電工學唐介第九章(少學時)課件課件

1、 第第9 9章章 基本放大電路基本放大電路9.1 雙極性晶體管雙極性晶體管一、基本結(jié)構(gòu)一、基本結(jié)構(gòu)N型硅型硅P型型N型型二氧化硅保護膜二氧化硅保護膜CBENPN型型NNPBECBECIBIEIC一、基本結(jié)構(gòu)一、基本結(jié)構(gòu)N型鍺型鍺銦球銦球銦球銦球P型型P型型CEBPNP型型BECIBIEIC9.1 9.1 雙極性晶體管雙極性晶體管二、晶體管的電流放大作用二、晶體管的電流放大作用以以 NPN 型三極管為例討論型三極管為例討論cNNPebbec表面看表面看三極管若實三極管若實現(xiàn)放大，必須從現(xiàn)放大，必須從三極管內(nèi)部結(jié)構(gòu)三極管內(nèi)部結(jié)構(gòu)和和外部所加電源外部所加電源的極性的極性來保證。來保證。不具備不具備放

2、大作用放大作用三、電流分配和放大原理三、電流分配和放大原理1. 三極管放大的外部條件三極管放大的外部條件EEBRBRCIEICIBEEBRBRCIEICIB2. 各電極電流關(guān)系及電流放大作用各電極電流關(guān)系及電流放大作用EEBRBRCIEICIBBECNNPEBRBECIEIBEICEICBO 基區(qū)空穴基區(qū)空穴向發(fā)射區(qū)的向發(fā)射區(qū)的擴散可忽略。擴散可忽略。 發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)射區(qū)電子不斷向基射區(qū)電子不斷向基區(qū)擴散，形成發(fā)射區(qū)擴散，形成發(fā)射極電流極電流I IE E。IBIc發(fā)射結(jié)正偏發(fā)射結(jié)正偏擴散強擴散強E區(qū)多子（自由電子）到區(qū)多子（自由電子）到B區(qū)區(qū)B區(qū)多子（空穴）到區(qū)多子（空穴）到E區(qū)

3、區(qū)穿過發(fā)射結(jié)的電穿過發(fā)射結(jié)的電流主要是電子流流主要是電子流形成發(fā)射形成發(fā)射極電流極電流IEIE是由擴散是由擴散運動形成的運動形成的1 1 發(fā)射區(qū)向基區(qū)擴散電子，形成發(fā)射極電流發(fā)射區(qū)向基區(qū)擴散電子，形成發(fā)射極電流I IE E。2 電子在基區(qū)中的擴散與復合，形成基極電流電子在基區(qū)中的擴散與復合，形成基極電流IBE區(qū)電子到基區(qū)區(qū)電子到基區(qū)B后，有兩種運動后，有兩種運動擴散擴散ICE復合復合IBE同時基區(qū)中的電子被同時基區(qū)中的電子被EB拉走形成拉走形成IBIBE=IB時時達到動達到動態(tài)平衡態(tài)平衡形成穩(wěn)定的基極電流形成穩(wěn)定的基極電流IBIB是由復合運動形成的是由復合運動形成的3 集電極收集電子，形成集電

4、極電流集電極收集電子，形成集電極電流IC集電結(jié)反偏集電結(jié)反偏阻礙阻礙C區(qū)中的多子（自由電子）擴區(qū)中的多子（自由電子）擴散，同時收集散，同時收集E區(qū)擴散過來的電子區(qū)擴散過來的電子有助于少子的漂移運動，有助于少子的漂移運動，有反向飽和電流有反向飽和電流ICBO形成集電極電流形成集電極電流IC4.電流的關(guān)系電流的關(guān)系 IE= IB +IC 當當 IB = 0 時，時， 直流直流 (靜態(tài)靜態(tài)) 電流放大系數(shù)電流放大系數(shù) 交流交流 (動態(tài)動態(tài)) 電流放大系數(shù)電流放大系數(shù) IC IBICICEO IB = IC IB= UCE =常數(shù)常數(shù) IC IB IC = ICEONPNB E CRCEC EB RB

5、IEICIB電路圖電路圖 綜上所述，從發(fā)射區(qū)擴散到基區(qū)的電子只有很小綜上所述，從發(fā)射區(qū)擴散到基區(qū)的電子只有很小一部分在基區(qū)復合，絕大部分到達集電區(qū)。一部分在基區(qū)復合，絕大部分到達集電區(qū)。BECRCEC ICEO四、特性曲線四、特性曲線 即管子各電極電壓與電流的關(guān)系曲線，是管子即管子各電極電壓與電流的關(guān)系曲線，是管子內(nèi)部載流子運動的外部表現(xiàn)，反映了晶體管的性能，內(nèi)部載流子運動的外部表現(xiàn)，反映了晶體管的性能，是分析放大電路的依據(jù)。是分析放大電路的依據(jù)。 重點討論應(yīng)用最廣泛的共發(fā)射極接法的特性曲線重點討論應(yīng)用最廣泛的共發(fā)射極接法的特性曲線共發(fā)射極電路共發(fā)射極電路輸入回路輸入回路輸出回路輸出回路ICE

6、BmA AVUCEUBERBIBECV+1. 輸入特性輸入特性常常數(shù)數(shù) CE)(BEBUUfIIB( A)UBE(V)204060800.40.8UCE 1VO IB= f (UBE) UCE=常數(shù)常數(shù) UCE1V25 UCE1V7580604020UBE / VIB/ AO0.4 0.8輸入特性輸入特性2. 輸出特性輸出特性IB=020 A40 A60 A80 A100 A常常數(shù)數(shù) B)(CECIUfI36IC(mA )1234UCE(V)912O放大區(qū)放大區(qū)2. 輸出特性輸出特性IB=020 A40 A60 A80 A100 A常常數(shù)數(shù) B)(CECIUfI36IC(mA )1234UCE

7、(V)912O放大區(qū)放大區(qū)UBC0UBE0UCE UBE2. 輸出特性輸出特性常常數(shù)數(shù) B)(CECIUfIBICICIBIICBICCCEUU0CCCCCEIRUUNPNB E CRCUCC UBB RBIEICIBO2. 截止狀態(tài)截止狀態(tài)條件條件: 發(fā)射結(jié)反偏發(fā)射結(jié)反偏, 集電結(jié)反偏。集電結(jié)反偏。電路圖電路圖CERCUCC 截止狀態(tài)時的晶體管截止狀態(tài)時的晶體管NPNB E CRCUCC UBB RBIEICIBCCCEUUO IB,IC UCE = (UCCRC IC) ICM = UCC / RC電路圖電路圖NPNB E CRCUCC UBB RBIEICIBCERCUCC 飽和狀態(tài)時的

8、晶體管飽和狀態(tài)時的晶體管BICICCCRUI CCICCUCR0CEUICIBUCE+UBC0+UBE0IC0IB0UCE +UBC0+UBE0UCCICIBUCE0 +UBC0+UBE0IBUCCRC截止截止放大放大飽和飽和發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)反偏反偏正偏正偏正偏正偏集電結(jié)集電結(jié)反偏反偏反偏反偏正偏正偏五、五、主要參數(shù)主要參數(shù)1. 電流放大系數(shù)電流放大系數(shù) , , BCII_ BCII 53704051BC.II 400400605132BC .II ICMU(BR)CEO安全工作區(qū)安全工作區(qū)ICUCEOBCII 管子工作在放大狀態(tài)，利用管子工作在放大狀態(tài)，利用I IB B對對I IC C的控制作用

9、。的控制作用。 IC = ICEO 0， c、e之間相當于斷路，之間相當于斷路， 三極管相當于一個開關(guān)處于斷開狀態(tài)。三極管相當于一個開關(guān)處于斷開狀態(tài)。 UCES 0， 管子工作在截止或飽和狀態(tài)，利用其開關(guān)特性。管子工作在截止或飽和狀態(tài)，利用其開關(guān)特性。：半導體三極管應(yīng)用半導體三極管應(yīng)用常見三極管的外形結(jié)構(gòu)常見三極管的外形結(jié)構(gòu)小功率管塑封管硅銅塑封三極管實物照片實物照片ECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+uBEuCEiCiBiEECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+uBEuCEiCiBiEECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+uBEuCEiCiB

10、iE+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiEECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+uBEuCEiCiBiE放大電路的組成放大電路的組成T+ECRCC1C2RBNPNT-ECRCC1C2RBPNP符號規(guī)定符號規(guī)定UA大寫字母、大寫下標，表示直流量。大寫字母、大寫下標，表示直流量。uA小寫字母、大寫下標，表示交直流量。小寫字母、大寫下標，表示交直流量。ua小寫字母、小寫下標，表示交流分量。小寫字母、小寫下標，表示交流分量。uAua交直流量交直流量交流分量交流分量tUA直流分量直流分量 UBEIBICUCEuo = 0uBE = UBEuCE =

11、UCE+UCCRBRCC1C2T+ui+uo+uBEuCEiCiBiEuBEtOiBtOiCtOuCEtO（1）無輸入信號）無輸入信號(ui = 0)時時:ICUCEOIBUBEO結(jié)論：結(jié)論：QIBUBEQUCEICUBEIB無輸入信號無輸入信號(ui = 0)時時: uo = 0uBE = UBEuCE = UCE？ uCE = UCC iC RC uo 0uBE = UBE+ uiuCE = UCE+ uoIC+UCCRBRCC1C2T+ui+uo+uBEuCEiCiBiEuBEtOiBtOiCtOuCEtOuitOUCEuotO（2）有輸入信號）有輸入信號(ui 0)時時:+集電極電流集

12、電極電流直流分量直流分量交流分量交流分量動態(tài)分析動態(tài)分析iCtOiCtICOiCticO靜態(tài)分析靜態(tài)分析uitOuotO如何判斷一個電路是否能實現(xiàn)放大？如何判斷一個電路是否能實現(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，使整個波形處于放大區(qū)。正確設(shè)置靜態(tài)工作點，使整個波形處于放大區(qū)。1. 信號能否輸入到放大電路中。信號能否輸入到放大電路中。2. 信號能否輸出。信號能否輸出。 與實現(xiàn)放大的條件相對應(yīng)，判斷的過程如下：與實現(xiàn)放大的條件相對應(yīng)，判斷的過程如下：2直流通路直流通路( IB 、 IC 、 UCE

13、)對直流信號電容對直流信號電容 C 可看作開路（即將電容斷開）可看作開路（即將電容斷開）斷開斷開斷開斷開+UCCRBRCT+UBEUCEICIBIE+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiERBRCuiuORLRSes+ XC 0，C 可看作可看作短路。忽略電源的內(nèi)短路。忽略電源的內(nèi)阻，電源的端電壓恒阻，電源的端電壓恒定，直流電源對交流定，直流電源對交流可看作短路?？煽醋鞫搪?。短路短路短路短路對地短路對地短路+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiE放大電路無信號輸入（放大電路無信號輸入（ui = 0）時的工作狀態(tài)。）時的工作

14、狀態(tài)。靜態(tài)分析：靜態(tài)分析：確定放大電路的靜態(tài)值。確定放大電路的靜態(tài)值。 靜態(tài)工作點靜態(tài)工作點Q：IB、IC、UCE 。 放大電路的分析方法放大電路的分析方法放大放大電路電路分析分析靜態(tài)分析靜態(tài)分析動態(tài)分析動態(tài)分析估算法估算法圖解法圖解法微變等效電路法微變等效電路法圖解法圖解法放大電路無信號輸入（放大電路無信號輸入（ui = 0）時的工作狀態(tài)。）時的工作狀態(tài)。估算法、圖解法。估算法、圖解法。各極電壓電流的直流分量。各極電壓電流的直流分量。放大電路的直流通路。放大電路的直流通路。 (1)靜態(tài)工作點靜態(tài)工作點Q：IB、IC、UCE 。靜態(tài)分析：靜態(tài)分析：確定放大電路的靜態(tài)值。確定放大電路的靜態(tài)值。B

15、BECCB RUUI 所以所以根據(jù)電流放大作用根據(jù)電流放大作用BCII+UCCRBRCT+UBEUCEICIB已知：已知：UCC=6V，RC=2k ，RB=180k ， =50。解：解：mA0294. 0mA1807 . 06BCCBRUUIBEmA47. 1mA0294. 050BCIIV06. 3V47. 126 CCCCCERIUU+UCCRBRCT+UBEUCEICIBEECCCCCERIRIUU EBBECCB) 1(RRUUI BC IIEEBEBBCCRIURIU EBBEBB) 1 (RIURI 由由KVL可得：可得：由由KVL可得：可得：IE+UCCRBRCT+UBEUCEI

16、CIB常常數(shù)數(shù) B)(CECIUfIUCE = UCC ICRC +UCCRBRCT+UBEUCEICIBBBECCBRUUI CtanR1 ICQUCEQCCCRUUCC常常數(shù)數(shù) B)(CECIUfIUCE /VIC/mA直流負載線直流負載線Q由由IB確定的那確定的那條輸出特性與條輸出特性與直流負載線的直流負載線的交點就是交點就是Q點點O( (二二) )靜態(tài)工作點的影響靜態(tài)工作點的影響下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回上一節(jié)上一節(jié)1. 當當 IB 太小，太小，Q 點很低，引起后半周截止失真。點很低，引起后半周截止失真。( (二二) )靜態(tài)工作點的影響靜態(tài)工作點的影響下一節(jié)下一節(jié)上

17、一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回上一節(jié)上一節(jié)1. 當當 IB 太小，太小，Q 點很低，引起后半周截止失真。點很低，引起后半周截止失真。( (二二) )靜態(tài)工作點的影響靜態(tài)工作點的影響下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回上一節(jié)上一節(jié)1. 當當 IB 太小，太小，Q 點很低，引起后半周截止失真。點很低，引起后半周截止失真。2. 當當 IB 太大，太大，Q 點很高，引起前半周飽和失真。點很高，引起前半周飽和失真。 ( (二二) )靜態(tài)工作點的影響靜態(tài)工作點的影響下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回上一節(jié)上一節(jié)1. 當當 IB 太小，太小，Q 點很低，引起后半周截止失真。點很低，引

18、起后半周截止失真。2. 當當 IB 太大，太大，Q 點很高，引起前半周飽和失真。點很高，引起前半周飽和失真。 截止失真和飽和失真統(tǒng)稱為非線形失真。截止失真和飽和失真統(tǒng)稱為非線形失真。 ( (二二) )靜態(tài)工作點的影響靜態(tài)工作點的影響下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回上一節(jié)上一節(jié)1. 當當 IB 太小，太小，Q 點很低，引起后半周截止失真。點很低，引起后半周截止失真。2. 當當 IB 太大，太大，Q 點很高，引起前半周飽和失真。點很高，引起前半周飽和失真。 截止失真和飽和失真統(tǒng)稱為非線形失真。截止失真和飽和失真統(tǒng)稱為非線形失真。 放大電路的動態(tài)分析放大電路的動態(tài)分析其分貝值其分貝值:

19、 | Au | (dB) = 20lg | Au | 定義：定義： Uo UiAu = Uo UiAu =Uo Ui 絕對值絕對值: | Au | = Uom Uim=當輸入信號為正弦交流信號時當輸入信號為正弦交流信號時, ：反映放大電路的放大能力：反映放大電路的放大能力 在放大電路中在放大電路中: : 定義：定義： Ui Ii ri = Ui Ii ri =當輸入信號為正弦交流信號時當輸入信號為正弦交流信號時 ri RSri Ui = Us Us RSri Ii = Ui +_UsIiRS放放大大電電路路ri放大電路放大電路信號源信號源輸入電阻輸入電阻 ri 大大 Ui 大大 Uo 大；大；

20、 ri 大大 Ii 小小 可減輕信號源的負擔；可減輕信號源的負擔； ri RSri Ui = Us Us RSri Ii = ri 越大越好，越大越好， ri RS ?？梢姡嚎梢姡?Ui +_UsIiRS放放大大電電路路ri輸入電阻輸入電阻UOC ISC ro = UOC ISC ro =當輸入信號為正弦交流信號時：當輸入信號為正弦交流信號時： 定義：定義： Uo +_UesIoro RL放大電路放大電路負載負載 輸出電阻輸出電阻 UOC = = Ues = = A0Ui 放大電路輸出端開路電壓：放大電路輸出端開路電壓： OCLOLOURrRU當輸出端接有負載時：當輸出端接有負載時：放大器的電

21、壓放大倍數(shù)：放大器的電壓放大倍數(shù)：OLOLiOCLOLiOuARrRUURrRUUA 若若 ro 小，帶載能力強；反之帶載能力差。小，帶載能力強；反之帶載能力差。 RL RLroUoL = UOC RL RLro| Au | = | A0| 可見：可見： ro 越小越好，越小越好，ro RL。 Uo +_UesIoro RL 放大電路輸出端接負載后，輸出電壓和電放大電路輸出端接負載后，輸出電壓和電壓放大倍數(shù)都比空載時有所下降。壓放大倍數(shù)都比空載時有所下降。 把非線性元件晶體管所組成的放大電路等效為一把非線性元件晶體管所組成的放大電路等效為一個線性電路。即把非線性的晶體管線性化，等效為個線性電路

22、。即把非線性的晶體管線性化，等效為一個線性元件。一個線性元件。 晶體管在小信號（微變量）情況下工作。因此，晶體管在小信號（微變量）情況下工作。因此，在靜態(tài)工作點附近小范圍內(nèi)的特性曲線可用直線近在靜態(tài)工作點附近小范圍內(nèi)的特性曲線可用直線近似代替。似代替。 利用放大電路的微變等效電路分析利用放大電路的微變等效電路分析計算計算放大電路放大電路電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)Au、輸入電阻、輸入電阻ri、輸出電阻、輸出電阻ro等。等。)mA()mV(26)(200beCIrCEBBEbeUIUr CEbbeUiu OCEBCUII CEbcUii OibicicBCEib ib晶體三極管晶體三極管微變等效電路

23、微變等效電路ube+ +- -uce+ +- -ube+ +- -uce+ +- -rbeBEC 晶體管的晶體管的B、E之間之間可用可用rbe等效代替。等效代替。 晶體管的晶體管的C、E之間可用一之間可用一受控電流源受控電流源ic= ib等效代替。等效代替。 ce CIcE IbiC uCE uBE iBBEC be BErbe Ib ce CIc Ib晶體管的小信號模型晶體管的小信號模型共射接法共射接法共集接法共集接法共基接法共基接法CE IbIcBIbrbeCE IbIcBIbrbe電路圖電路圖IiIbIcIoRBRC Uo Ui RBRC+ UCC uo ui C1C2+_UsRsRL

24、作法作法: C 短路，短路，UCC 短路。短路。 IbIc IiUo Ui BrbeCRBRCEIo Ib放大電路放大電路交流通路交流通路微變等效電路微變等效電路B ECbebirIU LcoRIU beLrRAu LCL/ RRR io :UUAu 定義定義Lb RI beCrRAu iUiIbIcIoUbISErbeRBRCRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSiii IUr輸入電阻iiIUribeB/rR bRiBIIU iUiIbIcIoUbISErbeRBRCRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSriBRIbeiBiirURUUscocoIUr輸出電阻：iUi

25、IbIcIoUbISErbeRBRCRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RS UOC ISC ro = =Ic RC Ic = = = = RC 9.5 雙極型晶體管基本放大電路雙極型晶體管基本放大電路 +UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiE 在固定偏置放大電路中，在固定偏置放大電路中，當溫度升高時，當溫度升高時，UBE 、 、 ICEO 。 上式表明，當上式表明，當UCC和和 RB一定時，一定時， IC與與 UBE、 以及以及 ICEO 有關(guān)有關(guān)，而這三個參數(shù)隨溫度而變化。，而這三個參數(shù)隨溫度而變化。OECBBECCCEOBCIRUU III溫

26、度升高時，溫度升高時， IC將增加，使將增加，使Q點沿負載線上移。點沿負載線上移。BCEOCIII iCuCEQQ 固定偏置電路的工作點固定偏置電路的工作點Q點是不穩(wěn)定的，為此需要改進偏置電路。當溫度升點是不穩(wěn)定的，為此需要改進偏置電路。當溫度升高使高使 IC 增加時，能夠自動減少增加時，能夠自動減少IB，從而抑制，從而抑制Q點的變點的變化，保持化，保持Q點基本穩(wěn)定。點基本穩(wěn)定。OB2II 若若滿滿足足： 基極電位基本恒定，基極電位基本恒定，不隨溫度變化。不隨溫度變化。2B2BRIV 2B1BCC21RRUII CC2B1B2BBURRRV VBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB

27、+UCCuiuo+ICRSeS+（1）RB2的作用的作用VBEBEBECRUVII BEBUV 若若滿滿足足：EBEBEBEC RVRUVII RB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSeS+從從Q點點穩(wěn)定的角度來看穩(wěn)定的角度來看似乎似乎I2、VB越大越好。越大越好。但但 I2 越大，越大，RB1、RB2必須取得較小，將增加損必須取得較小，將增加損耗，降低輸入電阻。耗，降低輸入電阻。而而VB過高必使過高必使VE也增也增高，在高，在UCC一定時，勢必一定時，勢必使使UCE減小，從而減小放減小，從而減小放大電路輸出電壓的動態(tài)范大電路輸出電壓的動態(tài)范圍。圍。I2= (

28、5 10) IB，VB= (5 10) UBE， RB1、RB2的阻值一般為幾十千歐。的阻值一般為幾十千歐。VEVBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSeS+VEVBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSeS+TUBEIBICVEICVB 固定固定（2）RE的作用的作用CC2B1B2BURRRVB EBEBERUVI 1EBIIEECCCCCERIRIUU VBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSeS+ CBII 對交流：對交流：旁路電容旁路電容 CE 將將R 短路短路， R 不起不

29、起作用作用， Au，ri，ro與固定偏置電路相同與固定偏置電路相同。如果去掉如果去掉CE ，Au，ri，ro ？旁路電容旁路電容RB1RCC1C2RB2CERERL+UCCuiuo+RSeS+RB1RCC1C2RB2CERERL+UCCuiuo+RSeS+2B1BB/ RRR iUiIbIcIoUbISEeIBRIbebirIU LcoRIU beLrRAu LCL/ RRR io :UUAu 定義定義Lb RI rbebeCrRAu iUiIbIcIoUbISErbeRBRCRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RS LcoRIU LCL/RRR io :UUAu 定義定義Lb RI

30、 rbeRBRCRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSiUiIbIcIoUbISEeIREEebebiRIrIU Ebbeb) 1 (RIrI EbeL) 1(RrRAu iiIUribeB/rR bRiBIIU EebebiRIrIU Ebbeb)1 (RIrI Ebeib)1 (RrUI EbeBi)1 (/RrRr rbeRBRCRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSiUiIbIcIoUbISEeIREiUiIbIcIoUbISErbeRBRCRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSririBRIBRIbeiBiirURUUEbeL) 1(RrRAu b

31、eLrRAu EbeB2B1i)1 (R/R/Rrr CoRr beBir/Rr CoRr 在圖示放大電路中，已知在圖示放大電路中，已知UCC=12V, RC= 6k, RE1= 300， RE2= 2.7k， RB1= 60k， RB2= 20k RL= 6k ，晶體管，晶體管=50， UBE=0.6V, 試求試求: :(1) (1) 靜態(tài)工作點靜態(tài)工作點 IB、IC 及及 UCE；(2) (2) 畫出微變等效電路；畫出微變等效電路；(3) (3) 輸入電阻輸入電阻ri、ro及及 Au。RB1RCC1C2RB2CERE1RL+UCCuiuo+RE2V3V12206020CCB2B1B2B U

32、RRRVmA8 . 0mA 36 . 03EBEBERUVIA 15.7 A5010.81EBIIV92. 4V38 . 0678. 012)(1E1EECCCCCERRIRIUURB1RCRB2RE1+UCCRE2+UCEIEIBICVBmA78. 0 507 .15BCIIk6Co Rrk86. 178. 02650200I26 200Cberk 15/2B1BB RRR其中其中1EbeBi) 1 (/RrRrk03.8 1EbeL) 1 (RrRAu69. 8 iUiIbIcIoUbISEeIBRIRB+UCCC1C2RRLui+uo+es+RSEBBECCB)1(RRUUI BIICE

33、CCEECCCE)1 (RIURIUUB+UCCRBR+UCE+UBEIIBICRB+UCCC1C2RRLui+uo+es+RSLEL/ RRR LeoRIU Lb1RI ）（ LebebiRIrIU Lbbeb)1 (RIrI LbbebLb)1()1(RIrIRIAu LbeL)1(1RrR ）（cIrbeRBRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSiUbIoUbISEeIREiIRB+UCCC1C2RRLui+uo+es+RSiBi/rRr LbeBi)1 (/RrRr LbebLEebebbii)1 (/RrIRRIrIIUr LEL/RRR irir cIrbeRBRLEB

34、C+ +- -+ +- -+ +- -RSiUbIoUbISEeIREiIrbeRBRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSiUbIcIoUbISEeIREiIERbbo IIII EoSBbeoSBbeoRUR/RrUR/RrU ESbeo1/11RRRrr 外加外加oIor1) 斷開負載斷開負載RLoU3) 外加電壓外加電壓oI4) 求求2) 令令 或或0i U0S EERISBS/RRR RrRr1/sbeEoorcIrbeRBRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSiUbIoUbISEReIREiIoIERbbo IIII EoSBbeoSBbeoRUR/RrUR/

35、RrU ESbeo1/11RRRrr LbeL) 1 () 1 (RrRAu LbeBi) 1(/RrRr RrRr1/sbeEoRB1RCC1C2RB2CBRERL+UCCuiuo+CC2B1B2BURRRVB EBEBERUVI 1EBIIEECCCCCERIRIUU VBRB1RCC1C2RB2CBRERL+UCCuiuo+ BCII RB1RCC1C2RB2CBRERL+UCCuiuo+ECBRERC+_+_uiuoECBRERC+_+_rbeRLbIbIiUoUiouUUAECBRERC+_+_rbeRLbIbIiUoU oULb RI berRALubebirIUir iIbeEb

36、eiEiibii1)1 (11)1 ()1 (ErRrURUUIIUIUrRii ERI1/beErRberRALuoroICRICRbo IIICoooRIUrCoRCRUI 0 0 bbII所以1/beErRriECBRERC+_+_rbeRLbIbIiUoU兩級之間通過耦合電容兩級之間通過耦合電容 C2 與下級輸入電阻連接與下級輸入電阻連接RB1RC1C1C2RB2CE1RE1+RS+RC2C3CE2RE2RL+UCC+oU1OUiUSEB1R B2R T1T2 由于電容有隔直作用，所以每級放大電路的直流由于電容有隔直作用，所以每級放大電路的直流通路互不相通，通路互不相通，。RB1RC1

37、C1C2RB2CE1RE1+RS+RC2C3CE2RE2RL+UCC+oU1OUiUSEB1R B2R T1T2第一級第一級第二級第二級212ioi1oiouuuAAUUUUUUA 電電壓壓放放大大倍倍數(shù)數(shù)2ir1bI2bI1cI2cIrbeRB2RC1EBC+ +- -+ +- -+ +- -RSiUiI1oU1b1ISErbeRC2RLEBC+ +- -oU2b2IB1R B2R RB12i1C1L/rRR 1be1L1io11rRUUAu be2L222io2rRUUAu 1iirr 2oorr L2CL2/ RRR 將前級的輸出端直接接后級的輸入端。將前級的輸出端直接接后級的輸入端?？?/p>

38、用來放大緩慢變化的信號或直流量變化的信號?？捎脕矸糯缶徛兓男盘柣蛑绷髁孔兓男盘?。+UCCuoRC2T2uiRC1R1T1R2+RE2指輸入信號電壓為零時，輸出電壓發(fā)生指輸入信號電壓為零時，輸出電壓發(fā)生 緩慢地、無規(guī)則地變化的現(xiàn)象。緩慢地、無規(guī)則地變化的現(xiàn)象。uotO晶體管參數(shù)隨溫度變化、電源電壓晶體管參數(shù)隨溫度變化、電源電壓 波動、電路元件參數(shù)的變化。波動、電路元件參數(shù)的變化。1. 前后級靜態(tài)工作點相互影響前后級靜態(tài)工作點相互影響 直接影響對輸入信號測量的準確程度和分辨能力。直接影響對輸入信號測量的準確程度和分辨能力。 嚴重時，可能淹沒有效信號電壓，無法分辨是有效嚴重時，可能淹沒有效信號

39、電壓，無法分辨是有效信號電壓還是漂移電壓。信號電壓還是漂移電壓。 一般用輸出漂移電壓折合到輸入端的等效漂移電一般用輸出漂移電壓折合到輸入端的等效漂移電壓作為衡量零點漂移的指標。壓作為衡量零點漂移的指標。uAuuodId 只有輸入端的等效漂移電壓比輸入信號小許多時，放只有輸入端的等效漂移電壓比輸入信號小許多時，放大后的有用信號才能被很好地區(qū)分出來。大后的有用信號才能被很好地區(qū)分出來。 由于不采用電容，所以直接耦合放大電路具有由于不采用電容，所以直接耦合放大電路具有良好的低頻特性。良好的低頻特性。f|Au |0.707| Auo |OfH| Auo | 抑制零點漂移是制作高質(zhì)量直接耦合放大電路抑制

40、零點漂移是制作高質(zhì)量直接耦合放大電路的一個重要的問題。的一個重要的問題。 適合于集成化的要求，在集成運放的內(nèi)部，級間適合于集成化的要求，在集成運放的內(nèi)部，級間都是直接耦合。都是直接耦合。 電路結(jié)構(gòu)對稱，在理想的情況下，兩管的特性及對電路結(jié)構(gòu)對稱，在理想的情況下，兩管的特性及對應(yīng)電阻元件的參數(shù)值都相等。應(yīng)電阻元件的參數(shù)值都相等。差分放大電路是抑制零點漂移最有效的電路結(jié)構(gòu)。差分放大電路是抑制零點漂移最有效的電路結(jié)構(gòu)。 +UCCuoui1RCRB2T1RB1RCui2RB2RB1+T2兩個輸入、兩個輸入、兩個輸出兩個輸出兩管兩管靜態(tài)工靜態(tài)工作點相同作點相同uo= VC1 VC2 = 0uo= (VC

41、1 + VC1 ) (VC2 + VC2 ) = 0靜態(tài)時，靜態(tài)時，ui1 = ui2 = 0當溫度升高時當溫度升高時ICVC （兩管變化量相等）（兩管變化量相等）+UCCuoui1RCRB2T1RB1RCui2RB2RB1+T2+UCCuoRCRB2T1RB1RCRB2RB1+ui1ui2+T2+共模信號共模信號 需要抑制需要抑制+UCCuoui1RCRB2T1RB1RCui2RB2RB1+T2+差模信號差模信號 是有用信號是有用信號id1ici1uuuid2ici2uuu2uuui2i1ic2uuuui2i1id2id1所以，對比較輸入信號的放大作用可分解為對共模所以，對比較輸入信號的放大

42、作用可分解為對共模信號分量和差模信號分量的處理。信號分量和差模信號分量的處理。例例1: ui1 = 10 mV, ui2 = 6 mV ui2 = 8 mV 2 mV 例例2: ui1 =20 mV, ui2 = 16 mV 可分解成可分解成: : ui1 = 18 mV + 2 mV ui2 = 18 mV 2 mV 可分解成可分解成: : ui1 = 8 mV + 2 mV 這種輸入常作為比較放大來應(yīng)用，在自動控制這種輸入常作為比較放大來應(yīng)用，在自動控制系統(tǒng)中是常見的。系統(tǒng)中是常見的。 差分放大電路的特性：差分放大電路的特性：1、結(jié)構(gòu)特點結(jié)構(gòu)特點：兩半邊電路完全對稱；有兩個輸：兩半邊電路完

43、全對稱；有兩個輸入端和兩個輸出端。入端和兩個輸出端。3、差分放大電路能區(qū)別對待差模信號和共模信、差分放大電路能區(qū)別對待差模信號和共模信號：號：對差模信號放大，對共模信號抑制對差模信號放大，對共模信號抑制。2、差分放大電路能、差分放大電路能抑制零點漂移抑制零點漂移。2i2i1id2id1uuuu差模輸入信號定義為：差模輸入信號定義為：共模輸入信號定義為：共模輸入信號定義為：2uuui2i1ic特點：特點：加入射極電阻加入射極電阻RE ；加入負電源；加入負電源-UEE ，采用，采用正負雙電源供電；設(shè)置調(diào)零電位器正負雙電源供電；設(shè)置調(diào)零電位器RP 。+Uuoui1RCRPT1RBRCui2RERB+

44、TUEE+RE : :限制每個限制每個管子的漂移范管子的漂移范圍圍, ,減小溫度減小溫度漂移，穩(wěn)定靜漂移，穩(wěn)定靜態(tài)工作點。態(tài)工作點。+Uuoui1RCRPT1RBRCui2RERB+TUEE+溫度溫度IC1IC2IE UREUBE1UBE2IB2IB1IC1IC2iE iE 而而R RE E對差模信號不起作用，因此基本不影響差模信對差模信號不起作用，因此基本不影響差模信號的放大效果。號的放大效果。+Uuoui1RCRPT1RBRCui2RERB+TUEE+ 對零點漂移的抑制，也反映了對共模信號的抑制能對零點漂移的抑制，也反映了對共模信號的抑制能力。當差分放大電路輸入共模信號時，由于電阻力。當差

45、分放大電路輸入共模信號時，由于電阻RE的的作用，可以很好的抑制共模信號。故作用，可以很好的抑制共模信號。故RE也稱為也稱為共模抑共模抑制電阻制電阻。iE iE RE愈大，抑制共模信號的作用越明顯。但是當愈大，抑制共模信號的作用越明顯。但是當UCC一定時，過大的一定時，過大的RE會使集電極電流過小，會影響靜態(tài)會使集電極電流過小，會影響靜態(tài)工作點和電壓放大倍數(shù)。因此，接入負電源工作點和電壓放大倍數(shù)。因此，接入負電源UEE：用：用于補償于補償RE上的壓降，以獲得合適的靜態(tài)工作點。上的壓降，以獲得合適的靜態(tài)工作點。+Uuoui1RCRPT1RBRCui2RERB+TUEE+為了使左右平衡，為了使左右平衡，可設(shè)置調(diào)零電位器可設(shè)置調(diào)零電位器R P ，靜態(tài)時可以靜態(tài)時可以將輸出電壓調(diào)為零將輸出電壓調(diào)為零iE iE 1.1.雙端輸入