半导体三极管及放大电路基础知识讲解.pdf
第二章半导体三极管及放大电路基础
第一节学习要求
第二节半导体三极管
第三节共射极放大电路
第四节图解分析
第五节小信号模型分析
第六节放大电路的工作点稳定问题
第七节共集电极电路
第八节放大电路的频率响应概述
第九节本章小结
第一节学习要求
（1）掌握基本放大电路的两种基本分析方--图解法与微变等效电
路法。会用图解法分析电路参数对电路静态工作点的影响和分析波
形失真等；会用微变等效电路法估算电压增益、电路输入、输出阻
抗等动态指标。
（2）熟悉基本放大电路的三种组态及特点；掌握工作点稳定电路的
工作原理。
（3）掌握频率响应的概念。了解共发射极电路频率特性的分析方
和上、下限截止频率的概念。
第二节半导体三极管（BJT）
BJT是通过一定的工艺，将两个PN结结合在一起的
器件，由于PN结之间的相互影响，使BJT表现出不同
于单个PN结的特性而具有电流放大，从而使PN结的应
用发生了质的飞跃。本节将围绕BJT为什么具有电流放
大作用这个核心问题，讨论BJT的结构、内部载流子的
运动过程以及它的特性曲线和参数。
一、BJT的结构简介
BJT又常称为晶体管，它的种类很多。按照频率分，
有高频管、低频管；按照功率分，有小、中、大功率管；
按照半导体材料分，有硅管、锗管；根据结构不同，又
可分成NPN型和PNP型等等。但从它们的外形来看，BJT
都有三个电极，如图3.1所示。
图3.1是NPN型BJT的示意图。它是由两个PN结
的三层半导体制成的。中间是一块很薄的P型半导体(几
微米~几十微米)，两边各为一块N型半导体。从三块半
导体上各自接出的一根引线就是BJT的三个电极，它们
分别叫做发射极e、基极b和集电极c，对应的每块半导
体称为发射区、基区和集电区。虽然发射区和集电区都
是N型半导体，但是发射区比集电区掺的杂质多。在几
何尺寸上，集电区的面积比发射区的大，这从图3.1也
可看到，因此它们并不是对称的。
二、BJT的电流分配与放大作用
1、BJT内部载流子的传输过程
BJT工作于放大状态的基本条件：发射结正偏、集电
结反偏。
在外加电压的作用下，BJT内部载流子的传输过程
为：
（1）发射极注入电子
由于发射结外加正向电压VEE，因此发射结的空间电
荷区变窄，这时发射区的多数载流子电子不断通过发射结
扩散到基区，形成发射极电流IE，其方向与电子流动方
向相反，如图3.2所示。
（2）电子在基区中的扩散与复合
由发射区来的电子注入基区后，就在基区靠近发射
结的边界积累起来，右基区中形成了一定的浓度梯度，
靠近发射结附近浓度最高，离发射结越远浓度越小。因此，
电子就要向集电结的方向扩散，在扩散过程中又会与基区
中的空穴复合，同时接在基区的电源VEE的正端则不断从
基区拉走电子，好像不断供给基区空穴。电子复合的数
目与电源从基区拉走的电子数目相等，使基区的空穴浓
度基本维持不变。这样就形成了基极电流IB，所以基极
电流就是电子在基区与空穴复合的电流。也就是说，注
人基区的电子有一部分未到达集电结，如复合越多，则
到达集电结的电子越少，对放大是不利的。所以为了减
小复合，常把基区做得很薄(几微米)，并使基区掺入杂
质的浓度很低，因而电子在扩散过程中实际上与空穴复合
的数量很少，大部分都能到达集电结。
（3）集电区收集电子
集电结外加反向电压，其集电结的内电场非常强，且
电场方向从C区指向B区。使集电区的电子和基区的空
穴很难通过集电结，但对基区扩散到集电