電子第5章雙極型三極管及放大電路基礎(chǔ)1ppt課件

1、5.1 5.1 半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管BJTBJT雙結(jié)晶體管）雙結(jié)晶體管）高頻管、低頻管高頻管、低頻管小、中、大功率管小、中、大功率管硅管、鍺管硅管、鍺管NPN型、型、PNP型型半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管: : 是具有電流放大功能的元件是具有電流放大功能的元件分類：分類：NNPbecbeciBiEiCbeciBiEiC發(fā)射極箭頭表示：當(dāng)發(fā)射結(jié)正偏時，電流的流向。發(fā)射極箭頭表示：當(dāng)發(fā)射結(jié)正偏時，電流的流向。問題：問題：c c、e e兩極可否互換？兩極可否互換？ 發(fā)射區(qū)的摻雜濃度最高；發(fā)射區(qū)的摻雜濃度最高； 集電區(qū)摻雜濃度低于發(fā)射區(qū)，且面積大；集電區(qū)摻雜濃度低于發(fā)射區(qū)，且面積大； 基區(qū)很薄，一般在

2、幾個微米至幾十個微米，且基區(qū)很薄，一般在幾個微米至幾十個微米，且摻雜濃度最低。摻雜濃度最低。管芯結(jié)構(gòu)剖面圖管芯結(jié)構(gòu)剖面圖BJT結(jié)構(gòu)剖面圖：結(jié)構(gòu)剖面圖：5.1.2 BJT的電流分配和放大原理的電流分配和放大原理eEBRBRC共射放大電路共射放大電路5.1.2 BJT的電流分配與放大原理的電流分配與放大原理2. 內(nèi)部載流子的傳輸過程內(nèi)部載流子的傳輸過程 三極管的放大作用是在一定的外部條件控制三極管的放大作用是在一定的外部條件控制下，通過載流子傳輸體現(xiàn)出來的。下，通過載流子傳輸體現(xiàn)出來的。 外部條件：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。外部條件：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。發(fā)射區(qū)：發(fā)射載流子發(fā)射區(qū)：發(fā)射載流子 以上

3、看出，三極管內(nèi)有兩種載流子以上看出，三極管內(nèi)有兩種載流子(自由電子和空自由電子和空穴穴)參與導(dǎo)電，故稱為雙極型三極管?；騾⑴c導(dǎo)電，故稱為雙極型三極管?；駼JT (Bipolar Junction Transistor)。 （以（以NPN為例）為例）放大狀態(tài)下放大狀態(tài)下BJTBJT中載流子的傳輸過程中載流子的傳輸過程基區(qū)：傳送和控制載基區(qū)：傳送和控制載 流子流子集電區(qū)：收集載流子集電區(qū)：收集載流子發(fā)發(fā)射射極極注注入入電電流流傳傳輸輸?shù)降郊婋姌O極的的電電流流設(shè)設(shè) ECNII 即 ECII 則則有有 、 為電流放大系數(shù)，它為電流放大系數(shù)，它只與管子的結(jié)構(gòu)尺寸和摻雜濃度只與管子的結(jié)構(gòu)尺寸和摻雜濃度

4、有關(guān)，與外加電壓無關(guān)。一般有關(guān)，與外加電壓無關(guān)。一般 1，幾十。幾十。3.三極管電流分配關(guān)系三極管電流分配關(guān)系BCII .,;,ECBCiiii 而而取取而而通通常常取取)(1v TBEeIiESEvIEIC IBECBOECIIII BEBCEOBCIIIIII)1( （3） BCBCiiII（4）（2）（1）（5電流放大系數(shù)電流放大系數(shù)共集電極接法：共集電極接法：c作為公共端；作為公共端；b為輸入端，為輸入端，e為輸出端；為輸出端； 共基極接法：共基極接法：b作為公共端，作為公共端，e為輸入端，為輸入端， c為輸出端。為輸出端。共發(fā)射極接法：共發(fā)射極接法：e作為公共端；作為公共端；b為輸入

5、端，為輸入端，c為輸出端；為輸出端；1. 共發(fā)射極電路共發(fā)射極電路輸入回路輸入回路輸出回路輸出回路ICVBBmA AVCEVBERBIBVC C +注意：注意：T的類型與的類型與VBE、IB、VCE、IC極極性性ebcvCE = 0V+-bce共射極放大電路VBBVCCvBEiCiB+-vCE iB=f(vBE) vCE=常數(shù)常數(shù)(2) 當(dāng)當(dāng)vCE1V時，時， vCB= vCE - vBE0，集電結(jié)已進(jìn)入反偏狀態(tài)，開始，集電結(jié)已進(jìn)入反偏狀態(tài)，開始收收 集電子，基區(qū)復(fù)合減少，同樣的集電子，基區(qū)復(fù)合減少，同樣的vBE下下 IB減小，特性曲線右移。減小，特性曲線右移。vCE = 0VvCE 1V(1

6、) 當(dāng)當(dāng)vCE=0V時，相當(dāng)于發(fā)射結(jié)的正向伏安特性曲線。時，相當(dāng)于發(fā)射結(jié)的正向伏安特性曲線。（以共射極放大電路為例）（以共射極放大電路為例）1. 輸入特性曲線輸入特性曲線(3) 輸入特性曲線的三個部分輸入特性曲線的三個部分死區(qū)死區(qū)非線性區(qū)非線性區(qū)線性區(qū)線性區(qū)1. 輸入特性曲線輸入特性曲線5.1.3 BJT的特性曲線的特性曲線結(jié)論：整體是非線性的，局部可看作是線性的結(jié)論：整體是非線性的，局部可看作是線性的IB=020A40A60A80A100A常常數(shù)數(shù) BiCfiCEv36iC(mA )1234UCE(V)912O放大區(qū)放大區(qū) 在放大區(qū)有在放大區(qū)有 iC= iB ，也，也稱為線性區(qū)，具有恒流特性

7、。稱為線性區(qū)，具有恒流特性。 在放大區(qū)，發(fā)射結(jié)處于正在放大區(qū)，發(fā)射結(jié)處于正向偏置、集電結(jié)處于反向偏向偏置、集電結(jié)處于反向偏置，晶體管工作于放大狀態(tài)。置，晶體管工作于放大狀態(tài)。+-bceRLO 在截止區(qū)發(fā)射結(jié)在截止區(qū)發(fā)射結(jié)JeJe處于反向偏置，集電結(jié)處于反向偏置，集電結(jié)JcJc處于反處于反向偏置，晶體管工作于截止?fàn)顟B(tài)。向偏置，晶體管工作于截止?fàn)顟B(tài)。放大區(qū)：放大區(qū)：Je正偏，正偏，Jc反偏；反偏； IC=IB , 且且 iC = iB； VCVBVE。(2) 飽和區(qū)飽和區(qū):Je正偏，正偏， Jc正偏正偏 ；即；即vCEvBE ，vCE0.3V ； iC iB 。(3) 截止區(qū)截止區(qū):Je反偏或零偏反偏或零偏 ，VBEVbVe放大放大VcVbVe例1：例例2： 圖中已標(biāo)出各硅晶體管電極的電位，判斷晶圖中已標(biāo)出各硅晶體管電極的電位，判斷晶體管的狀態(tài)。體管的狀態(tài)。1V3V 3V0 V0.5V0.7V10V4V9.7V5.3V6V2.3V VBE=0.7V），Je正偏；正偏；VCE=5V，Jc反偏，反偏，PNP管為放大狀態(tài)。管為放大狀態(tài)。放大放大飽和飽和截止截止