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 36共集电极电路和共基极电路 37放大电路的频率响应
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
三章半导体三极管及放大电路基 教学内容 本章首先讨论了半导体三极管(BJT) 的结构、工作原理、特性曲线和主要参 数。随后着重讨论了BJT放大电路的三 种组态,即共发射极、共集电极和共基 极三种基本放大电路。还介绍了图解法 和小信号模型法,并把其作为分析放大 电路的基本方法
2 第三章 半导体三极管及放大电路基 础 教学内容： 本章首先讨论了半导体三极管(BJT) 的结构、工作原理、特性曲线和主要参 数。 随后着重讨论了BJT放大电路的三 种组态，即共发射极、共集电极和共基 极三种基本放大电路。还介绍了图解法 和小信号模型法，并把其作为分析放大 电路的基本方法
教学要求: 本章需重点掌握三极管的模型与 特性;并能熟练进行基本放大电路静 态工作点的确定和输入电阻、输出电 阻、电压放大倍数的计算
3 教学要求： 本章需重点掌握三极管的模型与 特性；并能熟练进行基本放大电路静 态工作点的确定和输入电阻、输出电 阻、电压放大倍数的计算
31半导体三极管(BJT) 311BJT的结构简介 312BJT的电流分配与放大原理 313BJT的特性曲线 34BJT的主要参数 图3.11几种BJT的外形
4 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5 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 →Jc反偏 基极N 集电区 结构特点∷ Base 收集载流子(电子)掺杂浓度低于发射 P 基区 区且面积大 复合部分电子掺杂浓度远低于发 控制传送比例 射区且很薄 发射区 发射载流子(电子)掺杂浓度最高 发射极 Emitter 发射结(Je)→J正偏
→ Jc反偏 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 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
基极 发射极 集电极 C 发射区 基区 N e 集电区 NPN型BJT (a)管芯结构剖面图 (b)表示符号
6 N P N e b c e c b NPN型BJT (a)管芯结构剖面图 (b)表示符号 发射极 基极 集电极 发射区 集电区 基区
312BJT的电流分配与放大原理 1.内部载流子的传输过程本质电流分配 2电流分配关系 发射区发射载流子发射结正偏 3放大作用 4.三极管的三种组态 5共射极连接方式 集电区收集载流子集电结反偏 ▲ 基区:传送和控制载流子
7 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 发 射 结 正 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 集 电 结 反 偏
312BJT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。 h,1l+△ie +△in!i C 放大作用? (原理) EB △ EB一 q△n △ R 关键: +△iB lko △i与Ai的关系 LE_放大电路
8 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 RL e c b 1k VEE VCC IB IE IC VEB+vEB 放大电路 +iE i i + - vI +iC +iB vO + - io 放大作用？ （原理） 关键： iC与iE的关系 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
2电流分配关系·与1的关系 N 根据传输过程可知 E+ c ncCBO (2) e Io=D, -I B B CBO (3) ICBO 定义 传输到集电极的电流 l5=b-{bIh4s.的 发射极注入电流 l…· 以 h=1 nc BC CBO E E a为共基极电流放大系 通常L>lo 硅:01uA 数,它只与管子的结构尺 CBO 寸和掺杂浓度有关,与外 锗:10pA 加电压无关。一般a= 则有a≈C ▲ 09~0.99 E
9 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 = 0.90.99 硅: 0.1A 锗: 10A IE与IC的关系：
3放大作用 =0.98图315共基极放大电路 l、1lE+△iE C+△ic EB△vEB △v R △v1 B+△iB Iko JVE放大电路vcl ES(ebe/p 1) △1=20mV“指线性 →△iE=-1mA △,=△i=0.98m△v=△icR,△vo=098V △i=-20UA △p0.98V 电压放大倍数A= 49 △v20mV 输入电阻 R=△v/△in=202 10
10 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 = -20A 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