華工模擬電路課件4.1

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1、4雙極結(jié)型三極管及放大電路基礎(chǔ)4.1半導(dǎo)體三極管4.3放大電路的分析方法4.4放大電路靜態(tài)工作點的穩(wěn)定問題4.5共集電極放大電路和共基極放大電路4.2共射極放大電路的工作原理4.6組合放大電路4.7放大電路的頻率響應(yīng)4.1半導(dǎo)體三極管4.1.1BJT的結(jié)構(gòu)簡介4.1.2放大狀態(tài)下BJT的工作原理4.1.3BJT的V－I特性曲線4.1.4BJT的主要參數(shù)4.1.1BJT的結(jié)構(gòu)簡介(a)小功率管(b)小功率管(c)大功率管(d)中功率管半導(dǎo)體三極管的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。它有兩種類型:NPN型和PNP型。4.1.

2、1BJT的結(jié)構(gòu)簡介(a)NPN型管結(jié)構(gòu)示意圖(b)PNP型管結(jié)構(gòu)示意圖(c)NPN管的電路符號(d)PNP管的電路符號集成電路中典型NPN型BJT的截面圖4.1.1BJT的結(jié)構(gòu)簡介三極管的放大作用是在一定的外部條件控制下，通過載流子傳輸體現(xiàn)出來的。外部條件：發(fā)射結(jié)正偏集電結(jié)反偏4.1.2放大狀態(tài)下BJT的工作原理1.內(nèi)部載流子的傳輸過程發(fā)射區(qū)：發(fā)射載流子集電區(qū)：收集載流子基區(qū)：傳送和控制載流子（以NPN為例）由于三極管內(nèi)有兩種載流子(自由電子和空穴)參與導(dǎo)電，故稱為雙極型三極管或BJT(BipolarJun

3、ctionTransistor)。IC=InC+ICBOIE=IB+IC放大狀態(tài)下BJT中載流子的傳輸過程2.電流分配關(guān)系根據(jù)傳輸過程可知IC=InC+ICBO通常IC>>ICBO?為電流放大系數(shù)。它只與管子的結(jié)構(gòu)尺寸和摻雜濃度有關(guān)，與外加電壓無關(guān)。一般?=0.9?0.99。IE=IB+IC放大狀態(tài)下BJT中載流子的傳輸過程?是另一個電流放大系數(shù)。同樣，它也只與管子的結(jié)構(gòu)尺寸和摻雜濃度有關(guān)，與外加電壓無關(guān)。一般?>>1。根據(jù)IE=IB+ICIC=InC+ICBO且令I(lǐng)CEO=(1+?)ICBO（穿透電流）2

4、.電流分配關(guān)系3.三極管的三種組態(tài)共集電極接法，集電極作為公共電極，用CC表示。共基極接法，基極作為公共電極，用CB表示；共發(fā)射極接法，發(fā)射極作為公共電極，用CE表示；BJT的三種組態(tài)共基極放大電路4.放大作用若?vI=20mV電壓放大倍數(shù)使?iE=-1mA，則?iC=??iE=-0.98mA，?vO=-?iC?RL=0.98V，當(dāng)?=0.98時，綜上所述，三極管的放大作用，主要是依靠它的發(fā)射極電流能夠通過基區(qū)傳輸，然后到達(dá)集電極而實現(xiàn)的。實現(xiàn)這一傳輸過程的兩個條件是：（1）內(nèi)部條件：發(fā)射區(qū)雜質(zhì)濃度遠(yuǎn)大于基

5、區(qū)雜質(zhì)濃度，且基區(qū)很薄。（2）外部條件：發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置。4.1.3BJT的V-I特性曲線iB=f(vBE)?vCE=const(2)當(dāng)vCE≥1V時，vCB=vCE-vBE>0，集電結(jié)已進(jìn)入反偏狀態(tài)，開始收集電子，基區(qū)復(fù)合減少，同樣的vBE下IB減小，特性曲線右移。(1)當(dāng)vCE=0V時，相當(dāng)于發(fā)射結(jié)的正向伏安特性曲線。1.輸入特性曲線（以共射極放大電路為例）共射極連接飽和區(qū)：iC明顯受vCE控制的區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)，一般vCE＜0.7V(硅管)。此時，發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏或反偏電壓很小。iC

6、=f(vCE)?iB=const2.輸出特性曲線輸出特性曲線的三個區(qū)域:截止區(qū)：iC接近零的區(qū)域，相當(dāng)iB=0的曲線的下方。此時，vBE小于死區(qū)電壓。放大區(qū)：iC平行于vCE軸的區(qū)域，曲線基本平行等距。此時，發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。4.1.3BJT的V-I特性曲線(1)共發(fā)射極直流電流放大系數(shù)=（IC－ICEO）/IB≈IC/IB?vCE=const1.電流放大系數(shù)4.1.4BJT的主要參數(shù)與iC的關(guān)系曲線(2)共發(fā)射極交流電流放大系數(shù)??=?IC/?IB?vCE=const1.電流放大系數(shù)(3)共基極直流

7、電流放大系數(shù)=（IC－ICBO）/IE≈IC/IE(4)共基極交流電流放大系數(shù)αα=?IC/?IE?vCB=const當(dāng)ICBO和ICEO很小時，≈?、≈?，可以不加區(qū)分。4.1.4BJT的主要參數(shù)2.極間反向電流(1)集電極基極間反向飽和電流ICBO發(fā)射極開路時，集電結(jié)的反向飽和電流。4.1.4BJT的主要參數(shù)(2)集電極發(fā)射極間的反向飽和電流ICEOICEO=（1+）ICBO4.1.4BJT的主要參數(shù)2.極間反向電流(1)集電極最大允許電流ICM(2)集電極最大允許功率損耗PCMPCM=ICVCE3.極

8、限參數(shù)4.1.4BJT的主要參數(shù)3.極限參數(shù)4.1.4BJT的主要參數(shù)(3)反向擊穿電壓?V(BR)CBO——發(fā)射極開路時的集電結(jié)反向擊穿電壓。?V(BR)EBO——集電極開路時發(fā)射結(jié)的反向擊穿電壓。?V(BR)CEO——基極開路時集電極和發(fā)射極間的擊穿電壓。幾個擊穿電壓有如下關(guān)系V(BR)CBO＞V(BR)CEO＞V(BR)EBO4.1.5溫度對BJT參數(shù)及特性的影響(1)溫度對ICBO的影響溫度每升高10℃，