2022-2023学年高二物理竞赛课件：双极型晶体管及其放大电路

双极型晶体管及其放大电路 内容提要 内容提要 双极型晶体管的结构、工作原理、特性曲线和主要参数 双极型模拟集成电路中常用的基本单元电路的组成、工作原理、性能指标和分析计算方法： 三种基本组态放大电路 电流源电路 差放电路 功率放大电路 多级放大电路 概述 第一节：双极型晶体管 双极型晶体三极管，简称晶体管，常称三极管，具有三个电极 称为双极型的原因：参与导电的有空穴和电子两种载流子 由于由两个PN结构成，所以被称为双极型结型晶体管 特点：具有对信号进行放大的作用 从结构来看，可以分为NPN与PNP两种类型，其工作原理类似 分类：按材料，按频率，按功率 三极管示意图 第一节：双极型晶体管 NPN型三极管的结构 集电极C 基极B 发射极E 薄 高掺杂浓度 与基区的较大接触面积 集电结 发射结 第一节：双极型晶体管 集电区 基区 发射区 N P N+ PNP型三极管的结构 P N P+ 集电区 基区 发射区 集电极C 基极B 发射极E 集电结 发射结 第一节：双极型晶体管 PNP型晶体管各极的电压极性和电流方向与前者相反 疑问 集电区 基区 发射区 N P N+ 集电极C 基极B 发射极E 薄 高掺杂浓度 与基区的较大接触面积 集电结 发射结 从组成结构上来看，三极管由两个背靠背的PN结构成 那么，能否反过来用两个PN结或者二极管构成三极管？ 第一节：双极型晶体管 晶体管的四种工作状态及其应用场合 集电结 发射结 正偏 反偏 正偏 反偏 倒置 饱和 放大 截止 放大电路中，主要应用放大工作状态 脉冲和数字电路中，主要应用饱和及截止工作状态 N P N+ C B E 第一节：双极型晶体管 晶体管放大状态下的载流子运动(一) 发射区 基区 集电区 发射极和集电极电流主要为电子电流，基区电流主要是空穴电流。两种载流子都起作用，故称为“双极型”晶体管 第一节：双极型晶体管 1.发射过程 2.复合和扩散过程 3.收集过程 晶体管放大状态下的载流子运动(二) 发射过程 复合和扩散过程 收集过程 第一节：双极型晶体管 晶体管放大状态下的载流子运动(三) 第一节：双极型晶体管 总结： 晶体管内部构造特点的影响 晶体管三个区的作用 晶体管的正向控制作用是通过载流子的运动过程而实现的：发射结正偏电压控制 (和 )， (其中 )通过注入、扩散、收集而转化为 ，这种转化几乎不受集电结反偏电压的影响。正是这种正向控制作用使晶体管具有了放大作用 举例：三极管结电压变化对电流的影响 例题 测得甲乙丙三只硅NPN晶体管的极间电压 、 如下表所示。试分析其工作状态(放大、截止或饱和)，填入表中 甲 乙 丙 工作状态 截止 饱和 放大 第一节：双极型晶体管 发射极E 基极B 集电极C $