004双极晶体管2a1频率特性及开关特性课件.ppt

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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)
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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
用来实现信号放大的常见电路如下:




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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:
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我们将交流小信号电流的传输过程分为以下几个子过程:
IE
IB
IC
ICBO
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

IE
IC
IB
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CTE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:p151
IE
IC
IB
此时基区
的电流分布

P151
下页集电结渡越过程
IE
IC
IB
back
此时集电区的电流分布

到达集电区边界处的电子电流并不能全部到达集电极形成集电极电流ic,因为交变电流通过集电区时会在其体电阻上产生交变电压降……
IE
IC
IB