三极管放大电路的研究论文

三极管是电流放大器件，有三个极，分别叫做集电极C，基极B，发射极E。分成NPN和PNP两种。我们仅以NPN三极管的共发射极放大电路为例来说明一下三极管放大电路的基本原理。

极管的工作原理及基础知识1 三极管的结构和分类 其共同特征就是具有三个电极，这就是“三极管”简称的来历。通俗来讲，三极管内部为由P型半导体和N型半导体组成的三层结构，根据分层次序分为NPN型和PNP型两大类。 上述三层结构即为三极管的三个区, 中间比较薄的一层为基区，另外两层同为N型或P型，其中尺寸相对较小、多数载流子浓度相对较高的一层为发射区，另一层则为集电区。三极管的这种内部结构特点，是三极管能够起放大作用的内部条件。三个区各自引出三个电极，分别为基极（b） 、发射极（e）和集电极（c）。如图b所示，三层结构可以形成两个PN结，分别称为发射结和集电结。三极管符号中的箭头方向就是表示发射结的方向。三极管内部结构中有两个具有单向导电性的PN结，因此当然可以用作开关元件，但同时三极管还是一个放大元件，正是它的出现促使了电子技术的飞跃发展。2 三极管的电流放大作用直流电压源Vcc应大于Vbb，从而使电路满足放大的外部条件：发射结正向偏置，集电极反向偏置。改变可调电阻Rb，基极电流IB，集电极电流Ic 和发射极电流IE都会发生变化，由测量结果可以得出以下结论：（1） IE ＝ IB ＋ IC ( 符合克希荷夫电流定理）（2） IC ≈ IB ×? （ ?称为电流放大系数，可表征三极管的电流放大能力）（3）△ IC ≈ △ IB ×?由上可见，三极管是一种具有电流放大作用的模拟器件。3 三极管的放大原理以下用NPN三极管为例说明其内部载流子运动规律和电流放大原理， 1、发射区向基区扩散电子：由于发射结处于正向偏置，发射区的多数载流子（自由电子）不断扩散到基区，并不断从电源补充进电子，形成发射极电流IE。2、电子在基区扩散和复合：由于基区很薄，其多数载流子（空穴）浓度很低，所以从发射极扩散过来的电子只有很少部分可以和基区空穴复合，形成比较小的基极电流IB，而剩下的绝大部分电子都能扩散到集电结边缘。3、集电区收集从发射区扩散过来的电子：由于集电结反向偏置，可将从发射区扩散到基区并到达集电区边缘的电子拉入集电区，从而形成较大的集电极电流IC。4 三极管的输入输出特性三极管的输入特性是指当集-射极电压UCE为常数时，基极电流IB与基-射极电压UBE之间的关系曲线。对硅管而言，当UCE超过1V时，集电结已经达到足够反偏，可以把从发射区扩散到基区的电子中的绝大部分拉入集电区。如果此时再增大UCE ，只要UBE保持不变（从发射区发射到基区的电子数就一定）， IB也就基本不变。就是说，当UCE超过1V后的输入特性曲线基本上是重合的。由图可见，和二极管的伏安特性一样，三极管的输入特性也有一段死区，只有当UBE大于死区电压时，三极管才会出现基极电流IB。通常硅管的死区电压约为，锗管约为。在正常工作情况下，NPN型硅管的发射结电压UBE为～，PNP型锗管的发射结电压UBE为～ 。三极管的输出特性是指当基极电流IB一定时，集电极电流IC与集-射极电压UCE之间的关系曲线。在不同的IB下，可得出不同的曲线，所以三极管的输出特性是一组曲线。通常把输出特性曲线分为三个工作区：1、放大区：输出特性曲线的近于水平部分是放大区。在放大区, IC ＝ IB ×?,由于在不同IB下电流放大系数近似相等，所以放大区也称为线性区。三级管要工作在放大区，发射结必须处于正向偏置，集电结则应处于反向偏置，对硅管而言应使UBE>0，UBC<0。2、截止区： IB ＝ 0的曲线以下的区域称为截止区。实际上，对NPN硅管而言，当UBE＜时即已开始截止，但是为了使三极管可靠截止，常使UBE≤0V，此时发射结和集电结均处于反向偏置。3、饱和区：输出特性曲线的陡直部分是饱和区，此时IB的变化对 IC的影响较小，放大区的?不再适用于饱和区 。在饱和区， UCE＜UBE，发射结和集电结均处于正向偏置。

三极管是电流放大器件，有三个极，分别叫做集电极C，基极B，发射极E。分成NPN和PNP两种。我们仅以NPN三极管的共发射极放大电路为例来说明一下三极管放大电路的基本原理。下面的分析仅对于NPN型硅三极管。如上图所示，我们把从基极B流至发射极E的电流叫做基极电流Ib；把从集电极C流至发射极E的电流叫做集电极电流Ic。这两个电流的方向都是流出发射极的，所以发射极E上就用了一个箭头来表示电流的方向。三极管的放大作用就是：集电极电流受基极电流的控制（假设电源能够提供给集电极足够大的电流的话），并且基极电流很小的变化，会引起集电极电流很大的变化，且变化满足一定的比例关系：集电极电流的变化量是基极电流变化量的β倍，即电流变化被放大了β倍，所以我们把β叫做三极管的放大倍数（β一般远大于1，例如几十，几百）。如果我们将一个变化的小信号加到基极跟发射极之间，这就会引起基极电流Ib的变化，Ib的变化被放大后，导致了Ic很大的变化。如果集电极电流Ic是流过一个电阻R的，那么根据电压计算公式U=R*I可以算得，这电阻上电压就会发生很大的变化。我们将这个电阻上的电压取出来，就得到了放大后的电压信号了。三极管在实际的放大电路中使用时，还需要加合适的偏置电路。这有几个原因。首先是由于三极管BE结的非线性（相当于一个二极管），基极电流必须在输入电压大到一定程度后才能产生（对于硅管，常取）。当基极与发射极之间的电压小于时，基极电流就可以认为是0。但实际中要放大的信号往往远比要小，如果不加偏置的话，这么小的信号就不足以引起基极电流的改变（因为小于时，基极电流都是0）。如果我们事先在三极管的基极上加上一个合适的电流（叫做偏置电流，上图中那个电阻Rb就是用来提供这个电流的，所以它被叫做基极偏置电阻），那么当一个小信号跟这个偏置电流叠加在一起时，小信号就会导致基极电流的变化，而基极电流的变化，就会被放大并在集电极上输出。另一个原因就是输出信号范围的要求，如果没有加偏置，那么只有对那些增加的信号放大，而对减小的信号无效（因为没有偏置时集电极电流为0，不能再减小了）。而加上偏置，事先让集电极有一定的电流，当输入的基极电流变小时，集电极电流就可以减小；当输入的基极电流增大时，集电极电流就增大。这样减小的信号和增大的信号都可以被放大

在三极管的集电极与电源之间接一个电阻，可将电流放大转换成电压放大?为什么接了个电阻就可以将电流放大转换成电压放大???说下原理可以吗?----在基本的放大电路中，我们通常看到集电极与集电极电阻中间，分接了一个耦合电容，且它的值一般都有取得比较大，因它与地构成交流的输出端;基极耦合电容.基极电阻.基B到射E.最后到地构成输入.一.电流的放大.三极管在某个电路里,如果有一个小的信号流入电路,它的路线为\\\从基极耦合电容到基极电阻到基B到射E,最后到地.注入的信号电流改变了三极管内部电子的运动,即由BE的电流变化,引起CE的电流变化,电路空载时,CE的电压变化是较小的.当然,我现在不去理CE的变化怎么样,反正三极管的内部电子运动发生了变化,这是肯定的.那么输入的信号电流,引起了电路电源的电流经过集电极电阻到C到E,再到电路电源的负端,即C到地端的电流有了一定的流动,那么,我把这理解为基极电流的改变引起了集电极电流的改变,也把它理解作电流的放大.二.电流放大转换成电压放大?输入电流引起了集电极电流的变化,我们看到在集电极上端接了一个阻值不是很大的电阻,这个电阻在这里起了重要作用----有了集电极电流在串联路线的流动,当它经过集电级电阻时,在这个电阻上肯定要产生一定的压降,比如电源电压为12伏时,假如在电阻两端产生了5伏电压,那么就是12-5=7伏.这个电路在没有信号时,假如输出为12伏电压,在有信号时,输出7伏电压,那么我们可以认为这个放大电路工作在7伏与12伏状态下.我们可不可以这样考虑呢--小的输入信号电流的有与无,最终成为了输出信号的电压变化了.我是这样理解的:小的输入信号它的电流很微弱,电压也很微弱,但经过三极管的放大作用,输入信号的电压由很小变为了7伏,它变强了.还有,共发射极电路,输入电阻越大越好,输出越小越好?有点不明白?----我认为,只要是放大电路,都是输入电阻越大越好,输出越小越好.我是这样理解的:如有某个三极管放大电路,它的输入电阻为101千欧(100千欧的基极电阻+1千欧的BE间电阻),它消耗信号源功率P=U*U(不去理它信号电压为多少)/R=U*U/101千欧(单位:mW)当然R越大,值越小,消耗的信号源信号也就小了,且整个电路的消耗电能也就小了.输出越小越好?--什么是输出电阻呢?比如在那个基本的三极管放大电路中,Rl(负载本身的电阻)+Rc(集电极电阻)就是电路的输出电阻了.Rl+Rc的值越大,在集电极电阻和负载上消耗电能越多,那当然不经济.