【正文】 數(shù)稱為 電壓增益 ，即 OVI 8V 4920 m VvAv?? ? ?? BJT 的特性曲線是指各電極電壓與電流之間的關(guān)系曲線，它是 BJT內(nèi)部載流子運動的外部表現(xiàn)。一簡單的放大電路如圖 23所示。所以為了減小復(fù)合，通常把基區(qū)做的很?。ㄎ⒚琢考墸?，并使基區(qū)的摻雜濃度很低，使大部分電子都能到達(dá)集電極。 VEE VCC IE 發(fā)射極 基極 集電極 發(fā)射區(qū) 基區(qū) 集電區(qū) 發(fā)射結(jié)正偏 集電結(jié)反偏 發(fā)射電子 收集電子 發(fā)射結(jié) 集電結(jié) (2) 電子在基區(qū)中的擴散與復(fù)合 同時， VEE的正端不斷從基區(qū)拉走電子。 BJT的電流放大作用 (2) 根據(jù) KCL， iE=iC+iB，因此，基極電流可表示為 CEii???? ??(1) 集電結(jié)收集的電子流是發(fā)射結(jié)發(fā)射的總電子流的一部分，常用系數(shù) 表示，有 ? ?BE1 ???(3) 由此可導(dǎo)出集電極與基極電流的關(guān)系為 ? ?C E11i i? ? ???? ? ???其中， 和 為兩種放大系數(shù)，它們之間存在如下轉(zhuǎn)換關(guān)系 ?? 1???? 1 1???? ? 1 BJT的流控開關(guān)作用 ? 管內(nèi)載流子的傳輸 （ p75:自學(xué)選讀資料的第一部分） 發(fā)射極 基極 集電極 發(fā)射區(qū) 基區(qū) 集電區(qū) 發(fā)射結(jié)正偏 集電結(jié)反偏 發(fā)射電子 收集電子 ? 管內(nèi)載流子的傳輸 （ p75:自學(xué)選讀資料的第一部分） 發(fā)射結(jié) 集電結(jié) (1) 發(fā)射區(qū)向基區(qū)注入電子 由于發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)射區(qū)內(nèi)的多數(shù)載流子電子不斷通過發(fā)射結(jié)擴散到基區(qū)，形成發(fā)射級電流 IE。 圖 118 NPN型 BJT的結(jié)構(gòu)示意圖 ? 發(fā)射區(qū)比集電區(qū)的摻雜濃度高 ? 集電區(qū)的面積比發(fā)射區(qū)大 發(fā)射極 基極 集電極 發(fā)射區(qū) 基區(qū) 集電區(qū) 發(fā)射結(jié)正偏 集電結(jié)反偏 收集電子 發(fā)射結(jié) 集電結(jié) E B C 發(fā)射電子 BJT三極電流關(guān)系 BJT放大狀態(tài)下的 PN結(jié)偏置條件 NPN型 VCVBVE VCVBVE ? |VBVE|的值較小，一般硅管 取 ~，鍺管取 ~ ? 發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏 PNP型 BJT三極電流關(guān)系 (2) 根據(jù) KCL， iE=iC+iB，因此，基極電流可表示為 CEii???? ??(1) 集電結(jié)收集的電子流是發(fā)射結(jié)發(fā)射的總電子流的一部分，常用系數(shù) 表示，有 ? ?BE1 ???(3) 由此可導(dǎo)出集電極與基極電流的關(guān)系為 ? ?C E11i i? ? ???? ? ???其中， 和 為兩種放大系數(shù)，它們之間存在如下轉(zhuǎn)換關(guān)系 ?? 1???? 1 1???? ? 1 BJT放大狀態(tài)下的 三極電流關(guān)系 ? 電流分配關(guān)系 當(dāng) BE之間的正向電壓加大時，將會有更多的電子從射區(qū)擴散到基區(qū)（ iE 增大），同時到達(dá)集電極的電子也會增加（ iC 增大），基區(qū)內(nèi)復(fù)合的電子數(shù)也會增加（ iB 增大）。 iE 、 iC 和 iB三者之間的比例基本不變。 另外，基區(qū)的空穴也擴散到發(fā)射區(qū)，但由于發(fā)射區(qū)的摻雜濃度遠(yuǎn)高于基區(qū)，這部分空穴流與電子流相比可忽略不計。電子復(fù)合的數(shù)目與電源從基區(qū)拉走的電子數(shù)目相等，使基區(qū)的空穴濃度保持不變。 VEE VCC IE IB 發(fā)射極 基極 集電極 發(fā)射區(qū) 基區(qū) 集電區(qū) 發(fā)射結(jié)正偏 集電結(jié)反偏 發(fā)射電子 收集電子 發(fā)射結(jié) 集電結(jié) (3) 集電極收集擴散過來的電子 由于集電結(jié)反偏，集電結(jié)的勢壘很高，集電區(qū)的電子和基區(qū)的空穴很難通過集電結(jié)。 ? PN結(jié)的正向電壓對電流的控制作用很靈敏，因此 Δ vI 的微小變化就可以引起 IE 很大的變化。工程上最常用到的是它的輸入特性曲線和輸出特性曲線。 iC=f(vCE)|iB=常 數(shù) 圖 121 NPN型硅 BJT共射極接法 的輸入特性曲線 (1) 輸入特性 ? vCE=1V 的輸入特性較 vCE=0V 的特性向右移動了一段距離，這是由于當(dāng) vCE=1V時，集電結(jié)吸引電子的能力加強，使得從發(fā)射區(qū)進(jìn)入基區(qū)的電子更多地流向集電區(qū)，因此對應(yīng)于相同的 vBE，流向基極的電流 iB比原來 vCE=0時減小了。 ? 當(dāng) vCE 超過某一數(shù)值后（約 1V），特性曲線變得平坦。 例：聲音 —— 麥克風(fēng) —— 放大 —— 揚聲器 放大電路的本質(zhì)是對能量進(jìn)行控制，用小能量去控制大的能量，并且輸入與輸出信號的變化形式相同。 三極管放大電路可以分為 共射極、共基極，共集電極 三種基本接法。 Rb稱為 基極偏置電阻 。起“傳送交流，隔離直流 ”的作用。 Cb 1Rb3 0 0 k ΩRC4 k ΩiBCb 2VC C1 2 ViCvOvi圖 22 ∵ 對于直流量， C相當(dāng)于開路， L相當(dāng)于短路。所以只有這兩部分 V— I 特性的交點 Q所對應(yīng)的電流電壓值，才能同時滿足式 (*) 和 ()。共射放大電路是工程實際中應(yīng)用較為廣泛的一種電路組態(tài)。常用的有 增益、輸入阻抗、輸出阻抗、頻率響應(yīng)和帶寬等 。 (1) 根據(jù) vi在輸入特性上求 iB 當(dāng)正弦輸入電壓加到放大電路的輸入端后， BJT的基極與發(fā)射極之間的電壓 vBE就是在原有直流電壓 VBE的基礎(chǔ)上疊加了一個交流量，如圖中曲線 ① 。設(shè)對應(yīng)于 iB=iBMAX和 iB=iBMIN的輸出特性與直流負(fù)載線分別交于 Q1和 Q2點。 這樣，便可以從輸出特性曲線畫出 vCE的波形圖，如圖中的曲線 ③ 。 Cb 1Rb3 0 0 k ΩRC4 k ΩiBCb 2VC C1 2 ViCvOviRL 4kΩ 畫出交流通路圖， 掌握 C看作短路的原則 可以得到放大電路的交流負(fù)載 RL’為 39。 CLL C LCL// RRR R R RR?? ? RC ∴ 1/R’L1/RC ∴ 兩條中較陡峭的一條為交流負(fù)載線 思考：如何分辨直流負(fù)載線和交流負(fù)載線 ? 動態(tài)工作情況分析 圖 24 由信號輸入時，放大電路工作情況的圖解 ① ② ③ Q1 Q2 Q3 Q4 ? 動態(tài)工作情況分析 3. Q點與波形失真 ? Q點過低，輸出電壓波形的頂部被限幅，稱為截止失真 ? Q點過高，輸出電壓波形的底部被限幅，稱為飽和失真 總 結(jié) ? 沒有輸入信號時， BJT各電極都是恒定的電流和電壓 (IB， IC和 VCE)， 當(dāng)在放大電路輸入端加入輸入信號電壓后， iB、 iC、vCE都在原來靜態(tài)直流量的基礎(chǔ)上疊加了一個交流量，即 iB=IB+ib iC=IC+ic vCE=VCE+vce 注意： iB、 iC、 vCE的方向是不變的 ? vCE中的交流分量 vce (即經(jīng) Cb2隔直后的交流輸出電壓 vo)的幅度遠(yuǎn)比 vi大，且同為正弦波，體現(xiàn)了放大作用。 圖 1 VC CRCiB圖 2 指導(dǎo)思想 如果放大電路的輸入電壓很小，就可以設(shè)想把 BJT小范圍內(nèi)的特性曲線近似的用直線來代替，從而把 BJT這個非線性器件所組成的電路當(dāng)成線性電路來處理。 ? BJT的 H參數(shù)小信號模型 iB和 vCE作為自變量 iC和 vBE作為應(yīng)變量 B E 1 B C EC 2 B C E( , )( , )v f i vi f i v??CE BCE BB E B EB E B C EB C ECCC B C EB C EVIVIvvdv di dviviidi di dviv??? ? ? ?????? ? ? ???be ie b r e c ec f e b oe c ev h i h vi h i h v????hie: 輸出端交流短路時的輸入電阻 (歐姆 ) hfe: 輸出端交流短路時的正向電流傳輸比 (無量綱 ) hre: 輸入端交流開路時的反向電壓傳輸比 (無量綱 ) hoe: 輸入端交流開路時的輸出電導(dǎo) (西門子 ) ? BJT的 H參數(shù)小信號模型 be ie b r e c ec f e b oe c ev h i h vi h i h v???? 對于低頻放大電路， hrevce比 vbe小得多，而輸出回路中負(fù)載電阻比 1/hoe小得多，因此模型中可以把 hre和 hoe忽略掉。輸入電阻的大小反映了放大電路從信號源中索取電流的大小。 解決方法：射極偏置電路 如： β值升高， Q點上移 Rb 1RcRb 2ReCb 1Cb 2RL++vivoiBiCiE= iB+ iCVC Cb2b CCb 1 b 2RVVRR