晶体管及其小信号放大_185501

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,晶体管及其小信号放大,(1),1,晶体管是电子线路的核心单元：,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,2,1,双极型晶体管（,BJT,）,1.1,基本结构,B,E,C,N,N,P,基极,发射极,集电极,NPN,型,P,N,P,B,C,E,PNP,型,发射结,集电结,集电区,基区,发射区,3,B,E,C,N,N,P,基区：较薄，掺杂浓度低,集电区：面积较大,发射区：掺,杂浓度较高,制造工艺上的特点,4,电路,符号,两种类型的三极管,5,1.2,BJT,的,电流分配与放大原理,三极管的放大作用是在一定的外部条件控制下，通过载流子传输体现出来的。,（,1,）工作在放大状态的外部条件：,发射结正偏，集电结反偏。,（）发射区向基区,注入,载流子；,基区,传输和控制,载流子；,集电区,收集,载流子,6,内部载流子的传输过程,（,以,NPN,为例,）,I,CBO,反向饱和电流,7,（,1,）,I,E,=,I,EN,+,I,EP,且有,I,EN,I,EP,I,EN,=,I,CN,+,I,BN,且有,I,EN,I,BN,，,I,CN,I,BN,（2）,I,C,=,I,CN,+,I,CBO,（3）I,B,=I,EP,+I,BN,I,CBO,（4）I,E,=I,EP,+I,EN,=I,EP,+I,CN,+I,BN,=(I,CN,+I,CBO,)+(I,BN,+I,EP,I,CBO,),（5）I,E,=I,C,+I,B,2,电流分配关系式,8,B,E,C,I,B,I,E,I,C,NPN,型三极管,B,E,C,I,B,I,E,I,C,PNP,型三极管,9,3,三极管的电流放大系数,直流放大系数,/,交流放大系数,不同端口间的放大系数,i,E,=,I,E,+,I,E,i,C,=,I,C,+,I,C,i,B,=,I,B,+,I,B,10,(1),直流电流放大系数,只与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与外加电压无关,。一般,=0.9,0,0.99,5,（共基极）直流电流放大系数,11,(2),直流电流放大系数,（共射极）直流电流放大系数,令,基极开路，集到发,的穿透电流,12,在,放大区的相当大的范围内,因 ,1,所以,1,(3),交流电流放大系数,13,三种组态,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线,14,+,-,b,c,e,共射极放大电路,V,BB,V,CC,U,BE,I,C,I,B,+,-,U,CE,I,B,=,f,(U,BE,),U,CE,=const,1.,输入特性曲线,15,U,CE,1V,I,B,(,A),U,BE,(V),20,40,60,80,0.4,0.8,工作压降：硅管,U,BE,0.60.7V,锗管,U,BE,0.20.3V,。,U,CE,=0V,U,CE,=0.5V,死区电压，硅管,0.5V,，,锗管,0.2V,。,16,2,、,输出特性曲线,I,C,(,m,A,),1,2,3,4,U,CE,(V),3,6,9,12,I,B,=0,20,A,40,A,60,A,80,A,100,A,此区域满足,I,C,=,I,B,称为线性区（放大区）。,当,U,CE,大于一定的数值时，,I,C,只与,I,B,有关，,I,C,=,I,B,。,I,C,=,f,(,U,CE,),I,B,=const,17,I,C,(,m,A,),1,2,3,4,U,CE,(V),3,6,9,12,I,B,=0,20,A,40,A,60,A,80,A,100,A,此区域中,U,CE,U,BE,集电结正偏，,I,B,I,C,，,U,CE,0.3V,称为饱和区。,18,I,C,(,m,A,),1,2,3,4,U,CE,(V),3,6,9,12,I,B,=0,20,A,40,A,60,A,80,A,100,A,此区域中,:,I,B,=0,I,C,=,I,CEO,U,BE,I,C,，,U,CE,0.3V,(3),截止区：,U,BE,死区电压，,I,B,=0,，,I,C,=,I,CEO,0,20,例,1,：试判断三极管的工作状态,21,例,2,：用数字电压表测得放大电路中晶体管的各极电位,，,试判断晶体管的类型（为,NPN,型还是,PNP,型，硅管还是锗管，分别标上,B,、,E,、,C,。,22,例,3,：,=50,，,U,SC,=12V,，,R,B,=70k,，,R,C,=6k,当,U,SB,=,-2V,，,2V,，,5V,时，,晶体管的静态工作点,Q,位,于哪个区？,当,U,SB,=-2V,时：,I,C,U,CE,I,B,U,SC,R,B,U,SB,C,B,E,R,C,U,BE,I,B,=0，,I,C,=,0,I,C,最大饱和电流：,Q,位于截止区,23,例：,=50,，,U,SC,=12V,，,R,B,=70k,，,R,C,=6k,当,U,SB,=-2V,，,2V,，,5V,时，,晶体管的静态工作点,Q,位,于哪个区？,I,C,I,c,max,(=2,mA,),，,Q,位于饱和区。,(,实际上，此时,I,C,和,I,B,已不是,的关系）,25,1.,电流放大倍数,和,1.3,晶体管的主要参数,2.,集,-,基极反向截止电流,I,CBO,I,CEO,=,I,B,+,I,CBO,3,.,集,-,射极反向截止电流,I,CEO,4.,集电极最大电流,I,CM,集电极电流,I,C,上升会导致三极管的,值的下降，当值下降到正常值的三分之二时的集电极电流即为,I,CM,。,26,5.,反向击穿电压,（,1,）,U,(BR)CB,O,发射极开路时的集电结击穿电压,（,2,）,U,(BR)EB,O,集电极开路时发射结的击穿电压,（,3,）,U,(BR)CE,O,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)CBO,U,(BR)CES,U,(BR)CEO,U,(BR)EBO,27,6.,集电极最大允许功耗,P,CM,集电极电流,I,C,流过三极管，,所发出的焦耳,热为：,P,C,=,I,C,U,CE,必定导致结温,上升，所以,P,C,有限制。,P,C,P,CM,I,C,U,CE,I,C,U,CE,=,P,CM,I,CM,U,(BR)CEO,安全工作区,28,由,P,CM,、,I,CM,和,V,(BR)CEO,在输出特性曲线上可以确定过损耗区、过电流区和击穿区。,29,1.4,晶体管的温度特性,1,对,U,BE,的,影响,温度每升高,1,C,，,U,BE,减小,2,2.5mv,2,对,I,CBO,的影响,温度每升高,10,C,，,I,CBO,增大一倍,3,对 的影响,温度每升高,1,C,，,增大,0.5,1,最终使,I,C,随温度升高而增大,30,国家标准对半导体晶体管的命名如下,:,3,D,G,110,B,第二位：,A,锗,PNP,管、,B,锗,NPN,管、,C,硅,PNP,管、,D,硅,NPN,管,第三位：,X,低频小功率管、,D,低频大功率管、,G,高频小功率管、,A,高频大功率管、,K,开关管,用字母表示材料,用字母表示器件的种类,用数字表示同种器件型号的序号,用字母表示同一型号中的不同规格,三极管,1.5,半导体晶体管的型号,31,