電子技術 模擬部分 第四節(jié) 半導體三極管

半導體三極管的結構示意圖如圖所示。它有兩種類型:NPN型和PNP型。兩種類型的三極管發(fā)射結(Je)

集電結(Jc)

基極，用B或b表示（Base）

發(fā)射極，用E或e表示（Emitter）；集電極，用C或c表示（Collector）。

發(fā)射區(qū)集電區(qū)基區(qū)三極管符號第四節(jié)半導體三極管一、三極管的結構與符號

結構特點：?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；?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。管芯結構剖面圖二、三極管的電流放大作用1、電流放大的原因

三極管的放大作用在一定的外部條件控制下，通過載流子傳輸體現(xiàn)出來

內(nèi)部條件：內(nèi)部結構上的特點 外部條件：發(fā)射結正向偏置，集電結反向偏置2.內(nèi)部載流子的傳輸過程發(fā)射區(qū)：發(fā)射載流子集電區(qū)：收集載流子基區(qū)：傳送和控制載流子（以NPN為例）

載流子為自由電子3、實際偏置電路IcIEIBRBEBECRCNNP一般參數(shù)EC

>

EBRB

>

RC三極管的電流分配關系：

IE=IB+IC而且IC》IB

，△IC》△IB

IC=IB

；IE=(1+)IB

；

iC=

iB

；

iE=(1+)iB

；三極管的交流放大系數(shù)：

=△IC/△IB

三極管的直流放大系數(shù)：

=IC/IB

三、三極管的特性曲線

極間電壓和各極電流之間的關系；包括輸入特性和輸出特性兩組；

BCIBRBEBECRCIcIEE輸入回路：EB

、RB

、B、E；輸出回路：EC

、RC

、C、E；共射電路UCEUBEV1、輸入特性IB=f（UBE

）|UCE=常數(shù)2、輸出特性IC=f（UCE

）|IB=常數(shù)從輸出特性曲線上，將三極管劃分為三個工作區(qū)：

截止區(qū)、放大區(qū)、飽和區(qū)；輸入特性曲線（UCE=1V）UBE(v)IB(uA）UCE

10.20.40.60.8截止區(qū)（1）截止區(qū)

UBE小于死區(qū)電壓（或發(fā)射結反偏）

IB=0；IC=ICEO

（穿透電流）；（2）放大區(qū)

發(fā)射結正偏，集電結反偏：

IC與UCE

幾乎無關；

IC大小IB控制；

△IC》△IB

定義

=△IC/△IB=IC/IB

）

UBE

：硅0.7v;鍺0.3v（3）飽和區(qū)

UBE>UCE

（集電結正偏）：集電極飽和電流ICS<IB

；

IC大小不再受IB控制；

ICS=（EC-UCES

）/RC

；ICS=IBSUBCIBRBEBECRCIcIEEUCEUBEV四、主要參數(shù)1、交流放大倍數(shù)與支流放大倍數(shù)2、ICBO

集電極-基極反向飽和電流：受溫度影響較大，是影響管子工作特性的主要因素；3、ICEO

穿透電流：受溫度影響較大，是影響管子工作特性的主要因素；4、幾個極限參數(shù)：

ICM：集電極最大電流；

UCEO：

集-射反向擊穿電壓；

PCM：集電極最大允許功耗；五、溫度對參數(shù)的影響1、對ICEO和ICBO的影響；2、：溫度升高1℃，值增大0.5%~1%;3、對UBE的影響：溫度升高1℃，UBE

約下降2~2.5mv;4、溫度升高，IC值增大;

第五節(jié)基本放大電路一、放大器的一般概念電壓放大器功率放大器直流電源話筒揚聲器晶體管放大器AUUOUi=電壓放大器+-RSUSUiUoRL1122AUUOUi=電壓放大倍數(shù)電壓放大器的基本要求：

具有足夠高的電壓放大倍數(shù)，盡可能小的失真。1、例子：2、電壓放大器

AU

UiUo電壓放大器框圖二、放大器的組成放大電路說明：

1、必須保證三極管處于放大狀態(tài)：發(fā)射結正偏，集電結反偏；

2、耦合電容：隔直通交，交流耦合；C1+RBEBECRCIEUi+C2UoRL（1）VC1+RBECRCIEUi+C2UoRL（2）VC1+RB+UCCRCIEUi+C2RL（3）放大電路的電位圖VUo三、靜態(tài)分析（ui=0,各部分電壓、電流均為直流)1、輸入回路（1）UBE

=0.7V(硅管);0.3(鍺管)RCIEV+UCCRBICIBUCEUBEUCC-UBE（2）

IB

=RBUCCRB≈2、輸出回路（1）IC

≈

IB

或(IC

=

IB)（2）UCE=UCC-ICRC靜態(tài)工作點：靜態(tài)工作狀態(tài)時IB

、IC

和UCE

的數(shù)值。注意事項：靜態(tài)分析時各個電量的書寫方法。必須用大寫字母和大寫下標表示。Vi=0四、動態(tài)分析（ui≠0)C1+RB+UCCRCIEUi+C2RLVUo1、輸入端（1）

uBE

=UBE+ui

；（2）iB=IB+ib=IB+

ibmsinwt

;2、輸出端（1）iC=IC

+ic

=IC+icmsinwt

（2）uCE=UCE+uce

UCE

=UCC-ICRC

uce

=-icRC

=IcmRCsinwt=Ucemsin(wt-180o)（3）uo

=uce=Ucemsin(wt-180o)；ui=Umsint五、波形失真與靜態(tài)工作點的關系1、截止失真(IB太小)ui=Umsint（1）失真原因

RB很大，使得靜態(tài)工作點太低，位于三極管截止區(qū)；（2）避免措施設法提高管子的靜態(tài)工作點，如減小RB。C1+RB+UCCRCIEUi+C2RL（3）放大電路的電位圖VUo2、飽和失真（IB太大，接近ICS）ui=UmsintIcs（1）失真原因

RB太小，使得靜態(tài)工作點過高，(IB太大)，位于或靠近三極管飽和區(qū)使得IC=ICES

；（2）避免措施

設法降低管子的靜態(tài)工作點，如增加RB。六、靜態(tài)工作點的穩(wěn)定

當環(huán)境條件如溫度等變化時，無法維持合適的靜態(tài)工作點。可以很好的穩(wěn)定靜態(tài)工作點。1、使I1》IB

，則UB基本穩(wěn)定。2、使UB》UBE

，則IC、IB基本穩(wěn)定。C1+RB+UCCRCIEUi+C2RLVUo固定偏置放大電路C1+RB1+UCCRCUi+C2RLVUoIECE+RERB2IBICI1分壓式偏置放大電路CE為交流旁路電容UB溫度ICIEREUBE

ICIB

電路穩(wěn)定靜態(tài)工作點的過程（反饋）