第4章__晶体三极管及其基本放大电路

1、第第4 4章章 晶体三极管及其基本放大电路晶体三极管及其基本放大电路4.1 晶体三极管晶体三极管大功率低频三极管大功率低频三极管小功率高频三极管小功率高频三极管中功率低频三极管中功率低频三极管晶体三极管又称双极型晶体管、半导体三极管，简晶体三极管又称双极型晶体管、半导体三极管，简称晶体管。称晶体管。按频率高低有高频管、低频管之别；根据功率大小按频率高低有高频管、低频管之别；根据功率大小可分为大、中、小功率管。可分为大、中、小功率管。 4.1.1 晶体管的结构和类型晶体管的结构和类型becNNPbecbecPPNbec4.1.2 晶体管的电流放大作用晶体管的电流放大作用VBBRbRc1. 三极管

2、放大的外部条件三极管放大的外部条件从基区扩散来的从基区扩散来的电子作为集电结电子作为集电结的少子，漂移进的少子，漂移进入集电结而被收入集电结而被收集，形成集，形成ICN。发射结正偏，发发射结正偏，发射区电子不断向射区电子不断向基区扩散，形成基区扩散，形成发射极电流发射极电流IEN。2 2、晶体管内部载流子的运动规律、晶体管内部载流子的运动规律becNNP VBBRbVCCRCIE基区空穴向基区空穴向发射区的扩发射区的扩散可忽略。散可忽略。IBNICN进入进入P 区的电子区的电子少数与基区的空少数与基区的空穴复合，形成电穴复合，形成电流流IBE ，多数扩散，多数扩散到集电结。到集电结。3、晶体管

3、的电流分配关系和电流放大系数、晶体管的电流分配关系和电流放大系数becNNP VBBRbVCCRcIEIBNICNICIBBCCBOBCBOCBNCNIIIIIIIICBOBC)(1 IIIBC IICEOBII 3、晶体管的电流分配关系和电流放大系数、晶体管的电流分配关系和电流放大系数ECIIBCBE)(1 IIIIBC II)1 ()1 (BBECIIII)1 (00.020.040.060.080.100.0010.701.502.303.103.950.0010.721.542.363.184.05IBUCEVBBRbuAVmAmAVVCCICIE+UBE+RcBCiiECii)1 (

4、 5 .3704. 05 . 1BCII4002. 006. 07 . 03 . 2BCII4、晶体管的连接方式、晶体管的连接方式共基极共基极共发射极共发射极共集电极共集电极共什么极指哪个极为输入回路和输出回路的共什么极指哪个极为输入回路和输出回路的公共端。公共端。ecb共基极共基极ecb共发射极共发射极ecb共集电极共集电极 用来表示用来表示晶体管各极电压与电流的之间相互晶体管各极电压与电流的之间相互关系关系曲线。曲线。 反映了晶体管的性能，是分析放大电路的依据。反映了晶体管的性能，是分析放大电路的依据。输入回路输入回路输出回路输出回路IBUCEVBBRbuAVmAmAVVCCICIE+UB

5、E+Rc常数CE)(BEBUufi0.5ViBuBEOUCE=0V当当UCE=0时，相当于两个时，相当于两个PN结并结并联，当联，当b、e间加正向电压时相当间加正向电压时相当于于PN结的正向伏安特性。结的正向伏安特性。当当UCE增大时，曲线右移。增大时，曲线右移。当当UCE1V时，曲线基本重合。时，曲线基本重合。1VbecbecIB=020 A40 A60 A80 A100 A常数B)(CECIufi36iC(mA)1234uCE(V)912O放大区放大区OO BCIIECII常量CEBCUii常量CBECUii A+ecbICBO A+ecbICEO温度温度ICBO 温度温度ICEO 同一型

6、号的管子，同一型号的管子，CBOCEO)(1IIICMU(BR)CEO安全工作区安全工作区ICUCEO例例4.1.24.1.2例例1:1:解解:类似的练习：类似的练习：P121页页 4.5例例2：现测得某电路中几只硅材料现测得某电路中几只硅材料NPN型晶体管的三型晶体管的三个极的直流电位如下，晶体管的开启电压个极的直流电位如下，晶体管的开启电压Uon=0.5V。试说明各个管子的工作状态。试说明各个管子的工作状态。CCCCSBSRVII当当 0 IB IBS，T处于放大状态处于放大状态当当 IB IBS，T处于饱和状态处于饱和状态当当 IB rbeRirbeiUiIbIcIoUbISUrbeRb

7、RCRLebc+ +- -+ +- -+ +- -RSiUiIoUSURL+ +- -+ +- -+ +- -RSoIiUiIoUSURL+ +- -+ +- -+ +- -RSoIRioU+ +- -RoRo 共发射极放大电路的输出电阻的计算共发射极放大电路的输出电阻的计算(1) 断开负载断开负载RL，令令或或0i U0SUoU(2) 外加电压外加电压 ， 求电流求电流 oIbIcIbIrbeRbRcebcRSoU+ +- -oI0bI0bc I IcoooRIURiUiIbIcIoUbISUrbeRbRcRLebc+ +- -+ +- -+ +- -RS共射极放大电路特点：共射极放大电路特

8、点： (1) 放大倍数高放大倍数高;(2) 输入电阻低输入电阻低;(3) 输出电阻高。输出电阻高。LLooo) 1(RUURoLU(2) 再将负载接上，测出负载两端再将负载接上，测出负载两端电压电压 ooLLoLURRRU(1) 将负载断开，测得开路电压将负载断开，测得开路电压Uo ； oU+ +- -oU+ +- -RoLoURL+ +- -oU+ +- -Ro 在图示直接耦合的共射放大电路中，在图示直接耦合的共射放大电路中， 画出直流通路；画出直流通路； 写出静态工作点的写出静态工作点的 IB、IC 及及 UCE的表达式；的表达式； 画出微变等效电路；画出微变等效电路；(4) 写出输入电阻

9、写出输入电阻Ri、Ro及及 。uAVCCVBBRcRbTui+uo+VCCVBBRcRbTICIBUBE+UCE+IEbBEBBBQRUVIBQCQIICQcCCCEQIRVUVCCVBBRcRbTui+uo+RcRbTui+uo+rbeRbebc+ +- -+ +- -iUbIcIoUbIRcrbeRbebc+ +- -+ +- -iUbIcIoUbIRcccoRIUcbRIbbebi)(IrRUioUUAubebcrRRbebirRRcoRR 在固定偏置放大电路中，在固定偏置放大电路中，CEOBCIIICBObBECC)1 (IRUV当当VCC和和 Rb一定时，一定时， IC与与 UBE、

10、 以及以及 ICBO 有关。有关。T UBE 、 、 ICBO 使使Q点沿负载线上移。点沿负载线上移。IC 、 IB iCuCEQOQ 温度升高时，输温度升高时，输出特性曲线上移出特性曲线上移采用采用分压式偏置电路分压式偏置电路。当温度升高使当温度升高使 IC 增加时，能够自动减少增加时，能够自动减少IB，从而，从而抑制抑制Q点的变化，保持点的变化，保持Q点基本稳定。点基本稳定。Rb2RcRb1ReIB+VCCICUCE+ 直流通路直流通路IE 分压式偏置电路分压式偏置电路Rb2RcC1C2Rb1CeReRLiB+VCCuiuo+iCRSuS+uCE+VB与晶体管无关，不受温度与晶体管无关，不

11、受温度影响影响。CC2b1bb1BVRRRVVBRb2RCRb1ReI2I1IB+VCCICUCE+ 直流通路直流通路IEI1 IBeBEBECRUVIIVB UBEeBRVIC不受温度影响不受温度影响，基本恒定。基本恒定。T IC IE VE UBE IB IC CeRb2RCRb1ReI2I1IB+VCCICUCE+ 直流通路直流通路IEVBCCb21bb1BVRRRVeBEBECRUVIIIICBeEcCCCCERIRIVURb2 Rb2RCRb1ReI2I1IB+VCCICUCE+ 直流通路直流通路IEVBiUbIcIoUbISUrbeRb2RcRLebc+ +- -+ +- -+ +

12、- -RSRb1beLrRAubebe2bb1i/rrRRRcoRR Rb2RcC1C2Rb1CeReRLiB+VCCuiuo+iCRSuS+uCE+ ，Ri，Ro与固与固定偏置电路相同。定偏置电路相同。uARb2RcC1C2Rb1ReRLiB+VCCuiuo+iCRs+uCE+uS交流通路交流通路Rb2Rb1ReRLibuiuo+RS+uSRcicbceRb2Rb1ReRLibuiuo+RS+uSRcicbceiUiIbIcIoUbISUeIb2b1b/RRR eebebiRIrIUebbeb) 1 (RIrILcoRIULbRIebeL) 1 (RrRAubeLrRAu放大倍数降低。放大倍

13、数降低。eebebiRIrIUebbeb) 1 (RIrIRiebebii) 1 (RrIURRiebebi)1 (/RrRR输入电阻提高。输入电阻提高。coRR 输出电阻不变。输出电阻不变。iUiIbIcIoUbISUeIsoUUAussiioUUUUsiiRRRAuiUiIoUSURL+ +- -+ +- -+ +- -RSoIiUiIoUSURL+ +- -+ +- -+ +- -RSoIRioU+ +- -RoRb2RcC1C2Rb1CeReRLiB+VCCuiuo+iCRSuS+uCE+ 在图示放大电路中，已知在图示放大电路中，已知VCC=12V, Rc= 2k , Re= 2k ，

14、 Rb1= 20k ， Rb2= 10k ，RL= 6k ，晶，晶体管体管=37.5，UBE=0.6V, 试求试求:(1) 静态工作点静态工作点 IB、IC 及及 UCE；(2) 画出微变等效电路；画出微变等效电路；(3) 输入电阻输入电阻Ri、Ro及及 。uAV4V12102020CCb2b1b1BVRRRVeBEBECRUVIIA45 mA37.51.7CBII)(ecCCCCERRIUUmA7 . 1mA26 . 04V2 . 5107 . 110)22(1233Rb2RCRb1ReI2I1IB+VCCICUCE+ 直流通路直流通路IEVBk2co RREbe26) 1 (200Irbe

15、2bb1i/rRRR k79. 0be rbeLrRAu2 .7179. 06/25 .37k79. 07 . 1265 .37200iUbIcIoUbISUrbeRb2RcRLebc+ +- -+ +- -+ +- -RSRb1uARb+VCCC1C2RRLui+uo+us+RST直流通路直流通路Rb+VCCR+UCE+UBEIIBICebBECCB) 1 (RRUVIBC IIEeCCCEIRVUBE)1 (IIBeBEBbEeBEBbCC) 1 (IRUIRIRUIRVRb+VCCC1C2RRLui+uo+us+RSTrbeRbRLebc+ +- -+ +- -+ +- -RSiUbIc

16、IoUbISUeIReiILeL/ RRR LeoRIULb)1RI（LebebiRIrIULbbeb)1 (RIrIioUUAuLbeL)1 (1RrR）（LbbebLb)1 ()1 (RIrIRI结论：结论： (1) rbeRbRLebc+ +- -+ +- -+ +- -RSiUbIcIoUbISUeIReiIiRiRibi/RRRbiiIURbLeebeb)/(IRRIrILbe)1 (RrLeL/RRR Lbebi)1 (/RrRRoRrbeRbebc+ +- -RSbIcIoUbIeIReoIeRI)/(bSbeboRRrIUeReRIeeRbbReoIIIIIIeoSbbeo/)

17、1 (RURRrUoooIUReSbbe1/11RRRrrbeRbRLebc+ +- -+ +- -+ +- -RSiUbIcIoUbISUeIReiIsbeoRrRSbS/ RRR 1) 1 ( sbeeRRr通常：eSbbeo1/11RRRrRebeSbeSe)1 ()(RrRrRR 在图示直接耦合的共集放大电路中，已知在图示直接耦合的共集放大电路中，已知VCC=12V，VBB=5V， Rb= 5k ，Re=5k ，晶体管，晶体管=100， rbe=3k ， UBE=0.7V, 试求试求:(1) 静态工作点静态工作点 IB、IC 及及 UCE；(2) 画出微变等效电路；画出微变等效电路；(

18、3) 输入电阻输入电阻Ri、Ro及及 。uAVCCVBBReRbTui+uo+eEBEbBBBRIURIVA8.4 mA510157 . 05eECCCERIVUV75. 7585. 012VCCVBBReRbTUBE+UCE+IBIEeBBEbB)1 (RIURIebBEBBB)1 (RRUVI0.85mAA4 . 8101)1 (BEIIVCCVBBReRbTui+uo+ReRbTui+uo+rbeRbebc+ +- -+ +- -iUbIcIoUbIeIReuArbeRbebc+ +- -+ +- -iUbIcIoUbIeIReeeoRIUeb)1RI （eebebbi)(RIrRIUe

19、bbebb)1 ()(RIrRIioUUAuebebe)1 ()1 (RrRR984. 05)1001 (355)1001 (ebebbii)1 (RrRIURk5135)1001 (35791013511/bebbebeorRrRRRRb2+VCCC1C2RRLui+uo+us+RSTRcRCb+ebcRb2RcRb1Re+VCC 直流通路直流通路RLui+uo+us+RSTRcRebcLboRIUbebirIULcL/RRR ioUUAubeLbebLbrRrIRIrbebIbISUeIiIRL+RSRcRebciUoUiRiRiei/RRReiiIURbbebebeb)1 (IrIIrI1ber11/bebeeirrRRrbebIbISUeIiIRL+RSRcRebciUoUcoRR 在图示直接耦合的共基放大电路中，已知在图示直接耦合的共基放大电路中，已知VCC=12V，VBB=1V，Re=300 ，Rc=5k ，晶体管，晶体管=120， rbe=3.3k ， UBE=0.7V, 试求试求:(1) 静态工作点静态工作点 IB、IE 及及 UCE；(2) 画出微变等效电路；画出微变等效电路；(3) 输入电阻输入电阻Ri、Ro及及 。uAVCCVBB