三极管基础知识.pdf

1网络教材—《模拟电子技术》－半导体三极管及放大电路基础 Frequently Asked Question（FAQ） 1. 既然 BJT 具有两个 PN 结，可否用两个二极管相联以构成一只 BJT，试说明其理由 解：BJT 要实现放大作用，首先满足其内部条件，即要求发射区杂质浓度要远大于基区杂质浓度，同时基区厚度要很薄；集电结的结面要大仅用两个二极管相联构成的 BJT 不能满足上述三极管具有放大的内部条件，因此不能用两个二极管相联以构成一只 BJT 2. 要使 BJT具有放大作用，发射结和集电结的偏置电压应如何联接？ 解：要使 BJT 具有放大作用，必须满足三极管放大的内部条件和外部条件外部条件为发射结必须正偏，集电结必须反偏 3. BJT三极管为什么又称为双极型半导体三极管？ 解：通过对 BJT 工作时载流子的运动分析可知，它是由两种载流子即自由电子和空穴参与导电的半导体器件， 所以称它为双极型半导体三极管， 是一种 CCCS 器件 4. 小结 BJT三极管内部结构的特点 解：BJT 能进行放大，必须满足其内部结构的特点：①发射区重掺杂；②集电区中等掺杂，集电结的结面积远大于发射结的结面积；③基区轻掺杂，基区做得很薄。

5. 晶体管的发射极和集电极是否可以调换使用，为什么？ 解：不可以！由于三极管的特殊构造，虽然发射区和集电区是同型半导体，但发射区掺杂浓度高而面积小，而集电区则掺杂浓度低而面积大若调换使用将不能获得有效的电流放大作用（β1V以后是平坦的？ 解：因为当 V CE>1V 以后，集电结的电场已足够强，能使发射区扩散到基区的电子绝大部分都到达集电区，故 V CE再增加，I c 就增加不多了故在 BJT的输出特性在VCE>1V以后是平坦的 17. 为什么说，BJT是电流控制器件？ 4解：在 BJT 的输出特性曲线上，性区，流过 BJT 的集电极电流只与 BJT 的基极电流有关，而与加在 BJT的 CE之间的压降没有关系换句话说，集电极电流受控于基极电流，所以 BJT是电流控制器件 18. BJT 的电流放大系数α， β是如何定义的？能否从共射极输出特性上求得β值，并算出α值？在整个输出特性上，β（α）值是否均一致？ 答： 所以传输到基区电流传输到集电极电流，发射极传入电流传输到集电极电流βαβα+===11, ；可以从共射极输出特性上求β值在整个输出特性上β（α）值不是均一致的仅在放大区内β（α）值是均一致。

19. 使用晶体管时，只要（1）集电极电流超过 I CM值； （2）耗散功率超过 P CM值； （3）值射极电压超过 U （BR）CEO 值，晶体管就必须损坏上述几种说法是否都是对的？ 解：上述三种说法（2） ， （3）两种是对的，而（1）则不对因为 I C>ICM时首先是引起β下降到31以下而不起放大作用，管子并不一定损坏只有当 I C>>ICM，使管脚的内部引线烧断时才会损坏 20. 测得某一晶体管的 I B=10μA，I C=1mA，能否确定它的电流放大系数？什么情况下可以，什么情况下不可以？ 解：按题意所谓电流放大系数应为线性放大区的 β 值，题中只给出了 I B 和I C值，没有给出测试时的 U CE值，若 U CE>1V，则可认为测量工作点处于线性放大区，其电流放大系数应为 100101013=×==−BcIIβ 若 U CE≤1V，则处于饱和区，计算所得数值不代表线性放大区的电流放大系数，只是该工作点上的电流放大系数 21. 谈谈你对 BJT组成的放大电路，对“放大”的理解 解：放大电路主要用于放大微弱信号，输出电压或电流在幅度上得到了放大，输出信号的能量得到了加强输出信号的能量实际上是由直流电源提供的，只是经过三极管的控制，使之转换成信号能量，提供给负载。

所以放大作用的实质是放大器件的控制作用；放大器是一种能量控制部件同时还要注意放大作用是针对变化量而言 22. 放大器的应用相当广泛，有哪几种分类法，又分成哪些放大器？ 解：①按工作频率分，可分为：直流放大器、低频放大器、高频放大器和宽带放大器；②按放大器放大对象分，可分为：电压放大器、电流放大器、功率放大器；③按放大器工作状态分，可分为：甲类放大器、乙类放大器、甲乙类放大器 23. 为什么说当β一定时通过增大 I E 来提高电压放大倍数是有限制的？试从 I C 和γ be两方面来说明 解：首先，I E 增大则 I C 增大，最后进入饱和区，A u 下降；I C≥I CM，β下降到原 5值31以下，也使 A u 下降其次，I E 增大，γ be减小，到最后γ be≈γ bb′ ≈300Ω不能再减小了，A u 也不能增大可见靠 I E 增大来提高电压放大倍数是有限制的 24. 能否增大 R C 来提高放大电路的电压放大倍数？当 R C 过大时对放大电路的工作有何影响？设 I B 不变 解：性放大区适当增大 R C 可提高电压放大倍数 A u，但 A u 还受负载电阻 R L影响，R L 一定时，R C 增大对 A u 影响有限。

其次当 R C 过大时，工作点进入饱和区，产生饱和失真，也达不到增大 A u 的目的 25. 如何用一台欧姆表（模拟型）判别一只 BJT的三个电极为 e，b，c？ 解：用欧姆表分别测量处在正常工作下的 BJT 的三个电级对地地电位，根据三极管能进行放大的外部条件来判别 26. 说说放大倍数的概念 解：电压放大倍数定义为：.i.o./= VVAv如下图所示 27. 在放大电路中，输入电阻是怎样定义的？有什么含义？ 解：输入电阻是表明放大电路从信号源吸取电流大小的参数， Ri 大，放大电路从信号源吸取的电流则小，反之则大 Ri 的定义为.i.ii/= IVR ，见下图所示 28. 在放大电路中，输出电阻是怎样定义的？有什么含义？ 解：输出电阻是表明放大电路带负载的能力， Ro 大，表明放大电路带负载的能力差，反之则强 Ro 的定义为：.o.oo/= IVR ∆∆ 见下图所示： 629. 在放大电路中，通频带是怎样定义的？ 解：放大电路的增益 A(f)是频率的函数在低频段和高频段放大倍数通常都要下降当 A(f)下降到中频电压放大倍数 A0 的21时，即： A(fL)=A(fH)=O07.02AA≈ ，相应的频率 fL 称为下限频率， fH 称为上限频率，如图所示： 30. 关于直流负载线和交流负载线，下列说法中哪个正确？哪个不正确？①不相交；②相交于同一点，但不是静态工作点；③相交于同一点即为静态工作点。

解：第③种说法是正确的！直流负载线和交流负载线同交于一点，这一点是静态工作点 31. 在基本的共射极放大电路中，为什么要有两个直流电源（V CC，V BB） ，二者缺一不可，除非将两电源合为一，为什么？ 解：V BB提供一个合适的基极电流 I B，并通过 R b 接基极，以保证发射结正偏，V CC提供电源，以保证集电结反偏，目的是使三极管工作性区，并将 V CC的能量转化为所需要的形式供给负载 32. 在下图中，如果调节 R B 使基极电位升高，试问此时 I C、V CE及集电极电位 V C 将如何变化？ 7解：基极电位 V B 升高时，基极电流 I B 增大，使 I C 增大，V CE下降，集电极电位VC=VCE也随之下降 33. γ be，γ ce, γ i，γ 0 是交流电阻，还是直流电阻？它们各是什么电阻？在γ 0中包括不包括负载电阻 R L？ 解：γ be，γ ce，γ i，γ 0 都是交流电阻γ be 是晶体三极管的输入电阻；γ i 是放大电路的输入电阻；γ ce是晶体三极管的输出电阻；γ 0 是放大电路的输出电阻，它不包括负载电阻 R L 34. 通常希望放大电路的输入电阻高一些好，不定期是低一些好？对输出电阻呢？放大电路的带负载能力是指什么？ 解：输入电阻高一些好，可使信号源内阻损失降低，信号得到有效放大。

而输出电阻则低一些好，可使信号有效输出带负载能力是指供给负载的电流和功率大小，输出电阻愈小，则带负载能力愈强 35. 判断一个电路是否具有放大能力有哪些原则？ 解：其原则有 4个：①必须满足 BJT三极管放大的外部条件：发射结正向偏置，集电结反向偏置；②外加输入信号不能被短接，必须加在发射结上；③输出信号能从输出端取出（一般指电压量） ；④没有外加信号时，一定要有合适的静态工作点在 4个原则中，只要有一个不满足，就不能对交流信号进行放大 36. 指出下列两图对交流信号有无放大？ 解：电路 (a)和(b) 对输入信号都没有放大的能力 37. 发现输出波形失真，是否说明静态工作点一定不合适？ 解：不一定，若工作点合适而信号幅度过大，也会产成波形失真 838. 在放大电路中，静态工作点不稳定对放大电路的工作有何影响？ 解：静态工作点不稳定将引起波形失真，如工作点升高则产生饱和失真，工作点下移将产生截止失真严重情况下，工作点过高将使三极管发热而损坏 39. 为什么说，放大器是一种能量控制部件？一台输出功率为 5W 的扩音机，这 5W功率来自何处？当扩音机接通电源和微音器，但无人对着微音器讲话时，喇叭无声音发出。

于是有人对放大器用两句话描述： “小能量控制大能量，放大对象是变化量” ，对此如何体会？ 解：在放大电路中，BJT利用基极电流对集电极电流的控制把电源 V CC的能量转换为变化的输出量，即把直流电源提供的能量转换到负载上因此这 5W功率来自直流电源 40. 在分析电路时，为什么要规定参考电位点和正方向？ 解：在分析电路时，需要求电流、电量值，采用电工原理的基本分析方法进行分析必须规定参考电位点和电流的流向，便于列写方程，求解参数如果值为正，说明实际方向与参考方向相同，如果值为负，说明实际方向与参考方向相反 41. 对分压式偏置电路而言，为 什么只有满足 I 2>>IB 和V V>>UBE两个条件，静态工作点才能得以基本稳定？ 解：因为当 I 2>>IB 时，I B 的微小变化将不影响 V B 大小，而当 V B>>UBE时，U BE的微小变化也几乎不影响 V B 大小，从而 I B 得以基本稳定，I C≈I E=EBEBEBRVRUV≈−，可见在上述两个条件 I E 与晶体管参数无关 42. 在实验中调整分压式偏置电路的静态工作点时，应调节哪个元件的参数比较方便？接上发射极电阻的旁路电容 C E 后是否影响静态工作点？ 解：通常是调节电阻 R B1，C E 对静态工作点无影响，因为静态值是直流，电容等于开路。

43. BJT 的小信号模型是在什么条件下建立的？其中的受控电源的性质如何？ 解：BJT 的小信号模型是当放大电路的输入信号很小时，非线性的 BJT 在其条件下可以用线性元件来代替，简化计算过程，又能满足工程误差的要求等效电压源 hreV CE反映输出电压变化量对输入回路影响，等效电流源反映输入电流的 i B 对输出回路的影响BJT本身是一种 CCCS 器件 44. 在画小信号等效电路时，常将电路中的直流电源短路，即把 直流电源 V CC 的正端看成直流正电位，交流地电位对此如何理解？ 解：小信号针对是变化量，故分析交流通略时，直流电源应不作用，这是叠加定理，在视为直流电压源不作用就视为短接 45. 放大电路如图所示当测得 BJT 的 VCE接近 VCC=的值时，问管子处于什么工作状态？可能的故障原因有哪些？ 9解：处于截止状态故障原因有：① Rb支路可能开路， IB=0， IC=0， VCE=VCC- ICRc= VCC② C1可能短路， VBE=0， IB=0， IC=0， VCE= VCC- ICRc= VCC 在简化的 BJT的小信号模型中， 两个参数 r be和β怎样求得？若用万用表的 “Ω”测量 b,e两极之间的电阻，是否为 r be? 解：参数β是通过。