《电子技术基础》课程PPT教学课件（模拟部分）04 三极管及放大电路基础

第四章三极管及放大电路基础重点：1.了解三极管的基本构造、工作原理和特性曲线，理解主要参数的意义；2.理解三极管的电流分配和电流放大作用：3.会判断三极管的工作状态。4.掌握各类三极管放大电路的分析方法:(1)静态的工作点估算法；(2)动态的微变等效电路分析法,即Av、R,和R,的计算方法

第四章 三极管及放大电路基础 重点： 1.了解三极管的基本构造、工作原理和特性 曲线，理解主要参数的意义； 2.理解三极管的电流分配和电流放大作用； 3.会判断三极管的工作状态。 4.掌握各类三极管放大电路的分析方法:(1) 静态的工作点估算法; (2)动态的微变等效电 路分析法,即AV、Ri和Ro的计算方法

$ 4.1晶体三极管双极型晶体管(BipolarJunctionTransistor简称BJT0(a)(b)(c)(d)(a)小功率管(b)小功率管(c)大功率管(d)中功率管

§4.1 晶体三极管 双极型晶体管(Bipolar Junction Transistor,简称BJT) (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QO半导体三极管有两NP种类型：NPN型和PNP集电区集电区集电结集电结型。-bobo基区基区基极基极一发射结一发射结NP发射区发射区特点：O6e发射极e发射极基区薄，惨杂浓度低(b)(a)cc发射区惨杂浓度最高O-o集电区面积最大bobo0Oee(c)(d)

半导体三极管有两 种类型:NPN型和PNP 型。 4.1.1 BJT的结构简介 特点： Ø 基区薄，惨杂浓度低 Ø 发射区惨杂浓度最高 Ø 集电区面积最大

0-放大状态下BJT的工作原理4.1.2R.R,uoUBE>Uon（发射结正偏）cCAu放大的条件即ucEUBE（集电结反偏UcB ≥0,VBBO1.内部载流子的传输过程因集电区面积大，在外电场作用下大少数载流部分扩散到基区的电子漂移到集电区子的运动R因基区薄且多子浓度低，使扩散到基区的电子（非平衡少子）中的极少数与空穴复合RhIEP因发射区多子浓度高使大量电子从发VBBENN射区扩散到基区基区空穴的扩散扩散运动形成发射极电流IE，复合运动形成基极电流IB，漂移运动形成集电极电流Icc

      ，即 （集电结反偏） （发射结正偏） 放大的条件 CB CE BE BE on u 0 u u u U 扩散运动形成发射极电流IE，复合运动形成基极 电流IB，漂移运动形成集电极电流IC。 少数载流 子的运动 因发射区多子浓度高使大量电子从发 射区扩散到基区 因基区薄且多子浓度低，使扩散到基 区的电子（非平衡少子）中的极少数 与空穴复合 因集电区面积大，在外电场作用下大 部分扩散到基区的电子漂移到集电区 基区空穴 的扩散 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

2.电流分配关系I=I+IcRI一扩散运动形成的电流uoIB一复合运动形成的电流CCAuVBBIc一漂移运动形成的电流C直流电流AiB放大系数NiBIB交流电流放大系数IcEo =(1+β)IcBO)集电结反向电流穿透电流为什么基极开路集电极回路会有穿透电流？

IE＝IB＋IC IE－扩散运动形成的电流 IB－复合运动形成的电流 IC－漂移运动形成的电流 CEO CBO B C B C I (1 )I i i I I          穿透电流 集电结反向电流 直流电流 放大系数 交流电流放大系数 为什么基极开路集电极回 路会有穿透电流？ 2. 电流分配关系

综上所述，三极管的放大作用，主要是依靠它的发射极电流能够通过基区传输，然后到达集电极而实现的。实现这一传输过程的两个条件是：（1）内部条件：发射区杂质浓度远大于基区杂质浓度，且基区很薄。(2）外部条件：发射结正向偏置，集电结反向偏置

综上所述，三极管的放大作用，主要是依靠它的 发射极电流能够通过基区传输，然后到达集电极而实 现的。 实现这一传输过程的两个条件是： （1）内部条件：发射区杂质浓度远大于基区杂质浓 度，且基区很薄。 （2）外部条件：发射结正向偏置，集电结反向偏置

4.1.3BJT的V-I特性曲线1.输入特性曲线（以共射极放大电路为例）iB=f(UBE) |UcE=const(1)当UcE=0V时，相当于发射结的正向伏安特性曲线。(2)随ce的增加，曲线右移。等于1V时集电结已进入反偏状态，开始收集电子，基区复合减少，同样的VBE下IB减小，特性曲线右移。(3当UcE≥1V时，特性曲线基本重合。集电结的电场足够强，已收集绝大部分电子，故随VcE，IB电流无明显变化。iciB/uA10=300iBC1UCEbeUBE10共射极连接00.20.40.60.8UBE/V

4.1.3 BJT的V-I 特性曲线 iB=f(vBE) vCE=const (3) 当vCE≥1V时， 特性曲线基本重合。集电结的电场足够强，已收集绝 大部分电子，故随VCE，IB电流无明显变化。 (1) 当vCE=0V时，相当于发射结的正向伏安特性曲线。 1. 输入特性曲线 （以共射极放大电路为例） 共射极连接 (2) 随vCE的增加，曲线右移。 等于1V时集电结已进入反偏状态，开始 收集电子，基区复合减少，同样的vBE下 IB减小，特性曲线右移

2.输出特性曲线饱和区iB=100uAic/mA480uA放ic=f(VcE) li=const3-60μA输出特性曲线的三个区域：2-大40uA饱和区：ic明显受UcE控制的区域20uA1该区域内，一般UcE<0.7V(硅管)。区0发射结正偏，集电结正偏或反偏036912 VcE/V电压很小。截止区放大区：ic平行于Uce轴的区域，曲线基本平行等距：随VCE增加，曲线略向上倾斜。发射结正偏，集电结反偏。截止区：ic接近零的区域，相当ip=0的曲线的下方。此时，UBE小于死区电压。发射结反偏，集电结反偏

饱和区：iC明显受vCE控制的区域， 该区域内，一般vCE＜0.7V (硅管)。 发射结正偏，集电结正偏或反偏 电压很小。 iC=f(vCE) iB=const 2. 输出特性曲线 输出特性曲线的三个区域: 截止区：iC接近零的区域，相当iB=0的曲线的下方。此时， vBE小于 死区电压。发射结反偏，集电结反偏。 放大区：iC平行于vCE轴的区域，曲线基本平行等距；随VCE增加， 曲线略向上倾斜。发射结正偏，集电结反偏

4.1.4BJT的主要参数1.电流放大系数β(1）共发射极直流电流放大系数β = (Ic-Iceo） Ilg=lc / Igl ocE=constic0B与ic的关系曲线(2）共发射极交流电流放大系数ββ=c/g| cE=const

(1) 共发射极直流电流放大系数 =（IC－ICEO）/IB≈IC / IB  vCE=const   1. 电流放大系数 4.1.4 BJT的主要参数  与iC的关系曲线 (2) 共发射极交流电流放大系数   =IC/IBvCE =const

例已知图示输入特性曲线。求：β和β解：VcE=6 V时Ic(mA )Q1点Is=40μA,Ic=1.5mA;100μAQ2 点I=60 μA, Ic=2.3mA。380μAQ260μA在Q点，有2iQ,40μAβ=f:=-0o4-20uA:37.5IB=01309612由Q和Q2点，得VcE(V)△I.2.3-1.540B△I.0.06-0.04在以后的计算中，一般作近似处理：β=β

37 5 0 04 1 5 B C . . . I I     40 0 06 0 04 2 3 1 5 B C      . . . . I I Δ Δ  解：VCE= 6 V时 Q1点IB=40A, IC=1.5mA; Q2点IB=60 A, IC=2.3mA。 已知图示输入特性曲线 。求： 和 在以后的计算中，一般作近似处理： —  ≈