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晶体管及其小信号放大1.ppt

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1,第四章晶体管及其小信号放大(1)电子电路基础,2,§1 双极型晶体管(BJT),§ 1.1 基本结构,基极,发射极,集电极,NPN型,PNP型,发射结,集电结,3,基区:较薄,掺杂浓度低,集电区:面积较大,发射区:掺 杂浓度较高,制造工艺上的特点,4,电路 符号,,两种类型的三极管,5,§ 1.2 BJT的电流分配与放大原理,三极管的放大作用是在一定的外部条件控制下,通过载流子传输体现出来的。(1)工作在放大状态的外部条件:发射结正偏,集电结反偏。,,(2)三种组态,,共发射极接法、共集电极接法、共基极接法,6,1 内部载流子的传输过程 (以NPN为例 ),发射区:发射载流子 集电区:收集载流子 基区:传送和控制载流子,7,(1)IE= IEN+ IEP 且有IENIEPIEN=ICN+ IBN 且有IEN IBN ,ICNIBN,(2)IC=ICN+ ICBO,(3)IB=IEP+ IBN-ICBO,(4)IE=IEP+IEN=IEP+ICN+IBN =(ICN+ICBO)+(IBN+IEP-ICBO) (5)IE =IC+IB,2 电流分配关系式,8,3 三极管的电流放大系数,,,IC=ICN+ICBO= IE+ICBO= (IC+IB)+ICBO,(1) 共基极电流放大系数 、,在放大区的相当大的范围内,- 共基极交流电流放大系数,- 共基极直流电流放大系数,9,,,因 ≈1, 所以 1,定义: =IC /IB=(ICN+ ICBO )/IB,(2) 共射极直流电流放大系数 、,- 共射极直流电流放大系数,- 共射极交流电流放大系数,在放大区的相当大的范围内,10,NPN型三极管,PNP型三极管,11,§ 1.2 晶体管的共射极特性曲线,IB=f(UBE) UCE=const,,1. 输入特性曲线,12,,,工作压降: 硅管UBE0.6~0.7V,锗管UBE0.2~0.3V。,死区电压,硅管0.5V,锗管0.2V。,13,2、输出特性曲线,IC(mA ),,,,,,,,此区域满足IC=IB称为线性区(放大区)。,当UCE大于一定的数值时,IC只与IB有关,IC=IB。,IC=f(UCE) IB=const,14,,此区域中UCEUBE,集电结正偏,IBIC,UCE0.3V称为饱和区。,15,,此区域中 : IB=0,IC=ICEO,UBE 死区电压,称为截止区。,16,输出特性三个区域的特点:,放大区:发射结正偏,集电结反偏。即: IC=IB , 且 IC =  IB,(2) 饱和区:发射结正偏,集电结正偏。即:UCEUBE , IBIC,UCE0.3V,(3) 截止区: UBE 死区电压, IB=0 , IC=ICEO 0,17,例1:试判断三极管的工作状态,18,例2:用数字电压表测得放大电路中晶体管的各极电位,试判断晶体管的类型(为NPN型还是PNP型,硅管还是锗管,分别标上B、E、C。,19,例3: =50, USC =12V,RB =70k, RC =6k当USB = -2V,2V,5V时, 晶体管的静态工作点Q位 于哪个区?,当USB =-2V时:,IB=0 , IC=0,IC最大饱和电流:,Q位于截止区,20,例: =50, USC =12V,RB =70k, RC =6k当USB = -2V,2V,5V时, 晶体管的静态工作点Q位 于哪个区?,IC ICmax (=2mA) , Q位于放大区。,USB =2V时:,21,USB =5V时:,例: =50, USC =12V,RB =70k, RC =6k当USB = -2V,2V,5V时, 晶体管的静态工作点Q位 于哪个区?,IC Icmax(=2 mA), Q位于饱和区。(实际上,此时IC和IB 已不是的关系),22,1. 电流放大倍数和 ,§ 1.3 晶体管的主要参数,2.集-基极反向截止电流ICBO,3. 集-射极反向截止电流ICEO,4.集电极最大电流ICM,集电极电流IC上升会导致三极管的值的下降,当值下降到正常值的三分之二时的集电极电流即为ICM。,23,5.反向击穿电压,(1)U(BR)CBO——发射极开路时的集电结击穿电压,(2)U(BR) EBO——集电极开路时发射结的击穿电压,(3)U(BR)CEO——基极开路时集电极和发射极间的击穿电压几个击穿电压在大小上有如下关系 U(BR)CBO≈U(BR)CES>U(BR)CEO>U(BR) EBO,24,6. 集电极最大允许功耗PCM,集电极电流IC 流过三极管,所发出的焦耳热为:,PC =ICUCE,必定导致结温上升,所以PC有限制。,PCPCM,,ICUCE=PCM,
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