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1、1,基区：最薄，掺杂浓度最低,发射区：掺杂浓度最高,发射结,集电结,结构特点：,集电区：面积最大,2,三极管内部结构要求：,1.发射区高掺杂。,2.基区做得很薄。通常只有几微米到几十微米，而且掺杂较少。,三极管放大的外部条件：外加电源的极性应使发射结处于正向偏置状态，而集电结处于反向偏置状态。,3.集电结面积大。,3,三极管中载流子运动过程,1.发射发射区的电子越过发射结扩散到基区，基区的空穴扩散到发射区形成发射极电流 IE(基区多子数目较少，空穴电流可忽略)。,2.复合和扩散电子到达基区，少数与空穴复合形成基极电流 Ibn。,多数电子在基区继续扩散，到达集电结的一侧。,图 三极管中载流子的运
2、动,4,三极管中载流子运动过程,3.收集集电结反偏，有利于收集基区扩散过来的电子而形成集电极电流 Icn。,另外，集电区和基区的少子在外电场的作用下将进行漂移运动而形成反向饱和电流，用ICBO表示。,图 三极管中载流子的运动,5,1.输入特性,特点:非线性,开启电压：硅管0.5V，锗管0.2V。,UCE1V,6,2.输出特性,IB=0,20A,放大区,输出特性曲线通常分三个工作区：放大、饱和、截止,(1)放大区,在放大区有 IC=IB，也称为线性区，具有恒流特性。,在放大区，发射结处于正向偏置、集电结处于反向偏置，晶体管工作于放大状态。,7,（2）截止区,IB 0 以下区域为截止区，有 IC
3、0。,在截止区发射结处于反向偏置，集电结处于反向偏置，晶体管工作于截止状态。,饱和区,截止区,（3）饱和区,发射结处于正向偏置，集电结也处于正偏。当UCE UBE时，晶体管工作于饱和状态。在饱和区，IB IC，,8,小结：输出特性三个区域的特点:,(1)放大区 BE结正偏，BC结反偏，IC=IB,且 IC=IB,(2)饱和区 BE结正偏，BC结正偏，即UCEUBE，IBIC，,(3)截止区 UBE 开启电压，IB=0，IC=ICEO 0,9,测量三极管三个电极对地电位，试判断三极管的工作状态。,放大VcVbVe,放大VcVbVe,发射结和集电结均为反偏。,发射结和集电结均为正偏。,例1：,10
4、,8.2.1 基本放大电路的组成,一 基本放大电路各元件作用,晶体管T-放大元件,iC=iB。要保证集电结反偏,发射结正偏,使晶体管工作在放大区。,基极电源EB与基极电阻RB-使发射结 处于正偏，并提供大小适当的基极电流。,共发射极基本电路,11,集电极电源EC-为电路提供能量。并保证集电结反偏。,集电极电阻RC-将变化的电流转变为变化的电压。,耦合电容C1、C2-隔离直流信号放大电路与输入/输出的联系，同时使交流信号顺利输入/输出。,信号源,共发射极基本电路,负载,12,结论：,(1)无输入信号电压时，三极管各电极都是恒定的 电压和电流:IB、UBE和 IC、UCE。,(IB、UBE)和(I
5、C、UCE)分别对应于输入、输出特性曲线上的一个点，称为静态工作点。,13,UBE,无输入信号(ui=0)时:,uo=0uBE=UBEuCE=UCE,？,有输入信号(ui 0)时,uCE=UCC iC RC,uo 0uBE=UBE+uiuCE=UCE+uo,有输入信号(ui 0)时,14,结论：,(2)加上输入信号电压后，各电极电流和电压的大 小均发生了变化，都在直流量的基础上叠加了 一个交流量，但方向始终不变。,+,集电极电流,直流分量,交流分量,动态分析,静态分析,15,放大电路工作原理：(1)ui直接加在三极管T的基极和发射极之间，引起基极电流iB作相应的变化。(2)通过T的电流放大作用
6、，T的集电极电流iC也将变化。(3)iC的变化引起T的集电 极和发射极之间的电压uCE变化。(4)uCE中的交流分量uce经过C2畅通地传送给负载RL，成为输出交流电压uo,，实现了电压放大作用。,16,将电路中的所有电容视为开路。,直流通路：无信号时直流成分（直流电流）的通路，用来计算静态工作点（IBQ、ICQ、UCEQ）。,交流通路：有信号时交流成分（变化量）的通路，用来计算电压放大倍数、输入电阻、输出电阻等动态参数。,将电路中的所有电容和直流电压源视为短路。,17,例：画出下图放大电路的直流通路,直流通路,直流通路用来计算静态工作点Q(IBQ、ICQ、UCEQ),对直流信号电容 C 可看
7、作开路（即将电容断开）,断开,断开,18,对交流信号(有输入信号ui时的交流分量),XC 0，C 可看作短路。直流电源对交流可看作短路。,交流通路,用来计算电压放大倍数、输入电阻、输出电阻等动态参数。,短路,短路,对地短路,19,硅管 UBEQ=0.7 V锗管 UBEQ=0.3 V,ICQ IBQ,UCEQ=VCC ICQ RC,8.2.3静态工作点的近似计算,20,(二)图解分析动态,1.交流通路的输出回路,图,输出回路的外电路是 Rc 和 RL 的并联。,2.交流负载线,交流负载线斜率为：,21,3.动态工作情况图解分析,图(a)输入回路工作情况,根据输入电压的变化范围确定输入电流的变化范
8、围,22,图(b)输出回路工作情况分析,根据输入电流的变化范围确定集电极电流和输出电压的变化范围以及相应的输出波形,23,(一)用图解法分析非线性失真,1.静态工作点过低，引起 iB、iC、uCE 的波形失真,ib,ui,结论：iB 波形失真,截止失真,二、图解法的应用,24,iC、uCE(uo)波形失真,NPN 管截止失真时的输出 uo 波形。,uo=uce,uo顶部失真,25,(二)用图解法分析电路参数对静态工作点的影响,1.改变 Rb，保持VCC，Rc，不变；,Rb 增大，,Rb 减小，,Q 点下移；,Q 点上移；,2.改变 VCC，保持 Rb，Rc，不变；,升高 VCC，直流负载线平行
9、右移，动态工作范围增大，但管子的动态功耗也增大。,Q2,图(a),图(b),26,3.改变 Rc，保持 Rb，VCC，不变；,4.改变，保持 Rb，Rc，VCC 不变；,增大 Rc，直流负载线斜率改变，则 Q 点向饱和区移近。,Q2,增大，ICQ 增大，UCEQ 减小，则 Q 点移近饱和区。,图(c),图(d),27,例：接有发射极电阻的单管放大电路，计算电压放大倍数和输入、输出电阻。,图 接有发射极电阻的放大电路,微变等效电路法的应用,28,根据微变等效电路列方程,引入发射极电阻后，降低了。,29,8.3.2静态工作点稳定电路,一、电路组成,分压式偏置电路,由于 UBQ 不随温度变化，,电流
10、负反馈式工作点稳定电路,T ICQ IEQ UEQ UBEQ(=UBQ UEQ)IBQ ICQ,30,说明：,1.Re 愈大，同样的 IEQ 产生的 UEQ 愈大，则温度稳定性愈好。但 Re 增大，UEQ 增大，要保持输出量不变，必须增大 VCC。2.接入 Re，电压放大倍数将大大降低。在 Re 两端并联大电容 Ce，交流电压降可以忽略，则 Au 基本无影响。Ce 称旁路电容,31,二、静态与动态分析,静态分析,由于 IR IBQ，可得(估算),静态基极电流,32,动态分析,微变等效电路：,33,2.放大电路的输入电阻,引入 Re 后，输入电阻增大了。,3.放大电路的输出电阻,34,8.5 放
11、大电路的负反馈,凡是将放大电路输出端的信号（电压或电流）的一部分或全部引回到输入端，与输入信号迭加，就称为反馈。,若引回的信号削弱了输入信号，就称为负反馈。若引回的信号增强了输入信号，就称为正反馈。,1、反馈：,2、反馈的极性,3、交流反馈和直流反馈,反馈信号只有交流成分时为交流反馈，反馈信号只有直流成分时为直流反馈，既有交流成分又有直流成分时为交直流反馈。,8.5.1 反馈的概念：,35,负反馈的类型(反馈组态）:,一、电压反馈和电流反馈,电压反馈：反馈信号取自输出电压信号。,8.5.2 负反馈的类型及分析方法,一般从后级放大器的集电极采样。,一般从后级放大器的发射极采样。,电流反馈：反馈信
12、号取自输出电流信号。,36,电压反馈采样的两种形式：,采样电阻很大,一般从后级放大器的集电极采样。,37,电流反馈采样的两种形式：,采样电阻很小,一般从后级放大器的发射极采样。,38,串联反馈：反馈信号与输入信号串联，即反馈电压信号与输入信号电压比较。,并联反馈：反馈信号与输入信号并联，即反馈信号电流与输入信号电流比较。,二、串联反馈和并联反馈：,判别方法：反馈信号与输入信号加在输入回路的同一个电极上，则为并联反馈；反之，加在放大电路输入回路的两个电极，则为串联反馈。,39,ib=i-if,并联反馈,ube=ui-uf,串联反馈,此时反馈信号与输入信号是电流相加减的关系。,此时反馈信号与输入信
13、号是电压相加减的关系。,对于三极管来说，反馈信号与输入信号同时加在三极管的基极或发射极，为并联反馈；一个加在基极一个加在发射极则为串联反馈。,40,三、正反馈和负反馈的判断方法,假设放大器一个输入信号对地的极性，用“+”、“-”表示。按信号传输方向依次判断相关点的瞬时极性，直至判断出反馈信号的瞬时极性。如果反馈信号的瞬时极性使净输入减小，则为负反馈；反之为正反馈。,反馈信号和输入信号加于输入回路一点时，瞬时极性相同的为正反馈，瞬时极性相反的是负反馈。,反馈信号和输入信号加于输入回路两点时，瞬时极性相同的为负反馈，瞬时极性相反的是正反馈。,以上输入信号和反馈信号的瞬时极性都是指对地而言，这样才有可比性。,对三极管来说,这两点是基极和发射极，对运算放大器来说是同相输入端和反相 输入端。,(瞬时极性法),
