BJT的电流分配与放大原理
三极管的基本知识
b级会接一个大电阻RB限制电流Ib的大小，跑到b极的那 些多余的电子就只好穿越集电结，形成电流Ic
二、BJT 的电流分配和放大原理
如果基极电压翻倍，电荷分布会继续发生变化，发射结 宽度会变得更窄，这扇大门变得更宽了，将会有更多的 电子跑到b级
二、BJT 的电流分配和放大原理
由于RB是大电阻，Ib就算翻倍了也还是很小，所以更多 的电子会穿越集电结，让Ic也翻倍。
+ ui
Rb
C1 +
与二极管特性相似
+ + uCE输出 输入 uBE 回路 iE 回路
iB
Rc
+VCC
C2
RL
+ uo
iB VCC
Rb+ + uBE
Rb
iB
VCC
O
uBE
uCE 0 特性右移(因集电结开始吸引电子) uCE 1 V 特性基本重合(电流分配关系确定) 硅管： (0.6 0.8) V 取 0.7 V 导通电压 uBE 锗管： (0.2 0.3) V 取 0.2 V
+ UCE
Rc VCC
输入回路 BJT与电源连接方式
二、BJT 的电流分配和放大原理
当发射结正偏时，电荷分布会发生变化，发射结宽度会变窄； 相当于给电子打开了一扇e到b的大门 集电结反偏时，电荷分布会也发生变化，集电结宽度会变宽。 相当于打开了阻碍电子从c级跑出去的大门
二、BJT 的电流分配和放大原理
VCC
(2) 集电极 - 发射极反向饱和电流 ICEO
c b e A
ICEO
VCC
ICEO =（1+ ）ICBO
iC ICM 安 全 工 ICEO O
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
BJT的放大原理
BJT的放大原理
图2
具体文字说明
依据BJT放大工作状态下电流安排关系aIE≈ IC，可组成一简洁放大电路，如图1。
放射结的外加电压vEB=VEE+DvI，由于外加电压的变化，将使放射极电变化DiE（如DiE=1mA），由于IC=aIE，所以IC也产生相应的变化DiC（当a=0.98时，DiC=0.98mA），DiC通过接在集电极上的负载电阻RL（1kW）上产生一个变化的电压Dvo （Dvo=DiCRL=0.98mA1kW=0.98V），则从RL得到的变化电压Dvo随时间的变化规律和DvI相同，但幅度却大了很多倍。
所增大的倍数称为电压增益，即
该电路的放射极作为信号输入端，以集电极作输出端，基极作为输入、输出回路的共同端，称为共基极电路。
依据bIB≈ IC电流安排关系可组成共射极电路如图2所示。
如在基极输入端加入一个待放大的信号DvI，这样，放射结电压vBE 就在原来VBB的基础上叠加了一个DvI后，使DiB按DvI的规律产生
相应的变化，DiC也将随之而变。
DiC在RL=1kW上得到电压变化Dvo=–DiCRL。
Dvo比DvI增大了很多倍。
该电路以基极为输入端，集电极为输出端，放射极作为输入、输出回路的共同端，称为共放射极电路。
读者可依据（1+b）IB=IC电流安排关系画出共集电极电路。
BJT的电流分配与放大作用 - 家电维修
BJT的电流分配与放大作用 - 家电维修三极管的放大作用是在一定的外部条件控制下，通过载流子传输体现出来的。
外部条件：发射结正偏，集电结反偏。
（BJT的工作条件）1. 内部载流子的传输过程ü发射区：发射载流子ü基区：传送和控制载流子ü集电区：收集载流子（以NPN为例）发射结正偏，发射区电子不断向基区扩散，形成发射极电流IE。
基区空穴向发射区的扩散可忽略。
进入P区的电子少部分与基区的空穴复合，形成电流IB’ ,多数扩散到集电结。
集电区收集扩散到集电结边缘处的电子形成集电极电流Inc（IC的主要部分）。
因集电结反偏，有少子形成反向电流ICBO 。
由以上看出，三极管内有两种载流子(自由电子和空穴)参与导电，故称为双极型三极管，或BJT (Bipolar Junction Transistor)。
2. 电流分配关系（1）三个电极电流总关系IE = IB+ ICIC = InC+ ICBOIB = IB’ - ICBO（2）共基极电流传输系数a由载流子的传输过程可知，由于电子在基区的复合，发射区注入到基区的电子并非全部到达集电区，管子制成后，复合所占的比例也就定了。
也就是由发射区注入的电子传输到集电区所占的百分比是一定的，这个百分比用α表示。
因 IC= InC+ ICBO，且 IC ICBOa 称为共基极电流放大系数，它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 a = 0.9~0.99。
（3）共发射极电流放大系数b，∴ iC＝b iB发射区每向基区供给一个复合用的载流子，就要向集电区供给b 个载流子,亦即iC是iB的b 倍。
b 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 b 1，通常为20～200。
b 和 a 的关系：， iC＝b iB由和， iC =αiE所以可得两种类型三极管各电极电流方向NPN型三极管 PNP型三极管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。
bjt共射放大电路
bjt共射放大电路BJT共射放大电路是一种常用的放大电路。
它采用双极型晶体管（BJT）作为放大器件，通过合适的偏置和负反馈来实现信号放大。
本文将介绍BJT共射放大电路的基本原理、特点、工作原理以及其在实际应用中的一些注意事项。
一、BJT共射放大电路的基本原理BJT共射放大电路是一种单级放大电路，其基本原理是将输入信号接在晶体管的基极上，输出信号从晶体管的集电极上取出。
通过合适的偏置和负反馈，将输入信号放大到需要的幅度，并输出到负载中。
二、BJT共射放大电路的特点1.电压放大倍数大：由于BJT晶体管能够提供大的β值（即电流放大倍数），因此在共射放大电路中，可以获得较大的电压放大倍数。
2.输入电阻低：共射放大电路的输入电阻主要由无源负载电阻和晶体管的输入电阻组成，通常输入电阻的数值较小，能够适应各种源的输出特性。
3.输出电阻高：由于BJT晶体管的输出电阻较高，因此共射放大电路能够驱动较大的负载电阻。
4.频率响应好：BJT晶体管的频率响应范围广，使得共射放大电路在高频场合中能够得到很好的放大效果。
三、BJT共射放大电路的工作原理BJT共射放大电路的工作原理可以分为静态工作点分析和动态分析两个方面。
1.静态工作点分析：在共射放大电路中，为了使晶体管正常工作，需要对其进行偏置设置，以确保处于放大区，同时避免饱和或截止状态。
通过选择适当的电阻分压网络和电源电压，可以使得输入电压能够提供合适的基极电压，使BJT晶体管处于放大区。
2.动态分析：在共射放大电路中，输入信号作为输入电压，接在晶体管的基极上。
当输入信号变化时，由于输入电容的存在，晶体管的电流也随之变化，进而影响到输出电压。
通过适当地选择偏置条件和输入电容的阻抗，可以实现对输入信号的有效放大，并利用输出电容，增加频率响应。
四、BJT共射放大电路的应用注意事项1.偏置稳定性：在设计共射放大电路时，需要保证偏置点的稳定性，使得晶体管能够始终处于放大区，避免过度饱和或过度截止。
bjt放大区的电位
bjt放大区的电位1.引言1.1 概述BJT放大区的电位是指在双极型晶体管（BJT）放大区域内的电位分布情况。
BJT是一种常用的放大器件，其放大原理是通过控制输入信号电流来调节输出信号的放大倍数。
为了实现这种放大效果，BJT放大区的电位分布起着至关重要的作用。
概括地说，BJT是由三层半导体材料构成的，包括一个基区（B）、一个发射区（E）和一个集电区（C）。
当输入信号被施加到基区，通过控制输入电流的大小，就可以改变发射区和集电区之间的电位差，从而影响输出信号的放大程度。
在BJT放大区的电位分布中，有两个关键点需要注意。
首先是发射极电位（Vbe），它是基区和发射区之间的电位差。
在正常工作状态下，发射极电位必须为正，通常约为0.6到0.7伏。
这个电位差是通过输入信号的电流在基区产生的压降引起的。
其次是集电极电位（Vce），它是集电区和发射区之间的电位差。
在正常工作状态下，集电极电位可以为正或负，取决于BJT的工作模式（如放大模式或截止模式）。
当BJT处于放大模式时，集电极电位应尽量接近电源电压，以保证输出信号的最大幅度。
为了实现这样的电位分布，BJT放大区一般由两个PN结组成：发射-基结和集电-基结。
这些结的存在导致了电位分布的产生，使得BJT在工作时能够实现信号的放大。
总之，BJT放大区的电位分布在电子学和放大器设计中扮演着重要的角色。
通过控制发射极电位和集电极电位，我们可以调节BJT的放大倍数和输出信号的幅度。
这对于各种电子设备和电路的正常运行至关重要。
在接下来的内容中，我们将更深入地了解BJT放大区的电位分布原理及其在实际电路中的应用。
1.2文章结构文章结构部分是用来介绍文章的整体构架和各个章节的内容安排。
下面是文章结构部分的一个可能的内容：1.2 文章结构本文将围绕着BJT放大区的电位分布展开讨论，并按照以下结构进行阐述：2.1 BJT放大区的基本原理在本章节中，我们将介绍BJT放大区的基本工作原理。
4BJT放大电路解析
3.8 V 、VC =8 V，试
放大
BJT三极管的参数
直流参数、交流参数、 极限参数 一.直流参数
①直流电流放大系数 1.共发射极直流电流放大系数 =（IC－ICEO）/IB≈IC / IB vCE=常数
2.共基极直流电流放大系数
=（IC－ICBO）/IE≈IC/IE
显然 与 之间有如下关系:
ICEO=（1+ ）ICBO
相当基极开路时，集电极和发射极间的反向
饱和电流。
一般希望极间的反向饱和电流尽量小些，以减小温度对BJT性能的影响。
二.交流参数
①交流电流放大系数 1.共发射极交流电流放大系数 =IC/IBvCE=const
在输出特性曲线上求β
在放大区 值基本不变， 通过垂直于X 轴的直线 由IC/IB求得。
（1）内部条件：发射区杂质浓度远大于基区
杂质浓度，且基区很薄。
（2）外部条件：发射结正向偏置，集电结反
向偏置。
BJT对直流和交流都有放大作用 BJT是电流控制型放大器件，场效应管是电压
控制器件
3. 三极管的三种组态
BJT的三种组态
共基极接法，基极作为公共电极，用CB表示； 共发射极接法，发射极作为公共电极，用CE表示； 共集电极接法，集电极作为公共电极，用CC表示。
与管子的结构尺寸和掺杂浓度 有关，与外加电压无关。一般 = 0.90.99 。 放大状态下BJT中载流子的传输过程
2. 电流分配关系 又设 1
根据 IE=IB+ IC 且令
IC= InC+ ICBO
I nC IE
ICEO= (1+ ) ICBO （穿透电流）
I C I CEO 则 IB
BJT的电流分配与放大作用
BJT的电流分配(3与) 形集放成电集区大电收极集作电载用流流I子C ，
• 集电结在反偏作用下，
2. BJT内部载流子的传输过程多子扩散困难，却促
使大部分扩散过来的
正
反
电子漂移过来被集电
偏
偏
区收集，形成ICN
• ICN= IEN-IBN
•பைடு நூலகம்由于集电结反偏， 少子要产生漂移 运动，形成集电 结反向饱和电流
IE (1 )IB 流，所以常将BJT称为电流控制器件。
α或β只与管 子的结构尺寸和 掺杂浓度有关，
•实质上IE是受正向发射结电压 vBE控制
的，因此IB和IC也是受正向发射结电压
vBE控制的。这体现了BJT的正向受控制
特性，利用它就可以放大微弱的电信号。
与外加电压无关。
知识点： BJT的电流分配与放大作用
模拟电子技术
知识点： BJT的电流分配与放大作用
BJT的电流分配与放大作用
1. 放大状态下的BJT需满足的内部和外部条件
内部条件： 发射区杂质浓度大； 基区很薄； 集电区面积大。
外部偏置条件： 发射结正偏； 集电结反偏。
BJT的电流分配与放大作用
2. BJT内部载流子的传输(过1) 程发射区向基区扩散载流
BJT的电流分配与放大作用
2. BJT内部载流子的传输过(2)程复载合流，子形在成基复区合扩电散流与
正
反
IBN
偏
偏
• 由发射区扩散到基区
的载流子，由于浓度
差，会向集电结方向
扩散。
• •
放大状态下BJT中载流子的传输过程
其中一部分电子会与
基区中的空穴复合， 形成基区复合电流IBN 由于基区很薄，掺杂
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25 C
IC
3 2.3 2 1.5 1 0 2 4
IB
6
图3－11
8
vCE(V)
1.5 mA 37.5 40 A
2.3 1.5 40 60 40
若满足条件： ICEO很小时，可忽略；
管子工作在线性区。
工程上则可以为 ，都用表示。
共基： 同理，工程上不区别， ，都用表示。
图3－18 (b)
Rc和 RL并联，此并联值为交流负载电阻 R L
R c // R L RL
作交流负载线 由图3－18(b)可见 交流 v0 = vce vce = – ic RL 交流量等于脉动直流量减直流量。 vCE VCE = (iC Ic )R L vCE V CE I c R L i C R L —交流负载线 1 此交流负载线斜率为 ， RL 此交流负载线一定过Q点。
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
1 过Q点作斜率为 的直线即为交流负载线 。 RL
不影响静态工作点，但动态工作情况会
发生变化。
不考虑直流，交流信号通过的路径。 交流通路：
原则：a. 隔直电容视为短路； b. VCC视为短路。
Rb Rc
300k
4k
Cb2
+12V
+ VCC
+
Cb1 iB
iC 20F + v0 图3－18 (a)
4k
vi
20F
RL
ic + ib + vi Rb Rc RL v0
t O 0.2 0.4 0.6 0.8
O
t
图3－17
依iB在输出特性上求iC 和vCE
iC(mA) 4 N iC(mA) 100
3
2 IC 1
80
Q Q
60 IB = 40 Q 20
M 12 vCE(V) vCE(V)
O
t O
O
3
6 vce
9
t
VCE
图3－17
v0 = 3sint (V)
工程上vCE = 1V的曲线即可代表vCE > 1V的情况。
2. 输出特性曲线
iC f (vCE ) iB 常数
iC(A) 4 3 2 1 0 2 4 6 100 80 60 iB=40(A) 20 iB=0 图3－10 8 ICE0
25 C
vCE(V)
先看iB=40A的一条曲线 vCE 很小时，集电结反偏小，收集载流子 能力弱， vCE iC 当vCE >1V后， iC 大致与横轴平行； 要想改变iC ，得改变iB ，这样，得到一组 曲线簇；
iC N
iB
P
vBE
N
vCE
图3－8
1. 输入特性曲线
iB f (vBE ) v
iB(mA)
VCE 1V
CE 常数
60
40
20
vCE=0V
80
25 C
O
0.2 0.4 0.6 0.8
vBE(V)
图3－9
vCE = 0，相当于二极管的正向特性 vCE = 1V，曲线右移（原因是集电结反偏， iE 大部分被拉到集电区， iB ） vCE > 1V后， vCE， iC基本不变， iB亦基 本不变
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
又叫参考点，此点电位为0。
二、简化电路 取VBB = VCC。见图3－14(a) 省略电源VCC的符号，只标出VCC的非接地端的 电压数值及极性。见图3－14(b)
4k
RcCb2 + 来自0 VCC12VCb1 + vi300k (a) Rb IB
Rb
300k
Rc IB
4k
+12V +VCC
总结： a . iB = I B + ib iC = I C + ic vCE = VCE + vce
它们为脉动直流；（在直流量的基础上 迭加了 一个交流量）
b. v0是与vi同频率的正弦波； c. v0与vi反相，此为共射电路特有的倒 相作用。
2. 交流负载线
输出端接负载，由于Cb2的隔直作用，
I CEO (1 ) I CBO
图3－13
ICEO b
c e
A
VCC
4. 极限参数
a. 集电极最大允许电流 ICM。
三极管的参数变化不超过允许值时集电极 允许的最大电流。
当电流超过ICM，管子性能下降，甚至烧坏。
b. 集电极最大允许功率 PCM。
集电结上允许损耗功率的最大值。
超过此值会使管子性能变坏或烧毁。
解：(1)依|VBE|=0.7V(或|VBE|= 0.2V)确定硅还是锗。
(2)找出c极：极间电压不是0.7V或0.2V的为c极。 (3)VB、VE、VC三个电位中，VC最低，是PNP管； VC最高，是NPN管。 (4)PNP管： VC <VB<VE；NPN管： VC>VB>VE。 以确定b, e极。 (a) NPN硅， －e，－b，－c
N IE e
电子流
Je P
Jc
N IC c
复合
V0VEE 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。
iC iB I CE0
四、BJT的主要参数
1. 电流放大系数 共射：
I C I CEO IB
则
为直流电流放大系数
IC IB
若IC >> ICEO
交流放大系数用 表示
I C I B
如图3－11
iC(A)
4 100 80 60 40 Q i =20(A) B
2. 集电极－基极反向饱和电流 ICBO
发射极开路，c、b间加上一定反向电压时的 反向电流，（由少数载流子引起） 硅管：<1A 小功率锗管：约为10A。
ICBO
b A – +
c e
VCC
图3－12
3. 集电极－发射极反向饱和电流ICE0（穿透电流） 基极开路，c、e间加 一定反向电压时的 集电极电流
§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
/6/80.html
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：
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 αI
代入
E
I CBO
I C αI
B
αI
C
I CBO
整理式得
I CBO α IC IB 1 1
α 令
1
则 I C I B ( 1 ) I CBO
步骤： a. 作三极管的输出特性曲线 b. 作直流负载线 vCE =12 4 iC c. 计算IB
4 N 3 2 IC=1.5 1 0 2 4 iC(mA)
100
80
直流负载线 60 Q
IB = 40(A)
20
IB
V CC 40μA Rb
d. 确定Q点
6
M 8 10 12 vCE(V) 图3－15(b)
Cb2 c I C e
Cb1 vi
v0
图3－14
(b)
3.3 图解分析法
一、静态工作情况分析
静态：当放大电路vi=0时，电路中各处的 电压、电流都为直流，称为直流 工作状态或静止状态，简称静态。
静态工作点：静态下，IB、 IC、 VCE在管 子特性曲线上有一确定的点，此点 为静态工作点，又叫Q点。 动态：当放大电路输入信号后（ v i 0 ）， 电路中各处的电压、电流处于变动 状态，这时电路处于动态工作情况， 简称动态。
vCE t Cb2 +
t v300k vBE i
Rc 4k v0 vCE VCC
12V
v0
t
图3－16
设 vi = 0.02sint (V) 依vi 在输入特性上求 iB。
iB(A)
iB(A)
60
40 20 IB O
Q
Q
Q
vBE(V) vBE(V) vi