三極管特性及性能分析資料

1、 本章內(nèi)容(nirng)2.1 晶體管的基本特性2.2 三極管的性能檢測(cè) 2.3 共射放大電路 2.4 共集和共基放電電路 2.5 多級(jí)放大器 2.6 放大器主要性能參數(shù)的測(cè)試 2.7 低頻功率放大器 2.8 項(xiàng)目設(shè)計(jì)(放大電路的設(shè)計(jì)) 本章小結(jié)2022/7/251共二十二頁學(xué)習(xí)目標(biāo):晶體三極管是各類型放大電路中的重要組成部分，通過本章學(xué)習(xí)，主要應(yīng)掌握(zhngw)以下內(nèi)容：晶體管三極管的類型及管腳識(shí)別和測(cè)試方法晶體三極管的工作區(qū)及工作條件 晶體三極管共射放大電路的分析方法；共射、共集、共基三種放大器的性能特點(diǎn)；了解多級(jí)放大器的組成及分析方法。理解功率放大器特性及其分析方法。2022/7/25

2、2共二十二頁三極管是雙極型晶體管，屬于電流控制器件(qjin)一、晶體三極管(Semiconductor Transistor)1.三極管的外形、封裝塑料(slio)封裝、金屬封裝、陶瓷封裝2.1 晶體三極管的基本特性2022/7/253共二十二頁三極管的封裝形式是指三極管的外殼，是三極管的外形參數(shù)1）材料方面：三極管的封裝形式主要有金屬、陶瓷和塑料形式；2）結(jié)構(gòu)方面，三極管的封裝：TO，表示三極管的外形；3）裝配方式：通孔插裝（通孔式）、表面安裝（貼片式）和直接(zhji)安裝；4）引腳形狀有長引線直插、短引線或無引線貼片裝等。常用三極管的封裝形式有TO92、TO126、TO3、TO220T

3、O等 2、三極管的封裝:2022/7/254共二十二頁二、結(jié)構(gòu)、符號(hào)(fho)和分類NNP發(fā)射極 E基極(j j) B集電極 C發(fā)射結(jié)集電結(jié) 基區(qū) 發(fā)射區(qū) 集電區(qū)emitterbasecollectorNPN 型ECBPPNEBCPNP 型ECB2022/7/255共二十二頁分類：按材料分：硅管、鍺管按結(jié)構(gòu)分： NPN、 PNP按使用頻率(pnl)分：低頻管、高頻管按功率分：小功率管 1 W2022/7/256共二十二頁三、晶體三極管電流(dinli)放大原理1. 三極管放大(fngd)的條件內(nèi)部條件發(fā)射區(qū)摻雜濃度高基區(qū)薄且摻雜濃度低集電結(jié)面積大外部條件發(fā)射結(jié)正偏集電結(jié)反偏2022/7/257

4、共二十二頁2. 滿足放大條件(tiojin)的三種電路uiuoCEBECBuiuoECBuiuo共發(fā)射極共集電極共基極2022/7/258共二十二頁3. 三極管內(nèi)部(nib)載流子的傳輸過程1) 發(fā)射區(qū)向基區(qū)注入多子電子， 形成(xngchng)發(fā)射極電流 IE。I CN多數(shù)向 BC 結(jié)方向擴(kuò)散形成 ICN。IE少數(shù)與空穴復(fù)合，形成 IBN 。I BN基區(qū)空穴來源基極電源提供(IB)集電區(qū)少子漂移(ICBO)I CBOIBIBN IB + ICBO即：IB = IBN ICBO 3) 集電區(qū)收集擴(kuò)散過來的載流子形成集電極電流 ICICI C = ICN + ICBO 2)電子到達(dá)基區(qū)后(基區(qū)空

5、穴運(yùn)動(dòng)因濃度低而忽略)2022/7/259共二十二頁4. 三極管的電流(dinli)分配關(guān)系當(dāng)管子制成后，發(fā)射區(qū)載流子濃度、基區(qū)寬度(kund)、集電結(jié)面積等確定，故電流的比例關(guān)系確定，即：IB = I BN ICBO IC = ICN + ICBOIE = IC + IB穿透電流2022/7/2510共二十二頁5、晶體管的電流放大(fngd)作用基極輸入端接入一個(gè)小的輸入信號(hào)(xnho)電壓ui,則由于發(fā)射結(jié)兩端電壓的變化引起了基極電流的變化，集電極電流也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，他們的變化量分別用IB和IC表示。IC和IB的比值稱為共發(fā)射極交流電流放大系數(shù)，用 表示為：2022/7/2511共二十

6、二頁晶體管輸入特性(txng)與輸出特性(txng)的測(cè)試電路 2.1.2 晶體管的特性(txng)曲線 2022/7/2512共二十二頁一、輸入(shr)特性輸入(shr)回路輸出回路與二極管特性相似RCUCCiBIERB+uBE+uCEUBBCEBiC+iBRB+uBEUBB+O特性基本重合(電流分配關(guān)系確定)特性右移(因集電結(jié)開始吸引電子)導(dǎo)通電壓 UBE(on)硅管： (0.6 0.8) V鍺管： (0.2 0.3) V取 0.7 V取 0.2 VUBB+RB集電極反偏，拉動(dòng)電子越過集電結(jié)，形成IC2022/7/2513共二十二頁二、輸出特性iC / mAuCE /V50 A40 A3

7、0 A20 A10 AIB = 0O 2 4 6 8 4321截止(jizh)區(qū)： IB 0 IC = ICEO 0條件：兩個(gè)結(jié)反偏2. 放大(fngd)區(qū)：3. 飽和區(qū)：uCE u BEuCB = uCE u BE 0條件：兩個(gè)結(jié)正偏特點(diǎn)：IC IB臨界飽和時(shí)： uCE = uBE深度飽和時(shí)：0.3 V (硅管)UCE(SAT)=0.1 V (鍺管)放大區(qū)截止區(qū)飽和區(qū)條件：發(fā)射結(jié)正偏 集電結(jié)反偏特點(diǎn)：水平、等間隔ICEO2022/7/2514共二十二頁三、溫度對(duì)特性(txng)曲線的影響1. 溫度升高(shn o)，輸入特性曲線向左移。溫度每升高 1C，UBE (2 2.5) mV。溫度每升

8、高 10C，ICBO 約增大 1 倍。2. 溫度升高，輸出特性曲線向上移。OT1T2 iCuCE T1iB = 0T2 iB = 0溫度每升高 1C， (0.5 1)%。輸出特性曲線間距增大O2022/7/2515共二十二頁例2-1圖示電路，晶體三極管V為硅管，40，VCC6V，RC3k，RB62k。輸入電壓ui為方波脈沖(michng)：低電平UIL0V，高電平UIH4V。畫出輸入電壓為高、低電平時(shí)的等效電路，并求相應(yīng)的輸出電壓uO。2022/7/2516共二十二頁ui=4V時(shí)的等效電路ui=0時(shí)等效電路2022/7/2517共二十二頁例2-2 如圖所示電路，晶體三極管V為硅管，50，VCC

9、12V，RC3k，RE1k。判斷在下列情況下晶體三極管所處的工作狀態(tài)，并求出相應(yīng)的開路(kil)電壓Uo 。1）RB10k2）RB 150k3）RB 300k2022/7/2518共二十二頁2.1.3 晶體(jngt)三極管的主要參數(shù)一、電流(dinli)放大系數(shù)1. 共發(fā)射極電流放大系數(shù)iC / mAuCE /V50 A40 A30 A20 A10 AIB = 0O 2 4 6 8 4321 直流電流放大系數(shù) 交流電流放大系數(shù)一般為幾十 幾百2. 共基極電流放大系數(shù) 1 一般在 0.98 以上。 Q二、極間反向飽和電流CB 極間反向飽和電流 ICBO，CE 極間反向飽和電流 ICEO。202

10、2/7/2519共二十二頁三、極限(jxin)參數(shù)1. ICM 集電極最大允許(ynx)電流，超過時(shí) 值明顯降低。U(BR)CBO 發(fā)射極開路時(shí) C、B 極間反向擊穿電壓。2. PCM 集電極最大允許功率損耗PC = iC uCE。3. U(BR)CEO 基極開路時(shí) C、E 極間反向擊穿電壓。U(BR)EBO 集電極極開路時(shí) E、B 極間反向擊穿電壓。U(BR)CBO U(BR)CEO U(BR)EBO例：已知:ICM = 20 mA, PCM = 100 mW，U(BR)CEO = 20 V，當(dāng) UCE = 10 V 時(shí)，IC mA當(dāng) UCE = 1 V，則 IC mA當(dāng) IC = 2 mA，則 UCE V 102020iCICMU(BR)CEOuCEPCMOICEO安全 工 作 區(qū)2022/7/2520共二十二頁2.1.4 晶體管的命名方法 請(qǐng)同學(xué)查資料完成(wn chng)作業(yè)：P40 思考與練習(xí) 1-6題（請(qǐng)交回）P68 習(xí)題 2-2 2-32022/7/2521共二十二頁內(nèi)容摘要本章內(nèi)容。2022/2/25。晶體三極管是各類型放大電路中的重要組成部分，通過本章學(xué)習(xí)，主要應(yīng)掌握以下內(nèi)容：。晶體三極管的工作區(qū)及工作條件。1）材料方面：三極管的封裝形式主要有金屬、陶瓷和塑料形式。3）裝配方式：通孔插裝（通孔式）、表面安裝（貼片式）和直接安裝。按結(jié)構(gòu)分： NPN、