電路與模擬電子技術(shù)

第4章常用電子元器件及其應(yīng)用第4章常用電子元器件及其應(yīng)用4.1二極管及其應(yīng)用4.2三極管及其放大電路分析4.3場(chǎng)效應(yīng)管及其放大電路簡(jiǎn)介4.4晶閘管及其應(yīng)用1.理解PN結(jié)的單向?qū)щ娦?，三極管的電流分配和電流放大作用。2.了解二極管、穩(wěn)壓二極管和三極管的基本造、工作原理和特性曲線，理解主要參數(shù)的意義，會(huì)分析含有二極管的電路。了解場(chǎng)效應(yīng)管的電流放大作用、主要參數(shù)的意義。3.理解單管交流放大電路的放大作用和共發(fā)射極、共集電極放大電路的性能特點(diǎn)。掌握靜態(tài)工作點(diǎn)的估算方法和放大電路的微變等效電路分析法。4.了解放大電路輸入、輸出電阻和多級(jí)放大的概念，了解放大電路的頻率特性、互補(bǔ)功率放大電路的工作原理。5.了解差分放大電路的工作原理和性能特點(diǎn)。6.了解晶閘管的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、特性和主要參數(shù)。理解可控整流電路的工作原理、掌握電壓平均值與控制角的關(guān)系。了解單結(jié)晶體管及其觸發(fā)電路的工作原理。本章要求：第4章常用電子元器件及其應(yīng)用4.1二極管及其應(yīng)用4.1.1半導(dǎo)體知識(shí)基礎(chǔ)1.概念⑴半導(dǎo)體導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間。如鍺、硅、砷化鎵和一些硫化物、氧化物等。⑵影響半導(dǎo)體導(dǎo)電能力的因素光照↑→導(dǎo)電能力↑如：光敏元件溫度↑→導(dǎo)電能力↑如：熱敏元件摻雜——純凈的半導(dǎo)體中摻入微量的某些雜質(zhì)，會(huì)使半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力明顯改變。摻雜↑→導(dǎo)電能力如：P型、N型半導(dǎo)體。⑶常用的半導(dǎo)體材料鍺

Ge硅

Si硅和鍺為四價(jià)元素，最外層有4個(gè)價(jià)電子32142-8-18-42-8-42.本征半導(dǎo)體純凈的、具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體sisisisi最外層8個(gè)電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)共價(jià)鍵內(nèi)的價(jià)電子對(duì)⑴共價(jià)鍵共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)穩(wěn)定導(dǎo)電能力很弱SiGe價(jià)電子⑵本征激發(fā)（熱激發(fā)）sisisisi空穴自由電子自由電子本征激發(fā)成對(duì)產(chǎn)生空穴⑶兩種載流子半導(dǎo)體中有自由電子和空穴兩種載流子本征半導(dǎo)體兩端外加電壓時(shí)，將出現(xiàn)兩部分電流，電子流和空穴流。⑷復(fù)合復(fù)合使自由電子和空穴成對(duì)減少

在一定溫度下，熱激發(fā)和復(fù)合處于動(dòng)平衡狀態(tài)。半導(dǎo)體中的載流子數(shù)目一定。溫度升高、光照增強(qiáng)使價(jià)電子擺脫原子核的束縛自由電子與空穴相遇多余電子3.雜質(zhì)半導(dǎo)體(1)N型半導(dǎo)體（電子半導(dǎo)體）本征半導(dǎo)體中摻入微量的五價(jià)元素磷特點(diǎn)：多數(shù)載流子——自由電子少數(shù)載流子——空穴N型半導(dǎo)體++++++++示意圖P+sisisi硅晶體中摻磷出現(xiàn)自由電子磷

P152-8-5pP型半導(dǎo)體－－－－－－－－示意圖空穴(2)P型半導(dǎo)體（空穴半導(dǎo)體）特點(diǎn)：多數(shù)載流子——空穴少數(shù)載流子——自由電子本征半導(dǎo)體中摻入微量的三價(jià)元素硼B(yǎng)-sisisi硅晶體中摻硼出現(xiàn)空穴多數(shù)載流子數(shù)目由摻雜濃度確定少數(shù)載流子數(shù)目與溫度有關(guān)。溫度↑→少子↑結(jié)論：52-3硼

BB4.

PN結(jié)及其單向?qū)щ娦?/p>

同一片半導(dǎo)體基片上，分別制造P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體，在它們的交界面處形成的特殊區(qū)域。(1)PN結(jié)(2)PN結(jié)的形成PNPN結(jié)P區(qū)和N區(qū)的載流子濃度不同由載流子的濃度差→多子擴(kuò)散－－－－－－－－P++++++++NN區(qū)P區(qū)P區(qū)N區(qū)電子空穴正負(fù)離子顯電性→建立空間電荷區(qū)→形成內(nèi)電場(chǎng)→內(nèi)電場(chǎng)反對(duì)多子擴(kuò)散有利少子漂移擴(kuò)散=漂移動(dòng)平衡→空間電荷區(qū)寬度確定→PN結(jié)形成PN結(jié)——空間電荷區(qū)PN結(jié)也稱為高阻區(qū)、耗盡層－－P++NPN結(jié)+-自建電場(chǎng)①空間電荷區(qū)中沒(méi)有載流子。②空間電荷區(qū)的內(nèi)電場(chǎng)阻礙P區(qū)的空穴和N區(qū)的自由電子形成擴(kuò)散電流。（內(nèi)電場(chǎng)阻礙多子的擴(kuò)散）注意：④多子由摻雜濃度確定，少子與溫度有關(guān)。③空間電荷區(qū)中內(nèi)電場(chǎng)的作用使P區(qū)的電子和N區(qū)的空穴形成漂移電流。（內(nèi)電場(chǎng)有助少子漂移）(3)PN結(jié)的單向?qū)щ娦寓貾N結(jié)正向?qū)ìF(xiàn)象：燈亮、電流大（mA級(jí)）原因：，使PN結(jié)變窄，由多數(shù)載流子形成較大的正向電流。結(jié)論：PN結(jié)正向?qū)ǎ螂娏鞔?、正向電阻小。PN結(jié)變窄PNEmA+-+-+-I②PN結(jié)反向截止現(xiàn)象：燈不亮、

電流很小（μA級(jí)）原因：、方向一致，使PN結(jié)變寬，由少數(shù)載流子形成很小的反向電流。結(jié)論：PN結(jié)反向截止，反向電流小、反向電阻大。PN結(jié)變寬-+PNEμ-++-A4.1.2二極管及其簡(jiǎn)單應(yīng)用1.二極管的結(jié)構(gòu)和符號(hào)點(diǎn)接觸型：結(jié)面小、結(jié)電容小，適用高頻小電流場(chǎng)合，如：檢波電路、數(shù)字開(kāi)關(guān)電路。面接觸型：結(jié)面大、結(jié)電容大，用在低頻電路如整流電路D陰極陰極陰極陰極陽(yáng)極陽(yáng)極陽(yáng)極陽(yáng)極點(diǎn)接觸型面接觸型外形符號(hào)二極管圖片二極管圖片2.伏安特性UBR——反向擊穿電壓⑴正向特性死區(qū)電壓=0.2V（鍺管）0.5V（硅管）UD=0.2~0.3V（鍺管）0.6~0.7V（硅管）導(dǎo)通后管壓降：⑵反向特性UIO死區(qū)+--+UBRUD⑶溫度對(duì)二極管的影響①溫度升高二極管正向壓降減小溫度↑→載流子↑→→導(dǎo)電能力↑→等效電阻↓→→正向壓降UD↓②溫度升高二極管反向電流增大溫度↑→少數(shù)載流子↑→反向電流↑溫度每升高10°C，反向電流增大一倍。UIOUBRUDID⑷理想二極管的開(kāi)關(guān)特性正向?qū)ǚ聪蚪刂归_(kāi)關(guān)閉合+-開(kāi)關(guān)斷開(kāi)例由理想二極管組成的電路如圖所示，求電壓UAB。(a)3kΩ6VD12VAB解：圖(a)+-D正向?qū)?，UD=0電壓UAB=-6V+-+-+-12V3kΩD1(b)BD26VA(c)B12VD2D13kΩ6VA3V解：圖(b)D1

導(dǎo)通，UD1=0，D2

截止電壓UAB=0V解：圖(c)D1優(yōu)先導(dǎo)通，UD1=0，電壓UAB=-3V-6V＜-3V，D2

截止3.主要參數(shù)（1）最大整流電流IDM二極管長(zhǎng)期使用時(shí)，允許流過(guò)二極管的最大正向平均電流。（點(diǎn)接觸型<幾十毫安，面接觸型較大。）（2）反向工作峰值電壓URM二極管不被反向擊穿時(shí)允許承受的最大反向電壓。一般URM是UBR的一半（或三分之二）。（3）反向峰值電流IRM在URM下對(duì)應(yīng)的反向電流。IRM愈小愈好。4.二極管的應(yīng)用舉例(1)限幅電路限幅器的功能就是限制輸出電壓的幅度

例電路如圖。已知ui=10sinωtV，且E=5V，試分析工作原理，并作出輸出電壓uo的波形。5V10VOωtui（b）O5VωtuO解：圖(a)⑴ui＜E，D

截止，uR=0，輸出uo=ui

Eui

RD（a）uO電路為正限幅電路⑵ui＞E，D

導(dǎo)通，uD=0，輸出uO=E例(2)二極管整流作用圖示兩個(gè)電路。已知ui=10sinωtV，試畫(huà)出輸出電壓uo的波形。解：⑴圖(a)ui＞0，D

導(dǎo)通，uO=0，ui＜0，D

截止，uO=ui

⑵圖(b)ui＞0，D導(dǎo)通，uO=ui

，ui＜0，D截止，uO=010V0ωtui-10V0ωtuOuO10V0ωtui

RD（a）uO-+-+ui

RD（b）uO-+-+電路中RC構(gòu)成微分電路，已知ui的波形，試畫(huà)出輸出電壓uO的波形。(3)二極管的檢波作用例解：⑴t=0時(shí)，uR為正脈沖t=t1時(shí)，uR為負(fù)脈沖t=t2時(shí)，uR為正脈沖⑵uR＞0時(shí)，D截止輸出uO=0uR＜0時(shí)，D導(dǎo)通輸出uO=uR負(fù)脈沖uRuiuORRLCD+-+-+-tttuiuRuOOOOt1t2VA>VB，DA先導(dǎo)通，DA起鉗位作用，使VF=3V。FAB-12V0V+3VDARDBVB＜VF，DB截止，將VB與VF隔離DA、DB為理想二極管

(4)二極管的鉗位和隔離應(yīng)用例電路中，輸入端VA=+3V，VB=0V，試求輸出端F的電位VF。解：4.1.3特殊二極管(1)結(jié)構(gòu)和符號(hào)UIUZmaxIZminIZmaxUZIZOaUZminb-+DZ符號(hào)面接觸型硅二極管(2)伏安特性正向特性與普通硅二極管相同①未擊穿區(qū)（Oa段）I≈0，反向截止②擊穿區(qū)（穩(wěn)壓區(qū)

ab段）特性陡直，電壓基本不變，具有穩(wěn)定電壓作用動(dòng)態(tài)電阻：動(dòng)態(tài)電阻愈小穩(wěn)壓效果愈好③熱擊穿區(qū)（b

點(diǎn)以下線段）過(guò)熱，燒壞PN結(jié)1.穩(wěn)壓二極管(3)穩(wěn)壓二極管的參數(shù)③電壓溫度系數(shù)U①穩(wěn)定電壓UZ穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓值②動(dòng)態(tài)電阻

越小，穩(wěn)壓越好溫度變化1°C，穩(wěn)壓值變化的百分?jǐn)?shù)。④穩(wěn)定電流IZ、最大穩(wěn)定電流IZmax使用時(shí)穩(wěn)壓二極管的電流要大于IZ，小于最大穩(wěn)定電流Izmax⑤最大允許功耗PZM穩(wěn)壓二極管不發(fā)生熱擊穿的最大功率損耗圖示電路中，DZ1的UZ1=8.5V，DZ2的UZ2=5.5V，正向壓降均為UD=0.5V，試求圖中輸出電壓UO。（b）例解：UO（a）DZ1DZ2R20V+-+-+-+-RUODZ1DZ220V+-+-+-+-（d）20VUODZ1DZ2R+-+-+-+-（c）20VUODZ1DZ2R+-+-+-+-圖示電路中，DZ的UZ=10V，IZmax=8mA，試求電流IZ，是否超過(guò)IZmax?如果超過(guò)，怎么辦?（已知：例DZE+-R1IZR2I1I2UZ解：如果超過(guò)，應(yīng)該增大R1或減小R2(1)符號(hào)和特性符號(hào)特性u(píng)iO暗電流E=200lxE=400lx工作條件：反向偏置(2)主要參數(shù)電學(xué)參數(shù)：暗電流，光電流，最高工作范圍光學(xué)參數(shù)：光譜范圍，靈敏度，峰值波長(zhǎng)實(shí)物照片2.光電二極管3.發(fā)光二極管

當(dāng)管子接正向電壓,有電流通過(guò)時(shí),會(huì)發(fā)出光線。不同半導(dǎo)體材料的二極管發(fā)出的光線不同。發(fā)光二極管用于信號(hào)指示、數(shù)碼管顯示器。

發(fā)光二極管是一種將電能轉(zhuǎn)換成光能的顯示器件。發(fā)光二極管的伏安特性和普通二極管相似，死區(qū)電壓為0.9~1.1V，其正向工作電壓為1.5~2.5V,工作電流為5~15mA。反向擊穿電壓較低，一般小于10V。符號(hào)+-磷砷化鎵（GaAsP）材料發(fā)紅光或黃光，磷化鎵（GaP）材料發(fā)紅光或綠光，氮化鎵（GaN）材料發(fā)藍(lán)光，碳化硅（SiC）材料發(fā)黃光，砷化鎵（GaAs）材料發(fā)不可見(jiàn)的紅外線。發(fā)光二極管圖片4.1.4半導(dǎo)體直流電源電源變壓器:

將交流電源電壓u1變?yōu)樗枰慕涣麟妷簎2。整流電路:

將交流電壓u2變?yōu)槊}動(dòng)的直流電壓uR。濾波電路:

將脈動(dòng)直流電壓uR轉(zhuǎn)變?yōu)槠交闹绷麟妷簎F。穩(wěn)壓電路:

當(dāng)電網(wǎng)波動(dòng)及負(fù)載變化時(shí),維持輸出電壓Uo的穩(wěn)定。直流穩(wěn)壓電源的組成和功能(1)單相半波整流電路0ωtuO

0

uDωt0ωt

iDio2πu2

ωt3ππ0u2>0時(shí)，D導(dǎo)通uD=0。u2<0時(shí)，D截止iD=0。uO=0uO=u2②輸出平均電壓UO①分析設(shè)：1.整流電路u1TriDbaiouoDu2RLu1TriDbaiouoDu2RL+-+-+-輸出平均電壓輸出平均電流③二極管的選擇二極管上的平均電流：二極管上的最高反向電壓：例解：UO=0.45U2=9Vu1TriDbaiouoDu2RLu1TriDbaiouoDu2RL+-+-+-選用2AP4(16mA,50V)單相半波整流電路，已知：RL=750,

U2=20V。求：UO、IO、UDRM，并選出二極管。(2)單相全波整流電路設(shè)：2πua

ωt3ππ0

ub

0

ωtuO

ua>0ub＜0時(shí)，D1導(dǎo)通，D2截止Ua＜0ub＞0時(shí)，D2導(dǎo)通，D1截止uO=uauO=ub輸出平均電壓

UO=0.9U2二極管上的平均電流：二極管上承受的最高電壓：輸出平均電流u1uaaTrbD1RLuOD2ubiOtO+-+-+-+-(3)單相橋式整流電路u2正半周時(shí)電流通路①分析設(shè)：+-D1、D2共陰極，對(duì)應(yīng)uO的“+”極；D3、D4共陽(yáng)極，對(duì)應(yīng)uO的“-”極。D1、

D3在u2的正半周導(dǎo)通；D2、

D4在u2的負(fù)半周導(dǎo)通。+-+-u1u2TrD4D2D1D3RLabtO+-iOuO-+u2負(fù)半周時(shí)電流通路+-+-u1u2TrD4D2D1D3RLabtO+-iOuOu2＞0

時(shí)a(+)

b(-)D1,D3導(dǎo)通D2,D4截止電流通路:由a(+)經(jīng)D1RLD3b(-)u2＜0

時(shí)b(+)a(-)D2,D4導(dǎo)通D1,D3截止電流通路:由b(+)經(jīng)D2RLD4a(-)輸出是脈動(dòng)的直流電壓！u2橋式整流電路輸出波形uOu2D4D2D1D3RLuO(+)(-)ab(+)(-)+-+-②輸出平均電壓UO輸出平均電流③二極管的選擇二極管上的平均電流：二極管上的最高反向電壓：?jiǎn)栴}與討論單相橋式整流電路中，若D2發(fā)生開(kāi)路、短路或反接三種情況，電路中將會(huì)發(fā)生什么問(wèn)題？⑴D2開(kāi)路：相當(dāng)于半波整流，UO=0.45U2⑵D2短路：UO=0，將變壓器二次惻短路，燒壞繞組和管子⑶D2反接：UO=0，將變壓器二次惻短路，燒壞繞組和管子+-+-u1u2TrD4D2D1D3RLabtO+-iOuO問(wèn)題與討論電路如圖所示。試標(biāo)出輸出電壓uO1、uO2的極性，畫(huà)出輸出電壓的波形。并求出uO1、uO2的平均值。設(shè)：u1>0時(shí)u12>0,D1導(dǎo)通,uO1=u12u22＜0,D3導(dǎo)通,uO2=u22u1＜0時(shí)u22＞0,D2導(dǎo)通,uO1=u22u12＜0,D4導(dǎo)通,uO2=u12UO1=0.9U2UO2=-0.9U22πu12

ωt3ππ0u22

0ωtuO1

0ωtuO2

整流橋?qū)嵨镎掌?.濾波電路(1)電容濾波電路uOD截止D導(dǎo)通ωtbaO①分析

設(shè)：并入電容C后，在u2>uC時(shí)，D導(dǎo)通，C充電,充電很快，輸出電壓uO隨u2上升。當(dāng)uC=后，u2開(kāi)始下降u2<uC，D反偏截止，由C向RL放電，放電較慢，輸出電壓uO隨uC按指數(shù)規(guī)律緩慢下降。當(dāng)u2>uC時(shí)C又被充電uO=u2又上升。直到u2<uC，D又截止，C又放電，如此不斷地充電、放電，使輸出電壓uO脈動(dòng)程度大為減小。u1Tr+uODu2CRL+-+-+-②輸出平均電壓UO當(dāng)RL=∞，（即空載時(shí)）UO==1.4U2通常，輸出平均電壓可按下述工程估算取值：③濾波電容C的確定一般要求

取RL≥

；則RLC≥

濾波電容一般為幾十微法到幾千微法的極性電容器。uOD截止D導(dǎo)通ωtbaOu1Tr+uODu2CRL+-+-+-有一單相橋式整流濾波電路，已知交流電源頻率f=50Hz，負(fù)載電阻RL=200，要求直流輸出電壓UO=30V，選擇整流二極管及濾波電容器。流過(guò)二極管的電流二極管承受的最高反向電壓變壓器二次側(cè)電壓的有效值解：1.選擇整流二極管可選用二極管2CP11IOM=100mAUDRM=50V

例RLu2+-u1+-uO+-+C有一單相橋式整流濾波電路，已知交流電源頻率f=50Hz，負(fù)載電阻RL=200，要求直流輸出電壓UO=30V，選擇整流二極管及濾波電容器。例RLu2+-u1+-uO+-+C取RLC=5T/2已知RL=200解：2.選擇濾波電容器可選用C=250F，耐壓為50V的極性電容器.二極管導(dǎo)通角小，沖擊電流大，容易使管子損壞④電容濾波電路的特點(diǎn).輸出電壓UO高.帶負(fù)載能力差，只適用于小電流場(chǎng)合。uO電容濾波1.4U20.45U2OIO無(wú)電容濾波無(wú)電容濾波有電容濾波電路半波橋式二極管上的最高反向電壓iDtuotOO問(wèn)題與討論圖示電路中，已知U2=20V，試求下列情況下，直流電壓表的讀數(shù)。①S1閉合、S2斷開(kāi)②S1斷開(kāi)、S2閉合③S1閉合、S2閉合④某二極管開(kāi)路，重述上述情況解：①UO=0.9U2=18V②UO≈1.4U2≈28V③UO=1.2U2=24V④UO=0.45U2=9V

UO≈1.4U2≈28V

UO=U2=20VS1S2CRLu2VO+-u1+-(2)電感濾波電路整流管導(dǎo)通角大,無(wú)沖擊電流，輸出特性比較平坦，帶負(fù)載能力強(qiáng)，適用于大電流的場(chǎng)合。缺點(diǎn)是電感鐵心笨重,體積大,易引起電磁干擾。UO=0.9U2輸出平均電壓：RLu2+-Lu1+-uO+-(3)復(fù)式濾波器

LC形濾波器

LC濾波適合于電流較大、要求輸出電壓脈動(dòng)較小的場(chǎng)合，用于高頻時(shí)更為合適。對(duì)直流分量:XL=0，L相當(dāng)于短路,電壓大部分降在RL上。對(duì)諧波分量:f越高,XL越大,電壓大部分降在L上。因此,在負(fù)載上得到比較平滑的直流電壓。當(dāng)流過(guò)電感的電流發(fā)生變化時(shí)，線圈中產(chǎn)生自感電勢(shì)阻礙電流的變化,使負(fù)載電流和電壓的脈動(dòng)減小。π形RC濾波器π形LC濾波器LC形濾波器

比形LC濾波器的體積小、成本低。形RC濾波器

R愈大，C2愈大，濾波效果愈好。但R大將使直流壓降增加，主要適用于負(fù)載電流較小而又要求輸出電壓脈動(dòng)很小的場(chǎng)合。形LC濾波器

濾波效果比LC濾波器更好，但二極管的沖擊電流較大。π形RC濾波器π形LC濾波器LC形濾波器（1）電路+–UIRL+CIOUO+–+–u2IRRDZIZ3.穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路由限流電阻R，穩(wěn)壓二極管Dz組成。調(diào)節(jié)電阻R的作用是降壓和限流，即消除由于輸入電壓的波動(dòng)對(duì)輸出的影響及限制穩(wěn)壓二極管的電流。（2）工作原理UO

=UZ

IR=IO+IZRL(IO)IR設(shè)UI一定，負(fù)載RL變化UO

基本不變IR

(IRR)基本不變UO

(UZ

)IZUIUZO+–UIRL+CIOUO+–+–u2IRRDZIZUO

=UZ

IR

=IO+IZUIUZUIUZ設(shè)負(fù)載RL一定，UI

變化UO

基本不變IRRIZIR

（2）工作原理（3）參數(shù)的選擇①UZ

=UO②IZmax=(1.5~3)IOmax③UI

=(2~3)UO適用于輸出電壓固定、輸出電流不大、且負(fù)載變動(dòng)不大的場(chǎng)合。O電壓發(fā)生±20%波動(dòng)，RL=2k，求R和UI的正常值。解：由KVL得I1=24mA，I2=11mAUI=26V，R=800已知：UZ=12V，IZmax=18mA，IZmin=5mA例UIRIZRLUZI+-+-4.2三極管及其放大電路分析4.2.1三極管及其放大作用B基極E發(fā)射極C集電極NPN型PNP型NNP發(fā)射結(jié)集電結(jié)BECIBIEICTBECIBIEICTB基極E發(fā)射極C集電極PPN1.三極管的基本結(jié)構(gòu)三極管圖片BECNNP基極發(fā)射極集電極基區(qū)：摻雜濃度最低并且很薄集電區(qū)：摻雜濃度較低。發(fā)射區(qū)：摻雜濃度較高2.三極管的電流分配和放大作用(1)晶體管的電流放大的條件

①內(nèi)部條件

3個(gè)區(qū)摻雜濃度不同，厚薄不同②外部條件

發(fā)射結(jié)加上正向電壓，集電結(jié)加上反向電壓NNPBEC++--BECT++--UBE

UBC即：NPN型或PPNBEC--++BECT--++UBE

UBCPNP型為：或(2)晶體管的電流分配關(guān)系

mAAmAIETRBIBECEBICRC+--+共發(fā)射極放大實(shí)驗(yàn)電路IB/μA020406080100IC/mA0.0050.992.083.174.265.40IE/mA0.00510.012.123.234.345.50晶體管電流測(cè)試數(shù)據(jù)

②IC、IE>>IB，IC與IB之比稱為直流(靜態(tài))電流放大系數(shù)①由KCL得：IE=IC+IB結(jié)論③ΔIC、ΔIE>>ΔIB，ΔIC與ΔIB之比稱為交流(動(dòng)態(tài))電流放大倍數(shù)集電結(jié)反偏，擴(kuò)散到基區(qū)的電子被收集(漂移)到集電區(qū)形成IC，收集能力強(qiáng)，IC大IC電子在基區(qū)與空穴復(fù)合，形成電流IB，復(fù)合機(jī)會(huì)小，IB小IBIE發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)射區(qū)向基區(qū)發(fā)射(擴(kuò)散)電子，形成發(fā)射極電流IE放大原理BECNNPEBRBEC+-+-+-+發(fā)射到基區(qū)電子被收集和復(fù)合的比例系數(shù)就是電流放大系數(shù)β3.三極管的特性曲線輸入回路→輸入特性輸出回路→輸出特性ICmAAV1V2UCEUBERBIBECEB

實(shí)驗(yàn)線路+-+-死區(qū)電壓，硅管0.5V，鍺管0.2V。令UCE=常數(shù)IB=f（UBE）(1)輸入特性工作壓降：硅管UBE0.6~0.7V,鍺管UBE0.2~0.3V。IB/AUBE/V204060800.40.8UCE≥1V0此區(qū)域滿足IC=IB稱為線性區(qū)（放大區(qū)）。(2)輸出特性1234當(dāng)UCE大于一定的數(shù)值時(shí)，IC只與IB有關(guān)，IC=IB。IC/mAUCE/V36912IB=020A40A60A80A100A0①放大區(qū)此區(qū)域中:IB=0,IC=ICEO,UBE<死區(qū)電壓，稱為截止區(qū)。IC/mA1234UCE/V36912IB=020A40A60A80A100A0②截止區(qū)ICEOIC(mA)1234UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A此區(qū)域中UCE＜UBE,集電結(jié)正偏，IC不受IB影響，UCE0,稱為飽和區(qū)。0③飽和區(qū)UCES4.三極管的主要參數(shù)前面的電路中，三極管的發(fā)射極是輸入、輸出的公共點(diǎn)，稱為共射接法，相應(yīng)還有共基、共集接法。共射直流電流放大系數(shù)：(1)電流放大系數(shù)和共射交流電流放大系數(shù)：常用的小功率晶體管，β值一般為20～200。①集-基極反向電流ICBOICBO是集電結(jié)反偏，由少子的漂移形成的反向電流，受溫度變化影響。(2)兩個(gè)極間電流AICBO溫度↑→少子↑→ICBO↑ICBO越小越好②集-射極穿透電流ICEOAICEOICEO=(1+)ICBO，溫度↑→ICBO↑→ICEO↑↑→IC↑ICEO不受IB控制,IB=0時(shí),IC=ICEO；IB≠0時(shí)，IC=IB+ICEO，ICEO受溫度變化的影響較大。所以集電極電流應(yīng)為：IC=

IB+ICEO當(dāng)溫度上升時(shí)，ICEO增加，IC也相應(yīng)增加。所以三極管的溫度特性較差。ICEO越小越好，不宜超過(guò)100BECNNPICEO=

ICBO+ICBO+-+-+-ICBO根據(jù)分配關(guān)系，收集的電子形成電流ICBO。進(jìn)入N區(qū)，參與復(fù)合的電子形成電流ICBO

ICBO集電結(jié)反偏有ICBOIB=0(1+)ICBO①集電極最大允許電流ICMIC↓→↓→當(dāng)值下降到正常值的三分之二時(shí)的集電極電流即為ICM。(3)極限參數(shù)②集-射極反向擊穿電壓U(BR)CEO基極開(kāi)路時(shí)集-射極之間的擊穿電壓U(BR)CEO③集電極最大允許耗散功率PCM三極管的最大熱損耗使用三極管時(shí)：IC≤ICM、UCE≤

U(BR)CEO、UCEIC≤

PCMUCEIC=PCMICMU(BR)CEO安全工作區(qū)iCuCEO⑷頻率參數(shù)①共射截止頻率f三極管的值隨頻率而發(fā)生變化。頻率較低時(shí)，值基本不變，頻率較高時(shí)，開(kāi)始下降，降到0.707倍時(shí)的頻率,稱為截止頻率f

。01100100.707β0fTβ0104105fβ106107108

f(Hz)β②特征頻率fT值降到1時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻率。放大電路中T1管各極電位為VX=+10V，VY=0V，VZ=+0.7V，T2管各極電位VX=+0V，VY=-0.3V，VZ=-5V，試判斷T1和T2的管子類型和材料，X、Y、Z各是何電極？例解：NPN型管：VC>VB>VE，PNP型管：VC<VB<VE，3個(gè)電極的最高或最低電位，為集電極,，而電位差為導(dǎo)通電壓的就是發(fā)射極和基極。根據(jù)發(fā)射極和基極的電位差值判斷管子的材質(zhì)。圖（a）：Z與Y的電壓為0.7V，為硅管，因?yàn)閂X>VZ>VY,，所以X為集電極，Y為發(fā)射極，Z為基極，管子為NPN型。圖（b）：X與Y的電壓為0.3V，為鍺管，因VZ<VY<VX,，所以Z為集電極，X為發(fā)射極，Y為基極，管子為PNP型。YZYXT2ZXT1(a)(b)圖示電路中，三極管均為硅管,β=30，試分析各三極管的工作狀態(tài)。解：（1）因?yàn)榛鶚O偏置電源+6V大于管子的導(dǎo)通電壓，故管子的發(fā)射結(jié)正偏，管子導(dǎo)通，電流：因?yàn)镮C>ICS，所以管子工作在飽和區(qū)。例+10V1kΩ+6V5kΩIB(a)IC（2）因?yàn)榛鶚O偏置電源-2V小于管子的導(dǎo)通電壓，管子的發(fā)射結(jié)反偏，管子截止，所以管子工作在截止區(qū)。（3）因?yàn)榛鶚O偏置電源+2V大于管子的導(dǎo)通電壓，故管子的發(fā)射結(jié)正偏，管子導(dǎo)通，電流:因?yàn)镮C＜ICS，所以管子工作在放大區(qū)。+10V1kΩ-2V5kΩIB(b)IC+10V1kΩ+2V5kΩIB(c)IC5.復(fù)合管iC1=1

iB,iB2=iE1=(1+1)iB,iC2=2

iB2=2(1+1)iB,iC=iC1+iC2=[1+2(1+1)]iB.1

2

復(fù)合管的類型由第一只管子決定。用泄放電阻R1分流，以減小復(fù)合管的穿透電流ICEO

穿透電流ICEO(a)4種類型的復(fù)合管及等效類型(d)(c)(b)4.2.2三極管放大電路及其性能指標(biāo)1.放大電路的作用和組成放大電路用以放大微弱信號(hào)，廣泛用于音響設(shè)備、電子儀器、測(cè)量、控制系統(tǒng)及圖像處理等領(lǐng)域，是應(yīng)用最廣泛的電子電路之一。(1)放大電路的作用放大電路分為電壓（電流）放大電路和功率放大電路。放大器件有三極管、場(chǎng)效應(yīng)管等。放大電路可以用有輸入口和輸出口的四端網(wǎng)絡(luò)表示，如圖所示。Auui+-uo+-三極管放大電路有三種形式共射放大電路共基放大電路共集放大電路以共射放大器為例講解工作原理(2)放大電路的組成共射放大電路EC輸入端接低頻交流電壓信號(hào)ui輸出端接負(fù)載電阻ＲL，輸出電壓為uoRSus+-+UCCRCC1C2TRB++RLuiuo+-+-元器件作用①

集電極電源UCC

電路的能源、給三極管加偏置電路的核心器件。工作在放大區(qū)，利用其電流放大作用，將微弱的電信號(hào)進(jìn)行放大。②三極管T③基極電阻RB

確定的靜態(tài)工作點(diǎn)Q

④集電極電阻RC

實(shí)現(xiàn)電路的電壓放大ui↑→iB

↑→iC↑→uCE↓→uo↓ui↓→iB

↓→iC↓→uCE↑→uo↑⑤耦合電容C1、C2

隔直流通交流對(duì)直流視為開(kāi)路對(duì)交流視為短路+UCCRCC1C2TRB++RLuiuo+-+-iCiBuCE+-2.直流通路和交流通路

直流通路交流通路直流分量（靜態(tài)值）：大寫(xiě)大注IBICUBEUCE總電量（瞬時(shí)值）：小寫(xiě)大注iBiCuBEuCE

交流分量（瞬時(shí)值）：小寫(xiě)小注ibicubeuce

交流分量（有效值）：大寫(xiě)小注IbIcUbeUce

+UCCRCTRBICIBUCEUBE+-+-原電路+UCCRCC1C2TRB++RLuiuo+-+-iCiBuCE+-+-uBERCTRBRLuiuoicibuceube+-+-+-+-++-+-RCTRBRLuiuoicibuceube-+-總電量

=直流分量

+

交流分量IBt0t0ibt0iB以基極電流iB為例波形如圖所示3.放大電路的主要性能指標(biāo)(1)電壓放大倍數(shù)AuUi和Uo分別是輸入和輸出電壓的有效值。其中A=Uo/Ui

，是Ui和Uo的相位差A(yù)u(2)輸入電阻ri輸入電阻是從放大電路輸入端看進(jìn)去的等效電阻輸入電阻：ri=ui/ii（加壓求流法）ri一般來(lái)說(shuō)，ri越大越好。ri越大，ii就越小，ui就越接近uSAu輸入端輸出端iiui+-uSRS信號(hào)源+-(3)輸出電阻ro放大電路對(duì)其負(fù)載而言，相當(dāng)于信號(hào)源，我們可以將它等效為戴維寧等效電路，這個(gè)戴維寧等效電路的內(nèi)阻就是輸出電阻。輸出端AuuS+-rouso輸出端+-rouso+-?如何確定電路的輸出電阻？在電路的計(jì)算中求ro有兩個(gè)方法：①所有的電源（包括信號(hào)源）置零，保留受控源。然后采用加壓求流法。ui一般來(lái)說(shuō)，ro越小越好。ro越小，帶負(fù)載能力就越強(qiáng)。測(cè)量開(kāi)路電壓uo=uso②開(kāi)路短路法（開(kāi)路電壓除以短路電流）io測(cè)量短路電流輸出電阻：rouso+-rouso+-uo+-(4)通頻帶Am0.7AmfL下限截止頻率fH上限截止頻率通頻帶：BW=fH–fL放大倍數(shù)隨頻率變化曲線——幅頻特性曲線3dB帶寬fAO1.靜態(tài)分析4.2.3共發(fā)射極放大電路的分析靜態(tài)：放大電路無(wú)信號(hào)輸入（ui

=0）時(shí)的工作狀態(tài)。分析方法：估算法、圖解法。分析對(duì)象：各極電壓電流的直流分量。所用電路：放大電路的直流通路。設(shè)置Q點(diǎn)的目的：

①使放大電路的放大信號(hào)不失真；②使放大電路工作在較佳的工作狀態(tài)，靜態(tài)是動(dòng)態(tài)的基礎(chǔ)?！o態(tài)工作點(diǎn)Q：IB、IC、UCE。靜態(tài)分析：確定放大電路的靜態(tài)值。1.靜態(tài)分析(1)由直流通路確定靜態(tài)工作點(diǎn)直流通路4.2.3共發(fā)射極放大電路的分析+UCCRCTRBICIBUCEUBE+-+-用估算法計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)。已知：UCC=12V，解：注意：電路中IB和IC的數(shù)量級(jí)例RC=4k，RB=300k，=37.5+UCCRCTRBICIBUCEUBE+-+-(2)由圖解法求靜態(tài)工作點(diǎn)QUCC先找出IB

對(duì)應(yīng)的輸出特性曲線然后在輸出特性上作出直流負(fù)載線iCuCEOQ交點(diǎn)為Q點(diǎn)——直流負(fù)載線方程橫軸的截距為UCC縱軸的截距為直流負(fù)載線斜率Q點(diǎn)太低容易截止UCCiCuCEoQIB(3)電路參數(shù)對(duì)Q的影響①UCC、RC一定時(shí)，改變RBRB↑→IB↓→Q↓RB↓→IB↑→Q↑Q點(diǎn)太高容易飽和Q1IB1Q2IB2②UCC、RB一定時(shí)，改變RCUCCiCuCEOQIBRC↑→α

↑→負(fù)載線平緩Q1Q2Q1點(diǎn)靠近飽和區(qū)RC↓→α

↓→負(fù)載線陡直RC

↓=0時(shí)，無(wú)電壓放大作用③RC、RB一定時(shí)，改變UCCUCC1iCuCEOQ2IB2UCC2UCC3IB3Q3IB1Q1直流負(fù)載線斜率不變直流負(fù)載線平行移動(dòng)UCC↑→↑→Q↑2.動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)：放大電路有信號(hào)輸入（ui

0）時(shí)的工作狀態(tài)。分析方法：

微變等效電路法，圖解法。所用電路：放大電路的交流通路。動(dòng)態(tài)分析:計(jì)算Au、ri、ro等。分析對(duì)象：各極電壓和電流的交流分量。目的：確定Au、ri、ro與電路參數(shù)的關(guān)系。(1)微變等效電路法①三極管的微變等效電路等效的條件工作范圍在特性曲線的線性段小信號(hào)（微變信號(hào)）mV、μV級(jí)β=常數(shù)三極管的微變等效電路引出ibicicBCEibib晶體三極管微變等效電路ube+-uce+-ube+-uce+-rbeBEC晶體管的B、E之間可用rbe等效代替。晶體管的C、E之間可用一受控電流源ic=ib等效代替。UBEIB三極管的輸入電阻：iBuBEQOQ1Q2UBEIBiCuCEOQ1Q2QUCEICIBIC三極管的電流放大系數(shù)：輸出端相當(dāng)于一個(gè)受ib控制的電流源。輸入端相當(dāng)于電阻rbe晶體管的輸出電阻rce：rce可視為開(kāi)路iCuCEUCEICOicibibube+-uce+-rbeBECrce對(duì)交流信號(hào)ui而言短路+UCC短路置零②放大電路的微變等效電路RBRCC1C2RLuiuo+-+-將交流通道中的三極管用微變等效電路代替RBRCuiuORL++--RSus+-ibicBCEii交流通路ibicusrbeibRBRCRLEBCui+-uo+-+-RSii微變等效電路(3)動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)的計(jì)算①電壓放大倍數(shù)Au其中，RL′=RC//RL;負(fù)號(hào)表示uo與ui

反相;可見(jiàn)：RL愈大，Au愈高。一般總希望負(fù)載電阻RL大一些。輸出端開(kāi)路時(shí):ibicusrbeibRBRCRLEBCui+-uo+-+-RSii源電壓放大倍數(shù)

式中ri

=

RB//rbe≈rbe

（通常RB>>rbe）可見(jiàn)：RS愈小，愈高。一般希望RS小一些ibicusrbeibRBRCRLEBCui+-uo+-+-RSii②輸入電阻ri放大電路是信號(hào)源（或前一級(jí)）的負(fù)載，輸入電阻ri就是信號(hào)源（或前一級(jí)）的負(fù)載電阻。ri

↑→ii

↓→減輕信號(hào)源負(fù)擔(dān)所以ri↑→ui↑→uo↑→本級(jí)Au↑ri↑→前一級(jí)RL↑→前一級(jí)Au

↑一般要求：輸入電阻ri越高越好rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSrirbeRBRCRLEBC+-+-+-RS③輸出電阻ro一般要求：輸出電阻ro越小越好放大電路是負(fù)載（或后一級(jí)）的信號(hào)源，其等效信號(hào)源的內(nèi)阻就是輸出電阻roro

↓→帶負(fù)載能力強(qiáng)ro↓→后一級(jí)RS↓→后一級(jí)Aus↑另一種計(jì)算輸出電阻的方法——開(kāi)路（空載）時(shí)的輸出電壓——通路（負(fù)載）時(shí)的輸出電壓rbeRBRCRLRSEBC+-+-+-ErbeRBRCRS+-BC+-+-+-RLro+-(3)放大電路其他性能指標(biāo)的介紹①波形的非線性失真Q點(diǎn)太低，信號(hào)進(jìn)入截止區(qū)uoiCuCEOQiC.截止失真：截止區(qū)截止失真消除截止失真的方法：減小RB阻值，增大IB，提高Q點(diǎn)的位置。iCuCEOQiCuoQ點(diǎn)太高，信號(hào)進(jìn)入飽和區(qū).飽和失真：消除飽和失真的方法：增大RB阻值，減小IB，降低Q點(diǎn)的位置。飽和區(qū)飽和失真iCuCEOQuoiC總之，設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，并且輸入的信號(hào)幅度適中，可避免放大電路產(chǎn)生非線性失真。②通頻帶Aum0.7AumfL下限截止頻率fH上限截止頻率通頻帶：BW

=fH–fLAu=f（f）fAuOf↓→XC↑→耦合電容C1、C2分壓→uo

↓→Au

↓f↑→↓→寄生電容Co分流→io↓→uo

↓→Au

↓+UCCRCC1C2TRB++RLuiuo+-+-iCiBuCE+-+-uBE4.2.4典型放大電路的分析（1）溫度對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響固定偏置放大電路中Q′溫度升高時(shí)，輸出特性曲線上移，造成Q點(diǎn)上移溫度T

ICEOICQiCuCEQOQ點(diǎn)不穩(wěn)定IB=020A40A60A80A100AIB=020A40A60A80A100A1.分壓式偏置放大電路可見(jiàn)IC與溫度無(wú)關(guān)（2）工作點(diǎn)穩(wěn)定原理VBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB++++UCCuiuo++––ICRSus+–溫度TUBEIBICVEICVB不變通過(guò)自動(dòng)調(diào)節(jié)使電流IC基本不變。VBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB++++UCCuiuo++––ICRSus+–要求：≥≥CE對(duì)交流而言將RE短路，RE對(duì)交流不起作用，放大倍數(shù)不受影響。旁路電容的作用去掉旁路電容后，電壓放大倍數(shù)降低，但輸入電阻提高。VBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB++++UCCuiuo++––ICRSus+–含CE的微變等效電路及計(jì)算圖中：ibicusrbeibRBRCRLEBCui+-uo+-+-RSii去掉CE后的微變等效電路及計(jì)算ibicusrbeibRBRCRLEBCui+-uo+-+-RSiiRE圖中：2.射極輸出器（1）電路接法無(wú)RC電阻→無(wú)電壓放大作用基極輸入、射極輸出共集電極電路（2）射極輸出器特點(diǎn)①Au≈1，且Au＜1（uo=ui-ube≈ui）但是，輸出電流ie=(1+β)ib。所以射極輸出器具有電流放大和功率放大的作用。對(duì)交流而言集電極接地RB+UCCC1C2RERLui+–uo+–++us+–RS②輸出uo與輸入ui同相，具有電壓跟隨作用。③輸入電阻ri大。（幾十千歐到幾百千歐）④輸出電阻ro小。（幾歐到幾十歐）rbeRBRLEBC+-+-+-RSRErbeRBEBCRSRE①射極輸出器用于電路的輸入級(jí)，利用其輸入電阻大的特點(diǎn)，可以減輕信號(hào)源的負(fù)擔(dān)，并能增大輸入電壓。②射極輸出器用于電路的輸出級(jí)，利用其輸出電阻小的特點(diǎn)，可以降低輸出電阻，提高帶負(fù)載能力。③射極輸出器用于電路的中間級(jí)，利用其輸入電阻大的特點(diǎn)，可以提高前一級(jí)的電壓放大倍數(shù)，利用其輸出電阻小的特點(diǎn)，可以提高后一級(jí)的電壓放大倍數(shù)，射極輸出器起到電路的匹配作用，使電路總的電壓放大倍數(shù)提高。（3）射極輸出器應(yīng)用4.2.5多級(jí)放大電路的級(jí)間耦合與差分放大電路輸入A1A2An-1An輸出12n-1n前置級(jí)：電壓放大末前級(jí)末級(jí)功率放大級(jí)間耦合方式：阻容耦合、直接耦合和變壓器耦合。阻容耦合：用于分立元器件多級(jí)交流放大電路直接耦合：用于放大緩變信號(hào)和直流信號(hào)的電路對(duì)耦合電路要求：各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)盡可能獨(dú)立盡可能減小傳輸信號(hào)的損失和失真1.阻容耦合放大電路①靜態(tài)分析由于電容有隔直作用各級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)獨(dú)立（各級(jí)靜態(tài)值單獨(dú)計(jì)算）②動(dòng)態(tài)分析畫(huà)出微變等效電路，計(jì)算電壓放大倍數(shù)及輸入電阻和輸出電阻。RB1RC1C1C2++++–RS+–RC2C3RL++UCC+––T1T2RB2RC1RB2RC2RLRSRB1+-+-+-+-第一級(jí)：第二級(jí)：總的電壓放大倍數(shù)：輸入電阻：輸出電阻：RC1RB2RC2RLRSRB1+-+-+-+-2.直接耦合放大電路直接耦合存在的兩個(gè)問(wèn)題前后級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)相互影響零點(diǎn)漂移直接耦合方式不但能放大交流信號(hào)，而且能放大變化極其緩慢的超低頻信號(hào)以及直流信號(hào)。因此直接耦合放大電路比交流放大電路，用途廣，通頻帶寬。fAuOAum0.7AumfLfH交流直流(1)前后級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)相互影響靜態(tài)（ui=0）時(shí)UC1=UBE2=0.6V，T1處于臨界飽和狀態(tài)RC1偏小，T2易飽和RE2↑→UE2↑→UC1↑UZ↑→UE2↑→UC1↑+UCCuoRC2T2uiRC1R1T1R2––+++UCCuoT2uiR1T1RC1RC2R2VC1UBE2RE2VE2–+–+–++UCCuoT2uiR1T1RC1RC2R2VC1UBE2DZUZR–+–+–+–+(2)零點(diǎn)漂移（零漂）ui=0時(shí)，uo

≠0uO隨時(shí)間無(wú)規(guī)則緩慢的變化①影響：淹沒(méi)真正的輸出信號(hào)，以假亂真使電路無(wú)法正常工作。②主要原因：三極管參數(shù)受溫度影響溫度變化→ΔIC→ΔUCE→ΔUO≠0第一級(jí)電路的零漂逐級(jí)放大，對(duì)電路影響最大抑制零漂最有效的方法是采用差分放大電路ui=0–+uo

≠0–++UCCT2R1T1RC1RC2R2VC1UBE2DZUZR–+–+3.差分放大電路(1)零點(diǎn)漂移的抑制電路結(jié)構(gòu)：電路左右對(duì)稱信號(hào)從兩管的基極輸入，從兩管的集電極輸出。零漂的抑制uo=uC1-

uC2

=0當(dāng)ui1

=

ui2

=0時(shí)：溫度↑IC1↑→UC1↓IC2↑→UC2↓ΔUC1=ΔUC2uo=UC1-UC2=0ui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2REUEEuo+-+-+-①信號(hào)的輸入a.共模輸入共模信號(hào)：ui1=ui2ui1

↑iC1↑→uC1↓iC2↑→uC2↓ΔuC1=ΔuC2uo=uC1-

uC2=0ui2

↑差放電路抑制共模信號(hào)零漂信號(hào)是特殊的共模信號(hào)(2)差分放大電路的工作原理ui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2REUEEuo+-+-+-b.差模輸入差模信號(hào)：ui1=-ui2ui1

↑iC1↑→uC1↓iC2↓→uC1↑|ΔuC1|

=|

ΔuC2|uo=2|uC1|

≠0ui2

↓差放電路放大差模信號(hào)uo=Ad（ui1

–ui2）放大輸入信號(hào)的差值ui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2REUEEuo+-+-+-c.差分輸入（比較輸入、任意輸入）差分信號(hào)可以分解為一對(duì)共模信號(hào)和一對(duì)差摸信號(hào)的組合：其中：uI1=8mV=6mV+2mVuI2=4mV=6mV-2mVuI1+UCCRCT1RBRCT2RBuI2REUEEuO+-+-+-②發(fā)射極電阻RE的作用a.RE對(duì)差模信號(hào)無(wú)作用RE對(duì)差模信號(hào)可視為短路ui1

↑ie1↑

ie2↓

ie=ie1↑+ie2↓ie

RE

=0ui2

↓ie不變ui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2REUEEuoib1ib2ie1ie2ieueube1ube2+-+-+-+-+-+-b.RE對(duì)共模信號(hào)的負(fù)反饋?zhàn)饔胕e1↑

ie2↑

ui1

↑ui2

↑ie=ie1↑+ie2↑ueuc1↓

uc2↓

ube2↓ube1↓uc1↑

uc2↑

對(duì)于每個(gè)管來(lái)說(shuō)就像是在發(fā)射極與地之間連接了一個(gè)2RE電阻RE可以降低各單管對(duì)共模信號(hào)的放大倍數(shù)RE越大，抑制共模信號(hào)的能力就越強(qiáng)ui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2REUEEuoib1ib2ie1ie2ieueube1ube2+-+-+-+-+-+-在實(shí)用電路中，常用三極管組成的恒流源代替電阻RE，來(lái)提高抑制共模信號(hào)的能力三極管動(dòng)態(tài)電阻大→增大RE→提高抑制共模能力三極管靜態(tài)電阻小→減小負(fù)電源UEEui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2ISUEEuo+-+-+-(3)差分放大電路的輸入輸出方式信號(hào)輸入:雙端輸入為差模輸入①雙端輸入、雙端輸出的電路ui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2REUEEuouiRLRRC1C2+-+-+-+-雙端輸入、雙端輸出的電路差模電壓放大倍數(shù):差摸電壓放大倍數(shù)等于單管的電壓放大倍數(shù)雙端輸出時(shí)；共模輸出電壓uoc=0，所以Ac=0共模電壓放大倍數(shù)：Ac=0KCMR

AC

=0共模抑制比:KCMR=KCMR(dB)=②單端輸入、單端輸出的電路信號(hào)輸入:單端輸入也有差模輸入對(duì)差模信號(hào)而言，單端輸入與雙端輸入的效果一樣。ui+UCCRCT1RBT2RBREUEEuo+-單端輸入、雙端輸出的電路+-C1差模電壓放大倍數(shù)：?jiǎn)味溯敵龅牟蠲妷悍糯蟊稊?shù)是雙端輸出時(shí)的一半。單端輸出時(shí)；共模輸出電壓uoc≠0，所以Ac≠0共模電壓放大倍數(shù)：Ac≠0單端輸出時(shí)，只有RE↑→AC↓→

KCMR↑KCMR≠④雙端輸入、單端輸出的電路③單端輸入、雙端輸出的電路單端輸入、雙端輸出與雙端輸入、雙端輸出的電路一樣。雙端輸入、單端輸出與單端輸入、單端輸出的電路一樣。具有恒流源的實(shí)際差分放大電路三極管T3為恒流源：T3工作在放大區(qū)具有恒流特性?？梢允构材７糯蟊稊?shù)Ac≈0，共模抑制比KCMR≈∞調(diào)零電位器RP：解決兩邊電路不完全對(duì)稱帶來(lái)的零漂問(wèn)題，RP的取值約幾十到幾百歐姆。實(shí)際差分放大電路-UEET3RPIC3=ISRB1RB2REui2ui1uo1

uo2T2T1RBRBRCRC+UCC擴(kuò)音系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)(1)功率放大電路的作用4.2.6功率放大電路1.功率放大電路概述電壓放大功率放大

信號(hào)提取信號(hào)輸入放大電路的輸出級(jí)，以足夠的功率驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。例如：使揚(yáng)聲器發(fā)聲、繼電器動(dòng)作、儀表指針偏轉(zhuǎn)等。(2)功率放大器的特點(diǎn)充分利用功放管的極限參數(shù):ICM、U(BR)CEO、PCM

。ICMU(BR)CEO①盡可能大的輸出功率ICuCEOPCM②盡可能高的功率轉(zhuǎn)換效率要求盡量減小電路的損耗，來(lái)提高功率轉(zhuǎn)換效率。其中：Po為電路輸出功率，PE為直流電源提供的總功率③允許的非線性失真只要將非線性失真限制在允許的范圍內(nèi)就可以了④采用圖解分析法輸入是大信號(hào)，只能用圖解分析法(3)功率放大器的分類①甲類Q點(diǎn)設(shè)在放大區(qū)的中間，管子的導(dǎo)通角為360°缺點(diǎn)是靜態(tài)電流IC較大，損耗大、效率低。理想效率僅為η=50%iCuCEOiC

QicOtiCIC②乙類

Q點(diǎn)設(shè)截止區(qū)（IC=

0），管子只在信號(hào)的半個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)通（導(dǎo)通角為180°），效率高。但存在交越失真。ωt交越失真uoOiCuCEOiC

QicOtiC③甲乙類

Q點(diǎn)設(shè)在放大區(qū)且接近截止區(qū)（接近IC≈0而IC≠

0）處，管子在信號(hào)的半個(gè)周期以上的時(shí)間內(nèi)導(dǎo)通。由于甲乙類工作狀態(tài)接近乙類工作狀態(tài)狀態(tài)。所以效率較高。iCuCEOiC

QicOtiC2.互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路

有輸出電容、采用單電源OTL電路——無(wú)輸出變壓器的互補(bǔ)對(duì)稱功率放大器OCL電路——無(wú)輸出電容的互補(bǔ)對(duì)稱功率放大器互補(bǔ)對(duì)稱功放電路的形式：無(wú)輸出電容、采用雙電源OCL電路廣泛應(yīng)用于集成電路的輸出級(jí)對(duì)稱：兩管參數(shù)相同，類型不同；電源大小相等，極性不同。(1)OCL電路①電路結(jié)構(gòu)類型互補(bǔ)：兩管偏置電壓極性不同——兩管輪流導(dǎo)通兩管電流方向不同——合成輸出uo的波形兩管組成射極輸出器的電路形式，兩管基極輸入，兩管射極接負(fù)載電阻RL。ib1ic1（+）（-）ib2ic2（-）（+）+uouiRLio+UCC-UCCT1T2-+-otuiic1ic2Otuo②工作原理（設(shè)ui為正弦波）靜態(tài)時(shí)：ui=0Vui=0V,T1、T2均截止uo

=0V。動(dòng)態(tài)時(shí)：ui≠0Vui

＜

0VT1截止ui

＞

0VT2截止T1導(dǎo)通io=ic1io=ic2

T2導(dǎo)通T1、T2都只在半個(gè)周期內(nèi)工作，稱為乙類放大ib1IB1=IB2=0,IC1=IC2=0,|UCE1

|=|UCE2|=UCCT1、T2均截止+-（-）（+）uiRLuoio+UCC-UCCT1T2ECEC+-+-ib2O

QiC1uCE1iC2uCE2Q1Q2OOOttic1ic2uoUCCuce2uce1T1T2UomIomUomio返回輸出功率及轉(zhuǎn)換效率③輸出功率Po理想輸出功率：其中：uouiRLio+UCC-UCCT1T2+-+-電源提供的功率PEtic1O其中平均電流：理想的提供功率：uouiRLio+UCC-UCCT1T2+-+-≥≥效率：理想效率：④功率管的最大管耗及功率管的選擇每管的最大管耗：功率管的選擇：uouiRLio+UCC-UCCT1T2+-+-≥≥≥⑤交越失真及其消除方法交越失真輸出uo波形在正、負(fù)半波交接處出現(xiàn)的失真稱為交越失真產(chǎn)生交越失真的原因：由于三極管存在死區(qū)電壓，當(dāng)ui<UT時(shí)三極管不導(dǎo)通。tuo交越失真uitOOtiBiBuBEtuiUTOOO消除交越失真的措施

電路中增加Ｒ1、Ｄ1、Ｄ2、R

2支路。靜態(tài)時(shí)T1、T2兩管均處于微弱導(dǎo)通狀態(tài)。工作方式:甲乙類動(dòng)態(tài)時(shí)，兩管輪流工作。消除交越失真的措施

——加偏置，工作在甲乙類R1D1D2R2+UCC-UCCuouiioRLT1T2