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精品文档 第三章双极型三极管基本放大电路
3-1 选择填空
1.晶体管工作在放大区时，具有如下特点______________。
a. 发射结正偏，集电结反偏。 b. 发射结反偏，集电结正偏。
c. 发射结正偏，集电结正偏。 d. 发射结反偏，集电结反偏。
2．晶体管工作在饱和区时，具有如下特点______________。
a. 发射结正偏，集电结反偏。 b. 发射结反偏，集电结正偏。
c. 发射结正偏，集电结正偏。 d. 发射结反偏，集电结反偏。
3．在共射、共集、共基三种基本组态放大电路中，电压放大倍数小于1的是______组态。
a. 共射 b. 共集 c. 共基 d. 不确定
4．对于题3-1图所示放大电路中，当用直流电压表测得UCE≈VCC时，有可能是因为______，测得UCE≈0时，有可能是因为________。
a.RB开路 b. RC开路 c. RB短路 d. RB过小
5．对于题3-1图所示放大电路中，当VCC=12V，RC=2kΩ，集电极电流IC计算值为1mA。用直流电压表测时UCE=8V，这说明______。
a.电路工作正常 b. 三极管工作不正常 c. 电容Ci短路 d. 电容Co短路
6.对于题3-1图所示放大电路中，若其他电路参数不变，仅当RB增大时，UCEQ将______；若仅当RC减小时，UCEQ将______；若仅当RL增大时，UCEQ将______；若仅更换一个β较小的三极管时，UCEQ将______；
a.增大 b. 减小 c. 不变 d. 不确定
7.对于题3-1图所示放大电路中，输入电压ui为余弦信号，若输入耦合电容Ci短路，则该电路______。
三极管工作原理及详解
三极管是一种半导体器件，也被称为双极型晶体管。它是由三个不同掺杂的半导体材料（P型、N型和P型）构成的。三极管主要有三个区域，分别是发射区（Emitter）、基极区（Base）和集电区（Collector）。
三极管的工作原理是基于PN结和两个PN结之间的正偏压。在三极管中，发射区被正向偏置，基极区与发射区之间的PN结是正向偏置的，而基极区与集电区之间的PN结是反向偏置的。在正向偏置下，发射区和基极之间形成强烈的电子流。
三极管的工作原理可以通过以下过程来解释：
1.关闭状态：当没有外部电压时，三极管处于关闭状态。这时，发射区和基极之间的PN结是反向偏置的，导致电子无法通过这个结。同时，基极区和集电区之间的PN结也是反向偏置的，阻止电流通过结。
2.开通状态：当在发射区和基极之间施加一定的正偏压时，发射区与基极之间的PN结将变得导电。这时，电子从N区进入P区，然后重新组合成空穴进入基极区。由于基极区非常薄，电子容易通过这个区域，这导致电子流从发射区进入基极区。
3.放大状态：在开通状态下，当电子进入基极区时，它们在基极区中会重新复合成空穴。然而，由于基极区非常薄，复合的速度非常慢。因此，大部分电子通过基极区，进入集电区而没有复合。这样，发射区的电子流被放大，从而实现电流的放大功能。
总结起来，三极管的工作原理可以归结为以下三个步骤：1）施加正向偏压，使发射区和基极之间的PN结导电；2）电子从发射区进入基极区；3）电子在基极区中重新组合成空穴，并通过集电区。 除了电流放大功能之外，三极管还有其他重要的应用。例如，它可以用于开关电路、放大电路和振荡电路。在开关电路中，三极管可以用来控制开关的打开和关闭。在放大电路中，三极管可以利用小信号输入来放大电流或电压。在振荡电路中，三极管可以通过反馈来产生振荡信号。
总而言之，三极管是一种基本的半导体器件，其工作原理基于PN结和正向偏压的使用。通过电子的流动和复合，三极管可以实现电流的放大和控制，从而为电子器件带来许多应用。
绝缘栅双极型晶体管（IGBT）的工作原理、基本特性、主要参数
绝缘栅双极晶体管（Insulated-Gate Bipolar Transistor，IGBT）是一种复合型电力电子器件。它结合了MOSFET和电力晶体管GTR的特点，既具有输入阻抗高、速度快、热稳定性好和驱动电路简单的优点，又具有输入通态电压低、耐压高和承受电流大的优点，因而具有良好的特性。自1986年IGBT开始投入市场以来，就迅速扩展了其应用领域，目前已取代了原来GTR和一部分MOSFET的市场，成为中、小功率电力电子设备的主导器件，并在继续努力提高电压和电流容量，以期再取代GTO的地位。
IGBT的结构与工作原理
IGBT是三端器件。具有栅极G、集电极C和发射极E。图1（a）给出了一种由N沟道MOSFET与双极型晶体管组合而成的IGBT的基本结构。与MOSFET对照可以看出，IGBT比MOSFET多一层P+注入区，因而形成了一个大面积的PN结J1。这样使得IGBT导通时由P+注入区向N基区发射载流子，从而对漂移区电导率进行调制，使得IGBT具有很强的通流能力。
图1 IGBT的结构、等效电路和电气符号
从图1可以看出，这是用双极型晶体管与MOSFET组成的达林顿结构，相当于一个由MOSFET驱动的PNP晶体管，RN为晶体管基区内的调制电阻。因此，IGBT的驱动原理与MOSFET基本相同，它是一种场控器件，其开通和关断是由栅射电压uGE决定的，当uGE为正且大于开启电压UGE（th）时，MOSFET内形成沟道，并为晶体管提供基极电流，进而使IGBT导通。由于前面提到的电导调制效应，使得电阻RN减小，这样高耐压的IGBT也具有很小的通态压降。当栅极与发射极间施加反向电压或不加信号时，MOSFET内的沟道消失，晶体管的基极电流被切断，使得IGBT关断。
上述PNP晶体管与N沟道MOSFET组合而成的IGBT称为N沟道IGBT，记为N-IGBT，其电气图形符号如图1（c）所示。相应的还有P沟道IGBT，记为P-IGBT，将图1（c）中的箭头反向即为P-IGBT的电气图形符号。实际当中N沟道IGBT应用较多，因此下面均以其为例进行介绍。
npn transistor结构和工作原理
一、引言
在现代电子技术中，晶体管是一种最为基本且应用广泛的器件之一。npn晶体管是一种三层结构的双极型晶体管，其结构和工作原理给予它广泛的应用场景。本文将详细探讨npn transistor的结构和工作原理。
二、结构
npn晶体管的结构由两个PN结构构成，其中一个P型材料夹在两个N型材料之间。下面将详细介绍每个结构的作用和组成。
2.1 发射结
发射结（Emitter）是npn晶体管中的第一个结构。它由一块高掺杂的材料组成，通常是N型硅。发射结有两个主要作用：
•
1. 收集少数载流子（电子）并注入基区。
•
2. 为基区注入大量载流子。
发射结的高掺杂使得它具有低电阻，能够提供大量的载流子。
2.2 基区
基区（Base）是npn晶体管的第二个结构。它由一块低掺杂的材料构成，通常是P型硅。基区的主要作用是控制电子流经过晶体管的能力。
由于基区的掺杂浓度较低，它的电阻较高。这样，当一个正向电压被施加到基极上时，只有很少量的电子能够通过基区并流向集电区。
2.3 集电结
集电结（Collector）是npn晶体管的第三个结构。它由一块中等掺杂的材料构成，通常是N型硅。集电结的主要作用是收集通过晶体管的大量电流。 集电结的中等掺杂使得它具有较低的电阻，可以接收到从发射结注入的大量电子。
三、工作原理
npn晶体管的工作原理是基于PN结和电流控制的。下面将详细介绍npn晶体管的工作原理和电流流向。
3.1 放大作用
npn晶体管有两个主要的工作模式：放大模式和截止模式。在放大模式下， npn晶体管可以放大电流和功率。其放大作用可以通过下面的步骤来解释：
1. 正向偏置：给发射极提供一个相对较高的电压，并将基极连接到一个较低电压。这样，发射结和基结之间就形成了正向偏置。
2. 空穴注入：因为发射极的正向偏置，导致发射结中注入大量的电子进入基区。
3. 电子扩散：在基区，这些电子通过碰撞和热激发的方式扩散到基极。这里的电子在集电结方向上形成了一个电子流。
