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9-10学时:第4章BJT的基本工作原理和基本共射放大电路PPT精品文档36页

(1) 结构特点: 半导体三极管的结构示意图如下图所示。它有两种 类型:NPN型和PNP型。 两种类型的三极管 1 InC 放大状态下BJT中载流子的传输过程 外部条件: 发射结正偏, 集电结反偏。 (a) 发射 (b) 复合和扩散 (c)收集 2 电流分配关系 IE=IB+ IC IC= InC+ ICBO 设 ? ? InC IE ? ? IC IE ? ? IC ?ICEO? IB InC ? 放大状态下BJT中载流子的传输过程 ICEO= (1+ ?? ) ICBO (穿透电流) 3 3. 三极管的三种组态 BJT的三种组态 共发射极接法,发射极作为公共电极,用CE表示; 共基极接法,基极作为公共电极,用CB表示; 共集电极接法,集电极作为公共电极,用CC表示。 4 4. 放大作用 IE +?iE e c IC +?iC + ?vI - VEB +?vEB b IB +?iB + ?vO RL 1k? - VEE VCC 共基极放大电路 若 ?vI = 20mV 使 ?iE = -1 mA, 当 ? = 0.98 时, 则 ?iC = ? ?iE = -0.98 mA, ?vO = ?iC? RL =- 0.98 V 电压放大倍数 AV ??vO ?vI ?0.98V?49 20mV 5 4. 放大作用 若 ?vI = 20mV 使 ?iB = 20 ?A 设 ? = 0.98 则 ? iC ? ? ? ? iB ????? ? ? 1?? ? ? iB IC +?iC + IB +?iB b c RL ?vO + + VBE+?vBE e ?vI - - 1k? VCC VBB IE +?iE ????? ? 0 .98 mA 共共射射极极放放大大电电路路 ?vO = -?iC? RL = -0.98 V, 电压放大倍数 AV?? ?vvO I ??20.09m V 8?V ?49 6 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。 7 4.1.3 BJT的V-I特性曲线 1. 输入特性曲线 (以共射极放大电路为例) iB=f(vBE)? vCE=const (1) 当vCE=0V时,相当于发射结的正向伏安特性曲线。 (2) 当vCE≥1V时, vCB= vCE - vBE>0,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。 vCE = 0V vCE ? 1V iB b + c + iC vCE vBE - e - VCC VBB 共射极放大电路 8 4.1.3 BJT的V-I特性曲线 1. 输入特性曲线 (3) 输入特性曲线的三个部分 ①死区 ②非线性区 ③线性区 9 4.1.3 BJT的V-I特性曲线 2. 输出特性曲线 iC=f(vCE)? iB=const 输出特性曲线的三个区域: 饱*睾偷闹骨河颍篿,Ci明该C接显区*受域零v内C的E,控 放轴一此区线大的般时域的区区v,C,下:域E发<相方i,射C0基当。.曲结7V本i此线正B(=*硅时基偏0的行管,本,曲于)*。集v行CE 等电v距结BE。正小此偏于时或死,反区发偏电射电压结压。正很偏, 集小电。结反偏。 10 3、PNP型三极管 三极管实现放大作用的外部条件: 发射结正偏,集电结反偏 NPN型 VBE>0, VBC<0 PNP型 VBE<0, VBC>0 11 VCE + VBE + + + VCE VBE 实 规 际 定 方 方 向 向 -VBE -VCE/V 12 例:测量三极管三个电极对地电位如下图所示,试 判断三极管的工作状态。 放大 截止 饱和 13 4.1.4 BJT的主要参数 1. 电流放大系数 (1)共发射极直流电流放大系数 ? ? =(IC-ICEO)/IB≈IC / IB ? vCE=const ? 与iC的关系曲线 14 4.1.4 BJT的主要参数 1. 电流放大系数 (2) 共发射极交流电流放大系数? ? =?IC/?IB?vCE=const 当输出特性的恒流性较好,且各条曲线间间距相等的情况下, 和?值? *似相等。 15 4.1.4 BJT的主要参数 1. 电流放大系数 (3) 共基极直流电流放大系数 ? ? =(IC-ICBO)/IE≈IC/IE (4) 共基极交流电流放大系数α α =?IC/?IE? VCB=const 当输出特性的恒流性较好时,且各条曲线间间距 相等的情况下,? ≈? 16 4.1.4 BJT的主要参数 2. 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。 (2) 集电极发射极间的反向饱和电流ICEO ICEO=(1+ ? )ICBO 即输出特I C性E O 曲 - ICBO c 线IB=b0那条c 曲线所m A 对应的Y坐标的数 + μA b -+ e 值。 ICEOe也称为集 电极发射极间穿透 V CC I E = 0ICEO VCC 电流。 17 4.1.4 BJT的主要参数 3. 极限参数 (1) 集电极最大允许 电流ICM (2) 集电极最大允 许功率损耗PCM PCM= ICVCE 对于大功率管,为提高PCM,常要加散热装置。 硅管的上限温度150°C,锗管70 °C 18 4.1.4 BJT的主要参数 3. 极限参数 (3) 反向击穿电压 ? V(BR)CBO——发射极开路时的集电结反 向击穿电压。 ? V(



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