三极管工作原理(详解)PPT格式课件下载.ppt

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路的高频特性；

难点难点1.H参数小信号等效电路的分析和计算；

参数小信号等效电路的分析和计算；

2.放大电路的频率特性及高频响应放大电路的频率特性及高频响应;

3.组合放大电路的分析和计算。

组合放大电路的分析和计算。

4.1半导体三极管半导体三极管4.1.1BJT的结构简介的结构简介4.1.2放大状态下放大状态下BJT的工作原理的工作原理4.1.3BJT的的VI特性曲线特性曲线4.1.4BJT的主要参数的主要参数按频率分：

高频管、低频管；

按频率分：

按功率分：

小、中、大功率管；

按半导体材料分：

硅、锗管；

4.1.1BJT的结构简介的结构简介BJT的类型的类型：

按结构分：

NPNNPN和和PNPPNP管；

管；

4.1.1BJT的结构简介的结构简介（a）小功率管小功率管（b）小功率管小功率管（c）大功率管大功率管（d）中功率管中功率管半导体三极管的结半导体三极管的结构示意图如图所示。

构示意图如图所示。

它有两种类型它有两种类型:

NPN型型和和PNP型。

型。

4.1.1BJT的结构简介的结构简介（a）NPN型管结构示意图型管结构示意图（b）PNP型管结构示意图型管结构示意图（c）NPN管的电路符号管的电路符号（d）PNP管的电路符号管的电路符号集成电路中典型集成电路中典型NPNNPN型型BJTBJT的截面图的截面图4.1.1BJT的结构简介的结构简介结构特点：

结构特点：

发射区的掺杂浓度最高；

集电区掺杂浓度低于发射区，且面积大；

基区很薄，一般在几个微米至几十个微米，且基区很薄，一般在几个微米至几十个微米，且掺杂浓度最低。

掺杂浓度最低。

三极管的放大作用是在一定的外部条件控制下，通过载流三极管的放大作用是在一定的外部条件控制下，通过载流子传输体现出来的。

子传输体现出来的。

外部条件：

发射结正偏发射结正偏集电结反偏集电结反偏4.1.2放大状态下放大状态下BJT的工作原理的工作原理1.内部载流子的传输过程发射区：

发射载流子发射区：

发射载流子集电区：

收集载流子集电区：

收集载流子基区：

传送和控制载流子基区：

传送和控制载流子（以（以NPNNPN为例）为例）由于三极管内有两种载流子由于三极管内有两种载流子（自自由电子和空穴由电子和空穴）参与导电，故称为双参与导电，故称为双极型三极管或极型三极管或BJTBJT（BipolarJunctionTransistor）。

IC=ICN+ICBOIB=IEP+IBN-ICBO=IEP+IEN-ICNICBO=IE-IC放大状态下放大状态下BJTBJT中载流子的传输过程中载流子的传输过程IE=IEN+IEP2.电流分配关系根据传输过程可知根据传输过程可知IC=ICN+ICBO通常通常ICICBO为电流放大系数。

它只为电流放大系数。

它只与管子的结构尺寸和掺杂浓度与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与外加电压无关。

一般有关，与外加电压无关。

一般=0.90.99。

IE=IB+IC放大状态下放大状态下BJTBJT中载流子的传输过程中载流子的传输过程4.1.2放大状态下放大状态下BJT的工作原理的工作原理是另一个电流放大系数。

同样，它也只与管是另一个电流放大系数。

同样，它也只与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与外加电压无关。

子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与外加电压无关。

一般一般1。

根据根据IE=IB+ICIC=ICN+ICBO且令且令ICEO=（1+）ICBO（穿透电流）（穿透电流）2.电流分配关系电流分配关系4.1.2放大状态下放大状态下BJT的工作原理的工作原理3.三极管的三种组态三极管的三种组态共集电极接法共集电极接法，集电极作为公共电极，用，集电极作为公共电极，用CC表示。

表示。

共基极接法共基极接法，基极作为公共电极，用基极作为公共电极，用CB表示；

表示；

共发射极接法共发射极接法，发射极作为公共电极，用，发射极作为公共电极，用CE表示；

BJT的三种组态的三种组态4.1.2放大状态下放大状态下BJT的工作原理的工作原理共基极放大电路共基极放大电路4.放大作用放大作用若若vI=20mV电压放大倍数电压放大倍数使使iE=-1mA，则则iC=iE=-0.98mA，vO=-iCRL=0.98V，当=0.98时，时，4.1.2放大状态下放大状态下BJT的工作原理的工作原理综上所述，三极管的放大作用，主要是依综上所述，三极管的放大作用，主要是依靠它的发射极电流能够通过基区传输，然后到靠它的发射极电流能够通过基区传输，然后到达集电极而实现的。

达集电极而实现的。

实现这一传输过程的两个条件是：

（1）内部条件：

内部条件：

发射区杂质浓度远大于基区发射区杂质浓度远大于基区杂质浓度，且基区很薄。

杂质浓度，且基区很薄。

（2）外部条件：

发射结正向偏置，集电结反发射结正向偏置，集电结反向偏置。

向偏置。

4.1.2放大状态下放大状态下BJT的工作原理的工作原理4.1.3BJT的的V-I特性曲线特性曲线iB=f（vBE）vCE=const

（2）当当vCE1V时，时，vCB=vCE-vBE0，集电结已进入反偏状态，开始收集电结已进入反偏状态，开始收集电子，基区复合减少，同样的集电子，基区复合减少，同样的vBE下下IB减小，特性曲线右移。

减小，特性曲线右移。

（1）当当vCE=0V时，相当于发射结的正向伏安特性曲线。

时，相当于发射结的正向伏安特性曲线。

1.输入特性曲线输入特性曲线（以共射极放大电路为例）（以共射极放大电路为例）共射极连接共射极连接饱和区：

饱和区：

iC明显受明显受vCE控制的区域，控制的区域，该区域内，一般该区域内，一般vCE0.7V（硅管硅管）。

此时，此时，发射结正偏，集电结正偏或反发射结正偏，集电结正偏或反偏电压很小偏电压很小。

iC=f（vCE）iB=const2.输出特性曲线输出特性曲线输出特性曲线的三个区域输出特性曲线的三个区域:

截止区：

iC接近零的区域，相当接近零的区域，相当iB=0的曲线的下方。

此时，的曲线的下方。

此时，vBE小于死区小于死区电压电压。

放大区：

iC平行于平行于vCE轴的区域，曲轴的区域，曲线基本平行等距。

此时，线基本平行等距。

此时，发射结正偏，发射结正偏，集电结反偏集电结反偏。

4.1.3BJT的的V-I特性曲线特性曲线

（1）共发射极直流电流放大系数共发射极直流电流放大系数=（ICICEO）/IBIC/IBvCE=const1.电流放大系数电流放大系数4.1.4BJT的主要参数的主要参数与与iC的关系曲线的关系曲线

（2）共发射极交流电流放大系数共发射极交流电流放大系数=IC/IBvCE=const1.电流放大系数电流放大系数（3）共基极直流电流放大系数共基极直流电流放大系数=（ICICBO）/IEIC/IE（4）共基极交流电流放大系数共基极交流电流放大系数=IC/IEvCB=const当当ICBO和和ICEO很小时，很小时，、，可以不，可以不加区分。

加区分。

4.1.4BJT的主要参数的主要参数2.极间反向电流极间反向电流

（1）集电极基极间反向饱和电流集电极基极间反向饱和电流ICBO发射极开发射极开路时，集电结的反向饱和电流。

路时，集电结的反向饱和电流。

4.1.4BJT的主要参数的主要参数

（2）集电极发射极间的反向饱和电流集电极发射极间的反向饱和电流ICEOICEO=（1+）ICBO2.极间反向电流极间反向电流4.1.4BJT的主要参数的主要参数

（1）集电极最大允许电流集电极最大允许电流ICM

（2）集电极最大允许功率损耗集电极最大允许功率损耗PCMPCM=ICVCE3.极限参数极限参数4.1.4BJT的主要参数的主要参数3.极限参数极限参数（3）反向击穿电压反向击穿电压V（BR）CBO发射极开路时的集电结反发射极开路时的集电结反向击穿电压。

向击穿电压。

V（BR）EBO集电极开路时发射结的反集电极开路时发射结的反向击穿电压。

V（BR）CEO基极开路时集电极和发射基极开路时集电极和发射极间的击穿电压。

极间的击穿电压。

几个击穿电压有如下关系几个击穿电压有如下关系V（BR）CBOV（BR）CEOV（BR）EBO4.1.4BJT的主要参数的主要参数4.1.5温度对温度对BJT参数及特性的影响参数及特性的影响

（1）温度对温度对ICBO的影响的影响温度每升高温度每升高10，ICBO约增加一倍。

约增加一倍。

（2）温度对温度对的影响的影响温度每升高温度每升高1，值约增大值约增大0.5%1%。

（3）温度对反向击穿电压温度对反向击穿电压V（BR）CBO、V（BR）CEO的影响的影响温度升高时，温度升高时，V（BR）CBO和和V（BR）CEO都会有所提高。

都会有所提高。

2.温度对温度对BJT特性曲线的影响特性曲线的影响1.温度对温度对BJT参数的影响参数的影响讨论一讨论一1、分别分析、分别分析uI=0V、5V时时T是工作在截止状态还是导通状态；

是工作在截止状态还是导通状态；

2、已知、已知T导通时的导通时的UBE0.7V，若当若当uI=5V，则，则在什么范围内在什么范围内T处于放大状态，在什么范围内处于放大状态，在什么范围内T处于饱和状态？

处于饱和状态？

通过通过uBE是否大于是否大于Uon判断管子判断管子是否导通。

是否导通。

临界饱和时的临界饱和时的讨论二讨论二由由图示特性求出图示特性求出PCM、ICM、U（BR）CEO、。

2.7iCuCE=1V时的时的iC就是就是ICMU（BR）CEOend4.2.1电路组成电路组成4.2.2共射放大电路的工作原理共射放大电路的工作原理4.2.3两种实用放大电路两种实用放大电路4.2共射极放大电路共射极放大电路4.2.1电路组成电路组成输入回路（基极回路）输入回路（基极回路）输出回路（集电极回路）输出回路（集电极回路）习惯画法习惯画法共射极基本放大电路共射极基本放大电路习惯画法习惯画法4.2.1电路组成电路组成4.2.2共射放大电路的工作原理共射放大电路的工作原理Vi=0Vi=Vsint1.简单的工作原理简单的工作原理2.静态静态电路处于静态时，三极管三个电极的电压、电电路处于静态时，三极管三个电极的电压、电流在特性曲线上确定为一点，称为流在特性曲线上确定为一点，称为静态工作点静态工作点，常称为常称为Q点。

一般用点。

一般用IB、IC和和VCE（或（或IBQ、ICQ和和VCEQ）表示。

#思考题：

思考题：

放大电路为什么要建立正确的静态放大电路为什么要建立正确的静