晶体三极管(以下简称三极管)按材料分有两种:锗管和硅管。而每一种又有NPN和PNP两种结构形式,但使用最多的是硅NPN和PNP两种三极管,两者除了电源极性不同外,其工作原理都是相同的,下面仅介绍NPN硅管的电流放大原理。
对于NPN管,它是由2块N型半导体中间夹着一块P型半导体所组成,发射区与基区之间形成的PN结称为发射结,而集电区与基区形成的PN结称为集电结,三条引线分别称为发射极e、基极b和集电极c。

当b点电位高于e点电位零点几伏时,发射结处于正偏状态,而C点电位高于b点电位几伏时,集电结处于反偏状态,集电极电源Ec要高于基极电源Ebo。
在制造三极管时,有意识地使发射区的多数载流子浓度大于基区的,同时基区做得很薄,而且,要严格控制杂质含量,这样,一旦接通电源后,由于发射结正确,发射区的多数载流子(电子)极基区的多数载流子(空穴)很容易地越过发射结互相向对方扩散,但因前者的浓度基大于后者,所以通过发射结的电流基本上是电子流,这股电子流称为发射极电流Ie。
由于基区很薄,加上集电结的反偏,注入基区的电子大部分越过集电结进入集电区而形成集电集电流Ic,只剩下很少(1-10%)的电子在基区的空穴进行复合,被复合掉的基区空穴由基极电源Eb重新补给,从而形成了基极电流Ibo根据电流连续性原理得:
Ie=Ib+Ic
这就是说,在基极补充一个很小的Ib,就可以在集电极上得到一个较大的Ic,这就是所谓电流放大作用,Ic与Ib是维持一定的比例关系,即:
β1=Ic/Ib
式中:β--称为直流放大倍数,
集电极电流的变化量△Ic与基极电流的变化量△Ib之比为:
β= △Ic/△Ib
式中β--称为交流电流放大倍数,由于低频时β1和β的数值相差不大,所以有时为了方便起见,对两者不作严格区分,β值约为几十至一百多。
三极管是一种电流放大器件,但在实际使用中常常利用三极管的电流放大作用,通过电阻转变为电压放大作用。
晶体管有几种基本放大电路
(1) 基本组成
三极管T--起放大作用。
负载电阻RC,RL--将变化的集电极电流转换为电压输出。
偏置电路UCC(Vcc),RB--使三极管工作在线性区。
耦合电容C1,C2—起隔直作用,输入电容C1保证信号加到发射结,不影响发射结偏置。输出电容C2保证信号输送到负载,不影响集电结偏置。
(2) 静态和动态
静态—ui=0 时,放大电路的工作状态,也称直流工作状态。
动态—ui≠0 时,放大电路的工作状态,也称交流工作状态。
放大电路建立正确的静态,是保证动态工作的前提。分析放大电路必须要正确地区分静态和动态,正确地区分直流通路和交流通路。
(3) 直流通路和交流通路
放大电路的直流通路和交流通路如下图中(a),(b)所示。
直流通路,即能通过直流的通路。从C、B、E向外看,有直流负载电阻、 Rc 、RB。
交流通路,即能通过交流的电路通路。如从C、B、E向外看,有等效的交流负载电阻、 Rc//RL、 RB。
直流电源和耦合电容对交流相当于短路。因为按迭加原理,交流电流流过直流电源时,没有压降。设C1、 C2 足够大,对信号而言,其上的交流压降近似为零,在交流通路中,可将耦合电容短路。
(a)直流通路 (b)交流通路
基本放大电路的直流通路和交流通路
2静态分析
(1)静态工作状态的计算分析法

根据直流通路图5-2(a)可对放大电路的静态进行计算
IB、IC和UCE这些量代表的工作状态称为静态工作点,用Q表示。
(2)用图解法求静态工作点
放大电路静态工作状态的图解分析如下图所示。
1 在输出特性曲线X轴及Y轴上确定两个特殊点—UCC和UCC/Rc,即可画出直流负载线。
2由式UBE =UCC-IBRb 在输入特性曲线上,作出输入负载线,两线的交点即是Q。
3 得到Q点的参数IB、IC和UCE。
放大电路静态工作状态的图解分析
3 动态分析
微变等效电路法和图解法是动态分析的基本方法。
(1) 微变等效电路的建立
① 三极管等效为一个线性元件。
② 对于低频模型可以不考虑结电容的影响。
晶体管的输入、输出特性曲线见下图(a)、图5-4(b)。
(a) (b)
其输入回路的等效电路如下图所示。
图
(2) 动态性能指标计算
共发射极交流基本放大电路如下图(a)所示。
(a) 共射基本放大电路 (b)微变等效电路
共射放大电路及其微变等效电路
电压放大倍数Av
Av = = -βRL' / rbe
输入电阻ri
ri = = rbe // Rb1// Rb2≈rbe = rbb' +(1+β)26 / IE =300Ω+(1+β)26/ IE
输出电阻Ro
Ro = rce∥Rc≈Rc
晶体管有3种基本放大电路,晶体管放大电路的三种接法分比为共射接法,共基接法,共集接法,他们的区别为:

共射接法为基极和发射极构成输入回路,集电极和发射极构成输出回路。共射电路既能放大电流又能放大电压,输入输出电阻居三种电路之中,输出电阻较大,频带较窄。常用作为低频电压放大电路的单元电路。
共基接法为发射极和基极构成输入回路,集电极和基极构成输出回路。共集电路只能放大电流不能放大电压,是三种接法中输入电阻最大、输出电阻最小的电路,具有电压跟随的特点,常用于电压放大电路的输入和输出级。
共集接法为基极和集电极构成输入回路,发射极和集电极构成输出回路。共基电路只能放大电压不能放大电流,输出电阻小,电压放大倍数、输出电阻与共射电路相当,是三种接法中高频特性最好的电路。常作为宽频带放大电路。
:晶体三极管,是半导体基本元器件之一,具有电流放大作用,是电子电路的核心元件。三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结,两个PN结把整块半导体分成三部分,中间部分是基区,两侧部分是发射区和集电区,排列方式有PNP和NPN两种。


