晶体三极管放大作用.doc

高邮职教中心导学案 08数控专业班 电子技术 时间 2010-04-26 主备人 左爱娟 审核人 班级： 组别： 姓名： 组内评价： 教师评价： 课题：晶体三极管放大作用【学习目标】1、 通过举例让学生了解放大器在生活中运用在哪些地方从而喜欢学习放大器。2、 通过学习能自主完成一个简单的放大电路。3、 理解放大器的工作条件和工作原理。【自主梳理】1、 三极管要实现放大作用必须满足的外部条件是什么？2、 晶体三极管的电流放大作用的涵义是什么？3、 晶体三极管的三个极电流应满足什么关系（即电流分配关系）？4、 三极管的特性曲线的理解和绘制【课堂探究】一三极管工作电压三极管要实现放大作用必须满足的外部条件：发射结加正向电压，集电结加反向电压，即发射结正偏，集电结反偏。如图2.1.17所示，其中V为三极管，Vcc为集电极电源电压，VBB为基极电源电压，两类管子外部电路所接电源极性正好相反，Rb为基极电阻，Rc为集电极电阻。若以发射极电压为参考方向，则三极管发射结正偏，集电结反偏，这个外部条件也可用电压关系来表示；对于NPN型：VCVBVE；对于PNP型：VEVBVC图2.1.17三极管电源的接法二 电流放大作用当发射结正向偏置电压改变时，从发射区扩散到基区的载注子数将随之改变，从而使集电极电流IC产生相应的变化。由于IB很小的变化就能引起IC较大的变化，因此就形成了三极管的电流放大作用。注意：三极管电流放大作用，实质上是较小的基极电流信号去控制集电极的大电流信号，是“以小控大”的作用。通常用集电极电流Ic与基极电流IB之比值来反映三极管的放大能力，用表示（=IC/IB），称为三极管共发射极电路的直流放大系数。当三极管制成后，也就确定了，其值远大于1。若考虑集电区少数载流子漂移形成的集电结反向饱和电流ICBO，则IC与IB之间有关系：IC=IB+（1+）ICBO=IB+ICEO，式中ICEO为穿透电流，其计算公式为ICEO=（1+）ICBO单位为mA。三三极管的特性曲线1输入特性曲线 输入特性是指在UCE一定的条件下，加在三极管基极与发射极之间的电压UBE与基极电流IB之间的关系。输入特性曲线如图2.1.19所示。图2.1.19 输入特性曲线从图中看到，它与二极管的伏安特性曲线十分相似。当UCE=OV，输入曲线与二极管伏安特性曲线形状一样，当UCE1V（-1V）时特性曲线向右（向左）移动了一段距离。而UCE1V以后，不同UCE值的各条输入特性曲线几乎重叠在一起。实际应用中，三极管的UCE一般大于1V，因而UCE1V时的曲线更具有实际意义。由三极管输入特性曲线可看出：三极管的输入特性曲线是非线性的，超过死区电压，三极管才出现基极电流。死区电压的大小与三极管材料有关，硅管约为0.5V，锗管约为0.2V。加在发射结上的正偏电压UBE只能工作在零点几伏。其中硅管在0.7V左右，锗管在0.3V左右。 2输出特性曲线输出特性指基极电流IB为确定值时，在输出回路中集电极与发射极之间的电压UCE与集电极电流IC之间的关系。固定一个IB值，可得到一条输出特性曲线，改变IB值，可得到一族输出特性曲线。其特性曲线如图2.1.20所示。在输出特性曲线上可划分三个区：放大区、截止区、饱和区。图2.1.20 输出特性曲线截止区 在IB=0这条曲线以下区域，称其为截止区。截止区特点是，晶体管的发射结与集电结都处于零偏置或反偏置状态，IB0，IC0。这相当于集电极与发射极之间断路，电路无放大作用。饱和区 共发射极放大电路接有集电极电阻RC，如果IBICICRCUCE，当UCE下降到UCE UBE时，则集电结处于正向偏置（基极电位高于集电极电位）。此后，如果IB增大，IC将增加很小，甚至不再增加，IC=IB的关系不再存在，出现饱和现象，三极管失去放大作用。在特性曲线中，UCE很小，I C随UCE增大接近直线上升部分的左侧称为饱和区。一般规定UCEUBE时，认为三极管已饱和，这时UCE称为饱和压降，记为UCES。 UCE=UBE时，为临界饱和。放大区 介于截止区和饱和区之间的区域称为放大区。该区内三极管发射结正向偏置，集电结反向偏置，电流IB对IC有控制作用，满足ICIB的关系。由于工作在这一区域的三极管具有放大作用，因而把该区域称放大区。此区域，当IB一定时，IC的值基本不随UCE变化，具有恒流特性。IB等量增加时，输出特性曲线等间隔地平行上移。晶体三极管在三种工作状态时，发射结与集电结的偏置情况及在电路中的等效作用，列于表2.1.8中。表2.1.8晶体三极管的三种工作状态对比工作区域放大区饱和区截止区发射结正偏正偏反偏集电结反偏正偏反偏在电路中的等效作用电阻（阻值随工作点而变）开关（导通状态）开关（断开状态）应用范围放大