模电一双极型三极管及放大电路基础

☆☆☆☆半导体三极管（BJT—双结晶体管共射极放大电放大电路分析方放大电路的稳定工作点问共集电极和共基极放大电组合放大电放大电路的频率第4第4 半导体三极管（BJT—双结晶体管称为双极型三极管。或BJT(BipolarJunctionTransistor)三极管分类按类型NPN型、PNP 基 基本结集电发射N基PN b

ePNePNPb 集电cbcbe

ici b发射 电 发发射极箭头表示：当发射结正偏时，电流的流向面积最集电结基极

集电cNPNP

掺杂浓度最N发射结N

发射

发射区：杂浓度最问题：c、e两极可否互换BJT结构剖面图发射区的掺杂浓度最高集电区掺杂浓度低于发射区，且面积大管芯结构剖面☆三极管的基本接☆三极管的基本接c为输出端c为输出端1.三极管放大1.三极管放大的条发射结正偏、集电结反从外部的电位看cNPNcNPNbe发射结正偏：V>V（E来e 现共射放大电路组集电结反偏：VC>VB（EC来现4.1.2BJT集电区：收集载基区：传送和控制载流

（以NPN为例IIE=IB+IC

放大状态下BJT中载流子的传输过BJT的特性曲1.共发射极电bc+++eV输入回–输出回+–––发射发射极是输入回路、输出回路的公共注意：T的类型与VBE、IB、VCE、IC极iB=f(vBE)vCE=常当vCE=0V时，相当于发射结正向伏安特性曲线当vCE≥1VvCBvCE，集电结已进入偏状态，开始收集电子，区复合减少，同样的bv+c-ebv+c-e-V共射极放大电

（以共射极放大电路为例vvCE=vCE+c+cbe-

f

iB常放大在放大区iC=iB，也称为43 放大1

向偏置，晶体管工作于

大状态（2）截止iB＝0以下区域为截止区，有iC=ICEO0（3）饱和（2）截止iB＝0以下区域为截止区，有iC=ICEO0（3）饱和iC(mA饱 区

在饱和区，IBIC，发射

截止输出特性三个区域的特放大区：Je正偏，Jc反偏；IC=IB, = VC>VB>VE饱和区:Je正偏，Jc正偏；即vCEvBEvCE0.3V <iB截止区:Je反偏或零偏，VBE<VthiB=0，iC=ICEO例例-+正-+正+-反正 若将3.3V 为3.7V呢放大

放大放大,硅 截 饱例例截饱放截饱放V V

10 0

。例例主要参电流放大系当晶体管接成发射极电路时直流电流放大系数

交流电流放大系数 义

ICIB和的含义不同，但在特性曲线近平行等距并且ICE0较小的情况下，两者数值常用晶体管的值在20~200之间22.集-基极反向截止电流EE

温度集-射极反向截止电流 电流

受温度的影响大

极限参数集电极最大允许集电极电流IC上升会导致三极管的值的下降值下降到正常值的三分之二时的集电极电流即为ICM集-射极反向击穿电压当集—射极之间的电压UCE超过一定的数值时，三路时的击穿电压U(BR)CEO。集电极最大允许耗散功耗 PCPCM=ICUCE硅管允许结温约为150C，锗管约为7090C由三个极限参数可画出三极管

区O

课后自测对于硅三极管来说其死区电压约为（）A、 B、 C、锗三极管的导通压降UBE约为（）A、 B、 C、测得三极管三个电极的静态电流分别为3.66mA和3.6mA。则该管的电流放大倍数为（）A、 B、 C、三极管能够放大的外部条件是（）C、发射结正偏，集电结反课后自测当三极管工作于饱和状态时，其（）C、发射结正偏，集电结反反向饱和电流越极管的稳定性能（）A、越好B、越差C、无变与锗三极管相比，硅三极管的温度稳定性能（）A、高B、低C、一温度升高，三极管的电流放大系数β（）A、增、减小C、不课后自测温度升高，三极管的管压降|UBE|（）A、升 B、降低C、不对PNP（）极的电位A、发射极B、基极C、集电-2、8、2.，则该管为（）。A、NPN型锗管B、PNP型锗 C、PNP型硅2、、-22，则该管（）。 基本放大电路一般是指由一个三极管与相应元件组成的三种基本组态大电路,放大电路有几个部分组成①信号源，②放大电路，③负载（①当RL时，称为开路②负载可以是电阻,也可是电路等）§4.2共射极放大电简化电路 画电路组输入回路（基极回路 输出回路（集电极回路基极直流电源EB集电极直流电源EC 输入电压ui 输出电压基极电阻Rb，集电极电阻

交流信号是工作调节电流，转换简化电路 画C

BU

U U BE

＋-

+＋-NPNNPNPNP放大电路的静态和动静态：输入信号为零（vi=0ii=0）时，放常称为Q点。一般用IBIC、和VCE（或IBQ、ICQ、和VCEQ）表示。分析电路注意区别交分析时须将电流和电压的直流分量和交流分量分开对直流量用直流通路：求静态工作点对交流量用交流通路i 集电极电iC

直流分OOt动态分静态分

交流交流分放大电路分析⑴图解分析分析方法图解分析

⑵小信号模型分析1、静态工作情况分⑴用近似估算法求静态工作⑵用图解分2、动态工作情况分交流通路及交流负载输入交流信号时的图解分BJT3、静态工作点对vo波形的影图解1、静态工作情况分⑴用近似估算法求静态工作点根据直流通路可知

共射极放大电I

IC I

IC 一般硅管 =0.7V，锗管

直流通

1、静态工作情况分⑵用图解分析法确定静态工作斜

斜

列输出回路方程（输出直流负载线在输出特性曲线上，作出直流负载线与IBQ曲线的交点即为Q点，从而得到VCEQ和ICQ列输出回路方程（输出直流负载线列输出回路方程（输出直流负载线++＋＋-1.1.放大电路的交流通作法C短路，UCC C

+ ＋＋＋--放大电ui 交交流通1Rc//IQ1IVCV⑴交流通路及交流负载由交流通路得交流负载线

=-

过输出特性曲线上的Q点做一条斜率为-1/RL直线，该直线R'LRL∥Rc交流负载电动态工作况的图解分+ C

vs vs 大写字母、大写下标表示直流量。如，VCE、IC小写字母、大写下标表示总量（含交、直流）如，vCE、iB小写字母、小写下标表示纯交流量。如，vce、等b上方有圆点的大写字母、小写下标表示相b量。如

、工作点不合适引起vo的失Q

+Q

C

Ou u

Oi iCu u

u uO

饱和 和OOOO真

iC/3最B最 真

100VOmax以的一边为Q

40ICQO

C

20A0 10 12 14 16

uCE/压

失真输出波形例 放大电路如图所示。已知BJTß=80Rb=300kRc=2kVCC=+12V，求放大电路的Q点。此时BJT作在哪个区域A当Rb100时，放大电路的点。此时BT工作在哪个区域？（忽略BT的饱和压降）A解

VCCBB

ICIB

12V-2k3.2mA

静态工作点为Q（40uA，3.2mA，5.6V），BJT工作（2）当

=100k时

BB

ICIB

80120uA

VCCRc

12V-2k9.6mA

VCE不可能为负值其最小值也只能为0，即IC的最

所以BJT课堂练(b)示出了图(a)固定偏流放大电路中三 A. B. C. D.课堂练习如图所给电路及vi和vo的波⑴问出现的是什么失真⑵如改变直流电源极性和三极管类型但vi和vo小信号模型分析BJT的小信号建H参数的引H参数小信号模H

（意义、思路共射极放大电路的小信号模型分利用直流通路求Q画小信号等效电求放大电路动态1的H参数及小信号模H参数的引用小信号交流分量表vbe

hreibi h

v

BJT双口网

oe

cevbe=hieib+ic=hfeib+ cbecbeBJT共射接

H参数模

hie

hfeib

⑶.模型

一般采 符

即rbe= =

oeeur= rce=ur很小，一般为

200(1) (mA)310-4，rce很大，约 200(1) (mA)

ur

☆2、用H参数小信号模型分析共射极基本放大电⑴.用近似估算法求 RBRbIC βIB

IC一般硅管VBE=0.7V，锗管VBE=0.3V，已知（2）小信号等效电IbIb IcIbIbIb IcIbIb IcIbIb IcIbIb Ic Ib +-bbIciRbRcRL 小信号模型(H参数等效)..AV .输入电定义

+++––放 i由由 i Vssi可，R是反映放大电路i信号源衰减的重要参数,Ri应尽量大一些放放++––o V可ooLRo是描述放大电路带负载能力的重要参数，Ro尽量小一点b 求电压bb

小信号等效电路中电电压的符号一律用相Ici i

VcbOVcbb根 b可作公可作公

V V (R//R i cO

(

//RL(R//R) (Rc//RLIb IIb Ic Ib ibObIcRR// ibi⑸.求输出电0令 0

b所 R= b 例2.放大电路如图所示。试求：（1）Q点；（2）

、 R、

已知=50

IB

ICβIB

5040uA

IC

122mA

（2） 200(1)IIE

200(1

VICV

Ro

//R

i

863

Ri

Rb//

放大电路静态工作点的稳定问温度对工作点的影温度变化对ICBO的影温度变化对输入特性曲线的影温度变化对的影射极偏置电1.稳定工作点原图4.4.1射极偏置电目标：温度图4.4.1射极偏置电B VB

稳定T

VE、VB不变VBE （反馈控制2指标①静态工作VB

IC

IC

IE

IC(

ReIIB I②电压<A>画小信号等效电 200(1

II<B>增

bo bo

//RL e rbe ebbrbe(1bb (R//R

(1Rb③输入电Rb

iiibvi

ib

β)Re

iRiii

1(1

β)Re

1

1

||

β)ReRRo例①静态工作VB

IC

VCC

IC

IEVCC

IC

IB IB②电压增 例<A>画小信号等效电例

(1

26(mVII<B>增

o o

//RLibib

b (R//Rb

o bb

i

//RL

例③输入电Ri

||

||RoRo④输出电例共集电极和共基极放大电共集电极放大电1.

IB

IEIE

(1

)IB B BRb(1ICIB

IE

IC2.

(1

II输入回路

vi

ib

(ib

ibib

ib(1

vo

(ib

ibib(1其

//

AVviv

2.V V

ii

rbe

一

，则电压增益接近于

即AVvo与vi

2.

RiiTiiRT RTb

R

//

RbTbRbTvT vT

vT

ib

ib(1

RiiTi

当1时

Ri

Rb//

iOiT ◆输出电阻小，带负载能力

与io ioiT 1i