Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,电子技术基础,模拟部分 （第六版）,华中科技大学 张林,电子技术基础模拟部分 （第六版）华中科技大学 张,电子技术基础模拟部分,1,绪论,2,运算放大器,3,二极管及其基本电路,4,场效应三极管及其放大电路,5,双极结型三极管及其放大电路,6,频率响应,7,模拟集成电路,8,反馈放大电路,9,功率放大电路,10,信号处理与信号产生电路,11,直流稳压电源,电子技术基础模拟部分1 绪论,5,双极结型三极管及其放大电路,5.1 BJT,5.2,基本共射极放大电路,5.3 BJT,放大电路的分析方法,5.4 BJT,放大电路静态工作点的稳定问题,5.5,共集电极放大电路和共基极放大电路,5.6 FET,和,BJT,及其基本放大电路性能的比较,5.7,多级放大电路,5.8,光电三极管,5 双极结型三极管及其放大电路5.1 BJT,5.1 BJT,5.1.1 BJT,的结构简介,5.1.2,放大状态下,BJT,的工作原理,5.1.3 BJT,的,V,-,I,特性曲线,5.1.4 BJT,的主要参数,5.1.5,温度对,BJT,参数及特性的影响,5.1 BJT5.1.1 BJT的结构简介,5.1.1 BJT,的结构简介,(a),小功率管,(b),小功率管,(c),大功率管,(d),中功率管,5.1.1 BJT的结构简介(a)小功率管,5.1.1 BJT,的结构简介,5.1.1 BJT的结构简介,5.1.1 BJT,的结构简介,半导体三极管的结构示意图如图所示。
它有两种类型：,NPN,型和,PNP,型,NPN,型,PNP,型,5.1.1 BJT的结构简介 半导体三极管的结,5.1.1 BJT,的结构简介,结构特点：,发射区的掺杂浓度最高；,集电区掺杂浓度低于发射区，且面积大；,基区很薄，一般在几个微米至几十个微米，且掺杂浓度最低集成电路中典型,NPN,型,BJT,的截面图,5.1.1 BJT的结构简介 结构特点：发射区的掺杂,载流子的传输过程,5.1.2,放大状态下,BJT,的工作原理,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外部条件：,发射结正偏,集电结反偏,1.,内部载流子的传输过程,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,（以,NPN,为例）,由于三极管内有两种载流子,(,自由电子和空穴,),参与导电，故称为双极型三极管或,BJT,(,Bipolar Junction Transistor,),I,C,=,I,CN,+,I,CBO,I,E,=,I,B,+,I,C,载流子的传输过程5.1.2 放大状态下BJT的工作原理,载流子的传输过程,2.,电流分配关系,根据传输过程可知,I,C,=,I,nC,+,I,CBO,通常,I,C,I,CBO,为电流放大系数。
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,=0.90.99I,E,=,I,B,+,I,C,载流子的传输过程2.电流分配关系根据传输过程可知 IC=,是另一个电流放大系数同样，它也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,1根据,I,E,=,I,B,+,I,C,I,C,=,I,nC,+,I,CBO,且令,I,CEO,=(1+,),I,CBO,（穿透电流）,2.,电流分配关系,是另一个电流放大系数同样，它也只与管子的结构尺,3.,三极管的三种组态,共集电极接法,，集电极作为公共电极，简称,CC,共基极接法,，基极作为公共电极，简称,CB,；,共发射极接法,，发射极作为公共电极，简称,CE,；,i,E,i,C,i,B,i,C,i,B,i,E,i,C,=,i,E,i,C,=,i,B,i,E,=(1+,),i,B,输出口,输入口,输出口,输入口,输出口,输入口,3.三极管的三种组态共集电极接法，集电极作为公共电极，简称,共基极放大电路,4.,放大作用,若,v,I,=20mV,电压放大倍数,使,i,E,=-1 mA,，,则,i,C,=,i,E,=-0.98 mA,，,v,O,=-,i,C,R,L,=0.98 V,，,当,=0.98,时,，,共基极放大电路4.放大作用若vI=20mV电压放大倍,5.1.2,放大状态下,BJT,的工作原理,综上所述，三极管的放大作用，主要是依靠它的发射极电流能够通过基区传输，然后到达集电极而实现的。
实现这一传输过程的两个条件是：,（,1,）,内部条件：,发射区杂质浓度远大于基区杂质浓度，且基区很薄2,）,外部条件：,发射结正向偏置，集电结反向偏置5.1.2 放大状态下BJT的工作原理 综上,5.1.3 BJT,的,I,-,V,特性曲线,+,-,b,c,e,共射极放大电路,V,BB,V,CC,v,BE,i,C,i,B,+,-,v,CE,i,B,=,f,(,v,BE,),v,CE,=const,(2),当,v,CE,1V,时，,v,CB,=,v,CE,-,v,BE,0,，集电结已进入反偏状态，收集载流子能力增强，基区复合减少，同样的,v,BE,下,I,B,减小，特性曲线右移1),当,v,CE,=0V,时，相当于发射结的正向伏安特性曲线1.,输入特性曲线,（以共射极放大电路为例）,5.1.3 BJT的 I-V 特性曲线+-bce共射极放大,5.1.3 BJT,的,I,-,V,特性曲线,(3),输入特性曲线的三个部分,死区,非线性区,近似线性区,i,B,v,B,E,i,B,v,B,E,i,B,v,B,E,1.,输入特性曲线,5.1.3 BJT的 I-V 特性曲线(3)输入特性曲线,5.1.3 BJT,的,I,-,V,特性曲线,饱和区：,i,C,明显受,v,CE,控制的区域，该区域内，一般,v,CE,0.7V(,硅管,),。
此时，,发射结正偏，集电结正偏或反偏电压很小,i,C,=,f,(,v,CE,),i,B,=,const,输出特性曲线的三个区域,:,截止区：,i,C,接近零的区域，相当,i,B,=0,的曲线的下方此时，,v,BE,小于死区电压,放大区：,i,C,平行于,v,CE,轴的区域，曲线基本平行等距此时，,发射结正偏，集电结反偏,2.,输出特性曲线,5.1.3 BJT的 I-V 特性曲线饱和区：iC明显受v,5.1.4 BJT,的主要参数,(1),共发射极直流电流放大系数,1.,电流放大系数,(2),共发射极交流电流放大系数,=,I,C,/,I,B,v,CE,=const,5.1.4 BJT的主要参数 (1)共发射极直流电流,5.1.4 BJT,的主要参数,(3),共基极直流电流放大系数,=,（,I,C,I,CBO,）,/,I,E,I,C,/,I,E,(4),共基极交流电流放大系数,=,I,C,/,I,E,V,CB,=const,当,I,CBO,和,I,CEO,很小时，,、,，可以不加区分1.,电流放大系数,5.1.4 BJT的主要参数(3)共基极直流电流放大系,5.1.4 BJT,的主要参数,(1),集电极基极间反向饱和电流,I,CBO,发射极开路时，集电结的反向饱和电流。
2.,极间反向电流,5.1.4 BJT的主要参数(1)集电极基极间反向饱,5.1.4 BJT,的主要参数,(2),集电极发射极间的反向饱和电流,I,CEO,I,CEO,=,（,1+,）,I,CBO,即输出特性曲线,I,B,=0,那条曲线所对应的,Y,坐标的数值I,CEO,也称为集电极发射极间穿透电流2.,极间反向电流,5.1.4 BJT的主要参数 (2)集电极发射极,5.1.4 BJT,的主要参数,(1),集电极最大允许电流,I,CM,(2),集电极最大允许功率损耗,P,CM,P,CM,=,I,C,V,CE,3.,极限参数,(3),反向击穿电压,V,(BR)CBO,发射极开路时的集电结反 向击穿电压V,(BR)EBO,集电极开路时发射结的反 向击穿电压V,(BR)CEO,基极开路时集电极和发射,极间的击穿电压5.1.4 BJT的主要参数(1)集电极最大允许电流I,5.1.4 BJT,的主要参数,由,P,CM,、,I,CM,和,V,(BR)CEO,在输出特性曲线上可以确定过损耗区、过电流区和击穿区输出特性曲线上的过损耗区和击穿区,过流区,过压区,5.1.4 BJT的主要参数 由,5.1.5,温度对,BJT,参数及特性的影响,(1),温度对,I,CBO,的影响,温度每升高,10,，,I,CBO,约增加一倍。
2),温度对,的影响,温度每升高,1,，,值约增大,0.5%1%,3),温度对反向击穿电压,V,(BR)CBO,、,V,(BR)CEO,的影响,温度升高时，,V,(BR)CBO,和,V,(BR)CEO,都会有所提高2.,温度对,BJT,特性曲线的影响,1.,温度对,BJT,参数的影响,5.1.5 温度对BJT参数及特性的影响(1)温度对IC,5.2,基本共射极放大电路,5.2.1,基本共射极放大电路的组成,5.2.2,基本共射极放大电路的工作原理,5.2 基本共射极放大电路,5.2.1,基本共射极放大电路的组成,5.2.1 基本共射极放大电路的组成,5.2.2,基本共射极放大电路的工作原理,1.,静态,输入信号,v,i,0,时，放大电路的工作状态称为静态或直流工作状态直流通路,V,CEQ,=,V,CC,I,CQ,R,c,5.2.2 基本共射极放大电路的工作原理1.静态,5.2.2,基本共射极放大电路的工作原理,2.,动态,输入正弦信号,v,s,后，电路将处在动态工作情况此时，,BJT,各极电流及电压都将在静态值的基础上随输入信号作相应的变化交流通路,5.2.2 基本共射极放大电路的工作原理2.动态,BJT,放大电路的其它组成形式,信号源不共地,BJT放大电路的其它组成形式信号源不共地,BJT,放大电路的其它组成形式,BJT放大电路的其它组成形式,5.3 BJT,放大电路的分析方法,5.3.1 BJT,放大电路的图解分析法,5.3.2 BJT,放大电路的小信号模型分析法,5.3 BJT放大电路的分析方法,5.3.1 BJT,放大电路的图解分析法,1.,静态工作点的图解分析,采用该方法分析静态工作点，必须已知三极管的输入输出特性曲线。
共射极放大电路,首先，画出直流通路,直流通路,5.3.1 BJT放大电路的图解分析法1.静态工作点的,5.3.1 BJT,放大电路的图解分析法,列输入回路方程,v,BE,=,V,BB,i,B,R,b,列输出回路方程,（直流负载线）,v,CE,=,V,CC,i,C,R,c,直流通路,1.,静态工作点的图解分析,5.3.1 BJT放大电路的图解分析法 列输入回路方程,5.3.1 BJT,放大电路的图解分析法,在输入特性曲线上，作出直线,v,BE,=,V,BB,i,B,R,b,，两线的交点即是,Q,点，得到,I,BQ,在输出特性曲线上，作出直流负载线,v,CE,=,V,CC,i,C,R,c,，与,I,BQ,曲线的交点即为,Q,点，从而得到,V,CEQ,和,I,CQ,1.,静态工作点的图解分析,5.3.1 BJT放大电路的图解分析法 在输入特性曲,5.3.1 BJT,放大电路的图解分析法,2.,动态工作情况的图解分析,根据,v,s,的波形，在,BJT,的输入特性曲线图上画出,v,BE,、,i,B,的波形,5.3.1 BJT放大电路的图解分析法2.动态工作情况,5.3.1 BJT,放大电路的图解分析法,2.,动态工作情况的图解分析,根据,i,B,的变化范围在输出特性曲线图上画出,i,C,和,v,CE,的波形,5.3.1 B。