川北医学院：《模拟电子技术》课程电子教案（课件讲稿）第四章 双极结型三极管及放大电路基础

4双极结型三极管及放大电路基础 4.1 BJT 4.2基本共射极放大电路 4.3放大电路的分析方法 4.4放大电路静态工作点的稳定问题 4.5 共集电极放大电路和共基极放大电路 4.6组合放大电路 4.7放大电路的频率响应 *4.8单级放大电路的瞬态响应 川北医学院生物医学工程

4.1 BJT 4.3 放大电路的分析方法 4.4 放大电路静态工作点的稳定问题 4.5 共集电极放大电路和共基极放大电路 4.2 基本共射极放大电路 4.6 组合放大电路 4.7 放大电路的频率响应 *4.8 单级放大电路的瞬态响应

4.1 BJT 4.1.1BJT的结构简介 4.1.2放大状态下BJT的工作原理 4.1.3BJT的V-特性曲线 4.1.4BJT的主要参数 4.1.5 温度对BJT参数及特性的影响 北医学院生物医学工程

4.1 BJT 4.1.1 BJT的结构简介 4.1.2 放大状态下BJT的工作原理 4.1.3 BJT的V-I 特性曲线 4.1.4 BJT的主要参数 4.1.5 温度对BJT参数及特性的影响

4.1.1BJT的结构简介 (a) (b) (c) (d) (a)小功率管 (b)小功率管 (c)大功率管 (d)中功率管 北医学院生物医学工程

4.1.1 BJT的结构简介 (a) 小功率管 (b) 小功率管 (c) 大功率管 (d) 中功率管

4.1.1BJT的结构简介 c集电极 c集电极 半导体三极管的结 构示意图如图所示。 N P 集电区 集电结 集电区 集电结 它有两种类型：NPN型 b 基极 基堅 bo 基 和PNP型。 N 发射结 基极 发射结 发射区 发射区 (a)NPN型管结构示意图 e发射极 e发射极 (b)PNP型管结构示意图 (a) (b) (c)NPN管的电路符号 C (dPNP管的电路符号 (c (d) 川北堡子屍9至物墨子工糧

半导体三极管的结 构示意图如图所示。 它有两种类型:NPN型 和PNP型。 4.1.1 BJT的结构简介 (a) NPN型管结构示意图 (b) PNP型管结构示意图 (c) NPN管的电路符号 (d) PNP管的电路符号

4.1.1BJT的结构简介 集成电路中典型NPN型BJT的截面图 b e SiO2 铝 隔离 外延层 P D NH 埋层 基极 P 硅衬底 比医学院生物医学工程

集成电路中典型NPN型BJT的截面图 4.1.1 BJT的结构简介

4.1.2放大状态下BJT的工作原理 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。 由于三极管内有两种载流子（自 外部条件：发射结正偏 由电子和空穴)参与导电，故称为双 集电结反偏 极型三极管或BJT(Bipolar Junction Transistor). 1.内部载流子的传输过程 发射区：发射载流子 集电区：收集载流子 基区：传送和控制载流子 BN (以NPN为例) IE=I8+Ic b Ic=INc+ICBO VEE Vcc 川北医学效态拨态电载流子的传输过程

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。 外部条件：发射结正偏 集电结反偏 4.1.2 放大状态下BJT的工作原理 1. 内部载流子的传输过程 发射区：发射载流子 集电区：收集载流子 基区：传送和控制载流子 （以NPN为例） 由于三极管内有两种载流子(自 由电子和空穴)参与导电，故称为双 极型三极管或BJT (Bipolar Junction Transistor)。 IC= INC+ ICBO IE=IB+ IC 放大状态下BJT中载流子的传输过程

2.电流分配关系 根据传输过程可知 IE=IB+IC IC=INc+ICBo 设 0 传输到集电极的电流 发射极注入电流 即 0= Iv 通常Ic>IcBo B 则有 Ie Ie VEE Vcc /B a为电流放大系数。它只 与管子的结构尺寸和掺杂浓度 放大状态下BJT中载流子的传输过程 有关，与外加电压无关。一般 a=0.90.99。 比医学院生物医学工程

2. 电流分配关系 发射极注入电流 传输到集电极的电流 设   E NC I I 即   根据传输过程可知 IC= INC+ ICBO 通常 IC >> ICBO E C I I 则有    为电流放大系数。它只 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0.99 。 IE=IB+ IC 放大状态下BJT中载流子的传输过程

2.电流分配关系 又设B= 1-a 根据IE=I+Ic Ic=INc+IcBo a= 且令IcEo=(1+B)IcB0 (穿透电流) 则B=lc-Ico 当1>1o时，B≈c B是另一个电流放大系数。同样，它也只与管 子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与外加电压无关。 一般B>1。 北医学院生物医学工程

     1 又设 B C CEO I I  I 则    是另一个电流放大系数。同样，它也只与管 子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与外加电压无关。 一般  >> 1 。 根据 IE=IB+ IC IC= INC+ ICBO E NC I I   且令 B C C CEO I I 当 I  I 时，  ICEO= (1+  ) ICBO （穿透电流） 2. 电流分配关系

3.三极管的三种组态 (a) (b) BJT的三种组态 (a)共基极接法，基极作为公共电极，用CB表示； b)共发射极接法，发射极作为公共电极，用CE表示； (c)共集电极接法，集电极作为公共电极，用CC表示。 1北医学院生物医学工程

3. 三极管的三种组态 (c) 共集电极接法，集电极作为公共电极，用CC表示。 (b) 共发射极接法，发射极作为公共电极，用CE表示； (a) 共基极接法，基极作为公共电极，用CB表示； BJT的三种组态

4.放大作用 E=E+△证 ic=aiE=Ic+△ic +e c+ Re VEB UCB RL △o △1 iB=(1-a)i =IB+△iB VEE Vec 共基极放大电路 若△=20mV使△iE=-1mA,当0=0.98时， 则△ic=a△iE=-0.98mA,△%=-△icRL=0.98V, 电压放大倍数A,= Avo= 0.98V =49 △y,20mV 1北比医学院生物医学工程

共基极放大电路 4. 放大作用 若 vI = 20mV 电压放大倍数 49 20mV 0.98V I O      v v Av 使 iE = -1 mA， 则 iC =  iE = -0.98 mA，vO = -iC•RL= 0.98 V， 当  = 0.98 时