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1、第4章 雙極性接面電晶體4-1PNP與NPN電晶體之物理特性及架構(gòu)4-2電晶體之電流成分4-3共基極組態(tài)4-4共射極組態(tài)4-5共集極組態(tài)總目錄節(jié)目錄4-1PNP與NPN電晶體之物理特性及架構(gòu)1.電晶體的物理結(jié)構(gòu)及電路符號節(jié)目錄(1)電晶體的三個接腳?射極(E):發(fā)射載子的電極。?集極(C):收集載子的電極。?基極(B):控制載子多寡的電極。(2)分類多數(shù)載子-電洞少數(shù)載子-電子多數(shù)載子-電子少數(shù)載子-電洞PNP型NPN型節(jié)目錄2.電晶體的物理特性(1)摻入雜質(zhì)的濃度比:(2)製造寬度比:(3)射極(E)與集極(C)對調(diào)
2、使用,則增益下降,耐壓也會下降。(4)不可以使用兩個背對背二極體來取代電晶體,因為它不具放大作用。節(jié)目錄4-2電晶體之電流成分1.電晶體的偏壓接法節(jié)目錄(1)電晶體的二個PN接面JE:射、基極的PN接面JC:集、基極的PN接面(2)電晶體當(dāng)放大器使用JE:施加順向偏壓JC:施加逆向偏壓節(jié)目錄(3)工作原理空乏區(qū)寬度縮小多數(shù)載子自P→N大量移動(PNP電晶體)多數(shù)載子流動為零造成少數(shù)載子的流動E、B順偏B、C逆偏節(jié)目錄2.電晶體的電流放大作用(1)應(yīng)用克希荷夫電流定律IE=IC+IB?IC約占IE之90~99.8%?IB約
3、占IE之0.2~10%?IC=IC多數(shù)+ICO少數(shù)(2)電晶體為電流控制元件,即IC=f(IB)(3)欲提高電流放大率射極雜質(zhì)濃度增加基極寬度WB變窄節(jié)目錄4-3共基極組態(tài)1.電晶體放大器的種類節(jié)目錄(1)電晶體E、B、C三隻腳,分別擔(dān)當(dāng)輸入端、輸出端及接地端任務(wù)。(2)種類(3)電晶體放大器三個不同端點(diǎn)之區(qū)分共基極接地式放大器(CB)共射極接地式放大器(CE)共集極接地式放大器(CC)節(jié)目錄2.共基極放大電路節(jié)目錄(1)電流之符號,以流入電晶體者為正,流出電晶體者為負(fù)。?PNP電晶體:IE為正,IB與IC為負(fù)。?N
4、PN電晶體:IE為負(fù),IB與IC為正。(2)共基極組態(tài):訊號由E、B極輸入,C、B極取出,B極為迴路所共有。(3)基極與其他電極的電壓分別為VEB與VCB。?PNP電晶體:VEB為正,VCB為負(fù)。?NPN電晶體:VEB為負(fù),VCB為正。節(jié)目錄3.輸出(集極)特性曲線節(jié)目錄(1)集極特性曲線:表示集極電流IC與VCB及IE之間的關(guān)係。(2)三個工作區(qū)域?作用區(qū)指IE=0之曲線上方及VCB=0的垂直線右側(cè)。電晶體的射、基極接面加上順向偏壓,而集、基極接面為逆向偏壓。電晶體是導(dǎo)通的,可以擔(dān)任放大工作。節(jié)目錄?截止區(qū)?飽和區(qū)指
5、IE=0之曲線下方。電晶體的射、基極接面及集、基極接面皆為逆向偏壓。電晶體是截止的,可當(dāng)開關(guān)(OFF)使用。指VCB的水平軸擴(kuò)展到0V的左邊部分。電晶體的射、基極接面及集、基極接面皆為順向偏壓。電晶體相當(dāng)於短路,可當(dāng)開關(guān)(ON)使用。節(jié)目錄4.輸入(射極)特性曲線(1)射極特性曲線:表示當(dāng)VCB為固定值時,VEB與IE的關(guān)係。(2)當(dāng)VEB愈大時,IE隨VEB的增加而增加。(3)當(dāng)VEB固定時,若
6、VCB
7、愈大時,IE也愈大,其曲線愈往左移,但影響甚少。節(jié)目錄5.電流增益(1)公式?的典型值在0.90~0.998之間(其值
8、近於1,但小於1)。(2)考慮少數(shù)載子,則IC=?IE多數(shù)+ICO少數(shù)ICO(或稱ICBO)表示射極開路(IE=0)時,集、基極之間的洩漏電流。節(jié)目錄6.電路特性(1)Ri甚小(約20~200Ω),Ro甚大(約100k~1MΩ)。(2)電流增益,通常小於1,但近於1。(3)電壓增益(4)功率增益Ap=Av×Ai=Av×?Ap(dB)=10logAp(5)Vo與Vi同相位。(6)用途:用於極高頻放大與振盪器。節(jié)目錄4-4共射極組態(tài)1.共射極放大電路(1)共射極組態(tài):以射極(E)擔(dān)任接地端,訊號由B、E極輸入,C、E極取出。(
9、2)射極與其他電極的電壓為VBE與VCE?PNP電晶體:VBE與VCE均為負(fù)。?NPN電晶體:VBE與VCE均為正。節(jié)目錄2.輸出(集極)特性曲線節(jié)目錄(1)集極特性曲線:在一組輸入電流IB值之範(fàn)圍內(nèi),其VCE對IC的一組曲線。(2)三個工作區(qū)域?作用區(qū)指IB=0之曲線上方以及VCE=VCE(sat)的垂直線右側(cè)部分。電晶體的B、E接面為順向偏壓,C、B接面則為逆向偏壓。IC=?IB+ICEO≒?IB被用來作電流、電壓或功率放大之用。指VCE=VCE(sat)的左邊部分。電晶體的B、E與C、B接面均為順向偏壓。電晶體
10、是飽和的,可當(dāng)開關(guān)(ON)使用。?飽和區(qū)?截止區(qū)在共射極組態(tài)中,當(dāng)IB=0時,IE≠0,因為。電晶體的B、E與C、B接面均為逆向偏壓。ICEO表示在基極開路(IB=0)時,集、射極間的洩漏電流。電晶體是截止的,相當(dāng)於開路,可當(dāng)開關(guān)(OFF)使用。節(jié)目錄節(jié)目錄3.輸入(基極)特性曲線(1)當(dāng)VBE愈大時,