模拟电路基础：BJT晶体管的工作原理与放大效应

"《模拟电路基础》20090922 第七次课.ppt-教程与笔记习题" 本次课程主要讲解了模拟电路基础中的双极型晶体三级管（BJT）的相关知识。BJT是模拟电路中常用的放大元件，其内部结构包括发射极（E）、基极（B）和集电极（C），由NPN或PNP型材料构成。在NPN型BJT中，发射区和集电区由N型半导体材料构成，基区则由P型半导体材料构成。 课程中强调了BJT的工作原理，指出电子在发射区向基区扩散，并在基区与空穴复合，部分电子能穿过薄的基区到达集电区，形成集电极电流IC。同时，基区的空穴也会向发射区扩散，形成空穴注入电流IEP。此外，集电结上的少子漂移运动导致了基区集电区的电流ICBO。这些电流之间的关系可以表示为：IE = IB + IC，且IE = IEN + IEP，其中IEN为发射极的本征发射电流。 BJT的放大作用关键在于发射区的高掺杂浓度、基区的薄层以及发射结正偏、集电结反偏的外部偏置条件。输入电压vBE的改变会直接影响基区电流IB，进而通过基区电流控制集电极电流IC，这是因为BJT被视为一种电流控制器件。输出特性曲线显示了BJT在不同集电极电压vCE下的工作状态，主要包括放大区、饱和区、截止区和击穿区。在放大区，iC几乎不受vCE的影响，表现出良好的电流放大效应。 共射输入特性曲线描绘了基极电流iB与发射结电压vBE之间的关系，当集电结反偏电压vCE变化时，输入特性曲线会受到基区宽度调制效应的影响，即VCE增大时，iB因基区拓宽而减小。然而，在放大区，由于输入特性曲线族密集在一起，通常可以简化为一条曲线处理。 输出特性曲线的四个区域定义了BJT的不同工作模式：放大区、饱和区、截止区和击穿区。在放大区，iC与vCE基本保持平行，表现出电流放大特性；饱和区中，iC受vCE控制，电流不再随vCE增加而增加；截止区，BJT不导通；而击穿区则表示BJT超过其工作极限，可能造成损坏。 通过学习这部分内容，学生应理解BJT的基本结构、工作原理以及如何通过调整偏置电压来控制其电流放大效果，这为后续的模拟电路设计和分析奠定了基础。