模电课件杨霓清
44页1、2.1 晶体三极管 2.2 放大电路基础 2.3 放大电路的分析方法 2.4 静态工作点稳定电路 2.5 放大电路的三种组态 2.6 多级放大器的级联 2.7 场效应管及其放大电路,第二章 半导体放大器件及其基本放大电路,本章重点: 1、晶体管的工作原理及电流分配关系; 2、场效应管的工作原理及伏安特性; 3、晶体管的直流模型及工作状态的分析; 4、放大器静态工作点的分析(图解法、 近似估算法); 5、晶体管、场效应管的交流小信号模型; 6、三种基本组态放大器的性能分析;,本章难点: 1、晶体管的工作原理分析; 2、场效应管的工作原理分析; 3、图解法分析放大器的静态工作点和动态特性; 3、等效电路法分析放大器的质量指标。,半导体放大器件有两大类型: 一是双极型晶体三极管, 二是单极型场效应三极管。,晶体三极管是由两种载流子参与导电的半导体器件,它由两个 PN 结组合而成,是一种CCCS器件。,场效应型三极管仅由一种载流子参与导电,是一种VCCS器件。,2.1 晶体三极管,2.1.1 晶体三极管的工作原理 2.1.2 晶体管的伏安特性和主要参数 2.1.3 晶体管的直流模型及工作状态的
2、分析,CCollector, BBase, E-Emitter,2.1.1 晶体三极管的工作原理,分类:按结构分: PNP、NPN型,按材料分:硅管、锗管,按功率大小分: 大功率管、小功率管,按频率高低分: 高频管、低频管,结构:,电路符号:,NPN,PNP,晶体管的管内结构特点: 发射区掺杂浓度远大于基区,基区很薄,集电结面积大于发射极面积。,晶体管具备放大作用应满足的外部条件是: 发射结正偏,集电结反偏。,晶体管的工作特点是: 正向受控作用-放大作用。,一、放大状态下晶体管内部载流子的传输过程,1、发射区向基区注入电子,形成发射极电流,2、电子在基区边扩散边复 合,形成复合电流,3、集电区收集扩散过来的电子,形成集电极电流,图2.1.6 放大状态下内部载流子的传输过程,由以下几部分组成:,通过发射结的发射极电流 ,通过集电结的 及复合电流,即,而,所以:,或:,二、晶体管的电流分配关系,1、晶体管的三种连接方式(组态),晶体管在发射结正偏、集电结反偏的情况下三个电极的电流并不是彼此独立的,它们反映了非平衡少子在基区扩散与复合的比例关系;,2、晶体管的电流分配关系,这一比例关系主要由
3、基区宽度、掺杂浓度等因素决定;为了衡量它们之间的比例关系,定义了以下两个电流放大系数。,(1)共基极直流电流放大系数,的大小反映了扩散到集电区的电流 与发射极注入的电流 的关系,即,显然, ,但接近于1,一般在0.98以上。它表示晶体管将 转化为 的能力。,反映了晶体管在共基极连接时,输出电流 受输入电流 控制的电流分配关系。,同时,(2)共发射极直流电流放大系数,由式:,可以得到:,该式的含义是:基区每复合一个电子,就会有 个电子扩散到集电极去。,式中:,是集电极与发射极之间的反向饱和电流,称为穿透电流。其值一般很小,若忽略其影响,可以得到,由于 甚至更大,所以 。,(3)交流电流放大系数,于是原来的电流关系又可以改写为,上述电流分配关系说明: 晶体管无论采用哪种连接方式,在发射结正偏、集电结反偏,且 和 保持不变的情况下,输出电流 (或 )正比于输入电流 (或 )。,若能够设法控制输入电流,就能够控制输出电流,所以常称晶体管为电流控制器件。,实际上 是受发射结上的正向电压 控制的,所以 和 也受发射结上正向电压 的控制,体现了晶体管的正向受控特性。利用这一特性就可以将微弱的电信号加
4、以放大。,三、晶体管的放大作用,在 作用下,产生 相应会产生 ,而 通过接在集电极上的负载电阻 产生一个变化电压 ,,且,故,其中 为由信号源两端向放大器内部看进去的等效电阻。,显然,只要合理选择 ,使 ,即可以使 ,实现放大作用。,2.1.2 晶体管的伏安特性和主要参数,一、晶体管的伏安特性,伏安特性描绘的是晶体管各极电流与极间电压关系的曲线。,三种组态(共发射极、共基极、共集电极)均可视为二端口,如图示。,以共发射极电路为例讨论伏安特性曲线,输入量: 输出量:,1、输入特性曲线,它与二极管的特性曲线相似,但二者有着本质的区别。原因是晶体管的发射结和集电结密切相关。,(A) 的控制作用 当 较小时,集电区收集能力较弱,形成的 小,所以 大。,(1)正向特性:,实际上,对于小功率管 后的曲线几乎重迭。,当 较大时,集电区收集能力较强,形成的 大,且几乎不随 的增大而增大,所以 较小。,增加,由于基区宽度调制效应, 减小,曲线右,移,但很小,可以忽略。,晶体管为两个并联的PN结。,当 时,且 ,此时,当 时, 随 按,(B) 的控制作用,为导通电压。,指数规律增加。,(2)反向特性 时,
《模电课件杨霓清》由会员F****n分享,可在线阅读,更多相关《模电课件杨霓清》请在金锄头文库上搜索。
2024-04-18 25页
2024-04-18 29页
2024-04-18 38页
2024-04-18 16页
2024-04-09 21页
2024-04-09 26页
2024-04-09 28页
2024-04-09 19页
2024-04-09 26页
2024-04-09 23页