晶體三極管及放大電路基礎(chǔ)

晶體三極管及放大電路基礎(chǔ)第一頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日第三章晶體三極管及放大電路基礎(chǔ)學(xué)習(xí)目標(biāo)：（１）了解三極管的電流放大作用。（２）掌握萬(wàn)用表判別三極管的引腳和性能好壞的方法。（３）了解三極管的三種組態(tài)特點(diǎn)。掌握共射電路的基本結(jié)構(gòu)。（４）了解放大電路性能指標(biāo)。掌握用萬(wàn)用表調(diào)試三極管各參數(shù)的方法。（5）制作放大電路，把微弱的信號(hào)進(jìn)行放大，如做一個(gè)耳機(jī)放大器。第二頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日3.1三極管的結(jié)構(gòu)和基本特性三極管是有三個(gè)端子的器件，主要用于信號(hào)的放大和控制。三極管按其極性分有NPN型PNP型。第三頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日3.1.1初識(shí)三極管三極管的實(shí)物、符號(hào)、工作示意第四頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日3.1.2三極管的基本結(jié)構(gòu)第五頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日3.1.3三極管的工作特點(diǎn)第六頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日三極管的分類(lèi)第七頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日【邊學(xué)邊練】用指針式模擬萬(wàn)用表檢測(cè)三極管性能。第八頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日3.1.5三極管的工作狀態(tài)1.三極管的三種組態(tài)第九頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日2.共發(fā)射極放大電路的輸入輸出特性第十頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日三極管的工作狀態(tài)說(shuō)明第十一頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日3.三極管截止和飽和時(shí)的等效電路三極管的工作狀態(tài)判斷。①當(dāng)UBE<UTH時(shí)，IB=0，三極管截止，C、E間相當(dāng)于開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，Ic=0；②當(dāng)iB>IBS時(shí)，三極管飽和，C、E間相當(dāng)于開(kāi)關(guān)閉合，iC=ICS；③當(dāng)UBE>UTH，且0<iB<IBS，則三極管處在放大狀態(tài)，iC=βiB。第十二頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日例3－1某音響設(shè)備內(nèi)有一放大電路如圖3.6所示，β=50，UCC=12V，RB=68k，RC=6.8k，分析當(dāng)USB

分別為-3V、2V、5V時(shí)，晶體管的工作在哪一個(gè)區(qū)？已知圖中三極管是硅管，三極管導(dǎo)通時(shí)，UBE≈0.7V，飽和導(dǎo)通時(shí)，UCE＝UCES（飽和壓降）≈0.3V。第十三頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日解第十四頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日例3－1圖第十五頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日4.萬(wàn)用表檢測(cè)三極管的工作狀態(tài)第十六頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日3.1.6三極管的主要參數(shù)第十七頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日3.2放大電路的基本概念放大電路的主要特征是：不失真地把輸入信號(hào)放大。不失真：保真度輸出信號(hào)比輸入信號(hào)大第十八頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日3.2.1放大電路的分類(lèi)按照放大器放大的信號(hào)電量不同分類(lèi)，可分為：電壓放大器、電流放大器和功率放大器。按照放大器放大的信號(hào)頻率不同分類(lèi)，可分為：低頻放大器、高頻放大器、超高頻放大器。按照放大器使用的放大元件所處的工作組態(tài)不同分類(lèi)，可分為：共基極放大器、共集電極放大器、共發(fā)射極放大器。第十九頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日3.2.2放大電路的性能指標(biāo)輸入電阻、輸出電阻、放大倍數(shù)第二十頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日3.2.2放大電路的性能指標(biāo)第二十一頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日3.2.3放大器的電量符號(hào)約定放大器的靜態(tài)：當(dāng)輸入的交流信號(hào)為零時(shí)，這時(shí)三極管的基極、集電極和發(fā)射極中都只有直流電流。放大器的動(dòng)態(tài)：當(dāng)輸入的交流信號(hào)不為零時(shí)，基極、集電極和發(fā)射極中的電流既含有直流電流成分又含有交流電流成分。第二十二頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日3.3共射基本放大電路3.3.1電路結(jié)構(gòu)和元器件的作用第二十三頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日3.3.2共發(fā)射極放大電路的工作原理

第二十四頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日3.3.3三極管放大電路中的信號(hào)

第二十五頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日3.3.4三極管工作狀態(tài)的影響因素實(shí)驗(yàn)電路第二十六頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日1.基極偏置電阻對(duì)三極管工作狀態(tài)的影響第二十七頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日2.輸入信號(hào)幅度對(duì)三極管工作狀態(tài)的影響第二十八頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日3.3.5放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置1.直流通道：電容視為開(kāi)路2.交流通道：(1)耦合電容、旁路電容對(duì)交流來(lái)說(shuō)可視為短路。(2)直流電源對(duì)交流信號(hào)可視為短路。第二十九頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日工作點(diǎn)靜態(tài)時(shí)的三極管的IBQ、IEQ、ICQ、UBEQ、UCEQ統(tǒng)稱(chēng)為工作點(diǎn)。第三十頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日4.放大電路的靜態(tài)分析【例3.2】在圖3.9中，電源電壓VCC=12V，集電極電阻RC=3kΩ，基極偏置電阻RB=300kΩ，三極管為3DG6，β=50。求：（1）放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)；（2）若RB=30kΩ，求電路的工作狀態(tài)。第三十一頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日解第三十二頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日工作點(diǎn)的影響因素之一從上面分析中可知，RB的取值會(huì)影響三極管的工作狀態(tài)。調(diào)節(jié)RB可使三極管處于合適的工作狀態(tài)。三極管靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置合適時(shí)，集-射間電壓通常略高于二分之一電源電壓。第三十三頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日5.穩(wěn)定工作點(diǎn)的放大電路（1）穩(wěn)定工作點(diǎn)的原理分析第三十四頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日（2）靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算（靜態(tài)分析）第三十五頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日6.配合萬(wàn)用表測(cè)試調(diào)整三極管的靜態(tài)工作點(diǎn)第三十六頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日3.3.6三極管的動(dòng)態(tài)分析微變等效電路法分析第三十七頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日各參數(shù)的計(jì)算公式第三十八頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日【例3.3】分壓式偏置放大電路如圖3.1６所示.元件參數(shù)如圖中標(biāo)注，三極管為3DG12，β=50。試求：（1）電路的靜態(tài)工作點(diǎn)；（2）畫(huà)出電路的微變等效電路；（3）放大器的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻。第三十九頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日例3－3圖第四十頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日解第四十一頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日第四十二頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日3.4三種基本組態(tài)放大電路的比較第四十三頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日3.5多級(jí)放大器耦合，就是指多級(jí)放大器中級(jí)與級(jí)之間的聯(lián)結(jié)，耦合方式就是指聯(lián)結(jié)方式。常用的耦合方式有三種：阻容耦合、變壓器耦合和直接耦合。第四十四頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日3.5.1多級(jí)放大器的級(jí)間耦合方式1.阻容耦合方式第四十五頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日2.變壓器耦合方式第四十六頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日3.直接耦合第四十七頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日3.5.2多級(jí)放大器的分析計(jì)算多級(jí)放大器的輸入電阻就是第一級(jí)放大器的輸入電阻，其輸出電阻就是最后一級(jí)放大器的輸出電阻。第四十八頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日【例3-4】?jī)杉?jí)組合放大電路如圖3.24所示，已知VCC=12V，Rb1=180KΩ，Re1=2.7KΩ，Rb21=100KΩ，Rb22=75KΩ，Rc2=2KΩ，Re2=1.6KΩ，Rs=1KΩ，RL=8KΩ，rbe1=rbe2=0.9KΩ，β1=β2=50。求ri、Au、Aus

和ro。第四十九頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日解第五十頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日3.5.3復(fù)合管(1)復(fù)合管的類(lèi)型與組成復(fù)合管的第一只三極管的類(lèi)型相同。(2)復(fù)合管的電流放大系數(shù)β近似為組成該復(fù)合管的各三極管電流放大系數(shù)的乘積。第五十一頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日3.5.4放大器的頻率特性放大器的對(duì)不同頻率信號(hào)具有不同的放大倍數(shù)、相移，描述這些特性稱(chēng)為放大器的頻率特性，由幅頻特性和相頻特性?xún)刹糠纸M成。第五十二頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日本章回顧(1)晶體三極管的外部有基極、集電極、發(fā)射極三個(gè)電極，其內(nèi)部有發(fā)射結(jié)、集電結(jié)兩個(gè)PN結(jié)。晶體三極管是一種電流控制器件，是通過(guò)基極電流的變化去控制較大的集電極電流的變化。使用時(shí)有三種基本連接方式：共基極組態(tài)、共集電極組態(tài)和共發(fā)射極組態(tài)，共發(fā)射極組態(tài)是常用的組態(tài)。第五十三頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日本章回顧

(2)晶體三極管有PNP和NPN兩大基本類(lèi)型。晶體三極管有三種工作狀態(tài)：截止、放大和飽和狀態(tài)，工作狀態(tài)由外加集電結(jié)和發(fā)射結(jié)偏置電壓決定。三個(gè)電極電流之間的關(guān)系是：IE＝IC＋I(xiàn)B，在放大狀態(tài)下，IC＝βIB。第五十四頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日本章回顧(3)三極管的特性曲線(xiàn)和參數(shù)是用來(lái)描述三極管性能，是選擇三極管時(shí)的依據(jù)。選擇三極管時(shí)要考慮的主要參數(shù)是工作頻率、耐壓、放大倍數(shù)。型號(hào)相同的三極管可以互換，型號(hào)不同，但對(duì)于該電路來(lái)說(shuō)關(guān)鍵參數(shù)相似也可以替換。(4)放大器是三極管電路中最常見(jiàn)和最基本的電路。放大器的基本任務(wù)就是放大信號(hào)。放大器用一些性能指標(biāo)來(lái)表征放大器性能：電壓（電流、功率）放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻是最主要的三個(gè)。單級(jí)共射小信號(hào)放大器是最基本的放大電路。第五十五頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日本章回顧

(5)放大器中流過(guò)的電流和各點(diǎn)的電壓是直流的、動(dòng)態(tài)的，可以認(rèn)為電流和電壓都是由信號(hào)電流（電壓）與靜態(tài)電流（電壓）疊加而成，可以分為直流偏置和交流通道來(lái)分析檢查放大電路。即存在：直流分量、交流分量和瞬時(shí)量，它們的表示符號(hào)是有約定的，一定要搞清楚。。第五十六頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日本章回顧

(6)放大器工作點(diǎn)是放大電路工作的基本條件，工作點(diǎn)的穩(wěn)定很重要，解決的辦法有多種，分壓式偏置電路是應(yīng)用最多的一種穩(wěn)定工作點(diǎn)的電路第五十七頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日本章回顧

(7)放大器的三種組態(tài)電路是有著各自的特點(diǎn)的，在不同場(chǎng)合各有應(yīng)用。共射組態(tài)電路的應(yīng)用最多，因?yàn)樗姆糯竽芰^強(qiáng)。輸入電壓和輸出電壓反相關(guān)系是其另一特點(diǎn)。共集電極組態(tài)電路較高的輸入電阻，較低的輸出電阻和電壓放大倍數(shù)近似為1的特點(diǎn)，使其常用作“隔離”