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双极型晶体管和基本放大电路优秀课件
发射结
发射区 e
符号
发射极e
结构示意图
为了实现电流的 控制和放大作用, 晶体管的三个区 在结构尺寸和掺 杂浓度上有很大 的不同。
2.1.2 晶体管中的电流控制作用
(以NPN型为例说明)
1. 两个PN结无外加电压 载流子运动处于动平衡,
IB
Rc b
c
IC
VCC
净电流为零。
2. 发射结加正向电压, 集电结加反向电压
2.1.3共射接法晶体管的特性曲线 1.共射接法晶体管的输入特性曲线
IB = f (UBE ) UC E = 常数
UCE=0,输入特性曲线 与PN结的伏安特性类似。
当UCE 增大时,由于电 场的作用,曲线右移,当 UCE 增大到一定值后,再 增加UCE ,曲线右移将不 明显。
IB /A
0V
0
0.5V UCE ≥ 1V
双极型晶体管和基本放大电路
第2章 双极型晶体三极管 和基本放大电路
思考:2-1 2-16 习题:2-4 2-7 2-8 2-10 2-12 2-14
2-17 2-19 2-24 2-25
本章的重点与难点
本章所讲述的基本概念、基本电路和基本分析 方法是学习后面各章的基础。
重点: 双极型晶体管的特性; 放大的概念; 放大电路的主要指标参数; 基本放大电路和放大电路的分析方法。包括共 射、共集、共基放大电路的组成、工作原理、静 态和动态分析计算。
集电区收集的电子数与发射区发射电子数的比值定 义为(共基直流电流放大系数)
IE= IEN+ IEP≈ IEN
ICN ICN
IEN IE
ICN IE
共射直流电流放大系数
IB IE IC N (1 )IE(的IB电为子在数基)区复合掉
可以看出,通过稍稍改变电流IB,就可以使ICN 有很大的变化,如此实现了电流控制和电流放大作
RB
IEN
VBB IE e
IC RC VCC
2)电子在基区的扩散与复合
发射区(e区)的电 子注入基区(b区)后, 小部分在基区(b区)被 复合( IB )。(基区的 浓度低)
VBB正极拉走电子, 补充被复合的空穴,形 成 IB 。(不是 IB ,因 为还有少子的漂移电流 ICBO)
IB IB
b
IEP
RB VBB
e IE
UBE Uon 且UCE UBE
(发射结正向偏置且集电结 反向偏置)
公共端
3.电流控制作用及其实现条件 (1)电流控制作用
1)发射区向基区注入电子
c
发射区(e区)的多
子电子通过发射结扩 散到基区(b区),形 成扩散电流IEN;同时 基区(b区)的多子空 穴扩散到发射区(e
ICN
用。
ICN I B 1
令 1
通常很大, 19~199
是到达集电区的电子数和在基区中复合的电子数之 比。由生产工艺确定(称共射直流电流放大系数)。
(2)实现电流控制的条件
1)晶体管结构上的保证:三个浓度不同的掺杂 区,基区薄,掺杂浓度低;发射区掺杂浓度高; 集电结面积大。
2)外加直流电源保证:发射结正向偏置,集电 结反向偏置。
本章的重点与难点
难点: 有关放大、动态和静态、等效电路等概念的建 立; 电路能否放大的判断; 各种基本放大电路的性能分析。 而这些问题对于学好本课程至关重要。
2.1 双极型晶体三极管
2.1.1 双极型晶体三极管的结构及类型
在同一个硅片上制造出三个掺杂区域,三个 区分别叫发射区、基区和集电区。
按照掺杂方式的不同分为NPN型和PNP型两种 类型。
(以NPN型为例说明)
晶体管工作在放大状态的外 部条件是:
对于NPN型三极管应满足: Rb
Rc
Ic VCC
Ib b c
e Uce
UBE >0(且UBE Uon)
Ube
UBC <0 即 UC> UB > UE
Eb
对于PNP型三极管应满足: UBE <0,UBC >0
输入 回路
公共端
输出 回路
即UE> UB > UC
RB
IEN
VBB IE e
IC RC VCC
集电结反向饱和电流
由于集电结反偏,所以有 少子形成的漂移电流ICBO。
c
ICN
ICBO
IC
ICBO是基区和集电区的 少子(平衡少子)在集电
IB IB
b
RC
区与基区漂移运动形成的
IEP
电流。
RB
VCC
IEN
通常认为是发射极开路 时,b-c间的反向饱和电 VBB
引出的三个电极分别为:发射极e 、基极b和集 电极c。
基区和集电区形成集电结,发射区和基区形成 发射结。
NPN型晶体三极管
基极b
集电极c
集电区 c
N
集电结 b
P
基区
发射结
N
发射区 e
符号
发射极e
结构示意图
箭头方向 代表PN结 的正向。
PNP型晶体三极管
基极b
集电极c
集电区 c
P
集电结 b
N
基区
P
ICBO
IB IB
b
IEP
区),形成扩散电流
RB
IEN
IEP。二者实际方向相 同。
VBB IE e
IC RC VCC
1)发射区向基区注入电子
发射极电流: IE= IEN+ IEP≈ IEN 。
(多子形成的扩散电 流)
电源负极向发射区 补充电子形成发射极 电流IE。
IB IB
法中的电流关系
(射极为公共端,IB为输入回路电流,
IC为输出回路电流)
IB
Rc b
c
IC
ICN IC ICBO
IB IB ICBO
RB VBB
e VCC IE
公共端
IC IB ( 1 )IC B O IB IC E O
IC IB
IE (1)IB
2.1.3 共射接法晶体管的特性曲线
UBE/V
2. 共射接法晶体管的输出特性
IC = f (UCE ) IB = 常数
对于每个确定的IB均 有一条对应曲线,因此
Ie
E
流。
晶体管的电流分配关系
IE = IEN+ IEP IC = ICN+ ICBO IB = IB+ IEP – ICBO IEP很小,可忽略。 从外部看
IE = IC+ IB
IB IB b
IEP
c
ICN
ICBO
RB VBB
IEN
IE e
IC RC VCC
共基直流电流放大系数
发射区发射的总电子数,绝大部分被集电区收集, 极少部分在基区与空穴复合。
c
ICN
ICBO
RB
IEN
VBB IE e
IC RC VCC
3)电子被集电极收集的情况
发射区的电子大部分 通过基区往集电区(c区) 扩散。(集电结电压反
c
ICN
ICBO
向,增强了少子的漂移, IB
基区的少子是电子)
IB
b
到达集电结边界的电
IEP
子被集电结电场吸引进 入集电区(c区),记作
ICN= IEN- IB 。