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半导体三极管及放大电路基础知识讲解第一节学习要求第二节半导体三极管第三节共射极放大电路第四节图解分析法第五节小信号模型分析法第六节放大电路的工作点稳固问题第七节共集电极电路第八节放大电路的频率响应概述第九节本章小结第一节学习要求〔1〕把握差不多放大电路的两种差不多分析方法--图解法与微变等效电路法。
会用图解法分析电路参数对电路静态工作点的阻碍和分析波形失真等；会用微变等效电路法估算电压增益、电路输入、输出阻抗等动态指标。
〔2〕熟悉差不多放大电路的三种组态及特点；把握工作点稳固电路的工作原理。
〔3〕把握频率响应的概念。
了解共发射极电路频率特性的分析方法和上、下限截止频率的概念。
第二节半导体三极管〔BJT〕BJT是通过一定的工艺，将两个PN结结合在一起的器件，由于PN结之间的相互阻碍，使BJT表现出不同于单个 PN结的特性而具有电流放大，从而使PN结的应用发生了质的飞跃。
本节将围绕BJT什么缘故具有电流放大作用那个核心问题，讨论BJT的结构、内部载流子的运动过程以及它的特性曲线和参数。
一、BJT的结构简介BJT又常称为晶体管，它的种类专门多。
按照频率分，有高频管、低频管；按照功率分，有小、中、大功率管；按照半导体材料分，有硅管、锗管；依照结构不同，又可分成NPN型和PNP型等等。
但从它们的外形来看，BJT 都有三个电极，如图3.1所示。
图3.1是NPN型BJT的示意图。
它是由两个 PN结的三层半导体制成的。
中间是一块专门薄的P型半导体(几微米~几十微米)，两边各为一块N型半导体。
从三块半导体上各自接出的一根引线确实是BJT的三个电极，它们分别叫做发射极e、基极b和集电极c，对应的每块半导体称为发射区、基区和集电区。
尽管发射区和集电区差不多上N型半导体，然而发射区比集电区掺的杂质多。
在几何尺寸上，集电区的面积比发射区的大，这从图3.1也可看到，因此它们并不是对称的。
二、BJT的电流分配与放大作用1、BJT内部载流子的传输过程BJT工作于放大状态的差不多条件：发射结正偏、集电结反偏。
三极管的基本知识讲解
三极管的初步认识
三极管是一种很常用的控制和驱动器件，在数字电路和模拟电路中都有大量的应用，常用的三极管根据材料分有硅管和锗管两种，原理相同，压降略有不同，硅管用的较普遍，而锗管应用较少，以下以硅管为例进行讲解。
三极管有2 种类型，分别是PNP 型和NPN 型。
先来认识一下，如下图所示。
三极管一共有3 个极，横向左侧的引脚叫做基极(base)，中间有一个箭头，一头连接基极，另外一头连接的是发射极
e(emitter)，剩下的一个引脚就是集电极c(collector)。
三极管的原理
三极管有截止、放大、饱和三种工作状态。
放大状态主要应用于模拟电路中，且用法和计算方法也比较复杂，我们暂时用不到。
而数字电路主要使用的是三极管的开关特性，只用到了截止与饱和两种状态，所以我们也只来讲解这两种用法。
三极管的类型和用法有个总结：箭头朝内PNP，箭头朝外NPN，导通电压顺箭头过，电压导通，
电流控制。
三极管的用法特点，关键点在于b 极（基极）和e 级（发射极）之间的电压情况，对于PNP 而言，e 极电压只要高于b 级0.7V以上（硅三极管的PN 结道导通电压，如果是锗三极管，这个电压大概为0.3V），这个三极管e 级和c 级之间就可以顺利导通。
也就是说，控制端在b 和e 之间，被控制端是e 和c 之间。
同理，NPN 型三极管的导通电压是b 极比e 极高0.7V，总之是箭头的始端比末端高0.7V就可以导通三极管的e 极和c 极。
这就是关于“导通电压顺箭头过，电压导通”的解释。
三极管的用法
以上图为例介绍一下三极管的用法。
三极管基极通过一个10K 的电阻接到了单片机的一个IO口上，假定是P1.0，发射极直接接到5V 的电源上，集电极接了一个LED 小灯，并且串联了一个1K 的限流电阻最终接到了电源负极GND 上。
如果P1.0 由我们的程序给一个高电平1，那么基极b 和发射极e 都是5V，也就是说e到b 不会产生一个0.7V 的压降，这个时候，发射极和集电极也就不会导通，那么竖着看这个电路在三极管处是断开的，没有电流通过，LED2 小灯也就不会亮。
如果程序给
P1.0 一个低电平0，这时e 极还是5V，于是e 和b 之间产生了压差，三极管e 和b 之间也就导通了，三极管e 和b 之间大概有0.7V 的压降，那还有(5-0.7)V 的电压会在电阻R47 上。
这个时候，e 和c 之间也会导通了，那么LED 小灯本身有2V 的压降，三极管本身e 和c 之间大概有0.2V的压降，我们忽略不计（三极管导通后本身的压降在开关作用时多忽略不计处理）。
那么在R41 上就会有大概3V 的压降，可以计算出来，这条支路的电流大概是3mA，可以成功点亮LED。
最后一个概念，电流控制。
前边讲过，三极管有截止，放大，饱和三个状态，截止就不用说了，只要e 和b 之间不导通即可。
我们要让这个三极管处于饱和状态，就是我们所谓的开关特性，必须要满足一个条件。
三极管都有一个放大倍数β，要想处于饱和状态，b 极电流就必须大于e 和c 之间电流值除以β。
这个β，对于常用的三极管大概可以认为是100。
那么就必须考虑R47 的阻值了。
在上面的计算中，e 和c 之间的电流是3mA，那么b 极电流最小就是3mA 除以100 等于30uA，大概有4.3V 电压会落在基极电阻上，那么基极电阻最大值就是4.3V/30uA = 143K。
电阻值只要比这个值小就可以，当然也不能太小，太小会导致单片机的IO 口电流过大烧坏三极管或者单片机，STC89C52 的IO 口输入电流最大理论值是25mA，利用电压和电流算一下，就可以算出来最小电阻值，上图取的是经验值。
