模拟电子技术基础第三次PPT学习教案.pptx
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《模拟电子技术基础》课程主要涉及的是半导体器件,特别是晶体管的工作原理和应用。课程以NPN和PNP型晶体管为例,讲解了晶体管的结构、放大原理以及电流放大系数等相关概念。 NPN和PNP型晶体管是两种常见的双极型晶体管,它们由三层半导体材料构成,分别是发射区、基区和集电区。NPN型晶体管由两个P型半导体夹着一个N型半导体,而PNP型则是N型半导体夹在两个P型半导体之间。晶体管的符号通常表示为:NPN型的集电极c、基极b和发射极e分别位于左侧、中间和右侧;PNP型则相反。 晶体管的放大作用基于它的内部结构和外部偏置条件。发射区通常高度掺杂,基区很薄且掺杂较少,集电结面积较大。外部偏置需使发射结正向偏置,集电结反向偏置,这样才能有效利用扩散和漂移运动来实现电流放大。当发射结正向偏置时,发射区的电子扩散到基区,形成发射极电流IE;基区的空穴则扩散回发射区。基区中的电子与空穴复合形成基极电流IB;同时,部分电子会扩散至集电结一侧,受反向偏置的集电结影响,形成集电极电流IC。此外,还存在反向饱和电流ICBO和穿透电流ICEO。 晶体管的电流分配关系可以用公式来描述,例如,共射直流电流放大系数β(或hFE)定义为IC/IB,表示基极电流IB变化时集电极电流IC的变化率。这个系数反映了晶体管的放大能力。交流电流放大系数α(或hα)与直流电流放大系数β虽然含义不同,但在实际应用中两者数值相近,可以相互替代。 晶体管的输入特性曲线展示了基极-发射极电压uBE与基极电流IB的关系,而输出特性曲线则描绘了当基极电流固定时,集电极-发射极电压uCE与集电极电流IC之间的关系。这些特性曲线对于理解和设计晶体管放大电路至关重要。 Ebers-Moll模型是一种用于描述晶体管大信号特性的通用模型,它可以解释晶体管在各种工作模式下的行为。该模型通过共基极正向和反向电流传输系数αF和αR来描述电流流动,对于电路分析和设计提供了理论基础。 模拟电子技术基础课程深入探讨了晶体管这一基本电子元件的工作原理,包括其结构、放大机制、电流放大系数及其特性曲线,这些都是理解电子电路和设计电子系统的基础。
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