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第三章双极型晶体管及其基本放大电路2025年10月4日

本章主要内容2§3.1双极型晶体管013.1双极型晶体管023.2BJT基本放大电路及分析方法033.3三种组态放大器的中频特性043.4单级共发放大器的频率特性053.5多级放大电路

§3.1双极型晶体管2025年10月4日

1.BJT的结构4§3.1双极型晶体管内部结构

1.BJT的结构5§3.1双极型晶体管NPN型晶体管PNP型晶体管结构上的区别：各区采用的半导体材料极性相反两种类型1结构要素三区：发射区、基区、集电区三极：发射极、基极、集电极两结：发射结、集电结2

注意1.BJT的结构6§3.1双极型晶体管123发射区高掺杂，多数载流子浓度大集电区区域大，所以承受的功率也大基区很薄，作为过渡区，其掺杂浓度最低123

1.BJT的结构7§3.1双极型晶体管电路符号发射极的箭头可区分出发射极与集电极，其方向可区分NPN管和PNP管，箭头的方向表示发射结正偏方向，也是线性工作时的电流方向

2.放大工作原理8§3.1双极型晶体管放大工作条件发射结正向偏置，集电结反向偏置件放大工作原理

2.放大工作原理9§3.1双极型晶体管发射区注入的自由电子是形成集电极电流的主要来源集电极电流由于集电结反偏，集电区和基区中少数载流子的漂移运动形成反向饱和电流ICBO集电极总电流表示发射区能够到达集电区多子的比例，称为共基组态的直流电流放大系数

2.放大工作原理10§3.1双极型晶体管基极电流发射区注入到基区的自由电子流中仅很小一部分与基区中的空穴复合，形成基极复合电流集电极的反向饱和电流ICBO基极总电流发射极电流

2.放大工作原理11§3.1双极型晶体管考虑01得到两个基本的电流关系01另外01

2.放大工作原理12§3.1双极型晶体管忽略ICBO时各极电流之间的关系

2.放大工作原理13§3.1双极型晶体管几点说明

3.数学模型14§3.1双极型晶体管Ebers-Moll模型01BJT的理想模型或直流大信号分析模型基本思路02将发射结和集电结视作两个背靠背的PN结二极管，并采用受控电流源表达两者之间的相互影响，其中，受控电流反映了穿透基区的多子形成的电流

3.数学模型15§3.1双极型晶体管Ebers-Moll模型

3.数学模型16§3.1双极型晶体管

3.数学模型17§3.1双极型晶体管说明在Ebers-Moll模型中，晶体管的两个端电压VBE和VBC可正可负，故Ebers-Moll方程可以描述晶体管的所有工作状态

3.数学模型18§3.1双极型晶体管放大状态忽略反向饱和电流，则处于放大状态的晶体管，其发射结可近似为正向偏置的PN结二极管，而集电极电流受发射极电流的线性控制

3.数学模型19§3.1双极型晶体管饱和状态该方程无法进行线性简化，仍为非线性方程截止状态忽略反向饱和电流，则处于截止状态的晶体管，发射极和集电极相当于开路

4.伏安特性20§3.1双极型晶体管共基组态共发组态

（1）共基组态21§3.1双极型晶体管共基组态输入端口：发射极与基极构成输出端口：集电极与基极构成与二极管伏安特性的比较二极管：一个端口两个变量，一个自变量一个因变量三极管：两个端口四个变量，两个自变量两个因变量

（1）共基组态22§3.1双极型晶体管输入端伏安特性说明根据VCB的不同取值，输入端伏安特性曲线将以一组曲线族的形式存在

（1）共基组态23§3.1双极型晶体管

（1）共基组态24§3.1双极型晶体管伏安特性曲线1说明当VCB1V时，可近似认为输入端伏安特性曲线重合为一条曲线2

（1）共基组态25§3.1双极型晶体管输出端伏安特性说明由于PN结正偏，VEB可调范围很小，曲线不明确，故采用发射极电流IE来作为控制量根据IE的不同取值，输出端伏安特性曲线将以一组曲线族的形式存在0102

（1）共基组态26§3.1双极型晶体管由得

（1）共基组态27§3.1双极型晶体管对比以前结果得出

（1）共基组态28§3.1双极型晶体管伏安特性曲线

（1）共基组态29§3.1双极型晶体管三种工作区的分割条件

共发组态（2）共发组态30§3.1双极型晶体管输出端口：集电极与发射极构成02输入端口：基极与发射极构成01

（2）共发组态31§3.1双极型晶体管输入端伏安特性说明根据VCE的不同取值，输入端伏安特性曲线将以一组曲线族的形式存在

（2）共发组态32§3.1双极型晶体管

（2）共发组态33§3.1双极型晶体管

（2）共发组态34§3.1双极型晶体管伏安特性曲线

（2）共发组态35§3.1双极型晶体管输出端伏安特性

（2）共发组态§3.1双极型晶体管36

（2）