模拟电子技术 教学课件 ppt 作者 张惠荣 编著第2章.ppt

第 2章 半导体三极管及其基本放大电路 本章教学基本要求 要知道：三极管管型、符号、三极管各电极电流关系、处于放大状态三极管各电极电位的关系、三极管处于放大、饱和、截止三种状态的条件。三种组态放大电路的特点和适用场合及输出与输入相位关系；放大电路的动态指标。静态、动态、直流通路、交流通路、非线性失真等基本概念。 会计算：三种基本放大电路的静态工作点、电压放大倍数、输入电阻、输出电阻。 会画出：典型的固定偏流共射基本放大电路、分压式工作点稳定电路、共集基本放大电路以及它们的直流通路、交流通路、交流微变等效电路。 会确定：三极管放大电路三种组态；三极管在电路中的放大、饱和、截止状态；由三个电极电位关系确定三极管管型。 会使用：光电三极管和光电耦合器。 2.1 半导体三极管 2.1.1 三极管的结构与符号 半导体三极管，又称双极型晶体管、晶体管等，以后简称三极管。三极管结构示意图如图2-1-1所示。其中图2-1-1(a)所示为NPN型管，图2-1-1(b)所示是PNP型管 2.1 半导体三极管 2.1.1 三极管的结构与符号 三极管的电路符号和文字符号如图2-1-2所示,图中箭头方向表示发射结正偏时电流的实际方向。文字符号用T或V表示。 2.1 半导体三极管 2.1.2 三极管的放大原理 1．放大的概念 电子电路中所说的放大，有两方面的含义：一是放大的对象是变化量，二是指对能量的控制作用。具有能量控制作用的器件，称为有源器件，如三极管、场效应管、集成运放等。 2．三极管的偏置 三极管实现放大除了满足内部条件外，还应满足外部条件：发射结正向偏置，集电结反向偏置。图2-1-3(a)为NPN管组成的放大电路的外部电路 ，应满足UC＞UB＞UE；图2-1-3(b)为PNP管组成的放大电路的外部电路，应满足UC＜UB＜UE。 2.1 半导体三极管 2.1.2 三极管的放大原理 2．三极管的偏置 2.1 半导体三极管 2.1.2 三极管的放大原理 3．三极管内部载流子的运动和各极电流的形成 图2-1-4是一个简单的放大电路，图中△UI是一个作为控制用的微小的变化电压，它接在基极和发射极所在的回路(称为输入回路)中，放大后的信号出现在集电极和发射极所在的回路(称为输出回路)中，由于输入和输出回路以发射极为公共端，所以称为共发射极电路(简称共射电路)。 2.1 半导体三极管 2.1.2 三极管的放大原理 3．三极管内部载流子的运动和各极电流的形成 如图2-1-5所示，由于发射结加正向电压，因而有利于该结两边半导体中多子的扩散。发射区的电子源源不断地越过发射结扩散到基区，同时，基区的空穴也要扩散到发射区。由于基区的掺杂浓度远低于发射区，所以流过发射结的正向电流主要是由发射区的多子(自由电子)向基区扩散形成的，且电源不断向发射区补充电子，从而形成发射极电流。 2.1 半导体三极管 2.1.2 三极管的放大原理 3．三极管内部载流子的运动和各极电流的形成 如图2-1-5所示，由于发射结加正向电压，因而有利于该结两边半导体中多子的扩散。发射区的电子源源不断地越过发射结扩散到基区，同时，基区的空穴也要扩散到发射区。由于基区的掺杂浓度远低于发射区，所以流过发射结的正向电流主要是由发射区的多子(自由电子)向基区扩散形成的，且电源不断向发射区补充电子，从而形成发射极电流。 2.1 半导体三极管 2.1.3 三极管的特性曲线 三极管的特性曲线是指三极管各电极电压与电流之间的关系曲线，也叫伏安特性。三极管的伏安特性主要有输入特性和输出特性两种。 2.2 基本放大电路 2.2.1 基本放大电路的组成和元件作用 图2-2-1所示为由一个NPN型三极管组成的共射基本放大电路。AO为其输入端，外接待放大的信号us，Rs是信号源的内阻；BO是放大电路的输出端，外接负载RL。发射极是放大电路输入回路与输出回路的公共端，故称该电路为共射基本放大电路。 2.2 基本放大电路 2.2.1 基本放大电路的组成和元件作用 放大电路的组成原则 通过上面的讨论，我们可以归纳出组成基本放大电路时必须遵循的几条原则： (1) 必须有直流电源，且电源的极性必须使发射结处于正向偏置而集电结处于反向偏置，以保证三极管处于放大状态。 (2) 输入回路的接法，应当使输入的变化电压ui能产生变化的电流iB，因为iB直接控制着iC。 (3) 输出回路的接法，应产生受iB控制的iC，并且尽可能多地流到负载上去，减少其他支路的分流。 (4) 为了保证放大电路的正常工作，必须在没有外加信号时，使三极管不仅处于放大状态，还要有一个合适的直流电压和电流，即必须合理设置静态工作点，以保证输出信号不产生明显的非线性