模电04(三极管BJT)

1、交、直流交、直流放大放大电路电路信号信号运算运算电路电路信号信号处理处理与与产生产生电路电路直流稳压电源直流稳压电源模拟电路的主要内容模拟电路的主要内容ch. 4、5、6、7、8ch. 2ch. 9ch. 10（分类依据：电路功能，（分类依据：电路功能，输入信号输入信号与与输出信号输出信号之间的关系）之间的关系）基础知识基础知识ch. 1、3交、直流交、直流放大放大电路电路分立元件分立元件集成器件集成器件场效应管场效应管fet双极结型三极管双极结型三极管bjtch.6ch.4集成运算放大电路集成运算放大电路ch.5功率放大电路功率放大电路其它专门电路其它专门电路ch.8放大电路中的反馈放大电路

2、中的反馈ch.7第四章第四章 双极结型三极管及放大电路基础双极结型三极管及放大电路基础（p101p101185185）*4.1 bjt4.3 放大电路的分析方法放大电路的分析方法4.4 放大电路静态工作点的稳定问题放大电路静态工作点的稳定问题4.5 共集电极放大电路和共基极放大电路共集电极放大电路和共基极放大电路4.2 基本共射极放大电路基本共射极放大电路4.6 组合放大电路组合放大电路4.7 放大电路的频率响应放大电路的频率响应*4.8 单级放大电路的瞬态响应单级放大电路的瞬态响应第四章第四章 双极结型三极管及放大电路基础双极结型三极管及放大电路基础（p101p101185185）基本要求：

3、基本要求： （了解、理解、掌握）（了解、理解、掌握）1、了解、了解bjt的的放大原理放大原理及输入输出的及输入输出的特性曲线特性曲线；2、掌握、掌握bjt放大电路的放大电路的三种组态三种组态的组成、工作原理及的组成、工作原理及特点；特点；3、掌握、掌握静态、动态性能指标静态、动态性能指标的分析计算（包括图解分的分析计算（包括图解分析法和小信号模型分析法）；析法和小信号模型分析法）；4、掌握、掌握多级多级放大电路的分析计算；放大电路的分析计算；5、掌握放大电路、掌握放大电路频率响应频率响应的分析方法。的分析方法。*4.1 bjt4.1.1 bjt的结构简介的结构简介4.1.2 放大状态下放大状态

4、下bjt的工作原理的工作原理4.1.3 bjt的的v-i 特性曲线特性曲线4.1.4 bjt的主要参数的主要参数4.1.5 温度对温度对bjt参数及特性的影响参数及特性的影响4.1.1 bjt的结构简介的结构简介(a) 小功率管小功率管 (b) 小功率管小功率管 (c) 大功率管大功率管 (d) 中功率管中功率管bjt: bipolar junction transistor双极结型三极管：双极结型三极管：有自由电子和空穴两种极性的载流子有自由电子和空穴两种极性的载流子参与导电。参与导电。1.1.结构结构 发射极发射极用用e表示表示(emitter)集电极集电极用用c表示表示(collecto

5、r) 基极基极用用b表表示示(base) 发射区发射区集电区集电区基区基区三极管符号三极管符号两个背靠背的两个背靠背的pn结结三个电极、三层半导体、两个结三个电极、三层半导体、两个结。分类分类:npn型和型和pnp型。型。 集电结集电结(jc)发射结发射结(je)符号中，符号中，发射极上的箭头发射极上的箭头表示发射结加正偏电压时，发射表示发射结加正偏电压时，发射极电流的实际方向。极电流的实际方向。2.2.结构特点结构特点 发射区发射区e掺杂浓度最高；掺杂浓度最高； 集电区集电区c掺杂浓度低于发射区，掺杂浓度低于发射区，且面积大；且面积大； 基区基区b最薄，且掺杂浓度最低。最薄，且掺杂浓度最低。

6、管芯结构剖面图管芯结构剖面图所以，发射区和集电区所以，发射区和集电区不是电对称的不是电对称的。集成电路中典型集成电路中典型npnnpn型型bjtbjt的截面图的截面图4.1.2 放大状态下放大状态下bjt的工作原理的工作原理放大状态放大状态的的外部条件：外部条件： e结正偏，结正偏，c结反偏结反偏npn 管管:pnp 管管:ebcvvv cbevvv bjt中有两个中有两个pn结，每个结，每个pn结有正偏、反偏两结有正偏、反偏两种工作状态，所以种工作状态，所以bjt在工作中有四种工作状态：在工作中有四种工作状态： 放大、饱和、截止、倒置放大、饱和、截止、倒置。以下以以下以npnnpn型管为例进

7、行分析型管为例进行分析ebcib、ic 流入电极；流入电极；ie流出电极。流出电极。ebcib、ic 流出电极；流出电极；ie流入电极。流入电极。复习复习pnpn结结正偏正偏时，主要是什么形成的电流？什么电流可忽略？时，主要是什么形成的电流？什么电流可忽略？pnpn结结反偏反偏时，主要是什么形成的电流？什么电流可忽略？时，主要是什么形成的电流？什么电流可忽略？p p型半导体中，多子是？少子是？型半导体中，多子是？少子是？n n型半导体中，多子是？少子是？型半导体中，多子是？少子是？发射区：发射载流子发射区：发射载流子集电区：收集载流子集电区：收集载流子基区：传送和控制载流子基区：传送和控制载流

8、子 （以（以npnnpn为例）为例） 放大状态下放大状态下bjtbjt中载流子的传输过程中载流子的传输过程1.内部载流子的传输过程内部载流子的传输过程1）e结正偏结正偏扩散电流为主扩散电流为主ien大，大，iep小；共同形成小；共同形成ie，大小受大小受vbe影响。影响。漂移电流为主漂移电流为主icn大，大，icbo小；共同形成小；共同形成ic。其中温度一定时，。其中温度一定时，icbo值恒定（由各三极值恒定（由各三极管的实际掺杂浓度决定），不受管的实际掺杂浓度决定），不受ien影响，从而也不受影响，从而也不受vbe影响。影响。2）c结反偏结反偏发射区：发射载流子发射区：发射载流子集电区：收集

9、载流子集电区：收集载流子基区：传送和控制载流子基区：传送和控制载流子 （以（以npnnpn为例）为例） 放大状态下放大状态下bjtbjt中载流子的传输过程中载流子的传输过程1.内部载流子的传输过程内部载流子的传输过程1）e结正偏结正偏扩散电流为主扩散电流为主漂移电流为主漂移电流为主2）c结反偏结反偏3）b区区 电子从电子从e区到区到c区途经区途经b区，被区，被b极拉走一部分极拉走一部分 ic= icn+ icboie=ib+ ic电流关系：电流关系：2. 电流分配关系电流分配关系ecnii 为电流放大系数。它只与为电流放大系数。它只与管子的结构尺寸和掺杂浓度有管子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与外

10、加电压无关。一般关，与外加电压无关。一般 = 0.9 0.99 。放大状态下放大状态下bjt中载流子的传输过程中载流子的传输过程ececbociiiii 设设ebi )(i 1ecii bcii 1 又设又设 是另一个电流放大系数。同样，它也只与管是另一个电流放大系数。同样，它也只与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与外加电压无关。子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与外加电压无关。一般一般 1 。2. 电流分配关系电流分配关系be)1(ii bceobciiii 3. 三极管的三种组态三极管的三种组态(c) (c) 共集电极接法共集电极接法，集电极作为公共电极，用，集电极作为公共电极，用cccc表示。表

11、示。(b) (b) 共发射极接法共发射极接法，发射极作为公共电极，用，发射极作为公共电极，用cece表示；表示；(a) (a) 共基极接法，共基极接法，基极作为公共电极，用基极作为公共电极，用cbcb表示；表示；bjtbjt的三种组态的三种组态bjt的伏安特性曲线：直观的描述各极间电压与各极间电流的伏安特性曲线：直观的描述各极间电压与各极间电流之间的关系。之间的关系。对于任何组态，均可将对于任何组态，均可将bjt视为二端口网络：输入回路，输视为二端口网络：输入回路，输出回路。出回路。要完整的描述要完整的描述bjt的伏安特性，应选用两组曲线：的伏安特性，应选用两组曲线：1、输出端条件一定时，输入

12、端的电压电流关系曲线、输出端条件一定时，输入端的电压电流关系曲线2、输入端条件一定时，输出端的电压电流关系曲线、输入端条件一定时，输出端的电压电流关系曲线显然，不同的组态，输入输出端口不同，特性曲线也不同。显然，不同的组态，输入输出端口不同，特性曲线也不同。其中，共集与共射组态的特性曲线类似。其中，共集与共射组态的特性曲线类似。4.1.3 bjt的的v-i 特性曲线特性曲线4.1.3 bjt的的v-i 特性曲线特性曲线 ib=f(vbe) vce=const. (2) 当当vce1v时，时， vcb= vce - vbe0，集电结已进入反偏状态，开始，集电结已进入反偏状态，开始收集电子，基区复

13、合减少，同样的收集电子，基区复合减少，同样的vbe下下 ib减小，特性曲线右移。减小，特性曲线右移。 (1) 当当vce=0v时，相当于发射结的正向伏安特性曲线。时，相当于发射结的正向伏安特性曲线。1. 输入特性曲线输入特性曲线（以共射极放大电路为例）（以共射极放大电路为例）共射极连接共射极连接ic=f(vce) ib=const.2. 输出特性曲线输出特性曲线输出特性曲线的三个区域输出特性曲线的三个区域: :放大区：放大区：1）vbe vth，vcevbe，ib0 发射结正偏，集电结反偏或零偏发射结正偏，集电结反偏或零偏。2）ic=ib，ic基本恒定，随基本恒定，随vce增大略微增大略微增大。增大。 ic基本平行于基本平行于vce轴，曲线基本平行轴，曲线基本平行等距。等距。4.1.3 bjt的的v-i 特性曲线特性曲线共射极连接共射极连接饱和区