晶體三極管PPT

1、模擬電子技術(shù)模擬電子技術(shù) 機(jī)電工程系 楊景林PPT 威海職業(yè)技術(shù)學(xué)院威海職業(yè)技術(shù)學(xué)院晶體三極管及其應(yīng)用晶體三極管及其應(yīng)用模塊二模塊二模塊二模塊二 、晶體三極管及其應(yīng)用晶體三極管及其應(yīng)用晶體管之父威廉肖克利,美國(guó)科學(xué)家、和巴丁、布拉頓三人共同獲得1956年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)2.1晶體管三極管的認(rèn)知多子濃度高多子濃度高多子濃度很多子濃度很低，且很薄低，且很薄面積大面積大晶體管有三個(gè)極、三個(gè)區(qū)、兩個(gè)晶體管有三個(gè)極、三個(gè)區(qū)、兩個(gè)PN結(jié)。結(jié)。小功率管小功率管中功率管中功率管大功率管大功率管為什么有孔？為什么有孔？一、半導(dǎo)體三極管的種類和作用一、半導(dǎo)體三極管的種類和作用晶體管電流測(cè)量數(shù)據(jù)晶體管電流測(cè)量數(shù)據(jù)mA

2、 AVVmAICECIBIERB+UBE +UCE EBCEB3DG100二、三極管的放大作用二、三極管的放大作用2、2熟悉晶體三極管的工作原理熟悉晶體三極管的工作原理圖圖2.3.三極管的結(jié)構(gòu)三極管的結(jié)構(gòu)平面型平面型( (NPN) )NecNPb二氧化硅二氧化硅NPN型晶體管型晶體管PNP型晶體管型晶體管CENNPBCEPPNBNNCEBPCETBIBIEIC符號(hào)符號(hào)BECPPNETCBIBIEIC符號(hào)符號(hào)圖圖2.3二、三極管的電流分配與放大作用（集電結(jié)反偏），即（發(fā)射結(jié)正偏）放大的條件BECECBonBE0uuuUu 擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)形成發(fā)射極電流擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)形成發(fā)射極電流IE，復(fù)合運(yùn)動(dòng)形成基極電，復(fù)合

3、運(yùn)動(dòng)形成基極電流流IB，漂移運(yùn)動(dòng)形成集電極電流，漂移運(yùn)動(dòng)形成集電極電流IC。少數(shù)載流少數(shù)載流子的運(yùn)動(dòng)子的運(yùn)動(dòng)因發(fā)射區(qū)多子濃度高使大量因發(fā)射區(qū)多子濃度高使大量電子從發(fā)射區(qū)擴(kuò)散到基區(qū)電子從發(fā)射區(qū)擴(kuò)散到基區(qū)因基區(qū)薄且多子濃度低，使極少因基區(qū)薄且多子濃度低，使極少數(shù)擴(kuò)散到基區(qū)的電子與空穴復(fù)合數(shù)擴(kuò)散到基區(qū)的電子與空穴復(fù)合因集電區(qū)面積大，在外電場(chǎng)作用下大因集電區(qū)面積大，在外電場(chǎng)作用下大部分?jǐn)U散到基區(qū)的電子漂移到集電區(qū)部分?jǐn)U散到基區(qū)的電子漂移到集電區(qū)基區(qū)空穴基區(qū)空穴的擴(kuò)散的擴(kuò)散beceRcRb三極管的電流分三極管的電流分配關(guān)系配關(guān)系IEpICBOIEICIBIEnIBnICnIC = ICn + ICBO

4、IE = ICn + IBn + IEp = IEn+ IEp一般要求一般要求 ICn 在在 IE 中占的比例中占的比例盡量大。盡量大。而二者之比稱而二者之比稱直流電直流電流放大系數(shù)流放大系數(shù)，即，即ECnII 一般可達(dá)一般可達(dá) 0.95 0.99 電流分配：電流分配： I IE EI IB BI IC C I IE E擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)形成的電流擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)形成的電流 I IB B復(fù)合運(yùn)動(dòng)形成的電流復(fù)合運(yùn)動(dòng)形成的電流 I IC C漂移運(yùn)動(dòng)形成的電流漂移運(yùn)動(dòng)形成的電流CBOCEOBCBC)(1 IIiiII穿透電流穿透電流集電結(jié)反向電流集電結(jié)反向電流直流電流直流電流放大系數(shù)放大系數(shù)交流電流放大系數(shù)交流電流放

5、大系數(shù)為什么基極開路集電極回為什么基極開路集電極回路會(huì)有穿透電流？路會(huì)有穿透電流？2.2.電流放大規(guī)律電流放大規(guī)律晶體管的共射電流放大系數(shù)晶體管的共射電流放大系數(shù)1）定義：BCNII共射共射直流直流電流放大系數(shù)電流放大系數(shù)CEOBCBOBCIII )1 (IIBCIIBEI )1 (I2）定義：BCii共射共射交流交流電流放大系數(shù)電流放大系數(shù)容易證明容易證明：共基直流電流放大系數(shù)共基直流電流放大系數(shù)3）定義：ECNII共基共基直流直流電流放大系數(shù)電流放大系數(shù)CBOECIII14）定義：ECii共基共基交流交流電流放大系數(shù)電流放大系數(shù)容易證明：容易證明：1或或(14-13)三三.1 、 輸入特性

6、曲線輸入特性曲線UCE 1ViB( A)uBE(V)204060800.40.8UCE=0VUCE =0.5V0常常數(shù)數(shù) CE)(BEBUUfI死區(qū)電壓死區(qū)電壓硅管硅管0.5V鍺管鍺管0.1V 工作壓降工作壓降 硅管硅管UBE 0.60.7V鍺管鍺管UBE 0.20.3V2、輸出特性、輸出特性圖圖 2.7三極管的輸出特性曲線三極管的輸出特性曲線IC / mAUCE /V100 A80A60 A40 A20 AIB = 0O 5 10 154321劃分三個(gè)區(qū)：截止區(qū)、劃分三個(gè)區(qū)：截止區(qū)、放大區(qū)和飽和區(qū)。放大區(qū)和飽和區(qū)。截止區(qū)截止區(qū)放放大大區(qū)區(qū)飽飽和和區(qū)區(qū)放放大大區(qū)區(qū)1. 截止區(qū)截止區(qū)IB 0 的

7、的區(qū)域。區(qū)域。兩個(gè)結(jié)都處于反向偏兩個(gè)結(jié)都處于反向偏置。置。IB= 0 時(shí)，時(shí)，IC = ICEO。 硅管約等于硅管約等于 1 A，鍺管，鍺管約為幾十約為幾十 幾百微安。幾百微安。常數(shù)常數(shù) B)(CECIUfI截止區(qū)截止區(qū)截止區(qū)截止區(qū)回答問題？B)(CECIufi 是常數(shù)嗎？什么是理想晶體管？什么情況下是常數(shù)嗎？什么是理想晶體管？什么情況下 ?對(duì)應(yīng)于一個(gè)對(duì)應(yīng)于一個(gè)IB就有一條就有一條iC隨隨uCE變化的曲線。變化的曲線。 為什么為什么uCE較小時(shí)較小時(shí)iC隨隨uCE變變化很大？為什么進(jìn)入放大狀態(tài)化很大？為什么進(jìn)入放大狀態(tài)曲線幾乎是橫軸的平行線？曲線幾乎是橫軸的平行線？飽和區(qū)飽和區(qū)放大區(qū)放大區(qū)截止

8、區(qū)截止區(qū)BiCi常量CEBCUii晶體管的三個(gè)工作區(qū)域 晶體管工作在放大狀態(tài)時(shí)，輸出回路的電流晶體管工作在放大狀態(tài)時(shí)，輸出回路的電流 iC幾乎僅僅幾乎僅僅決定于輸入回路的電流決定于輸入回路的電流 iB，即可將輸出回路等效為電流，即可將輸出回路等效為電流 iB 控制的電流源控制的電流源iC 。狀態(tài)狀態(tài)uBEiCuCE截止截止UonICEOVCC放大放大 UoniB uBE飽和飽和 UoniB uBE例例: = 50， USC = 12V RB =70k ， RC =6k 當(dāng)當(dāng)USB = -2V，2V，5V 時(shí)，時(shí)，晶體管處于何種工作狀態(tài)？晶體管處于何種工作狀態(tài)？解：當(dāng)解：當(dāng)USB =-2V時(shí)：時(shí)

9、：ICUCEIBUSCRBUSBCBERCUBEIB=0 ， IC=0截止截止當(dāng)當(dāng)USB =2V時(shí)：時(shí)：A71900.72BBESBBRUUI0.95mAA950*5019BCIIVRIUUCCSCCE695.0*612BECEUU 放大放大當(dāng)當(dāng)USB =5V時(shí)：時(shí)：ICUCEIBUSCRBUSBCBERCUBE3.1mA62*50BCIIVRIUUCCSCCE01 .3*612BECEUU 飽和飽和A627500.7BImA2612maxCSCCRUIIC最大飽和電流最大飽和電流 一、晶體三極管的主要參數(shù)一、晶體三極管的主要參數(shù) 直流參數(shù)直流參數(shù)： 、 、ICBO、 ICEOc-e間擊穿電壓

10、間擊穿電壓最大集電最大集電極電流極電流最大集電極耗散功最大集電極耗散功率，率，PCMiCuCE安全工作區(qū)安全工作區(qū) 交流參數(shù)：交流參數(shù)：、fT（使1的信號(hào)頻率） 極限參數(shù)：極限參數(shù)：ICM、PCM、U（BR）CEOECII1ECii2.3掌握三極管的主要參數(shù)及其基本應(yīng)用掌握三極管的主要參數(shù)及其基本應(yīng)用前面的電路中，三極管的發(fā)射極是輸入輸出的前面的電路中，三極管的發(fā)射極是輸入輸出的公共點(diǎn)，稱為共射接法，相應(yīng)地還有共基、共公共點(diǎn)，稱為共射接法，相應(yīng)地還有共基、共集接法。集接法。共射共射直流電流放大倍數(shù)直流電流放大倍數(shù)：BCII_工作于動(dòng)態(tài)的三極管，真正的信號(hào)是疊加在工作于動(dòng)態(tài)的三極管，真正的信號(hào)是

11、疊加在直流上的交流信號(hào)?；鶚O電流的變化量為直流上的交流信號(hào)?；鶚O電流的變化量為 IB，相應(yīng)的集電極電流變化為相應(yīng)的集電極電流變化為 IC，則則交流電流放交流電流放大倍數(shù)大倍數(shù)為：為：BIIC1. 電流放大倍數(shù)電流放大倍數(shù)和和 _例：例：UCE=6V時(shí)時(shí)：IB = 40 A, IC =1.5mA； IB = 60 A, IC =2.3 mA。5 .3704. 05 . 1_BCII4004. 006. 05 . 13 . 2BCII在以后的計(jì)算中，一般作近似處理：在以后的計(jì)算中，一般作近似處理： =2.集集- -基極反向截止電流基極反向截止電流ICBO AICBOICBO是集是集電結(jié)反偏電結(jié)反偏

12、由少子的由少子的漂移形成漂移形成的反向電的反向電流，受溫流，受溫度的變化度的變化影響。影響。(14-23)BECNNPICBOICEO= (1+ ) ICBO IBE IBE ICBO進(jìn)入進(jìn)入N 區(qū)，形區(qū)，形成成 IBE，即即IBE= ICBO根據(jù)放大關(guān)系，由根據(jù)放大關(guān)系，由于于 IBE的存在，必的存在，必有電流有電流 IBE。集電結(jié)反集電結(jié)反偏有偏有ICBO3. 集集- -射極反向截止電流射極反向截止電流ICEO ( (穿透電流穿透電流) ) ICEO 受溫度受溫度影響很大。影響很大。 ICEO越大三極越大三極管的溫度特性管的溫度特性越差。越差。（1.） 集電極和基極之間的反向飽和電流集電極

13、和基極之間的反向飽和電流 ICBO（2.）集電極和發(fā)射極之間的反向飽和電流）集電極和發(fā)射極之間的反向飽和電流 ICEO( (a) )ICBO測(cè)量電測(cè)量電路路( (b) )ICEO測(cè)量電測(cè)量電路路ICBOceb AICEO Aceb 小功率鍺管小功率鍺管 ICBO 約為幾微約為幾微安；硅管的安；硅管的 ICBO 小，有的為納小，有的為納安數(shù)量級(jí)。安數(shù)量級(jí)。、當(dāng)、當(dāng) b 開路時(shí)，開路時(shí)， c 和和 e 之間的電流。之間的電流。CBOCEO)1(II 值愈大，則該管的值愈大，則該管的 ICEO 也愈大。也愈大。 反向飽和電流的測(cè)量電路反向飽和電流的測(cè)量電路4.集電極最大電流集電極最大電流ICM集電極

14、電流集電極電流IC上升會(huì)導(dǎo)致三極管的上升會(huì)導(dǎo)致三極管的 值的下降，值的下降，當(dāng)當(dāng) 值下降到正常值的三分之二時(shí)的集電極電值下降到正常值的三分之二時(shí)的集電極電流即為流即為ICM。5.集集-射極反向擊穿電壓射極反向擊穿電壓當(dāng)集當(dāng)集-射極之間的電壓射極之間的電壓UCE超過一定的數(shù)值超過一定的數(shù)值時(shí)，三極管就會(huì)被擊穿。手冊(cè)上給出的數(shù)值是時(shí)，三極管就會(huì)被擊穿。手冊(cè)上給出的數(shù)值是25 C、基極開路時(shí)的擊穿電壓基極開路時(shí)的擊穿電壓U(BR)CEO。6. 集電極最大允許功耗集電極最大允許功耗PCM 集電極電流集電極電流IC 流過三極管，流過三極管， 所發(fā)出的焦耳所發(fā)出的焦耳 熱為：熱為：PC =ICUCE 必定

15、導(dǎo)致結(jié)溫必定導(dǎo)致結(jié)溫 上升，所以上升，所以PC 有限制。有限制。PC PCMICUCEICUCE=PCMICMU(BR)CEO安全工作區(qū)安全工作區(qū)7、特征頻率、特征頻率 共射截止頻率共射截止頻率f-頻率升高頻率升高下降，下降到下降，下降到0的的0.707倍時(shí)的頻率稱為共射截止頻率，倍時(shí)的頻率稱為共射截止頻率，也叫也叫的截止頻率。的截止頻率。 下降到等于下降到等于1時(shí)的頻率為特征頻率時(shí)的頻率為特征頻率fT。 即即 fTf 或或 fTf fT表示高頻三極管的高頻放大特性。表示高頻三極管的高頻放大特性。 參看教材參看教材P52頁(yè)圖頁(yè)圖2011。 溫度對(duì)晶體管特性及參數(shù)的影響溫度對(duì)晶體管特性及參數(shù)的影

16、響1.1.溫度對(duì)溫度對(duì)I ICBOCBO的影響溫度每升高的影響溫度每升高10100 0C, IC, ICBOCBO增加約一倍。增加約一倍。2.2.溫度對(duì)輸入特性的影響溫度對(duì)輸入特性的影響 3.3.溫度對(duì)輸出特性的影響溫度對(duì)輸出特性的影響 圖例圖例圖例圖例二、三極管的基本應(yīng)用-放大電路u放大的對(duì)象：變化量放大的對(duì)象：變化量u放大的本質(zhì)：能量的控制放大的本質(zhì)：能量的控制u放大的特征：功率放大放大的特征：功率放大u放大的基本要求：不失真放大的基本要求：不失真放大的前提放大的前提判斷電路能否放判斷電路能否放大的基本出發(fā)點(diǎn)大的基本出發(fā)點(diǎn)VCC至少一路直流至少一路直流電源供電電源供電輸入輸入輸出輸出參考點(diǎn)

17、參考點(diǎn)-+RB放大元件放大元件，工作，工作在放大區(qū)。在放大區(qū)。 iC= iB-+uiuo+UCCEBRCC1C2TRses+-RL+- 共發(fā)射極放大電路的組成共發(fā)射極放大電路的組成(15-31) 集電極電源，為集電極電源，為電路提供能量，并電路提供能量，并保證集電結(jié)反偏。保證集電結(jié)反偏。-+uiuoRB+UCCEBRCC1C2TRses+-RL+-集電極電源：一般為幾伏到幾十伏集電極電源：一般為幾伏到幾十伏-+uiuoRB+UCCEBRCC1C2TRses+-RL+-集電極電阻，將集電極電阻，將變化的電流轉(zhuǎn)變變化的電流轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓碾妷骸樽兓碾妷?。集電極電阻：一般為幾千歐到幾十千歐集電極電阻

18、：一般為幾千歐到幾十千歐作用作用：使發(fā)射結(jié)正：使發(fā)射結(jié)正偏，并提供適當(dāng)?shù)钠?，并提供適當(dāng)?shù)撵o態(tài)工作點(diǎn)。靜態(tài)工作點(diǎn)?；鶚O電源與基極電源與基極電阻基極電阻-+uiuoRB+UCCEBRCC1C2TRses+-RL+-基極電阻：一般為幾十千歐到幾百千歐基極電阻：一般為幾十千歐到幾百千歐-+uiuoRB+UCCEBRCC1C2TRses+-RL+-作用作用：隔離輸入：隔離輸入輸出與電路直流輸出與電路直流的聯(lián)系，同時(shí)能的聯(lián)系，同時(shí)能使信號(hào)順利輸入使信號(hào)順利輸入輸出。輸出。耦合電容：常為電解耦合電容：常為電解電容，有極性。大小電容，有極性。大小為幾為幾 F到幾十到幾十 F+-+-+uiuo+UCCRCC1C

19、2TRses+-RL+-RBRBEB可以省去可以省去電路改進(jìn)：采用單電源供電電路改進(jìn)：采用單電源供電設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)的必要性 輸出電壓必然失真！輸出電壓必然失真！ 設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，首先要解決失真問題，但設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，首先要解決失真問題，但Q點(diǎn)幾點(diǎn)幾乎影響著所有的動(dòng)態(tài)參數(shù)！乎影響著所有的動(dòng)態(tài)參數(shù)！ 為什么放大的對(duì)象是動(dòng)態(tài)信號(hào)，卻要晶體管在信號(hào)為零為什么放大的對(duì)象是動(dòng)態(tài)信號(hào)，卻要晶體管在信號(hào)為零時(shí)有合適的直流電流和極間電壓？時(shí)有合適的直流電流和極間電壓？靜態(tài)分析靜態(tài)分析放大電路的組成原則 靜態(tài)工作點(diǎn)合適：合適的直流電源、合適的電靜態(tài)工作點(diǎn)合適：合適的直流電源、合適的電路參數(shù)。路參數(shù)。

20、動(dòng)態(tài)信號(hào)能夠作用于晶體管的輸入回路，在負(fù)動(dòng)態(tài)信號(hào)能夠作用于晶體管的輸入回路，在負(fù)載上能夠獲得放大了的動(dòng)態(tài)信號(hào)。載上能夠獲得放大了的動(dòng)態(tài)信號(hào)。 對(duì)實(shí)用放大電路的要求：對(duì)實(shí)用放大電路的要求：共地、直流電源種類共地、直流電源種類盡可能少、負(fù)載上無(wú)直流分量。盡可能少、負(fù)載上無(wú)直流分量。1）由放大電路的直流通路確定靜態(tài)工作點(diǎn)）由放大電路的直流通路確定靜態(tài)工作點(diǎn)bceIBQICQ UCEQ圖圖 bBEQCCBQRUVI 硅管硅管 UBEQ = (0.6 0.8) V鍺管鍺管 UBEQ = (0.1 0.2) VICQ IBQUCEQ = VCC ICQ RC等效電路法 半導(dǎo)體器件的非線性特性使放大電路的分

21、析復(fù)雜化。半導(dǎo)體器件的非線性特性使放大電路的分析復(fù)雜化。利用線性元件建立模型，來(lái)描述非線性器件的特性。利用線性元件建立模型，來(lái)描述非線性器件的特性。 直流模型：適于：適于Q點(diǎn)的分析點(diǎn)的分析理想二極管理想二極管利用估算法求解靜態(tài)工作點(diǎn)，實(shí)質(zhì)上利用了直流模型。利用估算法求解靜態(tài)工作點(diǎn)，實(shí)質(zhì)上利用了直流模型。cCQCEQBQCQbBEQBBBQ RIVUIIRUVICC輸入回路等效為輸入回路等效為恒壓源恒壓源輸出回路等效為電流控制的電流源輸出回路等效為電流控制的電流源2）由圖解法求靜態(tài)工作點(diǎn)）由圖解法求靜態(tài)工作點(diǎn)Q在三極管的輸入、輸出特性曲線上直接用作圖的方在三極管的輸入、輸出特性曲線上直接用作圖的

22、方法求解放大電路的工作情況。法求解放大電路的工作情況。一、圖解法的過程一、圖解法的過程( (一一) )圖解分析靜態(tài)圖解分析靜態(tài)1. 先用估算的方法計(jì)算輸入回路先用估算的方法計(jì)算輸入回路 IBQ、 UBEQ。2. 用圖解法確定輸出回路靜態(tài)值用圖解法確定輸出回路靜態(tài)值方法：方法：根據(jù)根據(jù) uCE = VCC iCRc 式確定兩個(gè)特殊點(diǎn)式確定兩個(gè)特殊點(diǎn)cCCCCECCCEC 0 0 RViuVui 時(shí)，時(shí)，當(dāng)當(dāng)時(shí)，時(shí)，當(dāng)當(dāng)圖解法bBBBBERiVucCCCCERiVu輸入回路輸入回路負(fù)載線負(fù)載線QIBQUBEQIBQQICQUCEQ負(fù)載線負(fù)載線1. 靜態(tài)分析：圖解二元方程：圖解二元方程ui = 0

23、uBE = UBE ，uCE = UCE ， uo = 0？ uCE = UCC iC RC ui 0 uBE = UBE+ ui ，uCE = UCE+ uo ， uo 0uitOUBEIBICuBEtOiBtOiCtOuCEtOUCEuotO2）用微變等效電路發(fā)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析）用微變等效電路發(fā)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析圖圖 2.15( (a) )輸入回路工作情況輸入回路工作情況0.680.72 uBE iBtQ000.7t6040200uBE/ViB / AuBE/ViBUBE rbe 的近似估算公式的近似估算公式rbb ：基區(qū)體電阻。基區(qū)體電阻。re b ：基射之間結(jié)電阻?；渲g結(jié)電阻。歐姆，可忽略。

24、歐姆，可忽略。只有幾只有幾：發(fā)射區(qū)體電阻，一般：發(fā)射區(qū)體電阻，一般 er EQEQbe26IIUrT EQbbBBEbe26)1(ddIriur 低頻、小功率管低頻、小功率管 rbb 約為約為 300 。UT ：溫度電壓當(dāng)量。：溫度電壓當(dāng)量。c beiBiCiEbb rbe rer e b EQTbbebbbbbebe)1 ( IUrrrIUr查閱手冊(cè)查閱手冊(cè)基區(qū)體電阻基區(qū)體電阻發(fā)射結(jié)電阻發(fā)射結(jié)電阻發(fā)射區(qū)體電阻發(fā)射區(qū)體電阻數(shù)值小可忽略數(shù)值小可忽略利用利用PN結(jié)的電流方程可求得結(jié)的電流方程可求得由由IEQ算出算出在輸入特性曲線上，在輸入特性曲線上，Q點(diǎn)越高，點(diǎn)越高，rbe越??！越??！.三極管的微

25、變等效電路三極管的微變等效電路1. 輸入回路輸入回路iBuBE當(dāng)輸入信號(hào)很小時(shí)，可將三極管輸入特當(dāng)輸入信號(hào)很小時(shí)，可將三極管輸入特性在性在Q點(diǎn)附近近似線性化。點(diǎn)附近近似線性化。 uBE iB對(duì)輸入的交流小信號(hào)而言，晶體對(duì)輸入的交流小信號(hào)而言，晶體管的輸入回路可用電阻管的輸入回路可用電阻rbe等效。等效。(mA)(mV)(EbbbeI1rr26rbe值約幾百歐到幾千歐，手冊(cè)中常用值約幾百歐到幾千歐，手冊(cè)中常用hie表示表示對(duì)于小功率三極管：對(duì)于小功率三極管：輸入輸入電阻電阻CECEUbbeUBBEbeiuiur對(duì)輸入的小交流信對(duì)輸入的小交流信號(hào)而言，三極管號(hào)而言，三極管BE間等效于電阻間等效于電

26、阻rbe。becrbeibbeubeubeib威海職業(yè)技術(shù)學(xué)院對(duì)于小功率三極管：對(duì)于小功率三極管：)mA(I)mV(26)1 ()(300rEbe rbe的量級(jí)從幾百歐到幾千歐。的量級(jí)從幾百歐到幾千歐。威海職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系楊景林交流負(fù)載線交流負(fù)載線直流負(fù)載線直流負(fù)載線4.57.5 uCE912t0ICQiC / mA0IB = 4 0 A2060804Q260uCE/ViC / mA0tuCE/VUCEQ iC圖圖 2.15( (b) )輸出回路工作輸出回路工作情況分析情況分析2. 輸出回路輸出回路三極管的微變等效電路)()(bebbbebiirRIrRIUccoRIU放大電路的放大電路

27、的交流等效電路交流等效電路 放大電路的分析方法放大電路的分析方法直流負(fù)載線與交流負(fù)載線直流負(fù)載線與交流負(fù)載線CCCCCERiVu直流負(fù)載線直流負(fù)載線交流負(fù)載線交流負(fù)載線LCCERiu其中：其中：R RL L = = R RL LRRC C圖解法直觀，適合低頻大信號(hào)的分析圖解法直觀，適合低頻大信號(hào)的分析共射放大電路的共射放大電路的微變等效電路微變等效電路beLbebLcio )(rRrIRRIUUAcubebebirrRRuuARRRUUUUUUAisiiosisoscoRR 輸入電輸入電阻中不阻中不應(yīng)含有應(yīng)含有Rs!輸出電輸出電阻中不阻中不應(yīng)含有應(yīng)含有RL!(15-53)1）電壓放大倍數(shù)的計(jì)算

28、）電壓放大倍數(shù)的計(jì)算bebirIULboRIUbeLurRALCLRRR/放大倍數(shù)和負(fù)載電阻有關(guān)：放大倍數(shù)和負(fù)載電阻有關(guān)：負(fù)載電阻越小，放大倍數(shù)越小。負(fù)載電阻越小，放大倍數(shù)越小。rbeRBRCRLiUiIbIcIoUbI(15-54)AuiiiIUr1、輸入電阻的定義、輸入電阻的定義iIiU2 2）輸入電阻的計(jì)算）輸入電阻的計(jì)算對(duì)于信號(hào)源來(lái)說，放大電路是負(fù)載，對(duì)于信號(hào)源來(lái)說，放大電路是負(fù)載，其等效電阻可以用輸入電阻來(lái)表示。其等效電阻可以用輸入電阻來(lái)表示。SU(15-55)輸入電阻的計(jì)算輸入電阻的計(jì)算rbeRBRCRLiUiIbIcIoUbIbebeBiiirrRIUr / (15-56)AuU

29、S放大電路對(duì)其放大電路對(duì)其而言，相當(dāng)于信號(hào)源，其而言，相當(dāng)于信號(hào)源，其就是放大電路的輸出電阻。就是放大電路的輸出電阻。roUS3）輸出電阻的計(jì)算）輸出電阻的計(jì)算1、輸出電阻的定義、輸出電阻的定義戴維南等效戴維南等效(15-57)rbeRBRCiIbIcIbIRL00從等效電路計(jì)算放大電路的輸出電阻從等效電路計(jì)算放大電路的輸出電阻 在放大電路的微變等效電路中，去掉負(fù)載電阻，在放大電路的微變等效電路中，去掉負(fù)載電阻，令令ui=0，并在輸出端加電壓求電流。，并在輸出端加電壓求電流。oUoI加壓求流法加壓求流法oooIUrCR(15-58)Uo1. 測(cè)量負(fù)載電阻開路時(shí)的開路電壓。測(cè)量負(fù)載電阻開路時(shí)的開

30、路電壓。roUs2. 測(cè)量接入負(fù)載后的輸出電壓。測(cè)量接入負(fù)載后的輸出電壓。LOSoRUUr) 1(roUsRLUo步驟：步驟：3. 計(jì)算計(jì)算介紹一種測(cè)量方法介紹一種測(cè)量方法SLoLoURrRU等效電路法的步驟等效電路法的步驟( (歸納歸納) )1. 首先利用圖解法或近似估算法確定首先利用圖解法或近似估算法確定放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn) Q 。2. 求出靜態(tài)工作點(diǎn)處的微變等效電路求出靜態(tài)工作點(diǎn)處的微變等效電路參數(shù)參數(shù) 和和 rbe 。3. 畫出放大電路的微變等效電路?？僧嫵龇糯箅娐返奈⒆兊刃щ娐贰？上犬嫵鋈龢O管的等效電路，然后畫出放大先畫出三極管的等效電路，然后畫出放大電路其余部分

31、的交流通路。電路其余部分的交流通路。4. 列出電路方程并求解。列出電路方程并求解。60)( 120)(beLcisiiosisosbeLcrRRRRRUUUUUUArRRAuu例：例：共射放大電路的靜態(tài)分析和動(dòng)態(tài)分析共射放大電路的靜態(tài)分析和動(dòng)態(tài)分析k180ber，V2 . 7mA6 . 1A20cCQCCCEQBQCQbCCbBEQCCBQRIVUIIRVRUVI3k 1kcobebebiRRrrRR1）、波形非線性失真）、波形非線性失真在放大電路中，輸出信號(hào)應(yīng)該成比例地放大輸入在放大電路中，輸出信號(hào)應(yīng)該成比例地放大輸入信號(hào)（即線性放大）；信號(hào)（即線性放大）；如果兩者不成比例，則輸出如果兩者不

32、成比例，則輸出信號(hào)不能反映輸入信號(hào)的情況，放大電路產(chǎn)生信號(hào)不能反映輸入信號(hào)的情況，放大電路產(chǎn)生非線非線性失真性失真。如果如果Q設(shè)置不合適，信號(hào)進(jìn)入截止區(qū)或飽和區(qū)，設(shè)置不合適，信號(hào)進(jìn)入截止區(qū)或飽和區(qū)，則造成非線性失真。則造成非線性失真。為了得到盡量大的輸出信號(hào)，要把為了得到盡量大的輸出信號(hào)，要把Q設(shè)置在交流設(shè)置在交流負(fù)載線的中間部分。負(fù)載線的中間部分。（5）放大電路其他性能指標(biāo)介紹）放大電路其他性能指標(biāo)介紹iCuCEuo可輸出最可輸出最大不失真大不失真信號(hào)信號(hào)靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn) Q 在在：ibiCuCEuoQ點(diǎn)過低，信號(hào)進(jìn)入截止區(qū)點(diǎn)過低，信號(hào)進(jìn)入截止區(qū)放大電路產(chǎn)生放大電路產(chǎn)生截止失真截止失真輸

33、出波形輸出波形輸入波形輸入波形ib削頂削頂 適當(dāng)適當(dāng)基極電基極電流可消除失真。流可消除失真。iCuCEQ點(diǎn)過高，信號(hào)進(jìn)入飽和區(qū)點(diǎn)過高，信號(hào)進(jìn)入飽和區(qū)放大電路產(chǎn)生放大電路產(chǎn)生飽和失真飽和失真ib輸入波形輸入波形uo輸出波形輸出波形削底削底 適當(dāng)適當(dāng)基極電基極電流可消除失真。流可消除失真。( (一一) )用圖解法分析非線性失真用圖解法分析非線性失真1. 靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn)過低，引起過低，引起 iB、iC、uCE 的波形失真的波形失真ibui結(jié)論：結(jié)論：iB 波形失真波形失真OQOttOuBE/ViB / AuBE/ViB / AIBQ 截止失真截止失真iC 、 uCE ( (uo ) )波形失真

34、波形失真NPN 管截止失真時(shí)管截止失真時(shí)的輸出的輸出 uo 波形。波形。uo = uceOiCtOOQ tuCE/VuCE/ViC / mAICQUCEQOIB = 0QtOO NPN 管管 uo波形波形tiCuCE/VuCE/ViC / mAuo = uceib( (不失真不失真) )ICQUCEQ2. Q 點(diǎn)過高，引起點(diǎn)過高，引起 iC、uCE的波形失真的波形失真飽和失真飽和失真2 2）通頻帶）通頻帶4. 最大不失真輸出電壓Uom：交流有效值。交流有效值。 由于電容、電感及放大管由于電容、電感及放大管PN結(jié)的電容效應(yīng)，使放大電路在信結(jié)的電容效應(yīng)，使放大電路在信號(hào)頻率較低和較高時(shí)電壓放大倍數(shù)

35、數(shù)值下降，并產(chǎn)生相移。號(hào)頻率較低和較高時(shí)電壓放大倍數(shù)數(shù)值下降，并產(chǎn)生相移。衡量放大電路對(duì)不同頻率信號(hào)的適應(yīng)能力。衡量放大電路對(duì)不同頻率信號(hào)的適應(yīng)能力。下限頻率下限頻率上限頻率上限頻率LHbwfff5. 最大輸出功率Pom和效率：功率放大電路的參數(shù)：功率放大電路的參數(shù)下降3dB3）用圖解法估算最大輸出幅度）用圖解法估算最大輸出幅度OiB = 0QuCE/ViC / mAACBDE交流負(fù)載線交流負(fù)載線 輸出波形沒有輸出波形沒有明顯失真時(shí)能夠輸明顯失真時(shí)能夠輸出最大電壓。即輸出最大電壓。即輸出特性的出特性的 A、B 所所限定的范圍。限定的范圍。22omDECDU Q 盡量設(shè)在線段盡量設(shè)在線段 AB

36、的中點(diǎn)。則的中點(diǎn)。則 AQ = QB，CD = DE溫度升高將導(dǎo)致溫度升高將導(dǎo)致 IC 增大，增大，Q 上移。波形容易失真。上移。波形容易失真。iCuCEOiBQCCCRVVCCQ T = 20 C T = 50 C溫度對(duì)溫度對(duì) Q 點(diǎn)和輸出波形的影響點(diǎn)和輸出波形的影響2) 分壓式偏置放大電路分壓式偏置放大電路1.靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的典型電路 直流通路？直流通路？Ce為旁路電容，在交流為旁路電容，在交流通路中可視為短路通路中可視為短路1. 電路組成CCb21b1bBQVRRRUeBEQBQEQ RUUI. 穩(wěn)定原理穩(wěn)定原理 為了穩(wěn)定為了穩(wěn)定Q點(diǎn)，通常點(diǎn)，通常I1 IB，即，即I1 I2；因此；因此

37、基本不隨溫度變化?；静浑S溫度變化。設(shè)設(shè)UBEQ UBEUBE，若，若UBQ UBEUBE，則，則IEQ穩(wěn)定。穩(wěn)定。Re 的的作用作用T()ICUE UBE（UB基本不變）基本不變） IB IC Re起直流負(fù)反饋?zhàn)饔?，其值越大，反饋越?qiáng)，起直流負(fù)反饋?zhàn)饔茫渲翟酱?，反饋越?qiáng)，Q點(diǎn)越穩(wěn)定。點(diǎn)越穩(wěn)定。關(guān)于反饋的一些概念：關(guān)于反饋的一些概念： 將輸出量通過一定的方式引回輸入回路影響輸入量的措將輸出量通過一定的方式引回輸入回路影響輸入量的措施稱為反饋。施稱為反饋。 直流通路中的反饋稱為直流反饋。直流通路中的反饋稱為直流反饋。 反饋的結(jié)果使輸出量的變化減小的稱為負(fù)反饋，反之稱反饋的結(jié)果使輸出量的變化減小

38、的稱為負(fù)反饋，反之稱為正反饋。為正反饋。Re有上限值嗎？有上限值嗎？IC通過通過Re轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)換為UE影響影響UBE溫度升高溫度升高IC增大，反饋的結(jié)果使之減小增大，反饋的結(jié)果使之減小CC2B1B2BBURRRV EBEBECRUVII CBII VBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSeS+)(ECCCCEECCCCCERRIURIRIUU .動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析C1RcRb2+VCCC2RL+ +CeuoRb1ReiBiCiEiRuirbe ebcRcRLoUbIcIiUbI + + Rb2Rb1RcRb2+VCCRL+ uiuoRb1Re beLrRAu

39、LcL/ RRR cob2b1bei/RRRRrR 有無(wú)旁路電容的比較有無(wú)旁路電容的比較beLio rRUUAubeb2b1irRRRcoRR ee)1 ( )( beLebebLcbioRrRRIrIRRIUUAu)1 (ebeb2b1iRrRRReLbee)1 (RRArRu，則若無(wú)旁路電容無(wú)旁路電容Ce時(shí)：時(shí)：有旁路電容有旁路電容Ce時(shí)：時(shí)：結(jié)論：結(jié)論：去掉去掉Ce 后，后，Au 減小、減小、 Ri 增大、增大、 RO 不變。不變。coRR 例例2.4+UCCuoRB1RCC1C2RB2CERERLuiuoRB1RCRLuiRB2交流通路交流通路UCC24v, RB133K,RB210K

40、,RC3.3K,RE1.5K,R5.1K66，設(shè)RS0。求（1）估算靜態(tài)工作點(diǎn)；（2）畫微變等效電路；（3）分別計(jì)算有無(wú)Ce時(shí)的電壓放大倍數(shù)、輸入輸出電阻，畫出微變等效電路。(15-78)rbeRCRLoUiUiIbIcIbIRB交流等效電路交流等效電路uoRB1RCRLuiRB2交流通路交流通路bebeBirrRr|CoRr beLurRA去掉去掉 CE 后：交流通路和微變等效電路：后：交流通路和微變等效電路： )1 ( / /EbeBiBiRrRrRrrbeRCRLoUREiUiIbIcIbIRBEbbebiRIrIU)1 (LboRIU )1 (EbeLuRrRARB1RCRLuiuoR

41、B2REri解解:估算靜態(tài)工作點(diǎn)估算靜態(tài)工作點(diǎn) 因?yàn)橐驗(yàn)?VBE0.7V VBICIEVCEVCCI c(RC+RE) 243.7(3.31.5) 6.2V電壓放大倍數(shù)：電壓放大倍數(shù)： AuVoVi a. 當(dāng)當(dāng)RE有旁路電容時(shí)：有旁路電容時(shí)：輸入電阻：輸入電阻：riRB1RB2rbe33100.77770輸出電阻：輸出電阻：roRc3.3kb.當(dāng)當(dāng)RE無(wú)旁路電容時(shí)：無(wú)旁路電容時(shí)：AuVoVi (RLRc) rbe(1+）RE66（5.13.3）0.77（166）1.51.3輸入電阻：輸入電阻：riRB1RB2(rbe(1+)RE3310(0.77(166) 1.57.1k輸出電阻：輸出電阻：r

42、oRc3.3kCC*B2B2B1VR24105.6R +R3310VBBEBEEV -VV5.6=3.7RR1.5mALbe - (R /Rc) r=-66 (5.1/3.3) 1000300+(1+66) 26/3.7 = = -172EbeLuRrRA) 1 ( beLurRAEbeB2B1iRRRrr)1 (/CRrobeBirRr/CRro 2. 共集電極放大電路共集電極放大電路 RB+ECC1C2RERLuiuoRB+ECRE直流通道直流通道(1) 靜態(tài)分析靜態(tài)分析IBIEEBBECBRRUEI)1 (BEII)1 (EECCERIEU折算折算RB+ECRE直流通道直流通道(2) 動(dòng)

43、態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析RB+ECC1C2RERLuiuoRBRERLuiuo交流通道交流通道RBRERLuiuo交流通道交流通道rbeiUbIRERLRBoUcIbIiI微變等效電路微變等效電路LeoRIULELRRR/LbRI）（1LebebiRIrIULbbebRIrI)1 (LbbebLbuRIrIRIA)1 ()1 (LbeLRrR)1 (1）（1. 電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)rbeiUbIRERLRBoUcIbIiI（2）動(dòng)態(tài)分析：）動(dòng)態(tài)分析：1、,R)1(rLbe 所以所以，1vA2、輸入輸出同相，輸出電壓跟隨輸入電壓，、輸入輸出同相，輸出電壓跟隨輸入電壓，故稱電壓跟隨器。故稱電壓跟隨器。討

44、論討論輸出電壓與輸入電壓近似相等，電輸出電壓與輸入電壓近似相等，電壓未被放大，但是電流放大了，即壓未被放大，但是電流放大了，即輸出功率被放大了。輸出功率被放大了。LbeLR)1(rR1 ）（Av2. 輸入電阻輸入電阻RBbiIII輸入電阻較大，作為前一級(jí)的負(fù)載，對(duì)前一級(jí)輸入電阻較大，作為前一級(jí)的負(fù)載，對(duì)前一級(jí)的放大倍數(shù)影響較小且取得的信號(hào)大。的放大倍數(shù)影響較小且取得的信號(hào)大。R)(r/RIUrLbeBiii1rbeiUbIRERLRBoUcIbIiIRBIBiRBRUILbeibR)(rUI13. 輸出電阻輸出電阻用加壓求流法求輸出電阻。用加壓求流法求輸出電阻。robIiIrbeRERBcIb

45、ISURSrbeRERBRSbIcIbIiIeIUIebbIIIIEsbesbeRURrURrUBssRRR/:設(shè)電源置電源置0IUro)11/(1EsbeRRr1/sbeERrRRB+ECC1C2RERLuiuo例：例：已知射極輸出器的參數(shù)如下：已知射極輸出器的參數(shù)如下：RB=570k ，RE=5.6k ，RL=5.6k ， =100，EC=12V1. 求求Au 、 ri和和ro 。2. 設(shè)：設(shè)：RS=1 k ， 求：求：Aus 、 ri和和ro 。3 . RL=1k 時(shí)，時(shí)，求求Au 。EBBECBRRUEI)1 (mA0111.I )(IBERB+ECC1C2RERLuiuoRB=570

46、k ，RE=5.6k ，RL=5.6k ， =100，EC=12Vk9201126101300(mA)26(mV)(1)(300.IrEbeRB=570k ，RE=5.6k ，RL=5.6k ， =100，EC=12V1. 求求Au 、 ri和和ro rbeiUbIRERLRBoUcIbIiI微變等效電路微變等效電路rbe=2.9 k ，RS=0LbeLuR)(rRA11）（)1 (LbeBi Rr/Rr2.8)1001 (2.9570/190k1SbeEo Rr/Rr990821019282101.10102.965/. 28rbeiUbIRERLRBoUcIbIiI微變等效電路微變等效電路

47、2. 設(shè)：設(shè)：RS=1 k ， 求：求：Aus 、 ri和和roRB=570k ，RE=5.6k ，RL=5.6k ， =100，EC=12Vrbe=2.9 k ，RS=0uSiiusARrrA98509901190190.)1 (LbeBi Rr/Rr 190k1SbeEo Rr/Rr101 15702.965/. 38 RL=1k 時(shí)時(shí)3. RL=1k 和和 時(shí)，時(shí)，求求Au 。比較：比較：空載時(shí)空載時(shí), Au=0.995RL=5.6k 時(shí)時(shí), Au=0.990RL=1k 時(shí)時(shí), Au=0.967 RL= 時(shí)時(shí)LbeLuR)(rRA11）（9670) 165(10192) 165(101.

48、/./.Au9950651019265101.Au可見：可見：射極輸出器射極輸出器帶負(fù)載能力強(qiáng)。帶負(fù)載能力強(qiáng)。射極輸出器的輸出電阻很小，帶負(fù)載射極輸出器的輸出電阻很小，帶負(fù)載能力強(qiáng)。能力強(qiáng)。R)1(r/RrLbeBi 1Rr/RsbeEro射極輸出器的輸入電阻很大，從信號(hào)射極輸出器的輸入電阻很大，從信號(hào)源取得的信號(hào)大。源取得的信號(hào)大。討論討論所謂所謂帶負(fù)載能力強(qiáng)帶負(fù)載能力強(qiáng)，是指當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，是指當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，放大倍數(shù)基本不變放大倍數(shù)基本不變對(duì)上例射極輸出器：對(duì)上例射極輸出器：對(duì)上例靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)上例靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的放大器穩(wěn)定的放大器(共共射放大器射放大器):空載時(shí)空載時(shí), =0.995RL=5

49、.6k 時(shí)時(shí), =0.990RL=1k 時(shí)時(shí), =0.967VAVAVA空載時(shí)空載時(shí), =-186RL=5k 時(shí)時(shí), =-93RL=1k 時(shí)時(shí), =-31VAVAVA討論討論1、將射極輸出器放在電路的首級(jí)，可以、將射極輸出器放在電路的首級(jí)，可以提高輸入電阻。提高輸入電阻。2、將射極輸出器放在電路的末級(jí)，可以、將射極輸出器放在電路的末級(jí)，可以降低輸出電阻，提高帶負(fù)載能力。降低輸出電阻，提高帶負(fù)載能力。威海職業(yè)技術(shù)學(xué)院3、基本共基放大電路eBEQBBEQRUVI1EQBQIIBEQcEQCCCEQURIVUCCBEQCEQeCQBBeEQBEQVUURIVRIU（1） 靜態(tài)分析RcUEQ=-UBE

50、威海職業(yè)技術(shù)學(xué)院（2） 動(dòng)態(tài)分析 特點(diǎn)特點(diǎn)輸入電阻小，頻帶寬！只放大電壓，不放大電流！輸入電阻小，頻帶寬！只放大電壓，不放大電流！1beeirRRcoRR ebecbebeeccio)1 ( RrRrIRIRIUUAu三種接法的比較：空載情況下空載情況下 接法接法 共射共射 共集共集 共基共基 Au 大大 小于小于1 大大 Ai 1 Ri 中中 大大 小小 Ro 大大 小小 大大 頻帶頻帶 窄窄 中中 寬寬復(fù)習(xí)： 圖示電路為哪種基本接法的放大電路？它們的靜態(tài)工作點(diǎn)圖示電路為哪種基本接法的放大電路？它們的靜態(tài)工作點(diǎn)有可能穩(wěn)定嗎？求解靜態(tài)工作點(diǎn)、電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和有可能穩(wěn)定嗎？求解靜態(tài)工作點(diǎn)

51、、電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻的表達(dá)式。輸出電阻的表達(dá)式。接法接法共射共射共集共集共基共基輸入輸入bbe輸出輸出cec三種基本組態(tài)的比較三種基本組態(tài)的比較大大( (數(shù)值同共射數(shù)值同共射電路，但同相電路，但同相) )小小( (小于、近于小于、近于 1 ) )大大( (十幾十幾 一幾百一幾百) ) 小小 大大( (幾十幾十 一百以上一百以上) ) 大大( (幾十幾十 一百以上一百以上) )電電路路組態(tài)組態(tài)性能性能共共 射射 組組 態(tài)態(tài)共共 集集 組組 態(tài)態(tài)共共 基基 組組 態(tài)態(tài)C1C2OUVCCRb2Rb1+_ReCbRLiUC1Rb+VCCC2RL+Re+iUOUC1Rb+VCCC2RL+i

52、UOURciAuA )1( beLrR ebee)1()1(RrR beLrR 三種基本組態(tài)的比較三種基本組態(tài)的比較 頻率頻率響應(yīng)響應(yīng)大大( (幾百千歐幾百千歐 幾兆歐幾兆歐) )小小( (幾歐幾歐 幾十歐幾十歐) )中中( (幾十千歐幾十千歐幾百千歐幾百千歐) )rce小小( (幾歐幾歐 幾十歐幾十歐) )大大( (幾十千歐以上幾十千歐以上) )中中(幾百歐幾百歐幾千歐幾千歐) rbe組態(tài)組態(tài)性能性能共共 射射 組組 態(tài)態(tài)共共 集集 組組 態(tài)態(tài)共共 基基 組組 態(tài)態(tài)iRoR 1sbeRrce)1(r 1berebe)1(Rr 差差較好較好好好場(chǎng)效應(yīng)管與雙極型晶體管不同，它是多子場(chǎng)效應(yīng)管與雙極

53、型晶體管不同，它是多子導(dǎo)電，輸入阻抗高，溫度穩(wěn)定性好。導(dǎo)電，輸入阻抗高，溫度穩(wěn)定性好。結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管JFET絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管MOS場(chǎng)效應(yīng)管有兩種場(chǎng)效應(yīng)管有兩種:2.52.5了解場(chǎng)效應(yīng)晶體管及其基本應(yīng)了解場(chǎng)效應(yīng)晶體管及其基本應(yīng)用用N基底基底 ：N型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體PP兩邊是兩邊是P區(qū)區(qū)G(柵極柵極)S源極源極D漏極漏極 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管: :導(dǎo)電溝道導(dǎo)電溝道一、絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管一、絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管1. N溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管PNNGSDP型基底型基底兩個(gè)兩個(gè)N區(qū)區(qū)SiO2絕緣層絕緣層導(dǎo)電溝道導(dǎo)電溝道金屬鋁金屬鋁GSDN溝道增強(qiáng)型溝道增強(qiáng)型（2

54、 2）絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管工作原理）絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管工作原理 u uGSGS增大，反型層（導(dǎo)電溝道）將變厚變長(zhǎng)。當(dāng)反型層將兩個(gè)增大，反型層（導(dǎo)電溝道）將變厚變長(zhǎng)。當(dāng)反型層將兩個(gè)N N區(qū)相區(qū)相接時(shí)，形成導(dǎo)電溝道。此時(shí)對(duì)應(yīng)的接時(shí)，形成導(dǎo)電溝道。此時(shí)對(duì)應(yīng)的V VGSGS稱為開啟電壓稱為開啟電壓V VGSGS（thth）=V=VT T。SiO2絕緣層絕緣層襯底襯底耗盡層耗盡層空穴空穴高摻雜高摻雜反型層反型層增強(qiáng)型管增強(qiáng)型管大到一定大到一定值才開啟值才開啟在一定在一定V VDSDS下，下，V VGSGS越大，電場(chǎng)作用越強(qiáng)，導(dǎo)電的溝道越寬，溝道電阻越小，越大，電場(chǎng)作用越強(qiáng)，導(dǎo)電的溝道越寬，溝道電阻越小，I I

55、D D就越大，這就是增強(qiáng)型管子的含義。就越大，這就是增強(qiáng)型管子的含義。ID/mAUDS/Vo oUGS= 1VUGS= 2VUGS= 3VUGS= 4VUGS/VUGS(th)UDS=常數(shù)常數(shù)ID/16mAO進(jìn)一步分析進(jìn)一步分析 特性曲線特性曲線( (a) )轉(zhuǎn)移特性轉(zhuǎn)移特性( (b) )漏極特性漏極特性ID/mAUDS /VOTGSUU 預(yù)夾斷軌跡預(yù)夾斷軌跡恒流區(qū)恒流區(qū)擊穿區(qū)擊穿區(qū) 可變可變電阻區(qū)電阻區(qū)UGS UT 時(shí)時(shí)) )三個(gè)區(qū)：可變電阻區(qū)、三個(gè)區(qū)：可變電阻區(qū)、恒流區(qū)恒流區(qū)( (或飽和區(qū)或飽和區(qū)) )、擊穿、擊穿區(qū)。區(qū)。UT 2UTIDOUGS /VID /mAO圖圖2.32圖圖 2.3

56、22、N 溝道耗盡型溝道耗盡型 MOS 場(chǎng)效應(yīng)管場(chǎng)效應(yīng)管P型襯底型襯底N+N+BGSD+制造過程中預(yù)先在二氧化硅的絕緣層中摻入正離子，制造過程中預(yù)先在二氧化硅的絕緣層中摻入正離子，這些正離子電場(chǎng)在這些正離子電場(chǎng)在 P 型襯底中型襯底中“感應(yīng)感應(yīng)”負(fù)電荷，形成負(fù)電荷，形成“反反型層型層”。即使。即使 UGS = 0 也會(huì)形成也會(huì)形成 N 型導(dǎo)電溝道。型導(dǎo)電溝道。+UGS = 0，UDS 0，產(chǎn)生，產(chǎn)生較大的漏極電流；較大的漏極電流；UGS 0；UGS 正、負(fù)、正、負(fù)、零均可。零均可。ID/mAUGS /VOUP( (a) )轉(zhuǎn)移特性轉(zhuǎn)移特性IDSS圖圖 2.33MOS 管的符號(hào)管的符號(hào)SGDB(

57、 (b) )漏極特性漏極特性ID/mAUDS /VO+1VUGS=0 3 V 1 V 2 V432151015 20圖圖 2.33特性曲線特性曲線場(chǎng)效應(yīng)管與晶體管的比較場(chǎng)效應(yīng)管與晶體管的比較晶體管是晶體管是元件元件,場(chǎng)效應(yīng)管是場(chǎng)效應(yīng)管是元件。元件。場(chǎng)效應(yīng)管柵極不取電流，但放大倍數(shù)較低，即垮場(chǎng)效應(yīng)管柵極不取電流，但放大倍數(shù)較低，即垮導(dǎo)較小。雙極型三極管導(dǎo)較小。雙極型三極管值較大。值較大。 場(chǎng)效應(yīng)管僅多子導(dǎo)電，單極型，溫度穩(wěn)定場(chǎng)效應(yīng)管僅多子導(dǎo)電，單極型，溫度穩(wěn)定性好。性好。制造工藝簡(jiǎn)單，有利于大規(guī)模集成；制造工藝簡(jiǎn)單，有利于大規(guī)模集成； 場(chǎng)效應(yīng)管使用時(shí)漏極、源極可以互換。場(chǎng)效應(yīng)管使用時(shí)漏極、源極可

58、以互換。 場(chǎng)效應(yīng)管集成工藝簡(jiǎn)單，耗電省，工作電場(chǎng)效應(yīng)管集成工藝簡(jiǎn)單，耗電省，工作電源電壓范圍寬，應(yīng)用更廣泛。源電壓范圍寬，應(yīng)用更廣泛。存放管子應(yīng)將柵源極短路，焊接時(shí)烙鐵外殼應(yīng)接地存放管子應(yīng)將柵源極短路，焊接時(shí)烙鐵外殼應(yīng)接地良好，防止漏電擊穿管子；良好，防止漏電擊穿管子；種種 類類符符 號(hào)號(hào)轉(zhuǎn)移特性轉(zhuǎn)移特性漏極特性漏極特性 結(jié)型結(jié)型N 溝道溝道耗耗盡盡型型 結(jié)型結(jié)型P 溝道溝道耗耗盡盡型型 絕緣絕緣柵型柵型 N 溝道溝道增增強(qiáng)強(qiáng)型型SGDSGDIDUGS= 0V UDS o oSGDBUGSIDOUT表表 2-22-2各類場(chǎng)效應(yīng)管的符號(hào)和特性曲線各類場(chǎng)效應(yīng)管的符號(hào)和特性曲線+UGS = UTUD

59、SID+OIDUGS= 0V UDSOUGSIDUPIDSSOUGSID /mAUPIDSSO種種 類類符符 號(hào)號(hào)轉(zhuǎn)移特性轉(zhuǎn)移特性漏極特性漏極特性絕緣絕緣柵型柵型N 溝道溝道耗耗盡盡型型絕緣絕緣柵型柵型P 溝道溝道增增強(qiáng)強(qiáng)型型耗耗盡盡型型IDSGDBUDSID_UGS=0+_OIDUGSUPIDSSOSGDBIDSGDBIDIDUGSUTOIDUGSUPIDSSO_ _IDUGS=UTUDS_ _o o_ _UGS= 0V _ _IDUDSo o 1、場(chǎng)效應(yīng)管靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置方法 根據(jù)場(chǎng)效應(yīng)管工作在恒流區(qū)的條件，在根據(jù)場(chǎng)效應(yīng)管工作在恒流區(qū)的條件，在g-s、d-s間間加極性合適的電源加極性合適的

60、電源dDQDDDSQ2GS(th)BBDODQBBGSQ) 1(RIVUUVIIVU1. 基本共源放大電路三、場(chǎng)效應(yīng)管放大電路三、場(chǎng)效應(yīng)管放大電路 1.自給偏壓電路sDQSQGQGSQsDQSQGQ0RIUUURIUU ，2GS(off)GSQDSSDQ)1 (UUII)(sdDQDDDSQRRIVU由正電源獲得負(fù)偏壓由正電源獲得負(fù)偏壓稱為自給偏壓稱為自給偏壓哪種場(chǎng)效應(yīng)管能夠采用這種電路形式設(shè)置哪種場(chǎng)效應(yīng)管能夠采用這種電路形式設(shè)置Q點(diǎn)？點(diǎn)？2. 分壓式偏置電路sDQSQDDg2g1g1AQGQRIUVRRRUU2GS(th)GSQDODQ) 1(UUII)(sdDQDDDSQRRIVU為什么加