004 双极晶体管（2a1） 频率特性及开关特性.ppt

第四章双极晶体管( 2) 这一章我们将讨论 BJT 在实际应用中所具有的主要特性。晶体管在电路中主要有信号放大和开关两大主要功能。在实现信号放大的应用中,输入通常是交流小信号, BJT 工作在正向有源区,作线性放大,输入、输出可近似为线性关系,信号频率很低时,工作过程和直流情况类似, 但是随着工作频率的升高,其电流增益会迅速下降。(频率特性) 如果让晶体管在截止和导通之间迅速转换,即作开关元件使用, 一般需要晶体管有极短的开关时间和更小的功耗。(开关特性) 在实际应用中,还有一些晶体管要工作于高电压、大电流的情况下(大功率管), 相对小功率管,器件的直流和交流特性都会发生明显的变化,特别是其电流增益和特征频率会迅速下降。(功率特性) 频率特性、开关特性、功率特性。 1、交流小信号电流增益 2、双极晶体管的频率特性参数 3、双极晶体管的开关原理 4、双极晶体管的开关时间 5、双极晶体管的大电流特性 6、晶体管的耗散功率和安全工作区应用举例:共射极共集电极共基极放大电路和组合放大电路频率特性、开关特性的应用: 1)脉冲放大器的加速电容电路 2) TTL 应用举例:晶体管在功率放大电路中的应用 1、交流小信号电流增益用来实现信号放大的常见电路如下: 交流小信号电流的传输过程 BJT 交流小信号模型 交流小信号的传输延迟时间 交流小信号电流增益 交流小信号电流的传输过程先回顾一下直流电流的传输过程: a 、与发射结反向注入电流的复合; 直流电流的传输过程中的载流子的损失: { } b 、在基区输运过程中在基区体内的复合。对于交流小信号电流,其传输过程与直流情况又很大不同见下页所以直流电流的传输过程也可以用下图简单描述: 我们将交流小信号电流的传输过程分为以下几个子过程: I EI BI CI CBO 以上是我们对交流小信号电流在晶体管内传输过程的定性分析,相比直流电流的传输,交流小信号电流在整个传输过程中要多考虑以下四个问题: a. 发射结势垒电容充放电效应 b. 基区电荷存储效应 c. 集电结势垒区度越过程 d. 集电结势垒电容充放电效应它们对晶体管特性的影响体现在以下两个方面: a 、管子增益下降,信号幅度降低; b 、输出信号产生相位滞后--延迟。下面我们具体的讨论这些问题加一交变电压例如在信号的正半周, 加交变信号且忽略电流直流分量时,其电流分布如上图 MEx CMx nei pei CTeiI EI CI B BEV?? tv be?? tv cb CBV p112 显然, 信号频率越高,结电容分流电流越大,交流发射效率越低。此外, 由于电容充放电需要时间,从而使电流传输过程产生延迟。下页基区输运过程由上可见,发射极加一交变电压产生的发射极电流中的一部分电子通过对 C TE冲放电转换成基极电流的一部分,造成交流电子电流向集电极传输时比直流时多一部分损失。所以此时发射机交流小信号电流由三部分组成: 定义交流发射效率为: p 151 I EI CI B BEV?? tv be MEx CMx nei pei CTei?? tv cb CBV