三极管工作原理(详解)
不设置正确的静态:
输出电压必然失真!
设置合适的静态工作点,主要是为了解决失真问题; 但Q点将影响所有动态参数!
4.2.3 两种实用放大电路
1.直接耦合放大电路
将两个电源 问题: 合二为一 静态时,U BEQ U Rb1 1、两种电源 2、信号源与放大电路不“共地” 动态时, uBE=uI+URb1 共地,且要使信号 驮载在静态之上
晶体管三个电极的电流有一定关系,公式如下
IE = IB +IC
三极管的三种放大电路
当晶体管被用作放大器使用时,其中两个电极用作信号 (待放大信号) 的输入端子;两个电极作为信号 (放大后的 信号) 的输出端子。 那么,晶体管三个电极中,必须有一 个电极既是信号的输入端子,又同时是信号的输出端子, 这个电极称为输入信号和输出信号的公共电极。 按晶体管公共电极的不同选择,晶体管放大电路有 三种:共基极电路 ( Common base circuit)、共射极电 路(Common emitter circuit) 和 共集极电路(Common collector circuit),如下图示。
三极管截止状态
a)基极(B)不加偏压使
(b)基极(B)加上反向偏
c)此时集极(C)与射极(E)
基极电流IB等于零
压使基极电流IB等于零
之间形同段路,负载无 电流通过
三极管饱合状态
当三极管之基极加入高电平时,因为IC≒IE=β×IB,射极和集极的电流 亦非常大,此时集极与射极之间的电压降非常低(VCE为0.4V以下),其 意义相 当于集极与射极之间完全导通,此一状态称为三极管饱合状态
向偏置。
共射极放大电路
电路组成
共射放大电路的工作原理 两种实用放大电路
电路组成
输入回路(基极回路)
输出回路(集电极回路)
电路组成 习惯画法
共射极基本放大电路
习惯画法
共射放大电路的工作原理
1.简单的工作原理
Vi=0
Vi=Vsint
共射放大电路的工作原理
2.静态
输入信号为零(vi= 0 或 ii= 0)时,放大电
只有电压放大作用,没有电流放大,有电流跟随作用,输入电阻小,
输出电阻与集电极电阻有关。高频特性较好,常用于高频或宽频带低输入 阻抗的场合,模拟集成电路中亦兼有电位移动的功能。
end
讨论1
放大电路的组成原则
合适的电路参数
静态工作点合适:合适的直流电源
• 输入信号能够作用于晶体管的输入端, 输出信号能够传送给负载。 • 对实用放大电路的要求:
共地;
直流电源种类尽可能少; 负载上无直流分量。
1. 基极分压式射极偏置电路
(1)稳定工作点原理 b点电位基本不变的条件:
I1 >>IBQ ,VBQ >>VBEQ
vo与vi同相 ◆ 电压增益小于1但接近于1,
◆ 输入电阻大,对电压信号源衰减小 ◆ 输出电阻小,带负载能力强
4.5.2 共基极放大电路
1.静态工作点
直流通路与射极偏置电路相同
VBQ Rb2 VCC Rb1 Rb2
I CQ I EQ
VBQ VBEQ Re
VCEQ VCC I CQ Rc I EQ Re VCC I CQ ( Rc Re )
(d) 中功率管
BJT的结构简介
半导体三极管的结 构示意图如图所示。 它有两种类型:NPN型 和PNP型。
(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
三极管的作用
晶体三极管的用途主要是交流信号放大,直流信号放大和电路开 关。 晶体三极管偏置 使用晶体管作放大用途时,必须在它的各电极上加上适当极性的 电压,称为“偏置电压”简称“偏压”, 又“偏置偏流”。电路 组成上叫偏置电路。晶体管各电极加上适当的偏置电压之后,各 电极上便有电流流动。 通过发射极的电流称为“射极电流”,用 IE表示;通过基极的电流称为“基极电流”,用IB表示;通过集电 极的电流称为“集极电流”,用IC表示。
1
2
目录
三极管的结构
三极管的作用
3 4
三极管的三种放大电路
三极管的开关状态
三极管的结构简介
三极管的类型:
• 按频率分:高频管、低频管; • 按功率分:小、中、大功率管; • 按半导体材料分:硅、锗管; • 按结构分:NPN和PNP管;
三极管的结构简介
(a) 小功率管
(b) 小功率管
(c) 大功率管
I BQ I CQ β
4.5.3 放大电路三种组态的比较
1.三种组态的判别
以输入、输出信号的位置为判断依据:
信号由基极输入,集电极输出——共射极放大电路
信号由基极输入,发射极输出——共集电极放大电
路
信号由发射极输入,集电极输出——共基极电路Βιβλιοθήκη 4.5.3 放大电路三种组态的比较
2.三种组态的比较
此时,VBQ
Rb2 VCC Rb1 Rb2
VBQ与温度无关
Re取值越大,反馈控制作用越强 一般取 I1 =(5~10)IBQ , VBQ =3~5V
1. 基极分压式射极偏置电路
(2)放大电路指标分析 ①静态工作点
VBQ Rb2 VCC Rb1 Rb2
I CQ I EQ
VBQ VBEQ Re
VCEQ VCC ICQ Rc IEQ Re VCC ICQ ( Rc Re )
I BQ I CQ β
4.5.1 共集电极放大电路
Av 1 。
] Ri Rb //[rbe (1 β ) RL
Rs rbe Ro Re // 1 β
共集电极电路特点:
4.5.3 放大电路三种组态的比较
3.三种组态的特点及用途
共射极放大电路:
电压和电流增益都大于1,输入电阻在三种组态中居中,输出电阻与集
电极电阻有很大关系。适用于低频情况下,作多级放大电路的中间级。 共集电极放大电路: 只有电流放大作用,没有电压放大,有电压跟随作用。在三种组态中, 输入电阻最高,输出电阻最小,频率特性好。可用于输入级、输出级或缓 冲级。 共基极放大电路:
三极管的三种放大电路
由于共射极电路放大电路的电流增益和电压增益均较其 它两种放大电路为大,故多用作讯号放大使用。
三极管的放大原理
晶体三极管的放大作用晶体管是一个电流控制组 件,其集极电流 IC可以由基极电流IB控制,只需 轻微的改变基流IB就可以引起很大的集流变化IC。 由于晶体管基流IB的轻微变化可以控制较大的集 流IC,我们利用这一特点,用它来放大微弱的电 信号,称为晶体管的放大作用 (Amplification),简 称晶体管放大。简单来说,晶体管的放大原理是 把微弱的电信号 (微弱的电压信号 Vi) 加在基极上, 使基极电流按电信号变化,通过晶体管的电流控 制作用,就可以在负载上得到与原信号变化一样, 但增强了的电信号 (较大的电压信号 Vo)。
a)基极加上足够的顺向偏压使IB足够大 b)C-E间视同导通状态
放大状态下三极管的工作原
4. 放大作用
理
若 vI = 20mV 使 iE = -1 mA,
共基极放大电路
当 = 0.98 时,
则 iC = iE = -0.98 mA, vO = -iC• RL = 0.98 V, 电压放大倍数
路的工作状态,也称直流工作状态。
电路处于静态时,三极管三个电极的电压、电
流在特性曲线上确定为一点,称为静态工作点, 常称为Q点。一般用IB、 IC和VCE (或IBQ、ICQ
和VCEQ )表示。
# 思考题:放大电路为什么要建立正确的静态?
共射放大电路的工作原理
设置正确静态的必要性
电路的放大对象是动态信号,为什么要求晶体管在信 号为零时有合适的直流电流和极间电压?
vO 0.98V Av 49 vI 20mV
放大状态下BJT的工作原理
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