模拟电子技术基础：第三章 半导体三极管及其放大电路基础 .pdf

半导体三极管，也称双极型三极管（BJT），是模拟电子技术中的重要组成部分，主要用作放大器。三极管的类型主要有两种：NPN和PNP型，其中NPN型的讨论是重点。三极管由发射极（e）、基极（b）和集电极（c）三个部分组成。结构上，可分为硅平面管和锗合金管两种。硅平面管在N型硅片上，通过扩散工艺形成P型基区和N型发射区，而锗合金管则通过将铟球熔化与N型锗接触，形成两个P型区。 放大作用主要依靠三极管内部的结构和外部电源的极性来实现。内部结构上，发射区需要高掺杂，基区要做得很薄且掺杂较少，集电区面积需要大。外部条件要求发射结正向偏置，集电结反向偏置。载流子运动中，发射区电子通过发射结进入基区，与空穴复合形成基极电流，而基区电子继续扩散至集电结，形成集电极电流。集电极电流中包含有反向饱和电流ICBO和穿透电流ICEO。 三极管的电流分配关系显示，发射极电流（IE）由集电极电流（IC）和基极电流（IB）组成。而直流电流放大系数α和β，分别对应共射放大和共基放大中的电流增益。通常，ICn（集电极电流中的电子部分）在IE中占的比例较大，这是放大作用的关键。 在分析放大电路时，基本共发射极放大电路是核心之一，同时，小信号模型分析法提供了一种处理信号变化的方法。静态工作点稳定电路的设置是放大电路稳定工作的基础，通常要通过偏置电路来实现。共集电极放大电路和共基级放大电路提供了不同的放大方式，前者具有电流放大能力但增益较低，后者具有良好的频率响应特性。 在设计和使用放大电路时，需要特别注意以下几个方面： 1. 三极管的直流工作点，它是放大电路稳定工作的基础，涉及到VCE（集电极-发射极电压）和IC（集电极电流）的确定。 2. 三极管的小信号模型，它简化了放大电路的分析，通过等效电路模型来分析信号在放大过程中的变化。 3. 共发射极放大电路的分析，该电路可以提供较高的电压增益和电流增益，是放大电路设计中的经典配置。 4. 共集电极放大电路，这种电路特点是对输出阻抗的降低，适合用作缓冲级。 5. 共基级放大电路，它具有良好的高频响应特性，适合在高频放大中使用。 通过上述内容的深入理解和学习，能够为进一步掌握模拟电子技术中的放大电路设计打下坚实的基础。