第二章-晶体管PPT格式课件下载.ppt

1、2.2.1 晶体管处于放大状态的工作条件晶体管处于放大状态的工作条件内部条件内部条件发射区重掺杂、基区很薄、集电结面积大发射区重掺杂、基区很薄、集电结面积大外部条件外部条件 发射结正偏发射结正偏集电结反偏集电结反偏 晶体管的基本功能是对信号进行放大，要使晶体管的基本功能是对信号进行放大，要使晶体管具有放大作用，除了满足内部条件，还必晶体管具有放大作用，除了满足内部条件，还必须满足外部条件。须满足外部条件。2.2 晶体管的电流放大作用晶体管的电流放大作用即在满足内部结构要求的前提下，三极管要实现即在满足内部结构要求的前提下，三极管要实现放大，必须连接成如下形式：放大，必须连接成如下形式：e区区c

2、区区b区区e结结C结结ecbNNPVBBVCCRbRcVBEVCBVCE例：共发射极接法例：共发射极接法三极管在工作时要三极管在工作时要加上适当的直流偏加上适当的直流偏置电压。置电压。集电结反偏集电结反偏：由由VBB保证保证由由VCC、VBB保证保证VCB=VCE-VBE 0发射结正偏发射结正偏：放大状态下的偏置要求放大状态下的偏置要求vNPNNPN管管 UC UB UE UC UEUBvPNPPNP管管 UC UB UE UC UEUB三极管内部载流子运动分为三个过程：（以三极管内部载流子运动分为三个过程：（以NPN为例）为例）VCCeCecbNNPVBBRbRc例：共发射极接法IENIEP

3、（1 1）发射区向基区注入）发射区向基区注入电子，从而形成发电子，从而形成发射极电流射极电流I IE E。2.2.2 晶体管的工作原理晶体管的工作原理1.放大状态下晶体管中载流子的运动放大状态下晶体管中载流子的运动三极管内部载流子运动分为三个过程：三极管内部载流子运动分为三个过程：（1 1）发射区向基区注入）发射区向基区注入电子，从而形成发电子，从而形成发射极电流射极电流I IE E。VCCececbNNPVBBRbRc例：共发射极接法IE=IEN+IEPIEN三极管内部载流子运动分为三个过程：（1 1）发射区向基区注入电子，从）发射区向基区注入电子，从而形成发射极电流而形成发射极电流I IE

4、 E。共发射极接法IE（2 2）在基区中）在基区中多数电子继续向多数电子继续向集电结扩散；集电结扩散；少数电子与基区少数电子与基区空穴相复合，形成空穴相复合，形成I IB B电流。电流。IB复合IBEIBE三极管内部载流子运动分为三个过程：共发射极接法IE（2 2）在基区中）在基区中电子继续向集电结扩散；电子继续向集电结扩散；少数电子与基区空穴相复少数电子与基区空穴相复合，形成合，形成I IB B电流。IB（3 3）集电区收集大部）集电区收集大部分的电子，形成分的电子，形成I IC C电流。ICICNICNIBE三极管内部载流子运动分为三个过程：IB（3 3）集电区收集大部分的电子，）集电区收

5、集大部分的电子，形成形成I IC C电流。IC另外，集电区的少子形另外，集电区的少子形成反向饱和电流成反向饱和电流ICBOICBOICNIBECUceNPNbUBBRB图图2 晶体管内载流子的运动和各极电流晶体管内载流子的运动和各极电流RCC15VcICeIENPNIBRCUCCUBBRBICBO15VbIBNIEPIENICN图图2 晶体管内载流子的运动和各极电流晶体管内载流子的运动和各极电流在发射结处在发射结处v发射结正偏发射结正偏，扩散运动扩散运动漂移运动漂移运动。v发射区和基区发射区和基区多子多子（电子和空穴）的相互（电子和空穴）的相互注注入入。但。但发射区发射区（e e区）高掺杂区）

6、高掺杂，向，向P区的区的多子多子扩散（电子）扩散（电子）为主（为主（IEn）,另有另有P区向区向N区的区的多子（空穴）扩散，故相互注入是不对称的。多子（空穴）扩散，故相互注入是不对称的。扩散扩散（IEP）可忽略。可忽略。v以上构成了以上构成了发射结电流的主体发射结电流的主体。在基区内在基区内v基区很薄基区很薄。v一部分一部分（N区扩散到区扩散到P区的）区的）不平衡载流不平衡载流子（电子）子（电子）与基区内的空穴（多子）的与基区内的空穴（多子）的复合复合运动（运动（复合电流复合电流I IBNBN）。）。v大多数不平衡载流子连续扩散到集电结大多数不平衡载流子连续扩散到集电结边缘处。边缘处。v以上构

7、成了以上构成了基极电流基极电流的主体。的主体。在集电结处在集电结处v集电结反偏集电结反偏。v故故 漂移运动扩散运动漂移运动扩散运动。v集电结（集电结（自建电场自建电场）对非平衡载流子）对非平衡载流子（电子）的强烈吸引作用（电子）的强烈吸引作用（收集作用收集作用）形）形成成ICN。v另外有基区和集电区本身的另外有基区和集电区本身的少子漂移少子漂移（电子和空穴）（电子和空穴），形成，形成反向饱和漏电流反向饱和漏电流ICBO。非平衡载流子传输三步曲非平衡载流子传输三步曲（以以NPN为例为例）发射区向基区的发射区向基区的多子注入（扩散运动）多子注入（扩散运动）为主为主基区的基区的复合复合和和继续扩散继

8、续扩散集电结对集电结对非平衡载流子的收集为主（漂移运动）非平衡载流子的收集为主（漂移运动）晶体管工作的内部机理：晶体管工作的内部机理：-“非平衡载流子非平衡载流子”的传输的传输 IEIBIC IE扩散运动形成的电流扩散运动形成的电流 IB复合运动形成的电流复合运动形成的电流 IC漂移运动形成的电流漂移运动形成的电流直流电流直流电流放大系数放大系数交流电流放大系数交流电流放大系数2.电流分配关系电流分配关系全面描述晶体管各极电流与极间电压关系的曲线。全面描述晶体管各极电流与极间电压关系的曲线。图图3 晶体管特性曲线测试电路晶体管特性曲线测试电路2.3 晶体管伏安特性曲线及参数晶体管伏安特性曲线及

9、参数 2.3.1 晶体管共发射极特性曲线晶体管共发射极特性曲线 1.共发射极输入特性曲线共发射极输入特性曲线uCE=0VuCE 1VuBE/V图图4 共射输入特性曲线共射输入特性曲线（1）当当uCE=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。（2）当当0uCEICM时，虽然管子不致于损坏，时，虽然管子不致于损坏，但但值已经明显减小。值已经明显减小。3 集电极最大允许耗散功率集电极最大允许耗散功率PCM PCM 表示集电极上允许损耗功率的最大表示集电极上允许损耗功率的最大值。超过此值就会使管子性能变坏或烧毁。值。PCM=ICUCE图图7 共射极放大电路共射极放大

10、电路2.4.1 放大电路的组成放大电路的组成2.4 晶体管放大电路的放大原理晶体管放大电路的放大原理需要放大的信号需要放大的信号Ui为交流小信号为交流小信号VBB、Rb：使：使UBE Uon，且有合适的且有合适的IB。VCC：使使UCEUBE，同时作为，同时作为负载的能源负载的能源。Rc：将：将iC转换成转换成uCE（uo）。放大时静态工作状态：（当（当ui=0时）时）v基极电源基极电源VBB使晶体管使晶体管b-e间电压间电压UBEUBE（on）v集电极电源集电极电源VCC应足够高，应足够高，使晶体管的集电结反向偏使晶体管的集电结反向偏置，以保证晶体管工作在置，以保证晶体管工作在放大状态放大状

11、态；v集电极电流集电极电流IC=IB vc-e间电压间电压UCE=VCC-ICRC 静态时放大电路只有直流分量。静态时放大电路只有直流分量。放大时动态工作状态：（当（当ui不为不为0时）时）v输入回路中，静态基础上产生动态的输入回路中，静态基础上产生动态的基极电流基极电流ib；v输出回路中，产生动态电流输出回路中，产生动态电流ic；v集电极电阻集电极电阻RC将集电极电流的变化将集电极电流的变化转化为电压的变化，使得管压降产生转化为电压的变化，使得管压降产生变化变化v管压降管压降uce的变化量就是输出动态电压的变化量就是输出动态电压uO v若电路参数选择得当，若电路参数选择得当，uO的幅度将比的

12、幅度将比ui大得多，且波形形状相同，从而达大得多，且波形形状相同，从而达到放大的目的到放大的目的 动态信号作用时：动态信号作用时：动态时电路中的信号为交直流分量的叠加。对各种物理量的表示方法作如下规定对各种物理量的表示方法作如下规定：v直流量：字母大写，下标大写，如：直流量：IB、IC、UBE、UCE。v交流量：字母小写，下标小写，如：交流量：ib、ic、ube、uce。v交流量的有效值：字母大写，下标小写，如：交流量的有效值：Ib、Ic、Ube、Uce。v瞬时值（直流量与交流量的叠加量）：字母小写，下标大写，瞬时值（直流量与交流量的叠加量）：字母小写，下标大写，如：如：iB、iC、uBE、uCE。输入电压输入电压ui为零，即直流电源单独作用时晶体管各极的为零，即直流电源单独作用时晶体管各极的电流、电流、b-e间的电压、管压降称为静态工作点间的电压、管压降称为静态工作点Q，记作，记作IBQ、ICQ（IEQ）、）、UBEQ、UCEQ。2.4.2 静态工作点的作用静态