模擬電路課件 第四章

第四章雙極結型三極管及放大電路基礎2.1晶體管

晶體管，也叫半導體三極管或雙極型晶體管（BipolarJunctionTransistor,簡稱BJT）。由兩個PN結組成的。2.1.1晶體管結構--NNP發(fā)射區(qū)集電區(qū)基區(qū)發(fā)射結集電結ecb發(fā)射極集電極基極NPN型晶體管符號發(fā)射結正偏時發(fā)射極電流方向--PPN發(fā)射區(qū)集電區(qū)基區(qū)發(fā)射結集電結ecb發(fā)射極集電極基極PNP型晶體管符號2.1.2晶體管的工作原理

三極管在工作時要加上適當?shù)闹绷髌秒妷?。若工作在放大狀態(tài)，則：發(fā)射結正偏；集電結反偏。發(fā)射結正偏：+UCE

－＋UBE－＋UCB－共發(fā)射極接法c區(qū)b區(qū)e區(qū)電源VBB保證發(fā)射結正偏UCB=UCE–UBE>0保證集電結反偏其它結構：共集電極接法、共基極接法三極管的三種連接方式(c)共集電極接法，集電極作為公共電極。(a)共基極接法，基極作為公共電極；(b)共發(fā)射極接法，發(fā)射極作為公共電極；BJT的三種連接方式發(fā)射結正偏，發(fā)射區(qū)向基區(qū)注入電子，形成了擴散電流IEN

。同時從基區(qū)向發(fā)射區(qū)也有空穴的擴散運動，形成電流IEP。但空穴數(shù)量?。≒區(qū)摻雜濃度低），可忽略。所以發(fā)射極電流IE≈

IEN由于濃度差異，發(fā)射區(qū)的電子注入基區(qū)后向集電結方向擴散，擴散過程中部分電子與空穴復合。而基區(qū)中價電子不斷被電源VBB拉走，形成空穴電流IBN，并且基極電流IB≈

IBN。BJT內部的載流子的運動（1）發(fā)射區(qū)向基區(qū)擴散電子（2）電子在基區(qū)的擴散和復合通常將基區(qū)做得很薄，摻雜濃底很低，使得絕大部分自由電子能擴散到集電結因為集電結反偏，有利于收集擴散到集電區(qū)邊緣的電子，形成電流ICN

，其值基本上等于集電極電流IC。

集電結反偏，有利于集電結內少子漂移運動，形成漂移電流，記為反向飽和電流：ICBO，該值很小，但受溫度影響大（3）集電區(qū)收集從發(fā)射區(qū)擴散的電子發(fā)射區(qū)重摻雜基區(qū)必須很薄集電結的面積應很大工作時:發(fā)射結應正向偏置，集電結應反向偏置小結：

三極管的電流分配關系極電集電流：基極電流：發(fā)射集電流：可得：IBN2.電流分配關系根據(jù)傳輸過程可知

IC=ICN+ICBO通常

IC>>ICBO

表達了IE轉化為ICB的能力。它只與管子的結構尺寸和摻雜濃度有關，與外加電壓無關。一般

=0.90.99

。IE=IB+IC定義：共基極直流電放大系數(shù)：將三極管共射極電流放大能力，定義為直流電流放大系數(shù)：整理可得：定義集-射集之間的穿透電流ICEO，令：可得：一般情況下，穿透電流遠小于IC，可得電流放大系數(shù)：IE>IC>IB，其中，IE和IC要遠大于IB，在分析計算中，一般可令IE≈

IC由：由：共基極放大電路4.放大作用舉例若

vI

=20mV電壓放大倍數(shù)使

iE

=-1mA，則

iC

=

iE

=-0.98mA，

vO=-iC?

RL=0.98V，當

=0.98時，2.1.3晶體管的伏安特性曲線（共發(fā)射極接法）輸入特性曲線

iB=f(uBE)

uCE=常數(shù)（2）uCE

≥1V再增加時，曲線右移很不明顯（電子數(shù)量一定，增大電壓，iB無明顯變化，此時，輸入特性曲線基本重合）。 （1）與uCE=0V相比，當uCE=1V時，集電結放加反向電壓，其收集電子能力加強，所以基區(qū)復合減少，當uBE

一定時，iB

減小。特性曲線將向右移動。

三極管V-A特性曲線用于表示各極電壓和電流之間關系，反映了三極管的性能，是分析放大電路的重要依據(jù)。包括：輸入特性和輸出特性。死區(qū)電壓硅0.5V鍺0.1V導通壓降硅0.7V鍺0.3V=1VuCE輸出特性曲線iC=f(uCE)

iB=常數(shù)輸出特性曲線：現(xiàn)以iB=60uA一條加以說明。

（1）當uCE=0V時，因集電極無收集電子作用，iC=0。（2）uCE↑→Ic

↑

，Ic受uCE影響較大。

（3）當uCE

＞1V后，收集電子的能力足夠強。這時，發(fā)射到基區(qū)的電子絕大部分都被集電極收集，形成iC。所以uCE再增加，iC基本保持不變。同理，可作出iB=其他值的曲線。

輸出特性曲線可以分為三個工作區(qū)域:飽和區(qū)——iC受uCE顯著控制的區(qū)域，該區(qū)域內uCE＜0.7V。此時發(fā)射結正偏，集電結也正偏。截止區(qū)——iC接近零的區(qū)域，相當iB=0的曲線的下方。此時，發(fā)射結反偏，集電結反偏。放大區(qū)——

曲線基本平行等距。此時，發(fā)射結正偏，集電結反偏。該區(qū)中有：

放大區(qū)

截止區(qū)

飽和區(qū)｝

△IB△IC2.1.4晶體管的主要電參數(shù)1.電流放大系數(shù)（2）共基極電流放大系數(shù)：iCE△=20uA(mA)B=40uAICu=0(V)=80uAI△BBBIBiIBI=100uACBI=60uAi2.31.5（1）共發(fā)射極電流放大系數(shù)：

直流放大系數(shù)：

交流放大系數(shù)：

直流放大系數(shù)反映靜態(tài)（直流工作狀態(tài)）時集電集電流與基極電流之比；交流放大系數(shù)反映動態(tài)（交流工作狀態(tài)）時電流放大特性。估算中，一般取：2.極間反向電流

（2）集電極發(fā)射極間的穿透電流ICEO

基極開路時，集電極到發(fā)射極間的電流——穿透電流。其大小與溫度有關。

（1）集電極基極間反向飽和電流ICBO

發(fā)射極開路時，在其集電結上加反向電壓，得到反向電流。它實際上就是一個PN結的反向電流（少子漂移引起）。其大小與溫度有關。鍺管：ICBO為微安數(shù)量級，硅管：ICBO為納安數(shù)量級。++ICBOecbICEO3.極限參數(shù)

Ic過大時，

要下降。當

值下降到線性放大區(qū)

值的70％時，所對應的集電極電流稱為集電極最大允許電流ICM。（1）集電極最大允許電流ICM（2）集電極最大允許功率損耗PCM

集電極電流通過集電結時所產(chǎn)生的功耗（防止管子發(fā)熱引起的管損）：

PC=ICUCE

<PCM（3）反向擊穿電壓基極開路，集電極和發(fā)射極之間最大允許反向電壓：U(BR)CEO發(fā)射極開路，集電極和基極之間最大允許反向電壓：U(BR)CBO集電極開路，發(fā)射極和基極之間最大允許反向電壓：U(BR)EBO

①U（BR）EBO——其值一般幾伏～十幾伏。②

U（BR）CBO——其值一般為幾十伏～幾百伏。--(BR)CEOU(BR)CBOU(BR)EBOUPCM線

安全工作區(qū)ICMU(BR)CEO

小結：

在模擬電路中三極管主要用于放大，要保證三極管工作在放大狀態(tài)，則應滿足：

發(fā)射結正偏置，集電結反偏置。

對NPN管：UC>UB>UE

對PNP管：UC<UB<UE

對于硅管和鍺管的特性有所差異，在放大狀態(tài)時基極和發(fā)射極間的壓降數(shù)值不同，硅管0.7V，鍺管0.2V。并且基極電位一定介于UC和UE之間。

三極管類型和工作狀態(tài)的判斷1.根據(jù)三極管的電流，判斷三極管的類型三極管可分為NPN型和PNP型兩類，各極電流關系為：集電極電流IC和發(fā)射極電流IE遠遠大于基極電流IB，即：IE>IC>IB同時滿足：IE=IB+IC例：在某放大電路中，已知：I1=-1.4mA,I2=-0.03mA,I3=1.43mA,試確定三極管類型，并區(qū)分各電極。解：根據(jù)電流的參考方向及給定的電流，I1、I2的實際方向朝外，I3向里，并且有：I3=|I1|+|I2|則：3腳為發(fā)射極，2腳為基極，1腳為集電極；由發(fā)射極電流流向，可知：PNP管。2.根據(jù)三極管各極電位，判斷三極管的類型例：在某放大電路中，試確定三極管類型，并區(qū)分各電極。解：I3遠大于I2可知，3腳為基極；由基極電流流向，可知：NPN管，其中，2腳為集電極，1腳為發(fā)射極。三極管若工作在放大狀態(tài)，應滿足：發(fā)射結正偏置，集電結反偏置。對NPN管：UC>UB>UE

對PNP管：UC<UB<UE對于硅管：|UBE|=0.6～0.8V對于鍺管：|UBE|=0.1～0.3V例：若測得放大電路中的兩個三極管各極電位分別如下，判斷三極管的類型，是硅管還是鍺管，并確定每管的電極。（1）U1=8V，U2=2V，U3=2.7V；（2）U1=-2V，U2=-5V，U3=-2.3V

判斷步驟：先從三個電壓值中找到電位差為0.2或0.7V左右的電壓，它們必為B極和E極，并可判斷出是硅管還是鍺管，再比較三個電壓的大小，確定管子類型。解：（1）因為：U3-U2=0.7V，故為硅。其中，3腳為b，2腳為e，1腳為c;

因為：UC>UB>UE,故為NPN管；（2）因為：U3-U1=-0.3V，故為鍺管。其中，3腳為b,1腳為e，2腳為c；因為：UC<UB<UA,故為PNP管。3.根據(jù)三極管的電位，判斷三極管的工作狀態(tài)三極管工作在放大狀態(tài)：發(fā)射結正偏，集電結反向偏置；三極管工作在截至狀態(tài)：發(fā)射結反偏，集電結反向偏置；三極管工作在飽和狀態(tài)：發(fā)射結正偏，集電結正向偏置；對于NPN型三極管：當UBE<死區(qū)電壓時，三極管截止當UBE>死區(qū)電壓，UCE≥UBE時，即：UC≥UB,三極管處于放大狀態(tài)當當UBE>死區(qū)電壓，UCE<UBE時，即：UC<UB,三極管處于飽和狀態(tài)對于PNP型三極管，結論相反例：若測得放大電路中的三極管各極電位如圖所示，試判斷三極管的工作狀態(tài)解：UBE=0.7V，大于死區(qū)電壓，且，UCE=4V>UBE,三極管處于放大狀態(tài)；UBE=-4V,小于死區(qū)電壓，三極管截止；UBE=0.7V,大于死區(qū)電壓，且UCE=0.3V<UBE,三極管處于飽和狀態(tài)2.1.5溫度對晶體管參數(shù)的影響溫度對UBE的影響當溫度升高時，三極管輸入特性曲線將左移，即在相同IB值下，當溫度升高后，對應的發(fā)射結正向壓降UBE值會下降。2.溫度對反向飽和電流ICBO的影響由于反向飽和電流ICBO是由少子漂移形成的，溫度上升時，少數(shù)載流子增加，故ICBO上升，一般來說，溫度每升高10度，ICBO大約增加一倍。3.溫度對電流放大系數(shù)β的影響溫度升高時，三極管輸出特性曲線距離會隨溫度升高而增大，因此，同樣的基極電流變化量△iB，對應的集電極電流變化量△iC增大，因此，當溫度升高時，β將增大。2.2共射極放大電路的組成和工作原理2.2.1放大電路的基本概念及性能指標放大——在保持信號不失真的前提下，使得微弱的電信號由小變大、由弱變強。其實質是體現(xiàn)了能量的控制作用，即用能量較小的輸入信號控制直流電源，在輸出端得到一個與輸入變化相似但數(shù)值卻大得多的能量。具有能量控制作用的元件：三極管、場效應管等。2.2共射極放大電路的組成和工作原理放大電路能夠利用BJT的電流控制作用把微弱的電信號增強到所要求的數(shù)值，例如常見的擴音機就是一個把微弱的聲音變大的放大電路。聲音先經(jīng)過話筒變成微弱的電信號，經(jīng)過放大器，利用BJT的控制作用，把電源供給的能量轉為較強的電信號，然后經(jīng)過揚聲器(喇叭)還原成為放大了的聲音。2.2.1放大電路的基本概念及性能指標放大——把微弱的電信號的幅度放大。微弱的電信號通過放大器后，輸出電壓或電流的幅得到了放大，但它隨時間變化的規(guī)律不能變，即不失真。

放大電路的主要技術指標1.放大倍數(shù)——表示放大器的放大能力根據(jù)放大電路輸入信號的條件和對輸出信號的要求，放大器可分為四種類型，所以有四種放大倍數(shù)的定義。（1）電壓放大倍數(shù)定義為:AU=uo/ui（2）電流放大倍數(shù)定義為:AI=io/ii

（3）互阻增益定義為:Ar=uo/ii（4）互導增益定義為:Ag=io/ui2.輸入電阻Ri——從放大電路輸入端看進去的等效電阻Ri=ui/ii一般來說，Ri越大越好。Ri越大，ii就越小，放大電路從信號源索取的電流越小，放大電路得到的輸入電壓越接近信號源電壓，即信號源內阻上的電壓就越小，信號電壓損失越小。3.輸出電阻Ro——從放大電路輸出端看進去的等效電阻輸出電阻是表明放大電路帶負載能力的，Ro越小，放大電路帶負載的能力越強，反之則差。（輸出電阻R0越小，帶負載時輸出電壓越接近負載開路時輸出電壓，表明放大電路受負載影響越小，理想情況R0為0）

輸出電阻的定義：2.2.2共射極放大電路的組成及其工作原理(b)共發(fā)射極接法，發(fā)射極作為公共電極；(a)共基極接法，基極作為公共電極；(c)共集電極接法，集電極作為公共電極。為了了解放大器的工作原理，先從最基本的單管放大電路開始討論。

單管共射極放大電路的結構及各元件的作用共發(fā)射極基本放大電路iBiCiE++-uiCb2+Rb-RLuoT+Cb1RcVCCVBB

基極電源VBB與基極電阻Rb

使發(fā)射結正偏，并提供適當?shù)撵o態(tài)電流IB和UBE。集電極電阻RC將變化的電流轉變?yōu)樽兓碾妷杭姌O電源VCC為電路提供能量,并保證集電結反偏。耦和電容Cb1和Cb2：隔直通交，隔離輸入輸出與電路直流的聯(lián)系，同時能使信號順利輸入輸出

基本放大電路的習慣畫法放大電路的簡化畫法：采用單電源供電，直流電源接電路公共端（接地端），電源可不畫出，只需標出另一端對公共端的電壓值和極性。電路中既有直流電源又有交流電源，所以電路中既有直流分量也有交流分量。電流、電壓的符號的意義如下：VBE

、IB

－（大寫符號，大寫下標）表示直流分量。vbe

、ib

－（小寫符號，小寫下標）表示交流分量的瞬時值。Vbe

、Ib

－（大寫符號，小寫下標）表示交流分量的有效值。vBE

、iB

－（小寫符號，大寫下標）表示交直流量之和。

單管共射極放大電路的工作原理→△UBE→△IB→△IC（b△IB）→uo

（輸出電壓）ui→△UCE（-△IC×Rc）在一定條件下，uo遠大于ui，實現(xiàn)了放大作用1.外加直流電源的極性必須使發(fā)射結正偏，集電結反偏；2.輸入回路的接法應使輸入電壓能夠傳送到三極管基極回路，并產(chǎn)生相應的基極電流變化量3.輸出回路的接法應使變化量△IC能夠轉化成變化量△UCE，并傳送到放大電路的輸出端2.3放大電路的靜態(tài)分析在放大電路中，當外加輸入信號不為零時，電路中同時存在交流量和直流量，其分析內容包括兩個部分內容：直流（靜態(tài)）工作點分析——無輸入信號時，估算三極管各極直流電流和極間直流電壓（靜態(tài)工作點Q）。交流（動態(tài)）性能分析放大電路建立合適的靜態(tài)，是保證動態(tài)工作的前提，工作點合適，電路才能正常放大，否則，不僅失真嚴重，甚至無法工作確定：靜態(tài)值IB、IC、UBE、UCE圖解法放大電路分析畫出直流通路，做靜態(tài)分析畫出交流通路，做動態(tài)分析估算法圖解法微變等效電路法確定：電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻靜態(tài)工作點——輸入信號Ui=0時電路的工作狀態(tài)

靜態(tài)工作點IBUBEQIBUBEQUCEICICUCEIB由于(IB,UBE)和(IC,UCE)分別對應于輸入、輸出特性曲線上的一個點，所以稱為靜態(tài)工作點。

直流通路的畫法：將交流電壓源短路，將電容開路直流通路Rb稱為偏置電阻，IB稱為偏置電流。2.3.1用估算法分析放大器的靜態(tài)工作點（IBQ、UBEQ、ICQ、UCEQ）ICQ≈

IBIBIC+-UBE+UCE+TRbRCCVc(硅管）例：用估算法計算靜態(tài)工作點。已知：VCC=12V，RC=4K

，Rb=300K，

=37.5。解：電源值遠大于UBE，估算時可認為UBE近似為0，請注意電路中IB和IC的數(shù)量級2.3.2用圖解法分析放大器的靜態(tài)工作點VCCICUCE由估算法求出IBQ，IBQ對應的輸出特性曲線與直流負載線的交點就是工作點QQIB=IBQUCEQICQUCE=VCC–ICRC

小結：電路參數(shù)對靜態(tài)工作點的影響改變Rb改變Rc改變VCC只影響IB值只改變直流負載線縱坐標VCC變化，IB和負載線均變化Rb增大，IB減小，Q點沿直流負載線下移Rc增大，負載線縱坐標下移，Q點沿iB=IBQ特性曲線左移VCC增大，IB增大，負載線水平右移，Q點向右上移動Rb減小，IB增大，Q點沿直流負載線上移Rc減小，負載線縱坐標上移，Q點沿iB=IBQ特性曲線右移VCC減小，IB減小，負載線水平左移，Q點向左下移動VCCICUCEQIB=IBQUCEQICQIBIC+-UBE+UCE+TRbRCCVc2.4放大電路的動態(tài)分析

交流通路的畫法：交流通路——分析動態(tài)工作情況所有直流源和大容量電容短路2.4.1應用圖解法做放大電路動態(tài)分析iC+-uce當施加輸入信號ui時，使得基極電流iB發(fā)生變化，最終使得放大電路的工作點繞Q點沿輸入特性曲線上下移動將工作點在輸出特性曲線上的移動軌跡稱為：交流負載線iB應用圖解法做放大電路動態(tài)分析，首先需要準確畫出交流負載線，然后才能對電路進行動態(tài)性能分析。單管共射放大電路的交流通路由交流通路中，可得輸出回路電壓與電流（交流分量）關系：

交流負載線的作法：由交流通路中，輸出回路電壓與電流關系，可知，交流負載線斜率必為：-1/R’L

（R’L=

RL∥Rc

）。交流負載線一定通過靜態(tài)工作點Q

當輸入信號為零時，電路應能沿交流負載線返回工作在直流工作點Q上。Q0Q1△uce△icuceic斜率:-△ic/△uce由以上分析可知：交流負載線的具體作法如下：步驟1：先畫一條斜率為R’L的輔助線；步驟2：通過Q點作輔助線的平行線即為交流負載線iCiCEVCCQIB①斜率為-1/R'L。（R'L=

RL∥Rc

）②經(jīng)過Q點。交流負載線直流負載線小結：（1）交流負載線是有交流輸入信號時工作點的運動軌跡。（2）空載時（斷開負載RL），交流負載線與直流負載線重合。放大電路的交流圖解分析在確定靜態(tài)工作點、畫出交流負載線的基礎上，根據(jù)已知的電壓輸入信號ui的波形，在三極管特性曲線上，可畫出有關電壓、電流的波形，在此基礎上，分析放大電路性能。結論：（1）放大電路中的信號交直流共存，可表示成：雖然交流量可正負變化，但瞬時量方向始終不變（2）輸出uo與輸入ui相比，幅度被放大了，頻率不變，但相位相反。uituBEtiBtiCtuCEtuotuiiBiCuCEuo各點波形uo比ui幅度放大且相位相反iCuCEuo（1）合適的靜態(tài)工作點ib交流圖解分析應用之一：放大電路非線性失真分析工作點始終處于放大區(qū)域，輸出波形完整，可輸出的最大不失真信號iCuCEuo（2）Q點過低→信號進入截止區(qū)在輸入信號的負半周，動態(tài)工作點沿交流負載線下移進入截止區(qū)，使得iB,iC等于零，輸出電壓波形頂部失真，稱為截止失真。iCuCEuo（3）Q點過高→信號進入飽和區(qū)在輸入信號的正半周，動態(tài)工作點沿交流負載線上移進入截飽和區(qū)，此時iC不隨iB增大而增加,從而使得輸出ic、uCE波形底部失真，稱為飽和失真。例：若輸出電壓的波形出現(xiàn)如下失真，是截止還是飽和失真？應調節(jié)哪個元件？如何調節(jié)？解：為截止失真。應減小Rb，使靜態(tài)工作點Q上移2.4.2微變等效電路法在放大電路動態(tài)分析中的應用思路：假設放大電路輸入信號很小，此時，三極管在小范圍內特性曲線可近似看成直線，其電壓、電流之間關系可以看成線性，放大電路當作線性電路處理關鍵：推導（畫出）三極管的等效電路模型（h參數(shù)小信號模型）將三極管等效為二端口網(wǎng)絡

三極管的h參數(shù)等效電路

根據(jù)網(wǎng)絡參數(shù)理論：對上式求全微分，求得變化量：在低頻小信號情況下，電壓和電流的變化不超過三極管特性曲線的線性范圍，微小的信號增量可以用電壓、電流的交流分量代替：

各h參數(shù)的物理意義iBuBE

uBE

iB——輸出端交流短路時（uce=0)的輸入電阻，用rbe表示?！斎攵碎_路時(ib=0)的電壓反饋系數(shù)，用μr表示。iBuBE

uBE

uCE

iC

iBiCuCE——輸出端交流短路時的電流放大系數(shù)，用β表示?！斎攵碎_路時的輸出電導，用1/rce表示。iCuCE

iC

uCE該式可寫為：由此畫出三極管的h參數(shù)等效電路：

簡化的h參數(shù)等效電路（1）μr＜10-3，忽略。（2）rce＞105，忽略。得三極管簡化的h參數(shù)等效電路:應用h參數(shù)等效模型注意問題：1.受控電流源流向由ib決定，兩者方向必須一致；2.只用于放大電路動態(tài)分析；放大對象是變化量（交流量），該模型未考慮結電容，故只適用于低頻交流小信號情況；

電路參數(shù)計算—rbe的估算：根據(jù)PN結的伏安特性，流過發(fā)射極電流：（常溫下）（rbb’常取300Ω）三極管結構+++bceberbbrBICIIEberUT為溫度當量，常溫下UT≈26mV，IS反向飽和電流。

單管共射電路的微變等效電路及交流分析1.畫出放大器的微變等效電路（1）畫出放大器的交流通路（2）將交流通路中的三極管用h參數(shù)等效電路代替單管共射放大電路及其等效電路

電壓放大倍數(shù)的計算：負載電阻越小，放大倍數(shù)越小。其中：電路的輸入電阻越大，從信號源取得的電流越小，因此一般總是希望得到較大的的輸入電阻。

輸入電阻的計算：根據(jù)輸入電阻的定義：定義：當信號源有內阻時：由圖知：所以：當Ri→∞,Au→AUs

輸出電阻的計算：根據(jù)定義：+-求解輸出電阻時，應將信號源短路，負載開路，此時，ib為0，則受控電流源亦為0（斷開）cibbeRr|?icbibRiioR小結：利用微變等效電路分析放大電路的一般步驟：利用近似估算法確定放大電路的靜態(tài)工作點Q；由Q點求出電路參數(shù)rbe和β（該參數(shù)一般給定）；畫出放大電路的交流通路，然后用三極管的等效電路代替，即可得到放大電路的微變等效電路；4.根據(jù)所得微變等效電路，計算電路的電壓放大倍數(shù)等1、確定電路的靜態(tài)工作點Q。解：例：

共射放大電路如圖所示。設：VCC＝12V，Rb=300kΩ,Rc=3kΩ,RL=3kΩ,BJT的b

=60。2、估算電路的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻Ri和輸出電阻Ro。畫出微變等效電路Ri=rbe//Rb≈rbe=993ΩRo=Rc=3kΩ2.5靜態(tài)工作點的選擇和穩(wěn)定溫度對三極管參數(shù)的影響最為主要，體現(xiàn)在：1、溫度對UBE的影響三極管的UBE的溫度系數(shù)為負值，即溫度升高時，UBE下降（約2mV/度）由：可知，當UBE減小時，IBQ將增大。但由于般VCC>>UBEQ,所以，由UBEQ引起的IBQ的變化不太明顯2、溫度對三極管電流放大系數(shù)β的影響較大：β隨溫度的升高而增大3、溫度對三極管反向飽和電流ICBO影響較大反向飽和電流由少數(shù)載流子形成，受溫度影響較大，幾乎是按指數(shù)規(guī)律上升T

輸出特性曲線間距增大，即△iC增大ICBOUBEIBQICQ點上移iCuCEQQ′三極管在不同環(huán)境溫度下的輸出特性曲線I1I2IB

靜態(tài)工作點穩(wěn)定電路ICIE分壓式工作點穩(wěn)定電路結構：增加射極電阻Re，以及分壓電阻：Rb1和Rb2滿足：I1>>IBQ一般?。篒1=（5～10）IBQI1

I2電路滿足：由串聯(lián)分壓，可得：靜態(tài)工作點穩(wěn)定過程分析：TUBEICICIEUEUBE=UBQ-UEQ=UBQ-IEQ

ReUBQ穩(wěn)定，基本不受溫度影響IB由輸入特性曲線I1I2IBICIE

靜態(tài)與動態(tài)分析:IBQ=ICQ/

UCEQ=VCC-ICQRC-IEQRe

VCC–ICQ(RC+Re)ICQ

IEQ=UEQ/Re

=（UBQ-UBEQ）/Re

直流通路將電容短路,直流電源短路，畫出電路的交流小信號等效電路

動態(tài)分析：

電壓放大倍數(shù)：RL=RC//RLRe

輸入電阻：

輸出電阻思考：若在Re兩端并電容Ce會對Au、Ri、Ro有什么影響？2.6.1共集電極放大電路2.6共集電極放大電路和共基極放大電路IBIEUBEUCE電路結構及直流通路靜態(tài)工作點分析：;;;

動態(tài)分析（1）交流通路及微變等效電路

電壓放大倍數(shù)：（射極跟隨器）

輸入電阻與共射極放大電路相比，共集電極放大電路的輸入電阻較大。

輸出電阻令輸入信號為0，并斷開負載電阻RL射極輸出器的特點：電壓放大倍數(shù)=1，輸入阻抗高，輸出阻抗小。射極輸出器的應用1、放在多級放大器的輸入端，提高整個放大器的輸入電阻。2、放在多級放大器的輸出端，減小整個放大器的輸出電阻。小結：2.6.2共基極電路共基極放大電路圖

靜態(tài)分析直流通路

動態(tài)分析畫出電路的交流小信號等效電路（1）電壓放大倍數(shù)

輸入電阻

輸出電阻三種基本組態(tài)的比較電壓增益：輸入電阻：輸出電阻：共集共基共射2.6多級放大電路一.多級放大器的耦合方式1.阻容耦合優(yōu)點：

各級放大器靜態(tài)工作點獨立。

輸出溫度漂移比較小。缺點：

不適合放大緩慢變化的信號。（對低頻信號，容抗大，信號衰減嚴重）

不便于作成集成電路。++++輸入級中間級輸出級uoiu信號源負載2.直接耦合優(yōu)點：

各級放大器靜態(tài)工作點相互影響。

輸出溫度漂移嚴重（零點或時間漂移）缺點：

可放大緩慢變化的信號。

電路中無電容，便于集成化。輸入端對地短路時，仍存在呈緩慢不規(guī)則變化的輸出電壓其它耦合方式還包含：變壓器耦合、光電耦合等

多級放大電路的計算?

前級的輸出阻抗是后級的信號源阻抗?

后級的輸入阻抗是前級的負載1.兩級之間的相互影響2.電壓放大倍數(shù)（以兩級為例）注意：在算前級放大倍數(shù)時，要把后級的輸入阻抗作為前級的負載！擴展到n級：3.輸入電阻4.輸出電阻Ri=Ri（最前級）

(某些電路中，需考慮后級對輸入級電阻影響）Ro=Ro（最后級）(某些電路中，需考慮前級對輸出級電阻影響）設：

1=

2=

=100，UBE1=UBE2=0.7V。例：兩級放大電路如下圖示，求Q、Au、Ri、Ro解：（1）求靜態(tài)工作點畫微變等效電路：（2）求電壓放大倍數(shù)計算三極管的輸入電阻電壓增益：注：后級的輸入阻抗是前級的負載（3）求輸入電阻Ri=Ri1=rbe1//Rb1//Rb2

=2.41k

（4）求輸出電阻RO=RC2

=4.3k

2.8放大電路的頻率特性頻率響應——放大器的電壓放大倍數(shù)與頻率的關系下面先分析無源RC網(wǎng)絡的頻率響應其中：稱為放大器的幅頻響應

稱為放大器的相頻響應RC低通電路（1）頻率特性的表達式：無源RC電路的頻率響應令：則：幅頻響應：相頻響應：RC低通電路：允許低頻信號通過，而衰減高頻信號電路的時間常數(shù)：RC又：f0.1fH0fH10fH100fH-20-40（2）RC低通電路的波特圖此時，取得最大誤差-3dB0分貝水平線斜率為-20dB/十倍頻程的直線幅頻響應：-20dB/十倍頻程相頻響應

可見：當頻率較低時，│AU│

≈1，輸出與輸入電壓之間的相位差=0。隨著頻率的提高，│AU│下降，相位差增大，且輸出電壓是滯后于輸入電壓的，最大滯后90o。其中fH是一個重要的頻率點，稱為上限截止頻率或轉折頻率。

f0.1fH0fH10fH100fH-20-40-20dB/十倍頻程f0.1fH0°fH10fH100fH-45°-90°這種對數(shù)頻率特性曲線稱為波特圖最大誤差約：±5.71度2.RC高通網(wǎng)絡：允許低頻信號通過，而衰減高頻信號（1）頻率特性的表達式：令：則：幅頻響應：相頻響應：RC高通電路（2）RC高通網(wǎng)絡的波特圖f0.01fL00.1fL

fL10fL-20-40最大誤差-3dB斜率為-20dB/十倍頻程的直線幅頻響應：20dB/十倍頻

可見：當頻率較高時，│AU│

≈1，輸出與輸入電壓之間的相位差=0。隨著頻率的降低，│AU│下降，相位差增大，且輸出電壓是超前于輸入電壓的，最大超前90o。其中，fL是一個重要的頻率點，稱為下限截止頻率。f0.01fL00.1fL

fL10fL-20-4020dB/十倍頻相頻響應f0.01fL0°0.1fL

fL10fL90°45°三極管的混合π形等效電路及參數(shù)估計在高頻情況下，三極管的極間電容必須考慮。從三極管的物理結構出發(fā)，建立三極管的高頻小信號模型——混合π型等效電路

rbb'—基區(qū)的體電阻rb‘e——發(fā)射結電阻Cb‘e——發(fā)射結電容rb‘c——集電結電阻Cb‘c三極管內部物理結構定義如下：+ecbb‘Cb‘c——集電結電容rb‘crbb'Cb‘erb‘e注：發(fā)射區(qū)體電阻和集電區(qū)體電阻，數(shù)值非常小，常忽略不計

（2）用代替了。因為β本身就與頻率有關，而gm與頻率無關。gm稱為跨導，該受控源體現(xiàn)了發(fā)射結電壓對集電極電流的控制作用。三極管的混合π等效電路特點：（1）體現(xiàn)了三極管的電容效應++++Cb'ccb'eC-reg+b'bbb'e-mub'b'erb'crub'erceube+-uce+icib簡化的混合π等效電路++++c+ui+-b'eiub'cubeCb'ecerub'-mbgeb'e+b'br-cCb'eb用密勒定理將集電結電容單向化,即將Cμ折合到輸入和輸出回路簡化高頻混合

模型依據(jù)：低頻時，忽略電容，混合模型與H參數(shù)模型等效所以：混合π形等效電路的參數(shù)估算由：注：為了和高頻時β相區(qū)別，將中、低頻時電流放大系數(shù)記為β0又因為從手冊中查出所以其它參數(shù)確定三極管的頻率參數(shù)fβ、

fT

根據(jù)β定義：

將c、e短路。得：其中：三極管頻率參數(shù)用于描述三極管對不同頻率信號的放大能力1.交流電流放大系數(shù)的頻率響應++eu+u￡-bb'bb'eirbe￡-C+Cb'eb'eb'ccumbb‘eb'gric又：（共射截止頻率）做出的波特圖：當fT>>f

時,

可得：

fT

≈β0

f

fβ——共發(fā)射極截止頻率；fT——特征頻率（下降到1（0dB)時頻率）在低、中頻段，當頻率升高時，隨之下降，當時，可見：在低、中頻段，，當頻率升高時，隨之下降，當由此可得：

阻容耦合共射極放大電路及其混合π形等效電路單管共射放大電路的頻率響應RCRLRBUo?+_Ube?+_Us?RS+_C可視為短路，極間電容可視為開路。Ub′e?+_Erb′e

BCrbb′

gmUb′e

采用分頻