模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)第7章晶體管及其放大電路

1、第第7章章 晶體管及其放大電路晶體管及其放大電路 本章主要內(nèi)容：7.1 晶體管 7.2 放大電路的直流偏置7.3 共射極放大電路7.4 共集電極和共基極放大電路 7.5組合放大電路 7.6放大電路的頻率響應(yīng)7.1 晶體管本節(jié)主要內(nèi)容：7.1.1 晶體管的結(jié)構(gòu)7.1.2 晶體管的工作原理7.1.3 晶體管的伏安特性7.1.4 晶體管的主要參數(shù)7.1.5 溫度對(duì)晶體管特性和參數(shù)的影響 7.1.1 晶體管的結(jié)構(gòu)晶體管的結(jié)構(gòu) 發(fā)射結(jié) 集電結(jié) 發(fā)射區(qū) N P N 基區(qū) 集電區(qū) c 集電極 e 發(fā)射極 b 基極 b （a）內(nèi)部結(jié)構(gòu) （b）結(jié)構(gòu)示意圖 （c）電路符號(hào) 集電區(qū) 發(fā)射區(qū) 基區(qū) c e 1、NPN

2、型晶體管的結(jié)構(gòu)和電路符號(hào) （c）圖中的箭頭表示發(fā)射結(jié)正向電流的方向。 2、PNP型晶體管的結(jié)構(gòu)和電路符號(hào) 3、常見(jiàn)晶體管的封裝外形如圖所示： 發(fā)射結(jié) 集電結(jié) 發(fā)射區(qū) N P P 基區(qū) 集電區(qū) c 集電極 e 發(fā)射極 b 基極 （a）結(jié)構(gòu)示意圖 （b）電路符號(hào) b c e 7.1.2 晶體管的工作原理 內(nèi)部條件：發(fā)射區(qū)摻雜濃度很高；基區(qū)很薄，摻雜濃度低；集電區(qū)面積很大，摻雜濃度遠(yuǎn)低于發(fā)射區(qū)。通過(guò)制造工藝保證內(nèi)部條件的實(shí)現(xiàn)。外部條件：發(fā)射結(jié)加正向電壓（正向偏置），集電結(jié)加反向電壓（反向偏置）。通過(guò)電路設(shè)計(jì)保證外部條件的實(shí)現(xiàn)。 1.載流子的傳輸過(guò)程 （1）發(fā)射區(qū)向基區(qū)注入載流子 由于發(fā)射結(jié)正向偏置，

3、發(fā)射區(qū)的電子源源不斷地注入基區(qū)，基區(qū)的空穴也要注入發(fā)射區(qū)，二者共同形成發(fā)射極電流IE。 ENEPENEIIII由于基區(qū)摻雜濃度比發(fā)射區(qū)小23個(gè)數(shù)量級(jí)，基區(qū)注入發(fā)射區(qū)的空穴電流可以忽略不計(jì) c e b N P N Rc VCC RbVBB IEN IEP ICN ICBO IBN IE IC IB + _ vCE + _ vBE （2）載流子在基區(qū)中的擴(kuò)散與復(fù)合 電子不斷地向集電結(jié)方向擴(kuò)散，擴(kuò)散過(guò)程中少量電子與空穴復(fù)合，形成基極電流的一部分IBN。 由于基區(qū)寬度很窄，且摻雜濃度很低，從而大大地減小了電子與空穴復(fù)合的機(jī)會(huì)，使注入基區(qū)的95以上的電子都能到達(dá)集電結(jié)，它們將形成集電極電流的一部分ICN

4、。 所以CNBNENIII c e b N P N Rc VCC RbVBB IEN IEP ICN ICBO IBN IE IC IB + _ vCE + _ vBE （3）集電區(qū)收集載流子 集電結(jié)外加反向電壓，基區(qū)中擴(kuò)散到集電結(jié)邊緣的電子，受電場(chǎng)的作用，漂移越過(guò)集電結(jié)形成集電極電流的一部分ICN。 另一方面，集電結(jié)兩邊的少數(shù)載流子漂移形成反向飽和電流，記為ICBO。通常，ICBOICN。CNCBOCNCIIIICBOEPBNBIIII顯然，電子和空穴都參與電流傳導(dǎo)過(guò)程，因此，稱(chēng)為雙極結(jié)型三極管（Bipolar Junction Transistor，BJT），簡(jiǎn)稱(chēng)晶體管。 由基爾霍夫電流定

5、律: CBEIIIc e b N P N Rc VCC RbVBB IEN IEP ICN ICBO IBN IE IC IB + _ vCE + _ vBE 2.電流控制作用 定義ICN與IE之比為晶體管的共基極直流電流放大系數(shù) ，即ECNII得 CBOECIII值越大，發(fā)射極電流對(duì)集電極電流的控制能力越強(qiáng)。 CBEIII因?yàn)閯t CBOCBCBOECIIIIII)(得CBOBCIII111令1為共射極直流電流放大系數(shù) EEECIIII即共基極交流放大系數(shù) 近似等于共基極直流電流放大系數(shù)定義集電極電流變化量IC與基極電流變化量IB之比為共射極交流放大系數(shù)，即 constvBCCEIIBBBCI

6、III即共射極交流放大系數(shù)近似等于共基極直流電流放大系數(shù) 7.1.3 7.1.3 晶體管的伏安特性晶體管的伏安特性 1.輸入特性曲線(xiàn) 輸入特性曲線(xiàn)描述了在集射電壓vCE一定的情況下，基極電流iB與基射電壓vBE之間的函數(shù)關(guān)系,即constvBEBCEvfi)( 小功率硅管的門(mén)坎電壓vth約為0.5V，鍺管約為0.1V。 小功率硅管的導(dǎo)通壓降Von約為0.60.8V，一般取0.7V；小功率鍺管約為0.20.3V，一般取0.2V。 2.輸出特性曲線(xiàn) 輸出特性曲線(xiàn)描述了在基極電流iB一定的情況下，集電極電流iC與集射電壓vCE之間的函數(shù)關(guān)系,即 constiCECBvfi)(在輸出特性曲線(xiàn)上可劃分為

7、三個(gè)工作區(qū)：放大區(qū)、飽和區(qū)和截止區(qū)。(1)放大區(qū)（Active region） 放大區(qū)的特點(diǎn)是： 發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏； iCiB+ICEO，體現(xiàn)了晶體管的放大作用（電流控制作用），曲線(xiàn)的間隔越大，值越大；iC 隨vCE增加很小，呈恒流特性。 (2)飽和區(qū)（Saturation region） 飽和區(qū)內(nèi)的vCE稱(chēng)為飽和壓降，小功率硅管的飽和壓降典型值為0.3V，鍺管為0.1V。 飽和區(qū)的特點(diǎn)：飽和區(qū)的特點(diǎn)：發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均為正偏置；iC不受iB控制，而近似隨vCE線(xiàn)性增長(zhǎng)。由于vCE小、而iC大，故ce（集電極和發(fā)射極）之間等效為開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通，或等效為一個(gè)小電阻，稱(chēng)為導(dǎo)通電阻。 (3)截止區(qū)(

8、Cutoff region) 特點(diǎn)：發(fā)射結(jié)和集電結(jié)都是反向偏置；iC=ICEO0，故ce之間等效為開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)，或等效為一個(gè)大電阻，稱(chēng)為截止電阻。 PNP型晶體管的特性如圖7.1.7所示 7.1.4 晶體管的主要參數(shù)1.電流放大系數(shù)電流放大系數(shù)（Current amplification factor） 2.極間反向電流極間反向電流極間反向電流是由少數(shù)載流子形成的，其大小表征了晶體管的溫度特性。（1）集電結(jié)反向飽和電流ICBO：發(fā)射極開(kāi)路時(shí)，集電極和基極之間的反向飽和電流。 （2）穿透電流ICEO：基極開(kāi)路時(shí)，通過(guò)集電極和發(fā)射極回路的電流，ICEO=(1+)ICBO。 3.極限參數(shù)極限參數(shù)（1）

9、集電極最大允許電流ICM ICM是指當(dāng)下降到正常值的2/3時(shí)所對(duì)應(yīng)的IC值。當(dāng)IC超過(guò)ICM時(shí)，晶體管的放大性能下降，但不一定損壞。（2）反向擊穿電壓（Reverse breakdown voltage）發(fā)射結(jié)反向擊穿電壓V(BR)EBO：集電極開(kāi)路時(shí)，發(fā)射極與基極之間允許施加的最高反向電壓。超過(guò)此值，發(fā)射結(jié)發(fā)生反向擊穿。集電結(jié)反向擊穿電壓V(BR)CBO：發(fā)射極開(kāi)路時(shí)，集電極與基極之間允許施加的最高反向電壓。超過(guò)此值，集電結(jié)發(fā)生反向擊穿。集電極與發(fā)射極之間的反向擊穿電壓V(BR)CEO：在輸出特性曲線(xiàn)中，iB0的曲線(xiàn)開(kāi)始急劇上翹所對(duì)應(yīng)的電壓。（3）集電極最大允許耗散功率PCMPC=iC vC

10、E當(dāng)PCPCM時(shí)，晶體管的實(shí)際結(jié)溫小于允許的結(jié)溫，不會(huì)損壞晶體管。為了可靠工作，通常選擇PCM=（1.5）PC。7.1.5 溫度對(duì)晶體管的特性與參數(shù)的影響溫度對(duì)晶體管的特性與參數(shù)的影響 （1) 溫度對(duì)ICBO的影響ICBO是少數(shù)載流子形成的集電結(jié)反向飽和電流，受溫度影響很大。溫度每升高，ICBO增加一倍。反之，溫度降低時(shí)ICBO減小。因?yàn)?，故穿透電流ICEO隨溫度變化的規(guī)律與ICBO 類(lèi)似。CBOCEOII)1 (當(dāng)溫度升高時(shí)，ICEO的增大體現(xiàn)為整個(gè)輸出特性曲線(xiàn)族向上平移（2) 溫度對(duì)的影響溫度升高時(shí)，晶體管內(nèi)部載流子的擴(kuò)散能力增強(qiáng)，使基區(qū)內(nèi)載流子的復(fù)合概率減小，因而溫度升高時(shí)放大倍數(shù)隨之

11、增大。以 時(shí)測(cè)得的值為基數(shù)，溫度每升高 ，增加約(0.51)%。C25C1（3）溫度對(duì)輸入特性的影響溫度升高時(shí)，對(duì)于同樣的發(fā)射極電流，晶體管所需的|vBE| 減小。 （4） 溫度對(duì)輸出特性的影響（5） 溫度對(duì)反向擊穿電壓的影響溫度升高時(shí)，晶體管的ICBO、ICEO、都將增大，導(dǎo)致晶體管的輸出特性曲線(xiàn)向上移溫度升高，V(BR)CEO和V(BR)CBO都增大7.2 放大電路的直流偏置放大電路的直流偏置將晶體管偏置在放大狀態(tài):發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。 7.2.1 基本偏置電路和靜態(tài)工作點(diǎn)分析方法1基本偏置電路晶體管T的直流電壓和電流在其特性曲線(xiàn)上組成靜態(tài)工作點(diǎn)，分別是（VBE，IB）和（VCE，IC

12、），通常用Q表示。+ Rb Rc T VBE + VCE IB IC +VCC（12V） + Rb Rc T VBE + VCE IB IC -VCC（-12V） （a）NPN 管 (b)PNP 管 2晶體管的分段線(xiàn)性模型在輸入特性曲線(xiàn)中，用垂足為導(dǎo)通電壓（Von）的垂直線(xiàn)段逼近輸入特性的導(dǎo)通區(qū)，用過(guò)原點(diǎn)的水平線(xiàn)段逼近輸入特性的死區(qū)，如圖7.2.2（a）所示。在輸出特性曲線(xiàn)中，用一組水平直線(xiàn)段逼近晶體管的放大區(qū)特性，用垂足為原點(diǎn)的垂直線(xiàn)段逼近晶體管的飽和特性，如圖7.2.7（b）所示。3靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算CcCCCECCbBECCBonBEIRVVIIRVVIVV例7.1 試計(jì)算圖7.2.1電路

13、的靜態(tài)工作點(diǎn)。已知：三極管是硅管，其=50；VCC=12V，Rb=400k，Rc=4k。解：將電路參數(shù)代入（7.2.1），得VmAkVIRVVmAmAIIAmAkVRVVIVVVCcCCCECCbBECCBonBE35. 6)(41. 141241. 10285. 0505 .280285. 04007 . 0127 . 0（7.2.1）4基本偏置電路的缺點(diǎn)基本偏置電路的缺點(diǎn)CBECEOCBOIvIIT)/(穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的基本方法之一是在直流偏穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的基本方法之一是在直流偏置電路中引入直流負(fù)反饋，使集電極直流電置電路中引入直流負(fù)反饋，使集電極直流電流流I IC C和集射直流電壓和集射

14、直流電壓V VCECE隨溫度的變化很小，隨溫度的變化很小，穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)Q Q（V VCECE，I IC C）。 反饋方式主要是電流串聯(lián)負(fù)反饋和電壓并反饋方式主要是電流串聯(lián)負(fù)反饋和電壓并聯(lián)負(fù)反饋。聯(lián)負(fù)反饋。的影響很大。的影響很大。 基本偏置電路的靜態(tài)工作點(diǎn)受環(huán)境溫度基本偏置電路的靜態(tài)工作點(diǎn)受環(huán)境溫度T的影響很大。的影響很大。7.2.2 電流串聯(lián)負(fù)反饋偏置電路 圖中射極電阻Re引入電流串聯(lián)負(fù)反饋，所以簡(jiǎn)稱(chēng)為射極偏置電路?；鶚O電流IB遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于基極偏置電阻上的電流I1時(shí)：CCbbbBVRRRV212當(dāng)溫度升高引起集電極電流增加時(shí)，電流串聯(lián)負(fù)反饋將自動(dòng)進(jìn)行如下反饋過(guò)程： 在電子工程設(shè)計(jì)中

15、，選擇電路參數(shù)，使： 鍺管硅管BBIII)2010()105(1BEBVV)105(Rb1 Rc T VB VC +VCC Re Rb2 I1 I2 IB VE IC onBEVVeBeBEBECRVRVVII/ )(CecCCCEIRRVV)(/CBII 靜態(tài)工作點(diǎn)計(jì)算：靜態(tài)工作點(diǎn)計(jì)算：例7.2 射極偏置電路如圖7.2.4所示。已知：晶體管是硅管，其=50；VCC=12V，Rb1=40k，Rb2=20k，Rc=3k，Re=2k。試計(jì)算電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。解： VVVonBE7 . 0mARVVIIeBEBEC65. 12/ )7 . 04(/ )(VIRRVVCecCCCE75. 365. 1

16、)23(12)(AmAIICB33033. 050/65. 1/CCbbbBVRRRV212Rb1 Rc T VB VC +VCC Re Rb2 I1 I2 IB VE IC 7.2.3 電壓并聯(lián)負(fù)反饋偏置電路電壓并聯(lián)負(fù)反饋偏置電路電阻Rb引入電壓并聯(lián)負(fù)反饋。集電極電阻Rc上的電流IR為: IR=IC+IBIC當(dāng)溫度升高引起集電極電流增加時(shí)，電路將自動(dòng)進(jìn)行如下反饋過(guò)程： Rc T VB VC +VCC Rb IB IC IR 靜態(tài)工作點(diǎn)計(jì)算：靜態(tài)工作點(diǎn)計(jì)算：由電路得 bBEBcCCbBECBBcCCCcCCRcCCCRVIRVRVVIIRVIRVIRVV所以，CcCCCBCcbBECBonBE

17、IRVVIIRRVVIVVRc T VB VC +VCC Rb IB IC IR 7.3 共射極放大電路共射極放大電路7.3.1 信號(hào)的耦合方式信號(hào)的耦合方式信號(hào)的耦合方式主要有直接耦合、電容耦合、變壓器耦合和光電耦合。 1. 直接耦合直接耦合 信號(hào)源直接引入到晶體管的發(fā)射結(jié)回路，即輸入回路。輸出信號(hào)直接從晶體管的集電極對(duì)地引出送負(fù)載電阻RL，形成輸出回路。 優(yōu)點(diǎn)是優(yōu)點(diǎn)是可以放大輸入信號(hào)的直流分量和低頻信號(hào)；電路不包含大電容和大電感，適合集成電路制造工藝。 缺點(diǎn)是缺點(diǎn)是放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)受信號(hào)源內(nèi)阻和負(fù)載的影響，并且隨溫度變化而移動(dòng)，稱(chēng)為溫度漂移。Rb1 Rc T vB vC +VCC Re

18、 iB iC RL vo + vs vi + Rs + Rb2 iS 2. 電容耦合電容耦合 信號(hào)源通過(guò)電容C1引入到晶體管的發(fā)射結(jié)回路；輸出信號(hào)從晶體管的集電極通過(guò)電容C2對(duì)地引出送負(fù)載電阻RL。 輸入信號(hào)為零時(shí)，電容對(duì)直流電流相當(dāng)于開(kāi)路，故信號(hào)源和負(fù)載不影響放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)， 當(dāng)輸入信號(hào)不為零時(shí)，如果信號(hào)頻率足夠大，則大電容C1和C2的阻抗遠(yuǎn)小于其所在回路的阻抗，相當(dāng)于短路。 電容通常是幾十個(gè)微法，保證對(duì)信號(hào)相當(dāng)于短路（簡(jiǎn)稱(chēng)為交流短路）、對(duì)直流電源相當(dāng)于開(kāi)路（簡(jiǎn)稱(chēng)為直流開(kāi)路）。 例如，在音頻（20Hz20kHz）放大器中，若耦合電容取值50F，其阻抗小于160，與電阻比較耦合電容相當(dāng)于

19、交流短路。電容耦合的缺點(diǎn)是不適合集成電路工藝，放大電路不能集成化。 Rb1 Rc T vB +VCC Re iB iC RL vo + vs vi + Rs + Rb2 C2 C1 7.3.2 晶體管的低頻小信號(hào)模型晶體管的低頻小信號(hào)模型晶體管的低頻小信號(hào)模型),(1CEBBEvifv),(2CEBCvifi 式中vBE、iB、vCE和iC都是瞬時(shí)總量，包括直流電源引起的直流量和信號(hào)引起的變化量（交流量）。求全微分，得CEICEBEBVBBEBEdvvvdiivdvBCECEICECBVBCCdvvidiiidiBCE + vBE vCE _ + _ iB iC iB(A) vBE/V 20

20、40 60 80 0.5 1.0 vCE=0V vCE?1V （c）輸出特性曲線(xiàn) （b）輸入特性曲線(xiàn) （a） 共射極連接 0 1 2 3 4 Vth VonVth 0 vCE=0.5V iB=0?A 100 CEv/ V 2 4 6 8 截止區(qū) 放 大 區(qū) 100 80 60 40 20 飽和區(qū) iC /mA ICEO CEICEBEBVBBEBEdvvvdiivdvBCECEICECBVBCCdvvidiiidiBCE在靜態(tài)工作點(diǎn)附近，微分量的系數(shù)是常數(shù)。令,CEVBBEieivh,BICEBErevvh,CEVBCfeiihBICECoevih由于微分量dvBE、diB、dvCE、diC表

21、示小信號(hào)變化量ccebbeiviv、所以， cerebiebevhihvceoebfecvhihi晶體管的低頻晶體管的低頻小信號(hào)模型小信號(hào)模型: : T e b ib c + + + + _ _ _ _ vbe vbe ic vce b c e vce + _ hrevce hie ic hfeib oeh1 ib (b) (a) 2.h參數(shù)的物理意義,CEVBBEieivh,BICEBErevvh,CEVBCfeiihBICECoevihhie是晶體管輸出端交流短路（vCE=VCEvce=0）時(shí)b-e之間的交流輸入電阻，常用rbe來(lái)表示，約為103量級(jí)。hre是晶體管輸入端交流開(kāi)路（iB=I

22、Bib=0）時(shí)的反向電壓傳輸系數(shù)（無(wú)量綱）,也稱(chēng)為電壓反饋系數(shù)。iB(A) vBE/V 20 40 60 80 0.5 1.0 vCE=VCE （a） hie的意義 0 VB100 IB iB(A) vBE/V 20 40 60 80 0.5 1.0 vCE=VCE 0 VB 100 IB 斜率的倒數(shù) CEVBBEieivh BICEBErevvh2 6 8 100 80 60 20 iB=0?A 1 2 3 4 0 iC /mA CEv/ V （c）hfe的意義 （b） hre的意義 VC IB IC CEVBCfeiih 2 6 8 100 80 60 20 iB=0?A 1 2 3 4

23、0 iC /mA CEv/ V （d）hfe的意義 VC IB IC 斜率的倒數(shù) BICECoevih ,CEVBBEieivh,BICEBErevvh,CEVBCfeiihBICECoevihhfe是晶體管輸出端交流短路（vCE=VCEvce=0）時(shí)的正向電流傳輸系數(shù)（無(wú)量綱），等于電流放大系數(shù)，約為102量級(jí)。hoe是晶體管輸入端交流開(kāi)路（iB=IBib=0）時(shí)c-e之間的輸出電導(dǎo)，常用1 / rce表示，hoe很小，在放大電路的簡(jiǎn)化分析中，hoe常常忽略不計(jì)。h參數(shù)第一個(gè)下標(biāo)的含義是：i表示輸入，r表示反向傳輸，f表示正向傳輸，o表示輸出。第二個(gè)下標(biāo)e表示是共發(fā)射極接法。iB(A) vB

24、E/V 20 40 60 80 0.5 1.0 vCE=VCE （a） hie的意義 0 VB100 IB iB(A) vBE/V 20 40 60 80 0.5 1.0 vCE=VCE 0 VB 100 IB 斜率的倒數(shù) CEVBBEieivh BICEBErevvh2 6 8 100 80 60 20 iB=0?A 1 2 3 4 0 iC /mA CEv/ V （c）hfe的意義 （b） hre的意義 VC IB IC CEVBCfeiih 2 6 8 100 80 60 20 iB=0?A 1 2 3 4 0 iC /mA CEv/ V （d）hfe的意義 VC IB IC 斜率的倒數(shù)

25、 BICECoevih 3.小信號(hào)模型的簡(jiǎn)化和參數(shù)的確定電壓受控源hre vce的電壓及輸出電阻1/ hoe很小，常忽略。故晶體管的簡(jiǎn)化小信號(hào)模型如圖7.3.5(b)所示。 圖中，用替換hfe，用rbe替換hie在放大區(qū)內(nèi)，晶體管的電流放大倍數(shù)是常數(shù)，與晶體管的制造有關(guān)。但是，rbe與靜態(tài)工作點(diǎn)有關(guān)，可以根據(jù)晶體管的物理結(jié)構(gòu)模型導(dǎo)出rbe的計(jì)算公式。(b) (a) + + _ _ vbe b c e vce + _ hrevce hie ic hfeib oeh1 ib + + _ _ vbe b c e vce rbe ic ib ib rbe的計(jì)算：的計(jì)算：rbb模擬從基極到發(fā)射結(jié)的基區(qū)體

26、電阻，rbe模擬發(fā)射結(jié)的正向?qū)娮?，re模擬發(fā)射區(qū)的體電阻(遠(yuǎn)小于rbe)，rbc模擬集電結(jié)的反向電阻，rc模擬集電區(qū)的體電阻(遠(yuǎn)小于rbc)。) 1(TBEVvSEeIi發(fā)射結(jié)電流方程：所以 ETVVSTVvBEEebIVeIVdvdirTBEBEBE111)1 (ebbbbbebebbbbeririririv由圖73.6:)1 (ebbbbbeberrivr小功率晶體管rbb200300 ，常取200 。 EETbbbeImVIVrr)(26)1 (200)1 (晶體管的結(jié)構(gòu)模型:b cb e rbb re rbe e Jc Je ib ic ie rbc rc 7.3.3 放大電路的小

27、信號(hào)分析放大電路的小信號(hào)分析應(yīng)用小信號(hào)模型分析晶體管放大電路，步驟如下：（1）令交流信號(hào)源不作用（交流電壓源短路、交流電流源開(kāi)路），得到僅有直流電源作用的直流非線(xiàn)性電路（電容開(kāi)路、電感短路），簡(jiǎn)稱(chēng)直流通路。（2）求解晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)（分段模型法），據(jù)此計(jì)算晶體管的交流輸入電阻rbe。（3）令直流電源不作用（直流電壓源短路、直流電流源開(kāi)路），得到僅有交流信號(hào)源作用的交流電路，簡(jiǎn)稱(chēng)為交流通路。用小信號(hào)模型代替晶體管，得到交流線(xiàn)性等效電路，簡(jiǎn)稱(chēng)為交流等效電路。（4）用線(xiàn)性電路的分析方法（時(shí)域方法或頻域方法等）求解交流線(xiàn)性電路的相關(guān)參數(shù)。前2步作靜態(tài)分析，后2步作動(dòng)態(tài)分析（也稱(chēng)為交流分析）。 以電容

28、耦合共射極放大電路為例闡述分析步驟。 1靜態(tài)分析靜態(tài)分析onBEVVeBeBEBECRVRVVII/ )(CecCCCEIRRVV)(/CBII CCbbbBVRRRV2122.動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析(1)畫(huà)出放大電路的交流等效電路 交流通路：直流電壓源短路直流電壓源短路，因?yàn)槠涠穗妷鹤兓繛榱?，?duì)交流電流相當(dāng)于短路；直流電直流電流源開(kāi)路流源開(kāi)路，因?yàn)槠潆娏髯兓繛榱?，?duì)交流電流相當(dāng)于開(kāi)路。大電容短路，大電感開(kāi)路大電容短路，大電感開(kāi)路。 畫(huà)出小信號(hào)等效電路如下：畫(huà)出小信號(hào)等效電路如下：直流電源對(duì)地短路，電容C1和C2短路，并用簡(jiǎn)化小信號(hào)模型替代晶體管。+ ii RL bi c b + rbe RC

29、Rb1 vi vo ib ic _ _ Rb2 Re e Ri iR Ro ie Rs + vs Rb1 Rc T +VCC Re RL vo + vs vi + Rs + Rb2 C2 C1 vB vC （2） 放大電路的參數(shù)計(jì)算放大電路的參數(shù)計(jì)算 + ii RL bi c b + rbe RC Rb1 vi vo ib ic _ _ Rb2 Re e Ri iR Ro ie Rs + vs 2121bibiiibibibiRvRvRvRvRviiebeiibebebebbebeebebiRrRRiRriRiriRiriv)1 ()1 ()1 (iR( 是晶體管基極對(duì)地的輸入電阻) 2111

30、11bbiiiiRRRivR)1 (/2121ebebbibbiRrRRRRRR輸入電阻輸入電阻Ri的計(jì)算的計(jì)算: （2） 放大電路的參數(shù)計(jì)算放大電路的參數(shù)計(jì)算電壓增益電壓增益Av的計(jì)算的計(jì)算: )/()/(LcLLbLccoRRRRiRRiv電壓增益為 ebeLebebLbiovRrRRriRivvA)1 ()1 (增益表達(dá)中的負(fù)號(hào)表示輸出電壓與輸入電壓相位相反相反。 + ii RL bi c b + rbe RC Rb1 vi vo ib ic _ _ Rb2 Re e Ri iR Ro ie Rs + vs （2） 放大電路的參數(shù)計(jì)算放大電路的參數(shù)計(jì)算輸出電阻輸出電阻Ro的計(jì)算的計(jì)算:

31、令信號(hào)源電壓為零 00)1 ()/(21bbbebbbbsiiriiRRRctctbctctRvRviRvii/所以輸出電阻為ccttvttoRRvvivRs/0+ ii RL bi c b + rbe RC Rb1 vi vo ib ic _ _ Rb2 Re e Ri iR Ro ie Rs + vs + ii bi c b + rbe Rc Rb1 vi vt ib ic _ _ Rb2 Re e Ro ie Rs it （3） 電壓放大模型輸出電壓對(duì)信號(hào)源電壓的增益為 isiebeLisivsiiosovsRRRRrRRRRAvvvvvvA)1 ( Vi Vo + - - + ii i

32、oRS VS RL Ro Ri AVOVi + + - - 例7.3 共射極放大電路如圖7.3.7（a）所示。已知：晶體管是硅管，其=50；VCC=12V，Rb1=40k，Rb2=20k，Rc=3k，Re=2k；C1= C1=10F；vs=sint=sin2000t，Rs=0.5k；RL=12k。試計(jì)算放大電路的增益、輸入電阻和輸出電阻；畫(huà)出vs、vB、vC和vo的波形。解：(1)直流通路 )V(412204020212CCbbbBVRRRVmARVVIIeBEBEC65. 12/ )7 . 04(/ )(VIRVVCcCCC05. 765. 1312VIRVEcE3 . 365. 12（2）

33、計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)和rbe kmAmVImVrEbe1100065. 126)501 (20026)1 (200Rb1 Rc T +VCC Re RL vo + vs vi + Rs + Rb2 C2 C1 vB vC Rb1 Rc T VB VC +VCC Re Rb2 I1 I2 IB VE IC （3）小信號(hào)等效電路）小信號(hào)等效電路 電容的容抗很小，對(duì)交流電流相當(dāng)于短路。 （4）計(jì)算放大電路的增益、輸入電阻和輸出電阻 17. 12)501 (1 )12/3(50)1 (kkkRrRAebeLvkRrRRRebebbi8 .112)501 (1/20/40)1 (/21kRRco312. 18

34、 .115 . 08 .1117. 1isivvsRRRAA + ii RL bi c b + rbe RC Rb1 vi vo ib ic _ _ Rb2 Re e Ri iR Ro ie Rs + vs Rb1 Rc T +VCC Re RL vo + vs vi + Rs + Rb2 C2 C1 vB vC （5）畫(huà)出vs、vB、vC和vo的波形ttvRRRvvssiiibsin96. 0sin5 . 08 .118 .11tvVvttvAvvtvVvcCCivocbBBsin12. 105. 7sin12. 1sin96. 017. 1sin96. 04圖中虛線(xiàn)表示直流分量，vo與vs

35、相位相反。由于電容的隔直作用，vo和vs不包含直流分量。例7.4 共射極放大電路如圖所示。已知：晶體管是硅管，其=50；VCC=12V，Rb1=40k，Rb2=20k，Rc=3k，Re=2k，Rs=0.5k，RL=12k。假設(shè)電容足夠大，試計(jì)算放大電路的增益、輸入電阻和輸出電阻。krRRRbebbi11/20/40/211201)12/3(50beLvrRA8015 . 01120isibeLvsRRRrRAkRRco3路 + ii RL bi c b + rbe Rc Rb1 vi vo ib ic _ _ Rb2 e Ri iR Ro ie Rs + vs 。 Rb1 Rc T +VCC

36、Re RL vo + vs vi + Rs + Rb2 C2 C1 Ce 解：根據(jù)例7.3， krbe17.3.4 放大電路的大信號(hào)分析放大電路的大信號(hào)分析當(dāng)輸入信號(hào)幅度較大時(shí)，晶體管的電流和電壓幅度變化大，不能用靜態(tài)工作點(diǎn)的切線(xiàn)表示它們之間的函數(shù)關(guān)系，故不能用小信號(hào)模型分析輸入大信號(hào)情況下的放大電路，可采用圖解法分析之。 放大電路的大信號(hào)分析主要是確定最大不失真輸出最大不失真輸出幅度和定性分析非線(xiàn)性失真。幅度和定性分析非線(xiàn)性失真。 1.輸出交流負(fù)載線(xiàn) 交流通路：晶體管不能用小信號(hào)模型替換 。交流負(fù)載線(xiàn)方程：)(LCLCCELCCCELcCEceCECERiRIVRIiVRiVvVv2.晶體管

37、的電壓和電流波形晶體管的電壓和電流波形 ibevv由交流通路：tVvimisin設(shè)則 tVVvVvVvimBEiBEbeBEBEsinLCCEJRIVV)(LCLCCELCCCELcCEceCECERiRIVRIiVRiVvVv交流負(fù)載線(xiàn)和晶體管電壓電流波形: 3.最大不失真輸出幅度最大不失真輸出幅度為: ,min,minLCCESCECEJCESCEommRIVVVVVVV最佳靜態(tài)工作點(diǎn)Q（VCE，IC）應(yīng)滿(mǎn)足下式： LCCESCERIVVLCCEJRIVV4.非線(xiàn)性失真(以NPN型管為例)2 6 100 80 60 20 iB=0?A 1 2 4 0 iC /mA CEv/ V IB IC

38、 VCES VJ t 2 iC/mA 0 t 2 VCE4 交流負(fù)載線(xiàn) Q (a) 飽和失真飽和失真：晶體管工作狀態(tài)進(jìn)入飽和區(qū)。2 100 80 60 20 iB=0?A 1 2 4 0 iC /mA CEv/ V IB IC VCES VJ t 2 iC/mA 0 t 2 VCE4 交流負(fù)載線(xiàn) Q 6 (b) 截止失真截止失真：晶體管工作狀態(tài)進(jìn)入截止區(qū)。 大信號(hào)失真：當(dāng)輸出電壓同時(shí)出現(xiàn)截頂和截底 7.3.5 放大電路的組成原則放大電路的組成原則（1）適當(dāng)?shù)闹绷髌秒娐?，將有源元件偏置在放大區(qū)。對(duì)于晶體管，偏置電路應(yīng)保證發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。 （2）適當(dāng)?shù)男盘?hào)耦合電路，保證輸入信號(hào)能作用于有

39、源元件的輸入回路，在負(fù)載上能獲得放大了的交流信號(hào)。（3）適當(dāng)?shù)撵o態(tài)工作點(diǎn)，保證有足夠的最大不失真輸出信號(hào)幅度。 7.4 共集電極和共基極放大電路共集電極和共基極放大電路7.4.1共集電極放大電路1靜態(tài)分析 直流通路：eBBEbBeEBEbBCCRIVRIRIVRIV)1 (VCC靜態(tài)工作點(diǎn): EeCCCEBEebBECCBonBEIRVVIIRRVVIVV)1 ()1 (2動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析 7.4.1共集電極放大電路小信號(hào)等效電路：（1）輸入電阻）輸入電阻Ri)1 (/)1 ()/(iibiiLbeiLeLbiLbbebLeebebiRvRviRrRRRRiRRiriRRiriv所以， )1

40、(/111LbebibibiiiRrRRRRRivR2動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析 （2 2）電壓增益）電壓增益Av和電流增益和電流增益AiLbLeeoRiRRiv)1 ()/(電壓增益為：)1 ()1 ()1 ()1 (LbeLLbbebLbiovRrRRiriRivvA通常， beLrR )1 (故共集電極放大電路的電壓增益約小于1，且輸出電壓與輸入電壓相位相同，跟隨輸入電壓變化。因此，共集電極放大電路又稱(chēng)為射極跟隨器射極跟隨器。 電流增益為 1/LiviiLoioiRRARvRviiA2動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析 （3 3）輸出電阻）輸出電阻R Ro o在放大電路的小信號(hào)等效電路中，令輸入信號(hào)源vs為零，去掉

41、負(fù)載RL，并作用測(cè)試電壓源vt，得到輸出電阻的計(jì)算電路etsbetsbetRbbtRvRrvRrviiiie式中：bssRRR/ 1/, 0beseetsbetsbettRvttorRRRvRrvRrvvivRLs7.4.2 共基極放大電路靜態(tài)分析靜態(tài)分析直流通路 靜態(tài)工作點(diǎn)： CCbbbBVRRRV2121EBII)(ecCCCCERRIVVeBEBECRVVII/ )( 2動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析 7.4.2 共基極放大電路小信號(hào)等效電路： （1）輸入電阻）輸入電阻Ri:beieibReRirvRviiiiiee)1 ()1 (所以， 1/1/1)1 (11)1 (beiiebeebeebeiei

42、iiiirRRRrRrRrvRvvivR（2 2）電壓增益）電壓增益Av 2動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析 bebirivLcLecoRiRRiv)/(式中 ,LcLRRR/beLbebLbbebLciovrRriRiriRivvA共基極放大電路的輸出電壓與輸入電壓相位相同，放大能力與共射極放大電路相當(dāng)。 （3 3）輸出電阻）輸出電阻Ro 2動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析 在小信號(hào)等效電路中，令輸入信號(hào)源vs為零，去掉負(fù)載RL，并作用電壓源vt，得到輸出電阻的計(jì)算電路。00)1)(/()/(bbesbbeeesbbeiiRRiriRRir所以，ccttvttoRRvvivRs/0例7.6 7.4.3 晶體管三種放大電路的

43、比較晶體管三種放大電路的比較1.三種放大電路的判別三種放大電路的判別 看放大電路中輸入信號(hào)加在晶體管的哪個(gè)極，輸出信號(hào)取自晶體管的哪個(gè)極。 共射極放大電路電路中，輸入信號(hào)加在晶體管的基極，輸出信號(hào)取自集電極； 共集電極放大電路中，輸入信號(hào)加在晶體管的基極，輸出信號(hào)取自發(fā)射極； 共基極放大電路中，輸入信號(hào)加在晶體管的發(fā)射極，輸出信號(hào)取自集電極。 因此，未與輸入信號(hào)和輸出信號(hào)相連的電極既是公共電極。 2.共射、共基、共集電路比較(3) 共基極放大電路共基極放大電路只能放大電壓不能放大電流，且具有很低的輸入電阻，這使得晶體管的結(jié)電容影響不明顯，所以其頻率特性是三種接法中最好的（見(jiàn)7.6節(jié)），常用于寬

44、頻帶放大電路。 (1) 共射極放大電路共射極放大電路既能放大電壓又能放大電流， 輸入電阻和輸出電阻在三種組態(tài)中居中，頻帶較窄，常用作低頻電壓放大電路中的單元電路。 (2) 共集電極放大電路共集電極放大電路只能放大電流不能放大電壓，電壓放大倍數(shù)小于且接近于1，具有電壓跟隨的特點(diǎn)，其輸入電阻大，輸出電阻小，常被用于多級(jí)放大電路的輸入級(jí)和輸出級(jí)，或作為隔離用的中間級(jí)。 放大電路三種基本組態(tài)的比較表 7.5組合放大電路組合放大電路7.5.1 共集共集-共基組合放大電路共基組合放大電路靜態(tài)分析靜態(tài)分析CCbbbBVRRRV212232211)(bBBEBECCBRVVVVI1112BCCIII)(221

45、BEBCCCEVVVV2222)(CcBEBCEIRVVV2.動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析7.5.1 共集共集-共基組合放大電路共基組合放大電路交流通路：小信號(hào)等效電路：（1）（2）2111vvioooiovAAvvvvvvA2.動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析7.5.1 共集共集-共基組合放大電路共基組合放大電路由共集電路增益表達(dá)式（7.4.3a）和共基電路增益表達(dá)式（7.4.6），得22112212221121)1 ()1 ()/()1 ()1 ()/()1 ()1 (bebeLcbeLcibeivrrRRrRRRrRA設(shè)1=2=，則21)/(bebeLcvrrRRA電壓增益：電壓增益：2.動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析7.5.1

46、 共集共集-共基組合放大電路共基組合放大電路輸入電阻輸入電阻Ri： 輸入電阻等于第一級(jí)放大電路的輸入電阻 )1 ()1 (/)1 (/2211321131bebebibebiirrRRrRRR設(shè)1=2=，則)/(2131bebebiirrRRR輸出電阻等于第二級(jí)放大電路的輸出電阻，即 cooRRR27.5.2 共集共集-共集組合放大電路共集組合放大電路可以等效為一只晶體管，稱(chēng)為復(fù)合管（也稱(chēng)為達(dá)林頓管） 1四種復(fù)合管四種復(fù)合管 (a) NPN+NPNNPN（第1個(gè)元件） (b) PNP+PNPPNP（第1個(gè)元件） 1四種復(fù)合管四種復(fù)合管 (c) NPN+PNPNPN（第1個(gè)元件） (d) PNP

47、+NPNPNP（第1個(gè)元件） 等效晶體管的類(lèi)型是第1個(gè)元件的類(lèi)型。 （1）復(fù)合管的組成原則第1個(gè)元件的集電極電流或射極電流作第2個(gè)元件的基極電流，真實(shí)電流方向一致。晶體管組成復(fù)合管時(shí)，應(yīng)遵守下述兩條原則：在正確的外加電壓下，每只晶體管均工作在放大區(qū)。（2）復(fù)合管的主要參數(shù)電流放大系數(shù)電流放大系數(shù)(a) NPN+NPNNPN（第1個(gè)元件） 以（a）圖為例：BBBEBBBCCCiiiiiiiiii)1 ()1 (121112111211221121所以 212121121)1 (BCii復(fù)合管的電流放大系數(shù)近似等于每個(gè)管子的電流放大系數(shù)之乘積。 （2）復(fù)合管的主要參數(shù)輸入電阻輸入電阻rbe(a)和

48、(b)是由兩只同類(lèi)型的晶體管構(gòu)成的復(fù)合管，其輸入電阻為 211)1 (bebeberrr(c)和(d)是兩只不同類(lèi)型的晶體管構(gòu)成的復(fù)合管，其輸入電阻為 1beberr 2共集共集放大電路的動(dòng)態(tài)參數(shù)共集共集放大電路的動(dòng)態(tài)參數(shù)T1和T2是NPN管，復(fù)合為一只NPN管，由前述分析，其電流放大系數(shù)為：21 )/)(1 ()/)(1 (LebeLeiovRRrRRvvA)/)(1 (/LebebiRRrRR1/bebseorRRRR復(fù)合管構(gòu)成的共集電極放復(fù)合管構(gòu)成的共集電極放大電路的小信號(hào)等效電路：大電路的小信號(hào)等效電路：7.6放大電路的頻率響應(yīng)放大電路的頻率響應(yīng)載流子通過(guò)發(fā)射射區(qū)、發(fā)射結(jié)、基區(qū)、集電結(jié)

49、和集電區(qū)形成電流時(shí)，出現(xiàn)電荷積累效應(yīng)，這種效應(yīng)可用皮法（10-12F）級(jí)的極間電容模擬。 當(dāng)信號(hào)頻率過(guò)高或過(guò)低時(shí)，必須考慮晶體管極間電容或耦合電容的影響。 當(dāng)頻率低于數(shù)兆赫茲時(shí)，電容效應(yīng)可忽略不計(jì)，晶體管的交流特性可用低頻小信號(hào)模型模擬。 當(dāng)頻率足夠高時(shí)（具體頻率值取決于耦合電容的大?。?，耦合電容（以及旁路電容）對(duì)信號(hào)相當(dāng)于短路。 7.6.1 晶體管的高頻小信號(hào)模型和頻率參數(shù)晶體管的高頻小信號(hào)模型和頻率參數(shù)1晶體管的高頻小信號(hào)模型晶體管的高頻小信號(hào)模型 晶體管工作過(guò)程中發(fā)生的物理現(xiàn)象可用右圖的電路元件模擬。 rbb模擬從基極到發(fā)射結(jié)的基區(qū)體電阻（約為幾十幾百歐姆）；Cbe是發(fā)射結(jié)電容（約為10

50、pF幾百pF）；Cbc是集電結(jié)電容（約為幾個(gè)pF）；rbe模擬發(fā)射結(jié)的正向?qū)娮瑁瑀e模擬發(fā)射區(qū)的體電阻(遠(yuǎn)小于rbe)；rbc模擬集電結(jié)的反向電阻（約為100k100M），rc模擬集電區(qū)的體電阻(遠(yuǎn)小于rbc)。忽略re和rc，得到晶體管的高頻小信號(hào)模型：受控源ebmVg模擬發(fā)射結(jié)電壓對(duì)集電極電流的控制作用， rce反映基區(qū)調(diào)制效應(yīng)（大于100k）。 2 2混合混合形模型的簡(jiǎn)化形模型的簡(jiǎn)化在高頻小信號(hào)模型中，通常情況下，rce遠(yuǎn)大于c-e間所接的負(fù)載電阻，而rbc也遠(yuǎn)大于并聯(lián)電容Cbc的容抗，因而可以將rce、rbc視為開(kāi)路，得到簡(jiǎn)化的混合形模型?；旌匣旌闲文Ｐ托文Ｐ秃?jiǎn)化的混合簡(jiǎn)化的混合形

51、模型形模型混合模型的單向化處理：簡(jiǎn)化的混合簡(jiǎn)化的混合形模型形模型 因C跨接在輸入回路與輸出回路之間，對(duì)求解不便，可用密勒定理進(jìn)行通過(guò)單向化處理。單向化后的混合單向化后的混合模型模型 電容C通過(guò)的電流等于通過(guò)C流出節(jié)點(diǎn)b的電流，電容C通過(guò)的電流等于通過(guò)C流出節(jié)點(diǎn)c的電流。C和C稱(chēng)為密勒電容。簡(jiǎn)化的混合簡(jiǎn)化的混合形模型形模型設(shè)C的容抗為X=1/C，C的容抗為X=1/C。單向化后的混合單向化后的混合模型模型在簡(jiǎn)化的混合形模型中， ebcevebvceebVVAjXVAjXVVI)1 (1在單向化后的混合模型中， 1jXVIebCACCACAXXvvv)1 ()1 (111所以， 單向化后的混合單向化

52、后的混合模型模型CACv)1 ( 顯然，密勒電容C越大，電路的高頻特性越差。考慮C對(duì)放大電路頻率特性的最壞影響，Av于取放大電路中頻增益的絕對(duì)值（最大增益），于是CACv)1 (同理，可以得到 CAACvv 1由上兩式可以看出， CC 且 C 的容抗一般要遠(yuǎn)大于與其并聯(lián)的負(fù)載的阻抗，故的作用可以忽略不計(jì)。C 化簡(jiǎn)化簡(jiǎn)圖中 CCC3混合混合形模型參數(shù)與形模型參數(shù)與h參數(shù)的關(guān)系參數(shù)的關(guān)系低頻時(shí)，忽略C、C 的影響，混合形模型簡(jiǎn)化為: 低頻混合模型 h參數(shù)小信號(hào)模型 簡(jiǎn)化混合模型 等效等效ETbbbeIVrr)1 (0ebbbberrrbebmIVg0bebebIrV所以， ETebIVr)1 (0

53、TEebbebmVIrVIg007.6.2 晶體管的頻率參數(shù)晶體管的頻率參數(shù)簡(jiǎn)化的混合模型 結(jié)電容C和C會(huì)影響晶體管的電流放大系數(shù)。在高頻情況下， 若 bI的幅值不變，則隨著信號(hào)頻率的升高， b-e之間的阻抗將減小，使得電壓 ebV的幅值也減小， 同時(shí)相移也增大，從而引起集電極電流 cI的大小隨 ebV的下降而下降， 并產(chǎn)生與 ebV相同的相移。 此可見(jiàn)，在信號(hào)的高頻段，當(dāng)信號(hào)頻率變化時(shí)， cI與 bI的關(guān)系也隨之變化， 是頻率的函數(shù)。 CEVBCfeiih0bcceVII計(jì)算電流放大系數(shù)計(jì)算電流放大系數(shù)將c-e間交流短路（ )0ceV)(j)/1(ebebbbCCrVIIIICCebebme

54、bmcjVCVgIVgIC所以，)(j)/1 (jebmCCrCgIIbc通常 ,Cgm， )(j1)(j)/1 (ebebmebmCCrrgCCrg)(j1)(j)/1 (ebebmebmCCrrgCCrg考慮到 0ebmrg和 f2，得 )( 21j1)(j1eb0eb0CCrfffCCr的幅頻特性和相頻特性表達(dá)式為 )(1log10log20log2020ffffarctan由 的幅頻特性和相頻特性表達(dá)式： ,)(1log10log20log2020ffffarctan可繪出的幅頻特性和相頻特性曲線(xiàn)： f是的3dB頻率， 共射截止頻率。 簡(jiǎn)稱(chēng)為fT是1對(duì)應(yīng)的頻率，稱(chēng)為共射特征頻率。 )(

55、2)( 2eb00CCgCCrffmTf利用與的關(guān)系，可以求出晶體管的共基極截止頻率。f是的3dB頻率，簡(jiǎn)稱(chēng)為共基截止頻率。Tffffff00)1 (fffT共基極放大電路的通頻帶比共射放大電路寬，常作為寬頻帶放大電路 ffffffffff)1 (1j1)1 (j11j11j1100000000007.6.3 共射極放大電路的頻率響應(yīng)共射極放大電路的頻率響應(yīng) 在分析放大電路的頻率響應(yīng)時(shí)，一般將信號(hào)的頻率范圍分為高頻、中頻和低頻三個(gè)頻段。 而晶體管的極間電容遠(yuǎn)比耦合電容（或旁路電容）小，約相差106量級(jí)。 中頻段中頻段，極間電容因容抗很大而視為開(kāi)路，耦合電容（或旁路電容）因容抗較小而視為短路；

56、高頻段，高頻段，耦合電容（或旁路電容）同樣視為短路，主要考慮極間電容的影響； 低頻段，低頻段，極間電容因容抗比中頻段更大而視為開(kāi)路，主要考慮耦合電容（或旁路電容）的影響。 共射放大電路和全頻段小信號(hào)等效電路： 共射放大電路： 全頻段小信號(hào)等效電路： 1中頻電壓增益中頻電壓增益 在輸入中頻電壓信在輸入中頻電壓信號(hào)作用下，號(hào)作用下，極間電容因極間電容因容抗很大而視為開(kāi)路容抗很大而視為開(kāi)路，中頻段小信號(hào)等效電路 耦合電容（或旁路耦合電容（或旁路電容）電容）C1、C2和和Ce因因容抗較小而視為短路容抗較小而視為短路。 bebbebbbbbirRRrrRRR/)/(/2121beebebbebirrVr

57、iVLebmoRVgV上式中，LcLRRR/則中頻電壓增益： isibeebLmisibeebebLebmsiiosovsMRRRrrRgRRRrrVRVgVVVVVVA令 0ebmrg，則中頻電壓增益與用h參數(shù)小信號(hào)等效電路的分析結(jié)果一致 。isibeLvsRRRrRA2高頻電壓增益高頻電壓增益 在輸入高頻電壓信號(hào)作用下，耦合電容C1、C2、Ce因容抗小而視為短路；主要考慮晶體管的極間電容的對(duì)放大電路性能的影響。 共射放大電路高頻段小信號(hào)等效電路：共射放大電路高頻段小信號(hào)等效電路： 共射放大電路：共射放大電路： 戴維南等效電路 共射放大電路高頻段小信號(hào)等效電路：共射放大電路高頻段小信號(hào)等效電

58、路： 戴維南等效電路戴維南等效電路 ：SbeSSVrrRRRVrrrRRRVe bisie bbbe bisibebbebbbbbrRRrrRRR/)/(/1111i)/(/sb2b1bbe bRRRrrR由戴維南等效電路圖由戴維南等效電路圖 ：ssebVCRjVCjRCjV1111sbeebisiLmsLmLebmoVrrRRRCRjRgVCRjRgRVgV 11)11(式中，LcLRRR/。 則高頻電壓增： HvsMbeebisiLmsovsHffjACRjrrRRRRgVVA111sbeebisiLmsLmLebmoVrrRRRCRjRgVCRjRgRVgV 11)11(CRfH21由上

59、式可知，為了改善放大電路的高頻特性，應(yīng)該減小b-e之間的等效電容 和輸入回路電阻R。 C3低頻電壓增益低頻電壓增益共射放大電路：共射放大電路： 完全等效電路： 在輸入低頻電壓信號(hào)作用下，極間電容因容抗大而視為開(kāi)路，主要考慮耦合電容和旁路電容C1、C2、Ce對(duì)放大電路性能的影響。 由完全等效圖直接來(lái)求低頻電壓增益表達(dá)式會(huì)比較麻煩，因此，需要作一些合理的近似。 完全等效電路： 完全等效電路的化簡(jiǎn)：完全等效電路的化簡(jiǎn)：假設(shè)由Rb(=Rb1/Rb2)遠(yuǎn)大于放大電路的輸入阻抗，即beebbbebbbbbrrrrrRRR11i)/(/再假設(shè)Ce的值足夠大，以至于在低頻范圍內(nèi)，它的容抗足夠小，遠(yuǎn)小于Re的值

60、，因此可以忽略Re的影響，ebebebesebmebesebebeebmeebbbsebeebebmebebebbbseebebbbssebebebmebmebebcberVCCrRjrgCCrRrVCCjrgCCrrRVCjrrgrVCjrrRCjIICjrrRVVrrgVgrVIII111111)()1 (1)()1 (1)1(1)1(1式中， LcLRRR/22)(/111/1CRRjVRgRCjRRRVgVLcebLmLLccebmo)(11)()()1 (1 (11)()1 (1)()(/111211112CRRjCCrRjrgCCrrrRrRgrCCrRjrgCCrRCRRjRgV