教學配套課件：電子技術(shù)-第十四套

1、電子技術(shù)第1章 半導體器件 第一節(jié) PN結(jié) 第二節(jié) 半導體二極管 第三節(jié) 半導體三極管第四節(jié) 場效應晶體管 第五節(jié) 晶體二極管、三極管的識別與簡單測試（12學時，其中講10學時，實驗2學時）第一節(jié) PN結(jié) 半導體器件是20世紀中期發(fā)展起來的，它具有體積小、質(zhì)量輕、使用壽命長、可靠性高、輸入功率小和功率轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)點。一、半導體的基本特性 物體根據(jù)導電能力的強弱可分為三大類。（一）是導體:其導電能力特別強，如：金屬元素、酸、堿、鹽；（二）絕緣體:幾乎不能導電的物質(zhì)，如：玻璃、橡膠、塑料、陶瓷；（三）半導體:導電能力介于導體和絕緣體之間的物質(zhì)，如：四價元素、金屬氧化物、金屬硫化物。半導體的特性：

2、（1）熱敏性（2）光敏性（3）摻雜性本征半導體（純凈的半導體） 物質(zhì)中可以自由運動的帶電粒子在電場力的作用下作定向移動，形成了電流。 自由運動的帶電粒子稱為載流子物質(zhì)導電能力的大小，主要取決于物質(zhì)內(nèi)部載流子的濃度。純凈的半導體稱為本征半導體。有 兩種載流子，一種是電子載流子，另一種是空穴載流子。常用半導體材料是：硅和鍺，它們都是4價元素即：最外層電子為4 個。最外層電子稱為價電子。原子核帶正電，電子帶負電。正負荷之間存在相互吸引。 每個原子與原子之間形成共價鍵，價電子既受原子核的吸引力，同時又受共價鍵對它的束縛力。 常溫下：只有極少數(shù)電子掙脫原子核和共價鍵的束縛而成為自由子。電子載流子。 同時

3、留下一個空位，又稱為空穴空穴運動。 電子和空穴是成對出現(xiàn)。稱為電子空穴對。 所以本征半導體中具有電子載流子和空穴載流子兩種類型。半導體因為熱運動：一方面不斷產(chǎn)生新的自由電子和相應數(shù)量空穴。 另一方面，自由電子在運動中又會與空穴重新結(jié)合而消失稱為復合。 在一定的溫度下，自由電子、空穴的產(chǎn)生和復合達到動態(tài)平衡。使電子、空穴對維持一定的數(shù)目。 總的濃度低，導電能力差。 圖1.1單晶硅的共價鍵結(jié)構(gòu) 2. 雜質(zhì)半導體 在本征半導體中摻入微量的雜質(zhì)元素，就會使半導體的導電性能發(fā)生顯著改變。根據(jù)摻入雜質(zhì)元素的性質(zhì)不同，雜質(zhì)半導體可分為P型半導體和N型半導體兩大類。 （1） P型半導體 P型半導體是在本征半導

4、體硅（或鍺）中摻入微量的3價元素（如硼、銦等）而形成的。因雜質(zhì)原子只有3個價電子，它與周圍硅原子組成共價鍵時，缺少1個電子，因此在晶體中便產(chǎn)生一個空穴。 空穴是多數(shù)載流子簡稱多子，電子是少數(shù)載流子簡稱少子。 2. N型半導體 N型半導體是在本征半導體硅中摻入微量的5價元素（如磷、砷、鎵等）而形成的，雜質(zhì)原子有5個價電子與周圍硅原子結(jié)合成共價鍵時，多出1個價電子。 電子是多子，空穴是少子。 二 PN結(jié) 1. PN結(jié)的形成 在同一塊半導體基片的兩邊分別形成N型和P型半導體，它們的交界面附近會形成一個很薄的空間電荷區(qū)，稱其為PN結(jié)。 PN結(jié)的形成過程如下圖所示。 注意：失去電子帶正，得到電子帶負電。

5、左側(cè)是P型半導體，多數(shù)載流子是空穴；右側(cè)是N型半導體，多數(shù)載流子是電子。由于濃度差，濃度高的地方會向濃度低運動，這種運動稱為擴散運動。在交界面的兩側(cè)自由電子和空穴復合后，分別留下不能移動的正負離子，形成了空間電荷區(qū)，這個空間電荷區(qū)就是PN結(jié)?？臻g電荷區(qū)的出現(xiàn)建立了內(nèi)電場，電場力對繼續(xù)擴散的多數(shù)載流子起阻礙作用，使擴散運動減弱。內(nèi)電場對界面兩側(cè)的少數(shù)載流子產(chǎn)生推動力，使它們運動越過邊界。通常將少數(shù)載流子在電場力作用下的運動稱漂移運動。擴散運動：空間電荷區(qū)展寬；漂移運動：空間電荷區(qū)變窄。 多子的擴散和少子的漂移運動達到動態(tài)平衡，PN結(jié)就形成了。 2. PN結(jié)的單向?qū)щ娦?1）PN結(jié)正向偏置導通 給

6、PN結(jié)加上電壓，使電壓的正極接P區(qū)，負極接N區(qū)（即正向連接或正向偏置），如圖1.3（a）所示。外電場與內(nèi)電場方向相反，抵消內(nèi)電場的作用，使擴散運動加強。同時電源不斷地向P區(qū)拉走電子相當補充空穴，維持濃度差不變，其結(jié)果使電路中形成較大的擴散電流，由P區(qū)流向N區(qū)。這時PN結(jié)對外呈現(xiàn)較小的阻值，處于正向?qū)顟B(tài)。 圖1.3PN結(jié)的單向?qū)щ娦?（a）正向連接; （b）反向連接電子運動方向 2）PN結(jié)反向偏置截止 將PN結(jié)按圖1.3（b）所示方式連接（稱PN結(jié)反向偏置）。由圖可見，外電場方向與內(nèi)電場方向一致，阻止了多數(shù)載流子的擴散運動，PN結(jié)變寬、變厚，擴散運動幾乎難以進行，使漂移運動增強。由于漂移運動

7、是少子運動，因而漂移電流很??；若忽略漂移電流，則可以認為PN結(jié)截止。 綜上所述，PN結(jié)正向偏置時，正向電流很大；PN結(jié)反向偏置時，反向電流很小，這就是PN結(jié)的單向?qū)щ娦浴?P241、金屬導電與半導體導電有什么區(qū)別？ 2、什么是N型半導體，什么是P型半導體? 3、怎樣使用萬用表判斷二極管正、負極與好、壞。第二節(jié) 半導體二極管 一 基本結(jié)構(gòu)和表示符號 在一個PN結(jié)的P區(qū)和N區(qū)各接出一條引線，然后再封裝在管殼內(nèi)，就制成一只晶體二極管。 P區(qū)引出線叫正極（或陽極）N區(qū)引出端叫負極（陰極） 它的符號為： 半導體二極管又稱晶體二極管，簡稱二極管。二極管按其結(jié)構(gòu)的不同可以分為點接觸型和面接觸型兩類。 點接觸

8、型二極管的結(jié)構(gòu)，如圖1.4（a）所示。這類管子的PN結(jié)面積和極間電容均很小，不能承受高的反向電壓和大電流，因而適用于制做高頻檢波和脈沖數(shù)字電路里的開關元件，以及作為小電流的整流管。 面接觸型二極管或稱面結(jié)型二極管，其結(jié)構(gòu)如圖1.4（b）所示。這種二極管的PN結(jié)面積大，可承受較大的電流，其極間電容大，因而適用于整流，而不宜用于高頻電路中。 圖1.4半導體二極管的結(jié)構(gòu)及符號（a）點接觸型結(jié)構(gòu);（b）面接觸型結(jié)構(gòu); 二 伏安特性 根據(jù)制造材料的不同，二極管可分為硅、鍺兩大類。相應的伏安特性也分為兩類。圖1.5（a）所示為硅二極管的伏安特性;圖1.5（b）所示為鍺二極管的伏安特性。現(xiàn)以圖1.5（a）所

9、示硅二極管為例來分析二極管的伏安特性。 圖1.5 二極管的伏安特性 （a）硅二極管2CP6; 圖1.5 二極管的伏安特性 （b）鍺二極管2AP15 DE 1）正向特性 0A段：稱為“死區(qū)”。 段：稱為正向?qū)▍^(qū)。 2）反向特性 0段：稱為反向截止區(qū)。這時二極管呈現(xiàn)很高的電阻，在電路中相當于一個斷開的開關，呈截止狀態(tài)。 段：稱為反向擊穿區(qū)。當反向電壓增加到一定值時，反向電流急劇加大，這種現(xiàn)象稱為反向擊穿。發(fā)生擊穿時所加的電壓稱為反向擊穿電壓，記做B。 普通二極被擊穿后，不能恢復，失去單向?qū)щ娦?，將造成永久性損壞。理想二極管：外加正向電壓時，正向電壓降和正向電阻等于零，相當于開關閉合； 外加反向電

10、壓時，二極管截止，相當于開關斷開。 三 半導體二極管的主要參數(shù) 二極管的參數(shù)是定量描述二極管性能的質(zhì)量指標，只有正確理解這些參數(shù)的意義，才能合理、正確地使用二極管。 1. 最大整流電流IF 最大整流電流是指管子長期運行時，允許通過的最大正向平均電流。因為電流通過結(jié)時要引起管子發(fā)熱。電流太大，發(fā)熱量超過限度，就會使結(jié)燒壞。例如最大整流電流為mA。 2. 最高反向工作電壓URM 是保證二極管不被擊穿所允許施加的最大反向電壓。一般規(guī)定為反向擊穿電壓的一半或三分之二。 3. 最大反向電流IRM 指二極管加上最高反向工作電壓時的反向電流。希望該值越小越好。 二極管的參數(shù)是正確使用二極管的依據(jù)，一般半導體

11、器件手冊中都給出不同型號管子的參數(shù)。在使用時，應特別注意不要超過最大整流電流和最高反向工作電壓，否則管子容易損壞。 四、二極管基本電路及其應用1、整流應用：如下圖2、鉗位應用例1-1在如下圖所示的電路中，已知輸入端A的電位為 UA3V，B的電位UB0V，通過電阻R連接12V電源，求輸出端電位UF。鉗位作用隔離作用解：因為UAUB,所以二極管D1優(yōu)先導通，設二極管為理想元件，則輸出端F的電位為UF3V。當D1導通后，D2上加的是反向電壓，D2因而截止。 在這里，二極管D1起鉗位作用，把F端的電位鉗位在3V；D2起隔離作用，把輸入端B和輸出端F隔離開來。3、限幅應用例1.2 在上圖中，已知輸入電壓

12、，電源電動勢E5V，二極管為理想元件，試畫出輸出電壓的波形。 解：當uiE 時，D導通其等效電路為： 當uiE時，D截止其等效電路為： 4、穩(wěn)壓應用5、開關應用6、 特殊二極管 特殊用途的二極管在電子設備中早已得到廣泛的應用，這里簡單介紹幾種特殊用途的二極管。（1）穩(wěn)壓二極管：是一種特殊的面接觸型硅管，工作在反向擊穿區(qū)。 1）穩(wěn)壓特性 穩(wěn)壓二極管的伏安特性曲線、圖形符號及穩(wěn)壓管電路如圖1.10所示，它的正向特性曲線與普通二極管相似，而反向擊穿特性曲線很陡。在正常情況下穩(wěn)壓管工作在反向擊穿區(qū)，由于曲線很陡，反向電流在很大范圍內(nèi)變化時，端電壓變化很小，因而具有穩(wěn)壓作用。圖中的UB表示反向擊穿電壓，

13、當電流的增量IZ很大時，只引起很小的電壓變化UZ。只要反向電流不超過其最大穩(wěn)定電流，就不會形成破壞性的熱擊穿。因此，在電路中應與穩(wěn)壓管串聯(lián)一個具有適當阻值的限流電阻。 圖1.10 穩(wěn)壓管的伏安特性曲線、圖形符號及穩(wěn)壓管電路（a）伏安特性曲線;（b）圖形符號;（c）穩(wěn)壓管電路 陽極陰極 2）基本參數(shù) （1）穩(wěn)定電壓UZ是指在規(guī)定的測試電流下，穩(wěn)壓管工作在擊穿區(qū)時的穩(wěn)定電壓。 （2）穩(wěn)定電流IZ是指穩(wěn)壓管在穩(wěn)定電壓時的工作電流，其范圍在IZminIZmax之間。 （3）最小穩(wěn)定電流IZmin是指穩(wěn)壓管進入反向擊穿區(qū)時的轉(zhuǎn)折點電流。 （4）最大穩(wěn)定電流IZmax是指穩(wěn)壓管長期工作時允許通過的最大反向

14、電流，其工作電流應小于IZmax。 （5）最大耗散功率PM是指管子工作時允許承受的最大功率，其值為PM=IZmaxUZ。 （6）動態(tài)電阻rZ。它被定義為rZ=UZ/IZ。 2. 光電二極管 光電二極管的結(jié)構(gòu)與普通二極管的結(jié)構(gòu)基本相同，只是在它的結(jié)處，通過管殼上的一個玻璃窗口能接收外部的光照。光電二極管的結(jié)在反向偏置狀態(tài)下運行，其反向電流隨光照強度的增加而上升。圖.（）是光電二極管的圖形符號，圖（b）是它的特性曲線。光電二極管的主要特點是其反向電流與光照度成正比。能將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栞敵觥?光電二極管可用來作為光控元件。當制成大面積的光電二極管時，能將光能直接轉(zhuǎn)換為電能，可作為一種能源，因而稱

15、為光電池。 圖1.11 光電二極管 （）圖形符號; （b）特性曲線 3. 發(fā)光二極管 發(fā)光二極管是一種能把電能轉(zhuǎn)換成光能的特殊器件。這種二極管不僅具有普通二極管的正、反向特性，而且當給管子施加正向偏壓時，管子還會發(fā)出可見光和不可見光（即電致發(fā)光）。目前應用的有紅、黃、綠、藍、紫等顏色的發(fā)光二極管。此外，還有變色發(fā)光二極管，即當通過二極管的電流改變時，發(fā)光顏色也隨之改變。圖1.12（a）所示為發(fā)光二極管的圖形符號。 發(fā)光二極管常用來作為顯示器件，它的另一個重要的用途是將電信號變?yōu)楣庑盘枺ㄟ^光纜傳輸，然后再用光電二極管接收，再現(xiàn)電信號。 圖1.12 發(fā)光二極管（a）圖形符號; （b）光電傳輸系統(tǒng)

16、P24 4、在如圖所示的各個電路中，己知直流電壓 3V，電阻R1K，二極管的正向壓降為0.7V，求。5、二極管電路如圖所示，已知輸入電壓二極管的正向壓降和反向電流均可忽略。試畫出輸出電壓的波形。V，6、兩個穩(wěn)壓管和 正向壓降都是0.5V。如果得到0.5V、3V、6V、9V和14V幾種 穩(wěn)定電壓，這兩個穩(wěn)壓管(還有限流電阻)應該如何連接? 畫出各個電路。，其穩(wěn)定電壓分別為5.5V和8.5V，4、解：（a) D導通 （b) D截止（c) D導通5、（a)3030VVSS解：ui 0時，D導通其等效電路為：u0=0vui5V時，D截止其等效電路為：u0=5V-5-5-5-30-30解：ui 5V時，

17、D導通其等效電路為：uo=5Vui5V時，D截止其等效電路為：ui=uo56、解：(a) uo=0.5VUo=8.5-5.5=3(v)(c) Uo=5.5+0.5=6(v)(d) Uo=8.5+0.5=9(v)(e) Uo=5.5+8.5=14(v)第三節(jié) 半導體三極管 半導體三極管也稱為晶體三極管或三極管。有兩個PN結(jié)，主要作用是電流放大，是電子電路的核心部件。一、 三極管的基本結(jié)構(gòu)、符號和分類 三極管的構(gòu)成是在一塊半導體上用摻入不同雜質(zhì)的方法制成兩個緊挨著的PN結(jié)，并引出三個電極，如圖1.14所示。三極管有三個區(qū)：發(fā)射區(qū)、基區(qū)、集電區(qū)；各區(qū)引出的電極依次為發(fā)射極（極）、基極（極）和集電極（

18、極）。 發(fā)射區(qū)和基區(qū)在交界處形成發(fā)射結(jié)；基區(qū)和集電區(qū)在交界處形成集電結(jié)。根據(jù)半導體各區(qū)的類型不同，三極管可分為NPN型和PNP型兩大類，如圖1.14（a）、（b）所示。種類很多：1）按照半導體材料的不同分有硅管、鍺管； 2）按功率分有小功率、中功率和大功率； 3）按照頻率分有高頻管和低頻管； ）按照結(jié)構(gòu)分有NPN型管和PNP型管。 目前NPN型管多數(shù)為硅管，PNP型管多數(shù)為鍺管。因硅NPN型三極管應用最為廣泛，故本書以硅NPN型三極管為例來分析三極管及其放大電路的工作原理。 圖1.14 三極管的組成與符號 （a）NPN型; （b）PNP型 圖1.14 三極管的組成與符號 （a）NPN型; （b

19、）PNP型 為使三極管具有電流放大作用，在制造過程中必須滿足實現(xiàn)放大的內(nèi)部結(jié)構(gòu)條件，即： （1）發(fā)射區(qū)摻雜濃度遠大于基區(qū)的摻雜濃度，以便于有足夠的載流子供“發(fā)射”。 （2）基區(qū)很薄，摻雜濃度很低，以減少載流子在基區(qū)的復合機會，這是三極管具有放大作用的關鍵所在。 （3）集電區(qū)比發(fā)射區(qū)體積大且摻雜少，以利于收集載流子。 由此可見，三極管并非兩個PN結(jié)的簡單組合，不能用兩個二極管來代替；在放大電路中也不可將發(fā)射極和集電極對調(diào)使用。 二、 三極管的電流放大原理 1. 三極管的工作電壓和基本連接方式 1）工作電壓 三極管要實現(xiàn)放大作用必須滿足的外部條件：發(fā)射結(jié)加正向電壓，集電結(jié)加反向電壓，即發(fā)射結(jié)正偏，

20、集電結(jié)反偏。如圖1.15所示，其中V為三極管，UCC為集電極電源電壓，UBB為基極電源電壓，兩類管子外部電路所接電源極性正好相反，Rb為基極電阻，Rc為集電極電阻。若以發(fā)射極電壓為參考電壓，則三極管發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏這個外部條件也可用電壓關系來表示：對于NPN型：UCUBUE；對于PNP型：UEUBUC。 圖1.15三極管電源的接法 （a）NPN型; （b）PNP型 2）基本連接方式 三極管有三個電極，而在連成電路時必須由兩個電極接輸入回路，兩個電極接輸出回路，這樣勢必有一個電極作為輸入和輸出回路的公共端。根據(jù)公共端的不同，有三種基本連接方式。 （1）共發(fā)射極接法（簡稱共射接法）。共射接法

21、是以基極為輸入端的一端，集電極為輸出端的一端，發(fā)射極為公共端，如圖1.16（a）所示。 （2）共基極接法（簡稱共基接法）。共基接法是以發(fā)射極為輸入端的一端，集電極為輸出端的一端，基極為公共端，如圖1.16（b）所示。 （3）共集電極接法（簡稱共集接法）。共集接法是以基極為輸入端的一端，發(fā)射極為輸出端的一端，集電極為公共端，如圖1.16（c）所示。 圖中“”表示公共端，又稱接地端。無論采用哪種接法，都必須滿足發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。 圖1.16三極管電路的三種組態(tài)（a）共發(fā)射極接法;（b）共基極接法;（c）共集電極接法 2. 電流放大三極管電流測量數(shù)據(jù)由實驗測量可得出如下結(jié)論：IE=IC+IBI

22、EICIB(3) 小結(jié) 一 、半導體三極管的結(jié)構(gòu)與符號NN P發(fā)射極E基極B集電極C發(fā)射結(jié)集電結(jié) 基區(qū) 發(fā)射區(qū) 集電區(qū)NPN型 E C B PP NEBCE C B PNP型 分類：按材料分：硅管、鍺管按結(jié)構(gòu)分：NPN、PNP按使用頻率分高頻管低頻管按功率分小功率管 1 W二、 電流放大原理1. 三極管放大的條件內(nèi)部 條件發(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 條件發(fā)射結(jié)正偏集電結(jié)反偏2. 滿足放大條件的三種電路uiuoCEBE C B uiuoE C B uiuo共發(fā)射極共集電極共基極實現(xiàn)電路uiuoRBRC 三、 半導體三極管的特性曲線及主要參數(shù) 1. 三極管的特性曲線 三極管

23、的特性曲線是指各極電壓與電流之間的關系曲線，它是三極管內(nèi)部載流子運動的外部表現(xiàn)。從使用角度來看，外部特性顯得更為重要。因為三極管的共射接法應用最廣，故以NPN管共射接法為例來分析三極管的特性曲線。 由于三極管有三個電極，它的伏安特性曲線比二極管更復雜一些，工程上常用到的是它的輸入特性和輸出特性。 1）輸入特性曲線 當UCE不變時，輸入回路中的電流IB與電壓UBE之間的關系曲線被稱為輸入特性，即(12)輸入特性曲線如圖1.18所示。 圖1.18 輸入特性 當UCE=0時，三極管的輸入回路相當于兩個PN結(jié)并聯(lián)，如圖1.19所示。三極管的輸入特性是兩個正向二極管的伏安特性。 當UCEUBE時，b、e

24、兩極之間加上正向電壓。集電結(jié)反偏，發(fā)射區(qū)注入基區(qū)的電子絕大部分漂移到集電極，只有一小部分與基區(qū)的空穴復合形成基極電流IB。與UCE=0時相比，在相同UBE條件下，IB要小得多，輸入特性曲線向右移動；若UCE繼續(xù)增大，曲線繼續(xù)右移。圖1.19 UCE=0時，三極管測試電路和等效電路 （a）測試電路;（b）等效電路 當UCE1V時，在一定的UBE條件之下，集電結(jié)的反向偏壓足以將注入到基區(qū)的電子全部拉到集電極，此時UCE再繼續(xù)增大，IB也變化不大，因此 UCE1V以后，不同UCE值的各條輸入特性曲線幾乎重疊在一起。所以常用UCE1V的某條輸入特性曲線來代表UCE更高的情況。在實際應用中，三極管的UC

25、E一般大于1V，因而UCE1V時的曲線更具有實際意義。 由三極管的輸入特性曲線可看出：三極管的輸入特性曲線是非線性的，輸入電壓小于某一開啟值時，三極管不導通，基極電流為零，這個開啟電壓又叫閾值電壓。對于硅管，其閾值電壓約為0.5V，鍺管約為0.10.2V。當管子正常工作時，發(fā)射結(jié)壓降變化不大，對于硅管約為0.60.7V，對于鍺管約為0.20.3V。 2）輸出特性曲線 當IB不變時，輸出回路中的電流IC與電壓UCE之間的關系曲線稱為輸出特性曲線，即(13) 固定一個IB值，可得到一條輸出特性曲線，改變IB值，可得到一族輸出特性曲線。 以硅NPN型三極管為例，其輸出特性曲線族如圖1.20所示。在輸

26、出特性曲線上可劃分三個區(qū)：放大區(qū)、截止區(qū)、飽和區(qū)。 圖1.20 NPN管共發(fā)射極輸出特性曲線 （1）放大區(qū)。當UCE1V以后，三極管的集電極電流 IC=IB+ICEO，IC與IB成正比而與UCE關系不大。所以輸出特性曲線幾乎與橫軸平行，當IB一定時，IC的值基本不隨UCE變化，具有恒流特性。IB等量增加時，輸出特性曲線等間隔地平行上移。這個區(qū)域的工作特點是發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置，ICIB。由于工作在這一區(qū)域的三極管具有放大作用，因而把該區(qū)域稱為放大區(qū)。 （2）截止區(qū)。當IB=0時，IC=ICEO，由于穿透電流CEO很小，輸出特性曲線是一條幾乎與橫軸重合的直線。 （3）飽和區(qū)。當UCEU

27、BUE；工作于截止區(qū)時，UEUB;工作于飽和區(qū)時，UB最高。 2. 三極管的主要參數(shù) 三極管的參數(shù)是表征管子性能和安全運用范圍的物理量，是正確使用和合理選擇三極管的依據(jù)。三極管的參數(shù)較多，這里只介紹主要的幾個。 1）電流放大系數(shù) 電流放大系數(shù)的大小反映了三極管放大能力的強弱。 （1）共發(fā)射極交流電流放大系數(shù)。指集電極電流變化量與基極電流變化量之比，其大小體現(xiàn)了共射接法時，三極管的放大能力。即 （2）共發(fā)射極直流電流放大系數(shù) 。 為三極管 集電極電流與基極電流之比，即 因 與的值幾乎相等，故在應用中不再區(qū)分，均用表示。 2）極間反向電流 （1）集電極基極間的反向電流ICBO。ICBO是指發(fā)射極開

28、路時，集電極基極間的反向電流，也稱集電結(jié)反向飽和電流。溫度升高時，ICBO急劇增大，溫度每升高10，ICBO增大一倍。選管時應選ICBO小且ICBO受溫度影響小的三極管。 （2）集電極發(fā)射極間的反向電流ICEO。ICEO是指基極開路時，集電極發(fā)射極間的反向電流，也稱集電結(jié)穿透電流。它反映了三極管的穩(wěn)定性，其值越小，受溫度影響也越小，三極管的工作就越穩(wěn)定。 3）極限參數(shù) 三極管的極限參數(shù)是指在使用時不得超過的極限值，以此保證三極管的安全工作。 （1）集電極最大允許電流ICM。集電極電流IC過大時，將明顯下降，ICM為下降到規(guī)定允許值（一般為額定值的1/22/3）時的集電極電流。使用中若ICICM

29、，三極管不一定會損壞，但明顯下降。 （2）集電極最大允許功率損耗PCM。管子工作時，UCE的大部分降在集電結(jié)上，因此集電極功率損耗PC=UCEIC，近似為集電結(jié)功耗，它將使集電結(jié)溫度升高而使三極管發(fā)熱致使管子損壞。工作時的PC必須小于PCM。 （3）反向擊穿電壓U(BR)CEO,U(BR)CBO,U(BR)EBO。U(BR)CEO為基極開路時集電結(jié)不致?lián)舸?，施加在集電極發(fā)射極之間允許的最高反向電壓。U(BR)CBO為發(fā)射極開路時集電結(jié)不致?lián)舸┘釉诩姌O基極之間允許的最高反向電壓。U(BR)EBO為集電極開路時發(fā)射結(jié)不致?lián)舸?，施加在發(fā)射極基極之間允許的最高反向電壓。 它們之間的關系為 U(B

30、R)CEOU(BR)CBOU(BR)EBO。通常U(BR)CEO為幾十伏，U(BR)EBO為數(shù)伏到幾十伏。 根據(jù)三個極限參數(shù)ICM,PCM,U(BR)CEO可以確定三極管的安全工作區(qū)，如圖1.22所示。三極管工作時必須保證工作在安全區(qū)內(nèi)，并留有一定的余量。 圖1.22 三極管的安全工作區(qū)1.4 場效應管 場效應管（簡稱FET）是利用輸入電壓產(chǎn)生的電場效應來控制輸出電流的，所以又稱之為電壓控制型器件。因它具有很高的輸入電阻，能滿足高內(nèi)阻信號源對放大電路的要求，所以是較理想的前置輸入級器件。它還具有熱穩(wěn)定性好、功耗低、噪聲低、制造工藝簡單、便于集成等優(yōu)點，因而得到了廣泛的應用。它與三 極管的主要區(qū)

31、別是：1、場效應管只靠一種極性的載流子（電子或空穴）導電，又稱為單極型晶體管。2、場效應管晶體管的導電途徑為：溝通 。3、場效應管的基本工作原理是通過外加電場對溝通有厚度和形狀進行控制，以改變溝通的電阻，從而電流的大小。 場效應管結(jié)型場效應管絕緣柵型場效應管（簡稱MOS管）N溝通耗盡型P溝通耗盡型增強型耗盡型N溝通P溝通N溝通P溝通G 溝道增強型絕緣柵場效應管 1）結(jié)構(gòu)和符號 圖1.23是N溝道增強型MOS管的示意圖。MOS管以一塊摻雜濃度較低的P型硅片做襯底，在襯底上通過擴散工藝形成兩個高摻雜的N型區(qū)，并引出兩個極作為源極S和漏極D；在P型硅表面制作一層很薄的二氧化硅（SiO2）絕緣層，在二

32、氧化硅表面再噴上一層金屬鋁，引出柵極G。這種場效應管柵極、源極、漏極之間都是絕緣的，所以稱之為絕緣柵場效應管。 絕緣柵場效應管的圖形符號如圖1.23（b）、(c)所示，箭頭方向表示溝道類型，箭頭指向管內(nèi)表示為N溝道MOS管(圖(b)，否則為P溝道MOS管(圖(c)。圖1.23 MOS管的結(jié)構(gòu)及其圖形符號 2）工作原理 圖1.24是N溝道增強型MOS管的工作原理示意圖，圖1.24（b）是相應的電路圖。工作時柵源之間加正向電源電壓UGS，漏源之間加正向電源電壓UDS,并且源極與襯底連接,襯底是電路中最低的電位點。 當UGS=0時，漏極與源極之間沒有原始的導電溝道，漏極電流ID=0。這是因為當UGS

33、=0時，漏極和襯底以及源極之間形成了兩個反向串聯(lián)的PN結(jié)，當UDS加正向電壓時，漏極與襯底之間PN結(jié)反向偏置的緣故。 圖1.24 N溝道增強型MOS管工作原理 (a)示意圖； (b)電路圖 當UGS0時，柵極與襯底之間產(chǎn)生了一個垂直于半導體表面、由柵極G指向襯底的電場。這個電場的作用是排斥P型襯底中的空穴而吸引電子到表面層，當UGS增大到一定程度時，絕緣體和P型襯底的交界面附近積累了較多的電子，形成了N型薄層，稱為N型反型層。反型層使漏極與源極之間成為一條由電子構(gòu)成的導電溝道，當加上漏源電壓UGS之后，就會有電流ID流過溝道。通常將剛剛出現(xiàn)漏極電流ID時所對應的柵源電壓稱為開啟電壓，用UGS(

34、th)表示。 當UGSUGS(th)時，UGS增大、電場增強、溝道變寬、溝道電阻減小、ID增大；反之，UGS減小，溝道變窄，溝道電阻增大，ID減小。所以改變UGS的大小，就可以控制溝道電阻的大小，從而達到控制電流ID的大小，隨著UGS的增強，導電性能也跟著增強，故稱之為增強型。 必須強調(diào)，這種管子當UGSUGS(th)時，反型層（導電溝道）消失，ID=0。只有當UGSUGS(th)時，才能形成導電溝道，并有電流ID。 3）特性曲線 （1）轉(zhuǎn)移特性曲線為 由圖1.25所示的轉(zhuǎn)移特性曲線可見，當UGSUGS(th)時，導電溝道沒有形成，ID=0。當UGSUGS(th)時，開始形成導電溝道，并隨著U

35、GS的增大，導電溝道變寬，溝道電阻變小，電流ID增大。 （2）輸出特性曲線為 圖1.25 轉(zhuǎn)移特性曲線 圖1.26為輸出特性曲線，與結(jié)型場效應管類似，也分為可變電阻區(qū)、恒流區(qū)（放大區(qū)）、夾斷區(qū)和擊穿區(qū)，其含義與結(jié)型場效應管輸出特性曲線的幾個區(qū)相同。 圖1.26 輸出特性曲線 可變電阻區(qū)恒流區(qū)夾斷區(qū)和擊穿區(qū) 注意事項 (1)在使用場效應管時，要注意漏源電壓UDS、漏源電流ID、柵源電壓UGS及耗散功率等值不能超過最大允許值。 (2)場效應管從結(jié)構(gòu)上看漏源兩極是對稱的，可以互相調(diào)用，但有些產(chǎn)品制作時已將襯底和源極在內(nèi)部連在一起，這時漏源兩極不能對換用。 (3)結(jié)型場效應管的柵源電壓UGS不能加正向

36、電壓，因為它工作在反偏狀態(tài)。通常各極在開路狀態(tài)下保存。 (4)絕緣柵型場效應管的柵源兩極絕不允許懸空，因為柵源兩極如果有感應電荷，就很難泄放，電荷積累會使電壓升高，而使柵極絕緣層擊穿，造成管子損壞。因此要在柵源間絕對保持直流通路，保存時務必用金屬導線將三個電極短接起來。在焊接時，烙鐵外殼必須接電源地端，并在烙鐵斷開電源后再焊接柵極，以避免交流感應將柵極擊穿，并按S、D、G極的順序焊好之后，再去掉各極的金屬短接線。 (5）注意各極電壓的極性不能接錯。第五節(jié)晶體二極管、三極管的識別與簡單測試一、晶體管的識別 略二、晶體管的測試（R X 100或R X 1K檔）1.用萬用表測試晶體二極管 如圖所示

37、若將黑表筆接二極管的正極，紅表筆接二極管的負極，則二極管處于正向偏置，呈現(xiàn)低電阻；反之二極管處于反向偏置，呈現(xiàn)高電阻。2.用萬用表測試晶體三極管（1）先判斷型號和基極b黑筆（+）紅筆（）紅筆（）紅筆（）黑筆（+）黑筆（+）NPN型：黑筆接 b，紅筆接c和e，兩個PN正偏，電阻?。籔NP型：紅筆接b，黑筆接c和e，兩個PN正偏，電阻小。黑筆（+）紅筆（）紅筆（）黑（2）紅（1）（3）兩次測量電阻都很大兩次測量電阻一大一小兩次測量電阻都很小紅（2）黑（1）（3）兩次測量電阻都很小兩次測量電阻一大一?。?）為基極b 型號是PNP（2）不是基極b（2）不是基極b兩次測量電阻都很大兩次測量電阻一大一?。?/p>

38、2）為基極b 型號是NPN（2）不是基極b 紅（2）黑（1）（3）（2）判斷集電極（c）發(fā)射極（e) NPN型：黑筆跟著人體走，以偏轉(zhuǎn)大，電阻小為準，黑筆接的為c ，紅筆接的為e ； PNP型：紅筆跟著人體走，以偏轉(zhuǎn)大，電阻小為準，紅筆接的為e ，黑筆接的為c 。P247、三極管主要功能是什么?放大的實質(zhì)是什么?放大的能力用什么來衡量? 8、在電路中測出各三接管的三個電極對地電位如圖所示，試判斷各三極管處于何種工作狀態(tài)。4.2V7、答三極管的主要功能是電流放大作用； 放大的實質(zhì)是用一個小電流去控制一個大電流； 放大能力用放大倍數(shù)來衡量。8、解 （a) 截止狀態(tài) （b) 飽和狀態(tài)（c) 放大狀態(tài)

39、 （d) 截止狀態(tài) (e) 放大狀態(tài) (f) 飽和狀態(tài)第二章 基本放大電路第一節(jié) 基本放大電路的組成和電壓放大原理第二節(jié) 放大電路分析第三節(jié) 放大器靜態(tài)工作點的穩(wěn)定 第四節(jié) 共集電極放大電路第五節(jié) 多級放大電路第六節(jié) 差分放大電路第七節(jié) 功率放大電路 (13學時）第一節(jié) 基本放大電路的組成和電壓放大原理 一、放大電路的分類放大：從表面看是將小信號的幅度變大，但放大的本質(zhì)是實現(xiàn)能量的控制。分類:、按被放大信號的幅度可分為小信號和大信號放大器；、按用途可分為電流放大器、電壓放大器和功率放大器；、按晶體管的工作狀態(tài)可分為甲類放大器、乙類放大器和甲乙類放大器。 、按晶體管的聯(lián)接方式可分為：共發(fā)射極放大

40、器、共集電極放大器和共基極放大器。、按被放大信號的頻率可分為：直流放大器、低頻放大器、中頻放大器和高頻放大器。 二、基本放大電路的組成和電壓放大原理 （以共發(fā)射極基本放大電路 為例）.共發(fā)射極基本 放大電路的組成 圖2.1 基本放大電路 下面分析基本放大電路中各元件的作用。 (1）三極管：核心元件，具有電流放大作用，使IC=IB。(2）基極偏置電阻R：它和電源UBB一起給基極提供一個合適的基極直流IB；使發(fā)射結(jié)正向偏置。通常的取值為幾十千歐到幾百千歐。 (3）集電極負載電阻RC :三極管的電流放大轉(zhuǎn)換為電壓放大 ；使集電結(jié)反向偏置。一般的值為幾百歐到幾千歐。 (4）直流電源Vcc：一是通過和使

41、三極管發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏，使三極管工作在放大區(qū)；二是給放大電路提供能源。一般為幾伏到幾十伏。 （5）耦合電容C1、C2起到一個“隔直通交”的作用，避免放大電路的輸入端與信號源之間，輸出端與負載之間直流分量的互相影響。一般和選用電解電容器，取值為幾微法到幾十微法。在使用時，應注意它的極性與加在它兩端的工作電壓極性相一致，正極接高電位，負極接低電位。 （6）電路中符號“”表示電路的參考零電位點，通常稱為“地”。 2.共發(fā)射極基本放大電路的工作原理 （1） 靜態(tài)工作情況分析 無輸入信號（ui =0）時的情況：當放大電路沒有輸入信號時，各處的電壓、電流都是不變的直流量，電路處于靜止狀態(tài)。電流和電壓

42、分別用IBQ、ICQ、UBEQ、UCEQ（或IB、IC、UBE、UCE）表示。這四個數(shù)值可表示為晶體管輸入特性和輸出特性上的一個點，稱為靜態(tài)工作點，用Q表示，如圖2-2所示。靜態(tài)工作點設置的如何對放大電路工作性能有很大影響。 UCEUCCICRc IC=IB 2. 動態(tài)工作情況分析 有輸入交流信號(ui0)時的情況。在上述直流狀態(tài)下，給放大電路加上交流信號ui，如圖2-3所示。這時電路中各處的電壓、電流處于變動狀態(tài)，簡稱動態(tài)。 圖2.3 放大電路的各極間波形 從以上動態(tài)過程的分析可知： 3電路中電壓和電流的書寫規(guī)則(1)直流分量用大寫字母和大寫下標表示，例如：基極靜態(tài)電流IB，集電極靜態(tài)電流I

43、C，集電極發(fā)射極靜態(tài)電壓UCE等。(2)交流分量的瞬時值用小寫字母和小寫下標表示。例如：輸入信號電壓ui，輸入信號電流ii，放大器的輸出電壓uo等。(3)總量是直流分量與交流分量之和，其瞬時值用小寫字母和大寫下標表示。例如：有輸入信號時基極總電流iB，放大器工作時的集電極電流iC和集電極發(fā)射極之間的電壓uCE等。(4)交流分量的向量用大寫字母小寫下標表示，再在字母上面加點“”。如：P58 2、根據(jù)組成放大電路時必須遵循的幾個原則，分析如圖所示各電路能否正常放大交流信號?為什么?若不能，應如何改正?解：（a) 不能正常放大交流信號；因為輸入信號被短路；應改為：（b) 不能正常放大交流信號；因為電

44、容的隔直作用，UCC無法給三極管的發(fā)射結(jié)提供正偏電壓。電容位置放錯了。應改為：（C) 不能正常放大交流信號；因為UCC無法給三極管的發(fā)射結(jié)提供正偏電壓。應改為：（d) 同上（e) 不能正常放大交流信號；UCC應換成正電源，另外電容C1極性接反了，應改為：同上。（f) 不能正常放大交流信號；因為輸出信號被短路了。應改為：同上。第二節(jié) 放大電路分析 一、直流通路和交流通路1.直流通路：所謂直流通路就是放大電路未加輸入信號時，放大電路在直流電源Vcc的作用下，直流分量所流過的路徑。其畫法為： 放大電路中的耦合電容、旁路電容視為開路，放大電路中的電感視為短路。 2.交流通路 交流通路是在信號us作用下

45、，交流電流所流過的路徑。畫交流通路的原則：（1）將放大電路的耦合電容、旁路電容都看作短路（2）直流電源Vcc看作短路，將等電位點連接起來。 二、靜態(tài)分析 放大電路沒有信號輸入時的工作狀態(tài)稱為靜態(tài)。靜態(tài)分析其實就是確定靜態(tài)工作點Q（UBE、IB、IC、UCE） CBEUCE在輸入回路中VCCIBQRB+UBEVCCICQRC+UCEQ輸入回路輸出回路 三、 動態(tài)分析 放大電路有輸入信號的工作狀態(tài)稱為動態(tài)。動態(tài)分析主要是確定放大電路的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻，和輸出電阻。 放大電路有輸入信號時，三極管各極的電流和電壓瞬時值既有直流分量，又有交流分量。直流分量一般就是靜態(tài)值，而所謂放大，只考慮其中的交

46、流分量。在信號很小的時候可以將三極管進行微變等效，下面介紹常用的動態(tài)分析法簡化微變等效電路法。1、三極管簡化微變等效電路 在討論放大電路的簡化微變等效電路之前，需要介紹三極管的簡化微變等效電路。圖2-4是三極管的簡化微變等效電路。 圖.4晶體三極管及微變等效（a）晶體三極管;（b）晶體三極管的微變等效 式中，IE為射極靜態(tài)電流。 圖.6基本放大電路的交流通路及微變等效電路 （a）交流通路;（b）微變等效電路 2、放大電路的簡化微變等效電路圖.6基本放大電路的交流通路及微變等效電路 （a）交流通路;（b）微變等效電路 3、 放大電路交流參數(shù)的估算 靜態(tài)值仍由直流通路確定，而動態(tài)指標可用微變等效電

47、路求得。 （1）電壓放大倍數(shù) 設在圖.6（）中輸入為正弦信號，因為 故 2. 輸入電阻ri ri是指電路的動態(tài)輸入電阻，由圖2.6（b）中可看出 當負載開路時 式中 3. 輸出電阻ro ro 是由輸出端向放大電路內(nèi)部看到的動態(tài)電阻， 因rce遠大于Rc，所以 例.1 在圖.7（a）所示電路中，Vcc=12v，RB=300,37.5，試求： (1)靜態(tài)工作點參數(shù)IBQ、ICQ、UCEQ值； (2)計算動態(tài)指標Au、ri、ro的值。 圖.7 用微變等效電路求動態(tài)指標 （a）原理圖; （b）微變等效電路 圖.7 用微變等效電路求動態(tài)指標 （a）原理圖; （b）微變等效電路 解 ()求靜態(tài)工作點參數(shù)

48、畫出微變等效電路如圖.7（b）所示。 (2) 計算動態(tài)指標 P58 3、放大電路及元件參數(shù)如圖所示，三極管選3DG105， 50。(1) 分別計算RL開路和RL=4.7K時的電壓放大倍數(shù)Au；(2) 如果考慮信號源的內(nèi)阻RS500，RL4.7K時，求電壓放大倍數(shù)AUs。 6、在如圖所示的放大電路中，Ucc12V，RB360K，Rc3K，RE2K，RL3K，三極管的UBE0.7V， 60。（1）求靜態(tài)工作點；（2）畫出微變等效電路；（3）求電路輸入輸出電阻；（4）求電壓放大倍數(shù)。3、解：(1)其直流通路為：其微變等效電路為：RL開路時，當RL4.7K時，（2）6、解 （1）其直流通路為：（2）畫

49、出其微變等效電路Ro(3) (4)四、放大電路的圖解分析法簡介 圖解法就是在三極管特性曲線上，用作圖的方法來分析放大電路的工作情況，它能直觀地反映放大器的工作原理。1、用圖解法分析放大電路的靜態(tài)工作情況 確定靜態(tài)工作點Q的步驟如下：畫直流通路；列出輸入回路方程求出IBQ ；列出輸出回路方程（即直流負載線方程uCE=UCC-icRC）;畫出直流負載線；找出iB=IBQ與直流負載線的交點Q即可。 如前所述，在例.1 在圖.7（a）所示電路中共射基本放大電路直流通路中。已求出IBQ40A利用三極管的輸出特性曲線，可以畫出放大電路輸出回路的圖解分析曲線如圖2-7所示。直流負線方程為：找出兩個特殊點M（

50、0，UCC）和N（UCC/Rc，0），將M、N連接， 靜態(tài)工作點為： Q（40 A，6V，1.5mA) 2. 動態(tài)圖解分析法 (1) 空載分析 放大電路的輸入端有輸入信號，輸出端開路，這種電路稱為空載放大電路，雖然電壓和電流增加了交流成分，但輸出回路仍與靜態(tài)的直流通路完全一樣。因為圖2.8 空載圖解分析法 圖2.8 空載圖解分析法 ICQ (2) 帶負載的動態(tài)分析 在圖2.7(a)所示電路中接上負載RL，其交流通路如圖2.6(a)所示。從輸入端看Rb與發(fā)射極并聯(lián)從集電極看Rc和RL并聯(lián)。此時的交流負載為 RL=Rc/RL，顯然RLUBE發(fā)射極電位VEQ等于發(fā)射極電阻RE乘電流IEQ，即 VEQ

51、=RE IEQ UBEQ=VBVEQ溫度TICQ（IEQ）VEUBEIBQICQ。 = 由上式可知VB與三極管的參數(shù)無關，幾乎不受溫度影響。3.分壓式偏置電路的計算 （1） 靜態(tài)分析 作靜態(tài)分析時，先畫出直流通路如圖2.12（a） 圖2.12分壓式偏置電路的分析電路 （a）直流通路;（b）微變等效電路;（c）微變等效電路（C-e開路） 圖2.12分壓式偏置電路的分析電路 （a）直流通路;（b）微變等效電路;（c）微變等效電路（Ce開路） （2）動態(tài)分析 圖212 b中 圖2.12分壓式偏置電路的分析電路 （a）直流通路;（b）微變等效電路;（c）微變等效電路（Ce開路） 在圖212 C中P58

52、 4、放大電路如圖所示，三極管UBE0.7V，(1) 求靜態(tài)工作點；(2) 畫出微變等效電路；(3) 求電路電壓放大倍數(shù)和輸入、輸出電阻。 80。 5、在如圖所示的放大電路中，已知Ucc12V，RBl60K，RB220K，Rc3K，RE3K，RS1K，RL3K，三極管的UBE0.7V，（1）求靜態(tài)工作點；（2）畫出微變等效電路；（3）求電路輸入輸出電阻；（4）求電壓放大倍數(shù)和源電壓放大倍數(shù)。 50。4、解：（1）直流通路為：（2）其微變等效電路為：RORi(3)5、解：（1）直流通路為：（2）其微變等效電路為：（3）（4）第四節(jié) 共集電極放大電路 2.5.1 共集電極電路組成及分析 共集電極放

53、大電路如圖2.13（a）所示，它是從基極輸入信號，從發(fā)射極輸出信號。從它的交流通路圖2.13（C）可看出，輸入、輸出共用集電極，所以稱為共集電極電路。 圖2.13 共集電極放大電路(a)共集電極放大電路; (b)直流通路 圖2.13 共集電極放大電路 (c)交流通路; (d)微變等效電路 共集電極電路分析: 1) 靜態(tài)分析 由圖2.13（b）的直流通路可得出： 即得 2) 動態(tài)分析 （1）電壓放大倍數(shù)可由圖2.13（d）所示的微變等效電路得出。 因為 所以 由于式中的（1+）RLrbe，因而 略小于1，又由于輸出、輸入同相位，輸出跟隨輸入，且從發(fā)射極輸出，故又稱射極輸出器或射極跟隨器，簡稱射隨

54、器。 （2）輸入電阻ri可由微變等效電路得出，由 ri=Rb/rbe+（1+）RL可見，共集電極電路的輸入電阻很高，可達幾十千歐到幾百千歐。 （3）輸出電阻ro可由圖2.14的等效電路來求得。將信號源短路，保留其內(nèi)阻，在輸出端去掉RL，加一交流電壓 ，產(chǎn)生電流 ，則： 圖2.14 計算ro等效電路 式中 所以 通常 故 由上式可見，射極輸出器的輸出電阻很小，帶負載能力強. 3）射極輸出器的特點及應用 雖然射極輸出器的電壓放大倍數(shù)略小于1，但輸出電流 是基極電流的（1+）倍。它不但具有電流放大和功率放大的作用，而且具有輸入電阻高、輸出電阻低的特點。 由于射極輸出器輸入電阻高，向信號源汲取的電流小

55、，對信號源影響也小，因而一般用它作輸入級。又由于它的輸出電阻小，負載能力強。 7、在如圖所示的放大電路中，Ucc12V，RB280K，RE2K，RL3K，三極管的UBE0.7V，（1）求靜態(tài)工作點；（2）畫出微變等效電路；（3）求電路輸入輸出電阻；（4）求電壓放大倍數(shù) 100。解：（1）其直流通路為：（2）微變等效電路為：（3）（4）第五節(jié) 多級放大電路 為了得到足夠大的放大倍數(shù)或者使輸入電阻和輸出電阻達到指標要求，一個放大電路往往由多級組成。一、多級放大電路的耦合方式 多級放大電路之間的連接方式稱為耦合。常見的耦合方式有阻容耦合、變壓器耦合及直接耦合三種形式。下面分別介紹三種耦合方式。1.

56、阻容耦合 阻容耦合是利用電容器作為耦合元件將前級和后級連接起來。這個電容器稱為耦合電容。阻容耦合的優(yōu)點是：前級和后級直流通路彼此隔開，每一級的靜態(tài)工件點相互獨立，互不影響。便于分析和設計電路。因此，阻容耦合在多級交流放大電路中得到了廣泛應用。 2. 變壓器耦合 變壓器耦合是利用變壓器將前級的輸出端與后級的輸入端連接起來，這種耦合方式稱為變壓器耦合。 變壓器耦合的優(yōu)點是：由于變壓器不能傳輸直流信號，且有隔直作用，因此各級靜態(tài)工作點相互獨立，互不影響。變壓器在傳輸信號的同時還能夠進行阻抗、電壓、電流變換。變壓器耦合的缺點是：體積大、笨重等，不能實現(xiàn)集成化應用。阻容耦合的缺點是：信號在通過耦合電容加

57、到下一級時會大幅衰減，對直流信號（或變化緩慢的信號）很難傳輸。在集成電路里制造大電容很困難，不利于集成化。所以，阻容耦合只適用于分立元件組成的電路。 3. 直接耦合 為了避免電容對緩慢變化的信號在傳輸過程中帶來的不良影響,也可以把級與級之間直接用導線連接起來,這種連接方式稱為直接耦合。其電路如圖2.15所示。 直接耦合的特點: (1)優(yōu)點:既可以放大交流信號,也可以放大直流和變化非常緩慢的信號;電路簡單,便于集成,所以集成電路中多采用這種耦合方式。 (2)缺點:存在著各級靜態(tài)工作點相互牽制和零點漂移這兩個問題。 圖2.15 直接耦合放大電路12 零點漂移現(xiàn)象：由于溫度變化等原因，使放大電路在輸

58、入信號為零時輸出信號不為零的現(xiàn)象稱為零點漂移。產(chǎn)生零點漂移的主要原因是由于溫度變化而引起的。因而，零點漂移的大小主要由溫度所決定。 要使用直接耦合的多級放大電路，必須解決靜態(tài)工作點相互影響和零點漂移問題，解決方法我們將在差分放大電路中討論。二、多級放大電路的指標計算1.總的電壓放大倍數(shù)為 所以總的電壓放大倍數(shù)為 即總的電壓放大倍數(shù)為各級放大倍數(shù)的連乘積。 2）多級放大電路的輸入、輸出電阻 多級放大電路的輸入電阻就是第一級的輸入電阻，其輸出電阻就是最后一級的輸出電阻。第六節(jié) 差分放大電路 前面提到了在多級放大電路中采用直接耦合存在著兩個特殊問題，一是靜態(tài)工作點的相互影響； 解決靜態(tài)工作點的相互影

59、響，可采用計算機精確計算根據(jù)結(jié)果進行調(diào)節(jié)。為了保證既能有效地傳遞信號，又能使每一級有合適的靜態(tài)工作點。常用的辦法之一是提高后級的發(fā)射極電位，如下圖所示。T2二是零點漂移: 為了解決這個問題，可采用差分式放大電路。 如上圖所示為差動式放大電路，它由兩個完全相同的單管共射極電路組成。差動式放大電路有兩個輸入端，兩個輸出端，要求電路對稱，即T1、T2的特性相同，外接電阻對稱相等，各元件的溫度特性相同。1.工作原理 靜態(tài)時Ui1=Ui2=0。由于電路左右對稱，輸入信號為零時，IC1=IC2，UC1=UC2，則輸出電壓 Uo=UO1-UO2=0 當電源電壓波動或溫度變化時，兩管集電極電流和集電極電位同時

60、發(fā)生變化。輸出電壓仍然為零?？梢姡M管各管的零漂存在，但輸出電壓為零，從而使得零漂得到抑制。 2. 信號輸入 （1）差模輸入。放大器的兩個輸入端分別輸入大小相等極性相反的信號(即Ui1=-Ui2)，這種輸入方式稱為差模輸入。如下所示差模輸入信號差模輸出電壓 差模電壓放大倍數(shù) 即差動式放大電路的差模電壓放大倍數(shù)等于單管共射極電路的電壓放大倍數(shù)。 RE是一個共模負反饋,也就是說,當差模輸入信號時,兩個放大管的發(fā)射極電流將一個增加,另一個減小,二者之和總是保持不變,因此RE可看成短路。在輸入端加上差模輸入信號時，一個三極管的集電極電位降低，另一個管子的集電極電位升高，故認為RL的中點電位保持不變。即