ΔVO= ΔiCRL (较大 较大) 较大
较大) ΔiC(较大) 如(0.98mA)
电压放大倍数
两个要点
三极管的放大作用, 三极管的放大作用,主要是 输入电压的变化, 输入电压的变化 , 是通过其 , 依靠它的I 能通过基区传输, 依靠它的IE能通过基区传输 然后顺利到达集电极而实现 改变输入电流, 再通过输入 改变输入电流 , 故要保证此传输, 的。故要保证此传输,一方 电流的传输去控制输出电压 面要满足内部条件, 面要满足内部条件,即发射 区掺杂浓度要远大于基区掺 的变化, 所以是一种电流控 的变化 , 所以是一种 电流控 杂浓度,基区要薄; 杂浓度,基区要薄;另一方面 制器件。 制器件。 要满足外部条件, 要满足外部条件,即发射结 正偏,集电结要反偏。 正偏,集电结要反偏。
另外,基区集电区本身存在的少子， 另外,基区集电区本身存在的少子， 三极管内有两种载流子参与导电， 三极管内有两种载流子参与导电，故称此种三极管 3.集电区收集扩散过来的电子 集电区收集扩散过来的电子
三极管三个电极间的分配关系
IE=IBN＋ICN IB=IBN－ICBO IC=ICN＋ICBO
IE=IB＋IC
V ( BR )CBO > V ( BR )CEO > V ( BR )EBO
安全工作区
由ICM、V(BR)CEO、及PCM三个极限参数 可画出三极管的安全工作区图。 可画出三极管的安全工作区图。
§2.2.4 三极管的模型
三极管的简化直流模型
B
C
B
0.7V O.2V
C
B 0.7V
IB
IC
C βI
α 直流电流放大系数
α=IC/IE
交流电流放大系数
α
α=ΔiC/ΔiE
α与β间的关系 间的关系
ic α ie α β = = = ib (1 − α ) i e 1 − α
α=Leabharlann β1 + β
极间反向电流
(1) 集电极基极间反向饱和电流ICBO 发射极开路时，集电结的反向饱和电流。 发射极开路时，集电结的反向饱和电流。 路时 (2) 集电极发射极间的反向饱和电流 CEO 集电极发射极间的反向饱和电流I ICEO=（1+ β ）ICBO （
vCE = 0V vCE ≥ CE 0V 1V iC VCC
iB
vBE - e VBB
b +
c+
vCE
共射极放大电路
BJT的特性曲线 的特性曲线
2. 输出特性曲线 输出电流与输出电压间的关系曲线 i vCB = vCE − =const =f(v ) i vBE
C CE
B
iB
饱和区： 的区域， 饱和区：vCE <vBE 的区域， 输出特性曲线的三个区域: 输出特性曲线的三个区域 发射结正偏， 发射结正偏，集电结正 明显受v 偏。 iC明显受 CE控制 截止区： 此时， 截止区但不随i 的输出曲线 的区域，但不随 B的增 的区域，：i此时，发射结正 放大区： 放大区： B=0的输出曲线 以下的区域。此时， 以下的区域。此时， 加而增大。在饱和区， 发射 加而增大。在饱和区，不随 偏，集电结反偏。iC 集电结反偏。 结和集电结均反偏。 结和集电结均反偏。iC只有 可近似认为 v但随 B的增大而 vCE变化，但随i 变化， CE保持不 很小的反向电流。， 对于小功率硅管， 变很小的反向电流C = β iB 。对于小功率硅管 线性增大， 线性增大，且 i。 一般v 一般 CES＝0.2V。 。
用相关符号取代上式 中的微分量后得 微分量用交流量 取代， 取代，偏微分量 用H参数取代 参数取代
vbe = hieib + hre vce ic = h feib + hoe vce
hie = (∂vBE /∂iB )
VCE
输出端交流短路时的输入电阻， 输出端交流短路时的输入电阻，即 rbe。 输入电阻
(1) 当vCE=0V时，相当于发射结的正向伏安特性曲线。 时 相当于发射结的正向伏安特性曲线。
以后， 当 vCE>1V以后，由于集电结的反偏电压可以在单位时 以后 (2) 当集电结进入反偏状态时， vCB= vCE - vBE随着 vCE的增大而增 当集电结进入反偏状态时， 间内将所有到达集电结边上的载流子拉到集电极， 间内将所有到达集电结边上的载流子拉到集电极，故iC 集电结的反偏加强。由于基区的宽度调制效应，基区变窄， 大，集电结的反偏加强。由于基区的宽度调制效应，基区变窄，基区 不随v 变化，所以同样的v 不变， 不随 CE变化，所以同样的 BE下的 iB不变，特性曲线几 复合减少，同样的v 减小，特性曲线右移。 复合减少，同样的 BE下 IB减小，特性曲线右移。 乎重叠。 乎重叠。
三极管的放大作用
+
iE=IE+∆iE e ∆VI b
iC=iE=IC+∆iC c RL iB=IB+△iB △ + ∆VO _
正向时PN结电 正向时 结电 流与电压成指 数关系
较小ΔVI 较小ΔV 如(20mV)
∆ VO 较大的Δ 较大的ΔiE AV = 三极管基区的 ∆ V I 如(1mA) 电流传递作用
极间反向电流
极限参数
电流放大系数
共 射 电 流 放 大 系 数
iB
vBE - e VBB
b +
c+
iC VCC
vCE
共射极放大电路
直流电流放大系数 β
β=IC / IB | vCE =const
交流电流放大系数 β
β=∆IC/∆IBvCE=const ∆ ∆
电流放大系数
共 基 电 流 放 大 系 数
vBE - e VBB 共射极放大电路
b +
i VCE =VBE c+ C
vCE
VCC
如何判断三极管的电极、管型和材料 如何判断三极管的电极、
当三极管在电路中处于放大状态时
发射结处于正向偏置， 发射结处于正向偏置，且对于硅管 |VBE|=0.7V，锗管|VBE|=0.2V； ，锗管| ；
集电结处于反向偏置， 集电结处于反向偏置，且 |VCB|＞1V； ＞ ；
H 参 数 物 理 含 义
hre = (∂vBE /∂vCE )
IB
输入端交流开路时的反向电压传输系数，即 输入端交流开路时的反向电压传输系数， 反向电压传输系数
µr
h fe = (∂iC /∂iB )
VCE
输出端交流短路时的电流放大系数， 输出端交流短路时的电流放大系数，即β。 电流放大系数
H 参 数 的 引 出
输入输出端口的 函数表达式
c b
vBE = f (iB , vCE ) iC = f (iB , vCE )
e
对输入输出端口的两 函数表达式求微分
v BE = f ( i B , v CE ) i C = f ( i B , v CE )
∂vBE ∂vBE dvBE = I B • dvCE VCE • diB + ∂v ∂ iB CE ∂iC ∂iC diC = VCE • diB + I B • dvCE ∂iB ∂vCE
§2.2.1 三极管的结构和工作原理
分类
按频率分有高频管、 按频率分有高频管、低频管 按功率分有小、 按功率分有小、中、大功率管 按材料分有硅管、 按材料分有硅管、锗管 按结构分有NPN型和PNP型 按结构分有NPN型和PNP型 NPN型和PNP
国产三极管的命名方式
3 D G 6
A 三 表 高 频 管 设 计 序 号 B C D NPN PNP NPN PNP
三极管的不同封装形式
金属封装
塑料封装
大功率管
中功率管
三极管的结构
集电极，用C或c 集电极 半导体三极管的结构示意图如下图所示。 半导体三极管的结构示意图如下图所示。它有两种 发射极，用E或e 发射极 类型:NPN型和 类型 型和PNP型。 表示（Collector）。 型 型和 集电区 发射区 表示（Emitter）；
B
E
E
E
截止模型
饱和模型
放大模型
三极管的小信号模型 建立小信号模型的意义
由于三极管是非线性器件， 由于三极管是非线性器件，这样就使得放大电路 的分析非常困难。建立小信号模型， 的分析非常困难。建立小信号模型，就是将非线性器件 做线性化处理，从而简化放大电路的分析和设计。 做线性化处理，从而简化放大电路的分析和设计。
建立小信号模型的思路
当放大电路的输入信号电压很小时， 当放大电路的输入信号电压很小时，就可以把三 极管小范围内的特性曲线近似地用直线来代替， 极管小范围内的特性曲线近似地用直线来代替，从而 可以把三极管这个非线性器件所组成的电路当作线性 电路来处理。 电路来处理。
三极管的小信号模型
将共射连接三 极管看成一双 端口网络
NPN管集电极电位比发射极电位高， 管集电极电位比发射极电位高， 管集电极电位比发射极电位高 PNP管集电极电位比发射极电位低。 管集电极电位比发射极电位低。 管集电极电位比发射极电位低
例 题
QVC = 1.3V ,VB = 0.6V
一个BJT在电路中处于 一个BJT在电路中处于 BJT 正常放大状态 测得A 状态， 正常放大状态，测得A、 B和C三个管脚对地的直 流电位分别为6V 0.6V， 6V， 流电位分别为6V，0.6V， 1.3V。 1.3V。试判别三个管脚 的极名、 的极名、是硅管还是锗 NPN型还是PNP型 型还是PNP 管？NPN型还是PNP型？
极 限 参 数
反 向 击 穿 电 压
V(BR)CBO：发射极开路时集电极-基 ：发射极开路时集电极极间的反向击穿电压。 极间的反向击穿电压。