第1章 半導體分立器件

1、電工學電工學2電電 子子 技技 術(shù)術(shù)1.1 1.1 半導體的基本知識與半導體的基本知識與PNPN結(jié)結(jié)1.2 1.2 半導體二極管及其應(yīng)用電路半導體二極管及其應(yīng)用電路1.3 1.3 放大電路的基本概念及其性能指標放大電路的基本概念及其性能指標1.4 1.4 三極管及其放大電路三極管及其放大電路1.6 1.6 多級放大電路多級放大電路第一章第一章 半導體器件及基本電路半導體器件及基本電路(1-3)一、半導體一、半導體 在物理學中。根據(jù)材料的導電能力，可以將他們劃分導體、在物理學中。根據(jù)材料的導電能力，可以將他們劃分導體、絕緣體和半導體。絕緣體和半導體。 自然界中很容易導電的物質(zhì)稱為自然界中很容易導

2、電的物質(zhì)稱為導體導體，金屬一般，金屬一般都是導體。都是導體。 有的物質(zhì)幾乎不導電，稱為有的物質(zhì)幾乎不導電，稱為絕緣體絕緣體，如橡皮、陶，如橡皮、陶瓷、塑料和石英。瓷、塑料和石英。 另有一類物質(zhì)的導電特性處于導體和絕緣體之間，另有一類物質(zhì)的導電特性處于導體和絕緣體之間，稱為稱為半導體半導體，如鍺、硅、砷化鎵和一些硫化物、氧，如鍺、硅、砷化鎵和一些硫化物、氧化物等。化物等。1.1 1.1 半導體的基本知識與半導體的基本知識與PNPN結(jié)結(jié) 半導體的導電機理不同于其它物質(zhì)，所以它具有不半導體的導電機理不同于其它物質(zhì)，所以它具有不同于其它物質(zhì)的特點。比如：同于其它物質(zhì)的特點。比如：當受外界熱和光的作用時

3、當受外界熱和光的作用時,它的導電能力明顯變化。它的導電能力明顯變化。純凈的半導體中摻入某些雜質(zhì)純凈的半導體中摻入某些雜質(zhì),會使其導電能力會使其導電能力 明顯改變。明顯改變。如光敏電阻如光敏電阻, ,熱敏電阻。熱敏電阻。 可增加幾十萬至幾百萬倍。例如在純硅中摻入百萬分之一可增加幾十萬至幾百萬倍。例如在純硅中摻入百萬分之一的硼后，硅的電阻率就從大約的硼后，硅的電阻率就從大約 2x102x103 3 m m減小到減小到 4x104x10-3-3 m m左右左右利用這種特性就做成了各種不同用途的半導體器件。利用這種特性就做成了各種不同用途的半導體器件。 如二極管、三極管如二極管、三極管 、場效應(yīng)管及晶

4、閘管。、場效應(yīng)管及晶閘管。 現(xiàn)代電子學中，用的最多的半導體是硅和鍺，現(xiàn)代電子學中，用的最多的半導體是硅和鍺，它們的最外層電子（價電子）都是四個。它們的最外層電子（價電子）都是四個。GeSi1、本征半導體、本征半導體二、本征二、本征半導體半導體通過一定的提純工藝過程，可以將半導體制成通過一定的提純工藝過程，可以將半導體制成晶體晶體。完全純凈的、具有晶體結(jié)構(gòu)的半導體，稱為完全純凈的、具有晶體結(jié)構(gòu)的半導體，稱為 本征半導體本征半導體。在硅和鍺晶體中，原子按四角形系統(tǒng)組成晶體點陣，在硅和鍺晶體中，原子按四角形系統(tǒng)組成晶體點陣， 每個原子都處在正四面體的中心，每個原子都處在正四面體的中心，而四個其它原子

5、位于四面體的頂點，而四個其它原子位于四面體的頂點，每個原子與其相臨的原子之間形成每個原子與其相臨的原子之間形成共價鍵共價鍵，共用一對價電子。，共用一對價電子。 制造半導體器件的半導體材料的純度要達到制造半導體器件的半導體材料的純度要達到99.9999999%99.9999999%，常稱為常稱為“九個九個9”9”。2 2、本征半導體的晶體結(jié)構(gòu)、本征半導體的晶體結(jié)構(gòu)束縛電子束縛電子+4+4+4+4+4+4+4+4+4共價鍵共用電子對共價鍵共用電子對+4+4表示除去價表示除去價電子后的原子電子后的原子 共價鍵有很強的結(jié)合力，使原子規(guī)則排列，形成晶體。共價鍵有很強的結(jié)合力，使原子規(guī)則排列，形成晶體。3

6、 3、本征半導體的導電機理、本征半導體的導電機理 當溫度升高或受到當溫度升高或受到光的照射時，束縛光的照射時，束縛電子能量增高，有電子能量增高，有的電子可以掙脫原的電子可以掙脫原子核的束縛，而參子核的束縛，而參與導電，成為與導電，成為自由自由電子電子。 自由電子產(chǎn)生的自由電子產(chǎn)生的同時，在其原來的共同時，在其原來的共價鍵中就出現(xiàn)了一個價鍵中就出現(xiàn)了一個空位，稱為空位，稱為空穴空穴。+4+4+4+4+4+4+4+4+4自由電子自由電子空穴空穴 這一現(xiàn)象稱為這一現(xiàn)象稱為本征激發(fā)本征激發(fā)，也稱也稱熱激發(fā)熱激發(fā)?？昭ㄟ\動相當于空穴運動相當于正電荷的運動。正電荷的運動。復(fù)合復(fù)合 當半導體兩端加上外電壓時

7、當半導體兩端加上外電壓時, ,半導體中將出現(xiàn)兩部分半導體中將出現(xiàn)兩部分電流電流: :一是自由電子作定向運動所形成的一是自由電子作定向運動所形成的電子電流電子電流, ,一是應(yīng)一是應(yīng)被原子核束縛的價電子被原子核束縛的價電子( (注意注意, ,不是自由電子）遞補空穴所不是自由電子）遞補空穴所形成的形成的空穴電流空穴電流。 在半導體中，同時存在著在半導體中，同時存在著電子導電電子導電和和空穴導電空穴導電，這是半導體導，這是半導體導電方式的最大特點，也是半導體和金屬在導電原理上的本質(zhì)差別。電方式的最大特點，也是半導體和金屬在導電原理上的本質(zhì)差別。自由電子和空穴都稱為載流子。自由電子和空穴都稱為載流子。

8、本征半導體中的自由電子和空穴總是成對出現(xiàn)的，同時又不斷本征半導體中的自由電子和空穴總是成對出現(xiàn)的，同時又不斷地復(fù)合。在一定溫度下，載流子的產(chǎn)生和復(fù)合達到動態(tài)平衡，于是地復(fù)合。在一定溫度下，載流子的產(chǎn)生和復(fù)合達到動態(tài)平衡，于是半導體中的載流子（自由電子和空穴）維持一定數(shù)目。溫度越高，半導體中的載流子（自由電子和空穴）維持一定數(shù)目。溫度越高，載流子數(shù)目越多，導電性能也就越好。所以，載流子數(shù)目越多，導電性能也就越好。所以，溫度對半導體器溫度對半導體器件性能的影響很大。件性能的影響很大。 在本征半導體中摻入某些微量的雜質(zhì)，就會使在本征半導體中摻入某些微量的雜質(zhì)，就會使半導體的導電性能發(fā)生顯著變化。半導

9、體的導電性能發(fā)生顯著變化。其原因是摻雜半導體的某種載流子濃度大大增加。其原因是摻雜半導體的某種載流子濃度大大增加。 使自由電子濃度大大增加的雜質(zhì)半導體稱為使自由電子濃度大大增加的雜質(zhì)半導體稱為N型型半導體半導體（電子半導體），使空穴濃度大大增加的雜質(zhì)（電子半導體），使空穴濃度大大增加的雜質(zhì)半導體稱為半導體稱為P型半導體型半導體（空穴半導體）。（空穴半導體）。三、雜質(zhì)半導體三、雜質(zhì)半導體多余電子多余電子磷原子磷原子硅原子硅原子+4+4+4+4+4+4+4+4+5多數(shù)載流子多數(shù)載流子自由電子自由電子 少數(shù)載流子少數(shù)載流子 空穴空穴自由電子自由電子+N型半導體1.1. N型半導體型半導體 在本征半導

10、體中摻入五價雜質(zhì)元素，例如磷，砷等，在本征半導體中摻入五價雜質(zhì)元素，例如磷，砷等， 稱為稱為N型半導體型半導體。 在本征半導體中摻入三價雜質(zhì)元素，如硼、鎵等。在本征半導體中摻入三價雜質(zhì)元素，如硼、鎵等。空穴空穴硼原子硼原子硅原子硅原子+4+4+4+4+4+4+3+4+4 多數(shù)載流子多數(shù)載流子 空穴空穴少數(shù)載流子少數(shù)載流子自由電子自由電子2.2. P型半導體型半導體P P型半導體型半導體1、N型半導體中自由電子是多子，其中大部分是摻型半導體中自由電子是多子，其中大部分是摻雜提供的自由電子，本征半導體中本征激發(fā)產(chǎn)生雜提供的自由電子，本征半導體中本征激發(fā)產(chǎn)生的自由電子只占少數(shù)。的自由電子只占少數(shù)。

11、N型半導體中空穴是少子，型半導體中空穴是少子，少子的遷移也能形成電流，由于數(shù)量的關(guān)系，起少子的遷移也能形成電流，由于數(shù)量的關(guān)系，起導電作用的主要是多子導電作用的主要是多子。近似認為多子與雜質(zhì)近似認為多子與雜質(zhì)濃度相等。濃度相等。2、P型半導體中空穴是多子，自由電子是少子型半導體中空穴是多子，自由電子是少子?？偪?結(jié)結(jié)內(nèi)電場E因多子濃度差因多子濃度差形成內(nèi)電場形成內(nèi)電場多子的擴散多子的擴散 空間電荷區(qū)空間電荷區(qū) 阻止多子擴散，促使少子漂移。阻止多子擴散，促使少子漂移。 PN PN結(jié)合處結(jié)合處+P型半導體+N型半導體+空間電荷區(qū)空間電荷區(qū)多子擴散電流多子擴散電流少子漂移電流少子漂移電流耗盡層耗盡層

12、 1 . PN結(jié)的形成結(jié)的形成 三三. PN. PN結(jié)及其單向?qū)щ娦越Y(jié)及其單向?qū)щ娦陨僮悠粕僮悠蒲a充耗盡層失去的多子，耗盡層窄，補充耗盡層失去的多子，耗盡層窄，E多子擴散多子擴散 又失去多子，耗盡層寬，又失去多子，耗盡層寬，EP型半導體+N型半導體+內(nèi)電場E多子擴散電流多子擴散電流少子漂移電流少子漂移電流耗盡層耗盡層動態(tài)平衡：動態(tài)平衡： 擴散電流擴散電流 漂移電流漂移電流總電流總電流0動畫動畫演示演示 (1) 加正向電壓（正偏）加正向電壓（正偏）電源正極接電源正極接P區(qū)，負極接區(qū)，負極接N區(qū)區(qū) 外電場的方向與內(nèi)電場方向相反。外電場的方向與內(nèi)電場方向相反。 外電場削弱內(nèi)電場外電場削弱內(nèi)電場耗

13、盡層變窄耗盡層變窄 擴散運動漂移運動擴散運動漂移運動多子多子擴散形成正向電流擴散形成正向電流I I F F+P型半導體+N型半導體+WER空間電荷區(qū)內(nèi)電場E正向電流正向電流 外電場外電場E EW2. PN結(jié)的單向?qū)щ娦越Y(jié)的單向?qū)щ娦?2) 加反向電壓加反向電壓電源正極接電源正極接N區(qū)，負極接區(qū)，負極接P區(qū)區(qū) 外電場的方向與內(nèi)電場方向相同。外電場的方向與內(nèi)電場方向相同。 外電場加強內(nèi)電場外電場加強內(nèi)電場 耗盡層變寬耗盡層變寬 漂移運動擴散運動漂移運動擴散運動少子漂移形成反向電流少子漂移形成反向電流I I R R+內(nèi)電場+E+EW+空 間 電 荷 區(qū)+R+IRPN 在一定的溫度下，由本在一定的溫度

14、下，由本征激發(fā)產(chǎn)生的少子濃度是征激發(fā)產(chǎn)生的少子濃度是一定的，故一定的，故IR基本上與外基本上與外加反壓的大小無關(guān)加反壓的大小無關(guān)，所以所以稱為稱為反向飽和電流反向飽和電流。但。但IR與溫度有關(guān)。與溫度有關(guān)。 動畫演示外電場外電場E EW PN結(jié)加正向電壓時，具有較大的正向結(jié)加正向電壓時，具有較大的正向擴散電流，呈現(xiàn)低電阻，擴散電流，呈現(xiàn)低電阻， PN結(jié)導通；結(jié)導通； PN結(jié)加反向電壓時，具有很小的反向結(jié)加反向電壓時，具有很小的反向漂移電流，呈現(xiàn)高電阻，漂移電流，呈現(xiàn)高電阻， PN結(jié)截止。結(jié)截止。 由此可以得出結(jié)論：由此可以得出結(jié)論： PNPN結(jié)具有單向?qū)щ娦越Y(jié)具有單向?qū)щ娦浴?根據(jù)理論推導，根

15、據(jù)理論推導，PNPN結(jié)的伏安特性曲線如圖結(jié)的伏安特性曲線如圖正偏正偏IF（多子擴散）（多子擴散）IR（少子漂移）（少子漂移）反偏反偏反向飽和電流反向飽和電流反向擊穿電壓反向擊穿電壓反向擊穿反向擊穿熱擊穿熱擊穿燒壞燒壞PN結(jié)結(jié)電擊穿電擊穿可逆可逆齊納擊齊納擊穿、穿、雪崩擊雪崩擊穿穿3. PN結(jié)結(jié)的伏安特性曲線的伏安特性曲線 二極管二極管 = PN結(jié)結(jié) + 管殼管殼 + 引線引線NP結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)符號符號陽極陽極+陰極陰極-1.2 1.2 半導體二極管及其應(yīng)用電路半導體二極管及其應(yīng)用電路 二極管按結(jié)構(gòu)分三大類：二極管按結(jié)構(gòu)分三大類：(1) 點接觸型二極管點接觸型二極管PN結(jié)面積小，結(jié)電容小，結(jié)面積小，結(jié)

16、電容小，用于檢波和變頻等高頻電路用于檢波和變頻等高頻電路N型 鍺正 極 引 線負 極 引 線外 殼金 屬 觸 絲(3) 平面型二極管平面型二極管用于集成電路制造工藝中用于集成電路制造工藝中,PN 結(jié)面積可大可小，用結(jié)面積可大可小，用于高頻整流和開關(guān)電路中于高頻整流和開關(guān)電路中(2) 面接觸型二極管面接觸型二極管 PN結(jié)面積大，用結(jié)面積大，用于工頻大電流整流電路于工頻大電流整流電路SiO2正 極 引 線負 極 引 線N型 硅P型 硅負 極 引 線正 極 引 線N型 硅P型 硅鋁 合 金 小 球底 座半導體二極管的型號半導體二極管的型號國家標準對半導體器件型號的命名舉例如下：國家標準對半導體器件型

17、號的命名舉例如下：2AP9用數(shù)字代表同類器件的不同規(guī)格。用數(shù)字代表同類器件的不同規(guī)格。代表器件的類型，代表器件的類型，P為普通管，為普通管，Z為整流管，為整流管，K為開關(guān)管。為開關(guān)管。代表器件的材料，代表器件的材料，A為為N型型Ge，B為為P型型Ge， C為為N型型Si， D為為P型型Si。2代表二極管，代表二極管，3代表三極管。代表三極管。iu0 硅：硅：0.5 V 鍺：鍺： 0.1 V(1) 正向特性正向特性導通壓降導通壓降反向飽和電流反向飽和電流(2) 反向特性反向特性死區(qū)死區(qū)電壓電壓擊穿電壓擊穿電壓UBR實驗曲線實驗曲線uEiVmAuEiVuA 硅：硅：0.7 V 鍺：鍺：0.3V一一

18、 . 半導體二極管的半導體二極管的VA特性曲線特性曲線鍺鍺 (1) 最大整流電流最大整流電流IF二極管長期連續(xù)工二極管長期連續(xù)工作時，允許通過二作時，允許通過二極管的最大整流極管的最大整流電流的平均值。電流的平均值。(2) 反向擊穿電壓反向擊穿電壓UBR 二極管反向電流二極管反向電流急劇增加時對應(yīng)的反向急劇增加時對應(yīng)的反向電壓值稱為反向擊穿電壓值稱為反向擊穿電壓電壓UBR。 (3) 反向電流反向電流I IR R 在室溫下，在規(guī)定的反向電壓下的反向電流值。在室溫下，在規(guī)定的反向電壓下的反向電流值。硅二極管的反向電流一般在納安硅二極管的反向電流一般在納安(nA)級；鍺二極級；鍺二極管在微安管在微安

19、( A)級。級。二二. 二極管的主要參數(shù)二極管的主要參數(shù)二極管的模型二極管的模型iuDU+-uiDUDU串聯(lián)電壓源模型串聯(lián)電壓源模型DUu DUu U D 二極管的導通壓降。硅管二極管的導通壓降。硅管 0.7V；鍺管；鍺管 0.3V。理想二極管模型理想二極管模型ui正偏正偏反偏反偏-+iu導通壓降導通壓降二極管的二極管的VA特性特性-+iuiu0例例1 1：二極管限幅電路二極管限幅電路 如圖所示，如圖所示，R1k，UREF=2V，輸入信號為輸入信號為ui。如果如果ui為幅度為幅度4V的交流三角波，波形如圖（的交流三角波，波形如圖（b）所示，分別采用理想二極管模型和理想二極管串聯(lián)電壓源模型所示，

20、分別采用理想二極管模型和理想二極管串聯(lián)電壓源模型分析電路并畫出相應(yīng)的輸出電壓波形。分析電路并畫出相應(yīng)的輸出電壓波形。+-+UIuREFRiuO解：解：采用理想二極管采用理想二極管模型分析。波形如圖所示。模型分析。波形如圖所示。0-4V4Vuit2V2Vuot02.7Vuot0-4V4Vuit 采用理想二極管串聯(lián)采用理想二極管串聯(lián)電壓源模型分析，波形電壓源模型分析，波形如圖所示。如圖所示。+-+UIuREFRiuO2.7 VRLuiuouiuott例例2 2：二極管整流電路二極管整流電路當穩(wěn)壓二極管工作在當穩(wěn)壓二極管工作在反向擊穿狀態(tài)下反向擊穿狀態(tài)下,工作工作電流電流IZ在在Izmax和和Izm

21、in之間變化時之間變化時,其兩端電其兩端電壓近似為常數(shù)壓近似為常數(shù)穩(wěn)定穩(wěn)定電壓電壓 穩(wěn)壓二極管是穩(wěn)壓二極管是應(yīng)用在反向擊穿區(qū)應(yīng)用在反向擊穿區(qū)的特殊二極管的特殊二極管+-DZiuUZIUIzminIzmax正向特性正向特性同二極管同二極管反偏電壓反偏電壓UZ 反向擊穿反向擊穿UZ限流電阻限流電阻穩(wěn)壓誤差穩(wěn)壓誤差曲線越陡，曲線越陡，電壓越穩(wěn)電壓越穩(wěn)定。定。三、穩(wěn)壓二極管三、穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓過程：穩(wěn)壓過程：RLIZ+uCCUOuRRLUOIZURUO 穩(wěn)壓二極管的主要穩(wěn)壓二極管的主要 參數(shù)參數(shù) (1) 穩(wěn)定電壓穩(wěn)定電壓UZ (2) 動態(tài)電阻動態(tài)電阻rZ 在規(guī)定的穩(wěn)壓管反向工作電流在規(guī)定的穩(wěn)壓管反向工作

22、電流IZ下，所對應(yīng)的反向工作電壓。下，所對應(yīng)的反向工作電壓。 rZ = U / I rZ愈小，反映穩(wěn)壓管的擊穿特性愈陡。愈小，反映穩(wěn)壓管的擊穿特性愈陡。 (3)(3)最小穩(wěn)定工作最小穩(wěn)定工作 電流電流IZmin 保證穩(wěn)壓管擊穿所對應(yīng)的電流，若保證穩(wěn)壓管擊穿所對應(yīng)的電流，若IZIZmin則不能穩(wěn)壓。則不能穩(wěn)壓。 (4)(4)最大穩(wěn)定工作電流最大穩(wěn)定工作電流IZmax 超過超過Izmax穩(wěn)壓管會因功耗過大而燒壞。穩(wěn)壓管會因功耗過大而燒壞。iuUZIUIzminIzmax穩(wěn)壓二極管的應(yīng)用舉例穩(wěn)壓二極管的應(yīng)用舉例:uoiZDZRiLiuiRL解：解：令輸入電壓達到上限時，令輸入電壓達到上限時，流過穩(wěn)壓

23、管的電流為流過穩(wěn)壓管的電流為Izmax 。負載電阻負載電阻 。要求要求當輸入電壓由正常值發(fā)當輸入電壓由正常值發(fā)生生 20%波動時，負載電壓基本不變。波動時，負載電壓基本不變。maxmin10V, 20mA, 5mAzzzUII穩(wěn)壓管的技術(shù)參數(shù)穩(wěn)壓管的技術(shù)參數(shù): k2LR求：求：電阻電阻R和輸入電壓和輸入電壓 ui 的正常值。的正常值。max25mAZzLUiIR1.22510izuiR UR方程方程1令輸入電壓降到下限時，令輸入電壓降到下限時，流過穩(wěn)壓管的電流為流過穩(wěn)壓管的電流為Izmin 。min10mAZzLUiIR10108 . 0 RUiRuzi方程方程2uoiZDZRiLiuiRL聯(lián)

24、立方程聯(lián)立方程1、2，可解得：，可解得： k5 . 0,V75.18Rui1、發(fā)光二極管、發(fā)光二極管有正向電流流過時，發(fā)出一定波長有正向電流流過時，發(fā)出一定波長范圍的光，目前的發(fā)光管可以發(fā)出從范圍的光，目前的發(fā)光管可以發(fā)出從紅外到可見波段的光，它的電特性與紅外到可見波段的光，它的電特性與一般二極管類似。一般二極管類似。2、光電二極管、光電二極管反向電流隨光照強度的增加而上升。反向電流隨光照強度的增加而上升。四、其它類型二極管四、其它類型二極管一、放大的基本概念一、放大的基本概念電子學中放大的目的是將微弱的電子學中放大的目的是將微弱的變化信號變化信號放大放大成較大的信號。這里所講的主要是電壓放大

25、電路。成較大的信號。這里所講的主要是電壓放大電路。電壓放大電路可以用有輸入口和輸出口的四電壓放大電路可以用有輸入口和輸出口的四端網(wǎng)絡(luò)表示，如圖：端網(wǎng)絡(luò)表示，如圖：uiuoAu1.3 放大電路的基本概念及其性能指標放大電路的基本概念及其性能指標1. 輸入電阻輸入電阻Ri從放大電路輸入端看進去從放大電路輸入端看進去 的等效電阻的等效電阻一般來說，一般來說， Ri越大越好。越大越好。（1）Ri越大，越大，ii就越小，從信號源索取的電流越小。就越小，從信號源索取的電流越小。（2）當信號源有內(nèi)阻時，）當信號源有內(nèi)阻時， Ri越大，越大， ui就越接近就越接近uS。RiRi+-+- 放大電路放大電路-R+

26、SRL信號源信號源負載負載S.Ui.Ii.UOU.o.IiiiIUR. 二、放大電路的性能指標二、放大電路的性能指標2、輸出電阻、輸出電阻ro 放大電路對其放大電路對其負載負載而言，相當于信號而言，相當于信號源，我們可以將它等效為戴維南等效電路，這個戴維南源，我們可以將它等效為戴維南等效電路，這個戴維南等效電路的內(nèi)阻就是輸出電阻等效電路的內(nèi)阻就是輸出電阻。roUS AuUS22 輸出電阻是表明放大電路帶負載能力的輸出電阻是表明放大電路帶負載能力的，Ro越越小，放大電路帶負載的能力越強，反之則差。小，放大電路帶負載的能力越強，反之則差。 如何確定電路的輸出電阻如何確定電路的輸出電阻ro ？步驟：

27、步驟：1. 所有的電源置零所有的電源置零 (將獨立源置零，保留受控源將獨立源置零，保留受控源)。2. 加壓求流法。加壓求流法。IUro方法一：方法一：計算。計算。UI方法二：方法二：測量。測量。Uo1. 測量開路電壓。測量開路電壓。roUs2. 測量接入負載后的輸出電壓。測量接入負載后的輸出電壓。roUsRLUo步驟：步驟：3. 計算。計算。OSUU LoLSORrRUU LoooRUUr)1( （1）電壓放大倍數(shù)）電壓放大倍數(shù):（2）電流放大倍數(shù)）電流放大倍數(shù): 根據(jù)放大電路輸入信號的條件和對輸出信號的要求，放大電路可分為四種根據(jù)放大電路輸入信號的條件和對輸出信號的要求，放大電路可分為四種類

28、型，所以有四種放大倍數(shù)的定義，常用的有類型，所以有四種放大倍數(shù)的定義，常用的有電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)和和電流放大倍數(shù)。電流放大倍數(shù)。+-+-放大電路放大電路-R+SRL信號源信號源負載負載S.Ui.Ii.UOU.o.Ii.o.u.UUA i.o.i.IIA 對數(shù)表示形式對數(shù)表示形式電壓增益電壓增益=20lguAdB對數(shù)表示形式對數(shù)表示形式電流增益電流增益=20lgiAdB3.3.放大倍數(shù)（放大倍數(shù)（增益）增益）表示放大器的放大能力表示放大器的放大能力 1.4 1.4 三極管及其放大電路三極管及其放大電路BECNNP基極基極發(fā)射極發(fā)射極集電極集電極NPN型型PNP型型BECIBIEICPNP基

29、極基極B集電極集電極CE發(fā)射極發(fā)射極符號：符號：BECIBIEIC符號：符號：一一. .三極管三極管1 1、結(jié)構(gòu)：、結(jié)構(gòu)：基區(qū)：基區(qū)：較薄較薄,摻雜濃度低摻雜濃度低集電區(qū)：集電區(qū)：面積較大面積較大發(fā)射區(qū)：發(fā)射區(qū)：摻雜濃度較高摻雜濃度較高向基區(qū)注入載流子向基區(qū)注入載流子傳送和控制載流子傳送和控制載流子收集載流子收集載流子發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)集電結(jié)集電結(jié)BECNNP基極基極集電極集電極發(fā)射極發(fā)射極ICmA AVVUCEUBERBIBECEB（1）實驗線路）實驗線路becNNP+-要使晶體管起放大作用，其外加電壓要使晶體管起放大作用，其外加電壓: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。2.2.電流

30、分配和放大原理電流分配和放大原理(2).實驗數(shù)據(jù)實驗數(shù)據(jù)0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.001 0.7 1.5 2.3 3.10 3.95 0.001 0.72 1.54 2.36 3.18 4.05 ICIBIE(3). 三個結(jié)論：三個結(jié)論：(1) IE = IB+IC3.3806.03.2 BCII4004.006.05.13.2 BCII5.3704.05.1 BCII(2)(3)當當IB=0時時, IC （=ICEO）IB，保證保證VB基本不變基本不變+Rb1bCCTCVRu+-Lo-+uiCb2Rcb2 1RRe+b2Rb1b1CCTCRRVRu+-Lo-+

31、uiCb2Rce直流通路直流通路 耦合電容、交流耦合電容、交流 信號源開路。信號源開路。(1).(1).靜態(tài)分析靜態(tài)分析: :（工程估算法）（工程估算法）CCb2b1b2BVRRRV eBEBeEECR)UV(RVII CBII eECCCCCERIRIVU +b2Rb1b1CCTCRRVRu+-Lo-+uiCb2Rce(2).(2).動態(tài)分析動態(tài)分析: :（微變等效電路法）微變等效電路法）rbebI cI bI BCEReRb2iI Rb1iU RCoU RL 交流通路交流通路 耦合電容、直流耦合電容、直流 電源短路。電源短路。根據(jù)交流通路，畫出電路的根據(jù)交流通路，畫出電路的微變等效電路，求

32、解動態(tài)指標。微變等效電路，求解動態(tài)指標。電壓放大倍數(shù)：電壓放大倍數(shù)：rbebI cI bI BCE ReRb2Rb1iI iU RCoU RLiouUUA )/()/(.LCbLCcORRIRRIU ebebbeeebbiRIrIRIrIU .)1 ( ebebbLCbRIrIRRI .)1(/ ）（eebLRrR)1( LCLEbeR/RR)mA(I)mV(26)1()(200r 輸出電阻：輸出電阻：coRR 輸入電阻：輸入電阻：.i.iiIUR .ii2b1b.iIR/R/RI）（ eebb.eb.ebb.b.iiR)1(rIRI)1(rIIUR )1 (/21eebbbRrRR R0Ri

33、RirbebI cI bI BCE ReRb2Rb1iI iU RCoU RLU.分析：分析：eebLR)1(rRAu )(/eeb2b1biR1rRRR +b2Rb1b1CCTCRRVRu+-Lo-+uiCb2RceRe對穩(wěn)定靜態(tài)工作對穩(wěn)定靜態(tài)工作點有利，但會使電點有利，但會使電壓放大倍數(shù)降低，壓放大倍數(shù)降低，如何改進電路？如何改進電路？CoRR )(/eeb2b1biR1rRRR +b2Rb1b1CCTCRRVRu+-Lo-+uiCb2Rce改進：改進：加旁路電容加旁路電容CeCe。Ce分析：分析：eebLR)1(rRAu CoRR ebr +b2Rb1b1CCTCRRVRu+-Lo-+u

34、iCb2RceCe分析：分析：eebLR)1(rRAu 加加Ce 后，提高了電壓后，提高了電壓放大倍數(shù)，但減小了放大倍數(shù)，但減小了放大電路的輸入電阻，放大電路的輸入電阻，如何改進電路呢？如何改進電路呢？)(/eeb2b1biR1rRRR CoRR ebr +b2Rb1b1CCTCRRVRu+-Lo-+uiCb2RceCe改進：改進：串聯(lián)小電阻串聯(lián)小電阻Rf 。Rf Re +b2Rb1b1CCTCRRVRu+-Lo-+uiCb2RceRfReCerbebI cI bI BCERb2Rb1iI iU RCoU RL注意注意:+b2Rb1b1CCTCRRVRu+-Lo-+uiCb2RceRfReCe

35、Rf+-RuRVEuiB-C1+CCoTRL2C+-RSSu三三. . 射極輸出器：射極輸出器：1、射極輸出器：、射極輸出器：共集電極共集電極放大電路放大電路EBBECCBR)1(RUVI BCII ECCCEECCCERIVRIVU EEBEBBCCRIURIV EBBEBBRI )1(URI +-RuRVEuiB-C1+CCoTRL2C+-RSSuIBIEUBEUCE2.2.靜態(tài)工作點分析：靜態(tài)工作點分析：（1 1）微變等效電路）微變等效電路+-RuRVEui B-C1+CCoTR L2C+-RSSuREIEbI cI iI .SURSrbebI iU BRoU RLBCE3.3.動態(tài)分析

36、：動態(tài)分析：REIebI cI iI .SURSrbebI iU BRoU RLBCE(2)(2)電壓放大倍數(shù)：電壓放大倍數(shù)：LbbebLbuRI)1(rIRI)1(A LbeLR)1(rR1 ）（ 1R)1(r/RLbeB ri (3)(3)輸入電阻輸入電阻: :(4)(4)輸出電阻輸出電阻: :BssR/RR 1sbeoRrrREIebI cI iI .SURSrbebI iU BRoU RLBCE(2)(2)電壓放大倍數(shù)：電壓放大倍數(shù)：LeoRIU )R/RR(LEL LbRI1 ）（)R/R(IrIULEebebi LbbebRI )1 (rI LbbebLbuRI)1(rIRI)1(

37、A LbeLR)1(rR1 ）（ 1(3)(3)輸入電阻輸入電阻: :REIebI cI iI .SURSrbebI iU BRoU RLBCEririR)1(r/RLbeB ri LbbebRI )1 (rI LebebiRIrIU ri=UiIbLbeR )1 (r =RB/ri輸入電阻高，輸入電阻高，對前級有利。對前級有利。73i.i.iIUr (4)(4)輸出電阻輸出電阻: :REbI cI iI .SURSrbebI iU BRoU RLBCE用外加壓求流法求輸出電阻。用外加壓求流法求輸出電阻。Us置置0ebbIIII EsbesbeRURrURrU BssR/RR EsbeR1Rr11 1Rr/RsbeE IUro 1sbeoRrr輸出電阻很小，輸出電阻很小，帶負載能力強。帶負載能力強。.U.Ir0e.I射極輸出器的特點：電壓放大