模電學習筆記_雙極型晶體管及其放大電路（1）

1 基本知識點

        

1.1 雙極型晶體管

        

一.晶體管的工作原理

1. 晶體管具有放大作用所需的內部條件
           ①基區很薄,且摻雜濃度很低;
           ②發射區的摻雜濃度遠大於基區和集電區的摻雜濃度;
           ③集電結結面積大。

2. 晶體管具有放大作用所需的外部條件
           發射結正偏、集電結反偏。(NPN下，V_B>V_E,V_B<V_E)

3. 晶體管在放大狀態下的載流子傳輸過程和3個電極電流表達式
           I_E = I_C + I_B
            α = I_C/I_E 取值0.95~0.99
            β = I_C/I_B 取值幾十到幾百

4. 根據電壓判斷三極管類型：

   1. B極的電壓位於中間
   2. E極與B極電壓相差0.7V或0.2V
      2.1 若相差0.7V，爲硅管
      2.2 若相差0.2V，爲鍺管
   3. PNP&&NPN
      3.1 V_BE爲正，NPN
      3.2 V_BE爲負，PNP

二.晶體管的靜態特性曲線

1. 共射輸入特性曲線
   
   類似於二極管的伏安特性,只是在V_ce增加時,特性曲線會稍向右移動。

2. 共射輸出特性曲線
   輸出特性曲線分爲四個工作區：
   
   （1）飽和區
           特點:i_C受V_CE影響,V_CE略增,則i_C增加很快。
    
   （2）放大區一曲線基本水平稍有上翹（原因：基區調寬效應）
           特點:滿足i_C=βi_B+I_CEO,具有正向控制作用。由於基區寬度調製效應，曲線隨v_CE的增加而稍有上翹,其延長線交於厄爾利電壓V_A,用輸出電阻r_ce來表示其上翹程度爲
   
   
    
   （3）截止區一近似爲 i_B=0以下的區域。
    
   （4）擊穿區
           當v_CE增大到一定值時，集電結髮生雪崩擊穿。

三.溫度對晶體管特性曲線的影響

        溫度上升時，發射結正向電壓降v_BE 減小，反向飽和電流I_CBO和電流放大係數β增大，使得晶體管輸入特性曲線左移，輸出特性曲線上移且曲線間隔增大。

四.晶體管的參數

1. 電流放大係數
    
   1.1 共射直流電流放大係數
   
   1.2 共射交流電流放大係數（又稱短路電流放大係數）
   
   1.3 共基直流電流放大係數
   
   1.4 共基交流電流放大係數
   
   ★工程上，通常不再區分交流電流放大係數和直流電流放大係數，都用α和β表示。
    
   1.5 α與β的關係
   
2. 極間反向電流
    
   2.1 反向飽和電流I_CBO
           I_CBO表示發射極開路時集電結的反向飽和電流
   2.2反向飽和電流I_EBO
           I_EBO表示集電極開路時發射結的反向飽和電流
   2.3穿透電流I_CEO
           I_CBO表示基極開路時集電極和發射極之間的穿透電流
   
3. 極限參數
    
   3.1 集電極最大允許電流I_CM（工作時應小於其值）
           一般取β下降至最高值的2/3時所對應的集電極電流
           
   3.2 反向擊穿電壓：（工作的最高值應小於其70％）
           V_(BR)CBO:發射極開路，集電極與基極之間允許加的最高反向電壓
           V_(BR)CEO:基極開路，集電極與發射極之間允許加的最高電壓
           V_(BR)EBO:集電極開路，發射極與基極之間允許加的最高反向電壓
           
   3.3 集電極最大允許功率損耗P_CM（工作時應小於其值，必要時加散熱片、風冷、油冷等）
    
4. 高頻參數
    
   4.1 共基截止頻率f_α
           α隨工作頻率的升高而下降，當降爲α₀的0.707倍時所對應的頻率。
           
   4.2 共射截止頻率f_β
           β隨工作頻率的升高而下降，當降爲β₀的0.707倍時所對應的頻率。
           
   4.3 特徵頻率f_T
           β隨工作頻率的升高而下降，當降爲1時所對應的頻率。
   
   準確：f_α>f_T>f_β

2 易錯點總結

1）有一PNP型三極管的發射結正偏、集電結正偏，則基極電位最低。

2）PNP型晶體管工作在飽和區時，發射結和集電結都正偏。

3）厄爾利（Early）電壓反映的是晶體管的基區調寬效應。

4）兩個三極管的β值的參數對稱性看二者比值與1比較，越接近於1，參數對稱性越好。

5）某放大電路在負載開路時的輸出電壓爲12V，接入9k歐姆的負載電阻後輸出 電壓降爲 9V，這說明放大電路的輸出電阻爲3k歐姆，若將負載電阻改爲21k歐姆，則負載上的電流大小爲0.5mA。

6）有兩個放大倍數相同、輸入和輸出電阻不同的放大電路A和B，對同一個具有內阻的信號源電壓進行放大，在負載開路的條件下測得A的輸出電壓大，這說明A的輸入電阻大。

7）給放大電路設置合適直流工作點的目的是保證晶體管始終工作在放大區。

8）三極管的結構特點有基區很薄、發射區的摻雜濃度很大、集電結結面積大。

9）設有一NPN型三極管的發射結正偏、集電結反偏，則集電極電位最高，發射極電位最低。

10）放大電路的有效輸入信號必須加在發射結上。

11）分析放大電路時，通常應該採用先直流後交流的方法。

12）雙極型晶體管處於放大狀態時，i_C和i_b是線性關係；i_C和V_BE是指數關係；Δi_C和ΔV_BE是線性關係。

13）通常的晶體三極管在集電極和發射極互換使用時，不再有較大的電流放大作用。

14）放大電路必須加上合適的直流電源才能正常工作。

15）在放大區內，共發射極輸出特性曲線基本水平略有上翹，說明此時輸出電壓V_CE變化時，輸出電流i_C基本不變。