1.7电流分配关系及电流放大作用
模电课件05第一章5BJT放大偏置及电流分配关系
由金属、氧化物和半导体组成，包括栅极、源极和漏极三个电极。
BJT的工作原理
BJT通过控制基极电 流来控制集电极电流， 实现电流放大。
BJT具有单向导电性， 即只能实现正向电流 的控制。
当基极电流增加时， 集电极电流也会相应 增加，实现电流的放 大。
BJT的种类
输入电阻和输出电阻
01
02
03
04
输入电阻
指放大器对信号源的等效电阻 ，反映了放大器对信号源的负
载能力。
计算公式
输入电阻 = 输入电压 / 输入 电流。
输出电阻
指放大器对负载的等效电阻， 反映了放大器对负载的驱动能
力。
计算公式
输出电阻 = 输出电压 / 输出 电流。
通频带宽度
通频带宽度
指放大器能够正常工作的频率范 围，通常以放大倍数下降到1时的 频率为界限。
制系统的运行。
电路设计原则
选择合适的偏置电路
根据应用需求，选择合适的偏置电路以获得最佳的放大性能。
考虑信号源阻抗和负载阻抗
在电路设计中，需要考虑信号源阻抗和负载阻抗对放大器性能的影 响。
优化功耗和散热性能
在电路设计中，需要考虑功耗和散热性能，以确保放大器的稳定性 和可靠性。
电路设计实例
共射极放大器
定义
放大偏置电路是指为三极 管提供合适静态工作点的 电路。
作用
通过调整偏置电路，可以 控制三极管的基极电流和 集电极电流，使三极管工 作在合适的静态工作点。
类型
常见的放大偏置电路有固 定偏置电路、分压式偏置 电路和集电极-基极反馈式 偏置电路等。
放大偏置电路分析
方法
三极管内部载流子的运动规律、电流分配关系和放大作用
三极管内部载流子的运动规律、电流分配关系和放大作用一、三极管的三种连接方式三极管在电路中的连接方式有三种：①共基极接法；②共发射极接法，③共集电极接法。
如图Z0115所示。
共什么极是指电路的输入端及输出端以这个极作为公共端。
必须注意，无论那种接法，为了使三极管具有正常的电流放大作用，都必须外加大小和极性适当的电压。
即必须给发射结加正向偏置电压，发射区才能起到向基区注入载流子的作用；必须给集电结加反向偏置电压（一般几～几十伏），在集电结才能形成较强的电场，才能把发射区注入基区，并扩散到集电结边缘的载流子拉入集电区，使集电区起到收集载流子的作用。
二、三极管内部载流子的运动规律在发射结正偏、集电结反偏的条件下，三极管内部载流子的运动，可分为3个过程，下面以NPN型三极管为例来讨论（共射极接法）。
1．发射区向基区注入载流子的过程由于发射结外加正向电压，发射区的电子载流子源源不断地注入基区，基区的多数载流子空穴，也要注入发射区。
如图Z0116所示，二者共同形成发射极电流IE。
但是，由于基区掺杂浓度比发射区小2～3个数量级，注入发射区的空穴流与注入基区的电子流相比，可略去。
2. 载流子在基区中扩散与复合的过程由发射区注入基区的电子载流子，其浓度从发射结边缘到集电结边缘是逐渐递减的，即形成了一定的浓度梯度，因而，电子便不断地向集电结方向扩散。
由于基区宽度制作得很小，且掺杂浓度也很低，从而大大地减小了复合的机会，使注入基区的95％以上的电子载流子都能到达集电结。
故基区中是以扩散电流为主的，且扩散与复合的比例决定了三极管的电流放大能力。
3．集电区收集载流子的过程集电结外加较大的反向电压，使结内电场很强，基区中扩散到集电结边缘的电子，受强电场的作用，迅速漂移越过集电结而进入集电区，形成集电极电流Inc。
另一方面，集电结两边的少数载流子，也要经过集电结漂移，在c，b之间形成所谓反向饱和电流I CBO，不过，I CBO一般很小，因而集电极电流I N C +I CBO≈ I N C GS0105同时基极电流I B =I PB+I E-I CBO≈I PB- I CBO GS0106反向饱和电流I CBO与发射区无关，对放大作用无贡献，但它是温度的函数，是管子工作不稳定的主要因素。
三极管的电流分配和放大作用
三极管的电流分配和放大作用三极管是一种半导体器件，常用于放大电路中。
它由三个不同掺杂程度的半导体区域组成，分别是发射极（Emitter）、基极（Base）和集电极（Collector）。
通过控制基极电流的大小，可以实现对集电极电流的放大。
三极管的电流分配是指输入电流和输出电流之间的关系。
根据三极管的结构特性，当电流通过基极-发射极（Base-Emitter）区域时，会存在由载流子（电子或空穴）组成的电流。
这些载流子会在基极和集电极之间形成一个电流放大作用。
具体来说，当基极电流增加时，由于三极管放大作用，集电极电流也会相应增加。
在晶体管功能电路中，晶体管很重要的一个应用是作为放大器。
三极管放大器是利用晶体管的放大作用来放大电流和电压的设备。
具体来说，当输入信号通过基极-发射极之间的电流控制之后，集电极电流会根据三极管的放大倍数（即集电极电流和基极电流的比值）进行放大。
通过适当的电路设计和控制，可以实现对输入信号的放大，从而使输出信号的幅度增大。
三极管放大器的工作过程可以通过分析基极电流和集电极电流之间的关系来理解。
基极电流通过三极管的放大作用进一步放大，形成集电极电流。
当输入信号的幅度较小时，三极管的放大倍数较高，集电极电流的变化较大，即可以实现较大幅度的电流放大。
然而，当输入信号的幅度较大时，三极管的放大倍数会减小，集电极电流的变化幅度也会减小，即电流放大效果会减弱。
这是因为三极管的电流放大作用是非线性的，随着基极电流的增大，其收敛变化趋势会逐渐平稳。
综上所述，三极管的电流分配和放大作用在电子领域有着重要的应用。
通过合理的电路设计和控制，可以实现对输入信号的放大，从而满足电子设备对信号放大的需求。
在实际应用中，需要根据具体需求选择合适的电流分配和放大方式，以达到最佳的放大效果。
三极管的电流分配和放大作用
实验数据:（探讨）
IB/mA -0.001
0
表2.1.1
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
IC/mA 0.001
0.01
0.56
1.14
1.74
2.33
2.91
IE/mA
0
0.01
0.57
1.16
1.77
2.37
2.96
由表2.1.1可见，三极管中电流分配关系如下：
IE IC IB
因IB很小，则
三极管的图形和符号
c
集电极
集电区
基极 b
发射结
发射区
P
集电结
N
基区
P
b
e发射极
PNP
c
集电极
c c
集电区 N
b
N
发射区
e
e发射极
e
VT
NPN
VT
N N
三极管的本质
c
集电结
b VT
发射结
集电结
P
VT
发射结
e
三极管是由两个PN结组成的。我们把基极和 发射极之间的PN结称作发射结，基极和集电 极之间的PN结称作集电结。
IC IE
(2.1.1) (2.1.2)
任务三
三极管的放大作用
三极管的基本作用是放大电信号。
三极管工作在放大状态的外部条件是： 发射结加正向电压，集电结加反向电压。
实验电路:
电流放大示意图
调节电位器，测得发射极电流、基极电流和集电极电流 的对应数据如表2.1.1所示。
实验数据
IB/mA -
我们用汗水浇灌谢收获谢，大以实家干笃定前行
三极管电流分配及放大作用
0
0.01
0.57
1.16
1.77
2.37
2.96
由表可见，三极管中电流分配关系如下：
IE = IC + IB
因 IB 很小，则
IC IE
说明：
1．IE = 0 时，IC = -IB = ICBO ICBO 称为 集电极—基极反向饱和电流 一般 ICBO 很小，与温度有关。
2． IB = 0 时，IC = IE = ICEO 。 ICEO 称 为 集 电 极 — 发 射 极 反 向 电 流 , 又叫穿透电流。 反向饱和电流随温度增加而增加，是管子 工作状态不稳定的主要因素。因此，常把 它作为判断管子性能的重要依据。硅管反 向饱和电流远小于锗管，在温度变化范围 大的工作环境应选用硅管。
ห้องสมุดไป่ตู้
=50，则IB、IE各为多少？(忽略ICEO) 2、已知三极管的 IC=2mA ，
3、某极管IB1=40uA时，IC1=4mA；IB2=20uA时，IC2=2mA，求该三极管电流放 大系数？
小结
一、三极管内电流的分配关系 二、晶体三极管的电流放大作用 1、三极管的电流放大作用 当IB有一微小变化时，就能引起IC较大变化，这种现象称为三极管的的电流放大作用。 IE=IC+IB
IC I B
I C I B I CEO
电流放大系数一般在 10 ~ 100 之间。太小，放大能力弱； 太大，易使管子性能不稳定。一般取 30 ~ 80 为宜。 例题： 1、已知三极管的 =99，若IB=10uA，则该管的IC=?IE=?(忽略ICEO)
IC= IB=99*10uA=0.99mA IE=IB+IC=0.99mA+10uA=1mA
三极管电流分配及放大作用
三极管电流分配及放大作用三极管是一种常用的电子元件，其应用广泛，尤其在放大电路中起到重要作用。
本文将详细介绍三极管的电流分配原理和放大作用。
一、三极管的电流分配原理三极管是由三个控制极、基极和集电极组成的。
其中，基极与集电极之间被夹在一个PN结的两侧，控制极与基极之间被夹在另一个PN结的两侧。
三极管的工作原理是通过控制极与基极之间的电流来控制集电极与发射极之间的电流。
在三极管的工作过程中，通常将三极管划分为三个工作区域：放大区、饱和区和截止区。
1.放大区：当控制极与基极之间的电压为正且适当大小时，控制极与基极间的PN结正向偏置，基极与发射极间的PN结反向偏置。
此时，少量的基极电流可以通过PN结进入发射极，并被集电极吸收。
由于发射极与基极之间的PN结反向偏置，使得发射极几乎无法吸收电子，因此整个三极管的电流主要通过控制极和集电极之间的PN结。
2.饱和区：当控制极与基极之间的电压增大到一定程度时，三极管进入饱和区。
此时，基极与发射极之间的PN结也开始反向偏置。
由于饱和区的电流增加，集电极的电流增大，从而增大了三极管的放大效果。
3.截止区：当在控制极与基极之间的电压为负时，三极管进入截止区。
此时，控制极与基极之间的PN结反向偏置增大，使得几乎没有电流通过。
根据以上原理，可以看出，三极管的电流分配是通过控制极与基极之间的电流来控制集电极与发射极之间的电流。
因此，在使用三极管时，需要合理控制控制极与基极之间的电压和电流，以实现合适的电流分配。
二、三极管的放大作用三极管在放大电路中常被用来放大电压或电流信号。
其放大作用主要有以下几个方面。
1.电压放大：由于输入信号的电压很小，不足以驱动负载电阻，因此需要通过放大器放大输入信号的电压。
三极管可以根据输入信号的电压变化，通过控制极与基极之间的电流分配，从而放大输出信号的电压。
2.电流放大：三极管的放大作用不仅限于电压，还可以放大电流信号。
当输入信号的电流很小，不足以驱动负载电阻时，可以通过三极管的电流放大作用，使得输出信号的电流增大。
三极管中的电流分配和放大作用
三极管中的电流分配和放大作用三极管是一种重要的电子元件，它具有电流分配和放大作用。
本文将从电流分配和放大作用两个方面来详细介绍三极管的工作原理和应用。
一、电流分配三极管中的电流分配是指输入电流通过三极管时，如何在各个极端分配电流。
三极管由三个区域组成，分别是发射极、基极和集电极。
其中，基极是控制区域，发射极是输入区域，集电极是输出区域。
在正常工作状态下，三极管的基极电流（IB）、发射极电流（IE）和集电极电流（IC）之间存在一定的关系。
根据三极管的工作原理，可以得出以下公式：IE = IB + IC其中，IE为发射极电流，IB为基极电流，IC为集电极电流。
这个公式表明，通过三极管的总电流是由基极电流和集电极电流之和组成的。
在三极管中，集电极电流是主要的输出电流，而发射极电流则是输入电流。
通过控制基极电流，可以间接地控制集电极电流，从而实现电流的分配。
二、放大作用三极管的另一个重要作用是放大信号。
当输入信号施加在三极管的基极上时，基极电流会发生变化。
由于集电极和发射极之间存在一定的电流放大倍数（β），所以集电极电流也会相应地发生变化。
三极管的放大作用可以用以下公式来描述：IC = β * IB其中，IC为集电极电流，IB为基极电流，β为电流放大倍数。
通过这个公式，可以看出当输入信号的变化较小时，集电极电流的变化会远远大于基极电流的变化，从而实现信号的放大。
这使得三极管可以用作放大器，将弱信号转化为强信号，以便于后续电路的处理。
三、三极管的应用由于三极管具有电流分配和放大作用，它在电子电路中有广泛的应用。
以下是一些常见的应用场景：1. 放大器：三极管可以用作放大器，将弱信号放大为强信号。
例如，在音频放大器中，三极管可以将输入的微弱音频信号放大，使其能够驱动扬声器发出声音。
2. 开关：三极管可以用作开关，通过控制基极电流来控制集电极电流的开关状态。
当基极电流为零时，三极管处于截止状态，集电极电流为零。
模电知识点复习总结
3.4.2 二极管电路的简化模型分析方法பைடு நூலகம்
1.二极管V-I 特性的建模
将指数模型 iD=IS(e分vD段VT线性1)化，得到二极管特性的 等效模型。 （1）理想模型
（a）V-I特性 （b）代表符号 （c）正向偏置时的电路模型 （d）反向偏置时的电路模型
（2）恒压降模型
（3）折线模型
（a）V-I特性 （b）电路模型
漂移运动： 由电场作用引起的载流子的运动称为漂移运动.
扩散运动： 由载流子浓度差引起的载流子的运动称为扩散运动.
3.2.2 PN结形成
在一块本征半导体两侧通过扩散不同的杂质,分 别形成N型半导体和P型半导体.此时将在N型半导 体和P型半导体的结合面上形成如下物理过程:
因浓度差
多子的扩散运动 由杂质离子形成空间电荷区
特别注意： ▪ 小信号模型中的微变电阻rd与静态工作点Q有关。 ▪ 该模型用于二极管处于正向偏置条件下，且vD>>VT 。
3.5 特殊二极管
（一）稳压二极管
I/mA
1 结构：面接触型硅二极管
2 主要特点： (a) 正向特性同普通二极管 (b) 反向特性
• 较大的 I 较小的 U •工作在反向击穿状态. 在一定范围内,反向击穿 具有可逆性。
则 = ICICEO
IB
当IC
IC
时
EO
， IC
IB
是另一个电流放大系数。同样，它也只与管
子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与外加电压无关。
一般 >> 1 。
3. 三极管的三种组态
BJT的三种组态
共发射极接法,发射极作为公共电极，用CE表示； 共基极接法,基极作为公共电极，用CB表示； 共集电极接法,集电极作为公共电极，用CC表示.
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从数据中可以总结出以下结论： （1）发射极电流等于基极电流与集电极电流之和，即 I E I B I C （2）基极电流很小，集电极电流与发射极电流近似相等，即 I C I E I B （3）基极开路时，IB =0，IC =0.031rnA，这个微小的集电极电流称为穿透电 流，用ICEO 表示。该值越小，三极管质量越好。
1.7三极管电流分配关系及电流放大作用
知识目标 1认知三极管具有电流放大作用的外部条件。 2掌握三极管电流分配关系。 3掌握三极管电流放大作用特性。
三极管结构上的特点使具备了三极管电流放大作用的 内部条件，但为实现它的电流放大作用，还必须具备一定 的外部条件，必须提供放大的能量。 使三极管具有电流放大作用的外部条件是：三极管发 射结加正向偏置电压，集电结加反向偏置电压。
以NPN型三极管为例，如下图连接实验设备,说明三极管的电流分配与 放大作用 1、三极管的电流分配
数字万用表（电流表） 检测 C 极电流 Ic
Ic
数字万用表（电流表） 检测 B万用表（电流表） 数显可调稳压电源
变阻器
检测 E 极电流 Ie
调节基极电阻Rb （滑动变阻器） 10次，得到 IB 电流 值分别如下表，记录相应的IC和IE 电流值
2.80 2.10 35 0.08 0.06
Ic Ib
综上所述，三极管是一种具有电流控制（或放大）作用的 电子器件， 表征了三极管具有电流放大能力。
•
2、三极管的放大作用
通过实验，我们得到结论： （1）IB只要有几十微安的变化， 就会引起IC有几十毫安的同方向 电流变化。
（2） 在一定范围内，基极电 流IB增大时， IC按比例相应增大， 定义 IC与 IB的比值为电流放大系 数β。 （3）从上表中第四列到第五列， 基极电流IB 从 60uA变化到80uA， IC 从2.10mA升到2.80 mA，则