模擬電子技術(shù)第二章-1

1、第二章第二章 雙極型晶體管雙極型晶體管 及其放大電路及其放大電路vBipolar Junction Transistor 縮寫 BJT簡稱晶體管晶體管或三極管三極管v雙極型雙極型 器件兩種載流子兩種載流子（多子、少子多子、少子）ecb發(fā)射極發(fā)射極基極基極集電極集電極發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)集電結(jié)集電結(jié)基區(qū)基區(qū)發(fā)射區(qū)發(fā)射區(qū)集電區(qū)集電區(qū)N+PNcbeNPNPNPcbe(a) NPN管的原理結(jié)構(gòu)示意圖管的原理結(jié)構(gòu)示意圖(b) 電路符號(hào)電路符號(hào)2-1 雙極型晶體管的工作原理雙極型晶體管的工作原理base collector emitterP集電極基極發(fā)射極集電結(jié)發(fā)射結(jié)發(fā)射區(qū)集電區(qū)(a)NPNcebPNPcebb基

2、區(qū)ec(b)N襯底N型外延PNcebSiO2絕緣層集電結(jié)基區(qū)發(fā)射區(qū)發(fā)射結(jié)集電區(qū)(c)NN(c)平面管結(jié)構(gòu)剖面圖圖圖2-1 晶體管的結(jié)構(gòu)與符號(hào)晶體管的結(jié)構(gòu)與符號(hào) 解釋解釋v三個(gè)電極三個(gè)電極 發(fā)射極，基極，集電極發(fā)射極，基極，集電極發(fā)射極發(fā)射極箭頭方向箭頭方向是指發(fā)射結(jié)正偏時(shí)的電流方向是指發(fā)射結(jié)正偏時(shí)的電流方向v三個(gè)區(qū)三個(gè)區(qū) 發(fā)射區(qū)發(fā)射區(qū)(重?fù)诫s重?fù)诫s)，基區(qū)，基區(qū)(很薄很薄)，集電區(qū)（，集電區(qū)（結(jié)面積大結(jié)面積大）v兩個(gè)兩個(gè)PN結(jié)結(jié)發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)(eb結(jié)結(jié)),集電結(jié)集電結(jié)(cb結(jié)結(jié))晶體管處于放大狀態(tài)的工作條件晶體管處于放大狀態(tài)的工作條件內(nèi)部條件內(nèi)部條件發(fā)射區(qū)重?fù)诫s發(fā)射區(qū)重?fù)诫s(故管子故管子e、 c

3、極不能互換極不能互換)基區(qū)很薄基區(qū)很薄(幾個(gè)幾個(gè) m)集電結(jié)面積大集電結(jié)面積大外部條件外部條件 發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)(eb結(jié)結(jié))正偏正偏集電結(jié)集電結(jié)(cb結(jié)結(jié))反偏反偏 2-1-1 放大狀態(tài)下晶體管中載流子的傳輸過程放大狀態(tài)下晶體管中載流子的傳輸過程CUceNPNbUBBRB圖圖22 晶體管內(nèi)載流子的運(yùn)動(dòng)和各極電流晶體管內(nèi)載流子的運(yùn)動(dòng)和各極電流RCC15VcICeIENPNIBRCUCCUBBRBICBO15VbIBNIEPIENICN 2-1-1 放大狀態(tài)下晶體管中載流子的傳輸過程放大狀態(tài)下晶體管中載流子的傳輸過程圖圖22 晶體管內(nèi)載流子的運(yùn)動(dòng)和各極電流晶體管內(nèi)載流子的運(yùn)動(dòng)和各極電流動(dòng)畫演示動(dòng)畫演示

4、內(nèi)部機(jī)理內(nèi)部機(jī)理v晶體管工作的內(nèi)部機(jī)理：晶體管工作的內(nèi)部機(jī)理：-“非平衡載流子非平衡載流子”的傳輸?shù)膫鬏斣诎l(fā)射結(jié)處在發(fā)射結(jié)處v以以NPN為例。為例。veb結(jié)正偏結(jié)正偏，擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)漂移運(yùn)動(dòng)漂移運(yùn)動(dòng)。v發(fā)射區(qū)和基區(qū)發(fā)射區(qū)和基區(qū)多子多子（電子和空穴）的相互（電子和空穴）的相互注注入入。但。但發(fā)射區(qū)發(fā)射區(qū)（e e區(qū)）高摻雜區(qū)）高摻雜，向，向P區(qū)的區(qū)的多子多子擴(kuò)散（電子）擴(kuò)散（電子）為主（為主（IEn）,另有另有P區(qū)向區(qū)向N區(qū)的區(qū)的多子（空穴）擴(kuò)散，故相互注入是不對(duì)稱的。多子（空穴）擴(kuò)散，故相互注入是不對(duì)稱的。擴(kuò)散擴(kuò)散(IEP)可忽略?？珊雎?。v以上構(gòu)成了以上構(gòu)成了發(fā)射結(jié)電流的主體發(fā)射結(jié)電流的主體

5、。在基區(qū)內(nèi)在基區(qū)內(nèi)v基區(qū)很薄基區(qū)很薄。v一部分一部分 (N區(qū)擴(kuò)散到區(qū)擴(kuò)散到P區(qū)的）區(qū)的）不平衡載流不平衡載流子（電子）子（電子）與基區(qū)內(nèi)的空穴（多子）的與基區(qū)內(nèi)的空穴（多子）的復(fù)合復(fù)合運(yùn)動(dòng)（運(yùn)動(dòng)（復(fù)合電流復(fù)合電流I IBNBN ）。）。v大多數(shù)不平衡載流子連續(xù)擴(kuò)散到大多數(shù)不平衡載流子連續(xù)擴(kuò)散到cb結(jié)邊結(jié)邊緣處。緣處。v以上構(gòu)成了以上構(gòu)成了基極電流（基極電流（ I IBNBN）的主體。的主體。在集電結(jié)處在集電結(jié)處v集電結(jié)反偏集電結(jié)反偏。v故故 漂移運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)漂移運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)。v集電結(jié)（集電結(jié)（自建電場(chǎng)自建電場(chǎng)）對(duì)非平衡載流子）對(duì)非平衡載流子（電子）的強(qiáng)烈吸引作用（電子）的強(qiáng)烈吸引作用(收集作用

6、收集作用）形）形成成ICN。v另外有基區(qū)和集電區(qū)本身的另外有基區(qū)和集電區(qū)本身的少子漂移少子漂移（電子和空穴）（電子和空穴），形成，形成反向飽和漏電流反向飽和漏電流ICBO 。非平衡載流子傳輸三步曲非平衡載流子傳輸三步曲(以以NPN為例為例) 發(fā)射區(qū)向基區(qū)的發(fā)射區(qū)向基區(qū)的多子注入多子注入 (擴(kuò)散運(yùn)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)）動(dòng)）為主為主基區(qū)的基區(qū)的 復(fù)合復(fù)合 和和 繼續(xù)擴(kuò)散繼續(xù)擴(kuò)散集電結(jié)對(duì)非平衡載流子的集電結(jié)對(duì)非平衡載流子的收集作用收集作用（漂移漂移為主）為主）偏置要求偏置要求v 對(duì)對(duì) NPNNPN管管 要求要求 UC UB UE UC UEUB偏置要求偏置要求v 對(duì)對(duì) PNPPNP管管 要求要求 UC UB U

7、E UC UEUB2-1-2 電流分配關(guān)系電流分配關(guān)系CBOBNBIIICNBNENEIIIICBOCNCIIICBEIIIbceIBICIEcICeIENPNIBRCUCCUBBRBICBO15VbIBNIEPIENICN晶體管主要功能晶體管主要功能:電流控制（電流控制（current control）電流放大（電流放大（current amplify） 一、直流電流放大系數(shù)：一、直流電流放大系數(shù)：一般一般20020共射極共射極CBOBCBOCBNCNIIIIII含義：基區(qū)每復(fù)合一個(gè)電子，就有含義：基區(qū)每復(fù)合一個(gè)電子，就有個(gè)電個(gè)電子擴(kuò)散到集電區(qū)去。子擴(kuò)散到集電區(qū)去。IBNIICNEN共基極共

8、基極1ECBOCENCNIIIII一般一般99.097.01EEECNECNIIIIII11CNCNCNBNCNENCNIIIIIII兩者關(guān)系：兩者關(guān)系：IBNIICNEN二、二、IC、 IE、 IB、三者關(guān)系三者關(guān)系：cICeIENPNIBRCUCCUBBRBICBO15VbIBNIEPIENICN 若忽略若忽略 ICBO，IEP , 則則,BCII,ECII22 晶體管伏安特性曲線及參數(shù)晶體管伏安特性曲線及參數(shù)全面描述晶體管各極電流與極間電壓關(guān)系的曲線。全面描述晶體管各極電流與極間電壓關(guān)系的曲線。圖圖23晶體管的三種基本接法（晶體管的三種基本接法（組態(tài)組態(tài)）(a)cebiBiC輸出輸出回路

9、回路輸入輸入回路回路(b)ecbiBiEceiEiCb(c)(a)共發(fā)射極；共發(fā)射極；(b)共集電極；共集電極；(c)共基極共基極 221 晶體管共發(fā)射極特性曲線晶體管共發(fā)射極特性曲線一、共發(fā)射極輸出特性曲線一、共發(fā)射極輸出特性曲線AmAVViBiCUCCUBBRCRBuBEuCE測(cè)量電路測(cè)量電路共發(fā)射極輸出特性曲線：輸出電流共發(fā)射極輸出特性曲線：輸出電流iC與輸出電壓與輸出電壓uCE的關(guān)系曲線的關(guān)系曲線(以以iB為參變量為參變量)常數(shù)BiCECufi)(圖圖25 共射輸出特性曲線共射輸出特性曲線uCE/V5101501234飽和區(qū)截止區(qū)iBICBO放大區(qū)iC/mAuCEuBEIB40 A30

10、 A20 A10 A0 AcICeIENPNIBRCUCCUBBRBICBO15VbIBNIEPIENICN動(dòng)畫演示動(dòng)畫演示1. 放大區(qū)放大區(qū)發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)射結(jié)正偏， 集電結(jié)反偏集電結(jié)反偏（2）uCE 變化對(duì)變化對(duì) IC 的影響很?。ǖ挠绊懞苄。ê懔魈匦院懔魈匦裕?）iB 對(duì)對(duì)iC 的控制作用很強(qiáng)。的控制作用很強(qiáng)。用交流電流放大倍數(shù)來描述：用交流電流放大倍數(shù)來描述：常數(shù)CEuBCII在數(shù)值上近似等于在數(shù)值上近似等于 問題：問題：特性圖中特性圖中= =？即即IC主要由主要由IB決定，與輸出環(huán)路的外電路無關(guān)。決定，與輸出環(huán)路的外電路無關(guān)。基區(qū)寬度調(diào)制效應(yīng)基區(qū)寬度調(diào)制效應(yīng)(厄爾利效應(yīng)厄爾利效應(yīng))

11、cICeIENPNIBRCUCCUBBRBICBO15VbIBNIEPIENICNuCE/V5101501234飽和區(qū)截止區(qū)IB40A30A20A10A0AiBICBO放大區(qū)iC/mAuCEuBEuCE c結(jié)反向電壓結(jié)反向電壓 c結(jié)寬度結(jié)寬度 基區(qū)寬度基區(qū)寬度 基區(qū)中電子與空穴復(fù)合的機(jī)會(huì)基區(qū)中電子與空穴復(fù)合的機(jī)會(huì) iC uCE/V5101501234飽和區(qū)截止區(qū)IB40A30A20A10A0AiBICBO放大區(qū)iC/mAuCEuBE基調(diào)效應(yīng)表明：輸出交流電阻基調(diào)效應(yīng)表明：輸出交流電阻rCE=uCE/iCQUCEQUA(厄爾利電壓厄爾利電壓)CQACQCEQAceIUIUUrICQ2. 飽和區(qū)飽

12、和區(qū) 發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均處于正向偏置。處于正向偏置。由于集電結(jié)正偏，由于集電結(jié)正偏，不利于集電極收集電不利于集電極收集電子，子，ICN比放大區(qū)的比放大區(qū)的ICN小。小。cICeIENPNIBRCUCCUBBRBIbIBNIEPIENICNC1（1） i B 一定時(shí)，飽和區(qū)一定時(shí)，飽和區(qū)i C 比放大區(qū)的小比放大區(qū)的?。?）U CE一定時(shí)一定時(shí) i B 增大，增大，i C 基基 本不變（飽和區(qū)）本不變（飽和區(qū)）臨界飽和：臨界飽和：UCE = UBE，即，即UCB=0（C結(jié)零偏）。結(jié)零偏）。uCE/V5101501234飽和區(qū)截止區(qū)IB40A30A20A10A0AiBICBO放大區(qū)i

13、C/mAuCEuBEIcCeIENPNIBRCUCCUBBRBIbIBNIEPIENICNC1飽和時(shí)，飽和時(shí)，c、e間的電壓稱為飽和壓降，記作間的電壓稱為飽和壓降，記作UCE(sat)。（小功率（小功率Si管）管） UCE(sat) = 0.3V；（小功率（小功率Ge管）管） UCE(sat) = 0.1V。三個(gè)電極間的電壓很小，三個(gè)電極間的電壓很小，管子完全導(dǎo)通，管子完全導(dǎo)通， 相相當(dāng)一個(gè)開關(guān)當(dāng)一個(gè)開關(guān)“閉合（閉合（Turn on）”。uCE/V5101501234飽和區(qū)截止區(qū)IB40A30A20A10A0AiBICBO放大區(qū)iC/mAuCEuBE3. 截止區(qū)截止區(qū)發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均處發(fā)射結(jié)和

14、集電結(jié)均處于反向偏置于反向偏置,三個(gè)電極三個(gè)電極均為反向電流，所以均為反向電流，所以數(shù)值很小。數(shù)值很小。 管子不通，相當(dāng)于一管子不通，相當(dāng)于一個(gè)個(gè)“開關(guān)開關(guān)”打開打開（Turn off）。）。i B = -i CBO （此時(shí)（此時(shí)i E =0 ）以下稱為截止區(qū)。）以下稱為截止區(qū)。工程上認(rèn)為：工程上認(rèn)為：i B =0 以下即為截止區(qū)。以下即為截止區(qū)。cICeIENPNIBRCUCCUBBRBICBO15VbIBNIENICNIBEO 二、共發(fā)射極輸入特性曲線二、共發(fā)射極輸入特性曲線常數(shù)CEuBEBufi)(AmAVViBiCUCCUBBRCRBuBEuCEcICeIENPNIBRCUCCUBBR

15、BIbIBNIEPIENICNC1iB/AuBE/V060900.50.70.930UCE0 UCE1圖圖26 共發(fā)射極輸入特性曲線共發(fā)射極輸入特性曲線 （1）0 UCE 1 時(shí)，隨著時(shí)，隨著 UCE 增加，曲線右移，增加，曲線右移，特別在特別在 0 UCE1 時(shí)，進(jìn)入放大區(qū)，曲線近似重時(shí)，進(jìn)入放大區(qū)，曲線近似重合。合。 iB/AuBE/V060900.50.70.930UCE0 UCE1三、溫度對(duì)晶體管特性曲線的影響三、溫度對(duì)晶體管特性曲線的影響T ，uBE：CmVmVTuBE)/5 . 22(T ， ICBO ：1012122TTCBOCBOIIT ， ：C/).(T1502-2-2 晶體

16、管的主要參數(shù)晶體管的主要參數(shù) 1、電流放大系數(shù)、電流放大系數(shù)1. 共射直流放大系數(shù)共射直流放大系數(shù)反映靜態(tài)時(shí)集電極電流與基極電流之比。反映靜態(tài)時(shí)集電極電流與基極電流之比。2. 共射交流放大系數(shù)共射交流放大系數(shù)反映動(dòng)態(tài)時(shí)的電流放大特性。反映動(dòng)態(tài)時(shí)的電流放大特性。由于由于ICBO、ICEO 很小，因此很小，因此在以后的計(jì)算中，不必區(qū)分。在以后的計(jì)算中，不必區(qū)分。4.共基交流放大系數(shù)共基交流放大系數(shù) 3.共基直流放大系數(shù)共基直流放大系數(shù)常數(shù)BuECII由于由于ICBO、ICEO 很小，因此很小，因此在以后的計(jì)算中，不必區(qū)分。在以后的計(jì)算中，不必區(qū)分。2 極間反向電流極間反向電流v極間反向電流極間反向

17、電流 是指管子各電極之是指管子各電極之間的間的反向漏電流反向漏電流參數(shù)參數(shù)。C、B間反向飽和漏電流間反向飽和漏電流v ICBO發(fā)射極開路時(shí)，集電極發(fā)射極開路時(shí)，集電極基極間的反向基極間的反向電流，稱為集電極反向飽和電流。電流，稱為集電極反向飽和電流。 管子管子C、E間反向飽和漏電流間反向飽和漏電流1IICBOCEO基極開路時(shí)，集電極基極開路時(shí)，集電極發(fā)射極間的反向電流發(fā)射極間的反向電流，稱為集電極穿透電流。，稱為集電極穿透電流。管子反向飽和漏電流管子反向飽和漏電流v硅管比鍺管小。硅管比鍺管小。v此值與此值與本征激發(fā)本征激發(fā)有關(guān)。有關(guān)。v取決于取決于溫度特性（少子特性）。溫度特性（少子特性）。3

18、、 結(jié)電容結(jié)電容發(fā)射結(jié)電容發(fā)射結(jié)電容Ce 集電結(jié)電容集電結(jié)電容Cc 4.極限參數(shù)極限參數(shù)v使用時(shí)不應(yīng)超過管子的極限參數(shù)使用時(shí)不應(yīng)超過管子的極限參數(shù)值。否則使用時(shí)可能損壞。值。否則使用時(shí)可能損壞。 3 D G 6 C 規(guī)格號(hào)規(guī)格號(hào) 序號(hào)序號(hào) 高頻小功率高頻小功率 NPN型硅材料型硅材料 三極管三極管U(BR)CBO =115V,U(BR)CEO =60V，U(BR)EBO=8V。（1）反向擊穿電壓）反向擊穿電壓UUUEBO)BR(CEO)BR(CBO)BR(（2）集電極最大允許電流）集電極最大允許電流vICM 留有一定的余量。留有一定的余量。vICM 指指下降到額定值的下降到額定值的2/3時(shí)時(shí)

19、的的IC值。值。ICM（3）集電極最大允許功耗）集電極最大允許功耗PCMv CECCuiPCECMCuPi uCE工作區(qū)iC0安全I(xiàn)CMU(BR)CEOPCM圖圖27 晶體管的安全工作區(qū)晶體管的安全工作區(qū) 功耗線功耗線23 晶體管工作狀態(tài)分析及偏置電路晶體管工作狀態(tài)分析及偏置電路應(yīng)用晶體管時(shí)，首先要將晶體管設(shè)置在合應(yīng)用晶體管時(shí)，首先要將晶體管設(shè)置在合適的工作區(qū)間，如進(jìn)行語音放大需將晶體管設(shè)置適的工作區(qū)間，如進(jìn)行語音放大需將晶體管設(shè)置在放大區(qū)，如應(yīng)用在數(shù)字電路，則晶體管工作在在放大區(qū)，如應(yīng)用在數(shù)字電路，則晶體管工作在飽和區(qū)或截止區(qū)。飽和區(qū)或截止區(qū)。 因此，如何設(shè)置和分析晶體管的工作狀態(tài)是因此，如

20、何設(shè)置和分析晶體管的工作狀態(tài)是晶體管應(yīng)用的一個(gè)關(guān)鍵。晶體管應(yīng)用的一個(gè)關(guān)鍵。 231 晶體管的直流模型晶體管的直流模型由外電路偏置的晶體管，其各極直流電由外電路偏置的晶體管，其各極直流電流和極間直流電壓所對(duì)應(yīng)的伏安特性曲線上的流和極間直流電壓所對(duì)應(yīng)的伏安特性曲線上的一個(gè)點(diǎn)。一個(gè)點(diǎn)。 靜態(tài)工作點(diǎn)（簡稱靜態(tài)工作點(diǎn)（簡稱Q點(diǎn)）：點(diǎn)）：靜態(tài)工作電壓、電流。在下標(biāo)再加個(gè)靜態(tài)工作電壓、電流。在下標(biāo)再加個(gè)Q表表示，如示，如IBQ、UBEQ、ICQ、UCEQ (a) 輸入特性近似輸入特性近似 圖圖28晶體管伏安特性曲線的折線近似晶體管伏安特性曲線的折線近似uBE0iBUBE(on)0uCEiCUCE(sat)I

21、B 0(b) 輸出特性近似輸出特性近似飽和區(qū)飽和區(qū)放大區(qū)放大區(qū)截止區(qū)截止區(qū)(a)ebc(b)ebcIBIBUBE(on)(c)ebcUBE(on)UCE(sat) 圖圖29晶體管三種狀態(tài)的直流模型晶體管三種狀態(tài)的直流模型(a)截止?fàn)顟B(tài)模型；截止?fàn)顟B(tài)模型；(b)放大狀態(tài)模型；放大狀態(tài)模型；(c)飽和狀態(tài)模型飽和狀態(tài)模型 例例1 晶體管電路如圖晶體管電路如圖210(a)所示。若已知晶所示。若已知晶體管工作在放大狀態(tài)，體管工作在放大狀態(tài)，=100，試計(jì)算晶體管的，試計(jì)算晶體管的IBQ，ICQ和和UCEQ。(a) 電路電路ICQUCEQ270kRBUBB6VIBQUCC12VRC3k (b)直流等效電

22、路直流等效電路圖圖210晶體管直流電路分析晶體管直流電路分析eRBUBE(on)bIBQIBQcICQUCCRCUCEQUBB 解解 因?yàn)橐驗(yàn)閁BB使使e結(jié)正偏，結(jié)正偏，UCC使使c結(jié)反偏，所以結(jié)反偏，所以晶體管可以工作在放大狀態(tài)。這時(shí)用圖晶體管可以工作在放大狀態(tài)。這時(shí)用圖29(b)的的模型代替晶體管，便得到圖模型代替晶體管，便得到圖2-10(b)所示的直流所示的直流等效電路。由圖可知等效電路。由圖可知)(onBEBBQBBURIUVRIUUmIImRUUICCQCCCEQBQCQBonBEBBBQ63212202. 010002. 02707 . 06)(故有故有(a) 電路電路ICQUCE

23、Q270kRBUBBIBQUCC12VRC3k例例2：若：若UBB從零增加，說明晶體管的工作區(qū)間以從零增加，說明晶體管的工作區(qū)間以及及IBQ、ICQ、UCEQ的變化情況？的變化情況？ 當(dāng)當(dāng)UBB從從00.7V之間時(shí)，之間時(shí)，兩個(gè)結(jié)都反偏，管子進(jìn)入兩個(gè)結(jié)都反偏，管子進(jìn)入截止區(qū)。截止區(qū)。IBQ=ICQ0。UCEQUCC。 分析：分析：(a) 電路電路ICQUCEQ270kRBUBBIBQUCC12VRC3k當(dāng)當(dāng)UBB繼續(xù)增大，發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)發(fā)偏，管繼續(xù)增大，發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)發(fā)偏，管子進(jìn)入放大區(qū)。隨著子進(jìn)入放大區(qū)。隨著IBQ的增大，的增大，ICQ=IBQ也增大。也增大。UCEQ=UCC- IC

24、QRC不斷下降。不斷下降。 (a) 電路電路ICQUCEQ270kRBUBBIBQUCC12VRC3k當(dāng)當(dāng)UBB增大到增大到UCEQUBE(on)則發(fā)射結(jié)正偏，下面關(guān)鍵則發(fā)射結(jié)正偏，下面關(guān)鍵是判斷集電結(jié)是是判斷集電結(jié)是 正偏還正偏還是反偏。是反偏。若假定為放大狀態(tài)：則直流等效電路如圖若假定為放大狀態(tài)：則直流等效電路如圖2-11(b)所示，所示，RBUBBRCUCCUEEREUBE(on)IB圖圖2-11(b) 放大狀態(tài)下的等效電路放大狀態(tài)下的等效電路 UBB - UEE - UBE(on) =IBQRB+(1+)IBQRE)()1 ()(ECCQEECCCEQEQBQCQEBOnBEEEBBB

25、QRRIUUUIIIRRUUUI)(onBECEQUU若方法方法1：則晶體管處于放大狀態(tài)；則晶體管處于放大狀態(tài)；則晶體管處于飽和狀態(tài)；則晶體管處于飽和狀態(tài)；)(onBECEQUU若ECOnBEEECCsatCRRUUUI)()()()(satCsatBII)(satBBQII若)(satBBQII若方法方法2：則晶體管處于放大狀態(tài)；則晶體管處于放大狀態(tài)；則晶體管處于飽和狀態(tài)；則晶體管處于飽和狀態(tài)； 圖圖211晶體管直流分析的一般性電路晶體管直流分析的一般性電路RBUBBRCUCCUEEREUBE(on)(c)飽和狀態(tài)下的等效電路飽和狀態(tài)下的等效電路UCE(sat)ECQBQsatCECCQEE

26、CCECQBQonBEBBQEEBBRIIURIUURIIURIUU)()()()(晶體管處于飽和狀態(tài)時(shí)：晶體管處于飽和狀態(tài)時(shí)：例例2 晶體管電路及其輸入電壓晶體管電路及其輸入電壓ui的波形如圖的波形如圖2-12(a),(b)所示。已知所示。已知=50，試求，試求ui作用下輸出電作用下輸出電壓壓uo的值，并畫出波形圖。的值，并畫出波形圖。 R33kUCC5VRB39kuiuo(a)電路電路03tui/ /V(b) ui波形圖波形圖 解解:當(dāng)當(dāng)ui=0時(shí)，時(shí)，UBE=0，則晶體管截止。此時(shí)，則晶體管截止。此時(shí)，ICQ=0,uo=UCEQ=UCC=5V。當(dāng)。當(dāng)ui =3V時(shí)，晶體管導(dǎo)時(shí)，晶體管導(dǎo)通

27、且有通且有m028. 0504 . 1Im06. 0I)sat(CBQ 而集電極臨界飽和電流為而集電極臨界飽和電流為 因?yàn)橐驗(yàn)?m06. 0397 . 03RUuIB)on(BEiBQm4 . 137 . 05RUUIC)on(BECC)sat(C所以晶體管處于飽和。所以晶體管處于飽和。ICQIC(sat)=1.4mA，uo=UCEQ=UCE(sat)=0.3V。uo波形如圖波形如圖(c)所示。所示。05tuo/ /V0.3(c) uo波形圖波形圖03tui/ /V(b) ui波形圖波形圖補(bǔ)充例題補(bǔ)充例題1電路電路補(bǔ)充例題補(bǔ)充例題1 晶體管電路如下圖所示。已知晶體管電路如下圖所示。已知=100

28、，試判斷晶體管的工作狀態(tài)。，試判斷晶體管的工作狀態(tài)。5VRBUBBRERCUCC500K1K2K 12V1.先判斷晶體管是否處于截止?fàn)顟B(tài)：先判斷晶體管是否處于截止?fàn)顟B(tài)：CCBBonBEBBUUUU且,)(晶體管不處于晶體管不處于截止?fàn)顟B(tài)截止?fàn)顟B(tài)；2.再判斷晶體管是處于放大狀態(tài)還是飽和狀態(tài)：再判斷晶體管是處于放大狀態(tài)還是飽和狀態(tài)： UBB - UBE(on) =IBQRB+(1+)IBQREmARRUUIEBOnBEBBBQ2)(1072. 01015007 . 05)1 ()(onBECEQUU晶體管處于放大狀態(tài)；晶體管處于放大狀態(tài)；mAIIBQCQ72. 01072. 01002VRRIUU

29、ECCQCCCEQ10372. 012)(補(bǔ)充例題補(bǔ)充例題2電路電路補(bǔ)充例題補(bǔ)充例題2 晶體管電路如下圖所示。已知晶體管電路如下圖所示。已知=100，試判斷晶體管的工作狀態(tài)。，試判斷晶體管的工作狀態(tài)。5VRBUBBRCUCC50K2K 12V1.先判斷晶體管是否處于截止?fàn)顟B(tài)：先判斷晶體管是否處于截止?fàn)顟B(tài)：CCBBonBEBBUUUU且,)(晶體管不處于晶體管不處于截止?fàn)顟B(tài)截止?fàn)顟B(tài)；2.再判斷晶體管是處于放大狀態(tài)還是飽和狀態(tài)：再判斷晶體管是處于放大狀態(tài)還是飽和狀態(tài)： UBB - UBE(on) =IBQRBmARUUIBOnBEBBBQ2)(106 . 8507 . 050CEQU晶體管不可能處

30、于放大區(qū)，而應(yīng)工作在飽和區(qū)；晶體管不可能處于放大區(qū)，而應(yīng)工作在飽和區(qū)；mAIIBQCQ6 . 8106 . 81002VRIUUCCQCCCEQ2 . 526 . 812 233 放大狀態(tài)下的偏置電路放大狀態(tài)下的偏置電路電路形式簡單電路形式簡單 偏置下的工作點(diǎn)在環(huán)境溫度變化或更換管子偏置下的工作點(diǎn)在環(huán)境溫度變化或更換管子時(shí)，應(yīng)力求保持穩(wěn)定，應(yīng)始終保持在放大區(qū)。時(shí)，應(yīng)力求保持穩(wěn)定，應(yīng)始終保持在放大區(qū)。對(duì)信號(hào)的傳輸損耗應(yīng)盡可能小對(duì)信號(hào)的傳輸損耗應(yīng)盡可能小 一、固定偏流電路一、固定偏流電路圖圖213固定偏流電路固定偏流電路RBUCCRC單電源供電。單電源供電。UEE=0，UBB由由UCC提供提供 只

31、要合理選擇只要合理選擇RB，RC的阻值，晶體管將處于的阻值，晶體管將處于放大狀態(tài)。放大狀態(tài)。圖圖213固定偏流電路固定偏流電路RBUCCRC缺點(diǎn)：工作點(diǎn)穩(wěn)定性差；（缺點(diǎn)：工作點(diǎn)穩(wěn)定性差；（IBQ固定，當(dāng)固定，當(dāng)、ICBO等變化等變化ICQ、UCEQ的變化的變化工作點(diǎn)產(chǎn)生較大工作點(diǎn)產(chǎn)生較大的漂移的漂移使管子進(jìn)入飽和或截止區(qū)）使管子進(jìn)入飽和或截止區(qū)） BCCBonBECCBQRURUUI)(,IIBQCQCCQCCCEQRIUU優(yōu)點(diǎn)：電路結(jié)構(gòu)簡單。優(yōu)點(diǎn)：電路結(jié)構(gòu)簡單。二、電流負(fù)反饋型偏置電路二、電流負(fù)反饋型偏置電路 圖圖214 電流負(fù)反饋型偏置電路電流負(fù)反饋型偏置電路RBUCCRCRE在固定偏置電路的發(fā)射極加一個(gè)在固定偏置電路的發(fā)射極加一個(gè)RE電阻電阻 若若 ICQIEQ UEQ(=IEQRE) EB)on(BECCBQR)(RUUI1ICQ IBQ UBEQ(= UBQ -UEQ)RBUCCRCRE負(fù)反饋機(jī)制負(fù)反饋機(jī)制工作點(diǎn)計(jì)算式：工作點(diǎn)計(jì)算式：BQCQIIECCQCCCEQRRIUU三、分壓式偏置電路三、分壓