半導(dǎo)體三極管及其放大電路修改

1、l放大電路工作狀態(tài)分析放大電路工作狀態(tài)分析l放大電路的失真分析放大電路的失真分析二、二、 放大電路的工作狀態(tài)分析放大電路的工作狀態(tài)分析 1靜態(tài)（靜態(tài)（ui=0）工作情況）工作情況 所謂靜態(tài)所謂靜態(tài),是指輸入信號為零時(shí)放大電路的工作狀態(tài)。是指輸入信號為零時(shí)放大電路的工作狀態(tài)。 靜態(tài)分析的目的是通過直流通路分析放大電路中三極管靜態(tài)分析的目的是通過直流通路分析放大電路中三極管的工作狀態(tài)。的工作狀態(tài)。 為了使放大電路正常工作，三極管必須處于放大狀態(tài)，為了使放大電路正常工作，三極管必須處于放大狀態(tài)，三極管各極直流電壓、直流電流必須有合適的靜態(tài)工作參數(shù)：三極管各極直流電壓、直流電流必須有合適的靜態(tài)工作參數(shù)

2、：IB、IC、UBE、UCE。以共射放大電路為例。以共射放大電路為例RcRbRLUCCiBiCiEC1C2uiVuobceiBIBQOUBEQQuBE直流通路直流通路RbRcV UCC(a)三極管輸入特性曲線三極管輸入特性曲線iB=f(uBE)輸入回路有：輸入回路有：UBE=UCC-IBRb ， 當(dāng)當(dāng)IB=0時(shí)有時(shí)有UBE=UCC ； 當(dāng)當(dāng)UBE=0時(shí)，時(shí)，IB=UCC/RbUCCbCCRUAB 這樣可在輸入特性曲線上畫出一條直線這樣可在輸入特性曲線上畫出一條直線AB。稱為輸入。稱為輸入直流負(fù)載線。直流負(fù)載線。直流負(fù)載線直流負(fù)載線OiBIBQOUBEQuBEUCCbCCRUAB 三極管輸入特性

3、曲線與此直線的交點(diǎn)三極管輸入特性曲線與此直線的交點(diǎn)Q為放大電路的為放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)，靜態(tài)工作點(diǎn)，由此可定下三極管的輸入靜態(tài)參數(shù)由此可定下三極管的輸入靜態(tài)參數(shù)IBQ、UBEQQOICQUCEQiC / mAuCE / ViB IBQ直流通路直流通路RbRcV UCC(a)三極管輸出特性曲線三極管輸出特性曲線iC=f(uCE)輸出回路有：輸出回路有：UCE=UCC-ICRc ， 當(dāng)當(dāng)IC=0時(shí)有時(shí)有UCE=UCC ； 當(dāng)當(dāng)UCE=0時(shí)，時(shí)，IC=UCC/RcUCC這樣可在輸出特性曲線上畫出一條直線。稱為輸出這樣可在輸出特性曲線上畫出一條直線。稱為輸出直流負(fù)載線。直流負(fù)載線。cCCRU直流負(fù)載線

4、直流負(fù)載線OICQUCEQiC / mAuCE / ViB IBQUCCcCCRU 三極管輸出特性曲線上找出三極管輸出特性曲線上找出IB=IBQ的那一條與此直線的那一條與此直線的交點(diǎn)的交點(diǎn)Q為放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)，由此可定下三極管的為放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)，由此可定下三極管的輸出靜態(tài)參數(shù)輸出靜態(tài)參數(shù)ICQ、UCEQQ 由以上方法得到的靜態(tài)工作點(diǎn)由以上方法得到的靜態(tài)工作點(diǎn)Q（IBQ、UBEQ、 ICQ、UCEQ）稱為圖解法（通過作圖的方法得到）。）稱為圖解法（通過作圖的方法得到）。例、用圖解分析法例、用圖解分析法+RBRC+UCE+ UBE +VCCVBB3 V5 VIBIC輸入直流負(fù)載線方程：輸

5、入直流負(fù)載線方程：UCE = VCC IC RCUBE = VBB IBRB輸出直流負(fù)載線方程：輸出直流負(fù)載線方程：輸入回路圖解輸入回路圖解QuBE/ViB/ A靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn)VBB=3VBB/RB=26115 k UBEQIBQ0.720輸出回路圖解輸出回路圖解uCE/ViC/mAVCC=5VCC/RC=5O1 k Q23UCEQICQOiB = 20 ARbRcuitOOiBIBQiBtiCICQtuBEtUBEQbeciCuCEUCEQOuotOUCCC1C2OtO二、二、 放大電路的工作狀態(tài)分析放大電路的工作狀態(tài)分析2動態(tài)工作情況動態(tài)工作情況 所謂動態(tài)所謂動態(tài),是指放大電路輸入信

6、號不為零時(shí)的工作狀態(tài)。當(dāng)放大是指放大電路輸入信號不為零時(shí)的工作狀態(tài)。當(dāng)放大電路加入交流信號電路加入交流信號ui時(shí)時(shí),電路中各電極的電壓、電流都是由直流量和交流電路中各電極的電壓、電流都是由直流量和交流量疊加而成的。量疊加而成的。RbRcuitOOiBIBQiBtiCICQtuBEtUBEQbeciCuCEUCEQOuotOUCCC1C2OtORbRcuitOOiBIBQiBtiCICQtuBEtUBEQbeciCuCEUCEQOuotO UCCC1C2OtORbRcuitOOiBIBQiBtiCICQtuBEtUBEQbeciCuCEUCEQOuotO UCCC1C2OtORbRcuitOOi

7、BIBQiBtiCICQtuBEtUBEQbeciCuCEUCEQOuotO UCCC1C2OtORbRcuitOOiBIBQiBtiCICQtuBEtUBEQbeciCuCEUCEQOuotO UCCC1C2OtORbRcuitOOiBIBQiBtiCICQtuBEtUBEQbeciCuCEUCEQOuotO UCCC1C2OtOuUuiBEQBEiIibBQBiIiicCQBC RiuCCRcuURiURiUuceCEQCcCEQCCCCCERiuuccceouURiURiUuceCEQCcCEQCCCCCEuURiURiUuceCEQCcCEQCCCCCE基本共發(fā)射極基本共發(fā)射極電路的波

8、形：電路的波形：IBQuiOt iB OtuCEOtuoOt iC OtICQUCEQC1+ RCRB+VCCC2RL+uo +iBiCVui通過上述放大過程的分析：通過上述放大過程的分析：（1）在無交流信號輸入時(shí)，放大電路工作于靜態(tài)，靜態(tài)參數(shù)）在無交流信號輸入時(shí)，放大電路工作于靜態(tài)，靜態(tài)參數(shù)為為IBQ、UBEQ、 ICQ、UCEQ（2）當(dāng)加入交流信號后，放大電路工作于動態(tài)，三極管各極）當(dāng)加入交流信號后，放大電路工作于動態(tài)，三極管各極的瞬時(shí)電壓電流（的瞬時(shí)電壓電流（iB、uBE、iC、uCE） ，是在靜態(tài)電壓電流，是在靜態(tài)電壓電流（ IBQ、UBEQ、 ICQ、UCEQ）的基礎(chǔ)上疊加了隨交流）

9、的基礎(chǔ)上疊加了隨交流ui變化的交變化的交流分量（流分量（ib、ube、ic、uce） 。總瞬時(shí)值的方向（正負(fù)極性）在?？偹矔r(shí)值的方向（正負(fù)極性）在小信號情況下是不變的（保持原直流方向），大小隨小信號情況下是不變的（保持原直流方向），大小隨ui的變化的變化而變化。而變化。（3）輸出電壓）輸出電壓uo和輸出電流和輸出電流ic的變化規(guī)律與輸入電壓的變化規(guī)律與輸入電壓ui和輸入和輸入電流電流ib一致，且一致，且uo的幅度比的幅度比ui大得多，完成了將輸入信號放大。大得多，完成了將輸入信號放大。（4） uo和和ui是同頻率的正弦量，在相位上相差是同頻率的正弦量，在相位上相差180，共發(fā)射，共發(fā)射擊極電路

10、對輸入信號有放大作用，并反相。擊極電路對輸入信號有放大作用，并反相。 所謂失真所謂失真,是指輸出信號的波形與輸入信號的波形不成比是指輸出信號的波形與輸入信號的波形不成比例的現(xiàn)象。例的現(xiàn)象。1演示電路演示電路RbRcC1C2uiuo UCCRPY軸輸入示波器信號發(fā)生器RbRcC1C2uiuo UCCRPY軸輸入示波器信號發(fā)生器(1）通過信號發(fā)生器產(chǎn)生一頻率為）通過信號發(fā)生器產(chǎn)生一頻率為1000Hz的正弦波信號的正弦波信號ui,輸輸入放大電路入放大電路,調(diào)整調(diào)整ui的幅值和電位器的幅值和電位器RP,通過示波器在輸出端可通過示波器在輸出端可觀察到最大不失真輸出信號的波形。觀察到最大不失真輸出信號的波

11、形。(a)(b)2演示過程演示過程RbRcC1C2uiuo UCCRPY軸輸入示波器信號發(fā)生器(2）調(diào)節(jié)）調(diào)節(jié)RP,使使Rb減小減小,通過示波器在輸出端可觀察到下圖所示通過示波器在輸出端可觀察到下圖所示的底部失真信號。的底部失真信號。(a)(b)RbRcC1C2uiuo UCCRPY軸輸入示波器信號發(fā)生器(3）調(diào)節(jié)）調(diào)節(jié)RP,使使Rb增大增大,通過示波器在輸出端可觀察到下圖所示通過示波器在輸出端可觀察到下圖所示的頂部失真信號。的頂部失真信號。(c)(d )UCEQiB/ AOuBE/V0.7 VQuiOt tuBE/VO tiBIBQuCE/ViC/mA41O23iB=10 A20405050

12、5QVCCVCC/RCO tiCICQOt tuCE/VUcemibuce直流負(fù)載線直流負(fù)載線ic+VCCRcC1C2RL+Rb+ui + uo 3現(xiàn)象分析現(xiàn)象分析由于有：由于有： UCE=UCC - ICRc IC=0 ,UCE =UCC UCE=0 , IC=UCC /Rc 30301）底部失真的原因）底部失真的原因RbRcC1C2uiuo UCCRPY軸輸入示波器信號發(fā)生器RbIBQICQUCEQ由于有：由于有：UBEQ=UCC - IBQRb UCEQ=UCC - ICQRc ICQ= IBQiBIBQOUBEQQuBEiciC1iC4B3210Q 1QiC / mA80 A60 AI

13、B40 A20 AA5101520UCESoUCCuCE1uCEuCE / V t0uCEt削底（飽和失真）RbIBQICQUCEQ(飽和失真） 這種失真是由于這種失真是由于Q點(diǎn)過高，使其動態(tài)工作點(diǎn)過高，使其動態(tài)工作進(jìn)入飽和區(qū)而引起的失進(jìn)入飽和區(qū)而引起的失真，因而稱作真，因而稱作“飽和失飽和失真真”。 只要調(diào)節(jié)只要調(diào)節(jié)Rb使之增使之增大，大，Rb IBQ ICQ UCEQ 靜態(tài)工作點(diǎn)下從靜態(tài)工作點(diǎn)下從Q1下降下降到到Q，就可消除飽和失，就可消除飽和失真。真。iciC 1iC4B3210Q 1QiC / mA80 A60 AIB40 A20 AA5101520UCESoUCCuCE1uCEuCE

14、 / V t0uCEt削底（飽和失真）(飽和失真）2）頂部失真的原因）頂部失真的原因RbRcC1C2uiuo UCCRPY軸輸入示波器信號發(fā)生器Rb IBQ ICQ UCEQ 由于有：由于有：UBEQ=UCC - IBQRb UCEQ=UCC - ICQRc ICQ= IBQiBIBQOUBEQQuBEiciC4B3210QQ2iC / mA80 A60 AIB40 A20 AA5101520UCESoUCCuCEuCE / V t0uCEt削頂（截止失真）Rb IBQ ICQ UCEQ 靜態(tài)工作點(diǎn)從靜態(tài)工作點(diǎn)從Q移到移到Q2截止失真iC2uCE2削頂（截止失真）截止失真iciC4B3210Q

15、Q 2iC / mA80 A60 AIB40 A20 AA5101520UCESoUCCuCEuCE / V t0uCEtuCE2 這種失真是由這種失真是由于于Q點(diǎn)過低，使其點(diǎn)過低，使其動態(tài)工作進(jìn)入截止動態(tài)工作進(jìn)入截止區(qū)而引起的失真，區(qū)而引起的失真，因而稱作因而稱作“截止失截止失真真”。 只要調(diào)節(jié)只要調(diào)節(jié)Rb使使之減小，之減小，Rb IBQ ICQ UCEQ 靜態(tài)工作點(diǎn)下從靜態(tài)工作點(diǎn)下從Q2上移到上移到Q，就可消，就可消除截止失真。除截止失真。放大電路正常工作時(shí)，要求盡可能有最大不失真的信號輸出。放大電路正常工作時(shí)，要求盡可能有最大不失真的信號輸出。要求電路設(shè)置合適的靜態(tài)中工點(diǎn)。要求電路設(shè)置合適的靜態(tài)中工點(diǎn)。 Q點(diǎn)應(yīng)選在負(fù)載線的點(diǎn)應(yīng)選在負(fù)載線的中央。中央。iciC1iC4B3210QQ 2iC / mA80 A60 AIB40 A20 AA5101520UCESoUCCuCEuCE / V t0uCEt可通過調(diào)整可通過調(diào)整Rb使靜使靜態(tài)工作點(diǎn)合適。態(tài)工作點(diǎn)合適。注意