線IC=f(UCE)|IB=常數(shù)五、特性曲線NNPEBECIEIBICBCEIC(mA )1234UCE(V)24610850IB=020A40AIB=60A80A100A160A140A120AIC(mA )1234UCE(V)24610850IB=020A40AIB=60A80A1

7、00A160A140A120A2、輸出特性曲線IC=f(UCE)|IB=常數(shù)（6）整個(gè)曲線可分為三個(gè)區(qū)五、特性曲線IB=020A40AIB=60A80A100ARBECEBICmAUCEVUBEVIBA放大區(qū)：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。IC=bIB ，曲線幾乎平行等距。截止區(qū)：發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏。ICbIB，IC=ICEO，此時(shí)UBErbe 則Ri rbe （5）求輸出電阻 輸出電阻：加壓求流法0所以：三、微變等效電路分析法（三）用h參數(shù)等效電路分析法分析共射極放大器2、 計(jì)算放大器的性能指標(biāo)biiRLRBuiuoceibiciorbe+hreuce- ib rceRC RL I小結(jié)： 分析

8、步驟：（1） 由圖解法或近似估算法確定Q點(diǎn)；（2） 求Q點(diǎn)附近的h參數(shù)；（3） 畫出微變等效電路；（4） 列出電路方程并求解。適用范圍：（1）適用于任何復(fù)雜電路的分析；（2） 只能解決小信號(hào)交流分量的計(jì)算問(wèn)題，不能確定Q點(diǎn)。技巧：輸入和輸出回路是通過(guò)基極電流溝通起來(lái)的。三、微變等效電路分析法（三）用h參數(shù)等效電路分析法分析共射極放大器2、 計(jì)算放大器的性能指標(biāo)兩個(gè)最重要：b，rbe =300W+(1+b)26mV/IE例1：電路中，晶體管的參數(shù)為hie=1k, hfe=30， hre=910-4，hoe=3010-6s， 求性能指標(biāo) 詳細(xì)計(jì)算：近似估算：Ai-b=-30這些誤差是允許的。Ri=RB/hie hie 1k則Ro= RC=3k若：hie=1k, hre=2210-4， hfe=80，hoe=810-5s，RC=10k，求Au和Ai？ 精確計(jì)算：Au=-2104，Ai=-44.4簡(jiǎn)化計(jì)算：Au=-8102，Ai=-80因?yàn)镽C與1/hoe可以比擬，1/hoe不能忽略，hreUce也不能忽略。 三、微變等效電路分析法RB+EC=6VRC200k3kT例2：電路及參數(shù)如圖所示，已知b=50，電容足夠大，試求：Au和Aus=Uo/Us解（1）先計(jì)算rbe IB=EC/RB=40mA, IE=(1+b)IBbIB=2mA rbe