清華模電課件第五課時(shí)

1、1. 集電極和基極之間的反向飽和電流集電極和基極之間的反向飽和電流 ICBO2.集電極和發(fā)射極之間的反向飽和電流集電極和發(fā)射極之間的反向飽和電流 ICEO( (a) )ICBO測(cè)量電測(cè)量電路路( (b) )ICEO測(cè)量電測(cè)量電路路ICBOceb AICEO AcebCBOCEO)1(II 值愈大，則該管的值愈大，則該管的 ICEO 也愈大。也愈大。 輸出輸出回路回路輸入輸入回路回路+UCE- -1.3.3三極管的特性曲線三極管的特性曲線特性曲線是選用三極管的主要依據(jù)，可從半導(dǎo)體器特性曲線是選用三極管的主要依據(jù)，可從半導(dǎo)體器件手冊(cè)查得。件手冊(cè)查得。IBUCE圖圖 1.3.6三極管共射特性曲線測(cè)試

2、電路三極管共射特性曲線測(cè)試電路ICVCCRbVBBcebRcV- - V- - A- - - -mA 輸入特性：輸入特性：輸出特性：輸出特性：常數(shù)常數(shù) B)(CECIUfI常數(shù)常數(shù) CE)(BEBUUfI+UCE- -+UCE- -IBIBIBUBE( (2) ) UCE 0 時(shí)的輸入特性曲線時(shí)的輸入特性曲線當(dāng)當(dāng) UCE 0 時(shí)，這個(gè)電壓有利于將發(fā)射區(qū)擴(kuò)散到基區(qū)的時(shí)，這個(gè)電壓有利于將發(fā)射區(qū)擴(kuò)散到基區(qū)的電子收集到集電極。電子收集到集電極。V2CE UV/BEUO0CE UIB/ AIBUCEICVCCRbVBBcebRCV- - V- - A- - - -mAUBE二二.輸出特性曲線 是指iB為

3、某一常數(shù)時(shí)，三極管的輸出電流iC與輸出電壓uCE之間的關(guān)系曲線。常數(shù)常數(shù) B)(CECiufiOIB 減小減小IB增加增加UCEICIB = 20AIB =60AIB =40AIC(mA )1234UCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A100 A此區(qū)域中此區(qū)域中 : IB=0,IC0,UBEIC，UCE 0.3V稱為飽和稱為飽和區(qū)。區(qū)。IC(mA )1234UCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A100 A此區(qū)域滿此區(qū)域滿足足IC= IB稱稱為線性區(qū)為線性區(qū)（放大（放大區(qū)）。區(qū)）。當(dāng)當(dāng)UCE大于一大于一定的數(shù)值時(shí)，定的數(shù)值時(shí)，IC只與只與IB有關(guān)，

4、有關(guān)，IC= IB。1、截止區(qū)發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均為發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均為反偏反偏，各電極電流很小，相各電極電流很小，相當(dāng)于一個(gè)斷開(kāi)的開(kāi)關(guān)。當(dāng)于一個(gè)斷開(kāi)的開(kāi)關(guān)。iC / mAuCE /V50 A40 A30 A20 A10 AIB = 0O 2 4 6 8 4321截止區(qū)截止區(qū)ICEO飽和區(qū)飽和區(qū)輸出特性曲線中，UCEUBE的區(qū)域，即曲線的上升段組成的區(qū)域稱為。飽和區(qū)的特飽和區(qū)的特點(diǎn)是：發(fā)射結(jié)和集電結(jié)點(diǎn)是：發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均為正偏。均為正偏。工作在此區(qū)的三極管相當(dāng)于一個(gè)工作在此區(qū)的三極管相當(dāng)于一個(gè)閉合的開(kāi)關(guān)，沒(méi)有電流放大作用。閉合的開(kāi)關(guān)，沒(méi)有電流放大作用。飽飽和和區(qū)區(qū)iC / mAuCE /V50 A4

5、0 A30 A20 A10 AIB = 0O 2 4 6 8 4321放大區(qū)放大區(qū)截止區(qū)截止區(qū)ICEOiC / mAuCE /V50 A40 A30 A20 A10 AIB = 0O 2 4 6 8 4321放大區(qū)：BCII 放大區(qū)放大區(qū)截止區(qū)截止區(qū)條件：條件： 發(fā)射結(jié)正偏發(fā)射結(jié)正偏 集電結(jié)反偏集電結(jié)反偏特點(diǎn)：特點(diǎn)： 水平、等間隔水平、等間隔ICEO此時(shí)IC受控于IB；同時(shí)IC與UCE基本無(wú)關(guān)，可近似看成恒流。此區(qū)內(nèi)三極管具有電流放大作此區(qū)內(nèi)三極管具有電流放大作用用。（2）標(biāo)出e、b、c極，并判斷出該管是NPN型還是PNP型管。（3）估算其值。例 測(cè)得工作在放大狀態(tài)的三極管兩個(gè)電極的電流如圖2

6、.4所示。（1）求另一個(gè)電極的電流，并在圖中標(biāo)出實(shí)際方向。（1）求另一個(gè)電極的電流，并在圖中標(biāo)出實(shí)際方向。4.1mA 由于管腳的發(fā)射極電流為流出，故該管為NPN型管。 401 . 04BCII（2）標(biāo)出e、b、c極，并判斷出該管是NPN型還是PNP型管。4.1mAecb（3）由于IB = 0.1mA，IC = 4mA，故： 例 若測(cè)得放大電路中工作在放大狀態(tài)的三個(gè)三極管的三個(gè)電極對(duì)地電位U1、U2、U3分別為下述數(shù)值，試判斷它們是硅管還是鍺管？是NPN型還是PNP型？并確定c、b、e極。 (1) U1 = 2.5V U2 = 6V U3 = 1.8V (2) U1 = -6V U2 = -3V

7、 U3 = -2.7V (3) U1 = -1.7V U2 = -2V U3 = 0V硅管becNPN鍺管cebPNP鍺管bceNPN （a a） （b b） （c c） （d d） （a）發(fā)射結(jié)、集電結(jié)均反偏，管子截止。）發(fā)射結(jié)、集電結(jié)均反偏，管子截止。（b）發(fā)射結(jié)反偏、集電結(jié)正偏，管子截止）發(fā)射結(jié)反偏、集電結(jié)正偏，管子截止。（c）發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏，管子放大。）發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏，管子放大。（d）發(fā)射結(jié)、集電結(jié)均正偏，管子飽和。）發(fā)射結(jié)、集電結(jié)均正偏，管子飽和。二、輸出特性二、輸出特性圖圖 1.3.9NPN 三極管的輸出特性曲線三極管的輸出特性曲線IC / mAUCE /V100

8、A80A60 A40 A20 AIB = 0O 5 10 154321劃分三個(gè)區(qū)：截止區(qū)、劃分三個(gè)區(qū)：截止區(qū)、放大區(qū)和飽和區(qū)。放大區(qū)和飽和區(qū)。截止區(qū)截止區(qū)放放大大區(qū)區(qū)飽飽和和區(qū)區(qū)放放大大區(qū)區(qū)1. 截止區(qū)截止區(qū)IB 0 的的區(qū)域。區(qū)域。兩個(gè)結(jié)都處于反向偏兩個(gè)結(jié)都處于反向偏置。置。IB= 0 時(shí)，時(shí)，IC = ICEO。 硅管約等于硅管約等于 1 A，鍺管，鍺管約為幾十約為幾十 幾百微安。幾百微安。常數(shù)常數(shù) B)(CECIUfI截止區(qū)截止區(qū)截止區(qū)截止區(qū)2. 放大區(qū)：放大區(qū)：條件：條件：發(fā)射結(jié)正偏發(fā)射結(jié)正偏集電結(jié)反偏集電結(jié)反偏特點(diǎn)特點(diǎn)：各條輸出特性曲各條輸出特性曲線比較平坦，近似為水平線，線比較平坦

9、，近似為水平線，且等間隔。且等間隔。二、輸出特性二、輸出特性IC / mAUCE /V100 A80A60 A40 A20 AIB =0O 5 10 154321放放大大區(qū)區(qū)集電極電流和基極電流集電極電流和基極電流體現(xiàn)放大作用，即體現(xiàn)放大作用，即BC II 放放大大區(qū)區(qū)放放大大區(qū)區(qū)對(duì)對(duì) NPN 管管 UBE 0，UBC 0 UBC 0 。 特點(diǎn)特點(diǎn)：IC 基本上不隨基本上不隨 IB 而變化，在飽和區(qū)三極管失而變化，在飽和區(qū)三極管失去放大作用。去放大作用。 I C IB。 當(dāng)當(dāng) UCE = UBE，即，即 UCB = 0 時(shí)，稱時(shí)，稱臨界飽和臨界飽和，UCE UBE時(shí)稱為時(shí)稱為過(guò)飽和過(guò)飽和。飽和

10、管壓降飽和管壓降 UCES 0.4 V( (硅管硅管) )，UCES 0. 2 V( (鍺管鍺管) )飽飽和和區(qū)區(qū)飽飽和和區(qū)區(qū)飽飽和和區(qū)區(qū)1.3.4三極管的主要參數(shù)三極管的主要參數(shù)三極管的連接方式三極管的連接方式ICIE+C2+C1VEEReVCCRc( (b) )共基極接法共基極接法VCCRb+VBBC1TICIBC2Rc+( (a) )共發(fā)射極接法共發(fā)射極接法圖圖 1.3.10NPN 三極管的電流放大關(guān)系三極管的電流放大關(guān)系一、電流放大系數(shù)一、電流放大系數(shù)是表征管子放大作用的參數(shù)。有以下幾個(gè)：是表征管子放大作用的參數(shù)。有以下幾個(gè)：1. 共射電流放大系數(shù)共射電流放大系數(shù) BCII 2. 共射

11、直流電流放大系數(shù)共射直流電流放大系數(shù) 忽略穿透電流忽略穿透電流 ICEO 時(shí)，時(shí)，BCII 3. 共基電流放大系數(shù)共基電流放大系數(shù) ECII 4. 共基直流電流放大系數(shù)共基直流電流放大系數(shù) 忽略反向飽和電流忽略反向飽和電流 ICBO 時(shí)，時(shí)，ECII 和和 這兩個(gè)參數(shù)不是獨(dú)立的，而是互相聯(lián)系，關(guān)系為：這兩個(gè)參數(shù)不是獨(dú)立的，而是互相聯(lián)系，關(guān)系為： - - 1 1或或二、反向飽和電流二、反向飽和電流1. 集電極和基極之間的反向飽和電流集電極和基極之間的反向飽和電流 ICBO2.集電極和發(fā)射極之間的反向飽和電流集電極和發(fā)射極之間的反向飽和電流 ICEO( (a) )ICBO測(cè)量電測(cè)量電路路( (b)

12、 )ICEO測(cè)量電測(cè)量電路路ICBOceb AICEO Aceb 小功率鍺管小功率鍺管 ICBO 約為幾微約為幾微安；硅管的安；硅管的 ICBO 小，有的為納小，有的為納安數(shù)量級(jí)。安數(shù)量級(jí)。當(dāng)當(dāng) b 開(kāi)路時(shí)，開(kāi)路時(shí)， c 和和 e 之間的電流。之間的電流。CBOCEO)1(II 值愈大，則該管的值愈大，則該管的 ICEO 也愈大。也愈大。 圖圖 1.3.11反向飽和電流的測(cè)量電路反向飽和電流的測(cè)量電路三、三、 極限參數(shù)極限參數(shù)1. 集電極最大允許電流集電極最大允許電流 ICM 當(dāng)當(dāng) IC 過(guò)大時(shí)，三極管的過(guò)大時(shí)，三極管的 值要減小。在值要減小。在 IC = ICM 時(shí)，時(shí)， 值下降到額定值的三

13、分之二。值下降到額定值的三分之二。2. 集電極最大允許耗散功率集電極最大允許耗散功率 PCM過(guò)過(guò)損損耗耗區(qū)區(qū)安安全全 工工 作作 區(qū)區(qū) 將將 IC 與與 UCE 乘積等于乘積等于規(guī)定的規(guī)定的 PCM 值各點(diǎn)連接起值各點(diǎn)連接起來(lái)，可得一條雙曲線。來(lái)，可得一條雙曲線。ICUCE PCM 為過(guò)損耗區(qū)為過(guò)損耗區(qū)ICUCEOPCM = ICUCE安安全全 工工 作作 區(qū)區(qū)安安全全 工工 作作 區(qū)區(qū)過(guò)過(guò)損損耗耗區(qū)區(qū)過(guò)過(guò)損損耗耗區(qū)區(qū)圖圖 1.3.11三極管的安全工作區(qū)三極管的安全工作區(qū)3. 極間反向擊穿電壓極間反向擊穿電壓外加在三極管各電極之間的最大允許反向電壓。外加在三極管各電極之間的最大允許反向電壓。U

14、(BR)CEO：基極開(kāi)路：基極開(kāi)路時(shí)，集電極和發(fā)射極之間時(shí)，集電極和發(fā)射極之間的反向擊穿電壓。的反向擊穿電壓。U(BR)CBO：發(fā)射極開(kāi)：發(fā)射極開(kāi)路時(shí)，集電極和基極之間路時(shí)，集電極和基極之間的反向擊穿電壓。的反向擊穿電壓。安全工作區(qū)安全工作區(qū)同時(shí)要受同時(shí)要受 PCM、ICM 和和U(BR)CEO限制。限制。過(guò)過(guò)電電壓壓ICU(BR)CEOUCEO過(guò)過(guò)損損耗耗區(qū)區(qū)安安全全 工工 作作 區(qū)區(qū)ICM過(guò)流區(qū)過(guò)流區(qū)圖圖 1.3.11三極管的安全工作區(qū)三極管的安全工作區(qū)1.3.5PNP 型三極管型三極管放大原理與放大原理與 NPN 型基本相同，但為了保證發(fā)射結(jié)型基本相同，但為了保證發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，外加電源的極性與正偏，集電結(jié)反偏，外加電源的極性與 NPN 正好相反。正好相反。圖圖 1.3.13三極管外加電源的極性三極管外加電源的極性( (a) ) NPN 型型VCCVBBRCRb N NP