章晶體管及其放大電路ppt課件

1、模 擬 電 子 技 術2.1 晶體管晶體管2.2 放大的概念及放大電路的性能指標放大的概念及放大電路的性能指標2.3 共發(fā)射極放大電路的組成及工作原理共發(fā)射極放大電路的組成及工作原理2.4 放大電路的圖解分析放大電路的圖解分析法法2.5 放大電路的微變等效電路分析法放大電路的微變等效電路分析法2.6 分壓式穩(wěn)定靜態(tài)工作點電路分壓式穩(wěn)定靜態(tài)工作點電路2.7 共集電極放大電共集電極放大電路路2.8 2.8 共基極放大電路共基極放大電路2.9 2.9 組合單元放大電路組合單元放大電路小結小結第第2章章 晶體管及其基本放大電路晶體管及其基本放大電路模 擬 電 子 技 術2.1.1 晶體三極管晶體三極管

2、2.1.2 晶體三極管的特性曲線晶體三極管的特性曲線2.1.3 晶體三極管的主要參數(shù)晶體三極管的主要參數(shù)模 擬 電 子 技 術( (Semiconductor Transistor) )2.1.1 晶體三極管晶體三極管一、結構、符號和分類一、結構、符號和分類NNP發(fā)射極發(fā)射極 E基極基極 B集電極集電極 C發(fā)射結發(fā)射結集電結集電結 基區(qū)基區(qū) 發(fā)射區(qū)發(fā)射區(qū) 集電區(qū)集電區(qū)emitterbasecollectorNPN 型型PPNEBCPNP 型型ECBECB模 擬 電 子 技 術分類分類：按材料分：按材料分： 硅管、鍺管硅管、鍺管按功率分：按功率分： 小功率管小功率管 1 W中功率管中功率管 0.

3、5 1 W模 擬 電 子 技 術 為了實現(xiàn)控制和放大作用，具有決定意義的一點是晶為了實現(xiàn)控制和放大作用，具有決定意義的一點是晶體管的三個區(qū)在結構尺寸和摻雜濃度上有很大的不同。體管的三個區(qū)在結構尺寸和摻雜濃度上有很大的不同。1、基區(qū)很薄，厚度一般只有、基區(qū)很薄，厚度一般只有1幾幾um，摻雜濃度最低；，摻雜濃度最低；2、另外兩個摻雜區(qū)，雖然類型相同，但其中發(fā)射區(qū)的摻雜濃度遠大、另外兩個摻雜區(qū)，雖然類型相同，但其中發(fā)射區(qū)的摻雜濃度遠大于集電區(qū)。于集電區(qū)。NNP發(fā)射極發(fā)射極 E基極基極 B集電極集電極 C發(fā)射結發(fā)射結集電結集電結 基區(qū)基區(qū) 發(fā)射區(qū)發(fā)射區(qū) 集電區(qū)集電區(qū)二、電流放大原理二、電流放大原理模

4、擬 電 子 技 術雙極型晶體管中的電流控制作用雙極型晶體管中的電流控制作用 以以NPN型晶體管為例。型晶體管為例。1、兩個、兩個PN結均無外加電壓結均無外加電壓 兩個兩個PN結的載流子運動處于動態(tài)平衡狀態(tài)，凈電流結的載流子運動處于動態(tài)平衡狀態(tài)，凈電流為零。為零。圖圖2-2 兩個兩個PN結均無外加電壓結均無外加電壓模 擬 電 子 技 術2 2、發(fā)射結加正向電壓，集電結加反向電壓、發(fā)射結加正向電壓，集電結加反向電壓先看發(fā)射結的情況先看發(fā)射結的情況模 擬 電 子 技 術模 擬 電 子 技 術 結論：由結論：由e區(qū)發(fā)射出的電子數(shù)（對應于區(qū)發(fā)射出的電子數(shù)（對應于IE）中，只有）中，只有極少部分有機會在極

5、少部分有機會在b區(qū)與空穴復合（對應于區(qū)與空穴復合（對應于IBN），而其），而其中絕大部分的電子將被反向偏置的集電結的電場吸引中絕大部分的電子將被反向偏置的集電結的電場吸引（或收集）而到達集電區(qū)（對應于（或收集）而到達集電區(qū)（對應于ICN）。這三者之間的）。這三者之間的關系為：關系為：CNBNEIII3、電流控制作用及其實現(xiàn)條件、電流控制作用及其實現(xiàn)條件 在一個結構尺寸和摻雜濃度已定的晶體管中，在正常工作條件下，在一個結構尺寸和摻雜濃度已定的晶體管中，在正常工作條件下，最終被最終被c區(qū)收集的電子數(shù)和在區(qū)收集的電子數(shù)和在e區(qū)發(fā)射的總電子數(shù)中所占的比例是一定區(qū)發(fā)射的總電子數(shù)中所占的比例是一定的。用的

6、。用 表示這個比例。表示這個比例。ECNII或或ECNII因此有：因此有：定義：定義：ECNEBNIIII)1 (1BNCNII1模 擬 電 子 技 術討論：討論：1） 總是小于總是小于1，但由于晶體管結構上的保證，但由于晶體管結構上的保證， 又非常接近于又非常接近于 1，一般可達，一般可達0.950.995；2）與）與 對應的對應的 值為值為19199，換言之，換言之，ICN比比IBN大很多倍。大很多倍。結論：由于電流之間存在一定的比例關系，因結論：由于電流之間存在一定的比例關系，因此，可實現(xiàn)電流的控制和放大作用，改變此，可實現(xiàn)電流的控制和放大作用，改變IE可可以改變以改變ICN，只要稍稍改

7、變，只要稍稍改變IBN，就可以使，就可以使ICN有有很大的變化。很大的變化。模 擬 電 子 技 術4、晶體管各級電流之間的基本關系式、晶體管各級電流之間的基本關系式 除了除了IBN、IE、ICN外，在外，在c結反向電壓作用下，結反向電壓作用下，b區(qū)的區(qū)的少子電子和少子電子和C區(qū)的少子空穴還會形成漂移電流，叫做區(qū)的少子空穴還會形成漂移電流，叫做“集集電極反向飽和電流電極反向飽和電流”，ICBO表示。表示。模 擬 電 子 技 術這樣就有：這樣就有：CBOCNCII）I宏觀的值(CBOBNBII）I宏觀的值(CBCBOBCBOCBNCNEIIIIIIIII)()(集電極電流為：集電極電流為：基極電流

8、為：基極電流為：發(fā)射極電流為：發(fā)射極電流為：當管子制成后，發(fā)射區(qū)載流子濃度、基區(qū)寬度、集當管子制成后，發(fā)射區(qū)載流子濃度、基區(qū)寬度、集電結面積等確定，故電流的比例關系確定，即：電結面積等確定，故電流的比例關系確定，即：BNCNII CEOBCBOBC)1(IIIII 穿透電流穿透電流CBOBCBOCIIII 模 擬 電 子 技 術IE = IC + IBCEOBCIII BCEIII BC II BE )1(II CEOBE )1(III 溫度不太高時，溫度不太高時，可簡化為可簡化為模 擬 電 子 技 術上述結果是必然的，滿足基爾霍夫定律。上述結果是必然的，滿足基爾霍夫定律。對對NPN型管，電流

9、方向是：型管，電流方向是：IC和和IB分別流入分別流入c極和極和b極，而極，而IE流出流出e極。極。如下圖所示。如下圖所示。箭頭表示發(fā)射結正偏時的電流箭頭表示發(fā)射結正偏時的電流方向，從箭頭可知，方向，從箭頭可知，b區(qū)是區(qū)是P型型半導體，半導體，e區(qū)是區(qū)是N型半導體。型半導體。對對PNP型管，電流方向是：型管，電流方向是：IC和和IB分別流出分別流出c極和極和b極，而極，而IE流進流進e極。極。如圖所示。如圖所示。模 擬 電 子 技 術實現(xiàn)電流控制和放大作用的條件：實現(xiàn)電流控制和放大作用的條件：1.“內因內因”：三個濃度不同的摻雜區(qū)；：三個濃度不同的摻雜區(qū)；2.“外因外因”：外加直流電源的極性必

10、須保證：外加直流電源的極性必須保證： 1）發(fā)射結（）發(fā)射結（ e 結）正偏。結）正偏。 對對NPN型管，型管，UBE0，使，使e區(qū)向區(qū)向b區(qū)注入大量多子電子。區(qū)注入大量多子電子。 對對PNP型管，型管，UBE0，使，使e區(qū)向區(qū)向b區(qū)注入大量多子空穴。區(qū)注入大量多子空穴。 2）集電結）集電結 （c結）反偏。對結）反偏。對NPN型管，型管，UBC00和和U UCECE0.7V0 0 發(fā)射結要正偏發(fā)射結要正偏又又U UBCBC=U=UBEBE-U-UCECE，U UBEBE0.7V0.7V， U UBCBC 0 0 即集電結也要正偏。即集電結也要正偏。飽和區(qū)的特點：飽和區(qū)的特點：A A、U UCEC

11、E小，晶體管小，晶體管C C、E E之間的電壓叫飽和壓降，記為之間的電壓叫飽和壓降，記為UcesUces，對，對于小功率管約為于小功率管約為0.3V0.3V，對于大功率管常達，對于大功率管常達1V1V。B B、I IC C與與U UCECE有很大的關系。有很大的關系。解釋如下：解釋如下： U UBCBC=U=UBEBEU UCECEUUCECE 小，小，U UCBCB大，大，c c結正向偏置程度大，結正向偏置程度大，c c結吸引來自結吸引來自e e區(qū)多子區(qū)多子的能力小，的能力小，I IC C??；??；U UCECE 大，大，U UCBCB小，小， c c結正向偏置程度小，結正向偏置程度小，c c

12、結吸引來自結吸引來自e e區(qū)多子的能力大，區(qū)多子的能力大，I IC C 大。即大。即U UCECE大，大，I IC C大。大。C C、各輸出特性曲線的起始部分比較密集。、各輸出特性曲線的起始部分比較密集。模 擬 電 子 技 術iC / mAuCE /V50 A40 A30 A20 A10 AIB = 0O 2 4 6 8 43212. 放大區(qū)：放大區(qū)：CEOBCIII 放大區(qū)放大區(qū)截止區(qū)截止區(qū)條件：條件： 發(fā)射結正偏發(fā)射結正偏 集電結反偏集電結反偏特點：特點： 水平、等間隔水平、等間隔ICEO模 擬 電 子 技 術放大區(qū)有以下三個特點：放大區(qū)有以下三個特點： (1)(1)基極電流基極電流i i

13、B B對集電極電流對集電極電流i iC C有很強的控制作用，即有很強的控制作用，即i iB B有很小有很小的變化量的變化量 I IB B時，時， i iC C就會有很大的變化量就會有很大的變化量 I IC C。為此，用共發(fā)。為此，用共發(fā)射極交流電流放大系數(shù)射極交流電流放大系數(shù) 來表示這種控制能力。來表示這種控制能力。 定義為定義為常數(shù)EuBCII 反映在特性曲線上，為兩條不同反映在特性曲線上，為兩條不同I IB B曲線的間隔曲線的間隔。 (2) U(2) UCECE變化對變化對I IC C的影響很小。由于基區(qū)寬度調制效應，每條曲線也不的影響很小。由于基區(qū)寬度調制效應，每條曲線也不 是完全水平，

14、而是隨是完全水平，而是隨U UCECE的增大向上傾斜的。的增大向上傾斜的。（3 3）I IB B=0=0的曲線相當于的曲線相當于b b極斷開，即極斷開，即I IC C=I=ICEOCEO的情況，從這條特性曲線的情況，從這條特性曲線 可以估計穿透電流可以估計穿透電流I ICEOCEO的大小。的大小。模 擬 電 子 技 術模 擬 電 子 技 術三、溫度對特性曲線的影響三、溫度對特性曲線的影響1. 溫度升高，輸入特性曲線溫度升高，輸入特性曲線向左移。向左移。溫度每升高溫度每升高 1 C，UBE (2 2.5) mV。溫度每升高溫度每升高 10 C，ICBO 約增大約增大 1 倍。倍。BEuBiOT2

15、 T1模 擬 電 子 技 術2. 溫度升高，輸出特性曲線溫度升高，輸出特性曲線向上移。向上移。iCuCE T1iB = 0T2 iB = 0iB = 0溫度每升高溫度每升高 1 C， (0.5 1)%。輸出特性曲線間距增大。輸出特性曲線間距增大。O模 擬 電 子 技 術2.1.6 晶體三極管的主要參數(shù)晶體三極管的主要參數(shù)一、電流放大系數(shù)一、電流放大系數(shù)1. 共發(fā)射極電流放大系數(shù)共發(fā)射極電流放大系數(shù)iC / mAuCE /V50 A40 A30 A20 A10 AIB = 0O 2 4 6 8 4321 直流電流放大系數(shù)直流電流放大系數(shù)BCCBOBCBOCBNCNIIIIIIII 交流電流放大系

16、數(shù)交流電流放大系數(shù) BiiC一般為幾十一般為幾十 幾百幾百Q82A1030A1045. 263 80108 . 0A1010A10)65. 145. 2(63 模 擬 電 子 技 術iC / mAuCE /V50 A40 A30 A20 A10 AIB = 0O 2 4 6 8 43212. 共基極電流放大系數(shù)共基極電流放大系數(shù)11BCCECIIIII 1 一般在一般在 0.98 以上。以上。 Q988. 018080 二、極間反向飽和電流二、極間反向飽和電流CB 極極間反向飽和電流間反向飽和電流 ICBO，CE 極極間反向飽和電流間反向飽和電流 ICEO。模 擬 電 子 技 術三、極限參數(shù)三

17、、極限參數(shù)1. ICM 集電極最大允許電流，超過時集電極最大允許電流，超過時 值明顯降低。值明顯降低。2. PCM 集電極最大允許功率損耗集電極最大允許功率損耗PC = iC uCE。iCICMU(BR)CEOuCEPCMOICEO安安全全 工工 作作 區(qū)區(qū)模 擬 電 子 技 術U( (BR) )CBO 發(fā)射極開路時發(fā)射極開路時 C、B 極極間反向擊穿電壓。間反向擊穿電壓。3. U( (BR) )CEO 基極開路時基極開路時 C、E 極極間反向擊穿電壓。間反向擊穿電壓。U( (BR) )EBO 集電極極開路時集電極極開路時 E、B 極極間反向擊穿電壓。間反向擊穿電壓。U( (BR) )CBO

18、U( (BR) )CEO U( (BR) )EBO ( (P34 2.1.7) )已知已知:ICM = 20 mA, PCM = 100 mW，U(BR)CEO = 20 V，當當 UCE = 10 V 時，時，IC mA當當 UCE = 1 V，則，則 IC mA當當 IC = 2 mA，則，則 UCE Ibm 。模 擬 電 子 技 術2.“Q”過高引起飽和失真過高引起飽和失真ICS集電極臨界集電極臨界飽和電流飽和電流NPN 管：管：底部底部失真為飽和失真。失真為飽和失真。PNP 管：管：頂部頂部失真為飽和失真。失真為飽和失真。IBS 基極臨界飽和電流。基極臨界飽和電流。不發(fā)生飽和失真的條件

19、：不發(fā)生飽和失真的條件： IBQ + I bm IBSuCEiCt OOiCO tuCEQV CC模 擬 電 子 技 術2.4.5 最大輸出電壓幅度最大輸出電壓幅度LR放大電路在電路參數(shù)確定的條件下，輸出端不發(fā)生飽和失真放大電路在電路參數(shù)確定的條件下，輸出端不發(fā)生飽和失真和截止失真的最大輸出信號電壓的幅值稱為最大不失真輸出和截止失真的最大輸出信號電壓的幅值稱為最大不失真輸出電壓幅值電壓幅值(Uom)M模 擬 電 子 技 術放大器最大不失真輸出電壓的峰值放大器最大不失真輸出電壓的峰值(Uom)M為為UF、UR所確定所確定的數(shù)值中較小的一個的數(shù)值中較小的一個(1) 受截止失真限制最大不失真輸出電壓

20、受截止失真限制最大不失真輸出電壓UF的幅度的幅度,LCQFRIU(2) 受飽和失真限制最大不失真輸出電壓受飽和失真限制最大不失真輸出電壓UR的幅度的幅度CESCEQRUUU(Uom)M = minUR,UF模 擬 電 子 技 術 式中，式中，UCES表示晶體管的臨界飽和壓降，一般取為表示晶體管的臨界飽和壓降，一般取為1V。比較以上二式所確定的數(shù)值，其中比較以上二式所確定的數(shù)值，其中較小的即為放大器最大不較小的即為放大器最大不失真輸出電壓的幅度，失真輸出電壓的幅度，而輸出動態(tài)范圍而輸出動態(tài)范圍Uopp則為該幅度的兩倍，則為該幅度的兩倍，即即 Uopp=2Uom 顯然，為了充分利用晶體管的放大區(qū)，

21、使輸出動態(tài)范圍顯然，為了充分利用晶體管的放大區(qū)，使輸出動態(tài)范圍最大，直流工作點應選在交流負載線的中點處。最大，直流工作點應選在交流負載線的中點處。 總之，在放大電路中對交流信號進行不失真的放大，靜總之，在放大電路中對交流信號進行不失真的放大，靜態(tài)工作點的選擇具有極其重要的意義。當然，靜態(tài)工作點位態(tài)工作點的選擇具有極其重要的意義。當然，靜態(tài)工作點位置的選擇還要考慮到交流輸入信號的大小。置的選擇還要考慮到交流輸入信號的大小。如果交流信號幅如果交流信號幅度大，度大，Q點應選得高些。若幅度小，則點應選得高些。若幅度小，則Q可選得低一些，以減可選得低一些，以減小管子在靜態(tài)時的功率損耗，小管子在靜態(tài)時的功

22、率損耗，這些都應以交流輸出信號的波這些都應以交流輸出信號的波形不出現(xiàn)失真為準。形不出現(xiàn)失真為準。 講講P60-61例例2-6 2-7模 擬 電 子 技 術圖解法的優(yōu)缺點及圖解法的適用范圍圖解法的優(yōu)缺點及圖解法的適用范圍優(yōu)點：優(yōu)點：全面而真實的反映的晶體管的非線性，在分析晶體管放大電全面而真實的反映的晶體管的非線性，在分析晶體管放大電路時直觀、形象地研究靜態(tài)和動態(tài)工作情況，從而正確地選擇靜路時直觀、形象地研究靜態(tài)和動態(tài)工作情況，從而正確地選擇靜態(tài)工作點的位置；畫出電路中電流和電壓的交流分量波形，分析態(tài)工作點的位置；畫出電路中電流和電壓的交流分量波形，分析非線性失真程度，計算電壓放大倍數(shù)。非線性失

23、真程度，計算電壓放大倍數(shù)。缺點：缺點：1）晶體管的特性曲線廠家一般并不提供，需實測，這必然要費時）晶體管的特性曲線廠家一般并不提供，需實測，這必然要費時間；間；2）做圖容易引起較大的誤差；）做圖容易引起較大的誤差；3）只適合于頻率較低或直流量的情況；）只適合于頻率較低或直流量的情況；4）放大電路帶有反饋時，用圖解法分析是不方便的，另外也不能）放大電路帶有反饋時，用圖解法分析是不方便的，另外也不能求求Ri、Ro。圖解法適合于輸入信號幅值較大、頻率較低以及不帶反饋的場合圖解法適合于輸入信號幅值較大、頻率較低以及不帶反饋的場合。下一節(jié)將要討論更為簡便有效的分析方法，微變等效電路分析法。下一節(jié)將要討論

24、更為簡便有效的分析方法，微變等效電路分析法。模 擬 電 子 技 術微變等效電路微變等效電路 分析法分析法2.5.3 H參數(shù)小信號模型參數(shù)小信號模型2.5.2 H參數(shù)的引出參數(shù)的引出2.5.1引引 言言模 擬 電 子 技 術一一 建立小信號模型的意義建立小信號模型的意義 由于三極管是非線性器件，這樣就使得放大由于三極管是非線性器件，這樣就使得放大電路的分析非常困難。建立小信號模型，就是在電路的分析非常困難。建立小信號模型，就是在一定的條件下（工作點附近）將非線性器件做線一定的條件下（工作點附近）將非線性器件做線性化處理，從而簡化放大電路的分析和設計。性化處理，從而簡化放大電路的分析和設計。 指導

25、思想指導思想：在一個很小的范圍內，可認為晶：在一個很小的范圍內，可認為晶體管的電壓電流變化量之間的關系是線性的，這體管的電壓電流變化量之間的關系是線性的，這樣就要給晶體管建立一個小信號的線性模型，以樣就要給晶體管建立一個小信號的線性模型，以把晶體管近似為一個等效的線性電路來分析。把晶體管近似為一個等效的線性電路來分析。2.5.1 引引 言言模 擬 電 子 技 術 當放大電路的輸入信號電壓很小時，就可以把三當放大電路的輸入信號電壓很小時，就可以把三極管小范圍內的特性曲線近似地用直線來代替，從而極管小范圍內的特性曲線近似地用直線來代替，從而可以把三極管這個非線性器件所組成的電路當作線性可以把三極管

26、這個非線性器件所組成的電路當作線性電路來處理。電路來處理。二二 建立小信號模型的思路建立小信號模型的思路模 擬 電 子 技 術 對于圖所示的共發(fā)射極晶體管，在低頻工作條件下，對于圖所示的共發(fā)射極晶體管，在低頻工作條件下，當把它看成一個雙端口網(wǎng)絡時，若取當把它看成一個雙端口網(wǎng)絡時，若取iB和和uCE為自變量，為自變量，則有：則有：uBE=f(iB，uCE)iC=g(iB ，uCE)2.5.2 H2.5.2 H參數(shù)的引出參數(shù)的引出雙口雙口網(wǎng)絡網(wǎng)絡I1U2U1I2模 擬 電 子 技 術在小信號情況下，對上兩式取全微分得在小信號情況下，對上兩式取全微分得CECEBEBBBEBEBCEduuudiiud

27、uIu對于對于BJT雙口網(wǎng)絡，我雙口網(wǎng)絡，我們已經(jīng)知道輸入輸出特們已經(jīng)知道輸入輸出特性曲線如圖：性曲線如圖：uBE=f(iB，uCE)iC=g(iB ，uCE)CECECBBCBCEduuidiiidiIuc一一.求變化量之間的關系求變化量之間的關系模 擬 電 子 技 術當輸入為微小的正弦量時，以上兩式可寫為當輸入為微小的正弦量時，以上兩式可寫為(237a)(237b)式中：式中： (238a) (238b) (238c) (238d)ube= hieib+ hreuceic= hfeib+ hoeuce模 擬 電 子 技 術CEBBE11e uiuh輸出端交流短路時的輸入電阻；輸出端交流短路

28、時的輸入電阻；2.H2.H參數(shù)的含義和求法參數(shù)的含義和求法模 擬 電 子 技 術輸入端電流恒定（交流開路）的反向電輸入端電流恒定（交流開路）的反向電壓傳輸比壓傳輸比BCEBE12e Iuuh模 擬 電 子 技 術輸出端交流短路時的正向電流傳輸比或電輸出端交流短路時的正向電流傳輸比或電流放大系數(shù)；流放大系數(shù)；CEBC21e uiih模 擬 電 子 技 術輸入端電流恒定（交流開路）時的輸出電導。輸入端電流恒定（交流開路）時的輸出電導。BCEC22e Iuih四個參數(shù)量綱各不相同，故稱為混合參數(shù)（四個參數(shù)量綱各不相同，故稱為混合參數(shù)（H H參數(shù)）。參數(shù)）。模 擬 電 子 技 術2.5.3 H H參數(shù)

29、小信號模型參數(shù)小信號模型根據(jù)根據(jù)可得小信號模型可得小信號模型BJT的的H參數(shù)模型參數(shù)模型hfeibicuceibubehrevcehiehoeube= hieib+ hreuceic= hfeib+ hoeuceuBEuCEiBcebiCBJT雙口網(wǎng)絡雙口網(wǎng)絡模 擬 電 子 技 術1. 1. 模型的簡化模型的簡化h21eibicuceibubeh12euceh11eh22e即即 rbe= h11e = h21e uT = h12e rce= 1/h22e一般采用習慣符號一般采用習慣符號則則BJT的的H參數(shù)模型為參數(shù)模型為 uT很小，一般為很小，一般為10-3 10-4 ， rce很大，很大，約

30、為約為100k 。故故 一般可忽略它們的影響，一般可忽略它們的影響， 得到簡化電路得到簡化電路 ib 是受控源是受控源 ，且為電流，且為電流控制電流源控制電流源(CCCS)。 電流方向與電流方向與ib的方向是關聯(lián)的方向是關聯(lián)的。的。 模 擬 電 子 技 術2. H H參數(shù)的確定參數(shù)的確定 一般用測試儀測出；一般用測試儀測出； rbe 與與Q點有關，可用圖點有關，可用圖示儀測出。示儀測出。一般也用公式估算一般也用公式估算 rbe rbe= rbb + (1+ ) re其中對于低頻小功率管其中對于低頻小功率管 rbb(100300） 則則 )mA()mV(26)1 (EQbeIrrbb)mA()m

31、V()mA()mV(EQEQTeIIVr26而而 (T=300K) 模 擬 電 子 技 術 一一. .等效電路的畫法等效電路的畫法uiuo共共射射極極放放大大電電路路2.5.4. 放大電路的微變等效電路分析法放大電路的微變等效電路分析法模 擬 電 子 技 術畫微變等效電路畫微變等效電路rbeRBRCRLiU iI bI cI oU bI模 擬 電 子 技 術1.電壓放大倍數(shù)的計算電壓放大倍數(shù)的計算bebirIU LboRIU beLurRA LCLR/RR 負載電阻越小，放大倍數(shù)越小。負載電阻越小，放大倍數(shù)越小。二二.動態(tài)指標的計算動態(tài)指標的計算rbeRBRCRLiU iI bI cI oU

32、bI模 擬 電 子 技 術iiIURibeB/rRber電路的輸入電阻越大，從信號源取電路的輸入電阻越大，從信號源取得的電流越小，因此一般總是希望得到得的電流越小，因此一般總是希望得到較大的的輸入電阻。較大的的輸入電阻。 2. 2. 輸入電阻的計算：輸入電阻的計算：根據(jù)輸入電阻的定義：根據(jù)輸入電阻的定義：rbeRBRCRLiU iI bI cI oU bI模 擬 電 子 技 術coooRIUR用加壓求電流法求輸用加壓求電流法求輸出電阻：出電阻：3.輸出電阻的計算：輸出電阻的計算：0U,R.o.ooSLIU=R根據(jù)定義根據(jù)定義oU oI rbeRBRCiI bI cI bI 00模 擬 電 子

33、技 術三三. 晶體管放大電路動態(tài)分析晶體管放大電路動態(tài)分析步驟步驟 分析直流電路，求出分析直流電路，求出“Q”，計算，計算 rbe。 畫電路的交流通路畫電路的交流通路 。 在交流通路上把三極管畫成在交流通路上把三極管畫成 H 參數(shù)模型。參數(shù)模型。 分析計算疊加在分析計算疊加在“Q”點上的各極交流量。點上的各極交流量。 分析計算電壓放大倍數(shù)分析計算電壓放大倍數(shù),輸入輸入,輸出電阻及各輸出電阻及各極交流量。極交流量。模 擬 電 子 技 術求：求：1. 靜態(tài)工作點。靜態(tài)工作點。例2.電壓增益電壓增益AU、 輸入電阻輸入電阻Ri、 輸出電阻輸出電阻R0 。模 擬 電 子 技 術 3. 若輸出電壓的波形

34、出現(xiàn)如若輸出電壓的波形出現(xiàn)如 下失真下失真 ，是截止還是飽和失，是截止還是飽和失真？應調節(jié)哪個元件？如何調節(jié)？真？應調節(jié)哪個元件？如何調節(jié)？解解：1 .IcVCE模 擬 電 子 技 術2. 思路：思路：微變等效電路微變等效電路AU、Ri 、R0模 擬 電 子 技 術模 擬 電 子 技 術)(94576. 126)431 (20026)1 (200mAmVImVrEbebeLiurRUUA0103945. 0)2 . 6/9 . 3(43)(945. 0945. 0/470/krRRbebiCRR 0模 擬 電 子 技 術3.判斷非線性失真(1)是截止還是飽和失真是截止還是飽和失真？（2）應調節(jié)

35、哪個元件？如何調節(jié)）應調節(jié)哪個元件？如何調節(jié)？講講P67例例2-8模 擬 電 子 技 術例例 = 100，uS = 10sin t (mV)，求，求疊加在疊加在 “Q” 點上的各交流量。點上的各交流量。+uo + iBiCRBVCCVBBRCRLC1C2uS+ + RS+uCE +uBE 12 V12 V510470 k 2.7 k 3.6 k 模 擬 電 子 技 術 解解 令令 ui = 0，求靜態(tài)電流，求靜態(tài)電流 IBQ 求求“Q”，計算，計算 rbemA)( 024. 04707 . 012BQ IEQbe 26)1(200Ir ICQ = IBQ = 2.4 mAUCEQ = 12 2

36、.4 2.7 = 5.5 (V)( 2831024. 026200 模 擬 電 子 技 術uce 交流通路交流通路+uo + iBiCRBVCCVBBRCRLC1C2uS+ + RS+uCE +uBE ube 小信號等效電路小信號等效電路+uo + RBRLRSrbe Eibic ibBCusRC+ube 模 擬 電 子 技 術 分析各極交流量分析各極交流量be BSbe BSbe /)/(rRRrRuu )A( sin5 . 5be be b trui )mA( sin55. 0 b ctii oceuu (V) sin85. 0)/(LCctRRi 分析各極總電量分析各極總電量uBE =

37、(0.7 + 0.0072sin t )ViB = (24 + 5.5sin t) AiC = ( 2.4 + 0.55sin t ) mAuCE = ( 5.5 0.85sin t ) V)mV( sin2 . 7t 模 擬 電 子 技 術圖解法、微變等效電路法小結圖解法、微變等效電路法小結(1) 圖解法，精度低，繁瑣，適合大信號的場圖解法，精度低，繁瑣，適合大信號的場合。其要點是：首先確定靜態(tài)工作點合。其要點是：首先確定靜態(tài)工作點Q，然，然后根據(jù)電路的特點，做出直流負載線，進后根據(jù)電路的特點，做出直流負載線，進而畫出交流負載線，最后，畫出各極電流而畫出交流負載線，最后，畫出各極電流電壓的波

38、形。求出最大不失真輸出電壓。電壓的波形。求出最大不失真輸出電壓。模 擬 電 子 技 術(2) 微變等效電路法。微變等效電路法。 首先用直流通路分析靜態(tài)工作點首先用直流通路分析靜態(tài)工作點Q。 畫出交流通路，用晶體管的微變模型代替畫出交流通路，用晶體管的微變模型代替交流通路中的晶體管，得到放大電路的微交流通路中的晶體管，得到放大電路的微變等效電路。變等效電路。 通過微變等效電路求解動態(tài)性能指標：放通過微變等效電路求解動態(tài)性能指標：放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻。大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻。H H參數(shù)都是小信號參數(shù)，即微變參數(shù)或交流參數(shù)。參數(shù)都是小信號參數(shù)，即微變參數(shù)或交流參數(shù)。H H參數(shù)與工作點有關

39、，在放大區(qū)基本不變。參數(shù)與工作點有關，在放大區(qū)基本不變。模 擬 電 子 技 術2.6.1 2.6.1 問題的提出問題的提出 單管共射放大電路存在的問題單管共射放大電路存在的問題一一 實驗中出現(xiàn)的現(xiàn)象實驗中出現(xiàn)的現(xiàn)象2.6 分壓式穩(wěn)定靜態(tài)工作點電路模 擬 電 子 技 術當環(huán)境溫度升高時模 擬 電 子 技 術二二 靜態(tài)工作點的位置發(fā)生變化的原因靜態(tài)工作點的位置發(fā)生變化的原因1 1 溫度對晶體管參數(shù)的影響溫度對晶體管參數(shù)的影響TITICBOCBO,溫度每升高溫度每升高1010o oC, IC, ICBOCBO一倍一倍TUBE,UBE,溫度每升高溫度每升高1 1o oC, UC, UBEBE2.5mv

40、2.5mvT,T,溫度每升高溫度每升高1 1o oC,/ 0.5C,/ 0.51%1%模 擬 電 子 技 術 2 2 溫度對靜態(tài)工作點的影響溫度對靜態(tài)工作點的影響I ICQCQ=IB=IBQ Q+(1+) I+(1+) ICBOCBOI IBQBQ= =（Vcc- UVcc- UBEBE）/ R/ RB B TI TICQCQQQ飽和失真飽和失真 前面講的基本共射放大電路是固定偏置，不前面講的基本共射放大電路是固定偏置，不能自動調節(jié)，因此引出分壓式偏置電路。能自動調節(jié)，因此引出分壓式偏置電路。模 擬 電 子 技 術 2.6.2 2.6.2 電路組成及穩(wěn)定靜態(tài)電路組成及穩(wěn)定靜態(tài) 工作點的原理工作

41、點的原理特點特點：R RB1B1上偏流電阻、上偏流電阻、R RB2B2下偏流電阻、下偏流電阻、 R RE E發(fā)射極電阻發(fā)射極電阻 共發(fā)射極電路共發(fā)射極電路 電路組成電路組成模 擬 電 子 技 術+ UBEQ IBQI1IEQ二二 穩(wěn)定靜態(tài)工作點的原理穩(wěn)定靜態(tài)工作點的原理1.直流通路直流通路ICQ直流通路的畫法直流通路的畫法模 擬 電 子 技 術若電路調整適當，可以使若電路調整適當，可以使I ICQCQ基本不變基本不變。2.穩(wěn)定過程（原理）穩(wěn)定過程（原理）TITICQCQIICQCQR RE EUUB B固定固定U UBEBEIIBQBQIICQCQ 3.穩(wěn)定的條件穩(wěn)定的條件 UB固定固定 UB

42、=VCCRB2 / (RB1+RB2)（1）I I1 1 I IB B 硅管硅管I I1 1= =（5-105-10）I IBQBQ 鍺管鍺管I I1 1= =（10-2010-20）I IBQBQ（2 2）U UB B U UBEBE 硅管硅管U UB B= =（3-53-5）V V 鍺管鍺管U UB B= =（1-31-3）V V 模 擬 電 子 技 術 2.6.3 2.6.3 靜態(tài)分析靜態(tài)分析 求求Q點（點（IBQ、ICQCQ 、UCEQCEQ） 求法：畫出直流通路求解求法：畫出直流通路求解 方法有二：方法有二： 一、一、 估算法估算法 模 擬 電 子 技 術EBEQBQEQRUUI E

43、QCQII /QBQCII )(ECCQCCCEQRRIVU 說明說明Q是否合適是否合適+VCCRCRERB1RB2+ UBEQ IBQI1IEQICQ+ UCEQ CCBBBBQVRRRU212模 擬 電 子 技 術二二 利用戴維南定理（同學自己做）利用戴維南定理（同學自己做） 模 擬 電 子 技 術2.6.4 2.6.4 動態(tài)分析動態(tài)分析求求AU、Ri、RO一一 畫出放大電路的微變等效電路畫出放大電路的微變等效電路 1.畫出交流通路畫出交流通路模 擬 電 子 技 術2.2.畫出放大電路的微變等效電路畫出放大電路的微變等效電路模 擬 電 子 技 術二二 計算動態(tài)性能指標計算動態(tài)性能指標1.計

44、算計算AuAuEbeLuiouRrRAuuA)1 (/“- -”表示表示UoUo和和UiUi反相。反相。 AuAu的值比固定偏流放大電路小了。的值比固定偏流放大電路小了。模 擬 電 子 技 術2.2.計算輸入電阻計算輸入電阻iiiiuR/ )1 (/21EbeBBiRrRRRR Ri i，同時說明公式的記法和折合的概念。，同時說明公式的記法和折合的概念。 模 擬 電 子 技 術RoRc 3. 3. 計算輸出電阻計算輸出電阻Ro Ro= Ro=u uo/o/i io o Us=0Us=0 R RL L= 模 擬 電 子 技 術 如何提高電壓放大倍數(shù)如何提高電壓放大倍數(shù)AuAu 在在R RE E兩

45、端并聯(lián)一個電容，則放大倍數(shù)兩端并聯(lián)一個電容，則放大倍數(shù)與固定偏置放大電路相同與固定偏置放大電路相同。 2.5.5 2.5.5 舉例討論舉例討論模 擬 電 子 技 術例例 = 100，RS= 1 k ，RB1= 62 k ，RB2= 20 k , RC= 3 k ，RE = 1.5 k ，RL= 5.6 k ，VCC = 15 V。求：求：“Q”，Au，Ri，Ro。1) )求求“Q”)V( 7 . 362201520BQ U)mA( 25 . 17 . 07 . 3EQCQ IIA)( 20mA)( 02. 0100 /2BQ I)V( 6)5 . 13(215CEQ U+VCCRCC1C2RL

46、RE+CE+RB1RB2RS+us +uo 解解 模 擬 電 子 技 術+VCCRCC1C2RLRE+CE+RB1RB2RS+us +uo 2) )求求 Au，Ri，Ro ， Aus 5001 02. 0/26200 /26200BQbe Ir1305 . 13/5.6 100 beL rRAu )k( 36. 15 . 1/62/20/beB2B1i rRRR7536. 11)130(36. 1uSiisis ARRRAuuAuuRo = RC = 3 k 講講P71例例2-9模 擬 電 子 技 術小小 結結分析了固定偏置放大電路產生失真的原因。分析了固定偏置放大電路產生失真的原因。分析了射

47、極偏置放大電路穩(wěn)定靜態(tài)工作點分析了射極偏置放大電路穩(wěn)定靜態(tài)工作點 的原理。的原理。重點分析計算了分壓式偏置放大電路的性能指標。重點分析計算了分壓式偏置放大電路的性能指標。深入討論了射極電阻對靜態(tài)和動態(tài)的影響，深入討論了射極電阻對靜態(tài)和動態(tài)的影響， 為今后學習反饋建立基礎概念。為今后學習反饋建立基礎概念。模 擬 電 子 技 術2.7.1 電路電路組成及特點組成及特點 ( (射極輸出器、射極跟隨器射極輸出器、射極跟隨器) )IBQIEQ+C1RS+ui RERB+VCCC2RL+uo+us模 擬 電 子 技 術I IBQBQ = ( = (V VCCCC U UBEQBEQ) / ) / R RB

48、 B +(1+ +(1+ ) ) R RE E I ICQCQ = = I I BQ BQU UCEQCEQ = = V VCC CC I ICQCQ R RE E2.7.2 靜態(tài)分析靜態(tài)分析IBQIEQ+C1RS+ui RERB+VCCC2RL+uo+usIBQIEQRERB+VCC+ICQUCEQ模 擬 電 子 技 術交流通路交流通路RsRB+ +uo RLibiciiRE小信號等效電路小信號等效電路usRB+uo RLibiciirbe ibRERs+ R L = RE / RL2.7.3 動態(tài)分析動態(tài)分析IBQIEQ+C1RS+ui RERB+VCCC2RL+uo+us模 擬 電 子

49、技 術)1(/ )1( LbeBLbeiBiii iiRrRRruRuuiuR 1.電壓放大倍數(shù)：電壓放大倍數(shù)：LbeLLEbbebLEbio)1()1(/)1(/1RrRRRiriRRiuuAu ）（ 12.輸入電阻：輸入電阻：usRB+uo RLibiciirbe ibRERs+ R L = RE / RL模 擬 電 子 技 術3.輸出電阻：輸出電阻：usRB+uo RLibiciirbe ibRERs+ RBibiciirbe ibRERsus = 0+u ii iR RE ESbeE)1 (RruRuR S = Rs / RBi = iRE ib ib1)(/)1/()(SbeESbe

50、EoRrRRruRuuiuR 0LoS RiuRu模 擬 電 子 技 術Ri 高高Au 1 輸入輸出同相輸入輸出同相Ro 低低射極輸出器射極輸出器特點特點用途：用途：輸入級輸入級 輸出級輸出級 中間隔離級中間隔離級usRB+uo RLibiciirbe ibRERs+ IBQIEQ+C1RS+ui RERB+VCCC2RL+uo+us模 擬 電 子 技 術4.例例 =120，RB = 300 k ，r bb= 200 ，UBEQ = 0.7 V, RE = RL = Rs = 1 k ，VCC = 12V。求：求：“Q ”，Au，Ri，Ro。IBQIEQ+C1RS+ui RERB+VCCC2R

51、L+uo+us 解解 1) )求求 “Q”IBQ = (VCC UBE) / RB + (1+ ) RE = (12 0.7) / 300 +121 1 27 ( A)IEQ I BQ = 3.2 (mA)UCEQ = VCC ICQ RE = 12 3.2 1 = 8.8 (V)模 擬 電 子 技 術2) )求求 Au，Ri，Rorbe = 200 + 26 / 0.027 1.18 (k )98. 0)1()1(LbeL RrRAu Ri = 300/(1.18 121) = 51.2 (k )( 18 1)(/SbeEo RrRRRL = 1 / 1 = 0.4 (k )模 擬 電 子

52、技 術5. 自舉電路自舉電路(2)電路組成及特點電路組成及特點+C1RSRERB1+VCCC2+uo+us+RB2RB3C3 = 50(3)輸入電阻的計算輸入電阻的計算IBQIEQ+C1RS+ui RERB+VCCC2RL+uo+us（1）問題的提出：）問題的提出：提高提高 Ri 的電路的電路模 擬 電 子 技 術無無 C3、RB3： Ri = (RB1 / RB2) / rbe + (1 + ) RERi = 50 / 510 = 45 (k )Ri = (RB3 + RB1 / RB2) / rbe + (1+ )RERi = (100 + 50) / 510 = 115 (k )無無 C

53、3 有有 RB3 ：接接 C3 ：RB3 / rbe rbeRi = rbe+ (1 + ) (R B/ RE) = (1 + ) (R B / RE )Ri = 51 50 / 10 = 425 (k )+C1RSRERB1+VCCC2+uo+us+RB2RB3C3 = 50100 k 100 k 100 k 10 k R B+uo ibiciirbe ibRE+ ui RB3模 擬 電 子 技 術2.8 .1 電路組成及特點電路組成及特點模 擬 電 子 技 術+VCCRCC2C3RLRE+RB1RB2RS +us +uo C1模 擬 電 子 技 術2.8.2、靜態(tài)分析、靜態(tài)分析+VCCRC

54、RERB1RB2+ UBEQ IBQI1IEQICQ+ UCEQ +VCCRCC2C3RLRE+RB1RB2RS +us +uo C1模 擬 電 子 技 術2.8.3、動態(tài)性能指標分析、動態(tài)性能指標分析beLbebLbio rRriRiuuAu RiR i 1)1(be bbebeiiririiuR)1(/beEi rRRRoRo = RC特點：特點：1. Au 大小與共射電路相同，大小與共射電路相同， 但輸出與輸入同相。但輸出與輸入同相。2. 輸入電阻小，輸入電阻小，Aus 小。小。RCRERS +us RL+uo RCRERS+us RLrBEioicieiiib ib+ui 模 擬 電

55、子 技 術模 擬 電 子 技 術可見：可見： 共射極電路既有電壓增益，又有電流增共射極電路既有電壓增益，又有電流增益，所以應用最廣，常用作各種放大器益，所以應用最廣，常用作各種放大器的主放大級。的主放大級。 但作為電壓或電流放大器，它的輸入和但作為電壓或電流放大器，它的輸入和輸出電阻并不理想輸出電阻并不理想即在電壓放大時，即在電壓放大時，輸入電阻不夠大且輸出電阻又不夠?。惠斎腚娮璨粔虼笄逸敵鲭娮栌植粔蛐?；而在電流放大時，則輸入電阻又不夠小而在電流放大時，則輸入電阻又不夠小且輸出電阻也不夠大。且輸出電阻也不夠大。 模 擬 電 子 技 術組合單元放大電路組合單元放大電路 2.9.2 共集共集-共射

56、和共射共射和共射-共集組合放大電路共集組合放大電路2.9.1 復合管 2. 9.3 共射共射-共基組合放大電路共基組合放大電路模 擬 電 子 技 術 實際應用的放大電路，除了要有較高的放大倍數(shù)實際應用的放大電路，除了要有較高的放大倍數(shù)之外，往往還要對輸入、輸出電阻及其它性能提出要之外，往往還要對輸入、輸出電阻及其它性能提出要求。在放大電路中常用兩個晶體管以不同的組態(tài)相互求。在放大電路中常用兩個晶體管以不同的組態(tài)相互配合、聯(lián)合使用，以發(fā)揮各自的優(yōu)勢。這樣就形成了配合、聯(lián)合使用，以發(fā)揮各自的優(yōu)勢。這樣就形成了組合單元放大電路組合單元放大電路。 如共集如共集-共集、共集共集、共集-共射、共射共射、共射-共基組合放大