第六章 负反馈及放大电路

第六章 晶体管放大电路 负反馈,电工电子技术基础

第六章

晶体管极其应用

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6.2 晶体管的结构和符号1 晶体管的结构

面积大晶体管有三个极、三个区、两个PN结。

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晶体管的电流放大特性

(发射结正偏) uBE U on 放大的条件 (集电结反偏) uCB 0,即 uCE uBE少数载流 子的运动

因集电区面积大，在外电场作用下大 部分扩散到基区的电子漂移到集电区 因基区薄且多子浓度低，使扩散到基 区的电子(非平衡少子)中的极少数 与空穴复合因发射区多子浓度高使大量电子从发 射区扩散到基区

基区空穴 的扩散

扩散运动形成发射极电流IE,复合运动形成基极电流IB,漂 移运动形成集电极电流IC。

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电流关系：

IE=IB+IC

IE-扩散运动形成的电流 IB-复合运动形成的电流 IC-漂移运动形成的电流 直流电流 放大系数

IC IB

iC iB交流电流放大系数 集电结反向电流

I CEO (1 ) I CBO穿透电流

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晶体管的特性曲线

(1)输入特性

iB f (u BE ) U CE

(2)输入特性

iC f (uCE ) I B

饱和区

iC

iB

放大区 截止区

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晶体管的三个工作区域

晶体管工作在放大状态时，输出回路的电流 iC几乎仅 仅决定于输入回路的电流 iB,即可将输出回路等效为电流 iB 控制的电流源iC 。

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NPN 型三极管截止、放大、饱和 3 种工作状态的特点 工作状态 条 件 截 止 放 大 饱 和

iB=0 发射结反偏 集电结反偏 uBE<0,uBC<0 iC=0 uCE =VCC 很大， 相当开关断开

0<iB<IBS 发射结正偏 集电结反偏 uBE>0,uBC<0 iC=β iB uCE =VCC- iCRc 可变

iB>IBS 发射结正偏 集电结正偏 uBE>0,uBC>0 iC=ICS uCE =UCES= 0.3V 很小， 相当开关闭合

偏置情况 工 作 集电极电流 特 点 ce 间电压 ce 间等效电 阻

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主要参数

① 共射极电流放大倍数β 和 在静态下(无输入信号),共射直流电流放大倍数为集 电极电流和基极电流的比值，即：___

IC IB

工作在动态的三极管，真正的信号是叠加在直流上的 交流信号。基极电流的变化量为 IB,相应的集电极电 流变化为 IC,则交流电流放大倍数为：

IC IB

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② 集-基极反向截止电流ICBO ICBO 是发射极开路，集电结反偏置时，集电极和基 极之间的反向漏电流。ICBO 很小，但受温度影响较大。③ 集-射极反向截止电流ICEO ICEO是基极开路，集电结反偏置，而发射结正向偏 置时，集电极和发射极之间的反向电流(穿透电流)。 ICEO 与ICBO 之间的关系为： ICEO= ( +1)ICBO ④ 集电极最大允许电流ICM

集电极电流IC上升会导致三极管的值的 下降，当 值下降到正常值的三分之二时的集电极电流即为 ICM。

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⑤ 集极-发射极反向击穿电压 U(BR)CEO 当集---射极之间的电压UCE超过一定

的数值时，三 极管就会被击穿。手册上给出的数值是25 C、基极开路 时的击穿电压U(BR)CEO。 ⑥ 集电极最大允许功耗 PCM 集电极电流IC流过三极管， 所发出的焦耳热为： PC=ICUCE 。必定导致结温上 升， PCM是根据最高结温给 出的，所以对PC有限制， PC PCM。

安全工作区

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6.2.2 共发射极放大电路

C1 iB iC + 晶体管: 放大元件。 + + RS uBE R EC B 电源EC:保证发射结处于正向 + ui us 偏置、集电结处于反向偏置， EB 为输出信号提供能量。 集电极电阻RC :将电流的变化变换为电压的变化，以实现 电压放大。 基极电阻RB:使发射结处于正向偏置、提供大小适当的基极 电流。 耦合电容C1和C2 :用来隔断直流、耦合交流。电容值应足 够大，以保证在一定 的频率范围内，电容上的交流压降可 以忽略不计，即对交流信号可视为短路。

1. 共发射极放大电路的组成

RC

C + 2 + + uCE uo RL

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2. 工作原理 RB RC C2 +VCC + + + uCE uo

C1 iB iC + + + uBE ui

RB

RCIB IC + + UCE UBE

+VCC

实际画法

直流通路

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2. 设置静态工作点的必要性为什么放大的对象是动态信号，却要晶体管在信号为零 时有合适的直流电流和极间电压？

输出电压必然失真！ 设置合适的静态工作点，首先要解决失真问题，但Q点 几乎影响着所有的动态参数！