模电学习笔记_双极型晶体管及其放大电路（1）

1 基本知识点

        

1.1 双极型晶体管

        

一.晶体管的工作原理

1. 晶体管具有放大作用所需的内部条件
           ①基区很薄,且掺杂浓度很低;
           ②发射区的掺杂浓度远大于基区和集电区的掺杂浓度;
           ③集电结结面积大。

2. 晶体管具有放大作用所需的外部条件
           发射结正偏、集电结反偏。(NPN下，V_B>V_E,V_BE)

3. 晶体管在放大状态下的载流子传输过程和3个电极电流表达式
           I_E = I_C + I_B
            α = I_C/I_E 取值0.95~0.99
            β = I_C/I_B 取值几十到几百

4. 根据电压判断三极管类型：

   1. B极的电压位于中间
   2. E极与B极电压相差0.7V或0.2V
      2.1 若相差0.7V，为硅管
      2.2 若相差0.2V，为锗管
   3. PNP&&NPN
      3.1 V_BE为正，NPN
      3.2 V_BE为负，PNP

二.晶体管的静态特性曲线

1. 共射输入特性曲线
   
   类似于二极管的伏安特性,只是在V_ce增加时,特性曲线会稍向右移动。

2. 共射输出特性曲线
   输出特性曲线分为四个工作区：
   
   （1）饱和区
           特点:i_C受V_CE影响,V_CE略增,则i_C增加很快。
    
   （2）放大区一曲线基本水平稍有上翘（原因：基区调宽效应）
           特点:满足i_C=βi_B+I_CEO,具有正向控制作用。由于基区宽度调制效应，曲线随v_CE的增加而稍有上翘,其延长线交于厄尔利电压V_A,用输出电阻r_ce来表示其上翘程度为
   
   
    
   （3）截止区一近似为 i_B=0以下的区域。
    
   （4）击穿区
           当v_CE增大到一定值时，集电结发生雪崩击穿。

三.温度对晶体管特性曲线的影响

        温度上升时，发射结正向电压降v_BE 减小，反向饱和电流I_CBO和电流放大系数β增大，使得晶体管输入特性曲线左移，输出特性曲线上移且曲线间隔增大。

四.晶体管的参数

1. 电流放大系数
    
   1.1 共射直流电流放大系数
   
   1.2 共射交流电流放大系数（又称短路电流放大系数）
   
   1.3 共基直流电流放大系数
   
   1.4 共基交流电流放大系数
   
   ★工程上，通常不再区分交流电流放大系数和直流电流放大系数，都用α和β表示。
    
   1.5 α与β的关系
   
2. 极间反向电流
    
   2.1 反向饱和电流I_CBO
           I_CBO表示发射极开路时集电结的反向饱和电流
   2.2反向饱和电流I_EBO
           I_EBO表示集电极开路时发射结的反向饱和电流
   2.3穿透电流I_CEO
           I_CBO表示基极开路时集电极和发射极之间的穿透电流
   
3. 极限参数
    
   3.1 集电极最大允许电流I_CM（工作时应小于其值）
           一般取β下降至最高值的2/3时所对应的集电极电流
           
   3.2 反向击穿电压：（工作的最高值应小于其70％）
           V_(BR)CBO:发射极开路，集电极与基极之间允许加的最高反向电压
           V_(BR)CEO:基极开路，集电极与发射极之间允许加的最高电压
           V_(BR)EBO:集电极开路，发射极与基极之间允许加的最高反向电压
           
   3.3 集电极最大允许功率损耗P_CM（工作时应小于其值，必要时加散热片、风冷、油冷等）
    
4. 高频参数
    
   4.1 共基截止频率f_α
           α随工作频率的升高而下降，当降为α₀的0.707倍时所对应的频率。
           
   4.2 共射截止频率f_β
           β随工作频率的升高而下降，当降为β₀的0.707倍时所对应的频率。
           
   4.3 特征频率f_T
           β随工作频率的升高而下降，当降为1时所对应的频率。
   
   准确：f_α>f_T>f_β

2 易错点总结

1）有一PNP型三极管的发射结正偏、集电结正偏，则基极电位最低。

2）PNP型晶体管工作在饱和区时，发射结和集电结都正偏。

3）厄尔利（Early）电压反映的是晶体管的基区调宽效应。

4）两个三极管的β值的参数对称性看二者比值与1比较，越接近于1，参数对称性越好。

5）某放大电路在负载开路时的输出电压为12V，接入9k欧姆的负载电阻后输出 电压降为 9V，这说明放大电路的输出电阻为3k欧姆，若将负载电阻改为21k欧姆，则负载上的电流大小为0.5mA。

6）有两个放大倍数相同、输入和输出电阻不同的放大电路A和B，对同一个具有内阻的信号源电压进行放大，在负载开路的条件下测得A的输出电压大，这说明A的输入电阻大。

7）给放大电路设置合适直流工作点的目的是保证晶体管始终工作在放大区。

8）三极管的结构特点有基区很薄、发射区的掺杂浓度很大、集电结结面积大。

9）设有一NPN型三极管的发射结正偏、集电结反偏，则集电极电位最高，发射极电位最低。

10）放大电路的有效输入信号必须加在发射结上。

11）分析放大电路时，通常应该采用先直流后交流的方法。

12）双极型晶体管处于放大状态时，i_C和i_b是线性关系；i_C和V_BE是指数关系；Δi_C和ΔV_BE是线性关系。

13）通常的晶体三极管在集电极和发射极互换使用时，不再有较大的电流放大作用。

14）放大电路必须加上合适的直流电源才能正常工作。

15）在放大区内，共发射极输出特性曲线基本水平略有上翘，说明此时输出电压V_CE变化时，输出电流i_C基本不变。

 
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