電工電子技術(shù)（第3版） 課件 第5章 三極管放大電路

半導(dǎo)體及PN結(jié)電工電子技術(shù)

知識目標01

1.認識半導(dǎo)體及特性2.認識PN結(jié)及導(dǎo)電特性能力目標021.會分析PN結(jié)的導(dǎo)通和截止狀態(tài)

思政目標03學(xué)習(xí)華為不畏艱難，勇于自主創(chuàng)新的科技攀登精神學(xué)習(xí)目標K知識引入氮化鎵：雷達、射頻功放器、飛機、導(dǎo)彈

鍺：半導(dǎo)體、軍工的關(guān)鍵材料2024年國家科學(xué)技術(shù)獎半導(dǎo)體材料技術(shù)助推中國電子技術(shù)發(fā)展，擺脫“卡脖子”現(xiàn)狀一、半導(dǎo)體（一）半導(dǎo)體概念導(dǎo)體：一般指導(dǎo)電性比較好的金屬，比如金、銀、銅、鐵、錫、鋁等。半導(dǎo)體指常溫下導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體與絕緣體之間的材料。絕緣體：一般指導(dǎo)電性差的材料，比如惰性氣體、橡膠、陶瓷等。一、半導(dǎo)體（二）半導(dǎo)體材料半導(dǎo)體材料有哪些？常見的半導(dǎo)體材料有硅、鍺、砷化鎵等，硅是各種半導(dǎo)體材料應(yīng)用中最具有影響力的一種。硅晶體中沒有明顯的自由電子，具備半導(dǎo)體性質(zhì)；硅在地殼中的含量是除氧外最多的元素，常見化合物有二氧化硅（沙子的主要成分）和硅酸鹽。鍺是一種稀有元素硅晶體鍺晶體

熱敏性：半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力與溫度有關(guān)，利用該特性可做成熱敏器件

光敏性：半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力與光的照射有關(guān)，利用該特性可做成光敏器件

摻雜性：摻如有用的雜質(zhì)可以改變半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力，利用該特性可做成半導(dǎo)體器件光敏元件一、半導(dǎo)體（三）半導(dǎo)體特點熱敏電阻

本征半導(dǎo)體：經(jīng)過高度提純工藝，達到晶格結(jié)構(gòu)完全對稱、并具有

共價鍵結(jié)構(gòu)的單晶體。本征半導(dǎo)體的三維結(jié)構(gòu)共價鍵純度為99.9999999堅固穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)本征半導(dǎo)體的平面結(jié)構(gòu)價電子（四）本征半導(dǎo)體一、半導(dǎo)體+4+4+4+4受光照或溫度上升影響，共價鍵中價電子的熱運動加劇，一些價電子會掙脫共價鍵的束縛游離到空間成為自由電子在游離走的價電子原位上留下一個不能移動的空位，叫空穴，空穴帶正電。共價鍵中的兩個電子被緊緊束縛在共價鍵中，稱為束縛電子，常溫下束縛電子很難脫離共價鍵成為自由電子，因此本征半導(dǎo)體中的自由電子很少(即載流子)，所以它的導(dǎo)電能力很弱一、半導(dǎo)體（四）本征半導(dǎo)體這種由于熱激發(fā)而在晶體中出現(xiàn)電子空穴對的現(xiàn)象稱為本征激發(fā)。9+4+4+4+4在其它力的作用下，空穴吸引鄰近的電子來填補，這樣的結(jié)果相當(dāng)于空穴的遷移，而空穴的遷移相當(dāng)于正電荷的移動，其運動方向與價電子運動方向相反，可以認為空穴是載流子。一、半導(dǎo)體（四）本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體中由于熱運動產(chǎn)生數(shù)量相等的兩種載流子，即自由電子和空穴。其濃度決定本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力。溫度越高，載流子的濃度越高，本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力越強。溫度是影響半導(dǎo)體性能的一個重要的外部因素，這是半導(dǎo)體的一大特點。摻入磷雜質(zhì)的半導(dǎo)體晶格中，自由電子的數(shù)量大大增加。+五價元素磷(P)＋4＋4＋4＋4＋4＋4＋4＋4＋4PN型半導(dǎo)體多數(shù)載流子（多子）——電子少數(shù)載流子（少子）——空穴電子濃度＞＞空穴濃度因電子帶負電，稱這種半導(dǎo)體為N(negative)型或電子型半導(dǎo)體。++++++++++++++++++++++++N型半導(dǎo)體正離子多子少子一、半導(dǎo)體（五）雜質(zhì)半導(dǎo)體在本證半導(dǎo)體中摻入少量其他物質(zhì)稱為雜質(zhì)半導(dǎo)體＋4＋4＋4＋4＋4＋4＋4＋4＋4三價元素硼(B)B+摻入硼雜質(zhì)的半導(dǎo)體晶格中，空穴載流子的數(shù)量大大增加。－P型半導(dǎo)體空穴濃度＞＞電子濃度多數(shù)載流子（多子）——空穴少數(shù)載流子（少子）——電子因空穴帶正電，稱這種半導(dǎo)體為P(Positive)型或空穴型半導(dǎo)體。－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－P型半導(dǎo)體負離子多子少子一、半導(dǎo)體（五）雜質(zhì)半導(dǎo)體二、PN結(jié)（一）PN結(jié)形成漂移運動（少字）：進入空間電荷區(qū)的空穴在內(nèi)電場作用下向P區(qū)漂移，自由電子向N區(qū)漂移。擴散運動（多子）：由于交界面兩邊的載流子濃度有很大差別，載流子就要從濃度大的區(qū)域向濃度小的區(qū)域擴散。即空穴：PN，自由電子：NP，在交界處產(chǎn)生復(fù)合，形成空間電荷區(qū)，形成內(nèi)電場。動態(tài)平衡：空間電荷區(qū)（內(nèi)電場）穩(wěn)定，形成PN結(jié)內(nèi)電場電壓大約硅0.5V鍺0.1V二、PN結(jié)（二）PN結(jié)導(dǎo)電特性01正向?qū)娫凑龢O接P區(qū)，負極接N區(qū)

外電場削弱內(nèi)電場→空間電荷區(qū)變窄→多子擴散形成正向電流二、PN結(jié)（二）PN結(jié)導(dǎo)電特性02反向截止電源正極接N區(qū)，負極接P區(qū)

外電場加強內(nèi)電場→空間電荷區(qū)變寬→多子無法擴散

少子漂移形成很小的反向電流結(jié)論：忽略很小的反向電流PN結(jié)具有單向?qū)щ娦远O管田玉主講老師：電工電子技術(shù)

知識目標01

1.認識二極管結(jié)構(gòu)、類型及參數(shù)2.認識二極管的伏安特性能力目標021.會利用二極管導(dǎo)電特性分析二極管的應(yīng)用

思政目標03強化甘于寂寞，辛苦耕耘，厚積薄發(fā)的信念

學(xué)習(xí)目標K知識引入電子工業(yè)的起點——電子管(真空二極管)的發(fā)明——1904年，英國人弗萊明（J.A.Fleming）半導(dǎo)體器件誕生:美國物理學(xué)家肖克利(W.B.Shockley),發(fā)明半導(dǎo)體二極管晶體二極管（一）二極管結(jié)構(gòu)二極管是由一個PN結(jié)加上相應(yīng)的電極引線及管殼封裝而成的。二極管結(jié)構(gòu)PN結(jié)管殼正極+

晶體二極管（二）二極管分類01按材料可分為：鍺二極管、硅二極管。02按結(jié)構(gòu)可分為：點接觸型二極管、面接觸型二極管和平面型二極管。03按用途可分為：普通二極管、整流二極管、穩(wěn)壓二極管、發(fā)光二極管、檢波二極管、齊納二極管、開關(guān)二極管、隔離二極管、肖特基二極管、旋轉(zhuǎn)二極管等。常用二極管符號晶體二極管（三）二極管特性伏安特性曲線U(V)0.500.8-50-25I(mA)204060

(

A)4020死區(qū)正向?qū)▍^(qū)反向截止區(qū)反向擊穿區(qū)

死區(qū)：外加正向電壓很小，外電場不足以克服PN結(jié)內(nèi)電場阻力，正向電流幾乎為0。硅二極管的死區(qū)電壓0.5V左右，鍺二極管的死區(qū)電壓0.1V左右反向擊穿區(qū)：外加反向電壓超過反向擊穿電壓時，反向電流突然增大，二極管失去單向?qū)щ娦?。二極管不允許工作在此區(qū)域。反向截止區(qū)：外加反向電壓與PN結(jié)內(nèi)電場方向一致，推動少子漂移形成很小反向漂移電流，該電流受溫度影響敏感。正向?qū)▍^(qū)：外加正向電壓大于PN結(jié)內(nèi)電場阻力，推動多子擴散，形成大電流。硅二極管的正向電壓0.7V左右，鍺二極管的正向電壓為電壓0.3V左右晶體二極管（三）二極管特性伏安特性曲線U(V)0.500.8-50-25I(mA)204060

(

A)4020死區(qū)正向?qū)▍^(qū)反向截止區(qū)反向擊穿區(qū)

二極管導(dǎo)通之前的死區(qū)，就像成功曙光之前的暗夜，是成功的必經(jīng)之路，沒有成功之前的默默奮斗，甘于寂寞，辛苦耕耘，是不可能有厚積薄發(fā)的機會的。

二極管反向截止區(qū)向擊穿區(qū)陡然變化且電流直線增大,管子損壞。說明事物積累到一定階段，量變引起質(zhì)變，必須防微杜漸，不以惡小而為之，錘煉個人品格。如果將特性曲線比作人生，你如何度過每個階段？晶體二極管（四）二極管應(yīng)用開關(guān)：正偏時視其為“短路”，截止時視其為“開路”+－VDPNUD=0+－+－VD導(dǎo)通壓降實際二極管V—A特性正偏VDPN+－UD=∞+－VD+－反偏理想二極管V—A特性1.順序棧實例演示1.最大整流電流IOM指二極管長期使用時，允許流過二極管的最大正向平均電流。2.反向工作峰值電壓URWM是保證二極管不被擊穿而給出的反向峰值電壓，一般是二極管反向擊穿電壓UBR的一半或三分之二。二極管擊穿后單向?qū)щ娦员黄茐?，甚至過熱而燒壞。3.反向電流IRM指二極管加最高反向工作電壓時的反向電流。反向電流大，說明管子的單向?qū)щ娦圆?，IRM受溫度的影響較大，溫度越高反向電流越大。硅管的反向電流較小，鍺管的反向電流較大，為硅管的幾十到幾百倍。晶體二極管（五）二極管參數(shù)I(mA)40302010

0-5-10-15-20(μA)0.40.8－12－8－4U(V)穩(wěn)壓二極管的反向電壓幾乎不隨反向電流的變化而變化、這就是穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓作用。D穩(wěn)壓二極管是一種特殊的面接觸型二極管，其反向擊穿可逆。正向特性與普通二極管相似反向ΔIZΔUZ實物圖圖符號及文字符號顯然穩(wěn)壓管的反向擊穿伏安特性曲線比普通二極管的更加陡峭。晶體二極管（六）特殊二極管穩(wěn)壓二極管01使用穩(wěn)壓二極管時應(yīng)該注意的事項+US－DZ(1)穩(wěn)壓二極管正負極的判別DZ+－(2)穩(wěn)壓二極管使用時，應(yīng)反向接入電路UZ－(3)穩(wěn)壓管應(yīng)接入限流電阻(4)電源電壓應(yīng)高于穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓值(5)穩(wěn)壓管都是硅管。其穩(wěn)定電壓UZ最低為3V，高的可達300V，穩(wěn)壓二極管在工作時的正向壓降約為0.6V。晶體二極管（六）特殊二極管穩(wěn)壓二極管01發(fā)光二極管是一種能把電能直接轉(zhuǎn)換成光能的固體發(fā)光元件。加正向電壓導(dǎo)通時發(fā)光，發(fā)光二極管和普通二極管一樣，管芯由PN結(jié)構(gòu)成，具有單向?qū)щ娦?。實物圖圖符號和文字符號D單個發(fā)光二極管常作為電子設(shè)備通斷指示燈或快速光源及光電耦合器中的發(fā)光元件等。發(fā)光二極管一般使用砷化鎵、磷化鎵等材料制成?，F(xiàn)有的發(fā)光二極管能發(fā)出紅黃綠等顏色的光。發(fā)光管正常工作時應(yīng)正向偏置，因死區(qū)電壓較普通二極管高，因此其正偏工作電壓一般在1.3V以上。發(fā)光管屬功率控制器件，常用來作為數(shù)字電路的數(shù)碼及圖形顯示的七段式或陣列器件。晶體二極管（六）特殊二極管發(fā)光二極管02光電二極管也稱光敏二極管，是將光信號變成電信號的半導(dǎo)體器件，其核心部分也是一個PN結(jié)。光電二極管PN結(jié)的結(jié)面積較小、結(jié)深很淺，一般小于一個微米。D光電二極管和穩(wěn)壓管類似，也是工作在反向電壓下。無光照時，反向電流很小，稱為暗電流；有光照射時，攜帶能量的光子進入PN結(jié)后，把能量傳給共價鍵上的束縛電子，使部分價電子掙脫共價鍵的束縛，產(chǎn)生電子—空穴對，稱為光生載流子。光生載流子在反向電壓作用下形成反向光電流，其強度與光照強度成正比。光電二極管也稱光敏二極管，同樣具有單向?qū)щ娦?，光電管管殼上有一個能射入光線的“窗口”，這個窗口用有機玻璃透鏡進行封閉，入射光通過透鏡正好射在管芯上。實物圖圖符號和文字符號晶體二極管（六）特殊二極管光電二極管03goodbye三極管田玉主講老師：電工電子技術(shù)

知識目標01

1.認識三極管結(jié)構(gòu)、類型及參數(shù)2.認識三極管的伏安特性3.認識三極管的電流放大和開關(guān)作用能力目標021.會利用三極管導(dǎo)電特性分析三極管的應(yīng)用

思政目標03建立內(nèi)因與外因關(guān)系的辯證分析思維，同時啟迪我們要修好內(nèi)功，在快速發(fā)展大環(huán)境下終會實施抱負

學(xué)習(xí)目標K知識引入劃時代的器件——半導(dǎo)體晶體管誕生:美國物理學(xué)家巴丁(J.Bardeen)、布拉頓(W.Brattain)、肖克利(W.B.Shockley),三位分享了1956年諾貝爾物理獎，成立的肖克利電子公司也就是現(xiàn)在聞名世界的硅谷NNP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)emitterbasecollectorPPNEBC分類：按材料分：硅管、鍺管按結(jié)構(gòu)分：

NPN、PNP按使用頻率分：

低頻管、高頻管按功率分：小功率管<500mW中功率管0.5

1W大功率管>1WNPN型ECBPNP型ECB一、晶體三極管結(jié)構(gòu)、分類及符號（一）晶體管結(jié)構(gòu)及分類集電區(qū)體積較大，且為了順利收集邊緣載流子，摻雜濃度較低。基區(qū)做得很薄，一般為幾個微米，且摻雜濃度很低。發(fā)射區(qū)摻雜濃度很高，以便有足夠的載流子供“發(fā)射”。內(nèi)部條件一、晶體三極管結(jié)構(gòu)、分類及符號（一）晶體管結(jié)構(gòu)及分類二、晶體三極管工作分析（一）電流放大NNPUBBRB＋－UCCRC＋－IEICIB(1)由于發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)射區(qū)的多數(shù)載流子自由電子將不斷擴散到基區(qū)，并不斷從電源補充進電子，形成發(fā)射極電流IE。(2)由于基區(qū)很薄，且多數(shù)載流子濃度又很低，所以從發(fā)射區(qū)擴散過來的電子只有很少一部分和基區(qū)的空穴相復(fù)合形成基極電流IB。發(fā)射區(qū)向基區(qū)發(fā)射的電子數(shù)等于基區(qū)復(fù)合掉的電子與集電區(qū)收集的電子數(shù)之和，即：IE=IB+IC以NPN型為例（3）由于集電結(jié)反偏，且面積大，在外電場作用下大部分擴散到基區(qū)的電子漂移到集電區(qū)，形成較大的集電極電流IC，稱為三極管電流放大作用。二、晶體三極管工作分析（二）三極管靜態(tài)電流放大與動態(tài)放大IB/mA-0.00100.010.020.030.040.05IC/mA0.0010.010.561.141.742.332.91IE/mA00.010.571.161.772.372.961.

任何一列電流關(guān)系符合IE=IB+IC，IB<IC<IE,IC

IE。2.

當(dāng)IB有微小變化時，

IC

較大，具有電流放大能力。3.

在表的第一列數(shù)據(jù)中，IE=0

（開路）時，IC=0.001mA=ICBO，

ICBO稱為反向飽和電流。4.在表的第二列數(shù)據(jù)中，IB=0（開路）時，IC=0.01mA=ICEO，

ICEO稱為穿透電流。β值稱為三極管的動態(tài)電流放大系數(shù)，三極管既有靜態(tài)電流放大又有動態(tài)電流放大。

二、晶體三極管工作分析（三）三極管開關(guān)作用當(dāng)發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏，發(fā)射區(qū)發(fā)射電子，但集電結(jié)無法收集發(fā)射區(qū)發(fā)射到基區(qū)的電子，兩個PN結(jié)都正偏，電壓很小，近似為0，三極管處于飽和狀態(tài)，集射極間相當(dāng)于短路----開關(guān)閉合當(dāng)發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏，發(fā)射區(qū)發(fā)射電子為0，則基極和集電極電流都為0，這時在三個電極只有很小反向漂移電流，視為0，三極管處于截止狀態(tài)，集射極間相當(dāng)于開路----開關(guān)斷開三極管有電流放大作用和開關(guān)作用，取決于外部條件給與發(fā)射結(jié)和集電結(jié)的偏置電壓，這兩種作用的應(yīng)用形成了模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)兩個學(xué)科。ECBceECBec二、晶體三極管工作分析三極管有電流放大作用和開關(guān)作用，取決于外部條件。學(xué)與悟三極管可實現(xiàn)放大和開關(guān)作用，這是內(nèi)因，作為事物的根本，在不同外因條件下發(fā)揮不同作用，啟發(fā)我們建立辯證分析思維，同時啟迪我們要修好內(nèi)功，在快速發(fā)展大環(huán)境下終會實施抱負。三、晶體三極管特性（一）輸入特性曲線特性曲線是指各極電壓與電流之間的關(guān)系曲線，是三極管內(nèi)部載流子運動的外部表現(xiàn)。輸入特性是指在晶體管輸出端電壓為常數(shù)時，輸入端電壓與電流函數(shù)關(guān)系所反映出來的特性。對于小功率晶體管，UCE等于1V的一條輸入特性曲線可以取代UCE大于1V的所有輸入特性曲線。當(dāng)發(fā)射結(jié)電壓由0逐漸增大，發(fā)射結(jié)正向?qū)?，與二極管的正向特性非常相似導(dǎo)通電壓UBE取0.7V取0.3VSi管：Ge管：先把IB調(diào)到某一固定值保持不變。當(dāng)IB不變時，輸出回路中的電流IC與管子輸出端電壓UCE之間的關(guān)系曲線稱為輸出特性。然后調(diào)節(jié)UCC使UCE從0增大，觀察毫安表中IC的變化并記錄下來。UCEUBBUCCRC++RBICIBUBEmAAIE根據(jù)記錄可給出IC隨UCE變化的伏安特性曲線，此曲線就是晶體管的輸出特性曲線。IBUCE/VIC

/mA0三、晶體三極管特性（二）輸出特性曲線UBBUCCRC++RBICIBUBEmAAIE再調(diào)節(jié)IB1至另一稍小的固定值上保持不變。仍然調(diào)節(jié)UCC使UCE從0增大，繼續(xù)觀察毫安表中IC的變化并記錄下來。UCE根據(jù)電壓、電流的記錄值可繪出另一條IC隨UCE變化的伏安特性曲線，此曲線較前面的稍低些。UCE/VIC

/mA0IBIB1IB2IB3IB=0如此不斷重復(fù)上述過程，我們即可得到不同基極電流IB對應(yīng)相應(yīng)IC、UCE數(shù)值的一組輸出特性曲線。輸出曲線開始部分很陡，說明IC隨UCE的增加而急劇增大。當(dāng)UCE增至一定數(shù)值時(一般小于1V)，輸出特性曲線變得平坦，表明IC基本上不再隨UCE而變化。這被稱為恒流特性。（二）輸出特性曲線當(dāng)IB一定時，從發(fā)射區(qū)擴散到基區(qū)的電子數(shù)大致一定。當(dāng)UCE超過1V以后，這些電子的絕大部分被拉入集電區(qū)而形成集電極電流IC

。之后即使UCE繼續(xù)增大，集電極電流IC也不會再有明顯的增加，集射極間表現(xiàn)出恒流特性。UCE/VIC

/mA020AIB=040A60AIB=100A80A43211.52.3當(dāng)IB增大時，相應(yīng)IC也增大，輸出特性曲線上移，且IC增大的幅度比對應(yīng)IB大得多。這一點正是晶體管的動態(tài)電流放大作用。從輸出特性曲線可求出三極管的電流放大系數(shù)β。ΔIB=40A取任意兩條特性曲線上的平坦段，讀出其基極電流之差；再讀出這兩條曲線對應(yīng)的集電極電流之差ΔIC=1.3mA；ΔIC于是我們可得到三極管的電流放大倍數(shù)：

β=ΔIC/ΔIB=1.3÷0.04=32.5（二）輸出特性曲線UCE/VIC

/mA020AIB=040A60AIB=100A80A43211.52.3輸出特性曲線上一般可分為三個區(qū)飽和區(qū)。當(dāng)發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均為正向偏置時，三極管處于飽和狀態(tài)。此時集電極電流IC與基極電流IB之間不再成比例關(guān)系，IC幾乎不隨IB的變化而變化，達到飽和截止區(qū)。當(dāng)發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均為反向偏置時，基極電流IB等于0，晶體管處于截止狀態(tài)。IC和

IE也近似為0，這時三個電極有很小反向飽和電流。放大區(qū)晶體管工作在放大狀態(tài)時，發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。在放大區(qū)，集電極電流與基極電流之間成β倍的數(shù)量關(guān)系，即晶體管在放大區(qū)時具有電流放大作用。（二）輸出特性曲線1.電流放大系數(shù)極限參數(shù)2.集電極最大允許電流ICMUCE/VIC

/mA0IB=043211.52.33.反向擊穿電壓U(BR)CEOcebUCCU(BR)CEO基極開路指基極開路時集電極與發(fā)射極間的反向擊穿電壓。使用中若超過此值,晶體管的集電結(jié)就會出現(xiàn)雪崩擊穿。β值的大小反映了晶體管的電流放大能力。IC>ICM時，晶體管不一定燒損，但β值明顯下降。4.集電極最大允許功耗PCM晶體管上的功耗超過PCM，管子將損壞。安

全

區(qū)四、晶體三極管參數(shù)goodbye三極管放大電路田玉主講老師：電工電子技術(shù)

知識目標01

1.認識三極管放大電路組成及各元件作用2.認識三極管放大電路工作原理能力目標021.運用三極管放大電路各元件作用分析電路狀態(tài)及調(diào)節(jié)措施學(xué)習(xí)目標

思政目標03注重集體配合的力量K知識引入借助于杠桿：力的放大借助于放大鏡：文字圖象放大借助于三極管放大電路：聲音等轉(zhuǎn)變成的電信號的放大一、三極管放大電路（一）電路組成VBB、Rb：使UBE＞Uon，且有合適的IB。VCC：使UCE≥UBE，同時為負載提供能量。Rc：將ΔiC轉(zhuǎn)換成ΔuCE(uo)。ui：輸入信號。uo：輸出信號。VBB、VCC：實際應(yīng)用中，通常采用單電源供電。RBRC+VCCuiuo顯然，放大電路內(nèi)部各電流、電壓都是交直流共存的。放大后的集電極電流一、三極管放大電路（二）工作分析3DG6RBC1+RCC2++VCCcebuiu0ibiCuCEiBIB基極固定偏置電流iC通過RC將放大的電流轉(zhuǎn)換為放大的晶體管電壓輸出。uCE經(jīng)C2濾掉了直流成分后的輸出電壓信號電流和基極固定偏流的疊加uit0輸入交流信號電流iBt0IBiCt0ICuCEt0ICRCu0t0反相！輸入信號電壓

ib各元件共同作用的結(jié)果放大的本質(zhì)是能量的轉(zhuǎn)換goodbye三極管放大電路靜態(tài)分析田玉主講老師：電工電子技術(shù)

知識目標01

1.認識靜態(tài)工作點及其作用能力目標021.會分析靜態(tài)工作點對放大電路的影響及調(diào)節(jié)方法2.會計算靜態(tài)工作點

思政目標03提醒我們注重身體健康，它是我們學(xué)習(xí)和工作的保障，保持良好生活習(xí)慣，積極鍛煉身體學(xué)習(xí)目標不設(shè)置靜態(tài)工作點行嗎？UBE(V)IB0.5V0.7V死區(qū)uit0ibt0t1t1t2t3t4t3t2t4此時ui小于死區(qū)的部分將無法得到傳輸，只有大于死區(qū)的部分才能轉(zhuǎn)換成電流ib通過晶體管。由于輸入信號大部分無法通過晶體管，ib電流波形與ui波形完全不一樣了，造成輸入信號輸入時的“截止失真”。輸入信號電壓波形結(jié)論：為保證傳輸信號不失真地輸入到放大器中得到放大，必須在放大電路中設(shè)置靜態(tài)工作點。一、靜態(tài)工作點作用靜態(tài)工作點：直流電源單獨作用的電壓電流分量一、靜態(tài)工作點作用動態(tài)信號馱載在靜態(tài)之上飽和失真底部失真未失真截止失真頂部失真靜態(tài)UCE減小靜態(tài)UCE增大結(jié)論：靜態(tài)工作點過高（指集電極電流越大，UCE越?。┛赡芤痫柡褪д?，過低可能引起截止失真直流通路：直流電源單獨作用等效電路。估算法：對直流通路進行電路分析，根據(jù)電路結(jié)構(gòu)和參數(shù)，采用計算的形式獲得放大電路靜態(tài)工作點的數(shù)據(jù)。1.電容視為開路。2.電感線圈視為短路.3.信號源視為短路.畫法直流通路+VCCRSesRBRCC1C2T+++–RLui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE開路開路+VCCRBRCT++–UBEUCE–ICIBIE二、靜態(tài)工作點分析二、靜態(tài)工作點分析估算法IB=RBVCC-UBE由圖可得：IC+UBE

+UCE

+VCCRBRCIB直流通路IC=βIB由晶體管放大原理可得IC：UCE=VCC－ICRC由圖又可得UCE：靜態(tài)工作點Q一、靜態(tài)工作點作用

靜態(tài)工作點在放大電路中是輸入交流信號完整放大的保障，猶如我們的身體，是我們學(xué)習(xí)和工作的保障，保持良好生活習(xí)慣，積極鍛煉身體，身體越好，能量越大，可以完成更大更難的任務(wù)，做出更大的貢獻學(xué)與悟goodbye三極管放大電路動態(tài)分析田玉主講老師：電工電子技術(shù)

知識目標01

1.認識電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻的分析方法及意義能力目標021.會計算電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻

思政目標03啟發(fā)解決復(fù)雜問題時，采取重點論思維，注重主導(dǎo)問題的主要矛盾，運用抓重點，主次分明的方法論學(xué)習(xí)目標一、共射放大電路的微變等效電路交流通路ECRBRC+ui

+

RSus+uo

C2RL+C1++uo

+–

ibicRBRCRLuSRS+ui

BEC畫交流通路原則1.直流電壓源視為短路；2.電容對交流信號短路。微變等效電路晶體管的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。對于小功率三極管：rbe一般為幾百歐到幾千歐。晶體三極管ibBCEube+-uce+-ibube+-rbeBEicibuce+-C晶體管在小信號（微變量）下，小范圍內(nèi)的特性曲線可用直線近似代替。一、共射放大電路的微變等效電路一、共射放大電路的微變等效電路

三極管微變等效模型分析法，是抓主要矛盾的重點論思維，啟發(fā)我們解決復(fù)雜問題時，注重主導(dǎo)問題的主要矛盾，運用抓重點，主次分明的方法論。學(xué)與悟一、共射放大電路的微變等效電路微變等效電路+uo

+–

ibicRBRCRLuSRS+ui

BEC+uo

+–

RBRLRSrbe

Eibic

ibBCusRC+ui

二、電壓放大倍數(shù)+uo

+–

RBRLRSrbe

Eibic

ibBCusRC+ui

+

+–

RBRLRSrbe

EBCusRC+

相量模型電壓放大倍數(shù)：帶負載不帶載電壓放大倍數(shù)：輸出電壓與輸入電壓之比三、輸入電阻、輸出電阻+

RBRLrbe

EBCRC+

riro輸入電阻：從放大電路輸入端看進去的等效電阻。等于輸入電壓有效值Ui和輸入電流有效值Ii之比。輸出電阻：從放大器輸出端看進去的戴維南等效電阻。ro

RC一般為幾kΩ一般為幾百Ω越大越好越小越好goodbye分壓式偏置放大電路田玉主講老師：電工電子技術(shù)

知識目標01

1.認識靜態(tài)工作點穩(wěn)定的意義2.認識分壓式偏置放大電路穩(wěn)定靜態(tài)工作點的作用能力目標021.會分析分壓式偏置放大電路穩(wěn)定靜態(tài)工作點的原理2.會計算分壓式偏置放大電路靜態(tài)工作點

思政目標03發(fā)現(xiàn)問題解決問題的素質(zhì)和能力學(xué)習(xí)目標K知識引入溫度變化引起靜態(tài)工作點變化會導(dǎo)致工作不正常，怎么辦？靜態(tài)分析時，此電路需滿足I1≈I2>>IB的小信號條件偏置電阻RB1和RB2應(yīng)選擇適當(dāng)數(shù)值，使之符合：I1≈I2>>IB的條件。在小信號條件下，IB可近似視為0值。忽略IB時，RB1和RB2可以對UCC進行分壓。即：VB的大小與溫度無關(guān)當(dāng)T

一、分壓式偏置放大電路穩(wěn)定靜態(tài)工作點作用分析適當(dāng)電壓，以消除過零處的交越失真。上述分析步驟，就是分壓式偏置的共發(fā)射極電壓放大電路的估算法。顯然，基極電位VB的高低對靜態(tài)工作點的影響非常大。UBERCβcbeRE+UCCRB2RB1I1I2IBVBIEICUCE一、分壓式偏置放大電路靜態(tài)工作點計算直流通路goodbye共集電極放大電路田玉主講老師：電工電子技術(shù)

知識目標01

1.認識共集電極電路特點及應(yīng)用能力目標021.會計算靜態(tài)工作點和參數(shù)

思政目標03發(fā)揮自身特長在團隊中發(fā)光發(fā)熱學(xué)習(xí)目標共集電極放大電路又稱：射極輸出器、射極跟隨器+–IBQIEQ+C1RS+ui

–RERB+VCCC2RL+uo–+us特點:(1)被放大的交流信號從基極輸入;(2)放大后的信號從發(fā)射極輸出.一、電路組成與電路特點IBQ=(VCC

–UBEQ)/[RB+(1+

)

RE]ICQ=

IBQUCEQ=VCC–

ICQ

REIBQIEQ+C1RS+ui

–RERB+VCCC2RL+–+uo–+usIBQIEQRERB+VCC+ICQUCEQ二、靜態(tài)分析交流通路RsRB+

+uo

RLibiciiRE微變等效電路usRB+uo

RLibiciirbe

ibRERs+

IBQIEQ+C1RS+ui

–RERB+VCCC2RL+–+uo–+us三、動態(tài)分析

1

Au<1但接近于1電流被放大了近似(1+β)倍與共射放大電路相比,Ri提高了.三、動態(tài)分析（一）電壓放大倍數(shù)（二）輸入電阻usRB+uo

RLibiciirbe

ibRERs+

RBibiciirbe

ibRERsus=0+u

iiRER

S=Rs//RBi=iRE

–

ib–

ib與共射放大電路相比,輸出電阻小.三、動態(tài)分析（三）輸出電阻（四）電路特點1.Au

1

輸入輸出同相2.Ri

高(優(yōu)點)3.Ro

低(優(yōu)點)適于多級放大電路的輸入級、輸出級和中間緩沖級goodbye多級放大電路田玉主講老師：電工電子技術(shù)

知識目標01

1.認識多級放大電路的耦合方式及優(yōu)缺點2.認識多級放大電路的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻的計算方法能力目標021.會計算多級放大電路的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻學(xué)習(xí)目標

思政目標03注重集體配合的力量K知識引入實際設(shè)備的放大電路大多為多級放大電路一、多級放大電路組成（一）多級放大電路概念單級放大電路電壓放大倍數(shù)一般為幾十至幾百。然而在實際工作中，需將輸入信號放大成千上萬倍，因此，可以將多個單級放大電路聯(lián)結(jié)起來，組成多級放大電路。組成多級放大電路的每一個基本電路稱為一級，級與級之間的連接稱為級間耦合。一、多級放大電路組成（二）多級放大電路耦合方式多級放大電路有三種常見的耦合方式阻容耦合變壓器耦合直接耦合一、多級放大電路組成（二）多級放大電路耦合方式01阻容耦合阻容耦合放大電路C1RC1Rb1+VCCC2RL+

+T1+

+Rc2Rb2C3T2+第一級第二級兩級放大器之間是通過電容連接起來。靜態(tài)工作點相互獨立，在分立元件電路中廣泛使用。優(yōu)點在集成電路中無法制造大容量電容，不便于集成化。缺點一、多級放大電路組成（二）多級放大電路耦合方式02變壓器耦合變壓器耦合放大電路將放大電路前級的輸出信號通過變壓器接到后級的輸入端或負載電阻上?？梢詫崿F(xiàn)阻抗變換；通過磁能實現(xiàn)耦合，各級之間的靜態(tài)工作點相對獨立，互不影響。優(yōu)點不能放大變化緩慢的信號，且非常笨重，不能集成化。缺點第一級第二級一、多級放大電路組成（二）多級放大電路耦合方式03直接耦合兩個單管放大電路簡單的直接耦合將前一級的輸出端直接或通過電阻連到后一級的輸入端?？梢苑糯笞兓徛男盘?，并且便于集成化。優(yōu)點各級靜態(tài)工作點互相影響，產(chǎn)生零點漂移現(xiàn)象。缺點Rc1Rb1+VCC+

T1+

Rc2Rb2T2第一級第二級一、多級放大電路組成（二）多級放大電路耦合方式03直接耦合零點漂移當(dāng)放大電路輸入信號為零時，輸出端也會產(chǎn)生上下漂動電壓的現(xiàn)象。零點漂移現(xiàn)象uOtOuItO原因：放大器件的參數(shù)受溫度影響而使Q點不穩(wěn)定。零點漂移的信號會在各級放大電路間傳遞，經(jīng)過多級放大后，在輸出端產(chǎn)生較大的信號，可能使有效信號“淹沒”，使放大電路不能正常工作。一、多級放大電路組成（二）多級放大電路耦合方式03直接耦合抑制零點漂移方法選用高質(zhì)量的硅管引入直流負反饋，穩(wěn)定靜態(tài)工作點采用熱敏元件進行溫度補償采用調(diào)制手段采用差動放大電路二、多級放大電路分析（一）放大倍數(shù)多級放大電路總電壓放大倍數(shù)等于各級電壓放大倍數(shù)的乘積，即：

其中，n為多級放大電路的級數(shù)。注意：不同基本放大電路的放大倍數(shù)計算方法不同。二、多級放大電路分析（二）輸入電阻即：輸入級（第一級）的輸入電阻

當(dāng)集電極放大電路作為輸入級時，輸入電阻與第二級輸入電阻有關(guān)。Ri二、多級放大電路分析（二）輸出電阻即：輸出級（末級）的輸出電阻

當(dāng)集電極放大電路作為輸出級時，輸出電阻與倒數(shù)第二級輸出電阻有關(guān)。R0goodbye放大電路的負反饋田玉主講老師：電工電子技術(shù)

知識目標01

1.認識

反饋的概念及分類2.認識負反饋的作用能力目標021.會分析反饋類型學(xué)習(xí)目標

思政目標03以負反饋方式對待贊美與詆毀K知識引入體溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)：典型的負反饋機制。當(dāng)體溫升高時，會出汗來散熱；當(dāng)體溫降低時，會發(fā)抖來產(chǎn)生熱量。跟隨外界溫度變化，我們的身體會自動調(diào)節(jié)體溫，使其保持在一個適宜的范圍內(nèi)。醫(yī)療電子設(shè)備的負反饋：是保證設(shè)備穩(wěn)定工作的措施一、反饋基本概念從放大電路輸出回路中取出部分或全部的輸出信號，通過適當(dāng)?shù)耐緩交厮偷捷斎攵耍瑢斎胄盘栠M行調(diào)控的過程稱為反饋。能使凈輸入信號增強的反饋稱為正反饋，凈輸入信號削弱的反饋稱為負反饋，放大電路中普遍采用的形式是負反饋基本放大電路A比較取樣反饋電路FXid基本放大電路的輸入信號(凈輸入信號)XO放大電路輸出信號XF

反饋信號Xi含反饋的放大電路輸入信號01電壓串聯(lián)負反饋02電壓并聯(lián)負反饋03電流串聯(lián)負反饋04電流并聯(lián)負反饋根據(jù)反饋網(wǎng)絡(luò)與基本放大電路在輸出、輸入端連接方式的不同，負反饋放大電路的反饋形式可分為四種類型：判斷反饋類型的方法凡反饋信號取自輸出電壓的稱電壓反饋。凡反饋信號取自輸出電流的稱電流反饋。凡反饋信號在輸入端與輸入信號、凈輸入信號以電壓代數(shù)相加的稱為串聯(lián)反饋。凡反饋信號在輸入端與輸入信號、凈輸入信號以電流代數(shù)相加的稱為并聯(lián)反饋。二、負反饋基本類型及判別二、負反饋基本類型及判別ui電壓反饋電壓串聯(lián)負反饋uoRLFA串聯(lián)反饋ui電壓反饋電壓并聯(lián)負反饋uoRLFA并聯(lián)反饋ui電流反饋電流串聯(lián)負反饋io串聯(lián)反饋RLFAui電流反饋電流并聯(lián)負反饋并聯(lián)反饋RLFAio放大電路引入負反饋，會造成電壓放大倍數(shù)Au的下降，反饋電壓越大，電壓放大倍數(shù)下降越多采用負反饋改善波形的失真。但注意負反饋并不能使波形失真完全消除雖然負反饋引起Au的下降，但換來的卻是放大電路穩(wěn)定性的提高。對放大電路來講，提高穩(wěn)定性至關(guān)重要二、負反饋對放大電路性能的影響并聯(lián)負反饋減小輸入電阻。串聯(lián)負反饋提高輸入電阻。電壓負反饋減小輸出電阻。電流負反饋增大輸出電阻?？蓴U展放大電路的通頻帶負反饋還可抑制反饋環(huán)內(nèi)的噪聲和干擾二、負反饋對放大電路性能的影響負反饋還可改變輸入輸出電阻學(xué)與悟以負反饋方式對待贊美與詆毀，受到贊揚時，不要沾沾自喜，膨脹自傲，應(yīng)該反向思考自己的不足之處，進一步完善自己；受到詆毀時，時，不要氣餒和泄氣，要相信自己的能力，將詆毀轉(zhuǎn)變成提升自己的動力。goodbye功率放大電路電工電子技術(shù)

知識目標01

1.認識

功放的特點及種類2.認識OTL、OCL功放的工作原理3.認識交越失真及解決方法能力目標021.會計算功放輸出電功率并選擇功放管學(xué)習(xí)目標

思政目標03保持心理健康，減小內(nèi)耗，從容應(yīng)對順境和逆境K知識引入實際電子設(shè)備僅放大電壓不足以驅(qū)動負載工作，還需要功率放大，自己DIY制作一個功放把你的手機變成功放音響1.功率放大電路的特點(1)盡可能大的輸出功率Pom功率放大電路提供給負載的信號功率稱為輸出功率。是交流功率，表達式為Po＝IoUo。最大輸出功率是在電路參數(shù)確定的情況下，負載上可能獲得的最大交流功率。(2)盡可