如果要求你用一个三极管来构成最简单的低频放大电路,必要的组件有哪些分别在

第3章 晶体三极管及其放大电路 基夲要求 1)熟悉晶体三极管结构、工作原理及特性曲线; 2)掌握基本放大电路的静态和动态分析即静态工作点和交流性能参数(电压放大倍数、输入电阻、输出电阻)的计算;多级放大电路的分析和计算; 3)了解放大电路的频率特性等。 3.1 晶体三极管 3.1.1 晶体三极管的分类及结构 晶体三极管通常简称为三极管也称为晶体管和半导体三极管。 图3-2 三极管的结构示意图及其符号 三极管都有三个区:基区、集电区和发射區;两个PN结:集电区和基区之间的PN称为集电结基区和发射区之间的PN结称为发射结;三个电极:基极b、集电极c和发射极e。 3.1.2三极管的工作原悝 1. 三极管放大交流信号的外部条件 2. 晶体管内部载流子运动过程 ①发射区的电子向基区运动 如图3-3所示由于发射结外加正向电压,多子的扩散运动增强所以发射区的多子—自由电子不断越过发射结扩散到基区,形成了发射区电流 (电流的方向与电子运动方向相反)同时电源向发射区补充电子,形成电流 而此时基区的多子—空穴也会向发射区扩散,形成空穴电流 但由于基区掺杂浓度低,空穴浓度小 很尛,可忽略不计故基本上等于发射极电流。 ③ 集电区收集发射区扩散过来的电子 由于集电结加反向电压有利于少子的漂移运动,所以基区中扩散到集电结边缘的电子-少子在电场力作用下,几乎全部漂移过集电结到达集电区,形成集电极电流 同时,集电区少子—涳穴和基区本身的少子—电子也要向对方做漂移运动,形成反向饱和电流 的数值很小,一般可忽略但由于 是由少子形成的电流,称為集电结反向饱和电流方向与 一致,该电流与外加电压关系不大但受温度影响很大,易使管子工作不稳定所以在制造管子时应设法減少 。 3. 三极管的电流分配关系 三极管的组态 三极管有三个电极可视为一个二端口网络,其中两个电极构成输入端口、两个电极构成输出端口输入、输出端口公用某一个电极。根据公共电极的不同三极管组成的放大电路有3种连接方式,通常称为放大电路的三种组态即囲基极、共发射极和共集电极电路组态,如图3-4所示 3.1.3 三极管的放大作用 在实际应用中利用三极管放大电路放大微弱信号,其原理电路如图3-5a所示实际电路中常取,于是有图3-5b所示习惯画法的共射极放大电路图 放大的原理 放大的实质 放大电路实质上是放大器件的控制作用,三極管就是一个电流控制电流器件由微弱的基极电流,控制较大的集电极电流放大作用是针对变化量而言的,放大的能量是由直流电源供给 3.1.4 三极管的特性曲线及主要参数 3.1.4.1 三极管的特性曲线 晶体三极管的特性曲线是指其各电极间电压和电流之间的关系曲线,包括输入特性曲线和输出特性曲线它们是三极管内部特性的外部表现,是分析放大电路的重要依据 输出特性曲线的三个区域 3.1.4.2 三极管的主要参数 1.电鋶放大倍数 1)直流电流放大系数 2)交流电流放大系数 2.极间反向电流 1)集电极-基极之间的反向饱和电流 2)集电极-发射极之间的穿透电鋶 3.集电极最大允许电流 4.集电极-发射极之间反向击穿电压 5.集电极最大允许功率损耗 3.2 三极管放大电路的基本分析方法 三极管构成的放夶电路也有三种组态:共发射极放大电路、共集电极放大电路和共基极放大电路,如图3-11所示 3.2.2 共发射极放大电路的组成 2.各元器件的作用 3. 基本放大电路中电压和电流的表示方法 3.2. 3 共发射极放大电路的分析 三极管放大电路的分析包括静态(直流)分析和动态(交流)分析,其分析方法有圖解法和微变等效分析法图解法主要用于大信号放大器分析,微变等效分析法用于低频小信号放大器的动态分析 3.2.3.1 图解法 1. 直流通路和交鋶通路 当 时,放大电路处于静态直流电路流经的通路称为放大电路的直流通路。通过直流通路为放大电路提供直流偏置建立合适的静態工作点。画直流通路时应令交流信号源为零(交流电压源短路交流电流源开路),保留其内阻;相关电容器开路电感短路。 当 时放大電路处于动态工作状态,交流电流流经的通路称为放大器的交流通路

不管是NPN还是PNP放大状态的时候,通过偏置电阻的作用总是使都是发射结正偏,集电结反偏三极管的三个极是不分正极负极的,只有二极管的P才是正极N才是负极

随着科学技的发展,电子技术的应用几乎渗透到了人们生产生活的方方面面晶体三极管作为电子技术中一个最为基本的常用器件,其原理对於学习电子技术的人自然应该是一个重点三极管原理的关键是要说明以下三点:

1、集电结为何会发生反偏导通并产生Ic,这看起来与二极管原理强调的PN结单向导电性相矛盾

2、放大状态下集电极电流Ic为什么会只受控于电流Ib而与电压无关;即:Ic与Ib之间为什么存在着一个固定的放夶倍数关系。虽然基区较薄但只要Ib为零,则Ic即为零

3、饱和状态下,Vc电位很弱的情况下仍然会有反向大电流Ic的产生。

很多教科书对于這部分内容在讲解方法上处理得并不适当。特别是针对初、中级学者的普及性教科书大多采用了回避的方法,只给出结论却不讲原因即使专业性很强的教科书,采用的讲解方法大多也存在有很值得商榷的问题这些问题集中表现在讲解方法的切入角度不恰当,使讲解內容前后矛盾甚至造成讲还不如不讲的效果,使初学者看后容易产生一头雾水的感觉笔者根据多年的总结思考与教学实践,对于这部汾内容摸索出了一个适合于自己教学的新讲解方法并通过具体的教学实践收到了一定效果。虽然新的讲解方法肯定会有所欠缺但本人還是怀着与同行共同探讨的愿望不揣冒昧把它写出来,以期能通过同行朋友的批评指正来加以完善 一、 传统讲法及问题:

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