第6章-三極管及基本放大電路

第6章半導(dǎo)體三極管及基本放大電路本章主要介紹晶體三極管的特性及其主要參數(shù)；分析基本放大電路的工作原理及工作過(guò)程;了解功率放大電路的工作原理;簡(jiǎn)介集成運(yùn)算放大電路的應(yīng)用。6.1半導(dǎo)體三極管

6.1.1三極管的結(jié)構(gòu)

常見(jiàn)三極管的外形圖化學(xué)工業(yè)出版社

及符號(hào)

1．基區(qū)很薄，一般只有幾微米到幾十微米厚，且摻雜濃度低。

2．發(fā)射區(qū)摻雜濃度比基區(qū)和集電區(qū)高得多。

3．集電結(jié)的面積比發(fā)射結(jié)大。為保證三極管有電流放大作用，三極管在制造時(shí)有以下特點(diǎn)：三極管的結(jié)構(gòu)示意圖

6.1.2三極管的電流放大作用IB/mA00.010.020.030.040.05Ic/mA0.011.042.033.074.035.21IE/mA0.011.052.053.104.175.26三極管電流放大作用的測(cè)試電路三極管電流測(cè)量數(shù)據(jù)IE=IC＋I(xiàn)B

結(jié)論6.1.3三極管的特性曲線(xiàn)

三極管特性的測(cè)試電路輸出特性曲線(xiàn)

輸入特性曲線(xiàn)

6.1.4三極管的工作狀態(tài)及主要參數(shù)1．放大狀態(tài)：UBE>0，UCE>0

2．截止?fàn)顟B(tài)：UBE

<03．飽和狀態(tài)：

UBE>0，UCE

<0（IB

＞IBS

）1．電流放大倍數(shù)2．穿透電流ICEO

3．集射極反向擊穿電壓UCE（BR）

4．集電極最大允許電流ICM

5．集電極最大允許功耗PCM

工作狀態(tài)主要參數(shù)6.2放大電路的組成和基本工作原理6.2.1放大電路各元件的作用

共射基本放大電路V：NPN型三極管，起放大作用，是整個(gè)放大電路的核心元件。UCC：直流電源。Rb：基極偏置電阻。RC：集電極電阻。它將IC的變化轉(zhuǎn)換成集電極一發(fā)射極之間電壓uCE的變化，實(shí)現(xiàn)電壓放大。C1、C2：分別稱(chēng)為輸入端和輸出端的耦合電容。6.2.2放大電路中的電流波形

直流分量如圖（a）交流分量如圖（b）總變化量如圖（c）6.2.3放大電路的工作狀態(tài)

1．放大電路沒(méi)有信號(hào)輸入的情況

2．放大電路有輸入信號(hào)的情況6.2.4電路中的直流通道和交流通道直流通道交流通道6.3放大電路的基本分析方法（一）????工程估算法6.3.1靜態(tài)工作點(diǎn)（Q點(diǎn)）的估算

單管放大電路UCE=UCC-ICRC

Q點(diǎn)UBE的估算，對(duì)于硅管取0.7V；對(duì)鍺管取0.3V。6.3.2動(dòng)態(tài)交流指標(biāo)的估算

1．三極管的線(xiàn)性化電路模型

三極管的輸入特性三極管輸入回路模型等效電阻rbe稱(chēng)為三極管的輸入電阻

（1）輸入回路

輸入的信號(hào)很小時(shí)（2）輸出回路

三極管的輸出特性三極管輸出回路模型當(dāng)輸入的信號(hào)很小時(shí)，集電極電流變化量ΔIC與集-射極電壓uce無(wú)關(guān)．僅由ΔIB大小決定。三極管輸出回路相當(dāng)于一個(gè)受控制的恒流源2．共發(fā)射極放大器的小信號(hào)等效電路3．交流指標(biāo)的估算（1）電壓放大倍數(shù)

不帶負(fù)載時(shí)（2）放大器的輸入電阻ri=Rb//rbe≈rbe

（3）放大器的輸出電阻

r0=RC

盡量大一些，以減小對(duì)信號(hào)源信號(hào)的衰減。盡量小些，以提高放大電路的帶載能力。6.4放大電路的基本分析方法（二）——圖解法6.4.1放大電路無(wú)信號(hào)輸入的情況

放大電路輸出回路圖解直流負(fù)載線(xiàn)6.4.2放大電路有信號(hào)輸入后的情況直流負(fù)載線(xiàn)6.4.3路參數(shù)對(duì)放大器工作的影響1．Rb的影響

UCE=UCC-ICRC

Q點(diǎn)2．Rc的影響3．Ucc的影響

4．β的影響

6.5工作點(diǎn)穩(wěn)定的放大電路6.5.1工作點(diǎn)穩(wěn)定的放大電路

1．利用分壓電阻Rb1和Rb2來(lái)固定基極電位UB當(dāng)I1?IB，則I1≈I2，基極電位是

2．射極電阻Re的負(fù)反饋?zhàn)饔?/p>

°C↑→β↑→Ic↑→IE→UBE↓→IB↓→Ic↓當(dāng)Rb1、Rb2、Ucc選定后，基極電位可認(rèn)為固定不變，與溫度無(wú)關(guān)。當(dāng)UB?UBE時(shí)6.5.2電路的靜態(tài)工作點(diǎn)I1?IB

UB?UBE

UCE=UCC-IE（Re+Rc）≈UCC-IC（Re+Rc）

6.5.3電壓放大倍數(shù)的計(jì)算不帶負(fù)載帶負(fù)載6.6射極輸出器

6.6.1電路結(jié)構(gòu)6.6.2射極輸出器的特點(diǎn)

靜態(tài)值動(dòng)態(tài)值≈1

高低6.7多級(jí)放大電路

6.7.1級(jí)間耦合方式

在多級(jí)放大電路中，各級(jí)之間的連接方式叫級(jí)間耦合。6.7.2多級(jí)放大電路的電壓放大倍數(shù)

阻容耦合直接耦合變壓器耦合6.8功率放大器6.8.1對(duì)功率放大電路的一般要求

1．提供足夠的輸出功率

2．具有較高的效率

3．盡量減少非線(xiàn)性失真

6.8.2OCL互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)式功率放大電路1．電路和工作原理2．輸出功率和效率

Pom≈IOUO6.8.3OTL互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)式功放電路（單電源）

6.8.4功率放大電路的集成器件

當(dāng)ui為正半周時(shí)，ui>Ucc/2，V1導(dǎo)通，V2截止。iC1路徑:UCC→V1→C→RL→公共端，C被充電，兩端電壓為UC=UCC/2。當(dāng)ui為負(fù)半周時(shí)，UA<Ucc/2，V2導(dǎo)通，V1截止，電容器放電來(lái)提供電流。電流路徑為C(+)→V2→公共端→RL→C(-)。

①1—閉環(huán)增益控制；②2—輸入端；③3、4—防止自激振蕩；④5—接地端；⑤6—輸出端；⑥7—接電源端；⑦8—自舉端。5G37的內(nèi)部是由兩級(jí)直接耦合電路組成的OTL功率放大電路。它具有