康华光,第五版,模拟电子技术-第4章-双极结型三极管及放大电路基础

时间：2025-06-26

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4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7

半导体三极管共射极放大电路的工作原理放大电路的分析方法放大电路静态工作点的稳定问题共集电极放大电路和共基极放大电路组合放大电路放大电路的频率响应

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4.1 半导体三极管4.1.1 BJT的结构简介4.1.2 放大状态下BJT的工作原理 4.1.3 BJT的V-I特性曲线 4.1.4 BJT的主要参数

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4.1.1 BJT的结构简介

(a) 小功率管

(b) 小功率管

(d) 中功率管

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4.1.1 BJT的结构简介半导体三极管的结构示意图如图所示。它有两种类型:NPN型和PNP型。(a) NPN型管结构示意图 (b) PNP型管结构示意图

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4.1.2 放大状态下BJT的工作原理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。外部条件：发射结正偏由于三极管内有两种载流子(自由电子和空穴)参与导电，故称为双极型三极管或BJT (Bipolar Junction Transistor)。

集电结反偏1. 内部载流子的传输过程发射区：发射载流子集电区：收集载流子基区：传送和控制载流子 (以NPN为例)IE= IEN+ IEP≈ IEN IC= ICN+ ICBO IB= IEP+ IBN –ICBO = IEP+ IEN – ICN –ICBO = IE – I C IE=IB+ IC

放大状态下BJT中载流子的传输过程

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2. 电流分配关系根据传输过程可知 IE=IB+ IC IC= ICN+ ICBO传输到集电极的电流设发射极注入电流

即

I CN IE

通常 IC >> ICBOIC 则有 IE 为电流放大系数。它只与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与外加电压无关。一般 = 0.9 0.99 。放大状态下BJT中载流子的传输过程

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2. 电流分配关系又设 1 根据且令 IE=IB+ IC

IC= ICN+ ICBO

I CN IE

ICEO= (1+ ) ICBO (穿透电流)

I C I CEO 则 IB

IC 当 I C I CEO 时， IB

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。一般 >> 1 。

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3. 三极管的三种组态

BJT的三种组态

共发射极接法，发射极作为公共电极，用CE表示；共基极接法，基极作为公共电极，用CB表示；共集电极接法，集电极作为公共电极，用CC表示。

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4. 放大作用

共基极放大电路

若 vI = 20mV 使 iE = -1 mA,

当 = 0.98 时，

则 iC = iE = -0.98 mA, vO = - iC RL = 0.98 V, 电压放大倍数 vO 0.98V Av 49 vI 20mV

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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：发射区杂质浓度远大于基区

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

向偏置。

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4.1.3 BJT的V-I 特性曲线1. 输入特性曲

线 (以共射极放大电路为例) iB=f(vBE) vCE=const(1) 当vCE=0V时，相当于发射结的正向伏安特性曲线。(2) 当vCE≥1V时， vCB= vCE - vBE>0,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vBE下 IB减小，特性曲线右移。

共射极连接

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4.1.3 BJT的V-I 特性曲线2. 输出特性曲线 iC=f(vCE) iB=const输出特性曲线的三个区域:饱和区：iC明显受vCE控制的区域，该区域内，一般vCE<0.7V (硅管)。此时，发射结正偏，集电结正偏或反偏电压很小。截止区：iC接近零的区域，相当iB=0 的曲线的下方。此时， vBE小于死区电压。放大区：iC平行于vCE轴的区域，曲线基本平行等距。此时，发射结正偏，集电结反偏。

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4.1.4 BJT的主要参数1. 电流放大系数 (1) 共发射极直流电流放大系数 =(IC-ICEO)/IB≈IC / IB vCE=const (2) 共发射极交流电流放大系数 = IC/ IB vCE=const

与iC的关系曲线

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4.1.4 BJT的主要参数1. 电流放大系数

(4) 共基极交流电流放大系数α

(3) 共基极直流电流放大系数 =(IC-ICBO)/IE≈IC/IEα = IC/ IE vCB=const

当ICBO和ICEO很小时 ≈ 、 ≈ ,可以不加区分。

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4.1.4 BJT的主要参数2. 极间反向电流 (1) 集电极基极间反向饱和电流ICBO 发射极开路时，集电结的反向饱和电流。

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