晶体三极管及其基本放大电路

Posted 2021-01-30 faithyiyo

晶体三极管主要分三个部分学习，第一，掌握三极管的基础知识，包括其电流分配原理、主要参数、模型分析和伏安特性曲线；第二，掌握放大电路的主要性能指标及分析方法；第三，结合实际放大电路，计算分析放大电路的各种参数，结合实例分析共发射级电路和共集电极放大电路两种。集成放大器芯片，一般作为理想器件分析，但器件总不会是理想器件，学会分析基本的放大电路，可以对集成芯片的放大器做出各种补偿对策，以便于更好的把控器件的使用。

一.三极管基础知识

1.本征半导体

2.杂质半导体（P型和N型）

3.半导体导电的机理

   半导体中有两种载流子，电子和空穴，其对应的运动也有两种，扩散运动和漂移运动，分别形成扩散电流和漂移电流。

       扩散运动：外电场的作用；漂移运动：浓度差

二.放大电路概述

1.工艺过程

通过掺杂工艺将本征硅或者锗片的一边做成P型半导体，另一边做成N型半导体，这样它们的表面会形成很薄的特殊物理层，称为PN结。根据P区和N区掺杂浓度的不同可以分为对称结和非对称结，非对称结包括。

2.形成过程及原理

P区空穴多，N区电子多，形成了载流子浓度差，空穴和电子做扩散运动形成扩散电流，扩散运动后的电子和空穴分别在其对立区内与空穴和电子复合，在交界面的P区和N区分别留下了不能够移动的等量受主离子和等量施主离子，通常把这个区域叫做空间电荷区，又叫做势垒区。

 

在交界面形成了势垒电压，形成的内建电场阻碍扩散运动，此时漂移运动被慢慢加强，形成漂移电流。

当=时，通过空间电荷区的净载流子为0，平衡状态下，空间电荷区的宽度一定，的值也保持不变。    

为施主离子浓度，受主离子浓度。

 

一般情况，硅的势垒电压为0.5~0.7V，锗的势垒电压为0.2~0.3V，温度升高1℃，势垒电压降低0.25mV。

3.特性

（1）正向特性

外加电压加在阻挡层上面时，方向与势垒电压相反，则阻挡层的电压减小为，阻挡层减小，扩散运动增强，P区的空穴源源不断的通过阻挡层到达N区，N区的电子不断的扩散到P区，形成了由P到N的正向电流。

（2）反向特性

反加电压加在阻挡层上面时，方向与势垒电压相同，则阻挡层的电压减小为，阻挡层增大，只有P区的少数载流子通过阻挡层到达N区，N区的少数空穴到P区，形成了由N到P的反向电流，又叫做反向饱和电流。

硅：

锗：

（3）伏安特性

 

（4）击穿特性

雪崩击穿：

齐纳击穿：

（5）温度特性

（6）电容特性

三．共射级放大电路分析

1.晶体二极管的特性

（1）正相特性

（2）反向特性

（3）温度特性

（4）反向击穿性

2.二极管的主要参数

直流参数：

（1）最大整流电流I_F：长期运行时允许通过的最大电流

（2）反向击穿电压V_BR：二极管反向击穿时的电压

（3）最大反向工作电压V_RM：工作时允许的最大电压，一般为击穿电压的一半。

（4）反向电流I_R（反向饱和电流I_s）：二极管未击穿时候的反向电流，其值越小说明单向导电性越好。

（5）直流电阻R_D：直流电压与电流之比，其值是一个变量，静态在工作点斜率的倒数。

交流参数：

1. 交流电阻r_d：Q点附近电压变化量与电流变化量之比。

   

（2）结电容C_j：势垒电容和扩散电容总效果。

（3）最高工作频率f_M：超过此频率，单向导通性恶化。

2.几种特殊的二极管

（1）稳压二极管

（2）变容二极管

（3）肖特基二极管

（4）发光二极管

（5）光电耦合器

四.共集电极电路分析