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1、第一节 半导体三极管,第九章 半导体三极管及放大电路,第二节 交流放大电路,第三节 微变等效电路分析法,第四节 射极输出器,第五节 放大电路中的负反馈,第六节 功率放大电路,第七节 差动放大器,1. NPN 型三极管,集电区,集电结,基区,发射结,发射区,N,N,集电极C,基极B,发射极E,一、三极管的结构 分类和符号,P,第一节 半导体三极管,集电区,集电结,基区,发射结,发射区,C,B,E,N,集电极C,发射极E,基极B,N,P,P,N,2. PNP型三极管,三极管的型号,例： 3 D G 6,A-锗PNP B-锗NPN C-硅PNP D-硅NPN G高频小功率； A高频大功率 X低频小功
2、率 D低频大功率 K开关管,三极管,材料,功能,序号,EC,RC,IC,UCE,C,E,B,UBE,共发射极接法放大电路,二、三极管的电流控制作用,1.三极管具有电流控 制作用的外部条件,（1）发射结正向偏置；,（2）集电结反向偏置。,以NPN型三极管为例 应满足: UBE 0 UBC VB VE,公 共 端,EB,RB,IB,IC,N,P,N,2.三极管的电流控制原理,VCC,RC,VBB,RB,在工艺上保证：a、 基区很薄,掺杂浓度又很小。 因此电子在基区扩散的数量远远大于复合的数量。所以：,IC IB,同样有: IC IB,所以说三极管具有电流控制作用,也称之为电流放大作用。,1. 三极
3、管的输入特性,三、 三极管的特性曲线,b、发射区的杂质浓度集电区的杂质浓度。 因此两个区不能互换。,输入特性 类似二极管的特性,死区电压，硅管0.5V，锗管0.2V。,工作压降： 硅管UBE0.60.7V,锗管UBE0.20.3V。,（以硅管为例）,IB =40A,IB =60A,IB = 20A,2. 三极管的输出特性,IC / mA,UCE /V,0,三极管输出特性上的三个工作区,IB= 0 A,20A,40 A,60 A,80 A,1.放大区（工作区）,IC(mA ),特点：满足IC= IB；IC受IB的控制；IC和UCE无关，呈现恒流特性。称为线性区（放大区）。,条件：发射结正偏，集电
4、结反偏。,特点：此区域中UCE UBE ,集电结正偏，IC不再受IB的控制; IBIC , IC饱和;UCES 0.3V称为饱和压降。,2.饱和区,条件:发射结 和集电结均 为正偏.,此区域中特点 : IB=0,IC=ICEO,UBE 死区电压，称为截止区。,3.截止区,条件:发射结 和集电结均 为反偏.,电流放大系数：,1.电流放大系数 ,电流放大系数随着温度的变化 会变化。 温度增高、变大。,四、主要参数,60A,0,20A,1.5,2.3,在输出特性上求,设UCE=6V, IB由40A加为60A 。,IC / mA,UCE /V,IB =40A,6,2.集-基极反向截止电流ICBO,IC
5、BO是集电结反偏由少子的漂移形成的反向电流，受温度的变化影响。,3.集-射极反向截止电流ICEO,B,E,C,N,N,P,ICBO进入集电区，形成IBE。,根据放大关系，由于IBE的存在，必有电流 IBE。,集电结反偏有ICBO,IBE=ICBO,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。,所以集电极电流应为：IC= IB+ICEO,而ICEO受温度影响很大，当温度上升时，ICEO增加很快，所以IC也相应增加。三极管的温度特性较差。,5.集-射极反向击穿电压,当集-射极之间的电压UCE超过一定的数值时，三极管就会被击
6、穿。手册上给出的数值是25C、基极开路时的击穿电压U(BR)CEO。,6.集电极最大允许功耗PCM,PC=ICUCE,集电极电流IC流过三极管，所发出的焦耳热，必定导致结温上升，所以PC有限制。,PCPCM,ICUCE=PCM,安全工作区,第二节 交流放大电路,放大的概念,电子技术中放大的目的是将微弱的变化信号放大成较大的信号。这里所讲的主要是电压放大电路。,Au,一、 基本交流放大电路的组成,RC,C1,C2,V,RL,RB2,RE,+,CE,+,+,1.电路组成,RB1,RS,us,信号源,直流电源提供 偏置和能量,基极偏置电阻 保证发射结正偏,EC,C1、C2 为耦合电容，用来隔断放大电
7、路与信号源及负载之间的直流通路，同时又起耦合交流的作用。其电容值应足够大，以保证在一定的频率范围内，耦合电容上的交流压降小到可以忽略 不计，即对交流信号可视为短路。 CE为旁路电容，对直流开路，对交流短路。,2.电容的作用：,负载,RC,C1,C2,V,RL,RB2,RE,+,CE,+,+,RB1,RS,信号源,uo,ui,us,EC,+UCC,3.基本交流放大电路的电位画法,RC,C1,C2,V,RL,RB2,RE,+,CE,+,+,RB1,RS,us,信号源,ui,uo,二、放大电路的静态分析,静态分析的任务是根据电路参数和三极管的特性确定静 态值（直流值）UBE、IB、 IC 和UCE。
8、可用放大电路的直流通路来分析。,放大电路没有输入信号时的工作状态称为静态。,IC,C1,C2,+,+,+,UCC,UBE,IB,UCE,直流通路,1. 静态工作点的确定,对于设计好的电路均能满足 I1 IB , I2 IB , 可以,认为 I1 I2,则,uo,当输入信号为时ui=0，电路中只有直流电源UCC作用时，电容相当于断路，交流放大电路的直流通路如图所示,可用估算法求静态值,IC IE,UCE = VCCICRCICRE,直流通路,UCE、IC、IB称为直流静态工作点Q。,UCE,IB,温度升高 IC IE VE UBE ,IC ,该电路的温度性能好因此被广泛 应用，称为分压式偏置电路
9、。,UCE,其中VB由温度稳定性好的UCC、RB1、RB2分压决定，因此不随温度变化而变化。当,0,IB = 0 A,20A,40 A,60 A,80 A,1,2,1.5,2,4,6,8,10,12,IC / mA,UCE /V,tan= -1/(RC+RE),2.工作点Q示意图,将方程 UCE = UCC - IC RC-ICRE所表示的直线画在三极管输出特性曲线的坐标平面上,N点 : IC = UCC / RC+RE , UCE =0,M点 : IC = 0 , UCE = UCC,直线和三极管输出特性中相对于 IB的曲线的交点就是工作点Q。,三、放大电路的动态分析,放大电路有输入信号时的
10、工作状态称为动态。动态分析是 在静态值确定后,分析信号的传输情况。加入输入信号 后， 三极管的各个电压和电流都含有直流分量和交流分量。,1. 输出端开路,输入信号 ui = Uim sin t = 0.02sin t (v),以图解法来看放大电路 的工作原理,RC,C1,C2,V,RB2,RE,+,CE,+,+,RB1,uo,UCC,RS,ui,us,0,uBE/V,Q1,Q,Q2,60,40,20,0,0,60,40,20,IB,0.68,0.7,0.72,UBE,t,t,在输入特性上作图,ube,uBE/V,0,IB = 4 0 A,20,60,80,Q,1. 5,6,N,0,M,t,0,
11、0,2.25,0.75,2.25,1.5,0.75,IC,UCE,3,9,uCE /V,uCE /V,t,3,6,9,在输出特性上作图,这时交流负载线和上面直流 负载线的斜率不同,但也过Q点,iC / mA,iC / mA,tan= -1/RC,ib,v,UCC 对交流可视为短路,+,+,从交流通路来解释一下负载线,C1,RC,RB1,UCC,C2,us,uo,RS,RL,RB2,RE,CE,交流通路中：,V,UCC 对交流可视为短路,2.接入RL的交流通道,+,+,画出交流通路,C1,RC,RB1,UCC,C2,us,uo,RS,RL,RB2,RE,CE,由基本放大电路的交流通路可以得出:,
12、与不接RL的电路uce= -icRc相比，uo幅值显然减小，即电路的电压放大倍数降低。,0,IB = 4 0 A,20,60,80,3,Q,1. 5,6,12,N,0,M,t,0,0,Q2,2.25,0.75,2.25,1.5,0.75,IC,UCE,3,9,3,6,9,uce (uo),接负载后，Uom 减小, Au下降。,uCE /V,uCE /V,t,Q1,作图示意如下：,空载输出电压,iC / mA,iC / mA,接入负载, tan= -1/RL,IC,UCE,0,20A,40 A,80 A,1,2,3,IB = 0,Q,t,0,0,uce (uo),1、静态工作点偏高引起饱和失真,
13、Q2,Q1,uCE /V,IB = 60 A,四、 用图解法分析非线性失真,t,饱和失真,uCE /V,iC / mA,iC / mA,uBE / V,0,Q,5,ib,ube,0,t,t,0,iB / A,(a)工作点偏低引起 ib失真,iB / A,uBE / V,2、工作点偏低引起截止失真,t1,t2,在ube负半周t1 t2时 间内， uBE小于死区 电压， iB =0,设静态值 IB = 5 A,0,IB = 5 A,20,60,80,3,1. 5,6,12,t,0,0,Q,2.25,0.75,2.25,1.5,0.75,ic,uce (uo),3,9,40,0,(b)工作点偏低引起 ic 、 uce (uo)失真,0.25,0.25,uCE /V,uCE /V,t,截止失真,iC / mA,iC / mA,* 放大电路的组成原则,(1) 为了不失真的放大交变电压信号, 必须给放大电路 设置合适的静态工作点。,(2)
