晶體管及放大電路基礎(chǔ)PPT教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1晶體管及放大電路基礎(chǔ)晶體管及放大電路基礎(chǔ)BECNNP基極基極發(fā)射極發(fā)射極集電極集電極基區(qū)：較薄，摻雜濃度低集電區(qū)：面積較大發(fā)射區(qū)：摻雜濃度較高三個(gè)極，三個(gè)區(qū)第1頁(yè)/共141頁(yè)BECNNP基極基極發(fā)射極發(fā)射極集電極集電極發(fā)射結(jié)集電結(jié)兩個(gè)結(jié)第2頁(yè)/共141頁(yè)晶體管的電流放大原理1. 三極管放大的條件三極管放大的條件內(nèi)內(nèi)部部條條件件發(fā)射區(qū)摻雜濃度高基區(qū)薄且摻雜濃度低集電結(jié)面積大外部外部條件條件發(fā)射結(jié)正偏發(fā)射結(jié)正偏集電結(jié)反偏集電結(jié)反偏2. 滿足放大條件的三種電路uiuoCEBECBuiuoECBuiuo共發(fā)射極共發(fā)射極共集電極共集電極共基極共基極第3頁(yè)/共141頁(yè)實(shí)現(xiàn)電路實(shí)現(xiàn)電路:第4頁(yè)/共1

2、41頁(yè)3. 三極管內(nèi)部載流子的傳輸過(guò)程1) 發(fā)射區(qū)向基區(qū)注入多子電子， 形成發(fā)射極電流 IE。I CN多數(shù)向 BC 結(jié)方向擴(kuò)散形成 ICN。IE少數(shù)與空穴復(fù)合，形成 IBN 。I BN基區(qū)空穴來(lái)源基極電源提供基極電源提供( (IB) )集電區(qū)少子漂移(ICBO)I CBOIB即：IB = IBN ICBO 2)電子到達(dá)基區(qū)后(基區(qū)空穴運(yùn)動(dòng)因濃度低而忽略)第5頁(yè)/共141頁(yè)I CNIEI BNI CBOIB 3) 集電區(qū)收集擴(kuò)散過(guò) 來(lái)的載流子形成集 電極電流 ICICI C = ICN + ICBO 第6頁(yè)/共141頁(yè)4. 三極管的電流分配關(guān)系定義：ECNII 其值的大小約為0.90.99。 E

3、CBOECIIII(1)IC與I E之間的關(guān)系:所以:ECIIIE =IC+IB第7頁(yè)/共141頁(yè)CBOECIII BCEIIICBOBCCBOECIIIIII）（ CBOBC111III BCEOBCIIII 1CBOCBOCEO)1 (11III第8頁(yè)/共141頁(yè)用用IB來(lái)表示來(lái)表示IE，則可得到共集電極電路的電，則可得到共集電極電路的電流分配關(guān)系：流分配關(guān)系：CEOBE )1(III BE )1(II 第9頁(yè)/共141頁(yè)IE = IC + IBCEOBCIII BCEIII BC II BE )1(II CEOBE )1(III 第10頁(yè)/共141頁(yè)晶體三極管的特性曲線一、輸入特性一、輸

4、入特性輸入輸入回路回路輸出輸出回路回路常數(shù)常數(shù) CE)(BEBuufi0CEu若：與二極管特性相似與二極管特性相似第11頁(yè)/共141頁(yè)BEuBiO0CE uV 1CE u0CE uV 1CE u特性基本特性基本重合重合( (電流分配關(guān)系確定電流分配關(guān)系確定) )特性右移特性右移( (因集電結(jié)開始吸引電子因集電結(jié)開始吸引電子) )導(dǎo)通電壓導(dǎo)通電壓 UBE( (on) )硅管：硅管： (0.6 0.8) V鍺管：鍺管： (0.2 0.4) V取取 0.7 V取取 0.3 V第12頁(yè)/共141頁(yè)二、輸出特性二、輸出特性常數(shù)常數(shù) B)(CECiufiiC / mAuCE /V50 A40 A30 A2

5、0 A10 AIB = 0O 2 4 6 8 43211.截止區(qū)：截止區(qū)： IB 0 IC = ICEO 0條件：條件：兩個(gè)結(jié)反偏兩個(gè)結(jié)反偏截止區(qū)截止區(qū)ICEO第13頁(yè)/共141頁(yè)iC / mAuCE /V50 A40 A30 A20 A10 AIB = 0O 2 4 6 8 43212. 放大區(qū)：放大區(qū)：CEOBCIII 放大區(qū)放大區(qū)截止區(qū)截止區(qū)條件： 發(fā)射結(jié)正偏 集電結(jié)反偏特點(diǎn)： 水平、等間隔ICEO第14頁(yè)/共141頁(yè)iC / mAuCE /V50 A40 A30 A20 A10 AIB = 0O 2 4 6 8 43213. 飽和區(qū)：飽和區(qū)：uCE u BEuCB = uCE u BE

6、 0條件：兩個(gè)結(jié)正條件：兩個(gè)結(jié)正偏偏特點(diǎn)：特點(diǎn)：IC IB臨界飽和時(shí)：臨界飽和時(shí)： uCE = uBE深度飽和時(shí)：深度飽和時(shí)：0.3 V (硅管)UCE(SAT)=0.1 V (鍺管)放大區(qū)放大區(qū)截止區(qū)截止區(qū)飽飽和和區(qū)區(qū)ICEO第15頁(yè)/共141頁(yè)輸出特性三個(gè)區(qū)域的特點(diǎn)輸出特性三個(gè)區(qū)域的特點(diǎn):(1) 放大區(qū)：放大區(qū)：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。 即：即： IC= IB , 且且 IC = IB(2) 飽和區(qū)：飽和區(qū)：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏。發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏。 即：即：UCE UBE ， IBIC，UCE = UCES 0.3V (3) 截止區(qū)：截止區(qū)： 發(fā)射結(jié)反偏，集

7、電結(jié)反偏。發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏。 UBE 死區(qū)電壓，死區(qū)電壓， IB=0 ， IC=ICEO 0 第16頁(yè)/共141頁(yè)例：例： =50， USC =12V， RB =70k ， RC =6k 當(dāng)當(dāng)USB = -2V，2V，5V時(shí)，時(shí)，晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)Q位位于哪個(gè)區(qū)？于哪個(gè)區(qū)？當(dāng)當(dāng)USB =-2V時(shí)：時(shí)：ICUCEIBUSCRBUSBCBERCUBEmA2612maxCSCCRUIIB=0 ， IC=0IC最大飽和電流：Q位于截止區(qū)位于截止區(qū) 第17頁(yè)/共141頁(yè)例：例： =50， USC =12V， RB =70k ， RC =6k 當(dāng)當(dāng)USB = -2V，2V，5V時(shí)，

8、時(shí)，晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)Q位位于哪個(gè)區(qū)？于哪個(gè)區(qū)？IC Icmax(=2 mA)， Q位于飽和區(qū)。位于飽和區(qū)。(實(shí)際上，此時(shí)實(shí)際上，此時(shí)IC和和IB 已不是已不是 的關(guān)系）的關(guān)系）mA061070705.RUUIBBESBB5mA03mA061050.IIBC第19頁(yè)/共141頁(yè)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)：共射直流電流放大倍數(shù)：BCII_工作于動(dòng)態(tài)的三極管，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

9、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)電流放大倍數(shù)和和 _第20頁(yè)/共141頁(yè)例：例：UCE=6V時(shí)時(shí)：IB = 40 A, IC =1.5 mA； IB = 60 A, IC =2.3 mA。5 .3704. 05 . 1_BCII4004. 006. 05 . 13 . 2BCII在以后的計(jì)算中，一般作近似處理：在以后的計(jì)算中，一般作近似處理： =第21頁(yè)/共141頁(yè)例2、下面三極管工作在放大區(qū)，試判斷是硅管還是鍺管，是NPN

10、型還是PNP型，并指出三極管的三個(gè)極分別是哪一個(gè)。3V2.3V6VNPN型PNP型要保證三極管工作在放大區(qū)，必須使發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。對(duì)NPN型來(lái)說(shuō)，就是必須使UbUe，UbUbUe對(duì)PNP型來(lái)說(shuō)，就是必須使UbUc即：UeUbUc發(fā)射結(jié)正偏，所以發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)兩端的電壓硅管相差0.7V，鍺管相差0.20.3V。-1.2V-1V-3VNNPNPP第22頁(yè)/共141頁(yè)例：測(cè)量三極管三個(gè)電極對(duì)地電位如圖例：測(cè)量三極管三個(gè)電極對(duì)地電位如圖 03.0903.09所示，試判斷三極管的工作狀態(tài)。所示，試判斷三極管的工作狀態(tài)。 放大截止飽和第23頁(yè)/共141頁(yè)例：用數(shù)字電壓表測(cè)得例：用數(shù)字電壓表測(cè)得VB

11、=4.5 V 、VE = 3.8 V 、VC =8 V，試判斷三極管的工作狀態(tài)，試判斷三極管的工作狀態(tài)。放大狀態(tài)放大狀態(tài)第24頁(yè)/共141頁(yè)0CBOIECII1、直流參數(shù)（1）共基極直流電流放大系數(shù)（2）共射極電流放大系數(shù)0CBOIBCII（3）集電極-基極間反向飽和電流 ICBO（4）集電極-發(fā)射極間反向飽和電流 ICEO第25頁(yè)/共141頁(yè)ECii2、交流參數(shù)（1）共基極交流電流放大系數(shù)（2）共射極電流放大系數(shù)BCii（4）集電極-發(fā)射極間反向飽和電流 ICEO第26頁(yè)/共141頁(yè)3、極限參數(shù)（1） ICM 集電極最大允許電流，超過(guò)時(shí) 值明顯降低。（2） PCM 集電極最大允許功率損耗 P

12、C = iC uCE。iCICMU(BR)CEOuCEPCMOICEO安安全全 工工 作作 區(qū)區(qū)第27頁(yè)/共141頁(yè)U(BR)CBO 發(fā)射極開路時(shí) C、B 極間反向擊穿電壓。（3） U(BR)CEO 基極開路時(shí) C、E 極間反向擊穿電壓。U(BR)EBO 集電極極開路時(shí) E、B 極間反向擊穿電壓。U(BR)CBO U(BR)CEO U(BR)EBO第28頁(yè)/共141頁(yè)第29頁(yè)/共141頁(yè)第30頁(yè)/共141頁(yè)結(jié)偏置工作狀態(tài)各極電流電流關(guān)系工作狀態(tài)CCCESBScVUIR第31頁(yè)/共141頁(yè)各位電位工作狀態(tài)第32頁(yè)/共141頁(yè)Rs放大電路放大電路IoIi+Vo+Vs+ViRL信號(hào)源負(fù)載雙口網(wǎng)絡(luò)io

13、VVAV 直流電源直流電源ioIIAI )(io IVAR)S(ioVIAG 第33頁(yè)/共141頁(yè)Rs放大電路放大電路IoIi+Vo+Vs+ViRL信號(hào)源負(fù)載第34頁(yè)/共141頁(yè)Rs+Vi+Vo+RLVsRs+VsVi+Vo+RiRLRs+VsVi+Vo+RiRLViAVORs+VsVi+RoVo+RiRLViAVOOVAiRoRLoLiOoRRRVAVV ioVVAV LoLORRRAV LR VALoRR 0o R第35頁(yè)/共141頁(yè)Rs+VsVi+RoVo+RiRLViAVOsiRR sisiiVRRRV iR第36頁(yè)/共141頁(yè)Rs放大電路放大電路IoIi+Vo+Vs+ViRLRs+V

14、sVi+RoVo+RiRLViAVO第37頁(yè)/共141頁(yè)（2） 輸入電阻輸入電阻ri放大電路一定要有前級(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，電路從其前級(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。從其前級(jí)取得的電流越小，對(duì)前級(jí)的影響越小。AuIiUSUiiiiIUr （1）電壓放大倍數(shù)）電壓放大倍數(shù)AuiouUUA |Ui 和和Uo 分別是輸入和輸出電壓分別是輸入和輸出電壓的有效值。的有效值。5、電路的主要

15、參數(shù)第38頁(yè)/共141頁(yè)（3） 輸出電阻輸出電阻roAuUS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，我們而言，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。roUS第39頁(yè)/共141頁(yè)如何確定電路的輸出電阻如何確定電路的輸出電阻ro ？步驟：步驟：1. 所有的電源置零所有的電源置零 (將獨(dú)立源置零，保留受控源將獨(dú)立源置零，保留受控源)。2. 加壓求流法。加壓求流法。UIIUro方法一：方法一：計(jì)算。計(jì)算。第40頁(yè)/共141頁(yè)方法二：方法二：測(cè)量。測(cè)量。Uo1. 測(cè)量開路電壓。

16、測(cè)量開路電壓。roUs2. 測(cè)量接入負(fù)載后的輸出電壓。測(cè)量接入負(fù)載后的輸出電壓。LoooR)UU(r1roUsRLUo步驟：步驟：3. 計(jì)算。計(jì)算。第41頁(yè)/共141頁(yè)（4） 通頻帶通頻帶fAuAum0.7AumfL下限截下限截止頻率止頻率fH上限截上限截止頻率止頻率通頻帶：通頻帶：fbw=fHfL放大倍數(shù)隨頻率變化曲線第42頁(yè)/共141頁(yè)第43頁(yè)/共141頁(yè)符號(hào)規(guī)定符號(hào)規(guī)定UA大寫字母、大寫下標(biāo)，表示直流量。大寫字母、大寫下標(biāo)，表示直流量。uA小寫字母、大寫下標(biāo)，表示全量。小寫字母、大寫下標(biāo)，表示全量。ua小寫字母、小寫下標(biāo)，表示交流分量。小寫字母、小寫下標(biāo)，表示交流分量。uAua全量交流分

17、量tUA直流分量 第44頁(yè)/共141頁(yè)三極管放三極管放大電路有大電路有三種形式三種形式共射放大器共射放大器共基放大器共基放大器共集放大器共集放大器以共射放大器為例講解工作原理第45頁(yè)/共141頁(yè)放大元件iC= iB，工作在放大區(qū)，要保證集電結(jié)反偏，發(fā)射結(jié)正偏。uiuo輸入輸入輸出輸出參考點(diǎn)參考點(diǎn)RB+ECEBRCC1C2T第46頁(yè)/共141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47頁(yè)/共141頁(yè)集電極電阻，將變化的電流轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓碾妷?。RB+ECEBRCC1C2T第48頁(yè)/共141頁(yè)使發(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+ECEBR

18、CC1C2T第49頁(yè)/共141頁(yè)耦合電容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50頁(yè)/共141頁(yè)可以省去電路改進(jìn)：采用單電源供電電路改進(jìn)：采用單電源供電RB+ECEBRCC1C2T第51頁(yè)/共141頁(yè)單電源供電電路單電源供電電路+ECRCC1C2TRB第52頁(yè)/共141頁(yè)第53頁(yè)/共141頁(yè)+ECRCC1C2TRB+ECRCT直流通路直流通路RB第54頁(yè)/共141頁(yè)+ECRCC1C2TRBRCTRBRCTRB交流通路第55頁(yè)/共141頁(yè)練習(xí)：畫出下圖的直流通路和交流通路練習(xí)：畫出下圖的直流通路和交流通路RB1+ECRCC1C2RB2CERERLu

19、iuo第56頁(yè)/共141頁(yè)RB+ECC1C2RERLuiuo第57頁(yè)/共141頁(yè)第58頁(yè)/共141頁(yè)1、保證三極管工作在放大狀態(tài)，即發(fā)射結(jié)正偏，集電、保證三極管工作在放大狀態(tài)，即發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏結(jié)反偏2、保證輸入信號(hào)能夠輸送進(jìn)去、保證輸入信號(hào)能夠輸送進(jìn)去3、保證輸出信號(hào)能夠輸送出來(lái)、保證輸出信號(hào)能夠輸送出來(lái)第59頁(yè)/共141頁(yè) T VCC Rc vi + vo + (a) T +VCC Rc Rb vi + vo + + + (d)(b)(c) T -VCC Cb1 Rc Cb2 Rb T VCC Cb1 Rc Cb2 VBB Rb vi + vo + 第60頁(yè)/共141頁(yè)TVBBCbR

20、cRb(a)TVCCCb1RcCb2(b)(c) T -VCC Cb1 Rc Cb2 Rb T +VCC Cb1 Rc Cb2 Rb (d)第61頁(yè)/共141頁(yè)(f)TVCCCb1RcCb2VBBRbT-VCCCb1RcCb2(e)第62頁(yè)/共141頁(yè)由于電源的存在IB01、靜態(tài)工作點(diǎn)、靜態(tài)工作點(diǎn)RB+ECRCC1C2T第63頁(yè)/共141頁(yè)IBQICQUBEQUCEQ( ICQ,UCEQ )(IBQ,UBEQ)RB+ECRCC1C2T第64頁(yè)/共141頁(yè)(IBQ,UBEQ) 和和( ICQ,UCEQ )分別對(duì)應(yīng)于輸入輸出分別對(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)。特性曲線上的一個(gè)點(diǎn)稱為

21、靜態(tài)工作點(diǎn)。IBUBEQIBQUBEQICUCEQUCEQICQ靜態(tài)工作點(diǎn)有什么作用呢？同學(xué)們可以先想想，靜態(tài)工作點(diǎn)有什么作用呢？同學(xué)們可以先想想，后面我們?cè)僦v解，這里先講解如何求靜態(tài)工作點(diǎn)。后面我們?cè)僦v解，這里先講解如何求靜態(tài)工作點(diǎn)。第65頁(yè)/共141頁(yè)IBUBEQICUCEuCE怎么變化怎么變化假設(shè)假設(shè)uBE有一微小的變化有一微小的變化ibtibtictuit后面我們?cè)僦v解。后面我們?cè)僦v解。第66頁(yè)/共141頁(yè)各點(diǎn)波形各點(diǎn)波形RB+ECRCC1C2uitiBtiCtuCtuotuiiCuCuoiBiBEBEuUubBBiIicCCiIiceCECEuUu第67頁(yè)/共141頁(yè)第68頁(yè)/共14

22、1頁(yè)（1）畫直流通路）畫直流通路開路開路開路開路RB+ECRCC1C2T直流通道直流通道RB+ECRC第69頁(yè)/共141頁(yè)UBEQ是固定值，硅管約為0.7V，鍺管約為0.2V。為什么？BBECBRUEIBCRE7 . 0RB稱為稱為偏置電阻偏置電阻，IB稱為稱為偏偏置電流置電流。+EC直流通道直流通道RBRCIBUBEBCRE第70頁(yè)/共141頁(yè)ICUCEUCE=ECICRC 。直流通道直流通道RB+ECRC（3）UCEIC滿足什么關(guān)系？滿足什么關(guān)系？A：IC=0，UCE=ECB：IC=EC/RC，UCE=0第71頁(yè)/共141頁(yè)ICUCEECCCREQIBUCEQICQ這樣就可以求出靜態(tài)工作點(diǎn)

23、了這樣就可以求出靜態(tài)工作點(diǎn)了第72頁(yè)/共141頁(yè)（1）根據(jù)直流通道估算）根據(jù)直流通道估算IBIBUBEBBECBRUEIBCRE7 . 0BCRERB稱為稱為偏置電阻偏置電阻，IB稱為稱為偏偏置電流置電流。+EC直流通道直流通道RBRC第73頁(yè)/共141頁(yè)（2）根據(jù)直流通道估算）根據(jù)直流通道估算UCE、IBICUCECEOBCIIICCCCERIEUBI直流通道直流通道RBRC第74頁(yè)/共141頁(yè) + vi iB Rb b c iC Rc VCC + vo RL iE Re Cb1 + Cb2 + e 例例1：放大電路如下圖所示，估算：放大電路如下圖所示，估算Q點(diǎn)。點(diǎn)。射極偏置射極偏置固定偏流

24、固定偏流BEbBCCVRIV 輸入輸入回路回路KVL方程方程解：解：eEBEbBCCRIVRIV 即：即：bCCbBECCBRVRVVIebBECCB)1(RRVVI )( ecCCCeEcCCCCERRIVRIRIVV BC II cCCCCERIVV 輸出輸出回路回路KVL方程（直流負(fù)載線）方程（直流負(fù)載線）T放大放大BE )(I1I 第75頁(yè)/共141頁(yè) VCC Rc RL Rb Cb2 Cb1 + - vo + - vi + + c e b 集電極基極偏置電路集電極基極偏置電路例例2：放大電路如下圖所示，估算：放大電路如下圖所示，估算Q點(diǎn)。點(diǎn)。解：解：Je回路回路KVL方程方程Jc回路

25、回路KVL方程（直流負(fù)載線）方程（直流負(fù)載線）BEbBcBCCC)(VRIRIIV cbBECCB)1(RRVVI cCCCcBCCCCE )(RIVRIIVV BC II T放大放大小結(jié)：小結(jié)：近似估算法求近似估算法求Q點(diǎn)點(diǎn)T放大的基本條件放大的基本條件 Je正偏正偏；Jc反偏反偏3個(gè)方程解個(gè)方程解3個(gè)變量（個(gè)變量（IBQ、ICQ、VCEQ）關(guān)鍵方程關(guān)鍵方程Je回路回路KVL方程方程第76頁(yè)/共141頁(yè)圖解法在放大電路動(dòng)態(tài)分析中的應(yīng)用圖解法在放大電路動(dòng)態(tài)分析中的應(yīng)用1、交流通路、交流通路短路短路短路短路置零置零RB+ECRCC1C2TRBRCRLuiuo交流通路交流通路icuceuce=-i

26、c*（Rc/RL）第77頁(yè)/共141頁(yè)2.作交流負(fù)載線 iCuCEVCCCCCRVQIB交流負(fù)載線直流負(fù)載線注意：注意：（1）交流負(fù)載線是有交流）交流負(fù)載線是有交流 輸入信號(hào)時(shí)工作點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。輸入信號(hào)時(shí)工作點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。 （2）空載時(shí)，交流負(fù)載線與直流負(fù)載線重合。）空載時(shí)，交流負(fù)載線與直流負(fù)載線重合。斜 率為-1/RL 。（ RL= RLRc ）經(jīng)過(guò)經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)。點(diǎn)。 uce=-ic*（Rc/RL）第78頁(yè)/共141頁(yè)3.波形分析交流放大原理（設(shè)輸出空載）iBuBEQuiib輸入一微小的正弦信號(hào)輸入一微小的正弦信號(hào) uiuceicibiCuCE第79頁(yè)/共141頁(yè)4、放大電路的非線性失真 (1)

27、工作點(diǎn)過(guò)高引起飽和失真 0 uCE iC Q ICQ iC t 0 t Q Q uCE UCEQ 0 放大電路有合適的靜態(tài)工作點(diǎn)（即交流負(fù)載線的中間位置），可輸出最大不失真信號(hào)。 飽和失真如何消除飽和失真呢？如何消除飽和失真呢？bBEQcBQRUEI減小減小IBQ應(yīng)該怎么做？應(yīng)該怎么做？減小減小EC增大增大Rb第80頁(yè)/共141頁(yè)（2）工作點(diǎn)過(guò)低引起截止失真 0 uCE iC Q ICQ iC t 0 t Q Q UCEQ 0 uCE 截止失真如何消除截止失真呢？如何消除截止失真呢？bBEQcBQRUEI增大增大IBQ應(yīng)該怎么做？應(yīng)該怎么做？增大增大EC減小減小Rb第81頁(yè)/共141頁(yè)4.最大

28、不失真輸出幅值 iCuCEVCCCCCRVQIB交流負(fù)載線直流負(fù)載線斜 率為-1/RL 。（ RL= RLRc ）經(jīng)過(guò)經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)。點(diǎn)。 UCESUCEQICQ*RLUOM=minUCEQ-UCES，ICQ*RL第82頁(yè)/共141頁(yè)1、晶體管的微變等效電路條件：交流小信號(hào)條件：交流小信號(hào))mA(mV)(26)1(300EQbeIr+ube+uceicibCBErbe+uceicibCBE+ubeib (a) 三極管 (b) 三極管的微變等效電路第83頁(yè)/共141頁(yè)2、放大電路的動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析的目的是求電壓放大倍數(shù)，輸入電阻和輸出電阻動(dòng)態(tài)分析的目的是求電壓放大倍數(shù)，輸入電阻和輸出電阻+CTb1CC

29、RbVL+uoR-u+-ib2CcR+R-uoTuRbRLic+第84頁(yè)/共141頁(yè)動(dòng)態(tài)參數(shù)的計(jì)算 （1）電壓放大倍數(shù)Au beLbbebLbbecLorRIrIRIrIRUUAiu 式中的負(fù)號(hào)表示輸出與輸入電壓相位相反。負(fù)載電阻越大，放大倍數(shù)越大。 （2）輸入電阻Ri rbe+oUcIbICBE+iUbIRCRLRBRs +sU iIRibeB/rRIURiii第85頁(yè)/共141頁(yè) （3）輸出電阻R。CoRIUR 對(duì)于負(fù)載而言，放大器的輸出電阻Ro越小，負(fù)載電阻RL的變化對(duì)輸出電壓的影響就越小，表明放大器帶負(fù)載能力越強(qiáng)，因此總希望Ro越小越好。 電路的輸入電阻越大，從信號(hào)源取得的電流越小，因

30、此電路的輸入電阻越大，從信號(hào)源取得的電流越小，因此一般總是一般總是希望輸入電阻越大越好希望輸入電阻越大越好。見(jiàn)書61頁(yè)解釋第86頁(yè)/共141頁(yè)典型例題Rsus+uiRL+uo+UCCRCC1C2VRB+第87頁(yè)/共141頁(yè)RC+UCCVRB+UCEQ+UBEQ ICQIBQ第88頁(yè)/共141頁(yè)rbe+oUcIbICBE+iUbIRCRLRBRs +sU iIRi第89頁(yè)/共141頁(yè)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)。對(duì)于前面的電路（固定偏置

31、電路）而言，靜態(tài)對(duì)于前面的電路（固定偏置電路）而言，靜態(tài)工作點(diǎn)由工作點(diǎn)由UBE、 和和ICEO 決定，這三個(gè)參數(shù)隨溫度而決定，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)在這一方變化，溫度對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響主要體現(xiàn)在這一方面。面。TUBE ICEOQ第90頁(yè)/共141頁(yè)1、溫度對(duì)、溫度對(duì)UBE的影響的影響iBuBE25C50CTUBEIBICBBECBRUEI第91頁(yè)/共141頁(yè)2、溫度對(duì)、溫度對(duì) 值及值及ICEO的影響的影響T、 ICEOICiCuCEQQ 總的效果是：總的效果是：溫度上升時(shí)，輸出特性曲線上移，造成Q點(diǎn)上移。第92頁(yè)/共141頁(yè)小結(jié)：小結(jié)：TIC 固定偏置電路的固定

32、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)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)，從而導(dǎo)致失真。為此，需要改進(jìn)偏截止區(qū)，從而導(dǎo)致失真。為此，需要改進(jìn)偏置電路，當(dāng)溫度升高、置電路，當(dāng)溫度升高、 IC增加時(shí)，能夠自動(dòng)增加時(shí)，能夠自動(dòng)減少減少IB，從而抑制，從而抑制Q點(diǎn)的變化。保持點(diǎn)的變化。保持Q點(diǎn)基本點(diǎn)基本穩(wěn)定。穩(wěn)定。常采用分壓式偏置電路來(lái)穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。常采用分壓式偏置電路來(lái)穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。電路見(jiàn)下頁(yè)。電路見(jiàn)下頁(yè)。第93頁(yè)/共141頁(yè)3、分壓式偏置電路：RB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuo（1）、靜態(tài)分析）、靜態(tài)分析I1I2IBRB

33、1+ECRCC1TRB2RE1RE2直流通路直流通路第94頁(yè)/共141頁(yè)BII 22121BBCRREII22BBRIU CBBBERRR212EEBEBBERIUUUUEBEBEBECRURUUIII1I2IBRB1+ECRCC1TRB2RE1RE2直流通路直流通路第95頁(yè)/共141頁(yè)EBCRUI可以認(rèn)為與溫度無(wú)關(guān)?？梢哉J(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+ECRCC1TRB2RE1RE2直流通路直流通路第96頁(yè)/共141頁(yè)TUBEIBICUE

34、IC本電路穩(wěn)壓的過(guò)程實(shí)際是由于加了RE形成了負(fù)反饋過(guò)程I1I2IBRB1+ECRCC1TRB2RE1RE2第97頁(yè)/共141頁(yè)（2）、動(dòng)態(tài)分析）、動(dòng)態(tài)分析+ECuoRB1RCC1C2RB2CERERLuirbeRCRLoUiUiIbIcIbIRB微變等效電路微變等效電路uoRB1RCRLuiRB2交流通路bebeBirr| RrCoRr beLurRA第98頁(yè)/共141頁(yè)CE的作用：交流通路中， CE將RE短路，RE對(duì)交流不起作用，放大倍數(shù)不受影響。問(wèn)題問(wèn)題1：如果去掉如果去掉CE，放大倍數(shù)怎樣？放大倍數(shù)怎樣？I1I2IBRB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuo第99頁(yè)/共141頁(yè)去

35、掉去掉 CE 后的交流通路和微變等效電路：后的交流通路和微變等效電路：)1 (/EbeBiRrRrCoRr rbeRCRLoUREiUiIbIcIbIRBEbbebiRIrIU)1 (LboRIUEbeLuRrRA)1 (RB1RCRLuiuoRB2RE第100頁(yè)/共141頁(yè)RB1+ECRCC1C2TRB2CERE1RLuiuoRE2問(wèn)題問(wèn)題2：如果電路如下圖所示，如何分析？如果電路如下圖所示，如何分析？第101頁(yè)/共141頁(yè)I1I2IBRB1+ECRCC1C2TRB2CERE1RLuiuoRE2I1I2IBRB1+ECRCC1TRB2RE1RE2靜態(tài)分析：靜態(tài)分析：直流通直流通路路第102頁(yè)

36、/共141頁(yè)RB1+ECRCC1C2TRB2CERE1RLuiuoRE2動(dòng)態(tài)分析：動(dòng)態(tài)分析：交流通交流通路路RB1RCRLuiuoRB2RE1第103頁(yè)/共141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104頁(yè)/共141頁(yè)問(wèn)題：?jiǎn)栴}：Au 和和 Aus 的關(guān)系如何？的關(guān)系如何？定義：定義：iouUUAsousUUA放放大大電電路路RLRSoUiUsUsousUUASiSiiUrRrUuiSiusArRrA第105頁(yè)/共141頁(yè) 2.6 共集電極和共基極放大電路共集電極和共基極放大電路 共集電極放大電路

37、共集電極放大電路RB+ECC1C2RERLuiuoRB+ECRE直流通道直流通道第106頁(yè)/共141頁(yè)（1）、靜態(tài)分析）、靜態(tài)分析IBIEEBBECBRRUEI)1 (BEII)1 (EECCERIEU折算折算RB+ECRE直流通道直流通道第107頁(yè)/共141頁(yè)（2）、動(dòng)態(tài)分析）、動(dòng)態(tài)分析RB+ECC1C2RERLuiuorbeiUbIRERLRBoUcIbIiI微變等效電路微變等效電路第108頁(yè)/共141頁(yè)LeoRIULELRRR/LbRI）（1LebebiRIrIULbbebRIrI)1 (LbbebLbuRIrIRIA)1 ()1 (LbeLRrR)1 (1）（電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)r

38、beiUbIRERLRBoUcIbIiI第109頁(yè)/共141頁(yè)1.,)1 (LbeRr所以所以，1uA但是，輸出電流但是，輸出電流Ie增加了。增加了。2. 輸入輸出同相，輸出電壓跟隨輸入電壓，輸入輸出同相，輸出電壓跟隨輸入電壓，故稱故稱電壓跟隨器電壓跟隨器。結(jié)論：結(jié)論：LbeLuR)(rRA11）（第110頁(yè)/共141頁(yè)輸入電阻輸入電阻)1 (/LbeBiRrRrrbeiUbIRERLRBoUcIbIiI輸入電阻較大，作為前一級(jí)的負(fù)載，對(duì)輸入電阻較大，作為前一級(jí)的負(fù)載，對(duì)前一級(jí)的放大倍數(shù)影響較小。前一級(jí)的放大倍數(shù)影響較小。第111頁(yè)/共141頁(yè)輸出電阻輸出電阻用加壓求流法求輸出電阻。用加壓求流

39、法求輸出電阻。robIiIrbeRERBcIbISURSrbeRERBRSbIcIbIiIeIUIebbIIIIEsbesbeRURrURrUBssRRR/:設(shè)電源置電源置0IUro)11/(1EsbeRRr1/sbeERrR第112頁(yè)/共141頁(yè)一般：一般：1sbeERrR所以：所以：1sbeoRrr射極輸出器的輸出電阻很小，帶負(fù)載能力強(qiáng)。射極輸出器的輸出電阻很小，帶負(fù)載能力強(qiáng)。IUro)11/(1EsbeRRr1/sbeERrR第113頁(yè)/共141頁(yè)射極輸出器的使用射極輸出器的使用1. 將射極輸出器放在電路的首級(jí)，可以將射極輸出器放在電路的首級(jí)，可以提高輸入電阻。提高輸入電阻。2. 將射極

40、輸出器放在電路的末級(jí)，可以將射極輸出器放在電路的末級(jí)，可以降降 低輸出電阻，提高帶負(fù)載能。低輸出電阻，提高帶負(fù)載能。3. 將射極輸出器放在電路的兩級(jí)之間，將射極輸出器放在電路的兩級(jí)之間，可以起到電路的匹配作用。可以起到電路的匹配作用。第114頁(yè)/共141頁(yè)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)第115頁(yè)/共141頁(yè)1. 靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn)直流通路與分壓式射極直流通路與分壓式射極偏置電路相同偏置電路相同CCb2b1b2BVRRRV eBEBECRVVII )( ecCCCeEcCCCCERRIVRIRIVV CBII 第116頁(yè)/共141頁(yè)2. 動(dòng)態(tài)指標(biāo)動(dòng)態(tài)指標(biāo)電壓增益輸出回路：輸出回路：輸入回路：輸入回路：beb

41、irIV 電壓增益：電壓增益：beLbebLbioVrRrIRIVVA LbLcoRIRIV LcL/ RRR 第117頁(yè)/共141頁(yè) 輸入電阻 輸出電阻eiiIVR ieiii/ RRIVR coRR 1)(1bebbebrIrI 1r1rRRRIVRbebeeieiii/第118頁(yè)/共141頁(yè) + Vo RL Io Rs Ii + Vs + Vi Vi1 + Vo1 + 放大電路放大電路 Vi2 + Vo2 + 放大電路放大電路 Vi3 + Vo3 + 放大電路放大電路 引出引出 例如，要求例如，要求AV 2000、Ri 2M 和和Ro XCe = 32 ( f =100Hz)(b) Rb

42、 = 25k Ri k24X1rRCebe.)(i (a),(b) 2條假設(shè)條假設(shè)突出考察突出考察Ce的影響的影響(c) Ce 折算折算eeeeCC6201CC ; F. )( /111eb11 1CCCF.)(eb1eb1160CC1CCC (c) 輸出回路：諾頓輸出回路：諾頓戴維南戴維南結(jié)論：結(jié)論：Ce是決定低頻響應(yīng)的是決定低頻響應(yīng)的 主要因素主要因素第134頁(yè)/共141頁(yè)soVSVVA L)/j(1)/j(1 L2 L1MLffffAAVV besMrRRAcV Hz.)(bes1L18162rRC21f Hz.)(Lcb2L2823RRC21f )(j/11)(j/11Lcb2bes1

43、besRRCrRCrRRc Hz 129L1 f中頻增益中頻增益則則L2L1 f4f Hz . L1L8162ff + Rs Vs + Vo RL C1 rbe Cb2 RC Ib IbRC + 確定確定 f H、f L （BW）求頻響表達(dá)式求頻響表達(dá)式問(wèn)題？問(wèn)題？?H f第135頁(yè)/共141頁(yè) Rs b b Rc c + _ + _ + _ gmVbe Vbe Vbe Vbe Vbe Vbe e Vs Vbe Rb rbe Cbe rbb Vo RL Cbc Cb2 Cb1 例例已知已知:，0.5pF400MHzcbT Cf， 4M100cbbbrr，40 分析過(guò)程：分析過(guò)程：求靜態(tài)工作點(diǎn)求靜態(tài)工作點(diǎn)畫畫高頻高頻小信號(hào)等效電路小信號(hào)等效電路mA.C61I Rs b b Rc c + _ + _ + _ gmVbe Vbe Vbe Vbe Vbe Vbe e Vs Vbe Rb rbe Cbe rbb Vo RL Cbc 666I261rCQebmV)( 60mS 0.06Seb 66640rgm 23.9pFeb Tmf2gC 電路變換電路變換(a) Rb=300k Rs =500 Rs b b Rc c + _ + _ + _ gmVbe Vbe Vbe Vbe V