三極管及放大電路-三極管（電子技術(shù)課件）

三極管（一）

三極管的結(jié)構(gòu)2.1.1三極管（一）NNP發(fā)射極E基極B集電極C發(fā)射結(jié)集電結(jié)—基區(qū)NPN型ECB

三區(qū)三極兩結(jié)集電區(qū)基區(qū)發(fā)射區(qū)集電極Collector基極Base發(fā)射極Emitter集電結(jié)發(fā)射結(jié)—集電區(qū)—發(fā)射區(qū)PPNPNP型一、三極管的結(jié)構(gòu)和符號(hào)三極管結(jié)構(gòu)可概括為：三區(qū)、兩結(jié)、三極注意：三極管的實(shí)際結(jié)構(gòu)并不是對(duì)稱的，所以三極管的發(fā)射極和集電極不能對(duì)調(diào)使用。

基區(qū)：

薄、

摻雜濃度低發(fā)射區(qū)：摻雜濃度較高集電區(qū)：面積較大NNP發(fā)射極E基極B集電極C三極管各區(qū)特點(diǎn)如圖所示：

以NPN管為例分析三極管放大時(shí)各極的

電位關(guān)系：三極管具有電流放大作用的工作條件分：內(nèi)部條件和外部條件內(nèi)部條件發(fā)射區(qū)摻雜濃度高基區(qū)薄且摻雜濃度低集電結(jié)面積大外部條件發(fā)射結(jié)正偏集電結(jié)反偏二、三極管的工作條件及內(nèi)部電流關(guān)系根據(jù)三極管工作時(shí)的外部條件：

發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏（電路中UCC>UBB，Rb>>RC）1.三極管的工作條件

對(duì)NPN管，各個(gè)引腳的電位關(guān)系滿足：

VC>VB>VE

當(dāng)三極管處于放大狀態(tài)時(shí)：

對(duì)PNP管，各個(gè)引腳的電位關(guān)系滿足：

VC<VB<VE使發(fā)射結(jié)正偏使集電結(jié)反偏1.發(fā)射區(qū)向基區(qū)發(fā)射電子，形成發(fā)射極電流IE的主要成份。IE2.基區(qū)中電子的復(fù)合形成基極電流IB的主要成份。IB3.集電區(qū)收集電子形成集電極電流IC的主要成份。IC2.三極管內(nèi)部電流的形成3.三極管各極的電流關(guān)系上式中忽略了少子電流，如ICBO等

。常溫下它們太小，通?？梢圆挥?jì)，但它們對(duì)溫度十分敏感，是引起管子溫度不穩(wěn)定性的主要因素。（1）IE=IC+IB（2）IC=βIB，Δic=βΔiB（3）IE=IC+IB=（1+β

）IB≈IC

綜上所述，得到三極管的電流分配關(guān)系：4.三極管中電流方向5.電流放大的實(shí)質(zhì)小電流IB控制大的IC；當(dāng)基極電流IB有一微小變化ΔIB，就能引起集電極電流IC出現(xiàn)較大的變化ΔIC，這種現(xiàn)象稱為三極管的電流放大作用。（1）三極管的直流電流放大系數(shù)：（2）三極管的交流電流放大系數(shù)：（3）二者的關(guān)系：三、三極管的輸入特性三極管有三個(gè)電極，三極管放大電路有三種不同的組成方式（組態(tài)）。根據(jù)公共電極的不同，分別叫做共發(fā)射極電路、共集電極電路和共基極電路。1.三極管放大電路的三種組態(tài)(a)共(發(fā))射極電路(b)共集電極電路(c)共基極電路共射放大電路是三種組態(tài)放大電路中應(yīng)用最廣的一種，下面以共射放大電路為例，介紹一下三極管的輸入、輸出特性。

NPN型三極管共發(fā)射極電路伏安特性曲線測(cè)試圖是指三極管uCE保持為常數(shù)時(shí)，基極電流iB

與基極和發(fā)射極間的電壓uBE的關(guān)系。0.1V（鍺管）0.5V（硅管）0.3V（鍺管）0.7V（硅管）NPN型三極管共發(fā)射極電路輸入特性曲線死區(qū)電壓導(dǎo)通電壓UBEuCE≥1V，集電結(jié)反偏，電場(chǎng)強(qiáng)度足以將發(fā)射區(qū)擴(kuò)散到基區(qū)的載流子絕大部分吸收到集電區(qū)形成IC，故uCE再增大時(shí)，曲線也幾乎不變。2.三極管的輸入特性三極管（二）共射放大電路是三種組態(tài)放大電路中應(yīng)用最廣的一種，下面以共射放大電路為例，介紹一下三極管輸出特性。

NPN型三極管共發(fā)射極電路伏安特性曲線測(cè)試圖2.1.2三極管(二）一、三極管的輸出特性輸出特性曲線指當(dāng)基極電流iB為常數(shù)時(shí)，集電極電流iC與集電極和發(fā)射極間電壓uCE之間的關(guān)系，即（1）截止區(qū)—iB=0曲線以下的區(qū)域。特點(diǎn)：iC=ICEO≈

0，兩結(jié)均反偏，三極管各電極電流均約等于0，故可以等效為斷開的開關(guān)；放大區(qū)截止區(qū)ICEO飽和區(qū)uCE

/ViC

/mA100μA80μA60μA40μA20μAIB=0O246810252015105（2）放大區(qū)—在iB=0的特性曲線上方，近似平行于橫軸的曲線族部分。特點(diǎn)：iC基本不隨uCE變化，僅受iB控制iC=βiB，發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏，相當(dāng)于受控電流源。

（3）飽和區(qū)—輸出特性曲線近似直線上升部分。特點(diǎn)：三極管飽和時(shí)管壓降uCE很小，叫做飽和壓降uCES，兩結(jié)均正偏，相當(dāng)于閉合的開關(guān)。uces二、三極管的三種工作狀態(tài)及判斷三極管可以等效為斷開的開關(guān)。電路中處于截止?fàn)顟B(tài)的三極管：uCE≈UCC。

三極管工作于截止區(qū)及等效電路圖特點(diǎn)：iC=ICEO≈0，iB、iE電流均很小，約等于0。1.截止區(qū)條件：發(fā)射結(jié)反偏或零偏，集電結(jié)反偏。2.放大區(qū)β特點(diǎn)：iC基本不隨uCE變化，僅受iB控制，iC=βiB、ΔiC=Δβib，具有電流放大作用。工作于此區(qū)的三極管相當(dāng)于一個(gè)受控的電流源。三極管工作于放大區(qū)及等效電路圖條件：發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏。3.飽和區(qū)飽和時(shí)的uCE叫做飽和管壓降uCES（硅管約0.3v，鍺管約0.1v），ic隨uCE增大而增大，不受iB控制，無電流放大作用，相當(dāng)于閉合的開關(guān)。

特點(diǎn)：三極管飽和時(shí)管壓降uCE很小。三極管工作于飽和區(qū)及等效電路圖條件：兩個(gè)PN結(jié)均正偏4.三極管工作狀態(tài)判斷

（2）找到發(fā)射結(jié)和集電結(jié)（3）判斷發(fā)射結(jié)和集電結(jié)的偏置

狀態(tài)（4）判斷工作狀態(tài)發(fā)射結(jié)10V

0.7V

0VN

C

Pb

eN集電結(jié)發(fā)射結(jié)

1.0V

3V

3.7V

PCNb

Pe

集電結(jié)

（a）

（b）（a）發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏-放大狀態(tài)（b）發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏-放大狀態(tài)

（1）找出管腳、管型（NPN或PNP）三、

三極管的主要參數(shù)1.電流放大系數(shù)

以三極管接成的共射極電路為基礎(chǔ)進(jìn)行介紹：（1）交流電流放大系數(shù)（2）直流電流放大系數(shù)

在輸出特性線性良好的情況下，β、

數(shù)值的差別很小，一般不作嚴(yán)格區(qū)分；太小放大能力弱，太大工作穩(wěn)定性差。

常用小功率三極管的β約為20~150左右。2.極間反向電流（1）集、基間反向飽和電流：（2）集、射間反向飽和電流（穿透電流）:測(cè)試電路測(cè)試電路極間反向電流受溫度影響大，是引起管子溫度不穩(wěn)定性的主要原因。

(1)集電極最大電流ICM：當(dāng)ic>ICM時(shí)，β會(huì)顯著降低，甚至燒毀。(2)最大集電極耗散功率PCM：

PCM=iCuCE(3)反向擊穿電壓U（BR）CEO：

基極開路時(shí)集電極和發(fā)射極間的擊穿電壓。3.特征頻率fT4.極限參數(shù)：ICM、PCM、U（BR）CEO三極管輸出特性曲線中的極限參數(shù)圖示(1)集電極最大電流

ICM：

當(dāng)ic>ICM時(shí)，β會(huì)顯著降低，甚至燒毀。(2)最大集電極耗散功率PCM：

PCM=iCuCE(3)反向擊穿電壓U（BR）CEO：

基極開路時(shí)集電極和發(fā)射極間的擊穿電壓。四、溫度對(duì)三極管主要參數(shù)的影響1.溫度電流放大系數(shù)β的影響三極管的β隨溫度的升高將增大，溫度每上升l℃，β值約增大0.5～1%。其結(jié)果是在相同的IB情況下，集電極電流IC隨溫度上升而增大。ICEO是由少數(shù)載流子漂移運(yùn)動(dòng)形成的，它與環(huán)境溫度關(guān)系很大，ICEO隨溫度上升會(huì)急劇增加。一般來說，溫度上升10℃，ICEO將增加一倍。由于常溫下，硅管的ICEO較鍺管小，故溫度對(duì)硅管ICEO的影響不如鍺管明顯。2.