什么叫高频三极管(什么是三极管？)

什么叫高频三极管

高频三极管，全称应为高频半导体三极管，也称双极型晶体管、晶体三极管，是一种控制电流的半导体器件其作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号， 也用作无触点开关。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。

高频三极管一般应用在天线、十字过滤线指标设备、无线遥控、射频模块等高频宽带低噪声放大器上，这些使用场合大都用在低电压、小信号、小电流、低噪声条件下，其功率最大2、25瓦，集电极电流最大500毫安。

什么是三极管？

晶体管（transistor）是一种固体半导体器件，可以用于检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制和许多其它功能。晶体管作为一种可变开关，基于输入的电压，控制流出的电流，因此晶体管可做为电流的开关，和一般机械开关（如Relay、switch）不同处在于晶体管是利用电讯号来控制，而且开关速度可以非常之快，在实验室中的切换速度可达100GHz以上。
半导体三极管，是内部含有两个PN结，外部通常为三个引出电极的半导体器件。它对电信号有放大和开关等作用，应用十分广泛。输入级和输出级都采用晶体管的逻辑电路，叫做晶体管－晶体管逻辑电路，书刊和实用中都简称为TTL电路，它属于半导体集成电路的一种，其中用得最普遍的是TTL与非门。TTL与非门是将若干个晶体管和电阻元件组成的电路系统集中制造在一块很小的硅片上，封装成一个独立的元件。半导体三极管应用最广泛的器件之一，在电路中用“V”或“VT”（旧文字符号为“Q”、“GB”等）表示。
半导体三极管主要脊纯分为两大类：双极性晶体管（BJT）和场效应晶体管（FET）。晶体管有三个极；双极性晶体管的三个极，分别由N型跟P型组成发射极（Emitter）、基极 (Base) 和集电极（Collector）；场效应晶体管的三个极，分别是源极 （Source）、栅极（Gate）和漏极（Drain）。晶体管因为有三种极性，所以也有三种的使用方式，分别是发射极接地（又称共射放大、CE组态）、基极接地（又称共基放大、CB组态）和集电极接地（又称共集放大、CC组态、发射极随隅器）。
在双极性晶体管中，发射极到基极的很小的电流，会使得发射极到集电极之间，产生大电流；在场效应晶体管中，在栅极施加小电压，来控制源极和漏极之间的电流。在模拟电路中，晶体管用于放大器、音频放大器、射频放大器、稳压电路； 在计算机电源中，主要用于开关电源。晶体管也应用于数字电路，主要功能是当成电子开关。数字电路包括逻辑门、随机存取内存（RAM）和微处理器。晶体管在使用上有许多要注意的最大额定值，像是最大电压、最大电流、最大功率……，在超额的状态下使用，晶体管内部的结构会被破坏。每种型号的晶体管还有特有的特性，像是直流放大率hfe、NF噪讯比等，可以藉由晶体管规格表或是Data Sheet得知。
晶体管在电路最常用的用途应该是属于讯号放大这一方面，其次是阻抗匹配、讯号转换……等，晶体管在电路中是个很重要的组件，许多精密的组件主要都是由晶体管制成的。
按半导体材料和极性分类
按晶体管使用的半导体材料可分为硅材料晶体管和锗材料晶体管。按晶体管的极性可分为锗NPN型晶体管、锗PNP晶体管、硅NPN型晶体管和硅PNP型晶体管。
按结构及制造工艺分类
晶体管按其结构及制造工艺可分为扩散型晶体管、合金型晶体管和平面型晶体管。
按电流容量分类
晶体管按电流容量可分为小功率晶体管、中功率晶体管和大功率晶体管。
按工作频率分类
晶体管按工作频率可分为低频晶体管、高频晶体管和超高频晶体管等。
按封装结构分类
晶体管按封装结构可分为金属封装（简称金封）晶体管、塑料封装（简称塑封）晶体管、玻璃壳封装（简称玻封）晶体管、表面封装（片状）晶体管和陶瓷封装晶体管等。其封装外形多种多样。
按功能和用途分类
晶体管按功能和用途可分为低噪声放大晶体管、中高频放大晶体管、低频放大晶体管、开关晶体管、达林顿晶体管、高反压晶体管、带阻晶体管、带阻尼晶体管、微波晶派枣体管、光敏晶体管和磁敏晶体管等多种类型。
※ 电力晶体管樱羡咐
电力晶体管按英文Giant Transistor直译为巨型晶体管，是一种耐高电压、大电流的双极结型晶体管（Bipolar Junction Transistor—BJT），所以有时也称为Power BJT；其特性有：耐压高，电流大，开关特性好，但驱动电路复杂，驱动功率大；GTR和普通双极结型晶体管的工作原理是一样的。
※ 光晶体管
光晶体管（phototransistor）由双极型晶体管或场效应晶体管等三端器件构成的光电器件。光在这类器件的有源区内被吸收，产生光生载流子，通过内部电放大机构，产生光电流增益。光晶体管三端工作，故容易实现电控或电同步。光晶体管所用材料通常是砷化镓（CaAs），主要分为双极型光晶体管、场效应光晶体管及其相关器件。双极型光晶体管通常增益很高，但速度不太快，对于GaAs-GaAlAs，放大系数可大于1000，响应时间大于纳秒，常用于光探测器，也可用于光放大。场效应光晶体管响应速度快（约为50皮秒），但缺点是光敏面积小，增益小（放大系数可大于10），常用作极高速光探测器。与此相关还有许多其他平面型光电器件，其特点均是速度快（响应时间几十皮秒）、适于集成。这类器件可望在光电集成中得到应用。
※ 双极晶体管
双极晶体管（bipolar transistor）指在音频电路中使用得非常普遍的一种晶体管。双极则源于电流系在两种半导体材料中流过的关系。双极晶体管根据工作电压的极性而可分为NPN型或PNP型。
※ 双极结型晶体管 双极结型晶体管（Bipolar Junction Transistor—BJT）又称为半导体三极管，它是通过一定的工艺将两个PN结结合在一起的器件，有PNP和NPN两种组合结构；外部引出三个极：集电极，发射极和基极，集电极从集电区引出，发射极从发射区引出，基极从基区引出（基区在中间）；BJT有放大作用，重要依靠它的发射极电流能够通过基区传输到达集电区而实现的，为了保证这一传输过程，一方面要满足内部条件，即要求发射区杂质浓度要远大于基区杂质浓度，同时基区厚度要很小，另一方面要满足外部条件，即发射结要正向偏置（加正向电压）、集电结要反偏置；BJT种类很多，按照频率分，有高频管，低频管，按照功率分，有小、中、大功率管，按照半导体材料分，有硅管和锗管等；其构成的放大电路形式有：共发射极、共基极和共集电极放大电路。
※ 场效应晶体管
场效应晶体管（field effect transistor）利用场效应原理工作的晶体管。英文简称FET。场效应就是改变外加垂直于半导体表面上电场的方向或大小，以控制半导体导电层（沟道）中多数载流子的密度或类型。它是由电压调制沟道中的电流，其工作电流是由半导体中的多数载流子输运。这类只有一种极性载流子参加导电的晶体管又称单极型晶体管。与双极型晶体管相比，场效应晶体管具有输入阻抗高、噪声小、极限频率高、功耗小，制造工艺简单、温度特性好等特点，广泛应用于各种放大电路、数字电路和微波电路等。以硅材料为基础的金属�氧化物�半导体场效应管（MOSFET)和以砷化镓材料为基础的肖特基势垒栅场效应管（MESFET）是两种最重要的场效应晶体管，分别为MOS大规模集成电路和MES超高速集成电路的基础器件。
※ 静电感应晶体管
静电感应晶体管SIT(Static Induction Transistor)诞生于1970年，实际上是一种结型场效应晶体管。将用于信息处理的小功率SIT器件的横向导电结构改为垂直导电结构，即可制成大功率的SIT器件。SIT是一种多子导电的器件，其工作频率与电力MOSFET相当，甚至超过电力MOSFET，而功率容量也比电力MOSFET大，因而适用于高频大功率场合，目前已在雷达通信设备、超声波功率放大、脉冲功率放大和高频感应加热等某些专业领域获得了较多的应用。
但是SIT在栅极不加任何信号时是导通的，栅极加负偏压时关断，这被称为正常导通型器件，使用不太方便。此外，SIT通态电阻较大，使得通态损耗也大，因而SIT还未在大多数电力电子设备中得到广泛应用。
※ 单电子晶体管
用一个或者少量电子就能记录信号的晶体管。随着半导体刻蚀技术和工艺的发展，大规模集成电路的集成度越来越高。以动态随机存储器(DRAM)为例，它的集成度差不多以每两年增加四倍的速度发展，预计单电子晶体管将是最终的目标。目前一般的存储器每个存储元包含了20万个电子，而单电子晶体管每个存储元只包含了一个或少量电子，因此它将大大降低功耗，提高集成电路的集成度。1989年斯各特(J.H. F.Scott-Thomas)等人在实验上发现了库仑阻塞现象。在调制掺杂异质结界面形成的二维电子气上面，制作一个面积很小的金属电极，使得在二维电子气中形成一个量子点，它只能容纳少量的电子，也就是它的电容很小，小于一个？F (10~15法拉)。当外加电压时，如果电压变化引起量子点中电荷变化量不到一个电子的电荷，则将没有电流通过。直到电压增大到能引起一个电子电荷的变化时，才有电流通过。因此电流-电压关系不是通常的直线关系，而是台阶形的。这个实验在历史上第一次实现了用人工控制一个电子的运动，为制造单电子晶体管提供了实验依据。为了提高单电子晶体管的工作温度，必须使量子点的尺寸小于10纳米，目前世界各实验室都在想各种办法解决这个问题。有些实验室宣称已制出室温下工作的单电子晶体管，观察到由电子输运形成的台阶型电流——电压曲线，但离实用还有相当的距离。
※ 绝缘栅双极晶体管
绝缘栅双极晶体管（Insulate-Gate Bipolar Transistor—IGBT）综合了电力晶体管（Giant Transistor—GTR）和电力场效应晶体管（Power MOSFET）的优点，具有良好的特性，应用领域很广泛；IGBT也是三端器件：栅极，集电极和发射极。
晶体管的主要参数有电流放大系数、耗散功率、频率特性、集电极最大电流、最大反向电压、反向电流等。
※ 电流放大系数
电流放大系数也称电流放大倍数，用来表示晶体管放大能力。
根据晶体管工作状态的不同，电流放大系数又分为直流电流放大系数和交流电流放大系数。
1．直流电流放大系数 直流电流放大系数也称静态电流放大系数或直流放大倍数，是指在静态无变化信号输入时，晶体管集电极电流IC与基极电流IB的比值，一般用hFE或β表示。
2．交流电流放大系数 交流电流放大系数也称动态电流放大系数或交流放大倍数，是指在交流状态下，晶体管集电极电流变化量△IC与基极电流变化量△IB的比值，一般用hfe或β表示。
hFE或β既有区别又关系密切，两个参数值在低频时较接近，在高频时有一些差异。
※ 耗散功率
耗散功率也称集电极最大允许耗散功率PCM，是指晶体管参数变化不超过规定允许值时的最大集电极耗散功率。
耗散功率与晶体管的最高允许结温和集电极最大电流有密切关系。晶体管在使用时，其实际功耗不允许超过PCM值，否则会造成晶体管因过载而损坏。
通常将耗散功率PCM小于1W的晶体管称为小功率晶体管，PCM等于或大于1W、小于5W的晶体管被称为中功率晶体管，将PCM等于或大于5W的晶体管称为大功率晶体管。
※ 频率特性
晶体管的电流放大系数与工作频率有关。若晶体管超过了其工作频率范围，则会出现放大能力减弱甚至失去放大作用。
晶体管的频率特性参数主要包括特征频率fT和最高振荡频率fM等。
1．特征频率fT 晶体管的工作频率超过截止频率fβ或fα时，其电流放大系数β值将随着频率的升高而下降。特征频率是指β值降为1时晶体管的工作频率。
通常将特征频率fT小于或等于3MHZ的晶体管称为低频管，将fT大于或等于30MHZ的晶体管称为高频管，将fT大于3MHZ、小于30MHZ的晶体管称为中频管。
2．最高振荡频率fM 最高振荡频率是指晶体管的功率增益降为1时所对应的频率。
通常，高频晶体管的最高振荡频率低于共基极截止频率fα，而特征频率fT则高于共基极截止频率fα、低于共集电极截止频率fβ。
集电极最大电流ICM
集电极最大电流是指晶体管集电极所允许通过的最大电流。当晶体管的集电极电流IC超过ICM时，晶体管的β值等参数将发生明显变化，影响其正常工作，甚至还会损坏。
最大反向电压
最大反向电压是指晶体管在工作时所允许施加的最高工作电压。它包括集电极—发射极反向击穿电压、集电极—基极反向击穿电压和发射极—基极反向击穿电压。
1．集电极——发射极反向击穿电压 该电压是指当晶体管基极开路时，其集电极与发射极之间的最大允许反向电压，一般用VCEO或BVCEO表示。
2．集电极——基极反向击穿电压 该电压是指当晶体管发射极开路时，其集电极与基极之间的最大允许反向电压，用VCBO或BVCBO表示。
3．发射极——基极反向击穿电压 该电压是指当晶体管的集电极开路时，其发射极与基极与之间的最大允许反向电压，用VEBO或BVEBO表示。
※ 反向电流
晶体管的反向电流包括其集电极—基极之间的反向电流ICBO和集电极—发射极之间的反向击穿电流ICEO。
1．集电极——基极之间的反向电流ICBO ICBO也称集电结反向漏电电流，是指当晶体管的发射极开路时，集电极与基极之间的反向电流。ICBO对温度较敏感，该值越小，说明晶体管的温度特性越好。
2．集电极——发射极之间的反向击穿电流ICEO ICEO是指当晶体管的基极开路时，其集电极与发射极之间的反向漏电电流，也称穿透电流。此电流值越小，说明晶体管的性能越好。

三极管谁懂？

1．半导体三极管的结构
（1）半导体三极管从结构上可分为NPN型和PNP型两大类，它们均由三个掺杂区和两个背靠背的PN结构成，但两类三极管的电压极性和电流方向相反。
（2）三个电极：基极 b、集电极 c、和发射极 e。从后面工作原理的介绍中可以看到，发射极和集电极的命名是因为它们要分别发射与接收载流子。
（3）内部结构特点：发射区的掺杂浓度远大于集电区的掺杂浓度；基区很薄，且掺杂浓度最低。
（4）三个区作用：发射区发射载流子、基区传输和控制载流子、集电区收集载流子。2．电流的分配和控制作用（1）条件
内部条件：三极管的结构。外部条件：发射结正偏、集电结反偏。
对NPN型：Vc> VB> VE Si管：VBE=0.7V Ge管：VBE=0.2V
对PNP型：Vc< VB< VE Si管：VBE=-0.7V Ge管：VBE=-0.2V
（2）内部载流子的传输过程（参阅难点重点）
（3）电流分配关系
在众多的载流子流中间，仅有发射区的多子通过发射结注入、基区扩散和复合以及集电区收集三个环节，转化为正向受控作用的载流子流Ic，其它载流子流只能分别产生两个结的电流，属于寄生电流。
为了表示发射极电流转化为受控集电极电流Ic的能力，引入参数α，称为共基极电流传输系数。其定义为α=Ic／IE令β＝α／（1－α），称为共射极电流传输系数。3．各极电流之间的关系 IE＝Ic＋卜搜IB （1）共基接法 (IE对Ic 的 控制作用)
Ic＝αIE +ICBO
IB＝（1-α）IE -ICBO （2）共射接法 (IB对Ic 的 控制作用)
Ic＝βIB +ICEO
IE＝（1+α）IB +ICEO
ICEO＝（1+β）ICBO 4．共射极电路的特性曲线(以NPN型管为例)
（1）输入特性曲线 IB=f(VBE，VCE )
输入特性曲线是指当VCE为某一常数时，IB和BE之间的关系。
特点：VCE=0的输入特性曲线和二极管的正向伏安特性曲线类似；随着VCE增大，输入特性曲线右移；继续增大VCE，输入特性曲线右移很少。
在工程上，常用VCE=1时的输入特性曲线近似代替VCE>1V时的输入特性曲线簇。
（2）输出特性曲线
输出特性曲线是指当IB为某一常数时，IC和VCE之间的关系，可分为三个区： 截止区：发射结反偏，集电结反偏，发射区不能发射载流子，IB≈0，IC≈0。
放大区：发射结正偏，集电结反偏。其特点是：VBE≈0.7V(或0.2V)，IB>0，IC与IB成线性关系,几乎与
VCE无关。
饱和区：发射结正偏，集电结正偏，随着集电结反偏电压的逐渐减小（并转化为正向偏压），集电结的空间电荷
区变窄，内电场减弱，集电结收集载流子的能量降低，IC不再随着IB作线性变化，出现发射极发射有
余，而集电极收集不足现象。其特点是：VCE很小，在估算小功率管时，对硅管可取0.3V（锗0.1V）。
对PNP型管，由于电压和电流极性相反，所以特性在第三象限。4．主要参数
　电流放大倍数，集电极最大允许电流ICM，集电极耗散功率PCM，反向击穿电压V（BR）CEO等3.2共射极放电电路1．放大的原理和本质（以共发射极放大电路为例）
交信弊羡流电压vi通过电容C1加到三极管的基极，从而使基极和发射极两端的电压发生了变化：由VBE→VBE ＋vi，由于PN结的正向特性很陡，因此vBE的微小变化就能引起iE发生很大的变化：由IE→IE+ △IE，由于三级管内电流分配是一定的，因此iB和iC作相同的变化，其中IC→IC +△IC。
iC流过电阻Rc，则Rc上的电压也就发生变化：由VRc→VRc +△VRc。由于vCE=VCC-vRc，因此当电阻Rc上的电压随输入信号变化时，vCE也就随之变化，由VCE→VCE+△VCE，vCE中的变化部分经电容C2传送到输出端成为输出电压vo。如果电路参数选择合适，我们就能得到比△vi大得多的△vo。
所以，放大作用实质上是放大器件的控制作用，是一种小变化控制大变化。2．放大电路的特点
　交直流共存和非线性失真3．放大电路的组成原则
正确的外加电压极性、合适的直流基础、通畅的交流信号传输路径4．放大电路的两种工作状态 （1）静态：输入为0，IB、IC、VCE都是直流量。 （2）动态：输入不为0，电路中电流和电压都是直流分量和交流分量的叠加。保证在直流基础上实现不失真滑拍放
大。5．放大电路的分析步骤 （1）先进行静态分析：用放大电路的直流通路。 直流通路：直流信号的通路。放大电路中各电容开路即可得到。 （2）在静态分析的基础上进行动态分析：用放大电路的交流通路。 交流通路：交流信号的通路。放大电路中各电容短接，直流电源交流短接即可得到 3.3图解分析法1．静态分析
（1）先分析输入回路
首先把电路分为线性和非线性两部分，然后分别列出它们的端特性方程。在线性部分，其端特性方程为VBE＝VCC－IB*RB将相应的负载线画在三极管的输入特性曲线上，其交点便是所求的（IBQ，VBQ）。
（2）再分析输出回路
用同样的方法，可得到输出回路的负载线方程（直流负载方程）为VCE＝VCC－IC*RC将相应的负载线（直流负载线，斜率为1/Rc）画在三极管的输出特性曲线上，找到与IB=IBQ相对应的输出特性曲线，其交点便是所求的（ICQ，VCEQ）。2．动态分析（参阅难点重点）交流负载线：是放大电路有信号时工作点的轨迹，反映交、直共存情况。其特点为过静态工作点Q、斜率为
1/（Rc//RL）。3．放大电路的非线性失真及最大不失真输出电压
（1）饱和失真：静态工作点偏高，管子工作进入饱和区（NPN管，输出波形削底；PNP管，输出波形削顶）
（2）截止失真：静态工作点偏低，管子工作进入截止区（NPN管，输出波形削顶；PNP管，输出波形削底）
观看动画 （3）最大不失真输出电压Vom如图 Vom1=VCE-VCES 且因为ICEO趋于0 ， Vom2=ICQ*（RC//RL）
所以Vom为Vom1及Vom2中较小者，以保证输出波形不失真。 4．图解分析法的特点
图解分析法的最大特点是可以直观、全面地了解放大电路的工作情况，并能帮助我们理解电路参数对工作点的影响，并能大致估算动态工作范围，另外还可帮助我们建立一些基本概念，如交直流共存、非线性失真等。图解分析法实例（工作点移动对输出波形的影响） 3.4小信号模型分析法指导思想：在一定条件下，把半导体三极管所构成的非线性电路转化为线性电路。1．半导体三极管的小信号模型
（1）三极管小信号模型的引出，是把三级管作为一个线性有源双口网络，列出输入和输出回路电压和电流的关系，然后利用取全微分或泰勒展开的方法得到H参数小信号模型。
（2）关于小信号模型的讨论：
　①小信号模型中的各参数，如rbe、β均为微变量，其值与静态工作点的位置有关，并非常数。
　②受控电流源的大中、流向取决于ib
　③小信号模型适用的对象是变化量，因此电路符号不允许出现反映直流量或瞬时总量的大下标符号。2．用H参数小信号模型分析共射基本放大电路（1）画出小信号等效电路 方法：先画出放大电路的交流通路（电容及电源交流短接），然后将三极管用小信号模型代替。
（2）求电压放大倍数
（3）求输入电阻
（4）求输出电阻以下给出了一共射基本放大电路的分析过程，观看动画。3.5放大电路的工作点稳定问题偏置电路：一是提供放大电路所需的合适的静态工作点；二是在环境温度、电源电压等外界因素变化时，保持静态工作点的稳定。1．温度对放大电路静态工作点的影响T↑→VBE↓、β↑、ICBO↑→IC↑静态工作点变化，可能导致放大电路输出波形失真。2．稳定静态工作点方法：在放大电路中引电流负反馈（常用射极偏置电路）、采用补偿法。3．射极偏置电路
稳定静态工作点的过程：（1）利用Rb1和Rb2组成的分压器以固定基极电位；（2）利用Re产生的压降反馈到输入回路，改变VBE，从而改变IC。 3.6共射极电路、共集电极电路和共基极电路特点1．共射极电路
共射极电路又称反相放大电路，其特点为电压增益大，输出电压与输入电压反相，低频性能差，适用于低频、和多级放大电路的中间级。2．共集电极电路
共集电极电路又称射极输出器、电压跟随器，其特点是：电压增益小于1而又近似等于1，输出电压与输入电压同相，输入电阻高，输出电阻低，常用于多级放大电路的输入级、输出级或缓冲级。3．共基极电路
电路特点：输出电压与输入电压同相，输入电阻底，输出电阻高，常用于高频或宽频带电路。3.7放大电路的频率响应
1．频率响应的基本概念
（1）频率响应：放大电路对不同频率的稳态响应。
（2）频率失真：包括幅度失真和相位失真，均属于线性失真。2．RC低通电路的频率响应
（1）幅频响应：
（2）相频响应：
ψ=-argtg(f／fH) 3．RC高通电路的频率响应
RC高通电路与RC低通电路成对偶关系。4．波特图
为了能同时观察到低频和高频段幅频变化特性，在绘制幅频特性曲线时，通常横坐标和纵坐标均采用对数坐标形式，称之为波特图。5．放大电路存在频率响应的原因
放大电路存在容抗元件（例如外接的耦合电容、旁路电容和三极管的极间电容），使的放大电路对不同频率的输出不同。通常外接电容可以等效为RC高通电路，因而影响下限频率，而三极管的极间电容可以等效为RC低通电路，因而影响上限频率。 例1．半导体三极管为什么可以作为放大器件来使用，放大的原理是什么？试画出固定偏流式共发射极放大电路的电路图，并分析放大过程。答：放大的原理是利用小信号对大信号的控制作用，利用vBE的微小变化可以导致iC的大变化。固定偏流式共发射极放大电路的放大过程，参阅“内容提要——第2页”。例2．电路如图所示，设半导体三极管的β=80，试分析当开关K分别接通A、B、C三位置时，三级管各工作在输出特性曲线的哪个区域，并求出相应的集电极电流Ic。
解：（1）当开关K置A，在输入回路IB．Rb+VBE=Vcc，可得IB=Vcc/Rb=0.3mA假设工作在放大区，则IC=β．IB=24mA，VCE=Vcc-IC．Re< 0.7V，故假设不成立，三级管工作在放大区。此时，VCE=VCES=0.3V，IC=Vcc/Re=3mA
（2）当开关K置B，同样的方法可判断三级管工作在放大区，IC=β．IB=1.92mA
（3）当开关K置C，三级管工作在截止状态，IC=0例3.某固定偏流放大电路中三极管的输出特性及交、直流负载线如图所示，试求：
（1）电源电压VCC、静态电流IB、IC和VCE。
（2）电阻Rb、Rc的值。
（3）输出电压的最大不失真幅度。
（4）要使该电路能不失真地放大，基极正弦电流的最大幅度是多少？
解： （1）直流负载线与横坐标的交点即VCC值,IB=20uA,Ic=1mA VCE=3V
（2）因为是固定偏听偏流放大电路,电路如图所示
Rb=VCC/IB=300KΩ Rc=(VCC-VCE)/IC=3KΩ
（3）由交流负载线和输出特性的交点可知,在输入信号的正半周,输出电压vCE从3V到0.8V,变化范围为2.2V，在输入信号的负半周,输出电压vCE从3V到4.6V,变化范围为1.6V。综合考虑，输出电压的最大不失真幅度为1.6V。
（4）同样的方法可判断输出基极电流的最大幅值是20μA. 例4.电路如图所示，已知三极管的β=100，VBE=-0.7V
（1）试计算该电路的Q点；
（2）画出简化的H参数小信号等效电路；
（3）求该电路的电压增益AV，输入电阻Ri,输出电阻Ro。
（4）若VO中的交流成分出现如图所示的失真现象，问是截止失真还是饱和失真？为消除此失真，应调节电路中的哪个元件，如何调整？
解：(1)IB=VCC/Rb=40μA
VCE=-(VCC-IC.RC)=-4V
(2)步骤：先分别从三极管的三个极（b、e、c）出发，根据电容和电源交流短接，画出放大电路的交流通路；再将三极管用小信号模型替代；并将电路中电量用瞬时值或相量符号表示，即得到放大电路的小信号等效电路。注意受控电流源的方向。（图略）
(3)rbe=200+(1+β)26mA/IEQ =857Ω
AV=-β(RC//RL)/rbe=-155.6
(4)因为vEB=-vi+VCb1=-vi+VEB
从输出波形可以看出，输出波形对应vs正半周出现失真，也即对应vEB减小部分出现失真，即为截止失真。减小Rb，提高静态工作点，可消除此失真。
说明：
分析这类问题时，要抓住两点：（1）发生饱和失真或截止失真与发射结的电压有关（对于NPN型管子，为vBE；对于PNP型管子为vEB），发射结电压过大（正半周），发生饱和失真；过小（负半周），发生截止失真。（2）利用放大电路交、直流共存的特点，找出发射结电压与输入信号之间的关系。这里，要利用耦合电容两端的电压不变（因为为大电容，在输入信号变化的范围内，其两端的电压认为近似不变），如上题式子中的VCb1=VEB。 例5.电路如图所示为一两级直接耦合放大电路，已知两三极管的电流放大倍数均为β，输入电阻为rbe，电路参数如图，计算放大电路的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。
解：本放大电路为一两级直接耦合放大电路，两极都是共集电极组态。计算其性能指标时，应注意级间的相互影响。（1）求电压放大倍数 AV=VO/Vi画出放大电路的小信号等效电路。AV1=VO1/Vi=（1+β）（Re1//RL1）/[rbe+（1+β）（Re1//RL1）]AV2=VO/VO1=（1+β）（Re2//RL）/[rbe+（1+β）（Re2//RL）]AV=VO/Vi=AV1*AV2其中：RL1为第一级放大电路的负载电阻，RL1=rbe+（1+β）（Re2//RL）（2）输入电阻RiRi=Vi/Ii=Rb1//[rbe+（1+β）（Re1//RL1）（3）输出电阻RoRo=Re2//[（rbe+Ro1）/（1+β）]其中：Ro1为第一级放大电路的输出电阻，Ro1=Re1//[（rbe+（Rb1//Rs））/（1+β）]难点重点1．半导体三极管内部载流子的传输过程
（1）发射区向基区注入电子由于发射结外加正向电压，发射结的内电场被削弱，有利于该结两边半导体中多子的扩散。流过发射极的电流由两部分组成：一是发射区中的多子自由电子通过发射结注入到基区，成为集区中的非平衡少子而形成的电子电流IEN，二是基区中的多子空穴通过发射结注入到发射区，成为发射区的非平衡少子而形成的空穴电流IEP。由于基区中空穴的浓度远低于发射区中电子的浓度，因此，与电子电流相比，空穴的电流是很小的，即
IE=IEN+IEP（而IEN>>IEP）（2）非平衡载流子在基区内的扩散与复合由发射区注入基区的电子，使基区内少子的浓度发生了变化，即靠近发射结的区域内少子浓度最高，以后逐渐降低，因而形成了一定的浓度梯度。于是，由发射区来的电子将在基区内源源不断地向集电结扩散。另一方面，由于基区很薄，且掺杂浓度很低，因而在扩散过程中，只有很少的一部分会与基区中的多子（空穴）相复合，大部分将到达集电结。（3）集电区收集载流子由于集电结外加反向电压，集电结的内电场被加强，有利于该结两边少子的漂移。流过集电极的电流IC，除了包括由基区中的热平衡少子电子通过集电结形成的电子电流ICN2和集电区中的热平衡少子空穴通过集电结形成的空穴电流ICP所组成的反向饱和电流ICBO以外，还包括由发射区注入到基区的非平衡少子自由电子在基区通过边扩散、边复合到达集电结边界，而后由集电结耗尽层内的电场将它们漂移到集电区所形成的正向电子传输电流ICN1，因此IC=ICN1+ICN2+ICP=ICN1+ICBO
式中ICBO＝ICN2+ICP基极电流由以下几部分组成：通过发射结的空穴电流IEP，通过集电结的反向饱和电流ICBO以及IEN转化为ICN1过程中在基区的复合电流（IEN-ICN1），即IB=IEP+（IEN-ICN1）-ICBO

三极管怎么就产生高频？

三极管基础知识及检测方法 一、晶体管基础 双极结型三极管相当于两个背靠背的二极管 PN 结。正向偏置的 EB 结有空穴从发射极注入基区，其中大部分空穴能够到达集电结的边界，并在反向偏置的 CB 结势垒电场的作用下到达集电区，形成集电极电流 IC 。在共发射极晶体管电路中 , 发射结在基极电路中正向偏置 , 其电压降很小。绝大部分 的集电极和发射极之间的外加偏压都加在反向偏置的集电结上。由于 VBE 很小，所以基极电流约为 IB= 5V/50 k Ω = 0.1mA 。 如果晶体管的共发射极电流放大系数β = IC / IB =100, 集电极电流 IC= β*IB=10mA。在500Ω的集电极负载电阻上有电压降VRC=10mA*500Ω=5V，而晶体管集电极和发射极之间的压降为VCE=5V，如果在基极偏置电路中叠加一个交变的小电流ib，在集电极电路中将出现一个相应的交变电流ic，有c/ib=β，实现了双极晶体管的电流放大作用。 金属氧化物半导体场效应三极管的基本工作原理是靠半导体表面的电场效应，在半导体中感生出导电沟道来进行工作的。当栅 G 电压 VG 增大时， p 型半导体表面的多数载流子棗空穴逐渐减少、耗尽，而电子逐渐积累到反型明拿虚。当表面达到反型时，电子积累层将在 n+ 源区 S 和 n+ 漏区 D 之间形成导电沟道。当 VDS ≠ 0 时，源漏电极之间有较大的电流 IDS 流过。使半导体表面达到强反型时所需加的栅源电压称为阈值电压 VT 。当 VGS>VT 并取不同数值时，反型层的导电能力敏汪将改变，在相同的 VDS 下也将产生不同的 IDS , 实现栅源电压 VGS 对源漏电流 IDS 的控制。二、晶体管的命名方法晶体管：最常用的有三极管和二极管两种。三极管以符号BG（旧）或（T）表示，二极管以D表示。按制作材料分，晶体管可分为锗管和硅管两种。按极性分，三极管有PNP和NPN两种，而二极管有P型和N型之分。多数国产管用xxx表示，其中每一位都有特定含义：如 3 A X 31，第一位3代表三极管，2代表二极管。第二位代表材料和极性。A代表PNP型锗材料；B代表NPN型锗材料；C为PNP型硅材料；D为NPN型硅材料。第三位表示用途，其中X代表低频小功率管；D代表低频大功率管；G代表高频小功率管；A代表高频大功率管。最后面的数字是产品的序号，序号不同，各种指标略有差异。注意，二极管同三极管第二位意义基本相同，而第三位则含义不同。对于二极管来说，第三位的P代表检波管；W代表稳压管；Z代表整流管。上面举的例子，具体来说就是PNP型锗材料低频小功率管。对于进口的三极管来说，就各有不同，要在实际使用过程中注意积累资料。 常用的进口管有韩国的90xx、80xx系列，欧洲的2Sx系列，在该系列中，第三位含义同国产管的第三位基本相激燃同。 三、 常用中小功率三极管参数表型号 材料与极性 Pcm(W) Icm(mA) BVcbo(V) ft(MHz) 3DG6C SI-NPN 0.1 20 45 >100 3DG7C SI-NPN 0.5 100 >60 >100 3DG12C SI-NPN 0.7 300 40 >300 3DG111 SI-NPN 0.4 100 >20 >100 3DG112 SI-NPN 0.4 100 60 >100 3DG130C SI-NPN 0.8 300 60 150 3DG201C SI-NPN 0.15 25 45 150 C9011 SI-NPN 0.4 30 50 150 C9012 SI-PNP 0.625 -500 -40 C9013 SI-NPN 0.625 500 40 C9014 SI-NPN 0.45 100 50 150 C9015 SI-PNP 0.45 -100 -50 100 C9016 SI-NPN 0.4 25 30 620 C9018 SI-NPN 0.4 50 30 1.1G C8050 SI-NPN 1 1.5A 40 190 C8580 SI-PNP 1 -1.5A -40 200 2N5551 SI-NPN 0.625 600 180 2N5401 SI-PNP 0.625 -600 160 100 2N4124 SI-NPN 0.625 200 30 300 四、用万用表测试三极管（1） 判别基极和管子的类型 选用欧姆档的R*100（或R*1K）档，先用红表笔接一个管脚，黑表笔接另一个管脚，可测出两个电阻值，然后再用红表笔接另一个管脚，重复上述步骤，又测得一组电阻值，这样测3次，其中有一组两个阻值都很小的，对应测得这组值的红表笔接的为基极，且管子是PNP型的；反之，若用黑表笔接一个管脚，重复上述做法，若测得两个阻值都小，对应黑表笔为基极，且管子是NPN型的。（2）判别集电极 因为三极管发射极和集电极正确连接时β大（表针摆动幅度大），反接时β就小得多。因此，先假设一个集电极，用欧姆档连接，（对NPN型管，发射极接黑表笔，集电极接红表笔）。测量时，用手捏住基极和假设的集电极，两极不能接触，若指针摆动幅度大，而把两极对调后指针摆动小，则说明假设是正确的，从而确定集电极和发射极。（2） 电流放大系数β的估算 选用欧姆档的R*100（或R*1K）档，对NPN型管，红表笔接发射极，黑表笔接集电极，测量时，只要比较用手捏住基极和集电极（两极不能接触），和把手放开两种情况小指针摆动的大小，摆动越大，β值越高。

三极管怎么就产生高频

高频三极管一般应用在VHF、UHF、CATV、无线遥控、射频模块等高频宽带低噪声放大器上，这些使用场合大都用在低电压、小信号、小电流、低噪声条件下，其功率最大2.25瓦，集电极电流最大500毫安，其在使用过程中的选用原则为：
(1)当三极管使用的环境温度高于30℃时，耗散功率Pcm应降额60-80%使用。
(2)三极管应尽量远离发热元件，以保证三极管能稳定正常地工作。
(3)在三极管的参数中，有一些参数容易受温度的影响如iceo、ubeo和β值。其中iceo和ubeo随温度变化而变化的情况如下:
①　温度每升高6℃，硅管的iceo将增加一倍;
②温度每升高l0℃，锗管的iceo将增加枝兄一倍;
③硅管ubeo随温度的变化量约为1·7mv/℃。
⑷如果使用在3V、5V的低电压的情况下，击穿电压不要选择的太大，击穿电压过大（高于15V），其在低压时的线性就不好，反而影响使用。
⑸输入信号较弱时，建议在初级放大使用插入增益小一些的2SC3356，次级放大选用增益大些的BFQ591或者2SC3357。
⑹选用的高频三极管的截止频率fT应为实际使用频率猛散袭的八分之一到十分之一，以减小使用时的插入噪声以及提高增益。
(7)在高频或微波电路中使用的三极管，为了减小寄生效应，引出线应尽量短，最好使用表面贴封装形式。
(9)为防止功率三极管出现二次击穿，应尽量避免采用电抗成分过大的负载。
(10)在能满足整机要求放大参数的前提下，选用插入增益与直流放大系数hfe合适的三极管，以防产生自激。一般的，初级放大要求插入增益较小，其直流放大系数hfe要选择较大的，次级放大要求插入增益较大，其直流放大系数hfe不宜过大。
(11)高频三极管在接人电路时，应先接通基极。在集电极和发射极有电压时，不要断开基极电路。
(12)高频三极管的种类很多，因掘物此应根据具体电路的要求来确定三极管的类型，然后根据三极管的主要参数进行选用。

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