電工電子 第4章 半導體器件及基本放大電路

第4章半導體器件及基本放大電路

半導體三極管及其放大電路

晶體三極管放大電路靜態(tài)分析放大電路動態(tài)分析

半導體二極管及其應用

半導體導電特性及PN結半導體二極管直流穩(wěn)壓電源4.1半導體導電特性及PN結物體分類導體—導電率為105s.cm-1，量級，如金屬；絕緣體—導電率為10-22-10-14s.cm-1量級，如：橡膠、云母、塑料等；—導電能力介于導體和絕緣體之間。如：硅、鍺、砷化鎵等。半導體摻入雜質(zhì)則導電率增加百萬倍摻雜特性半導體器件溫度增加使導電率大為增加溫度特性熱敏器件光照不僅使導電率大為增加還可以產(chǎn)生電動勢光照特性光敏器件光電器件

何謂半導體4.1.1半導體導電特性+4表示除去價電子后的原子完全純凈、結構完整的半導體晶體。純度：99.9999999%，“九個9”。它在物理結構上呈單晶體形態(tài)。常用的本征半導體：Si+14284Ge+3228184+41.本征半導體硅原子價電子+4+4+4+4+4+4+4+4+4共價鍵結構：每個原子的最外層電子是八個，構成穩(wěn)定結構。+4+4+4+4+4+4+4+4+4自由電子空穴本征激發(fā)復合成對出現(xiàn)成對消失在常溫下自由電子和空穴的形成：

本征半導體中有兩種載流子——自由電子和空穴，它們是成對出現(xiàn)的。運載電荷的粒子溫度是影響半導體性能的一個重要的外部因素。+4+4+4+4+4+4外電場方向空穴移動方向

電子移動方向

價電子填補空穴在外電場的作用下，產(chǎn)生電流——電子流和空穴流自由電子和空穴均參與導電，本征半導體電流是兩個電流之和。+4+4+4+4+4+4+4+4+4磷原子+5多余價電子正離子自由電子（1）N型半導體在硅或鍺的晶體中摻入少量的五價元素如磷，則形成N型半導體。２.雜質(zhì)型半導體自由電子數(shù)目的增加，并不改變半導體的電中性。電子數(shù)（多子）>>空穴數(shù)（少子）雜質(zhì)原子提供由熱激發(fā)形成+4+4+4+4+4+4+4+4+4硼原子+3負離子空穴填補空位（2）P型半導體

在硅或鍺的晶體中摻入少量的三價元素如硼，則形成P型半導體。摻入三價元素而引起空穴數(shù)目的增加，并不使半導體帶電，即半導體對外仍呈電中性?？昭〝?shù)（多子）>>電子數(shù)（少子）雜質(zhì)原子提供由熱激發(fā)形成

N型半導體結構示意圖P型半導體結構示意圖少數(shù)載流子正離子多數(shù)載流子負離子少數(shù)載流子多數(shù)載流子雜質(zhì)半導體特點：1、雜質(zhì)半導體導電能力強。2、多子濃度約等于所摻雜質(zhì)原子濃度，受溫度影響小。3、少子是本征激發(fā)形成的，濃度低，但對溫度非常敏感，會影響半導體器件工作性能。數(shù)據(jù)如下：硅本征激發(fā)濃度Si=1.43×1010個/cm3；硅原子濃度為5.1×1022cm－3；摻雜百萬分之一，即摻雜5.1×1016cm－3，則載流子濃度為本征激發(fā)濃度的百萬倍。1.PN結的形成4.1.2PN結及其單向導電性

在交界面處由于多子濃度上的差異，P區(qū)的空穴要向N區(qū)擴散，N區(qū)的電子也要向P區(qū)擴散。隨著擴散在交界面附近，P區(qū)的空穴和N區(qū)的電子都將消失，形成空間電荷區(qū)，即為PN結。P區(qū)N區(qū)P區(qū)的空穴向N區(qū)擴散并與電子復合N區(qū)的電子向P區(qū)擴散并與空穴復合空間電荷區(qū)內(nèi)電場方向多子擴散少子漂移內(nèi)電場方向空間電荷區(qū)P區(qū)N區(qū)

在一定的條件下，多子擴散與少子漂移達到動態(tài)平衡，空間電荷區(qū)的寬度基本上穩(wěn)定下來。

離子不能移動，空間電荷區(qū)有很高的電阻率，故又叫阻擋層，或叫耗盡層(載流子耗盡了)。

內(nèi)電場方向外電場方向RI2.PN結的單向導電性P區(qū)N區(qū)外電場驅使P區(qū)的空穴進入空間電荷區(qū)抵消一部分負空間電荷N區(qū)電子進入空間電荷區(qū)抵消一部分正空間電荷空間電荷區(qū)變窄

擴散運動增強，形成較大的正向電流（1）外加正向電壓EPN結正向導通外電場驅使空間電荷區(qū)兩側的空穴和自由電子移走P區(qū)N區(qū)內(nèi)電場方向R空間電荷區(qū)變寬外電場方向I（2）外加反向電壓少數(shù)載流子越過PN結形成很小的反向電流EPN結的單向導電性多數(shù)載流子的擴散運動難于進行PN結反向截止1、空間電荷區(qū)中沒有載流子，又稱耗盡層。2、空間電荷區(qū)中內(nèi)電場阻礙擴散運動的進行。（擴散運動為多子形成的運動。）3、少子數(shù)量有限，因此由它們形成的電流很小。4、PN結具有單向導電性。正向偏置：P區(qū)加正、N區(qū)加負電壓多子運動增強，PN結導通反向偏置：P區(qū)加負、N區(qū)加正電壓少子運動增強，PN結截止小結：4.2半導體二極管半導體二極管導電方向是從正極指向負極。二極管有兩個電極：正極（陽極）和負極（陰極）二極管的型號舉例2CK18序號功能（K--開關、W--穩(wěn)壓、

Z--整流、P—普通）材料（A、B--鍺，C、D--硅）二極管

實際正向特性正向特性反向特性

當二極管的正向電壓很小時，流過的正向電流也很??；當電壓大于死區(qū)電壓后，正向電流開始迅速增大。正向導通壓降:硅管0.6~0.8V，鍺管0.2~0.3V。硅管0.5V，鍺管0.1V。

二極管正向導通時管壓降基本固定。導通電阻很小。4.2.1伏安特性

實際反向特性正向特性反向特性

反向電壓小于某一數(shù)值時，反向電流很?。捶聪螂娮韬艽螅?。反向漏電流（反向飽和電流）：

若二極管反向電壓大于某個定值，反向電流會急劇增大，這種現(xiàn)象叫反向擊穿。反向擊穿電壓：二極管反向電壓小于某一數(shù)值時的電流，它是由少數(shù)載流子形成的，不隨外加反向電壓的大小而變化。硅:<0.1A，鍺:幾十

A

近似特性

當電源電壓與二極管導通時的正向電壓降相差不多時正向導通：硅管0.7V，鍺管0.2V。反向截止(電壓小于導通的正向電壓)：

電流為0，電阻為∞。

理想特性

當電源電壓遠大于二極管導通時的正向電壓降時：正向導通：管壓降為0，電阻也為0；反向截止：電流為0，電阻為∞。4.2.2主要參數(shù)（1）最大整流電流IF二極管長期使用時，允許流過二極管的最大正向平均電流。（2）反向擊穿電壓UR二極管反向擊穿時的電壓值。擊穿時反向電流劇增，二極管的單向導電性被破壞，甚至過熱而燒壞。手冊上給出的最高反向工作電壓URM一般是UR的一半。（4）最高工作頻率fM

二極管工作的上限頻率。超過此值，由于結電容的作用，二極管將不能很好的體現(xiàn)單向導電性。（3）反向電流IR

指二極管未擊穿時的反向電流。反向電流大，說明管子的單向導電性差，因此反向電流越小越好。二極管的用途：

整流、檢波、限幅、箝位、開關、元器件保護、溫度補償?shù)取?/p>

試求下列電路中的電流。（二極管為硅管）其中：US=5V，R=1k

解：所示電路中二極管處于導通狀態(tài)，因此：+-USRIR是限流電阻例1電路如圖，二極管正向導通電壓可忽略不計，求：UAB

V陽=－6V，V陰=－12V，V陽

>V陰，二極管導通，若忽略管壓降，二極管可看作短路，

UAB=－6V

例2

解：

取B點作為參考點，斷開二極管，分析二極管陽極和陰極的電位。D6V12V3k

BAUAB+–例3若忽略二極管正向壓降，二極管VD2可看作短路，UAB=0V，VD1截止。VD１6V12V3k

BAVD2UAB+–解：

取B點作參考點，V1陽=－6V，V2陽=0V，V1陰=V2陰，由于V2陽電壓高，因此VD2導通。

電路如圖，二極管正向導通電壓可忽略不計，求：UAB電路如圖所示，已知ui＝5sinωt(V)，二極管導通電壓UD＝0.7V。試畫出ui與uO的波形，并標出幅值。解：例4ui>3.7V時，D1導通、D2截止，uo=3.7V。ui<-3.7V時，D2導通、D1截止，uo=-3.7V。-3.7V<ui<3.7V時，D1、D2均截止，uo=ui。電路如圖所示，理想二極管，當輸入電壓分別為0V和3V時，求輸出電壓uo的值。（與門）例5uI1uI2二極管工作狀態(tài)D1D2u00V0V導通導通導通截止截止導通導通導通0V3V3V0V3V3V0V0V0V3V解：D1D2uI1uI24.7KVCC5Vu04.3直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源組成濾波電路整流電路穩(wěn)壓電路負載變壓器交流電源各部分電路輸出波形00000

t

t

t

t

tu1uo2uo1u2uo

利用二極管的單向導電性，把按正弦規(guī)律變化的交流電變換成單一方向的脈動直流電，實現(xiàn)交流變直流的電路稱為整流電路。按所接交流電源的相數(shù)可分為：單相整流電路、三相整流電路和多相整流電路。常用的單相整流電路有單相半波、單相全波、單相橋式整流電路。1.單相半波整流電路uot0

2

3

u2u2u1ioRLT2U2t0t0t0uouDio

2

3

2U2

2

2

3

3

uD1)工作原理VDu2正半周負用來將電源電壓變換到直流負載工作所需要的電壓值。2U24.3.1整流電路

輸出電壓平均值（UO）2)電路計算t0t0t0t0

23uOu2uDiO

232U22U22U2Im

2233IO=UORL=0.45U2RLID=IOUDRM=2U2

二極管承受的最大反向電壓

輸出電流平均值（IO）

二極管流過的平均電流RL1）電路結構及工作原理uOu1u2TRLab簡化iO2.單相橋式整流電路VD1和VD3導通，VD2和VD4截止(相當于開路)u2Tu1RLuOiO+–+–+–u2正半周VD4VD3VD2VD1u2Tu1RLVD4VD3VD2uOiOVD1+–+–+–VD2和VD4導通，VD1和VD3截止u2負半周t0u2

23

232U22U2t0uOt02U2

23uD1uD3uD4uD2uDt0Im

23iOu2D4D2D1D3RLuO+-iO2)電壓、電流的計算t0u2

23

232U22U2t0uOt02U2

23uD1uD3uD4uD2uDt0Im

23iO

整流電壓平均值（UO）UDRM=2U2

二極管承受的最大反向電壓

整流電流平均值（IO）

二極管流過的平均電流4.3.2濾波電路

濾波電路的結構特點:

電容與負載RL并聯(lián)，或電感與負載RL串聯(lián)。交流電壓脈動直流電壓整流濾波直流電壓

原理：

濾波電路利用儲能元件電容兩端的電壓(或通過電感中的電流)不能突變的特性,濾掉整流電路輸出電壓中的交流成份，保留其直流成份，達到平滑輸出電壓波形的目的。電容充電電容放電二極管導通時給電容充電，二極管截止時電容向負載放電。1.電容濾波電路1）電路組成和工作原理u2Tu1RLVD1VD4VD3VD2uoioCuCRL未接入時

(忽略整流電路內(nèi)阻)u2tuOt設t1時刻接通電源t1整流電路為電容充電充電結束沒有電容時的輸出波形au1u2u1bD4D2D1D3RLuOSCRL接入（且RLC較大）時(忽略整流電路內(nèi)阻)u2tuOtau1u2u1bD4D2D1D3RLuOSCu2tuOt

只有整流電路輸出電壓大于uo時，才有充電電流。因此整流電路的輸出電流是脈沖波。整流電路的輸出電流au1u2u1bD4D2D1D3RLuOSC一般取近似估算:RLC越大

電容器放電愈慢

UO愈大

負載電流的平均值越大;

整流管導電時間越短

iD的峰值電流越大2)電容濾波電路的特點

輸出電壓UoUO=1.2U2

結論：電容濾波電路適用于輸出電壓較高，負載電流較小且負載變動不大的場合。若對于單相半波整流電容濾波，其輸出直流電壓平均值的經(jīng)驗值為:

選管一般選管時，取

一橋式整流、電容濾波電路如圖4-16

所示，已知電源頻率f＝50Hz，RL＝100Ω，輸出直流電壓UO＝30V。試求：（1）選擇整流二極管；（2）選擇濾波電容器；（3）負載電阻斷路時的輸出電壓UO；（4）電容斷路時的輸出電壓UO；（5）有一個二極管所在支路開路時的輸出電壓UO。解：（1）選擇整流二極管負載電流：二極管電流：變壓器輸出電壓：所以二極管最大反向電壓：選：查手冊，選用2CZ53B的二極管4個（IF＝300mA，UR＝50V）。例（2）選擇濾波電容器所以：（4）電容斷路時，全波整流輸出電壓為（5）有一個二極管所在支路開路時的輸出電壓為(3）負載電阻斷路時，輸出電壓為查手冊，選用C＝470μF，UCN＝50Ⅴ的電解電容器。2.復式濾波電路LC濾波電路RLLC

濾波電路輸出電壓波形更為平滑，濾波效果較好。Tuou2iou1LC4.3.3穩(wěn)壓電路1.穩(wěn)壓二極管

硅穩(wěn)壓管與普通二極管伏安特性相似。但硅穩(wěn)壓管這幾部分之間的轉折更顯著，擊穿電壓比普通二極管低很多。又稱齊納二極管（構造實質(zhì)上時一個面接觸二極管）穩(wěn)壓管工作在它的反向擊穿區(qū)。主要參數(shù)：穩(wěn)壓管反向擊穿狀態(tài)下的穩(wěn)定工作電壓。保證穩(wěn)壓管具有正常穩(wěn)壓性能的最小工作電流。（1）穩(wěn)定電壓UZ：（2）穩(wěn)定電流IZ：同一型號的穩(wěn)壓管，其穩(wěn)定電壓分布在某一數(shù)值范圍內(nèi)，但就某一個穩(wěn)壓管來說，在溫度一定時，其穩(wěn)定電壓是一個定值。穩(wěn)壓管允許通過的最大電流值，實際工作電流不要超過此值。穩(wěn)壓管正常工作時，耗散的最大功率。（3）最大穩(wěn)定電流IZmax：（4）耗散功率PZM：

如果實際功率超過這個數(shù)值，穩(wěn)壓管就要損壞。當環(huán)境溫度超過＋50℃時，溫度每升高1℃，耗散功率應降低1/100。

PZM≈UZIZM2.硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路TRLCUIUOu2IOu1穩(wěn)壓—當輸入電壓UI、負載RL變化時，輸出電壓UO基本不變下面分別以兩種情況來討論：UOIZUR=IR=(IZ+IO)RUO如：若使UO升高時UZIZVZRI（1）穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓的實質(zhì)是靠穩(wěn)壓管的調(diào)節(jié)作用和電阻的補償作用。（2）使用穩(wěn)壓管時必須串聯(lián)電阻。（3）在穩(wěn)壓電路中，穩(wěn)壓管通常為反接。

注意

限流電阻R的選擇，應保證流過穩(wěn)壓管的電流介于穩(wěn)壓管穩(wěn)定電流和最大穩(wěn)定電流之間，才可使穩(wěn)壓二極管工作于穩(wěn)壓區(qū)。4.4晶體三極管

晶體管又稱半導體三極管，是電子設備的關鍵元件，是組成各種放大電路的核心。

晶體管的外形圖平面晶體管剖面圖(NPN型)分類：按材料分：硅管、鍺管按結構分：

NPN、PNP按使用頻率分：低頻管、高頻管按功率分：小功率管<500mW，中功率管0.5

1W，大功率管>1WE-B間的PN結稱為發(fā)射結(Je)C-B間的PN結成為集電結(Jc)看結構上的兩種類型：NPN型PNP型發(fā)射區(qū)集電區(qū)基區(qū)發(fā)射極E基極B集電極C4.4.1晶體管的基本結構

由三層半導體組成，有三個區(qū)、三個極、兩個結。發(fā)射區(qū)：高濃度摻雜區(qū)，提供發(fā)射載流子，面積比較??；基區(qū)：很?。◣孜⒚?幾十微米）且雜質(zhì)濃度很低，傳送和控制載流子；集電區(qū)：面積大，濃度小，收集載流子。晶體管的型號例：3DG6A--鍺PNPB--鍺NPNC--硅PNPD--硅NPNG高頻小功率管A高頻大功率管X低頻小功率管D低頻大功率管K開關管三極管材料和類型功能序號ICUCCRC

UCECEBUBE4.4.2三極管的電流放大作用三極管具有電流控制作用的外部條件：

發(fā)射結正向偏置

集電結反向偏置

以NPN型三極管為例，應滿足:UBE

>0UBC

<0

即

VC>VB>VE輸出回路公共端UBBRBIB輸入回路IE由圖

IE=IB+IC共發(fā)射極電路+-+-beceRＣRＢIEpICBOIEICIBIEIBNICN發(fā)射結正偏，發(fā)射區(qū)電子不斷向基區(qū)擴散，形成發(fā)射極電流IE。進入P區(qū)的電子少部分與基區(qū)的空穴復合，形成電流IBN

，多數(shù)擴散到集電結。集電極收集從發(fā)射區(qū)擴散到基區(qū)的電子，形成了電流ICN反向飽和電流ICBOIB=IBN-ICBO

IBNIE=ICN+IBNIC=ICN+ICBO

ICN可忽略UCCUBB2.三極管的電流控制原理ICN與IBN之比稱為共射直流電流放大倍數(shù)穿透電流1.輸入特性4.4.3三極管的特性曲線UCE1VIB(

A)UBE(V)20406080工作壓降：硅管UBE0.7V,鍺管UBE0.2V。UCE=0VUCE=0.5V

死區(qū)電壓，硅管0.5V，鍺管0.2V。UCE=0V時，發(fā)射結與集電結均正偏，實際上是兩個二極管并聯(lián)的正向特性曲線。ICUCEUBEIBBCE當UCE≥1V時，UCB=UCE-UBE

>0，集電結已進入反偏狀態(tài)，開始收集電子，且基區(qū)復合減少，IC/IB

增大，特性曲線將向右稍微移動一些。但UCE再增加時，曲線右移很不明顯。通常只畫一條。2.輸出特性三極管輸出特性上的三個工作區(qū)ICUCEUBEIBIB=020A40A60A80A100A36IC(mA)1234UCE(V)912O放大區(qū)(1)放大區(qū)IC平行于UCE軸的區(qū)域，曲線基本平行等距

放大區(qū)特點:

發(fā)射結正偏，集電結反偏，電壓UBE大于0.7V左右(硅管)。

IC=

IB，即IC主要受IB的控制。

(3)

IB=020A40A60A80A100A36IC(mA)1234UCE(V)912O放大區(qū)ECBUCE=6V時：IB=40A,IC=1.5mA；

IB=60A,IC=2.3mA。在以后的計算中，一般作近似處理：

=IB=020A40A60A80A100A36IC(mA)1234UCE(V)912O例1.IB=020A40A60A80A100A36IC(mA)1234UCE(V)912O截止區(qū)(2)截止區(qū)

截止區(qū)特點：

IB=0的曲線的下方的區(qū)域。通常該區(qū)：發(fā)射結反偏，集電結反偏

IB=0，IC=ICEO

，

NPN：

UBE0.5V,管子就處于截止態(tài)。

UBE0V，可靠截止。ECBIB=020A40A60A80A100A36IC(mA)1234UCE(V)912O飽和區(qū)(3)飽和區(qū)

飽和區(qū)特點:(1)發(fā)射結正偏，集電結正偏。

IC受UCE顯著控制的區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)UCE的數(shù)值較小，一般:

UCE＜0.7V(硅管)。

（2）把UCE=UBE稱為臨界飽和或放大估算小功率管時，深度飽和時，

Si：UCES=0.3V；

Ge；UCES=0.1VECB放大NPN鍺管放大PNP硅管截止NPN例2.說明各管子的工作狀態(tài)：如果是放大狀態(tài)，根據(jù)各極判斷ebc，判斷材料、結構，判斷步驟如下：電位值中間的是基極b;與b相差0.2V或0.7V的是發(fā)射極e;剩下的即為集電極c;c電位最高為NPN管子,c電位最低為PNP管子;b、e相差0.7V為Si管，b、e相差0.2V為Ge管。注意方法:?1.電流放大系數(shù)電流放大系數(shù)

隨著溫度的變化會變化。溫度增高

變大。4.4.4主要參數(shù)三極管電流分配規(guī)律：

發(fā)射區(qū)每向基區(qū)供給一個復合用的載流子，就要向集電區(qū)供給

個載流子。共發(fā)射極直流電流大系數(shù):共發(fā)射極交流電流放大系數(shù)2.穿透電流ICEO

當基極開路IB＝0、集電極和發(fā)射極流過的電流。

ICEO受溫度影響，變化較大。其值越小工作溫度穩(wěn)定性越好。

AICEO3.集電極最大允許電流ICM

是指β下降到其額定值的2/3時所允許的最大集電極電流。4.反向擊穿電壓UBR

若加在晶體管兩個PN結上的反向電壓超過規(guī)定值，將會導致管子的擊穿并燒壞。

5.集電極最大允許功率損耗PCM

集電極上消耗的功率PC

=ICUCE

大部分消耗在反向偏置的集電結上，表現(xiàn)為溫度的升高，允許的最大功率不超過PCM

。4.5共射極放大電路放大的概念電子技術中放大的目的是將微弱的變化信號放大成較大的信號。本節(jié)所講的主要是電壓放大電路。uiuoAu4.5.1共射極放大電路的組成與工作原理1.共射極放大電路的組成信號源負載放大作用iC=iB，工作在放大區(qū)集電極電源，為電路提供能量，并保證集電結反偏。集電極電阻，將變化的電流轉變?yōu)樽兓碾妷?。基極電源與基極電阻使發(fā)射結正偏，并提供適當?shù)撵o態(tài)工作點。耦合電容隔離輸入輸出與電路直流的聯(lián)系，同時能使信號順利輸入輸出。可以省去？參考點電路改進：采用單電源供電2.放大電路的工作原理UA大寫字母、大寫下標，表示直流量。uA小寫字母、大寫下標，表示全量。ua小寫字母、小寫下標，表示交流分量。uAua全量交流分量tUA直流分量符號規(guī)定:Ua大寫字母、小寫下標，表示交流有效值。動態(tài)信號作用時：組成放大電路時注意：保證晶體管工作在放大區(qū)。發(fā)射結正偏，集電極結反偏輸入信號必須能夠作用于放大管的輸入回路。對于晶體管能產(chǎn)生△uBE。

3.當負載接入時，必須保證放大管的輸出回路的動態(tài)電流能夠作用于負載，從而使負載獲得比輸入信號大得多的信號電流或信號電壓。4.5.2放大電路的主要性能指標信號源信號源內(nèi)阻輸入電壓輸出電壓輸入電流輸出電流任何放大電路均可看成為二端口網(wǎng)絡。1.電壓放大倍數(shù)2.輸入電阻從輸入端看進去的等效電阻輸入電阻是衡量放大電路從其前級取電流大小的參數(shù)。輸入電阻越大，從其前級取得的電流越小，信號電壓損失越小。輸入電壓與輸入電流有效值之比。3.輸出電阻ro

越小，帶負載的能力越強。

將輸出等效成有內(nèi)阻的電壓源，內(nèi)阻就是輸出電阻。如何確定電路的輸出電阻ro

？步驟：1.所有的電源置零(將獨立源置零，保留受控源)。2.加壓求流法。UIN04.5.3放大電路的靜態(tài)分析

靜態(tài)分析的任務是根據(jù)電路參數(shù)和三極管的特性確定靜態(tài)值（直流值）IB、

IC

和UCE，也叫靜態(tài)工作點。用放大電路的直流通路來分析。放大電路沒有輸入信號時的工作狀態(tài)稱為靜態(tài)。直流通路：

只考慮直流信號的分電路，

電容開路，電感、交流電源短路（留內(nèi)阻）。交流通路：

只考慮交流信號的分電路，

電容、直流電源短路。開路開路直流通路RB+UCCRC短路短路短路交流通路（1）根據(jù)直流通道估算IBIBUBERB稱為偏置電阻，IB稱為偏置電流，偏流IB的大小是固定的，此放大電路也通常叫做固定偏置放大電路

+UCC直流通路RBRCICUCE1.靜態(tài)工作點的估算

已知，試求該放大電路的靜態(tài)值。解：根據(jù)直流通路可得出IBUBE+UCC直流通路RBRCICUCE例1.ICQuCE~iC滿足什么關系iCuCEUCCQ直流負載線

-1/RCIBQ？uCE=UCC-iCRC→

直流負載線UCEQ2.圖解法求靜態(tài)工作點

靜態(tài)時的值應該既滿足晶體管的非線性，又滿足UCC和RC串聯(lián)的線性電路，直線和三極管輸出特性中相對于IB

的曲線的交點就是工作點Q。0IB

=0μA20μA40μA60μA80μA121.53N2481012UCCMQ直流負載線靜態(tài)工作點iC

/

mAuCE

/Vtan

=-1/RC

已知，圖解法放大電路的靜態(tài)值如下：上例中：664.5.4放大電路的動態(tài)分析1.圖解法RB+UCCRCC1C2Tuoui++--++（1）負載開路（RL=∞）uBEQiBuituBEIBUBEiBtibiCuCEiCticucetuCEUCEICuiOtiB

OtuCEOtuoOtiC

OtIBQICQUCEQ可看出輸出信號電壓uo和輸入信號電壓ui相位正好相反，叫做單管放大器的“反向作用”（或“倒相作用”）。由于Icm>>Ibm，只要RC

有一定的阻值，輸出信號電壓幅值Uom遠大于輸出信號電壓幅值，這就是晶體管放大電路的電壓放大作用。RB+UCCRCC1C2uoui++--++iBuBEiCuCE在放大電路中，輸出信號應該成比例地放大輸入信號（即線性放大）；如果兩者不成比例，則輸出信號不能反映輸入信號的情況，放大電路產(chǎn)生非線性失真。為了得到盡量大的輸出信號，要把Q設置在交流負載線的中間部分。如果Q設置不合適，信號進入截止區(qū)或飽和區(qū)，造成非線性失真。波形非線性失真分析：iCuCEuo

Q點過低，信號進入截止區(qū)放大電路產(chǎn)生截止失真輸出波形輸入波形ibiCuCEQ點過高，信號進入飽和區(qū)放大電路產(chǎn)生飽和失真ib輸入波形uo輸出波形（2）輸出端接有負載RL短路短路短路RB+UCCRCC1C2TRBRCRLuiuo交流通路RLuoicuceRBRCRLuiuo交流負載線：有交流輸入信號時，工作點Q的運動軌跡。

通過輸出特性曲線上過Q點做一條斜率為-1/R’L直線，比直流負載線要陡。對于阻容耦合的情況，直流負載線與交流負載線，則只有在空載時是同一直線。2.微變等效電路法

三極管是一個非線性元件，其特性由特性曲線來描述。當三極管在小信號（微變量）情況下工作時，可以在靜態(tài)工作點附近的小范圍內(nèi)用直線段近似地代替三極管的特性曲線。也就是把三極管等效成一個線性元件。這樣，就可以象處理線性電路那樣來處理三極管的放大電路，這為分析計算放大電路帶來了極大的方便。

(1)晶體管的微變等效電路icuceubeib

ibCBE

看輸入：iBuBE

uBE

iB對輸入的小交流信號而言，三極管相當于電阻rbe。rbe是三極管的交流參數(shù)！icuceubeib

ibCBEiCuCEiCiB三極管的輸出端可近似地看成一個受控的恒流源。Eicucerbe

ib

ibBCube

看輸出：微變等效電路(2)放大電路的微變等效電路短路短路交流通路RBRCRLuouiuiRB+UCCRCC1C2TRLuo短路uirbeibibiiicuoRBRCRL將交流通道中的三極管用微變等效電路代替:交流通路RBRCRLuiuorbeibibbce(1)電壓放大倍數(shù)的計算rbeRBRCRL(2)輸入電阻的計算定義：(3)輸出電阻的計算

負載開路,即RL=∞;rbeRBRCRL00

除獨立源，保留內(nèi)阻，加壓求流法。

已知，（1）求電壓放大倍數(shù)、輸入電阻ri和輸出電阻ro。（2）若所加信號源內(nèi)阻RS為1kΩ，求電壓放大倍數(shù)。例2.解：（1）若要求解動態(tài)參數(shù)，需先求解靜態(tài)值。由例1已求出靜態(tài)時：uiRB+UCCRCC1C2TRLuo（2）若考慮信號源內(nèi)阻的影響，輸出電壓相對于信號源的電壓放大倍數(shù)可見輸入電阻越大，越接近,

也就越接近。rbeRBRCRLRS+-4.6靜態(tài)工作點穩(wěn)定電路——分壓式偏置電路RB1+UCCRCC1C2RB2CERERLuiuoI2I1IB

直流通路

RB1+UCCRCRB2RE4.6.1靜態(tài)工作點穩(wěn)定原理及計算

IC

UCEIEI2I1IB

直流通路

RB1+UCCRCRB2REIC

UCEIE似乎I1越大越好，但是RB1、RB2太小，將增加損耗，降低輸入電阻。因此一般取幾十k

。本電路穩(wěn)壓的過程實際是由于加了RE形成了負反饋過程。穩(wěn)定原理：TUBEIBICUEIC4.6.2動態(tài)分析rbeRCRLRBRB1+UCCRCC1C2RB2CERERLuiuoCE的作用：交流通路中，CE將RE短路，RE對交流不起作用，放大倍數(shù)不受影響。問題：如果去掉CE，放大倍數(shù)怎樣I1I2IBRB1+UCCRCC1C2RB2CERERLuiuo？去掉CE后的微變等效電路