晶体管应用电路上半部分学时模拟电子技术及应用PPT课件

1、3.1 三极管工作原理结构类型与电流关系 晶体管由两个PN结构成，根据PN结连接方法的不同，晶体三极管分为PNP型和NPN型两种。 (a)PNP型结构与符号 (b)NPN型结构与符号 第1页/共44页晶体三极管在实际应用时，总要将它的三个极组成一个输入端和一个输出端，其中一个极为输入、输出回路的公共端。 第2页/共44页晶体管的各极电流关系： IEIBIC 第3页/共44页图3-4 晶体管输入特性与输出特性的测试电路 晶体管的特性曲线 V2V1+uCEuBE+mARP2AUBBUCCRCRP1RBiBiCBCEVBBVCC当晶体三极管工作在放大状态时，集电极电流IC是基极电流IB的倍，即 第4

2、页/共44页1.输入特性与转移特性晶体管的输入特性是指以集-射电压uCE为参变量时，基极电流iB和发射结偏压uBE之间的关系，即输入特性函数为 iBf(uBE)|uCE常数 晶体三极管的转移特性指以集-射电压uCE为参变量时，集电极电流iC和发射结偏压uBE之间的关系。第5页/共44页2. 输出特性晶体三极管的输出特性是指以基极电流iB(或发射结偏压uBE)为参变量时，集电极电流iC和集-射电压uCE之间的关系。 第6页/共44页输出特性曲线可分为三个不同的工作区域：截止区、放大区和饱和区。 第7页/共44页例3-1如图3-7a所示电路，晶体三极管V为硅管，40，VCC6V，RC3k，RB62

3、k。输入电压uI为方波脉冲：低电平UIL0V，高电平UIH4V。画出输入电压为高、低电平时的等效电路，并求相应的输出电压uO。图3-7例3-1(a)题图(b)晶体三极管截止时等效电路(c) 晶体三极管饱和时等效电路RBRCV+VCC(a)uOuIiCiBCEB0V3V+VCCRCCEBRBuI 4V(c)uOUCE(sat) 0.3VUBE(on)=0.7VIC(sat)iC 0+VCCRCCEBRBuI V(b)uO第8页/共44页第9页/共44页例3-2 如图所示电路，晶体三极管V为硅管，50，VCC12V，RC3k，RE1k。判断在下列情况下晶体三极管所处的工作状态：RB10k、150k

4、、300k；并求出相应的开路电压Uo 。图2-.8 例2-2RBRC+VCCIBIEREBCE+UoIC第10页/共44页例3-2 如图所示电路，晶体三极管V为硅管，50，VCC12V，RC3k，RE1k。判断在下列情况下晶体三极管所处的工作状态：RB10k、150k、300k；并求出相应的开路电压Uo 。图2-.8 例2-2RBRC+VCCIBIEREBCE+UoIC第11页/共44页晶体管的主要参数1. 电流放大系数在放大区内,直流电流放大系数与交流电流放大系数基本相同.2. 极间反向电流1)反向饱和电流ICBO ，2)穿透电流ICEO (1)ICBO 。AE开路VBBRBICBOAE开路

5、VBBRBICBOCCBBAE开路VCCRCICEOCBAE开路VCCRCICEOCB(a) (b) (c) (d)图3-9 晶体三极管的极间反向电流(a)NPN管的ICBO(b)PNP管的ICBO(c) NPN管的ICEO (d) PNP管的ICEO第12页/共44页3. 极限参数极限参数是表征晶体三极管能够安全工作的临界条件，也是选择管子的依据。(1)集电极最大允许电流ICM(2)集电极最大允许功耗PCM(3)反向击穿电压U(BR)CEO、U(BR)CBO、U(BR)EBO根据三个极限参数可以确定晶体三极管的安全工作区。图2-10 晶体三极管的安全工作区ICMiC/mAuCE/ViB=02

6、0406080100102051525安全区过耗区PCM AU（BR）CEOo10 20 30 40 50第13页/共44页几种常见晶体管的外形 第14页/共44页晶体管的性能检测一、管脚(B、C、E)的判别 1.基极（B）和类型的判别将指针式万用表置于R1K档，黑表笔（为万用表内部直流电源的正极）接到某一假设的三极管“基极”管脚上，红表笔（为万用表内部直流电源的负极）先后接到另外两个管脚，如果两次测得电阻值都很大（或都很小），而且对换表笔后两个电阻值又都很小（或都很大），则可确定假设的“基极”是正确的，若以上步骤所测得电阻值一大一小，则假设的“基极”是错误的，此时，要重新假设一个管脚为“基极

7、”，重复上述过程。基极（B）确定后，以黑表笔接基极，红表笔接另外两极，如果测得电阻值都很小，则三极管为NPN型，反之为PNP型。第15页/共44页2. 集电极（C）和发射极（E）的判别 以NPN型三极管为例，在基极以外的两个电极中任意假设一个为“集电极”，并在已确定的基极和假设的“集电极”中接入一个大电阻R如图28所示，（实测中也可用大姆指和食指接触两极，用人体电阻替代电阻R），将万用表的黑表笔搭接在假设的“集电极”上，红表笔搭接在假设的“发射极”上，如果万用表指针有较大偏转，则以上假设正确，如果指针偏转较小，则假设不正确。 第16页/共44页二、 值的测量1.估测值 将万用表欧姆档置于R1K

8、档，黑、红表笔分别与NPN型三极管的集电极（C）、发射极（E）相接，当在基极（B）和集电极（C）之间接入电阻后，万用表指针会右偏，即C、E间电阻变小，如果偏转角度大，说明三极管的电流放大能力强，值大；若右偏角度小，说明放大能力低，值小。第17页/共44页2.定量测量值三极管电流放大系数，可通过图2-17所示电路测量。调节电源VBB使IB为某一定值，然后改变VCC读出UCE和IC的对应数据，当取定若干个不同的IB值时,就可得到一组与之对应的UCE和IC值，再将测试结果用逐点描图法画在直角坐标系（iCuCE）中，即得输出特性曲线。在输出特性曲线的放大区域内，选取IB值并找出对应的IC值代入公式 I

9、C / IB ），就可得到电流放大系数。 第18页/共44页3.2 三极管共射放大器信号的输入与输出第19页/共44页电路的组成第20页/共44页1.直流通路 是指放大器中直流电源单独作用时，直流电流所能通过的路径。画出直流通路的基本原则是：将电容元件视为开路、交流信号源短路，如果有电感元件，则视其短路 。 2.交流通路 是指交流信号单独作用时，交流电流所通过的路径。画出交流通路的基本原则是 ：将电容元件视为短路、直流电压源短路接地，如果有电感元件，则视其开路。 3.微变等效电路 是指放大器在低频小信号作用下的交流等效电路。即从三极管的B-E极看去可等效为一个电阻rbe(“基-射极等效电阻”)

10、，其数值大小与三极管静态参数IEQ和值等有关，可按下式估算电路的分析方法第21页/共44页(a)直流通路 (b)交流通路 (c)交流通路的习惯画法 (d)微变等效电路第22页/共44页4.静态工作点分析(1)图解法 是指在三极管特性曲线上，用作图的方法求得放大器中三极管的静态参数。 第23页/共44页第24页/共44页(2)估算法 是指用近似计算的方法得到静态工作点参数 。 第25页/共44页5.动态工作点分析利用微变等效电路，可以求出放大器的动态性能指标，如电压放大器倍数Au、输入等效电阻Ri和输出等效电阻Ro 。第26页/共44页5.动态工作点分析利用微变等效电路，可以求出放大器的动态性能

11、指标，如电压放大器倍数Au、输入等效电阻Ri和输出等效电阻Ro 。第27页/共44页例3-3 如图(a)所示固偏式共射放大器，已知三极管为硅管，50，求：（1）静态工作点Q（参数）；（2）电压放大器数Au及输入、输出电阻Ri、Ro 。第28页/共44页第29页/共44页第30页/共44页例3-4 如图a所示分压偏置共射放大器，RB1=75k、RB2=18k、RC=4k、RE1k、RL4k、VCC9V，三极管为硅管50，（1）试求静态工作点Q；（2）若更换管子使变为100，确定此时的静态工作点；（3）求Au，Ri，Ro（100时）。 第31页/共44页第32页/共44页共射放大器特点小结共射放大

12、器特点小结1.1.电压放大倍数较大，输出电压与输电压放大倍数较大，输出电压与输入电压反相；既有电压放大作用，入电压反相；既有电压放大作用，又有电流放大作用；又有电流放大作用；2.2.输入电阻大小适中，一般为几输入电阻大小适中，一般为几k；3.3.输出电阻大小适中，一般为几输出电阻大小适中，一般为几k。第33页/共44页又称电压跟随器或射极跟随器（射随器）又称电压跟随器或射极跟随器（射随器）+VCCRBRERLRSC2C1+_+_u0uSui+_+3.3 共集与共基放大器共集电极放大器第34页/共44页.直流通路与静态工作点+VCCRBRERLRSC2C1+_+_u0uSui+_+ICQIEQI

13、BQUCEQBECIBQ=EBBEQCCRRUV)1 (ICQ=IBQIEQ=(1+)IBQUCEQVCCREIEQ第35页/共44页RBRERLRS+_+_u0uSui+_2.交流通路与主要性能参数(1)电压放大倍数：)/)(1 ()/)(1 (LEbeLEuRRrRRA(2)输入电阻：RiRB/rbe+(1+)(RE/RL) rbe+(1+)(RE/RL)（高）(3)输出电阻：其中：EQbbbeImVrr26)1 (一般满足：Au1R0RE/1/BSbeRRr1/BSbeRRr（低）第36页/共44页共集放大器特点小结共集放大器特点小结1.1.电压放大倍数约等于，但具有电流电压放大倍数约等

14、于，但具有电流放大作用，输出电压与输入电压同相；放大作用，输出电压与输入电压同相；2.2.输入电阻高，一般为几十输入电阻高，一般为几十k；3.3.输出电阻低，一般为十几至几十输出电阻低，一般为十几至几十；4.4.共集放大器又叫做电压跟随器，简称共集放大器又叫做电压跟随器，简称为射随器。为射随器。第37页/共44页三极管共基极放大器三极管共基极放大器+_+_uSRSuiC1C2C3RERLRB2RB1RC+_u0+VCC+共基极放大器共基极放大器第38页/共44页.直流通路与静态工作点+_+_uSRSuiC1C2C3RERLRB2RB1RC+_u0+VCC+第39页/共44页+VCCRB1RB2RERCVICQIEQI1I2IBQUCEQBECUBEQ0.3V(Ge管)UBEQ0.7V(Si管)UBQ=CCBBBVRRR212IEQ=EBEQBQRUUIBQ=1EQIICQ=IEQIBQ静态工作点参数的估算公式第40页/共44页+_+_uSRSuiRERLRC+_u02.交流通路与主要性能参数(1)电压放大倍数：beLCurRRA)/(2)输入电阻：(3)输出电阻：其中：EQbbbeImVrr2