半導(dǎo)體三極管放大電路改

半導(dǎo)體三極管放大電路改第1頁/共139頁第三章半導(dǎo)體三極管及放大電路基礎(chǔ)

對你的期望：

（1）掌握三極管工作原理，輸入及輸出特性；

（2）熟悉放大、飽和、截止三種工作狀態(tài)及特點；

（3）了解三極管主要參數(shù)及其物理意義；

（4）掌握放大電路組成、原理及分析方法；

（5）熟悉放大電路三種基本組態(tài)；第2頁/共139頁第三章半導(dǎo)體三極管及放大電路基礎(chǔ)

§3.1半導(dǎo)體三極管§3.2共射極放大電路§3.3放大電路的分析方法§3.4放大電路工作點穩(wěn)定問題§3.5共集電極放大電路與共基極放大電路§3.7多級放大電路§3.6差分放大電路第3頁/共139頁3.1

半導(dǎo)體三極管3.1.1基本結(jié)構(gòu)及符號NNP基極發(fā)射極集電極NPN型BECBECPNP型PPN基極發(fā)射極集電極符號：BECIBIEICBECIBIEICNPN型三極管PNP型三極管第4頁/共139頁基區(qū)：最薄，摻雜濃度最低發(fā)射區(qū)：摻雜濃度最高發(fā)射結(jié)集電結(jié)BECNNP基極發(fā)射極集電極結(jié)構(gòu)特點：集電區(qū)：面積最大第5頁/共139頁3.1.2電流分配和放大原理1.三極管放大的外部條件BECNNPEBRBECRC發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏PNP發(fā)射結(jié)正偏VB<VE集電結(jié)反偏VC<VB從電位的角度看：

NPN

發(fā)射結(jié)正偏VB>VE集電結(jié)反偏VC>VB

第6頁/共139頁ICVCCmAARBIBVCCmA––++IE實驗線路第7頁/共139頁2.各電極電流關(guān)系及電流放大作用IB(mA)IC(mA)IE(mA)00.020.040.060.080.10<0.0010.701.502.303.103.95<0.0010.721.542.363.184.05結(jié)論:1）三電極電流關(guān)系IE=IB+IC2）IC

IB

，

IC

IE

靜態(tài)(直流)電流放大系數(shù):動態(tài)(交流)電流放大系數(shù):第8頁/共139頁

把基極電流的微小變化能夠引起集電極電流較大變化的特性稱為晶體管的電流放大作用。

實質(zhì):用一個微小電流的變化去控制一個較大電流的變化，是CCCS器件。3)當(dāng)IB=0(基極開路)時,IC=ICEO,很小接近于０。4)要使晶體管起電流放大作用，發(fā)射極必須正向偏置，集電極必須反偏。第9頁/共139頁３共集電極：集電極作為公共端，用CC表示；１共發(fā)射極：發(fā)射極作為公共端，用CE表示。２共基極：基極作為公共端，用CB表示。3、三極管三種組態(tài)第10頁/共139頁3.1.3

特性曲線

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，是分析放大電路的依據(jù)。為什么要研究特性曲線：

1）直觀地分析管子的工作狀態(tài)

2）合理地選擇偏置電路的參數(shù)，設(shè)計性能良好的電路

重點討論應(yīng)用最廣泛的共發(fā)射極接法的特性曲線第11頁/共139頁發(fā)射極是輸入回路、輸出回路的公共端共發(fā)射極電路輸入回路輸出回路

測量晶體管特性的實驗線路ICVCCmAAVUCEUBERBIBVCCV++––––++第12頁/共139頁1.

輸入特性IB(A)UBE(V)204060800.40.8UCE1V特點:非線性死區(qū)電壓：硅管0.5V，鍺管0.1V。正常工作時發(fā)射結(jié)電壓：NPN型硅管

UBE0.6~0.7VPNP型鍺管

UBE0.2~0.3V第13頁/共139頁2.輸出特性IB=020A40A60A80A100A36IC(mA)1234UCE(V)9120放大區(qū)輸出特性曲線通常分三個工作區(qū)：(1)放大區(qū)放大區(qū)—曲線基本平行部分

條件：發(fā)射結(jié)正偏，

集電結(jié)反偏。

特點：

VCE較大

iC

=

iB

第14頁/共139頁IB=020A40A60A80A100A36IC(mA)1234UCE(V)9120飽和區(qū)（2）飽和區(qū)飽和區(qū)——iC受vCE顯著控制的

區(qū)域。

特點：該區(qū)域內(nèi)vCE的數(shù)值較小。

一般vCE＜0.7V(硅管)。

飽和壓降VCES=0.3VSi0.1VGeICS

<

iB外電路決定條件：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏（或零偏）。

第15頁/共139頁（2）截止區(qū)IB=0以下區(qū)域為截止區(qū)，有IC0

。

在截止區(qū)發(fā)射結(jié)處于反向偏置，集電結(jié)處于反向偏置，晶體管工作于截止?fàn)顟B(tài)。IB=020A40A60A80A100A36IC(mA)1234UCE(V)9120截止區(qū)ICEO第16頁/共139頁BJT能實現(xiàn)電流控制作用及放大作用。內(nèi)部條件：BJT結(jié)構(gòu)外部條件：外加電壓極性發(fā)射結(jié)加正向電壓，集電結(jié)加反向電壓。

雙極型性器件：

兩種載流子（自由電子、空穴）參與導(dǎo)電。

結(jié)論：第17頁/共139頁NPN、PNP型三極管分別處于放大區(qū)時，其三個極電位有何關(guān)系？思考題1第18頁/共139頁測量BJT三個電極對地電位如圖所示，

試判斷BJT的工作區(qū)域

？放大截止飽和思考題2第19頁/共139頁3.1.4

主要參數(shù)1.電流放大系數(shù)，直流電流放大系數(shù)交流電流放大系數(shù)當(dāng)晶體管接成發(fā)射極電路時，

表示晶體管特性的數(shù)據(jù)稱為晶體管的參數(shù)，晶體管的參數(shù)也是設(shè)計電路、選用晶體管的依據(jù)。注意：

和

的含義不同，但在特性曲線近于平行等距并且ICE0較小的情況下，兩者數(shù)值接近。常用晶體管的

值在20~200之間。第20頁/共139頁例：在UCE=6V時，在Q1點IB=40A,IC=1.5mA；

在Q2點IB=60A,IC=2.3mA。在以后的計算中，一般作近似處理：

=。IB=020A40A60A80A100A36IC(mA)1234UCE(V)9120Q1Q2在Q1點，有由Q1和Q2點，得第21頁/共139頁二、極間反向電流

(1)集-基極反向截止電流ICBO

ICBO是由少數(shù)載流子的漂移運動所形成的電流，受溫度的影響大。溫度ICBOICBOA+–EC(2)集-射極反向截止電流(穿透電流)ICEOAICEOIB=0+–

ICEO受溫度的影響大。溫度ICEO，所以IC也相應(yīng)增加。三極管的溫度特性較差。第22頁/共139頁三、極限參數(shù)：

1集電極最大允許電流ICM過流區(qū)IC

＞ICM時，管子性能將顯著下降，甚至?xí)p壞三極管。第23頁/共139頁2集電極最大允許損耗PCM集電結(jié)上允許損耗功率最大值。

PCM≈ICVCE

第24頁/共139頁3反向擊穿電壓：

V(BR)CEO——b開路時c、e間的擊穿電壓安全

工作區(qū)第25頁/共139頁3.1.5溫度對晶體管參數(shù)的影響若TICBOICEO2.對VBE的影響：若T（1oC）VBE

(2.2mV)3.對的影響：若T（1oC）

（0.5%~1%

）1.對ICBO的影響：第26頁/共139頁1、BJT必須工作在安全工作區(qū)

2、要依使用要求：

小功率還是大功率，低頻還是高頻，β值大小等要求3、注意對應(yīng)型號選用。4、要特別注意溫度對三極管的影響。3.1.6三極管的選擇及注意事項第27頁/共139頁例：第28頁/共139頁思考題

?1、可否用兩個二極管背靠背地相聯(lián)以構(gòu)成一個BJT？2、BJT符號中的箭頭方向代表什么？3、能否將BJT的e、c兩電極交換使用？4、要使BJT具有放大作用，Je和Jc的偏置電壓應(yīng)如何連接？5、如何判斷BJT的三種組態(tài)？6、有哪幾個參數(shù)確定BJT的安全工作區(qū)第29頁/共139頁第三章半導(dǎo)體三極管及放大電路基礎(chǔ)

§3.2共射極放大電路

§3.3放大電路的分析方法§3.4放大電路工作點穩(wěn)定問題§3.5共集電極放大電路與共基極放大電路§3.7多級放大電路§3.1半導(dǎo)體三極管§3.6差分放大電路第30頁/共139頁3.2.1放大電路基本知識

（參考教材P7～19）一、放大電路基本任務(wù)：

將微弱信號增強至所要求數(shù)值且保持不失真或失真盡量小。

輸出電壓或電流在幅度上得到了放大，輸出信號的能量得到了加強?！?.2基本共射極放大電路包括：電壓放大電路、功率放大電路等。

第31頁/共139頁擴音機示意圖二、放大等效電路形式：

輸入端等效為輸入電阻。

輸出端根據(jù)不同情況等效為不同電路形式。第32頁/共139頁usRsioRLRiRo+ui-ii+uo-Avoui第33頁/共139頁三、放大電路主要技術(shù)指標(biāo)：

1放大倍數(shù)

（增益）：電壓放大倍數(shù)（電壓增益）：

反映放大電路在輸入信號控制下，將電源能量轉(zhuǎn)換

為輸出信號能量的能力第34頁/共139頁2輸入電阻Ri

ri越大越好。ri越大，ii就越小，ui就越接近uS第35頁/共139頁

3輸出電阻Ro

表明放大電路帶負載的能力。

Ro大，表明放大電路帶負載的能力差，反之則強。RS第36頁/共139頁4通頻帶BW

放大電路的增益A(f)是頻率的函數(shù)。在低頻段和高頻段放大倍數(shù)通常都要下降。當(dāng)A(f)下降到中頻電壓放大倍數(shù)A0的時，即

A(fL)=A(fH)=

fL-----下限頻率

fH----上限頻率

帶寬BW=

fH-

fL低頻區(qū)高頻區(qū)中頻區(qū)第37頁/共139頁3.2.2

共發(fā)射極放大電路的組成1、共發(fā)射極基本放大電路組成

共發(fā)射極基本電路UCCRSesRBUBBRCC1C2T+++–RL++––ui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE第38頁/共139頁3.2.2共發(fā)射極放大電路的組成2、基本放大電路各元件作用

晶體管T--放大元件,iC=iB。要保證集電結(jié)反偏,發(fā)射結(jié)正偏,使晶體管工作在放大區(qū)?；鶚O電源UBB與基極電阻RB--使發(fā)射結(jié)處于正偏，并提供大小適當(dāng)?shù)幕鶚O電流。共發(fā)射極基本電路UCCRSesRBUBBRCC1C2T+++–RL++––ui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE第39頁/共139頁3.2.2共發(fā)射極放大電路的組成2、基本放大電路各元件作用

集電極電源UCC-為電路提供能量。并保證集電結(jié)反偏。集電極電阻RC--將變化的電流轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓碾妷?。共發(fā)射極基本電路耦合電容C1、C2--隔離輸入、輸出與放大電路直流的聯(lián)系，同時使信號順利輸入、輸出。信號源負載UCCRSesRBUBBRCC1C2T+++–RL++––ui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE第40頁/共139頁3.2.2共發(fā)射極放大電路的組成單電源供電時常用的畫法+UCCRSesRBRCC1C2T+++–RLui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE共發(fā)射極基本電路UCCRSesRBVBBRCC1C2T+++–RL++––ui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE第41頁/共139頁3.2.3共發(fā)射極放大電路的工作原理1、符號表示規(guī)則：總瞬時值：小大如iB直流分量：大大如IB交流分量：瞬時值：小小如ib峰值：大小m如Ibm有效值：大小如Ib相量：大小如Ib=IB+ibA

XA

—主要符號

X—下標(biāo)符號第42頁/共139頁uBEtiBtiCtUBEIBICUCE無輸入信號(ui

=0)時:uo=0uC1=UBEuC2=UCEuCEt+UCCRBRCC1C2T++ui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE3.2.3共發(fā)射極放大電路的工作原理2、原理：第43頁/共139頁uituotuBEtUBEtiBIBuCEtUCE無輸入信號(ui

=0)時:uo=0uC1=UBEuC2=UCE？有輸入信號(ui

≠0)時uCE=UCC－iC

RCuo0uC1

UBEuC2UCEiCtIC+UCCRBRCC1C2T++ui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE第44頁/共139頁結(jié)論：1）無輸入信號電壓時，三極管各電極都是恒定的電壓和電流:IB、UBE和

IC、UCE

。

(IB、UBE)和(IC、UCE)分別對應(yīng)于輸入、輸出特性曲線上的一個點稱為靜態(tài)工作點。IBUBEQIBUBEICUCEQUCEIC第45頁/共139頁2)加上輸入信號電壓后，各電極電流和電壓的大小均發(fā)生了變化，都在直流量的基礎(chǔ)上疊加了一個交流量，但方向始終不變。iCtiCtIC+集電極電流直流分量交流分量靜態(tài)分析動態(tài)分析iCtic第46頁/共139頁3)若參數(shù)選取得當(dāng)，輸出電壓可比輸入電壓大，即電路具有電壓放大作用。4)輸出電壓與輸入電壓在相位上相差180°,即共發(fā)射極電路具有反相作用。uituot第47頁/共139頁實現(xiàn)放大的條件1）晶體管必須工作在放大區(qū)。發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。2）正確設(shè)置靜態(tài)工作點，使整個波形處于放大區(qū)。3）輸入回路將變化的電壓轉(zhuǎn)化成變化的基極電流。4）輸出回路將變化的集電極電流轉(zhuǎn)化成變化的集電極電壓，經(jīng)電容耦合只輸出交流信號。第48頁/共139頁3、直流通路和交流通路

因電容對交、直流的作用不同。在放大電路中如果電容的容量足夠大，可以認為它對交流分量不起作用，即對交流短路。而對直流可以看成開路。這樣，交直流所走的通路是不同的。直流通路：無交流信號時電流（直流電流）的通路，用來計算靜態(tài)工作點。交流通路：有交流信號時交流分量（變化量）的通路，用來計算電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻等動態(tài)參數(shù)。第49頁/共139頁+UCCRSesRBRCC1C2T+++–RLui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE疊加定理分析電路單獨作用單獨作用第50頁/共139頁例：畫出下面放大電路的直流通路直流通路直流通路用來計算靜態(tài)工作點Q(IB

、IC

、UCE)對直流信號電容C可看作開路（即將電容斷開）斷開斷開+UCCRSesRBRCC1C2T+++–RLui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIB第51頁/共139頁對交流信號(有輸入信號ui時的交流分量)XC0，C可看作短路。忽略電源的內(nèi)阻，電源的端電壓恒定，直流電源對交流可看作短路。+UCCRBRCC1C2RLuo+–esRS+–短路短路對地短路RBRCuiuoRLRSes++–+––交流通路

用來計算電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻等動態(tài)參數(shù)。第52頁/共139頁第三章半導(dǎo)體三極管及放大電路基礎(chǔ)

§3.2共射極放大電路§3.3放大電路的分析方法

§3.4放大電路工作點穩(wěn)定問題§3.5共集電極放大電路與共基極放大電路§3.7多級放大電路§3.1半導(dǎo)體三極管§3.6差分放大電路第53頁/共139頁靜態(tài)：放大電路無信號輸入（ui=0）時的工作狀態(tài)。3.3.1

放大電路的靜態(tài)分析分析方法：估算法、圖解法。分析對象：各極電壓電流的直流分量。所用電路：放大電路的直流通路。設(shè)置Q點的目的：

1)使放大電路不失真的放大信號；

2)

使放大電路工作在較佳的工作狀態(tài)，靜態(tài)是動態(tài)的基礎(chǔ)。——靜態(tài)工作點Q：IB、IC、UCE

。靜態(tài)分析：確定放大電路的靜態(tài)值。3.3

共發(fā)射極放大電路的分析第54頁/共139頁1、用估算法確定靜態(tài)值1)

直流通路估算IB根據(jù)電流放大作用2)

由直流通路估算UCE、IC當(dāng)UBE<<UCC時，+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIB第55頁/共139頁例1：用估算法計算靜態(tài)工作點。已知：UCC=12V，RC=4K，RB=300K，=37.5。解：注意：電路中IB

和IC

的數(shù)量級不同+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIB第56頁/共139頁例2：用估算法計算圖示電路的靜態(tài)工作點。+UCC

由例1、例2可知，當(dāng)電路不同時，計算靜態(tài)值的公式也不同。由KVL可得：由KVL可得：RBRCT++–UBEUCE–ICIBIERE第57頁/共139頁條件：已知BJT的輸入、輸出特性曲線共射極放大電路：共射極放大電路1畫出直流通路：2輸入回路方程：VCE=VCC－ICRC

VBE=VCC－IBRb

3輸出回路方程：2、用圖解分析法求靜態(tài)工作點Q

直流通路第58頁/共139頁5在輸出特性曲線上畫出直線：VCE=VCC－ICRC

（直流負載線）VCC/RCVCC斜率IBQQICQVCEQ與曲線IBQ的交點即為Q（ICQ、

VCEQ）4在輸入特性曲線上畫出直線：VBE=VCC－IBRb

交點為Q（IBQ

）

第59頁/共139頁3.3.2

放大電路的動態(tài)分析動態(tài)：放大電路有信號輸入（ui0）時的工作狀態(tài)。分析方法：圖解法，微變等效電路法。所用電路：

放大電路的交流通路。動態(tài)分析:

計算電壓放大倍數(shù)Au、輸入電阻ri、輸出電阻ro等。分析對象：

各極電壓和電流的交流分量。目的：

找出Au、ri、ro與電路參數(shù)的關(guān)系，為設(shè)計打基礎(chǔ)。第60頁/共139頁

1、用圖解法分析動態(tài)由交流通路得純交流負載線：

共射極放大電路交流通路icvce+-vce=-ic(Rc//RL)交流負載線必過Q點，同時斜率為Rc//RL的倒數(shù)（1）交流通路及交流負載線

過輸出特性曲線上的Q點做一條斜率為-1/RL直線，該直線即為交流負載線。R'L=RL∥Rc，是交流負載電阻。

交流負載線是有交流輸入信號時Q點的運動軌跡。

第61頁/共139頁（2）輸入交流信號時的圖解分析

共射極放大電路通過圖解分析，可得如下結(jié)論：

1.vo與vi相位相反；

2.可以測量出放大電路的電壓放大倍數(shù)；

3.可以確定最大不失真輸出幅度。第62頁/共139頁2、靜態(tài)工作點對波形非線性失真的影響：非線性失真：由于BJT存在非線性，使輸

出信號產(chǎn)生的失真。

截止失真------放大電路工作點達到了BJT的

截止區(qū)，而引起的非線性失真。飽和失真------放大電路的工作點達到了BJT的

飽和區(qū)，而引起的非線性失真。

第63頁/共139頁QuCE/VttiB/AIBtiC/mAICiB/AuBE/VtuBE/VUBEUCEiC/mAuCE/VOOOOOOQicQ1Q2ibuiuo若Q設(shè)置合適第64頁/共139頁

如果Q設(shè)置不合適，晶體管進入截止區(qū)或飽和區(qū)工作，將造成非線性失真。若Q設(shè)置過高，

晶體管進入飽和區(qū)工作，造成飽和失真。Q2uo

適當(dāng)減小基極電流可消除失真。UCEQuCE/VttiC/mAICiC/mAuCE/VOOOQ1注意：對于PNP管，由于是負電源供電，失真的表現(xiàn)形

式，與NPN管正好相反。第65頁/共139頁若Q設(shè)置過低，

晶體管進入截止區(qū)工作，造成截止失真。

適當(dāng)增加基極電流可消除失真。uiuotiB/AiB/AuBE/VtuBE/VUBEOOOQQuCE/VtiC/mAuCE/VOOUCE

如果Q設(shè)置合適，信號幅值過大也可產(chǎn)生失真，減小信號幅值可消除失真。第66頁/共139頁2、微變等效電路法分析動態(tài)

微變等效電路：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，等效為一個線性元件。線性化的條件：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似代替。微變等效電路法：利用放大電路的微變等效電路分析計算放大電路電壓放大倍數(shù)Au、輸入電阻ri、輸出電阻ro等。第67頁/共139頁ibicicBCEibib晶體三極管微變等效電路ube+-uce+-ube+-uce+-（1）晶體管的微變等效電路rbeBEC

晶體管的B、E之間可用rbe等效代替。

晶體管的C、E之間可用一受控電流源ic=ib等效代替。第68頁/共139頁（2）放大電路的微變等效電路

將交流通路中的晶體管用晶體管微變等效電路代替即可得放大電路的微變等效電路。RBRCuiuoRL++--RSeS+-ibicBCEiiibiceSrbeibRBRCRLEBCui+-uo+-+-RSii交流通路微變等效電路第69頁/共139頁

分析時假設(shè)輸入為正弦交流，所以等效電路中的電壓與電流可用相量表示。ibiceSrbeibRBRCRLEBCui+-uo+-+-RSiirbeRBRCRLEBC+-+-+-RS微變等效電路（2）放大電路的微變等效電路

將交流通路中的晶體管用晶體管微變等效電路代替即可得放大電路的微變等效電路。第70頁/共139頁（3）電壓放大倍數(shù)的計算當(dāng)放大電路輸出端開路(未接RL)時，放大倍數(shù)與靜態(tài)IE有關(guān)。負載電阻愈小，放大倍數(shù)愈小。

式中的負號表示輸出電壓的相位相反。例1：rbeRBRCRLEBC+-+-+-RS第71頁/共139頁（3）電壓放大倍數(shù)的計算rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSRE例2：

由例1、例2可知，當(dāng)電路不同時，計算電壓放大倍數(shù)Au

的公式也不同。要根據(jù)微變等效電路找出ui與ib的關(guān)系、uo與ic的關(guān)系。第72頁/共139頁（4）放大電路輸入電阻的計算放大電路對信號源(或?qū)η凹壏糯箅娐?來說，是一個負載，可用一個電阻來等效代替。這個電阻是信號源的負載電阻,也就是放大電路的輸入電阻。定義：

輸入電阻是對交流信號而言的，是動態(tài)電阻。+-信號源Au放大電路+-放大電路信號源+-輸入電阻是表明放大電路從信號源吸取電流大小的參數(shù)。電路的輸入電阻愈大，從信號源取得的電流愈小，因此一般總是希望得到較大的輸入電阻。第73頁/共139頁例1：rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSrbeRBRCRLEBC+-+-+-RSRE例2：第74頁/共139頁

（5）放大電路輸出電阻的計算放大電路對負載(或?qū)蠹壏糯箅娐?來說，是一個信號源，可以將它進行戴維寧等效，等效電源的內(nèi)阻即為放大電路的輸出電阻。+_RLro+_定義：

輸出電阻是動態(tài)電阻，與負載無關(guān)。

輸出電阻是表明放大電路帶負載能力的參數(shù)。電路的輸出電阻愈小，負載變化時輸出電壓的變化愈小，因此一般總是希望得到較小的輸出電阻。RSRL+_Au放大電路+_第75頁/共139頁rbeRBRCRLEBC+-+-+-RS共射極放大電路特點：

1.放大倍數(shù)高;2.輸入電阻低;3.輸出電阻高.例1：求ro的步驟：1)

斷開RL，求開路電壓2)求短路電流3)求Ro第76頁/共139頁分析的一般步驟：

1放大電路的靜態(tài)分析，求Q(IB、IC（IE

）

、VCE)，

并求rbe

2畫放大電路的小信號等效電路3用線性電路分析法，求解放大電路的動態(tài)性能指標(biāo)電壓放大倍數(shù)（電壓增益）：輸入電阻

Ri輸出電阻

Ro用小信號模型法分析共射極放大電路：

小結(jié)：第77頁/共139頁3、分析方法總結(jié)：

圖解分析法、小信號模型法是放大電路二種基本分析方法。它們形式上獨立，但實質(zhì)上互相補充、互相聯(lián)系。?圖解分析法特點：

真實反映非線性、全面反映放大電路交直工作

情況。?小信號模型分析法特點：

分析小信號工作情況，用線性電路分析方法求解Ro、Ri、?？煞治鰪?fù)雜線路。第78頁/共139頁（1）用工程估算法求Q。（2）當(dāng)vi較小時，或BJT工作在線性區(qū)時，

用小信號模型法分析電路動態(tài)指標(biāo)。（3）當(dāng)vi較大時，或BJT工作點到非線性區(qū)時，

用圖解分析法。

當(dāng)求電路的最大不失真輸出電壓范圍或

需合理安排Q時，也需用圖解分析法。4、選用分析方法的一般原則：第79頁/共139頁第三章半導(dǎo)體三極管及放大電路基礎(chǔ)

§3.1半導(dǎo)體三極管§3.2共射極放大電路§3.3放大電路的分析方法§3.4放大電路工作點穩(wěn)定問題

§3.5共集電極放大電路與共基極放大電路§3.7多級放大電路§3.6差分放大電路第80頁/共139頁3.4

靜態(tài)工作點的穩(wěn)定+UCCRSesRBRCC1C2T+++–RLui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE3.4.1溫度變化對靜態(tài)工作點的影響第81頁/共139頁3.4.1溫度變化對靜態(tài)工作點的影響

在固定偏置放大電路中，當(dāng)溫度升高時，UBE、、ICBO

。

上式表明，當(dāng)UCC和

RB一定時，IC與UBE、

以及ICEO

有關(guān)，而這三個參數(shù)隨溫度而變化。溫度升高時，

IC將增加，使Q點沿負載線上移。第82頁/共139頁iCuCEQ溫度升高時，輸出特性曲線上移Q′

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(dāng)溫度升高使IC增加時，能夠自動減少IB，從而抑制Q點的變化，保持Q點基本穩(wěn)定。結(jié)論：

當(dāng)溫度升高時，

IC將增加，使Q點沿負載線上移，容易使晶體管T進入飽和區(qū)造成飽和失真。０2０4０6０8０第83頁/共139頁3.4.2分壓式偏置電路1.穩(wěn)定Q點的原理

基極電位基本恒定，不隨溫度變化。VBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB++++UCCuiuo++––ICRSeS+–第84頁/共139頁

集電極電流基本恒定，不隨溫度變化。3.4.2分壓式偏置電路1、穩(wěn)定Q點的原理VBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB++++UCCuiuo++––ICRSeS+–第85頁/共139頁在估算時一般選取：I2=(5~10)IB，VB=(5~10)UBE，RB1、RB2的阻值一般為十幾千歐到幾十千歐。參數(shù)的選擇VEVBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB++++UCCuiuo++––ICRSeS+–第86頁/共139頁2.靜態(tài)工作點的計算估算法:VBVERB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB++++UCCuiuo++––ICRSeS+–第87頁/共139頁3.動態(tài)分析對交流：旁路電容CE

將RE

短路，RE不起作用，Au，ri，ro與固定偏置電路相同。如果去掉CE，Au，ri，ro

？RB1RCC1C2RB2CERERL++++UCCuiuo++––RSeS+–旁路電容第88頁/共139頁

去掉CE后的微變等效電路短路對地短路如果去掉CE，Au，ri，ro

?RB1RCC1C2RB2CERERL++++UCCuiuo++––RSeS+–rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSRE第89頁/共139頁無旁路電容CE有旁路電容CEAu減小ri提高ro不變分壓式偏置電路第90頁/共139頁例1:

在圖示放大電路中，已知UCC=12V,RC=6kΩ,RE1=300Ω，RE2=2.7KΩ，RB1=60kΩ，RB2=20kΩ

RL=6kΩ，晶體管β=50，UBE=0.6V,試求:(1)靜態(tài)工作點IB、IC及

UCE；(2)畫出微變等效電路；(3)輸入電阻ri、r0及Au。RB1RCC1C2RB2CERE1RL++++UCCuiuo++––RE2第91頁/共139頁【解】(1)由直流通路求靜態(tài)工作點。RB1RCRB2RE1+UCCRE2+–UCEIEIBICVB直流通路第92頁/共139頁(2)由微變等效電路求Au、ri

、

r0。微變等效電路rbeRCRLEBC+-+-+-RSRE1第93頁/共139頁3.4.3基本射極放大電路與分壓式射極偏置電路的比較

共射極放大電路靜態(tài)：分壓式射極偏置電路第94頁/共139頁3.4.3基本射極放大電路與分壓式射極偏置電路的比較

基本共射極放大電路電壓增益：RbviRcRL基本共射極放大電路輸入電阻：輸出電阻：Ro=Rc第95頁/共139頁第三章半導(dǎo)體三極管及放大電路基礎(chǔ)

§3.1半導(dǎo)體三極管§3.2共射極放大電路§3.3放大電路的分析方法§3.4放大電路工作點穩(wěn)定問題§3.5共集電極放大電路與共基極放大電路§3.7多級放大電路§3.6差分放大電路第96頁/共139頁3.5.1

共集電極電路RB+UCCC1C2RERLui+–uo+–++es+–RS

因?qū)涣餍盘柖?，集電極是輸入與輸出回路的公共端，所以是共集電極放大電路。因從發(fā)射極輸出，所以又稱射極輸出器。第97頁/共139頁求Q點：1、靜態(tài)分析直流通路+UCCRBRE+–UCE+–UBEIEIBICesRB+UCCC1C2RERLui+–uo++++–RS–第98頁/共139頁2、動態(tài)分析（1.）電壓放大倍數(shù)

電壓放大倍數(shù)Au1且輸入輸出同相，輸出電壓跟隨輸入電壓，故又稱電壓跟隨器。rbeRBRLEBC+-+-+-RSRE第99頁/共139頁（2.）輸入電阻

射極輸出器的輸入電阻高，對前級有利。

ri與負載有關(guān)rbeRBRLEBC+-+-+-RSRE第100頁/共139頁（3.

）輸出電阻射極輸出器的輸出電阻很小，帶負載能力強。rbeRBRLEBC+-+-+-RSRE第101頁/共139頁3、共集電極放大電路(射極輸出器)的特點：1.

電壓放大倍數(shù)小于1，約等于1;2.

輸入電阻高；3.

輸出電阻低；4.輸出與輸入同相。第102頁/共139頁4、射極輸出器的應(yīng)用主要利用它具有輸入電阻高和輸出電阻低的特點。1.

因輸入電阻高，它常被用在多級放大電路的第一級，可以提高輸入電阻，減輕信號源負擔(dān)。2.

因輸出電阻低，它常被用在多級放大電路的末級，可以降低輸出電阻，提高帶負載能力。3.

利用ri大、rO小以及Au1的特點，也可將射極輸出器放在放大電路的兩級之間，起到阻抗匹配作用，這一級射極輸出器稱為緩沖級或中間隔離級。第103頁/共139頁例1:.

在圖示放大電路中，已知UCC=12V,RE=2kΩ,

RB=200kΩ，RL=2kΩ，晶體管β=60，UBE=0.6V,信號源內(nèi)阻RS=100Ω，試求:(1)

靜態(tài)工作點IB、IE及UCE；(2)

畫出微變等效電路；(3)

Au、ri和r0。esRB+UCCC1C2RERLui+–uo++++–RS–第104頁/共139頁【解】(1)由直流通路求靜態(tài)工作點。+UCCRBRE+–UCE+–UBEIEIBIC第105頁/共139頁(2)由微變等效電路求Au、ri

、

r0。rbeRBRLEBC+-+-+-RSRE第106頁/共139頁3.5.3三種組態(tài)的比較P148電壓增益：輸入電阻：輸出電阻：第107頁/共139頁第三章半導(dǎo)體三極管及放大電路基礎(chǔ)

§3.1半導(dǎo)體三極管§3.2共射極放大電路§3.3放大電路的分析方法§3.4放大電路工作點穩(wěn)定問題§3.5共集電極放大電路與共基極放大電路§3.7多級放大電路§3.6差分放大電路第108頁/共139頁零點漂移：指輸入信號電壓為零時，輸出電壓發(fā)生緩慢變化的現(xiàn)象。uot0產(chǎn)生的原因：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。危害：直接影響對輸入信號測量的準(zhǔn)確程度和分辨能力。嚴重時，可能淹沒有效信號電壓，無法分辨是有效信號電壓還是漂移電壓。第109頁/共139頁3.6

差分放大電路3.6.1差分放大電路的工作情況

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。差動放大原理電路

+UCCuoui1RCRB2T1RB1RCui2RB2RB1+++–––T2兩個輸入、兩個輸出兩管靜態(tài)工作點相同第110頁/共139頁1.零點漂移的抑制uo=VC1－VC2

=0uo=(VC1+VC1

)－(VC2+

VC2)=0靜態(tài)時，ui1

=

ui2

=0當(dāng)溫度升高時ICVC（兩管變化量相等）

對稱差動放大電路對兩管所產(chǎn)生的同向漂移都有抑制作用。+UCCuoui1RCRB2T1RB1RCui2RB2RB1+++–––T2第111頁/共139頁2.有信號輸入時的工作情況1)

共模信號

ui1=ui2

大小相等、極性相同+UCCuoui1RCRB2T1RB1RCui2RB2RB1+++–––T2共模信號需要抑制

差動電路抑制共模信號能力的大小，反映了它對零點漂移的抑制水平。第112頁/共139頁+UCCuoui1RCRB2T1RB1RCui2RB2RB1+++–––T22.有信號輸入時的工作情況2)差模信號

ui1=–ui2

大小相等、極性相反差模信號是有用信號兩管集電極電位一減一增，呈等量異向變化，uo=(VC1－VC1

)－(VC2+

VC１)=－2VC1即對差模信號有放大能力。第113頁/共139頁3)比較輸入

ui1、ui2大小和極性是任意的。例1:

ui1=10mV,ui2=6mVui2=8mV－2mV例2:

ui1=20mV,ui2=16mV可分解成:

ui1=18mV+2mVui2=18mV－2mV可分解成:

ui1=8mV+2mV共模信號差模信號

放大器只放大兩個輸入信號的差值信號—差動放大電路。

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。第114頁/共139頁

若電路完全對稱，理想情況下共模放大倍數(shù)Ac=0

輸出電壓

uo

=

Ad

（ui1－

ui2）=

Ad

uid

若電路不完全對稱，則Ac0，實際輸出電壓

uo

=Acuic+

Ad

uid即共模信號對輸出有影響。第115頁/共139頁（CommonModeRejectionRatio)

全面衡量差動放大電路放大差模信號和抑制共模信號的能力。差模放大倍數(shù)共模放大倍數(shù)

KCMRR越大，說明差放分辨差模信號的能力越強，而抑制共模信號的能力越強。3.共模抑制比共模抑制比第116頁/共139頁第三章半導(dǎo)體三極管及放大電路基礎(chǔ)

§3.1半導(dǎo)體三極管§3.2共射極放大電路§3.3放大電路的分析方法§3.4放大電路工作點穩(wěn)定問題§3.5共集電極放大電路與共基極放大電路§3.7多級放大電路§3.6差分放大電路第117頁/共139頁3.7多級放大電路為獲得足夠大的放大倍數(shù)，將若干單級放大器按一定方式串接，組成多級放大器第一級第二級第n-1級第n級輸入輸出耦合級3.7.1多級放大器概念第118頁/共139頁直接耦合：

將放大電路的前級輸出端直接

接至后級輸入端。缺點：各級Q互相影響，設(shè)計

調(diào)試不便，有嚴重漂移問題。優(yōu)點：可放大低頻甚至直流信號，

利于集成。應(yīng)用：交直流集成放大器。3.7.2耦合方式：級與級之間的連接方式(1)直接耦合(2)阻容耦合(3)變壓器耦合第119頁/共139頁

將放大電路的前級輸出端

通過電容接至后級輸入端。耦合電容缺點：只能傳輸交流信號，

漂移信號和低頻信

號不能通過，不利

于集成。

優(yōu)點：各級Q獨立，設(shè)計、

調(diào)試方便，體積

小、成本低。應(yīng)用：交流放大器。阻容耦合：第120頁/共139頁變壓器耦合放大電路的前級

輸出端通過變壓器接至后級輸入端或負載上。優(yōu)點：各級Q獨立，設(shè)計、調(diào)試方便，能實現(xiàn)阻抗變換。缺點：低頻特性差，不能放大緩變信號，笨重，

不利于集成。

應(yīng)用：分立器件功率放大電路。變壓器變壓器第121頁/共139頁四、電路分析：一、靜態(tài)分析：（以阻容耦合為例）各級Q單獨求解（方法同前）二、動態(tài)分析：一個n級多級放大電路的交流等效電路：注意Ri=Ri1Ro=Ron第122頁/共139頁習(xí)題*3.1.1測得某放大電路中BJT的三個電極A、B、C的對地電位分別為VA=–9V，VB=–6V，VC=–6.2V，試分析A、B、C中哪個是基極b、發(fā)射極e、集電極c，并說明此BJT是NPN管還是PNP管。3.1.2某放大電路中三極管三個電極的電流如圖SK_01所示。已測出IA=1.5mA，IB=0.03mA，IC=–1.53mA，試分析A、B、C中哪個是基極、發(fā)射極？該管的b為多大？第123頁/共139頁習(xí)題3.1.3有兩個BJT，其中一個管子的b=1