模擬電子技術(shù)第四章雙極結(jié)型三極管及放大電路基礎(chǔ)

1、第四章三極管及放大電路基礎(chǔ)BJT的簡介共射極放大電路放大電路的分析方法放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定問題共集電極放大和共基極放大電路組合放大電路放大電路的頻率響應(yīng)2021/9/121 4.1 半導(dǎo)體BJT一、BJT結(jié)構(gòu) ( Bipolar Junction Transistor )形成: 將兩個(gè)PN結(jié)結(jié)合到一起;由于三極管內(nèi)有兩種載流子(自由電子和空穴)參與導(dǎo)電，故稱為雙極型三極管或BJT (Bipolar Junction Transistor);2個(gè)PN結(jié)的相互作用，使得三極管具有電流放大作用；三極管包括NPN與PNP兩種類型?；靖拍?021/9/1221、幾種BJT的外形(a) 小功率管 (

2、b) 小功率管 (c) 大功率管 (d) 中功率管2021/9/123半導(dǎo)體三極管圖片2021/9/124N 集電區(qū)N 發(fā)射區(qū)P 基區(qū)ebc集電結(jié)發(fā)射結(jié)集電極 發(fā)射極基極2. 三極管的結(jié)構(gòu)與符號(hào)ebcNPN管的結(jié)構(gòu)及符號(hào)結(jié)面積大雜質(zhì)濃度低，且很薄雜質(zhì)濃度高，自由電子濃度高箭頭表示BJT導(dǎo)通時(shí)的電流方向2個(gè)PN結(jié)不是簡單的組合，每個(gè)區(qū)有各自的特點(diǎn)。2021/9/125P 集電區(qū)P 發(fā)射區(qū)N 基區(qū)ebc集電結(jié)發(fā)射結(jié)集電極發(fā)射極基極PNP管的結(jié)構(gòu)及符號(hào)bec結(jié)面積大雜質(zhì)濃度低，且很薄雜質(zhì)濃度高，空穴濃度高箭頭表示BJT導(dǎo)通時(shí)的電流方向2021/9/126二、 BJT的電流分配與放大原理1. 放大的條

3、件內(nèi)部條件：發(fā)射區(qū)摻雜濃度高；基區(qū)薄且摻雜濃度低; 集電區(qū)的面積大。外部條件：發(fā)射結(jié)正偏；集電結(jié)反偏。2021/9/127 擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)形成發(fā)射極電流IE，復(fù)合運(yùn)動(dòng)形成基極電流IB，漂移運(yùn)動(dòng)形成集電極電流IC。少數(shù)載流子的運(yùn)動(dòng)因發(fā)射區(qū)多子濃度高使大量電子從發(fā)射區(qū)擴(kuò)散到基區(qū)因基區(qū)薄且多子濃度低，使極少數(shù)擴(kuò)散到基區(qū)的電子與空穴復(fù)合因集電區(qū)面積大，在外電場作用下大部分?jǐn)U散到基區(qū)的電子漂移到集電區(qū)基區(qū)空穴的擴(kuò)散2. BJT內(nèi)部載流子的傳輸（以NPN為例） 2021/9/128IBbVEEVCCecIEICNNP電子流ICBOICN3. 電流分配關(guān)系設(shè)：發(fā)射結(jié)、基極與集電極電流分別用IE、IB、IC表示。集

4、電極收集的電子流基極復(fù)合電流基極-集電極反相飽和電流由于，因而，為發(fā)射電流被集電極收集的比例系數(shù)忽略 ，令，發(fā)射極-集電極反相飽和電流，或稱穿透電流2021/9/129也被稱為發(fā)射極電流放大系數(shù)。它只與管子的結(jié)構(gòu)尺寸和摻雜濃度有關(guān)，與外加電壓無關(guān)。一般 = 0.90.99 。稱為基極電流放大系數(shù)。同樣，它也只與管子的結(jié)構(gòu)尺寸和摻雜濃度有關(guān)，與外加電壓無關(guān)。由于， ，因而一般 1 。三極管的集電極電流對基極電流具有很好的放大作用2021/9/12104. 三極管的三種基本連接電路(c) 共集電極接法。(b) 共發(fā)射極接法；(a) 共基極接法；基極作為公共電極發(fā)射極作為公共電極集電極作為公共電極輸

5、入輸入輸入輸出輸出輸出2021/9/1211結(jié)論 BJT滿足內(nèi)部條件和外部條件，具有放大作用； 電流放大系數(shù)發(fā)射極電流放大系數(shù)：或，基極電流放大系數(shù)：或，與滿足： BJT的放大作用，按電流分配實(shí)現(xiàn)，稱之為電流控制元件；2021/9/1212 晶體管具有電流放大作用時(shí)的管腳電壓：NPN 管： UBE0 UBCVBVEPNP 管： UBE0即VCVBVEebcbec對于硅管，UBE0.7;對于鍺管，UBE0.2,2021/9/1213各電極電流關(guān)系及電流放大作用IB(mA)IC(mA)IE(mA)00.020.040.060.080.100.0010.701.502.303.103.950.001

6、0.721.542.363.184.05結(jié)論:1）三電極電流關(guān)系 IE = IB + IC2） IC IB ， IC IE 3） IC IB 把基極電流的微小變化能夠引起集電極電流較大變化的特性稱為晶體管的電流放大作用。 實(shí)質(zhì):用一個(gè)微小電流的變化去控制一個(gè)較大電流的變化，是CCCS器件。BECNNPEBRBECRC2021/9/1214例1 在晶體管放大電路中，測得三個(gè)晶體管的各個(gè)電極的電位如圖。試判斷各晶體管的類型（是NPN管還是PNP管，是硅管還鍺管），并區(qū)分e、b、c三個(gè)電極。2V2.7V6V2.2V5.3V6V4V1.2V1.4V(a)(b)(c)2021/9/1215解：(1)依|

7、VBE|=0.7V(或|VBE|= 0.2V)確定硅還是鍺。(2)找出c極：極間電壓不是0.7V或0.2V的為c極。(3)VB、VE、VC三個(gè)電位中，VC最低，是PNP管； VC最高，是NPN管。(4)PNP管： VC VBVBVE。以確定b, e極。2V2.7V6V2.2V5.3V6V4V1.2V1.4V(a)(b)(c)CCCPNPPNPNPNebbeeb硅硅鍺2021/9/1216例2：測得放大電路中六只晶體管的直流電位如圖所示在圓圈內(nèi)畫出管子，說明管型，標(biāo)明極性，并判別是鍺管還是硅管。硅PNP硅NPN硅NPN鍺NPN鍺PNP鍺PNP2021/9/1217特性曲線即管子各電極電壓與電流的

8、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，是分析放大電路的依據(jù)。由于BJT為雙端口網(wǎng)絡(luò)，因而包括輸入V-I特性與輸出V-I特性。為什么要研究特性曲線： 1）直觀地分析管子的工作狀態(tài) 2）合理地選擇偏置電路的參數(shù)，設(shè)計(jì)性能良好的電路 重點(diǎn)討論應(yīng)用最廣泛的共發(fā)射極接法的特性曲線三、BJT的V-I特性曲線（以共射電路為例）2021/9/1218發(fā)射極是輸入回路、輸出回路的公共端 共發(fā)射極電路（共射電路）輸入回路輸出回路 測量晶體管特性的實(shí)驗(yàn)線路ICEBmAAVUCEUBERBIBECV+特性曲線2021/9/1219為什么VCE增大曲線右移？ 對于小功率晶體管，UCE大于1V的一

9、條輸入特性曲線可以取代VCE大于1V的所有輸入特性曲線。為什么像PN結(jié)的伏安特性？為什么VCE增大到一定值曲線右移就不明顯了？1. 輸入特性曲線 在C-E之間接固定電壓時(shí)，基極電流與B-E之間的電壓之間的變化關(guān)系，稱為共射電路的輸入特性。即：2021/9/12201. 輸入特性曲線vBE(V)iB (A)802040600.20.40.60.8OvCE=0VVCE= 1V vCE = 0，沒有電子被集電極收集，相當(dāng)于二極管的正向特性。 vCE 1V后， vCE， iC基本不變， iB亦基本不變，因而，一般使用 vCE = 1V的曲線作為輸入特性。 vCE = 1V，集電結(jié)反偏，電子大部分被集電

10、區(qū)收集引起 iB，需要更大的B-E電壓才能產(chǎn)生同樣的基極電流，曲線右移 在C-E之間接固定電壓時(shí)，基極電流與B-E之間的電壓之間的變化關(guān)系，稱為共射電路的輸入特性。即：VCE 1V2021/9/1221vCE(V)iC(mA)43210 2 4 6 8ICE02. 輸出特性曲線100806020iB=0iB=40(A) 改變iB ，得到一組曲線簇當(dāng)vCE 很小時(shí)，曲線很陡，由于集電結(jié)反偏小，收集載流子能力弱，此時(shí)，iBiC值，稱為飽和區(qū)。 vCE iC當(dāng)vCE 1V后， iC 大致與橫軸平行， 基本不變，為線性放大區(qū)； 在基極電流一定時(shí)，集電極電流與C-E之間的電壓之間的變化關(guān)系，稱為共射電路

11、的輸出特性。即：飽和區(qū)線形放大區(qū)截止區(qū)2021/9/12222. 輸出特性對應(yīng)于一個(gè)IB就有一條iC隨uCE變化的曲線。 為什么uCE較小時(shí)iC隨uCE變化很大？為什么進(jìn)入放大狀態(tài)曲線幾乎是橫軸的平行線？飽和區(qū)放大區(qū)截止區(qū)2021/9/1223晶體管的三個(gè)工作區(qū)域 晶體管工作在放大狀態(tài)時(shí)，輸出回路的電流 iC幾乎僅僅決定于輸入回路的電流 iB，即可將輸出回路等效為電流 iB 控制的電流源iC 。狀態(tài)uBEiCuCE截止UonICEOVCC放大 UoniB uBE飽和 UoniB uBE2021/9/1224四、BJT的主要參數(shù) 1. 電流放大系數(shù)若IC ICEO 則交流時(shí)，用 表示對于共射電路

12、，直流電流放大系數(shù)為：對于共基電路，直流電流放大系數(shù)為：交流時(shí)，用 表示是常數(shù)嗎？什么是理想晶體管？什么情況下 ?2021/9/1225vCE(V)iC (mA)43210 2 4 6 82.31.5iCiBQ100806040iB=20(A)例2021/9/1226電流放大系數(shù)不是固定不變的值，只有在特性曲線較平坦的部分，基本保持不變，可以看作為常數(shù)直流放大系數(shù)反映的是靜態(tài)工作時(shí)的放大倍數(shù)，而交流放大系數(shù)是動(dòng)態(tài)工作時(shí)的放大倍數(shù)。只有在忽略ICEO且工作在線性區(qū)時(shí)，直流放大系數(shù)與交流放大系數(shù)接近。由于ICEO較小，工程上放大器一般工作在線性區(qū)，因而一般認(rèn)為： 結(jié)論2021/9/12272. 集

13、電極基極反向飽和電流 ICBO由三極管的集電極-基極之間的PN結(jié)的少數(shù)載流子的反向漂移引起的電流；可以通過在c、b間加上一定反向電壓進(jìn)行測試；VCCeA+cb ICBOICBO隨溫度升高而升高； 硅管的ICBO較小， IC 深度飽和時(shí)電壓 VCE 為：VCES = 0.3V(硅) VCES = 0.1V(鍺)管子c、e間如同短接O 1 2 3 4 5 6 12 3 4vCE(V)iC(mA)40(A)080120160200Q2QQ1NM飽和區(qū)放大區(qū)截止區(qū)2021/9/1274 放大區(qū) (線性區(qū))平坦部分IC = IBO 1 2 3 4 5 6 12 3 4vCE(V)iC(mA)40(A)0

14、80120160200Q2QQ1NM飽和區(qū)放大區(qū)截止區(qū)2021/9/12752. 靜態(tài)工作點(diǎn)對波形失真的影響截止失真的波形 Q點(diǎn)設(shè)置太低，引起截止失真2021/9/1276飽和失真的波形Q點(diǎn)設(shè)置太高，引起飽和失真2021/9/1277iCuCEuo可輸出的最大不失真信號(hào)（3）合適的靜態(tài)工作點(diǎn)ib保證信號(hào)不失真，必須始終工作在放大區(qū)，對NPN硅管：Vce1V；Ib0（PNP管符號(hào)相反）。靜態(tài)工作點(diǎn)位于截止邊界與飽和邊界中間位置時(shí)，動(dòng)態(tài)范圍最大。2021/9/1278 Q點(diǎn)選擇原則：Q點(diǎn)應(yīng)選在交流負(fù)載線的中央Q點(diǎn)選得太低，容易出現(xiàn)截止失真；Q點(diǎn)選得太高，容易出現(xiàn)飽和失真。2021/9/1279 小

15、結(jié)： 晶體管三個(gè)工作區(qū)的特點(diǎn):放大區(qū):發(fā)射結(jié)正偏,集電結(jié)反偏有電流放大作用, IC=IB輸出曲線具有恒流特性截止區(qū):發(fā)射結(jié)、集電結(jié)處于反偏失去電流放大作用, IC0晶體管C、E之間相當(dāng)于開路飽和區(qū):發(fā)射結(jié)、集電結(jié)處于正偏失去放大作用晶體管C、E之間相當(dāng)于短路選擇Q點(diǎn)的原則：使放大電路始終工作在線形區(qū)2021/9/1280例 判斷下列管子的工作狀態(tài)02V3V(a)00.7V3V(b)2.3V3V2.6V(c)03V(d)0.7V解： (a) 發(fā)射結(jié)反偏 管子截止(b) 發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏,Vce1V 管子放大(c) 發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏,Vce=0.3V, 管子飽和(d) 發(fā)射結(jié)正偏，集電

16、結(jié)反偏, Vce rvce 可忽略 rvce而rce很大, rce RL 可忽略rce的影響。從而，得到簡化的BJT小信號(hào)等效電路由于：因而：2021/9/12913. H參數(shù)的確定通過H參數(shù)測試儀，或利用BJT特性圖求參數(shù)與rbe。參數(shù)rbe可以用經(jīng)驗(yàn)公式求得： 常溫(300K)時(shí),VT=26mv，小功率管的rb=200注意！1. 小信號(hào)參數(shù)模型是基于信號(hào)變化量的動(dòng)態(tài)模型，不能使用小信號(hào)參數(shù)模型或等效電路求Q點(diǎn)。2. 由于小信號(hào)參數(shù)模型是Q點(diǎn)附近的近似線性化模型，不同Q點(diǎn)對應(yīng)不同參數(shù)。2021/9/1292二、用H參數(shù)小信號(hào)模型分析共射極放大電路+12V4kRLCb2+20FCb120FRc

17、4kRb300kviv0VCCbce1b1222021/9/12931. 畫電路的小信號(hào)模型 畫BJT的小信號(hào)模型，標(biāo)出e, b, c； 按直流電壓源短路、電流源開路及隔直電容短路的原則畫其他元件； 用相量標(biāo)出各電壓、電流 (測試時(shí)常用正弦波作輸入信號(hào))22RcRL+11Rb+bcerbe+RLCb2+Cb1RcRbviv0VCCbce1b122短路短路短路2021/9/12942. 求電壓放大倍數(shù)負(fù)號(hào)說明反相22RLRc+Rb11+bcerbe（可作為公式）2021/9/12953. 計(jì)算輸入電阻和輸出電阻a. 輸入電阻 對信號(hào)源而言，放大器為它的負(fù)載，這個(gè)負(fù)載即放大器的輸入電阻Ri (從1

18、1 看進(jìn)去的等效電阻)22RLRc+Rb11+bcerbeRi2021/9/1296 對負(fù)載而言，放大器可等效為一個(gè)內(nèi)阻為Ro電壓源Vo，這個(gè)Ro即放大器的輸出電阻。在輸入短路，輸出開路，輸出端加入測試電壓，得b. 輸出電阻22RcRb11+bcerbeRo+2021/9/1297用H參數(shù)分析小信號(hào)電路的步驟：1、靜態(tài)分析求IE2 畫出三極管的H參數(shù)小信號(hào)模型等效電路，并標(biāo)出 三個(gè)電極（C，B，E）及電流方向；2、根據(jù)交流信號(hào)通路畫出其它元件；3、將圖中的變量用相量表示；4、利用等效電路求解各參數(shù)。小結(jié)2021/9/1298 例 畫出圖示電路的微變等效電路，圖中設(shè)各電容的容抗均可忽略(注意標(biāo)出

19、電壓電流的正方向)。2021/9/1299Rb2+解：(a)RcRe+RLRcRb1+VCC+Rb2Cb2Cb1TRb1RLrbebecRe2021/9/12100(b)+VCC+RcRb1+TCb2Cb1Rb2ceb(b)Rb2Rb1+RCbrbeec2021/9/12101(c)+Rb1+VCC+TCb2Cb1Rb3Rb2Re2Re1Re1Rb3Rb2Rb1+rbebec2021/9/12102例 如圖所示電路T為3DG6，已知工作點(diǎn)處的 = 40(1) 求(2) 若Rs= 500, 求源電壓放大倍數(shù)+12V4kRLRc4kRb300k+VCC+Rs+2021/9/12103解：(1)靜態(tài)

20、分析，求IE+12V4kRLRc4kRb300k+VCC+Rs+12VRc4kRb300k+VCC由原圖可畫出電路的直流通路，由直流通路，得：2021/9/12104解：(2)畫交流通路，求等效電路+RL+Rsrbe+RbbecRc取rbe=200，VT =26mv+12V4kRLRc4kRb300k+VCC+Rs+(3)求2021/9/12105Ri=Rb/rberbe=0.866k由于信號(hào)源內(nèi)阻Rs的存在，輸入信號(hào)在Rs上損失了一部分，使 ， 從而使放大倍數(shù)下降。+RL+Rsrbe+RbbecRc2021/9/12106 4.4 放大電路的工作點(diǎn)穩(wěn)定問題一、溫度對工作點(diǎn)的影響B(tài)JT具有熱敏

21、性，溫度主要對BJT產(chǎn)生三個(gè)影響： T ICBO : T本證激化 電子空穴對 ICBO ， ICEO2. TVBE : T載流子運(yùn)動(dòng) PN結(jié)的阻檔 正向結(jié)電阻VBE。（硅大約為2.2mV/C）3. T : T 基區(qū)載流子運(yùn)動(dòng)加快 加快了向集電極的漂移 。 結(jié)溫每升高1， 增加0.5% 1% （硅）2021/9/12107溫度對三個(gè)因素的影響的結(jié)果將導(dǎo)致靜態(tài)工作點(diǎn)（Q點(diǎn)）的漂移，T IC Q點(diǎn)上移，穩(wěn)定且合適的靜態(tài)工作點(diǎn)(Q點(diǎn))是放大電路正常工作的基本前提。因此，溫度的變化將影響放大電路的性能。2021/9/12108解決辦法盡量保持溫度不變；選擇高質(zhì)量的晶體管；采取技術(shù)措施，利用溫度負(fù)反饋原理

22、，隨著溫度的變化自動(dòng)調(diào)整電路參數(shù)，從而減小溫度影響，以穩(wěn)定Q點(diǎn)。 針對ICBO的影響，可使IB隨溫度的升高自動(dòng)而自動(dòng) 減??； 針對VBE的影響，可使發(fā)射結(jié)的電壓隨溫度的升高 而自動(dòng)減??；共射電路穩(wěn)定Q點(diǎn)的常用方法：射級偏置。2021/9/12109二、射極偏置電路Q點(diǎn)穩(wěn)定的過程RLCb2Cb1RcRb1+VCCIB+ ICI1ICIBbcevivo+Rb2Re1. 基極分壓式射極偏置電路加入基極偏置電路，穩(wěn)定基極電壓，當(dāng)I1IBb. 加入射極偏置電阻，隨溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)，穩(wěn)定Q點(diǎn)?；鶚O偏置射極偏置T IC IE IERe VE VBE IBIC2021/9/12110例 已知，估算射極偏置電路的Q

23、點(diǎn),并計(jì)算解：(1) 求Q點(diǎn)RLCb2Cb1RcRb1+VCCIB+ ICI1ICIBbcevivo+Rb2Re2021/9/12111(2) 畫小信號(hào)模型+RLrbe+Rb2becRcRbRb1Re(3) 求Av RLCb2Cb1RcRb1+VCCIB+ ICI1ICIBbcevivo+Rb2Re射極偏置電阻使得放大倍數(shù)下降！ 2021/9/12112(4) 求Ri, R0+RLrbe+RiRb2becRcRbRb1Re射極偏置電阻使得輸入阻抗變大！ 2021/9/121132、帶旁路電容的射極偏置電路射極偏置電路Re的接入，雖穩(wěn)定了Q點(diǎn)，但使 下降，為了兩全其美，在Re兩端并一個(gè)電容CeC

24、b1+VCC+Cb2CeRLReRb1Rb2Rc2021/9/12114Ce為交流信號(hào)提供一條旁路，稱為旁路電容，使得放大倍數(shù)不受Re的影響。+RLrbe+Rb2becRcRbRb1類似的方法求得（靜態(tài)Q點(diǎn)與輸出電阻Ro與前一致）：Ri = Rb1 / Rb2 / rbe小信號(hào)等效電路為：2021/9/121153. 含有雙電源的射極偏置電路（1）阻容耦合阻容耦合的特點(diǎn)：基極電壓穩(wěn)定，靜態(tài)工作點(diǎn)不受信號(hào)源內(nèi)阻、負(fù)載電阻影響，適應(yīng)于交流輸入信號(hào)。2021/9/121162. 含有雙電源的射極偏置電路（2）直接耦合直接耦合電路的特點(diǎn)：靜態(tài)工作點(diǎn)受信號(hào)源內(nèi)阻、負(fù)載電阻影響，適合于直流（如壓力傳感信號(hào)

25、）或低頻放大電路2021/9/121174. 含有恒流源的射極偏置電路特點(diǎn)：靜態(tài)工作點(diǎn)電流由恒流源直接提供，因而，具有較穩(wěn)定的靜態(tài)工作電流。小信號(hào)等效電路：2021/9/12118 4.5 共集電極電路和共基極電路一、共集電極電路 (也稱射極電壓跟隨器 )Cb1+Cb2RbRLRs+RebceT+VCC從交流通路知：輸入加在基極與集電極之間，輸出電壓為發(fā)射極與集電極之間的電壓，稱為共集電極電路。交流通路 2021/9/12119靜態(tài)分析 首先畫出直流通路， RbIB + VBE + ReIE = VccIC = IBVCE= VCC Ie Re VCC IC Re直流通路 2021/9/121

26、202. 動(dòng)態(tài)分析a. 小信號(hào)模型2021/9/12121b. 求因此共集放大電路電壓增益約等于1，且為同相放大。2021/9/12122Ri = rbe+(1+)RLRi=Rb/Ri=Rb/rbe+(1+ )RLc. 求Ri當(dāng)1時(shí)，輸入電阻很大2021/9/12123列電路方程：其中則當(dāng)，時(shí)，輸出電阻很小d. 求Ro2021/9/12124結(jié)論：共集電極電路特點(diǎn)電壓增益小于1但接近于1，輸入與輸出同相， 常稱為射極電壓跟隨器；輸入電阻大，對電壓信號(hào)源衰減??；輸出電阻小，帶負(fù)載能力強(qiáng)；用途：Ri大常用作多級放大器的第一級(輸入級)R0小常用作多級放大器的最后一級(驅(qū)動(dòng)極)也可作中間級，以隔離前

27、后級的影響(緩沖級)。2021/9/12125Cb1Cb2+CBRb2Rb1ReRLRc+VCCTRs二、共基極電路 (commonbase amplifier )交流通路 從交流通路知：輸入加在基極與發(fā)射極之間，輸出電壓為基極與集電極之間的電壓，稱為共基極電路。2021/9/12126靜態(tài)分析Rb2Rb1ReRc+VCCT首先畫出直流通路，2021/9/121272. 動(dòng)態(tài)分析a. 小信號(hào)模型小信號(hào)等效電路 2021/9/12128小信號(hào)等效電路 Ri輸入電阻小，是共基極放大電路最顯著特征。由于輸入電阻小，因而具有較寬的帶寬，常用于高頻電路。2021/9/12129三、放大電路三種組態(tài)的比較

28、1.三種組態(tài)的判別以輸入、輸出信號(hào)的位置為判斷依據(jù)： 信號(hào)由基極輸入，集電極輸出共射極放大電路 信號(hào)由基極輸入，發(fā)射極輸出共集電極放大電路 信號(hào)由發(fā)射極輸入，集電極輸出共基極電路 2021/9/121302.三種組態(tài)的比較2021/9/12131小結(jié)、三種組態(tài)的特點(diǎn)及用途共射極放大電路： AV 1，AI 1; Ri一般；RoRc。用途：低頻下，作多級放大電路的中間級。共集電極放大電路（又稱射極電壓跟隨器）： AV1 ，AI 1; Ri很高；Ro很小；頻率特性較好。用途：輸入級、輸出級或緩沖級。共基極放大電路（又稱電流跟隨器）： AV 1 ，AI 1; Ri很?。籖o Rc；高頻特性好。用途：

29、高頻或?qū)掝l帶電路。 2021/9/12132 4.6 組合放大電路放大器1放大器2放大器3多個(gè)基本放大電路串聯(lián)，稱為多級放大電路一、多級放大器2021/9/12133RS+C1Rb1Rc1C2Rb3+VCCRc2C3RLCe2Re2Rb4Ce1Re1Rb2III+示例：2個(gè)共射放大器串聯(lián)共射極電路共射極電路2021/9/12134后級的輸入電阻為其前一級的負(fù)載電阻 RL1=Ri2 前級的輸出電阻為其后一級的信號(hào)源內(nèi)阻R01=RS2 多級放大器的輸入電阻為第一級的輸入電阻Ri=Ri1多級放大器的輸出電阻為最后一級的輸出電阻多級放大器的電壓放大倍數(shù)為各級放大倍數(shù)的乘積多級放大電路的特點(diǎn)2021/9

30、/12135例 計(jì)算前述兩級放大器示例電路的(設(shè)1, 2, rbe1, rbe2為已知)解：其小信號(hào)模型等效電路如下：Rs+rbe1Rc1+rbe2RL+Rb1/Rb2Rb3/Rb4III2021/9/12136二、 共射-共基放大電路共射極電路共基極電路2021/9/12137因?yàn)橐虼薘iRb|rbe1Rb1|Rb2|rbe1 Ro Rc2 動(dòng)態(tài)分析：+rbe1rbe2+Rc2RL+Rb1/Rb2III becec2021/9/12138T1、T2構(gòu)成復(fù)合管(達(dá)林頓管)，可等效為一個(gè)NPN管三、共集-共集放大電路(a) 原理圖(b) 交流通路2021/9/121391. 復(fù)合管A、2個(gè)NPN

31、管組成的復(fù)合管T2T12021/9/12140BCE同理可證明2個(gè)PNP管組成的復(fù)合管可等效為一個(gè)PNP管。rberbe1(11)rbe2 12 又由于電流方向同NPN，因而等效為一個(gè)NPN管因而，2個(gè)NPN管組成的復(fù)合管可等效為一個(gè)BJT。2021/9/12141B、NPN與PNP管組成的復(fù)合管iBecbeciEiCib1ib2T1T2bNPN與PNP型BJT組成的復(fù)合管 2021/9/12142iBecbeciEiCib1ib2T1T2bBCE同理可證明PNP與NPN組成的復(fù)合管可等效為一個(gè)PNP管。rberbe1 12 又由于電流方向同NPN，因而等效于NPN管，且：因而，NPN與PNP

32、組成的復(fù)合管可等效為一個(gè)BJT。2021/9/12143C. 小結(jié)：復(fù)合管的主要特性兩只NPN型BJT組成的復(fù)合管 兩只PNP型BJT組成的復(fù)合管 rberbe1(11)rbe2 特點(diǎn)：輸入電阻與放大倍數(shù)都很高2021/9/12144PNP與NPN型BJT組成的復(fù)合管NPN與PNP型BJT組成的復(fù)合管 rberbe12021/9/121452. 共集-共集放大電路的動(dòng)態(tài)分析 式中 12 rberbe1(11)rbe2 RLRe|RL RiRb| rbe(1)RL 等效為NPN2021/9/12146例411 電路如圖所示，它是兩個(gè)射極跟隨器串接電路的交流通路，若每管的集電極電流IC=2.6mA

33、，電流放大系數(shù)=100，求：T1Re1Re2T2RLRs+10k1k1k600+2021/9/12147解：(1)(2)T1Re1Re2T2RLRs+10k1k1k600+2021/9/12148(3)(4)(5)第二級的信號(hào)源內(nèi)阻為第一級的輸出電阻代入上式，得Ro = 102021/9/12149 研究放大電路的頻率響應(yīng)的主要目的：研究放大電路在信號(hào)頻率變化時(shí)，增益與相位的變化規(guī)律。 4.7 放大電路的頻率響應(yīng)2021/9/12150一、單時(shí)間常數(shù)RC電路的頻率響應(yīng)1. RC低通電路的頻率響應(yīng)RC電路的電壓增益（傳遞函數(shù)）：則且令又電壓增益的幅值（模）（幅頻響應(yīng)）電壓增益的相角（相頻響應(yīng)）R

34、C低通電路 可以等效為一個(gè)電阻與電容組成的電路，包括RC低通電路與RC高通電路2021/9/12151AVH=0.70720lg |AVH|=-3dB(1)當(dāng)ffH時(shí)(3)當(dāng)f=fH時(shí)頻率響應(yīng)曲線為增益在工程上的習(xí)慣表示，單位為分貝又稱為波特圖，縱坐標(biāo)為分貝值，橫坐標(biāo)為10倍頻值2021/9/12152結(jié)論：RC低通電路頻率響應(yīng) fH轉(zhuǎn)折頻率,由電路中的時(shí)間常數(shù)T=RC決定； 在fH 處增益為-3dB(AV=0.707)，相移為-45； 當(dāng)ffH時(shí)，信號(hào)隨著頻率的增加嚴(yán)重衰減而被抑制； 因此，這種電路能順利通過低頻信號(hào)而抑制高頻信號(hào)，稱為低通電路。 2021/9/121532. RC高通電路的

35、頻率響應(yīng)RC電路的電壓增益（傳遞函數(shù)）：則且令又電壓增益的幅值（模）（幅頻響應(yīng)）電壓增益的相角（相頻響應(yīng)）RC高通電路 2021/9/12154AVL=0.70720lg |AVL|=-3dB(1)當(dāng)ffL時(shí)(2)當(dāng)ffL時(shí)，信號(hào)電壓增益為0dB(AV=1) ，相移為0，即信號(hào)無衰減的傳遞到輸出端； 當(dāng)fRs及Rbrbe時(shí)，有 2021/9/121702. 低頻響應(yīng)低頻等效電路低頻時(shí)，外部電容不能忽略，而BJT極間電容可以忽略，采用H參數(shù)小信號(hào)等效，保留外部電容，可畫出等效電路。2021/9/12171Rb=（Rb1 | Rb2）遠(yuǎn)大于Ri ，因而可以忽略Ri而因而Re也可忽略，電路簡化為：2021/9/12172Ce跨接在輸入與輸出回路之間，為簡化處理，將Ce折算到輸入回路與輸出回路折算到輸入回路的電容為：輸入回路總電容C為 與Cb1 串聯(lián) ：，CeCb2 由于 ，且， ，因而，容抗很低，對輸出回路的影響很小，可以忽略。從而得到更簡化的電路：2