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1、,4 双极结型三极管及放大电路基础,4.1 双极结型三极管,4.3 放大电路的分析方法,4.4 放大电路静态工作点的稳定问题,4.5 共集电极放大电路和共基极放大电路,4.2 基本共射极放大电路,4.6 组合放大电路,4.7 放大电路的频率响应,4.1 双极结型三极管,4.1.1 BJT的结构简介,4.1.2 放大状态下BJT的工作原理,4.1.3 BJT的V-I特性曲线,4.1.4 BJT的主要参数,4.1.5 温度对BJT参数及特性的影响,4.1.1 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,BJT有两种类型:NPN型和PNP型,4.1.1 BJT的结构简
2、介,(a)NPN型管结构示意图(b)PNP型管结构示意图(c)NPN管的电路符号(d)PNP管的电路符号,集成电路中典型NPN型BJT的截面图,4.1.1 BJT的结构简介,(2)发射区小，掺杂浓度高。,(3)集电区面积大。,(1)基区很薄，且掺杂浓度很低。,放大状态饱和状态截止状态倒置状态,4.1.2 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。,由于三极管内有自由电子和空穴两种载流子参与导电，故称为双极结型三极管即BJT(Bipolar Junction Transistor)。,放大状态的外部条件：发射结正偏、集电结反偏,放大状态下BJ
3、T中载流子的传输过程,放大状态的外部条件：发射结正偏、集电结反偏,4.1.2 放大状态下BJT的工作原理,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）,IC=ICN+ICBO,IE=IB+IC,发射结正向偏置、集电结反向偏置放大状态,原理图,电路图,电流关系,a.发射区向基区扩散电子形成发射结电子扩散电流IEN,发射区向基区扩散电子,称扩散到基区的发射区多子为非平衡少子,b.基区向发射区扩散空穴形成空穴扩散电流IEP,基区向发射区扩散空穴,发射区向基区扩散电子,因为发射区的掺杂浓度远大于基区浓度，空穴电流可忽略不计。,c.基区电子的扩散和
4、复合,非平衡少子在基区复合，形成基极电流IB,非平衡少子向集电结扩散,非平衡少子到达集电区,d.集电区收集从发射区扩散过来的电子形成集电极电流ICN,少子漂移形成反向饱和电流ICBO,e.集电区、基区少子相互漂移,集电区少子空穴向基区漂移,基区少子电子向集电区漂移,晶体管的电流分配关系动画演示,2.电流分配关系,根据传输过程可知,IC=ICN+ICBO,通常 IC ICBO,IE=IB+IC,放大状态下BJT中载流子的传输过程,2.电流分配关系,3.BJT的三种组态,共集电极接法，集电极作为公共电极，用CC表示。,共基极接法，基极作为公共电极，用CB表示；,共发射极接法，发射极作为公共电极，用
5、CE表示；,BJT的三种组态,共基极放大电路,4.放大作用,电压放大倍数,vO=-iC RL=0.98 V，,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。,4.1.3 BJT的V-I 特性曲线,iB=f(vBE)vCE=const,(2)当vCE1V时，vCB=vCE-vBE0，集电结已进入反偏状态，开始收 集电子，基区复合减少，同样的vBE下 iB减小，特性曲线右移。,(1)当vCE=0V时，相当于发射结
6、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）,共射极连接,饱和区：iC明显受vCE控制的区域，该区域内，一般vCE0.7V(硅管)。此时，发射结正偏，集电结正偏。,iC=f(vCE)iB=const,2.输出特性曲线,输出特性曲线的三个区域:,截止区：iC接近零的区域，相当iB=0的曲线的下方。此时，vBE小于死区电压。,放大区：iC几乎平行于vCE轴的区域，曲线基本平行等距。此时，发射结正偏，集电结反偏。,4.1.3 BJT的V-I 特性曲线,(1)共发射极直流电流放大系数=（ICICEO）/IBIC/IB vCE=const,1.电流放大系数,4.1.4 BJT的主要参
7、数,与iC的关系曲线,(2)共发射极交流电流放大系数=iC/iBvCE=const,1.电流放大系数,(3)共基极直流电流放大系数=（ICICBO）/IEIC/IE,(4)共基极交流电流放大系数=iC/iEvCB=const,当ICBO和ICEO很小时，可认为、。,4.1.4 BJT的主要参数,2.极间反向电流,(1)集电极-基极反向饱和电流ICBO 发射极开路时，集电结的反向饱和电流。,4.1.4 BJT的主要参数,(2)集电极-发射极反向饱和电流ICEO,ICEO=（1+）ICBO,4.1.4 BJT的主要参数,2.极间反向电流,(1)集电极最大允许电流ICM,(2)集电极最大允许功率损耗
8、PCM,PCM=ICVCE,3.极限参数,4.1.4 BJT的主要参数,3.极限参数,4.1.4 BJT的主要参数,(3)反向击穿电压,V(BR)CBO发射极开路时集电结的反 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-发射 极间的反向击穿电压,有如下关系：V(BR)CBOV(BR)CEOV(BR)EBO,4.1.5 温度对BJT参数及特性的影响,(1)温度对ICBO的影响,温度每升高10，ICBO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,end,
