第三章雙極結(jié)型三極管及放大電路基礎(chǔ)教材課件

1、模擬電子技術(shù)主講教師：張立權(quán)模擬電子技術(shù)主講教師：張立權(quán)第三章 雙極結(jié)型三極管及放大電路基礎(chǔ)123半導(dǎo)體三極管基本共射極放大電路圖解分析法4小信號(hào)模型分析法第三章 雙極結(jié)型三極管及放大電路基礎(chǔ)123半導(dǎo)體三極管基本共5放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定問題67共集電極放大電路放大電路的頻率響應(yīng)5放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定問題67共集電極放大電路放大電路的第一節(jié) 半導(dǎo)體三極管1.1 BJT的基本結(jié)構(gòu)集電區(qū)基區(qū)發(fā)射區(qū)集電結(jié)發(fā)射結(jié)集電結(jié)發(fā)射結(jié)第一節(jié) 半導(dǎo)體三極管1.1 BJT的基本結(jié)構(gòu)集電區(qū)基區(qū)發(fā)BJT的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)集電區(qū)基區(qū)發(fā)射區(qū)集電結(jié)發(fā)射結(jié)集電區(qū)面積大于發(fā) 射區(qū)，而摻雜濃度 小于發(fā)射區(qū)；基區(qū)很薄，摻雜濃 度很低

2、；發(fā)射區(qū)摻雜濃度很 高；發(fā)射極上的箭頭表 示發(fā)射結(jié)正偏時(shí)， 發(fā)射極的實(shí)際電流 方向。BJT的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)集電區(qū)基區(qū)發(fā)射區(qū)集電結(jié)發(fā)射結(jié)集電區(qū)面積大于發(fā)發(fā)射結(jié)和集電結(jié)的耗盡層相對(duì)而言那個(gè)較寬?或者說那個(gè)阻抗較大？思考題：發(fā)射結(jié)和集電結(jié)的思考題：One發(fā)射區(qū)摻雜濃度較高，基區(qū)和集電區(qū)摻雜濃度較低，因此，發(fā)射結(jié)的電荷密度較大，容易形成較強(qiáng)的電場(chǎng)，使載流子的擴(kuò)散和漂移運(yùn)動(dòng)快速達(dá)到平衡。所以發(fā)射結(jié)較窄，集電結(jié)較寬。即發(fā)射結(jié)阻抗較小，集電結(jié)阻抗較大。答案One發(fā)射區(qū)摻雜濃度較高，基區(qū)和集電區(qū)摻雜濃度較低，因此，發(fā)1.2 放大狀態(tài)下BJT的工作原理BJT放大作用的外部條件：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。信號(hào)放大作用載流

3、子運(yùn)動(dòng)條件1到達(dá)集電極的電流必須是由發(fā)射極越過基區(qū)的電子流條件2發(fā)射結(jié)正向偏置集電結(jié)反向偏置1.2 放大狀態(tài)下BJT的工作原理BJT放大作用的外部條BJT內(nèi)部載流子的運(yùn)動(dòng)： 電流方向 空穴方向 電子方向發(fā)射區(qū)向基區(qū)擴(kuò)散載流子形成發(fā)射極電流IE(多子電子)OneBJT內(nèi)部載流子的運(yùn)動(dòng)： 電流方向 空穴方向 電子方向載流子在基區(qū)擴(kuò)散和復(fù)合，形成復(fù)合電流IBN(多子電子)Two基區(qū)電子濃度差 形成擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)；基區(qū)薄、摻雜濃 度低，因此復(fù)合 機(jī)會(huì)少。載流子在基區(qū)擴(kuò)散和復(fù)合，形成復(fù)合電流IBNTwo基區(qū)電子濃度集電區(qū)收集載流子，形成集電極電流IC(多子電子)Three集電區(qū)收集載流子，形成集電極電流Thr

4、ee第三章雙極結(jié)型三極管及放大電路基礎(chǔ)教材課件BJT實(shí)現(xiàn)放大的條件外部條件：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。內(nèi)部條件：發(fā)射區(qū)雜質(zhì)濃度遠(yuǎn)大于基區(qū) 雜質(zhì)濃度，且基區(qū)很薄。BJT實(shí)現(xiàn)放大的條件外部條件：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。內(nèi)部條BJT電流分配關(guān)系：內(nèi)部關(guān)系：外部關(guān)系：BJT電流分配關(guān)系：內(nèi)部關(guān)系：外部關(guān)系：BJT放大電路三種組態(tài)共射極共基極共集極三種組態(tài)的內(nèi)部載流子傳輸過程相同；三種組態(tài)有放大作用，必須發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反 偏。注意：BJT放大電路三種組態(tài)共射極共基極共集極三種組態(tài)的內(nèi)部載流子BJT共射電流放大系數(shù)共射直流電流放大系數(shù)：電流 與 之比。是穿透電流，很小BJT共射電流放大系數(shù)共射直流電流放

5、大系數(shù)：電流 與共射交流電流放大系數(shù)一般認(rèn)為：取值范圍：20100共射交流電流放大系數(shù)一般認(rèn)為：取值范圍：201001.3 BJT的伏安特性(共射極組態(tài))輸入特性曲線：輸出特性曲線：共發(fā)射極接法實(shí)驗(yàn)線路1.3 BJT的伏安特性(共射極組態(tài))輸入特性曲線：輸出輸入特性曲線：vCE=0V1V10V 時(shí)，輸入特性相當(dāng)于二極管的正向特性曲 線； 時(shí)， ，集電結(jié)進(jìn)入反偏，開 始收集電子，內(nèi)電場(chǎng)增強(qiáng)，集電結(jié)變寬，則基區(qū)變 窄，載流子復(fù)合機(jī)會(huì)減少，即iB減小，曲線右移。存在基區(qū)寬度調(diào)制效應(yīng)輸入特性曲線：vCE=0V1V10V 輸出特性曲線：收集電子收集電子不明顯提高曲線平行橫軸放大區(qū)飽和區(qū)截止區(qū)輸出特性曲線

6、：收集電子收集電子不明顯提高曲線平行橫軸放大區(qū)飽截止區(qū)特征：發(fā)射結(jié)電壓小于死 區(qū)電壓且集電結(jié)反 偏。截止區(qū)特征：發(fā)射結(jié)電壓小于死放大區(qū)特征：發(fā)射結(jié)正偏，集電 結(jié)反偏。iC只于iB 有關(guān)，也稱為線性 放大區(qū)，即基區(qū)寬度調(diào)制效應(yīng) 使曲線略微上翹。放大區(qū)特征：發(fā)射結(jié)正偏，集電基區(qū)寬度調(diào)制效應(yīng)飽和區(qū)特征：發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均 正偏。IC不再服從 。飽和區(qū)特征：發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均臨界飽和線小結(jié)一：臨界飽和線小結(jié)一：小結(jié)二：截止區(qū)放大區(qū)飽和區(qū)發(fā)、集均反偏發(fā)正偏，集反偏發(fā)、集均正偏小結(jié)二：截止區(qū)放大區(qū)飽和區(qū)發(fā)、集均反偏發(fā)正偏，集反偏發(fā)、集均第三章雙極結(jié)型三極管及放大電路基礎(chǔ)教材課件例： =50, VSC =12V

7、, RB =70k, RC =6k, 當(dāng)VSB = -2V， 2V，5V時(shí)，晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)Q位于哪個(gè)區(qū)？例： =50, VSC =12V, RB =70k, VSB =-2V， IB=0，IC=0，Q位于截止區(qū)。 解：當(dāng)VSB=2V時(shí)：則因此，Q位于放大區(qū) 。VSB =-2V， IB=0，IC=0，Q位于截止區(qū)。 解：當(dāng)VSB=5V時(shí)：則因此，Q位于飽和區(qū) 。當(dāng)VSB=5V時(shí)：則因此，Q位于飽和區(qū) 。1.4 BJT的主要參數(shù)電流放大倍數(shù) ： 共射直流電流放大倍數(shù)： 共射交流電流放大倍數(shù)： 一般作近似處理：1.4 BJT的主要參數(shù)電流放大倍數(shù) ： 共射直流集電極-基極反向飽和電流ICBO：I

8、CBOAIE=0ICBO是集電結(jié)反偏由少子漂移形成的反向電流，因此受溫度變化的影響。集電極-基極反向飽和電流ICBO：ICBOAIE=0ICB集-射極反向飽和電流ICEO(穿透電流)：ICEO受溫度影響很大，當(dāng)溫度上升時(shí)，ICEO增加很快，所以IC= ICEO+ IB也相應(yīng)增加。集-射極反向飽和電流ICEO(穿透電流)：ICEO受溫度影響集電極最大允許電流ICM ： IC的數(shù)值增大到一定程度時(shí)， 值將減小，使值明顯減小的IC即為ICM 。 當(dāng)ICICM 時(shí)，BJT不一定燒壞，但放大能力太差。集-射極反向擊穿電壓： 當(dāng)基極開路，集電極-發(fā)射極之間的電壓VCE超過一定的數(shù)值時(shí)，三極管就會(huì)被擊穿。手

9、冊(cè)上給出的數(shù)值是25C、基極開路時(shí)的擊穿電壓V(BR)CEO。集電極最大允許電流ICM ： IC的數(shù)值增大集電極最大允許耗散功率PCM ： 集電結(jié)消耗的功率PCicvCE必然要大于發(fā)射結(jié)消耗的功率，導(dǎo)致集電結(jié)溫上升。因此，必須限制其值不能超過最大允許耗散功率。安全工作區(qū)集電極最大允許耗散功率PCM ： 集電結(jié)消耗的功率PC作業(yè)4.1.14.1.24.1.34.2.14.2.24.2.3作業(yè)4.1.1第二節(jié) 基本共射極放大電路放大的基本概念放大電路放大的對(duì)象是微弱的變化量，其基本特征是功率放 大；放大電路放大的本質(zhì)是能量的控制和轉(zhuǎn)換；放大的前提是保證信號(hào)不失真。第二節(jié) 基本共射極放大電路放大的基

10、本概念放大電路放大的對(duì)象是2.1 共射放大電路的組成三極管T：放大器件， iC=iB參考點(diǎn)2.1 共射放大電路的組成三極管T：放大器件， iC=基極電源使發(fā)射結(jié)正偏，并提供適當(dāng)?shù)撵o態(tài)工作點(diǎn)IB和VBE集電極電源使集電結(jié)反偏，并為輸出提供能量基極電源使發(fā)射結(jié)正偏，并提供適當(dāng)?shù)撵o態(tài)工作點(diǎn)IB和VBE集電集電極電阻將變化的電流轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓碾妷骸＜姌O電阻將變化的電流轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓碾妷?。耦合電容隔離輸入輸出與電路直流的聯(lián)系，同時(shí)能使交變信號(hào)順利通過。電解電容，有極性，大小一般為10F50F耦合電容隔離輸入輸出與電路直流的聯(lián)系，同時(shí)能使交變信號(hào)順利通可由單電源VCC供電，因此VBB可省去可由單電源VCC供

11、電，因此VBB可省去2.2 共射放大電路的工作原理靜態(tài)和動(dòng)態(tài)：靜態(tài)(直流工作狀態(tài))： 時(shí)，放大電路的工作狀 態(tài)；動(dòng)態(tài)(交流工作狀態(tài))： 時(shí)，放大電路的工作狀 態(tài)；2.2 共射放大電路的工作原理靜態(tài)和動(dòng)態(tài)：靜態(tài)(直流工作靜態(tài)：無輸入信號(hào)時(shí)由于單電源的存在 IB0IC0靜態(tài)：無輸入信號(hào)時(shí)由于單電源的存在 IB0IC0靜態(tài)工作點(diǎn)： (IB,VBE)和(IC,VCE)分別對(duì)應(yīng)于輸入、輸 出特性曲線上一個(gè)確定的點(diǎn)。靜態(tài)工作點(diǎn)： (IB,VBE)和(IC,VCE)分別對(duì)應(yīng)于輸為什么一定要設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)？思考題：為什么一定要設(shè)置思考題：答案One保證發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。Two保證放大信號(hào)不失真，有

12、較大的線性工作范圍答案One保證發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。Two保證放大信號(hào)不失放大電路的直流通道：開路開路直流通道放大電路的直流通道：開路開路直流通道估算法分析放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)：估算IB (VBE=0.7V)：提供偏置電流IB的電路稱為偏置電路，RB為偏置電阻。輸入回路方程：估算法分析放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)：估算IB (VBE=0.7V)輸出回路方程：估算IC 和VCE：輸出回路方程：估算IC 和VCE：例：用估算法計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)。已知解： 請(qǐng)注意電路中IB和IC的數(shù)量級(jí)。則根據(jù)直流通路有例：用估算法計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)。已知解： 請(qǐng)注意電路中IB和I放大電路分析方法靜態(tài)工作情況分析動(dòng)態(tài)工作情況分析估

13、算法圖解法圖解法小信號(hào)模型法第三節(jié) 圖解分析法放大電路分析方法靜態(tài)工作情況分析動(dòng)態(tài)工作情況分析估算法圖解法3.1 靜態(tài)工作情況分析輸入輸出回路方程：目的：確定靜態(tài)工作點(diǎn)注意：3.1 靜態(tài)工作情況分析輸入輸出回路方程：目的：確定靜態(tài)輸入直流負(fù)載線輸出直流負(fù)載線確定靜態(tài)工作點(diǎn)：輸入直流負(fù)載線輸出直流負(fù)載線確定靜態(tài)工作點(diǎn)：3.2 動(dòng)態(tài)工作情況分析目的：解釋放大原理輸入輸出回路方程：3.2 動(dòng)態(tài)工作情況分析目的：解釋放大原理輸入輸出回路方vCE如何變化？vCE如何變化？確定vCE思路：畫交流通路原則：內(nèi)阻很小的直流電壓源短路；內(nèi)阻很大的電流源或 恒流源開路。容量較大的電容短路。確定vCE思路：畫交流通

14、路原則：內(nèi)阻很小的直流電壓源短路；內(nèi)由交流通路確定vCE ：由交流通路確定vCE ：畫交流負(fù)載線 確定vCE ：交流負(fù)載線直流負(fù)載線畫交流負(fù)載線 各點(diǎn)波形分析：各點(diǎn)波形分析：結(jié)論：vo比vi幅度放大且相位相反，因而又叫反相電壓放 大器。電路中的電壓和電流包含直流和交流分量：發(fā)射結(jié)電壓：基極電流：集電極電流：集電結(jié)電壓：結(jié)論：vo比vi幅度放大且相位相反，因而又叫反相電壓放電路中晶體管必須工作在線性放大區(qū)，即發(fā)射結(jié)正偏， 集電結(jié)反偏。正確設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)，保證在交流信號(hào)的整個(gè)周 期內(nèi)，BJT都處于放大區(qū)。輸入回路將變化的電壓轉(zhuǎn)化成變化的基極電流。輸出回路將變化的集電極電流轉(zhuǎn)化成變化的集電 極電壓，

15、經(jīng)電容濾波輸出交流信號(hào)。實(shí)現(xiàn)放大條件小結(jié)：晶體管必須工作在線性放大區(qū)，即發(fā)射結(jié)正偏，正確設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)3.3 靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)波形失真的影響失真：輸出波形與輸入波形比較，發(fā)生畸變。截止失真：由于放大電路的工作點(diǎn)達(dá)到了三極管的 截止區(qū)而引起的非線性失真。對(duì)NPN管 ，輸出電壓表現(xiàn)為頂部失真。 飽和失真：由于放大電路的工作點(diǎn)達(dá)到了三極管的 飽和區(qū)而引起的非線性失真。對(duì)NPN管 ，輸出電壓表現(xiàn)為底部失真。 3.3 靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)波形失真的影響失真：輸出波形與輸入波放大電路要獲得最大不失真輸出幅度，要求：靜態(tài)工作點(diǎn)要設(shè)置在輸出特性曲線放大區(qū)的中間部 位； 要有合適的交流負(fù)載線。 放大電路要獲得最大不失真輸出

16、幅度，要求：靜態(tài)工作點(diǎn)要設(shè)置在輸?shù)谌码p極結(jié)型三極管及放大電路基礎(chǔ)教材課件第三章雙極結(jié)型三極管及放大電路基礎(chǔ)教材課件第三章雙極結(jié)型三極管及放大電路基礎(chǔ)教材課件作業(yè)4.3.24.3.34.3.44.3.5作業(yè)4.3.2第四節(jié) 小信號(hào)模型分析法建立小信號(hào)模型的意義： 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(hào)模型，就是將非線性器件做線性化處理，從而簡(jiǎn)化放大電路的分析和設(shè)計(jì)。如何線性化？第四節(jié) 小信號(hào)模型分析法建立小信號(hào)模型的意義： 由4.1 三極管的小信號(hào)模型導(dǎo)出vCE=0V1V10V函數(shù)關(guān)系：4.1 三極管的小信號(hào)模型導(dǎo)出vCE=0V1V10V函數(shù)vCE1V時(shí)，輸入特性

17、基本重合，故在iB恒定情況 下，vCE對(duì)vBE影響很小。在放大區(qū)， 各輸出特性幾乎與橫軸平行，故在iB 恒定情況下， vCE對(duì)iC影響很小。vCE=0V1V10V注意問題：vCE1V時(shí)，輸入特性基本重合，故在iB恒定情況在放大區(qū)，考慮動(dòng)態(tài)工作情況dvBE代表vBE中的變化部分考慮動(dòng)態(tài)工作情況dvBE代表vBE中的變化部分電阻比例系數(shù)輸入回路等效電路：可忽略電阻比例系數(shù)輸入回路等效電路：可忽略動(dòng)態(tài)電阻rbe的意義：對(duì)于小功率三極管：rbe的量級(jí)從幾百歐到幾千歐。動(dòng)態(tài)電阻rbe的意義：對(duì)于小功率三極管：rbe的量級(jí)從幾百歐輸出回路等效電路：比例系數(shù)電導(dǎo)輸出回路等效電路：比例系數(shù)電導(dǎo)動(dòng)態(tài)電阻rce的

18、意義：動(dòng)態(tài)電阻rce非常大，其量級(jí)在幾百千歐以上，故 該支路可視為開路。動(dòng)態(tài)電阻rce的意義：動(dòng)態(tài)電阻rce非常大，其量級(jí)在幾百千歐三極管的小信號(hào)模型等效電路：注意：小信號(hào)模型用于分析三極管的動(dòng)態(tài)工作情況；沒考慮結(jié)電容作用，故只適用低頻小信號(hào)情況；受控源電流方向與ib是關(guān)聯(lián)的。三極管的小信號(hào)模型等效電路：注意：小信號(hào)模型用于分析三極管的4.2 用小信號(hào)模型分析共射極放大電路畫小信號(hào)等效電路將交流通道中的三極管用小信號(hào)模型來代替；只有在放大電路輸入信號(hào)為交流小信號(hào)時(shí)，上述等效才成立。4.2 用小信號(hào)模型分析共射極放大電路畫小信號(hào)等效電路將交流通道交流等效電路交流通道交流等效電路放大電路的性能指標(biāo)

19、電壓放大倍數(shù) 其中，A=Vo /Vi ，Vo和Vi分別是輸出和輸入電壓的有效值。放大電路的性能指標(biāo)電壓放大倍數(shù) 其中，A=Vo例：用小信號(hào)等效電路求基本共射放大電路的電壓放大倍 數(shù)。解：根據(jù)則電壓放大倍數(shù)為：可見，負(fù)載電阻小，則放大倍數(shù)小。例：用小信號(hào)等效電路求基本共射放大電路的電壓放大倍解：根據(jù)則輸入電阻是從放大電路的輸入端看進(jìn)去的等效電阻。放大電路表達(dá)式：一般來說， Ri越大越好。 Ri越大，ii就越小，vi就 越接近vs，因此總是希望得到較大的輸入電阻。輸入電阻是從放大電路的輸入端看進(jìn)去的等效電阻。放大電路表達(dá)式輸入電阻的計(jì)算(加壓求流法)輸入電阻的計(jì)算(加壓求流法)輸出電阻 任何放大電

20、路對(duì)其負(fù)載而言，都可以等效成一個(gè)有內(nèi)阻的電壓源，從放大電路輸出端看進(jìn)去的等效內(nèi)阻稱為輸出電阻。放大電路輸出電阻 任何放大電路對(duì)其負(fù)載而言，都可以等效輸出電阻的計(jì)算方法一加壓求流法：所有電源(包括信號(hào)源)置零，保留受 控源，負(fù)載開路，然后采用加壓求流 法。放大電路表達(dá)式：輸出電阻的計(jì)算方法一加壓求流法：所有電源(包括信號(hào)源)置零，0000輸出電阻的計(jì)算方法二開路電壓除短路電流法：測(cè)量開路電壓測(cè)量短路電流輸出電阻的計(jì)算方法二開路電壓除短路電流法：測(cè)量開路電壓測(cè)量短通頻帶放大倍數(shù)隨頻率變化曲線幅頻特性曲線帶寬通頻帶BW=fHfL通頻帶放大倍數(shù)隨頻率變化曲線幅頻特性曲線帶寬通頻帶BW=符號(hào)規(guī)定：VA大

21、寫字母和大寫下標(biāo)表示直流分量vA小寫字母和大寫下標(biāo)表示全量va小寫字母和小寫下標(biāo)表示交流分量交流分量直流分量全量符號(hào)規(guī)定：VA大寫字母和大寫下標(biāo)表示直流分量vA小寫字母和大作業(yè) 4.3.9 4.3.11 4.3.12作業(yè) 4.3.9第五節(jié) 放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定 為了保證放大電路正常的工作，必須有合適的、穩(wěn)定的靜態(tài)工作點(diǎn)。然而，溫度的變化會(huì)對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。 對(duì)于基本共射電路(固定偏置電路)而言，靜態(tài)工作點(diǎn)由 決定，這三個(gè)參數(shù)隨溫度的變化而變化，主要表現(xiàn)在：T變化IC變化VBEICBO變化Q變化第五節(jié) 放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定 為了保證放大5.1 溫度對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響溫度對(duì)VBE

22、的影響溫度T升高載流子運(yùn)動(dòng)加速，發(fā)射相同數(shù)量載流子所需電壓VBE減小，輸入特性曲線左移。IB增加IC增加5.1 溫度對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響溫度對(duì)VBE的影響溫度T升溫度對(duì)的影響溫度T升高載流子運(yùn)動(dòng)加速，多子穿過基區(qū)速度加快，復(fù)合減少。增加，輸出特性曲線簇間隔加寬。IC增加溫度對(duì)的影響溫度T升高載流子運(yùn)動(dòng)加速，多子穿過基區(qū)速度加快溫度對(duì)ICBO的影響溫度T升高集電區(qū)內(nèi)本征激發(fā)的少子空穴濃度增加，ICBO增加，輸出特性曲線上移。IC增加溫度對(duì)ICBO的影響溫度T升高集電區(qū)內(nèi)本征激發(fā)的少子空穴濃度溫度影響的總體效果溫度T升高IC增加Q點(diǎn)上移輸出特性曲線簇間隔加寬，并上移直流負(fù)載線不變溫度影響的總體效果溫

23、度T升高ICQ點(diǎn)輸出特性曲線簇間隔加寬，第三章雙極結(jié)型三極管及放大電路基礎(chǔ)教材課件如何保證放大電路具有穩(wěn)定的靜態(tài)工作點(diǎn)？如何保證放大電路具有穩(wěn)定的靜態(tài)工作點(diǎn)？5.2 穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的思路 當(dāng)溫度升高時(shí)，如果放大電路能夠自動(dòng)地減小IB，則 IC也會(huì)相應(yīng)地減小，從而抑制了靜態(tài)工作點(diǎn)Q的變化，使其基本穩(wěn)定。目的：當(dāng)溫度變化時(shí)，使IC保持基本恒定。措施：常采用分壓式偏置電路實(shí)現(xiàn)靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定。5.2 穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的思路 當(dāng)溫度升高時(shí)5.3 穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的原理基極分壓式射極偏置電路：射極直流負(fù)反饋電阻，目的是影響be間的電壓旁路電容，避免電壓增益減小。5.3 穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的原理基極分壓式射極偏置電

24、路：射極靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定過程： 為了穩(wěn)定Q點(diǎn)，通常使參數(shù)的選取滿足：則：因此：可認(rèn)為b點(diǎn)電位基本不變靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定過程： 為了穩(wěn)定Q點(diǎn)，通常使參數(shù)的靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定原因：RE的直流負(fù)反饋?zhàn)饔茫涸?的情況下，b點(diǎn)電位與溫度的變化基本無關(guān)。靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定原因：RE的直流負(fù)反饋?zhàn)饔茫涸?5.4 靜態(tài)工作點(diǎn)估算因?yàn)閎點(diǎn)電位基本不變則靜態(tài)工作點(diǎn)為：5.4 靜態(tài)工作點(diǎn)估算因?yàn)閎點(diǎn)電位基本不變則靜態(tài)工作點(diǎn)為5.5 放大電路性能指標(biāo)計(jì)算交流通道5.5 放大電路性能指標(biāo)計(jì)算交流通道交流通道小信號(hào)等效電路交流通道小信號(hào)等效電路電壓增益：輸入輸出電阻：電壓增益：輸入輸出電阻：例：基極分壓式射極偏置電路如圖，各參數(shù)如下：

25、 RB1=100k， RB2=33k， RE=2.5k， RC=RL=5k， =60， VCC=15V。求 (1) 估算靜態(tài)工作點(diǎn)；(2) 空 載和帶載電壓放大倍數(shù)，輸入輸出電阻；(3) 若信號(hào) 源有內(nèi)阻RS= 1k，帶載電壓放大倍數(shù)將變?yōu)槎嗌?？例：基極分壓式射極偏置電路如圖，各參數(shù)如下：解：(1) 估算靜態(tài)工作點(diǎn)基本不變的b點(diǎn)電位為則集電極電流為解：(1) 估算靜態(tài)工作點(diǎn)基本不變的b點(diǎn)電位為則集電極電集-射極間電壓為基極電流為集-射極間電壓為基極電流為(2) 空載和帶載電壓放大倍數(shù)、輸入輸出電阻be間的動(dòng)態(tài)電阻為輸入輸出電阻為(2) 空載和帶載電壓放大倍數(shù)、輸入輸出電阻be間的動(dòng)態(tài)空載電壓放

26、大倍數(shù)為帶載電壓放大倍數(shù)為空載電壓放大倍數(shù)為帶載電壓放大倍數(shù)為(3)信號(hào)源有內(nèi)阻RS= 1k，帶載電壓放大倍數(shù)(3)信號(hào)源有內(nèi)阻RS= 1k，帶載電壓放大倍數(shù)信號(hào)源內(nèi)阻為0時(shí)，帶載電壓放大倍數(shù)為：信號(hào)源內(nèi)阻為Rs時(shí)，帶載電壓放大倍數(shù)為：信號(hào)源內(nèi)阻為0時(shí)，帶載電壓放大倍數(shù)為：信號(hào)源內(nèi)阻為Rs時(shí)，帶結(jié)論：信號(hào)源有內(nèi)阻時(shí)，電壓放大倍數(shù)減小。輸入電阻 越大，輸入電壓越接近信號(hào)源電壓，源電壓增益 也越接近電壓放大倍數(shù)AV 。結(jié)論：信號(hào)源有內(nèi)阻時(shí)，電壓放大倍數(shù)減小。輸入電阻基極分壓式射極偏置電路小結(jié)：優(yōu)點(diǎn)：在 的情況下，通過在射極引入直流負(fù)反饋電阻，能夠使靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定。而且在射極偏置電阻兩端加一旁路電容

27、，避免了電壓放大倍數(shù)的減小。缺點(diǎn)：輸入電阻比較小，近似等于動(dòng)態(tài)電阻rbe。特點(diǎn)：具有射極直流負(fù)反饋電阻的放大器目的：穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)基極分壓式射極偏置電路小結(jié)：優(yōu)點(diǎn)：在 的情問題提出：是否有其他放大電路，既能穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)，又能提高輸入電阻？問題提出：是否有其他放大5.6 其他靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定電路具有射極交流負(fù)反饋電阻的放大器目的：穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)，提高輸入電阻。替代的兩電阻的阻值和與原來單電阻值相等，其它參數(shù)均不變。5.6 其他靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定電路具有射極交流負(fù)反饋電阻的放靜態(tài)工作點(diǎn)估算 在 的情況下，b點(diǎn)電位基本保持不變。RE和RF共同起直流負(fù)反饋?zhàn)?用，穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。特點(diǎn)：RE+RF =RE原

28、，所以與射極直 流負(fù)反饋電阻的放大器相比 ，靜態(tài)工作點(diǎn)保持不變。靜態(tài)工作點(diǎn)估算 在 的情況下放大電路性能指標(biāo)計(jì)算交流通道放大電路性能指標(biāo)計(jì)算交流通道交流通道小信號(hào)等效電路交流通道小信號(hào)等效電路電壓放大倍數(shù)輸入輸出電壓分別為：則電壓放大倍數(shù)為：電壓放大倍數(shù)輸入輸出電壓分別為：則電壓放大倍數(shù)為：結(jié)論1：由于射極交流負(fù)反饋電阻RF的存在，使放大電路的 電壓放大倍數(shù)小于射極直流負(fù)反饋電阻RE的電壓放大倍數(shù)。結(jié)論1：由于射極交流負(fù)反饋電阻RF的存在，使放大電路的輸入電阻輸入電壓為：輸入電流為：輸入電阻輸入電壓為：輸入電流為：輸入電阻為：結(jié)論2：由于射極交流負(fù)反饋電阻RF的存在，使放大電路的 輸入電阻得到

29、提高，大于射極直流負(fù)反饋電阻RE的輸入電阻。輸出電阻為：輸入電阻為：結(jié)論2：由于射極交流負(fù)反饋電阻RF的存在，使放大有射極交流負(fù)反饋電阻放大電路小結(jié)：優(yōu)點(diǎn)：在 的情況下，通過在射極支路引入一個(gè)交流負(fù)反饋電阻，其阻值為直流負(fù)反饋電阻阻值的一半，因此不僅使靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定，而且保持不變。同時(shí)，在直流負(fù)反饋電阻兩端加一旁路電容，避免了電壓放大倍數(shù)的過度減小。缺點(diǎn)：電壓增益小于直流負(fù)反饋電阻的放大電路。目的：穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)，提高輸入電阻。輸入電阻大于直流負(fù)反饋電阻的放大電路。有射極交流負(fù)反饋電阻放大電路小結(jié)：優(yōu)點(diǎn)：在 作業(yè) 4.4.2 4.4.3 4.4.4作業(yè) 4.4.2第六節(jié) 共集電極放大電路(射極

30、輸出器)注意：由交流通路判別組態(tài)。第六節(jié) 共集電極放大電路(射極輸出器)注意：由交流通路判別組6.1 靜態(tài)工作點(diǎn)分析6.1 靜態(tài)工作點(diǎn)分析例：靜態(tài)工作點(diǎn)估算。已知：RB=570k， RE=5.6k， RL=5.6k，=100，VCC=12V。解：例：靜態(tài)工作點(diǎn)估算。已知：RB=570k， RE=5.6k6.2 動(dòng)態(tài)分析交流通道注意根據(jù)輸入輸出信號(hào)判別組態(tài)。6.2 動(dòng)態(tài)分析交流通道注意根據(jù)輸入輸出信號(hào)判別組態(tài)。交流通道小信號(hào)等效電路交流通道小信號(hào)等效電路電壓放大倍數(shù)：輸入輸出電壓分別為：電壓放大倍數(shù)為：電壓放大倍數(shù)：輸入輸出電壓分別為：電壓放大倍數(shù)為：討論輸入輸出電壓同相，輸出電壓跟隨輸入電壓，

31、故稱 為射極電壓跟隨器。由于 ，所以 ，可見輸出電壓與輸 入電壓近似相等，電壓未被放大；然而由于輸出電 流 ，即電流得到了放大，也就是說輸出功率 被放大了。討論輸入輸出電壓同相，輸出電壓跟隨輸入電壓，故稱由于 輸入電阻：輸入電阻：輸出電阻等效電路輸出電阻：輸出電阻等效電路輸出電阻：第三章雙極結(jié)型三極管及放大電路基礎(chǔ)教材課件討論輸入輸出電阻由于射極輸出器的輸入電阻 很大，故從信號(hào)源取得的信號(hào)大。由于射極輸出器的輸出電阻 很小 ，故負(fù)載變化時(shí)輸出電壓Vo的變化很小，即放大 電路的帶負(fù)載能力越強(qiáng)。討論輸入輸出電阻由于射極輸出器的輸入電阻由于射極輸出器的輸出射極電壓輸出器應(yīng)用討論將射極電壓輸出器放在多

32、級(jí)放大電路的首級(jí)，可以 提高輸入電阻，以便從信號(hào)源獲得較大的信號(hào)。將射極電壓輸出器放在多級(jí)放大電路的末級(jí)，可以 降低輸出電阻，以便提高帶負(fù)載能力。射極電壓輸出器應(yīng)用討論將射極電壓輸出器放在多級(jí)放大電路的首級(jí)共集電極放大電路特點(diǎn)：電壓同相放大，放大倍數(shù)約為1；輸入電阻很大；輸出電阻很小。共集電極放大電路特點(diǎn)：電壓同相放大，放大倍數(shù)約為1；輸入電阻例：射極電壓輸出器動(dòng)態(tài)參數(shù)計(jì)算。已知：RB=570k， RE=5.6k， RL=5.6k，=100，VCC=12V。解：例：射極電壓輸出器動(dòng)態(tài)參數(shù)計(jì)算。已知：RB=570k，解：電壓放大倍數(shù)為：電壓放大倍數(shù)為：輸入輸出電阻分別為(Rs=0情況下)：輸入輸

33、出電阻分別為(Rs=0情況下)：例：射極電壓輸出器動(dòng)態(tài)參數(shù)計(jì)算。已知：RB=570k， RE=5.6k， RL=5.6k，=100，VCC=12V，信號(hào)源內(nèi) 阻Rs=1k 。求源電壓增益、輸入輸出電阻。例：射極電壓輸出器動(dòng)態(tài)參數(shù)計(jì)算。已知：RB=570k，解：輸入電阻與信號(hào)源內(nèi)阻無關(guān)，故源電壓增益為：輸出電阻為：解：輸入電阻與信號(hào)源內(nèi)阻無關(guān)，故源電壓增益為：輸出電阻為：作業(yè) 4.5.2 4.5.3作業(yè) 4.5.2第七節(jié) 放大電路的頻率響應(yīng) 實(shí)際的放大電路中總是存在一些電抗性元件，如：電容、電感以及電子器件的極間電容等，使得放大電路的輸出與輸入之間的關(guān)系必然和信號(hào)的頻率有關(guān)。頻率響應(yīng)：7.1 頻率響應(yīng)的基本概念是指在輸入正弦信號(hào)情況下，輸出隨輸入信號(hào)頻率連續(xù)變化的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。定義：一般用頻率特性函數(shù)A(jw)來描述。第七節(jié) 放大電路的頻率響應(yīng) 實(shí)際的放大電路中總是存在一頻率響應(yīng)描述方式：幅頻響應(yīng) ：表示電壓增益的模與角頻 率之間的關(guān)系。相頻響應(yīng) ：表示輸出與輸入信號(hào)之 間的相位差和頻率之間的關(guān)系。頻率響應(yīng)描述方式：幅頻響應(yīng) 問題提出：為什么要研究放大電路的頻率響應(yīng)？問題提出：為什么要研究放大7.2 研究頻率響應(yīng)的原因任意信號(hào)可分解為一系列不同頻率的諧波信號(hào)之和線性失真幅