电子技术基础第二第三章.ppt
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2.1 2.1 半半导体的物理特性体的物理特性2.2 PN2.2 PN结的形成的形成2.3 2.3 半半导体二极管体二极管2.4 2.4 半半导体三极管体三极管2.5 2.5 场效效应管管 电电子子子子电电路由路由路由路由许许多半多半多半多半导导体元器件体元器件体元器件体元器件组组成（半成（半成（半成（半导导体二体二体二体二极管、半极管、半极管、半极管、半导导体三极管、体三极管、体三极管、体三极管、场场效效效效应应管等）管等）管等）管等）→→→→半半半半导导体体体体导电导电过过程程程程→→→→半半半半导导体器件的基本体器件的基本体器件的基本体器件的基本组组成部分成部分成部分成部分PNPNPNPN结结→→→→半半半半导导体二体二体二体二极管、半极管、半极管、半极管、半导导体三极管、体三极管、体三极管、体三极管、场场效效效效应应管的管的管的管的结结构、工作原理、构、工作原理、构、工作原理、构、工作原理、特性曲特性曲特性曲特性曲线线及主要参数及主要参数及主要参数及主要参数 2.1.1 2.1.1 本征半本征半导体体 根据物体根据物体根据物体根据物体导电导电能力能力能力能力( ( ( (电电阻率阻率阻率阻率) ) ) )的不同，来划分的不同，来划分的不同，来划分的不同，来划分导导体、体、体、体、绝缘绝缘体和半体和半体和半体和半导导体。
体 常用的半常用的半常用的半常用的半导导体材料有：元素半体材料有：元素半体材料有：元素半体材料有：元素半导导体，如体，如体，如体，如硅硅硅硅SiSiSiSi和和和和锗锗GeGeGeGe；；；；化合物半化合物半化合物半化合物半导导体体体体砷化砷化砷化砷化镓镓GaAsGaAsGaAsGaAs；；；；以及以及以及以及掺杂掺杂或制成其他或制成其他或制成其他或制成其他化合物半化合物半化合物半化合物半导导体的材料，如体的材料，如体的材料，如体的材料，如硼（硼（硼（硼（B B B B）、磷（）、磷（）、磷（）、磷（P P P P）、）、）、）、铟铟（（（（InInInIn）和）和）和）和锑锑（（（（SbSbSbSb））））等半半半半导导体特性：体特性：体特性：体特性：Ø导电导电能力介于能力介于能力介于能力介于导导体和体和体和体和绝缘绝缘体之体之体之体之间间Ø受到外界光和受到外界光和受到外界光和受到外界光和热热的刺激的刺激的刺激的刺激时时，，，，导电导电能力能力能力能力发发生生生生显显著改著改著改著改变变Ø在在在在纯净纯净半半半半导导体中体中体中体中掺掺入微量入微量入微量入微量杂质杂质，，，，导电导电能力能力能力能力显显著增加著增加著增加著增加 半导体半导体 — — 导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。
导电能力介于导体和绝缘体之间的物质 本征半导体本征半导体 — —化学成分纯净的半导体化学成分纯净的半导体,制造半导体器件的制造半导体器件的半导体材料的纯度要达到半导体材料的纯度要达到99.9999999%，，常称为常称为“九个九个9”它在物理结构上呈单晶体形态如硅、锗它在物理结构上呈单晶体形态如硅、锗单晶体硅（锗）的原子结构，四价元素，物质化学性质由价电子决定硅（锗）的原子结构，四价元素，物质化学性质由价电子决定Si2 8 4Ge2 8 18 4简化简化模型模型+4惯性核惯性核价电子价电子 (1(1）本征半）本征半导体的共价体的共价键结构构这这种种种种结结构的立体和平面示意构的立体和平面示意构的立体和平面示意构的立体和平面示意图见图见下下下下图图硅原子空硅原子空硅原子空硅原子空间间排列及共价排列及共价排列及共价排列及共价键结键结构平面示意构平面示意构平面示意构平面示意图图 (a) (a) (a) (a) 硅晶体的空硅晶体的空硅晶体的空硅晶体的空间间排列排列排列排列 (b) (b) (b) (b) 共价共价共价共价键结键结构平面示意构平面示意构平面示意构平面示意图图(c)(c)(c)(c) （（2 2））电子空穴子空穴对 本征激本征激本征激本征激发发和复合的和复合的和复合的和复合的过过程程程程图图 可可可可见见因光或因光或因光或因光或热热激激激激发发而出而出而出而出现现的自由的自由的自由的自由电电子和空穴是同子和空穴是同子和空穴是同子和空穴是同时时成成成成对对出出出出现现的，称的，称的，称的，称为为电电子空穴子空穴子空穴子空穴对对。
游离的部分自由游离的部分自由游离的部分自由游离的部分自由电电子也可能回到子也可能回到子也可能回到子也可能回到空穴中去，称空穴中去，称空穴中去，称空穴中去，称为为复合复合复合复合，本征激，本征激，本征激，本征激发发和复合在一定温度下会达到和复合在一定温度下会达到和复合在一定温度下会达到和复合在一定温度下会达到动态动态平衡平衡平衡平衡12 2.1.2 2.1.2 杂质半半导体体 在本征半在本征半在本征半在本征半导导体中体中体中体中掺掺入某些微量元素作入某些微量元素作入某些微量元素作入某些微量元素作为杂质为杂质，可，可，可，可使半使半使半使半导导体的体的体的体的导电导电性性性性发发生生生生显显著著著著变变化掺掺入的入的入的入的杂质杂质主要是主要是主要是主要是三价或五价元素三价或五价元素三价或五价元素三价或五价元素掺掺入入入入杂质杂质的本征半的本征半的本征半的本征半导导体称体称体称体称为杂质为杂质半半半半导导体分分为两两类：：(1) N(1) N型半型半导体体 (2) P (2) P型半型半导体体 提供自由提供自由提供自由提供自由电电子的五价子的五价子的五价子的五价杂质杂质原子因原子因原子因原子因带带正正正正电电荷而荷而荷而荷而成成成成为为正离子正离子正离子正离子，因此五价，因此五价，因此五价，因此五价杂质杂质原子也称原子也称原子也称原子也称为为施主施主施主施主杂质杂质。
(1(1））N N型半型半导体体 在本征半在本征半在本征半在本征半导导体中体中体中体中掺掺入五价入五价入五价入五价杂质杂质元素，例如磷，元素，例如磷，元素，例如磷，元素，例如磷，可形成可形成可形成可形成 N N N N型半型半型半型半导导体体体体, , , ,也称也称也称也称电电子型半子型半子型半子型半导导体体体体 在在在在N N N N型半型半型半型半导导体中体中体中体中自由自由自由自由电电子是多数子是多数子是多数子是多数载载流子流子流子流子, , , ,它主要由它主要由它主要由它主要由杂质杂质原子提供；原子提供；原子提供；原子提供；空穴是少数空穴是少数空穴是少数空穴是少数载载流子流子流子流子, , , , 由由由由热热激激激激发发形成 (2) P(2) P型半型半导体体 在本征半在本征半在本征半在本征半导导体中体中体中体中掺掺入三价入三价入三价入三价杂质杂质元素，如硼、元素，如硼、元素，如硼、元素，如硼、镓镓、、、、铟铟等形成了等形成了等形成了等形成了P P P P型半型半型半型半导导体，体，体，体，也称也称也称也称为为空穴型半空穴型半空穴型半空穴型半导导体体体体。
P P P P型半型半型半型半导导体中体中体中体中空穴是多数空穴是多数空穴是多数空穴是多数载载流子，流子，流子，流子，主要由主要由主要由主要由掺杂掺杂形成；形成；形成；形成；电电子是少数子是少数子是少数子是少数载载流子，流子，流子，流子，由由由由热热激激激激发发形成 空穴很容易俘空穴很容易俘空穴很容易俘空穴很容易俘获电获电子，使子，使子，使子，使杂质杂质原子成原子成原子成原子成为为负负离子离子离子离子三价价价价杂质杂质 因而也称因而也称因而也称因而也称为为受主受主受主受主杂质杂质P P P P ØØ漂移运漂移运动：两种：两种载流子（流子（电子和空穴）在子和空穴）在电场的作用的作用下下产生的运生的运动其运动产生的生的电流方向一致流方向一致ØØ扩散运散运动：由于：由于载流子流子浓度的差异度的差异，而形，而形成成浓度高的区域向度高的区域向浓度低的区域度低的区域扩散，散，产生生扩散运散运动半半导体的体的载流子运流子运动和温度特性和温度特性一、一、载流子的运流子的运动 2.2 PN2.2 PN结一、一、PNPN结的形成的形成二、二、PNPN结的的单向向导电性性三、三、PNPN结的的击穿特性穿特性四、四、 PN PN结的的电容效容效应 一、一、 PN PN结的形成的形成 在一在一在一在一块块本征半本征半本征半本征半导导体在两体在两体在两体在两侧侧通通通通过扩过扩散不同的散不同的散不同的散不同的杂质杂质, , , ,分分分分别别形成形成形成形成N N N N型半型半型半型半导导体和体和体和体和P P P P型半型半型半型半导导体。
此体此时时将在将在将在将在N N N N型半型半型半型半导导体和体和体和体和P P P P型型型型半半半半导导体的体的体的体的结结合面上形成如下物理合面上形成如下物理合面上形成如下物理合面上形成如下物理过过程程程程: : : : PNPNPNPN结结具有具有具有具有单单向向向向导电导电性性性性，若外加，若外加，若外加，若外加电压电压使使使使电电流从流从流从流从P P P P区流到区流到区流到区流到N N N N区，区，区，区， PN PN PN PN结结呈低阻性，所以呈低阻性，所以呈低阻性，所以呈低阻性，所以电电流大；反之是高阻性，流大；反之是高阻性，流大；反之是高阻性，流大；反之是高阻性，电电流流流流小一、一、 PN PN结的形成的形成 在一在一在一在一块块本征半本征半本征半本征半导导体在两体在两体在两体在两侧侧通通通通过扩过扩散不同的散不同的散不同的散不同的杂质杂质, , , ,分分分分别别形成形成形成形成N N N N型半型半型半型半导导体和体和体和体和P P P P型半型半型半型半导导体。
此体此时时将在将在将在将在N N N N型半型半型半型半导导体和体和体和体和P P P P型型型型半半半半导导体的体的体的体的结结合面上形成如下物理合面上形成如下物理合面上形成如下物理合面上形成如下物理过过程程程程: : : : (1) PN(1) PN结加正向加正向电压时的的导电情况情况 PNPNPNPN结结加正向加正向加正向加正向电压时电压时的的的的导电导电情况情况情况情况图图 (2) PN(2) PN结加反向加反向电压时的的导电情况情况 在一定的温度条件下，由本征激在一定的温度条件下，由本征激在一定的温度条件下，由本征激在一定的温度条件下，由本征激发发决定的少子决定的少子决定的少子决定的少子浓浓度是一定的，故少子形成的漂移度是一定的，故少子形成的漂移度是一定的，故少子形成的漂移度是一定的，故少子形成的漂移电电流是恒定的，基本上与流是恒定的，基本上与流是恒定的，基本上与流是恒定的，基本上与所加反向所加反向所加反向所加反向电压电压的大小无关，的大小无关，的大小无关，的大小无关，这这个个个个电电流也称流也称流也称流也称为为反向反向反向反向饱饱和和和和电电流。
流 PNPNPNPN结结加反向加反向加反向加反向电压时电压时的的的的导电导电情况情况情况情况图图 PNPNPNPN结结加正向加正向加正向加正向电压时电压时，呈，呈，呈，呈现现低低低低电电阻，具有阻，具有阻，具有阻，具有较较大的正向大的正向大的正向大的正向扩扩散散散散电电流；流；流；流；PNPNPNPN结结加反向加反向加反向加反向电压时电压时，呈，呈，呈，呈现现高高高高电电阻，具有很阻，具有很阻，具有很阻，具有很小的反向漂移小的反向漂移小的反向漂移小的反向漂移电电流由此可以得出流由此可以得出流由此可以得出流由此可以得出结论结论：：：：PNPNPNPN结结具有具有具有具有单单向向向向导电导电性 二、二、 PN PN结的的单向向导电性性如果外加如果外加如果外加如果外加电压电压使使使使PNPNPNPN结结中：中：中：中： P P P P区的区的区的区的电电位高于位高于位高于位高于N N N N区的区的区的区的电电位，称位，称位，称位，称为为加加加加正向正向正向正向电压电压，，，，简简称称称称正偏正偏正偏正偏；；；； P P P P区的区的区的区的电电位低于位低于位低于位低于N N N N区的区的区的区的电电位，称位，称位，称位，称为为加加加加反向反向反向反向电压电压，，，，简简称称称称反偏反偏反偏反偏。
三、三、PNPN结的的击穿特性穿特性 当反向当反向当反向当反向电压电压超超超超过过反向反向反向反向击击穿穿穿穿电压电压U U U UBRBRBRBR时时，反向，反向，反向，反向电电流将急流将急流将急流将急剧剧增大，而增大，而增大，而增大，而PNPNPNPN结结的反向的反向的反向的反向电压值电压值却却却却变变化不大，化不大，化不大，化不大，此此此此现现象称象称象称象称为为PNPNPNPN结结的反向的反向的反向的反向击击穿有两种解穿有两种解穿有两种解穿有两种解释释：：：：一、雪崩一、雪崩一、雪崩一、雪崩击击穿穿穿穿二、二、二、二、齐纳击齐纳击穿穿穿穿 ØØ雪崩雪崩击穿：穿：当反向当反向电压足足够高高时（（U>6VU>6V））PNPN结中内中内电场较强，使参加漂移，使参加漂移的的载流子加速，与中性原子相碰，使之价流子加速，与中性原子相碰，使之价电子受激子受激发产生新的生新的电子空穴子空穴对，又被加，又被加速，而形成速，而形成连锁反反应，使，使载流子流子剧增，反增，反向向电流流骤增ØØ齐纳击穿：穿：对掺杂浓度高的半度高的半导体，体，PNPN结的耗尽的耗尽层很薄，只要加入不大的反向很薄，只要加入不大的反向电压（（U<4VU<4V），），耗尽耗尽层可可获得很大的得很大的场强，足，足以将价以将价电子从共价子从共价键中拉出来，而中拉出来，而获得更得更多的多的电子空穴子空穴对，使反向，使反向电流流骤增。
增 四、四、PNPN结的的电容效容效应 PNPNPNPN结结的两端的两端的两端的两端电压变电压变化化化化时时，引起的，引起的，引起的，引起的PNPNPNPN结结内内内内电电荷荷荷荷变变化，即化，即化，即化，即为为PNPNPNPN结结的的的的电电容效容效容效容效应应PNPNPNPN结结的的的的电电容容容容有两种：有两种：有两种：有两种： 一是一是一是一是势垒电势垒电容容容容C C C CB B B B ，，，， ( ( ( (BarrierBarrier、、、、BuildBuild) ) ) ) 二是二是二是二是扩扩散散散散电电容容容容C C C CD D D D ( ( (diffusediffuse) ) ) ) (1) (1) 势垒电容容C CB B PNPNPNPN结结两端两端两端两端电压电压改改改改变时变时，阻，阻，阻，阻挡层挡层厚薄也厚薄也厚薄也厚薄也发发生生生生变变化，化，化，化，从而引起阻从而引起阻从而引起阻从而引起阻挡层挡层( ( ( (空空空空间电间电荷区、耗尽荷区、耗尽荷区、耗尽荷区、耗尽层层、、、、势垒势垒区区区区) ) ) )内内内内电电荷荷荷荷变变化，从而化，从而化，从而化，从而显显示出示出示出示出PNPNPNPN结结的的的的电电容效容效容效容效应应，，，，势垒电势垒电容容容容C CB B是用来描述是用来描述是用来描述是用来描述势垒势垒区的空区的空区的空区的空间电间电荷随荷随荷随荷随电压变电压变化而化而化而化而产产生生生生的的的的电电容效容效容效容效应应的。
的2) (2) 扩散散电容容C CD D PNPNPNPN结结正向偏置正向偏置正向偏置正向偏置时时，多数，多数，多数，多数载载流子在流子在流子在流子在扩扩散散散散过过程中引程中引程中引程中引起起起起电电荷荷荷荷积积累（即累（即累（即累（即积积累在累在累在累在P P P P区的区的区的区的电电子和子和子和子和N N N N区的空穴），区的空穴），区的空穴），区的空穴），正向正向正向正向电压变电压变化化化化时时，，，，积积累在累在累在累在P P P P区的区的区的区的电电子和子和子和子和N N N N区的空穴随区的空穴随区的空穴随区的空穴随外加外加外加外加电压电压的的的的变变化就构成了化就构成了化就构成了化就构成了PNPNPNPN结结的的的的扩扩散散散散电电容 垫垒电容CB正比于PN结面积S，反比于耗尽区厚度，类似于平行板电容器 ，但势垒电容的 是随外加电压而变的①电路上势垒电容和结电阻并联；②反偏时，结电阻很大，势垒电容小，但高频时的影响不能忽视；③正偏时，结电阻很小，势垒电容大，其作用反而较小结论：：势垒电容在反向偏置容在反向偏置时显得更得更为重要。
重要分析证明 PN结正向偏置时，积累在P区的电子和N区的空穴随正向电压的增加而很快增加，扩散电容较大，而反向偏置时，载流子数目很少，因此反向时扩散电容很小，一般可以忽略 2.3 2.3 半半导体二极管体二极管2.3.1 2.3.1 半半导体二极管的体二极管的结构构类型型2.3.2 2.3.2 半半导体二极管的伏安特性曲体二极管的伏安特性曲线2.3.3 2.3.3 半半导体二极管的参数体二极管的参数2.3.4 2.3.4 半半导体二极管的等效模型体二极管的等效模型2.3.5 2.3.5 半半导体二极管的型号体二极管的型号2.3.6 2.3.6 特殊二极管特殊二极管 半导体二极管图片 2.3.1 2.3.1 半半导体二极管的体二极管的结构构类型型 在在在在PNPNPNPN结结上加上引上加上引上加上引上加上引线线和封装，就成和封装，就成和封装，就成和封装，就成为为一个二一个二一个二一个二极管二极管按极管二极管按极管二极管按极管二极管按结结构分有构分有构分有构分有点接触型、面接触型和平点接触型、面接触型和平点接触型、面接触型和平点接触型、面接触型和平面型面型面型面型三大三大三大三大类类。
1) (1) (1) (1) 点接触型二极管点接触型二极管点接触型二极管点接触型二极管———— PNPNPNPN结结面面面面积积小，小，小，小，结电结电容小，容小，容小，容小，用于高用于高用于高用于高频检频检波，小波，小波，小波，小电电流整流和流整流和流整流和流整流和开关开关开关开关电电路中a)(a)(a)(a)点接触型点接触型点接触型点接触型 二极管的二极管的二极管的二极管的结结构示意构示意构示意构示意图图电容容对交流信号的交流信号的阻碍作用称阻碍作用称为容抗，容抗，它与交流信号的它与交流信号的频率和率和电容量有关容量有关 容抗容抗XC=1/2πfc XC=1/2πfc (f(f表示交流信号的表示交流信号的频率，率，C C表示表示电容容容量容量) ) (c)(c)(c)(c)平面型平面型平面型平面型(3)(3)(3)(3)平面型二极管（平面型二极管（平面型二极管（平面型二极管（扩扩散法）散法）散法）散法）(2)(2)(2)(2)面接触型二极管面接触型二极管面接触型二极管面接触型二极管( ( ( (合金法合金法合金法合金法) ) ) ) PN PN PN PN结结面面面面积积大，用大，用大，用大，用于大于大于大于大电电流整流流整流流整流流整流电电路。
路b)(b)(b)(b)面接触型面接触型面接触型面接触型往往用于集成往往用于集成往往用于集成往往用于集成电电路制造路制造路制造路制造工工工工艺艺中PN PN PN PN 结结面面面面积积可大可可大可可大可可大可小，用于高小，用于高小，用于高小，用于高频频整流和开关整流和开关整流和开关整流和开关电电路中 2.3.2 2.3.2 半半导体二极管的伏安特性曲体二极管的伏安特性曲线 式中式中式中式中I I I IS S S S 为为反向反向反向反向饱饱和和和和电电流，流，流，流，V V V V 为为二极管两端的二极管两端的二极管两端的二极管两端的电电压压降，降，降，降，V V V VT T T T = = = =kT/qkT/qkT/qkT/q 称称称称为为温度的温度的温度的温度的电压电压当量，当量，当量，当量，k k k k为为玻耳玻耳玻耳玻耳兹兹曼常数，曼常数，曼常数，曼常数，q q q q 为电为电子子子子电电荷量，荷量，荷量，荷量，T T T T 为热为热力学温度力学温度力学温度力学温度对对于于于于室温（相当室温（相当室温（相当室温（相当T T T T=300 K=300 K=300 K=300 K），），），），则则有有有有V V V VT T T T=26 mV=26 mV=26 mV=26 mV。
半半半半导导体二极管的伏安特性体二极管的伏安特性体二极管的伏安特性体二极管的伏安特性, , , ,根据理根据理根据理根据理论论推推推推导导如如如如1.11.11.11.1式式式式所示1.1)(1.1)(1.1)(1.1) 二极管的伏安特性曲二极管的伏安特性曲二极管的伏安特性曲二极管的伏安特性曲线线根据理根据理根据理根据理论论1.1 1.1 1.1 1.1 式式式式 ，可作，可作，可作，可作图图得：得：得：得： (1) (1) 正向特性正向特性 硅二极管的死区硅二极管的死区硅二极管的死区硅二极管的死区电压电压V V V Vthththth=0.5 V=0.5 V=0.5 V=0.5 V左右，左右，左右，左右， 锗锗二极管的死区二极管的死区二极管的死区二极管的死区电压电压V V V Vthththth=0.1 V=0.1 V=0.1 V=0.1 V左右 当当当当0 0 0 0＜＜＜＜V V V V＜＜＜＜V V V Vthththth时时，正向，正向，正向，正向电电流流流流为为零，零，零，零，V V V Vthththth称称称称为为死区死区死区死区电电压压或开启或开启或开启或开启电压电压。
当当当当V V V V＞＞＞＞0 0 0 0即即即即处处于正向特性区域于正向特性区域于正向特性区域于正向特性区域正向区又分正向区又分正向区又分正向区又分为为两段：两段：两段：两段： 当当当当V V V V＞＞＞＞V V V Vthththth时时，开始出，开始出，开始出，开始出现现正向正向正向正向电电流，并按指数流，并按指数流，并按指数流，并按指数规规律律律律增增增增长长 (2) (2) 反向特性反向特性 当当当当V V V V＜＜＜＜0 0 0 0时时，即，即，即，即处处于反向特性区域于反向特性区域于反向特性区域于反向特性区域反向区也分两个区域：反向区也分两个区域：反向区也分两个区域：反向区也分两个区域： 当当当当V V V VBRBRBRBR＜＜＜＜V V V V＜＜＜＜0 0 0 0时时，反向，反向，反向，反向电电流很小，且基本不随反向流很小，且基本不随反向流很小，且基本不随反向流很小，且基本不随反向电压电压的的的的变变化而化而化而化而变变化，此化，此化，此化，此时时的反向的反向的反向的反向电电流也称反向流也称反向流也称反向流也称反向饱饱和和和和电电流流流流I I I IS S S S 。
当当当当V≥VV≥VV≥VV≥VBRBRBRBR时时，反向，反向，反向，反向电电流流流流急急急急剧剧增加，增加，增加，增加，V V V VBRBRBRBR称称称称为为反向反向反向反向击击穿穿穿穿电压电压 在反向区，硅二极管和在反向区，硅二极管和在反向区，硅二极管和在反向区，硅二极管和锗锗二极管的特性有所不同二极管的特性有所不同二极管的特性有所不同二极管的特性有所不同 从从从从击击穿的机理上看，硅二极管若穿的机理上看，硅二极管若穿的机理上看，硅二极管若穿的机理上看，硅二极管若| | | |V V V VBRBRBRBR|≥7V|≥7V|≥7V|≥7V时时, , , ,主要是雪崩主要是雪崩主要是雪崩主要是雪崩击击穿；若穿；若穿；若穿；若| | | |V V V VBRBRBRBR|≤4V|≤4V|≤4V|≤4V时时, , , , 则则主要是主要是主要是主要是齐纳击齐纳击穿当在4V4V4V4V～～～～7V7V7V7V之之之之间间两种两种两种两种击击穿都有。
穿都有 2.3.32.3.3 半半导体二极管的参数体二极管的参数 (1) (1) (1) (1) 最大整流最大整流最大整流最大整流电电流流流流I I I IF——F——F——F——二极管二极管二极管二极管长长期期期期连续连续工工工工作作作作时时，允，允，允，允许许通通通通过过二二二二极管的最大整流极管的最大整流极管的最大整流极管的最大整流电电流的平均流的平均流的平均流的平均值值2) (2) (2) (2) 反向反向反向反向击击穿穿穿穿电压电压V V V VBR———BR———BR———BR——— 二极管反向二极管反向二极管反向二极管反向电电流流流流急急急急剧剧增加增加增加增加时对应时对应的反向的反向的反向的反向电压值电压值称称称称为为反向反向反向反向击击穿穿穿穿电压电压V V V VBRBRBRBR 为为安全安全安全安全计计，在，在，在，在实际实际工作工作工作工作时时，最大反向工作，最大反向工作，最大反向工作，最大反向工作电压电压V V V VRMRMRMRM一般只按反向一般只按反向一般只按反向一般只按反向击击穿穿穿穿电压电压V V V VBRBRBRBR的一半的一半的一半的一半计计算。
算3) (3) (3) (3) 最大反向工作最大反向工作最大反向工作最大反向工作电压电压V V V VRMRMRMRM———————————— (4) (4) (4) (4) 反向反向反向反向电电流流流流I I I IR R R R 在室温下，在在室温下，在在室温下，在在室温下，在规规定的反向定的反向定的反向定的反向电压电压下，一般是最下，一般是最下，一般是最下，一般是最大反向工作大反向工作大反向工作大反向工作电压电压下的反向下的反向下的反向下的反向电电流流流流值值硅二极管的反向硅二极管的反向硅二极管的反向硅二极管的反向电电流一般在流一般在流一般在流一般在纳纳安安安安(nA)(nA)(nA)(nA)级级；；；；锗锗二极管在微安二极管在微安二极管在微安二极管在微安( ( ( ( A)A)A)A)级级 在在在在规规定的正向定的正向定的正向定的正向电电流下，二极管的正向流下，二极管的正向流下，二极管的正向流下，二极管的正向电压电压降小小小小电电流硅二极管的正向流硅二极管的正向流硅二极管的正向流硅二极管的正向压压降在中等降在中等降在中等降在中等电电流水平下，流水平下，流水平下，流水平下，约约0.60.60.60.6～～～～0.8V0.8V0.8V0.8V；；；；锗锗二极管二极管二极管二极管约约0.20.20.20.2～～～～0.3V0.3V0.3V0.3V。
反映了二极管正向特性曲反映了二极管正向特性曲反映了二极管正向特性曲反映了二极管正向特性曲线线斜率的倒数斜率的倒数斜率的倒数斜率的倒数显显然，然，然，然， r r r rd d d d与工作与工作与工作与工作电电流的大小有关，即流的大小有关，即流的大小有关，即流的大小有关，即 r r r rd d d d = = = = V V V VF F F F / / / / I I I IF F F F (5) (5) (5) (5) 正向正向正向正向压压降降降降V V V VF F F F(6) (6) (6) (6) 动态电动态电阻阻阻阻r r r rd d d d i i i iD D D D/mA/mA/mA/mAu u u uD D D D/V/V/V/V2.3.42.3.4 半半导体二极管的等效模型体二极管的等效模型 线线性化：用性化：用性化：用性化：用线线性性性性电电路的方法来路的方法来路的方法来路的方法来处处理，将非理，将非理，将非理，将非线线性器件用恰当的元件性器件用恰当的元件性器件用恰当的元件性器件用恰当的元件进进行等效，建立相行等效，建立相行等效，建立相行等效，建立相应应的模型。
的模型1 1 1 1）理想二极管模型：相当于一个理想开关，正偏）理想二极管模型：相当于一个理想开关，正偏）理想二极管模型：相当于一个理想开关，正偏）理想二极管模型：相当于一个理想开关，正偏时时二二二二极管极管极管极管导导通管通管通管通管压压降降降降为为0V0V0V0V，反偏，反偏，反偏，反偏时电时电阻无阻无阻无阻无穷穷大，大，大，大，电电流流流流为为零在实际电实际电路中，当路中，当路中，当路中，当电电源源源源电压远电压远比二极管的管比二极管的管比二极管的管比二极管的管压压降大降大降大降大时时，用此，用此，用此，用此模型 i i i iD D D D/mA/mA/mA/mAu u u uD D D D/V/V/V/V（（（（2 2 2 2）理想二极管串）理想二极管串）理想二极管串）理想二极管串联联恒恒恒恒压压降模型：二极管降模型：二极管降模型：二极管降模型：二极管导导通后，通后，通后，通后，其管其管其管其管压压降降降降认为认为是恒定的，且不随是恒定的，且不随是恒定的，且不随是恒定的，且不随电电流而流而流而流而变变，典型，典型，典型，典型值值为为0.7V0.7V0.7V0.7V该该模型提供了合理的近似，用途广泛模型提供了合理的近似，用途广泛模型提供了合理的近似，用途广泛模型提供了合理的近似，用途广泛。
注注意：二极管意：二极管意：二极管意：二极管电电流近似等于或大于流近似等于或大于流近似等于或大于流近似等于或大于1mA1mA1mA1mA正确 （（（（3 3 3 3）折）折）折）折线线模型：修正恒模型：修正恒模型：修正恒模型：修正恒压压降模型，降模型，降模型，降模型，认为认为二极管二极管二极管二极管的管的管的管的管压压降不是恒定的，而随二极管的降不是恒定的，而随二极管的降不是恒定的，而随二极管的降不是恒定的，而随二极管的电电流增加而流增加而流增加而流增加而增加，模型中用一个增加，模型中用一个增加，模型中用一个增加，模型中用一个电电池和池和池和池和电电阻阻阻阻 r r r rD D D D来作来作来作来作进进一步一步一步一步的近似，此的近似，此的近似，此的近似，此电电池的池的池的池的电压选电压选定定定定为为二极管的二极管的二极管的二极管的门门坎坎坎坎电压电压VthVthVthVth，，，，约为约为0.5V0.5V0.5V0.5V，，，，r r r rD D D D的的的的值为值为200200200200欧由于二极管的欧由于二极管的欧由于二极管的欧由于二极管的分散性，分散性，分散性，分散性，VthVthVthVth、、、、r r r rD D D D的的的的值值不是固定的。
不是固定的不是固定的不是固定的i i i iD D D D/mA/mA/mA/mAu u u uD D D D/V/V/V/V （（（（4 4 4 4）小信号模型：如果二极管在它的）小信号模型：如果二极管在它的）小信号模型：如果二极管在它的）小信号模型：如果二极管在它的V-IV-IV-IV-I特性的特性的特性的特性的某一小范某一小范某一小范某一小范围围内工作，例如静内工作，例如静内工作，例如静内工作，例如静态态工作点工作点工作点工作点Q Q Q Q（此（此（此（此时时有有有有u u u uD D D D=U=U=U=UD D D D、、、、i i i iD D D D=I=I=I=ID D D D）附近工作，）附近工作，）附近工作，）附近工作，则则可把可把可把可把V-IV-IV-IV-I特性看成特性看成特性看成特性看成一条直一条直一条直一条直线线，其斜率的倒数就是所求的小信号模型，其斜率的倒数就是所求的小信号模型，其斜率的倒数就是所求的小信号模型，其斜率的倒数就是所求的小信号模型的微的微的微的微变电变电阻阻阻阻r r r rd d d di i i iD D D D/mA/mA/mA/mAu u u uD D D D/V/V/V/VQ Q Q Qi i i iD D D Du u u uD D D D+ + + +△△△△u u u uD D D D_ _ _ _i i i iD D D Dr r r rd d d d 半半导体二极管的等效模型体二极管的等效模型- -模型分析法模型分析法应用用 应应用二极管模型可以分析常用二极管模型可以分析常用二极管模型可以分析常用二极管模型可以分析常见见的二极管的二极管的二极管的二极管电电路，如路，如路，如路，如电电路的路的路的路的Q Q Q Q点，限幅点，限幅点，限幅点，限幅电电路的路的路的路的输输出波形，开关出波形，开关出波形，开关出波形，开关电电路的路的路的路的逻辑逻辑关关关关系，低系，低系，低系，低电压稳压电电压稳压电路的路的路的路的电压调电压调整率等，整率等，整率等，整率等，现举现举例如下。
例如下1.1.1.1.二极管二极管二极管二极管电电路的静路的静路的静路的静态态工作情况分析工作情况分析工作情况分析工作情况分析2.2.2.2.限幅限幅限幅限幅电电路路路路3.3.3.3.开关开关开关开关电电路路路路4.4.4.4.低低低低电压稳压电电压稳压电路路路路 2.2.5 2.2.5 半半导体二极管的型号体二极管的型号国家国家国家国家标标准准准准对对半半半半导导体器件型号的命名体器件型号的命名体器件型号的命名体器件型号的命名举举例如下：例如下：例如下：例如下： 2.3.6 2.3.6 特殊二极管特殊二极管 稳压稳压二极管是二极管是二极管是二极管是应应用在反向用在反向用在反向用在反向击击穿区的特殊硅二穿区的特殊硅二穿区的特殊硅二穿区的特殊硅二极管稳压稳压二极管的伏安特性曲二极管的伏安特性曲二极管的伏安特性曲二极管的伏安特性曲线线的正向与硅二的正向与硅二的正向与硅二的正向与硅二极管的伏安特性曲极管的伏安特性曲极管的伏安特性曲极管的伏安特性曲线线的正向完全一的正向完全一的正向完全一的正向完全一样样，，，，稳压稳压二极二极二极二极管伏安特性曲管伏安特性曲管伏安特性曲管伏安特性曲线线的反向区、符号和典型的反向区、符号和典型的反向区、符号和典型的反向区、符号和典型应应用用用用电电路路路路如下如下如下如下图图所示。
所示 特殊二极管包括特殊二极管包括特殊二极管包括特殊二极管包括稳压稳压管、光管、光管、光管、光电电二极管、二极管、二极管、二极管、发发光二极管等，下面着重介光二极管等，下面着重介光二极管等，下面着重介光二极管等，下面着重介绍稳压绍稳压二极管 稳压稳压二极管的伏安特性二极管的伏安特性二极管的伏安特性二极管的伏安特性 (a)(a)(a)(a)符号符号符号符号 (b) (b) (b) (b) 伏安特性伏安特性伏安特性伏安特性 (c) (c) (c) (c)应应用用用用电电路路路路(b)(c)(a) (1) (1) 稳定定电压V VZ Z ————(2) (2) 动态电阻阻r rZ Z ———— 在在在在规规定的定的定的定的稳压稳压管反管反管反管反向工作向工作向工作向工作电电流流流流I I I IZ Z Z Z下，所下，所下，所下，所对应对应的的的的反向工作反向工作反向工作反向工作电压电压。
其概念与一般二极管的其概念与一般二极管的其概念与一般二极管的其概念与一般二极管的动态电动态电阻相同，只不阻相同，只不阻相同，只不阻相同，只不过稳压过稳压二极管的二极管的二极管的二极管的动态电动态电阻是从它的反向特性上求取的阻是从它的反向特性上求取的阻是从它的反向特性上求取的阻是从它的反向特性上求取的 r r r rZ Z Z Z愈小，愈小，愈小，愈小，反映反映反映反映稳压稳压管的管的管的管的击击穿特性愈陡穿特性愈陡穿特性愈陡穿特性愈陡 r r r rZ Z Z Z = = = = V V V VZ Z Z Z / / / / I I I IZ Z Z Z (3) (3) 最大耗散功率最大耗散功率 P PZMZM ———— 稳压稳压管的最大功率管的最大功率管的最大功率管的最大功率损损耗取决于耗取决于耗取决于耗取决于PNPNPNPN结结的面的面的面的面积积和和和和散散散散热热等条件。
反向工作等条件反向工作等条件反向工作等条件反向工作时时PNPNPNPN结结的功率的功率的功率的功率损损耗耗耗耗为为 P P P PZ Z Z Z= = = = V V V VZ Z Z Z I I I IZ Z Z Z，由，由，由，由 P P P PZMZMZMZM和和和和V V V VZ Z Z Z可以决定可以决定可以决定可以决定I I I IZmaxZmaxZmaxZmax (4) (4) 最大最大稳定工作定工作电流流I IZmax Zmax 和最小和最小稳定工作定工作电流流I IZmin Zmin ———— 稳压稳压管的最大管的最大管的最大管的最大稳稳定工作定工作定工作定工作电电流取决于最大耗散功流取决于最大耗散功流取决于最大耗散功流取决于最大耗散功率，即率，即率，即率，即P P P PZmax Zmax Zmax Zmax = = = =V V V VZ Z Z ZI I I IZmax Zmax Zmax Zmax 而I I I Izminzminzminzmin对应对应V V V VZminZminZminZmin 若若若若I I I IZ Z Z Z＜＜＜＜I I I IZminZminZminZmin则则不能不能不能不能稳压稳压。
(5)(5)稳定定电压温度系数温度系数———— V V V VZ Z Z Z 温度的温度的温度的温度的变变化将使化将使化将使化将使V V V VZ Z Z Z改改改改变变，在，在，在，在稳压稳压管中当管中当管中当管中当 V V V VZ Z Z Z ＞＞＞＞5.75.75.75.7 V V V V时时，，，，V V V VZ Z Z Z具有正温度系数，反向具有正温度系数，反向具有正温度系数，反向具有正温度系数，反向击击穿是雪崩穿是雪崩穿是雪崩穿是雪崩击击穿 当当当当 V V V VZ Z Z Z ＜＜＜＜5.75.75.75.7 V V V V时时，，，， V V V VZ Z Z Z具有具有具有具有负负温度系数，反向温度系数，反向温度系数，反向温度系数，反向击击穿是穿是穿是穿是齐纳击齐纳击穿 IR IZ Io例例1 1：：稳压管的管的稳压过程负载R RL L与与稳压管两端并管两端并联，并，并联式式稳压电路）路）VI恒定→RL↓ →IO↑ →IR ↑ →VR ↑ →VO ↓ →IZ ↓ ↓ → IR ↓VO ↑交流电压经整流、滤波→ 直流电压 ； VI ↑（电网波动）→ VO ↑ → VZ↑ → IZ ↑ ↑ →IR ↑ →VR ↑ →VO ↓ 稳压稳压二极管在工作二极管在工作二极管在工作二极管在工作时应时应反接，并串入一只反接，并串入一只反接，并串入一只反接，并串入一只电电阻。
阻 电电阻的作用一是起限流作用，以保阻的作用一是起限流作用，以保阻的作用一是起限流作用，以保阻的作用一是起限流作用，以保护稳压护稳压管；管；管；管；其次是当其次是当其次是当其次是当输输入入入入电压电压或或或或负载电负载电流流流流变变化化化化时时，通，通，通，通过该电过该电阻阻阻阻上上上上电压电压降的降的降的降的变变化，取出化，取出化，取出化，取出误误差信号以差信号以差信号以差信号以调节稳压调节稳压管的工管的工管的工管的工作作作作电电流，从而起到流，从而起到流，从而起到流，从而起到稳压稳压作用注意：注意： 1.1.1.1.半半半半导导体具有什么特点体具有什么特点体具有什么特点体具有什么特点? ? ? ?2.2.2.2.空空空空间电间电荷区是由哪些物荷区是由哪些物荷区是由哪些物荷区是由哪些物质质构成构成构成构成? ? ? ?若用若用若用若用导线连导线连接二极管接二极管接二极管接二极管两端短路两端短路两端短路两端短路, , , ,回路中会有回路中会有回路中会有回路中会有电电流流流流吗吗? ? ? ?如果用光照射二极管如果用光照射二极管如果用光照射二极管如果用光照射二极管, , , ,情情情情况又会怎况又会怎况又会怎况又会怎样样? ? ? ?3.3.3.3.如何用万用表来辨如何用万用表来辨如何用万用表来辨如何用万用表来辨别别二极管的二极二极管的二极二极管的二极二极管的二极? ? ? ?4.4.4.4.二极管使用二极管使用二极管使用二极管使用时应该时应该注意什么注意什么注意什么注意什么? ? ? ? 半半半半导导体三极管有两大体三极管有两大体三极管有两大体三极管有两大类类型，型，型，型， 一是一是一是一是双极型半双极型半双极型半双极型半导导体体体体三极管三极管三极管三极管 二是二是二是二是单单极型半极型半极型半极型半导导体体体体三极管三极管三极管三极管 2.4.1 2.4.1 双极型半双极型半导体三极管体三极管2 2. . . .5.1 5.1 场效效应半半导体三极管体三极管 场场效效效效应应型半型半型半型半导导体三极管体三极管体三极管体三极管仅仅由一种由一种由一种由一种载载流子参与流子参与流子参与流子参与导电导电，是一种，是一种，是一种，是一种VCCSVCCSVCCSVCCS器件。
器件电压电压控制控制控制控制电电流源器件流源器件流源器件流源器件 2.4 2.4 半半导体三极管体三极管 双极型半双极型半双极型半双极型半导导体三极管是由两种体三极管是由两种体三极管是由两种体三极管是由两种载载流子参与流子参与流子参与流子参与导电导电的半的半的半的半导导体器件，它由两体器件，它由两体器件，它由两体器件，它由两个个个个 PN PN PN PN 结组结组合而成，是一种合而成，是一种合而成，是一种合而成，是一种CCCSCCCSCCCSCCCS器件电电流控制流控制流控制流控制电电流源器件流源器件流源器件流源器件 (Current Controlled Current Source)(Voltage Controlled Current Source) 2.4.1.1 2.4.1.1 双极型半双极型半导体三极管的体三极管的结构构2.4.1.2 2.4.1.2 双极型半双极型半导体三极管体三极管电流的分配与控制流的分配与控制2.4.1.3 2.4.1.3 双极型半双极型半导体三极管的体三极管的电流关系流关系2.4.1.4 2.4.1.4 双极型半双极型半导体三极管的特性曲体三极管的特性曲线2.4.1.5 2.4.1.5 半半导体三极管的参数体三极管的参数2.4.1.6 2.4.1.6 半半导体三极管的型号体三极管的型号2.4.1 2.4.1 双极型半双极型半导体三极管体三极管 双极型半双极型半双极型半双极型半导导体三极管的体三极管的体三极管的体三极管的结结构示意构示意构示意构示意图图如如如如图图所示。
所示它有两种它有两种它有两种它有两种类类型型型型: : : :NPNNPNNPNNPN型和型和型和型和PNPPNPPNPPNP型 两种极性的双极型三极管两种极性的双极型三极管两种极性的双极型三极管两种极性的双极型三极管图图e-be-be-be-b间间的的的的PNPNPNPN结结称称称称为发为发射射射射结结(Je)(Je)(Je)(Je) c-b c-b c-b c-b间间的的的的PNPNPNPN结结称称称称为为集集集集电结电结(Jc)(Jc)(Jc)(Jc) 中中中中间间部分称部分称部分称部分称为为基区，基区，基区，基区，连连上上上上电电极称极称极称极称为为基极，基极，基极，基极，用用用用B B B B或或或或b b b b表示（表示（表示（表示（BaseBaseBaseBase）；）；）；）； 另一另一另一另一侧侧称称称称为为集集集集电电区和集区和集区和集区和集电电极，极，极，极，用用用用C C C C或或或或c c c c表示（表示（表示（表示（CollectorCollectorCollectorCollector）。
2.4.1.12.4.1.1双极型半双极型半导体三极管的体三极管的结构构 一一一一侧侧称称称称为发为发射区，射区，射区，射区，电电极称极称极称极称为发为发射极，射极，射极，射极，用用用用E E E E或或或或e e e e表示（表示（表示（表示（EmitterEmitterEmitterEmitter）；）；）；）；两个两个两个两个PNPN结之间相互影响，使结之间相互影响，使结之间相互影响，使结之间相互影响，使BJTBJT表现出不同于单个表现出不同于单个表现出不同于单个表现出不同于单个PNPN结结结结的特性而具有电流放大，从而使的特性而具有电流放大，从而使的特性而具有电流放大，从而使的特性而具有电流放大，从而使PNPN结的应用发生了质的结的应用发生了质的结的应用发生了质的结的应用发生了质的飞跃Bipolar Junction Transistor Bipolar Junction Transistor 双极型三极管的符号在双极型三极管的符号在双极型三极管的符号在双极型三极管的符号在图图的下方的下方的下方的下方给给出，出，出，出，发发射极的箭射极的箭射极的箭射极的箭头头代表代表代表代表发发射极射极射极射极电电流的流的流的流的实际实际方向。
方向 从外表上看两个从外表上看两个从外表上看两个从外表上看两个N N N N区区区区,(,(,(,(或两个或两个或两个或两个P P P P区区区区) ) ) )是是是是对对称称称称的，的，的，的，实际实际上上上上发发射区的射区的射区的射区的掺杂浓掺杂浓度大，集度大，集度大，集度大，集电电区区区区掺杂掺杂浓浓度低度低度低度低，且集，且集，且集，且集电结电结面面面面积积大基区要制造得很薄，大基区要制造得很薄，大基区要制造得很薄，大基区要制造得很薄，其厚度一般在几个微米至几十个微米且其厚度一般在几个微米至几十个微米且其厚度一般在几个微米至几十个微米且其厚度一般在几个微米至几十个微米且掺杂浓掺杂浓度低 为为使使使使发发射区射区射区射区发发射射射射电电子，集子，集子，集子，集电电区收集区收集区收集区收集电电子：子：子：子： 发发射射射射结结加正向加正向加正向加正向电压电压，集，集，集，集电结电结加反向加反向加反向加反向电压电压双极型三极管的电流传输关系图2.4.1.2 2.4.1.2 双极型半双极型半导体三极管的体三极管的电流分配与控制流分配与控制 另外因集另外因集另外因集另外因集电结电结反偏，使集反偏，使集反偏，使集反偏，使集电电结结区的少子形成漂移区的少子形成漂移区的少子形成漂移区的少子形成漂移电电流流流流I I I ICBOCBOCBOCBO。
于是可得如下于是可得如下于是可得如下于是可得如下电电流关系式流关系式流关系式流关系式: : : : I I I IE E E E= = = = I I I IEPEPEPEP + + + + I I I IEN EN EN EN 且有且有且有且有I I I IENENENEN>>>>>>>>I I I IEPEPEPEP I I I IENENENEN= = = =I I I ICN CN CN CN + + + + I I I IBN BN BN BN 且有且有且有且有I I I IENENENEN>>>>>>>> I I I IBNBNBNBN ，，，，I I I ICNCNCNCN>>>>>>>>I I I IBNBNBNBNI I I IC C C C= = = =I I I ICNCNCNCN+ + + + I I I ICBOCBOCBOCBO I I I IB B B B= = = =I I I IEPEPEPEP+ + + + I I I IBNBNBNBN－－－－I I I ICBOCBOCBOCBOI I I IE E E E= = = =I I I IEPEPEPEP+ + + +I I I IENENENEN= = = =I I I IEPEPEPEP+ + + +I I I ICNCNCNCN+ + + +I I I IBN BN BN BN = = = = I I I IEP EP EP EP +(+(+(+(I I I IC C C C －－－－ I I I ICBOCBOCBOCBO)+()+()+()+(I I I IB B B B－－－－I I I IEP EP EP EP + + + + I I I ICBOCBOCBOCBO) ) ) ) I I I IE E E E = = = =I I I IC C C C+ + + +I I I IB B B B返回1返回2 （（1 1）发射区向基区注入电子）发射区向基区注入电子（（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（（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BJTBJT内部载流子的传输过程内部载流子的传输过程 由以上三极管内部载流子的传输过程分析可知：由以上三极管内部载流子的传输过程分析可知：（（1 1）三极管内有两种载流子参与导电，故称为双极）三极管内有两种载流子参与导电，故称为双极型晶体管。
型晶体管2 2）在内部条件和外部条件的共同作用下，晶体管）在内部条件和外部条件的共同作用下，晶体管内电流分配是一定的内电流分配是一定的综上所述综上所述 （（1 1）三极管放大的条件）三极管放大的条件内部内部条件条件发射区掺杂浓度高发射区掺杂浓度高基区薄且掺杂浓度低基区薄且掺杂浓度低集电结结面积大集电结结面积大外部外部条件条件发射结正偏发射结正偏集电结反偏集电结反偏（（2 2））BJTBJT组成的三种放大电路组成的三种放大电路uiuoC CE EB BE EC CB BuiuoE EC CB Buiuo共发射极共发射极共集电极共集电极共基极共基极总结总结 当管子制成后，发射区载流子浓度、基区宽度、集电结当管子制成后，发射区载流子浓度、基区宽度、集电结面积等确定，故电流的比例关系确定，即：面积等确定，故电流的比例关系确定，即： 总结总结(3)(3)放大作用放大作用→→共基极放大电路共基极放大电路半导体三极管（晶体管）半导体三极管（晶体管）BJTBJT（（Bipolar Junction Bipolar Junction TransistorTransistor）最基本的应用就是把微弱的电信号加以）最基本的应用就是把微弱的电信号加以放大。
放大P55图图2.4.4 →共基极放大电路共基极放大电路B B=IB+△iB+ + E E＋＋－－△△uIVEEVCC +RL △△uO - iC=αiE=IC+△iCiE=IE+△iEuEBiB=(1-α)iE－uCBC C + +－uEB=VEE+△△uI→iE=IE+△△iE→ic=αiE→△△ic→△△uORLAV=△△uO/ △△uI=0.98V/20mV=49 总结总结综上所述综上所述（（1））BJTBJT的放大作用，主要是依靠它的发射极电流能够通过的放大作用，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基区传输，然后到达集电极而实现的为了保证这一传输过为了保证这一传输过程，一方面要满足内部条件，另一方面要满足外部条件程，一方面要满足内部条件，另一方面要满足外部条件2））BJT内各个电流之间有确定的分配关系，所以只要输入内各个电流之间有确定的分配关系，所以只要输入电流（电流（如图如图2.4.4 中的中的IE）给定了，输出电流（）给定了，输出电流（图图2.4.4 中的中的IC）和输出电压便基本确定了。
输入信号）和输出电压便基本确定了输入信号△△uI是首先通过发射结是首先通过发射结的电压变化改变输入电流的电压变化改变输入电流IE的，再利用的，再利用IE的变化去控制的变化去控制IC，而，而表征表征BJT电流控制作用的参数就是电流放大系数电流控制作用的参数就是电流放大系数α 总结总结(4)(4)放大作用放大作用→→共射极放大电路共射极放大电路利用利用BJTBJT组成的放大电路，其中一个电极作为信号输入端，一个组成的放大电路，其中一个电极作为信号输入端，一个电极作为输出端，另一个电极作为输入、输出回路的共同端电极作为输出端，另一个电极作为输入、输出回路的共同端根据共同端的不同，根据共同端的不同，BJTBJT可有三种连接方式（三种组态）：共基可有三种连接方式（三种组态）：共基极、共发射极和共集电极接法极、共发射极和共集电极接法以发射极作为共同端，基极为输入端，集电极为输出端以发射极作为共同端，基极为输入端，集电极为输出端uBE=VBB+△△uI→iE=IE+△△iE→ic=αiE→△△ic △△uORLAV=△△uO/ △△uI=－－0.98V/20mV= －－ 49VBBC CiB=IB+△△iBuBEE EB BRL+△uo_VCCiC=IC+△△iC+△uI_iE=IE+△△iE+_iB=(1-α)iE 总结总结 由此可见，共射极电路与共基极电路放大信号的物理本由此可见，共射极电路与共基极电路放大信号的物理本质是相同的，但共射极电路也有它自身的特点：质是相同的，但共射极电路也有它自身的特点：（（1）从）从BJT的输入电流控制输出电流这一点看来，这两种电的输入电流控制输出电流这一点看来，这两种电路的基本区别是：路的基本区别是：共射极电路以基极电流共射极电路以基极电流i iB B作为输入控制电作为输入控制电流，而共基极电路则是以发射极电流流，而共基极电路则是以发射极电流i iE E作为输入控制电流。
作为输入控制电流用用i iB B作为输入控制电流的好处是信号源消耗的功率很小作为输入控制电流的好处是信号源消耗的功率很小2）对于共射极电路，研究其放大过程主要是分析集电极电）对于共射极电路，研究其放大过程主要是分析集电极电流（输出电流）与基极电流（输入电流）之间的关系流（输出电流）与基极电流（输入电流）之间的关系3）共基极电路的电流放大系数为）共基极电路的电流放大系数为α，而共射极电路的电流，而共射极电路的电流放大系数为放大系数为ß α的值小于的值小于1但接近但接近1，而，而ß的值则远大于的值则远大于1（通（通常在几十到几百的范围内）由于这个缘故，共射极电路不常在几十到几百的范围内）由于这个缘故，共射极电路不但能得到电压放大，而且还可得到电流放大，致使共射极电但能得到电压放大，而且还可得到电流放大，致使共射极电路是目前应用最广泛的一种组态路是目前应用最广泛的一种组态 i i i iB B B B是是是是输输入入入入电电流，流，流，流，v v v vBEBEBEBE是是是是输输入入入入电压电压，加在，加在，加在，加在B B B B、、、、E E E E两两两两电电极极极极之之之之间间。
i i i iC C C C是是是是输输出出出出电电流，流，流，流，v v v vCECECECE是是是是输输出出出出电压电压，从，从，从，从C C C C、、、、E E E E两两两两电电极极极极取出 输输入特性曲入特性曲入特性曲入特性曲线线—— —— —— —— i i i iB B B B= = = =f f f f( ( ( (v v v vBEBEBEBE) ) ) ) v v v vCECECECE=const=const=const=const 输输出特性曲出特性曲出特性曲出特性曲线线———————— i i i iC C C C= = = =f f f f( ( ( (v v v vCECECECE) ) ) ) i i i iB B B B=const=const=const=const本本本本节节介介介介绍绍共共共共发发射极接法三极管的特性曲射极接法三极管的特性曲射极接法三极管的特性曲射极接法三极管的特性曲线线，即，即，即，即2.4.1.4 双极型半双极型半导体三极管的特性曲体三极管的特性曲线 简单简单地看，地看，地看，地看，输输入特性曲入特性曲入特性曲入特性曲线线类类似于似于似于似于发发射射射射结结的伏安特性曲的伏安特性曲的伏安特性曲的伏安特性曲线线，，，，现讨论现讨论i i i iB B B B和和和和v v v vBEBEBEBE之之之之间间的函数关系。
的函数关系的函数关系的函数关系因因因因为为有集有集有集有集电结电压电结电压的影响，它的影响，它的影响，它的影响，它与一个与一个与一个与一个单单独的独的独的独的PNPNPNPN结结的伏安特性的伏安特性的伏安特性的伏安特性曲曲曲曲线线不同 为为了排除了排除了排除了排除v v v vCECECECE的影的影的影的影响，在响，在响，在响，在讨论输讨论输入特性曲入特性曲入特性曲入特性曲线时线时，，，，应应使使使使v v v vCECECECE=const(=const(=const(=const(常数常数常数常数) ) ) )1) (1) 输入特性曲入特性曲线 v v v vCECECECE的影响，可以用三极管的内部反的影响，可以用三极管的内部反的影响，可以用三极管的内部反的影响，可以用三极管的内部反馈馈作用解作用解作用解作用解释释，，，，即即即即v v v vCECECECE对对i i i iB B B B的影响的影响的影响的影响 共共共共发发射极接法的射极接法的射极接法的射极接法的输输入特性曲入特性曲入特性曲入特性曲线见图线见图其中v v v vCECECECE=0V=0V=0V=0V的那一条相当于的那一条相当于的那一条相当于的那一条相当于发发射射射射结结的正向特性曲的正向特性曲的正向特性曲的正向特性曲线线。
当当v v v vCECECECE≥1V≥1V≥1V≥1V时时，，，， v v v vCBCBCBCB= = = = v v v vCECECECE - - - - v v v vBEBEBEBE>0>0>0>0，集，集，集，集电结电结已已已已进进入反偏状入反偏状入反偏状入反偏状态态，开始收集，开始收集，开始收集，开始收集电电子，且基区复合减少，子，且基区复合减少，子，且基区复合减少，子，且基区复合减少， I I I IC C C C / / / / I I I IB B B B 增大，增大，增大，增大，特性曲特性曲特性曲特性曲线线将向右稍微移将向右稍微移将向右稍微移将向右稍微移动动一些但v v v vCECECECE再增加再增加再增加再增加时时，曲，曲，曲，曲线线右移很不明右移很不明右移很不明右移很不明显显B B B B、、、、C C C C间间PNPNPNPN结结的反向偏置的反向偏置的反向偏置的反向偏置电压电压已足以将已足以将已足以将已足以将扩扩散到基区的散到基区的散到基区的散到基区的电电子子子子绝绝大部分收集到集大部分收集到集大部分收集到集大部分收集到集电电区，因而区，因而区，因而区，因而V V V VCECECECE对对I I I IB B B B的的的的影响甚小，右移不明影响甚小，右移不明影响甚小，右移不明影响甚小，右移不明显显。
输输入特性曲入特性曲入特性曲入特性曲线线的分的分的分的分区：区：区：区：①①①①死区死区死区死区 ②②②②非非非非线线性区性区性区性区 ③ ③ ③ ③线线性区性区性区性区 (2)(2)输出特性曲出特性曲线 共共共共发发射极接法的射极接法的射极接法的射极接法的输输出特性曲出特性曲出特性曲出特性曲线线如如如如图图所示，它是以所示，它是以所示，它是以所示，它是以i i i iB B B B为为参参参参变变量的一族特性曲量的一族特性曲量的一族特性曲量的一族特性曲线线现现以其中任何一条加以以其中任何一条加以以其中任何一条加以以其中任何一条加以说说明，明，明，明，当当当当v v v vCECECECE=0=0=0=0 V V V V时时，因集，因集，因集，因集电电极无收集作用，极无收集作用，极无收集作用，极无收集作用，i i i iC C C C=0=0=0=0。
当当v v v vCECECECE稍增大稍增大稍增大稍增大时时，，，，发发射射射射结虽处结虽处于正向于正向于正向于正向电压电压之下，但集之下，但集之下，但集之下，但集电结电结反偏反偏反偏反偏电电压压很小，如很小，如很小，如很小，如 v v v vCECECECE< 1< 1< 1< 1 V V V V v v v vBEBEBEBE=0.7=0.7=0.7=0.7 V V V V v v v vCBCBCBCB= = = = v v v vCECECECE- - - - v v v vBEBEBEBE <0.3 <0.3 <0.3 <0.3 V V V V集集集集电电区收集区收集区收集区收集电电子的能力子的能力子的能力子的能力很弱，很弱，很弱，很弱，i i i iC C C C主要由主要由主要由主要由v v v vCECECECE决定 当当当当v v v vCECECECE增加到使集增加到使集增加到使集增加到使集电结电结反偏反偏反偏反偏电压较电压较大大大大时时，如，如，如，如 v v v vCE CE CE CE ≥1≥1≥1≥1 V V V V v v v vCB CB CB CB ≥0.3V≥0.3V≥0.3V≥0.3V运运运运动动到集到集到集到集电结电结的的的的电电子子子子基本上都可以被集基本上都可以被集基本上都可以被集基本上都可以被集电电区收集，此后区收集，此后区收集，此后区收集，此后v v v vCECECECE再增再增再增再增加，加，加，加，电电流也没有明流也没有明流也没有明流也没有明显显的增加，特性曲的增加，特性曲的增加，特性曲的增加，特性曲线进线进入与入与入与入与v v v vCECECECE轴轴基本平行的基本平行的基本平行的基本平行的区域区域区域区域 ( ( ( (这这与与与与输输入特性曲入特性曲入特性曲入特性曲线线随随随随v v v vCECECECE的再增大而右移的再增大而右移的再增大而右移的再增大而右移不明不明不明不明显显的原因是一致的的原因是一致的的原因是一致的的原因是一致的) ) ) ) 。
输输出特性曲出特性曲出特性曲出特性曲线线可以分可以分可以分可以分为为三个区域三个区域三个区域三个区域: : : :饱饱和区和区和区和区Saturation Region——Saturation Region——Saturation Region——Saturation Region——i i i iC C C C受受受受v v v vCECECECE显显著控制的区域，曲著控制的区域，曲著控制的区域，曲著控制的区域，曲线线的的的的上升部分和弯曲部分，上升部分和弯曲部分，上升部分和弯曲部分，上升部分和弯曲部分，该该区域内区域内区域内区域内v v v vCECECECE的数的数的数的数值较值较小，一般小，一般小，一般小，一般v v v vCECECECE＜＜＜＜0.70.70.70.7 V(V(V(V(硅管硅管硅管硅管) ) ) )。
此此时时发发射射射射结结正偏，集正偏，集正偏，集正偏，集电结电结正偏正偏正偏正偏或反偏或反偏或反偏或反偏电压电压很小截止区截止区截止区截止区Cutoff Region——Cutoff Region——Cutoff Region——Cutoff Region——i i i iC C C C接近零的区域，相当接近零的区域，相当接近零的区域，相当接近零的区域，相当i i i iB B B B=0=0=0=0的曲的曲的曲的曲线线的的的的下方此时时，，，，发发射射射射结结反偏，集反偏，集反偏，集反偏，集电结电结反偏反偏反偏反偏放大区放大区放大区放大区Active Region——Active Region——Active Region——Active Region——i i i iC C C C平平平平行于行于行于行于v v v vCECECECE轴轴的区域的区域的区域的区域, , , ,曲曲曲曲线线基本平行基本平行基本平行基本平行等距 此此此此时时，，，，发发射射射射结结正偏，集正偏，集正偏，集正偏，集电结电结反偏，反偏，反偏，反偏，C C C C、、、、E E E E极极极极电压电压大于大于大于大于0.70.70.70.7 V V V V左右左右左右左右( ( ( (硅管硅管硅管硅管) ) ) ) 。
，因此也称，因此也称，因此也称，因此也称为线为线性区 半半半半导导体三极管的参数分体三极管的参数分体三极管的参数分体三极管的参数分为为三大三大三大三大类类: : : : 直流参数直流参数直流参数直流参数 交流参数交流参数交流参数交流参数 极限参数极限参数极限参数极限参数 (1)(1)直流参数直流参数 ①①①①直流直流直流直流电电流放大系数流放大系数流放大系数流放大系数 1. 1. 1. 1.共共共共发发射极直流射极直流射极直流射极直流电电流放大系数流放大系数流放大系数流放大系数 v v v vCECECECE=const=const=const=const2.4.1.5 半半导体三极管的参数体三极管的参数对照P49 在放大区基本不在放大区基本不在放大区基本不在放大区基本不变变。
在共在共发发射极射极射极射极输输出特性出特性出特性出特性曲曲曲曲线线上，通上，通上，通上，通过过垂直于垂直于垂直于垂直于X X X X轴轴的直的直的直的直线线( ( ( (v v v vCECECECE=const)=const)=const)=const)来求来求来求来求取取取取I I I IC C C C / / / / I I I IB B B B ，如，如，如，如图图(a)(a)(a)(a)所示在I I I IC C C C较较小小小小时时和和和和I I I IC C C C较较大大大大时时，，，， 会有所改会有所改会有所改会有所改变变，，，，这这一关系一关系一关系一关系见图见图(b)(b)(b)(b)图图(b) (b) (b) (b) 值值与与与与I I I IC C C C的关系的关系的关系的关系图图 (a) (a) (a) (a) 在在在在输输出特性曲出特性曲出特性曲出特性曲线线上决定上决定上决定上决定 结论结论当当Ic过小或过小或Ic过大时，导致过大时，导致β将下降将下降 2.2.2.2.共基极直流共基极直流共基极直流共基极直流电电流放大系数流放大系数流放大系数流放大系数 = = = =（（（（I I I IC C C C－－－－I I I ICBOCBOCBOCBO））））/ / / /I I I IE E E E≈≈≈≈I I I IC C C C/ / / /I I I IE E E E 显显然然然然 与与与与 之之之之间间有如下关系有如下关系有如下关系有如下关系: : : : = = = = I I I IC C C C/ / / /I I I IE E E E= = = = I I I IB B B B/ / / / 1+ 1+ 1+ 1+ I I I IB B B B= /= /= /= / 1+ 1+ 1+ 1+ 对照P49 ②②②②极极极极间间反向反向反向反向电电流流流流 1. 1. 1. 1.集集集集电电极基极极基极极基极极基极间间反向反向反向反向饱饱和和和和电电流流流流I I I ICBOCBOCBOCBO I I I ICBOCBOCBOCBO的下的下的下的下标标CBCBCBCB代表集代表集代表集代表集电电极和基极，极和基极，极和基极，极和基极，O O O O是是是是OpenOpenOpenOpen的字的字的字的字头头，代，代，代，代表第三个表第三个表第三个表第三个电电极极极极E E E E开路。
它相当于集开路它相当于集开路它相当于集开路它相当于集电结电结的反向的反向的反向的反向饱饱和和和和电电流 2. 2. 2. 2.集集集集电电极极极极发发射极射极射极射极间间的反向的反向的反向的反向饱饱和和和和电电流流流流I I I ICEOCEOCEOCEO表示基极开路，表示基极开路，表示基极开路，表示基极开路，c,ec,ec,ec,e间间加上一定反向加上一定反向加上一定反向加上一定反向电压时电压时的集的集的集的集电电极极极极电电流，由于流，由于流，由于流，由于这这个个个个电电流流流流从集从集从集从集电电区穿区穿区穿区穿过过基区流至基区流至基区流至基区流至发发射区，所以又叫穿透射区，所以又叫穿透射区，所以又叫穿透射区，所以又叫穿透电电流 I I I ICEOCEOCEOCEO不是不是不是不是单纯单纯的的的的PNPNPNPN结结反向反向反向反向电电流 I I I ICEOCEOCEOCEO和和和和I I I ICBOCBOCBOCBO有如下关系有如下关系有如下关系有如下关系 I I I ICEOCEOCEOCEO= = = =（（（（1+ 1+ 1+ 1+ ））））I I I ICBOCBOCBOCBO 相当基极开路相当基极开路相当基极开路相当基极开路时时，集，集，集，集电电极和极和极和极和发发射极射极射极射极间间的反向的反向的反向的反向饱饱和和和和电电流，即流，即流，即流，即输输出特性曲出特性曲出特性曲出特性曲线线I I I IB B B B=0=0=0=0那条曲那条曲那条曲那条曲线线所所所所对应对应的的的的Y Y Y Y坐坐坐坐标标的数的数的数的数值值。
如下如下如下如下图图所示 I ICEOCEO在在输出特性曲出特性曲线上的位置上的位置 (2)(2)交流参数交流参数①①①①交流交流交流交流电电流放大系数流放大系数流放大系数流放大系数 1. 1. 1. 1.共共共共发发射极交流射极交流射极交流射极交流电电流放大系数流放大系数流放大系数流放大系数 = = = = I I I IC C C C/ / / / I I I IB B B B v v v vCECECECE=const=const=const=const 在放大区在放大区在放大区在放大区 值值基本不基本不基本不基本不变变，可在共射接法，可在共射接法，可在共射接法，可在共射接法输输出出出出特性曲特性曲特性曲特性曲线线上，通上，通上，通上，通过过垂垂垂垂直于直于直于直于X X X X 轴轴的直的直的直的直线线求取求取求取求取 I I I IC C C C/ / / / I I I IB B B B。
在在在在输输出特性曲出特性曲出特性曲出特性曲线线上求上求上求上求ββββ图图 2.2.2.2.共基极交流共基极交流共基极交流共基极交流电电流放大系数流放大系数流放大系数流放大系数αααα α α α α= = = = I I I IC C C C/ / / / I I I IE E E E V V V VCBCBCBCB=const=const=const=const当当当当I I I ICBOCBOCBOCBO和和和和I I I ICEOCEOCEOCEO很小很小很小很小时时，，，， ≈ ≈ ≈ ≈ 、、、、 ≈ ≈ ≈ ≈ ，可以不，可以不，可以不，可以不加区分。
加区分 (3)(3)极限参数极限参数 ①①①①集集集集电电极最大允极最大允极最大允极最大允许电许电流流流流I I I ICMCMCMCM 当集当集当集当集电电极极极极电电流增加流增加流增加流增加时时，，，， 就要下降，当就要下降，当就要下降，当就要下降，当 值值下降下降下降下降到到到到线线性放大区性放大区性放大区性放大区 值值的的的的70707070～～～～30303030％％％％时时，所，所，所，所对应对应的集的集的集的集电电极极极极电电流称流称流称流称为为集集集集电电极最大允极最大允极最大允极最大允许电许电流流流流I I I ICMCMCMCM至于 值值下降多少，不同型号的三极管，不同的厂家下降多少，不同型号的三极管，不同的厂家下降多少，不同型号的三极管，不同的厂家下降多少，不同型号的三极管，不同的厂家的的的的规规定有定有定有定有所差所差所差所差别别可见见，当，当，当，当I I I IC C C C＞＞＞＞I I I ICMCMCMCM时时，并不表，并不表，并不表，并不表示三极管会示三极管会示三极管会示三极管会损损坏。
坏 值值与与与与I I I IC C C C的关系的关系的关系的关系 ②②集集电极最大允极最大允许功率功率损耗耗P PCMCM 集集集集电电极极极极电电流通流通流通流通过过集集集集电结时电结时所所所所产产生的功耗，生的功耗，生的功耗，生的功耗， P P P PCMCMCMCM= = = = i i i iC C C Cv v v vCBCBCBCB≈≈≈≈i i i iC C C Cv v v vCECECECE，，，， 因因因因发发射射射射结结正偏，呈低阻，所以功耗主要集中正偏，呈低阻，所以功耗主要集中正偏，呈低阻，所以功耗主要集中正偏，呈低阻，所以功耗主要集中在集在集在集在集电结电结上。
在上在计计算算算算时时往往用往往用往往用往往用v v v vCECECECE取代取代取代取代v v v vCBCBCBCB 由由由由P P P PCMCMCMCM、、、、 I I I ICMCMCMCM和和和和V V V V(BR)CEO(BR)CEO(BR)CEO(BR)CEO在在在在输输出特性曲出特性曲出特性曲出特性曲线线上可以上可以上可以上可以确定确定确定确定过损过损耗区、耗区、耗区、耗区、过电过电流区和流区和流区和流区和击击穿区 输输出特性曲出特性曲出特性曲出特性曲线线上的上的上的上的过损过损耗区和耗区和耗区和耗区和击击穿区穿区穿区穿区 击穿区(Breakdown Region) 随着VCE增大，加在集电结上的反偏电压VCB相应增大当VCE增大到一定值时，集电结发生反向击穿，造成电流Ic剧增集电结面积很大而且是轻掺杂的，产生的反向击穿主要是雪崩击穿，击穿电压较大 在基区宽度很小的三极管中，还会发生特有的穿通击穿 当VCE增大时，VCB相应增大，导致集电结阻挡层宽度增宽，直到集电结与发射结相遇，基区消失。
这时发射区的多子电子将直接受集电结电场的作用，引起集电极电流迅速增大，呈现类似击穿的现象 国家国家国家国家标标准准准准对对半半半半导导体三极管的命名如下体三极管的命名如下体三极管的命名如下体三极管的命名如下: : : :3 3 3 3 D D D D G G G G 110110110110 B B B B 第二位：第二位：第二位：第二位：A A A A锗锗PNPPNPPNPPNP管、管、管、管、B B B B锗锗NPNNPNNPNNPN管、管、管、管、 C C C C硅硅硅硅PNPPNPPNPPNP管、管、管、管、D D D D硅硅硅硅NPNNPNNPNNPN管管管管 第三位：第三位：第三位：第三位：X X X X低低低低频频小功率管、小功率管、小功率管、小功率管、D D D D低低低低频频大功率管、大功率管、大功率管、大功率管、 G G G G高高高高频频小功率管、小功率管、小功率管、小功率管、A A A A高高高高频频大功率管、大功率管、大功率管、大功率管、K K K K开关管开关管开关管开关管 用字母表示材料用字母表示材料用字母表示材料用字母表示材料 用字母表示器件的种用字母表示器件的种用字母表示器件的种用字母表示器件的种类类 用数字表示同种器件型号的序号用数字表示同种器件型号的序号用数字表示同种器件型号的序号用数字表示同种器件型号的序号 用字母表示同一型号中的不同用字母表示同一型号中的不同用字母表示同一型号中的不同用字母表示同一型号中的不同规规格格格格 三极管三极管三极管三极管2.4.1.6 2.4.1.6 半半导体三极管的型号体三极管的型号 例如：例如：例如：例如： 3AX31D3AX31D3AX31D3AX31D、、、、 3DG123C 3DG123C 3DG123C 3DG123C、、、、3DK100B3DK100B3DK100B3DK100B 半导体三极管图片半导体三极管图片 场场效效效效应应半半半半导导体三极管是体三极管是体三极管是体三极管是仅仅由一种由一种由一种由一种载载流子参与流子参与流子参与流子参与导电导电的半的半的半的半导导体器件，是一种用体器件，是一种用体器件，是一种用体器件，是一种用输输入入入入电压电压控制控制控制控制输输出出出出电电流的的流的的流的的流的的半半半半导导体器件。
从参与体器件从参与体器件从参与体器件从参与导电导电的的的的载载流子来划分，它有流子来划分，它有流子来划分，它有流子来划分，它有电电子子子子作作作作为载为载流子的流子的流子的流子的N N N N沟道器件和空穴作沟道器件和空穴作沟道器件和空穴作沟道器件和空穴作为载为载流子的流子的流子的流子的P P P P沟道器沟道器沟道器沟道器件 从从从从场场效效效效应应三极管的三极管的三极管的三极管的结结构来划分，它有两大构来划分，它有两大构来划分，它有两大构来划分，它有两大类类 1.1.1.1.结结型型型型场场效效效效应应三极管三极管三极管三极管JFETJFETJFETJFET (Junction type Field Effect Transister) (Junction type Field Effect Transister) (Junction type Field Effect Transister) (Junction type Field Effect Transister) 2.2.2.2.绝缘栅绝缘栅型型型型场场效效效效应应三极管三极管三极管三极管IGFETIGFETIGFETIGFET ( Insulated Gate Field Effect Transister)( Insulated Gate Field Effect Transister)( Insulated Gate Field Effect Transister)( Insulated Gate Field Effect Transister) IGFET IGFET IGFET IGFET也称也称也称也称金属氧化物半金属氧化物半金属氧化物半金属氧化物半导导体三极管体三极管体三极管体三极管MOSFETMOSFETMOSFETMOSFET （（（（Metal Oxide Semiconductor FETMetal Oxide Semiconductor FETMetal Oxide Semiconductor FETMetal Oxide Semiconductor FET））））2.5 2.5 场效效应管管 (1)(1)(1)(1)结结型型型型场场效效效效应应三极管的三极管的三极管的三极管的结结构构构构2.52.52.52.5.1 .1 结型型场效效应三极管三极管 (2) N(2) N沟道沟道结型型场效效应管的管的结构示意构示意图iDVDS ① ① 栅源源电压对沟道的控制作用沟道的控制作用u uDSDS ＝＝0 0时u uGSGS对导电沟道的控制作用沟道的控制作用工作原理工作原理Voff ①① u uDSDS=0=0时，时， u uGSGS 对沟道的控制作用对沟道的控制作用 当当当当u uGSGS＜＜＜＜0 0时，时，时，时， PN PN结反偏，结反偏，结反偏，结反偏，| | u uGSGS | |耗尽层加厚耗尽层加厚耗尽层加厚耗尽层加厚沟道变窄。
沟道变窄沟道变窄沟道变窄 u uGSGS继续减小，沟道继续变窄，当沟道夹断时，继续减小，沟道继续变窄，当沟道夹断时，继续减小，沟道继续变窄，当沟道夹断时，继续减小，沟道继续变窄，当沟道夹断时，对应的栅源电压对应的栅源电压对应的栅源电压对应的栅源电压u uGSGS称为称为称为称为夹断电压夹断电压夹断电压夹断电压V VP P （（（（ 或或或或V VGS(off) GS(off) ）对于对于对于对于NN沟道的沟道的沟道的沟道的JFETJFET，，，，V VP P <0 <0 ② ② ② ② 漏源漏源漏源漏源电压对电压对沟道的控制作用沟道的控制作用沟道的控制作用沟道的控制作用当漏源当漏源当漏源当漏源电压电压u u u uDSDSDSDS从零开始增加，且从零开始增加，且从零开始增加，且从零开始增加，且u u u uGSGSGSGS＞＞＞＞V V V VGS(off)GS(off)GS(off)GS(off)时时则则u u u uGDGDGDGD= = = =u u u uGSGSGSGS- - - -u u u uDSDSDSDS将将将将随之减小使靠随之减小使靠随之减小使靠随之减小使靠近漏极近漏极近漏极近漏极处处的耗尽的耗尽的耗尽的耗尽层层加加加加宽宽，沟道，沟道，沟道，沟道变变窄，从上至下呈窄，从上至下呈窄，从上至下呈窄，从上至下呈楔形分布。
楔形分布楔形分布楔形分布当当当当u u u uDSDSDSDS增加到使增加到使增加到使增加到使u u u uGDGDGDGD= = = =u u u uGSGSGSGS- - - -u u u uDSDSDSDS= = = =V V V VGS(off)GS(off)GS(off)GS(off)时时在在在在紧紧靠漏极靠漏极靠漏极靠漏极处处出出出出现预夹现预夹断，断，断，断，当当当当u u u uDSDSDSDS继续继续增加，增加，增加，增加，漏极漏极漏极漏极处处的的的的夹夹断断断断继续继续向源极方向源极方向源极方向源极方向生向生向生向生长长延延延延长长 ②② u uGSGS=(=(VVGS(off)GS(off)~0) ~0) 的某一固定值时，的某一固定值时，u uDSDS对沟道的控制作用对沟道的控制作用 当当uDS=0时，时，iD=0；；uDS iD ，同时，同时G、、D间间PN结的结的反向电压增加，使靠近漏极处的耗尽层加宽，沟道变窄，反向电压增加，使靠近漏极处的耗尽层加宽，沟道变窄，从上至下呈楔形分布当从上至下呈楔形分布当uDS增加到使增加到使uGD=VP 时，在紧靠时，在紧靠漏极处出现漏极处出现预夹断。
预夹断此时此时uDS 夹断区延长夹断区延长沟道电阻沟道电阻 iD基本不变，表现出恒流特性基本不变，表现出恒流特性 (a) (a) (a) (a) 输输出特性曲出特性曲出特性曲出特性曲线线 (b) (b) (b) (b) 转转移特性曲移特性曲移特性曲移特性曲线线N N N N沟道沟道沟道沟道结结型型型型场场效效效效应应三极管的特性曲三极管的特性曲三极管的特性曲三极管的特性曲线线 (3)(3)(3)(3)结结型型型型场场效效效效应应三极管的特性曲三极管的特性曲三极管的特性曲三极管的特性曲线线(b)(b)转移特性转移特性转移特性转移特性 (a)(a)输出特输出特输出特输出特性性性性 ⅠⅠVP截止区 ③③ 当当u uGDGD< < VVGS(off)GS(off)时，时，u uG GS S对对i iDD的控制作用的控制作用 当当当当u uGD GD = = u uGS GS - - u uDS DS
所以，的值越小所以，的值越小所以，的值越小所以，此时可以通过改变此时可以通过改变此时可以通过改变此时可以通过改变u uGSGS 控制控制控制控制i iD D 的大小，的大小，的大小，的大小， i iDD与与与与u uDS DS 几乎无关，几乎无关，几乎无关，几乎无关，可以近似看成受可以近似看成受可以近似看成受可以近似看成受u uGSGS 控制的电流源由于漏极电流受栅控制的电流源由于漏极电流受栅控制的电流源由于漏极电流受栅控制的电流源由于漏极电流受栅- -源源源源电压的控制，所以电压的控制，所以电压的控制，所以电压的控制，所以场效应管为电压控制型元件场效应管为电压控制型元件场效应管为电压控制型元件场效应管为电压控制型元件 综上分析可知：综上分析可知：(a)(a) JFETJFET沟道中只有一种类型的多数沟道中只有一种类型的多数载流子参与导电，所以场效应管也称为单极型三极管载流子参与导电，所以场效应管也称为单极型三极管；； (b)(b) JFET JFET 栅极与沟道间的栅极与沟道间的PNPN结是反向偏置的，因此结是反向偏置的，因此输入电阻很输入电阻很高；高；(c)(c) JFETJFET是电压控制电流器件，是电压控制电流器件，i iDD受受u uGSGS控制；控制；(d)(d)预夹预夹断前断前i iDD与与u uDSDS呈近似线性关系；预夹断后，呈近似线性关系；预夹断后，i iDD趋于饱和。
趋于饱和 （（4 4）） 主要参数主要参数在预夹断处，在预夹断处，在预夹断处，在预夹断处，u uGD GD = = u uGS GS - - u uDS DS = = V VGS(off)GS(off)，，，，当当当当 u uGS GS = = 0 0时，时，时，时， - - u uDS DS ＝＝＝＝ = = V VGS(off)GS(off)但但但但实际测试时，通常令实际测试时，通常令实际测试时，通常令实际测试时，通常令u uDS DS 为某一固定值（例如为某一固定值（例如为某一固定值（例如为某一固定值（例如10V10V），使），使），使），使i iD D 等于一个微小电流（例如等于一个微小电流（例如等于一个微小电流（例如等于一个微小电流（例如50uA50uA）时，栅源之间所加的电压）时，栅源之间所加的电压）时，栅源之间所加的电压）时，栅源之间所加的电压称为夹断电压这时相当于夹断点延伸到靠近源极，达到称为夹断电压这时相当于夹断点延伸到靠近源极，达到称为夹断电压这时相当于夹断点延伸到靠近源极，达到称为夹断电压这时相当于夹断点延伸到靠近源极，达到全夹断状态考虑到靠近源端纵向电位差接近于零，源端全夹断状态。
考虑到靠近源端纵向电位差接近于零，源端全夹断状态考虑到靠近源端纵向电位差接近于零，源端全夹断状态考虑到靠近源端纵向电位差接近于零，源端耗尽层两边的电位差可认为是耗尽层两边的电位差可认为是耗尽层两边的电位差可认为是耗尽层两边的电位差可认为是u uGSGS，，，，所以此时有所以此时有所以此时有所以此时有u uGSGS＝＝＝＝ V VGS(off)GS(off) 绝缘栅绝缘栅型型型型场场效效效效应应三极管三极管三极管三极管IGFET( Insulated Gate IGFET( Insulated Gate IGFET( Insulated Gate IGFET( Insulated Gate Field Effect Transister)IGFETField Effect Transister)IGFETField Effect Transister)IGFETField Effect Transister)IGFET也称金属氧化物半也称金属氧化物半也称金属氧化物半也称金属氧化物半导导体三极管体三极管体三极管体三极管MOSFETMOSFETMOSFETMOSFET（（（（MetalMetalMetalMetal－－－－OxideOxideOxideOxide－－－－Semiconductor Semiconductor Semiconductor Semiconductor FETFETFETFET）分）分）分）分为为 增增增增强强型型型型 N N N N沟道、沟道、沟道、沟道、P P P P沟道沟道沟道沟道 耗尽型耗尽型耗尽型耗尽型 N N N N沟道、沟道、沟道、沟道、P P P P沟道沟道沟道沟道2.52.52.52.5.2 .2 绝缘栅场效效应三极管的工作原理三极管的工作原理所谓耗尽型就是当所谓耗尽型就是当所谓耗尽型就是当所谓耗尽型就是当u uGSGS=0=0时，存在导电时，存在导电时，存在导电时，存在导电沟道，沟道，沟道，沟道，i iD D ≠0≠0；；；；增强型增强型增强型增强型就是就是就是就是u uGSGS=0=0时，没有时，没有时，没有时，没有导电沟道，即导电沟道，即导电沟道，即导电沟道，即i iD D ＝＝＝＝0 0；；；；例如，例如，例如，例如，NN沟道增强沟道增强沟道增强沟道增强型，只有当型，只有当型，只有当型，只有当u uGSGS＞＞＞＞0 0时时时时才有可能开始有才有可能开始有才有可能开始有才有可能开始有i iD D 。
1)(1)结结构构 (2)(2)工作原理工作原理 当当u uGSGS=0V=0V时当当0 0＜＜u uGSGS＜＜V VGSGS(th)(th)时漏源之漏源之间相当两个背靠背的相当两个背靠背的PNPN结，不存在，不存在导电沟道，在沟道，在D D、、S S之之间加上加上电压不会在不会在D D、、S S间形成形成电流通通过栅极和极和衬底底间的的电容作用，将容作用，将靠近靠近栅极下方的极下方的P P型半型半导体中的空体中的空穴向下方排斥，出穴向下方排斥，出现了一薄了一薄层负离离子的耗尽子的耗尽层P P型型衬底中的少子底中的少子电子将向表子将向表层运运动，但数量有限，不，但数量有限，不足以形成沟道，将漏极和源极沟通，足以形成沟道，将漏极和源极沟通，所以不可能以形成漏极所以不可能以形成漏极电流流I ID D①① u uDSDS=0=0时，时， u uGSGS 对沟道的控制作用对沟道的控制作用 当当u uGSGS＞＞V VGSGS(th)(th)时 随着随着u uGSGS的的继续增加，一方面耗尽增加，一方面耗尽层变宽，另一方面作用于半，另一方面作用于半导体表面的体表面的电场就愈就愈强，吸引到，吸引到P P型硅表面的型硅表面的电子就愈多，感生子就愈多，感生沟道（反型沟道（反型层）将愈厚，沟道）将愈厚，沟道电阻将愈小。
在阻将愈小在u uGSGS=0V=0V时没有没有导电沟道沟道，只有当，只有当u uGSGS＞＞V VGS(th)GS(th)后才会出后才会出现漏极漏极电流，流，这种种MOSMOS管称管称为增增强型型MOSMOS管管 由于由于栅源源电压已已经比比较强，在靠，在靠近近栅极下方的极下方的P P型半型半导体表体表层中聚集中聚集较多的多的电子，可以形成沟道，将漏极子，可以形成沟道，将漏极和源极沟通和源极沟通 在在栅极下方形成的极下方形成的导电沟道中的沟道中的电子，因与子，因与P P型半型半导体的体的载流子空穴极流子空穴极性相反，把性相反，把这个在个在P P型硅表面形成的型硅表面形成的N N型薄型薄层称称为反型反型层这个反型个反型层实际上就上就组成了源极和漏极成了源极和漏极间的的N N型型导电沟沟道由于它是道由于它是栅源正源正电压感感应产生的，生的，所以也称感生沟道所以也称感生沟道 使沟道刚刚形成的栅使沟道刚刚形成的栅使沟道刚刚形成的栅使沟道刚刚形成的栅- -源电压称源电压称源电压称源电压称之为之为之为之为开启电压开启电压开启电压开启电压V VGS(th)GS(th)。
u uGSGS越大，反型越大，反型越大，反型越大，反型层越宽，导电沟道电阻越小层越宽，导电沟道电阻越小层越宽，导电沟道电阻越小层越宽，导电沟道电阻越小 ②② u uGSGS> >VVGS(th)GS(th) 的某一固定值时，的某一固定值时，v vDSDS对沟道的控制作用对沟道的控制作用 当当uDS=0时，时，iD=0；；uDS iD ，同时沟道存在电位梯度，，同时沟道存在电位梯度，同时同时使靠近漏极处的耗尽层变窄当使靠近漏极处的耗尽层变窄当uDS增加到使增加到使uGD=VGS(th) 时，在紧靠漏极处出现时，在紧靠漏极处出现预夹断预夹断此时uDS 夹断区延长夹断区延长沟沟道电阻道电阻 iD基本不变，表现出恒流特性基本不变，表现出恒流特性如下图所示如下图所示 N+ N+ P（衬底）（衬底） B g vDS vGS s d (3)N沟道增强型沟道增强型MOS管的特性曲线与电流方程管的特性曲线与电流方程 NN沟道增强型沟道增强型沟道增强型沟道增强型MOSMOS管的转移特性曲线与输出特性曲线管的转移特性曲线与输出特性曲线管的转移特性曲线与输出特性曲线管的转移特性曲线与输出特性曲线如下图所示如下图所示如下图所示如下图所示，与，与，与，与JFETJFET一样，可分为四个区：可变电阻区、一样，可分为四个区：可变电阻区、一样，可分为四个区：可变电阻区、一样，可分为四个区：可变电阻区、恒流区、夹断区和击穿区。
恒流区、夹断区和击穿区恒流区、夹断区和击穿区恒流区、夹断区和击穿区 ②②②②转移特性转移特性转移特性转移特性 ①①①① 输出特性输出特性输出特性输出特性 VGS(th)夹断区2VGS(th) u u u uGSGSGSGS对对漏极漏极漏极漏极电电流的控制特性流的控制特性流的控制特性流的控制特性—— —— —— —— 转转移特性曲移特性曲移特性曲移特性曲线线 转转移特性曲移特性曲移特性曲移特性曲线线的斜率的斜率的斜率的斜率g g g gm m m m的大小反映了的大小反映了的大小反映了的大小反映了栅栅源源源源电压电压对对漏极漏极漏极漏极电电流的控制作用流的控制作用流的控制作用流的控制作用 g g g gm m m m 的量的量的量的量纲为纲为mA/VmA/VmA/VmA/V，所以，所以，所以，所以g g g gm m m m 也称也称也称也称为为跨跨跨跨导导跨导导的定的定的定的定义义式如下式如下式如下式如下 gm=gm=gm=gm= i i i iD D D D/ / / / u u u uGSGSGSGS u u u uDSDSDSDS=const=const=const=const ( ( ( (单单位位位位mS)mS)mS)mS) i iD D= =f f( (u uGSGS) ) uDSDS=const=const 漏源漏源漏源漏源电压电压u uDSDSDSDS对对漏极漏极漏极漏极电电流流流流i iD D D D的影响的影响的影响的影响 当当u uGSGS＞＞V VGS(th)GS(th)，，且固定且固定为某一某一值时u u u uGDGDGDGD= = = =u u u uGSGSGSGS－－－－u u u uDSDSDSDS 当当当当u u u uDSDSDSDS为为0 0 0 0或或或或较较小小小小时时，，，，相当相当相当相当u u u uGDGDGDGD＞＞＞＞V V V VGS(th)GS(th)GS(th)GS(th)，此，此，此，此时时u u u uDSDSDSDS 基本均匀降落在沟道中，基本均匀降落在沟道中，基本均匀降落在沟道中，基本均匀降落在沟道中，沟道呈斜沟道呈斜沟道呈斜沟道呈斜线线分布。
分布 当当u uDSDS为0 0或或较小小时，，相当相当u uGSGS＞＞V VGS(th)GS(th)，，沟沟道此道此时u uDSDS 基本均匀降落在沟道中，沟道呈斜基本均匀降落在沟道中，沟道呈斜线分布 当当u uDSDS增加到使增加到使u uGDGD= =V VGS(th)GS(th)时，，这相当于相当于u uDSDS增加增加使漏极使漏极处沟道沟道缩减到减到刚刚开启的情况，称开启的情况，称为预夹断 当当u uDSDS增加到增加到u uGDGD V VGS(th)GS(th)时，，此此时预夹断区域加断区域加长，伸向，伸向S S极 u uDSDS增加的部分基本降落在随之增加的部分基本降落在随之加加长的的夹断沟道上，断沟道上， i iD D基本基本趋于不于不变 漏极漏极漏极漏极输输出特性曲出特性曲出特性曲出特性曲线线i iD D= =f f( (u uDSDS) ) u uGSGS=const=const 当当u uGSGS＞＞V VGS(th)GS(th)，，且固定且固定为某一某一值时，， u uDSDS对i iD D的影响，的影响，即即i iD D= =f f( (u uDSDS) ) u uGSGS=const=const这一关系曲一关系曲线如如图所示。
所示这一曲一曲线称称为漏极漏极输出特性曲出特性曲线夹断区 2.5.3N2.5.3N沟道耗尽型沟道耗尽型MOSMOS管管结构示意构示意图及符号及符号 场效效应管的符号及特性管的符号及特性UGS(负值)减小UGS (正值)增大 场效效应管的符号及特性管的符号及特性UGS (正值)减小UGS (正负)增大 场效效应管的符号及特性管的符号及特性UGS (负值)减小UGS (正负)增大 2.5.4 2.5.4 场效效应三极管的参数和型号三极管的参数和型号(1) (1) 场效效应三极管的参数三极管的参数 ① ① ① ① 开启开启开启开启电压电压V V V VGS(th) GS(th) GS(th) GS(th) ( ( ( (或或或或V V V Von on on on 或或或或V V V VT T T T) ) ) ) 开启开启开启开启电压电压是是是是MOSMOSMOSMOS增增增增强强型管的参数，型管的参数，型管的参数，型管的参数，栅栅源源源源电压电压小于小于小于小于开启开启开启开启电压电压的的的的绝对值绝对值, , , , 场场效效效效应应管不能管不能管不能管不能导导通。
通 ② ② ② ② 夹夹断断断断电压电压V V V VGS(off) GS(off) GS(off) GS(off) ( ( ( (或或或或V V V Voff off off off 或或或或V V V VP P P P) ) ) ) 夹夹断断断断电压电压是耗尽型是耗尽型是耗尽型是耗尽型FETFETFETFET的参数，当的参数，当的参数，当的参数，当V V V VGSGSGSGS= = = =V V V VGS(off) GS(off) GS(off) GS(off) 时时, , , ,漏极漏极漏极漏极电电流流流流为为零 ③ ③ ③ ③ 饱饱和漏极和漏极和漏极和漏极电电流流流流I I I IDSSDSSDSSDSS 耗尽型耗尽型耗尽型耗尽型场场效效效效应应三极管三极管三极管三极管, , , , 当当当当V V V VGSGSGSGS=0=0=0=0时时所所所所对应对应的的的的漏极漏极漏极漏极电电流。
流 ④ ④ ④ ④ 输输入入入入电电阻阻阻阻R R R RGSGSGSGS 场场效效效效应应三极管的三极管的三极管的三极管的栅栅源源源源输输入入入入电电阻的典型阻的典型阻的典型阻的典型值值，，，，对对于于于于结结型型型型场场效效效效应应三极管，反偏三极管，反偏三极管，反偏三极管，反偏时时R R R RGSGSGSGS约约大于大于大于大于101010107 7 7 7ΩΩΩΩ，，，，对对于于于于绝缘栅绝缘栅型型型型场场效效效效应应三极管三极管三极管三极管, , , , R R R RGSGSGSGS约约是是是是101010109 9 9 9～～～～1010101015151515ΩΩΩΩ ⑤ ⑤ ⑤ ⑤ 低低低低频频跨跨跨跨导导g g g gm m m m 低低低低频频跨跨跨跨导导反映了反映了反映了反映了栅栅源源源源电压对电压对漏极漏极漏极漏极电电流的控制作流的控制作流的控制作流的控制作用g g g gm m m m可以在可以在可以在可以在转转移特性曲移特性曲移特性曲移特性曲线线上求取，上求取，上求取，上求取，单单位是位是位是位是mS(mS(mS(mS(毫西毫西毫西毫西门门子子子子) ) ) )。
⑥ ⑥ ⑥ ⑥ 最大漏极功耗最大漏极功耗最大漏极功耗最大漏极功耗P P P PDMDMDMDM 最大漏极功耗可由最大漏极功耗可由最大漏极功耗可由最大漏极功耗可由P P P PDMDMDMDM= = = = V V V VDSDSDSDSI I I ID D D D决定，与双极型决定，与双极型决定，与双极型决定，与双极型三极管的三极管的三极管的三极管的P P P PCMCMCMCM相当 (2) (2) 场效效应三极管的型号三极管的型号 场场效效效效应应三极管的型号三极管的型号三极管的型号三极管的型号, , , , 现现行有两种命名方行有两种命名方行有两种命名方行有两种命名方法其一是与双极型三极管相同，第三位字母法其一是与双极型三极管相同，第三位字母法其一是与双极型三极管相同，第三位字母法其一是与双极型三极管相同，第三位字母J J J J代代代代表表表表结结型型型型场场效效效效应应管，管，管，管，o o o o代表代表代表代表绝缘栅场绝缘栅场效效效效应应管第二位管第二位管第二位管第二位字母代表材料，字母代表材料，字母代表材料，字母代表材料，D D D D是是是是P P P P型硅，反型型硅，反型型硅，反型型硅，反型层层是是是是N N N N沟道；沟道；沟道；沟道；C C C C是是是是N N N N型硅型硅型硅型硅P P P P沟道。
例如沟道例如沟道例如沟道例如,3DJ6D,3DJ6D,3DJ6D,3DJ6D是是是是结结型型型型N N N N沟道沟道沟道沟道场场效效效效应应三极管，三极管，三极管，三极管，3DO6C3DO6C3DO6C3DO6C是是是是绝缘栅绝缘栅型型型型N N N N沟道沟道沟道沟道场场效效效效应应三极管 第二种命名方法是第二种命名方法是第二种命名方法是第二种命名方法是CS××#CS××#CS××#CS××#，，，，CSCSCSCS代表代表代表代表场场效效效效应应管，管，管，管，××××××××以数字代表型号的序号，以数字代表型号的序号，以数字代表型号的序号，以数字代表型号的序号，# # # #用字母代表同一型号用字母代表同一型号用字母代表同一型号用字母代表同一型号中的不同中的不同中的不同中的不同规规格例如CS14ACS14ACS14ACS14A、、、、CS45GCS45GCS45GCS45G等 2.5.5 2.5.5 2.5.5 2.5.5 双极型和双极型和双极型和双极型和场场效效效效应应型三极管的比型三极管的比型三极管的比型三极管的比较较 双极型三极管双极型三极管双极型三极管双极型三极管 场场效效效效应应三极管三极管三极管三极管结构构 NPNNPNNPNNPN型型型型 结结型耗尽型型耗尽型型耗尽型型耗尽型 N N N N沟道沟道沟道沟道 P P P P沟道沟道沟道沟道 PNPPNPPNPPNP型型型型 绝缘栅绝缘栅增增增增强强型型型型 N N N N沟道沟道沟道沟道 P P P P沟道沟道沟道沟道 绝缘栅绝缘栅耗尽型耗尽型耗尽型耗尽型 N N N N沟道沟道沟道沟道 P P P P沟道沟道沟道沟道 C C C C与与与与E E E E一般不可倒置使用一般不可倒置使用一般不可倒置使用一般不可倒置使用 D D D D与与与与S S S S有的型号可倒置使用有的型号可倒置使用有的型号可倒置使用有的型号可倒置使用载载流子流子流子流子 多子多子多子多子扩扩散少子漂移散少子漂移散少子漂移散少子漂移 多子漂移多子漂移多子漂移多子漂移输输入量入量入量入量 电电流流流流输输入入入入 电压输电压输入入入入控制控制控制控制 电电流控制流控制流控制流控制电电流源流源流源流源CCCS(CCCS(CCCS(CCCS(ββββ) ) ) ) 电压电压控制控制控制控制电电流源流源流源流源VCCS(VCCS(VCCS(VCCS(g g g gm m m m) ) ) ) 双极型三极管双极型三极管双极型三极管双极型三极管 场场效效效效应应三极管三极管三极管三极管噪声噪声噪声噪声 较较大大大大 较较小小小小温度特性温度特性温度特性温度特性 受温度影响受温度影响受温度影响受温度影响较较大大大大 较较小，可有零温度系数点小，可有零温度系数点小，可有零温度系数点小，可有零温度系数点输输入入入入电电阻阻阻阻 几十到几千欧姆几十到几千欧姆几十到几千欧姆几十到几千欧姆 几兆欧姆以上几兆欧姆以上几兆欧姆以上几兆欧姆以上静静静静电电影响影响影响影响 不受静不受静不受静不受静电电影响影响影响影响 易受静易受静易受静易受静电电影响影响影响影响集成工集成工集成工集成工艺艺 不易大不易大不易大不易大规规模集成模集成模集成模集成 适宜大适宜大适宜大适宜大规规模和超大模和超大模和超大模和超大规规模集成模集成模集成模集成 1.1.1.1.在在在在N N N N型型型型半半半半导导体体体体中中中中如如如如果果果果掺掺入入入入足足足足够够量量量量的的的的三三三三价价价价元元元元素素素素，，，，可可可可将将将将其其其其改改改改型型型型为为P P P P型半型半型半型半导导体。
体 ））））2.2.2.2.现现有有有有两两两两只只只只稳稳压压管管管管，，，，它它它它们们的的的的稳稳定定定定电电压压分分分分别别为为6V6V6V6V和和和和8V8V8V8V，，，，正正正正向向向向导导通通通通电压为电压为0.7V0.7V0.7V0.7V试问试问：：：： （（（（1 1 1 1））））若若若若将将将将它它它它们们串串串串联联相相相相接接接接，，，，则则可可可可得得得得到到到到几几几几种种种种稳稳压压值值？？？？各各各各为为多少？多少？多少？多少？ （（（（2 2 2 2））））若若若若将将将将它它它它们们并并并并联联相相相相接接接接，，，，则则又又又又可可可可得得得得到到到到几几几几种种种种稳稳压压值值？？？？各各各各为为多少？多少？多少？多少？ 3.3.当晶体管工作在放大区当晶体管工作在放大区时时，，发发射射结电压结电压和集和集电结电压应为电结电压应为 4 4已已知知两两只只晶晶体体管管的的电电流流放放大大系系数数ββ分分别别为为5050和和100100，，现现测测得得放放大大电电路路中中这这两两只只管管子子两两个个电电极极的的电电流流如如图图P1.14P1.14所所示示。
分分别别求求另另一一电电极极的的电电流流，，标标出出其其实实际际方方向向，，并并在在圆圆圈圈中中画画出出管管子 5.5.5.5.U U U UGSGSGSGS＝＝＝＝0V0V0V0V时时，能，能，能，能够够工作在恒流区的工作在恒流区的工作在恒流区的工作在恒流区的场场效效效效应应管有管有管有管有 A. A. A. A. 结结型管型管型管型管 B. B. B. B. 增增增增强强型型型型MOSMOSMOSMOS管管管管 C. C. C. C. 耗尽型耗尽型耗尽型耗尽型MOSMOSMOSMOS管管管管P72 2.16P72 2.16P72 2.16P72 2.16 双极型三极管双极型三极管双极型三极管双极型三极管 场场效效效效应应三极管三极管三极管三极管噪声噪声噪声噪声 较较大大大大 较较小小小小温度特性温度特性温度特性温度特性 受温度影响受温度影响受温度影响受温度影响较较大大大大 较较小，可有零温度系数点小，可有零温度系数点小，可有零温度系数点小，可有零温度系数点输输入入入入电电阻阻阻阻 几十到几千欧姆几十到几千欧姆几十到几千欧姆几十到几千欧姆 几兆欧姆以上几兆欧姆以上几兆欧姆以上几兆欧姆以上静静静静电电影响影响影响影响 不受静不受静不受静不受静电电影响影响影响影响 易受静易受静易受静易受静电电影响影响影响影响集成工集成工集成工集成工艺艺 不易大不易大不易大不易大规规模集成模集成模集成模集成 适宜大适宜大适宜大适宜大规规模和超大模和超大模和超大模和超大规规模集成模集成模集成模集成 3.1 3.1 放大放大电路的基本概念路的基本概念3.2 3.2 放大放大电路分析路分析3.3 3.3 放大器的偏置放大器的偏置电路路3.5 3.5 多多级放大器放大器3.6 3.6 场效效应管放大管放大电路路 3.1.1 3.1.1 放大的概念放大的概念 基本放大基本放大基本放大基本放大电电路一般是指由一个三极管与路一般是指由一个三极管与路一般是指由一个三极管与路一般是指由一个三极管与相相相相应应元件元件元件元件组组成的三种基本成的三种基本成的三种基本成的三种基本组态组态放大放大放大放大电电路。
路1.1.1.1.放大放大放大放大电电路主要用于放大微弱信号，路主要用于放大微弱信号，路主要用于放大微弱信号，路主要用于放大微弱信号，输输出出出出电电压压或或或或电电流在幅度上得到了放大，流在幅度上得到了放大，流在幅度上得到了放大，流在幅度上得到了放大，输输出信号的出信号的出信号的出信号的能量得到了加能量得到了加能量得到了加能量得到了加强强2.2.2.2.输输出信号的能量出信号的能量出信号的能量出信号的能量实际实际上是由直流上是由直流上是由直流上是由直流电电源提供源提供源提供源提供的，只是的，只是的，只是的，只是经过经过三极管的控制，使之三极管的控制，使之三极管的控制，使之三极管的控制，使之转换转换成信成信成信成信号能量，提供号能量，提供号能量，提供号能量，提供给负载给负载共共共共发发射极、共集射极、共集射极、共集射极、共集电电极、共基极极、共基极极、共基极极、共基极 放大放大放大放大电电路的路的路的路的结结构示意框构示意框构示意框构示意框图见图见下下下下图图 (1) (1) 放大倍数放大倍数电压电压放大倍数定放大倍数定放大倍数定放大倍数定义为义为电电流放大倍数定流放大倍数定流放大倍数定流放大倍数定义为义为功率放大倍数定功率放大倍数定功率放大倍数定功率放大倍数定义为义为动态参数参数 (2) (2) 输入入电阻阻 R Ri i 输输入入入入电电阻是表明放大阻是表明放大阻是表明放大阻是表明放大电电路从信号源吸取路从信号源吸取路从信号源吸取路从信号源吸取电电流大小流大小流大小流大小的参数，的参数，的参数，的参数，R R R Ri i i i大放大大放大大放大大放大电电路从信号源吸取的路从信号源吸取的路从信号源吸取的路从信号源吸取的电电流小，流小，流小，流小，反之反之反之反之则则大。
大 (3) (3) 输出出电阻阻R Ro o 输输出出出出电电阻是表明放大阻是表明放大阻是表明放大阻是表明放大电电路路路路带负载带负载的能力，的能力，的能力，的能力，R R R Ro o o o大表明放大大表明放大大表明放大大表明放大电电路路路路带负载带负载的能力差，反之的能力差，反之的能力差，反之的能力差，反之则强则强 (4) (4) 通通频带相相相相应应的的的的频频率率率率f f f fL L L L称称称称为为下限下限下限下限频频率，率，率，率，f f f fH H H H称称称称为为上限上限上限上限频频率 放放放放大大大大电电路路路路的的的的增增增增益益益益A A A A( ( ( (f f f f) ) ) ) 是是是是频频率率率率的的的的函函函函数数数数在在在在低低低低频频段段段段和和和和高高高高频频段段段段放放放放大大大大倍倍倍倍数数数数都都都都要要要要下下下下降降降降当当当当A A A A( ( ( (f f f f) ) ) )下下下下降降降降到到到到中中中中频电压频电压放大倍数放大倍数放大倍数放大倍数A A A A0 0 0 0的的的的 1/ 1/ 1/ 1/ 时时，即，即，即，即 放大放大电路分析路分析基本放大基本放大基本放大基本放大电电路和多路和多路和多路和多级级放大放大放大放大电电路的工作原理及其分析方法路的工作原理及其分析方法路的工作原理及其分析方法路的工作原理及其分析方法基本放大电路基本放大电路放大的概念放大的概念放大的概念放大的概念晶体管三种晶体管三种晶体管三种晶体管三种组态组态基本放基本放基本放基本放大大大大电电路路路路基基基基础础第三章第三章 3.2 3.2 基本放大基本放大电路分析路分析(1) (1) 共共发射极射极组态基本放大基本放大电路的路的组成成(2) (2) 静静态和和动态(3) (3) 直流通道和交流通道直流通道和交流通道(4) (4) 放大原理放大原理 基本基本基本基本组组成如下：成如下：成如下：成如下：ü 三三三三 极极极极 管管管管T T T T————————ü V V V VCCCCCCCC、、、、电电阻阻阻阻R R R Rc c c c ————————ü 偏置偏置偏置偏置电电路路路路V V V VCCCCCCCC 、、、、R R R Rb b b b————————ü 耦合耦合耦合耦合电电容容容容C C C C1 1 1 1 、、、、C C C C2 2 2 2————————起放大作用，能量的起放大作用，能量的起放大作用，能量的起放大作用，能量的转换转换和控制。
和控制将将将将变变化的集化的集化的集化的集电电极极极极电电流流流流转换为电压输转换为电压输出并确出并确出并确出并确保集保集保集保集电结电结反偏提供能量和提供能量和提供能量和提供能量和I I I IB B B B，并使，并使，并使，并使发发射射射射结结正偏1) (1) 共共发射极射极组态交流基本放大交流基本放大电路的路的组成成隔直隔直隔直隔直传传交交交交 在半在半导体体电路中，常把路中，常把输入入电压、、输出出电压以及直流以及直流电源源V VCCCC的共同端点称的共同端点称为地，用符号地，用符号““⊥⊥””表示，并以地端作表示，并以地端作为零零电位点（参考位点（参考电位点）为了分析了分析方便，方便，规定定电压的正方向是以共的正方向是以共同端同端为负端，其他各点端，其他各点为正端 (2) (2) 静静态和和动态 静静静静态态—— —— —— —— 时时，，，，电电路中各路中各路中各路中各处处的的的的电压电压、、、、电电流都流都流都流都是不是不是不是不变变的直流，称的直流，称的直流，称的直流，称直流工作状直流工作状直流工作状直流工作状态态或静止状或静止状或静止状或静止状态态。
简简称称称称静静静静态态 放大放大放大放大电电路建立正确的静路建立正确的静路建立正确的静路建立正确的静态态，是保，是保，是保，是保证动态证动态工作的前提工作的前提工作的前提工作的前提分析放大分析放大分析放大分析放大电电路必路必路必路必须须要正确地区分静要正确地区分静要正确地区分静要正确地区分静态态和和和和动态动态，正确地区，正确地区，正确地区，正确地区分直流通道和交流通道信号的不同分量可以分分直流通道和交流通道信号的不同分量可以分分直流通道和交流通道信号的不同分量可以分分直流通道和交流通道信号的不同分量可以分别别在不在不在不在不同的通道分析同的通道分析同的通道分析同的通道分析 动态动态—— —— —— —— 时时，，，，电电路中各路中各路中各路中各处处的的的的电压电压、、、、电电流便流便流便流便处处于于于于变动变动状状状状态态，称，称，称，称交流工作状交流工作状交流工作状交流工作状态态或或或或动态动态直流是基直流是基础，交流是目的，交流是目的 (2) (2) 静静态和和动态 放大放大电路的直流通路和交流通路。
分析放大路的直流通路和交流通路分析放大电路有两路有两类问题：直流：直流问题和交流和交流问题 直流通路：直流成分的通路，将放大直流通路：直流成分的通路，将放大电路中的路中的耦合耦合电容和旁路容和旁路电容容视为开路即得开路即得 交流通路：交流成分的通路，将放大交流通路：交流成分的通路，将放大电路中的路中的耦合耦合电容和旁路容和旁路电容容视为短路，直流短路，直流电源源视为短路短路即得 直流通道直流通道直流通道直流通道 交流通道交流通道交流通道交流通道 直流直流直流直流电电源和耦合源和耦合源和耦合源和耦合电电容容容容对对交流相当于短路交流相当于短路交流相当于短路交流相当于短路 即能通即能通即能通即能通过过直流的通道从直流的通道从直流的通道从直流的通道从C C C C、、、、B B B B、、、、E E E E向外看，有直流向外看，有直流向外看，有直流向外看，有直流负载电负载电阻，阻，阻，阻， R R R Rc c c c 、、、、R R R Rb b b b 能通能通能通能通过过交流的交流的交流的交流的电电路通道。
如从路通道如从路通道如从路通道如从C C C C、、、、B B B B、、、、E E E E向外看，有等效的交流向外看，有等效的交流向外看，有等效的交流向外看，有等效的交流负载电负载电阻，阻，阻，阻， R R R Rc c c c////////R R R RL L L L和偏置和偏置和偏置和偏置电电阻阻阻阻R R R Rb b b b 若直流若直流若直流若直流电电源内阻源内阻源内阻源内阻为为零，交流零，交流零，交流零，交流电电流流流流流流流流过过直直直直流流流流电电源源源源时时，没有，没有，没有，没有压压降设设C C C C1 1 1 1、、、、 C C C C2 2 2 2 足足足足够够大，大，大，大，对对信号而言，其上的交流信号而言，其上的交流信号而言，其上的交流信号而言，其上的交流压压降近似降近似降近似降近似为为零在交流通道中，可将直流流通道中，可将直流流通道中，可将直流流通道中，可将直流电电源和耦合源和耦合源和耦合源和耦合电电容短路3) (3) 直流通道和交流通道直流通道和交流通道 (a) (a) (a) (a)直流通道直流通道直流通道直流通道 (b) (b) (b) (b)交流通道交流通道交流通道交流通道 (3) (3) 直流通道和交流通道直流通道和交流通道 放大放大电路的路的组成原理，即放大成原理，即放大电路路应具具备的条件：的条件：放大器件放大器件应工作在放大区。
工作在放大区对三极管而言，三极管而言，发射射结应正向正向应用；集用；集电结应反向反向应用输入信号能入信号能输送至放大器件的送至放大器件的输入端，即三入端，即三极管的极管的发射射结有信号有信号电压输出出上述条件必上述条件必须同同时具具备，缺一不可判断，缺一不可判断给定定电路是否具有放大作用，就是依据上述条件路是否具有放大作用，就是依据上述条件 3.2.1 3.2.1 放大放大电路的静路的静态分析分析 静静态分析有分析有计算法算法和和图解分析法解分析法两种1 1）静）静态工作状工作状态的的计算分析法算分析法（（2 2）静）静态工作状工作状态的的图解分析法解分析法 I I I IB B B B、、、、I I I IC C C C和和和和V V V VCECECECE这这些量代表的工作状些量代表的工作状些量代表的工作状些量代表的工作状态态称称称称为为静静静静态态工作点工作点工作点工作点，，，，用用用用Q Q Q Q表示在测试测试基本放大基本放大基本放大基本放大电电路路路路时时，往往，往往，往往，往往测测量三个量三个量三个量三个电电极极极极对对地的地的地的地的电电位位位位V V V VB B B B、、、、V V V VE E E E和和和和V V V VC C C C即可确定三极管的静即可确定三极管的静即可确定三极管的静即可确定三极管的静态态工作状工作状工作状工作状态态。
①①静静态工作状工作状态的的计算分析法算分析法根据直流通道可根据直流通道可根据直流通道可根据直流通道可对对放大放大放大放大电电路的静路的静路的静路的静态进态进行行行行计计算算算算 例：例：用估算法用估算法计算静算静态工作点已知：已知：EC=12V，，RC=4k ，，RB=300k ，， =37.5解：解：请注意电路中请注意电路中I IB B 和和I IC C 的数量级的数量级 例：例：用估算法用估算法计算算Q Q点常见电路如下路如下图所示所示 ②②静静态工作状工作状态的的图解分析法解分析法放大放大放大放大电电路静路静路静路静态态工作状工作状工作状工作状态态的的的的图图解分析解分析解分析解分析图图 放大放大放大放大电电路的静路的静路的静路的静态态工作状工作状工作状工作状态态的的的的图图解分析如解分析如解分析如解分析如图图所示 1. 1. 1. 1. 由直流由直流由直流由直流负载负载列出方程列出方程列出方程列出方程 V V V VCECECECE= = = =V V V VCCCCCCCC－－－－I I I IC C C CR R R Rc c c c2. 2. 2. 2. 在在在在输输出特性曲出特性曲出特性曲出特性曲线线上确定上确定上确定上确定两个特殊点两个特殊点两个特殊点两个特殊点, , , ,即可画出直即可画出直即可画出直即可画出直流流流流负载线负载线。
直流直流负载线的确定方法：的确定方法：V V V VCC CC CC CC ，，，，0 0 0 0 、、、、 0 0 0 0，，，，V V V VCC CC CC CC / / / /R R R Rc c c c3. 3. 3. 3. 在在在在输输入回路列方程式入回路列方程式入回路列方程式入回路列方程式V V V VBEBEBEBE = = = =V V V VCCCCCCCC－－－－I I I IB B B BR R R Rb b b b4. 4. 4. 4. 在在在在输输入特性曲入特性曲入特性曲入特性曲线线上，作出上，作出上，作出上，作出输输入入入入负载线负载线，两，两，两，两线线的交的交的交的交点即是点即是点即是点即是Q Q Q Q5. 5. 5. 5. 得到得到得到得到Q Q Q Q点的参数点的参数点的参数点的参数I I I IBQBQBQBQ、、、、I I I ICQCQCQCQ和和和和V V V VCEQCEQCEQCEQ ②②静静态工作状工作状态的的图解分析法解分析法 图解法关解法关键是正确作出直流是正确作出直流负载线，通，通过直直流流负载线与与iB=IBQ的特性曲的特性曲线的交点，即的交点，即为Q点，点，从从图上上读出出Q点坐点坐标即得即得ICQ和和VCEQ。
放大放大电路如左路如左图所示，特性曲所示，特性曲线及及负载线如如右右图所示，所示，试说明静明静态工作点由工作点由Q1变为Q2的原因，的原因，Q2变为Q3的原因？的原因？ (1) (1) 放大放大电路在接入正弦信号路在接入正弦信号时的工作情况的工作情况放大放大电路的路的动态图解分析解分析 当接入正弦信号当接入正弦信号时，，电路将路将处在在动态工工作情况，可以根据作情况，可以根据输入信号入信号电压u ui i，，通通过图解确定解确定输出出电压u uo o，，从而可以得出从而可以得出u ui i与与u uo o之之间的相位关系和的相位关系和动态范范围步步骤：：Ø根据根据输入信号入信号电压u ui i ，在，在输入特性曲入特性曲线上上画出画出i iB B的波形的波形Ø根据根据i iB B的的变化在化在输出特性曲出特性曲线上画出上画出i iC C和和u uCECE的波形的波形 uitibtu uBEBEQi iB/B/uAuA步骤步骤1：：Ø根据输入信号电压根据输入信号电压ui ，在输入特性曲线上画出，在输入特性曲线上画出iB的波形的波形假设假设输入正弦信号加到放大电路的输入端后，输入正弦信号加到放大电路的输入端后，BJT的基极和发射的基极和发射极之间的电压极之间的电压uBE就是在原有直流电压就是在原有直流电压VBE的基础上叠加了一的基础上叠加了一个交流量个交流量uiVBE0.8V604020 步骤步骤2：：Ø根据根据iB的变化在输出特性曲线上画出的变化在输出特性曲线上画出iC和和uCE的波形的波形icti iC Cu uCECEibt当当iB在在60uA与与20uA之间变动时，之间变动时，直流负载线与输出特性曲线的直流负载线与输出特性曲线的交点也会随之改变，而对应于交点也会随之改变，而对应于iB＝＝60uA的一条输出特性曲线的一条输出特性曲线与直流负载线的交点是与直流负载线的交点是Q’点，点，对应于对应于iB＝＝20uA的一条输出特的一条输出特性曲线与直流负载线的交点是性曲线与直流负载线的交点是Q’’点，所以放大电路只能在负点，所以放大电路只能在负载线的载线的Q’Q’’段上工作，段上工作，即放大电路的工作点随着即放大电路的工作点随着iB的变动将沿着直流负载线在的变动将沿着直流负载线在Q’与与Q’’点之间移动，因此，直线段点之间移动，因此，直线段Q’Q’’是工作点移动的轨迹，通是工作点移动的轨迹，通常称为动态工作范围。
常称为动态工作范围`Q``ICIB=40uA20uA60uA ucetiCuCEictICVCE这样就在坐标平面上画出对应这样就在坐标平面上画出对应的的iB、、iC、、uCE的波形图，的波形图， uCE中的中的交流量交流量uce的波形就是输出电压的波形就是输出电压uo的波形 结论：结论：①①没有输入信号电压时，没有输入信号电压时，BJT各电极都是恒定的电流和电压（各电极都是恒定的电流和电压（IB、、IC、、VCE），当放大电路输入端加入输入信号电压后，），当放大电路输入端加入输入信号电压后，iB 、、 iC 、、 uCE都在原来静态直流量的基础上叠加了一个交流量，即都在原来静态直流量的基础上叠加了一个交流量，即因此，放大电路中电压、电流包含两个分量：一个是静态工作情因此，放大电路中电压、电流包含两个分量：一个是静态工作情况决定的直流成分况决定的直流成分IB、、IC、、VCE ；另一个是由输入电压引起的交流；另一个是由输入电压引起的交流成分成分ib、、ic、、uce 结论：结论：②②uCE中的交流量中的交流量uce（经电容（经电容C2隔直后的交流输出电压隔直后的交流输出电压uo）的幅度远比）的幅度远比ui大，且同为正弦波电压，体现了放大作用。
大，且同为正弦波电压，体现了放大作用③③从图中还可以看到，从图中还可以看到， uo(uce)与与ui相位相反，这种现象称相位相反，这种现象称为放大电路的反相作用，因而共射放大电路又叫做反相电为放大电路的反相作用，因而共射放大电路又叫做反相电压放大器压放大器 (1) (1) 放大放大过程程放大放大电路的路的动态图解分析解分析1. 1. 1. 1. v v v vi i i i v v v vBEBEBEBE i i i iB B B B i i i iC C C C v v v vCECECECE |-v |-v |-v |-vo o o o| | | | 2. 2. 2. 2. v v v vo o o o与与与与v v v vi i i i相位相反；相位相反；相位相反；相位相反； （（2 2）交流）交流负载线 静态时，由于隔直电容静态时，由于隔直电容C2的作用，的作用，RL对电路的对电路的Q点无影响点无影响动态不同，隔直电容对交流信号可视为短路在放大交流电动态不同，隔直电容对交流信号可视为短路。
在放大交流电路中交流负载电阻为路中交流负载电阻为R‘L，即，即交流负载线和直流负载线必然在交流负载线和直流负载线必然在Q点相交，因为性工作范围点相交，因为性工作范围内，输入电压在变化过程中是一定经过零点的，在通过零点时内，输入电压在变化过程中是一定经过零点的，在通过零点时ui=0，因此，这一时刻既是动态过程中的一个点，又与静态工作，因此，这一时刻既是动态过程中的一个点，又与静态工作情况相符，所以这一时刻的情况相符，所以这一时刻的iC和和uCE应同时在两条负载线上，这只应同时在两条负载线上，这只有是两条负载线的交点才有可能有是两条负载线的交点才有可能这样，通过这样，通过Q点作一条斜率为－点作一条斜率为－1/R’L的直线就可得到交流负载线的直线就可得到交流负载线2 2）交流）交流负载线 （（2 2）交流）交流负载线可通可通过两种方法作出两种方法作出①①点斜式：已知交流负载线上的一点点斜式：已知交流负载线上的一点Q，其斜率由，其斜率由RL`=Rc∥∥RL决决定②②两点式：交流负载线必通过两点式：交流负载线必通过Q点，另一点是交流负载线在横坐点，另一点是交流负载线在横坐标的截距标的截距P点点连接连接QP两点，即为交流负载线。
两点，即为交流负载线思考：如何通过交流负载线确定最大不失真的输出电压幅值？思考：如何通过交流负载线确定最大不失真的输出电压幅值？ (3)(3)(3)(3)波形的失真波形的失真波形的失真波形的失真顶顶部失真部失真部失真部失真底部失真底部失真底部失真底部失真 点的选择点的选择 除非为了要得到最大不失真输出，往往采取灵活的原则，除非为了要得到最大不失真输出，往往采取灵活的原则，除非为了要得到最大不失真输出，往往采取灵活的原则，除非为了要得到最大不失真输出，往往采取灵活的原则，如当信号幅度不大时，为了降低直流电源如当信号幅度不大时，为了降低直流电源如当信号幅度不大时，为了降低直流电源如当信号幅度不大时，为了降低直流电源V VCCCC的能量消耗，在的能量消耗，在的能量消耗，在的能量消耗，在不产生失真和保证一定的电压增益的前提下，常可把不产生失真和保证一定的电压增益的前提下，常可把不产生失真和保证一定的电压增益的前提下，常可把不产生失真和保证一定的电压增益的前提下，常可把点选点选点选点选得低一些得低一些得低一些得低一些 应当注意，应当注意，应当注意，应当注意，点选得过低，将导致产生截止失真；反之，点选得过低，将导致产生截止失真；反之，点选得过低，将导致产生截止失真；反之，点选得过低，将导致产生截止失真；反之，若若若若点选得过高，又将引起饱和失真。
一般来说，点选得过高，又将引起饱和失真一般来说，点选得过高，又将引起饱和失真一般来说，点选得过高，又将引起饱和失真一般来说，点选在交点选在交点选在交点选在交流负载线的中央，这时可获得最大的不失真输出，亦即可得流负载线的中央，这时可获得最大的不失真输出，亦即可得流负载线的中央，这时可获得最大的不失真输出，亦即可得流负载线的中央，这时可获得最大的不失真输出，亦即可得到最大的动态工作范围到最大的动态工作范围到最大的动态工作范围到最大的动态工作范围 BJTBJT的三个工作区域的三个工作区域 BJTBJT的基本特点是通过电流控制实现放大作用，但是这种的基本特点是通过电流控制实现放大作用，但是这种的基本特点是通过电流控制实现放大作用，但是这种的基本特点是通过电流控制实现放大作用，但是这种放大作用并不是在任何情况下都能实现的，前已提及，如果放大作用并不是在任何情况下都能实现的，前已提及，如果放大作用并不是在任何情况下都能实现的，前已提及，如果放大作用并不是在任何情况下都能实现的，前已提及，如果点过高，点过高，点过高，点过高，BJTBJT就会从放大转化为饱和，而就会从放大转化为饱和，而就会从放大转化为饱和，而就会从放大转化为饱和，而点过低时，点过低时，点过低时，点过低时，BJTBJT又会从放大转化为截止。
饱和、放大、截止称为又会从放大转化为截止饱和、放大、截止称为又会从放大转化为截止饱和、放大、截止称为又会从放大转化为截止饱和、放大、截止称为BJTBJT的三种的三种的三种的三种工作状态，对应这三种工作状态，可把工作状态，对应这三种工作状态，可把工作状态，对应这三种工作状态，可把工作状态，对应这三种工作状态，可把BJTBJT的输出特性分成的输出特性分成的输出特性分成的输出特性分成三个区域：饱和区、放大区和截止区三个区域：饱和区、放大区和截止区三个区域：饱和区、放大区和截止区三个区域：饱和区、放大区和截止区1Q2 BJTBJT的三个工作区域的三个工作区域 饱和现象的产生是由于工作点上移使饱和现象的产生是由于工作点上移使饱和现象的产生是由于工作点上移使饱和现象的产生是由于工作点上移使u uCECE减小到一定的程度减小到一定的程度减小到一定的程度减小到一定的程度后，集电结收集载流子的能力减弱，发射级发射有余，而集电后，集电结收集载流子的能力减弱，发射级发射有余，而集电后，集电结收集载流子的能力减弱，发射级发射有余，而集电后，集电结收集载流子的能力减弱，发射级发射有余，而集电极收集不足，这时即使极收集不足，这时即使极收集不足，这时即使极收集不足，这时即使I IB B增加，但增加，但增加，但增加，但I IC C却不能增加即不再服从却不能增加即不再服从却不能增加即不再服从却不能增加即不再服从I IC C＝＝＝＝ßIßIB B的规律了。
如图中的规律了如图中的规律了如图中的规律了如图中1 1点一般把输出特性直线上升和弯曲部点一般把输出特性直线上升和弯曲部点一般把输出特性直线上升和弯曲部点一般把输出特性直线上升和弯曲部分划为分划为分划为分划为饱和区饱和区BJTBJT工作在饱和状态时管压降称为工作在饱和状态时管压降称为工作在饱和状态时管压降称为工作在饱和状态时管压降称为饱和压降饱和压降，一，一，一，一般在估算小功率管时，对硅管可取般在估算小功率管时，对硅管可取般在估算小功率管时，对硅管可取般在估算小功率管时，对硅管可取0.3V(0.3V(对锗管可取对锗管可取对锗管可取对锗管可取0.1V)0.1V)在饱和状态下，和状态下，和状态下，和状态下，BJTBJT的的的的V VCECE很小，所以很小，所以很小，所以很小，所以BJTBJT如同工作在短接状态如同工作在短接状态如同工作在短接状态如同工作在短接状态1Q2 BJTBJT的三个工作区域的三个工作区域 BJTBJT输出特性的平坦部分接近于恒流特性，这部分符合输出特性的平坦部分接近于恒流特性，这部分符合输出特性的平坦部分接近于恒流特性，这部分符合输出特性的平坦部分接近于恒流特性，这部分符合I IC C＝＝＝＝ßIßIB B的规律，称为放大区，这是放大电路的工作区域。
的规律，称为放大区，这是放大电路的工作区域的规律，称为放大区，这是放大电路的工作区域的规律，称为放大区，这是放大电路的工作区域 当其他条件不变时，如当其他条件不变时，如当其他条件不变时，如当其他条件不变时，如I IB B减小，则减小，则减小，则减小，则点就会沿直流负载线向点就会沿直流负载线向点就会沿直流负载线向点就会沿直流负载线向下移动，当下移动，当下移动，当下移动，当I IB B＝＝＝＝0 0时，工作到时，工作到时，工作到时，工作到2 2点，点，点，点，I IC C＝＝＝＝I ICEOCEO≈0≈0，这时，这时，这时，这时I IB B＝＝＝＝0 0，，，，I IC C≈0≈0，，，，V VCECE＝＝＝＝V VCCCC，，，，BJTBJT如同工作在断开状态，一般把输出特性如同工作在断开状态，一般把输出特性如同工作在断开状态，一般把输出特性如同工作在断开状态，一般把输出特性I IB B＝＝＝＝0 0曲曲曲曲线以下的部分称为线以下的部分称为线以下的部分称为线以下的部分称为截止区截止区由上所述，改变由上所述，改变由上所述，改变由上所述，改变I IB B就可使就可使就可使就可使BJTBJT的三种工作状态互相转化。
在放大的三种工作状态互相转化在放大的三种工作状态互相转化在放大的三种工作状态互相转化在放大电路中尽量避免工作到饱和区和截止区，以免产生饱和失真和电路中尽量避免工作到饱和区和截止区，以免产生饱和失真和电路中尽量避免工作到饱和区和截止区，以免产生饱和失真和电路中尽量避免工作到饱和区和截止区，以免产生饱和失真和截止失真截止失真截止失真截止失真1Q2 三极管的微三极管的微变等效等效电路法路法（１）模型的建立（１）模型的建立（２）主要参数（２）主要参数（３）（３）h h参数参数（４）（４）h h参数微参数微变等效等效电路路简化模型化模型 在定量分析放大电路性能指标时，除采用图解法，还可采用在定量分析放大电路性能指标时，除采用图解法，还可采用在定量分析放大电路性能指标时，除采用图解法，还可采用在定量分析放大电路性能指标时，除采用图解法，还可采用微变等效电路分析法图解法主要用于分析大信号情况，微变微变等效电路分析法图解法主要用于分析大信号情况，微变微变等效电路分析法图解法主要用于分析大信号情况，微变微变等效电路分析法图解法主要用于分析大信号情况，微变等效电路分析法主要用于分析小信号情况。
等效电路分析法主要用于分析小信号情况等效电路分析法主要用于分析小信号情况等效电路分析法主要用于分析小信号情况 (1)(1)模型的建立模型的建立 1.1.1.1.三极管可以用一个模型来代替三极管可以用一个模型来代替三极管可以用一个模型来代替三极管可以用一个模型来代替 2. 2. 2. 2.小信号意味着三极管在小信号意味着三极管在小信号意味着三极管在小信号意味着三极管线性条件下工作性条件下工作性条件下工作性条件下工作, , , ,微微微微变变也具也具也具也具有有有有线线性同性同性同性同样样的含的含的含的含义义v v v vBEBEBEBEv v v vCECECECEi i i i B B B Bi i i i C C C C- - - -+ + + ++ + + +- - - -晶体管的输入、输出特性是非线性的，如果信号电压很小时，晶体管工作在特性曲线的一个小范围内这时可把此范围的曲线近似视为一段直线，这样就可用线性电路元件来等效代替晶体管这个非线性元件，从而可以用求解线性电路的方法来分析晶体管电路晶体管是一个三端元件，在放大器里，总是接成双口网络形式，即它必有输入口与输出口，用微变等效电路来表示晶体管，就是要找到相应的电路元件来分别表示输入端与输出端的电流电压关系。
1. 1. 输入回路输入回路iBu uBEBE 当信号很小时，将输入特性在当信号很小时，将输入特性在小范围内近似线性小范围内近似线性 u uBEBE i iB B 对输入的小交流信号而言，对输入的小交流信号而言，三极管相当于电阻三极管相当于电阻r rbeberbe的量级从几百欧到几千欧的量级从几百欧到几千欧对于小功率三极管：对于小功率三极管： 2. 2. 输出回路输出回路i iC Cu uCECE所以：所以：(1) (1) 输出端相当于一个受输出端相当于一个受i ib b 控制的电流源控制的电流源近似平行近似平行(2) (2) 考虑考虑 u uCE CE 对对 i iC C的影响，输的影响，输出端还要并联一个大电阻出端还要并联一个大电阻r rcecer r ce ce 的含的含义义 i iC C u uCECE (2) h(2) h参数参数，称，称，称，称为输为输入入入入电电阻，即阻，即阻，即阻，即 r r r rbebebebe称，称，称，称为电压为电压反反反反馈馈系数称，称，称，称为电为电流放大系数，即流放大系数，即流放大系数，即流放大系数，即 。
，称，称，称，称为输为输出出出出电导电导，即，即，即，即1/1/1/1/r r r rcececece三极管的模型也可以用网三极管的模型也可以用网三极管的模型也可以用网三极管的模型也可以用网络络方程方程方程方程导导出三极管的三极管的三极管的三极管的输输入和入和入和入和输输出特性曲出特性曲出特性曲出特性曲线线如下：如下：如下：如下： u ubebei ib bu ucecei ic cu ubebeu ucecei ic cr rcece很大，很大，一般忽略一般忽略三极管的微变等效电路三极管的微变等效电路r rbebe i ib bi ib b r rcecer rbebe i ib bi ib bbce等等效效cbe (3) h(3) h参数微参数微变等效等效电路路简化模型化模型 3.2.2 3.2.2 共射共射组态基本放大基本放大电路路 微微变等效等效电路分析法路分析法(1)(1)共射共射组态基本放大基本放大电路路的微的微变等效等效电路路 ①①①①首先，在原理电路图上定出首先，在原理电路图上定出首先，在原理电路图上定出首先，在原理电路图上定出BJTBJT的三个电极，用的三个电极，用的三个电极，用的三个电极，用HH参数小信号模型表示参数小信号模型表示参数小信号模型表示参数小信号模型表示BJTBJT ②②②②其次，直流电压源、电容交流短路，直流量（其次，直流电压源、电容交流短路，直流量（其次，直流电压源、电容交流短路，直流量（其次，直流电压源、电容交流短路，直流量（I IB B，，，，I IC C）不予考虑，）不予考虑，）不予考虑，）不予考虑， ③③③③正弦信号作为输入信号，所以微变等效电路中采用相量表示电压和电流正弦信号作为输入信号，所以微变等效电路中采用相量表示电压和电流正弦信号作为输入信号，所以微变等效电路中采用相量表示电压和电流正弦信号作为输入信号，所以微变等效电路中采用相量表示电压和电流(2) (2) 直流直流计算算(3) (3) 交流交流计算算 (1) (1) 共射共射组态基本放大基本放大电路路 特点：特点：负载电阻越小，放大倍数越小。
负载电阻越小，放大倍数越小r rbebeR RB BR RC CR RL L 输出电阻的计算输出电阻的计算对于负载而言，放大电路相当于信号源，可以将它进对于负载而言，放大电路相当于信号源，可以将它进行戴维南等效，戴维南等效电路的内阻就是输出电阻行戴维南等效，戴维南等效电路的内阻就是输出电阻计算输出电阻的方法：计算输出电阻的方法：(1) (1) 所有电源置零，然后计算电阻（对有受控源的所有电源置零，然后计算电阻（对有受控源的电路不适用）电路不适用）2) (2) 所有独立电源置零，保留受控源，加压求流法所有独立电源置零，保留受控源，加压求流法 所以：所以：用加压求流法求输出电阻：用加压求流法求输出电阻：r rbebeR RB BR RC C00 共射共射组态基本放大基本放大电路－直流通路路－直流通路电源电源电源电源V VCCCC通过基极电阻通过基极电阻通过基极电阻通过基极电阻R Rb b给基极提供一个合适的基极电流给基极提供一个合适的基极电流给基极提供一个合适的基极电流给基极提供一个合适的基极电流I IB B（常称为偏流）（常称为偏流）（常称为偏流）（常称为偏流）由上式可见，这个电路的偏流由上式可见，这个电路的偏流由上式可见，这个电路的偏流由上式可见，这个电路的偏流I IB B决定于决定于决定于决定于V VCCCC和和和和R Rb b的大小，的大小，的大小，的大小， V VCCCC和和和和R Rb b一经确定后，偏流一经确定后，偏流一经确定后，偏流一经确定后，偏流I IB B就是固定的，所以这种电路称为固定偏就是固定的，所以这种电路称为固定偏就是固定的，所以这种电路称为固定偏就是固定的，所以这种电路称为固定偏流电路，流电路，流电路，流电路，R Rb b又称为基极偏置电阻。
又称为基极偏置电阻又称为基极偏置电阻又称为基极偏置电阻 放大器工作点放大器工作点稳定定问题点点点点在放大电路中是很重要的，不仅关系到波形失真，而且对在放大电路中是很重要的，不仅关系到波形失真，而且对在放大电路中是很重要的，不仅关系到波形失真，而且对在放大电路中是很重要的，不仅关系到波形失真，而且对电压增益也有重大影响，所以在设计或调试放大电路时，为获电压增益也有重大影响，所以在设计或调试放大电路时，为获电压增益也有重大影响，所以在设计或调试放大电路时，为获电压增益也有重大影响，所以在设计或调试放大电路时，为获得较好的性能，必须首先设置一个合适的得较好的性能，必须首先设置一个合适的得较好的性能，必须首先设置一个合适的得较好的性能，必须首先设置一个合适的点点点点在固定偏流电在固定偏流电在固定偏流电在固定偏流电路中，当电源电压路中，当电源电压路中，当电源电压路中，当电源电压V VCCCC和集电极电阻和集电极电阻和集电极电阻和集电极电阻R Rc c确定后，放大电路的确定后，放大电路的确定后，放大电路的确定后，放大电路的点点点点就由基极电流就由基极电流就由基极电流就由基极电流I IB B来决定，这个电流就叫做偏流，而获得偏流的来决定，这个电流就叫做偏流，而获得偏流的来决定，这个电流就叫做偏流，而获得偏流的来决定，这个电流就叫做偏流，而获得偏流的电路叫做偏置电路。
固定偏流电路实际上是由一个偏置电阻电路叫做偏置电路固定偏流电路实际上是由一个偏置电阻电路叫做偏置电路固定偏流电路实际上是由一个偏置电阻电路叫做偏置电路固定偏流电路实际上是由一个偏置电阻R Rb b构成的，这种电路结构简单，调试方便，只要适当选择电路参构成的，这种电路结构简单，调试方便，只要适当选择电路参构成的，这种电路结构简单，调试方便，只要适当选择电路参构成的，这种电路结构简单，调试方便，只要适当选择电路参数就可保证数就可保证数就可保证数就可保证点点点点处于合适的位置但是，由于这种电路偏流是处于合适的位置但是，由于这种电路偏流是处于合适的位置但是，由于这种电路偏流是处于合适的位置但是，由于这种电路偏流是“ “固定固定固定固定” ”的（的（的（的（I IB B≈V≈VCCCC/R/Rb b），当更换管子或是环境温度变化引起），当更换管子或是环境温度变化引起），当更换管子或是环境温度变化引起），当更换管子或是环境温度变化引起管子参数变化时，电路的工作点往往会移动，甚至移到不合适管子参数变化时，电路的工作点往往会移动，甚至移到不合适管子参数变化时，电路的工作点往往会移动，甚至移到不合适管子参数变化时，电路的工作点往往会移动，甚至移到不合适的位置而使放大电路无法正常工作，为此必须设计能够自动调的位置而使放大电路无法正常工作，为此必须设计能够自动调的位置而使放大电路无法正常工作，为此必须设计能够自动调的位置而使放大电路无法正常工作，为此必须设计能够自动调整工作点位置的偏置电路，以使工作点能稳定在合适的位置。
整工作点位置的偏置电路，以使工作点能稳定在合适的位置整工作点位置的偏置电路，以使工作点能稳定在合适的位置整工作点位置的偏置电路，以使工作点能稳定在合适的位置 共共共共发发射极交流基本放大射极交流基本放大射极交流基本放大射极交流基本放大电电路如路如路如路如图图所示1) (1) 共射共射组态基本放大基本放大电路路 (a) (a) (a) (a) 共射基本放大共射基本放大共射基本放大共射基本放大电电路路路路 (b)(b)(b)(b) h h h h参数微参数微参数微参数微变变等效等效等效等效电电路路路路 (2) (2) 直流直流计算算 I IB B=(=(V V ' 'CCCC－－－－V VBEBE) / [) / [R R' 'b b+(1++(1+ ) )R Re e] ] V V ' 'CCCC= = V VCCCC R Rb2 b2 / (/ (R Rb1b1+ +R Rb2b2) ) R R' 'b b= = R Rb1b1∥∥∥∥R Rb2b2 I IC C= = I IB B V VC C= = V VCCCC －－－－I IC CR Rc c V VCECE= = V VCCCC －－－－I IC CR Rc c－－－－I IE ER Re e= = V VCCCC －－－－I IC C( (R Rc c+ +R Re e) ) 静静静静态计态计算如下：算如下：算如下：算如下：V V BQBQ= = V VCCCC R Rb2 b2 / (/ (R Rb1b1+ +R Rb2b2) )I IEQEQ=(=(V V BQBQ- -V VBEBE) / ) / R Re eI IBQBQ = = I IEQEQ / /(1+(1+ ) )I IC C= = I IB BV VCECE= = V VCCCC －－－－I ICQCQR Rc c－－－－I IEQEQR Re e= = V VCCCC －－－－I IC C( (R Rc c+ +R Re e) ) (3) (3) 交流交流计算算输输出出出出电电阻阻阻阻R R R Ro o o o = = = = r r r rcececece∥∥∥∥R R R Rc c c c≈≈≈≈R R R Rc c c c输输入入入入电电阻阻阻阻 = = r rbebe // // R Rb1b1// // R Rb2b2≈ ≈r rbebe = = r rbb' bb' +(1++(1+β β)26)26 mV/mV/ I IE E =300Ω+(1+=300Ω+(1+β β)26)26 mV/mV/ I IE E电压电压放大倍数放大倍数放大倍数放大倍数 = = －－－－βR'βR'L L / / r rbebe 放大器工作点放大器工作点稳定定问题一、工作点一、工作点稳定及温度定及温度对工作点的影响工作点的影响1 1 1 1、、、、为为什么要什么要什么要什么要设设置置置置稳稳定的定的定的定的Q Q Q Q点？点？点？点？ （（（（1 1 1 1））））Q Q Q Q点点点点设设置不合适的置不合适的置不合适的置不合适的话话，将使，将使，将使，将使输输出波形失真出波形失真出波形失真出波形失真 （（（（2 2 2 2）放大倍数与）放大倍数与）放大倍数与）放大倍数与Q Q Q Q点有关点有关点有关点有关 2 2 2 2、、、、环环境温度境温度境温度境温度对对工作点工作点工作点工作点稳稳定的影响定的影响定的影响定的影响 当温度升高当温度升高当温度升高当温度升高时时，三极管的反向，三极管的反向，三极管的反向，三极管的反向饱饱和和和和电电流流流流I I I ICBOCBOCBOCBO U U U UBEBEBEBE 、、、、ß Iß Iß Iß IC C C C 从而影响从而影响从而影响从而影响AuAuAuAu二、工作点二、工作点稳定定电路介路介绍 以射极偏置以射极偏置以射极偏置以射极偏置电电路路路路为为例例例例说说明，明，明，明，电电路就是前面介路就是前面介路就是前面介路就是前面介绍绍的的的的共射极放大共射极放大共射极放大共射极放大电电路，将路，将路，将路，将电电容容容容CeCeCeCe去掉。
去掉电电路如下路如下路如下路如下图图所示：所示：所示：所示： 稳定稳定稳定稳定点的原理：设点的原理：设点的原理：设点的原理：设I I1 1>>I>>Ib b，对，对，对，对SiSi管管管管>10>10倍倍倍倍 对对对对GeGe管管管管>20>20倍倍倍倍 则有：则有：则有：则有： V V b b= V= VCCCC R Rb2 b2 / (R/ (Rb1b1+R+Rb2b2) )当某种原因影响当某种原因影响当某种原因影响当某种原因影响I IC C I IE E U UE E U UBEBE I Ib b I IC C (a)(a)共集组态放大电路共集组态放大电路共集组态放大电路共集组态放大电路 (b) (b) 直流通道直流通道直流通道直流通道 3.2.3 共集、共基组态基本放大电路共集、共基组态基本放大电路共集电极组态基本放大电路如图共集电极组态基本放大电路如图共集电极组态基本放大电路如图共集电极组态基本放大电路如图 (a) (a) (a) (a)所示。
所示1)(1)直流分析直流分析 将共集组态基本放大电路的直流通道画于图将共集组态基本放大电路的直流通道画于图将共集组态基本放大电路的直流通道画于图将共集组态基本放大电路的直流通道画于图(b)(b)(b)(b)之中，之中，之中，之中，于是有于是有于是有于是有 I IB B=( =( V'V'CCCC－－－－V VBEBE)/ [)/ [R'R'b b+(1++(1+ ) )R Re e] ] I IC C= = I IB B V VCECE= = V VCCCC－－－－I IE ER Re e= = V VCCCC－－－－I IC CR Re e (2)(2)交流分析交流分析①①①①中频电压放大倍数中频电压放大倍数中频电压放大倍数中频电压放大倍数 ②②②②输入电阻输入电阻输入电阻输入电阻 R Ri i= =R Rb1b1// // R Rb2b2 //[ //[r rbebe +(1+ +(1+ ) )R'R'L L )] )] R'R'L L = = R RL L // // R Re e ③③③③输出电阻输出电阻输出电阻输出电阻输出电阻可从右图求出输出电阻可从右图求出输出电阻可从右图求出输出电阻可从右图求出。
共基组态放大电路如图所示，共基组态放大电路如图所示，共基组态放大电路如图所示，共基组态放大电路如图所示，(1)(1)直流分析直流分析 与共射组态相同与共射组态相同与共射组态相同与共射组态相同V V BQBQ= = V VCCCC R Rb2 b2 / (/ (R Rb1b1+ +R Rb2b2) )I IEQEQ=(=(V V BQBQ- -V VBEBE) / ) / R Re eI IBQBQ = = I IEQEQ / /(1+(1+ ) )I IC C= = I IB BV VCECE= = V VCCCC －－－－I ICQCQR Rc c－－－－I IEQEQR Re e= = V VCCCC －－－－I IC C( (R Rc c+ +R Re e) ) (2)(2)交流分析交流分析 共基极组态基本放大电路的微变等效电路共基极组态基本放大电路的微变等效电路共基极组态基本放大电路的微变等效电路共基极组态基本放大电路的微变等效电路①①①①电压放大倍数电压放大倍数电压放大倍数电压放大倍数 = =βR'βR'L L / / r rbebe②②②②输入电阻输入电阻输入电阻输入电阻 ③③③③输出电阻输出电阻输出电阻输出电阻 R Ro o ≈ ≈R RC C 1. 1.有电路既放大电流又放大电压，才称其有放大作用；（有电路既放大电流又放大电压，才称其有放大作用；（ ）） （（1 1）当）当 ＝＝0V0V时，测得时，测得U UBEQBEQ＝＝0.7V0.7V，若要基极电流，若要基极电流I IBQBQ＝＝2020μ μA A，， 则则 和和R RWW之之和和R Rb b＝＝ ≈ ≈ kΩkΩ；；而而若若测测得得U UCEQCEQ＝＝6V6V，，则则R Rc c＝＝ ≈ ≈ kΩkΩ。
2 2））若若测测得得输输入入电电压压有有效效值值 =5mV=5mV时时，，输输出出电电压压有有效效值值 ＝＝0.6V0.6V，， 则则电电压压放放大倍数大倍数 ＝＝ ≈ ≈ 若负载电阻若负载电阻R RL L值与值与R RC C相等相等 ，则带上负载，则带上负载后输出电压有效值后输出电压有效值 ＝＝ ＝＝ V V 2. 2.在在下下图图所所示示电电路路中中，， 已已知知V VCCCC＝＝12V12V，，晶晶体体管管的的 ＝＝100100，， ＝＝100k100kΩ Ω填填空空：：要求先填文字表达式后填得数要求先填文字表达式后填得数F F 电路如图P2.13所示，晶体管的＝100， =100Ω。
（1）求电路的Q点、、Ri和Ro； （2）若电容Ce开路，则将引起电路的哪些动态参数发生变化？如何变化？（1）静态分析： 动态分析： （2）Ri增大，Ri≈4.1kΩ； 减小， ≈－1.92 结型场效应管结型场效应管结型场效应管结型场效应管 增强型场效应管增强型场效应管增强型场效应管增强型场效应管 耗尽型场效应管耗尽型场效应管耗尽型场效应管耗尽型场效应管 3.6.13.6.1共源组态基本放大电路共源组态基本放大电路 对于采用场效应三极管的共源基本放大对于采用场效应三极管的共源基本放大电路，可以与共射组态接法的基本放大电路电路，可以与共射组态接法的基本放大电路相对应，只不过场效应三极管是电压控制电相对应，只不过场效应三极管是电压控制电流源，即流源，即VCCSa)采用结型场效应管(b)采用绝缘栅场效应管 比较共源和共射放大电路，它们只是在比较共源和共射放大电路，它们只是在偏置电路和受控源的类型上有所不同只偏置电路和受控源的类型上有所不同只要将微变等效电路画出，就是一个解电路要将微变等效电路画出，就是一个解电路的问题了。
的问题了3.6 3.6 场效应管放大电路的分析方法场效应管放大电路的分析方法 (1)(1)直流分析直流分析 将共源基本放大电路的直流通道画出,如下图所示 VG=VDDRg2/(Rg1+Rg2) VGSQ= VG－－VS= VG－－IDQR IDQ= IDSS[1－－(VGSQ /VGS(off))]2 VDSQ= VDD－－IDQ(Rd+R) 于是可以解出于是可以解出VGSQ、、IDQ和和VDSQ 场效应管的简化微变等效模型场效应管的简化微变等效模型 (2)(2)交流分析（分压式偏置电路）交流分析（分压式偏置电路）微变等效电路 与双极型三极管相比，输入电阻无穷大，与双极型三极管相比，输入电阻无穷大，相当开路相当开路VCCS的电流源的电流源 ，在双极型三，在双极型三极管的简化模型中，因输出电阻很大视为开路极管的简化模型中，因输出电阻很大视为开路其它部分与双极型三极管放大电路情况一样其它部分与双极型三极管放大电路情况一样 ①①电压放大倍数放大倍数 如果有信号源内阻RS时 =－gmR'LRi / (Ri +RS) 式中Ri是放大电路的输入电阻。
②②输入入电阻阻 ③③输出出电阻阻 为计算放大电路的输出电阻，可按双口为计算放大电路的输出电阻，可按双口网络计算原则将放大电路画成下图的形式网络计算原则将放大电路画成下图的形式 将负载电阻将负载电阻RL开路，并想象在输出端加开路，并想象在输出端加一个电源一个电源 , 将输入电压信号源短路，但保将输入电压信号源短路，但保留内阻然后计算留内阻然后计算 ，于是，于是 交流参数归纳如下①电压放大倍数③输出电阻②输入电阻 Ri=Rg1//Rg2 共漏组态基本放大电路共漏组态基本放大电路共漏组态基本放大电路如图共漏组态基本放大电路如图03.3203.32所示所示图 03.32 共漏组态放大电路 03.33 直流通道其直流工作状态和动态分析如下其直流工作状态和动态分析如下1)(1)直流分析直流分析 将共漏组态基本放大电路的直流路如图将共漏组态基本放大电路的直流路如图所示，于是有所示，于是有 VG=VDDRg2/(Rg1+Rg2) VGSQ= VG－－VS= VG－－IDQR IDQ= IDSS[1－－(VGSQ /VGS(off))]2 VDSQ= VDD－－IDQR由此可以解出由此可以解出VGSQ、、IDQ和和VDSQ。
(2)(2)交流分析交流分析 将下图放大电路的微变等效电路画出，将下图放大电路的微变等效电路画出，①①电压放大倍数放大倍数比较共源和共漏组态放大电路的电压放大倍数公比较共源和共漏组态放大电路的电压放大倍数公式，分子都是式，分子都是gmR'L，分母对共源放大电路是，分母对共源放大电路是1，，对共漏放大电路是对共漏放大电路是(1+ gmR'L)②②输入入电阻阻 ③③输出出电阻阻 计算输出电阻的原则与其它组态相同，计算输出电阻的原则与其它组态相同， 交流参数归纳如下①电压放大倍数③输出电阻②输入电阻Ri=Rg+(Rg1//Rg2) 共栅组态基本放大电路共栅组态基本放大电路 共栅组态放大电路如左图所示，其微共栅组态放大电路如左图所示，其微变等效电路如右图所示变等效电路如右图所示 (1)(1)直流分析直流分析 与共源组态放大电路相同与共源组态放大电路相同2)(2)交流分析交流分析①①电压放大倍数放大倍数②②输入入电阻阻 ③③输出出电阻阻 Ro≈Rd 交流参数归纳如下①电压放大倍数.②输入电阻③输出电阻 Ro≈Rd 三种接法基本放大电路的比较三种接法基本放大电路的比较三种基本放大电路的比较如下三种基本放大电路的比较如下组态对应关系组态对应关系 CE / CB / CC CS / CG / CDbeLLbeLbeL +=CB )1( )(1 =CC =CErRβARβrRβArRβAvvv¢¢++¢+¢-&&&：：：电压放大倍数电压放大倍数P80P84P106P107 三种基本放大电路的比较如下三种基本放大电路的比较如下组态对应关系组态对应关系 CE / CB / CCCE / CB / CC CS / CG / CDCS / CG / CD输入电阻输入电阻Ri CB: CC:CE:CS：Rg1 // Rg2CD：Rg+ (Rg1 // Rg2 )CG：R//(1/gm)Re//[rbe/(1+)]P81固定偏流电路固定偏流电路P90分压式偏置电路分压式偏置电路P84P87P106CS幻灯片幻灯片181P106CD幻灯片幻灯片186CD幻灯片幻灯片189 三种基本放大电路的比较如下三种基本放大电路的比较如下组态对应关系组态对应关系 CE / CB / CC CS / CG / CD输出电阻输出电阻Ro CS：rds // RdCD：R//(1/gm)CG：RdP81P85P107P106P106P84 。
