第三章双极结型三极管及放大电路基础

《第三章双极结型三极管及放大电路基础》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第三章双极结型三极管及放大电路基础（170页珍藏版）》请在文档大全上搜索。

1、模拟电子技术模拟电子技术主讲教师：张立权主讲教师：张立权第三章第三章 双极结型三极管及放大双极结型三极管及放大电路基础电路基础123半导体三极管半导体三极管基本共射极放大电路基本共射极放大电路图解分析法图解分析法4小信号模型分析法小信号模型分析法2008-2-26北京建筑工程学院北京建筑工程学院5放大电路的静态工作点稳定问题放大电路的静态工作点稳定问题67共集电极放大电路共集电极放大电路放大电路的频率响应放大电路的频率响应第一节第一节 半导体三极管半导体三极管1.1 BJT的基本结构的基本结构bNPNce集电区集电区基区基区发射区发射区集电结集电结发射结发射结PNPceb集电结集电结发射结发射

2、结bcebcev BJT的结构特点的结构特点bNPNce集电区集电区基区基区发射区发射区集电结集电结发射结发射结 集电区集电区面积大于发 射区，而掺杂浓度 小于发射区； 基区基区很薄，掺杂浓 度很低； 发射区发射区掺杂浓度很 高；bce 发射极上的箭头发射极上的箭头表 示发射结正偏时， 发射极的实际电流 方向。发射结和集电结的发射结和集电结的耗尽层相对而言耗尽层相对而言那个较宽那个较宽? ?或者说那个阻抗或者说那个阻抗较大？较大？思考题：思考题：2008-2-26北京建筑工程学院北京建筑工程学院发射区掺杂浓度较高，基区和集电区掺杂浓度较低，因此，发射结的电荷密度较大，容易形成较强的电场，使载流

3、子的扩散和漂移运动快速达到平衡。所以发射结较窄，集电结较宽。即发射结阻发射结较窄，集电结较宽。即发射结阻抗较小，集电结阻抗较大。抗较小，集电结阻抗较大。答案答案1.2 放大状态下放大状态下BJT的工作原理的工作原理 BJT放大作用的外部条件： 发射结正偏，集电结反偏。发射结正偏，集电结反偏。信号放大作用载流子运动ec条件条件1到达集电极的电流必须是由发射极越过基区的电子流条件条件2发射结正发射结正向偏置向偏置集电结反集电结反向偏置向偏置BBVbRPNNbceCCVEIPNNbcebRBBVCCV BJT内部载流子的运动：ENIEPI 电流方向 空穴方向 电子方向发射区向基区扩散载流子形成发射极

4、电流IE(多子电子多子电子)OneEIPNNbcebRBBVCCVENIEPICNI载流子在基区扩散和复合，形成复合电流IBN(多子电子多子电子)Twou基区电子浓度差 形成扩散运动；u基区薄、掺杂浓 度低，因此复合 机会少。BNI集电区收集载流子，形成集电极电流IC(多子电子多子电子)ThreeCIEIPNNbcebRBBVCCVENIEPIBNICNICBOI2008-2-26北京建筑工程学院北京建筑工程学院v BJT实现放大的条件实现放大的条件 外部条件：外部条件：发射结正偏，集电结反偏。发射结正偏，集电结反偏。 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

5、浓度，且基区很薄。杂质浓度，且基区很薄。 BJT电流分配关系：BICIEIPNNbcebRBBVCCVENIEPIBNICNICBOI(1)BETEENEPvVESIIIIeBEPBNCBOBCBOIIIIIICCNCBOIIIEBCIIIv 内部关系：v 外部关系： BJT放大电路三种组态bceBICICEecbEICICBbecBIEI共射极共基极CC共集极u三种组态的内部载流子传输过程相同；u三种组态有放大作用，必须发射结正偏，集电结反 偏。v 注意：注意： BJT共射电流放大系数v 共射直流电流放大系数：电流 与 之比。CNIBICNCCBOBBCBOIIIIIIPNNbceENIEP

6、IBNICNICBOI(1)CBCBOBCEOIIIIICEOI是穿透电流穿透电流，很小CBII (1)EBII 2008-2-26北京建筑工程学院北京建筑工程学院v 共射交流电流放大系数IuBBVcRbRCCVouBBBiIi CCCiIiCBiiu一般认为：一般认为：1u取值范围：201001.3 BJT的伏安特性的伏安特性(共射极组态共射极组态)v 输入特性曲线：const()|CEBBEvif vv 输出特性曲线：const()|BCCEiif v共发射极接法实验线路共发射极接法实验线路mACiSCVCRVCEvECBiBBEvASBVVBR 输入特性曲线：const()|CEBBEv

7、if v/ABiVBEvvCE=0V1V10Vo0.40.8u 时，输入特性相当于二极管的正向特性曲 线；0VCEvu 时， ，集电结进入反偏，开 始收集电子，内电场增强，集电结变宽，则基区变 窄，载流子复合机会减少，即iB减小，曲线右移。1VCEv0CBCEBEvvvu存在基区宽度调制效应基区宽度调制效应 输出特性曲线：const()|BCCEiif v/mACi/VCEv0o20A40A60A80ABi CEvCEE收集电子收集电子Ci收集电子不明显提高收集电子不明显提高曲线平行横轴曲线平行横轴CEvu放大区放大区u饱和区饱和区u截止区截止区2008-2-26北京建筑工程学院北京建筑工程学

8、院v 截止区特征：/mACi/VCEv0o20A40A60A80ABi u发射结电压小于死发射结电压小于死 区电压且集电结反区电压且集电结反 偏。偏。0,BCCEOIIIon,BECEBEvUvv2008-2-26北京建筑工程学院北京建筑工程学院/mACi/VCEv0o20A40A60A80ABi v 放大区特征：u发射结正偏，集电发射结正偏，集电 结反偏。结反偏。iC只于iB 有关，也称为线性线性 放大区，放大区，即,CBCBIIiiu基区宽度调制效应 使曲线略微上翘。on,BECEBEvUvv2008-2-26北京建筑工程学院北京建筑工程学院/mACi/VCEv0o20A40A60A80A

9、Bi v 饱和区特征：on,BECEBEvUvvu发射结和集电结均发射结和集电结均 正偏。正偏。IC不再服从 。BI/mACi/VCEv0o20A40A60A80ABi CEBEvvCEBEvvCEBEvv临界饱和线临界饱和线v 小结一：小结一：v 小结二：小结二：截止区截止区放大区放大区饱和区饱和区0,BCCEOIII CBII CBII on,BECEBEvUvv on,BECEBEvUvv on,BECEBEvUvv 发、集均反偏发、集均反偏发正偏，集反偏发正偏，集反偏发、集均正偏发、集均正偏例：例： =50, VSC =12V, RB =70k, RC =6k, 当VSB = -2V，

10、 2V，5V时，晶体管的静态工作点Q位于哪个区？SBVCRBRSCVBICICBEBEVCEVVSB =-2V， IB=0，IC=0，Q位于截止区。 解：解：120.95 66.3CESCCCVVI RVSBVCRBRSCVBICICBEBEVCEV当VSB=2V时：20.70.019mA70SBBEBBVVIR则50 0.0190.95mAICM 时，BJT不一定烧坏，但放大能力太差。 集集- -射极反向击穿电压射极反向击穿电压： 当基极开路，集电极-发射极之间的电压VCE超过一定的数值时，三极管就会被击穿。手册上给出的数值是25C、基极开路时的击穿电压V(BR)CEO。集集电极最大允许耗散

11、功率电极最大允许耗散功率PCM ： 集电结消耗的功率PCicvCE必然要大于发射结消耗的功率，导致集电结温上升。因此，必须限制其值不能超过最大允许耗散功率。安全工作区CMcCEPi v/mACi/VCEv0o20A40A60A80ABi CMI()BR CEOV2008-2-26北京建筑工程学院北京建筑工程学院作业作业n4.1.1n4.1.2n4.1.3n4.2.1n4.2.2n4.2.3第二节第二节 基本共射极放大电路基本共射极放大电路v 放大的基本概念放大的基本概念放大电路放大电路V 放大的对象是微弱的变化量微弱的变化量，其基本特征是功率放功率放 大大； 放大电路放大的本质是能量的控制和转