放大器的基本原理經(jīng)典PPT課件

1、第二節(jié)第二節(jié) 基本放大電路基本放大電路放大電路的組成放大電路的組成放大電路的分析方法放大電路的分析方法靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定放大器的主要性能指標(biāo)放大器的主要性能指標(biāo)多級(jí)阻容耦合放大電路多級(jí)阻容耦合放大電路第1頁(yè)/共159頁(yè) 導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體導(dǎo)體：導(dǎo)體：自然界中很容易導(dǎo)電的物質(zhì)稱為自然界中很容易導(dǎo)電的物質(zhì)稱為導(dǎo)體導(dǎo)體，金屬，金屬一般都是導(dǎo)體。一般都是導(dǎo)體。絕緣體：絕緣體：有的物質(zhì)幾乎不導(dǎo)電，稱為有的物質(zhì)幾乎不導(dǎo)電，稱為絕緣體絕緣體，如橡，如橡皮、陶瓷、塑料和石英。皮、陶瓷、塑料和石英。半導(dǎo)體：半導(dǎo)體：另有一類物質(zhì)的導(dǎo)電特性處于導(dǎo)體和絕緣另有一類物質(zhì)的導(dǎo)電特性處于

2、導(dǎo)體和絕緣體之間，稱為體之間，稱為半導(dǎo)體半導(dǎo)體，如鍺、硅、砷化鎵，如鍺、硅、砷化鎵和一些硫化物、氧化物等。和一些硫化物、氧化物等。第2頁(yè)/共159頁(yè)半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理不同于其它物質(zhì)，所以它具有不同于其它物質(zhì)的特點(diǎn)。例如： 當(dāng)受外界熱和光的作用時(shí)，它的導(dǎo)電能 力明顯變化。 往純凈的半導(dǎo)體中摻入某些雜質(zhì)，會(huì)使 它的導(dǎo)電能力明顯改變。第3頁(yè)/共159頁(yè)一、本征半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)一、本征半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)GeSi通過一定的工藝過程，可以將半導(dǎo)體制成通過一定的工藝過程，可以將半導(dǎo)體制成晶體晶體。現(xiàn)代電子學(xué)中，用的最多的半導(dǎo)體是硅和鍺，它們現(xiàn)代電子學(xué)中，用的最多的半導(dǎo)體是硅和鍺，它們的最外層電子（價(jià)電子）都是四

3、個(gè)。的最外層電子（價(jià)電子）都是四個(gè)。 本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體：本征半導(dǎo)體：完全純凈的、結(jié)構(gòu)完整的半導(dǎo)體晶體。完全純凈的、結(jié)構(gòu)完整的半導(dǎo)體晶體。第4頁(yè)/共159頁(yè) 在硅和鍺晶體中，原子按四角形系統(tǒng)組成在硅和鍺晶體中，原子按四角形系統(tǒng)組成晶體點(diǎn)陣，每個(gè)原子都處在正四面體的中心，晶體點(diǎn)陣，每個(gè)原子都處在正四面體的中心，而四個(gè)其它原子位于四面體的頂點(diǎn)，每個(gè)原子而四個(gè)其它原子位于四面體的頂點(diǎn)，每個(gè)原子與其相臨的原子之間形成與其相臨的原子之間形成共價(jià)鍵共價(jià)鍵，共用一對(duì)價(jià)，共用一對(duì)價(jià)電子。電子。硅和鍺的晶體結(jié)構(gòu)：硅和鍺的晶體結(jié)構(gòu)：第5頁(yè)/共159頁(yè)硅和鍺的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)共價(jià)鍵共共價(jià)鍵共用電子對(duì)用電子對(duì)+

4、4+4+4+4+4+4表示除表示除去價(jià)電子去價(jià)電子后的原子后的原子第6頁(yè)/共159頁(yè)共價(jià)鍵中的兩個(gè)電子被緊緊束縛在共價(jià)鍵中，稱為共價(jià)鍵中的兩個(gè)電子被緊緊束縛在共價(jià)鍵中，稱為束縛電子束縛電子，常溫下束縛電子很難脫離共價(jià)鍵成為，常溫下束縛電子很難脫離共價(jià)鍵成為自自由電子由電子，因此本征半導(dǎo)體中的自由電子很少，所以，因此本征半導(dǎo)體中的自由電子很少，所以本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力很弱。本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力很弱。形成共價(jià)鍵后，每個(gè)原子的最外層電子是形成共價(jià)鍵后，每個(gè)原子的最外層電子是八個(gè)，構(gòu)成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。八個(gè)，構(gòu)成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。共價(jià)鍵有很強(qiáng)的結(jié)合力，使原子規(guī)共價(jià)鍵有很強(qiáng)的結(jié)合力，使原子規(guī)則排列，形成晶體。則排列，形

5、成晶體。+4+4+4+4第7頁(yè)/共159頁(yè)二、本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理在絕對(duì)在絕對(duì)0度度（T=0K）和沒有外界激發(fā)時(shí)和沒有外界激發(fā)時(shí), ,價(jià)價(jià)電子完全被共價(jià)鍵束縛著，本征半導(dǎo)體中沒有電子完全被共價(jià)鍵束縛著，本征半導(dǎo)體中沒有可以運(yùn)動(dòng)的帶電粒子（即可以運(yùn)動(dòng)的帶電粒子（即載流子載流子），它的導(dǎo)電），它的導(dǎo)電能力為能力為 0，相當(dāng)于絕緣體。，相當(dāng)于絕緣體。在常溫下，由于熱激發(fā)，使一些價(jià)電子獲在常溫下，由于熱激發(fā)，使一些價(jià)電子獲得足夠的能量而脫離共價(jià)鍵的束縛，成為得足夠的能量而脫離共價(jià)鍵的束縛，成為自由自由電子電子，同時(shí)共價(jià)鍵上留下一個(gè)空位，稱為，同時(shí)共價(jià)鍵上留下一個(gè)空位，稱為空穴空穴。1.1.載流子、自由

6、電子和空穴第8頁(yè)/共159頁(yè)+4+4+4+4空穴束縛電子自由電子二、本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理1.1.載流子、自由電子和空穴第9頁(yè)/共159頁(yè)2.本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理+4+4+4+4在其它力的作用下，空穴吸引附近的電子來填補(bǔ)，這樣的結(jié)果相當(dāng)于空穴的遷移，而空穴的遷移相當(dāng)于正電荷的移動(dòng)，因此可以認(rèn)為空穴是載流子。本征半導(dǎo)體中存在數(shù)量相等的兩種載流子，即本征半導(dǎo)體中存在數(shù)量相等的兩種載流子，即自由電子自由電子和和空穴空穴。第10頁(yè)/共159頁(yè)溫度越高，載流子的濃度越高。因此本征半溫度越高，載流子的濃度越高。因此本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力越強(qiáng)，溫度是影響半導(dǎo)體性導(dǎo)體的導(dǎo)電能力越強(qiáng)，溫度是影響半導(dǎo)體性能的一個(gè)重要

7、的外部因素，這是半導(dǎo)體的一能的一個(gè)重要的外部因素，這是半導(dǎo)體的一大特點(diǎn)。大特點(diǎn)。本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力取決于載流子的濃度。本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力取決于載流子的濃度。本征半導(dǎo)體中電流由兩部分組成：本征半導(dǎo)體中電流由兩部分組成： 1. 自由電子移動(dòng)產(chǎn)生的電流。自由電子移動(dòng)產(chǎn)生的電流。 2. 空穴移動(dòng)產(chǎn)生的電流。空穴移動(dòng)產(chǎn)生的電流。第11頁(yè)/共159頁(yè) 雜質(zhì)半導(dǎo)體雜質(zhì)半導(dǎo)體在本征半導(dǎo)體中摻入某些微量的雜質(zhì)，就會(huì)在本征半導(dǎo)體中摻入某些微量的雜質(zhì)，就會(huì)使半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能發(fā)生顯著變化。其原因是摻使半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能發(fā)生顯著變化。其原因是摻雜半導(dǎo)體的某種載流子濃度大大增加。雜半導(dǎo)體的某種載流子濃度大大增加。P 型

8、半導(dǎo)體：型半導(dǎo)體：空穴濃度大大增加的雜質(zhì)半導(dǎo)體，也空穴濃度大大增加的雜質(zhì)半導(dǎo)體，也稱為（空穴半導(dǎo)體）。稱為（空穴半導(dǎo)體）。N 型半導(dǎo)體：型半導(dǎo)體：自由電子濃度大大增加的雜質(zhì)半導(dǎo)體，自由電子濃度大大增加的雜質(zhì)半導(dǎo)體，也稱為（電子半導(dǎo)體）。也稱為（電子半導(dǎo)體）。第12頁(yè)/共159頁(yè)一、N 型半導(dǎo)體在硅或鍺晶體中摻入少量的五價(jià)元素磷在硅或鍺晶體中摻入少量的五價(jià)元素磷（或銻），晶體點(diǎn)陣中的某些半導(dǎo)體原子被（或銻），晶體點(diǎn)陣中的某些半導(dǎo)體原子被雜質(zhì)取代，磷原子的最外層有五個(gè)價(jià)電子，雜質(zhì)取代，磷原子的最外層有五個(gè)價(jià)電子，其中四個(gè)與相鄰的半導(dǎo)體原子形成共價(jià)鍵，其中四個(gè)與相鄰的半導(dǎo)體原子形成共價(jià)鍵，必定多出一

9、個(gè)電子，這個(gè)電子幾乎不受束縛，必定多出一個(gè)電子，這個(gè)電子幾乎不受束縛，很容易被激發(fā)而成為自由電子，這樣磷原子很容易被激發(fā)而成為自由電子，這樣磷原子就成了不能移動(dòng)的帶正電的離子。每個(gè)磷原就成了不能移動(dòng)的帶正電的離子。每個(gè)磷原子給出一個(gè)電子，稱為子給出一個(gè)電子，稱為施主原子施主原子。第13頁(yè)/共159頁(yè)一、N 型半導(dǎo)體+4+4+5+4多余多余電子電子磷原子磷原子第14頁(yè)/共159頁(yè)N 型半導(dǎo)體中的載流子是什么？1.1.由施主原子提供的電子，濃度與施主原子相同。2.2.本征半導(dǎo)體中成對(duì)產(chǎn)生的電子和空穴。摻雜濃度遠(yuǎn)大于本征半導(dǎo)體中載流子濃度，所以，自由電子濃度遠(yuǎn)大于空穴濃度。自由電子稱為多數(shù)載流子（多

10、子），空穴稱為少數(shù)載流子（少子）。第15頁(yè)/共159頁(yè)二、P 型半導(dǎo)體在硅或鍺晶體中摻入少量的三價(jià)元素，如硼在硅或鍺晶體中摻入少量的三價(jià)元素，如硼（或銦），晶體點(diǎn)陣中的某些半導(dǎo)體原子被雜質(zhì)（或銦），晶體點(diǎn)陣中的某些半導(dǎo)體原子被雜質(zhì)取代，硼原子的最外層有三個(gè)價(jià)電子，與相鄰的取代，硼原子的最外層有三個(gè)價(jià)電子，與相鄰的半導(dǎo)體原子形成共價(jià)鍵時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)空穴。這個(gè)空穴可能吸引束縛電子來填補(bǔ)，使得硼原子成為不能移動(dòng)的帶負(fù)電的離子。由于硼原子接受電子，所以稱為受主原子。+4+4+3+4空穴空穴硼原子硼原子P 型半導(dǎo)體中空穴是多子，電子是少子。第16頁(yè)/共159頁(yè)三、雜質(zhì)半導(dǎo)體的示意表示法P 型半導(dǎo)體+N 型

11、半導(dǎo)體雜質(zhì)型半導(dǎo)體多子和少子的移動(dòng)都能形成電流。但由于數(shù)量的關(guān)系，起導(dǎo)電作用的主要是多子。近似認(rèn)為多子與雜質(zhì)濃度相等。第17頁(yè)/共159頁(yè) PN 結(jié)的形成結(jié)的形成 在同一片半導(dǎo)體基片上，分別制造在同一片半導(dǎo)體基片上，分別制造P 型半導(dǎo)體和型半導(dǎo)體和N 型半導(dǎo)體，經(jīng)過載流子的擴(kuò)型半導(dǎo)體，經(jīng)過載流子的擴(kuò)散，在它們的交界面處就形成了散，在它們的交界面處就形成了PN 結(jié)。結(jié)。PN結(jié)及半導(dǎo)體二極管結(jié)及半導(dǎo)體二極管第18頁(yè)/共159頁(yè)P(yáng)型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體N型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體+擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)內(nèi)電場(chǎng)E漂移運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散的結(jié)果是使空間電擴(kuò)散的結(jié)果是使空間電荷區(qū)逐漸加寬，空間電荷區(qū)逐漸加寬，空間電荷區(qū)越寬。荷區(qū)越寬。內(nèi)電場(chǎng)越強(qiáng)，

12、就使漂移內(nèi)電場(chǎng)越強(qiáng)，就使漂移運(yùn)動(dòng)越強(qiáng)，而漂移使空運(yùn)動(dòng)越強(qiáng)，而漂移使空間電荷區(qū)變薄。間電荷區(qū)變薄?？臻g電荷區(qū)，空間電荷區(qū)，也稱耗盡層。也稱耗盡層。第19頁(yè)/共159頁(yè)漂移運(yùn)動(dòng)P型半導(dǎo)體N型半導(dǎo)體+擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)內(nèi)電場(chǎng)E擴(kuò)散和漂移這一對(duì)相反的運(yùn)動(dòng)最終達(dá)到平衡，相當(dāng)于兩個(gè)區(qū)之間沒有電荷運(yùn)動(dòng)，空間電荷區(qū)的厚度固定不變。第20頁(yè)/共159頁(yè)+空間空間電荷電荷區(qū)區(qū)N型區(qū)型區(qū)P型區(qū)型區(qū)電位電位VV0第21頁(yè)/共159頁(yè)1.1.空間電荷區(qū)中沒有載流子。空間電荷區(qū)中沒有載流子。注意: :2.空間電荷區(qū)中內(nèi)電場(chǎng)阻礙空間電荷區(qū)中內(nèi)電場(chǎng)阻礙P區(qū)中的空穴、區(qū)中的空穴、N區(qū)中的電子區(qū)中的電子都是多子都是多子）向?qū)Ψ竭\(yùn)動(dòng)（）向?qū)?/p>

13、方運(yùn)動(dòng)（擴(kuò)散運(yùn)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)動(dòng)）。）。3. P 區(qū)區(qū)中的電子和中的電子和N區(qū)中的空穴（區(qū)中的空穴（都是少子都是少子），），數(shù)量有限，因此由它們形成的電流很小。數(shù)量有限，因此由它們形成的電流很小。第22頁(yè)/共159頁(yè)第23頁(yè)/共159頁(yè) PN結(jié)的單向?qū)щ娦越Y(jié)的單向?qū)щ娦?PN 結(jié)結(jié)加上正向電壓加上正向電壓、正向偏置正向偏置的意思都是的意思都是： P 區(qū)區(qū)加正、加正、N 區(qū)加負(fù)電壓。區(qū)加負(fù)電壓。 PN 結(jié)結(jié)加上反向電壓加上反向電壓、反向偏置反向偏置的意思都是：的意思都是： P區(qū)區(qū)加負(fù)、加負(fù)、N 區(qū)加正電壓。區(qū)加正電壓。第24頁(yè)/共159頁(yè)+RE一、PN 結(jié)正向偏置內(nèi)電場(chǎng)內(nèi)電場(chǎng)外電場(chǎng)外電場(chǎng)變薄變薄PN+_

14、內(nèi)電場(chǎng)被削弱，多子的擴(kuò)散加強(qiáng)能夠形成較大的擴(kuò)散電流。第25頁(yè)/共159頁(yè)二、PN 結(jié)反向偏置+內(nèi)電場(chǎng)內(nèi)電場(chǎng)外電場(chǎng)外電場(chǎng)變厚變厚NP+_內(nèi)電場(chǎng)被被加強(qiáng)，多子的擴(kuò)散受抑制。少子漂移加強(qiáng)，但少子數(shù)量有限，只能形成較小的反向電流。RE第26頁(yè)/共159頁(yè) 半導(dǎo)體二極管半導(dǎo)體二極管一、基本結(jié)構(gòu)PN 結(jié)加上管殼和引線，就成為半導(dǎo)體二極管。引線引線外殼線外殼線觸絲線觸絲線基片基片點(diǎn)接觸型點(diǎn)接觸型PN結(jié)結(jié)面接觸型面接觸型PN二極管的電路符號(hào)：第27頁(yè)/共159頁(yè) 二、伏安特性UI死區(qū)電壓 硅管0.6V,鍺管0.2V。導(dǎo)通壓降: : 硅管0.60.7V,鍺管0.20.3V。反向擊穿電壓UBR第28頁(yè)/共159頁(yè)

15、三、主要參數(shù)1. 最大整流電流 IOM二極管長(zhǎng)期使用時(shí)，允許流過二極管的最大二極管長(zhǎng)期使用時(shí)，允許流過二極管的最大正向平均電流。正向平均電流。2. 反向擊穿電壓UBR二極管反向擊穿時(shí)的電壓值。擊穿時(shí)反向電二極管反向擊穿時(shí)的電壓值。擊穿時(shí)反向電流劇增，二極管的單向?qū)щ娦员黄茐?，甚至流劇增，二極管的單向?qū)щ娦员黄茐?，甚至過熱而燒壞。手冊(cè)上給出的最高反向工作電過熱而燒壞。手冊(cè)上給出的最高反向工作電壓壓UWRM一般是一般是UBR的一半。的一半。第29頁(yè)/共159頁(yè)3. 反向電流 IR指二極管加反向峰值工作電壓時(shí)的反向電指二極管加反向峰值工作電壓時(shí)的反向電流。反向電流大，說明管子的單向?qū)щ娦粤?。反向電?/p>

16、大，說明管子的單向?qū)щ娦圆?，因此反向電流越小越好。反向電流受差，因此反向電流越小越好。反向電流受溫度的影響，溫度越高反向電流越大。硅溫度的影響，溫度越高反向電流越大。硅管的反向電流較小，鍺管的反向電流要比管的反向電流較小，鍺管的反向電流要比硅管大幾十到幾百倍。硅管大幾十到幾百倍。以上均是二極管的直流參數(shù)，二極管的應(yīng)用是以上均是二極管的直流參數(shù)，二極管的應(yīng)用是主要利用它的單向?qū)щ娦?，主要?yīng)用于整流、限幅、主要利用它的單向?qū)щ娦?，主要?yīng)用于整流、限幅、保護(hù)等等。下面介紹兩個(gè)交流參數(shù)。保護(hù)等等。下面介紹兩個(gè)交流參數(shù)。第30頁(yè)/共159頁(yè)4. 微變電阻 rDiDuDIDUDQ iD uDrD 是二極管

17、特性曲線上工作點(diǎn)Q 附近電壓的變化與電流的變化之比：DDDiur顯然，rD是對(duì)Q附近的微小變化區(qū)域內(nèi)的電阻。第31頁(yè)/共159頁(yè)二極管：死區(qū)電壓=0 .5V，正向壓降 0.7V(硅二極管) 理想二極管：死區(qū)電壓=0 ，正向壓降=0 RLuiuouiuott二極管的應(yīng)用舉例：二極管半波整流第32頁(yè)/共159頁(yè) 穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管UIIZIZmax UZ IZ穩(wěn)壓穩(wěn)壓誤差誤差曲線越陡，曲線越陡，電壓越穩(wěn)電壓越穩(wěn)定。定。+-UZ動(dòng)態(tài)電阻：ZZIUZrrz越小，穩(wěn)壓性能越好。第33頁(yè)/共159頁(yè)（4）穩(wěn)定電流穩(wěn)定電流IZ、最大、最小穩(wěn)定電流最大、最小穩(wěn)定電流Izmax、Izmin。（5）最大允許功耗

18、maxZZZMIUP穩(wěn)壓二極管的參數(shù):（1）穩(wěn)定電壓 UZ（2）電壓溫度系數(shù) U（%/） 穩(wěn)壓值受溫度變化影響的的系數(shù)。（3）動(dòng)態(tài)電阻ZZIUZr第34頁(yè)/共159頁(yè) 基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)BECNNP基極發(fā)射極集電極NPN型PNP集電極基極發(fā)射極BCEPNP型半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管第35頁(yè)/共159頁(yè)BECNNP基極發(fā)射極集電極基區(qū)：較薄，摻雜濃度低集電區(qū)：面積較大發(fā)射區(qū)：摻雜濃度較高第36頁(yè)/共159頁(yè)BECNNP基極發(fā)射極集電極發(fā)射結(jié)集電結(jié)第37頁(yè)/共159頁(yè) 晶體管放大原理晶體管放大原理BECNNPEBRBIE基區(qū)空穴基區(qū)空穴向發(fā)射區(qū)向發(fā)射區(qū)的擴(kuò)散可的擴(kuò)散可忽略。忽略。IBE進(jìn)入進(jìn)入P區(qū)的

19、電子區(qū)的電子少部分與基區(qū)的少部分與基區(qū)的空穴復(fù)合，形成空穴復(fù)合，形成電流電流IBE ，多數(shù)，多數(shù)擴(kuò)散到集電結(jié)。擴(kuò)散到集電結(jié)。ECRc發(fā)射結(jié)正發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)射偏，發(fā)射區(qū)電子不區(qū)電子不斷向基區(qū)斷向基區(qū)擴(kuò)散，形擴(kuò)散，形成發(fā)射極成發(fā)射極電流電流IE。第38頁(yè)/共159頁(yè)BECNNPEBRBIE集電結(jié)反偏，有少子形成的反向電流ICBO。ICBOIC=ICE+ICBO ICEIBEICEECRc從基區(qū)擴(kuò)散來的電子作為集電結(jié)的少子，漂移進(jìn)入集電結(jié)而被收集，形成ICE。第39頁(yè)/共159頁(yè)IB=IBE-ICBO IBEIBEBRBIEICBOICEIBEBECNNPIC=ICE+ICBO ICEECRc第40

20、頁(yè)/共159頁(yè)基極電流I IB B 小，集電極電流I IC C 大，根據(jù)基爾霍夫第一定律：ECBIIIBCII直流電流放大系數(shù)若取電流的變化量，則有BCII交流放大系數(shù)要使三極管能放大電流，必須使發(fā)射結(jié)正偏，集要使三極管能放大電流，必須使發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。電結(jié)反偏。第41頁(yè)/共159頁(yè)BECIBIEICNPN型三極管BECIBIEICPNP型三極管第42頁(yè)/共159頁(yè) 特性曲線特性曲線三極管特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)線路三極管特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)線路ICmA AVUCEUBERBIBECEBVRcbce第43頁(yè)/共159頁(yè)一、輸入特性UCE 1VIB( A)UBE(V)204060800.40.8工作壓降：工

21、作壓降： 硅管硅管UBE 0.60.7V,鍺管鍺管UBE 0.20.3V。UCE=0VUCE =0.5V 死區(qū)電死區(qū)電壓，硅管壓，硅管0.5V，鍺，鍺管管0.2V。第44頁(yè)/共159頁(yè)二、輸出特性IC(mA )1234UCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A100 A此區(qū)域滿此區(qū)域滿足足IC= IB稱為線性稱為線性區(qū)（放大區(qū)（放大區(qū)）。區(qū)）。當(dāng)當(dāng)UCE大于一大于一定的數(shù)值時(shí)，定的數(shù)值時(shí)，IC只與只與IB有關(guān)，有關(guān)，IC= IB。0.7第45頁(yè)/共159頁(yè)IC(mA )1234UCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A100 A此區(qū)域中此區(qū)域中UCE U

22、BE,集電結(jié)正偏，集電結(jié)正偏， IBIC，UCE 0.3V稱為飽和區(qū)。稱為飽和區(qū)。第46頁(yè)/共159頁(yè)IC(mA )1234UCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A100 A此區(qū)域中此區(qū)域中 : IB=0,IC=ICEO,UBEIC，UCE 0.3V (3) 截止區(qū)： UBE 死區(qū)電壓， IB=0 ， IC=ICEO 0 第48頁(yè)/共159頁(yè)三、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)地還有共基、共公共點(diǎn)，稱為共射接法，相應(yīng)地還有共基、共集接法。集接法。共射直流電流放大倍數(shù)：BCII_工作于動(dòng)態(tài)的三

23、極管，真正的信號(hào)是疊加在工作于動(dòng)態(tài)的三極管，真正的信號(hào)是疊加在直流上的交流信號(hào)?；鶚O電流的變化量為直流上的交流信號(hào)?；鶚O電流的變化量為 IB，相應(yīng)的集電極電流變化為相應(yīng)的集電極電流變化為 IC，則則交流電流放交流電流放大倍數(shù)大倍數(shù)為：為：BIIC1. 電流放大倍數(shù)和 _第49頁(yè)/共159頁(yè)常數(shù)CEUBCII|/放大元件，起電流放大作用，是整個(gè)放大電路的核心。uiuo輸入輸出參考點(diǎn)RB+ECEBRCC1C2T耦合電容C1：隔直作用： 隔斷放大電路與信號(hào)源之間的直流通路交流耦合：保證交流信號(hào)順利通過第50頁(yè)/共159頁(yè)2.集- -基極反向截止電流ICBO AICBOICBO是集是集電結(jié)反偏電結(jié)反偏

24、由少子的由少子的漂移形成漂移形成的反向電的反向電流，受溫流，受溫度的變化度的變化影響。影響。第51頁(yè)/共159頁(yè)BECNNPICBOICEO= IBE+ICBO IBE IBEICBO進(jìn)入N區(qū)，形成IBE。根據(jù)放大關(guān)系，由于IBE的存在，必有電流 IBE。集電結(jié)反偏有ICBO3. 集- -射極反向截止電流ICEOICEO受溫度影響很大，當(dāng)溫度上升時(shí)，ICEO增加很快，所以IC也相應(yīng)增加。三極管的溫度特性較差。第52頁(yè)/共159頁(yè)4.集電極最大電流ICM集電極電流集電極電流IC上升會(huì)導(dǎo)致三極管的上升會(huì)導(dǎo)致三極管的 值的下降，值的下降，當(dāng)當(dāng) 值下降到正常值的三分之二時(shí)的集電極電值下降到正常值的三分

25、之二時(shí)的集電極電流即為流即為ICM。5.集-射極反向擊穿電壓當(dāng)集當(dāng)集-射極之間的電壓射極之間的電壓UCE超過一定的數(shù)值超過一定的數(shù)值時(shí)，三極管就會(huì)被擊穿。手冊(cè)上給出的數(shù)值是時(shí)，三極管就會(huì)被擊穿。手冊(cè)上給出的數(shù)值是25 C、基極開路時(shí)的擊穿電壓基極開路時(shí)的擊穿電壓U(BR)CEO。第53頁(yè)/共159頁(yè)6. 集電極最大允許功耗PCM 集電極電流集電極電流IC 流過三極管，流過三極管， 所發(fā)出的焦耳所發(fā)出的焦耳 熱為：熱為：PC =ICUCE 必定導(dǎo)致結(jié)溫 上升，所以PC 有限制。PC PCMICUCEICUCE=PCMICMU(BR)CEO安全工作區(qū)第54頁(yè)/共159頁(yè)放大電路的組成放大電路的組成

26、 放大的概念放大的概念電子學(xué)中放大的目的是將微弱的電子學(xué)中放大的目的是將微弱的變化信號(hào)變化信號(hào)放大放大成較大的信號(hào)。這里所講的主要是電壓放大電路。成較大的信號(hào)。這里所講的主要是電壓放大電路。電壓放大電路可以用有輸入口和輸出口的四電壓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：端網(wǎng)絡(luò)表示，如圖：uiuoKu第55頁(yè)/共159頁(yè) 基本放大電路的組成基本放大電路的組成三極管放大電路有三種形式共射放大器共基放大器共集放大器以共射放大器為例講解工作原理第56頁(yè)/共159頁(yè)放大元件，起電流放大作用，是整個(gè)放大電路的核心。uiuo輸入輸出參考點(diǎn)RB+ECEBRCC1C2T第57頁(yè)/共159頁(yè)作用：使

27、發(fā)射結(jié)正偏，并提供適當(dāng)?shù)撵o態(tài)工作點(diǎn)?；鶚O電源與基極電阻RB+ECEBRCC1C2T第58頁(yè)/共159頁(yè)集電極電源，為電路提供能量。并保證集電結(jié)反偏。RB+ECEBRCC1C2T第59頁(yè)/共159頁(yè)集電極電阻，將變化的電流轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓碾妷骸B+ECEBRCC1C2T第60頁(yè)/共159頁(yè)耦合電容：電解電容，有極性。大小為10 F50 F作用：隔離輸入輸出與電路直流的聯(lián)系，同時(shí)能使信號(hào)順利輸入輸出。RB+ECEBRCC1C2T第61頁(yè)/共159頁(yè)可以省去可以省去電路改進(jìn)：采用單電源供電RB+ECEBRCC1C2T第62頁(yè)/共159頁(yè)單電源供電電路單電源供電電路+ECRCC1C2TRB第63頁(yè)/共1

28、59頁(yè)二、二、 基本放大電路的工作原理基本放大電路的工作原理ui=0時(shí)時(shí)由于電源的存在IB 0IC 0IBQICQIEQ=IBQ+ICQ一、靜態(tài)工作點(diǎn)RB+ECRCC1C2T第64頁(yè)/共159頁(yè)IBQICQUBEQUCEQ( ICQ,UCEQ )(IBQ,UBEQ)RB+ECRCC1C2T第65頁(yè)/共159頁(yè)(IBQ,UBEQ) 和( ICQ,UCEQ )分別對(duì)應(yīng)于輸入輸出特性曲線上的一個(gè)點(diǎn)稱為靜態(tài)工作點(diǎn)。IBUBEQIBQUBEQICUCEQUCEQICQ第66頁(yè)/共159頁(yè)IBUBEQICUCEuCE怎么變化假設(shè)uBE有一微小的變化ibtibtictuit第67頁(yè)/共159頁(yè)uCE的變化沿

29、一條直線uce相位如何uce與ui反相！ICUCEictucet第68頁(yè)/共159頁(yè)各點(diǎn)波形各點(diǎn)波形RB+ECRCC1C2uitiBtiCtuCtuotuiiCuCuoiB第69頁(yè)/共159頁(yè)實(shí)現(xiàn)放大的條件1. 晶體管必須偏置在放大區(qū)。發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)晶體管必須偏置在放大區(qū)。發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。反偏。2. 正確設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)，使整個(gè)波形處于放大區(qū)。正確設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)，使整個(gè)波形處于放大區(qū)。3. 輸入回路將變化的電壓轉(zhuǎn)化成變化的基極電流。輸入回路將變化的電壓轉(zhuǎn)化成變化的基極電流。4. 輸出回路將變化的集電極電流轉(zhuǎn)化成變化的集電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，經(jīng)電容濾波只輸

30、出交流信號(hào)。極電壓，經(jīng)電容濾波只輸出交流信號(hào)。第70頁(yè)/共159頁(yè)如何判斷一個(gè)電路是否能實(shí)現(xiàn)放大？3. 晶體管必須偏置在放大區(qū)。發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)晶體管必須偏置在放大區(qū)。發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。反偏。4. 正確設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)，使整個(gè)波形處于放大區(qū)。正確設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)，使整個(gè)波形處于放大區(qū)。如果已給定電路的參數(shù)，則計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)來如果已給定電路的參數(shù)，則計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)來判斷；如果未給定電路的參數(shù)，則假定參數(shù)設(shè)判斷；如果未給定電路的參數(shù)，則假定參數(shù)設(shè)置正確置正確。1. 信號(hào)能否輸入到放大電路中。信號(hào)能否輸入到放大電路中。2. 信號(hào)能否輸出。信號(hào)能否輸出。 與實(shí)現(xiàn)放大的條件相對(duì)應(yīng)，判斷的過程如下：第

31、71頁(yè)/共159頁(yè)放大電路的分析方法放大電路的分析方法放大電路分析靜態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析估算法圖解法微變等效電路法圖解法計(jì)算機(jī)仿真第72頁(yè)/共159頁(yè) 直流通道和交流通道直流通道和交流通道 放大電路中各點(diǎn)的電壓或電流都是在靜態(tài)直放大電路中各點(diǎn)的電壓或電流都是在靜態(tài)直流上附加了小的交流信號(hào)。流上附加了小的交流信號(hào)。但是，電容對(duì)交、直流的作用不同。如果電但是，電容對(duì)交、直流的作用不同。如果電容容量足夠大，可以認(rèn)為它對(duì)交流不起作用，即容容量足夠大，可以認(rèn)為它對(duì)交流不起作用，即對(duì)交流短路。而對(duì)直流可以看成開路，這樣，交對(duì)交流短路。而對(duì)直流可以看成開路，這樣，交直流所走的通道是不同的。直流所走的通道是不同的。

32、交流通道：交流通道：只考慮交流信號(hào)的分電路。只考慮交流信號(hào)的分電路。直流通道：直流通道：只考慮直流信號(hào)的分電路。只考慮直流信號(hào)的分電路。信號(hào)的不同分量可以分別在不同的通道分析。信號(hào)的不同分量可以分別在不同的通道分析。第73頁(yè)/共159頁(yè)例：對(duì)直流信號(hào)（只有+EC）開路開路開路開路RB+ECRCC1C2T直流通道直流通道RB+ECRC第74頁(yè)/共159頁(yè)對(duì)交流信號(hào)(輸入信號(hào)ui)短路短路短路短路置零置零RB+ECRCC1C2TRBRCRLuiuo交流通路交流通路第75頁(yè)/共159頁(yè)一、直流負(fù)載線ICUCEUCEIC滿足什么關(guān)系？1. 三極管的輸出特性。2. UCE=EC ICRC 。ICUCEE

33、CCCREQ直流直流負(fù)載線負(fù)載線與輸出與輸出特性的特性的交點(diǎn)就交點(diǎn)就是是Q點(diǎn)點(diǎn)IB直流通道直流通道RB+ECRC 直流負(fù)載線和交流負(fù)載線直流負(fù)載線和交流負(fù)載線第76頁(yè)/共159頁(yè)二、交流負(fù)載線icLcecRui1其中：CLLRRR/uceRBRCRLuiuo交流通路交流通路第77頁(yè)/共159頁(yè)iC 和 uCE是全量，與交流量ic和uce有如下關(guān)系CciiCEceuu所以：LCECRui1即：交流信號(hào)的變化沿著斜率為：LR1的直線。這條直線通過Q點(diǎn)，稱為交流負(fù)載線。第78頁(yè)/共159頁(yè)交流負(fù)載線的作法ICUCEECCCREQIB過Q點(diǎn)作一條直線，斜率為：LR1交流負(fù)載線第79頁(yè)/共159頁(yè) 靜態(tài)

34、分析靜態(tài)分析一、估算法（1）根據(jù)直流通道估算IBIBUBEBBECBRUEIBCRE7 . 0BCRERB稱為偏置電阻，IB稱為偏置電流。+EC直流通道RBRC第80頁(yè)/共159頁(yè)（2）根據(jù)直流通道估算UCE、ICICUCECEOBCIIICCCCERIEUBI直流通道RBRC+EC第81頁(yè)/共159頁(yè)二、圖解法先估算先估算 IB ，然后在輸出特性曲線上作出直，然后在輸出特性曲線上作出直流負(fù)載線，與流負(fù)載線，與 IB 對(duì)應(yīng)的輸出特性曲線與直流負(fù)對(duì)應(yīng)的輸出特性曲線與直流負(fù)載線的交點(diǎn)就是載線的交點(diǎn)就是Q點(diǎn)。點(diǎn)。ICUCEBBECBRUEIQCCREEC第82頁(yè)/共159頁(yè)例：用估算法計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)

35、。已知：已知：EC=12V，RC=4k ，RB=300k ， =37.5。解：A40mA04. 030012BCBREImA51040537.IIIBBCV645 . 112CCCCERIEU請(qǐng)注意電路中IB 和IC 的數(shù)量級(jí)。第83頁(yè)/共159頁(yè) 動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析一、三極管的微變等效電路1. 輸入回路iBuBE當(dāng)信號(hào)很小時(shí)，將輸入特性在小范圍內(nèi)近似線性。 uBE iBbbeBBEbeiuiur對(duì)輸入的小交流信號(hào)而言，三極管相當(dāng)于電阻rbe。)mA()mV(26)1 ()(300EbeIrrbe的量級(jí)從幾百歐到幾千歐。對(duì)于小功率三極管：第84頁(yè)/共159頁(yè)2. 輸出回路iCuCE)(bBcCC

36、iIiIibBiI所以：bcii(1) 輸出端相當(dāng)于一個(gè)受輸出端相當(dāng)于一個(gè)受ib 控制控制的電流源。的電流源。近似平行近似平行(2) 考慮考慮 uCE對(duì)對(duì) iC的影響，輸出的影響，輸出端還要并聯(lián)一個(gè)大電阻端還要并聯(lián)一個(gè)大電阻rce。rce的含義 iC uCEcceCCEceiuiur第85頁(yè)/共159頁(yè)ubeibuceicubeuceicrce很大，很大，一般忽略。一般忽略。3. 三極管的微變等效電路rbe ibib rcerbe ibibbce等效cbe第86頁(yè)/共159頁(yè)二、放大電路的微變等效電路將交流通道中的三極管用微變等效電路代替:交流通路交流通路RBRCRLuiuouirbe ibi

37、biiicuoRBRCRL第87頁(yè)/共159頁(yè)三、電壓放大倍數(shù)的計(jì)算bebirIULboRIULCLRRR/特點(diǎn)：負(fù)載電阻越小，放大倍數(shù)越小。rbeRBRCRLiUiIbIcIoUbIbeLoiurRUUK第88頁(yè)/共159頁(yè)四、輸入電阻的計(jì)算對(duì)于為放大電路提供信號(hào)的信號(hào)源來說，放大電路對(duì)于為放大電路提供信號(hào)的信號(hào)源來說，放大電路是負(fù)載，這個(gè)負(fù)載的大小可以用輸入電阻來表示。是負(fù)載，這個(gè)負(fù)載的大小可以用輸入電阻來表示。輸入電阻的定義：iiiIUr是動(dòng)態(tài)電阻。rbeRBRCRLiUiIbIcIoUbIbeBrR /beriiiIUr電路的輸入電阻越大，從信號(hào)源取得的電流越小，電路的輸入電阻越大，從

38、信號(hào)源取得的電流越小，因此一般總是希望得到較大的的輸入電阻。因此一般總是希望得到較大的的輸入電阻。第89頁(yè)/共159頁(yè)五、輸出電阻的計(jì)算對(duì)于負(fù)載而言，放大電路相當(dāng)于信號(hào)源，對(duì)于負(fù)載而言，放大電路相當(dāng)于信號(hào)源，其內(nèi)阻即為放大器的輸出電阻其內(nèi)阻即為放大器的輸出電阻ro，它是一個(gè)動(dòng)，它是一個(gè)動(dòng)態(tài)電阻。由于電流源的內(nèi)阻為無(wú)窮大，所以態(tài)電阻。由于電流源的內(nèi)阻為無(wú)窮大，所以CoooRIUrRCrbeRBiIbIcIbIriro第90頁(yè)/共159頁(yè) 失真分析失真分析在放大電路中，輸出信號(hào)應(yīng)該成比例地放大輸入信在放大電路中，輸出信號(hào)應(yīng)該成比例地放大輸入信號(hào)（即線性放大）；如果兩者不成比例，則輸出信號(hào)號(hào)（即線性

39、放大）；如果兩者不成比例，則輸出信號(hào)不能反映輸入信號(hào)的情況，放大電路產(chǎn)生不能反映輸入信號(hào)的情況，放大電路產(chǎn)生為了得到盡量大的輸出信號(hào)，要把為了得到盡量大的輸出信號(hào)，要把Q設(shè)置在交流設(shè)置在交流負(fù)載線的中間部分。如果負(fù)載線的中間部分。如果Q設(shè)置不合適，信號(hào)進(jìn)入截設(shè)置不合適，信號(hào)進(jìn)入截止區(qū)或飽和區(qū)，則造成非線性失真。止區(qū)或飽和區(qū)，則造成非線性失真。下面將分析失真的原因。為簡(jiǎn)化分析，假設(shè)負(fù)載為下面將分析失真的原因。為簡(jiǎn)化分析，假設(shè)負(fù)載為空載空載(RL= )。非線性失真第91頁(yè)/共159頁(yè)iB( A)uBE(V)40600.20.40.60.8200iBt0tuBE0VBE輸入情況第92頁(yè)/共159頁(yè)i

40、B( A)uBE(V)40600.20.40.60.8200iBt0tuBE0VBE第93頁(yè)/共159頁(yè)iCuCEuoib輸出情況MNQQ第94頁(yè)/共159頁(yè)iCuCEuo可輸出的可輸出的最大不失最大不失真信號(hào)真信號(hào)選擇靜態(tài)工作點(diǎn)ibQQQ第95頁(yè)/共159頁(yè)iCuCEuo1. Q點(diǎn)過低，信號(hào)進(jìn)入截止區(qū)放大電路產(chǎn)生截止失真輸出波形輸出波形輸入波形輸入波形ibQQQ第96頁(yè)/共159頁(yè)iCuCE2. Q點(diǎn)過高，信號(hào)進(jìn)入飽和區(qū)放大電路產(chǎn)生飽和失真ib輸入波形輸入波形uo輸出波形輸出波形QQQ第97頁(yè)/共159頁(yè)靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定 為了保證放大電路的穩(wěn)定工作，必須有合適的、為了保證放大

41、電路的穩(wěn)定工作，必須有合適的、穩(wěn)定的靜態(tài)工作點(diǎn)。但是，溫度的變化嚴(yán)重影響靜穩(wěn)定的靜態(tài)工作點(diǎn)。但是，溫度的變化嚴(yán)重影響靜態(tài)工作點(diǎn)。態(tài)工作點(diǎn)。 工作點(diǎn)不穩(wěn)定的原因很多，但主要影響因素是工作點(diǎn)不穩(wěn)定的原因很多，但主要影響因素是晶體管的特性參數(shù)晶體管的特性參數(shù)UBE、ICBO 和和。這三個(gè)參數(shù)隨溫這三個(gè)參數(shù)隨溫度而變化，溫度對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響主要體現(xiàn)在這度而變化，溫度對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響主要體現(xiàn)在這一方面。一方面。TUBE ICBOQ第98頁(yè)/共159頁(yè)一、溫度對(duì)UBE的影響iBuBE25C50CTUBEIBICBBECBRUEI UBE的變化將通過IB的變化影響Q點(diǎn) 第99頁(yè)/共159頁(yè)二、溫度對(duì) 值

42、及ICBO的影響T 、 ICBOICiCuCEQQ 總的效果是：溫度上升溫度上升時(shí)，輸出時(shí)，輸出特性曲線特性曲線上移，造上移，造成成Q點(diǎn)上移。點(diǎn)上移。第100頁(yè)/共159頁(yè)小結(jié)：TIC 固定偏置電路的固定偏置電路的Q點(diǎn)是不穩(wěn)定的。點(diǎn)是不穩(wěn)定的。 Q點(diǎn)不穩(wěn)定點(diǎn)不穩(wěn)定可能會(huì)導(dǎo)致靜態(tài)工作點(diǎn)靠近飽和區(qū)或截止區(qū)，從可能會(huì)導(dǎo)致靜態(tài)工作點(diǎn)靠近飽和區(qū)或截止區(qū)，從而導(dǎo)致失真。為此，需要改進(jìn)偏置電路，當(dāng)溫度而導(dǎo)致失真。為此，需要改進(jìn)偏置電路，當(dāng)溫度升高、升高、 IC增加時(shí)，能夠自動(dòng)減少增加時(shí)，能夠自動(dòng)減少IB，從而抑制，從而抑制Q點(diǎn)點(diǎn)的變化。保持的變化。保持Q點(diǎn)基本穩(wěn)定。點(diǎn)基本穩(wěn)定。常采用分壓式偏置電路來穩(wěn)定靜態(tài)

43、工作點(diǎn)。常采用分壓式偏置電路來穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。電路見下頁(yè)。電路見下頁(yè)。第101頁(yè)/共159頁(yè)分壓式偏置電路：RB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuo一、靜態(tài)分析I1I2IBRB1+ECRCTRB2RE直流通路直流通路RE射極直流負(fù)反饋電阻CE 交流旁路電容第102頁(yè)/共159頁(yè)TUBEIBICUEIC本電路穩(wěn)壓的本電路穩(wěn)壓的過程實(shí)際是由過程實(shí)際是由于加了于加了RE形成形成了了負(fù)反饋負(fù)反饋過程過程I1I2IBRB1+ECRCTRB2RE1. 靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的原理第103頁(yè)/共159頁(yè)EEBEBCRIURIE11I1I2IBRB1+ECRCTRB2RE直流通路直流通路2. 求靜態(tài)工作點(diǎn)算

44、法一：EEBEBRIURI22BIII21BEI )(I 1上述四個(gè)方程聯(lián)立，可求出IE ，進(jìn)而，可求出UCE 。本算法比較麻煩，通常采用下本算法比較麻煩，通常采用下面介紹的算法二、三。面介紹的算法二、三。第104頁(yè)/共159頁(yè)I1I2IBRB1+ECRCTRB2RE直流通路直流通路+EC方框中部分用戴維南定理等效為：RdESB21/BBdRRR CBBBSBERRRU212EdBESBBR)(RUUI1進(jìn)而，可求出IE 、UCE 。算法二：第105頁(yè)/共159頁(yè)BII 22121BBCRREII22BBRIU CBBBERRR212EEBEBBERIUUUUEBEBEBECRURUUIII1

45、I2IBRB1+ECRCTRB2RE直流通路直流通路EECCCCERIRIEU算法三：第106頁(yè)/共159頁(yè)EBCRUI可以認(rèn)為與溫度無(wú)關(guān)。似乎似乎I2越大越好，越大越好，但是但是RB1、RB2太小，太小，將增加損耗，降低輸將增加損耗，降低輸入電阻。因此一般取入電阻。因此一般取幾十幾十k 。I1I2IBRB1+ECRCTRB2RE直流通路直流通路第107頁(yè)/共159頁(yè)例：已知 =50， EC=12V， RB1=7.5k ， RB2=2.5k ， RC=2k ， RE=1k ， 求該電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。RB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuo算法一、二的結(jié)果：mA04350.IBmA17

46、52.IIBCV435.RIRIEUEECCCCE算法三的結(jié)果：V3212CBBBBERRRVmA32.IEV15.UCE結(jié)論：結(jié)論：三種算法的結(jié)果近似相等，但算法三的計(jì)算三種算法的結(jié)果近似相等，但算法三的計(jì)算過程要簡(jiǎn)單得多。過程要簡(jiǎn)單得多。第108頁(yè)/共159頁(yè)二、動(dòng)態(tài)分析+ECuoRB1RCC1C2RB2CERERLuirbeRCRLoUiUiIbIcIbIRB微變等效電路微變等效電路uoRB1RCRLuiRB2交流通路交流通路bebeBirr| RrCoRr beLurRK第109頁(yè)/共159頁(yè)CE的作用：交流通路中，的作用：交流通路中， CE將將RE短路，短路，RE對(duì)對(duì)交流不起作用，放

47、大倍數(shù)不受影響。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+ECRCC1C2RB2CERERLuiuo第110頁(yè)/共159頁(yè)去掉 CE 后的交流通路和微變等效電路：)1 (/EbeBiRrRrrbeRCRLoUREiUiIbIcIbIRBEbbebiRIrIU)1 (LboRIUEbeLuRrRK)1(RB1RCRLuiuoRB2RE第111頁(yè)/共159頁(yè)用加壓求流法求輸出電阻。IUbIcIrbeRCREbIRBRSbI)1 (0)1 ()(21EbbeBBSbRIrR/R/RI0bI0cICoRr 可見，去掉CE后，放大倍數(shù)減小、輸出電阻不變，但輸入

48、電阻增大了。第112頁(yè)/共159頁(yè)RB1+ECRCC1C2TRB2CERE1RLuiuoRE2問題2：如果電路如下圖所示，如何分析？第113頁(yè)/共159頁(yè)I1I2IBRB1+ECRCC1C2TRB2CERE1RLuiuoRE2I1I2IBRB1+ECRCTRB2RE1RE2靜態(tài)分析：直流通路直流通路第114頁(yè)/共159頁(yè)RB1+ECRCC1C2TRB2CERE1RLuiuoRE2動(dòng)態(tài)分析：交流通路交流通路RB1RCRLuiuoRB2RE1第115頁(yè)/共159頁(yè)交流通路：交流通路：RB1RCRLuiuoRB2RE1微變等效電路：微變等效電路：rbeRCRLoURE1iUiIbIcIbIRB第11

49、6頁(yè)/共159頁(yè)問題：Au 和 Aus 的關(guān)系如何？定義：iouUUAsousUUA放大電路RLRSoUiUsUsousUUASiSiiUrRrUuiSiusArRrA第117頁(yè)/共159頁(yè)第118頁(yè)/共159頁(yè) 放大器的主要性能指標(biāo)放大器的主要性能指標(biāo)一、放大倍數(shù)與增益電壓放大倍數(shù)Ku電流放大倍數(shù)Ki功率放大倍數(shù)KpbeLruuKRiouioiiiK iopppKppKGlg10單位：dB功率增益Gp電流增益Gi電壓增益GuiioioiKIIIIGlg20)/lg(20)/lg(1022uioiouKUUUUGlg20)/lg(20)/lg(1022第119頁(yè)/共159頁(yè)二、輸入阻抗 放大電

50、路一定要有前級(jí)（信號(hào)源）為其提供信號(hào)，放大電路一定要有前級(jí)（信號(hào)源）為其提供信號(hào)，那么就要從信號(hào)源取電流。那么就要從信號(hào)源取電流。輸入電阻輸入電阻是衡量放大電是衡量放大電路從其前級(jí)取電流大小的參數(shù)。輸入電阻越大，從路從其前級(jí)取電流大小的參數(shù)。輸入電阻越大，從其前級(jí)取得的電流越小，對(duì)前級(jí)的影響越小。其前級(jí)取得的電流越小，對(duì)前級(jí)的影響越小。AuUSiiiIUr定義：即：即：ri越大，越大，Ii 就越小，就越小，ui就越接近就越接近uSiIiU輸入電阻ri第120頁(yè)/共159頁(yè)三、輸出阻抗ro 當(dāng)輸入信號(hào)不變，負(fù)載改變時(shí)，輸出電壓改變量uo與輸出電流改變量io之比oooiur對(duì)于低頻交流信號(hào)，輸出阻

51、抗是純電阻性輸出阻抗輸出電阻第121頁(yè)/共159頁(yè)AuUS 放大電路對(duì)其放大電路對(duì)其負(fù)載負(fù)載而言，相當(dāng)于信號(hào)源，我而言，相當(dāng)于信號(hào)源，我們可以將它等效為戴維南等效電路，這個(gè)戴維南們可以將它等效為戴維南等效電路，這個(gè)戴維南等效電路的內(nèi)阻就是輸出電阻。等效電路的內(nèi)阻就是輸出電阻。roUSro越小，越小，放大電路放大電路的負(fù)載能的負(fù)載能力越強(qiáng)。力越強(qiáng)。第122頁(yè)/共159頁(yè)如何確定電路的輸出電阻ro ？步驟：1. 所有的電源置零 (將獨(dú)立源置零，保留受控源)。2. 加壓求流法。IUro方法一：計(jì)算。UI第123頁(yè)/共159頁(yè)方法二：測(cè)量。Uo1. 測(cè)量開路電壓。roUs2. 測(cè)量接入負(fù)載后的輸出電壓

52、。LoooR)UU(r1roUsRLUo步驟：3. 計(jì)算。第124頁(yè)/共159頁(yè)四、通頻帶fAuAum0.7AumfL下限截止頻率fH上限截止頻率通頻帶：fbw = fH fL放大倍數(shù)隨頻率變化曲線幅頻特性曲幅頻特性曲線線 通頻帶越寬，放大器對(duì)信號(hào)的頻率變化適應(yīng)通頻帶越寬，放大器對(duì)信號(hào)的頻率變化適應(yīng)能力越強(qiáng)。能力越強(qiáng)。 第125頁(yè)/共159頁(yè)四、信噪比與噪聲系數(shù)NSPPSNR 信噪比：有用信號(hào)功率噪聲信號(hào)功率噪聲系數(shù)：oiSNRSNRNF輸出端信噪比輸入端信噪比信噪比越大越好NF越小，說明放大器對(duì)微弱信號(hào)的實(shí)際放大能力越強(qiáng)。第126頁(yè)/共159頁(yè)耦合方式：直接耦合；阻容耦合；變壓器耦合；光電耦

53、合。多級(jí)阻容耦合放大電路多級(jí)阻容耦合放大電路耦合：即信號(hào)的傳送。多級(jí)放大電路對(duì)耦合電路要求：1. 靜態(tài)：保證各級(jí)Q點(diǎn)設(shè)置2. 動(dòng)態(tài): 傳送信號(hào)。第 n-1 級(jí)放大電路輸 出第二級(jí)放大電路第一級(jí)放大電路輸 入 第 n 級(jí)放大電路 功放級(jí)功放級(jí)要求：波形不失真，減少壓降損失。 第127頁(yè)/共159頁(yè)設(shè): 1= 2=50, rbe1 = 2.9k , rbe2 = 1.7 k 典型電路典型電路 oiurrK、求：前級(jí)后級(jí)+UCC1M(+24V)R127kC2C3R3R2RLRE282k43k10k8k10kC1RC2T1RE1CET2oUiU第128頁(yè)/共159頁(yè)關(guān)鍵: :考慮級(jí)間影響。1. 靜態(tài):

54、 Q點(diǎn)同單級(jí)。2. 動(dòng)態(tài)性能:方法:ri2 = RL1ri221ioUU+UCC1M(+24V)R127kC2C3R3R2RLRE282k43k10k8k10kC1RC2T1RE1CET2oUiU1oU2iU性能分析性能分析第129頁(yè)/共159頁(yè)2ri , ro : 概念同單級(jí)1riro2112uuioioiouKKUUUUUUKri2+UCC1M(+24V)R127kC2C3R3R2RLRE282k43k10k8k10kC1RC2T1RE1CET2oUiU1oU2iU第130頁(yè)/共159頁(yè)微變等效電路: :ri2+UCC1M(+24V)R127kC2C3R3R2RLRE282k43k10k8

55、k10kC1RC2T1RE1CET2oUiU1oU2iUorRE1R2R3RC2RLR1iU1ber2ber1bi1bi2bi2biOUir2ir第131頁(yè)/共159頁(yè)1. ri = R1 / rbe1 +（ +1)RL1其中其中: : RL1 = RE1/ ri2 = RE1/ R2 / R3 / rbe2=RE1/RL1 = RE1/ri2= 27 / 1.7 1.7k ri =1000/(2.9+511.7) 82k 2. ro = RC2= 10k orRE1R2R3RC2RLR1iU1ber2ber1bi1bi2bi2biOUir2ir第132頁(yè)/共159頁(yè)3. 中頻電壓放大倍數(shù):2

56、1uuuKKK968. 07 . 1519 . 27 . 151) 1() 1(111111LbeLuRrRKorRE1R2R3RC2RLR1iU1ber2ber1bi1bi2bi2biOUir2ir1477 .1)10/10(502222beLurRK第133頁(yè)/共159頁(yè)RE1R2R3RC2RLRSR1SUiU1ber2ber1bi1bi2bi2biOUir2iror3 .142147968.021uuuKKK第134頁(yè)/共159頁(yè)多級(jí)阻容耦合放大器的特點(diǎn)：(1) 由于電容的隔直作用，各級(jí)放大器的靜態(tài)工作由于電容的隔直作用，各級(jí)放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)相互獨(dú)立，分別估算。點(diǎn)相互獨(dú)立，分別估算。(

57、2) 前一級(jí)的輸出電壓是后一級(jí)的輸入電壓。前一級(jí)的輸出電壓是后一級(jí)的輸入電壓。(3) 后一級(jí)的輸入電阻是前一級(jí)的交流負(fù)載電阻。后一級(jí)的輸入電阻是前一級(jí)的交流負(fù)載電阻。(4) 總電壓放大倍數(shù)總電壓放大倍數(shù)=各級(jí)放大倍數(shù)的乘積。各級(jí)放大倍數(shù)的乘積。(5) 總輸入電阻總輸入電阻 ri 即為第一級(jí)的輸入電阻即為第一級(jí)的輸入電阻ri1 。(6) 總輸出電阻即為最后一級(jí)的輸出電阻?？傒敵鲭娮杓礊樽詈笠患?jí)的輸出電阻。由上述特點(diǎn)可知，射極輸出器接在多級(jí)放大電由上述特點(diǎn)可知，射極輸出器接在多級(jí)放大電路的首級(jí)可提高輸入電阻；接在末級(jí)可減小輸出路的首級(jí)可提高輸入電阻；接在末級(jí)可減小輸出電阻；接在中間級(jí)可起匹配作用，

58、從而改善放大電阻；接在中間級(jí)可起匹配作用，從而改善放大電路的性能。電路的性能。第135頁(yè)/共159頁(yè)例例1：放大電路由下面兩個(gè)放大電路組成。已知放大電路由下面兩個(gè)放大電路組成。已知EC=15V ，R1=100k ， R2=33k ，RE1=2.5k ，RC=5k ， 1=60，；，； RB=570k ，RE2=5.6k ， 2 =100，RS=20k ，RL=5k +ECR1RCC11C12R2CERE1uiriuoT1放大電路一放大電路一RB+ECC21C22RE2uiuoT2放大電路二放大電路二第136頁(yè)/共159頁(yè)1. 求直接采用放大電路一的放大倍數(shù)求直接采用放大電路一的放大倍數(shù)Au和和

59、Aus。2. 若信號(hào)經(jīng)放大電路一放大后，再經(jīng)射極輸出若信號(hào)經(jīng)放大電路一放大后，再經(jīng)射極輸出器輸出，求放大倍數(shù)器輸出，求放大倍數(shù)Au、ri和和ro 。3. 若信號(hào)經(jīng)射極輸出器后，再經(jīng)放大后放大電若信號(hào)經(jīng)射極輸出器后，再經(jīng)放大后放大電路一輸出，求放大倍數(shù)路一輸出，求放大倍數(shù)Aus 。+ECR1RCC11C12R2CERE1uiriuoT1RB+ECC21C22RE2uiuoT2第137頁(yè)/共159頁(yè)ri = R1/ R2/ rbe =1.52 k (1) 由于RS大，而ri小，致使放大倍數(shù)降低；(2) 放大倍數(shù)與負(fù)載的大小有關(guān)。例： RL=5k 時(shí), Au= - 93；RL=1k 時(shí), Au= -

60、 31 。662052152193.RrrAASiiuus1. 求直接采用放大電路一的放大倍數(shù)求直接采用放大電路一的放大倍數(shù)Au和和Aus。+ECR1RCC1C2R2CERERLuiuousRSriT19311beLur RArbe1=1.62 k ， rbe2=2.36 k 第138頁(yè)/共159頁(yè)2. 若信號(hào)經(jīng)放大電路一放大后，再經(jīng)射極輸出器若信號(hào)經(jīng)放大電路一放大后，再經(jīng)射極輸出器輸出，求放大倍數(shù)輸出，求放大倍數(shù)Au 、ri和和ro 。 usRSRB+ECC22RE2uoT2RLR1RCC11R2CERE1uiriT1rbe2=2.36 k rbe1=1.62 k ro1=RC=5 k k1