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半导体三极管及放大电路PPT


第三章 半导体三极管及放大电路 §3.1 半导体BJT 一、BJT结构 3AX22 低频锗 3DG6 高频硅 图3-1 3AD6 低频大功率管 下图是NPN管的结构及符号 c 集电极 c N 集电区 基极 b P 基区 集电结 b N 发射区 发射结 e 图3-2 发射极 e 三区两结三极 PNP管的结构及符号如下: c 集电极 P 集电区 基极 b N 基区 集电结 b 发射结 e 图3-3 c P 发射区 发射极 e 符号中的箭头表示BJT导通时的电流方向 二、 BJT的电流分配与放大原理 放大的条件: 内部条件: 发射区掺杂浓度高; 基区薄且掺杂浓度低。 外部条件: 发射结正偏; 集电结反偏。 1. BJT内部载流子的传输 N IE e 电子流 Je P Jc N IC c 复合 V0?VEE VEE IB b V0+VCC VCC 图3-4 2. 电流分配关系 N P 电子流 N IE e InC c ICBO b VCC IC 图 3 - 5 ? IB IB VEE 一个三极管制定后,发射区发射的电子传输 到集电结所占比例一定,这个比例系数用?表示, 称为共基极电流放大系数。 传输到集电极的电流 I nC α ? ? IE 发射极注入的电流 ? ? I C ? I nC ? I CBO ?代入? I C ?α IE ? I CBO I C ?α IE 通常忽略 ICBO ?一般为 0.9 ~ 0.99 假设? =0.99,则发射100个电子,扩散99个, 复合1个。 3. 共发射极连接方式 ? BJT的三种连接方式 a. 共基极连接 IE IC VCC VEE 图3-6 信号从e极输入,从集电极c输出。 b. 共发射极连接:信号从b极输入,从c极输出 c. 共集电极连接:信号从b极输入,从e极输出 ? 共射连接方式的电流放大作用 IC N P Rb N VCC a. 由于VBB、Rb的作用, 发射结正偏。 Rc IB 由于VCC > VBB ,调节Rc, 使VCE > VBE,则VC > VB, VBB ? 集电结反偏 图3-7 满足放大的外部条件。 b. 下面推导IC和IB的关系 IE = IB + IC ? ? I C ?α IE ? I CBO ?代入? I C ?α IB ?α IC ? I CBO ? 整理?式得 I CBO α IC ? IB ? 1?? 1?? α 令 ?? 1?? 则 I C ? ?I B ? ( 1 ? ? ) I CBO ? 令 I CEO ? ( 1 ? ? ) I CBO ICEO:基极开路,c流到e的电流,称穿透电流 把 ICEO 代入?,得 I C ? ?I B ? I CEO 忽略ICEO IC ? ? IB c. ? 之实质 I nC ?I E α ?? ? ? ? 1 ? ? (1 ? ? ) I E I B 共射电流放大系数为扩散电子数/复合电子数 ? 为几十 ~ 几百倍 若? = 0.99,则? = 99 ? 共射电路具有电流放大作用 归纳: ? BJT满足内部条件和外部条件,具有放 大作用; ? BJT的放大作用,按电流分配实现,称 之为电流控制元件; ? 电流放大系数 共基电路: 共射电路: IC ? ? ?1 IE IC ?? IB 三、BJT的特性曲线(共射连接) iC N iB P vBE N

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