第三章 双极型三极管及放大电路基础

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模拟电子技术基础第三章 双极型三极管及放大电路基础

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重点知识双极型三极管BJT 一、双极型三极管 二、基本共射极放大电路 三、放大电路的分析方法 四、放大电路静态工作点的稳定问题 五、共集电极、共基极放大电路 共集电极、 组合(多级) 六、组合(多级)放大电路

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双极型三极管BJT 一、双极型三极管BJT的结构简介 的结构简介

小功率管

中功率管

大功率管

多子浓度高 多子浓度很 低，且很薄

面积大

晶体管有三个极、三个区、两个 结 晶体管有三个极、三个区、两个PN结。

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双极型三极管BJT 一、双极型三极管BJT的放大原理 的放大原理少数载 流子的 运动

uBE > U ON 放大的条件 uCB ≥ 0,即 uCE ≥ uBE因集电区面积大， 因集电区面积大，在外电场作用下大 部分扩散到基区的电子漂移到集电区 BJT放大的条件 放大的条件： BJT放大的条件：

发射结正向偏置； 发射结正向偏置； 因基区薄且多子浓度低， 因基区薄且多子浓度低，使极少 数扩散到基区的电子与空穴复合 集电结反向偏置。 集电结反向偏置。因发射区多子浓度高使大量 电子从发射区扩散到基区 基区空穴 的扩散

扩散运动形成发射极电流I 扩散运动形成发射极电流 E,复合运动形成 基极电流I 漂移运形成集电极电流I 基极电流 B,漂移运形成集电极电流 C。

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双极型三极管BJT 一、双极型三极管BJT电流分配关系 电流分配关系根据传输过程可知IE IB IC

IE=IB+ IC

IC= InC+ ICBO

传输到集电极的电流 设 α= 发射极注入电流 I nC 即 α= IE IC 通常 IC >> ICBO 则有 α ≈ IE

α 为电流放大系数。 为电流放大系数。它只与管子的结构尺寸和 掺杂浓度有关， 掺杂浓度有关，与外加电 压无关。 压无关。一般 α = 0.9～0.99 。 ～

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双极型三极管BJT 一、双极型三极管BJT电流分配关系 电流分配关系1 α I 根据 IE=IB+ IC IC= InC+ ICBO α = nC IE 穿透电流) 且令 ICEO= (1+ β ) ICBO (穿透电流)I C I CEO 则 β= IB IC 当 I C >> I CEO 时， β ≈ IB

又设 β =

α

β 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，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 β >> 1 。

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双极型三极管BJT 一、双极型三极管BJT放大的条件和电流分配关系 放大的条件和电流分配关系 放大的条件和放大的条件： 放大的条件： 发射结正向偏置；集电结反向偏置。 发射结正向偏置；集电结反向偏置。 电流分配关系： 电流分配关系：

IC = βI B I E = I B + I C = (1 + β ) I B

这是贯穿模拟电子电路分析的两个最重要的概念

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双极型三极管BJT 一、双极型

三极管BJT的V-I特性曲线 的 特性曲线1、输入特性

iB = f ( uBE ) U CE为什么像PN结的伏安特性？ 为什么像 结的伏安特性？ 结的伏安特性 对于小功率晶体管，UCE大 对于小功率晶体管， 于1V的一条输入特性曲线可 的一条输入特性曲线可 为什么U 增大曲线右移？ 为什么 CE增大曲线右移？ 以取代U 大于1V的所有输入 以取代 CE大于 的所有输入 为什么U 。 为什么 CE增大到一定值曲线 特性曲线。 特性曲线 右移就不明显了？ 右移就不明显了？

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双极型三极管BJT 一、双极型三极管BJT的V-I特性曲线 的 特性曲线2、输出特性 饱和区 iC

iC = f ( uCE ) iB

对应于一个I 对应于一个 B就有一条 iC随uCE变化的曲线。 变化的曲线。

iB

放大区 截止区

为什么u 较小时i 为什么 CE较小时 C随uCE变化 很大？ 很大？为什么进入放大状态曲线 几乎是横轴的平行线？ 几乎是横轴的平行线？

β=

iC i B

U CE = 常量

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双极型三极管BJT 一、双极型三极管BJT的三个工作区 的三个工作区

UBE UCE 状态 晶体管工作在放大状态时， IC 晶体管工作在放大状态时，输出回路电流 iC几乎仅仅 ICEO VCC 截止 iB Uon 决定于输入回路电流 <;即可将输出回路等效为电流 iB 控 ≥ Uon βiB ≥ uBE 放大 制的电流源i 制的电流源 C 。 饱和 ≥ Uon <βiB ≤ uBE

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双极型三极管BJT 一、双极型三极管BJT的主要参数 的主要参数 直流参数 β 、α 、ICBO、 ICEO 直流参数： 交流参数：β、α、fT(使β=1的信号频率) 交流参数： 、 、 的信号频率) = 的信号频率 极限参数 CM、PCM、U(BR)CEO 极限参数：I )c-e间击穿电压 间击穿电压 最大集电极耗散功 率，PCM=iCuCE 最大集电极电流 安全工作区

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