大学模拟电路第四章.ppt

第四章 双极结型三极管及放大电路基础 4.1 半导体BJT 半导体三极管，也叫晶体三极管。由于工作时，多数载流子和少数载流子都参与运行，因此，还被称为双极型晶体管（Bipolar Junction Transistor,简称BJT）。 BJT是由两个PN结组成的。 4.1.1 BJT的结构简介 BJT 的工作电压 三极管在工作时要加上适当的直流偏置电压。 4.1.2 BJT内部的载流子传输过程 （1）因为发射结正偏，所以发射区向基区注入电子 ，形成了扩散电流IEN 。同时从基区向发射区也有空穴的扩散运动，形成的电流为IEP。但其数量小，可忽略。 所以发射极电流I E ≈ I EN 。 （2）发射区的电子注入基区后，变成了少数载流子。少部分遇到的空穴复合掉，形成IBN。所以基极电流I B ≈ I BN 。大部分到达了集电区的边缘。 （3）因为集电结反偏，收集扩散到集电区边缘的电子，形成电流ICN 。 电流分配关系 三个电极上的电流关系: 4.1.3 BJT的特性曲线（共发射极接法） （1）uCE=0V时，相当于两个PN结并联。 (2)输出特性曲线 iC=f(uCE)? iB=const 现以iB=60uA一条加以说明。 输出特性曲线可以分为三个区域: 4.1.4 BJT的主要参数 1.电流放大系数 2.极间反向电流 4.极限参数 Ic增加时，? 要下降。当?值下降到线性放大区?值的70％时，所对应的集电极电流称为集电极最大允许电流ICM。 （3）反向击穿电压 BJT有两个PN结，其反向击穿电压有以下几种： 半导体三极管的型号 4.2 基本共射放大电路 一．三极管的放大原理 三极管工作在放大区： 发射结正偏， 集电结反偏。 2. 画出放大器的微变等效电路 4.5 共集电极和共基放大电路 *三种组态的判别 附：放大电路的主要技术指标 根据放大电路输入信号的条件和对输出信号的要求，放大器可分为四种类型，所以有四种放大倍数的定义。 1. RC低通网络 2. RC高通网络 3.7.2 BJT的混合π型模型 混合π型高频小信号模型是通过三极管的物理模型而建立的。 5. BJT的频率参数fβ、 fT 根据β定义： 做出β的幅频特性曲线： T1、T2构成复合管，可等效为一个NPN管 (a) 原理图 (b)交流通路 4.6.2 共集—共集放大电路 增加复合管的目的：扩大电流的驱动能力。 ?? ? ?1 ?2 晶体管的类型由复合管中的第一支管子决定。 复合NPN型 复合PNP型 4.6.2 共集—共集放大电路 复合管的主要特性 4.6.2 共集—共集放大电路 复合管的主要特性 两只NPN型BJT组成的复合管 两只PNP型BJT组成的复合管 rbe＝rbe1＋(1＋?1)rbe2 4.6.2 共集—共集放大电路 复合管的主要特性 PNP与NPN型BJT组成的复合管 NPN与PNP型BJT组成的复合管 rbe＝rbe1 4.6.2 共集—共集放大电路 2. 共集?共集放大电路的Av、 Ri 、Ro 式中 ?≈?1?2 rbe＝rbe1＋(1＋?1)rbe2 R?L＝Re||RL Ri＝Rb||[rbe＋(1＋?)R?L] 本章小结 1．基本放大电路的组成。 BJT加上合适的偏置电路（偏置电路保证BJT 工作在放大区）。 2．交流与直流。正常工作时，放大电路处于交直流共存的状态。为了分析方便，常将两者分开讨论。 直流通路：交流电压源短路，电容开路。 交流通路：直流电压源短路，电容短路。 4.三种分析方法。 （1）估算法（直流模型等效电路法）——估算Q。 （2）图解法——分析Q（Q的位置是否合适）；分析动态（最大不失真输出电压）。 （3）h参数交流模型法——分析动态（电压放大倍数、输入电阻、输出电阻等）。 1.放大倍数——表示放大器的放大能力 （1）电压放大倍数定义为: AU=uo/ui （2）电流放大倍数定义为: AI=io/ii （3）互阻增益定义为: Ar=uo/ii （4）互导增益定义为: Ag=io/ui 2. 输入电阻Ri——从放大电路输入端看进去的等效电阻 Ri=ui / ii 一般来说， Ri越大越好。 （1）Ri越大，ii就越小，从信号源索取的电流越小。 （2）当信号源有内阻时， Ri越大， ui就越接近uS。 3.