三极管结构与符号 电流分配和放大作用
第三章 晶体三极管(BJT)及放大电路基础
•
• • • •
（2）、利用输出特性画iC和uCE波形 交流负载线 a、空载时RL=∞ 交流负载线与直流负载线重合，动态工作点在 交流负线上移动，斜率——1/RC • uCE=EC-IC*RC
• b、RL不等于∞ / • 放大电路的交流负载电阻RL =RC‖RL • 交流负载线作法：过Ｑ点作一条斜率 / 为-1/RL 的直线
L be
如果电路如下图所示，如何分析？
+EC RB1 C1 RC C2
T
RL
ui
RB2 RE2
RE1 CE
uo
动态分析： +EC
RB1
C1
RC
C2 T RL
RB1 ui
RB2
RE1
RL
uo RC
ui
RB2 RE2
RE1 CE
uo
交流通路
交流通路：
ui
RB1
RB2
RE1
RL
uo RC
Ii
微变等效电路： Ui
iB /uA iB /uA
60 40 20
iC /mA iC /mA
交流负载线
Q` Q IBQ Q`` vBE/V vBE/V
ICQ t
Q` Q
60uA 40uA
Q`` 20uA vC E/V vC E/V
t
VBEQ t
VC EQ t
3. 非线性失真 1) 截止失真 Q点过低，信号进入截止区
iC 放大电路产生 截止失真 输入波形 uCE
§3.3 图解分析法
2. 用图解法确定Ｑ点
• 1) 给出输入特性，输出特性曲线 • 2) 画出直流通路：标出IBQ，ICQ，UBEQ，UCEQ • 3) 利用输入特性曲线来确定IBEQ和UBEQ • 基极偏置线：UBE=EC-IB*RB 与输入特性曲线的交点对 应的IBQ，UBEQ • 4) 利用输出特性曲线来确定ICQ和UCEQ • 直流负载线：UCE=EC-IC*RC 与输出特性曲线中IBQ 线 的交点确定ICQ、UCEQ
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
Q点的影响因素有很多，如电源波动、偏
置电阻的变化、管子的更换、元件的老化等等，
不过最主要的影响则是环境温度的变化。三极
管是一个对温度非常敏感的器件，随温度的变 化，三极管参数会受到影响，具体表现在以下 几个方面。
• 1.温度升高，三极管的反向电流增大
• 2.温度升高，三极管的电流放大系数β增大
• 3.温度升高，相同基极电流IB下，UBE减小，
2.2 共射放大电路
一、 放大的概念
电子学中放大的目的是将微弱的变化信号放大成
较大的信号。这里所讲的主要是电压放大电路。
电压放大电路可以用有输入口和输出口的四端网
络表示，如图。
ui
Au
uo
1、放大体现了信号对能量的控制作用，放大的信
号是变化量。
2、放大电路的负载所获得的随信号变化的能量要
比信号本身所给出的能量大得多，这个多出的
②电感视为短路
共射电路的直流通路
用图解法分析放大器的静态工作点
直流负载线 UCE=UCC–ICRC
U CC RC
ICQ
IC Q
IB UCE
与IB所决 定的那一 条输出特 性曲线的 交点就是 Q点
UCEQ UCC
2、动态分析
计算动态参数Au、Ri、Ro时必须依据交流通路。 交流通路：是指ui单独作用（UCC=0）时，电路 中交流分量流过的通路。 画交流通路时有两个要点：
有以下两种。
IC
IB A RB
V
mA C
B E
UBE
RC USC V
UC（1）输入特性曲线
它是指一定集电极和发射极电压UCE下，三极管 的基极电流IB与发射结电压UBE之间的关系曲线。实 验测得三极管的输入特性曲线如下图所示。
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
简述三极管的结构及其的功能
简述三极管的结构及其的功能三极管是一种重要的电子元件，广泛应用于电子设备中，如放大器、开关、逻辑门等。
它由三个掺杂不同的半导体材料组成，分别是发射极（Emitter）、基极（Base）和集电极（Collector）。
这三个区域形成了两个PN结，即发射结和集电结。
三极管的结构和功能有以下几个方面：1. 发射极（Emitter）：发射极是三极管的输出端，它是一个高掺杂的N型区域。
当向发射极施加一个正向电压时，发射极将注入大量的电子到基区。
这些电子通过发射结进入基区并与基区内的空穴复合，形成电流。
2. 基极（Base）：基极是三极管的控制端，它是一个低掺杂的P型区域。
基极的掺杂浓度较低，使得它的电阻较高。
当向基极施加一个正向电压时，基极与发射极之间的发射结会被偏置，导致发射极注入电子到基区。
基极的电流决定了三极管的放大倍数。
3. 集电极（Collector）：集电极是三极管的输入端，它是一个中掺杂的N型区域。
当向集电极施加一个正向电压时，集电极与基极之间形成集电结。
这个结反向偏置，阻止电流从集电极流入基极。
相反，它允许电流从基极流入集电极，形成三极管的输出。
三极管的功能主要体现在放大和开关两个方面：1. 放大功能：三极管的放大功能是利用其输入端的小信号电流或电压，通过电流放大作用，使输出端的电流或电压放大到较大的数值。
放大功能使得三极管可以用于放大音频信号、射频信号等。
在放大器电路中，三极管的基极接收输入信号，而发射极和集电极则输出放大后的信号。
2. 开关功能：三极管的开关功能是利用其输入信号的变化，控制输出信号的开闭状态。
当三极管的输入信号为低电平时，三极管处于截止状态，输出信号为高电平；当输入信号为高电平时，三极管处于饱和状态，输出信号为低电平。
这种开关功能使得三极管可以用于数字电路中的逻辑门、计时器等。
三极管的结构和功能使其成为现代电子技术中不可或缺的元件。
它可以实现电流和电压的放大，同时也能实现信号的开关控制。
第二章半导体三极管与分立元件放大电路
IC IB
IE(1)IB
三、三极管的电流放大作用
（1）三极管的电流放大作用就是基极电流IB的微小变化控 制了集电极电流IC较大的变化。
（2）三极管放大电流时，被放大的IC是由电源VCC提供 的，并不是三极管自身生成的，放大的实质是小信号对大信 号的控制作用。
（3）三极管是一种电流控制器件。
UB
Rb 2V CC Rb1 Rb2
若电路满足I1≥（5~10）IB，UB≥（5~10）UBE由上式可知， UB由Rb1、Rb2分压而定，与温度变化基本无关。
如果温度升高使IC增大，则IE增大，发射极电位UE=IERe升 高，结果使UBE=UB－UE减小，IB相应减小，从而限制了IC的增 大，使IC基本保持不变。上述稳定工作点的过程可表示为
这个值时，放大性能下降或损坏管子。
（2）反向击穿电压（Reverse breakdown voltage） U(BR)CBO ： 发射极开路时，集电极－基极之间允许施加的最高 反向电压，超过此值，集电结发生反向击穿。 U(BR)EBO ： 集电极开路时，发射极－基极之间允许施加的最高反 向电压。 U(BR)CEO：基极开路时，集电极与发射极之间所能承受的最高反 向电压。为可靠工作，使用时VCC取U(BR)CEO的1/2或2/3。在输出特 性曲线中，iB＝0的曲线开始急剧上翘所对应的电压即为U(BR)CEO ， 其值比U(BR)CBO小。T↑，U(BR)↓。
图（b）的电路，由于C1的隔断直流作用，VCC不能通过Rb 使管子的发射结正偏即发射结零偏，因此三极管不工作在放大 区，无放大作用。
2.2.4 共射基本电路的静态工作点
一般，三极管的UBE可视为已知量，硅管│UBE│取0.7V， 锗管│UBE│取0.2V，VCC>>UBE。
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
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绍兴市中等专业学校教案
课后附记
1、主要讲解了三极管结构特点、类型和电路符号。
2、三极管的电流分配关系和对电流放大作用的理解需要举例详细讲解
教学过程
教学课题第二章三极管`课时2课时
教学环节师生活动复习旧课：
⏹二极管结构特点、类型和电路符号？
⏹二极管具有什么特性？
⏹二极管好坏判断？
⏹画出二极管伏安特性曲线？
导入新课：
放大电路在电子电路中无处不在，如：住宅门厅安装的电子门铃、对讲机以及人们身边的收音机等，都是由于其中的放大电路，才使扬声器发出较大的声音。
而常见放大电路的核心部分——电信号的放大器件就是三极管
提问的方式，让学生回答。
（三极管也具有类似
特征）
举生活中例子，并实物演示
PNP 型三极管放大工作时，其电源电压V CC 极性与NPN 型管相反，这时，管子三个电极的电流方向也与NPN 型管电流方向相反，电位关系则为V E >V B >V C 。
课堂小结
1、三极管的结构特点。
2、三极管的类型。
3、三极管的电路符号。
4、三极管的电流放大作用。
课后作业
同步练习：P18-21
一、1、2、3、4 二、1、2、3 三、1、2、3 四、1、2
R c VT
V CC
V BB
I C
I B
I E
c
b
e。