半導(dǎo)體三極管放大電路改

1、1會(huì)計(jì)學(xué)半導(dǎo)體三極管放大電路改半導(dǎo)體三極管放大電路改第三章第三章 半導(dǎo)體三極管及放大電路基礎(chǔ)半導(dǎo)體三極管及放大電路基礎(chǔ) 對(duì)你的期望：對(duì)你的期望： （1 1）掌握三極管工作原理，輸入及輸出特性；）掌握三極管工作原理，輸入及輸出特性； （2）熟悉放大、飽和、截止三種工作狀態(tài)及特點(diǎn)）熟悉放大、飽和、截止三種工作狀態(tài)及特點(diǎn)； （3）了解三極管主要參數(shù)及其物理意義；）了解三極管主要參數(shù)及其物理意義； （4 4）掌握放大電路組成、原理及分析方法；）掌握放大電路組成、原理及分析方法； （5 5）熟悉放大電路三種基本組態(tài)；）熟悉放大電路三種基本組態(tài)；3.2 3.2 共射極放大電路共射極放大電路 3.3 3.3

2、 放大電路的分析方法放大電路的分析方法 3.4 3.4 放大電路工作點(diǎn)穩(wěn)定問(wèn)題放大電路工作點(diǎn)穩(wěn)定問(wèn)題 3.5 3.5 共集電極放大電路與共基極放大電路共集電極放大電路與共基極放大電路3.7 3.7 多級(jí)放大電路多級(jí)放大電路3.6 3.6 差分放大電路差分放大電路NNPBECBECIBIEICBECIBIEICEEBRBRCICVCCmA ARBIBVCCmA+IE實(shí)驗(yàn)線路靜態(tài)靜態(tài)(直流直流)電流放大系數(shù)電流放大系數(shù):5 .3806. 030. 25 .3704. 050. 1 BCBCIIII ，動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)(交流交流)電流放大系數(shù)電流放大系數(shù):4004. 006. 050. 130. 2 BCI

3、I 共集電極：共集電極：集電極作為公共端，用集電極作為公共端，用CC表示；表示；共發(fā)射極：共發(fā)射極：發(fā)射極作為公共端，用發(fā)射極作為公共端，用CE表示。表示。共基極：共基極：基極作為公共端，用基極作為公共端，用CB表示表示。 即管子各電極電壓與電流的關(guān)系曲線，是管子內(nèi)即管子各電極電壓與電流的關(guān)系曲線，是管子內(nèi)部載流子運(yùn)動(dòng)的外部表現(xiàn)，反映了晶體管的性能，是部載流子運(yùn)動(dòng)的外部表現(xiàn)，反映了晶體管的性能，是分析放大電路的依據(jù)。分析放大電路的依據(jù)。 重點(diǎn)討論應(yīng)用最廣泛的共發(fā)射極接法的特性曲線重點(diǎn)討論應(yīng)用最廣泛的共發(fā)射極接法的特性曲線共發(fā)射極電路共發(fā)射極電路輸入回路輸入回路輸出回路輸出回路ICVCCmA A

4、VUCEUBERBIBVCCV+IB( A)UBE(V)204060800.40.8UCE 1V常常數(shù)數(shù) CE)(BEBUUfIIB=020 A40 A60 A80 A100 A常常數(shù)數(shù) B)(CECIUfI36IC(mA )1234UCE(V)9120放大區(qū)放大區(qū)放大區(qū)放大區(qū)曲線基本平行部分曲線基本平行部分條件：條件：發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)射結(jié)正偏， 集電結(jié)反偏。集電結(jié)反偏。特點(diǎn)：特點(diǎn)： VCE較大較大 iC = iB 飽和區(qū)飽和區(qū)iC受受vCE顯著控制的顯著控制的 區(qū)域。區(qū)域。特點(diǎn)：特點(diǎn)：該區(qū)域內(nèi)該區(qū)域內(nèi)vCE的數(shù)值較小。的數(shù)值較小。 一般一般vCE0.7 V(硅管硅管)。 飽和壓降飽和壓降 VC

5、ES = =0.3V Si0.1V GeICS iB 外電路決定外電路決定條件：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏（或零偏）。條件：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏（或零偏）。 ICEOBJT能實(shí)現(xiàn)電流控制作用及放大作用。能實(shí)現(xiàn)電流控制作用及放大作用。內(nèi)部條件：內(nèi)部條件：BJT結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)外部條件：外加電壓極性外部條件：外加電壓極性發(fā)射結(jié)加正向電壓，集電結(jié)加反向電壓。發(fā)射結(jié)加正向電壓，集電結(jié)加反向電壓。 雙極型性器件雙極型性器件： 兩種載流子（自由電子、空穴）參與導(dǎo)電。兩種載流子（自由電子、空穴）參與導(dǎo)電。 NPN、 PNP型三極管分別處于放大區(qū)時(shí)，其型三極管分別處于放大區(qū)時(shí)，其三個(gè)極電位有何關(guān)系？三個(gè)極電位有何關(guān)系？

6、測(cè)量測(cè)量BJTBJT三個(gè)電極對(duì)地電位如圖所示，三個(gè)電極對(duì)地電位如圖所示， 試判斷試判斷BJTBJT的工作區(qū)域的工作區(qū)域 ？放大放大截止截止飽和飽和 BCII_ BCII 53704051BC.II 400400605132BC .II 二、二、 極間反向電流極間反向電流 ICBO A+EC AICEOIB=0+三、三、 極限參數(shù)：極限參數(shù)： 1 集電極最大允許電流集電極最大允許電流ICM過(guò)流區(qū)過(guò)流區(qū)IC ICM時(shí)，管子時(shí)，管子性能將顯著下降性能將顯著下降，甚至?xí)p壞三，甚至?xí)p壞三極管。極管。2 集電極最大允許損耗集電極最大允許損耗PCM集電結(jié)上允許損耗功率最大值。集電結(jié)上允許損耗功率最大值。

7、 PCMICVCE 3 反向擊穿電壓：反向擊穿電壓： V(BR)CEOb開(kāi)路時(shí)開(kāi)路時(shí)c、e間的擊穿電壓間的擊穿電壓安安 全全工作區(qū)工作區(qū)若若T ICBOICEO2. 對(duì)對(duì)VBE的影響：的影響：若若T （1oC）VBE (2.2mV)3. 對(duì)對(duì) 的影響：的影響：若若T （1oC） （0.5% 1% ）1. 對(duì)對(duì)ICBO的影響：的影響：2 2、要依使用要求：要依使用要求： 小功率還是大功率，低頻還是高頻，小功率還是大功率，低頻還是高頻，值大小值大小等要求等要求3 3、注意對(duì)應(yīng)型號(hào)選用。、注意對(duì)應(yīng)型號(hào)選用。4 4、要特別注意溫度對(duì)三極管的影響、要特別注意溫度對(duì)三極管的影響 。例：例：1、可否用兩個(gè)二

8、極管背靠背地相聯(lián)以構(gòu)成一個(gè)、可否用兩個(gè)二極管背靠背地相聯(lián)以構(gòu)成一個(gè)BJT？2、BJT符號(hào)中的箭頭方向代表什么？符號(hào)中的箭頭方向代表什么？3、能否將、能否將BJT的的e、c兩電極交換使用？?jī)呻姌O交換使用？4、要使、要使BJT具有放大作用，具有放大作用，Je和和Jc的偏置電壓應(yīng)如何連接？的偏置電壓應(yīng)如何連接？5、如何判斷、如何判斷BJT 的三種組態(tài)？的三種組態(tài)？6、有哪幾個(gè)參數(shù)確定、有哪幾個(gè)參數(shù)確定BJT的安全工作區(qū)的安全工作區(qū)3.2 3.2 共射極放大電路共射極放大電路 3.3 3.3 放大電路的分析方法放大電路的分析方法 3.4 3.4 放大電路工作點(diǎn)穩(wěn)定問(wèn)題放大電路工作點(diǎn)穩(wěn)定問(wèn)題 3.5 3

9、.5 共集電極放大電路與共基極放大電路共集電極放大電路與共基極放大電路3.7 3.7 多級(jí)放大電路多級(jí)放大電路3.6 3.6 差分放大電路差分放大電路3.2.1 放大電路基本知識(shí)放大電路基本知識(shí) （參考教材 P719）一、放大電路基本任務(wù)：一、放大電路基本任務(wù)： 將將微弱微弱信號(hào)信號(hào)增強(qiáng)增強(qiáng)至所要求數(shù)值且保持至所要求數(shù)值且保持不失真或失真不失真或失真盡量小盡量小。 輸出電壓或電流在幅度上得到了放大，輸出信號(hào)的輸出電壓或電流在幅度上得到了放大，輸出信號(hào)的能量得到了加強(qiáng)能量得到了加強(qiáng)。包括：電壓放大電路、功率放大電路等。包括：電壓放大電路、功率放大電路等。 擴(kuò)音機(jī)示意圖擴(kuò)音機(jī)示意圖二、二、 放大放

10、大等效電路形式等效電路形式： v 輸入端等效為輸入電阻。輸入端等效為輸入電阻。v 輸出端根據(jù)不同情況等效為不同電路形式。輸出端根據(jù)不同情況等效為不同電路形式。usRsioRLRiRo+ui-ii+uo-Avoui三、三、 放大電路主要技術(shù)指標(biāo)放大電路主要技術(shù)指標(biāo) ： 1 放大倍數(shù)放大倍數(shù) （增益）：（增益）：電壓放大倍數(shù)（電壓增益）：電壓放大倍數(shù)（電壓增益）： io/=uuAv 反映放大電路在輸入信號(hào)控制下，將電源能量轉(zhuǎn)換反映放大電路在輸入信號(hào)控制下，將電源能量轉(zhuǎn)換為輸出信號(hào)能量的能力為輸出信號(hào)能量的能力)dB(lg20vA 電電壓壓增增益益2 輸入電阻輸入電阻Ri iii/=iuRRs+Vs

11、Vi+RiIi放放大大電電路路ri越大越好。越大越好。 ri越大，越大，ii就越小，就越小，ui就越接近就越接近uS 3 輸出電阻輸出電阻Ro 表明放大電路帶負(fù)載的能力。表明放大電路帶負(fù)載的能力。 Ro大，表明放大電路帶負(fù)載的能力差，反之則強(qiáng)。大，表明放大電路帶負(fù)載的能力差，反之則強(qiáng)。LSRRuiuR保留0ttos放大電路放大電路IT+VTRo+Vs=0RS4 通頻帶通頻帶 BW 放大電路的增益放大電路的增益A(f) 是頻率的函數(shù)。在低頻段是頻率的函數(shù)。在低頻段和高頻段放大倍數(shù)通常都要下降。當(dāng)和高頻段放大倍數(shù)通常都要下降。當(dāng)A(f)下降到下降到中頻電壓放大倍數(shù)中頻電壓放大倍數(shù)A0的的 時(shí)，即時(shí)

12、，即 21 A(fL)=A(fH)= O0707.02AAfL-下限頻率下限頻率fH -上限頻率上限頻率 帶寬帶寬BW=BW= fH - - fL 低頻區(qū)低頻區(qū)高頻區(qū)高頻區(qū)中頻區(qū)中頻區(qū)UCCRSesRBUBBRCC1C2T+RL+ui+uo+uBEuCEiCiBiEUCCRSesRBUBBRCC1C2T+RL+ui+uo+uBEuCEiCiBiEUCCRSesRBUBBRCC1C2T+RL+ui+uo+uBEuCEiCiBiE單電源供電時(shí)常用的畫(huà)法單電源供電時(shí)常用的畫(huà)法+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiEUCCRSesRBVBBRCC1C2T+RL+ui

13、+uo+uBEuCEiCiBiE3.2.3放大電路的工作原理放大電路的工作原理1、符號(hào)表示規(guī)則：、符號(hào)表示規(guī)則：總瞬時(shí)值：總瞬時(shí)值：小小大大 如如 iB直流分量：直流分量：大大大大 如如 IB交流分量：交流分量：瞬時(shí)值瞬時(shí)值：小小小小 如如 ib峰峰 值值：大大小小m 如如 Ibm有效值有效值：大大小小 如如 Ib相相 量量：大大小小 如如 Ib= IB + ibA XA 主要符號(hào)主要符號(hào) X 下標(biāo)符號(hào)下標(biāo)符號(hào)uBEtiBtiCtUBEIBICUCE無(wú)輸入信號(hào)無(wú)輸入信號(hào)(ui = 0)時(shí)時(shí):uo = 0uC1 = UBEuC2 = UCEuCEt+UCCRBRCC1C2T+ui+uo+uBEu

14、CEiCiBiE3.2.3放大電路的工作原理放大電路的工作原理2、原理：、原理：uituotuBEtUBEtiBIBuCEtUCE無(wú)輸入信號(hào)無(wú)輸入信號(hào)(ui = 0)時(shí)時(shí): uo = 0uC1 = UBEuC2 = UCE？ uCE = UCC iC RC uo 0uC1 UBEuC2 UCEiCtIC+UCCRBRCC1C2T+ui+uo+uBEuCEiCiBiE 和和分別對(duì)應(yīng)于輸入、輸分別對(duì)應(yīng)于輸入、輸出特性曲線上的一個(gè)點(diǎn)稱(chēng)為出特性曲線上的一個(gè)點(diǎn)稱(chēng)為靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn)。IBUBEICUCEQICiCtiCtIC+集電極電流集電極電流直流分量直流分量交流分量交流分量靜態(tài)分析靜態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析

15、動(dòng)態(tài)分析iCticuituot+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiE疊加定理分析電路疊加定理分析電路單單獨(dú)獨(dú)作作用用單單獨(dú)獨(dú)作作用用直流通路直流通路( IB 、 IC 、 UCE )對(duì)直流信號(hào)電容對(duì)直流信號(hào)電容C可看作開(kāi)路（即將電容斷開(kāi)）可看作開(kāi)路（即將電容斷開(kāi)）斷開(kāi)斷開(kāi)斷開(kāi)斷開(kāi)+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiE+UCCRBRCT+UBEUCEICIB XC 0，C 可看作短可看作短路。忽略電源的內(nèi)阻路。忽略電源的內(nèi)阻，電源的端電壓恒定，電源的端電壓恒定，直流電源對(duì)交流可，直流電源對(duì)交流可看作短路?？醋鞫搪贰?UC

16、CRBRCC1C2RLuo+esRS+短路短路短路短路對(duì)地短路對(duì)地短路RBRCuiuoRLRSes+3.2 3.2 共射極放大電路共射極放大電路 3.3 3.3 放大電路的分析方法放大電路的分析方法 3.4 3.4 放大電路工作點(diǎn)穩(wěn)定問(wèn)題放大電路工作點(diǎn)穩(wěn)定問(wèn)題 3.5 3.5 共集電極放大電路與共基極放大電路共集電極放大電路與共基極放大電路3.7 3.7 多級(jí)放大電路多級(jí)放大電路3.6 3.6 差分放大電路差分放大電路放大電路無(wú)信號(hào)輸入（放大電路無(wú)信號(hào)輸入（ui =0）時(shí)的工作狀態(tài)。）時(shí)的工作狀態(tài)。估算法、圖解法。估算法、圖解法。各極電壓電流的直流分量。各極電壓電流的直流分量。放大電路的直流通

17、路。放大電路的直流通路。 靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn)Q：IB、IC、UCE 。靜態(tài)分析靜態(tài)分析：確定放大電路的靜態(tài)值。確定放大電路的靜態(tài)值。BEBBCC : KVLURIU 由由BBECCBRUUI BCCBRUI 根據(jù)電流放大作用根據(jù)電流放大作用CIB I當(dāng)當(dāng)UBE UCC時(shí)，時(shí)，CECCCC : KVLURIU 由由CCCCCE RIUU +UCCRBRCT+UBEUCEICIB已知：已知：UCC=12V，RC=4K ，RB=300K ， =37.5。解：解：Am04. 030012BCCB RUImA5 . 104. 05 .37BCIIV645 . 112 CCCCCE RIUU+UCCRB

18、RCT+UBEUCEICIBEECCCCRIRIUUCE EBBECCB) 1(RRUUI BC II EEBEBBCCRIURIU +UCCEBBEBB) 1 (RIURI 由由KVL可得：可得：由由KVL可得：可得：RBRCT+UBEUCEICIBIERE條件：已知條件：已知BJT的輸入、輸出特性曲線的輸入、輸出特性曲線共射極放大電路共射極放大電路 ：共射極放大電路共射極放大電路1 畫(huà)出直流通路：畫(huà)出直流通路：2 輸入回路方程：輸入回路方程：VCE=VCCICRC VBE=VCCIBRb 3 輸出回路方程：輸出回路方程：直流通路直流通路5 在輸出特性曲線上畫(huà)出直線：在輸出特性曲線上畫(huà)出直線

19、： VCE=VCCICRC （直流負(fù)載線（直流負(fù)載線）VCC/RCVCC斜率斜率CR1IBQQICQVCEQ與曲線與曲線IBQ的交點(diǎn)即為的交點(diǎn)即為Q（ ICQ 、 VCEQ ）4 在輸入特性曲線上畫(huà)出直線：在輸入特性曲線上畫(huà)出直線： VBE=VCCIBRb 交點(diǎn)為交點(diǎn)為Q（IBQ ） 1、用圖解法分析動(dòng)態(tài)、用圖解法分析動(dòng)態(tài)由交流通路得純交流負(fù)載線：由交流通路得純交流負(fù)載線： 共射極放大電路共射極放大電路交流通路交流通路icvce+-vce= -ic (Rc /RL)交流負(fù)載線必過(guò)交流負(fù)載線必過(guò)Q點(diǎn)，同時(shí)斜率為點(diǎn)，同時(shí)斜率為 Rc/RL的倒數(shù)的倒數(shù)（1） 交流通路及交流負(fù)載線交流通路及交流負(fù)載線

20、斜率斜率 -1RcQVCEQICQIBQRcVCCVCCvCEiC斜率斜率 -1RcQVCEQICQIBQRcVCCVCCvCEiC斜率斜率 -1Rc斜率斜率1Rc/ RLQVCEQICQIBQRcVCCVCCvCEiC 過(guò)輸出特性曲線上的過(guò)輸出特性曲線上的Q點(diǎn)做點(diǎn)做一條斜率為一條斜率為- -1/R L 直線，該直線直線，該直線即為交流負(fù)載線。即為交流負(fù)載線。 RL= RLRc， 是是交流負(fù)載電阻。交流負(fù)載電阻。 交流負(fù)載線交流負(fù)載線是有交流輸入信號(hào)是有交流輸入信號(hào)時(shí)時(shí)Q點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。 （2） 輸入交流信號(hào)時(shí)的圖解分析輸入交流信號(hào)時(shí)的圖解分析 共射極放大電路共射極放大電路Q(chēng)IBQV

21、BEQvBE/ViB/uAttvBE/ViB/uAQQQIBQVBEQvBE/ViB/uAttvBE/ViB/uAQQQIBQVBEQvBE/ViB/uAttvBE/ViB/uA204060QICQVCEQvCE/ViC/mAvCE/ViC/mAtt交流負(fù)載線交流負(fù)載線QQQICQVCEQvCE/ViC/mAvCE/ViC/mAtt交流負(fù)載線交流負(fù)載線20uA40uA60uAQQQICQVCEQvCE/ViC/mAvCE/ViC/mAtt交流負(fù)載線交流負(fù)載線20uA40uA60uAQQQICQVCEQvCE/ViC/mAvCE/ViC/mAtt交流負(fù)載線交流負(fù)載線20uA40uA60uA通過(guò)圖

22、解分析，可得如下結(jié)論：通過(guò)圖解分析，可得如下結(jié)論： 1. 1. vo與與vi相位相反；相位相反； 2. 2. 可以測(cè)量出放大電路的電壓放大倍數(shù)；可以測(cè)量出放大電路的電壓放大倍數(shù)； 3. 3. 可以確定最大不失真輸出幅度可以確定最大不失真輸出幅度。2 2、靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)波形非線性失真的影響：、靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)波形非線性失真的影響：非線性失真非線性失真：由于由于BJTBJT存在非線性，使輸存在非線性，使輸 出信號(hào)產(chǎn)生的失真。出信號(hào)產(chǎn)生的失真。 截止失真截止失真-放大電路工作點(diǎn)達(dá)到了放大電路工作點(diǎn)達(dá)到了BJTBJT的的 截止區(qū)，截止區(qū)，而引起的非線性失真而引起的非線性失真。飽和失真飽和失真-放大電路的工作

23、點(diǎn)達(dá)到了放大電路的工作點(diǎn)達(dá)到了BJTBJT的的 飽和區(qū)，飽和區(qū)，而引起的非線性失真而引起的非線性失真。 QuCE/VttiB B/ AIBtiC C/mAICiB B/ AuBE/VtuBE/VUBEUCEiC C/mAuCE/VOOOOOOQicQ1Q2ibuiuoQ2uoUCEQuCE/VttiC C/mAICiC C/mAuCE/VOOOQ1注意：注意：對(duì)于對(duì)于PNPPNP管管，由于是負(fù)電源供電，失真的表現(xiàn)形，由于是負(fù)電源供電，失真的表現(xiàn)形 式，與式，與NPNNPN管管正好相反。正好相反。uiuotiB B/ AiB B/ AuBE/VtuBE/VUBEOOOQQuCE/VtiC C/m

24、AuCE/VOOUCE 把非線性元件晶體管所組成的放大電路等效為一把非線性元件晶體管所組成的放大電路等效為一個(gè)線性電路。即把非線性的晶體管線性化，等效為個(gè)線性電路。即把非線性的晶體管線性化，等效為一個(gè)線性元件。一個(gè)線性元件。 晶體管在小信號(hào)（微變量）情況下工作。因此，晶體管在小信號(hào)（微變量）情況下工作。因此，在靜態(tài)工作點(diǎn)附近小范圍內(nèi)的特性曲線可用直線近在靜態(tài)工作點(diǎn)附近小范圍內(nèi)的特性曲線可用直線近似代替。似代替。 利用放大電路的微變等效電路分析利用放大電路的微變等效電路分析計(jì)算計(jì)算放大電路放大電路電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)Au、輸入電阻、輸入電阻ri、輸出電阻、輸出電阻ro等。等。ibicicBC

25、Eib ib晶體三極管晶體三極管微變等效電路微變等效電路ube+ +- -uce+ +- -ube+ +- -uce+ +- -rbeBEC 晶體管的晶體管的B、E之之間可用間可用rbe等效代替。等效代替。 晶體管的晶體管的C、E之間可用之間可用一受控電流源一受控電流源ic= ib等效代替等效代替。)mA()mV(26)1()(200EbeIr RBRCuiuoRL+ + +- - -RSeS+ +- -ibicBCEiiibiceSrbe ibRBRCRLEBCui+ +- -uo+ +- -+ +- -RSiiiUiIbIcIoUbISEbebirIU LcoRIU beLrRAu LCL

26、/ RRR iu :UUAo 定義定義Lb RI beCrRAu iUiIbIcIoUbISE LcoRIU LCL/RRR io :UUAu 定義定義Lb RI rbeRBRCRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSiUiIbIcIoUbISEeIREEebebiRIrIU Ebbeb) 1 (RIrI EbeL) 1(RrRAu iii IUr 輸入電阻輸入電阻SESRiIiUirSESRiIiUiiIUri beB/rR 時(shí)，時(shí)，當(dāng)當(dāng)beBrR bRiBIIU iriUiibicIoUbISeBRIEebebiRIrIU Ebbeb)1 (RIrI Ebeib)1 (RrUI

27、EbeBi)1 (/RrRr beirr iUiIbIcIoUbISEeIBRIirtUSU ttoIUr輸出電阻：tUSEiUiIbIcItUbISEBRICoRIUrtt例例1：求求ro的步驟：的步驟：1) 斷開(kāi)斷開(kāi)RL，求開(kāi)路電壓，求開(kāi)路電壓2) 求短路電流求短路電流3) 求求R Ro oorbCOIRU bSII tI分析的一般步驟：分析的一般步驟： 1 放大電路的靜態(tài)分析，求放大電路的靜態(tài)分析，求Q(I IB 、 I IC （ I IE ） 、 V VCE )， 并求并求r rbe 2 畫(huà)放大電路的小信號(hào)等效電路畫(huà)放大電路的小信號(hào)等效電路3 用線性電路分析法，求解放大電路的動(dòng)態(tài)性能指

28、標(biāo)用線性電路分析法，求解放大電路的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)電壓放大倍數(shù)（電壓增益）：電壓放大倍數(shù)（電壓增益）： .i.o/=AUUv輸入電阻輸入電阻 R Ri輸出電阻輸出電阻 R Ro小結(jié)：3、 分析方法總結(jié)：分析方法總結(jié)： 圖解分析法圖解分析法、小信號(hào)模型法小信號(hào)模型法是放大電路二是放大電路二種基本分析方法。它們形式上獨(dú)立，但實(shí)質(zhì)上種基本分析方法。它們形式上獨(dú)立，但實(shí)質(zhì)上互相補(bǔ)充、互相聯(lián)系?；ハ嘌a(bǔ)充、互相聯(lián)系。圖解分析法特點(diǎn)：圖解分析法特點(diǎn)： 真實(shí)反映非線性、全面反映放大電路交直工作真實(shí)反映非線性、全面反映放大電路交直工作 情況。情況。小信號(hào)模型分析法特點(diǎn)：小信號(hào)模型分析法特點(diǎn)： 分析小信號(hào)工作情況，用

29、線性電路分析方法分析小信號(hào)工作情況，用線性電路分析方法求解求解R Ro、R Ri 、 。可分析復(fù)雜線路。可分析復(fù)雜線路。uA（1 1）用工程估算法求）用工程估算法求Q Q。（2 2）當(dāng)）當(dāng)v vi i較小時(shí)，或較小時(shí)，或BJTBJT工作在線性區(qū)時(shí)，工作在線性區(qū)時(shí)， 用小信號(hào)模型法分析電路動(dòng)態(tài)指標(biāo)。用小信號(hào)模型法分析電路動(dòng)態(tài)指標(biāo)。（3 3）當(dāng)）當(dāng)v vi i較大時(shí)，或較大時(shí)，或BJTBJT工作點(diǎn)到非線性區(qū)時(shí)，工作點(diǎn)到非線性區(qū)時(shí)， 用圖解分析法。用圖解分析法。 當(dāng)求電路的最大不失真輸出電壓范圍或當(dāng)求電路的最大不失真輸出電壓范圍或 需合理安排需合理安排Q Q時(shí)，也需用圖解分析法。時(shí)，也需用圖解分析法

30、。4 4、選用分析方法的一般原則：、選用分析方法的一般原則：3.2 3.2 共射極放大電路共射極放大電路 3.3 3.3 放大電路的分析方法放大電路的分析方法 3.4 3.4 放大電路工作點(diǎn)穩(wěn)定問(wèn)題放大電路工作點(diǎn)穩(wěn)定問(wèn)題 3.5 3.5 共集電極放大電路與共基極放大電路共集電極放大電路與共基極放大電路3.7 3.7 多級(jí)放大電路多級(jí)放大電路3.6 3.6 差分放大電路差分放大電路+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiE 在固定偏置放大電路中，在固定偏置放大電路中，當(dāng)溫度升高時(shí)，當(dāng)溫度升高時(shí)，UBE 、 、 ICBO 。 上式表明，當(dāng)上式表明，當(dāng)UCC和和 R

31、B一定時(shí)，一定時(shí)， IC與與 UBE、 以及以及 ICEO 有關(guān)有關(guān)，而這三個(gè)參數(shù)隨溫度而變化。，而這三個(gè)參數(shù)隨溫度而變化。CBOBBECCCEOBC)1( IRUUIII 溫度升高時(shí)，溫度升高時(shí)， IC將增加，使將增加，使Q點(diǎn)沿負(fù)載線上移。點(diǎn)沿負(fù)載線上移。iCuCEQQ 固定偏置電路的工作點(diǎn)固定偏置電路的工作點(diǎn)Q點(diǎn)是不穩(wěn)定的，為此需要點(diǎn)是不穩(wěn)定的，為此需要改進(jìn)偏置電路。當(dāng)溫度升高使改進(jìn)偏置電路。當(dāng)溫度升高使 IC 增加時(shí)，能夠自動(dòng)增加時(shí)，能夠自動(dòng)減少減少I(mǎi)B，從而抑制，從而抑制Q點(diǎn)的變化，保持點(diǎn)的變化，保持Q點(diǎn)基本穩(wěn)定。點(diǎn)基本穩(wěn)定。2468B2II 若若滿(mǎn)滿(mǎn)足足： 基極電位基本恒定，基極電位

32、基本恒定，不隨溫度變化。不隨溫度變化。2B2BRIV 2B1BCC21RRUII CC2B1B2BBURRRV VBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSeS+EBEBECRUVII BEBUV 若若滿(mǎn)滿(mǎn)足足：EBEBEBE RVRUVIIC VBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSeS+I2= (5 10) IB，VB= (5 10) UBE， RB1、RB2的阻值一般為十幾千歐到幾十千歐。的阻值一般為十幾千歐到幾十千歐。VEVBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSeS+CC2B1

33、B2BURRRVB EBEBECRUVII BIIC EECCCCCERIRIUU VBVERB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSeS+ 對(duì)交流：旁路電容對(duì)交流：旁路電容 CE 將將R 短路短路， R 不起不起作用作用， Au，ri，ro與固定偏置電路相同與固定偏置電路相同。如果去掉如果去掉CE ，Au，ri，ro ？RB1RCC1C2RB2CERERL+Uuiuo+RSeS+旁路電容旁路電容2B1BB/ RRR RB1RCC1C2RB2CERERL+UCCuiuo+RSeS+iUiIbIcIoUbISEeIBRIEbeL) 1(RrRAu beLrRAu

34、)1 (/EbeBiRRrr CRr obeB/ rRri CoRr 2B1BB/ RRR 在圖示放大電路中，已知在圖示放大電路中，已知UCC=12V, RC= 6k, RE1= 300， RE2= 2.7K， RB1= 60k， RB2= 20k RL= 6k ，晶體管，晶體管=50， UBE=0.6V, 試求試求: :(1) (1) 靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn) IB、IC 及及 UCE；(2) (2) 畫(huà)出微變等效電路；畫(huà)出微變等效電路；(3) (3) 輸入電阻輸入電阻ri、r0及及 Au。RB1RCC1C2RB2CERE1RL+UCCuiuo+RE2V312206020CC2B1B2BB UR

35、RRVmA8 . 036 . 03EBEBEC RUVII A16 500.8B IICV8 . 438 . 068 . 012)(1E1EECCCCCE RRIRIUURB1RCRB2RE1+UCCRE2+UCEIEIBICVB K6CoRrKr86. 18 . 02651200I26) 1(200Ebe K 15/2B1BB RRR其其中中)3 . 05186. 1/(15) 1(/1EbeBi RrRrK0 .816.17/15 1EL) 1(RrRAbeu 74. 83 . 05186. 16/650 iUiIbIcIoUbISEeIBRIBR 3.4.33.4.3基本射極放大電路與分

36、壓式射極偏置電路的比較基本射極放大電路與分壓式射極偏置電路的比較 共射極放大電路共射極放大電路靜態(tài)：靜態(tài)：bBECCBRVVI BCII cCCCCERIVV CCb2b1b2BVRRRV eBEBECRVVII )(eeCCCCERRIVV CBII 分壓式射極偏置電路分壓式射極偏置電路3.4.3基本射極放大電路基本射極放大電路與與分壓式射極偏置分壓式射極偏置電路的比較電路的比較 基本共射極放大電路基本共射極放大電路電壓增益：電壓增益：beLc)/(rRRAV ebeLcV)1()/(RrRRA RbviRcRLiVbIcIOVbI基本共射極放大電路基本共射極放大電路輸入電阻：輸入電阻：be

37、biii/rRIVR ebeb2b1i)1(/RrRRR 輸出電阻：輸出電阻：Ro = Rc coRR 3.2 3.2 共射極放大電路共射極放大電路 3.3 3.3 放大電路的分析方法放大電路的分析方法 3.4 3.4 放大電路工作點(diǎn)穩(wěn)定問(wèn)題放大電路工作點(diǎn)穩(wěn)定問(wèn)題 3.5 3.5 共集電極放大電路與共基極放大電路共集電極放大電路與共基極放大電路3.7 3.7 多級(jí)放大電路多級(jí)放大電路3.6 3.6 差分放大電路差分放大電路RB+UCCC1C2RRLui+uo+es+RSEBBECCB)1(RRUUI BE )1 (II EECCCERIUU +UCCRBR+UCE+UBEIIBICesRB+U

38、CCC1C2RERLui+uo+RSLEL/ RRR LeRIUo Lb1RI ）（ LebebiRIrIU Lbbeb)1 (RIrI LbbebLbu)1()1(RIrIRIA LbeL)1(1RrR ）（rbeRBRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSiUbIcIoUbISEeIREiBi/ rRr )1 (/LbeBiRrRr LbebLEebebbii)1 ()/(RrIRRIrIIUrLEL/ RRR irir rbeRBRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSiUbIcIoUbISEeIRE 1sbeoRrrSBS/ RRR RrRr 1/sbeEo) 1

39、( sbeERRr 通常：rbeRBRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSiUbIcIoUbISEeIRELbeLu) 1 () 1 (RrRA LbeBi) 1(/RrRr Rrr 1sbeo. 在圖示放大電路中，已知在圖示放大電路中，已知UCC=12V, RE= 2k, RB= 200k， RL= 2k ，晶體管，晶體管=60， UBE=0.6V, 信號(hào)源內(nèi)阻信號(hào)源內(nèi)阻RS= 100，試求試求: :(1) 靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn) IB、IE 及及 UCE； 畫(huà)出微變等效電路；畫(huà)出微變等效電路；(3) Au、ri 和和 r0 。esRB+UCCC1C2RERLui+uo+RSmA0

40、350260)(12006012) (1EBBECCB.RRUUI mA142 0.03560)(1 )(1BE.II V727142212EECCCE.RIUU +UCCRBR+UCE+UBEIIBIC3 .1760100940Sbeo Rrrk94. 014. 2266120026) (1200E Irbe 1)16(0.94/200 ) 1 (/LbeBi RrRrk741. LbeLu) 1()(1RrRA 98. 0 2/26194. 02/261rbeRBRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSiUbIcIoUbISEeIRE3.5.3 3.5.3 三種組態(tài)的比較三種組態(tài)

41、的比較 P148P148電壓增益：電壓增益：beLc)/(rRR 輸入電阻：輸入電阻：beb/rR輸出電阻：輸出電阻：cR)/)(1()/()1(LebeLeRRrRR )/)(1(/LebebRRrR 1)/(/bebserRRRbeLc)/(rRR 1/beerRcR3.2 3.2 共射極放大電路共射極放大電路 3.3 3.3 放大電路的分析方法放大電路的分析方法 3.4 3.4 放大電路工作點(diǎn)穩(wěn)定問(wèn)題放大電路工作點(diǎn)穩(wěn)定問(wèn)題 3.5 3.5 共集電極放大電路與共基極放大電路共集電極放大電路與共基極放大電路3.7 3.7 多級(jí)放大電路多級(jí)放大電路3.6 3.6 差分放大電路差分放大電路零點(diǎn)漂

42、移：零點(diǎn)漂移：指輸入信號(hào)電壓為零時(shí)，輸出電指輸入信號(hào)電壓為零時(shí)，輸出電 壓發(fā)生緩慢變化的現(xiàn)象。壓發(fā)生緩慢變化的現(xiàn)象。uot0產(chǎn)生的原因產(chǎn)生的原因：晶體管參數(shù)隨溫度變化、電源電壓晶體管參數(shù)隨溫度變化、電源電壓 波動(dòng)、電路元件參數(shù)的變化。波動(dòng)、電路元件參數(shù)的變化。 電路結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)，在理想的情況下，兩管的特性及對(duì)電路結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)，在理想的情況下，兩管的特性及對(duì)應(yīng)電阻元件的參數(shù)值都相等。應(yīng)電阻元件的參數(shù)值都相等。 +UCCuoui1RCRB2T1RB1RCui2RB2RB1+T2兩個(gè)輸入、兩個(gè)輸入、兩個(gè)輸出兩個(gè)輸出兩管兩管靜態(tài)工靜態(tài)工作點(diǎn)相同作點(diǎn)相同uo= VC1 VC2 = 0uo= (VC1 + VC1

43、 ) (VC2 + VC2 ) = 0靜態(tài)時(shí)，靜態(tài)時(shí)，ui1 = ui2 = 0當(dāng)溫度升高時(shí)當(dāng)溫度升高時(shí)ICVC （兩管變化量相等）（兩管變化量相等）+UCCuoui1RCRB2T1RB1RCui2RB2RB1+T2+UCCuoui1RCRB2T1RB1RCui2RB2RB1+T2共模信號(hào)共模信號(hào) 需要抑制需要抑制 差動(dòng)電路抑制共模信號(hào)能力的大小，反映了它差動(dòng)電路抑制共模信號(hào)能力的大小，反映了它對(duì)零點(diǎn)漂移的抑制水平。對(duì)零點(diǎn)漂移的抑制水平。+UCCuoui1RCRB2T1RB1RCui2RB2RB1+T2差模信號(hào)差模信號(hào) 是有用信號(hào)是有用信號(hào)兩管集電極電位一減一增，呈等量異向變化，兩管集電極電位

44、一減一增，呈等量異向變化，uo= (VC1 VC1 )(VC2 + VC ) =2 VC1 即即例例1: ui1 = 10 mV, ui2 = 6 mV ui2 = 8 mV 2 mV 例例2: ui1 =20 mV, ui2 = 16 mV 可分解成可分解成: : ui1 = 18 mV + 2 mV ui2 = 18 mV 2 mV 可分解成可分解成: : ui1 = 8 mV + 2 mV 這種輸入常作為比較放大來(lái)應(yīng)用，在自動(dòng)控制這種輸入常作為比較放大來(lái)應(yīng)用，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中是常見(jiàn)的。系統(tǒng)中是常見(jiàn)的。 若電路完全對(duì)稱(chēng)，理想情況下共模放大倍數(shù)若電路完全對(duì)稱(chēng)，理想情況下共模放大倍數(shù) Ac =

45、 0 輸出電壓輸出電壓 若電路不完全對(duì)稱(chēng)，則若電路不完全對(duì)稱(chēng)，則 Ac 0，實(shí)際輸出電壓實(shí)際輸出電壓 即共模信號(hào)對(duì)輸出有影響即共模信號(hào)對(duì)輸出有影響 。（Common Mode Rejection Ratio)CdCMRRAAK ) (lg20(dB)CdCMRR分貝AAK 3.2 3.2 共射極放大電路共射極放大電路 3.3 3.3 放大電路的分析方法放大電路的分析方法 3.4 3.4 放大電路工作點(diǎn)穩(wěn)定問(wèn)題放大電路工作點(diǎn)穩(wěn)定問(wèn)題 3.5 3.5 共集電極放大電路與共基極放大電路共集電極放大電路與共基極放大電路3.7 3.7 多級(jí)放大電路多級(jí)放大電路3.6 3.6 差分放大電路差分放大電路為獲

46、得足夠大的放大倍數(shù)，為獲得足夠大的放大倍數(shù)，將若干單級(jí)放大器按一定方式串接，將若干單級(jí)放大器按一定方式串接，組成多級(jí)放大器組成多級(jí)放大器第一級(jí)第一級(jí)第二級(jí)第二級(jí)第第n-1級(jí)級(jí)第第n級(jí)級(jí)輸入輸入輸出輸出耦合耦合級(jí)級(jí)3.7.1 3.7.1 多級(jí)放大器概念多級(jí)放大器概念直接耦合：直接耦合： 將放大電路的前級(jí)輸出端直接將放大電路的前級(jí)輸出端直接接至后級(jí)輸入端。接至后級(jí)輸入端。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：各級(jí)各級(jí)Q Q互相影響，設(shè)計(jì)互相影響，設(shè)計(jì) 調(diào)試不便，有嚴(yán)重漂移問(wèn)題。調(diào)試不便，有嚴(yán)重漂移問(wèn)題。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：可放大低頻甚至直流信號(hào)，可放大低頻甚至直流信號(hào)， 利于集成利于集成。應(yīng)用：應(yīng)用：交直流集成放大器交直流集成放大

47、器。3.7.2 3.7.2 耦合方式：級(jí)與級(jí)之間的連接方式耦合方式：級(jí)與級(jí)之間的連接方式(1)(1)直接耦合直接耦合 (2)(2)阻容耦合阻容耦合 (3)(3)變壓器耦合變壓器耦合 將放大電路的前級(jí)輸出端將放大電路的前級(jí)輸出端通過(guò)通過(guò)電容電容接至后級(jí)輸入端。接至后級(jí)輸入端。耦合電容耦合電容缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：只能傳輸交流信號(hào)，只能傳輸交流信號(hào)， 漂移信號(hào)和低頻信漂移信號(hào)和低頻信 號(hào)不能通過(guò)，不利號(hào)不能通過(guò)，不利 于集成。于集成。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：各級(jí)各級(jí)Q Q獨(dú)立，設(shè)計(jì)、獨(dú)立，設(shè)計(jì)、 調(diào)試方便，體積調(diào)試方便，體積 小、成本低。小、成本低。應(yīng)用：應(yīng)用：交流放大器交流放大器。阻容耦合：阻容耦合：變壓器耦合變壓

48、器耦合放大電路的前級(jí)放大電路的前級(jí)輸出端通過(guò)輸出端通過(guò)變壓器變壓器接至后級(jí)輸入端或接至后級(jí)輸入端或負(fù)載上。負(fù)載上。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：各級(jí)各級(jí)Q Q獨(dú)立，獨(dú)立，設(shè)計(jì)、調(diào)試方便，能實(shí)現(xiàn)阻抗變換。設(shè)計(jì)、調(diào)試方便，能實(shí)現(xiàn)阻抗變換。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：低頻特性差，不能放大緩變信號(hào)，笨重，低頻特性差，不能放大緩變信號(hào)，笨重， 不利于集成不利于集成。 應(yīng)用：應(yīng)用：分立器件功率放大電路。分立器件功率放大電路。變壓器變壓器變壓器變壓器iovvvA )1(00010201 nivvvvvv一、靜態(tài)分析：（以阻容耦合為例）一、靜態(tài)分析：（以阻容耦合為例）各級(jí)各級(jí)Q Q單獨(dú)求解（方法同前）單獨(dú)求解（方法同前）二、動(dòng)態(tài)分析：二、動(dòng)態(tài)

49、分析： 一個(gè)一個(gè)n n級(jí)多級(jí)放大電路的交流等效電路：級(jí)多級(jí)放大電路的交流等效電路：)1( jiLjRRvjA注意注意R Ri =R=Ri1R Ro =R=RonvnvvAAA 21*3.1.1測(cè)得某放大電路中BJT的三個(gè)電極A、B、C的對(duì)地電位分別為VA= 9V，VB= 6V，VC= 6.2V，試分析A、B、C中哪個(gè)是基極b、發(fā)射極e、集電極c，并說(shuō)明此BJT是NPN管還是PNP管。3.1.2某放大電路中三極管三個(gè)電極的電流如圖SK_01所示。已測(cè)出IA=1.5mA，IB=0.03mA，IC= 1.53mA，試分析A、B、C中哪個(gè)是基極、發(fā)射極？該管的為多大？3.1.3有兩個(gè)BJT，其中一個(gè)管

50、子的=150，ICED=200A，另一個(gè)管子的=50，ICED=10A，其他參數(shù)一樣，你選擇哪個(gè)管子？為什么？*3.1.4某BJT的極限參數(shù)ICM=100mA，PCM=150mW，V(BR)CEO=30V，若它的工作電壓VCE=10V，則Ic不得超過(guò)多大？若工作電流Ic=1mA，則工作電壓的極限值應(yīng)為多少？*3.2.1試分析圖LX_01所示各電路對(duì)正弦交流信號(hào)有無(wú)放大作用，并簡(jiǎn)述理由（設(shè)各電容的容抗可忽略）。*3.2.1試分析圖LX_01所示各電路對(duì)正弦交流信號(hào)有無(wú)放大作用，并簡(jiǎn)述理由（設(shè)各電容的容抗可忽略）。*3. 2. 2.電路如圖LX_02所示，設(shè)BJT的=80，VBE=0.6V，ICE

51、D、VCES可忽略不計(jì)，試分析當(dāng)開(kāi)頭S分別接通A、B、 C三個(gè)位置時(shí)，BJT各工作在其輸出特性曲線的哪個(gè)區(qū)域，并求出相應(yīng)的集電極電流Ic。C*3.3.1BJT的輸出特性如圖LX_01所示。求該器件的值*3.3. 2 測(cè)量某硅BJT各電極對(duì)地的電壓值如下，試判別管子工作在什么區(qū)域？ （a）VC=6V VB=0.7V VE=0V （b）VC=6V VB=2V VE=1.3V （c）VC=6V VB=6V VE=5.4V （d）VC=6V VB=4V VE=3.6V（e）VC=3.6V VB=4V VE=3.4V3.3.5圖中畫(huà)出了某固定偏流放大電路中BJT的輸出特性及交、直流負(fù)載線，試求：（1）電源電壓VCC，靜態(tài)電流IB、IC和管壓降VCE的值；（2）電阻Rb、Rc的值；（3）輸出電壓的最大不失真幅度；（4）要使該電路能不失真地放大，基極正弦電流的最大幅值是多少？*3.4.1試畫(huà)出圖LT_01(a)，(b)，(c)，(d)各放大電路的H參數(shù)小信號(hào)等效電路。 *3.4.1試畫(huà)出圖LT_01(a)，(b)，(c)，(d)各放大電路的H參數(shù)小信號(hào)等效電路。 3.4.2單管放大電路如圖LX_01所示，已知BJT的電流放大系數(shù)=50。 （1）估算Q點(diǎn)；（2）畫(huà)出簡(jiǎn)化H參數(shù)小信號(hào)等效電路；（3）估算BJT的輸入電阻rbe；（4）如輸出端接入4K 的電阻負(fù)載，計(jì)