第三章 三極管及放大電路基礎(chǔ)

1、4.1 半導(dǎo)體三極管（半導(dǎo)體三極管（BJT）4.2 共射極放大電路共射極放大電路4.3 圖解分析法圖解分析法4.4 小信號模型分析法小信號模型分析法4.5 放大電路的工作點(diǎn)穩(wěn)定問題放大電路的工作點(diǎn)穩(wěn)定問題4.6 共集電極電路和共基極電路共集電極電路和共基極電路4.7 放大電路的頻率響應(yīng)放大電路的頻率響應(yīng)4.1.1 BJT的結(jié)構(gòu)簡介的結(jié)構(gòu)簡介4.1 半導(dǎo)體三極管（半導(dǎo)體三極管（BJT）4.1.2 BJT的電流分配與放大原理的電流分配與放大原理4.1.3 BJT的特性曲線的特性曲線4.1.4 BJT的主要參數(shù)的主要參數(shù)4.1.1 BJT的結(jié)構(gòu)簡介的結(jié)構(gòu)簡介 半導(dǎo)體三極管的結(jié)構(gòu)示意圖如圖半導(dǎo)體三極管

2、的結(jié)構(gòu)示意圖如圖04.1.01所示。它有所示。它有兩種類型兩種類型:NPN型和型和PNP型。型。兩種類型的三極管兩種類型的三極管發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)(Je) 集電結(jié)集電結(jié)(Jc) 基極基極，用B或b表示（Base） 發(fā)射極發(fā)射極，用E或e表示（Emitter）；集電極集電極，用C或c表示（Collector）。 發(fā)射區(qū)發(fā)射區(qū)集電區(qū)集電區(qū)基區(qū)基區(qū)三極管符號三極管符號 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 發(fā)射區(qū)的摻雜濃度最高；發(fā)射區(qū)的摻雜濃度最高； 集電區(qū)摻雜濃度低于發(fā)射區(qū)，且面積大；集電區(qū)摻雜濃度低于發(fā)射區(qū)，且面積大； 基區(qū)很薄，一般在幾個微米至幾十個微米，且基區(qū)很薄，一般在幾個微米至幾十個微米，且摻雜濃度最低。摻雜

3、濃度最低。管芯結(jié)構(gòu)剖面圖管芯結(jié)構(gòu)剖面圖4.1.2 BJT的電流分配與放大原理的電流分配與放大原理1. 內(nèi)部載流子的傳輸過程內(nèi)部載流子的傳輸過程 三極管的放大作用是在一定的外部條件控制下，通三極管的放大作用是在一定的外部條件控制下，通過載流子傳輸體現(xiàn)出來的。過載流子傳輸體現(xiàn)出來的。 外部條件：外部條件：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。發(fā)射區(qū)：發(fā)射載流子發(fā)射區(qū)：發(fā)射載流子集電區(qū)：收集載流子集電區(qū)：收集載流子基區(qū)：傳送和控制載流子基區(qū)：傳送和控制載流子 （以（以NPN為例）為例） 以上看出，三極管內(nèi)有兩種載流子以上看出，三極管內(nèi)有兩種載流子(自由電子和空穴自由電子和空穴)參與導(dǎo)電，故

4、稱為雙參與導(dǎo)電，故稱為雙極型三極管?；驑O型三極管?；駼JT (Bipolar Junction Transistor)。 IC= InC+ ICBOIE=IB+ IC2. 三極管的三種組態(tài)三極管的三種組態(tài)共集電極接法共集電極接法，集電極作為公共電極，用，集電極作為公共電極，用CC表示表示;共基極接法共基極接法，基極作為公共電極，用基極作為公共電極，用CB表示。表示。共發(fā)射極接法共發(fā)射極接法，發(fā)射極作為公共電極，用，發(fā)射極作為公共電極，用CE表示；表示；BJT的三種組態(tài)的三種組態(tài)3. 電流分配關(guān)系電流分配關(guān)系發(fā)射極注入電流發(fā)射極注入電流傳輸?shù)郊姌O的電流傳輸?shù)郊姌O的電流設(shè)設(shè) EnCII 即即根

5、據(jù)傳輸過程可知根據(jù)傳輸過程可知 IC= InC+ ICBO通常通常 IC ICBOECII 則有則有 為電流放大系數(shù)，為電流放大系數(shù)，它只與管子的結(jié)構(gòu)尺寸和它只與管子的結(jié)構(gòu)尺寸和摻雜濃度有關(guān)，與外加電摻雜濃度有關(guān)，與外加電壓無關(guān)壓無關(guān)。一般。一般 = 0.9 0.99IE=IB+ IC載流子的傳輸過程載流子的傳輸過程 1 又設(shè)又設(shè)根據(jù)根據(jù)BCEOCIII 則則 是另一個電流放大系數(shù)，是另一個電流放大系數(shù)，同樣，它也只與管同樣，它也只與管子的結(jié)構(gòu)尺寸和摻雜濃度有關(guān)，與外加電壓無關(guān)。子的結(jié)構(gòu)尺寸和摻雜濃度有關(guān)，與外加電壓無關(guān)。一般一般 1IE=IB+ IC IC= InC+ ICBOEnCII 且

6、令且令BCCEOCIIII 時，時，當(dāng)當(dāng)ICEO= (1+ ) ICBO（穿透電流）（穿透電流）3. 電流分配關(guān)系電流分配關(guān)系 可見，無論哪種連接方式，可見，無論哪種連接方式，BJT在發(fā)射結(jié)在發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏且電流放大系數(shù)不變時，輸正偏，集電結(jié)反偏且電流放大系數(shù)不變時，輸出電流都正比與輸入電流。如果能控制輸入電出電流都正比與輸入電流。如果能控制輸入電流，就能控制輸出電流，因此流，就能控制輸出電流，因此BJT為電流控制為電流控制器件。由前可知，器件。由前可知，IE受受VBE控制，所以控制，所以IC和和IB也也受受VBE控制，稱之為控制，稱之為BJT的正向受控特性。的正向受控特性。3. 電流

7、分配關(guān)系電流分配關(guān)系RLecb1k 圖圖 03.1.05 共基極放大電路共基極放大電路4. 放大作用放大作用若若 vI = 20mV使使當(dāng)則則電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)4920mVV98. 0IOV vvAVEEVCCVEBIBIEIC+-vI+vEBvO+-+iC+iE+iB iE = -1 mA， iC = iE = -0.98 mA， vO = - iC RL = 0.98 V， = 0.98 時，時， 綜上所述，三極管的放大作用，主要是依綜上所述，三極管的放大作用，主要是依靠它的發(fā)射極電流能夠通過基區(qū)傳輸，然后到靠它的發(fā)射極電流能夠通過基區(qū)傳輸，然后到達(dá)集電極而實(shí)現(xiàn)的。達(dá)集電極而實(shí)現(xiàn)的。

8、實(shí)現(xiàn)這一傳輸過程的兩個條件是：實(shí)現(xiàn)這一傳輸過程的兩個條件是：（1）內(nèi)部條件：內(nèi)部條件：發(fā)射區(qū)雜質(zhì)濃度遠(yuǎn)大于基區(qū)發(fā)射區(qū)雜質(zhì)濃度遠(yuǎn)大于基區(qū)雜質(zhì)濃度，且基區(qū)很薄。雜質(zhì)濃度，且基區(qū)很薄。（2）外部條件：外部條件：發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置。向偏置。4.1.2 BJT的電流分配與放大原理的電流分配與放大原理vCE = 0V+-bce共射極放大電路VBBVCCvBEiCiB+-vCE iB=f(vBE) vCE=const(2) 當(dāng)當(dāng)vCE1V時，時， vCB= vCE - - vBE0，集電結(jié)已進(jìn)入反偏狀態(tài)，開始收，集電結(jié)已進(jìn)入反偏狀態(tài)，開始收 集電子，基區(qū)復(fù)合減少，同樣的集

9、電子，基區(qū)復(fù)合減少，同樣的vBE下下 IB減小，特性曲線右移。減小，特性曲線右移。vCE = 0VvCE 1V(1) 當(dāng)當(dāng)vCE=0V時，相當(dāng)于發(fā)射結(jié)的正向伏安特性曲線。時，相當(dāng)于發(fā)射結(jié)的正向伏安特性曲線。1. 輸入特性曲線輸入特性曲線4.1.3 BJT的特性曲線的特性曲線（以共射極放大電路為例）（以共射極放大電路為例）(3) 輸入特性曲線的三個部分輸入特性曲線的三個部分死區(qū)死區(qū)非線性區(qū)非線性區(qū)線性區(qū)線性區(qū)1. 輸入特性曲線輸入特性曲線4.1.3 BJT的特性曲線的特性曲線飽和區(qū)：飽和區(qū)：iC明顯受明顯受vCE控控制的區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)，制的區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)，一般一般vCE0.7V(硅管硅管)。此時

10、，此時，發(fā)射結(jié)正偏，集發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏或反偏電壓很電結(jié)正偏或反偏電壓很小小。iC=f(vCE) iB=const2. 2. 輸出特性曲線輸出特性曲線輸出特性曲線的三個區(qū)域輸出特性曲線的三個區(qū)域:4.1.3 BJT的特性曲線的特性曲線截止區(qū)：截止區(qū)：iC接近零的接近零的區(qū)域，相當(dāng)區(qū)域，相當(dāng)iB=0的曲的曲線的下方。此時，線的下方。此時， vBE小于死區(qū)電壓小于死區(qū)電壓。放大區(qū)：放大區(qū)：iC平行于平行于vCE軸的軸的區(qū)域，曲線基本平行等距。區(qū)域，曲線基本平行等距。此時，此時，發(fā)射結(jié)正偏，集電發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏結(jié)反偏。 測量三極管三個電極對地電位，試判斷三極管的工作狀態(tài)。 放大截止飽和-

11、-+正偏正偏反偏反偏- -+ +- -正偏正偏反偏反偏+ +- -放大放大VcVbVe放大放大VcVbIB ，CCb2b1b2BVRRRV 此時，此時，不隨溫度變化而變化。不隨溫度變化而變化。VB VBE 且且Re可取可取大些，反饋控制作用更強(qiáng)。大些，反饋控制作用更強(qiáng)。 一般取一般取 I1 =(510)IB ， VB =3V5V 4.5.2 射射極偏置電極偏置電路路2. 放大電路指標(biāo)分析放大電路指標(biāo)分析靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn)CCb2b1b2BVRRRV eBEBECRVVII )(ecCCCeEcCCCCERRIVRIRIVV CBII 4.5.2 射射極偏置電極偏置電路路2. 放大電路指標(biāo)分析

12、放大電路指標(biāo)分析電壓增益電壓增益輸出回路：輸出回路：)/(LcboRRIV 輸入回路：輸入回路：ebbebeebebi)1(RIrIRIrIV 電壓增益：電壓增益：ebeLcebebLcbioV)1()/()1()/(RrRRRrIRRIVVA 畫小信號等效電路畫小信號等效電路確定模型參數(shù)確定模型參數(shù) 已知，求已知，求r rbebe)mA()mV(26)1(200EQbeIr 增益增益 4.5.2 射射極偏置電極偏置電路路2. 放大電路指標(biāo)分析放大電路指標(biāo)分析輸入電阻輸入電阻)1(/ebeb2b1TTiRrRRIVR bRTbIII ebbebeebebT)1(RIrIRIrIV )/(b2b

13、1RTbRRIV 根據(jù)定義根據(jù)定義由電路列出方程由電路列出方程則輸入電阻則輸入電阻放大電路的輸入電阻不包含信號源的內(nèi)阻放大電路的輸入電阻不包含信號源的內(nèi)阻TTiIVR 4.5.2 射射極偏置電極偏置電路路2. 放大電路指標(biāo)分析放大電路指標(biāo)分析輸出電阻輸出電阻輸出電阻輸出電阻oco/ RRR 求輸出電阻的等效電路求輸出電阻的等效電路網(wǎng)絡(luò)內(nèi)獨(dú)立源置零網(wǎng)絡(luò)內(nèi)獨(dú)立源置零負(fù)載開路負(fù)載開路輸出端口加測試電壓輸出端口加測試電壓對回路對回路1和和2列列KVL方程方程r rcece對分析過程影響很大，此處不能忽略對分析過程影響很大，此處不能忽略0)()(ecbsbeb RIIRrI0)()(ebccebcT R

14、IIrIIV 其中其中b2b1ss/RRRR 則則)1(esbeececToRRrRrIVR 當(dāng)當(dāng)coRR 時，時，coRR 一般一般cceoRrR （） 4.5.2 射射極偏置電極偏置電路路3. 固定偏流電路與射極偏置電路的比較固定偏流電路與射極偏置電路的比較 共射極放大電路共射極放大電路靜態(tài)：靜態(tài)：bBECCBRVVI BCII cCCCCERIVV CCb2b1b2BVRRRV eBEBECRVVII )(ecCCCCERRIVV CBII 4.5.2 射射極偏置電極偏置電路路3. 固定偏流電路與射極偏置電路的比較固定偏流電路與射極偏置電路的比較 固定偏流共射極放大電路固定偏流共射極放大

15、電路電壓增益：電壓增益：beLc)/(rRRAV ebeLcV)1()/(RrRRA RbviRcRLiVbIcIOVbI固定偏流共射極放大電路固定偏流共射極放大電路輸入電阻：輸入電阻：bebiii/rRIVR ebeb2b1i)1(/RrRRR 輸出電阻：輸出電阻：Ro = Rc coRR 4.5.2 射射極偏置電極偏置電路路beLcebeLcV)/()1()/(rRRRrRRA beb2b1ebeb2b1i/)1(/rRRRrRRR + +VCC C2 + C1 Ce + Rc Re2 RL vo T Rb1 + Re1 Rb2 + vi 1e1beLcV)1()/(RrRRA e1beb

16、2b1i)1(/RrRRR 4.5.2 射射極偏置電極偏置電路路end4.6 共集電極電路和共基極電路共集電極電路和共基極電路 電路分析電路分析 復(fù)合管復(fù)合管 靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn) 動態(tài)指標(biāo)動態(tài)指標(biāo) 三種組態(tài)的比較三種組態(tài)的比較4.6.1 共集電極電路共集電極電路4.6.2 共基極電路共基極電路4.6.1 共集電極電路共集電極電路1. 電路分析電路分析共集電極電路共集電極電路結(jié)構(gòu)如圖示結(jié)構(gòu)如圖示該電路也稱為該電路也稱為射極輸出器射極輸出器求靜態(tài)工作點(diǎn)求靜態(tài)工作點(diǎn)ebBECCB)1(RRVVI eCCCeECCCERIVRIVV BCII eEBEbBCCRIVRIV BE)1(II 由由得得電

17、壓增益電壓增益輸出回路：輸出回路：輸入回路：輸入回路：LbbebLbbbebi)1( )(RIrIRIIrIV 電壓增益：電壓增益：1)1()1()1()1(LbeLLbeLLbebLbioV RrRRrRRrIRIVVA 畫小信號等效電路畫小信號等效電路確定模型參數(shù)確定模型參數(shù) 已知，求已知，求r rbebe)mA()mV(26)1(200EQbeIr 增益增益 4.6.1 共共集電極電集電極電路路1. 電路分析電路分析其中其中LeL/ RRR LbLbbo)1()(RIRIIV 一般一般beLrR ，則電壓增益接近于，則電壓增益接近于1 1，1V A即即同同相相與與ioVV電壓跟隨器電壓跟

18、隨器輸入電阻輸入電阻)1(/LbebTTiRrRIVR bRTbIII LbbebT)1(RIrIV bRTbRIV 根據(jù)定義根據(jù)定義由電路列出方程由電路列出方程則輸入電阻則輸入電阻TTiIVR LeL/ RRR 當(dāng)當(dāng)beLrR 1 ，時，時，Lbi/RRR 4.6.1 共共集電極電集電極電路路1. 電路分析電路分析輸入電阻大輸入電阻大輸出電阻輸出電阻由電路列出方程由電路列出方程eRbbTIIII )(sbebTRrIV eRTeRIV 其中其中bss/ RRR 則則輸出電阻輸出電阻 1/beseTTorRRIVR當(dāng)當(dāng) 1beserRR，1 時，時， besorRR 輸出電阻小輸出電阻小共集電

19、極電路特點(diǎn)：共集電極電路特點(diǎn)：同同相相與與ioVV 電壓增益小于電壓增益小于1 1但接近于但接近于1 1， 輸入電阻大，對電壓信號源衰減小輸入電阻大，對電壓信號源衰減小 輸出電阻小，帶負(fù)載能力強(qiáng)輸出電阻小，帶負(fù)載能力強(qiáng) 4.6.1 共共集電極電集電極電路路2. 復(fù)合管復(fù)合管作用：提高電流放大系數(shù)，增大電阻作用：提高電流放大系數(shù)，增大電阻r rbebe復(fù)合管也稱為復(fù)合管也稱為達(dá)林頓管達(dá)林頓管4.6.2 共基極電路共基極電路1. 靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn) 直流通路與射極直流通路與射極偏置電路相同偏置電路相同CCb2b1b2BVRRRV eBEBECRVVII )(ecCCCeEcCCCCERRIVRI

20、RIVV CBII 4.6.2 共基極共基極電路電路2. 動態(tài)指標(biāo)動態(tài)指標(biāo)電壓增益電壓增益輸出回路：輸出回路：輸入回路：輸入回路：bebirIV 電壓增益：電壓增益：beLbebLbioVrRrIRIVVA LbLcoRIRIV LcL/ RRR 4.6.2 共基極共基極電路電路2. 動態(tài)指標(biāo)動態(tài)指標(biāo) 輸入電阻輸入電阻 輸出電阻輸出電阻 1)(1bebbebeiebirIrIIVrR 11/bebeeebeiiirrRrRIVRcoRR 3. 三種組態(tài)的比較三種組態(tài)的比較電壓增益：電壓增益：beLc)/(rRR 輸入電阻：輸入電阻：beb/rR輸出電阻：輸出電阻：cR 4.6.2 共基極共基極

21、電路電路)/)(1()/()1(LebeLeRRrRR )/)(1(/LebebRRrR 1)/(/bebserRRRbeLc)/(rRR 1/beerRcR例題例題ioVVVA 1. 放大電路如圖所示。試求放大電路如圖所示。試求。已知已知 =50。mA69. 1B2C2 II 解：解：uA9 .33)1(ebBECCB2 RRVVI 6 .984 )mA()mV(26)1(200Ebe2Ir k61k/4k)4)(1(k/150be2i2 rR5 .217)/(be1i2c1io1V1 rRRVVA 1o1oV2 VVA5 .217V2V1o1oio1ioV AAVVVVVVA 863/k3

22、00be1be1irrR 95 501k9846. 0)k150/k4(/k4 1)/(/ 1)/(/be2b2o1e2bebseo rRRRrRRRR 863 3.4be1r節(jié)節(jié)例例題題中中已已求求得得87.115 3.4V A倍數(shù)倍數(shù)節(jié)例題中求得單級放大節(jié)例題中求得單級放大兩者比較可看出增益明顯提高兩者比較可看出增益明顯提高end4.7.1 單時間常數(shù)單時間常數(shù)RC電路的頻率響應(yīng)電路的頻率響應(yīng)4.7.2 單極放大電路的高頻響應(yīng)單極放大電路的高頻響應(yīng) RC低通電路的頻率響應(yīng)低通電路的頻率響應(yīng) RC高通電路的頻率響應(yīng)高通電路的頻率響應(yīng)4.7 放大電路的頻率響應(yīng)放大電路的頻率響應(yīng)4.7.3 單極

23、放大電路的低頻響應(yīng)單極放大電路的低頻響應(yīng)4.7.4 多級放大電路的頻率響應(yīng)多級放大電路的頻率響應(yīng) 多級放大電路的增益多級放大電路的增益 多級放大電路的頻率響應(yīng)多級放大電路的頻率響應(yīng) 低頻等效電路低頻等效電路 低頻響應(yīng)低頻響應(yīng) 研究放大研究放大電路的動態(tài)指電路的動態(tài)指標(biāo)（主要是增標(biāo)（主要是增益）隨信號頻益）隨信號頻率變化時的響率變化時的響應(yīng)。應(yīng)。4.7.1 單時間常數(shù)單時間常數(shù)RC電路的頻率響應(yīng)電路的頻率響應(yīng)1. RC低通電路的頻率響應(yīng)低通電路的頻率響應(yīng)（電路理論中的穩(wěn)態(tài)分析）（電路理論中的穩(wěn)態(tài)分析）RC電路的電壓增益（傳遞函數(shù)）：電路的電壓增益（傳遞函數(shù)）：則則11111ioH11/1/1)(

24、)()(CsRsCRsCsVsVsAV fs j2j 且令且令11H21CRf 又又)/j(11HioHffVVAV 電壓增益的幅值（模）電壓增益的幅值（模）2HH)/(11ffAV （幅頻響應(yīng)）（幅頻響應(yīng)）電壓增益的相角電壓增益的相角)/(arctgHHff （相頻響應(yīng)）（相頻響應(yīng)）增益頻率函數(shù)增益頻率函數(shù)最大誤差最大誤差 -3dB頻率響應(yīng)曲線描述頻率響應(yīng)曲線描述4.7.1 RCRC電電路的頻率路的頻率響應(yīng)響應(yīng)幅頻響應(yīng)幅頻響應(yīng)2HH)/(11ffAV 時時，當(dāng)當(dāng) Hff 1)/(112HH ffAVdB 01lg20lg20H VA時時，當(dāng)當(dāng) Hff ffffAV/)/(11H2HH )/l

25、g(20lg20HHffAV 0分貝水平線分貝水平線斜率為斜率為 -20dB/十倍頻程十倍頻程 的直線的直線相頻響應(yīng)相頻響應(yīng)時時，當(dāng)當(dāng) Hff 時時，當(dāng)當(dāng) Hff )/(arctgHHff 0H 90H 時時，當(dāng)當(dāng) Hff 45H 時時，當(dāng)當(dāng) 100.1 HHfff 十十倍倍頻頻程程的的直直線線斜斜率率為為/45 1. RC低通電路的頻率響應(yīng)低通電路的頻率響應(yīng) VVAVVAioio 表示輸出與輸入的相位差表示輸出與輸入的相位差高頻時，輸出滯后輸入高頻時，輸出滯后輸入因?yàn)橐驗(yàn)樗运?.7.1 RCRC電電路的頻率路的頻率響應(yīng)響應(yīng)2. RC高通電路的頻率響應(yīng)高通電路的頻率響應(yīng)RC電路的電壓增益：

26、電路的電壓增益：22222ioH/1 /1)()()(CRsssCRRsVsVsAV 幅頻響應(yīng)幅頻響應(yīng)2LL)/(11ffAV 相頻響應(yīng)相頻響應(yīng))/(arctgLHff 輸出超前輸入輸出超前輸入4.7.2 單極放大電路的高頻響應(yīng)單極放大電路的高頻響應(yīng)1. BJT的高頻小信號建模的高頻小信號建模 模型的引出模型的引出 模型簡化模型簡化 模型參數(shù)的獲得模型參數(shù)的獲得 的的頻率響應(yīng)頻率響應(yīng)2. 共射極放大電路的高頻響應(yīng)共射極放大電路的高頻響應(yīng) 型高頻等效電路型高頻等效電路 高頻響應(yīng)高頻響應(yīng)3. 共基極放大電路的高頻響應(yīng)共基極放大電路的高頻響應(yīng) 增益增益-帶寬積帶寬積 高頻等效電路高頻等效電路 高頻響

27、應(yīng)高頻響應(yīng) 幾個上限頻率的比較幾個上限頻率的比較4.7.2 單極放大電路的高頻響應(yīng)單極放大電路的高頻響應(yīng)1. BJT的高頻小信號建模的高頻小信號建模模型的引出模型的引出 rbe-發(fā)射結(jié)電阻發(fā)射結(jié)電阻re歸算到歸算到基極回路的電阻基極回路的電阻 -發(fā)射結(jié)電容發(fā)射結(jié)電容Cbe-集電結(jié)電阻集電結(jié)電阻rbc -集電結(jié)電容集電結(jié)電容 Cbc rbb -基區(qū)的體電阻，基區(qū)的體電阻，b是是假想的基區(qū)內(nèi)的一個點(diǎn)。假想的基區(qū)內(nèi)的一個點(diǎn)?；?dǎo)互導(dǎo)CECEEBCEBCmVVvivig 4.7.2 單極放大電路的高頻響應(yīng)單極放大電路的高頻響應(yīng)1. BJT的高頻小信號建模的高頻小信號建模模型簡化模型簡化混合混合 型高頻

28、小信號模型型高頻小信號模型 cecbrr和和忽忽略略 4.7.2 單級高單級高頻響應(yīng)頻響應(yīng)又因?yàn)橛忠驗(yàn)樗运阅Ｐ蛥?shù)的獲得模型參數(shù)的獲得（與（與H參數(shù)的關(guān)系）參數(shù)的關(guān)系）1. BJT的高頻小信號建模的高頻小信號建模低頻時，混合低頻時，混合 模型與模型與H參數(shù)模型等效參數(shù)模型等效ebbbbe rrrebbeb rIVbebmIVg 所以所以又又 rbe= rb + (1+ ) re ETb)1(IVr ETeb)1(IVr ebbebb rrrTmeb2 fgC 從手冊中查出從手冊中查出 TcbfC和和 TEebmVIrg 4.7.2 單級高單級高頻響應(yīng)頻響應(yīng) 的的頻率響應(yīng)頻率響應(yīng)由由H參數(shù)可

29、知參數(shù)可知1. BJT的高頻小信號建模的高頻小信號建模CEBCfeViih 即即0bcce VII 根據(jù)混合根據(jù)混合 模型得模型得cbebebmc1/j CVVgI )/1/1/(cbebebbeb CjCjrIV 低頻時低頻時ebm0 rg 所以所以)(j1/jcbebebcbmbc CCrCgII 當(dāng)當(dāng)cbm Cg 時，時，ebcbeb0)(j1 rCC 共發(fā)射極截止頻率共發(fā)射極截止頻率 4.7.2 單級高單級高頻響應(yīng)頻響應(yīng) 的的頻率響應(yīng)頻率響應(yīng)1. BJT的高頻小信號建模的高頻小信號建模ebcbeb0)(j1 rCC 的幅頻響應(yīng)的幅頻響應(yīng)令令ebcbeb)(21 rCCf 則則20)/(

30、1 ff f特征頻率特征頻率Tfebmcbebm0T2)(2 CgCCgff fff T共基極截止頻率共基極截止頻率 f 4.7.2 單單級高頻響級高頻響應(yīng)應(yīng)2. 共射極放大電路的高頻響應(yīng)共射極放大電路的高頻響應(yīng) 型高頻等效電路型高頻等效電路等效電路等效電路 4.7.2 單單級高頻響級高頻響應(yīng)應(yīng)2. 共射極放大電路的高頻響應(yīng)共射極放大電路的高頻響應(yīng) 型高頻等效電路型高頻等效電路對節(jié)點(diǎn)對節(jié)點(diǎn) c 列列KCL得得電路簡化電路簡化 Rsbeb rCMRcc+- -+- -V0+- -gmVbeVbeVbeVbeVbesVeb Vbb reb eb Veb C0j )(cbebocoebm CVVRV

31、Vg cb C忽略忽略 的分流得的分流得ebcmo VRgVcboebj )( cb CVVIC 又又因因?yàn)闉榉Q為稱為密勒電容密勒電容MCcbcmebMj )1(1cb CRgIVZC 則則表示表示若用若用個電容個電容之間存在一之間存在一和和相當(dāng)于相當(dāng)于 , , e b MC cbcmM)1( CRgC等效后斷開了輸入輸出之間的聯(lián)系等效后斷開了輸入輸出之間的聯(lián)系 Rsbeb rRcc+- -+- -V0+- -gmVbeVbeVbeVbeVbesVeb Vbb reb eb VC2. 共射極放大電路的高頻響應(yīng)共射極放大電路的高頻響應(yīng) 型高頻等效電路型高頻等效電路電路簡化電路簡化 4.7.2 單

32、單級高頻響級高頻響應(yīng)應(yīng) Rsbeb rCMRcc+- -+- -V0+- -gmVbeVbeVbeVbeVbesVeb Vbb reb eb Veb C eb rRcc+- -+- -V0+- -gmVbeVbeVbeVbeVbesVeb Veb eb VCsR eb rRcc+- -V0+- -gmVbeVbeVbeVbeVbesIeb Veb eb VCsR Rcc+- -V0+- -gmVbeVbeVbeVbeVbesIeb Veb eb VCR Rcc+- -V0+- -gmVbeVbeVbeVbeVbesV eb Veb eb VCR+- -最后最后MebCCC ebbbs/)( r

33、rRRsebbbsebsVrrRrV 2. 共射極放大電路的高頻響應(yīng)共射極放大電路的高頻響應(yīng)高頻響應(yīng)高頻響應(yīng) 4.7.2 單單級高頻響級高頻響應(yīng)應(yīng) Rcc+- -V0+- -gmVbeVbeVbeVbeVbesV eb Veb eb VCR+- -MebCCC ebbbs/)( rrRRsebj11VRCV ebcmo VRgVsebbbsebsVrrRrV 由電路得由電路得)/j(1H0soHffAVVAVV 電壓增益頻響電壓增益頻響又又其中其中ebbbsebcm0 rrRrRgAVRCf 21H 低頻增益低頻增益上限頻率上限頻率2. 共射極放大電路的高頻響應(yīng)共射極放大電路的高頻響應(yīng)增益增益

34、-帶寬積帶寬積 4.7.2 單單級高頻響級高頻響應(yīng)應(yīng)0VAcmRgebbbseb rrRr HfRC 21 ebbbsebcm rrRrRg )1()(2cmcbebbbscmRgCCrRRg 1)1(cbcmeb CRgC 2 /)(ebbbs rrRBJT 一旦確定，一旦確定，帶寬增益積基本為常數(shù)帶寬增益積基本為常數(shù)例題例題 解：解：模型參數(shù)為模型參數(shù)為例例4.7.1 設(shè)共射放大電路在室溫下運(yùn)行，其參數(shù)為：設(shè)共射放大電路在室溫下運(yùn)行，其參數(shù)為：， 1ksR，pF5 . 000MHz41001mA1001kcbT0Cbbs CfIrR 。 k5cR試計算它的低頻電壓增益和上限頻率。試計算它的

35、低頻電壓增益和上限頻率。 ebr mgTEVImV26mA1 S 038. 0 m0g S 038. 0001 k 6 . 2 ebCcbTm2 Cfg pF 8 .14 MCcbcm)1( CRgpF 7 .96 0VAcmRg ebbbseb rrRr51.133 C R)(bbs rReb/ r k 77. 0eb CMC pF 5 .111 Hf低頻電壓增益為低頻電壓增益為又因?yàn)橛忠驗(yàn)樗陨舷揞l率為所以上限頻率為RC 21MHz 85. 1 0lg20VA51.133lg20 dB 5 .42 3. 共基極放大電路的高頻響應(yīng)共基極放大電路的高頻響應(yīng) 4.7.2 單單級高頻響級高頻響應(yīng)應(yīng)

36、高頻等效電路高頻等效電路3. 共基極放大電路的高頻響應(yīng)共基極放大電路的高頻響應(yīng) 4.7.2 單單級高頻響級高頻響應(yīng)應(yīng)sIebm Vg)j/1/( ebebeb CrV 高頻響應(yīng)高頻響應(yīng)列列 e 點(diǎn)的點(diǎn)的KCL0 oIebm Vg而而所以電流增益為所以電流增益為eb0m rg soIImeb00/j1)1/( gC meb0/j1 gC 其中其中 iVVVA0電壓增益為電壓增益為 sscoRIRI0001 meb0/j11gCRRsc 其中其中 ebmH2 Cgf )/j(11H0ffRRsc Tf 特征頻率特征頻率 sRbb rcb C忽略忽略 20lg AV /dB f/Hz fH 20lg =fT scRR0 3. 共基極放大電路的高頻響應(yīng)共基極放大電路的高頻響應(yīng) 4.7.2 單單級高頻響級