第2章 雙極型晶體三極管與基本放大電路

第2章雙極型晶體三極管

和基本放大電路7學(xué)時雙極型晶體管和基本放大電路作業(yè)思考2-1、2-16習(xí)題 2-4、2-7、2-8、2-14、2-17、2-19、2-24、2-25（加點(diǎn)）重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)雙極型晶體管的特性、放大的概念、放大電路的主要指標(biāo)參數(shù)、基本放大電路的分析方法。包括共射、共集、共基放大電路的組成、工作原理、靜態(tài)和動態(tài)分析計(jì)算。難點(diǎn)有關(guān)放大、動態(tài)和靜態(tài)、等效電路等概念的建立；電路能否放大的判斷；各種基本放大電路的性能分析等。

本章所講述的基本概念、基本電路和基本分析方法是學(xué)習(xí)后面各章的基礎(chǔ)，對于學(xué)好本課程至關(guān)重要。

在同一個硅片上制造出三個摻雜區(qū)域，三個區(qū)分別叫發(fā)射區(qū)、基區(qū)和集電區(qū)。

2.1雙極型晶體三極管集電區(qū)基區(qū)發(fā)射區(qū)NNP雙極型晶體三極管的結(jié)構(gòu)及類型引出三個電極分別為發(fā)射極e、基極b和集電極c。集電極c基極b發(fā)射極eNNP

基區(qū)和集電區(qū)形成集電結(jié)，發(fā)射區(qū)和基區(qū)形成發(fā)射結(jié)。

集電結(jié)發(fā)射結(jié)cbeNNP

按照摻雜方式的不同分為NPN型和PNP型兩種類型。cbeNNPNPN型晶體三極管集電區(qū)集電結(jié)基區(qū)發(fā)射結(jié)發(fā)射區(qū)NN集電極c基極b發(fā)射極eP符號結(jié)構(gòu)示意圖箭頭方向代表PN結(jié)的正向。PNP型晶體三極管集電區(qū)集電結(jié)基區(qū)發(fā)射結(jié)發(fā)射區(qū)PP集電極c基極b發(fā)射極eN結(jié)構(gòu)示意圖符號晶體管結(jié)構(gòu)示意圖實(shí)物照片1.兩個PN結(jié)無外加電壓

載流子運(yùn)動處于動平衡，凈電流為零。晶體管中的電流控制作用（以NPN型為例）發(fā)射結(jié)正向偏置有利于多子擴(kuò)散

不利于少子漂移集電結(jié)反向偏置有利于少子漂移

不利于多子擴(kuò)散UBEUon且UCE

UBE2.發(fā)射結(jié)加正向電壓，集電結(jié)加反向電壓發(fā)射區(qū)多子向基區(qū)擴(kuò)散發(fā)射區(qū)的多子電子通過發(fā)射結(jié)擴(kuò)散到基區(qū)，形成擴(kuò)散電流IEN；基區(qū)多子向發(fā)射區(qū)擴(kuò)散基區(qū)的多子空穴擴(kuò)散到發(fā)射區(qū)，形成擴(kuò)散電流IEP。IE=IEN+IEP≈IEN（1）發(fā)射區(qū)向基區(qū)注入電子電源負(fù)極向發(fā)射區(qū)補(bǔ)充電子形成發(fā)射極電流IE。e區(qū)的電子注入b區(qū)后，小部分在b區(qū)被復(fù)合，大部分仍往c區(qū)擴(kuò)散。

VBB正極拉走電子，補(bǔ)充被復(fù)合的空穴，形成IB’。（2）電子在基區(qū)的擴(kuò)散和復(fù)合情況注入b區(qū)的電子被反向偏置的集電結(jié)電場吸引，達(dá)到集電區(qū)。發(fā)射區(qū)發(fā)射的總電子數(shù)，絕大部分被集電區(qū)收集，極少部分在基區(qū)與空穴復(fù)合。

IE=ICN+IB’

（3）電子被集電極收集的情況3.電流控制作用及其實(shí)現(xiàn)條件集電區(qū)收集的電子數(shù)與發(fā)射區(qū)發(fā)射電子數(shù)的比值定義為（共基直流電流放大系數(shù)）

是到達(dá)集電區(qū)的電子數(shù)和在基區(qū)中復(fù)合的電子數(shù)之比。由生產(chǎn)工藝確定（稱共射直流電流放大系數(shù)）。

可以通過稍稍改變電流IＢ，就可以使ＩＣＮ有很大的變化，如此實(shí)現(xiàn)了電流控制和電流放大作用。實(shí)現(xiàn)電流控制的條件

1）晶體管結(jié)構(gòu)上保證：三個濃度不同的摻雜區(qū)，基區(qū)薄，摻雜濃度低；發(fā)射區(qū)摻雜濃度高；集電結(jié)面積大。2）外加直流電源保證：發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置。ICBO：平衡少子在集電區(qū)與基區(qū)漂移運(yùn)動形成的電流。也是發(fā)射極開路時，b-c間的反向飽和電流。IC=ICN+ICBO

IB=IB’-ICBO

IE=ICN+IB’

從外部看

IE=IC+IB4.晶體管各極電流之間的基本關(guān)系射極為公共端，IB為輸入回路電流，IC為輸出回路電流5.共射接法中的電流關(guān)系

晶體管工作在放大狀態(tài)的外部條件是：（1）發(fā)射結(jié)正向偏置；（2）集電結(jié)反向偏置。對于NPN型三極管應(yīng)滿足:Ube>0,Ubc<0

即Uc>Ub>Ue對于PNP型三極管應(yīng)滿足:Ube<0,Ubc>0

即Uc<Ub<Ue共射接法晶體管的特性曲線（以NPN型為例）公共端

當(dāng)UCE=0，輸入特性曲線與PN結(jié)的伏安特性類似。當(dāng)UCE

增大時，由于電場的作用，曲線右移，當(dāng)UCE

增大到一定值后，再增加UCE

，曲線右移將不再明顯。IB

=f(UBE)UCE=常數(shù)IBUBE0UCE

≥

1V0V0.5V

對于小功率管，常用UCE大于1V的任何一條曲線代表UCE大于1V的所有曲線。1.共射接法晶體管的輸入特性曲線

每個確定的IB均有一條對應(yīng)曲線，輸出特性是一族曲線。對于一條固定的曲線，隨著UCE的增加，iC逐漸增加，當(dāng)UCE增加到一定的程度，iC幾乎不變，iC僅僅決定于iB。0UCE/V

IC/mAIB

=40μAIB

=60μAIB增加IB

減小IB

=20μA2.共射接法晶體管的輸出特性曲線截止區(qū)：IB=0以下的區(qū)域?qū)嶋H上ＩC≤ICEO發(fā)射結(jié)電壓和集電結(jié)都處于反偏狀態(tài)。特點(diǎn)：iB=0，iC≈0嚴(yán)格說，IB=0，IC≤ICEO，晶體管基本不導(dǎo)電。IC

/mAUCE

/V0IB=

0μA20μA40μA60μA80μA截止區(qū)晶體管的三個工作區(qū)放大區(qū)：曲線幾乎水平，ＩC與ＵＣＥ無關(guān)，僅僅由IB決定。特點(diǎn)：ＩC=

IB

發(fā)射結(jié)正向偏置

集電結(jié)反向偏置交流共射電流放大系數(shù)

通常認(rèn)為晶體管的三個工作區(qū)IC

/mAUCE

/V0IB=

0μA20μA40μA60μA80μA放大區(qū)飽和區(qū)：此時IB

＞０，UCE

較小。IC不僅和IB有關(guān)，還和UCE有關(guān)。當(dāng)UCB

=0時，晶體管處于臨界飽和狀態(tài)。反射結(jié)和集電結(jié)均處于正向偏置。此時集電極與發(fā)射極之間的電壓叫飽和電壓降UCES。晶體管的三個工作區(qū)飽和區(qū)IC

/mAUCE

/V0IB=

0μA20μA40μA60μA80μA放大區(qū)晶體管的三個工作區(qū)域比較(發(fā)射結(jié)正向偏置且集電結(jié)反向偏置)工作區(qū)域外部條件（NPN）特點(diǎn)截止區(qū)iB=0，iC0(iC≤ICEO)uBEUon且uCE

uBE（發(fā)射結(jié)電壓小于開啟電壓且集電結(jié)反偏）放大區(qū)

iC=

iB(iC僅僅由IB決定)uBEUon且uCE

uBE飽和區(qū)（發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均正向偏置）uBEUon且uCE

uBE

iC

iB(iC隨uCE的增大而增大)

臨界飽和（臨界放大）uCE=

uBE即uCB=

0iCS=

iBS3.溫度對晶體管特性及參數(shù)的影響（1）溫度對輸入特性曲線的影響溫度升高時，正向特性曲線將左移。在室溫附近，溫度每升高1℃，正向壓降減小2—2.5mV。

UBR0I/mAU/V

75℃20℃3.溫度對晶體管特性及參數(shù)的影響（2）溫度對輸出特性曲線的影響溫度升高輸出特性上移。溫度對ICEO

和ICBO的影響：每升高10℃，ICBO增大一倍，ICEO也是。溫度對的影響：

溫度升高，β增大，每升高1℃，β增大0.5～1%。

輸出特性曲線間距增大。

UCE/VICmA

75℃20℃75℃20℃75℃20℃1.直流參數(shù)（1）在不同接法下的電流比

1）直流共基電流系數(shù)

一般在0.950.995

2）直流共射電流系數(shù)

（2）極間反向電流三極管的主要參數(shù)2.交流參數(shù)（1）電流放大系數(shù)

（2）特征頻率

當(dāng)β下降到1時的信號頻率，f↑β↓因?yàn)榇嬖诮Y(jié)電容，β是輸入信號頻率的函數(shù)，f高到一定程度，β下降且產(chǎn)生相移。三極管的主要參數(shù)3.極限參數(shù)（1）集電極最大允許耗散功率PCM

PCM=iC·uCE=常數(shù)決定于溫升T硅＞150°、T鍺＞70°性能明顯變壞（2）集電極最大允許電流ICM使β明顯下降的iC即為ICM通常合金小功率管選uCE=1V，由PCM定義ICM（3）極間反向擊穿電壓U(BR)CEO（4）晶體管的安全工作區(qū)三極管的主要參數(shù)UCE

IC

U(BR)CEOICMPCM=ICUCE安全工作區(qū)UCBOUCEOUEBO高（幾十~上千伏）較高低（零點(diǎn)幾伏~幾伏）1.類型根據(jù)材料分為硅管和鍺管；根據(jù)三個區(qū)的摻雜方式分為NPN、PNP管；根據(jù)使用的頻率范圍分為低頻管和高頻管；根據(jù)允許的功率損耗分為小功率管、中功率管和大功率管。2.型號

見GB/T249-1989半導(dǎo)體器件型號命名方法晶體管的類型、型號及選用原則同型號的管子選反向電流較小的；要求反向電流小、工作溫度高選硅管；

要求導(dǎo)通電壓低選鍺管；工作信號頻率高選高頻管；開關(guān)電路選開關(guān)管；保證管子工作在安全區(qū)注意最大集電極電流、最大功耗、反向擊穿電壓、散熱條件等3.晶體管的選用原則例1：測得某電路中幾只NPN晶體管三個極的直流電位如表所示，各晶體管b-e間的閾值電壓Uth均為0.7V。試分別說明各管子的工作狀態(tài)。對NPN管，當(dāng)UBE＜Uon時，管子截止；當(dāng)UBE

＞Uon且UCE≥UBE(或UC≥UB)，管子放大；當(dāng)UBE

＞Uon且UCE

＜UBE(或UC＜UB)，管子飽和。晶體管的應(yīng)用電路舉例晶體管基極直流電位UB/V發(fā)射極直流電位UE/V集電極直流電位UC/V工作狀態(tài)T1T2T3T40.70.31-10050.7-1.70015放大放大飽和截止例2：在一個單管放大電路中，電源電壓為30V，已知三只管子的參數(shù)如表所示，請選用一只管子，并簡述理由。T1的β小，放大能力差；T3的UCEO僅為20V，可能被擊穿；T2的ICBO較小、β較大，且UCEO大于電源電壓，合適。晶體管的應(yīng)用電路舉例晶體管參數(shù)ICBO/μAβUCEO/VT1T2T30.010.10.0550502015100100

光電三極管依據(jù)光照的強(qiáng)度來控制集電極電流的大小，其功能可以等效一個光電二極管和一只晶體管相連。

只引了出集電極和發(fā)射極。

光電晶體管e符號cce等效電路

光電晶體管的輸出特性與普通晶體管的輸出特性曲線相同，只是用光照強(qiáng)度E取代了基極電流IB。光電晶體管的輸出特性曲線2.2晶體管放大電路的性能指標(biāo)和工作原理放大的概念和放大電路的組成1.放大的概念用小的變化量去控制一個較大量的變化，要求“線性放大”。放大電路利用晶體管實(shí)現(xiàn)能量的控制與轉(zhuǎn)換。

放大作用的實(shí)質(zhì)就是晶體管的電流、電壓或功率的控制作用。輸出的較大能量來自于直流電源VCC，而不是晶體三極管。一般包含電壓放大電路和功率放大電路。電壓放大電路將微弱電壓加以放大從而推動功率放大電路，通常工作在小信號狀態(tài)；功率放大電路輸出較大的功率，推動執(zhí)行元件，工作在大信號狀態(tài)。2.放大電路的組成放大電路放大的對象是變化量。放大電路放大的本質(zhì)是能量的控制和轉(zhuǎn)換。電子電路放大的基本特征是功率放大。前提條件：不失真放大電路中存在能夠控制能量的元件（稱為有源元件）擴(kuò)音機(jī)示意圖要保證放大電路具有放大作用，必須滿足條件晶體管工作在放大區(qū)：發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏；放大信號可以輸入：被放大信號能加在晶體管的輸入端口；放大信號可以輸出：放大管輸出回路的動態(tài)電流或者電壓能夠作用于負(fù)載，從而使負(fù)載獲得比輸入回路信號大的多得信號電流或者信號電壓。判斷電路能否正常放大的依據(jù)放大電路組成的基本原則課后題2-7放大電路示意圖放大電路的性能指標(biāo)信號源信號源內(nèi)阻輸入電壓輸出電壓輸入電阻輸出電阻負(fù)載電阻1、輸入為小信號（1）放大倍數(shù)（或增益）衡量放大電路的放大能力，定義為輸出變化量與輸入變化量之比。根據(jù)輸入量與輸出量的不同，將放大電路分為四種類型

電壓放大電路

電流放大電路

互導(dǎo)放大電路

互阻放大電路測試信號：正弦波1）電壓放大電路輸入量與輸出量都是電壓電壓增益：輸出電壓與輸入電壓之比源電壓增益輸出電壓與信號源電壓之比2）電流放大電路輸入量與輸出量都是電流電流增益：輸出電流與輸入電流之比電壓、電流增益都無量綱3）互導(dǎo)放大電路輸入量是電壓，輸出量是電流互導(dǎo)增益4）互阻放大電路輸入量是電流，輸出量是電壓互阻增益量綱為西門子S量綱為歐姆（2）輸入電阻Ri從放大電路輸入端看進(jìn)去的等效電阻定義為輸入電壓有效值Ui和輸入電流有效值Ii之比Ri表明放大電路從信號源索取電流大小及索取電壓的能力，Ri越大，電流越小，Ui越接近Us

，信號電壓Us損失越小。Ri輸入端信號源是內(nèi)阻很小的電壓源，要求輸入電阻盡量大，可保證信號源電壓盡可能無損；輸入端信號源是內(nèi)阻很大的電流源，要求輸入電阻盡量小，可保證信號源電流更多流進(jìn)放大電路。利用輸入電阻可以求電壓增益與源電壓增益的關(guān)系（3）輸出電阻從放大電路輸出端看進(jìn)去的等效電阻實(shí)驗(yàn)室測量方法：帶負(fù)載時輸出電壓有效值空載時輸出電壓有效值RO表明放大電路的帶負(fù)載能力(指負(fù)載變化時輸出電壓的變化情況）;RO越小，放大電路帶負(fù)載的能力越強(qiáng)。（RO小，RL變化時，UO變化小)放大電路的輸出量為電壓，要求輸出電壓盡量不受負(fù)載變化影響：放大電路的輸出量為電流，要求輸出電流盡量不受負(fù)載變化影響：電路的輸出電阻應(yīng)盡量?。浑娐返妮敵鲭娮钁?yīng)盡量大。

Ri、Ro是為描述電路在相互連接時彼此之間產(chǎn)生影響而引入的參數(shù)。（4）通頻帶fbw

衡量放大電路對不同頻率信號的放大能力下限截止頻率上限截止頻率通頻帶fbw=fH-fL中頻放大倍數(shù)|A|fLfH0.707|Am|f|Am|2、輸入信號幅值較大時（1）非線形失真系數(shù)非線形失真系數(shù)D指輸出波形中的諧波成分總量與基波成分之比。（2）最大不失真輸出電壓(Uom)M

當(dāng)輸入電壓再增大時就會使輸出波形產(chǎn)生非線形失真時的輸出電壓（非線性失真系數(shù)不超過規(guī)定的最大輸出電壓）。也可表示為(Uo)M最大輸出有效值（3）最大輸出功率Pom和效率最大輸出功率Pom:在輸出波形不失真的情況下，負(fù)載上能夠獲得的最大功率。效率:指直流電源能量的利用率Pv電源消耗的功率直流分量：

文字符號和下標(biāo)均用大寫字母。例IB、IC、UBE等。交流分量：

文字符號和下標(biāo)均用小寫字母。ib、ic、ui、uo等。交直流總量：文字符號用小寫字母，下標(biāo)用大寫字母。例：iB、iC、uBE、uCE、uI、uO。相量或有效值:

在線性放大電路中正弦量為輸入量,輸入、輸出常用相量或有效值表示，例:Ui等。模擬電路中的符號3DG6:NPN管有源器件放大電路的核心Vcc:保證發(fā)射結(jié)正偏集電結(jié)反偏RB:提供合適的IBRC:將集電極電流變化量

轉(zhuǎn)換為電壓變化量。C1、C2

耦合電容:隔直流、

通交流（隔直通交）uiuo:正弦輸入信號和輸出信號單管共射放大電路的工作原理正弦輸入信號ui通過C1加到晶體管的基極，引起基極電流iB的變化，晶體管的集電極電流iC隨之變化，iC的變化通過電阻RC產(chǎn)生電壓降。集電極電壓uCE中的變化量可經(jīng)C2傳送到輸出端成為輸出電壓uo電路參數(shù)設(shè)置合適，輸出信號幅值比輸入信號大，可以實(shí)現(xiàn)電壓放大2.3晶體管放大電路的圖解分析法放大電路的分析：

對電路中的靜態(tài)工作點(diǎn)及各項(xiàng)交流性能指標(biāo)進(jìn)行求解。1.晶體管放大電路的特點(diǎn)

直流量和交流量共存

直流量是電路具有放大作用的基礎(chǔ)；

交流量是放大的對象。

非線性2.晶體管放大電路的分析方法

圖解分析法

小信號線性化分析法（等效電路分析法）晶體管放大電路的特點(diǎn)和分析方法1.直流通路

直流電源作用下（交流信號未加入）直流量經(jīng)過的通路。畫直流通路的要點(diǎn)：（1）電容視為開路；（2）電感線圈視為短路；（3）信號源(電壓源)視為短路，保留內(nèi)阻。靜態(tài)工作點(diǎn)的圖解分析法XX

放大電路未加交流輸入信號，電路中的電壓和電流只有直流成分，叫做放大電路的“直流工作狀態(tài)”或“靜態(tài)”。在晶體管的特性曲線上，晶體管各極直流電壓和電流的數(shù)值確定一點(diǎn)，此點(diǎn)叫做“靜態(tài)工作點(diǎn)Q”,其中包括：UBEQ、IBQ、ICQ和UCEQ。2.估算靜態(tài)工作點(diǎn)

設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，以保證放大電路不產(chǎn)生失真，靜態(tài)工作點(diǎn)還影響著放大電路幾乎所有的動態(tài)參數(shù)?？梢杂媒朴?jì)算（估算）的方法求解Ｑ點(diǎn)。為什么要設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)?例2-1用估算法求圖示電路的靜態(tài)工作點(diǎn)解：首先畫出電路的直流通路基極電流集電極電流UBEQ:硅管為0.7V

鍺管為0.2V直流通路3.圖解法確定靜態(tài)工作點(diǎn)Q輸入回路直接用估算法求出IBQVCC/RBVCCQIBQUBEQ輸出回路VCC/RCQ直流負(fù)載線斜率為-1/RCICQUCEQVCC1.交流通路輸入信號作用下交流信號流經(jīng)的通路，用于研究動態(tài)參數(shù)。畫交流通路的要點(diǎn)：（1）容量大的電容視為短路；（2）無內(nèi)阻的直流電源視為對地短路。動態(tài)工作情況的圖解分析２.放大電路接入正弦信號ui=0.02sintV（輸出端無負(fù)載）(1)根據(jù)ui在輸入特性上求iB(2)根據(jù)iB在輸出特性上求iC

和uCE負(fù)值：輸出電壓與輸入電壓的變化反相電流、電壓波形１）電路無交流信號時，晶體管各極都有恒定的電流和電壓電路處于靜態(tài)加入ui后，各電壓和電流都在原靜態(tài)基礎(chǔ)上疊加了一個交流量。注意uo和uiic反相電壓、電流的瞬時值變化，但方向始終不變，滿足PN結(jié)的單向?qū)щ娦浴＃玻┹敵鲭妷号c輸入電壓為頻率相同的正弦波，但幅值增大，“線性放大”；３）輸出電壓與輸入電壓相位相反，即相位相差１８０3.交流負(fù)載線（電路輸出端接負(fù)載電阻）交流通路交流負(fù)載線的斜率直流負(fù)載線的斜率兩者相交于Ｑ點(diǎn)，交流負(fù)載線更陡，動態(tài)范圍更小。ICQUCEQQ滿足此關(guān)系式且過Ｑ點(diǎn)的直線，叫做“交流負(fù)載線”１、靜態(tài)工作點(diǎn)的位置對輸出波形的影響靜態(tài)工作點(diǎn)的選擇輸入回路的波形分析輸出回路的波形分析Q點(diǎn)合適且輸入信號幅值較小時無失真Q點(diǎn)較低時的情況。輸入回路的波形分析輸出回路的波形分析QQuo波形現(xiàn)象：輸出電壓波形出現(xiàn)削頂失真（NPN）解決方法：提高靜態(tài)工作點(diǎn)原因：靜態(tài)工作偏低引起加大VBB,減小Rb定義：晶體管截止而產(chǎn)生的失真為截止失真晶體管飽和而產(chǎn)生的失真為飽和失真輸出電壓波形出現(xiàn)削底失真解決方法：降低靜態(tài)工作點(diǎn)Q點(diǎn)較高時uo波形增大RB(減小IBQ)減小RC(增大負(fù)載線斜率)電路參數(shù)對輸出波形的影響RB、RC、、VCC2.最大不失真輸出電壓不飽和最大輸出幅值:UCEQ-UCES不截止最大輸出幅值:ICQRL′取二者較小的一個。UCEQ-UCESICQRL′為了獲得最大的動態(tài)范圍，應(yīng)將點(diǎn)選在交流負(fù)載線的中點(diǎn)例1圖示電路中，由于電路參數(shù)的改變使靜態(tài)工作點(diǎn)的變化如右圖所示。試問：（1）當(dāng)靜態(tài)工作點(diǎn)從Q1移到Q2、Q2移到Q3、Q3移到Q4分別是因?yàn)殡娐返哪膫€參數(shù)變化造成的？這些參數(shù)是如何變化的？IB=10μAuCE/V020μA30μA40μA42612Q23124Q1iC

/mA810Q3Q4 Q1→Q2：RC減?。?/p>

Q2→Q3：Rb減少或VBB增大； Q3→Q4：VCC增大；020μA30μA40μA42612uCE/VQ23124Q1iC

/mA810Q3Q4VCC/RCVCC靜態(tài)工作點(diǎn)從Q1移到Q2、Q2移到Q3、Q3移到Q4的原因（2）當(dāng)電路的靜態(tài)工作點(diǎn)分別是Q1～Q4時，哪種情況下最容易產(chǎn)生截止失真？那種情況下最容易產(chǎn)生飽和失真？那種情況下最大不失真輸出電壓(Uom)M最大？其值約為多少？Q2最容易截止失真；Q3最容易飽和失真；Q4的最大不失真電壓(Uom)M最大020μA30μA40μA42612Q23124Q1iC

/mA810Q3Q4VCC/RCVCCuCE/V（3）電路的靜態(tài)工作點(diǎn)為Q4時，集電極電源VCC的值為多少？集電極電阻RC為多少？由圖可得：VCC=12V,RC=VCC/IC=3kΩ。020μA30μA40μA42612Q23124Q1iC

/mA810Q3Q4VCC/RCVCCuCE/V例2放大電路及晶體管輸出特性如圖所示，（１）畫直流負(fù)載線，確定靜態(tài)工作點(diǎn)（２）畫交流負(fù)載線，求最大不失真輸出電壓幅值IBQ=-60A,ICQ=-1.5mA,UCEQ=-6V(Uom)M=3V圖解法的適用范圍適用于分析輸入信號幅值比較大而工作頻率f不太高時的情況。實(shí)際應(yīng)用中，多用于分析Q點(diǎn)位置、最大不失真輸出電壓和波形失真。2.4等效電路分析法在一定條件下,將晶體管的特性線性化,建立線性模型,在誤差允許范圍內(nèi)用線性電路分析晶體管電路。晶體管的直流模型及靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算１.晶體管的直流模型

放大電路的輸入信號很小時，可以在靜態(tài)工作點(diǎn)附近的小范圍內(nèi)用直線段近似地代替晶體管特性曲線，三極管就可以用線性雙口網(wǎng)絡(luò)來等效代替。低頻是指信號頻率遠(yuǎn)低于晶體管的“特征頻率”。晶體管的低頻小信號模型及其參數(shù)將晶體管看成一個雙口網(wǎng)絡(luò)1.晶體管在共射接法下的Ｈ參數(shù)令將各式以有效值代替:表示晶體管b和e極之間的輸入電阻，常用rbe表示幾何意義：輸入特性曲線上Ｑ處切線的斜率rbe2.Ｈ參數(shù)的定義和意義表示晶體管輸出電壓對輸入電壓的影響，也叫反向電壓傳輸系數(shù)，一般很小。0反映iB對iC的控制能力，常用表示表示輸出電導(dǎo)單位是西門子0(a)h11e(b)h12e(c)h21e(d)h22e3.簡化的Ｈ參數(shù)等效模型與Ｑ點(diǎn)有關(guān)rb’e’=?發(fā)射結(jié)電阻PN結(jié)結(jié)方程：rbb’為100~300Ω，一般取300Ω與Q點(diǎn)有關(guān),Q點(diǎn)越高，電阻越?。ㄗ⒁鈫挝唬。?/p>

該模型只能用于求各交流量之間的關(guān)系，不能求直流量。

參數(shù)都是在Ｑ點(diǎn)處定義，與Ｑ點(diǎn)有關(guān)，且只能用于低頻小信號。ＮＰＮ型和ＰＮＰ型晶體管的Ｈ參數(shù)模型相同。3.應(yīng)用Ｈ參數(shù)模型應(yīng)注意的問題

畫出電路的交流通路畫出微變等效電路圖共射基本放大電路動態(tài)性能的Ｈ參數(shù)模型分析法估算電路交流性能指標(biāo)

1）求電壓增益交流參數(shù)與直流參數(shù)有關(guān)，即交流性能指標(biāo)受靜態(tài)工作點(diǎn)影響因此分析放大電路的交流性能指標(biāo)時，應(yīng)先進(jìn)行靜態(tài)分析。先靜態(tài)，后動態(tài)注意負(fù)號說明Uo與Ui反相2）輸入電阻3）輸出電阻解：先確定靜態(tài)工作點(diǎn)

（直流通路）例2-3在圖示電路中，Rs=500Ω;晶體管的β=38，rbb’=300，導(dǎo)通時的UBEQ=0.7V。計(jì)算電路的電壓放大倍數(shù)Au、輸入電阻Ri、輸出電阻Ro和源電壓放大倍數(shù)Aus電壓增益：輸入電阻：微變等效電路:輸出電阻：輸出電阻不含負(fù)載電阻源電壓放大倍數(shù)：2.5其他基本放大電路分壓式偏置穩(wěn)定共射放大電路問題的提出：環(huán)境溫度變化、電源電壓波動、元件老化會引起晶體管參數(shù)的變化，造成電路靜態(tài)工作點(diǎn)不穩(wěn)定。其中溫度影響最為突出。

Q點(diǎn)不穩(wěn)，會產(chǎn)生失真，影響動態(tài)參數(shù)rbe，從而影響Au、Ri。嚴(yán)重時可能會造成電路無法正常工作。

必須從電路設(shè)計(jì)上解決靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定問題！電路組成:RB1、RB2為基極分壓電阻直流通路1.分壓式偏置穩(wěn)定共射放大電路的靜態(tài)分析（１）基極電位UBUB幾乎只與電阻和電源有關(guān)，與晶體管參數(shù)無關(guān)。（２）電流ICQ、IEQQ點(diǎn)穩(wěn)定的原因RE的直流負(fù)反饋?zhàn)饔谩BQ在溫度變化時基本穩(wěn)定。分壓式偏置穩(wěn)定共射放大電路的動態(tài)分析電壓增益畫出微變等效電路圖利用阻抗折算原理需乘(1+)輸入電阻：輸出電阻

在RE上并聯(lián)旁路電容CE，可以在不影響動態(tài)性能的前提下，穩(wěn)定靜態(tài)點(diǎn)。分壓式偏置電路引入的射極電阻RE穩(wěn)定了靜態(tài)工作點(diǎn)，提高了輸入電阻,但降低了電壓增益。電壓增益:輸入電阻:輸出電阻:(1)畫出微變等效電路；(2)當(dāng)Us=15mV時，計(jì)算輸出電壓Uo;(3)求輸入電阻和輸出電阻。3AX25PNP鍺材料低頻小功率例圖示電路中，已知三極管的=501.靜態(tài)分析，計(jì)算所需的靜態(tài)工作點(diǎn)值IEQ2.動態(tài)分析，畫微變等效電路輸入電阻:電壓放大倍數(shù):源電壓放大倍數(shù):輸出電壓:輸出電阻:負(fù)載接在發(fā)射極,集電極直接(或通過小電阻)接電源。晶體管共集放大電路共集放大電路的特點(diǎn)及分析靜態(tài)工作點(diǎn)分析畫交流等效電路其中Uo、Ui同相,Au1，Uo

Ui，又稱射極跟隨器。電壓增益利用阻抗折算原理,輸出回路電阻折合到輸入回路需乘(1+)輸入電阻Ri輸出電阻Ro輸入