【文章內(nèi)容簡介】 清華大學(xué) 王宏寶 在圖 ，△ uI為輸入電壓信號，它接入基 —射回路（輸入回路）；放大后的信號在集 — 射回路（輸出回路）。發(fā)射極是兩個回路的公共端，故稱其為 共射放大電路。為保證 發(fā)射結(jié)正向偏置、集電結(jié)反向偏置以使晶體管工作在放大狀態(tài)。 所以要加VBB和 VCC。 一、晶體管內(nèi)部 載流子的運動 圖 1..4 清華大學(xué) 王宏寶 清華大學(xué) 王宏寶 在圖 △ uI=0時，晶體管內(nèi)部載流子運動示 意圖如圖 。 發(fā)射結(jié)加正向電壓，擴(kuò)散運動形成發(fā)射極電流 IE； 擴(kuò)散到基區(qū)的自由電子與空穴的復(fù)合運動形成基 極電流 IB； 集電結(jié)加反向電壓，漂移運動形成集電極電流 IC。 二、晶體管的電流分配關(guān)系 IEN: 發(fā)射區(qū)向基區(qū)擴(kuò)散所形成的電子電流； IEP: 基區(qū)向發(fā)射區(qū)擴(kuò)散所形成的空穴電流； IBN: 基區(qū)內(nèi)復(fù)合運動所形成的電流； ICN: 基區(qū)內(nèi)非平衡少子（發(fā)射區(qū)擴(kuò)散到基區(qū)但未被 復(fù)合的自由電子）漂移到集電區(qū)所形成的電流； 清華大學(xué) 王宏寶 清華大學(xué) 王宏寶 ICBO:平衡少子在集電區(qū)與基區(qū)之間漂移運動所 形成的電流。 IE = IEN + IEP = ICN + IBN + IEP IC = ICN + ICBO IB = IBN + IEP－ ICBO = I’B－ ICBO 從外部看 IE=IC+IB 三、晶體管的共射電流放大系數(shù) 共射直流電流放大系數(shù) 清華大學(xué) 王宏寶 清華大學(xué) 王宏寶 整理可得 上式中 ICEO稱為穿透電流，物理意義為當(dāng)基極 開路（ IB=0） 時 ,在 VCC作用下 c和 e之間形成的電流。 ICBO是 e開路時集電結(jié)的反向飽和電流。一般情況， IB≥ICBO， ， 所以 清華大學(xué) 王宏寶 清華大學(xué) 王宏寶 在圖 ，當(dāng)有輸入電壓△ uI作用時，在 IB和 IC 基礎(chǔ)上將迭加動態(tài)電流△ iB和△ iC， △ iC和△ iB之比為 共射交流電流放大系數(shù) β 若在△ uI作用下 β基本不變，則集電極電流 因而 清華大學(xué) 王宏寶 清華大學(xué) 王宏寶 當(dāng)以發(fā)射極電流作為輸入電流，以集電極電流 作為輸出電流時， ICN與 IE之比稱為共基直流電流 放大系數(shù) 根據(jù) IC=ICN+ICBO 可得 由 IE=IC+IB 可得 或 清華大學(xué) 王宏寶 清華大學(xué) 王宏寶 共基交流電流放大系數(shù) 的定義為 晶體管的共射特性曲線 輸入特性曲線 和 輸出特性曲線 用于晶體管的 性能、參數(shù)和晶體管電路的估算 一、輸入特性曲線 清華大學(xué) 王宏寶 清華大學(xué) 王宏寶 圖 UCE=0,集 射間短路 ,發(fā)射結(jié)和集電結(jié)并聯(lián) ,輸入特性與 PN結(jié)特性相類似 ,呈指數(shù)關(guān)系 .UCE增大 , 曲線右移 ,這是因為由發(fā)射區(qū)注入基區(qū)的非平衡少子有一部分越過基區(qū)和集電結(jié)形成 iC,而另一部分在基區(qū)參與復(fù)合運動的非平衡少子將隨 UCE的增大而減小 .因此 ,要獲得同樣的 iB就必須加大 uBE,使發(fā)射區(qū)向基區(qū)注入更多的電子 . 清華大學(xué) 王宏寶 清華大學(xué) 王宏寶 實際上 ,對于確定的 UBE,當(dāng) UCE增大到一定值 (如 1V) 以后 ,集電結(jié)的電場已足夠強(qiáng) ,可以將發(fā)射區(qū)注入基區(qū) 的絕大部分非平衡少子都收集到集電區(qū) ,因而再增大 UCE,iC也不可能明顯增大 ,即 iB已基本不變 . 因此 ,當(dāng) UCE超過一定數(shù)值后 ,輸入特性曲線不再右 移，曲線基本重合。對于小功率晶體管，可近似地用 UCE1V的來代替 UCE1V的所有曲線。 二、輸出特性曲線 清華大學(xué) 王宏寶 清華大學(xué) 王宏寶 圖 三個工作區(qū)域： 截止區(qū) ICEO在幾十甚至 1微安以下，所 以可近似認(rèn)為 iC 0 清華大學(xué) 王宏寶 清華大學(xué) 王宏寶 放大區(qū) uBEUon, 且 uCE uBE 即發(fā)射結(jié)處于正向偏置，集電結(jié)處于反向偏置。 iC僅與 IB有關(guān)，而與 uCE無關(guān)。 飽和區(qū) uBEUon, 且 uCE uBE 即發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均處于正向偏置。 uCE=uBE,即 uCB=0 iC不隨 IB變化而變化。 當(dāng) uBE=uCE時，是臨界飽和（臨界放大）狀態(tài) 飽和區(qū)的重要標(biāo)志是 uCE約等于零 . 清華大學(xué) 王宏寶 清華大學(xué) 王宏寶 在模擬電路中，絕大多數(shù)情況下應(yīng)保證晶體管 工作在放大狀態(tài)。 狀態(tài) UBE ic UCE 極電位 (NPN) 截止 Uon ICEO VCC UEUB UCUB 放大 = Uon βiB = UBE UCUB UE 飽和 = Uon βiB UBE (≈0) UBUC UBUE 清華大學(xué) 王宏寶 清華大學(xué) 王宏寶 晶體管的主要參數(shù) 一、直流參數(shù) 共射直流電流放大系數(shù) 共基電流放大系數(shù) 清華大學(xué) 王宏寶 清華大學(xué) 王宏寶 極間反向電流 ICBO 、 ICEO 硅管的極間反向電流 比鍺管的小 2~3個數(shù)量級， 且其溫度穩(wěn)定性也比鍺管的好。 二、交流參數(shù) 共射交流電流放大系數(shù) β 清華大學(xué) 王宏寶 清華大學(xué) 王宏寶 共基交流電流放大系數(shù) α 近似分析可以認(rèn)為 特征頻率 fT 使 β的數(shù)值下降到 1的信號頻率稱為特征頻率 fT。 三、極限參數(shù) 最大集電極耗散功率 PCM 清華大學(xué) 王宏寶 清華大學(xué) 王宏寶 圖 最大集電極電流 ICM 極間反向擊穿電壓 UCBOUCEX UCES UCER UCEO 清華大學(xué) 王宏寶 清華大學(xué) 王宏寶 溫度對晶體管特性及參數(shù)的影響 一、溫度對 ICBO的影響 溫度每升高 10oC， ICBO增加約一倍。 二、溫度對輸入特性的影響 圖 1 .３ .８ 溫度每升高１ oC, |UBE| 大約下降２～２ .５ mV。 具有負(fù)溫度系數(shù)。 清華大學(xué) 王宏寶 清華大學(xué) 王宏寶 三、溫度對輸出特性的影響 圖 溫度升高時， 晶體管的 β值， ICEO值都增大， 且輸入特性左 移，所以導(dǎo)致 集電極電流增 大。如圖中虛 線所示。 清華大學(xué) 王宏寶 清華大學(xué) 王宏寶 光電三極管 圖 圖 基極電流 IB—— 入射光照度 E E