三极管特性及性能分析资料

1、 本章内容(nirng)2.1 晶体管的基本特性2.2 三极管的性能检测 2.3 共射放大电路 2.4 共集和共基放电电路 2.5 多级放大器 2.6 放大器主要性能参数的测试 2.7 低频功率放大器 2.8 项目设计(放大电路的设计) 本章小结2022/7/251共二十二页学习目标:晶体三极管是各类型放大电路中的重要组成部分，通过本章学习，主要应掌握(zhngw)以下内容：晶体管三极管的类型及管脚识别和测试方法晶体三极管的工作区及工作条件 晶体三极管共射放大电路的分析方法；共射、共集、共基三种放大器的性能特点；了解多级放大器的组成及分析方法。理解功率放大器特性及其分析方法。2022/7/25

2、2共二十二页三极管是双极型晶体管，属于电流控制器件(qjin)一、晶体三极管(Semiconductor Transistor)1.三极管的外形、封装塑料(slio)封装、金属封装、陶瓷封装2.1 晶体三极管的基本特性2022/7/253共二十二页三极管的封装形式是指三极管的外壳，是三极管的外形参数1）材料方面：三极管的封装形式主要有金属、陶瓷和塑料形式；2）结构方面，三极管的封装：TO，表示三极管的外形；3）装配方式：通孔插装（通孔式）、表面安装（贴片式）和直接(zhji)安装；4）引脚形状有长引线直插、短引线或无引线贴片装等。常用三极管的封装形式有TO92、TO126、TO3、TO220T

3、O等 2、三极管的封装:2022/7/254共二十二页二、结构、符号(fho)和分类NNP发射极 E基极(j j) B集电极 C发射结集电结 基区 发射区 集电区emitterbasecollectorNPN 型ECBPPNEBCPNP 型ECB2022/7/255共二十二页分类：按材料分：硅管、锗管按结构分： NPN、 PNP按使用频率(pnl)分：低频管、高频管按功率分：小功率管 1 W2022/7/256共二十二页三、晶体三极管电流(dinli)放大原理1. 三极管放大(fngd)的条件内部条件发射区掺杂浓度高基区薄且掺杂浓度低集电结面积大外部条件发射结正偏集电结反偏2022/7/257

4、共二十二页2. 满足放大条件(tiojin)的三种电路uiuoCEBECBuiuoECBuiuo共发射极共集电极共基极2022/7/258共二十二页3. 三极管内部(nib)载流子的传输过程1) 发射区向基区注入多子电子， 形成(xngchng)发射极电流 IE。I CN多数向 BC 结方向扩散形成 ICN。IE少数与空穴复合，形成 IBN 。I BN基区空穴来源基极电源提供(IB)集电区少子漂移(ICBO)I CBOIBIBN IB + ICBO即：IB = IBN ICBO 3) 集电区收集扩散过来的载流子形成集电极电流 ICICI C = ICN + ICBO 2)电子到达基区后(基区空

5、穴运动因浓度低而忽略)2022/7/259共二十二页4. 三极管的电流(dinli)分配关系当管子制成后，发射区载流子浓度、基区宽度(kund)、集电结面积等确定，故电流的比例关系确定，即：IB = I BN ICBO IC = ICN + ICBOIE = IC + IB穿透电流2022/7/2510共二十二页5、晶体管的电流放大(fngd)作用基极输入端接入一个小的输入信号(xnho)电压ui,则由于发射结两端电压的变化引起了基极电流的变化，集电极电流也会发生相应的变化，他们的变化量分别用IB和IC表示。IC和IB的比值称为共发射极交流电流放大系数，用 表示为：2022/7/2511共二十

6、二页晶体管输入特性(txng)与输出特性(txng)的测试电路 2.1.2 晶体管的特性(txng)曲线 2022/7/2512共二十二页一、输入(shr)特性输入(shr)回路输出回路与二极管特性相似RCUCCiBIERB+uBE+uCEUBBCEBiC+iBRB+uBEUBB+O特性基本重合(电流分配关系确定)特性右移(因集电结开始吸引电子)导通电压 UBE(on)硅管： (0.6 0.8) V锗管： (0.2 0.3) V取 0.7 V取 0.2 VUBB+RB集电极反偏，拉动电子越过集电结，形成IC2022/7/2513共二十二页二、输出特性iC / mAuCE /V50 A40 A3

7、0 A20 A10 AIB = 0O 2 4 6 8 4321截止(jizh)区： IB 0 IC = ICEO 0条件：两个结反偏2. 放大(fngd)区：3. 饱和区：uCE u BEuCB = uCE u BE 0条件：两个结正偏特点：IC IB临界饱和时： uCE = uBE深度饱和时：0.3 V (硅管)UCE(SAT)=0.1 V (锗管)放大区截止区饱和区条件：发射结正偏 集电结反偏特点：水平、等间隔ICEO2022/7/2514共二十二页三、温度对特性(txng)曲线的影响1. 温度升高(shn o)，输入特性曲线向左移。温度每升高 1C，UBE (2 2.5) mV。温度每升

8、高 10C，ICBO 约增大 1 倍。2. 温度升高，输出特性曲线向上移。OT1T2 iCuCE T1iB = 0T2 iB = 0温度每升高 1C， (0.5 1)%。输出特性曲线间距增大O2022/7/2515共二十二页例2-1图示电路，晶体三极管V为硅管，40，VCC6V，RC3k，RB62k。输入电压ui为方波脉冲(michng)：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。2022/7/2516共二十二页ui=4V时的等效电路ui=0时等效电路2022/7/2517共二十二页例2-2 如图所示电路，晶体三极管V为硅管，50，VCC

9、12V，RC3k，RE1k。判断在下列情况下晶体三极管所处的工作状态，并求出相应的开路(kil)电压Uo 。1）RB10k2）RB 150k3）RB 300k2022/7/2518共二十二页2.1.3 晶体(jngt)三极管的主要参数一、电流(dinli)放大系数1. 共发射极电流放大系数iC / mAuCE /V50 A40 A30 A20 A10 AIB = 0O 2 4 6 8 4321 直流电流放大系数 交流电流放大系数一般为几十 几百2. 共基极电流放大系数 1 一般在 0.98 以上。 Q二、极间反向饱和电流CB 极间反向饱和电流 ICBO，CE 极间反向饱和电流 ICEO。202

10、2/7/2519共二十二页三、极限(jxin)参数1. ICM 集电极最大允许(ynx)电流，超过时 值明显降低。U(BR)CBO 发射极开路时 C、B 极间反向击穿电压。2. PCM 集电极最大允许功率损耗PC = iC uCE。3. U(BR)CEO 基极开路时 C、E 极间反向击穿电压。U(BR)EBO 集电极极开路时 E、B 极间反向击穿电压。U(BR)CBO U(BR)CEO U(BR)EBO例：已知:ICM = 20 mA, PCM = 100 mW，U(BR)CEO = 20 V，当 UCE = 10 V 时，IC mA当 UCE = 1 V，则 IC mA当 IC = 2 mA，则 UCE V 102020iCICMU(BR)CEOuCEPCMOICEO安全 工 作 区2022/7/2520共二十二页2.1.4 晶体管的命名方法 请同学查资料完成(wn chng)作业：P40 思考与练习 1-6题（请交回）P68 习题 2-2 2-32022/7/2521共二十二页内容摘要本章内容。2022/2/25。晶体三极管是各类型放大电路中的重要组成部分，通过本章学习，主要应掌握以下内容：。晶体三极管的工作区及工作条件。1）材料方面：三极管的封装形式主要有金属、陶瓷和塑料形式。3）装配方式：通孔插装（通孔式）、表面安装（贴片式）和直接安装。按结构分： NPN、