第一篇第二章三极管及其电路分析
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三极管基本放大电路分析
三极管基本放大电路解析三极管是电流放大器件，有三个极，分别叫做集电极C，基极B，发射极E。
分成NPN和PNP两种。
我们仅以NPN三极管的共发射极放大电路为例来说明一下三极管放大电路的基本原理。
下面的分析仅对于NPN型硅三极管。
如上图所示，我们把从基极B流至发射极E的电流叫做基极电流Ib；把从集电极C流至发射极E的电流叫做集电极电流Ic。
这两个电流的方向都是流出发射极的，所以发射极E上就用了一个箭头来表示电流的方向。
三极管的放大作用就是：集电极电流受基极电流的控制（假设电源能够提供给集电极足够大的电流的话），并且基极电流很小的变化，会引起集电极电流很大的变化，且变化满足一定的比例关系：集电极电流的变化量是基极电流变化量的β倍，即电流变化被放大了β倍，所以我们把β叫做三极管的放大倍数（β一般远大于1，例如几十，几百）。
如果我们将一个变化的小信号加到基极跟发射极之间，这就会引起基极电流Ib的变化，Ib的变化被放大后，导致了Ic很大的变化。
如果集电极电流Ic是流过一个电阻R的，那么根据电压计算公式U=R*I可以算得，这电阻上电压就会发生很大的变化。
我们将这个电阻上的电压取出来，就得到了放大后的电压信号了。
三极管在实际的放大电路中使用时，还需要加合适的偏置电路。
这有几个原因。
首先是由于三极管BE结的非线性（相当于一个二极管），基极电流必须在输入电压大到一定程度后才能产生（对于硅管，常取0.7V）。
当基极与发射极之间的电压小于0.7V时，基极电流就可以认为是0。
但实际中要放大的信号往往远比0.7V要小，如果不加偏置的话，这么小的信号就不足以引起基极电流的改变（因为小于0.7V时，基极电流都是0）。
如果我们事先在三极管的基极上加上一个合适的电流（叫做偏置电流，上图中那个电阻Rb就是用来提供这个电流的，所以它被叫做基极偏置电阻），那么当一个小信号跟这个偏置电流叠加在一起时，小信号就会导致基极电流的变化，而基极电流的变化，就会被放大并在集电极上输出。
三极管放大电路分析基础
啸叫故障
检查反馈电路是否正常，特别 是反馈电阻和电容，检查输入 信号是否过大。
失真故障
检查三极管的工作点是否合适 ，检查放大电路的增益是否过 大或过小，检查反馈电路是否 正常。
自激振荡故障
检查放大电路的反馈系数是否 合适，检查输入信号是否过大
。
故障排除实例分析
实例一
一台三极管甲类放大器无声，经检查 发现集电极电压为0V，更换三极管 后故障排除。
工作原理
通过三极管的电流放大作用，将 输入信号的微弱变化转换为输出 信号的较大变化。
三极管放大电路的应用
01
02
03
音频信号放大
用于将微弱的音频信号放 大，驱动扬声器发声。
Hale Waihona Puke 弱电信号放大在测量、自动控制等领域， 用于放大微弱的电信号。
无线通信
在无线通信系统中，用于 放大调制信号，提高通信 质量。
三极管放大电路的类型
对带宽和增益的需求。
04
三极管放大电路的设计
静态工作点的设置
总结词
合理设置静态工作点是三极管放大电路设计的关键，它决定了电路的放大性能和 稳定性。
详细描述
静态工作点是指放大电路在没有输入信号时的工作状态，包括集电极电流和基极 电流、集电极和基极之间的电压等参数。合理设置静态工作点可以保证三极管在 放大信号时处于最佳工作状态，提高电路的放大性能和稳定性。
作用
作为放大电路的核心元件， 三极管能够控制电流的放 大作用。
工作原理
利用基极电流控制集电极 和发射极之间的电流，实 现电流的放大。
类型
根据结构和工作特性，可 分为NPN和PNP型。
电阻
作用
在放大电路中，电阻用于限制电 流和电压，以及提供一定的负载。
检查反馈电路是否正常，特别 是反馈电阻和电容，检查输入 信号是否过大。
失真故障
检查三极管的工作点是否合适 ，检查放大电路的增益是否过 大或过小，检查反馈电路是否 正常。
自激振荡故障
检查放大电路的反馈系数是否 合适，检查输入信号是否过大
。
故障排除实例分析
实例一
一台三极管甲类放大器无声，经检查 发现集电极电压为0V，更换三极管 后故障排除。
工作原理
通过三极管的电流放大作用，将 输入信号的微弱变化转换为输出 信号的较大变化。
三极管放大电路的应用
01
02
03
音频信号放大
用于将微弱的音频信号放 大，驱动扬声器发声。
Hale Waihona Puke 弱电信号放大在测量、自动控制等领域， 用于放大微弱的电信号。
无线通信
在无线通信系统中，用于 放大调制信号，提高通信 质量。
三极管放大电路的类型
对带宽和增益的需求。
04
三极管放大电路的设计
静态工作点的设置
总结词
合理设置静态工作点是三极管放大电路设计的关键，它决定了电路的放大性能和 稳定性。
详细描述
静态工作点是指放大电路在没有输入信号时的工作状态，包括集电极电流和基极 电流、集电极和基极之间的电压等参数。合理设置静态工作点可以保证三极管在 放大信号时处于最佳工作状态，提高电路的放大性能和稳定性。
作用
作为放大电路的核心元件， 三极管能够控制电流的放 大作用。
工作原理
利用基极电流控制集电极 和发射极之间的电流，实 现电流的放大。
类型
根据结构和工作特性，可 分为NPN和PNP型。
电阻
作用
在放大电路中，电阻用于限制电 流和电压，以及提供一定的负载。
放大电路基础知识
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第一节 半导体二极管
2．最大反向工作电压URM 最大反向工作电压URM是指二极管工作时两端所允许加的最
大反向电压。为保证二极管安全工作、不被击穿，通常URM 约为反向击穿电压UR的一半。 3．反向电流 反向电流是指二极管加最高反向工作电压时的反向电流。反 向电流越小，管子的单向导电性能越好。常温下，硅管的反 向电流一般只有几微安；锗管的反向电流较大，一般在几十 至几百微安之间。 4．最高工作频率
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第二节 半导体三极管
由图1-14所示的输出特性曲线可以看出如下三点特性。 曲线的起始部分较陡，且不同的IB曲线的上升部分几乎重合，
表明当UCE较小时，只要UCE略有增大， IC就迅速增加，但 IB几乎不受IC的影响。 当UCE较大（例如大于1 V）后，曲线比较平坦。 曲线是非线性的。由于三极管的输入、输出特性曲线都是非 线性的，所以它是非线性器件。 六、晶体管的主要参数 1．穿透电流 穿透电流ICEO是指基极开路时集一射极之间的电流。
在数字电路中，三极管作为开关元件，主要工作在截止状态 或饱和状态，并在截止状态和饱和状态之间经过短促的放大 状态进行快速转换和过渡。
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第二节 半导体三极管
(1)截止状态 当开关S接位置1时，三极管发射结电压 UBE<UT，相当于开关断开状态，等效电路如图1-11 (b) 所示。
是具有电流放大作用。三极管按其结构不同，分为NPN型和 PNP型两种。相应的结构示意图及电路符号如图1-8所示。 在制作三极管时，其内部的结构特点是： 发射区掺杂浓度高； 基区很薄，且掺杂浓度低； 集电结面积大于发射结面积。 以上特点是三极管实现放大作用的内部条件。 另外，三极管按其所用半导体材料不同，分为硅管和锗管； 按用途不同，分为放大管、开关管和功率管；按工作频率不 同，分为低频管和高频管；按耗散功率大小不同，分为小功
第一节 半导体二极管
2．最大反向工作电压URM 最大反向工作电压URM是指二极管工作时两端所允许加的最
大反向电压。为保证二极管安全工作、不被击穿，通常URM 约为反向击穿电压UR的一半。 3．反向电流 反向电流是指二极管加最高反向工作电压时的反向电流。反 向电流越小，管子的单向导电性能越好。常温下，硅管的反 向电流一般只有几微安；锗管的反向电流较大，一般在几十 至几百微安之间。 4．最高工作频率
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第二节 半导体三极管
由图1-14所示的输出特性曲线可以看出如下三点特性。 曲线的起始部分较陡，且不同的IB曲线的上升部分几乎重合，
表明当UCE较小时，只要UCE略有增大， IC就迅速增加，但 IB几乎不受IC的影响。 当UCE较大（例如大于1 V）后，曲线比较平坦。 曲线是非线性的。由于三极管的输入、输出特性曲线都是非 线性的，所以它是非线性器件。 六、晶体管的主要参数 1．穿透电流 穿透电流ICEO是指基极开路时集一射极之间的电流。
在数字电路中，三极管作为开关元件，主要工作在截止状态 或饱和状态，并在截止状态和饱和状态之间经过短促的放大 状态进行快速转换和过渡。
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第二节 半导体三极管
(1)截止状态 当开关S接位置1时，三极管发射结电压 UBE<UT，相当于开关断开状态，等效电路如图1-11 (b) 所示。
是具有电流放大作用。三极管按其结构不同，分为NPN型和 PNP型两种。相应的结构示意图及电路符号如图1-8所示。 在制作三极管时，其内部的结构特点是： 发射区掺杂浓度高； 基区很薄，且掺杂浓度低； 集电结面积大于发射结面积。 以上特点是三极管实现放大作用的内部条件。 另外，三极管按其所用半导体材料不同，分为硅管和锗管； 按用途不同，分为放大管、开关管和功率管；按工作频率不 同，分为低频管和高频管；按耗散功率大小不同，分为小功
三极管电路分析
本文主要介绍三极管的计算，包括电压增益A 、输入电阻i R 、输出电阻o R ；包括三极管的三种组态：共集、共基、共射的计算。
本文力图让读者在细读完本文后能对三极管的相关计算熟练掌握。
本人刚读研一，考研是考的模电，有一年三极管使用经验。
望以一种怀疑的态度看本文。
本文与其他课本讲述的不同之处，介绍一种直观的方法，而不是画出小信号等效模型的方法来进行各种计算，而且这种方法不需要记忆各种公式，完全直观的看就可以得出结果。
方法的关键在于对BJT 的模型的简化和理解。
三极管的等效模型如图，高频模式的很多参数被忽略，实践上当频率不是特别高时这种模型的精度是足够了的。
图1三极管及其小信号等效模型从模型中可以看出，be 之间是电阻be r ；bc 之间是断开的；ce 之间是电流控制电流源，控制关系如图所示，b c i i ，其中 是常数，由管子决定，b i 为be 之间的电流，也就是流过be r 的电流，它们的电流方向是应特别值得注意的。
图中同样可以得到这个重要关系式：b c b e i i i i 1。
总结一下，简化模型中要用到的几点：（1）be 间电阻是be r ；（2）bc 间开路；（3）ce 间为受控电流源b c i i ；（4）b i 即be i ，c i 即ce i ，注意它们的方向关系；（5） b c b e i i i i 1，一定要主要方向。
另外还需要知道的就是电路的交流通路。
求交流通路也是直观的看，并不画出来。
求交流通路的要点：（1）DD V 是直流电源，没有交流成分，所以是交流地，所以分析交流通路时，接电源和接地是一个效果。
（2）电容短路，除非特别说明，所有电容对交流短路。
（3）信号中的直流成分被忽略，只考虑交流部分。
例如：cebcbi图2三极管基本电路图3图2中电路的交流通路分析如下：C2短路，c R 接地，则c R 和L R 并联接地。
1b R 接电源相当于接地，则1b R 和2b R 并联接地。
半导体三极管及其放大电路专题
（1）U1=3.5V、U2=2.8V、 U3=12V （2）U1=3V、 U2=2.8V、 U3=12V （3）U1=6V、 U2=11.3V、 U3=12V （4）U1=6V、 U2=11.8V、 U3=12V 判断它们是NPN型还是PNP型？是硅管还是锗管？并确定e、b、c。
解： 原则：先求UBE，若等于0.6-0.7V，为硅管；若等于0.2-0.3V，为锗管。
2
1
03 6 ICEO
截止条件：
100A 发射结反偏（或零偏），集电结反偏。
80A
60A 特点：
40A （1）三极管无电流放大作用，相当于一
20A 个断开的开关。uBE小于死区电压，发射结 IB=0 反偏。
9 12 UCE(V) （2)IB=0，IC不为0，IC=ICEO≈0。
截止区
ICEO叫穿透电流。
三极管的开关特性
• 三极管同二极管一样，也可以作为电 子开关器件，构成电子开关电路。当三极管 用于开关电路中时，三极管工作在截止区和 饱和区。如下表是三极管开关特性说明。
开关状态 三极管工作状态 内阻特性
解说
开关接通 饱和状态 开关断开 截止状态
集电极与 发射极间 内阻很小
集电极与 发射极间 内阻很大
二、三极管的电流放大作用
1。放大作用的内部条件：
发射区掺杂浓度最高 基区掺杂浓度最低且最薄
2. 放大作用的外部条件： 集电区面积最大
发射结正偏、集电结反偏
从电位的角度看：
C
NPN
发射结正偏 集电结反偏
发射结正偏 集电结反偏
VB>VE
VC>VB PNP
VB<VE VC<VB
N
B
P
解： 原则：先求UBE，若等于0.6-0.7V，为硅管；若等于0.2-0.3V，为锗管。
2
1
03 6 ICEO
截止条件：
100A 发射结反偏（或零偏），集电结反偏。
80A
60A 特点：
40A （1）三极管无电流放大作用，相当于一
20A 个断开的开关。uBE小于死区电压，发射结 IB=0 反偏。
9 12 UCE(V) （2)IB=0，IC不为0，IC=ICEO≈0。
截止区
ICEO叫穿透电流。
三极管的开关特性
• 三极管同二极管一样，也可以作为电 子开关器件，构成电子开关电路。当三极管 用于开关电路中时，三极管工作在截止区和 饱和区。如下表是三极管开关特性说明。
开关状态 三极管工作状态 内阻特性
解说
开关接通 饱和状态 开关断开 截止状态
集电极与 发射极间 内阻很小
集电极与 发射极间 内阻很大
二、三极管的电流放大作用
1。放大作用的内部条件：
发射区掺杂浓度最高 基区掺杂浓度最低且最薄
2. 放大作用的外部条件： 集电区面积最大
发射结正偏、集电结反偏
从电位的角度看：
C
NPN
发射结正偏 集电结反偏
发射结正偏 集电结反偏
VB>VE
VC>VB PNP
VB<VE VC<VB
N
B
P
晶体三极管及其基本放大电路
22
2.4、三极管的主要参数
• 1、电流放大系数 • i)共射极电流放大系数
直流电流放大系数 IC
IB
交流电流放大系 数 Vic
Vib
h（ fe 高频）
一般工作电流不十分大的情况下,可认为
Ma Liming
Electronic Technique
23
ii)共基极电流放大系数
共基极直流电流放大系数
3
6
9
IB=0 12 vCE(V)
区时, 有:VB>VC Rb
+
－
UBB
Ma Liming
+ 对于PNP型三极管,工作在饱和区 UCC 时, 有:VB<VC<VE
－
Electronic Technique
13
例:如图，已知三极管工作在放大状态, 求:1).是NPN结构还是PNP结构?
Ma Liming
Electronic Technique
20
方法二：用万用表的 hFE档检测 值
1. 拨到 hFE挡。
2.将被测晶体管的三个引脚分别插入相应的插孔 中（TO-3封装的大功率管，可将其3个电极接 出3根引线，再插入插孔），三个引脚反过来 再插一次，读数大的为正确的引脚。
3.从表头或显示屏读出该管的电流放大系数。
N
b
c PV
Rb
eN
+
－
UBB
Ma Liming
+
UCC 对于PNP型三极管,工作在放大区 － 时, 有:VC<VB<VE
Electronic Technique
10
iC(mA ) 4 3
2 1
三极管放大电路详细分析
三极管放大电路详细分析一、原理1.共射放大电路：共射放大电路的输入信号加在基极上，输出信号从集电极上取出。
在共射放大电路中，基极和集电极之间呈负反馈，使放大电路的输入电阻变大，输出电阻变小。
共射放大电路具有电流放大性能好、电压放大倍数大、输入输出相位差小等特点，常用于对输入电流要求较高的场合。
2.共基放大电路：共基放大电路的输入信号加在发射极上，输出信号从集电极上取出。
在共基放大电路中，发射极与集电极之间呈负反馈，使得输出电阻变小，电流放大倍数增大。
共基放大电路的特点是电压放大率小，但电流放大率较高，具有宽频带、高频特性好的优点，适用于高频放大器。
3.共集放大电路：共集放大电路的输入信号加在栅极上，输出信号从源极上取出。
在共集放大电路中，源极与漏极之间呈负反馈，使放大电路的电压特性和输入输出特性更好。
共集放大电路具有输入电阻大，输出电阻小，电压放大倍数小的特点，常被应用于信号源驱动等场合。
二、特点1.放大性能好：三极管放大电路具有较好的电流放大倍数和电压放大倍数，能够将微弱的输入信号放大为较大的输出信号。
2.宽频带特性：三极管放大电路具有较好的频率响应特性，能够放大高频信号。
3.可控性强：通过改变三极管的偏置电流和工作点，可以调整放大电路的放大倍数和工作状态。
4.可靠性高：三极管具有耐压能力强、温度稳定、寿命较长等优点，可以在恶劣环境下稳定工作。
三、设计步骤1.确定放大电路的类型：根据需要的放大倍数和频率范围选择合适的三极管放大电路类型。
2.计算电阻值：根据三极管的参数和工作要求，计算出各个电阻的取值，以使得放大电路能够工作在合适的工作点。
3.搭建电路：根据设计的电阻值和三极管的引脚接法，搭建放大电路，注意保持电路的稳定性和可靠性。
4.测试和调整：通过信号发生器输入信号，使用示波器和万用表等测试工具，检测并调整放大电路的工作状态，使其达到设计要求。
四、应用三极管放大电路广泛应用于各种电子设备中，包括音频放大器、射频放大器、功率放大器、电子对抗设备等。
三极管基本分析方法
uCE 0.3 V 0, iC 5 mA iB >三IB极S，管则的开三关极等管效饱电和路。
第2章 半导体三极管
2.2.3 晶体管基本放大电路及其分析方法
一、图解分析法 A iC B iC
iB iB
+
RB +
VBB
+
–
uBE
+ uBE
uCE
–
+ uCE
–
RC + –VCC
输入回路 输出回路
T
S
Q
放大区
IB(sat)
截止区
A
O UCE(sat)
N uCE
三极管开通的条件和等效电路
当输入uI为高电平，使 iB≥ IB(sat)时，三极管饱和。 uCE≈UCE(sat)≈0.3V≈0， C、E间相当于开关合上。
B UBE(sat) iB≥ IB(sat)
C UCE(sat)
E
三极管 饱和状态 等效电路
o
t
直流量往往在下标中加注Q
U be 交流有效值
第2章 半导体三极管
2.2.1 直流电路的分析 一、图解分析法
iB/A
RB iB
iC
VBB/RB
+ 1 k RC IBQ 20
Q 静态工作点
VBB+–
115 k
3V
+ uBE
uCE
–
5
V
+ –VCC
0 U0B.7EQ VBB uBE/V
输入直流负载线方程:
VCC = VBB = 6 V，图解分析各电压、电流值。
ui+
–
第二章 三极管及放大电路基础
第二章三极管及放大电路基础教学重点1．了解三极管的外形特征、伏安特性和主要参数。
2．在实践中能正确使用三极管。
3．理解放大的概念、放大电路主要性能指标、放大电路的基本构成和基本分析方法。
4．掌握共发射极放大电路的组成、工作原理，并能估算电路的静态工作点、放大倍数、输入和输出电阻等性能指标。
5．能搭建分压式放大电路，并调整静态工作点。
教学难点1．三极管的工作原理。
2．放大、动态和静态以及等效电路等概念的建立。
3．电路能否放大的判断。
学时分配2.1三极管2.1.1三极管的结构与符号 通过实物认识常见的三极管三极管有三个电极，分别从三极管内部引出，其结构示意如图所示。
按两个PN 结组合方式的不同，三极管可分为PNP 型、NPN 型两类，其结构示意、电路符号和文字符号如图所示。
PNP 型 NPN 型有箭头的电极是发射极，箭头方向表示发射结正向偏置时的电流方向，由此可以判断管子是PNP 型还是NPN 型。
基区 发射区e基极 ceVTe基极 cecVT《电子技术基础与技能》配套多媒体CAI 课件 电子教案三极管都可以用锗或硅两种材料制作，所以三极管又可分为锗三极管和硅三极管。
2.1.2三极管中的电流分配和放大作用动画：三极管电流放大作用的示意做一做：三极管中电流的分配和放大作用观察分析实验参考数据：1）三极管各极电流分配关系：I E = I B + I C ，I E ≈ I C ≫I B2）基极电流和集电极电流之比基本为常量，该常量称为共发射极直流放大系数β，定义为：BCI I =β 3）基极电流有微小的变化量Δi B ，集电极电流就会产生较大的变化量Δi C ，且电流变化量之比也基本为常量，该常量称为共发射交流放大系数β，定义为：BCΔi i ∆=β1．三极管的电流放大作用，实质上是用较小的基极电流信号控制较大的集电极电流信号，实现“以小控大”的作用。
2．三极管电流放大作用的实现需要外部提供直流偏置，即必须保证三极管发射结加正向电压（正偏），集电结加反向电压（反偏）。
电子技术课件第二章三极管及基本放大电路
10
2．三极管的主要参数
（1）直流参数 反映三极管在直流状态下的特性。
直流电流放大系数hFE 用于表征管子IC与IB的分配比例。
漏电电流。ICBO大的三极管工作的稳定性较差。
集—基反向饱和电流ICBO 它是指三极管发射极开路时，流过集电结的反向
ICBO测量电路
ICEO测量电路
加上一定电压时的集电极电流。ICEO是ICBO的(1+β)倍，所以它受温度影响不可忽视。
性。 A——PNP锗材料，B——NPN锗材料， C——PNP硅材料，D——NPN硅材料。
三极管型号的读识 3 A G 54 A
规格号
第三部分是用拼音字母表示管子的类型。
X——低频小功率管，G ——高频小功率管， D——低频大功率管，A ——高频大功率管。
三极管 NP锗材料 高频小功率 序号
第四部分用数字表示器件的序号。 第五部分用拼音字母表示规格号。
饱和区 当VCE小于VBE时，三极管的发
四、三极管器件手册的使用
三极管的类型非常多，从晶体管手册可以查找到三极管的型号，主要用途、主 要参数和器件外形等，这些技术资料是正确使用三极管的依据。
1．三极管型号
国产三极管的型号由五部分组成。
第一部分是数字“3”，表示三极管。 第二部分是用拼音字母表示管子的材料和极
一、放大电路静态工作点不稳定的原因
（1）温度影响 （2）电源电压波动 （3）元件参数改变
二、分压式偏置放大电路 1．电路组成
Rb1是上偏置电阻，Rb2是下偏置电阻。电源电压经Rb1、Rb2串联分压后为三极 管提供基极电压VBQ。Re起到稳定静态电流的作用，Ce是Re的交流信号旁路电容。
分压式偏置放大电路
放大电路的电压和电流波形
2．三极管的主要参数
（1）直流参数 反映三极管在直流状态下的特性。
直流电流放大系数hFE 用于表征管子IC与IB的分配比例。
漏电电流。ICBO大的三极管工作的稳定性较差。
集—基反向饱和电流ICBO 它是指三极管发射极开路时，流过集电结的反向
ICBO测量电路
ICEO测量电路
加上一定电压时的集电极电流。ICEO是ICBO的(1+β)倍，所以它受温度影响不可忽视。
性。 A——PNP锗材料，B——NPN锗材料， C——PNP硅材料，D——NPN硅材料。
三极管型号的读识 3 A G 54 A
规格号
第三部分是用拼音字母表示管子的类型。
X——低频小功率管，G ——高频小功率管， D——低频大功率管，A ——高频大功率管。
三极管 NP锗材料 高频小功率 序号
第四部分用数字表示器件的序号。 第五部分用拼音字母表示规格号。
饱和区 当VCE小于VBE时，三极管的发
四、三极管器件手册的使用
三极管的类型非常多，从晶体管手册可以查找到三极管的型号，主要用途、主 要参数和器件外形等，这些技术资料是正确使用三极管的依据。
1．三极管型号
国产三极管的型号由五部分组成。
第一部分是数字“3”，表示三极管。 第二部分是用拼音字母表示管子的材料和极
一、放大电路静态工作点不稳定的原因
（1）温度影响 （2）电源电压波动 （3）元件参数改变
二、分压式偏置放大电路 1．电路组成
Rb1是上偏置电阻，Rb2是下偏置电阻。电源电压经Rb1、Rb2串联分压后为三极 管提供基极电压VBQ。Re起到稳定静态电流的作用，Ce是Re的交流信号旁路电容。
分压式偏置放大电路
放大电路的电压和电流波形
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饱和区模型
等效电路
临界饱和： VCES＝0.7V 深度饱和： VCES≈0.3V
简化等效电路
放大区
发射结正偏，集电结反偏
i B 0, vCE 0.7V
特征是 iC 仅受 iB 控制，与 vCE 的大小无关，具有恒流特性。
iC i B
Je正偏，Jc反偏
称为共基极直流电流 放大系数， 0.95 ~ 0.995
定义 I C I CBO I CN
IE IE
I C I E和电流，其值很小，常 可忽略。
一定条件下，输入/出电流成线性关系，三极管是 一种电流控制器件
1.2.2 三极管放大电路的组成原理
一、放大电路的组成与各元件的作用
NPN管:放大器件，核心元件 Rb 和Rc:提供适合偏置--发射 结正偏，集电结反偏 C1 、C2 ：隔直(耦合)电 容。隔直流通交流。 vs ，Rs: 信号源电压与 内阻 RL:负载电阻,将集电极电流的 变化△iC转换为集电极与发 射极间的电压变化△vCE 。
共基组态（CB）
VBE＞0，发射结正偏， 输入：发射极 VCB＞0（∵VCC＞VBB）， 输出：集电极 公共端：基极(此处接地) 集电结反偏。所以三极 管工作在放大状态。
共射组态（CE）
共集组态（CC）
共基组态时电流关系（放大状态）
共射放大电路
二、放大电路的基本工作原理
静态(vi=0,假设工作在放大状态) 静态分析:又称直流分析，计算三极管的电流和 极间电压值，应采用直流通路(电容开路)。
基极电流： IB=IBQ=(VCC-VBEQ)/Rb
集电极电流： IC=ICQ=βIBQ 集-射间电压： VCE=VCEQ=VCC-ICQRc
ICEO称为穿透电流，其 值较小，也常可忽略。
, I CEO (1 ) I CBO
1
,
1
共集组态时电流关系（放大状态）
I E I B IC (1 ) I B I CEO (1 ) I B
无论哪种组态，输入电流对输出电流都具有 控制作用，因此三极管是一种电流控制器件。 并且共射和共集组态还具有电流放大作用。
I CEO (1 ) I CBO
ICEO是衡量三极管性能稳定与否的重要参数之一， 其值愈小愈好。 ICBO和ICEO与温度密切相关。
3. 极限参数 集电极最大允许电流 ICM
当iC超过ICM时，电流放大倍数β 将显著下降。
集电极最大允许功耗 PCM
PCM表示集电结上允许的耗散功率的最大值。主 要由管子所允许的温升及散热条件决定。当超过 PCM时，管子可能烧毁。
符号表示 • 大写大下标：直流量，如IB、 IBQ、VCEQ。 • 小写小下标：交流量，如ib、 vce、vi、vo。 • 小写大下标：瞬时量，如iB、 vCE。 • 大写小下标：交流量的有效值、峰值或 峰峰值，如Ib、Vo、 Vom 、 Vopp。
例： vCE 8 3 sin t V VCEQ＝8 V vce 3 sin t V vo Vce Vo 3 V
二、三极管的伏安特性曲线 1. 共射极输入特性
基极电流iB与发射结电压 vBE之间的关系
i B f (v BE ) | vCE const
与PN结正向伏安特 性曲线相似，当vCE ＞1时，输入伏安特 性基本不变。
2. 共射极输出特性
iC , vCE
输出回路方程 输出特性曲线
AB段：截止区 ，对应于输 出特性曲线中iB＜0的
BCDEFG段：放大区
GHI段：饱和区
• 作为放大应用时： Q点应置于E处（放大区中心） 若Q点设置C处，易引起截止失真 若Q点设置F处，易引起饱和失真
• 用于开关控制场合：工作在截止区和饱和区上
VCEQ VCC I CQ Rc 6V 0.3V
假设成立。
(2) 若Rb改为110kΩ 同样先假定工作在放大状态
I BQ
I CQ
VCC V BEQ
110kΩ
Rb I BQ 5.15mA
Vcem Vom 2 3 V
瞬时量 直流量(静态分量) 交流量(动态分量) 交流分量的有效值 峰值
构成放大电路的基本原则
• 放大电路必须有合适的静态工作点：直流电源的 极性与三极管的类型相配合，电阻的设置要与电 源相配合，以确保器件工作在放大区。 • 外加输入信号能有效地加到放大器件的输入端， 使三极管输入端的电流或电压跟随输入信号成比 例变化。 • 经三极管放大后的输出信号（如ic=βib）应能有效 地转变为负载上的输出电压信号。
直流通路
动态(vi≠0)
iB=IBQ+ib
输入电压变化会引起输出电压的变 化，这时电路所处的状态称为动态。 vBE=VBEQ+vbe=VBEQ+vi
iC=ICQ+ic=ICQ+βib vCE=VCEQ+vce=VCEQ-icR'L vo=vce=-icR'L
放大电路对信号的放大 作用是利用三极管的电 流控制作用来实现 ，其 实质上是一种能量转换 器。
等效电路
饱和区
发射结正偏，集电结正偏
v BE 0, VCB 0
ICS
IBS
VCES
其特征是iC随vCE下降而减小。 当vCE不变时, 若增大iB, 则iC基 本不变, 三极管失去放大能力。 当集电结零偏(vCB=0)时称为临 界饱和。VCES称饱和压降，ICS 当iB＞IBS时，三极 称集电极饱和电流， IBS称基 管进入深饱和 极临界饱和电流。
二、单管放大电路静态工作点(公式法计算)
单电源固定偏置电路
目的：选择合适的Rb，Rc， 使电路工作在放大状态
前提:已知三极管的参数
I BQ VCC VBEQ Rb
I CQ I B VCEQ VCC I CQ Rc
设计时通常令: VBEQ=0.7V,VCEQ=VCC/2， ICQ=XmA 由此求两个偏置电阻
【例1.2.2】
已知VCC=12V，VBE=0.7V，β=50。 (1)若Rb=280kΩ，RC=3kΩ，求静态工作点Q； (2)若Rb改为110kΩ，其余参数不变，重新计算Q值。
解：(1) 假定工作在放大状态
I BQ VCC V BEQ Rb 40A
I CQ I BQ 2mA
第二章 半导体三极管及其电路分析
1.2.1 三极管的结构、特性与参数
一、三极管的结构与类型 半导体三极管又称为晶体管、三极管、双 极型晶体管、BJT 。 三极管由2个背靠背的PN结组成，分为 NPN型、PNP型。 三极管又分为硅三极管、锗三极管。
NPN型三极管
c：Collector 集电极 b：base 基极 e：emitter 发射极
反向击穿电压
超过反向击穿电压时，管子将发生击穿。反向击 穿电压的大小不仅与管子本身的特性有关，还与外 电路的接法有关。
V( BR )CBO V( BR ( BR )CER V( BR )CEO )CES V
4. 安全工作区与温度稳定性 安全工作区
2. 极间反向电流 集电结反向饱和电流 ICBO
是指发射极开路，集电极与基极之间加反向电压 时的反向饱和电流(μ A级)。与单个PN结的反向电 流一样，主要取决于温度和少子浓度。
穿透电流 ICEO 是指基极开路，集电极与发射极之间加反向电压 时，从集电极穿过基区流入发射极的反向饱和电流。
载流子运动 (以NPN管为例）
• 发射区向基区大量 注入电子（多子）； • 新注入的电子小部 分被基区的多子 （ 空穴）复合； • 大部分注入的电子 被拉入集电区。 条件（放大状态）： 发射结正偏(VBE＞0) 集电结反偏(VCB＞0)
• 集电结反偏，少子 形成反向饱和电流 ICBO。
等效电路
PNP型三极管
vBE、vCE 为负值
iB、iC的实际流向与 NPN型管相反
横坐标为-vBE、-vCE
三、三极管的主要参数 1. 电流放大倍数
I C I CEO I C 共射极直流电流放大倍数 IB IB iC iC 2 iC1 共射极交流电流放大倍数 i B i B 2 i B1 β 典型值为20～200 I C I CBO I C 共基极直流电流放大倍数 IE IE iC iC 2 iC1 共射极交流电流放大倍数 i E i E 2 i E1 α 典型值为0.95～0.995
集电极电流iC与集-射间电压vCE之间的关系
iC f (vCE ) | iB const
输出特性曲线族
• 截止区 • 饱和区 • 放大区
截止区
发射结反偏，集电结反偏
v BE Vth 硅0.5V，锗0.1V
i B 0, iC 0
三极管存在电流控 制能力。
四种工作状态
发射结正偏，集电结反偏：放大工作状态 模拟电路 发射结反偏，集电结反偏：截止工作状态 发射结正偏，集电结正偏：饱和工作状态 数字 电路
发射结反偏，集电结正偏：倒置工作状态 较少应用
三种基本组态
集电极不能作为输入端，基极不能作为输出端。
共射组态时电流关系（放大状态）
定义 I C I CEO I C
IB IB
I C I B I CEO
I C I E I CBO ( I B I C ) I CBO
IC 1 IB 1 1 I CBO
I B