《模拟电子》课程PPT教学课件：第三章 半导体三极管及放大电路基础（3.1）半导体三极管（BT）

3半导体三极管及放大电路基础 31半导体三极管(BJT) 32共射极放大电路 33图解分析法 34小信号模型分析法 35放大电路的工作点稳定问题 3.6共集电极电路和共基极电路 37放大电路的频率响应 HO配E

1 3 半导体三极管及放大电路基础 3.1 半导体三极管（BJT） 3.2 共射极放大电路 3.3 图解分析法 3.4 小信号模型分析法 3.5 放大电路的工作点稳定问题 3.6 共集电极电路和共基极电路 3.7 放大电路的频率响应

3,1半导体三极管(BT)x 311BJT的结构简介 312BJT的电流分配与放大原理 313BJT的特性曲线 314BJT的主要参数 图3.11几种BJT的外形 HOME 2

2 图3.1.1 几种BJT的外形 3.1 半导体三极管（BJT） 3.1.1 BJT的结构简介 3.1.2 BJT的电流分配与放大原理 3.1.3 BJT的特性曲线 3.1.4 BJT的主要参数

311BJT的结构简介 1、结构和符号 2、工作原理 由结构展开联想 集电极 NPN PNP!3、实现条件 Collector 集电结(Jc) 外部条件一内部条件 基极 Jc反偏结构特点 N 集电区 Base 收集载流子(电子)掺杂浓度低于发射区 b[Po→基 且面积大 复合部分电子 掺杂浓度远低于发射区 控制传送比例且很薄 发射区 发射载流子(电子)掺杂浓度最高 发射极 Emitter ∫e(发射结()Je正偏 BACKNEXT

3 3.1.1 BJT的结构简介 N P N N P N c b e 基区 发射区 集电区 发射极 Emitter 集电极 Collector 基极 Base 1、结构和符号 发射结(Je) 集电结(Jc) c b PNP e c b NPN e 发射载流子(电子) 收集载流子(电子) 复合部分电子 控制传送比例 由结构展开联想… 2、工作原理 3、实现条件 外部条件 内部条件 结构特点： Je正偏 Jc反偏 掺杂浓度最高 掺杂浓度低于发射区 且面积大 掺杂浓度远低于发射区 且很薄

312BJT的电流分配与放大原理 1.内部载流子的传输过程 发射区:2.电流分配关系 发射 载流子 3.放大作用 基区:传4.三极管的三种组态 送和控制5.共射极连接方式 载流子 集电区: 收集 载流子 本质: 电流分配外部条件:发射结正偏集电结反编國

4 3.1.2 BJT的电流分配与放大原理 1. 内部载流子的传输过程 2. 电流分配关系 4. 三极管的三种组态 3. 放大作用 外部条件：发射结正偏，集电结反偏 发射区： 发射 载流子 基区：传 送和控制 载流子 集电区： 收集 载流子 本质： 电流分配 5. 共射极连接方式

312BJT的电流分配 与放大原理 C 1.内部载流子的传输过程 仨极管的放大作用是通过载流子 BI 传输体现出来的。 本质:电流分配关系 °=4-B0°bIl+ao ↑1 外部条件 发射结正偏,集电结反偏。 =+L 放大作用?4+△ +△in!i C (原理) EB △ l△i R 关键: q△n +△iB △ic与△的关系 LE_放大电路

5 3.1.2 BJT的电流分配 与放大原理 1. 内部载流子的传输过程 三极管的放大作用是通过载流子 传输体现出来的。 本质：电流分配关系 外部条件： 发射结正偏，集电结反偏。 RL e c b 1k VEE VCC IB IE IC VEB+vEB 放大电路 +iE i i + - vI +iC +iB vO + - i 放大作用？ o （原理） 关键： iC与iE的关系

2.电流分配关系 根据传输过程可知 N =B+Ic n在m B B CBO (3) e 定义 ICBO 传输到集电极的电 发射极注入电流 LB=4-k0·b,Ih所以 ∷l… nc C CBO h=1 BC E E a为共基极电流放大系数, 通常Ic> 硅:0.1uA CBO 锗:10pA 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 a=0.9~0.99 则有c≈ E BACKNEXT

6 2. 电流分配关系 根据传输过程可知 IE =IB+ IC (1) IC= InC+ ICBO (2) IB= IB’ - ICBO (3) 发射极注入电流 传输到集电极的电流  = 定义 E C CBO E nC I I I I I −  = = 通常 IC >> ICBO 则有 E C I I   所以  为共基极电流放大系数， 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 硅：0.1A； 锗：10A

3.放大作用 α=0.98图315共基极放大电路 +△ E I+△ C EB△vEB l△ Vo R △v1 B+△ LE__放大电路_cI 1) △v1=20mV-非线性 Es(ebe →△i=-1mA △i=aAi△ic=098mAAo=AcR→△o=0.98V 电压放大倍数4“△,20=20 △0.98V 49 HOME 输入电阻R=△v BACKNEXT

7 3. 放大作用 vI = 20mV iE = -1mA RL e c b 1k VEE VCC IB IE IC VEB+vEB 放大电路 +iE i i + - vI +iC +iB vO + - io  = 0.98 图 3.1.5 共基极放大电路 iC =  iE vO = -iC•RL vO = 0.98 V ( 1) / E ES B E = − VT v i I e 非线性 iC = -0.98mA iB = -20A 电压放大倍数 49 20mV 0.98V I O V = =   = v v A Ri= vI / i 输入电阻 E =20

4.三极管(放大电路)的三种组态 输 输 端 端 CE CB B C E IE=IB/(1-a) 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; 外部条件:发射结正偏,集电结反编 如何判断组态? BACKNEXT

8 4. 三极管（放大电路）的三种组态 共集电极接法，集电极作为公共电极，用CC表示; 共基极接法，基极作为公共电极，用CB表示。 共发射极接法，发射极作为公共电极，用CE表示； 如何判断组态？ 外部条件：发射结正偏，集电结反偏

5共射极连接方式 T+△ 问是 题(1):如何保证? 发别结正偏 1IB+△iB △Uo|R BE=VBB e 集电结反编 △u VBE+△vBE I+△ E BC BE Vcr<O CE 或 B放大电路Vcc CE BE 问题(2):信号通路?与共基有何区别? +n三+△M++三+本质相同 但希望. +△iB A=2mAiB=20uA→△ic=0.98mA→△vo=-0.98V △o-0.98V A AVI 20mv 9R=△v1/△i3=1kc2

9 5.共射极连接方式 VBB VCC VBE IB IC c e + b – IE RL VCE + – 问题(1)：如何保证？ 发射结正偏 VBE =VBB VBC = VBE - VCE VBE + – I +vBE +iE +iC +iB +vI +vBE +iE +iB +iC +vO 本质相同！ 但希望… vI = 20mV iB = 20A iC =0.98mA vO = -0.98 V 49 0 98 v v A = − − =   = 20mV . V I O V Ri= vI / iB =1k + – O 放大电路

5共射极连接方式●IC与的关系: 由a的定义: nccCBO E E C=ale+Icbo=a(b+1c)+lcbo 整理可得: C B 十 CBO a a 1-+a 令:B= c C B CBO C=βlB+(1+β)lcBo CBO 硅:0.1A; IC=βlB+lCEo(穿透电流) 锗:10μA B L=lc+lB≈(1+β)lB B是共射极电流放大系数,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B>>1(10~100) BACKNEXT

10 5.共射极连接方式  IC与IB的关系： E C CBO E nC I I I I I − 由的定义：  = = 即 IC = IE + ICBO = (IB + IC) + ICBO C B I CBO 1 1 I 1 I    − + − 整理可得： = −    = 1 令： IC = IB + (1+ )ICBO IC = IB + ICEO （穿透电流） IC  IB IE = IC + IB  (1+)IB  是共射极电流放大系数，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（10～100） C B CBO 1 1 1 I I I      − − + + − = ICBO 硅：0.1A； 锗：10A