2022-2023学年高二物理竞赛课件：晶体三极管小信号电路模型

晶体三极管小信号电路模型 电路放大交流小信号时，在Q点附近的小范围内，可忽略不计非线性，可近似用一段直线来代替伏安特性曲线，从而获得线性化的电路模型，即小信号（或微变）电路模型。 晶体三极管小信号电路模型 三极管作为四端网络，选择不同的自变量，可以形成多种电路模型(H、Y、T、Z、Π型)。最常用的是混合Π型小信号电路模型（仅在放大模式下有意义）。 截止区：VBE ＜ 0.7V IC /mA VCE /V 0 IB = 40 A 30 A 20 A 10 A 0 特点： 条件： (发射)EB结反偏，(集电)CB结反偏。 工程上,IB 0，(2-1-14)IC=IE=ICEO0, 近似为IB≤0以下区域 严格说(理论),截止区是IE =0即IB =-ICBO以下的区域。因为,IB 在0  -ICBO时，仍满足:IC =ICBO 书：P60图。 （2-1-7） 饱和区（ VCE<0.3V ） 发射结正偏，集电结正偏或反偏电压很小。 IC不受IB控制，而受VCE影响（0～0.3V）。 VCE略 0～0.3V增加，IC就显著增加（陡峭）。 条件： 特点： 密集陡峭 IC明显受横轴VCE控制的区域。 IC /mA VCE /V 0 IB = 40 A 30 A 20 A 10 A 0 -0.7, 0～0.3 P61：分界线！=0.3V，VCE负半轴，反/正，则反向工作模式。 IC /mA VCE /V 0 IB = 40 A 30 A 20 A 10 A 0 VCE(SAT)随IB增大而逐渐增大。 VCE=VBE + （VCB+V体电阻、引线电阻 )，   IB越大 IC越大（大功率 ） V体电阻+V串联电阻 越大  VCE越大。 近似认为，所有VCE(SAT）=0.3V （VCE>0.3V放大区） 4、击穿区 特点： VCE增大到一定值时，IC急剧增大，因集电结反向击穿。 基区穿透击穿(发生在短基区器件） CB结雪崩击穿（主要） 两种击穿机理 IC /mA VCE /V 0 IB = 40 A 30 A 20 A 10 A 0 IB = -ICBO (IE = 0) IB = 0 (IE = IC = ICEO) 集电结反向击穿电压，随IB的增大而减小。 注意： IB = 0时，击穿电压V(BR)CEO IE = 0时，击穿电压为V(BR)CBO V(BR)CBO > V(BR)CEO V(BR)CEO IC /mA VCE /V 0 IB = 40 A 30 A 20 A 10 A 0 V(BR)CBO O代表第三个电极开路。  V(BR)CEO — 基极开路，集电极和发射极间击穿电压。 三、极限参数（要求安全、不失真工作） IC VCE 0 V(BR)CEO ICM PCM (1)最大允许集电极电流ICM （若IC>ICM 造成  ） VCE<V(BR)CEO (2)最大允许集电极耗散功率PCM （ PCM= ICVCB≈ICVCE ，若PC> PCM 烧管） PC<PCM 要求 IC ICM 因发射结正偏0.7V，呈低阻，所以,集电极电流通过集电结时,所产生的功耗PCM主要集中在集电结上。在计算时往往用VCE取代VCB。 (4)反向击穿电压V(BR)CEO 、V(BR) EBO 与V(BR)CBO比较: (3)反向击穿电压V(BR)CEO (若VCE>V(BR)CEO 管子击穿) V(BR)CBO≈V(BR)CES＞V(BR)CER＞V(BR)CEO＞V(BR) EBO V(BR)CER： BE间接有电阻。 V(BR)CES ：BE间是短路的。几个击穿电压大小关系： 反向击穿电压:表示三极管电极间承受反向电压的能力。测试原理电路图如下。 小结 1. 晶体管的特性曲线 ①输入特性曲线 ②输出特性曲线 2. 晶体管的参数 ①直流参数： ②交流参数：β、α、fT ③极限参数：PCM、ICM、V(BR)CEO 3. 温度对晶体管特性及参数的影响。 纯交流量：小写字母、小写下标表示。如， vce、ib等。 直流量：大写字母、大写下标表示。如，VCE、IC、 VCEQ、ICQ等。 总瞬时量（含交流、直流）：小写字母、大写下标表示。如vCE、iB等。 相量：上方有圆点的大写字母、小写下标表示。 如， 、 等。 P64，有关符号的约定 看：（2-5-1） $