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1船舶无线电技术基础船舶无线电技术基础第第2章章 晶体三极管及电压放大电路晶体三极管及电压放大电路上篇上篇 模拟电路模拟电路22.1 晶体三极管晶体三极管双极型三极管双极型三极管2.1.1 结构结构n三极管由两个三极管由两个PN结构成结构成n分类：分类：NPN型和型和PNP型型以以NPN型为例：型为例：n三个区：发射区、基区、集电区三个区：发射区、基区、集电区n三个极：发射极三个极：发射极E、基极、基极B、集电极、集电极Cn两个结：发射结（两个结：发射结（BE结）、集电结（结）、集电结（CB结）结）NPNPNP3 晶体三极管晶体三极管实现放大的条件：实现放大的条件：（1）内部结构条件：内部结构条件：n发射区高掺杂。发射区高掺杂。n基区很薄。基区很薄。n集电结面积大。集电结面积大。（2）外部偏置条件：）外部偏置条件：n外加电源使外加电源使发射结正偏，集电结反偏。发射结正偏，集电结反偏。共发射极连接：共发射极连接：E E极作为输入、输出公共端，极作为输入、输出公共端，当当VcVBVE时，满足外部条件，可实现放大。时，满足外部条件，可实现放大。4n 晶体三极管放大时内部载流子的运动晶体三极管放大时内部载流子的运动1 1）发射：）发射：发射结正偏，利于多数载流子的运动，发射结正偏，利于多数载流子的运动，IE=IEN+IEP。发射区高掺杂，。发射区高掺杂，IEIEP。2 2）复合和扩散：）复合和扩散：电子到达基区后，与电子到达基区后，与P P区的多子空穴区的多子空穴产生复合形成基极电流产生复合形成基极电流IBN。基区空穴浓度低，且薄，。基区空穴浓度低，且薄，大多数电子在基区中继续扩散到达集电结一侧。大多数电子在基区中继续扩散到达集电结一侧。动画动画演示演示IE=IEN+IEPIBN=IENICN 5n 晶体三极管放大时内部载流子的运动晶体三极管放大时内部载流子的运动3 3）收集：）收集：集电结反偏，将基区中扩散过来的电子收集电结反偏，将基区中扩散过来的电子收集到集电极形成集到集电极形成ICN。同时，集电区少子空穴和基区。同时，集电区少子空穴和基区少子空穴进行漂移运动，形成反向饱和电流少子空穴进行漂移运动，形成反向饱和电流ICBO电流分配关系电流分配关系：IEICIBIC=ICN+ICBO IB=IEP+IBNICBO=IEP+IEN ICN ICBO=IE-IC IE=IEN+IEPIBN=IENICN 62.1 晶体三极管晶体三极管双极型三极管双极型三极管nNPN和和PNP的符号的符号NPNPNP电流关系电流关系：IEICIB72.1 晶体三极管晶体三极管双极型三极管双极型三极管IC=ICN+ICBO=IE+ICBO=(IB+IC)+ICBOIC=IB+ICEO共基极直流电流放大系数共基极直流电流放大系数 :共射极直流电流放大系数共射极直流电流放大系数共射交流电流放大系数：共射交流电流放大系数：=iC/iBvCE=常数常数输出特性曲线近于平行等距并且输出特性曲线近于平行等距并且I ICEOCEO较小时，较小时，82.1.3 晶体三极管的伏安特性曲线（晶体三极管的伏安特性曲线（NPN）n晶体三极管伏安特性曲线：晶体三极管伏安特性曲线：描绘三极管各极电压和电流间的相互关系描绘三极管各极电压和电流间的相互关系共发射极，共发射极，NPNNPN管管（1 1）输入特性曲线：）输入特性曲线：以输出以输出电压为参变量，描述输入电电压为参变量，描述输入电流与输入电压之间的关系。流与输入电压之间的关系。（2 2）输出特性曲线：）输出特性曲线：以输入电流（或电压以输入电流（或电压)为参变量，为参变量，描述输出电流与输出电压之间的关系。描述输出电流与输出电压之间的关系。92.1.3 晶体三极管的伏安特性曲线（晶体三极管的伏安特性曲线（NPN）n输入特性曲线输入特性曲线n发射结正偏：发射结正偏：iBfin（vBE）vCE常数常数nvCE=0，与二极管伏安特性曲线正，与二极管伏安特性曲线正向相似。向相似。死区电压死区电压 导通压降导通压降nvCE0,vCEvBE，曲线向，曲线向右右移。移。vBE一定，一定，iB随随vCE增大而减小增大而减小.nvCE=1,vCE再增大，再增大，iB也不会减小也不会减小很多。很多。输入特性是一组曲线族。输入特性是一组曲线族。102.1.3 晶体三极管的共射特性曲线（晶体三极管的共射特性曲线（NPN）n输出特性曲线输出特性曲线:n从特性分四个区：从特性分四个区：1.1.放大区放大区2.2.截止区截止区3.3.饱和区饱和区4.4.击穿区击穿区112.1.4 晶体三极管的四个工作区晶体三极管的四个工作区(1)(1)放大区：放大区：近似为水平的直线近似为水平的直线 特点：特点：iCiB,iC/iBIC/IB iC基本基本不随不随vCECE电压变化而变化电压变化而变化要求外电压条件：要求外电压条件：发射结正向偏置，发射结正向偏置，集电结反向偏置集电结反向偏置 NPN122.1.4 晶体三极管的四个工作区晶体三极管的四个工作区(2)(2)截止区：截止区：iB=0=0曲线以下的区域曲线以下的区域 特点：特点：iB 0，iC 0三极管不放大，截止三极管不放大，截止 要求外电压条件：要求外电压条件：发射结反向偏置发射结反向偏置 集电结反向偏置集电结反向偏置cbeic 0ce开开NPN132.1.4 晶体三极管的四个工作区晶体三极管的四个工作区(3)(3)饱和区：饱和区：特点：特点：iC iB 饱和压降饱和压降vCES，反相反相512.2.5 放大电路的动态性能指标放大电路的动态性能指标（2）输入电阻）输入电阻 ri：ri522.2.5 放大电路的动态性能指标放大电路的动态性能指标（3）输出电阻）输出电阻ro：独立电压源短路（如信号源）独立电压源短路（如信号源），保留其内阻；将独立电流源开路，而受控源，保留其内阻；将独立电流源开路，而受控源保留，断掉外接负载后，保留，断掉外接负载后，ro