雙極型晶體管及其放大電路演示文稿

雙極型晶體管及其放大電路演示文稿11五月2023模擬電子技術(shù)1目前一頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)11五月2023模擬電子技術(shù)2優(yōu)選雙極型晶體管及其放大電路目前二頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)2.3.4基本放大電路的組成原則

2.3.5直流通路和交流通路

2.4放大電路的靜態(tài)分析和設(shè)計

晶體管的直流模型及靜態(tài)工作點(diǎn)的估算

2.4.2靜態(tài)工作點(diǎn)的圖解分析法

2.4.3晶體管工作狀態(tài)的判斷方法

2.4.4放大狀態(tài)下的直流偏置電路

一、固定偏流電路二、分壓式電流負(fù)反饋偏置電路目前三頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)

2.5放大電路的動態(tài)分析和設(shè)計交流圖解分析2.5.2放大電路的動態(tài)范圍和非線性失真2.5.3晶體管的交流小信號模型

一、混合π型電路模型

二、低頻H參數(shù)電路模型

2.5.4等效電路法分析共射放大電路

共射放大電路的設(shè)計實(shí)例

目前四頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)2.6共集放大電路2.7共基放大電路2.8多級放大電路

級間耦合方式級聯(lián)放大器的性能指標(biāo)計算2.8.3常見的組合放大器一、CC―CE組合放大器二、CE―CC組合放大器三、CE―CB組合放大器作業(yè)目前五頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)（1）掌握雙極型晶體管的工作原理、特性和參數(shù)。（2）掌握雙極型晶體管的大信號和小信號模型。了解模型參數(shù)的含義。（3）掌握晶體管基本放大器的組成、工作原理及性能特點(diǎn)。（4）掌握靜態(tài)工作點(diǎn)的基本概念和偏置電路的估算。（5）掌握圖解分析方法和小信號等效電路分析方法，掌握動態(tài)參數(shù)（）的分析方法。（6）掌握多級放大電路動態(tài)參數(shù)的分析方法。第2章雙極型晶體管及其放大電路目前六頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)2.1雙極型晶體管的工作原理BJT(BipolarJunctionTransistor)，簡稱晶體管或三極管。2.1.1雙極型晶體管的結(jié)構(gòu)ecb發(fā)射極基極集電極發(fā)射結(jié)集電結(jié)基區(qū)發(fā)射區(qū)集電區(qū)N+PNcbeNPNPNPcbe(a)NPN管的原理結(jié)構(gòu)示意圖(b)電路符號BaseCollectorEmitter圖2.1.1

晶體管的結(jié)構(gòu)與符號目前七頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)圖2.1.2平面管結(jié)構(gòu)剖面結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1.三區(qū)二結(jié)2.基區(qū)很?。?0-1μm～100μm）3.e區(qū)重?fù)诫s、c區(qū)輕摻雜、b區(qū)摻雜最輕4.Sc結(jié)>Se結(jié)目前八頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)圖2.1.3晶體管內(nèi)載流子的運(yùn)動和各極電流cICeIENPNIBRCUCCUBBRBICBO15VbIBNIEPIENICN1.發(fā)射區(qū)向基區(qū)注入電子；2.電子在基區(qū)中邊擴(kuò)散邊復(fù)合；3.擴(kuò)散到集電結(jié)的電子被

集電區(qū)收集。

2.1.2雙極型晶體管的工作原理

一、放大狀態(tài)下晶體管中載流子的運(yùn)動基區(qū)從厚變薄，兩個PN結(jié)演變?yōu)槿龢O管，這是量變引起質(zhì)變的一個實(shí)例。目前九頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)二、電流分配關(guān)系cICeIENPNIBRCUCCUBBRBbIBNIENICNICBOIEPIBICIE跨越兩個PN節(jié)，

體現(xiàn)了放大作用。目前十頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)1.直流電流放大系數(shù)基區(qū)傳輸效率發(fā)射區(qū)發(fā)射效率cICeIENPNIBRCUCCUBBRBICBObIBNIEPIENICN共基直流電流放大系數(shù)目前十一頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)cICeIENPNIBRCUCCUBBRBICBObIBNIEPIENICN共射直流電流放大系數(shù)目前十二頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)共射、共基直流電流放大系數(shù)、間關(guān)系目前十三頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)

若忽略ICBO,則2.IC、IE、IB、三者關(guān)系目前十四頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)2.2晶體管特性曲線全面描述晶體管各極電流與極間電壓關(guān)系的曲線。圖晶體管的三種基本接法（組態(tài)）cebiBiC輸出回路輸入回路(a)共發(fā)射極(CommonEmitter)(b)共集電極(CommonCollecter)(c)共基極(CommonBase)輸入回路（接信號源，加入信號）；輸出回路（接負(fù)載，取出信號）；ecbiBiEceiEiCb目前十五頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)

共射極輸出特性曲線

圖共發(fā)射極特性曲線測量電路μAmAVViBiCUCCUBBRCRB＋－uBE＋－uCE＋－目前十六頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)圖2.2.3共射輸出特性曲線共發(fā)射極接法輸出特性曲線.aviActiveRegionCutoffRegionSaturationRegion目前十七頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)cICeIENPNIBRCUCCUBBRBICBObIBNIEPIENICN1.放大區(qū)（發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏）(1)uCE

變化時,IC

影響

很小（恒流特性）(2)基極電流iB

對集電極

電流iC

的控制作用很

強(qiáng)，引入交流電流放

大倍數(shù)目前十八頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)cICeIENPNIBRCUCCUBBRBb2.飽和區(qū)（發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均處于正向偏置）E結(jié)正偏C結(jié)零偏的正向傳輸(1)

iB一定時，iC比放大

時要小；(2)UCE一定時iB增大，

iC基本不變。C結(jié)正偏E結(jié)零偏的反向傳輸內(nèi)部載流子的傳輸過程分解為目前十九頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)臨界飽和：UCE=UBE，即UCB=0（C結(jié)零偏）。飽和壓降（一般飽和||深度飽和）

UCE(sat)=0.5V||0.3V（小功率Si管）；

UCE(sat)=0.2V||0.1V（小功率Ge管）。飽和（saturation）關(guān)于飽和區(qū)的說明目前二十頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)cICeIENPNIBRCUCCUBBRBb3.截止區(qū)（發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均處于反向偏置）三個電極均為反向電流，所以數(shù)值很小。(1)iB=-iCBO(此時i

E=0)

以下稱為截止區(qū)；(2)工程上認(rèn)為：iB=0以

下即為截止區(qū)。因?yàn)?/p>

在iB=0和iB=-iCBO

間，放大作用很弱。ICBOIEBO目前二十一頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)

c結(jié)e結(jié)正偏反偏正偏

反偏晶體管的工作狀態(tài)總結(jié)飽和放大截止倒置放大目前二十二頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)2.2.2共射極輸入特性曲線圖2.2.7共發(fā)射極輸入特性曲線(1)UCE=0時，晶體管相當(dāng)于兩個并聯(lián)二極管，iB

很大，曲線明顯左移。(2)0<UCE<1時，隨著UCE增加，曲線右移，特別在0<UCE<UCE(SAT),即工作在飽和區(qū)時，移動量將更大一些。(3)UCE>1時，曲線近似重合。目前二十三頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)溫度對晶體管特性的影響T↑，uBE↓：T↑，ICBO↑：T↑，β

↑：T↑，

IC↑：結(jié)論目前二十四頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)2.2.4晶體管的主要參數(shù)

一、電流放大系數(shù)1.共射直流放大系數(shù)反映靜態(tài)時集電極電流與基極電流之比。2.共射交流放大系數(shù)反映動態(tài)時的電流放大特性。在以后的計算中，不必區(qū)分。由于，呈線性關(guān)系因此目前二十五頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)4.共基交流放大系數(shù)3.共基直流放大系數(shù)在以后的計算中，不必區(qū)分。由于，呈線性關(guān)系因此目前二十六頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)二、極間反向電流1ICBO發(fā)射極開路時，集電極—基極間的反向電流，稱為集電極反向飽和電流。2ICEO基極開路時，集電極—發(fā)射極間的反向電流，稱為集電極穿透電流。3IEBO集電極開路時，發(fā)射極—基極間的反向電流。目前二十七頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)三、極限參數(shù)1.擊穿電壓U(BR)CBO指發(fā)射極開路時，集電極—基極間的反向擊穿電壓。U(BR)CEO指基極開路時，集電極—發(fā)射極間的反向擊穿電壓。U(BR)EBO指集電極開路時，發(fā)射極—基極間的反向擊穿電壓。該值通常較小，只有幾伏。例如：3DG6(NPN)，U(BR)CBO=115V，

U(BR)CEO=60V，U(BR)EBO=8V。目前二十八頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)2.集電極最大允許電流ICMICM(MaximumCollectorCurrent)一般指β下降到正常值的2/3時所對應(yīng)的集電極電流。當(dāng)iC>ICM時，雖然管子不致于損壞，但β值已經(jīng)明顯減小。3.集電極最大允許耗散功率PCM

PCM

(MaximumPowerDissipation)表示集電極上允許損耗功率的最大值。超過此值就會使管子性能變壞或燒毀。

PCM=IC·UCE目前二十九頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)圖2.2.8晶體管的安全工作區(qū)功耗線過損耗區(qū)擊穿區(qū)過流區(qū)SafeOperatingArea目前三十頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)2.3.1放大電路的組成RCuoVui＋－RB＋－UBBUCC圖2.3.1共射極放大電路1.當(dāng)ui=0時，電路處于靜態(tài)；

2.當(dāng)ui≠0時，電路處于動態(tài)，

動態(tài)時交流量與直流量共存。2.3晶體管放大電路的放大原理

動態(tài)：由交流信號源

引起的一種工作狀態(tài)。靜態(tài)：由直流電源

引起的一種工作狀態(tài)。目前三十一頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)2.3.2靜態(tài)工作點(diǎn)的作用

圖2.3.2沒有設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)RCuoVui＋－RB＋－UCCiBtuBEtiBuBE目前三十二頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)晶體管放大電路的放大原理

tui0tuBEUBEQ0RCuoVui＋－RB＋－UBBUCC＋圖2.3.3設(shè)置合適靜態(tài)工作點(diǎn)共射放大電路波形iBtuBEtiBuBE目前三十三頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)tui0tuBEUBEQ0uCEtUCEQ0uo0tiCtICQ0RCuoVui＋－RB＋－UBBUCC＋圖2.3.3設(shè)置合適靜態(tài)工作點(diǎn)共射放大電路波形目前三十四頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)

圖2.3.4阻容耦合共射放大電路RCUo＋V＋Us＋－Rs＋－UiC1RB(UCC)C2RL＋－US、RS：正弦信號源電壓及內(nèi)阻UCC：直流電源RB：基極偏置電阻RC：集電極負(fù)載電阻RL：負(fù)載電阻C1(C2)：耦合電容UCC基本放大電路的組成原則1.只有一個放大管的放大電路，共有三種組態(tài)。目前三十五頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)(1)

RB,RC,UCC使放大器工作在放大區(qū)。(2)采用RB,RC,C1,C2構(gòu)成阻容耦合連接方式。選擇合適的電容C1、C2使其對交流信號的容抗近似為0，交流信號可無損耗地送入發(fā)射結(jié)。2.放大電路中各元件的作用RCUoUs＋V＋＋－Rs＋－UiC1RB(UCC)C2RL＋－UCC目前三十六頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)(1)晶體管偏置在放大狀態(tài)，且有合適的工作點(diǎn)。(2)輸入信號必須加在基極—發(fā)射極回路。(3)須有合理的信號通路。需進(jìn)行交流分析需進(jìn)行直流分析RCUoUs＋V＋＋－Rs＋－UiC1RB(UCC)C2RL＋－UCC3.基本放大電路的組成原則目前三十七頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)

2.3.5直流通路和交流通路分析對象：直流成份、直流通路（偏置電路）1.直流（靜態(tài)）分析：2.交流（動態(tài)）分析：加入交流信號，即ui≠0當(dāng)放大器沒有送入交流信號時，即ui=0分析對象：交流成分、交流通路目前三十八頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)3.畫直流通路的原則(1)C開路(2)L短路4.畫交流通路的原則(1)容量足夠大的C短路(2)

L保留(3)直流電源UCC短路(3)直流電源UCC視為恒壓源(4)交流電源Us=0,Rs保留(4)交流電源Us,Rs保留目前三十九頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)圖2.3.5(a)共射放大器的直流通路RBUCCRCRCUoUs＋V＋＋－Rs＋－UiC1RB(UCC)C2RL＋－UCC目前四十頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)RCUoUs＋－RsRBRL＋－IiIo習(xí)慣用有效值畫交、直流通路練習(xí)題圖2.3.5(b)共射放大器的交流通路RCUoUs＋V＋＋－Rs＋－UiC1RB(UCC)C2RL＋－UCC目前四十一頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)

2.4放大電路的靜態(tài)分析和設(shè)計直流工作狀態(tài)分析（靜態(tài)分析）將輸入、輸出特性曲線線性化

（即用若干直線段表示）等效電路（模型）目前四十二頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)(a)輸入特性近似圖2.4.1晶體管伏安特性曲線的折線近似及直流模型uBE0iBUBE(on)0uCEiCUCE(sat)IB＝0(b)輸出特性近似晶體管的直流模型及靜態(tài)工作點(diǎn)的估算

目前四十三頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)(e)飽和狀態(tài)模型ebcβIBIBUBE(on)ebcebcUBE(on)UCE(sat)圖2.4.1晶體管伏安特性曲線的折線近似及直流模型uBE0iBUBE(on)0uCEiCUCE(sat)(c)放大狀態(tài)模型(d)截止?fàn)顟B(tài)模型cbe目前四十四頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)例2.4.1晶體管電路如圖2.4.2(a)所示。若已知晶體管工作在放大狀態(tài)，β=100，試計算晶體管的IBQ，ICQ和UCEQ。ICQ＋－UCEQ270kRBUBB6VIBQUCC12VRC3k圖2.4.2晶體管直流電路分析(a)電路目前四十五頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)圖2.4.2晶體管直流電路分析(b)直流等效電路ICQ＋－UCEQ270kRBUBB6VIBQUCC12VRC3keRBUBE(on)bIBQβIBQcICQUCCRC＋－UCEQUBB目前四十六頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)2.4.2靜態(tài)工作點(diǎn)的圖解分析法2.輸出回路分析圖2.4.3共射放大器的直流通路RBUCCRCIBQICQ＋－UCEQ1.輸入回路分析目前四十七頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)iB=IBQuCE0NQMiCUCEQUCCICQUCCRC(a)直流負(fù)載線與Q點(diǎn)圖2.4.4放大器的直流圖解分析目前四十八頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)(b)Q點(diǎn)與RB、RC的關(guān)系uCE/V21012012340μA30μA20μA10μAiC/mA4684MNQRBQ3Q2Q4RCRBQ1RC圖2.4.4放大器的直流圖解分析RBUCCRCIBQICQ＋－UCEQ目前四十九頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)2.4.3晶體管工作狀態(tài)的判斷方法

圖2.4.5晶體管直流分析的一般性電路RBUBBRCUCC(a)電路RE目前五十頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)RBUBBRCUCCRE1.先判斷晶體管是否處于截止?fàn)顟B(tài)則晶體管處于截止?fàn)顟B(tài)；晶體管工作狀態(tài)的判斷步驟2.判斷晶體管是處于放大狀態(tài)還是飽和狀態(tài)假設(shè)晶體管處于放大狀態(tài)RBUBBRCUCCREUBE(on)βIB(b)放大狀態(tài)下的等效電路目前五十一頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)則晶體管處于放大狀態(tài)；則晶體管處于飽和狀態(tài)；RBUBBRCUCCRERBUBBRCUCCREUBE(on)UCE(sat)(c)飽和狀態(tài)下的等效電路(Si||Ge)目前五十二頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)例2.4.2晶體管電路如圖所示。已知β=50，試求ui分別為0V和3V時的輸出電壓uo。RC3kUCC5VRB39kui＋－＋－uo圖2.4.6例電路2.當(dāng)ui=3V時，1.當(dāng)ui=0時，UBE=0，此時uo=UCC=5V則晶體管截止。晶體管導(dǎo)通。目前五十三頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)與假設(shè)不符，假設(shè)管子工作在放大區(qū)RC3kUCC5VRB39kui＋－＋－uo圖2.4.6例電路因此管子進(jìn)入飽和狀態(tài)目前五十四頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)2.4.4放大狀態(tài)下的直流偏置電路

一、固定偏流電路圖2.4.7固定偏流電路RBUCCRC只要合理選擇RB，RC的阻值，晶體管將處于放大狀態(tài)。目前五十五頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)若T↑，則IC↑導(dǎo)致UCE↓即：電路的靜態(tài)工作點(diǎn)Q(UCEQ,ICQ)不穩(wěn)定。RBUCCRC固定偏流電路的缺點(diǎn)目前五十六頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)二、分壓式電流負(fù)反饋偏置電路

(a)電路RB1UCCRCRERB2圖2.4.8分壓式電流負(fù)反饋偏置電路兼顧UCEQ為確保UB固定I1≈

I2>>IBQRB1、RB2的取值愈小愈好增大電源UCC的無謂損耗取I1I2UB=?目前五十七頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)RB1UCCRCRERB2

UEQ(=IEQRE)ICQ1.分壓式電流負(fù)反饋偏置電路如何穩(wěn)定Q點(diǎn)?若

ICQIEQUBEQ(=UBQ-UEQ)IBQ目前五十八頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)RB1UCCRCRERB2UCCRCRERBUBB分壓式電流負(fù)反饋偏置電路用戴維南定理等效后的電路baRCRERB1UCCRB2ba

RB=RB1‖RB22.如何計算分壓式電流負(fù)反饋偏置電路Q點(diǎn)?目前五十九頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)UCCRCRERBICQUBBIBQI1≈

I2>>IBQ與等價I1≈

I2>>IBQ當(dāng)時所以目前六十頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)例

電路如下圖所示。已知β=100,UCC=12V,

RB1=39kΩ,RB2=25kΩ,RC=RE=2kΩ，試計算工作點(diǎn)ICQ和UCEQ。RB1UCCRCRERB2目前六十一頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)若按估算法直接求ICQ，則：RB1UCCRCRERB2誤差：目前六十二頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)

2.5放大電路的動態(tài)分析和設(shè)計線性放大的基本概念①幅度增大（放大）②頻譜不變（波形）目前六十三頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)線性放大器Io+_Uo+_UiIi信號源負(fù)載信號源負(fù)載放大器二端口網(wǎng)絡(luò)通用模型目前六十四頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)交流圖解分析瞬時值直流值交流值1.輸入回路分析RCUoUi＋－RBRL＋－ΔiB＋－ΔUBE目前六十五頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)iBIBQtiBIBQuBEuBEtiBmaxiBminQUBEQ放大器的交流圖解分析之輸入回路的工作波形目前六十六頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)2.輸出回路分析RCUoUi＋－RBRL＋－ΔiC＋－ΔuCE交流負(fù)載線方程目前六十七頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)圖放大器的交流圖解分析之輸出回路的工作波形QiCiBmaxiBminiCICQttuCEuCEUCCUCEQICQRL′ICQUCCRC交流負(fù)載線k＝－RL′1Q1Q2IBQA放大電路的動態(tài)圖解分析.avi目前六十八頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)共射極放大器的電壓、電流波形RCUoUs＋V＋＋－Rs＋－UiC1RB(UCC)C2RL＋－UCCtui0tuBEUBEQ0uCEtUCEQ0uo0tiBtIBQ0iCtICQ0目前六十九頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)2.5.2放大電路的動態(tài)范圍和非線性失真Q交流負(fù)載線iC0t0iCiBuCEuCE0t圖2.5.2Q點(diǎn)不合適產(chǎn)生的非線性失真(a)截止失真目前七十頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)圖2.5.2Q點(diǎn)不合適產(chǎn)生的非線性失真(b)飽和失真Q交流負(fù)載線iCiCiB0tuCEuCE0t0放大器的截止失真和飽和失真.avi目前七十一頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)

Uopp=2Uom放大器輸出動態(tài)范圍：受截止失真限制，其最大不失真輸出電壓的幅度為因飽和失真的限制，最大不失真輸出電壓的幅度為其中較小的即為放大器最大不失真輸出電壓的幅度，而輸出動態(tài)范圍Uopp則為該幅度的兩倍，即放大器的最大不失真輸出幅度.avi目前七十二頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)例2.5.1放大電路如下圖所示。設(shè)UCC=12V,RC=2kΩ,

RL=∞,RB=280kΩ,=100，忽略晶體管的飽和壓降。RCUo＋V＋Us＋－Rs＋－UiC1RB(UCC)C2RL＋－UCC（3）調(diào)節(jié)RB，使ICQ=3mA時，

Uopp=？（1）試確定該電路的Uopp=？（2）調(diào)節(jié)RB，使ICQ=2mA時，

Uopp=？目前七十三頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)（1）試確定該電路的Uopp=？RCUo＋V＋Us＋－Rs＋－UiC1RB(UCC)C2RL＋－UCC目前七十四頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)（2）調(diào)節(jié)RB，使ICQ=2mA時，Uopp=？RCUo＋V＋Us＋－Rs＋－UiC1RB(UCC)C2RL＋－UCC目前七十五頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)（3）調(diào)節(jié)RB，使ICQ=3mA時，Uopp=？RCUo＋V＋Us＋－Rs＋－UiC1RB(UCC)C2RL＋－UCC目前七十六頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)2.5.3晶體管的交流小信號模型

交流工作狀態(tài)分析（動態(tài)分析）在Q點(diǎn)處對輸入、輸出特性曲線線性化

（即用直線段表示）Q點(diǎn)處的交流小信號等效電路（線性等效模型）目前七十七頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)

一、混合π型電路模型

圖2.5.3共發(fā)射極晶體管uceib＋－＋－ubeic目前七十八頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)1.交流小信號情況下三極管伏安特性的近似及簡化的三極管等效電路iBuBEQO＋－beuCEOiCQ＋－ce＋－be＋－ce目前七十九頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)平面管結(jié)構(gòu)示意圖cebrbb′rcc′PN＋N＋NCb′cCb′eree′b′b′：基區(qū)的理論基極r

bb′通常取值200Ω2.考慮基區(qū)體電阻及引線接觸電阻時如何修改等效模型？目前八十頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)＋－＋rbb′rb′eb′bce考慮基區(qū)體電阻及引線接觸電阻引入的參數(shù)e目前八十一頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)3.考慮基區(qū)寬度調(diào)制效應(yīng)時如何修改等效模型？iBuBEQOuCEOiCQ目前八十二頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)見圖1見圖2圖1＋－ube＋－ucebcerbb′b′目前八十三頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)＋－ube＋－ucebcerbb′b′圖2目前八十四頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)＋－ube＋－ucebcerbb′b′考慮基區(qū)寬度調(diào)制效應(yīng)引入的參數(shù)目前八十五頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)＋－＋－ucercebcerbb′rb′eb′rb′c完整的混合π型電路模型(高頻模型)eceCb′Cb′ube考慮PN結(jié)電容引入的參數(shù)4.考慮PN結(jié)的電容效應(yīng)時如何修改等效模型？目前八十六頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)＋－＋rbb′rb′eb′bce實(shí)用的低頻混合π型電路模型－目前八十七頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)

二、低頻H參數(shù)電路模型適用范圍：電路的網(wǎng)絡(luò)模型很多，如：Z參數(shù)、Y參數(shù)、

A參數(shù)、H參數(shù)模型等。低頻、小信號（振幅2.6mV左右）交流信號。目前八十八頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)因在Q點(diǎn)處將輸入、輸出特性曲線線性化，則線性四端網(wǎng)絡(luò)＋－＋－uBEuCEiBiC1.低頻H參數(shù)電路模型的推導(dǎo)目前八十九頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)若為正弦量目前九十頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)＋－Ube＋－Ucebcehiehoe1hfeIbIcIb＋－h(huán)reUce圖2.5.9共發(fā)射極晶體管H參數(shù)電路模型目前九十一頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)輸出交流短路時的輸入電阻輸入交流開路時的反向電壓傳輸系數(shù)輸出交流短路時的電流放大系數(shù)輸入交流開路時的輸出電導(dǎo)2.H參數(shù)的物理含義目前九十二頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)Uce＝0＋－Ubercebcerbb′rb′eb′rb′cIbgmUbe′Ic輸出交流短路的混合π型電路3.H參數(shù)和混合π型電路模型參數(shù)間關(guān)系目前九十三頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)

輸入交流開路的混合π型電路＋－Ubercebcerbb′rb′eb′rb′cgmUbe′IcIb＝0＋－Uce目前九十四頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)目前九十五頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)如果忽略r

b′c的影響，則上式可簡化為···1KΩ左右···20～200···10-5···10-3～10-4目前九十六頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)圖2.5.10晶體管的H參數(shù)簡化模型目前九十七頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)2.5.4等效電路法分析共射放大電路根據(jù)直流通路估算直流工作點(diǎn)確定放大器交流通路、交流等效電路計算放大器的各項(xiàng)交流指標(biāo)目前九十八頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)＋－－＋＋－UoUiUsRsRB2＋C1RECE＋RLUCCRCRB1＋C2圖共射放大器及其交流等效電路(a)電路目前九十九頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)(b)交流等效電路UiRi＋＋－－RsRB2rbeIiRCRLUo＋－eIbβIbrceRoIcIobcRB1圖共射放大器及其交流等效電路目前一百頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)1.電壓放大倍數(shù)AuUiRi＋＋－－RsRB2rbeIiRCRLUo＋－eIbβIbrceRoIcIobcRB1目前一百零一頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)2.電流放大倍數(shù)AiUiRi＋＋－－RsRB2rbeIiRCRLUo＋－eIbβIbrceRoIcIobcRB1目前一百零二頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)3.輸入電阻RiUiRi＋＋－－RsRB2rbeIiRCRLUo＋－eIbβIbrceRoIcIobcRB1目前一百零三頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)4.輸出電阻RoUiRi＋＋－－RsRB2rbeIiRCRLUo＋－eIbβIbrceRoIcIobcRB1目前一百零四頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)5.源電壓放大倍數(shù)AusUiRi＋＋－－RsRB2rbeIiRCRLUo＋－eIbβIbrceRoIcIobcRB1目前一百零五頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)6.發(fā)射極接有電阻RE時的情況

圖2.5.12發(fā)射極接電阻時的交流等效電路目前一百零六頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)Ri=RB1‖RB2‖R′RiRi′目前一百零七頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)例2.5.3在圖電路中，若RB1=75kΩ,RB2=25kΩ,

RC=RL=2kΩ,RE=1kΩ,UCC=12V，晶體管的β=80,

r

bb′=100Ω,Rs=0.6kΩ,試求該放大器的直流工作點(diǎn)ICQ、UCEQ及Au,Ri,Ro和Aus指標(biāo)。＋－－＋＋－UoUiUsRsRB2＋C1RECE＋RLUCCRCRB1＋C2目前一百零八頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)

解按估算法計算Q點(diǎn)目前一百零九頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)目前一百一十頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)例2.5.4在上例中，將RE變?yōu)閮蓚€電阻RE1和RE2串聯(lián)，且RE1=100Ω,RE2=900Ω，而旁通電容CE接在RE2兩端，其它條件不變，試求此時的交流指標(biāo)。＋－－＋＋－UoUiUsRsRB2＋C1RE2CE＋RLUCCRCRB1＋C2RE1目前一百一十一頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)解由于RE=RE1+RE2=1kΩ，所以Q點(diǎn)不變。對于交流通路，現(xiàn)在射極通過RE1接地。此時，各項(xiàng)指標(biāo)分別為目前一百一十二頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)動態(tài)分析方法小結(jié)1.圖解法：在晶體管特性曲線上通過作圖確定信號變化量之間的關(guān)系。特點(diǎn)：形象、直觀，便于理解放大原理、波形關(guān)系及非線性失真；適用于大信號分析，對于小信號放大器，用圖解法難以準(zhǔn)確地進(jìn)行定量分析。2.等效電路法：利用器件的小信號模型進(jìn)行電路分析，確定信號變化量之間的關(guān)系。特點(diǎn)：適用于小信號，運(yùn)算簡便，誤差小。目前一百一十三頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)共射放大電路的設(shè)計實(shí)例

例2.5.5試設(shè)計一個共射放大電路，要求電路的Au=50，RL=1KΩ,Ri>1KΩ,Ro=2kΩ,UOPP=5V。＋－－＋＋－UoUiUsRsRB2＋C1RECE＋RLUCCRCRB1＋C2目前一百一十四頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)1.確定電源電壓UCC

(1)輸出電壓峰峰值Uopp=5V(2)飽和壓降Uces=0.7~1V

(3)發(fā)射極電阻RE上的直流壓降URE>1V

若ΔURE=25mV,URE=1V,ΔURE/URE=2.5%,則ΔICQ/ICQ=2.5%UCC>Uopp+Uces+URE取UCC=15V目前一百一十五頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)2.選擇晶體管型號(1)U(BR)CBO>UCC,U(BR)CEO>UCC

(2)PCM>10PL

3DG6C的主要參數(shù)為U(BR)CBO=U(BR)CEO=45V,PCM=100mW,β=120目前一百一十六頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)3.確定RC、UCEQ、ICQ、RE的值(1)Rc=Ro=2kΩ取UCEQ=5.5V(2)QiCuCEUCEQICQRL′ICQUCES0.5Uopp取ICQ=4mA(3)目前一百一十七頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)4.RE的確定取RE=0.39kΩ

＋－－＋＋－UoUiUsRsRB2＋C1RECE＋RLUCCRCRB1＋C2目前一百一十八頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)5.RB1和RB2的確定

取I1=10IBQ

取RB2=6.6kΩ取RB1=39kΩ目前一百一十九頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)6.驗(yàn)證放大電路的Ri和Au

7.耦合電容C1、C2和射極旁路電容CE的確定C1=C2=10μFCE=47μF8.電源去耦電容C3與C4的確定C3=0.1μFC4=10μF目前一百二十頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)2.6共集放大電路＋－－＋UoUiUsRsRB2C1RERLUCCRB1＋C2(a)電路圖共集放大電路及交流等效電路目前一百二十一頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)圖共集放大電路及交流等效電路(b)交流等效電路UiRi＋＋－－RsUsRB1IbRoRB2rbeβIbbcIcIeRERLIoRi′Iie目前一百二十二頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)1.電壓放大倍數(shù)AuUiRi＋＋－－RsUsRB1IbRoRB2rbeβIbbcIcIeRERLIoRi′Iie目前一百二十三頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)2.電流放大倍數(shù)AiUiRi＋＋－－RsUsRB1IbRoRB2rbeβIbbcIcIeRERLIoRi′Iie目前一百二十四頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)3.輸入電阻RiUiRi＋＋－－RsUsRB1IbRoRB2rbeβIbbcIcIeRERLIoRi′Iie目前一百二十五頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)4.輸出電阻Ro圖2.6.2求共集放大器Ro的等效電路式中：而目前一百二十六頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)所以，輸出電阻目前一百二十七頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)

2.7共基放大電路C1－＋Ui＋RE＋C2RCRB1RB2＋CB－＋UoRLUCC(a)共基極放大電路

圖2.7.1共基極放大器及交流等效電路目前一百二十八頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)(b)交流等效電路Ii－＋UiRERiIerbeRi′βIbIcRCRoRLIo－＋UoIb

圖2.7.1共基極放大器及交流等效電路目前一百二十九頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)1.電壓放大倍數(shù)AuIi－＋UiRERiIerbeRi′βIbIcRCRoRLIo－＋UoIb目前一百三十頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)2.電流放大倍數(shù)AiIi－＋UiRERiIerbeRi′βIbIcRCRoRLIo－＋UoIb目前一百三十一頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)3.輸入電阻RiIi－＋UiRERiIerbeRi′βIbIcRCRoRLIo－＋UoIb目前一百三十二頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)4.輸出電阻RoIi－＋UiRERiIerbeRi′βIbIcRCRoRLIo－＋UoIb目前一百三十三頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)表2.7.1三種基本放大器性能比較目前一百三十四頁\總數(shù)一百四十九頁\編于二十一點(diǎn)2.8多級放大電路級間耦合方式