《低頻電子線路》劉志軍信息科學(xué)與工程學(xué)院6/1/20251《低頻電子線路》上節(jié)課內(nèi)容回顧1.2.5晶體二極管及其基本電路1.2.6二極管基本應(yīng)用電路1.2.7其他二極管簡(jiǎn)介6/1/20252《低頻電子線路》本節(jié)課內(nèi)容雙極型晶體三極管雙極型晶體管的導(dǎo)電原理晶體管電流分配關(guān)系和放大作用晶體三極管的放大作用6/1/20253《低頻電子線路》§1.3雙極型晶體三極管BipolarJunctionTransistor縮寫B(tài)JT簡(jiǎn)稱晶體管或三極管雙極型器件兩種載流子（多子、少子）6/1/20254《低頻電子線路》結(jié)構(gòu)和符號(hào)表示（圖）

6/1/20255《低頻電子線路》文字符號(hào):新符號(hào)：V（單符號(hào)）VT(雙符號(hào))原符號(hào)：BGT6/1/20256《低頻電子線路》

解釋三個(gè)電極

發(fā)射極，基極，集電極發(fā)射極箭頭方向是指實(shí)際電流方向三個(gè)區(qū)

發(fā)射區(qū)(高摻雜)，基區(qū)(很窄)，集電區(qū)兩個(gè)PN結(jié)發(fā)射結(jié)(eb結(jié)),集電結(jié)(cb結(jié))

6/1/20257《低頻電子線路》1.3.1雙極型晶體管的導(dǎo)電原理雙極型晶體管工作----是依靠管子內(nèi)部“非平衡載流子”的傳輸作用。6/1/20258《低頻電子線路》晶體管主要功能:晶體管具有的能力電流控制（currentcontrol）電流放大（currentamplify）

6/1/20259《低頻電子線路》內(nèi)部機(jī)理晶體管工作的內(nèi)部機(jī)理：-------“非平衡載流子”的傳輸6/1/202510《低頻電子線路》非平衡載流子傳輸三步曲(以NPN為例)

①發(fā)射區(qū)向基區(qū)的多子注入(擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)）為主②基區(qū)的復(fù)合和繼續(xù)擴(kuò)散③集電結(jié)對(duì)非平衡載流子的收集作用（漂移為主）

6/1/202511《低頻電子線路》

晶體管內(nèi)部工作原理（圖）6/1/202512《低頻電子線路》晶體管工作條件①內(nèi)部條件發(fā)射區(qū)高摻雜(故管子e、c極不能互換)基區(qū)很薄(幾個(gè)

m)

②外部條件

發(fā)射結(jié)(eb結(jié))正偏集電結(jié)(cb結(jié))反偏

6/1/202513《低頻電子線路》①在發(fā)射結(jié)處以NPN為例。eb結(jié)正偏，擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)﹥漂移運(yùn)動(dòng)。發(fā)射區(qū)和基區(qū)多子（電子和空穴）的相互注入。但發(fā)射區(qū)（e區(qū)）高摻雜，向P區(qū)的多子擴(kuò)散（電子）為主（IEn）,另有P區(qū)向N區(qū)的多子（空穴）擴(kuò)散，故相互注入是不對(duì)稱的。擴(kuò)散(IEP)可忽略。以上構(gòu)成了發(fā)射結(jié)電流的主體。6/1/202514《低頻電子線路》②在基區(qū)內(nèi)基區(qū)很薄。一部分(N區(qū)擴(kuò)散到P區(qū)的）不平衡載流子（電子）與基區(qū)內(nèi)的空穴（多子）的復(fù)合運(yùn)動(dòng)（復(fù)合電流IBn）。大多數(shù)不平衡載流子連續(xù)擴(kuò)散到cb結(jié)邊緣處。以上構(gòu)成了基極電流（IBn）的主體。6/1/202515《低頻電子線路》③在集電結(jié)處集電結(jié)反偏。故漂移運(yùn)動(dòng)＞擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)。集電結(jié)（自建電場(chǎng)）對(duì)非平衡載流子（電子）的強(qiáng)烈吸引作用(收集作用）形成Icn1。另外有基區(qū)和集電區(qū)本身的少子漂移（電子和空穴），ICP+ICN2=ICB0，形成反向飽和漏電流。6/1/202516《低頻電子線路》電流連續(xù)內(nèi)部載流子（非平衡載流子為主體）的連續(xù)運(yùn)動(dòng)使得外電路（閉合回路）電流連續(xù)。

6/1/202517《低頻電子線路》

電流關(guān)系發(fā)射極電流

IE=IEn+IEp≈IEn

(IEn﹥﹥IEp)

其中，Ien-----多子擴(kuò)散電流（電子）Iep------多子擴(kuò)散電流（空穴）6/1/202518《低頻電子線路》電流關(guān)系基極電流IB=IBn+IEP－(ICp+ICn2)

=IBn+IEP－ICBO

≈IBn－ICBO

≈IBn

ICBO----反向飽和漏電流

6/1/202519《低頻電子線路》電流關(guān)系

集電極電流IC=ICn1+(Icp+Icn2)

=Icn1+ICBO

≈Icn1

Icn1--------集電結(jié)收集非平衡載流子電流

Icn2-------集電結(jié)少子漂移電流6/1/202520《低頻電子線路》外電路電流

IE=IB+IC

-----可以視為結(jié)點(diǎn)關(guān)系（KCL）

ICIBIECEB6/1/202521《低頻電子線路》1.3.2晶體管電流分配關(guān)系和放大作用

晶體管各個(gè)電極流過的電流，有一定的比例關(guān)系和相對(duì)的控制作用。由于放大器的組態(tài)不同，可以形成電流“放大”的效果。6/1/202522《低頻電子線路》⒈晶體管電流分配關(guān)系晶體管各極電流保持一個(gè)固定的比例關(guān)系。6/1/202523《低頻電子線路》⑴共基極直流電流放大系數(shù)

=Icn1/IE=(IC－ICBO)/IE≈IC/IE

表示IC與IE的比例關(guān)系。

一般為0.95～0.99。

IC=

IE+ICBO≈

IE6/1/202524《低頻電子線路》⑵共發(fā)射極直流電流放大系數(shù)由IE＝IB＋I(xiàn)C和IC＝

IE＋I(xiàn)CBOIC＝IE－IB＝〔（IC－ICBO）/

〕－IB

＝IC/

－

ICBO/

－IB∴IC/

－IC＝ICBO/

＋I(xiàn)B

IC（1/

－1）＝ICBO/

＋I(xiàn)B

6/1/202525《低頻電子線路》共發(fā)射極直流電流放大系數(shù)由以上推導(dǎo)可得：IC＝ICBO/〔/（1－

〕

＋I(xiàn)B〔/（1－

〕令＝

/（1－

）

∴IC＝IB

＋I(xiàn)CBO（1

＋

）

＝IB

＋I(xiàn)CEO

≈IB

其中＝

/（1＋

）6/1/202526《低頻電子線路》共發(fā)射極直流電流放大系數(shù)

稱為共射直流電流放大系數(shù)

表示IC與IB的比例關(guān)系

＝IC/IB≈Icn/

IBn6/1/202527《低頻電子線路》穿透電流ICEO＝ICBO（1

＋

）ICBOICEO6/1/202528《低頻電子線路》⑶電流關(guān)系IC≈IB

IE＝IB＋I(xiàn)C＝IB＋

IB

＝

IB（1

＋

）

IC電流是IB電流的倍。IE電流是IB電流的（1

＋

）倍。6/1/202529《低頻電子線路》電流關(guān)系

ICIEIB6/1/202530《低頻電子線路》⒉晶體三極管的放大作用重申晶體管放大(正向受控)的-----兩個(gè)重要條件：

⑴內(nèi)部條件：e區(qū)高摻雜,b區(qū)很窄。

⑵外部條件：eb結(jié)正偏置,cb結(jié)反偏置。

6/1/202531《低頻電子線路》偏置要求對(duì)NPN管要求VC＞VB＞VEVCVEVB6/1/202532《低頻電子線路》偏置要求對(duì)PNP管要求VC＜VB＜VEVCVEVB6/1/202533《低頻電子線路》（1）共基放大組態(tài)（CB）共基（CommonBase）放大組態(tài)：---是放大電路的一種形式。6/1/202534《低頻電子線路》共基組態(tài)放大電路（圖）6/1/202535《低頻電子線路》共基組態(tài)放大電路共基組態(tài)信號(hào)流向：

“e進(jìn)c出”公共端是b6/1/202536《低頻電子線路》共基放大組態(tài)（CB）發(fā)射結(jié)正偏vBE=VBE+△vi

集電結(jié)反偏vCB=VCB+△v06/1/202537《低頻電子線路》共基放大組態(tài)（CB）電壓增益AV=△v0/

△vi

=△iC·RC/

△iE·reb

≈

RC/reb式中

=△iC/

iE=ic

/

ie

≈

是共基交流電流傳輸系數(shù)6/1/202538《低頻電子線路》本例中若RC=1k

，reb=50

，

=0.98,則AV=0.98×(1000/50)=19.6若Vi=10mV,

△Vo=AV×△Vi=19.6×10mV=196mV=0.196V

6/1/202539《低頻電子線路》（2）共射放大組態(tài)（CE）

共射（CommonEmitter）放大組態(tài)（CE）也是放大電路的一種形式。6/1/202540《低頻電子線路》共射組態(tài)放大電路（圖）6/1/202541《低頻電子線路》共射組態(tài)放大電路共射組態(tài)放大電路信號(hào)流向：“b進(jìn)c出”公共端是e6/1/202542《低頻電子線路》共射放大組態(tài)（CE）電源VBB保證發(fā)射結(jié)正偏

vBE=VBE+△vi

電源VCC保證集電結(jié)反偏

vCB=VCB+△v06/1/202543《低頻電子線路》共射放大組態(tài)（CE）電壓增益AV=△v0/

△vi

=△iC·RC/

△iB·rbe

≈－

△iBRC/△iB·rbe

=

－

RC/rbe式中

=△iC/

iB=ic/

ib≈

是共射交流電流傳輸系數(shù)6/1/202544《低頻電子線路》本例中若RC=1k

,rbe=100

,

=20,

則AV=－20×(1000/100)=－200

若Vi=10mV,則△Vo=AV×△Vi=－200×10mV=－2000mV=－2V

6/1/202545《低頻電子線路》⑶