晶体管及其小信号放大_1ppt课件

1、 晶体管及其小信号放大晶体管及其小信号放大(1)(1) 晶体管是电子线路的中心单元：分立电路集成电路模拟电路数字电路双极型单极型小信号放大大信号放大开关1 双极型晶体管双极型晶体管BJT 1.1 根本构造根本构造BECNNP基极基极发射极发射极集电极集电极NPN型型PNPBCEPNP型型发射结发射结集电结集电结集电区集电区基区基区发射区发射区BECNNP基区：较基区：较薄，掺杂薄，掺杂浓度低浓度低集电区：集电区：面积较大面积较大发射区：掺发射区：掺杂浓度较高杂浓度较高制造工艺上的特点制造工艺上的特点电路电路符号符号 两种类型的三极管两种类型的三极管 1.2 BJT的电流分配与放大原的电流分配与

2、放大原理理 三极管的放大作用是在一定的外部条件控制下，三极管的放大作用是在一定的外部条件控制下，经过载流子传输表达出来的。经过载流子传输表达出来的。 1任务在放大形状的外部条件：任务在放大形状的外部条件： 发射结正偏，集电结反偏。发射结正偏，集电结反偏。发射区向基区注入载流子；发射区向基区注入载流子；基区传输和控制载流子；基区传输和控制载流子；集电区搜集载流子集电区搜集载流子内部载流子的传输过程内部载流子的传输过程 以以NPNNPN为例为例 ICBO 反向饱和电流反向饱和电流 1IE= IEN+ IEP 且有且有IENIEP IEN=ICN+ IBN 且有且有IEN IBN ，ICNIBN 2

3、IC=ICN+ ICBO 3IB=IEP+ IBNICBO4IE=IEP+IEN=IEP+ICN+IBN =(ICN+ICBO)+(IBN+IEPICBO) 5IE =IC+IB2 2 电流分配关系式电流分配关系式BECIBIEICNPN型三极管型三极管BECIBIEICPNP型三极管型三极管3 3 三极管的电流放大系数三极管的电流放大系数直流放大系数直流放大系数 / 交流放大系数交流放大系数不同端口间的放大系数不同端口间的放大系数iE=IE+IEiC=IC+ ICiB=IB+ IB ECENCNIIII/(1) 直流电流放大系数直流电流放大系数 只与管子的构造尺寸和掺杂浓度有关，与外只与管子

4、的构造尺寸和掺杂浓度有关，与外加电压无关。普通加电压无关。普通 = 0.90 0.995 共基极直流电流放大系数共基极直流电流放大系数1(2) 直流电流放大系数直流电流放大系数 共射极直流电流放大系数共射极直流电流放大系数令令BCEOBCBOBIIIIII)1 (CBII)1 (EBCIICBOII)1 (CEO基极开路，集到发基极开路，集到发的穿透电流的穿透电流CBOECBOENCBOCNCIIIIIIICBOBCCIIII)(11CBOBCIIIECII在放大区的相当大的范围内BCII因 1, 所以 1(3) 交流电流放大系数交流电流放大系数CBOECIIIECCBOEECBOECIIII

5、IIii)(ECIIECII三种组态三种组态共发射极接法、共基极接法、共集电极接法共发射极接法、共基极接法、共集电极接法 1.2 晶体管的共射极特性曲晶体管的共射极特性曲线线+-bce共射极放大电路VBBVCCUBEICIB+-UCE IB=f(UBE) UCE=const1. 输入特性曲线输入特性曲线UCE 1VIB(A)UBE(V)204060800.40.8任务压降：任务压降： 硅管硅管UBE0.60.7V,锗管锗管UBE0.20.3V。UCE=0VUCE =0.5V 死区电死区电压，硅管压，硅管0.5V，锗，锗管管0.2V。2、输出特性曲线、输出特性曲线IC(mA )1234UCE(V

6、)36912IB=020A40A60A80A100A此区域此区域满足满足IC=IB称为线称为线性区性区放大放大区。区。当当UCE大于大于一定的数值一定的数值时，时，IC只与只与IB有关，有关，IC=IB。IC=f(UCE) IB=constIC(mA )1234UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A此区域中此区域中UCEUBE,集电集电结正偏，结正偏，IBIC，UCE0.3V称为称为饱和区。饱和区。IC(mA )1234UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A此区域中此区域中 : IB=0,IC=ICEO,UBEIC，UCE0.3V (3) 截止区

7、：截止区： UBE 死区电压，死区电压， IB=0 ， IC=ICEO 0 例1：试判别三极管的任务形状例2：用数字电压表测得放大电路中晶体管的各极电位，试判别晶体管的类型为NPN型还是PNP型，硅管还是锗管，分别标上B、E、C。例例3： =50， USC =12V， RB =70k， RC =6k 当当USB = -2V，2V，5V时，时，晶体管的静态任务点晶体管的静态任务点Q位位于哪个区？于哪个区？当当USB =-2V时：时：ICUCEIBUSCRBUSBCBERCUBEmA2612maxCSCCRUIIB=0 ， IC=0IC最大饱和电流：最大饱和电流：Q位于截止区位于截止区 例：例：

8、=50， USC =12V， RB =70k， RC =6k 当当USB = -2V，2V，5V时，时，晶体管的静态任务点晶体管的静态任务点Q位位于哪个区？于哪个区？IC Icmax(=2 mA)， Q位于饱和区。位于饱和区。(实践上，此时实践上，此时IC和和IB 已不是已不是的关系的关系mA061070705.RUUIBBESBB5mA03mA061050.IIBC1. 电流放大倍数电流放大倍数和和 _ 1.3 晶体管的主要参数晶体管的主要参数2.集集-基极反向截止电流基极反向截止电流ICBOICEO= IB+ICBO3. 集集-射极反向截止电流射极反向截止电流ICEO4.集电极最大电流集电

9、极最大电流ICM集电极电流集电极电流ICIC上升会导致三极管的上升会导致三极管的值的下值的下降，当降，当值下降到正常值的三分之二时的集值下降到正常值的三分之二时的集电极电流即为电极电流即为ICMICM。5.反向击穿电压反向击穿电压 1U(BR)CBO发射极开路时的集电结击穿电发射极开路时的集电结击穿电压压 2U(BR) EBO集电极开路时发射结的击穿电压3U(BR)CEO基极开路时集电极和发射极间的 击穿电压 几个击穿电压在大小上有如下关系 U(BR)CBOU(BR)CESU(BR)CEOU(BR) EBO6. 集电极最大允许功耗集电极最大允许功耗PCM 集电极电流集电极电流IC 流过三极管，

10、流过三极管， 所发出的焦耳所发出的焦耳 热为：热为：PC =ICUCE 必定导致结温必定导致结温 上升，所以上升，所以PC 有限制。有限制。PCPCMICUCEICUCE=PCMICMU(BR)CEO平安任务区平安任务区 由由PCM、 ICM和和V(BR)CEO在输出特在输出特性曲线上可以确定过损耗区、过电流区和性曲线上可以确定过损耗区、过电流区和击穿区。击穿区。 1.4 晶体管的温度特性晶体管的温度特性1 对对UBE的影响的影响 温度每升高温度每升高1C， UBE减小减小22.5mv2 对对ICBO的影响的影响 温度每升高温度每升高10C， ICBO增大一倍增大一倍3 对对 的影响的影响 温度每升高温度每升高1C， 增大增大0.51 最终使最终使IC随温度升高而增大随温度升高而增大 国家规范对半导体晶体管的命名如下国家规范对半导体晶体管的命名如下: :3 D G 110 B3 D G 110 B 第二位：A锗PNP管、B锗NPN管、 C硅PNP管、D硅NP