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文檔簡介
1、 雙極型晶體管又稱為半導(dǎo)體三極管、晶體三極管。它雙極型晶體管又稱為半導(dǎo)體三極管、晶體三極管。它由兩個由兩個 PN 結(jié)組合而成,有兩種載流子參與導(dǎo)電,是一種結(jié)組合而成,有兩種載流子參與導(dǎo)電,是一種電流控制電流源器件電流控制電流源器件(CCCS)。晶體管英文為晶體管英文為Transister,有兩大類型,有兩大類型: 雙極型晶體管雙極型晶體管(BJT); 場效應(yīng)晶體管場效應(yīng)晶體管(FET)。3.1 引言引言 場效應(yīng)型晶體管僅由一種載流子參與導(dǎo)電,是一種場效應(yīng)型晶體管僅由一種載流子參與導(dǎo)電,是一種電壓控制電流源器件電壓控制電流源器件(VCCS)。第第3章章 雙極型晶體管雙極型晶體管 及其基本放大電路
2、及其基本放大電路 本章本章主要介紹主要介紹雙極型晶體管的結(jié)構(gòu)及其放大作用、特雙極型晶體管的結(jié)構(gòu)及其放大作用、特性曲線及主要參數(shù),闡述了放大電路的組成、工作原理及性曲線及主要參數(shù),闡述了放大電路的組成、工作原理及主要技術(shù)指標(biāo),主要技術(shù)指標(biāo),重點介紹重點介紹雙極型晶體管三種組態(tài)基本放大雙極型晶體管三種組態(tài)基本放大電路的分析方法。電路的分析方法。bNP型PNP型NPNeebccPNNPceecbb型NPN型PNP晶體管的兩種結(jié)構(gòu)晶體管的兩種結(jié)構(gòu)3.2.1 晶體管的結(jié)構(gòu)和類型晶體管的結(jié)構(gòu)和類型NPN型PNP型這是基極b這是發(fā)射極e這是集電極c這是發(fā)射結(jié)Je這是集電結(jié)Jc 晶體管符號中的晶體管符號中的短
3、粗線代表基極短粗線代表基極,發(fā)射極的箭頭方發(fā)射極的箭頭方向,代表發(fā)射極加正向偏置時電流的方向向,代表發(fā)射極加正向偏置時電流的方向。 雙極型晶體管有兩種結(jié)構(gòu),雙極型晶體管有兩種結(jié)構(gòu),NPN型型和和PNP型。型。這是基區(qū)這是發(fā)射區(qū)這是集電區(qū)3.2 雙極型晶體管雙極型晶體管3.2.2 晶體管的三種組態(tài)晶體管的三種組態(tài)雙極型晶體管有三個電極,其中兩個可以作為輸入,兩個雙極型晶體管有三個電極,其中兩個可以作為輸入,兩個可以作為輸出,這樣必然有一個電極是公共電極。三種接可以作為輸出,這樣必然有一個電極是公共電極。三種接法也稱三種組態(tài),如共發(fā)射極接法,也稱共發(fā)射極組態(tài),法也稱三種組態(tài),如共發(fā)射極接法,也稱共
4、發(fā)射極組態(tài),簡稱共射組態(tài),發(fā)射極是公共電極。簡稱共射組態(tài),發(fā)射極是公共電極。晶體管的三種組態(tài)晶體管的三種組態(tài)共發(fā)射極接法共發(fā)射極接法,發(fā)射極作為公共電極,用,發(fā)射極作為公共電極,用CE表;表;共集電極接法共集電極接法,集電極作為公共電極,用,集電極作為公共電極,用CC表示;表示;共基極接法共基極接法,基極作為公共電極,用,基極作為公共電極,用CB表示。表示。 雙極型晶體管在制造時,要求雙極型晶體管在制造時,要求發(fā)射區(qū)的摻雜濃度大發(fā)射區(qū)的摻雜濃度大,基區(qū)摻雜濃度低并要制造得很薄基區(qū)摻雜濃度低并要制造得很薄,集電區(qū)摻雜濃度低,且集電區(qū)摻雜濃度低,且集電結(jié)面積較大集電結(jié)面積較大。從結(jié)構(gòu)上看雙極型晶體
5、管是對稱的,但。從結(jié)構(gòu)上看雙極型晶體管是對稱的,但發(fā)射極和集電極不能互換。發(fā)射極和集電極不能互換。 雙極型晶體管在工作時一定要加上適當(dāng)?shù)闹绷髌秒婋p極型晶體管在工作時一定要加上適當(dāng)?shù)闹绷髌秒妷?。若在放大工作狀態(tài):壓。若在放大工作狀態(tài):發(fā)射結(jié)加正向電壓,集電結(jié)加反發(fā)射結(jié)加正向電壓,集電結(jié)加反向電壓。向電壓。現(xiàn)以現(xiàn)以 NPN型晶體管的放大狀態(tài)為例,來說明晶型晶體管的放大狀態(tài)為例,來說明晶體管內(nèi)部的電流關(guān)系。體管內(nèi)部的電流關(guān)系。1. 晶體管內(nèi)部載流子的傳輸晶體管內(nèi)部載流子的傳輸3.2.3 晶體管的電流放大作用晶體管的電流放大作用IENIEPICBOIEICIBIBNIE=IEN + IEP且IEN
6、 IEPIC= ICN +ICBO ICN= IEN - IBN IB= IEP + IBN - ICBO 注意:注意:圖中畫的是載流子的運動方向,圖中畫的是載流子的運動方向,空穴流與電流空穴流與電流方向相同方向相同;電子流與電流方向相反電子流與電流方向相反。由此可確定三個電極。由此可確定三個電極的電流。的電流。ICN如何保證注入的載流如何保證注入的載流子盡可能地到達集電區(qū)?子盡可能地到達集電區(qū)? 發(fā)射極電流:發(fā)射極電流:IE= IEN+IEP 且有且有IENIEP 集電極電流:集電極電流:IC=ICN+ICBO ICN=IEN- -IBN 且有且有IEN IBN , ICNIBN 基極電流:
7、基極電流: IB=IEP+IBN- -ICBO 2. 晶體管電極電流的關(guān)系晶體管電極電流的關(guān)系所以,發(fā)射極電流又可以寫成所以,發(fā)射極電流又可以寫成 IE=IEP+IEN=IEP+ICN+IBN =(ICN+ICBO)+(IBN+IEPICBO)=IC+IB IENIEPICBOIEICIBIBNIE=IEN + IEP且IEN IEPIC= ICN +ICBO ICN= IEN - IBN IB= IEP + IBN - ICBOICN 稱為共基極直流電流放大系數(shù)。它表示最后達到集電極稱為共基極直流電流放大系數(shù)。它表示最后達到集電極的電子電流的電子電流ICN與總發(fā)射極電流與總發(fā)射極電流IE的比
8、值。的比值。3. 晶體管的電流放大系數(shù)晶體管的電流放大系數(shù) (1) 共基極直流電流放大系數(shù)共基極直流電流放大系數(shù)ECNII IC=ICN+ICBO= IE+ICBO= (IC+IB)+ICBO 111BCBOBCIIII11且ICN與與IE相比,因相比,因ICN中沒有中沒有IEP和和IBN,所以,所以 (2) 共發(fā)射極直流電流放大系數(shù)共發(fā)射極直流電流放大系數(shù) 稱為稱為共射極直流電流放大系數(shù)共射極直流電流放大系數(shù)。 1CEOBCBOBC1IIIII)(則則其中其中CEOI稱為稱為晶體管的穿透電流晶體管的穿透電流 CBOCEO1II)(CBIICEOI其中其中 很小,可以忽略很小,可以忽略 ,它,
9、它描述了晶體管的電流放大作用描述了晶體管的電流放大作用。1 令令 3.2.4 晶體管的共射特性曲線晶體管的共射特性曲線 iB是輸入電流,是輸入電流,uBE是輸入電壓。是輸入電壓。 iC是輸出電流,是輸出電流,uCE是輸出電壓。是輸出電壓。 輸入特性曲線輸入特性曲線 iB=f(uBE) uCE=const 輸出特性曲線輸出特性曲線 iC=f(uCE) iB=const共發(fā)射極接法晶體管的特性曲線包括:共發(fā)射極接法晶體管的特性曲線包括:共發(fā)射極接法的電壓共發(fā)射極接法的電壓-電流關(guān)系電流關(guān)系1. 輸入特性曲線輸入特性曲線 (1) UCE=0V,iB和和uBE和呈指和呈指數(shù)關(guān)系,類似于半導(dǎo)體數(shù)關(guān)系,類
10、似于半導(dǎo)體二極管的特性。二極管的特性。(2) 當(dāng)當(dāng)UCE增加時,集電結(jié)收增加時,集電結(jié)收集電子能力增加,曲線集電子能力增加,曲線右移。右移。(3) UCE1V,曲線右移不明,曲線右移不明顯。近似用顯。近似用UCE=1V曲線曲線代替代替 。 輸入特性曲線可分為輸入特性曲線可分為:死區(qū)死區(qū) 非線性區(qū)非線性區(qū) 近似線性區(qū)近似線性區(qū)NPN型晶體管的共射輸入特性曲線型晶體管的共射輸入特性曲線輸入特性曲線輸入特性曲線 iB=f(uBE) uCE=const它是以它是以IB為參變量的一族特性曲線。為參變量的一族特性曲線。NPN型晶體管的共射輸出特性曲線型晶體管的共射輸出特性曲線2. 輸出特性曲線輸出特性曲線
11、當(dāng)當(dāng)UCE稍增大時,稍增大時,IC隨著隨著UCE增加而增加。增加而增加?,F(xiàn)以一條曲線為例:當(dāng)現(xiàn)以一條曲線為例:當(dāng)UCE=0 V時,集電極無收集作用,時,集電極無收集作用,IC=0。當(dāng)當(dāng)UCE繼續(xù)增加使集電結(jié)反繼續(xù)增加使集電結(jié)反偏電壓較大時,偏電壓較大時, UCE再增再增加,電流也沒有明顯的增加,電流也沒有明顯的增加。加。輸出特性曲線輸出特性曲線 iC=f(uCE) iB=const輸出特性曲線可以分為三個區(qū)域輸出特性曲線可以分為三個區(qū)域:飽和區(qū)飽和區(qū)iC受受uCE顯著控制的區(qū)域,該區(qū)域內(nèi)顯著控制的區(qū)域,該區(qū)域內(nèi)uCE的的 數(shù)值較小,一般數(shù)值較小,一般UCE0.7 V(硅管硅管)。此時。此時 發(fā)
12、射結(jié)正偏,集電結(jié)正偏發(fā)射結(jié)正偏,集電結(jié)正偏或反偏電壓很小?;蚍雌妷汉苄?。截止區(qū)截止區(qū)iC接近零的區(qū)接近零的區(qū)域,相當(dāng)域,相當(dāng)iB=0的曲線的下的曲線的下方。此時,方。此時,發(fā)射結(jié)反偏,發(fā)射結(jié)反偏, 集電結(jié)反偏。集電結(jié)反偏。放大區(qū)放大區(qū)iC平行于平行于uCE軸的區(qū)域,曲線基本平行軸的區(qū)域,曲線基本平行等距。等距。 此時,此時,發(fā)射結(jié)正發(fā)射結(jié)正偏,集電結(jié)反偏,偏,集電結(jié)反偏,電壓大電壓大于于0.7 V左右左右(硅管硅管) 。區(qū)大放輸出特性曲線的分區(qū)輸出特性曲線的分區(qū)截止區(qū)截止區(qū)飽和區(qū)飽和區(qū) 晶體的參數(shù)分為三大類晶體的參數(shù)分為三大類: 直流參數(shù)、交流參數(shù)、極限參數(shù)直流參數(shù)、交流參數(shù)、極限參數(shù) (1
13、) 直流電流放大系數(shù)直流電流放大系數(shù) 共發(fā)射極組態(tài)直流電流放大系數(shù)共發(fā)射極組態(tài)直流電流放大系數(shù) 1. 直流參數(shù)直流參數(shù)CONSTBQCQBQCEOCQCEuIIIII對共射組態(tài)的電流放大系數(shù),對共射組態(tài)的電流放大系數(shù),在在UCE不變的條件下,輸出不變的條件下,輸出集電極電流集電極電流ICQ與輸入基極與輸入基極電流電流IBQ之比,定義:之比,定義:3.2.5 晶體管的主要參數(shù)晶體管的主要參數(shù)輸出特性曲線輸出特性曲線EQCQEQCEOCQIIIII共基極組態(tài)直流電流放大系數(shù)共基極組態(tài)直流電流放大系數(shù) 稱為共基極直流電流放大系數(shù)。稱為共基極直流電流放大系數(shù)。 集電結(jié)的反向飽和電流集電結(jié)的反向飽和電流
14、ICBOICBO是發(fā)射極開路時集電結(jié)的反向飽和電流。是發(fā)射極開路時集電結(jié)的反向飽和電流。 穿透電流穿透電流ICEO ICEO是基極開路時集電極與發(fā)射極之間的穿透電流。是基極開路時集電極與發(fā)射極之間的穿透電流。 ICEO=(1+ )ICBO(2) 極間反向電流極間反向電流 在共射接法輸出特在共射接法輸出特性曲線上,通過垂直于性曲線上,通過垂直于X 軸的直線求取軸的直線求取 iC/ iB。b0ICUCE2112108642VmAA10BIA20A30A50A40A60acdefIBIC在輸出特性曲線上求在輸出特性曲線上求2. 交流參數(shù)交流參數(shù)(1) 交流電流放大系數(shù)交流電流放大系數(shù)共發(fā)射極交流電流
15、放大系數(shù)共發(fā)射極交流電流放大系數(shù) CONSTBCCEuIIQ 共基極交流電流放大系數(shù)共基極交流電流放大系數(shù) (2) 特征頻率特征頻率fT 晶體管的晶體管的 值不僅僅與工作電流有關(guān),而且與工作值不僅僅與工作電流有關(guān),而且與工作頻率有關(guān)。由于結(jié)電容的影響,當(dāng)信號頻率增加時,晶頻率有關(guān)。由于結(jié)電容的影響,當(dāng)信號頻率增加時,晶體管的體管的 值值將會下降。將會下降。當(dāng)當(dāng) 下降到下降到 1 時所對應(yīng)的頻率稱為時所對應(yīng)的頻率稱為特征頻率特征頻率,用,用fT表示。表示。當(dāng)當(dāng)ICBO和和ICEO很小時,很小時, 、 ,可以不加區(qū)分。,可以不加區(qū)分。CONSTECCB Uii (3) 共射截止頻率共射截止頻率f低
16、頻時共發(fā)射極交流電流放大系數(shù)為低頻時共發(fā)射極交流電流放大系數(shù)為 0。 下降到下降到 0/ 時時所對應(yīng)的信號頻率稱為晶體管的所對應(yīng)的信號頻率稱為晶體管的共射截止頻率共射截止頻率,用用f表示表示。2(4) 共基截止頻率共基截止頻率f低頻時共基極交流電流放大系數(shù)為低頻時共基極交流電流放大系數(shù)為0。 下降到下降到0/ 時時所對應(yīng)的信號頻率稱為晶體管的所對應(yīng)的信號頻率稱為晶體管的共基截止頻率共基截止頻率,用用f表示表示。20Tfff特征頻率、共射截止頻率和共基截止頻率三者之間大特征頻率、共射截止頻率和共基截止頻率三者之間大致滿足如下關(guān)系:致滿足如下關(guān)系:(1) 集電極最大允許電流集電極最大允許電流 IC
17、M3. 極限參數(shù)極限參數(shù)當(dāng)集電極電流增加到一定程度,當(dāng)集電極電流增加到一定程度, 就要下降,使就要下降,使 值明顯值明顯減小所對應(yīng)的減小所對應(yīng)的IC稱為稱為集電極最大允許電流集電極最大允許電流ICM。(2) 集電極最大允許功率損耗集電極最大允許功率損耗PCMpC= iCuCE ,PCM表示集電結(jié)上最大允許耗散功率表示集電結(jié)上最大允許耗散功率。 (3) 反向擊穿電壓反向擊穿電壓 反向擊穿電壓表示晶體管電極間承受反向電壓的能力。反向擊穿電壓表示晶體管電極間承受反向電壓的能力。晶體管擊穿電壓的測試電路晶體管擊穿電壓的測試電路 1.U(BR)CBO發(fā)射極開路時的集電結(jié)擊穿電壓。下標(biāo)發(fā)射極開路時的集電結(jié)
18、擊穿電壓。下標(biāo)BR代表擊穿之意,是代表擊穿之意,是Breakdown的字頭,的字頭,CB代表集電極和代表集電極和基極,基極,O代表第三個電極代表第三個電極E開路。開路。 2.U(BR) EBO集電極開路時發(fā)射結(jié)的擊穿電壓。集電極開路時發(fā)射結(jié)的擊穿電壓。 3.U(BR)CEO基極開路集電極和發(fā)射極間的擊穿電壓?;鶚O開路集電極和發(fā)射極間的擊穿電壓。 mAV限流電阻cbe+-+-U(BR)CBO限流電阻cbe+-+-mAVU(BR)EBOU(BR)CEOcbemAV限流電阻+-對于對于U(BR)CER表示表示BE間接有電阻,間接有電阻,U(BR)CES表示表示BE間是短間是短路的。幾個擊穿電壓在大小
19、上有如下關(guān)系路的。幾個擊穿電壓在大小上有如下關(guān)系 U(BR)CBOU(BR)CESU(BR)CERU(BR)CEOU(BR) EBO 由晶體管的極限參數(shù)由晶體管的極限參數(shù)PCM、ICM和和U(BR)CEO確定了晶體確定了晶體管的過損耗區(qū)、過流區(qū)和擊穿區(qū)。使用晶體管時,應(yīng)避免管的過損耗區(qū)、過流區(qū)和擊穿區(qū)。使用晶體管時,應(yīng)避免使其進入上述三個區(qū)域,保證晶體管工作在安全工作區(qū)。使其進入上述三個區(qū)域,保證晶體管工作在安全工作區(qū)。OuCE / ViC/ mA飽飽和和區(qū)區(qū)截截止止區(qū)區(qū)安安全全工工作作區(qū)區(qū)輸出特性曲線的安全工作區(qū)輸出特性曲線的安全工作區(qū) 過電流區(qū)過電流區(qū)是集電極電流達到是集電極電流達到ICM
20、和超過和超過ICM以上的部分。以上的部分。過過損損耗耗區(qū)區(qū)PCM過過流流區(qū)區(qū)ICM過損耗區(qū)過損耗區(qū)由晶體管的集電極由晶體管的集電極最大功率損耗值確定,是一最大功率損耗值確定,是一條曲線。條曲線。 過電壓區(qū)過電壓區(qū)由由U (BR)CEO決定。決定。電電壓壓區(qū)區(qū)過過曲線中間部分為安全工作區(qū)。曲線中間部分為安全工作區(qū)。1. 溫度對溫度對ICBO的的影響的的影響溫度升高,半導(dǎo)體的本征激發(fā)增大,漂移電流增大,溫度升高,半導(dǎo)體的本征激發(fā)增大,漂移電流增大,ICBO隨之增大。經(jīng)驗數(shù)據(jù)表明,溫度每升高隨之增大。經(jīng)驗數(shù)據(jù)表明,溫度每升高10, ICBO增加約增加約一倍。一倍。3.2.6 晶體管的溫度特性晶體管的
21、溫度特性2. 溫度對輸入特性曲線的影響溫度對輸入特性曲線的影響當(dāng)溫度升高時,輸入特性曲線左移,當(dāng)溫度升高時,輸入特性曲線左移, uBE減小,大約溫度減小,大約溫度每增加每增加1,uBE的絕對值減小的絕對值減小22.5mV。3. 溫度對輸出特性曲線的影響溫度對輸出特性曲線的影響當(dāng)溫度升高時,晶體管的輸出特性曲線上移且間距變大,當(dāng)溫度升高時,晶體管的輸出特性曲線上移且間距變大,穿透電流穿透電流 ICEO增加,增加, 增加,增加, IC增加。增加。國家標(biāo)準(zhǔn)對半導(dǎo)體三極管的命名如下國家標(biāo)準(zhǔn)對半導(dǎo)體三極管的命名如下: :3 D G 110 B 第二位:第二位:A鍺鍺PNP管、管、B鍺鍺NPN管、管、 C
22、硅硅PNP管、管、D硅硅NPN管管 第三位:第三位:X低頻小功率管、低頻小功率管、D低頻大功率管、低頻大功率管、 G高頻小功率管、高頻小功率管、A高頻大功率管、高頻大功率管、K開關(guān)管開關(guān)管用字母表示材料用字母表示材料用字母表示器件的種類用字母表示器件的種類用數(shù)字表示同種器件型號的序號用數(shù)字表示同種器件型號的序號用字母表示同一型號中的不同規(guī)格用字母表示同一型號中的不同規(guī)格三極管三極管3.2.7 晶體管的型號及封裝晶體管的型號及封裝1. 晶體管的型號晶體管的型號雙極型晶體管的型號和主要參數(shù)雙極型晶體管的型號和主要參數(shù) 小、中功率晶體管圖片小、中功率晶體管圖片(金屬圓殼封裝金屬圓殼封裝)2. 晶體管
23、的封裝晶體管的封裝小、中功率晶體管圖片小、中功率晶體管圖片(塑封塑封)大功率晶體管圖片大功率晶體管圖片 基本放大電路基本放大電路一般是指一般是指由晶體管與其它電路元件所由晶體管與其它電路元件所組成的放大電路組成的放大電路。 1. 放大電路主要用于放大微弱信號,輸出電壓或電流在幅放大電路主要用于放大微弱信號,輸出電壓或電流在幅度上得到了放大,輸出信號的能量得到了加強。度上得到了放大,輸出信號的能量得到了加強。2. 輸出信號不能失真,即輸出信號與輸入信號之間在形狀輸出信號不能失真,即輸出信號與輸入信號之間在形狀上不能變樣。上不能變樣。3. 輸出信號的能量是由直流電源提供的,只是經(jīng)過晶體管輸出信號的
24、能量是由直流電源提供的,只是經(jīng)過晶體管的控制,使之轉(zhuǎn)換成輸出信號的能量,提供給負載。的控制,使之轉(zhuǎn)換成輸出信號的能量,提供給負載。放大放大的本質(zhì)是能量的控制與轉(zhuǎn)換的本質(zhì)是能量的控制與轉(zhuǎn)換。3.3.1 放大的概念放大的概念3.3 放大的概念和放大電路的性能指標(biāo)放大的概念和放大電路的性能指標(biāo)放大電路結(jié)構(gòu)框圖放大電路結(jié)構(gòu)框圖 可將放大電路看成是一個含有受控源的雙端口網(wǎng)絡(luò)。可將放大電路看成是一個含有受控源的雙端口網(wǎng)絡(luò)。它由信號源、放大電路、直流電源組成,放大電路一般都它由信號源、放大電路、直流電源組成,放大電路一般都包括負載,但負載不是放大電路的必須組成部分。包括負載,但負載不是放大電路的必須組成部分
25、。信號源suRsiuou負載直流電源放大電路LRA 3.3.2 放大電路的性能指標(biāo)放大電路的性能指標(biāo)放大電路的性能指標(biāo)是衡量其性能優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)。放大電路的性能指標(biāo)是衡量其性能優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)。放大電路的放大電路的性能指標(biāo)性能指標(biāo)主要包括主要包括放大倍數(shù)放大倍數(shù)(增益)、(增益)、輸入輸入電阻電阻、輸出電阻輸出電阻和和通頻帶通頻帶等。等。1. 放大倍數(shù)放大倍數(shù)(增益增益) 輸出信號在電壓或電流的幅度上會得到放大,即輸出輸出信號在電壓或電流的幅度上會得到放大,即輸出功率會有所放大。功率會有所放大。 放大電路的增益包括放大電路的增益包括電壓增益電壓增益、電流增益電流增益、互阻增益互阻增益、互導(dǎo)增益互導(dǎo)增益和
26、和功率增益功率增益。放大電路結(jié)構(gòu)示意圖放大電路結(jié)構(gòu)示意圖(1)電壓增益電壓增益定義為定義為ouui=UAUoiii=IAI(2)電流增益電流增益定義為定義為oiii=IAI(3)功率增益功率增益定義為定義為ooopii i=PU IAPU I(4)互阻增益互阻增益定義為定義為ouii=UAI(5)互導(dǎo)增益互導(dǎo)增益定義為定義為oiui=IAU2. 輸入電阻輸入電阻 Ri輸入電阻是從放大電路的輸入端看進去的等效電阻。輸輸入電阻是從放大電路的輸入端看進去的等效電阻。輸入電阻是描述放大電路從信號源吸取電流大小的參數(shù)。入電阻是描述放大電路從信號源吸取電流大小的參數(shù)。Ri大,放大電路從信號源吸取的電流小,
27、反之則大。大,放大電路從信號源吸取的電流小,反之則大。iiiIUR輸入電阻的定義輸入電阻的定義輸出電阻是從放大電路的輸出端看進去的信號源等效內(nèi)輸出電阻是從放大電路的輸出端看進去的信號源等效內(nèi)阻。輸出電阻是描述放大電路帶負載能力的參數(shù)。阻。輸出電阻是描述放大電路帶負載能力的參數(shù)。Ro大大表明放大電路帶負載的能力差,反之則強。表明放大電路帶負載的能力差,反之則強。輸出電阻輸出電阻Ro有兩種求法。方法一根據(jù)輸出電阻有兩種求法。方法一根據(jù)輸出電阻的定義。的定義。方法二通過實驗的方法。方法二通過實驗的方法。3. 輸出電阻輸出電阻Ro輸出電阻的定義輸出電阻的定義此時,應(yīng)此時,應(yīng)將信號源源電壓將信號源源電壓
28、 短路短路,但保留信號源內(nèi)阻,但保留信號源內(nèi)阻 ,同時同時將負載將負載 開路開路。在。在輸出端加假想電源輸出端加假想電源 ,求出,求出 ,即可計算出即可計算出 。sUsRLRoUoIoRSLoo0oURURI方法一方法一求求Ro的實驗電路的實驗電路方法二方法二ooLo(1)URRU 注意:放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻通常都是在正弦注意:放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻通常都是在正弦信號下的交流參數(shù),只有在放大電路處于放大狀態(tài)且輸出信號下的交流參數(shù),只有在放大電路處于放大狀態(tài)且輸出不失真的條件下才有意義。不失真的條件下才有意義。通過實驗的方法求放大電路的輸出電阻通過實驗的方法求放大電路的輸出電阻。先
29、測試負載開路先測試負載開路時的輸出電壓時的輸出電壓 ,再測試負載電阻為,再測試負載電阻為RL時的輸出電壓時的輸出電壓 。 OUOU放大電路在正弦輸入信號的作用下,輸出電壓信號的諧放大電路在正弦輸入信號的作用下,輸出電壓信號的諧波成分總量與基波分量之比,即為非線性失真系數(shù),其波成分總量與基波分量之比,即為非線性失真系數(shù),其表達式為表達式為4. 非線性失真系數(shù)非線性失真系數(shù)%10012322UUUTHD式中式中 U1為基波分量有效值為基波分量有效值 U2、U3為各次諧波分量的有效值為各次諧波分量的有效值5. 最大不失真輸出幅度最大不失真輸出幅度放大電路的最大不失真輸出幅度是指放大電路的輸出信號放大
30、電路的最大不失真輸出幅度是指放大電路的輸出信號非線性失真系數(shù)不超過額定值時的輸出信號最大值,一般非線性失真系數(shù)不超過額定值時的輸出信號最大值,一般用用 或或 表示。表示。ommaxUommaxI00HL7.02)()(AAfAfA放大電路的增益放大電路的增益A( f ) 是頻率的函數(shù)。在低頻段和高頻段是頻率的函數(shù)。在低頻段和高頻段放大倍數(shù)都要下降。當(dāng)放大倍數(shù)都要下降。當(dāng)A( f )下降到中頻電壓放大倍數(shù)下降到中頻電壓放大倍數(shù)A0的的 1/ 時所對應(yīng)的頻率時所對應(yīng)的頻率,即,即2放大電路電壓增益的幅頻特性放大電路電壓增益的幅頻特性O(shè)fALfHf0A07 . 0A中頻段高頻段低頻段6. 通頻帶通頻
31、帶相應(yīng)的頻率相應(yīng)的頻率fL稱為稱為下限截止頻率下限截止頻率,fH稱為稱為上限截止頻率上限截止頻率。放大電路電壓增益的幅頻特性放大電路電壓增益的幅頻特性通頻帶通頻帶BW(bandwidth):): BW=fH- -fL fHOfALfHf0A07 . 0A中頻段高頻段低頻段3.4.1 共射基本放大電路的組成共射基本放大電路的組成 共射基本放大電路由一個共射接法的晶體管加相應(yīng)的共射基本放大電路由一個共射接法的晶體管加相應(yīng)的電阻、電容等元件和直流電源組成的。電阻、電容等元件和直流電源組成的。1. 共射放大電路的組成共射放大電路的組成(a) (b) 共射基本放大電路共射基本放大電路3.4 共射基本放大
32、電路的組成共射基本放大電路的組成 及工作原理及工作原理固定偏置共射組態(tài)基本固定偏置共射組態(tài)基本放大放大電路由以下幾部分構(gòu)成:電路由以下幾部分構(gòu)成:固定偏置共射基本放大電路固定偏置共射基本放大電路晶體管晶體管VT:放大的核心,起:放大的核心,起能量控制和轉(zhuǎn)換的作用;工能量控制和轉(zhuǎn)換的作用;工作在放大區(qū)。作在放大區(qū)。偏置電阻偏置電阻Rb :為放大電路:為放大電路提供合適的基極偏置電壓,提供合適的基極偏置電壓,使發(fā)射結(jié)正偏,集電結(jié)反使發(fā)射結(jié)正偏,集電結(jié)反偏。偏。負載電阻負載電阻Rc 、RL :將變化的集電極電流轉(zhuǎn)換為電壓輸出。:將變化的集電極電流轉(zhuǎn)換為電壓輸出。耦合電容耦合電容C1、 C2:“隔直通
33、交隔直通交”的作用。使輸入交流信號無的作用。使輸入交流信號無損耗地加到基極,輸出交流信號無損耗地輸送到負載上。損耗地加到基極,輸出交流信號無損耗地輸送到負載上。直流電源直流電源VCC:為電路提供合適的偏置電流和能量。:為電路提供合適的偏置電流和能量。 通過對晶體管共射基本放大電路組成的分析,可以得通過對晶體管共射基本放大電路組成的分析,可以得到晶體管基本放大電路的組成原則:到晶體管基本放大電路的組成原則: (1) 晶體管工作在放大狀態(tài),晶體管工作在放大狀態(tài),建立合適的靜態(tài)工作點建立合適的靜態(tài)工作點,保證電路輸出電壓不失真。保證電路輸出電壓不失真。 (2) 輸入回路的設(shè)置應(yīng)能夠使輸入回路的設(shè)置應(yīng)
34、能夠使輸入信號有效地作用于輸入信號有效地作用于晶體管的發(fā)射結(jié)晶體管的發(fā)射結(jié)。 (3) 輸出回路的設(shè)置應(yīng)能夠使輸出回路的設(shè)置應(yīng)能夠使輸出信號有效地作用于輸出信號有效地作用于負載上負載上。2. 放大電路的組成原則放大電路的組成原則輸入信號通過耦合電容加輸入信號通過耦合電容加在晶體管的發(fā)射結(jié),經(jīng)過在晶體管的發(fā)射結(jié),經(jīng)過下列過程得到放大的電壓下列過程得到放大的電壓信號:信號:o2cLc)b(cbbe1iuCuRiiiiuCu晶體管放大作用晶體管放大作用 變化的變化的 通過通過 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓妮敵鲭妷鹤優(yōu)樽兓妮敵鲭妷篶iLc/RR1. 放大原理放大原理共射放大電路共射放大電路3.4.2 共射基本放大電
35、路的工作原理共射基本放大電路的工作原理2. 放大電路中的電壓波形放大電路中的電壓波形在放大電路中變化的交流信號是疊加在靜態(tài)的直流信號之在放大電路中變化的交流信號是疊加在靜態(tài)的直流信號之上的。靜態(tài)時的直流信號用上的。靜態(tài)時的直流信號用UBE、 UCE表示;交流信號用表示;交流信號用ube、 uce表示;交流直流疊加在一起用表示;交流直流疊加在一起用uBE、 uCE表示。表示。放大電路的電壓和電流信號放大電路的電壓和電流信號3. 靜態(tài)和動態(tài)靜態(tài)和動態(tài) 靜態(tài)靜態(tài) 時,放大電路的工作狀態(tài),時,放大電路的工作狀態(tài),也稱也稱直流工作狀態(tài)直流工作狀態(tài)。0iu放大電路建立正確的放大電路建立正確的靜態(tài),是保證動
36、態(tài)工作的前提靜態(tài),是保證動態(tài)工作的前提。分。分析放大電路必須要正確地區(qū)分靜態(tài)和動態(tài),正確地區(qū)分析放大電路必須要正確地區(qū)分靜態(tài)和動態(tài),正確地區(qū)分直流通路和交流通路直流通路和交流通路。 動態(tài)動態(tài) 時,放大電路的工作狀態(tài),時,放大電路的工作狀態(tài),也稱也稱交流工作狀態(tài)交流工作狀態(tài)。0iu 直流通路:直流通路:直流量傳遞的路徑。由晶體管、直流量傳遞的路徑。由晶體管、Rc、Rb、Vcc構(gòu)成。構(gòu)成。 原則:原則:耦合電容、旁路電容視為開路,信號源視為短耦合電容、旁路電容視為開路,信號源視為短路路。 4. 直流通路和交流通路直流通路和交流通路固定偏置共射放大電路的固定偏置共射放大電路的直流通路直流通路直流通路
37、直流通路交流通路交流通路:交流量傳遞的路徑。由晶體管、交流量傳遞的路徑。由晶體管、Rc、RL和和Rb構(gòu)成。構(gòu)成。原則:原則:直流電源、耦合電容和旁路電容相當(dāng)于短路直流電源、耦合電容和旁路電容相當(dāng)于短路。交流通路交流通路固定偏置共射放大電路的固定偏置共射放大電路的交流通路交流通路 晶體管基本放大電路的分析包括晶體管基本放大電路的分析包括靜態(tài)分析靜態(tài)分析和和動態(tài)分析動態(tài)分析。分析放大電路時,必須根據(jù)分析放大電路時,必須根據(jù)先靜態(tài)、后動態(tài)先靜態(tài)、后動態(tài)的原則。的原則。 放大電路的動態(tài)分析用放大電路的放大電路的動態(tài)分析用放大電路的交流通路交流通路來分析。來分析。具體的分析方法有具體的分析方法有圖解法圖
38、解法和和微變等效電路微變等效電路法。法。 放大電路的靜態(tài)分析用放大電路的放大電路的靜態(tài)分析用放大電路的直流通路直流通路來分析。來分析。具體的分析方法有具體的分析方法有計算法計算法和和圖解法圖解法。 3.5 基本放大電路的分析方法基本放大電路的分析方法 由于晶體管的特性曲線是非線性的,不能用數(shù)學(xué)表由于晶體管的特性曲線是非線性的,不能用數(shù)學(xué)表達式來描述,只能用特性曲線來表示。在分析放大電路達式來描述,只能用特性曲線來表示。在分析放大電路時可采用圖解的方法。時可采用圖解的方法。 在放大電路的輸入回路,可以用晶體管的輸入特性在放大電路的輸入回路,可以用晶體管的輸入特性曲線和直流通路的輸入回路方程式來描
39、述。曲線和直流通路的輸入回路方程式來描述。 在放大電路的輸出回路,可以用晶體管的輸出特性在放大電路的輸出回路,可以用晶體管的輸出特性曲線和直流通路的輸出回路方程式來描述。曲線和直流通路的輸出回路方程式來描述。1. 靜態(tài)分析靜態(tài)分析3.5.1 圖解法圖解法對分壓偏置共射基本放大電路進行靜態(tài)圖解分析,求解對分壓偏置共射基本放大電路進行靜態(tài)圖解分析,求解靜態(tài)工作點。靜態(tài)工作點。其求解過程如下:其求解過程如下:分壓偏置共射放大電路分壓偏置共射放大電路+ + +LReRcRb2Rb1R+ +CCV2C1CeCiUoUVTeRcRb2Rb1RCCVVT直流通路直流通路先畫出分壓偏置共射放大電路的直流通路先
40、畫出分壓偏置共射放大電路的直流通路對基極偏置回路對基極偏置回路用戴維南定理進行變換用戴維南定理進行變換,使基極偏置電,使基極偏置電路只具有一個網(wǎng)眼,以方便列出輸入回路方程。路只具有一個網(wǎng)眼,以方便列出輸入回路方程。(1) 輸入回路的圖解輸入回路的圖解用戴維寧定理進行等效變換用戴維寧定理進行等效變換用戴維南定理用戴維南定理進行變換進行變換/1BI A /VBEUO變換后的等效直流通路變換后的等效直流通路CCb2CCb1b2VRVRR b2b1b2b1bRRRRRBbBEBeCC(1)I RUI RVBbBECCI RUVbbe(1)RRR晶體管的輸入特性曲線:晶體管的輸入特性曲線:QIBQV b
41、CCRBE()If UB過過(0, )點,作斜率為點,作斜率為 的直線的直線稱為稱為輸入直流負載線輸入直流負載線。CCbVRb1RBEUQR斜率斜率1b其與晶體管的輸入特性曲線交于靜態(tài)工其與晶體管的輸入特性曲線交于靜態(tài)工作點作點Q,對應(yīng)坐標(biāo)為,對應(yīng)坐標(biāo)為IBQ和和UBEQ。列輸入回路方程列輸入回路方程/VCEUO/mACICCVQUCEQICQIBQ)(CECUfI晶體管的輸出特性曲線為:晶體管的輸出特性曲線為:過過M點點(VCC,0)和和N點點(0,VCC/(Rc+ Re)確定的直線稱確定的直線稱為輸出回路的為輸出回路的直流負載線直流負載線。與與IBQ輸出特性曲線交于輸出特性曲線交于Q點,點
42、,坐標(biāo)為坐標(biāo)為 ICQ和和 UCEQ。 (2) 輸出回路的圖解輸出回路的圖解ecCCRRVec1RR 斜率直流負載線直流負載線輸出回路的圖解分析輸出回路的圖解分析列輸出回路方程列輸出回路方程CcCEEeCCI RUI RVCceCECC()IRRUV化簡得化簡得(3) 列輸出回路方程式列輸出回路方程式 UCE=VCC IC (Rc +Re)(4) 在輸出特性曲線上確定在輸出特性曲線上確定兩個特殊點兩個特殊點(VCC ,0); (0,VCC / (Rc + Re) ) ,即可畫出輸出直流負載線。,即可畫出輸出直流負載線。 直流負載線的確定方法:直流負載線的確定方法:(1) 列輸入回路方程式列輸入
43、回路方程式 V CC= IBRb + UBE(2) 在輸入特性曲線上,作出輸入直流負載線,兩線的在輸入特性曲線上,作出輸入直流負載線,兩線的交點即是交點即是Q,由此可確定,由此可確定IBQ ,UBEQ 。(5) 得到得到Q點的參數(shù)點的參數(shù)IBQ、 UBEQ、ICQ和和UCEQ。放大電路的動態(tài)分析是在有輸入信號作用下的求解過程,放大電路的動態(tài)分析是在有輸入信號作用下的求解過程,先做出放大電路的交流通路。先做出放大電路的交流通路。 + + +LReRcRb2Rb1R+ +CCV2C1CeCiUoUVT交流通路交流通路根據(jù)交流通路,可得交流輸出電壓根據(jù)交流通路,可得交流輸出電壓放大電路集電極輸出回路
44、的交流負載電阻是放大電路集電極輸出回路的交流負載電阻是RL = Rc/ RL 。2. 共射放大電路的動態(tài)圖解分析共射放大電路的動態(tài)圖解分析 (1) 交流負載線交流負載線ocecLuui R 放大電路的動態(tài)是建立在靜態(tài)的基礎(chǔ)上的,放大電路的動態(tài)是建立在靜態(tài)的基礎(chǔ)上的,動態(tài)時工作點動態(tài)時工作點的運動軌跡一定通過靜態(tài)工作點的運動軌跡一定通過靜態(tài)工作點Q。交流負載線描述交流負載線描述動態(tài)動態(tài)信號的信號的運動軌跡。它運動軌跡。它在輸出特性曲線上要在輸出特性曲線上要比直流負載線陡,因比直流負載線陡,因為交流負載電阻小于為交流負載電阻小于直流負載電阻。直流負載電阻。 交流負載線交流負載線/VCEUO/mAC
45、ICCVQUCEQICQIBQecCCRRVLc/1RR斜率輔助線過靜態(tài)工作點過靜態(tài)工作點Q做一條直線,斜率等于交流負載做一條直線,斜率等于交流負載電阻的倒電阻的倒數(shù),即為數(shù),即為交流負載線交流負載線。交流負載線 交流負載線確定步驟:交流負載線確定步驟:(3) 交流負載線與直交流負載線與直流負載線相交流負載線相交Q點。點。交流負載線交流負載線/VCEUO/mACICCVQUCEQICQIBQecCCRRVLc/1RR斜率輔輔助助線線(1) 作出放大電路的交流通路。作出放大電路的交流通路。 (2) 確定輸出回路交流通路的交流負載電阻為:確定輸出回路交流通路的交流負載電阻為: RL= RLRc (
46、4) 交流負載線是有交交流負載線是有交流輸入信號時動態(tài)工作流輸入信號時動態(tài)工作點的運動軌跡。點的運動軌跡。通過通過Q點做一條直線,令其斜點做一條直線,令其斜為為-1/R L ,該直線即為,該直線即為交流負載線。交流負載線。交流負載線(2) 電壓放大倍數(shù)分析電壓放大倍數(shù)分析 用用UBE表示直流量、表示直流量、 ube 表示交流量、表示交流量、 uBE表示交直流表示交直流量的總合。量的總合。 放大電路的交流工作狀態(tài)可以通過圖解的方法來表放大電路的交流工作狀態(tài)可以通過圖解的方法來表示。動態(tài)時,電路中的電流和電壓將在靜態(tài)直流量的基示。動態(tài)時,電路中的電流和電壓將在靜態(tài)直流量的基礎(chǔ)上疊加交流量??梢圆捎?/p>
47、交、直流分開的分析方法,礎(chǔ)上疊加交流量??梢圆捎媒弧⒅绷鞣珠_的分析方法,即先分析靜態(tài),再分析動態(tài),然后再把它們疊加起來。即先分析靜態(tài),再分析動態(tài),然后再把它們疊加起來。UBEubeuBEOOttbeuBEuOtBEU放大電路中直流、交流和交直流的表示放大電路中直流、交流和交直流的表示OiBuBECEUV10iCuCE2112108642VmAB1IICQIBQuBEtOiBtQB2IB1IB2IUCEQOiCtC1IC2ICQIOtOuCEVLc/1RRIBQQUBEQIBQC1IC2I1 12 23 34 4放大電路的動態(tài)圖解分析放大電路的動態(tài)圖解分析動態(tài)圖解分析的過程如下:動態(tài)圖解分析的過
48、程如下:1. 首先畫出輸入首先畫出輸入電壓波形電壓波形ube(t)2. 根據(jù)輸入特性曲線和根據(jù)輸入特性曲線和ube(t)畫出畫出ib波形波形3. 根據(jù)根據(jù)ib波形和交流波形和交流負載線畫出負載線畫出ic波形波形4. 根據(jù)交流負載線和根據(jù)交流負載線和ic波形畫出波形畫出uce波形波形ubeibicuce交流負載線交流負載線通過圖解分析,可得如下結(jié)論:通過圖解分析,可得如下結(jié)論:(1) ui ube ib ic uce |-uo| (2) uo與與ui相位相反;相位相反;OiBuBECEUV10iCuCE2112108642VmAB1IICQIBQuBEtOiBtQB2IB1IB2IUCEQOiC
49、tC1IC2ICQIOtOuCEViubebicuceLc/1RRIBQQUBEQIBQC1IC2I1 12 23 34 4測量出測量出ube的幅度的幅度測量出測量出uce的幅度的幅度三極管的電流三極管的電流放大作用放大作用 3. 可以測量出放大電路的電壓放大倍數(shù);可以測量出放大電路的電壓放大倍數(shù); 4. 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。oceuibeuuAuu(3) 輸出波形失真分析輸出波形失真分析飽和失真飽和失真:截止失真截止失真:0iCuCE2112108642VmAB1IIBQQB2IUCEQOiCtC1IC2ItOuCEVicuceC1IC2I交流負載線截止失真
50、abcdeabcde*CQIICQ0uCE2112108642VICQQB2IUCEQOtC1IC2ICQItOuCEVicuceC1IC2I交流負載線飽和失真abddccbeea*IBQB1IiCiCmA由晶體管特性曲線的非線性引起的輸出信號失真,稱為非線由晶體管特性曲線的非線性引起的輸出信號失真,稱為非線性失真,主要有飽和失真和截止失真。性失真,主要有飽和失真和截止失真。 由于放大電路的工作點達到了晶體管由于放大電路的工作點達到了晶體管的飽和區(qū)而引起的非線性失真。對于的飽和區(qū)而引起的非線性失真。對于NPN管,管,輸出電壓表現(xiàn)為底部失真。輸出電壓表現(xiàn)為底部失真。 由于放大電路的工作點達到了晶
51、體管由于放大電路的工作點達到了晶體管的截止區(qū)而引起的非線性失真。對于的截止區(qū)而引起的非線性失真。對于NPN管,管,輸出電壓表現(xiàn)為頂部失真。輸出電壓表現(xiàn)為頂部失真。放大器截止失真和飽和失真放大器截止失真和飽和失真(NPN晶體管晶體管)(a)飽和失真飽和失真(b)截止失真截止失真(4) 放大電路的最大不失真輸出幅度放大電路的最大不失真輸出幅度ommaxCEQCESCQL=min,UUUIR放大電路的最大不失真輸出幅度是指放大電路的輸出信號放大電路的最大不失真輸出幅度是指放大電路的輸出信號在不失真的情況下所能達到的最大值,一般用在不失真的情況下所能達到的最大值,一般用Uommax或或Iommax表示
52、。表示。放大電路的最大不失真輸出幅度放大電路的最大不失真輸出幅度 (5) 輸出功率和功率三角形輸出功率和功率三角形omomomomo2122IUIUP 要想要想Po大,就要使功率三大,就要使功率三角形的面積大,即必須使角形的面積大,即必須使Uom 和和Iom 都要大。都要大。功率三角形功率三角形放大電路向電阻性負載提供的放大電路向電阻性負載提供的輸出功率輸出功率: 在輸出特性曲線上,正好在輸出特性曲線上,正好是三角形是三角形 ABQ的面積,這一的面積,這一三角形稱為三角形稱為功率三角形功率三角形。A AB B/VCEuO/mACiIBQCCVQ交流負載線ICQUCEQUCES3.5.2 微變等
53、效電路法微變等效電路法 微變等效電路法:微變等效電路法:在在小信號條件小信號條件下,把下,把非線性的晶體非線性的晶體管管用用線性模型線性模型來來代替代替,用線性電路的分析方法來計算基本,用線性電路的分析方法來計算基本放大電路。放大電路。1. 晶體管低頻小信號模型晶體管低頻小信號模型在低頻小信號下,將晶體管看成在低頻小信號下,將晶體管看成一個線性有源雙端口網(wǎng)絡(luò)。一個線性有源雙端口網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)晶體管的輸入和輸出特性曲線,根據(jù)晶體管的輸入和輸出特性曲線,端口特性表示為:端口特性表示為:),(),(CEBCCEBBEuifiuifu在低頻正弦信號作用下,上式可寫成復(fù)數(shù)形式:在低頻正弦信號作用下,上式可寫
54、成復(fù)數(shù)形式:be11b12cec21b22ceddUhIhUIhIhU 在低頻小信號作用下,在靜態(tài)工作點在低頻小信號作用下,在靜態(tài)工作點Q對上式取全微分:對上式取全微分:),(),(CEBCCEBBEuifiuifuCEBCEBBEBEBEBCEBCECCCBCEBCEddddddUIUIuuuiuiuiiiiuiu式中出現(xiàn)的四個系數(shù),分別為:式中出現(xiàn)的四個系數(shù),分別為:CEBBE11Uiuh稱為輸入電阻稱為輸入電阻rbe量綱為量綱為。BCEBE12Iuuh稱為電壓反饋系數(shù)稱為電壓反饋系數(shù)根據(jù)根據(jù)PN結(jié)的內(nèi)部結(jié)構(gòu),并利用結(jié)的內(nèi)部結(jié)構(gòu),并利用PN結(jié)的電流方程可以推導(dǎo)出結(jié)的電流方程可以推導(dǎo)出Tbe
55、bbEQ(1)UrrIbbr是晶體管的基區(qū)體電阻,一般在是晶體管的基區(qū)體電阻,一般在200 300 之間之間 CEBC21Uiih稱為稱為電流放大電流放大系數(shù),即系數(shù),即 BCEC22Iuih稱為輸出電導(dǎo)稱為輸出電導(dǎo)即即1 / rce,量綱為量綱為Sh11、h12、h21和和h22稱為晶體管的稱為晶體管的H參數(shù),其大小與參數(shù),其大小與Q有關(guān)。有關(guān)。 cbbeUbI12ceh U11h21 bh I221hcIceUcbbeUbIbercIbIceUh12很小,很小, rce很大,很大,h12和和h22可忽略,得到晶體管的簡化可忽略,得到晶體管的簡化H參數(shù)等效電路。參數(shù)等效電路。晶體管的晶體管的
56、H參數(shù)等效電路如圖所示。參數(shù)等效電路如圖所示。晶體管低頻小信號模型沒有考慮結(jié)電容的晶體管低頻小信號模型沒有考慮結(jié)電容的影響。只適用于放大電路的低頻和中頻段,影響。只適用于放大電路的低頻和中頻段,不適用于高頻放大電路。不適用于高頻放大電路。2. 采用微變等效電路法對共射基本放大電路進行分析采用微變等效電路法對共射基本放大電路進行分析(1) 靜態(tài)分析靜態(tài)分析對分壓偏置共射基本放大電路進行靜態(tài)分析,先畫出直對分壓偏置共射基本放大電路進行靜態(tài)分析,先畫出直流通路。流通路。分壓偏置共射放大電路分壓偏置共射放大電路+ + +LReRcRb2Rb1R+ +CCV2C1CeCiUoUVTeRcRb2Rb1RC
57、CVVT直流通路直流通路 用用戴維南定理進行變換:戴維南定理進行變換:計算求解法計算求解法CCb2CCb1b2VRVRR b2b1b2b1bRRRRRBbBEEeCCI RUI RVEB(1)IICCBEBbe(1)VUIRRBE0.7VUCBIICcCEEeCCI RUI RVCECCCce()UVIRR列輸入回路方程:列輸入回路方程: 晶體管的管壓降:晶體管的管壓降: 基極電流為:基極電流為: 集電極電流為:集電極電流為: 列輸出回路方程:列輸出回路方程: 對于硅管:對于硅管:估算法估算法當(dāng)當(dāng)I1=(510) IB時,時,可忽略可忽略IB,基極電位為:,基極電位為: CCb2Bb1b2VR
58、URRBEBEUUUEBBEEeeUUUIRRBE0.7VU對于硅管:對于硅管:CEIIEB1IICcCEEeCCI RUI RV列輸出回路方程:列輸出回路方程: CECCCce()UVIRR+ + +LReRcRb2Rb1R+ +CCV2C1CCiUoUVTe分壓偏置射放大電路交流微變等效電路分壓偏置射放大電路交流微變等效電路(2) 動態(tài)分析動態(tài)分析對分壓偏置共射基本放大電路進行動態(tài)分析,先畫出交流對分壓偏置共射基本放大電路進行動態(tài)分析,先畫出交流通路。通路。將耦合電容和旁路電容短路將耦合電容和旁路電容短路將直流電源交流短路。將直流電源交流短路。將晶體管用低頻將晶體管用低頻小信號模型代替小信
59、號模型代替得到微變等效電路。得到微變等效電路。 電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)occL(/ /)UIRR 由輸入回路:由輸入回路:bebirIU電壓放大倍數(shù)為:電壓放大倍數(shù)為:beLbeLcbebLcbiou)/()/(rRrRRrIRRIUUA根據(jù)放大電路的微根據(jù)放大電路的微變等效電路,可求變等效電路,可求出其電壓放大倍數(shù)出其電壓放大倍數(shù)由輸出回路:由輸出回路:式中:式中:beE26mV3001(mA)rILCL/RRR 輸入電阻輸入電阻beb2b1iii/rRRIUR輸入電阻是從放大電路的輸入端看進去的等效電阻,其輸入電阻是從放大電路的輸入端看進去的等效電阻,其表達式為:表達式為: 輸出電阻輸出
60、電阻sURsRLIobI00oU共射放大電路求輸出電阻共射放大電路求輸出電阻輸出電阻是從放大電路的輸出端看進去的信號源等效內(nèi)輸出電阻是從放大電路的輸出端看進去的信號源等效內(nèi)阻,其表達式為:阻,其表達式為:SLoo0oURURIcR【例【例3.5.1】 電路如圖電路如圖3.5.1所示,設(shè)所示,設(shè)VCC15V,Rb1=60k、Rb2=20k 、Rc=3k 、Re=2k 、Rs=600 ,電容,電容C1、C2和和Ce都足夠大,都足夠大, 60,UBE=0.7V,RL=3 k 。試計算:。試計算:(1) 電路的靜態(tài)工作點;電路的靜態(tài)工作點;(2) 電路的中頻電壓放大倍數(shù)電路的中頻電壓放大倍數(shù) 、輸入電
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