電工學(xué)（第六版）課件：三極管及基本放大電路

三極管及基本放大電路一、三極管的工作特性和主要參數(shù)

三極管是具有放大作用的半導(dǎo)體器件，通常有三個(gè)引出端：基極(b)、發(fā)射極(e)和集電極(c)。三極管分NPN和PNP兩種類(lèi)型，符號(hào)如圖所示，發(fā)射極箭頭表示電流的方向。1.三極管的類(lèi)型NPN型PNP型三極管封裝形式與管腳排列類(lèi)型圖示管腳排列大功率金屬封裝三極管（圓柱形）

將管腳朝向自己，“品”字放正，從左起順時(shí)針?lè)较蛞来螢閑,b,c大功率金屬封裝三極管面對(duì)管底，使引腳位于左側(cè)，下面的引腳是基極b，上面的引腳為發(fā)射極e,管殼是集電極c，管殼上兩個(gè)安裝孔用來(lái)固定三極管小功率金屬封裝三極管面對(duì)管底，由定位標(biāo)志起，按順時(shí)針?lè)较?，引腳依次為發(fā)射極e、基極b、集電極c中功率塑封三極管面對(duì)管子正面（型號(hào)打印面），散熱片為管背面，引出線向下，從左至右依次為基極b、集電極c、發(fā)射極e貼片式三極管面對(duì)管子正面（型號(hào)打印面）,引出線向下,從左至右依次為基極b、集電極c、發(fā)射極e

2.三極管的工作特性

圖為三極管基本放大電路，IB流經(jīng)的回路稱(chēng)為輸入回路；IC流經(jīng)的回路稱(chēng)為輸出回路。兩個(gè)回路的公共端是三極管的發(fā)射極E，所以上述電路稱(chēng)為共發(fā)射極電路。（1）三極管的電流放大作用

三極管要實(shí)現(xiàn)放大作用，必須滿(mǎn)足一定的外部條件，即發(fā)射結(jié)加正向電壓，集電結(jié)加反向電壓。對(duì)于NPN型三極管，c、b、e三個(gè)電極的電位必須符合：

三極管各極電流的關(guān)系

IC與IB之比稱(chēng)為三極管的共射直流電流放大系數(shù)，用表示，即

若使IB有一個(gè)變化量△IB，IC也會(huì)有一個(gè)相應(yīng)的變化△IC，△IC與△IB稱(chēng)為三極管的交流（動(dòng)態(tài)）電流放大系數(shù)，用β表示，即

一般情況下與β近似相等。

（2）三極管的三種工作狀態(tài)(以NPN型三極管為例)，工作狀態(tài)截止放大飽和工作條件發(fā)射極反偏，集電極反偏發(fā)射極正偏，集電極反偏發(fā)射極正偏，集電極正偏特點(diǎn)

集電極僅有很小的漏電流，稱(chēng)為穿透電流這時(shí)，三極管的管壓降為

這時(shí)不論IB再怎樣增大，IC也不再增大

三極管處于放大工作狀態(tài)時(shí)，在電路中起放大作用；三極管處于截止和飽和狀態(tài)時(shí)，在電路中起開(kāi)關(guān)作用。3.三極管的主要參數(shù)（1）共射交流電流放大系數(shù)

值一般在20～200之間。值太大時(shí)，工作性能不穩(wěn)定，通常選用值在60～100之間。（2）穿透電流即當(dāng)基極開(kāi)路（）時(shí)，集電極和發(fā)射極之間的反向電流。隨溫度的升高明顯增大，所以希望它越小越好。硅管的穿透電流遠(yuǎn)小于鍺管，因此硅管比鍺管的穩(wěn)定性好。（3）集電極允許最大電流三極管工作時(shí)若超過(guò)，值明顯下降，特性變差。（4）反向擊穿電壓當(dāng)三極管的管壓降

時(shí)，集電極電流急劇增大。（5）集電極最大允許耗散功率正常時(shí)應(yīng)使，否則三極管過(guò)熱小于1W的稱(chēng)為小功率管，大于1W的稱(chēng)為大功率管。大功率管不許按要求加裝散熱器，才能達(dá)到規(guī)定的值。

二、基本共射放大電路1．放大電路的作用和類(lèi)型

放大電路是電子設(shè)備中最常見(jiàn)的一種基本單元電路。它是利用三極管的電流控制作用，把信號(hào)源傳來(lái)的微弱電信號(hào)不失真地放大到所需要的數(shù)值。用三極管組成放大電路時(shí)，根據(jù)公共端的不同，有三種類(lèi)型，即共射極放大電路、共集電極放大電路和共基極放大電路。如圖所示為應(yīng)用最廣的共射極放大電路

2．共射極放大電路的工作原理（1）輸入信號(hào)ui=0時(shí)，輸出信號(hào)uo=0。這時(shí)在直流電源VCC作用下通過(guò)RB產(chǎn)生了IBQ，經(jīng)三極管的電流放大，轉(zhuǎn)換為ICQ，ICQ通過(guò)RC在三極管c極和e極間產(chǎn)生了UCEQ。IBQ、ICQ、UCEQ均為直流量，即靜態(tài)工作點(diǎn)，用Q表示。（2）若輸入信號(hào)電壓ui，即ui≠0，稱(chēng)為動(dòng)態(tài)。通過(guò)電容C1送到三極管的基極和發(fā)射極之間，與直流電壓UBEQ疊加，這時(shí)基極總電流為：

這里所加的ui為低頻小信號(hào)，工作點(diǎn)在特性曲線線性區(qū)移動(dòng)，電壓和電流近似線性關(guān)系。在ui的作用下產(chǎn)生基極電流ib，這時(shí)基極總電流為：

iB經(jīng)三極管的電流放大，這時(shí)集電極總電流為：iC在集電極電阻RC上產(chǎn)生電壓降iCRC（為了便于分析，假設(shè)放大電路為空載），使集電極電壓

經(jīng)變換得

即

由于電容C2的隔直作用，在放大器輸出端只有交流成分uce輸出，輸出的交流電壓為：

式中，“-”表示輸出信號(hào)uo與輸入信號(hào)ui相位相反。

三、多級(jí)放大電路實(shí)際應(yīng)用中，要把一個(gè)微弱的電信號(hào)放大幾千倍或幾萬(wàn)倍甚至更大，僅靠一個(gè)放大電路是不夠的，通常需要把若干個(gè)放大電路連接起來(lái)，將信號(hào)進(jìn)行逐級(jí)放大，這類(lèi)電路稱(chēng)為多級(jí)放大電路。多級(jí)放大電路是由若干個(gè)單級(jí)放大電路組成的，多級(jí)放大電路的組成如圖所示。

各級(jí)放大電路之間的連接方式，叫做耦合。多級(jí)放大電路間常見(jiàn)的耦合方式有表所示。名稱(chēng)耦合形式特點(diǎn)阻容耦合（1）用一只容量足夠大的耦合電容進(jìn)行連接，傳遞交流信號(hào)。（2）前、后級(jí)放大器之間的直流電路被隔離，靜態(tài)工作點(diǎn)彼此獨(dú)立，互不影響。變壓器耦合（1）通過(guò)變壓器進(jìn)行連接，將前級(jí)輸出的交流信號(hào)通過(guò)變壓器耦合到后級(jí)。（2）耦合變壓器有阻抗變換作用，有利于提高放大器的輸出功率。（3）能夠隔離前、后級(jí)的直流聯(lián)系。各級(jí)電路的靜態(tài)工作點(diǎn)彼此獨(dú)立，互不影響。直接耦合（1）無(wú)耦合元器件，