三极管基本分析方法.
三极管基本放大电路分析
三极管基本放大电路解析三极管是电流放大器件，有三个极，分别叫做集电极C，基极B，发射极E。
分成NPN和PNP两种。
我们仅以NPN三极管的共发射极放大电路为例来说明一下三极管放大电路的基本原理。
下面的分析仅对于NPN型硅三极管。
如上图所示，我们把从基极B流至发射极E的电流叫做基极电流Ib；把从集电极C流至发射极E的电流叫做集电极电流Ic。
这两个电流的方向都是流出发射极的，所以发射极E上就用了一个箭头来表示电流的方向。
三极管的放大作用就是：集电极电流受基极电流的控制（假设电源能够提供给集电极足够大的电流的话），并且基极电流很小的变化，会引起集电极电流很大的变化，且变化满足一定的比例关系：集电极电流的变化量是基极电流变化量的β倍，即电流变化被放大了β倍，所以我们把β叫做三极管的放大倍数（β一般远大于1，例如几十，几百）。
如果我们将一个变化的小信号加到基极跟发射极之间，这就会引起基极电流Ib的变化，Ib的变化被放大后，导致了Ic很大的变化。
如果集电极电流Ic是流过一个电阻R的，那么根据电压计算公式U=R*I可以算得，这电阻上电压就会发生很大的变化。
我们将这个电阻上的电压取出来，就得到了放大后的电压信号了。
三极管在实际的放大电路中使用时，还需要加合适的偏置电路。
这有几个原因。
首先是由于三极管BE结的非线性（相当于一个二极管），基极电流必须在输入电压大到一定程度后才能产生（对于硅管，常取0.7V）。
当基极与发射极之间的电压小于0.7V时，基极电流就可以认为是0。
但实际中要放大的信号往往远比0.7V要小，如果不加偏置的话，这么小的信号就不足以引起基极电流的改变（因为小于0.7V时，基极电流都是0）。
如果我们事先在三极管的基极上加上一个合适的电流（叫做偏置电流，上图中那个电阻Rb就是用来提供这个电流的，所以它被叫做基极偏置电阻），那么当一个小信号跟这个偏置电流叠加在一起时，小信号就会导致基极电流的变化，而基极电流的变化，就会被放大并在集电极上输出。
三极管原理全总结
三极管原理全总结三极管是一种深具影响力的半导体电子器件，广泛应用于电子电路中的放大、开关和稳压等功能。
下面是对三极管原理的全面总结：一、三极管的基本结构三极管由三个掺杂不同材料的半导体层片组成，分别是发射区、基区和集电区。
发射区和集电区分别是n型和p型半导体，基区是p型半导体。
发射区和集电区之间通过基区相互连接。
二、三极管的工作原理1.放大作用：当输入信号施加在三极管的基极上时，如果正相输入，即基极向正偏压施加，会使得基区内的少数载流子浓度增加，这样会缩小基区的电阻，使得大量的电子从发射极注入到基区中，即电流通过三极管的基极。
2.输出作用：当三极管的发射极和集电极之间施加正向电压时，集电极上会有较大的电压和电流输出，且集电电流与发射电流间存在放大比例。
三、三极管的工作模式1.放大模式：当发射极到基极的电压为正时，三极管处于放大工作模式。
此时，基极电压和基极电流间的关系为非线性关系，输出电流的变化可配合输入信号进行放大。
2.饱和模式：当发射极到基极的电压为负且发射电流很小时，三极管处于饱和工作模式。
此时，输出电流取决于输入电流，而与输出电压无关。
3.截止模式：当发射极到基极的电压为负且发射电流为零时，三极管处于截止工作模式。
此时，输出电流和输出电压均为零。
四、三极管动态特性1.转输特性：描述了三极管的输入电流和输出电流之间的关系，即输出电流与输入电流之间的比例。
2.频率特性：三极管的频率响应以及对不同频率信号的放大程度。
三极管的频率特性随着频率的增大而降低，一般需要根据需要选择合适的三极管型号。
3.非线性失真：三极管在放大信号时，存在一定程度上的非线性失真。
当输入信号的幅度过大时，输出信号的波形可能会失真。
4.温度特性：三极管的性能受温度的影响较大。
一般情况下，温度越高，三极管的放大能力越差。
五、三极管的应用1.放大器：三极管的放大功能使其广泛应用于各种放大器电路中，如音频放大器、功率放大器等。
2.开关：通过控制输入信号的使能，利用三极管的饱和和截止特性，实现信号转换和开关操作。
三极管放大电路的分析方法的复习
三极管放大电路的分析方法的复习三极管放大电路是一种基于三极管工作特性的电路，用于放大电信号。
其基本组成部分是一个三极管（包括发射极、基极和集电极），以及与之相连的电阻、电容等元件。
三极管放大电路的分析方法通常分为直流分析和交流分析两个方面。
一、直流分析直流分析是对三极管放大电路在静态工作状态下的分析。
其目的是确定各个节点的直流电压和电流，以便进一步进行交流分析。
1.确定偏置点偏置点是三极管工作在合适的工作状态下的电压点，保证三极管在放大过程中能够正常工作。
通过合理选择电阻和电源电压，使得集电极电压、基极电压和电流都处于适当的工作范围。
2.确定直流电流根据电路拓扑和电流平衡原理，可以通过分析电路得到各个支路的直流电流。
例如，通过基本的电路分析方法（如基尔霍夫定律），可以得到发射极电流、基极电流和集电极电流之间的关系。
3.确定直流电压根据三极管工作的基本方程和电路拓扑关系，可以利用欧姆定律和基尔霍夫定律等方法，求解各个节点的直流电压值。
例如，基极电压、发射极电压以及集电极电压等。
二、交流分析交流分析是对三极管放大电路在交流信号下的分析。
其目的是确定电路的增益、频率响应以及输出电压等。
1.线性化模型在交流分析中，为了简化计算并且方便分析，常常使用线性化模型来进行计算。
三极管的线性化模型是通过三极管的微小信号模型来描述的，其中包括三极管的输出电阻、输入电阻以及电压增益等参数。
2.输入阻抗和输出阻抗的分析输入阻抗是指三极管放大电路对输入信号的阻抗大小，可以通过计算输入电阻来进行分析。
输出阻抗是指三极管放大电路中输出信号的阻抗大小，可以通过计算输出电阻来进行分析。
3.电压增益的分析电压增益是指三极管放大电路输出电压和输入电压之间的比值，可以通过计算电压增益来进行分析。
电压增益可以通过计算三极管的集电极电流和基极电流的比值来确定。
4.频率响应的分析频率响应描述了电路对于不同频率输入信号的响应情况。
可以通过计算电路的截止频率、增益衰减等参数来进行分析。
三级管电路工作原理及详解
三级管电路工作原理及详解一、引言三极管是一种常用的半导体器件，广泛应用于各种电路中。
它具有放大信号、开关控制和稳压等特性，是现代电子设备中不可或缺的元件之一。
本文将深入探讨三极管电路的工作原理和详解，以帮助读者更好地理解和应用三极管。
二、三极管基本概述三极管是由三个不同掺杂的半导体材料组成，常用的有NPN型和PNP型两种。
其中，NPN型三极管中央是N型半导体，两侧是P型半导体；PNP型三极管中央是P型半导体，两侧是N型半导体。
三极管的结构决定了它具有双向导通的特点。
三、三极管的工作原理3.1 NPN型三极管工作原理1.充电过程：–基极与发射极之间施加正向电压。
–发射极和基极之间形成正向偏压。
–发射极注入少量电子到基区。
2.放电过程：–基极电压接近零。
–发射区的少数载流子都陷于基区。
–收集区电流几乎是零。
3.放大过程：–基极电压逆向偏置。
–发射极和基极之间形成反向偏压。
–基极电流引起发射极电流的增加，形成放大效应。
3.2 PNP型三极管工作原理1.充电过程：–基极与发射极之间施加负向电压。
–发射极和基极之间形成负向偏压。
–发射极抽取少量电子从基区。
2.放电过程：–基极电压接近零。
–发射区的少数载流子都陷于基区。
–收集区电流几乎是零。
3.放大过程：–基极电压逆向偏置。
–发射极与基极之间形成反向偏压。
–基极电流引起发射极电流的减小，形成放大效应。
四、三极管的应用三极管由于其特性，在电子电路中有广泛的应用。
以下是几个常见的应用场景： 1. 放大器：使用三极管可以放大微弱的信号，使之变得可用于其他电路。
2. 开关控制：三极管可以作为开关，控制电路的通断。
3. 稳压器：利用三极管的特性，可以设计稳压电路，保持输出电压的稳定性。
4. 正弦波发生器：三极管可以用于正弦波发生器的设计，产生各种频率的信号。
五、三极管的优缺点5.1 优点•体积小、重量轻，便于集成和组装。
•功耗低，效率高。
•放大范围宽，稳定性好。
三极管放大电路分析方法
三极管放大电路分析方法1.直流分析法：首先需要对三极管的直流工作点进行分析，确定三极管的偏置电流及偏置电压。
偏置电流的大小决定了三极管的放大倍数，偏置电压的大小决定了输出信号的工作范围。
直流分析法的步骤如下：-根据电路图，将三极管放大电路简化为三极管模型，剔除输入和输出耦合电容等影响。
-利用基本电路分析技巧，根据电路中的电阻、电压和电流关系，列出基于基尔霍夫定律的电路方程。
-解电路方程，计算出各个节点和元件的电流和电压值。
-利用得到的结果，确定三极管的工作状态和偏置电流。
2.小信号分析法：在直流偏置条件下，对三极管的输入信号进行小信号分析，得到输入端和输出端的端口等效电路，从而计算三极管的增益和带宽等性能指标。
小信号分析法的步骤如下：-对三极管放大电路进行小信号模型化处理，即将电路中的大信号元件（如三极管和电容等）线性化为小信号源和等效电路。
-根据放大电路的小信号模型，利用基本电路分析技巧，建立输入端和输出端的等效电路。
-根据等效电路，计算放大电路的增益和带宽等性能参数。
3.负反馈法：-确定三极管放大电路的基本参数，如放大倍数、输入和输出阻抗等。
-控制负反馈系统的增益，确定电压比例器的比例关系。
-根据反馈系统的特性和电路的参数，确定电压比例器的阻值，从而实现所需的放大倍数。
-在确定了电压比例器的阻值后，通过计算反馈回路的频率响应、相移等参数，来进一步优化电路性能。
以上是三极管放大电路分析的几种常用方法，每种方法都有其独特的优势和适用范围。
通过综合运用这些方法，可以对三极管放大电路进行全面的分析和优化，实现设计要求。
三极管基本分析方法
uCE 0.3 V 0, iC 5 mA iB >三IB极S，管则的开三关极等管效饱电和路。
第2章 半导体三极管
2.2.3 晶体管基本放大电路及其分析方法
一、图解分析法 A iC B iC
iB iB
+
RB +
VBB
+
–
uBE
+ uBE
uCE
–
+ uCE
–
RC + –VCC
输入回路 输出回路
T
S
Q
放大区
IB(sat)
截止区
A
O UCE(sat)
N uCE
三极管开通的条件和等效电路
当输入uI为高电平，使 iB≥ IB(sat)时，三极管饱和。 uCE≈UCE(sat)≈0.3V≈0， C、E间相当于开关合上。
B UBE(sat) iB≥ IB(sat)
C UCE(sat)
E
三极管 饱和状态 等效电路
o
t
直流量往往在下标中加注Q
U be 交流有效值
第2章 半导体三极管
2.2.1 直流电路的分析 一、图解分析法
iB/A
RB iB
iC
VBB/RB
+ 1 k RC IBQ 20
Q 静态工作点
VBB+–
115 k
3V
+ uBE
uCE
–
5
V
+ –VCC
0 U0B.7EQ VBB uBE/V
输入直流负载线方程:
VCC = VBB = 6 V，图解分析各电压、电流值。
ui+
–
三极管及放大电路解析
6. 集电极最大允许耗散功耗PCM PCM取决于三极管允许的温升，消耗功率过大，温升过高会烧坏三极管。 PC PCM =IC UCE
硅管允许结温约为150C，锗管约为7090C。
由三个极限参数可画出三极管的安全工作区 IC
ICM
ICUCE=PCM
安全工作区 O
ICE 与 IBE 之比称为共发射极电流放大倍数
C IC
ICBO
N
ICE IB
P
EC
B
ICEICICBO IC
RB
IBE
N
IBE IBICBO IB
EB
E IE
IC IB ( 1)IC BO IB ICEO
若IB =0, 则 IC ICE0
集－射极穿透电流, 温度ICEO
忽 IC略 E ， O IC 有 IB (常用公式)
（3）通频带 衡量放大电路对不同频率信号的适应能力。
由于电容、电感及放大管PN结的电容效应，使放大电路在信号频率较低和较高时电压放大倍数数值下降， 并产生相移。
下限频率
fbwfHfL
（4）最大不失真输出电压Uom：交流有效值。 （5）最大输出功率Pom和效率η：功率放大电路的主要指标参数
上限频率
二、基本共射极放大电路 1、基本放大电路组成及各元件作用
问题：
将两个电源合二为
1. 两种电源
一
2. 信号源与放大电路不“共地”
共地，且要使信号驮载在静 态之上
－＋ UBEQ
有交流损失
有直流分量
静态时(ui=0)，
UBEQURb1
动态时，VCC和uI同时作用于晶体管的输入回 路。
（2）阻容耦合放大电路
三极管基础知识教案
三极管基础知识教案教案名称：三极管基础知识一、教学目标1. 了解三极管的基本结构和工作原理；2. 掌握三极管的基本参数和特性；3. 能够分析三极管的工作状态和工作点。
二、教学重点和难点1. 三极管的基本结构和工作原理；2. 三极管的静态特性和动态特性。
三、教学内容1. 三极管的基本结构和工作原理（1）三极管的结构三极管由三个掺杂不同的半导体材料层叠而成，分别是发射区、基区和集电区。
其中，发射区和集电区是P型半导体，基区是N型半导体。
（2）三极管的工作原理三极管是一种受控电流源，通过控制输入端的电流来控制输出端的电流。
当在基极施加正向偏置电压时，发射结和基结之间的电压将变得很小，使得发射结极易导通，此时三极管处于放大状态；当在基极施加反向偏置电压时，发射结和基结之间的电压将变得很大，使得发射结极难导通，此时三极管处于截止状态。
2. 三极管的基本参数和特性（1）三极管的放大系数三极管的放大系数β是指输出电流与输入电流的比值，通常在数据手册中给出。
（2）三极管的最大耗散功率三极管在工作时会产生一定的热量，其最大耗散功率是指在规定的工作条件下，三极管能够耗散的最大功率。
（3）三极管的最大集电极-发射极电压三极管在工作时会有一定的电压放大效应，其最大集电极-发射极电压是指在规定的工作条件下，三极管能够承受的最大电压。
3. 三极管的工作状态和工作点（1）饱和状态当三极管的发射结和基结之间的电压足够小，使得发射结极易导通，此时三极管处于饱和状态，此时三极管的集电极-发射极电压较小，输出电流较大。
（2）截止状态当三极管的发射结和基结之间的电压足够大，使得发射结极难导通，此时三极管处于截止状态，此时三极管的集电极-发射极电压较大，输出电流较小。
（3）工作点三极管的工作点是指在输入特定的电压和电流条件下，三极管的静态工作状态。
在实际电路中，需要通过适当的电路设计来确定三极管的工作点，以保证其正常工作。
四、教学方法1. 讲授法：通过讲解三极管的基本结构、工作原理和特性，让学生掌握相关知识；2. 案例分析法：通过实际案例分析，让学生理解三极管的工作状态和工作点；3. 实验演示法：通过实际的实验演示，让学生直观地感受三极管的特性和工作原理。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
放大区 i 增 而工作点上移， C 大，uI CE减小
B(sat)
饱 和 区
Q
截止区
O UCE(sat) B UBE(on) 0<iB< IB(sat) E C
A N
uCE
uI增大使uBE>0.5V时， 三极管开始导通，iB >0， 三极管工作于放大导通 状态。uBE ≈UBE (on) ≈0.7V
直流量往往在下标中加注Q
U be 交流有效值
第2章
半导体三极管
2.2.1 直流电路的分析 一、图解分析法 i
C
iB/A
VBB/RB IBQ 20 0 0.7
RB iB
115 k + + VBB 3 V uBE –
+ 1 k RC uCE + VCC – – 5V
Q 静态工作点 UBEQ
VBB uBE/V
RB iB
115 k+ + VBB 3 V uBE –
iC + 1 k RC uCE + VCC – – 5V
3 0.7 0.02(mA ) 115
= 100
I CQ I BQ
100 0.02 2(mA)
U CEQ VCC I CQ RC
5 2 1 3( V )
60 A 50 A 40 A 30 A 20 A 10 A iB=0
0.3
5V uCE/V
判断是否饱和V CC 截止 i临界饱和电流 = V / R 饱和 i 0 C CC C I 和 I C RCCS BS : 状态 V U C VCC iB 当VBB = 3 V: CC CE(sat) 0 B + I CS u 5V u 0 R R VBB U BE(on) CE CE C C R B B S iB 0.06 mA I CS VCC I BS RB E RC uCE 0.3 V 0, iC 5 mA iB >三极管的开关等效电路 IBS，则三极管饱和。
二、电量的符号表示规则
A
A — 主要符号；
A—
下标符号。
A (直流、平均值、有效值)； A 大写表示电量与时间无关
小写表示电量随时间变化(瞬时值)。
A 大写表示直流量或总电量(总最大值，总瞬时值)；
小写表示交流分量。
U be U BE
o
u
ube
uBE
t
总瞬时值 交流瞬时值 uBE = UBE + ube 直流量
输入直流负载线方程: uBE = VBB iBRB 输出直流负载线方程: uCE = VCC iC RC
VCC/RC
iC/mA
输入CC
3UCEQ uCE/V
输出回路图解
第2章
半导体三极管
二、工程近似分析法
I BQ VBB U BE(on) RB
截止、放大、饱和 几种？ 2.2.2 晶体管开关电路及工作状态的判断
第2章
半导体三极管
一、晶体管工作状态的判断方法 — 截止状态
iC 临界饱和线 M T IC(sat) S
放大区
IB(sat)
uI=UIL
+ uBE -
通常用硅管 饱 Q 门限电压 Uth=0.5V 和 区
O UCE(sat) B uBE<0.5V
半导体三极管
例 2.2.1 设 RB = 38 k，求 VBB = 0 V、3 V 时的 iC、uCE。
iC RB iB + VBB – 3V iC/mA
5 4
3 2 1 0
+ uBE
+ 1 k RC uCE + VCC – 5V –
[ 解] 当VBB= 0 V: iB 0， iC 0， uCE 5 V
UCE(sat)
N
uCE
三极管开通的条件和等效电路
当输入uI为高电平，使 iB≥ IB(sat)时，三极管饱和。 uCE≈UCE(sat)≈0.3V≈0， C、E间相当于开关合上。
B
UBE(sat)
C UCE(sat) E
iB≥ IB(sat)
三极管 饱和状态 等效电路
第2章
半导体三极管
二、晶体管开关电路
2. 固定不变的电流源都视为开路；
3. 视电容对交流信号短路。
1 / jC 0
第2章
半导体三极管
基本方法
图解法： 在输入、输出特性图上画交、直流负载线， 求静态工作点“Q”，分析动态波形及失真等。 解析法： 根据发射结导通压降估算“Q”。 用小信号等效电路法分析计算电路动态参数。
第2章
半导体三极管
三极管 放大状态 UCE >0.7 等效电路
第2章
半导体三极管
一、晶体管工作状态的判断方法 — 饱和状态
S为放大和饱和的交界点，这时iC 临界饱和线 放大区 的iB称临界饱和基极电流，用IB(sat)表 T 示；相应地，IC(sat)为临界饱和集电 M S IB(sat) IC(sat) 极电流； UBE(sat)为饱和基极电压， 饱 Q UBE(sat)≈0.7V；U+ 为饱和集电极 CE(sat) uBE 和 截止区 uCE(sat) 电压，U 。在临界饱和点 I=UIH ≈0.3V A 区 三极管仍然具有放大作用。 O
1. uI UIL 0V T 截止
IB≈0 ， IC≈0 ， C 、 E 间相当于开 关断开,LED不发光。
+VCC(5V) IC + 4.3 k B uI RB IB RC 1 k
LED C β=30 E
uO UOH VCC 5V
2. uI UIH 5V
T导通
+ uO -
负载线 截止区
A N C uCE
三极管关断的条件和等效电路
当输入uI为低电平，使 uBE<0.5V时，三极管截止。
iB≈0，iC≈0，C、E间 相当于开关断开。
E
三极管 截止状态 等效电路
第2章
半导体三极管
一、晶体管工作状态的判断方法 — 放大状态
iC 临界饱和线 uI增大使iB增大，从
M T IC(sat) + uBE S
U IH U BE 5 0.7 IB mA 1 mA I I 因为 B BS RB 4.3 VCC 5 所以 T 饱和导通 I BS mA 0.17mA LED发光 RC 30 1 uO U OL 0.3 V 饱和导通条件: I B I BS
第2章
第2章
半导体三极管
2.2 晶体管的基本 应用
引 言 2.2.1 直流分析 2.2.2 交流分析
引
基本思想
言
第2章
半导体三极管
一、分析三极管电路的基本思想和方法 非线性电路经适当近似后可按线性电路对待， 利用叠加定理，分别分析电路中的交、直流成分。 直流通路(ui = 0)为静态。 交流通路(ui 0)为动态，只考虑变化的电压和电流 画交流通路原则： 1. 固定不变的电压源都视为短路；