晶体三极管(BJT)及放大电路基础解读
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
第二章双极型晶体三极管（BJT）
第二章双极型晶体三极管（BJT）
第二章双极型晶体三极管(BJT)(一)BJT结构与电路符号(二)晶体管的放大作用发射结正偏，集电结反偏，称为BJ
T的放大偏置。
即满足下列电压关系：NPN管：VCB﹥0，VBE﹥0或VC＞VB＞VEPNP管：V
CB﹤0，VBE﹤0或VC＜VB＜VE(三)放大偏置时的电流传输关系2iC与iB的关系
定义：共发射极直流电流放大系数：（四）放大偏置时BJT偏压与电流的关系1发射结正向电压VBE对各极电流的控制作用BJ T的正向控制作用2集电结反向电压VCB对各极电流的影响基区宽度调制效应（五）BJT的截止与饱和工作状态1截止状态：2饱和状态：注意：晶体管特性曲线只能用于直流/低频。
§2-2BJT静态特性曲线BJT静态特性曲线：是在伏安平面上作出的
反映晶体管各极直流电流电压关系的曲线。
BJT静态特性曲线用途：一晶体三极管的组态将晶体三极管视为双端口
器件，分析其三种典型接法，称为组态。
共基极接法（CB）共射接法（CE）共接接法（CC）
二共射输入特性曲线共射输入特性曲线是以输出电压VCE为参变量，输入口基极电流iB随发射结电压vBE变化的曲线：共射输入特性曲线的特点：§2-3BJT主要参数1直流放大系数2交流放大系数
例2-41iE与iC的关系：定义共基极直流电流放大系数：。
第二章_双极型晶体三极管(BJT)
传输到集电极的电流 发射区注入的电流
ICn
Rb
IE
IC ICBO IC
EB
IE
IE
一般要求 ICn 在 IE 中占的比例尽量大
ICBO IB
b IBn
c
IC
ICn
IEn e IE 一般可达 0.95 ~ 0.99
Rc EC
13
（2） i与C 的i关B 系
输入
b
+
cUCE 输出
e
V 回路UCE
回路
V
UBE
电流，UCE是输出电压；
VCC
25
1、共射输入特性曲线
I B f (U BE ) UCE 常数
(1) UCE = 0 时的输入特性曲线
Rb IB b c
VBB
+e
UBE _
IB/A
UCE 0
类似为PN结正偏时的伏安特性曲线。
O
U BE / V
IE = IC + IB IC IE ICBO
IB＝IBn－ICBO
当IE=0时，IC=ICBO
IC ( IC IB ) ICBO
1
IC 1 IB 1 ICBO
IC IB (1 )ICBO
= IB ICEO
穿透电流。
其中：
1
共射直流电流放大 系数。
14
IC IB ICEO
• 直流参数
– 直流电流放大系数 和
– 极间反向电流 和ICBO ICEO
• 交流参数
– 交流电流放大系数 和
– 频率参数 和 f
fT
• 极限参数
集电极最大允许电流ICmax 集电极最大允许功耗PCmax 反向击穿电压
晶体管及其基本放大电路
E
BJT示意图
BJT结构特点
• 发射区的掺杂浓度最高 ( N+ )；
• 集电区掺杂浓度低于发射区，且面积大；
• 基区很薄，一般在几个微米至几十个微米，且掺杂浓 度最低。
BJT三个区的作用：
CB E
发射区：发射载流子
集电区：收集载流子 基区：传送和控制载流子
P N+ N-Si
7.1.1 BJT的结构简介
基区：传送和控制载流子
（以NPN为例）
IE=IB+ IC IC= INC+ ICBO
动画示意
放大状态下BJT中载流子的传输过程
动画演示
7.1.2 放大状态下BJT的工作原理
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。
以NPN管为例 发射结正偏 VBE≈ 0.7V； 晶体管发射结导通。
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。
7.1.3 BJT的特性曲线
输入特性曲线 BJT的特性曲线
输出特性曲线
输入回路
RB VBB
IB
+ VBE
-
IC +
VCE IE
RC VCC
输出回路
试验电路
晶体管特性图示仪
P N
E
VCE IB 0V 1V 10V
VBE 0
随着VCE电压的增大, 基区IB的电流通道变窄, IB 减小。要 获得同样大的 IB , 必需增大VBE 。表现出曲线右移。
当VCE ≥1V时，特性曲线右移的距离很小。通常将VCE=1V
第二章总结 双极型晶体三极管(BJT)
第二章 双极型晶体三极管（BJT ）§2.1 知识点归纳一、BJT 原理·双极型晶体管（BJT ）分为NPN 管和PNP 管两类（图2-1，图2-2）。
·当BJT 发射结正偏，集电结反偏时，称为放大偏置。
在放大偏置时，NPN 管满足C B C V V V >>；PNP 管满足C B E V V V <<。
·放大偏置时，作为PN 结的发射结的V A 关系是：/BE T v V E ES i I e =（NPN ），/E B T v V E ES i I e=（PNP ）。
·在BJT 为放大偏置的外部条件和基区很薄、发射区较基区高掺杂的内部条件下，发射极电流E i 将几乎转化为集电流C i ，而基极电流较小。
·在放大偏置时，定义了CNE i i α=（CN i 是由E i 转化而来的C i 分量）极之后，可以导出两个关于电极电流的关系方程：C E CBO i i I α=+ (1)C B CBO B CEO i i I i I βββ=++=+ 其中1αβα=-，CEO I 是集电结反向饱和电流，(1)CEO CBO I I β=+是穿透电流。
·放大偏置时，在一定电流范围内，E i 、C i 、B i 基本是线性关系，而BE v 对三个电流都是指数非线性关系。
·放大偏置时：三电极电流主要受控于BE v ，而反偏CB v 通过基区宽度调制效应，对电流有较小的影响。
影响的规律是；集电极反偏增大时，C I ，E I 增大而B I 减小。
·发射结与集电结均反偏时BJT 为截止状态，发射结与集电结都正偏时，BJT 为饱和状态。
二、BJT 静态伏安特性曲线·三端电子器件的伏安特性曲线一般是画出器件在某一种双口组态时输入口和输出口的伏安特性曲线族。
BJT 常用CE 伏安特性曲线，其画法是： 输入特性曲线：()CE B BE V i f v =常数（图2-13） 输出特性曲线：()B B CE I i f v =常数（图2-14）·输入特性曲线一般只画放大区，典型形状与二极管正向伏安特性相似。
三极管及放大电路基础
IC(mA ) 4
3
2
1 36
截止区
100A 80A
IB= 60A 40A 20A 0 9 12 VCE(V)
IC RC
IB B C
VCE
RB
VBE EB
E IE
EC
（1-13）
特点:VBE＜死区电压, IB≤0≈0, IC ≤ICEO≈ 0,VCE ≈EC
这时三极管C 、 E端相当于: 一个断开的开关。
过大，温升过高会烧坏三极管。所以要求：
PC =IC VCE≤PCM 6.集-射极反向击穿电压V(BR)CEO ——基极开路时，集电极与发射极之间允许的最大反向 电压。
（1-22）
由三个极限参数可画出三极管的安全工作区
IC ICM
ICVCE=PCM
安全工作区
O
V(BR)CEO
VCE
（1-23）
八、晶体管参数与温度的关系
IC RC
IB B
C VCE
RB
VBE EB
E IE
EC
如何判断是否截止？
若：VBE ≤0(死区电压)
或 VC＞VE ＞VB 三极管可靠截止
IC
VCE
C RC
E
EC
（1-14）
(3) 放大区：IC=IB区域 , 发射结e正偏，集电结c反偏 特点: IC=IB , 且 IC = IB , VCE＝EC－IC RC
（1-29）
三极管在电路中的应用
1、放大电路 对三极管放大电路的分析，包括静态分 析和动态分析两部分。 也就是直流方面的分析和交流方面的分 析 直流方面的分析主要是判断三极管是否 有合适的直流工作条件 交流方面的分析主要是判断放大电路是 否能够正常的放大信号。
晶体三极管及其基本放大电路解读PPT课件
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！
第14页/共79页
三、基本共射放大电路的波形分
析
动态信号
驮载在静
态之上
与iC变化 方向相反
当VCC>>UBEQ时，IBQ 已知：VCC＝12V，
VCC Rb
Rb＝600kΩ，
Rc＝3kΩ ，
β
＝100。
Q
＝？
第23页/共79页
二、等效电路法
输入回路等效为 恒压源
•
半 利
导 用
体 线
器 性
件 元
的 件
非 建
线 立
性 模
特 型
性 ，
使 来
放 描
大 述
电 非
路线IBQ的性＝分器VBB析件－RU复的b BE杂特Q
第36页/共79页
直流负载线和交流负载线
B
I CQ RL'
Uom=? Q点在什么位置Uom最大？
交流负载线应过Q点，且 斜率决定于（Rc∥RL）
第37页/共79页
§4.4 晶体管放大电路的 三种接法
一、静态工作点稳定的共射放大电路 二、基本共集放大电路 三、基本共基放大电路 四、三种接法的比较
第38页/共79页ห้องสมุดไป่ตู้
• 在Ui不变的情况下， Rb减小，Uo如何变化？Au如何变化？
当Uo最大时，再减小Rb，会出现失真吗？
•
在增什大么，不情 真一了定？行！
况A下u ，UU空oi 载
bjt基础知识
bjt基础知识摘要：1.BJT 的基本概念2.BJT 的工作原理3.BJT 的分类与结构4.BJT 的特性与参数5.BJT 的应用领域正文：一、BJT 的基本概念BJT（Bipolar Junction Transistor，双极型晶体管）是一种常见的半导体器件，具有放大和开关等功能。
它主要由三个区域组成：n 型区（发射极）、p 型区（基极）和n 型区（集电极）。
其中，发射极和集电极由n 型半导体制成，而基极由p 型半导体制成。
二、BJT 的工作原理BJT 的工作原理主要基于电子和空穴的运动。
当发射极施加正向电压时，发射极的电子会进入基极，然后从基极进入集电极。
在这个过程中，由于电子和空穴的复合作用，会形成电流。
当基极施加负向电压时，发射极的电子受到抑制，电流减小。
因此，通过改变基极的电流，可以控制集电极的电流，实现信号放大和开关控制等功能。
三、BJT 的分类与结构根据结构不同，BJT 可分为NPN 型和PNP 型两种。
NPN 型BJT 的结构为：发射极-n 型半导体、基极-p 型半导体、集电极-n 型半导体。
PNP 型BJT 的结构为：发射极-n 型半导体、基极-p 型半导体、集电极-p 型半导体。
这两种类型的BJT 工作原理相同，但电流放大系数不同。
四、BJT 的特性与参数BJT 的特性主要包括电流放大系数（hfe）、截止电流（IB）、饱和电流（IC）等。
电流放大系数表示BJT 在放大状态时，集电极电流与基极电流之比。
截止电流是指当基极电流为零时，集电极电流也为零的电流值。
饱和电流是指当集电极电压足够大时，集电极电流不再增加的电流值。
五、BJT 的应用领域BJT 广泛应用于模拟电路、数字电路、功率放大器、振荡器等领域。
在模拟电路中，BJT 常用于信号放大、滤波等功能；在数字电路中，BJT 常用于逻辑门、触发器等功能；在功率放大器和振荡器中，BJT 可以实现高电压、大电流的信号处理。
总之，BJT 作为一种重要的半导体器件，具有广泛的应用前景。
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２、放大偏置时的电流分配与放大关 系： (1) IE=IC+IB (2) IC和IE 》IE
基极电流的少量变化△IB可引起集电极电流△IC 的较大变化 (3) 当IB=0时，IC=ICEO
解释：BJT内部载流子的传输过程 ⑴ 发射区向基区注入电子 ⑵ 电子在基区中的扩散与复合 ⑶ 集电区收集扩散过来的电子
三 BJT静态特性曲线 • BJT静态特性曲线：是在伏安平面上作出的 反映晶体管各极直流电流电压关系的曲线。 • BJT静态特性曲线用途：
•
１、晶体三极管的组态
• 将晶体三极管视为双端口器件，分析其三种典型接法， 称为组态。 共基极接法（CB）
共射接法（CE） 共接接法（CC）
２、共射输入特性曲线
§3.2 共发射极放大电路
• 一、共发射极基本放大电路 教材图3.2.1 • T：NPN型晶体管,放大的核心部件
• VCC： 集电极回路直流电源提供集电结反偏 • RC： 集电极负载电阻,作用:将iC 转换成U0，反应在 输出端 • VBB,Rb:提供发射结正偏和合适的基极偏流
• C1,C2： 隔直流通交流
§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
• 共射输入ห้องสมุดไป่ตู้性曲线是以输出电压VCE为参变量，输入口 基极电流iB随发射结电压vBE变化的曲线： • 共射输入特性曲线的特点：
• ３、共射输出特性曲线
• 共射输出特性曲线是在集电极电流IB一定的情况下，的 输出回路中集电极与发射极之间的电压VCE与集电极电流 IC之间的关系曲线。
工作区域划分： (1) 放大区(线性区) 条件：发射结正偏，集电结反偏 对NPN管：VC>VB>VE 特性：IC=ß IB (2) 截止区 条件：发射结反偏
• *** 只给出输出特性曲线来确定UCEQ和ICQ • 1) 估算IBQ及UBEQ • 2) 利用输出特性曲线来确定ICQ，UCEQ • 由估算的 IBQ 所对应的输出特性曲线 与直流负 载线的交点Q 对应ICQ，UCEQ
2. 动态工作情况分析
• （１）、利用输入特性画出iB，uBE波形 • 设输入为Ui=UmSINwt（mv） • uBE=UBEQ+ui iB=IBQ+IBMSINwt
二. 组成原则
(1) 发射结正偏 集电极反偏 使T管处于放大状 态 (2) 输入回路：Ui——产生ib 控制ic (3) 输出回路：使iC尽可能多流到RL上（减少其 他支路的分流） (4) 保证放大电路工作正常，T 处于放大状态，
合理设置静态工作点Q
三. 放大电路的性能指标 １、 放大倍数：输入信号若为正弦波 a. 电压放大倍数：AV=U0/UI
第三章 晶体三极管(BJT)及 放大电路基础
• • • • • • • §3.1 半导体BJT 一 BJT结构与电路符号 二 晶体管电流的分配与放大作用 演示实验 结论：１、晶体管起放大作用的条件： 发射结正偏，集电结反偏，称为BJT的放大偏置。 即满足下列电压关系： NPN管：VCB﹥0，VBE﹥0或VC＞VB ＞VE PNP管： VCB﹤0，VBE﹤0或 VC＜VB＜VE
•
• • • •
（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
• 1． 直流通路：直流信号通过的电路 • 原则：遇C——视为开路 • 遇L——视为短路
• 1． 交流通路：交流信号通过的电路 • 原则：遇 C—— （充分大） —— 近似视 为短路 • 遇L——（充分大）——近似视为开路 • 直流电源（内阻小）：近似为短路。
• 一、静态分析 • １静态工作点估算： • 从输入特性中知：晶体管导通时UBE变化很小 （硅管：0.6-0.8V；锗管：0.1-0.3V） • 一般情况UBEQ：（硅管：0.7V，锗管0.2V ） • 1) 从直流通路中：列KVL方程 • IBQ*RB+UBEQ-EC=0 • IBQ=（EC-UBEQ）/RB • 2) 从晶体管电流分配关系 • ICQ=βIBQ • 3) 从直流通路中：列负载回路的KVL方程 • ICQ*RC+UCEQ-EC=0 • UCEQ=EC-ICQ*RC
对NPN管：VB<VE
特性：IC=ICEO (3) 饱和区 条件：发射结、集电结皆正偏 对NPN管：VCE>VBE 特性：IB增加，IC却不再增加，即 IC≠ß IB ;而 且VCE很小。
四、BJT的主要参数
• 1 电流放大系数 • 共发射极直流电流、交流电流放大系数 • 例：书图3.1.7(b)为3DG6晶体三极管输出特性 曲线，求它的共发射极直流电流、交流电流放 大系数 • 2 极间反向电流 (1) ICBO (2) ICEO • 3 极限参数
电压增益： AV(db)=20lgAV 分贝 DB b．电流放大倍数 AI=IO/II 电流增益： AI (db)=20lgAI (分贝) c．功率放大倍数：功率增益 20lgAp 分贝 Ap=Po/PI
UO——输出电压（有效值）UI——输入电压（有效值）
2. 最大输出幅度：U0MAX,U0,U0PP（以正弦 为例子） 3.输入电阻: Ri 4.输出电阻：Ro 5. 通频带BW（Bf）
四、放大电路的基本分析方法
• １、分析方法：1）图解法：在特性曲线上用作图来进 行分析 • 2）微变等效电路法：在一定条件下等效为线性 电路进行分析 • 3) 计算机仿真
• 一、直流通路，交流通路 • 电路分析的两种基本电路： 1 ）直流通路：静 态 工 作 点 分 析 （ UBEQ ,UCEQ , IBQ , ICQ ） 2）交流电路：动态分析（AV，ri，r0）