1、低頻電子線路劉志軍 信息科學與工程學院9/5/20221低頻電子線路上節課內容回顧1.2.5 晶體二極管及其基本電路1.2.6 二極管基本應用電路1.2.7 其他二極管簡介9/5/20222低頻電子線路本節課內容雙極型晶體三極管 雙極型晶體管的導電原理 晶體管電流分配關系和放大作用 晶體三極管的放大作用9/5/20223低頻電子線路1.3 雙極型晶體三極管Bipolar Junction Transistor 縮寫 BJT 簡稱晶體管或三極管雙極型 器件兩種載流子（多子、少子）9/5/20224低頻電子線路 結構和符號表示（圖） 9/5/20225低頻電子線路文字符號:新符號： V （單符號）

2、 VT (雙符號)原符號： BG T9/5/20226低頻電子線路 解釋三個電極 發射極，基極，集電極發射極箭頭方向是指實際電流方向三個區 發射區(高摻雜)，基區(很窄)，集電區兩個PN結 發射結(eb結),集電結(cb結)9/5/20227低頻電子線路1.3.1 雙極型晶體管的導電原理雙極型晶體管工作-是依靠管子內部“非平衡載流子”的傳輸作用。9/5/20228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（current control）電流放大（current amplify）9/5/20229低頻電子線路內部機理晶體管工作的內部機理：-“非平衡載流子”的傳輸9/5/202210低

3、頻電子線路非平衡載流子傳輸三步曲(以NPN為例) 發射區向基區的多子注入 (擴散運動）為主基區的 復合 和 繼續擴散集電結對非平衡載流子的收集作用（漂移為主）9/5/202211低頻電子線路晶體管內部工作原理（圖）9/5/202212低頻電子線路晶體管工作條件內部條件發射區高摻雜(故管子e、 c極不能互換) 基區很薄(幾個m)外部條件 發射結(eb結)正偏 集電結(cb結)反偏9/5/202213低頻電子線路在發射結處以NPN為例。eb結正偏，擴散運動漂移運動。發射區和基區多子（電子和空穴）的相互注入。但發射區（e區）高摻雜，向P區的多子擴散（電子）為主（IEn）,另有P區向N區的多子（空穴）

4、擴散，故相互注入是不對稱的。擴散(IEP)可忽略。以上構成了發射結電流的主體。9/5/202214低頻電子線路在基區內基區很薄。一部分 (N區擴散到P區的）不平衡載流子（電子）與基區內的空穴（多子）的復合運動（復合電流IBn ）。大多數不平衡載流子連續擴散到cb結邊緣處。以上構成了基極電流（ IBn）的主體。9/5/202215低頻電子線路在集電結處集電結反偏。故 漂移運動擴散運動。集電結（自建電場）對非平衡載流子（電子）的強烈吸引作用(收集作用）形成Icn1。另外有基區和集電區本身的少子漂移（電子和空穴），ICP+ICN2=ICB0，形成反向飽和漏電流。9/5/202216低頻電子線路電流連

5、續內部載流子（非平衡載流子為主體）的連續運動使得外電路（閉合回路）電流連續。9/5/202217低頻電子線路電流關系發射極電流 IE=IEn+IEpIEn (IEnIEp) 其中，Ien - 多子擴散電流（電子） Iep - 多子擴散電流（空穴）9/5/202218低頻電子線路電流關系基極電流IB= IBn+IEP(ICp+ICn2) = IBn+IEP ICBO IBn ICBO IBn ICBO - 反向飽和漏電流9/5/202219低頻電子線路電流關系 集電極電流IC = ICn1+(Icp+Icn2) = Icn1+ICBO Icn1 Icn1- 集電結收集非平衡載流子電流 Icn2-

6、 集電結少子漂移電流9/5/202220低頻電子線路外電路電流 IE = IB + IC -可以視為 結點關系（KCL） ICIBIECEB9/5/202221低頻電子線路1.3.2 晶體管電流分配關系和放大作用 晶體管各個電極流過的電流，有一定的比例關系和相對的控制作用。由于放大器的組態不同，可以形成電流“放大”的效果。9/5/202222低頻電子線路晶體管電流分配關系晶體管各極電流保持一個固定的 比例關系。9/5/202223低頻電子線路共基極直流電流放大系數 = Icn1 / IE = (ICICBO) / IE IC / IE 表示IC 與 IE 的 比例關系。 一般為 0.950.9

7、9。 IC = IE+ ICBO IE9/5/202224低頻電子線路共發射極直流電流放大系數 由 IE IB IC 和 IC IE ICBO IC IE IB （ ICICBO）/ IB IC / ICBO / IB IC / IC ICBO / IB IC（1/ 1） ICBO / IB 9/5/202225低頻電子線路共發射極直流電流放大系數由以上推導可得：IC ICBO / / （1 IB / （1 令 / （1 ） IC IB ICBO （1 ） IB ICEO IB 其中 / （1 ）9/5/202226低頻電子線路共發射極直流電流放大系數 稱為 共射直流電流放大系數 表示 IC

8、與 IB 的 比例關系 IC / IB Icn / IBn9/5/202227低頻電子線路穿透電流 ICEO ICBO （1 ） ICBO ICEO9/5/202228低頻電子線路電流關系 IC IB IE IB IC IB IB IB（1 ） IC 電流是 IB 電流的 倍。 IE 電流是 IB 電流的（1 ）倍。9/5/202229低頻電子線路電流關系 IC IEIB9/5/202230低頻電子線路 晶體三極管的放大作用重申晶體管放大 (正向受控) 的 - 兩個重要條件：內部條件 ：e 區 高摻雜, b 區 很 窄。外部條件 ：eb 結 正偏置, cb 結 反偏置。9/5/202231低頻

9、電子線路偏置要求 對 NPN管 要求 VC VB VE VC VEVB9/5/202232低頻電子線路偏置要求 對 PNP管 要求 VC VB VE VC VEVB9/5/202233低頻電子線路（1）共基放大組態（CB） 共基（Common Base）放大組態：- 是 放大電路 的一種形式。9/5/202234低頻電子線路共基組態放大電路（圖）9/5/202235低頻電子線路共基組態放大電路共基組態 信號流向： “e 進 c 出” 公共端是 b9/5/202236低頻電子線路共基放大組態（CB）發射結正偏 vBE = VBE + vi 集電結反偏 vCB = VCB + v09/5/2022

10、37低頻電子線路共基放大組態（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9/5/202238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 = 19.610mV = 196mV = 0.196V 9/5/202239低頻電子線路（2）共射放大組態（CE）共射（Common Emitter）放大組態（CE）也是放大電路的一種形式。9/5/202240低頻

11、電子線路共射組態放大電路（圖）9/5/202241低頻電子線路共射組態放大電路共射組態放大電路 信號流向： “b 進 c 出” 公共端是 e9/5/202242低頻電子線路共射放大組態（CE）電源 VBB保證 發射結正偏 vBE = VBE + vi 電源VCC保證 集電結反偏 vCB = VCB + v09/5/202243低頻電子線路共射放大組態（CE）電壓增益 AV = v0 / vi = iC RC / iB rbe iB RC / iB rbe = RC / rbe 式中 = iC / iB = ic / ib 是 共射交流電流傳輸系數9/5/202244低頻電子線路本例中若 RC

12、=1k, rbe =100 , =20,則 AV = 20(1000/100) = 200若 Vi = 10mV, 則 Vo = AV Vi = 200 10mV = 2000mV = 2V 9/5/202245低頻電子線路三種放大 組態晶體管放大電路有 三種電路形式共射（CE）共集（CC）共基（CB）9/5/202246低頻電子線路三種放大組態（圖）9/5/202247低頻電子線路電路特點均是 針對 信號（交流）而言。信號流向： C E : b 進 c 出 CC : b 進 e 出 C B : e 進 c 出9/5/202248低頻電子線路電路特點輸入回路（接信號源，加入信號）輸出回路（接負載，取出信號）公共端（地）（介于輸入、輸出之間） C E 共射，（E） 接地 CC 共集，（C）接地 C B