晶体管及其小信号放大.

1晶体管及其小信号放大(1)2晶体管是电子线路的核心单元：分立电路／集成电路模拟电路／数字电路双极型／单极型小信号放大／大信号放大／开关3§1双极型晶体管（BJT）§1.1基本结构BECNNP基极发射极集电极NPN型PNPBCEPNP型发射结集电结Ｂ集电区基区发射区4BECNNP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5电路符号两种类型的三极管6§1.2BJT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）发射区向基区注入载流子；基区传输和控制载流子；集电区收集载流子．7１内部载流子的传输过程（以NPN为例）ICBO反向饱和电流8（1）IE=IEN+IEP且有IENIEPIEN=ICN+IBN且有IENIBN，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+IB2电流分配关系式9BECIBIEICNPN型三极管BECIBIEICPNP型三极管103三极管的电流放大系数直流放大系数/交流放大系数不同端口间的放大系数iE=IE+ΔIEiC=IC+ΔICiB=IB+ΔIB11ECENCNIIII//(1)直流电流放大系数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0.995－（共基极）直流电流放大系数121(2)直流电流放大系数－（共射极）直流电流放大系数令BCEOBCBOBIIIIII)1(CBII)1(EBCIICBOII)1(CEO基极开路，集到发的穿透电流CBOECBOENCBOCNCIIIIIIICBOBCCIIII)(11CBOBCIII13ECII在放大区的相当大的范围内BCII因≈1,所以1(3)交流电流放大系数CBOECIIIECCBOEECBOECIIIIIIii)(ECIIECII14三种组态共发射极接法、共基极接法、共集电极接法§1.2晶体管的共射极特性曲线15+-bce共射极放大电路VBBVCCUBEICIB+-UCEIB=f(UBE)UCE=const1.输入特性曲线16UCE1VIB(A)UBE(V)204060800.40.8工作压降：硅管UBE0.6~0.7V,锗管UBE0.2~0.3V。UCE=0VUCE=0.5V死区电压，硅管0.5V，锗管0.2V。172、输出特性曲线IC(mA)1234UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A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=const18IC(mA)1234UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A此区域中UCEUBE,集电结正偏，IBIC，UCE0.3V称为饱和区。19IC(mA)1234UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A此区域中:IB=0,IC=ICEO,UBE死区电压，称为截止区。20输出特性三个区域的特点:(1)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021例1：试判断三极管的工作状态22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。23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：ICUCEIBUSCRBUSBCBERCUBEmA2612maxCSCCRUIIB=0，IC=0IC最大饱和电流：Q位于截止区24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？ICICmax(=2mA)，Q位于放大区。ICUCEIBUSCRBUSBCBERCUBEUSB=2V时：9mA01070702..RUUIBBESBB0.95mA9mA01050.IIBC25USB=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？ICUCEIBUSCRBUSBCBERCUBEICIcmax(=2mA)，Q位于饱和区。(实际上，此时IC和IB已不是的关系）mA061070705..RUUIBBESBB5mA03mA061050..IIBC261.电流放大倍数___§1.3晶体管的主要参数2.集-基极反向截止电流ICBOICEO=IB+ICBO3.集-射极反向截止电流ICEO4.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。275.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)EBO286.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PCMICUCEICUCE=PCMICMU(BR)CEO安全工作区29由PCM、ICM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。30§1.4晶体管的温度特性1对UBE的影响温度每升高1ºC，UBE减小2－2.5mv2对ICBO的影响温度每升高10ºC，ICBO增大一倍3对的影响温度每升高1ºC，增大0.5－1％最终使IC随温度升高而增大31国家标准对半导体晶体管的命名如下:3DG110B第二位：A锗PNP管、B锗NPN管、C硅PNP管、D硅NPN管第三位：X低频小功率管、D低频大功率管、G高频小功率管、A高频大功率管、K开关管用字母表示材料用字母表示器件的种类用数字表示同种器件型号的序号用字母表示同一型号中的不同规格三极管§1.5半导体晶体管的型号