双极结型三极管及放大电路基础解读课件.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《双极结型三极管及放大电路基础解读课件.ppt》由用户(晟晟文业)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 双极结型 三极管 放大 电路 基础 解读 课件
- 资源描述:
-
1、4 4 双极结型三极管及放大电路基础双极结型三极管及放大电路基础4.1 BJT4.3 放大电路的分析方法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基本共射极放大电路4.6 组合放大电路组合放大电路4.7 放大电路的频率响应放大电路的频率响应4.1 双极型三极管双极型三极管BJT一个一个PNPN结结二极管二极管单向导电性单向导电性二个二个PNPN结结三极管三极管电流放大(控制)电流放大(控制)4.1.1 BJT的结构简介的结构简介(a)小功率管小功率管 (b)
2、小功率管小功率管 (c)大功率管大功率管 (d)中功率管中功率管分类:分类:按频率分有高频管、低频管按频率分有高频管、低频管按功率分有小、中、大功率管按功率分有小、中、大功率管按材料分有硅管、锗管按材料分有硅管、锗管按结构分有按结构分有NPNNPN型和型和PNPPNP型型三极管的不同封装形式三极管的不同封装形式金属封装金属封装塑料封装塑料封装大功率管大功率管中功率管中功率管 半导体三极管的结构有两种类型半导体三极管的结构有两种类型:NPN型和型和PNP型。型。4.1.1 BJT的结构简介的结构简介1.NPN型型NPN管的电路符号管的电路符号2.PNP型型PNP管的电路符号管的电路符号正常放大时
3、外加偏正常放大时外加偏置电压的要求置电压的要求问:若为问:若为PNPPNP管,图中电源极性如何?管,图中电源极性如何?发射区向基区注入载流子发射区向基区注入载流子集电结应加反向电压集电结应加反向电压(反向偏置)(反向偏置)发射结应加正向电压发射结应加正向电压(正向偏置)(正向偏置)集电区从基区接受载流子集电区从基区接受载流子4.1.2 放大状态下放大状态下BJT的工作原理的工作原理2.2.电子在基区中的扩散与复合(电子在基区中的扩散与复合(I IBNBN)3.3.集电区收集扩散过来的电子(集电区收集扩散过来的电子(I ICNCN)另外另外,基区集电区本身存在的少子,基区集电区本身存在的少子,在
4、集电结上存在漂移运动,由此形成电流在集电结上存在漂移运动,由此形成电流I ICBOCBO三极管内有两种载流子参与导电,故称此种三极管三极管内有两种载流子参与导电,故称此种三极管为双极型三极管,记为为双极型三极管,记为BJT BJT(Bipolar Junction Transistor)1.1.发射区向基区注入电子(发射区向基区注入电子(I IENEN、I IEPEP小)小)1.三极管内载流子的传输过程三极管内载流子的传输过程发射区发射区:发射载流子:发射载流子集电区集电区:收集载流子:收集载流子基区基区:传送和控制载流子:传送和控制载流子 放大状态下放大状态下BJTBJT中载流子的传输过程中
5、载流子的传输过程2.2.电流分配关系电流分配关系发射极注入电流发射极注入电流传输到集电极的电流传输到集电极的电流设设 ENCII 即即根据传输过程可知根据传输过程可知 I IC C=I INCNC+I ICBOCBO通常通常 I IC C I ICBOCBOECII 则有 为电流放大系数。它只与为电流放大系数。它只与管子的结构尺寸和掺杂浓度有管子的结构尺寸和掺杂浓度有关,与外加电压无关。一般关,与外加电压无关。一般 =0.9=0.9 0.99 0.99。I IE E=I IB B+I IC C放大状态下放大状态下BJTBJT中载流子的传输过程中载流子的传输过程 所以所以 I IC C=I IE
6、 E+I ICBOCBO1 设CEOBCIII 则 是另一个电流放大系数。同样,它也只与管是另一个电流放大系数。同样,它也只与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关,与外加电压无关。子的结构尺寸和掺杂浓度有关,与外加电压无关。一般一般 1。又:把又:把 IE=IB+IC 代入代入 IC=IE+ICBO且令且令BCIIII CEOC时,当ICEO=(1+)ICBO(穿透电流)(穿透电流)整理得:整理得:CBOBCIII1113.3.三极管的三种组态三极管的三种组态(c)(c)共集电极接法共集电极接法,集电极作为公共电极,用,集电极作为公共电极,用CCCC表示。表示。(b)(b)共发射极接法共发射极接法,发
7、射极作为公共电极,用,发射极作为公共电极,用CECE表示;表示;(a)(a)共基极接法共基极接法,基极作为公共电极,用,基极作为公共电极,用CBCB表示;表示;BJTBJT的三种组态的三种组态共基极放大电路共基极放大电路4.4.放大作用放大作用若若 v vI I =20mV=20mV电压放大倍数电压放大倍数4920mVV98.0IO vvvA使使 i iE E =-1 1 mAmA,则则 i iC C =i iE E =-0.98=-0.98 mAmA,v vO O=-i iC C R RL L=0.98 V=0.98 V,当 =0.98=0.98 时,时,共基极放大电路只实现电压放大,电流不
8、放大(控制作用)共基极放大电路只实现电压放大,电流不放大(控制作用)三极管的放大作用三极管的放大作用,主要是依靠它的主要是依靠它的I IE E能通过基区传输能通过基区传输,然后顺利到达集电极然后顺利到达集电极而实现的。故要保证此传输而实现的。故要保证此传输,一方面要一方面要满足满足内部条件内部条件,即发射区掺杂浓度要远即发射区掺杂浓度要远大于基区掺杂浓度大于基区掺杂浓度,基区要薄基区要薄;另一方另一方面要满足面要满足外部条件外部条件,即发射结正偏即发射结正偏,集集电结要反偏。电结要反偏。输入电压的变化输入电压的变化,是通过其改变输入电是通过其改变输入电流流,再通过输入电流的传输去控制输出再通过
9、输入电流的传输去控制输出电压的变化电压的变化,所以所以BJTBJT是一种是一种电流控制器电流控制器件。件。两个要点两个要点特性曲线是指各特性曲线是指各电电极之间的电压与电极之间的电压与电流之间的关系流之间的关系曲线曲线输入特性曲线输入特性曲线输出特性曲线输出特性曲线4.1.3 BJT4.1.3 BJT的的V V-I I 特性曲线特性曲线 iB=f(vBE)vCE=const.(2)(2)当当vCE1V时,时,vCB=vCE-vBE0,集电结已进入反偏状态,集电结已进入反偏状态,开始收集电子,基区复合减少,同样的开始收集电子,基区复合减少,同样的vBE下下iB减小,特性曲线右移。减小,特性曲线右
10、移。(1)(1)当当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。1.1.输入特性曲线输入特性曲线(以共射极放大电路为例)(以共射极放大电路为例)共射极连接共射极连接管子正常工作时,管子正常工作时,BEv0.7V(0.7V(硅管)硅管)0.2V(0.2V(锗管)锗管)饱和区:饱和区:vCE很小,很小,iC iB,三极管,三极管如同工作于短接状态,如同工作于短接状态,一般一般vCE vBE,此管压降称为饱和压降。此管压降称为饱和压降。此时,此时,发射发射结正偏,集电结正偏或反偏电压很小结正偏,集电结正偏或反偏电压很小。iC=f(vCE)iB=const.2.
11、2.输出特性曲线输出特性曲线输出特性曲线的三个区域输出特性曲线的三个区域:截止区:截止区:iB=0,iC iCEO 0,三极管三极管如同工作于断开状态,如同工作于断开状态,此时,此时,vBE小小于死区电压于死区电压。放大区:放大区:vBE Vth,vCE反电压大于反电压大于饱和压降,饱和压降,此时,此时,发射结正偏,集发射结正偏,集电结反偏电结反偏。再次注意:管子正常工作时,再次注意:管子正常工作时,BEv0.7V(0.7V(硅管)硅管)0.2V(0.2V(锗管)锗管)(1)1)共射极直流电流放大系数共射极直流电流放大系数 =(I IC CI ICEOCEO)/I IB BI IC C/I I
12、B B v vCECE=const.=const.1.1.电流放大系数电流放大系数 4.1.4 BJT的主要参数的主要参数与与i iC C的关系曲线的关系曲线 (2)(2)共射极交流电流放大系数共射极交流电流放大系数 =i iC C/i iB B v vCE=const.=const.在在i iC C一定范围内一定范围内为常数为常数 (3)3)共基极直流电流放大系数共基极直流电流放大系数 =(I IC CI ICBOCBO)/I IE EI IC C/I IE E (4)4)共基极交流电流放大系数共基极交流电流放大系数 =i iC C/i iE E v vCBCB=const.=const.当
13、当I ICBOCBO和和I ICEOCEO很小时,很小时,、,可以不加,可以不加区分。区分。1)1(eebciiii1与与间的关系:间的关系:2.2.极间反向电流极间反向电流(1)(1)集电极基极间反向饱和电流集电极基极间反向饱和电流I ICBOCBO 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。与单个与单个PNPN结的反偏电结的反偏电流相同,流相同,T T一定时为常一定时为常数(取决于少子浓度)数(取决于少子浓度)I ICBOCBO越小越好越小越好小功率硅管小功率硅管1VVE E PNPPNP管:管:V VC C V VB BVVVE E,且,且V VBEBE V
14、 Vthth截止状态:截止状态:V VBEBE V Vthth,且,且V VCE CE V VBEBEPNPPNP管:管:放大状态:放大状态:V VC C V VB BVVE E,且,且V VBEBE V Vthth饱和状态:饱和状态:V VBEBE VVB BVVE E放大放大V VBEBE1V1V截止截止饱和饱和V VBEBE0.7V0.7VV VCECE=0.3VV=0.3VVBEBE4.2 基本共射极放大电路基本共射极放大电路4.2.1 基本共射极放大电路的组成基本共射极放大电路的组成4.2.2 基本共射极放大电路的工作原理基本共射极放大电路的工作原理基本放大电路:基本放大电路:共射极
15、放大电路共射极放大电路静态工作点静态工作点Q(IB,IC,VCE)电压放大倍数电压放大倍数输入电阻输入电阻Ri共集电极放大电路共集电极放大电路共基极放大电路共基极放大电路分析方法:分析方法:图解法图解法微变等效电路法微变等效电路法待求量:待求量:输出电阻输出电阻Ro4.2.1 基本共射极放大电路的组成基本共射极放大电路的组成VBB,Rb:使发使发射极正偏置,射极正偏置,并提供合适的并提供合适的基极偏置电流基极偏置电流VCC:通过通过Rc使使T集电极反偏置集电极反偏置三极管三极管 T 起放大作用。起放大作用。RC:将集电极电流信号将集电极电流信号转换为电压信号。转换为电压信号。分析方法:分析方法
16、:叠加叠加前提:前提:BJT工作在线性区工作在线性区 4.2.2 基本共射极放大电路的工作原理基本共射极放大电路的工作原理1.静态静态(直流工作状态直流工作状态)输入信号输入信号vs0时,放大时,放大电路的工作状态称为静电路的工作状态称为静态或直流工作状态。态或直流工作状态。直流通路直流通路 所有电容开路所有电容开路所有电量大写所有电量大写画直流通路原则:画直流通路原则:短路,短路,开路开路svsi电流关系:电流关系:直流通路直流通路 bBEQBBBQRVVI BQCEOBQCQIIII VCEQ=VCCICQRc 硅硅:VBEQ=0.7V锗锗:VBEQ=0.2VIB、IC和和VCE 是是静态
17、工作状态静态工作状态的三个量的三个量,用用Q表示,称为表示,称为静静态工作点态工作点Q(IBQ,ICQ,VCEQ)。)。2.动态动态 输入正弦信号输入正弦信号vs后,电路后,电路将处在将处在动态工作情况动态工作情况。此时,。此时,BJT各极电流及电压都将在各极电流及电压都将在静态值的基础上随输入信号静态值的基础上随输入信号作相应的变化。作相应的变化。三极管放大作用 s控制控制vbeBEQBEvVvbBQBiIicCQCiIicRceCEQCEvVv且且svbicicev所有电容短路所有电容短路所有电量小写所有电量小写画交流通路原则:画交流通路原则:,短路短路BBVCCV交流通路交流通路 分析动
展开阅读全文