半導(dǎo)體三極管及其放大電路

半導(dǎo)體三極管第

5

章5.1雙極型半導(dǎo)體三極管5.2單極型半導(dǎo)體三極管5.3半導(dǎo)體三極管電路的基本分析方法5.4半導(dǎo)體三極管的測試與應(yīng)用半導(dǎo)體三極管第

5

章5.1雙極型半導(dǎo)體三極管5.1.1晶體三極管5.1.2晶體三極管的特性曲線5.1.3晶體三極管的主要參數(shù)半導(dǎo)體三極管外型半導(dǎo)體三極管外型及引腳排列EBCEBCEBCBEC第5章半導(dǎo)體三極管雙極型半導(dǎo)體三極管圖5-1幾種半導(dǎo)體三極管的外形該貴重家電防盜報警器，具有體積小、響聲大的特點。適合家庭、旅館、機關(guān)等使用。平時，AN受到家用電器的壓迫，使其兩常閉觸點斷開，SCR無觸發(fā)信號而阻斷，報警器不工作。當家用電器被搬起時，AN兩觸點自動閉合，SCR的觸發(fā)端經(jīng)R1從電源正極獲得觸發(fā)信號，SCR導(dǎo)通，IC1通電工作，其輸出端輸出的警笛聲電信號經(jīng)VT1、VT5功率放大，推動揚聲器發(fā)出宏亮的報警聲。此時，即使將家電放回原處或破壞掉AN，也無法阻止報警聲。只有主人打開與報警器安裝在一起且其他人一時很難找到的開關(guān)S，才能解除報警。

三極管應(yīng)用Vi=5V時，IB=(5-0.7)/10K=0.43mAICS=10V/5K=5mA<IB=21.5mA三極管飽和，VO=0V;Vi=0V時，三極管截止,VO=10V。5V10VttViVOce10K5K10Vb+_+_ViVO例如：三極管用作可控開關(guān)(=50)(BipolarJunctionTransistor)第5章半導(dǎo)體三極管5.1.1雙極性三極管BJT一、結(jié)構(gòu)、符號和分類NNP發(fā)射極E基極B集電極C發(fā)射結(jié)集電結(jié)—基區(qū)—發(fā)射區(qū)—集電區(qū)emitterbasecollectorNPN型PPNEBCPNP型分類：按材料分：硅管、鍺管按結(jié)構(gòu)分：NPN、PNP按使用頻率分：

低頻管、高頻管按功率分：小功率管<500mW中功率管0.51W大功率管>1WECBECB

結(jié)構(gòu)特點：?發(fā)射區(qū)的摻雜濃度最高；?

集電區(qū)摻雜濃度低于發(fā)射區(qū)，且面積大；?基區(qū)很薄，一般在幾個微米至幾十個微米，且摻雜濃度最低。管芯結(jié)構(gòu)剖面圖

放大的概念：變化量，能量控制作用。雙極型半導(dǎo)體三極管在工作時一定要加上適當?shù)闹绷髌秒妷?。若在放大工作狀態(tài)：發(fā)射結(jié)加正向電壓（正偏），集電結(jié)加反向電壓（反偏）。二、BJT的電流分配與放大原理

現(xiàn)以NPN型三極管的放大狀態(tài)為例，來說明三極管內(nèi)部的電流關(guān)系?；竟采浞糯箅娐罚夯鶚O電流控制集電極電流

三極管的放大作用是在一定的外部條件控制下，通過載流子傳輸體現(xiàn)出來的。外部條件：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。發(fā)射區(qū)：發(fā)射載流子集電區(qū)：收集載流子基區(qū)：傳送和控制載流子

（以NPN為例）

三極管內(nèi)部載流子的傳輸過程三極管內(nèi)部載流子的傳輸過程1)發(fā)射區(qū)向基區(qū)注入多子電子，形成發(fā)射極電流

IE。ICN多數(shù)向BC結(jié)方向擴散形成ICN。IE少數(shù)與空穴復(fù)合，形成IBN。IBN基區(qū)空穴來源基極電源提供(IB)集電區(qū)少子漂移(ICBO)I

CBOIBIBN

IB+ICBO即：IB=IBN

–

ICBO3)集電區(qū)收集擴散過來的載流子形成集電極電流ICICIC=ICN+ICBO5)電子到達基區(qū)后(基區(qū)空穴運動因濃度低而忽略)三極管內(nèi)載流子運動第5章半導(dǎo)體三極管5.三極管的電流分配關(guān)系當管子制成后，發(fā)射區(qū)載流子濃度、基區(qū)寬度、集電結(jié)面積等確定，故電流的比例關(guān)系確定，即：IB=I

BN

ICBOIC=ICN+ICBOIE=IC+IB穿透電流第5章半導(dǎo)體三極管IC(sat)QAuCEUCE(sat)OiCMNIB(sat)TS臨界飽和線

飽和區(qū)放大區(qū)三極管的特性

截止區(qū)uBE<UthBEC三極管截止狀態(tài)等效電路uIuBE+-iB≥

IB(sat)BEUBE(sat)CUCE(sat)三極管飽和狀態(tài)等效電路5.1.2晶體三極管的特性曲線一、輸入特性輸入回路輸出回路與二極管特性相似RCVCCiBIERB+uBE+uCEVBBCEBiC+++iBRB+uBEVBB+O特性基本重合(電流分配關(guān)系確定)特性右移(因集電結(jié)開始吸引電子)導(dǎo)通電壓UBE(on)硅管：(0.60.8)V鍺管：(0.50.3)V取0.7V取0.5VVBB+RB第5章半導(dǎo)體三極管二、輸出特性iC

/mAuCE

/V50μA40μA30μA20μA10μAIB=0O54684351截止區(qū)：

IB=

0

IC=ICEO0條件：兩個結(jié)反偏5.放大區(qū)：3.飽和區(qū)：uCE

u

BEuCB=uCE

u

BE

0條件：兩個結(jié)正偏特點：IC

IB臨界飽和時：uCE

=uBE深度飽和時：0.3V(硅管)UCE(SAT)=0.1V(鍺管)放大區(qū)截止區(qū)飽和區(qū)條件：發(fā)射結(jié)正偏集電結(jié)反偏特點：水平、等間隔ICEO輸出特性第5章半導(dǎo)體三極管三、溫度對特性曲線的影響1.溫度升高，輸入特性曲線向左移。溫度每升高1C，UBE

(55.5)mV。溫度每升高10C，ICBO

約增大1倍。5.溫度升高，輸出特性曲線向上移。OT1T5>iCuCET1iB=0T5>iB=0iB=0溫度每升高1C，

(0.51)%。輸出特性曲線間距增大。O第5章半導(dǎo)體三極管5.1.3晶體三極管的主要參數(shù)一、電流放大系數(shù)共發(fā)射極電流放大系數(shù)iC

/mAuCE

/V50μA40μA30μA20μA10μAIB=0O54684321—直流電流放大系數(shù)（hFE）

—交流電流放大系數(shù)（hfe)一般為幾十幾百Q(mào)二、極間反向飽和電流CB極間反向飽和電流

ICBO，CE極間反向飽和電流ICEO。第5章半導(dǎo)體三極管三、極限參數(shù)1.ICM

—集電極最大允許電流，超過時

值明顯降低。U(BR)CBO

—發(fā)射極開路時C、B極間反向擊穿電壓。2.PCM—集電極最大允許功率損耗PC=iC

uCE。3.U(BR)CEO

—基極開路時C、E極間反向擊穿電壓。U(BR)EBO

—集電極極開路時E、B極間反向擊穿電壓。U(BR)CBO>U(BR)CEO>U(BR)EBO已知:ICM=50mA,PCM

=100mW，U(BR)CEO=50V，當UCE

=

10V時，IC<

mA當UCE

=

1V，則IC<

mA當IC

=

5mA，則UCE<

V

105020iCICMU(BR)CEOuCEPCMOICEO安全工作區(qū)第5章半導(dǎo)體三極管練習(xí)：判斷三極管的工作狀態(tài)測量得到三極管三個電極對地電位如圖所示，試判斷三極管的工作狀態(tài)。

放大截止飽和5.4.1半導(dǎo)體三極管使用基本知識一、外型及引腳排列EBCEBCEBCBEC第5章半導(dǎo)體三極管二、萬用表檢測晶體三極管的方法1.根據(jù)外觀判斷極性；3.用萬用表電阻擋測量三極管的好壞，PN結(jié)正偏時電阻值較小(幾千歐以下)，反偏時電阻值較大(幾百千歐以上)。插入三極管擋(hFE)，測量值或判斷管型及管腳；第5章半導(dǎo)體三極管指針式萬用表在R1k擋進行測量。紅表筆是(表內(nèi))負極，黑表筆是(表內(nèi))正極。注意事項：測量時手不要接觸引腳。1kBEC1kBEC第5章半導(dǎo)體三極管指針式萬用表三步走1、基極判別5、類型判別3、集電極判別數(shù)字萬用表注意事項：?紅表筆是(表內(nèi)電源)正極；黑表筆是(表內(nèi)電源)負極。?NPN和PNP管分別按EBC排列插入不同的孔。?需要準確測量值時，應(yīng)先進行校正。5.插入三極管擋(hFE)，測量值或判斷管型及管腳?？芍苯佑秒娮钃醯膿?，分別測量判斷兩個結(jié)的好壞。第5章半導(dǎo)體三極管5.5單極型半導(dǎo)體三極管

引言5.5.2結(jié)型場效應(yīng)管5.5.3場效應(yīng)管的主要參數(shù)5.5.1MOS場效應(yīng)管第5章半導(dǎo)體三極管引言場效應(yīng)管FET

(FieldEffectTransistor)類型：結(jié)型JFET

(JunctionFieldEffectTransistor)絕緣柵型IGFET(InsulatedGateFET)特點：第5章半導(dǎo)體三極管利用輸入回路的電場效應(yīng)控制輸出回路的電流；僅靠半導(dǎo)體中的多數(shù)載流子導(dǎo)電（單極型晶體管）；輸入阻抗高（107~1015），噪聲低，熱穩(wěn)定性好，抗輻射能力強，功耗小。場效應(yīng)管分類N溝道P溝道增強型耗盡型N溝道P溝道N溝道P溝道（耗盡型）FET場效應(yīng)管JFET結(jié)型MOSFET絕緣柵型(IGFET)一、增強型N溝道MOSFET

(MentalOxideSemi—FET)5.5.1MOS場效應(yīng)管1.結(jié)構(gòu)與符號P型襯底(摻雜濃度低)N+N+用擴散的方法制作兩個N區(qū)在硅片表面生一層薄SiO5絕緣層SD用金屬鋁引出源極S和漏極DG在絕緣層上噴金屬鋁引出柵極GB耗盡層S—源極SourceG—柵極Gate

D—漏極DrainSGDBMOSFET結(jié)構(gòu)第5章半導(dǎo)體三極管2、N溝道增強型MOSFET的結(jié)構(gòu)取一塊P型半導(dǎo)體作為襯底，用B表示。用氧化工藝生成一層SiO5薄膜絕緣層。

然后用光刻工藝腐蝕出兩個孔。擴散兩個高摻雜的N型區(qū)。從而形成兩個PN結(jié)。（綠色部分）從N型區(qū)引出電極，一個是漏極D，一個是源極S。

在源極和漏極之間的絕緣層上鍍一層金屬鋁作為柵極G。

N溝道增強型MOSFET的符號如左圖所示。左面的一個襯底在內(nèi)部與源極相連，右面的一個沒有連接，使用時需要在外部連接。3、N溝道增強型MOSFET的工作原理對N溝道增強型MOS場效應(yīng)三極管的工作原理，分兩個方面進行討論，一是柵源電壓UGS對溝道會產(chǎn)生影響，二是漏源電壓UDS也會對溝道產(chǎn)生影響，從而對輸出電流，即漏極電流ID產(chǎn)生影響。

1．柵源電壓UGS的控制作用先令漏源電壓UDS=0，加入柵源電壓UGS以后并不斷增加。

UGS帶給柵極正電荷，會將正對SiO5層的表面下的襯底中的空穴推走，從而形成一層負離子層，即耗盡層，用綠色的區(qū)域表示。

同時會在柵極下的表層感生一定的電子電荷，若電子數(shù)量較多，從而在漏源之間可形成導(dǎo)電溝道。

溝道中的電子和P型襯底的多子導(dǎo)電性質(zhì)相反，稱為反型層。此時若加上UDS，就會有漏極電流ID產(chǎn)生。反型層

顯然改變UGS就會改變溝道，從而影響ID，這說明UGS對ID的控制作用。

當UGS較小時，不能形成有效的溝道，盡管加有UDS，也不能形成ID。當增加UGS，使ID剛剛出現(xiàn)時，對應(yīng)的UGS稱為開啟電壓，用UGS(th)或UT表示。漏源電壓UDS的控制作用設(shè)UGS＞UGS(th)，增加UDS，此時溝道的變化如下。顯然漏源電壓會對溝道產(chǎn)生影響，因為源極和襯底相連接，所以加入UDS后，UDS將沿漏到源逐漸降落在溝道內(nèi)，漏極和襯底之間反偏最大，PN結(jié)的寬度最大。所以加入UDS后，在漏源之間會形成一個傾斜的PN結(jié)區(qū)，從而影響溝道的導(dǎo)電性。當UDS進一步增加時，ID會不斷增加,同時，漏端的耗盡層上移，會在漏端出現(xiàn)夾斷，這種狀態(tài)稱為預(yù)夾斷。預(yù)夾斷

當UDS進一步增加時，漏端的耗盡層向源極伸展，此時ID基本不再增加，表現(xiàn)出恒流特性，增加的UDS基本上降落在夾斷區(qū)。4.轉(zhuǎn)移特性曲線5464351uGS/ViD/mAUDS=10VUGS(th)當uGS>UGS(th)

時：uGS=5UGS(th)

時的

iD值5.輸出特性曲線可變電阻區(qū)uDS<uGSUGS(th)uDSiD

，直到預(yù)夾斷飽和(放大區(qū))uDS，iD不變uDS加在耗盡層上，溝道電阻不變截止區(qū)uGS

UGS(th)全夾斷iD=0

開啟電壓iD/mAuDS/VuGS=5V4V6V8V截止區(qū)飽和區(qū)可變電阻區(qū)放大區(qū)恒流區(qū)OO第5章半導(dǎo)體三極管二、耗盡型N溝道MOSFETSGDBSio5絕緣層中摻入正離子在uGS=0時已形成溝道；在DS間加正電壓時形成iD，uGS

UGS(off)

時，全夾斷。輸出特性uGS/ViD/mA轉(zhuǎn)移特性IDSSUGS(off)夾斷電壓飽和漏極電流當uGS

UGS(off)時，uDS/ViD/mAuGS=4V5V0V5VOO第5章半導(dǎo)體三極管三、P溝道MOSFET增強型耗盡型SGDBSGDB第5章半導(dǎo)體三極管5.5.2結(jié)型場效應(yīng)管1.結(jié)構(gòu)與符號JFET結(jié)構(gòu)N溝道JFETP溝道JFET第5章半導(dǎo)體三極管2.工作原理uGS

0，uDS

>0此時uGD=UGS(off)；

溝道楔型耗盡層剛相碰時稱預(yù)夾斷。預(yù)夾斷當uDS

，預(yù)夾斷點下移。3.轉(zhuǎn)移特性和輸出特性UGS(off)當UGS(off)

uGS0時,uGSiDIDSSuDSiDuGS=–3V–5V–1V0V–3VJFET工作原理OO第5章半導(dǎo)體三極管N溝道增強型SGDBiDP溝道增強型SGDBiD5–5OuGS/ViD/mAUGS(th)OuDS/ViD/mA–5V–4V–6V–8VuGS=8V6V4V5VSGDBiDN溝道耗盡型iDSGDBP溝道耗盡型UGS(off)IDSSuGS/ViD/mA–5O5OuDS/ViD/mA5V5V0V–5VuGS=5V0V–5V–5VN溝道結(jié)型SGDiDSGDiDP溝道結(jié)型uGS/ViD/mA5–5OIDSSUGS(off)OuDS/ViD/mA5V5V0VuGS=0V–5V–5VFET符號、特性的比較第5章半導(dǎo)體三極管5.5.3場效應(yīng)管的主要參數(shù)開啟電壓UGS(th)(增強型)

夾斷電壓

UGS(off)(耗盡型)指uDS=某值，使漏極電流iD為某一小電流時的uGS值。UGS(th)UGS(off)2.飽和漏極電流IDSS耗盡型場效應(yīng)管，當uGS=0時所對應(yīng)的漏極電流。3.直流輸入電阻RGS指漏源間短路時，柵、源間加反向電壓呈現(xiàn)的直流電阻。JFET：RGS>107

MOSFET：RGS=109

1015IDSSuGS/ViD/mAO第5章半導(dǎo)體三極管4.低頻跨導(dǎo)gm

反映了uGS對iD的控制能力，單位S(西門子)。一般為幾毫西

(mS)uGS/ViD/mAQPDM=uDSiD，受溫度限制。5.漏源動態(tài)電阻rds6.最大漏極功耗PDMO第5章半導(dǎo)體三極管MOS管避免柵極懸空注意：對于MOS管，柵-襯之間的電容容量很小，RGS很大，感生電荷的高壓容易使很薄的絕緣層擊穿，造成管子的損壞。因此，無論是工作中還是存放的MOS管，都應(yīng)為柵-源之間提供直流通路，避免柵極懸空；同時，在焊接時，要將烙鐵良好接地。場效應(yīng)管與晶體管的比較

①場效應(yīng)管的漏極d、柵極g和源極s分別對應(yīng)晶體管的集電極c、基極b和發(fā)射極e，其作用類似。②場效應(yīng)管以柵-源電壓控制漏極電流，是電壓控制型器件，且只有多子參與導(dǎo)電，是單極性晶體管；三極管以基極電流控制集電極電流，是電流控制型器件，晶體管內(nèi)既有多子又有少子參與導(dǎo)電，是雙極性晶體管。場效應(yīng)管與晶體管的比較④場效應(yīng)管的漏極和源極可以互換，而互換后特性變化不大；晶體管的集電極和發(fā)射極互換后特性相差很大，只有在特殊情況下才互換使用。但要注意的是，場效應(yīng)管的某些產(chǎn)品在出廠時，已將襯底和源極連接在一起，此時，漏極和源極不可以互換使用。③場效應(yīng)管的輸入電阻遠大于晶體管的輸入電阻，其溫度穩(wěn)定性好、抗輻射能力強、噪聲系數(shù)小。場效應(yīng)管特點①場效應(yīng)管的種類多，柵-源電壓可正、可負，使用更靈活。②場效應(yīng)管集成工藝更簡單、功耗小、工作電源電壓范圍寬，使之更多地應(yīng)用于大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路中。③一般情況下，由晶體管構(gòu)成的放大電路具有更高的電壓放大倍數(shù)和輸出功率。例題

例已知各場效應(yīng)管的輸出特性曲線如下圖所示。試分析各管子的類型。解:(a)iD>0（或vDS>0），則該管為N溝道；vGS0，故為JFET（耗盡型）。(b)iD<0（或vDS<0），則該管為P溝道；vGS<0，故為增強型MOS管。(c)iD>0（或vDS>0），則該管為N溝道；vGS可正、可負，故為耗盡型MOS管。提示：場效應(yīng)管工作于恒流區(qū)：（1）N溝道增強型MOS管：VDS>0,VGS>VGS(th)>0；P溝道反之。（5）N溝道耗盡型MOS管：VDS>0,VGS可正、可負，也可為0；P溝道反之。（3）N溝道JFET：VDS>0,VGS<0；P溝道反之。5.3半導(dǎo)體三極管的基本分析方法引言5.3.2交流分析5.3.1直流分析第5章半導(dǎo)體三極管引言基本思想非線性電路經(jīng)適當近似后可按線性電路對待，利用疊加定理，分別分析電路中的交、直流成分。一、分析三極管電路的基本思想和方法直流通路(ui=0)分析靜態(tài)。交流通路(ui

0)分析動態(tài)，只考慮變化的電壓和電流。畫交流通路原則：1.固定不變的電壓源都視為短路；5.固定不變的電流源都視為開路；3.視電容對交流信號短路第5章半導(dǎo)體三極管基本方法圖解法：在輸入、輸出特性圖上畫交、直流負載線，求靜態(tài)工作點“Q”，分析動態(tài)波形及失真等。解析法：根據(jù)發(fā)射結(jié)導(dǎo)通壓降估算“Q”。用小信號等效電路法分析計算電路動態(tài)參數(shù)。第5章半導(dǎo)體三極管二、電量的符號表示規(guī)則A

AA大寫表示電量與時間無關(guān)(直流、平均值、有效值)；A小寫表示電量隨時間變化(瞬時值)。大寫表示直流量或總電量(總最大值，總瞬時值)；小寫表示交流分量?？偹矔r值直流量交流瞬時值交流有效值直流量往往在下標中加注QA—主要符號；

A—下標符號。tuOuBE=UBE

+ube第5章半導(dǎo)體三極管5.3.1直流分析一、圖解分析法+–RBRC+uCE–+

uBE

+–VCCVBB3V5ViBiC輸入直流負載線方程：uCE=VCCiC

RCuBE=VBBiBRB輸出直流負載線方程：輸入回路圖解QuBE/ViB/A靜態(tài)工作點VBBVBB/RB115kUBEQIBQ0.750輸出回路圖解uCE/ViC/mAVCCVCC/RCO1kQ53UCEQICQOiB=50A第5章半導(dǎo)體三極管二、工程近似分析法+–RBRC+uCE–+

uBE

+–VCCVBB3V5ViBiC115k1k

=100第5章半導(dǎo)體三極管Q點的作用不僅影響B(tài)JT的工作區(qū)域，而且還會影響B(tài)JT的動態(tài)參數(shù)，因此在設(shè)計放大電路時必須選擇一個合適的Q點。三、電路參數(shù)對靜態(tài)工作點的影響1.改變RB，其他參數(shù)不變uBEiBuCEiCVCCVBBVBBRBQQRB

iBQ趨近截止區(qū)；RB

iB

Q趨近飽和區(qū)。5.改變RC，其他參數(shù)不變RC

Q趨近飽和區(qū)。iCuBEiBuCEVCCUCEQQQICQVCCRC第5章半導(dǎo)體三極管iC0iC=VCC/RC例5.3.1設(shè)RB

=

38

k，求VBB=0

V、3

V時的iC、uCE。+–RBRC+uCE–+

uBE

+–VCCVBB3V5ViBiC1

k[解]uCE/ViC/mAiB=010A50A30A40A50A60A41O535當VBB=0V：iB0，iC

0，5VuCE

5V當VBB=3V：0.3uCE

0.3

V0，iC5mA三極管的開關(guān)等效電路截止狀態(tài)SBCEVCC+RCRBiB0uCE

5ViB飽和狀態(tài)uCE0判斷是否飽和臨界飽和電流

ICS和IBS：iB>IBS，則三極管飽和。第5章半導(dǎo)體三極管5.3.2交流分析一、圖解分析法線性非線性線性輸入回路(A左)(B右)輸出回路(B左)(A右)+–RBRC+uCE–+uBE

+–VCCVBBiBiCiBiC+uBE

+uCE–AB第5章半導(dǎo)體三極管例5.3.3

硅管，ui

=10sint(mV)，RB=176k，RC=1k，VCC=VBB=6V，圖解分析各電壓、電流值。[解]令ui=0，求靜態(tài)電流IBQuBE/ViB/AO0.7V30QuiOtuBE/VOtiBIBQ(交流負載線)uCE/ViC/mA41O53iB=10A50304050505Q6直流負載線QQ6OtiCICQUCEQOtuCE/VUcemibicuceRL+–

iBiCRBVCCVBBRCC1ui+–

+

–

+uCE+uBE–

第5章半導(dǎo)體三極管當ui=0

uBE=UBEQ

iB=IBQ

iC=ICQ

uCE=UCEQ

當ui=Uimsintib=Ibmsintic=Icmsint

uce=–Ucemsint

uo=uceiB=

IBQ

+IbmsintiC=

ICQ

+IcmsintuCE=

UCEQ

–

Ucemsin

t=

UCEQ

+Ucemsin

(180°–

t)uBE/ViB/A0.7V30QuituBE/VtiBIBQ(交流負載線)uCE/ViC/mA4153iB=10A50304050605Q6直流負載線QQ6tiCICQUCEQtuCE/VUcemibicuceOOOOOO第5章半導(dǎo)體三極管基本共發(fā)射極電路的波形：+–

iBiCRBVCCVBBRCC1ui+–

+

–

+uCE+uBE–

IBQuiOtiBOtuCEOtuoOtiCOtICQUCEQ基本放大電路的放大作用第5章半導(dǎo)體三極管放大電路的非線性失真問題因工作點不合適或者信號太大使放大電路的工作范圍超出了晶體管特性曲線上的線性范圍，從而引起非線性失真。1.“Q”過低引起截止失真NPN管：頂部失真為截止失真。PNP管：底部失真為截止失真。不發(fā)生截止失真的條件：IBQ>Ibm。OQibOttOuBE/ViBuBE/ViBuiuCEiCictOOiCOtuCEQuce交流負載線非線性失真第5章半導(dǎo)體三極管5.“Q”過高引起飽和失真ICS集電極臨界飽和電流NPN管：

底部失真為飽和失真。PNP管：頂部失真為飽和失真。IBS—基極臨界飽和電流。不接負載時，交、直流負載線重合，V

CC=VCC不發(fā)生飽和失真的條件：IBQ+IbmIBSuCEiCtOOiCO

tuCEQV

CC第5章半導(dǎo)體三極管飽和失真的本質(zhì)：負載開路時：接負載時：受RC的限制，iB增大，iC不可能超過VCC/RC。受RL的限制，iB增大，iC不可能超過V

CC/RL。C1+RCRB+VCCC5RL+uo++iBiCVui(RL=RC//RL)第5章半導(dǎo)體三極管選擇工作點的原則：當ui較小時，為減少功耗和噪聲，“Q”可設(shè)得低一些；為提高電壓放大倍數(shù)，“Q”可以設(shè)得高一些；為獲得最大輸出，“Q”可設(shè)在交流負載線中點。第5章半導(dǎo)體三極管二、小信號等效分析法(微變等效)1.晶體三極管電路小信號等效電路分析法三極管電路可當成雙口網(wǎng)絡(luò)來分析(1)晶體三極管H(Hybrid)參數(shù)小信號模型從輸入端口看進去，相當于電阻rberbe

—Hie從輸出端口看進去為一個受

ib

控制的電流源

ic

=

ib，—Hfe+uce–+ube–

ibicCBErbe

Eibicic+ube+uceBCrbb

—三極管基區(qū)體電阻第5章半導(dǎo)體三極管(5)晶體三極管交流分析步驟：①分析直流電路，求出“Q”，計算rbe。②畫電路的交流通路。③在交流通路上把三極管畫成H參數(shù)模型。④

分析計算疊加在“Q”點上的各極交流量。微變等效電路的畫法第5章半導(dǎo)體三極管例5.3.4=100，uS

=10sint(mV)，求疊加在“Q”點上的各交流量。+uo+–

iBiCRBVCCVBBRCRLC1C5uS+–

+–

RS+uCE+uBE–

15V15V510470k5.7k3.6k[解]令ui=0，求靜態(tài)電流IBQ①求“Q”，計算rbeICQ=IBQ=5.4mAUCEQ=15

5.45.7=5.5(V)第5章半導(dǎo)體三極管②交流通路+uo+–

iBiCRBVCCVBBRCRLC1C5uS+–

+–

RS+uCE+uBE–

ubeuce③小信號等效+uo+–

RBRLRSrbe

EibicicBCusRC+ube④分析各極交流量⑤

分析各極總電量uBE=(0.7+0.0075sint

)ViB=(54+5.5sint)AiC=(5.4+0.55sint

)

mAuCE=(5.5–

0.85sint

)V第5章半導(dǎo)體三極管練習(xí)：判斷三極管的工作狀態(tài)用數(shù)字電壓表測得VB=4.5V、VE=3.8V、VC=8V，試判斷三極管的工作狀態(tài)，設(shè)β=100，求IE和VCE。5.4半導(dǎo)體三極管的測試與應(yīng)用附錄半導(dǎo)體器件的命名方式5.4.1半導(dǎo)體三極管使用的基本知識第5章半導(dǎo)體三極管5.4.1半導(dǎo)體三極管使用基本知識一、外型及引腳排列EBCEBCEBCBEC第5章半導(dǎo)體三極管二、萬用表檢測晶體三極管的方法1.根據(jù)外觀判斷極性；3.用萬用表電阻擋測量三極管的好壞，PN結(jié)正偏時電阻值較小(幾千歐以下)，反偏時電阻值較大(幾百千歐以上)。插入三極管擋(hFE)，測量值或判斷管型