三极管及基本放大电路 PPT
详解经典三极管基本放大电路
详解经典三极管基本放大电路
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。
图1：三极管基本放大电路
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。另一个原因就是输出信号范围的要求，如果没有加偏置，那么只有对那些增加的信号放大，而对减小的信号无效(因为没有偏置时集电极电流为0，不能再减小了)。而加上偏置，事先让集电极有一定的电流，当输入的基极电流变小时，集电极电流就可以减小;当输入的基极电流增大时，集电极电流就增大。这样减小的信号和增大的信号都可以被放大了。
三极管放大电路原理和组态
三极管的根本工作管理
构造与操作原理
三极管的根本构造是两个反向连结的pn接面，如图1所示，可有pnp和npn两种组合。三个接出来的端点依序称为射极〔emitter, E〕、基极〔base, B〕和集极〔collector, C〕，名称来源和它们在三极管操作时的功能有关。图中也显示出npn与pnp三极管的电路符号，射极特别被标出，箭号所指的极为n型半导体，和二极管的符号一致。在没接外加偏压时，两个pn接面都会形成耗尽区，将中性的p型区和n型区隔开。
图1 pnp(a)与npn(b)三极管的构造示意图与电路符号。
三极管的电特性和两个pn接面的偏压有关，工作区间也依偏压方式来分类，这里我们先讨论最常用的所谓〞正向活性区〞(forward active)，在此区EB极间的pn接面维持在正向偏压，而BC极间的pn接面那么在反向偏压，通常用作放大器的三极管都以此方式偏压。图2(a)为一pnp三极管在此偏压区的示意图。 EB接面的耗散区由于在正向偏压会变窄，载体看到的位障变小，射极的电洞会注入到基极，基极的电子也会注入到射极；而BC接面的耗尽区那么会变宽，载体看到的位障变大，故本身是不导通的。图2(b)画的是没外加偏压，和偏压在正向活性区两种情况下，电洞和电子的电位能的分布图。三极管和两个反向相接的pn二极管有什么差异呢？其间最大的不同部分就在于三极管的两个接面相当接近。以上述之偏压在正向活性区之pnp三极管为例，射极的电洞注入基极的n型中性区，马上被多数载体电子包围遮蔽，然后朝集电极方向扩散，同时也被电子复合。当没有被复合的电洞到达BC接面的耗尽区时，会被此区内的电场加速扫入集电极，电洞在集电极中为多数载体，很快藉由漂移电流到达连结外部的欧姆接点，形成集电极电流IC。 IC的大小和BC间反向偏压的大小关系不大。基极外部仅需提供与注入电洞复合部分的电子流IBrec，与由基极注入射极的电子流InB? E〔这部分是三极管作用不需要的部分〕。 InB? E在射极与与电洞复合，即InB? E=IErec。pnp三极管在正向活性区时主要的电流种类可以清楚地在图3(a)中看出。
半导体三极管及放大电路基础知识讲解
半导体三极管及放大电路基础知识讲解
第一节 学习要求
第二节 半导体三极管
第三节 共射极放大电路
第四节 图解分析法
第五节 小信号模型分析法
第六节 放大电路的工作点稳固问题
第七节 共集电极电路
第八节 放大电路的频率响应概述
第九节 本章小结
第一节 学习要求
〔1〕把握差不多放大电路的两种差不多分析方法--图解法与微变等效电路法。 会用图解法分析电路参数对电路静态工作点的阻碍和分析波形失真等； 会用微变等效电路法估算电压增益、电路输入、输出阻抗等动态指标。
〔2〕熟悉差不多放大电路的三种组态及特点；把握工作点稳固电路的工作原理。
〔3〕把握频率响应的概念。了解共发射极电路频率特性的分析方法和上、下限截止频率的概念。
第二节 半导体三极管〔BJT〕
BJT是通过一定的工艺，将两个PN结结合在一起的器件，由于PN结之间的相互阻碍， 使BJT表现出不同于单个 PN结的特性而具有电流放大，从而使PN结的应用发生了质的飞跃。本节将围绕BJT什么缘故具有电流放大作用那个核心问题，讨论BJT的结构、内部载流子的运动过程以及它的特性曲线和参数。
一、BJT的结构简介
BJT又常称为晶体管，它的种类专门多。按照频率分，有高频管、低频管； 按照功率分，有小、中、大功率管；按照半导体材料分，有硅管、锗管；依照结构不同， 又可分成NPN型和PNP型等等。但从它们的外形来看，BJT都有三个电极，如图3.1所示。
图3.1是NPN型BJT的示意图。 它是由两个 PN结的三层半导体制成的。中间是一块专门薄的P型半导体(几微米~几十微米)，两边各为一块N型半导体。从三块半导体上各自接出的一根引线确实是BJT的三个电极，它们分别叫做发射极e、基极b和集电极c，对应的每块半导体称为发射区、基区和集电区。尽管发射区和集电区差不多上N型半导体，然而发射区比集电区掺的杂质多。在几何尺寸上， 集电区的面积比发射区的大，这从图3.1也可看到，因此它们并不是对称的。
第二章 三极管及放大电路基础
第二章 三极管及放大电路基础
教学重点
1．了解三极管的外形特征、伏安特性和主要参数。
2．在实践中能正确使用三极管。
3．理解放大的概念、放大电路主要性能指标、放大电路的基本构成和基本分析方法。
4．掌握共发射极放大电路的组成、工作原理，并能估算电路的静态工作点、放大倍数、输入和输出电阻等性能指标。
5．能搭建分压式放大电路，并调整静态工作点。
教学难点
1．三极管的工作原理。
2．放大、动态和静态以及等效电路等概念的建立。
3．电路能否放大的判断。
学时分配
序号 内 容 学 时
1 2.1三极管 2
2 2.2三极管基本放大电路 6
3 技能实训——单管低频放大电路的安装与调试 4
4 *2.3多级放大电路 2 2 5 本章总学时
14
2.1三极管
2.1.1三极管的结构与符号
通过实物认识常见的三极管
三极管有三个电极，分别从三极管内部引出，其结构示意如图所示。
按两个PN结组合方式的不同，三极管可分为PNP型、NPN型两类，其结构示意、电路符号和文字符号如图所示。
PNP型 NPN型
有箭头的电极是发射极，箭头方向表示发射结正向偏置时的电流方向，由此可以判断管子是PNP型还是NPN型。
发射结 集电区
基区
发射区
发射极 e 基极 b 集电极 c
P
N
P 集电结
发射极 e 基极 b 集电极 c
P
N
P b
e c
VT
发射极 e 基极 b 集电极 c
N
P
N b
e c
VT 《电子技术基础与技能》配套多媒体CAI课件 电子教案
3 三极管都可以用锗或硅两种材料制作，所以三极管又可分为锗三极管和硅三极管。
2.1.2三极管中的电流分配和放大作用
动画：三极管电流放大作用的示意
做一做：三极管中电流的分配和放大作用
观察分析实验参考数据：
1）三极管各极电流分配关系：IE = IB + IC ，IE ≈ IC≫IB
三极管
5-1 第5章 三极管及基本放大电路
半导体三极管是一种最重要的半导体器件。它的放大作用和开关作用促使电子技术飞跃发展。场效应管是一种较新型的半导体器件，现在已被广泛应用于放大电路和数字电路中。本章介绍半导体三极管、绝缘栅型场效应管以及由它们组成的基本放大电路。
5.1 半导体三极管
半导体三极管简称为晶体管。它由两个PN结组成。由于内部结构的特点，使三极管表现出电流放大作用和开关作用，这就促使电子技术有了质的飞跃。本节围绕三极管的电流放大作用这个核心问题来讨论它的基本结构、工作原理、特性曲线及主要参数。
5.1.1 三极管的基本结构和类型
三极管的种类很多，按功率大小可分为大功率管和小功率管；按电路中的工作频率可分为高频管和低频管；按半导体材料不同可分为硅管和锗管；按结构不同可分为NPN管和PNP管。无论是NPN型还是PNP型都分为三个区，分别称为发射区、基区和集电区，由三个区各引出一个电极，分别称为发射极（E）、基极（B）和集电极（C），发射区和基区之间的PN结称为发射结，集电区和基区之间的PN结称为集电结。其结构和符号见图5-1，其中发射极箭头所示方向表示发射极电流的流向。在电路中，晶体管用字符T表示。具有电流放大作用的三极管，在内部结构上具有其特殊性，这就是：其一是发射区掺杂浓度大于集电区掺杂浓度，集电区掺杂浓度远大于基区掺杂浓度；其二是基区很薄，一般只有几微米。这些结构上的特点是三极管具有电流放大作用的内在依据。
（a） (b)
图5-1 两类三极管的结构示意图及符号 基极B T C
三极管基本放大电路的三种组态
除去信号的输入、输出端。另一端就是共极
三极管基本放大电路的三种组态
组态一：共射电路
组态二：共集电极电路
共集电极组态基本放大电路如图所示
(1)直流分析
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"叱亡―厶傀_ '忧_W
R产隔川4
交流通路,
(2)交流分析
渤呼筲帥由淬迴園 b2h
放大倍数/输入电阻/输出电阻 n流通路
① 中Ifi电压放人倍数
芜賽（1+处;
碍"（1 + 0）化
比较匸£和CU组态放大电瞎的电压放大倍数公式.
它们的分r 足"乘以输岀电极对地妁址漩这效负载屯 阻.分母都是三极管基极对地的交流输入电阻。
② 输入电阻
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③ 输出电阳 将綸入信号 垣路，负载开 路异那 ，信 巧源短路，内阻 保留〃
總=叫g十码）,R\ =尺〃鹉"甩 氏=［（1M ）1* A肛+心沪（底爪）
共基组态放大电路如图
生广冻*舟+玮广幷（1+”）P先企）
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组态三：共基极放大电路
微变等效电路
共基极组态基本放大电路的微变等效电路
I
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■ 1—►
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性能指标
① 电压放大倍数
弟=!&//&=十色型
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② 输入电限
R.=曲 jfe=
1 1 L+0 % 1 协
③ 输出电阻
R严氐 交流、直流通路
空流通路;
三种组态电路比较
■共射电路；电压和电流放大倍数均大，输入输岀 电压相位相反，输岀输出电阻适中°常用于电压 放大.
・共集电路二电压放大倍数是小于且扌妾近于1的正 数，具有电压跟随特点I输入电阳大’输岀电阻 小.常作为电路的输入和输出级乜
■共基电弟匕放大倍数同共射电路.输入电阻小， 频率特性好.帘用作宽带庶大器口
放大电路的三种基本组态
2. 6. 1共集电极放大电路
上图（a）是一个共集组态的单管放大电路，由上图（ b）的等效电路可以看出，输入信号 与输出信号的公共端是三极管的集电极， 所以属于共集组态。又由于输出信号从发射极引出, 因此这种电路也称为射极输出器。
二极管、三极管及整流与放大电路
1 复习与自我检测（五）
二极管、三极管及整流与放大电路
一、学习要点
1.半导体的基本知识
（1） 半导体的特性
导电性能介于导体和绝缘体之间的物质称为半导体。半导体能得到广泛应用，是由于它的导电能力会随温度、光照或所掺杂质的不同而显著变化。
（2） PN结的单向导电性
当在PN结两端加上正向电压时，因外加电场的方向与内电场的方向相反，削弱了内电场，打破了PN结中的动态平衡状态，使载流子的扩散运动大于漂移运动，形成较大的扩散电流，PN结导通。
当在PN结两端加上反向电压时，因外加电场的方向与内电场的方向相同，增强了内电场，也打破了PN结中的动态平衡，使少数载流子的漂移运动大于多数载流子的扩散运动，形成较小的反向电流，可以认为PN结截止。
2.半导体二极管
二极管的正向电流是多数载流子的扩散电流，其值较大（毫安级），但正向电压只有零点几伏，说明二极管的正向电阻较小。当正向电压大于死区电压后，电流增加较快。二极管正向导通时，其正向压降变化不大，硅管约为0.6-0.7V；锗管约为0.2-0.3V。
反向电流是少数载流子的漂移电流，其值随温度的上升增长得很快，并且只要外加反向电压在一定范围内，反向电流基本上维持不变，和反向电压的数值无关（反向电阻高）。当反向电压增大到击穿电压时，反向电流突然增大，管子被击穿而损坏。
二极管的参数反映了它的电性能，是合理选择与正确使用的依据。
对正向而言，有最大整流电流IOM，使用时不得超过。
对反向而言，有最高反向工作电压URM和反向饱和电流IR
3.稳压管
是工作于反向可逆击穿状态下的二极管。稳压管的反向击穿特性曲线很陡，它的特点是在一定的电流范围内的电压稳定不变。
4.单相桥式整流电路
整流电路的任务是把交流电变换成直流电，完成这一任务主要靠二极管的单向导电作用，所以通常二极管是构成各种整流电路的核心元件。
5.滤波电路
滤波原理
晶体管(三极管)内部结构、管脚识别及电流放大原理图文说明
晶体管(三极管)内部结构、管脚识别及电流放大原理图文说明
晶体管实物如图2.2 所示。
图2.2晶体管实物
1.晶体管的结构与电路符号
半导体晶体管由于在工作时半导体中的电子和空穴两种载流子都起作用，所以属于双极型器件，也称双极结型晶体管(Bipolar Junction Transistor，BJT)。晶体管的种类很多，按照半导体材料的不同，可分为硅管、锗管；按功率分为小功率管、中功率管和大功率管；按照频率分为高频管和低频管；按照制造工艺分为合金管和平面管等。
通常按照结构的不同分为两种类型：NPN型管和 PNP 型管。图2.3给出了NPN和PNP
管的结构示意图及其图形和文字符号，符号中的箭头方向是晶体管的实际电流方向。文字符号有时也采用大写。
图2.3晶体管的结构示意与图形和文字符号
2.晶体管的判别
要准确地了解一只晶体管的类型、性能与参数，可用专门的测量仪器进行测试，但一般粗略判别晶体管的类型和引脚，可直接通过晶体管的型号简单判断，也可利用万用表测量的方法判断。下面具体介绍其型号的意义及利用万用表简单测量的方法。
⑴晶体管型号的意义
晶体管的型号一般由五大部分组成，如3AX31A、3DG12B、3CG14G等。下面以3DG110B
为例来说明各部分的命名含义。 3DG110B电极数材料与类型功能序号规格号
①第一部分由数字组成，表示电极数。“3”代表晶体管。
②第二部分由字母组成，表示晶体管的材料与类型。A表示PNP型锗管，B表示NPN型锗管，C表示PNP型硅管，D表示NPN型硅管。
③第三部分由字母组成，表示晶体管的类型，即表明管子的功能。
④第四部分由数字组成，表示晶体管的序号。
⑤第五部分由字母组成，表示晶体管的规格号。
⑵判别晶体管的引脚、管型及好坏
晶体管的引脚必须正确辨认，否则，不但接入电路不能正常工作，还可能烧坏晶体管。
当晶体管上标记不清楚时，可以用万用表来初步确定晶体管的类型(NPN型还是PNP
基本放大电路
第二章 基本放大电路
2.1 放大的概念和放大电路的主要性能指标
2.1.1 放大的概念
以扩音机为例说明一下问题：
如图2.1.1所示：
一、 放大电路放大的本质是能量的控制和转换。
二、 电子电路放大的基本特征是功率放大。
三、 放大电路组成的必要条件是存在能够控制能量的元件，即有源元件。
四、 放大的前提是不失真，即只有在不失真的情况下放大才有意义。
五、 放大电路的测试信号为正弦波，因为任何稳态信号都可以分解为若干频率正弦信号的叠加。
2.1.2 放大电路的性能指标
一、 放大电路示意图：（图2.1.2）任何一个放大电路都可以看成一个两端口网络，解释放大电路作为负载相当于一个电阻，作为前级相当于电源。
二、 放大倍数
iuuuUUAA0
iiiiIIAA0
iuiIUA0
iiuUIA0
注： （1）在实测时，只有在不失真的情况下才有意义。
（2）当输入信号为缓慢变化量或直流变化量时，输入、输出量都用△表示，如：Iu、Ii。
三、 输入电阻
iiiIUR
四、 输出电阻 （图2.1.3） LRUUR10'00，0U与0U分别代表空载和带负载时的输出电压的有效值。解释输入、输出电阻在多级放大电路中的作用。
五、 通频带（图2.1.4）
1． 通频带产生原因：放大电路中存在电容、电感及半导体器件结电容等电抗元件。 2． 通频带的定义：LHbwfff 上限截止频率、下限截止频率。
3． 通频带的意义：用于衡量放大电路对不同频率信号的放大能力。
4． 通频带的宽窄根据实际情况而定。
六、 非线性失真系数
1． 产生原因：放大器件具有非线性特性，线性放大范围有一定的限度，当输入信号幅度超过一定值后，输出电压将会产生非线性失真。
2． 定义：输出波形中的谐波成分总量与基波成分之比，213212AAAAD
三极管放大电路三极管放大电路
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~ 1 ~ 三极管放大电路-三极管放大电路
三极管放大电路
一个基本放大电路必须有如图(a)所示各组成部分：输入信号源、晶体三极管、输出负载以及直流电源和相应的偏置电路。其中，直流电源和相应的偏置电路用来为晶体三极管提供静态工作点，以保证晶体三极管工作在放大区。就双极型晶体三极管而言，就是保证发射结正偏，集电结反偏。
输入信号源一般是将非电量变为电量的换能器， 如各种传感器，将声音变换为电信号的话筒，将图像变换为电信号的摄像管等。它所提供的电压信号或电流信号就是基本放大电路的输入信号。 -------------------------------------------------------精选财经经济类资料----------------------------------------------
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