ch2_1晶体管三极管及其放大电路

1、模拟电子技术1-1模拟电子技术1-22.1 2.1 晶体三级管晶体三级管( (双极晶体管）双极晶体管） 半导体三极管，也叫晶体三极管。由于工作时，多数载流子和少数载流子都参与运行，因此，还被称为双极型晶体管（简称BJT）。 BJT是由两个PN结组成的。模拟电子技术1-32.1.1 2.1.1 晶体管的结构和类型晶体管的结构和类型NPN型PNP型符号符号:-bce-ebc 三极管的结构特点:（1）发射区的掺杂浓度集电区掺杂浓度。（2）基区要制造得很薄且浓度较低。-NNP发射区集电区基区发射结 集电结ecb发射极集电极基极-PPN发射区集电区基区发射结 集电结ecb发射极集电极基极模拟电子技术1-

2、42.1.2 2.1.2 晶体管的电流放大晶体管的电流放大 三极管在工作时要加上适当的直流偏置电压。若在放大工作状态：发射结正偏：+UCE UBEUCB集电结反偏：集电结反偏：由由VBB保证保证由由VCC、 VBB保证保证UCB=UCE - UBE 0NNPBBVCCVRbRCebc共发射极接法共发射极接法c区区b区区e区区模拟电子技术1-52.1.2 2.1.2 晶体管的电流放大晶体管的电流放大载流子传输载流子传输 （1）因为发射结正偏，所以发射区向基区注入电子 ，形成了扩散电流IEN 。同时从基区向发射区也有空穴的扩散运动，形成的电流为IEP。但其数量小，可忽略。 所以发射极电流I E I

3、 EN 。 （2）发射区的电子注入基区后，变成了少数载流子。少部分遇到的空穴复合掉，形成IBN。所以基极电流I B I BN 。大部分到达了集电区的边缘。NNPBBVCCVRbRCebcIENEPIIEBI模拟电子技术1-62.1.2 2.1.2 晶体管的电流放大晶体管的电流放大载流子传输载流子传输（3）因为集电结）因为集电结反偏，收集扩散到反偏，收集扩散到集电区边缘的电子，集电区边缘的电子，形成电流形成电流ICN 。NNPBBVCCVRbRCebcIENEPIIEBICNICICBOI 另外，集电结区另外，集电结区的少子形成漂移的少子形成漂移电流电流ICBO。三个电极上的电流关系:IE =I

4、C+IB模拟电子技术1-72.1.2 2.1.2 晶体管的电流放大晶体管的电流放大电流分配电流分配IENEPIIEBICNICICBOINNPBBVCCVRbRCebc定义：定义：ECNII ECBOECIIII(1)(1)IC与与I E之间的关系之间的关系:所以所以:ECII其值的大小约为其值的大小约为0.90.90.990.99。 模拟电子技术1-82.1.2 2.1.2 晶体管的电流放大晶体管的电流放大电流分配电流分配(2)IC与与I B之间的关系：之间的关系：NNPBBVCCVRbRCebcIENEPIIECNICICBOI得：得：CBOBCCBOECIIIIII）（ 所以所以：CBO

5、BC111III BCEOBCIIII 得：得： 1定义定义：CBOIII)1 (11CBOCEOBI称为共发射极直流电流放大系数。模拟电子技术1-92.1.2 2.1.2 晶体管的电流放大晶体管的电流放大放大作用放大作用 当be之间的正向电压加大时，将会有更多的电子从射区扩散到基区（Ie增大），同时到达集电极的电子也会增加（Ic增大），基区内复合的电子数也会增加（ Ib增大）。 Ie 、 Ic和Ib三者之间的比例基本不变。 故对于一只特定的三极管，和值可以近似看为不变的常数。常用的三极管， 值在数十到数百之间。Ic = Ib，IENEPIIEBICNICICBOINNPBBVCCVRbRCe

6、bc模拟电子技术1-102.1.2 2.1.2 晶体管的电流放大晶体管的电流放大电流放大电流放大 晶体管的反向电流晶体管的反向电流ICBO：发射极开路时，cb之间的反向电流，这一电流相当于单个pn结的反向漏电流。ICEO：（反向穿透电流）基极开路时，ce之间的反向电流，有：CBOCEOII)1 (物理意义： 1）集电结反向偏置，有漏电流ICBO。 2）ICBO从基极流向发射结，引起发射极电子发射。 3）发射的电子通过基区，被集电结收集。 4）因此形成了被放大的反向穿透电流ICEO。模拟电子技术1-112.2 2.2 BJTBJT的共射特性曲线的共射特性曲线输入特性输入特性(1) (1) 输入输

7、入伏安伏安特性曲线特性曲线 iB=f(uBE) uCE=const+i-uBE+-uBTCE+Ci（1）uCE=0V时，相当于两个PN结并联。0.40.2i(V)(uA)BE80400.80.6Bu=0VuCE 1VCEu（3）uCE 1V再增加时，曲线右移很不明显。再增加时，曲线右移很不明显。（2）当）当uCE=1V时，时， 集电结已进入反偏状态，开始集电结已进入反偏状态，开始收集电子，所以基区复合减少，收集电子，所以基区复合减少， 在同一在同一uBE 电压电压下，下，iB 减小。特性曲线将向右稍微移动一些。减小。特性曲线将向右稍微移动一些。导通压降导通压降硅硅 0.7V锗锗 .2V 0.3

8、V模拟电子技术1-122.2.1 2.2.1 BJTBJT的共射特性曲线的共射特性曲线输出特性输出特性 (2)输出特性曲线输出特性曲线 iC=f(uCE) iB 现以iB=60uA一条加以说明。 （1）当）当uCE=0 V时，时，iC=0。（2） uCE Ic 。 （3） 当当uCE 1V后，后，收集电子的能力足够强。收集电子的能力足够强。这时，发射到基区的电这时，发射到基区的电子都被集电极收集，形子都被集电极收集，形成成iC。所以所以uCE再增加，再增加，iC基本保持不变。基本保持不变。同理，可作出同理，可作出iB=其他值的曲线。其他值的曲线。 iCCE(V)(mA)=60uAIBu=0BB

9、II=20uABI=40uAB=80uAI=100uAIB+i-uBE+-uBTCE+Ci模拟电子技术1-132.2.1 2.2.1 BJTBJT的共射特性曲线的共射特性曲线输出特性输出特性饱和区饱和区iC受受uCE显著控制的区域，该区域内显著控制的区域，该区域内uCE uBE 。 此时发射结正偏，集电结也正偏。此时发射结正偏，集电结也正偏。截止区截止区iC接近零的区域，相当接近零的区域，相当iB=0的曲线的下方。的曲线的下方。 此时，发射结反偏，集电结反偏。此时，发射结反偏，集电结反偏。ICEO放大区放大区 曲线基本平行等曲线基本平行等 距。距。 此时，发此时，发 射结正偏，集电射结正偏，集

10、电 结反偏。结反偏。 该区中有：该区中有：BCII iCIBIB=0uCE(V)(mA)=20uABI=40uABI=60uABI=80uABI=100uA饱和区饱和区放大区放大区截止区截止区模拟电子技术1-142.2.2.2.1 1 工作状态？工作状态？ 三极管在电路中要产生放大作用的条件： 1）发射结正向偏置 2）集电结反向偏置npn: 集电极的电位必须高于基极。pnp: 集电极的电位必须低于基极。模拟电子技术1-152.2.2.2.1 1 工作状态？工作状态？方法1 电流判断：(1)基级电流最小； (2)基级电流判断NPN还是PNP； (3)IE=IC+IB确定发射极还时集电极模拟电子技

11、术1-162.2.2.2.1 1 工作状态？工作状态？方法方法3 结偏置的判断法结偏置的判断法 方法2 电压判断法：极间电压为0.7或0.20.3的两个级为基极和发射极；(1)另一个电位最高的为或最低的为集电极，最高为NPN，最低为PNP，中间为基极，剩下为发射极。模拟电子技术1-17例1 现测得放大电路中这两只管子两个电极的电流如图所示。分别求另一电极的电流，标出其实际方向，并在圆圈中画出管子(极性）。 2.2.2.2.1 1 工作状态？工作状态？模拟电子技术1-182.2.2.2.1 1 工作状态？工作状态？ 例例2、 由电极电位判定三极管的状态由电极电位判定三极管的状态 在放大电路中，测

12、得下述在放大电路中，测得下述6组三极管组三极管3个极的电位：个极的电位： 1?管：管： （1） 1V 0.3V 3V （2） 0.3V 0.3V 1V （3） 2V 5V 1V 2 ?管：管： ( l) - 0 .2V 0V 0V (2） -3V -0.2V 0V （3） 1V 1.2V -2V 试确定三极管处何种状态，并判定各电位对应三极管试确定三极管处何种状态，并判定各电位对应三极管的哪个电极，是何种三极管？的哪个电极，是何种三极管？模拟电子技术1-19工作状态？工作状态？ 解：多数解：多数NPN管用管用Si材料制成，材料制成，PN结的导通压结的导通压降一般设为降一般设为0.7V；而多数的

13、而多数的PNP管用管用Ge材料制成，材料制成，PN结导通压降一般为结导通压降一般为0.2V左右。左右。 根据电位确定三极管的状态和电极时一般应先设根据电位确定三极管的状态和电极时一般应先设法确定三极管的基极法确定三极管的基极B和发射极和发射极E，再确定集电极再确定集电极C。按此思路对给定的按此思路对给定的6组数据分析如下。组数据分析如下。 1NPN管 （1） 1V 0.3V 3V NPN型管第（1）组数据中，若基极B对应1V，射极E应为0.3V，则集电极C为3V，满足发射结正偏，集电结反偏，故三极管T处于放大状态。 模拟电子技术1-20工作状态？工作状态？（2） 0.3V 0.3V 1V 第（

14、第（2）组数据中，可考虑各电极对应的电位如）组数据中，可考虑各电极对应的电位如下：基极下：基极B为为1V，射极射极E为为0.3V，集电极集电极C为为0.3V。发射结正偏，集电结也正偏，故三极管发射结正偏，集电结也正偏，故三极管T处在饱和处在饱和状态。状态。 （3） 2V 5V 1V 第（3）组数据中，发射结若正偏BE间必然满足正偏条件，即UBE=0.7V，而给定的3个数据中，不具备此条件，因而发射结没有正偏。可认为基极B电位低于射极E，又由于集电极C通常处于最高电位，故正确的对应关系是：B极为1V，E极为2V，C极为5V。三极管T处在截止状态。模拟电子技术1-21工作状态？工作状态？2PNP管

15、管 按同样的思路讨论按同样的思路讨论PNP型管型管3组数据，其结果如下。组数据，其结果如下。（ l） - 0 .2V 0V 0V 第（第（1）组数据，电极和电位对应关系是：）组数据，电极和电位对应关系是：B极为极为-0.2V，E极极为为0V，C极为极为0V。发射结正偏，偏置电压发射结正偏，偏置电压UBE=-0.2V，集电集电结也正偏，故三极管结也正偏，故三极管T处在饱和状态。处在饱和状态。 （2） -3V -02V 0V 第（ 2）组数据，电极和电位对应关系是； B极为-0.2V， E极为 0V， C极为- 3V。发射结正偏，集电结反偏，T为放大状态。 （3） 1V 1.2V -2V 第（3）

16、组数据的电极和电位对应关系是：B极为1V，E极为1.2V，C极为-2V。同样，发射结正偏，集电结反偏，T为放大状态。模拟电子技术1-222.2.2 2.2.2 BJTBJT的主要参数的主要参数1.电流放大系数（2 2）共基极电流放大系数：）共基极电流放大系数： BCII BCii ECII ECii iCE=20uA(mA)B=40uAICu=0(V)=80uAIBBBIBiIBI =100uACBI=60uAi一般取一般取20200之间之间2.31.538A60mA3 . 2BCII40A40)-(60mA)5 . 13 . 2(BCii（1 1）共发射极电流放大系数：）共发射极电流放大系数

17、：模拟电子技术1-232.2.2 2.2.2 BJTBJT的主要参数的主要参数极间反向电流极间反向电流 2.极间反向电流 （2）集电极发射极间的穿）集电极发射极间的穿透电流透电流ICEO 基极开路时，集电极到发射基极开路时，集电极到发射极间的电流极间的电流穿透电流穿透电流 。其大小与温度有关。其大小与温度有关。 （1）集电极基极间反向饱和电流）集电极基极间反向饱和电流ICBO 发射极开路时，在其集电结上加反向电压，得到反向电流。发射极开路时，在其集电结上加反向电压，得到反向电流。它实际上就是它实际上就是一个一个PNPN结的反向电流。结的反向电流。其大小与温度有关。其大小与温度有关。 锗管：锗管

18、：I CBO为微安数量级，为微安数量级， 硅管：硅管：I CBO为纳安数量级。为纳安数量级。CBOCEO)1 (II+ICBOecbICEO模拟电子技术1-242.2.2 2.2.2 BJTBJT的主要参数的主要参数极限参数极限参数 3.极限参数极限参数 Ic增加时， 要下降。当值下降到线性放大区值的70时，所对应的集电极电流称为集电极最大允许电流ICM。（1）集电极最大允许电流）集电极最大允许电流ICM（2）集电极最大允）集电极最大允许功率损耗许功率损耗PCM 集电极电流通过集集电极电流通过集电结时所产生的功耗，电结时所产生的功耗， PC= ICUCE BICEui(V)IBC=100uAB

19、=80uA=60uA(mA)IIB=0B=40uA=20uABIIPCM PCM模拟电子技术1-252.2.2 2.2.2 BJTBJT的主要参数的主要参数极限参数极限参数 （3）反向击穿电压）反向击穿电压 BJT有两个PN结，其反向击穿电压有以下几种： U（BR）EBO集电极开路时，发射极与基极之间允许的最大集电极开路时，发射极与基极之间允许的最大反向电压。其值一般几伏十几伏。反向电压。其值一般几伏十几伏。 U（BR）CBO发射极开路时，集电极与基极之间允许的最大发射极开路时，集电极与基极之间允许的最大反向电压。其值一般为几十伏几百伏。反向电压。其值一般为几十伏几百伏。 U（BR）CEO基极

20、开路基极开路时，集电极与发射极之间时，集电极与发射极之间允许的最大反向电压。允许的最大反向电压。 在实际使用时，还有在实际使用时，还有U（BR）CER、U（BR）CES等击穿电压。等击穿电压。 -(BR)CEOU(BR)CBOU(BR)EBOU模拟电子技术1-262.4 2.4 放大电路的构成及性能指标放大电路的构成及性能指标2.4.3 2.4.3 放大的基本概念放大的基本概念 放大放大把微弱的电信号的幅度放大。把微弱的电信号的幅度放大。一个微弱的电信号通过放大器后，输出电压或电流的幅得一个微弱的电信号通过放大器后，输出电压或电流的幅得到了放大，但它随时间变化的规律不能变到了放大，但它随时间变

21、化的规律不能变，即，即不失真不失真。+-uo+u+-i放大电路u-R+SSRL信号源负载iiio功率放大模拟电子技术1-272.4.3 2.4.3 放大电路的性能指标放大电路的性能指标1.1.放大倍数放大倍数表示放大器的放大能力表示放大器的放大能力 根据放大电路输入信号的条件和对输出信号的要求，放大器可分为四种类型，所以有四种放大倍数的定义。（1）电压放大倍数）电压放大倍数定义为定义为: Auu=uo/ ui 或或Au（2）电流放大倍数）电流放大倍数定义为定义为: Aii= io /ii 或或Ai （3）互阻增益）互阻增益定义为定义为: Aui= uo/ ii 或或Ar（4）互导增益）互导增益

22、定义为定义为: Aiu= io/ ui 或或Ag+-uo+u+-i放大电路u-R+SSRL信号源负载iiio模拟电子技术1-282.4.3 2.4.3 放大电路的性能指标放大电路的性能指标2. 输入电阻输入电阻Ri从放大电路输入端看进去的等效电阻从放大电路输入端看进去的等效电阻Ri=Ui / Ii一般来说，一般来说， Ri越大越好。越大越好。（1）Ri越大，越大，ii就越小，从信号源索取的电流越小。就越小，从信号源索取的电流越小。（2）当信号源有内阻时，）当信号源有内阻时， Ri越大，越大， ui就越接近就越接近uS。+i-oiii+-信号源S放大电路oS-LuR负载RuuRiRi模拟电子技术

23、1-292.4.3 2.4.3 放大电路的性能指标放大电路的性能指标3. 输出电阻输出电阻Ro从放大电路输出端看进去的等效电阻从放大电路输出端看进去的等效电阻+S+o负载LS+信号源-u-oiiiRR放大电路-+iuuRiRiouoRRo 输出电阻是表明放大电路带负载能力的，输出电阻是表明放大电路带负载能力的，Ro越越小，放大电路带负载的能力越强，反之则差。小，放大电路带负载的能力越强，反之则差。 时）当LRIUR(=ooo 输出电阻输出电阻的定义：的定义：模拟电子技术1-302.4.1 2.4.1 放大电路的基本构成放大电路的基本构成基本共射放大电路如图所示：基本共射放大电路如图所示：bBE

24、BBBRUVI 晶体管T是一个NPN管，是电路的核心; 合适集电极电阻RC （负载电阻） ：把集电极电流变成电压; 基极电阻Rb：提供合适的基极电流，即偏流:CCQCCCEQBQCQRIVUIIT在放大状态才能放大！模拟电子技术1-312.4.1 2.4.1 放大电路的基本构成放大电路的基本构成基本共射放大电路如图所示：基本共射放大电路如图所示：放大电路的基本要求：不失真。在信号变化构成中都不失真。1、必须要求静态偏置电路！静态偏置电路！2、交流量迭加在直流量之上。模拟电子技术1-322.4.1 2.4.1 放大电路的组成放大电路的组成 （p46)p46)1b+b2CRcCVRCCb1uiiB

25、iCuCEuo各点波形各点波形uo比比ui幅度放大且相位相反幅度放大且相位相反虽然交流虽然交流量可正负量可正负变化，但变化，但瞬时量方瞬时量方向始终不向始终不变变模拟电子技术1-332.4.1 2.4.1 基本共射放大电路的工作原理基本共射放大电路的工作原理 综上所述，这些量都由两部分组成： 直流量IBQ, ICQ，UCEQ等 交流量ib，ic , uce交流量迭加在直流量之上。-u+TRb2Lb1oCRCub1+R+CC-.iVc模拟电子技术1-342.4.1 2.4.1 基本共射放大电路的工作原理基本共射放大电路的工作原理IB (IBQ)静态电流，直流电流ib 交流瞬时值 iB 交直流瞬时

26、总量bI描述交直流量的规则：描述交直流量的规则：3、分析方法：直流分析：认为只有直流信号，没有交流输入，直流通路，分析电路的直流偏置、静态工作点（ IBQ，ICQ，UCEQ）交流分析：认为直流信号偏置合适后，只有交流信号，没有失真，交流通路，分析电路的交流参数（Au，Ri，Ro）模拟电子技术1-352.4.1 2.4.1 放大电路的组成放大电路的组成（1） 直流分析：静态工作点直流分析：静态工作点Ui=0时电路的时电路的工作状态工作状态-u+TRb2Lb1oCRCub1+R+CC-.iVcui=0时时由于电源的由于电源的存在，电路存在，电路中存在一组中存在一组直流量。直流量。ICIEIB+UB

27、E-+UCE-模拟电子技术1-362.4.1 2.4.1 放大电路的偏置电路放大电路的偏置电路常见单电源偏置电路：常见单电源偏置电路：+TRb1RC CVcRb称为称为偏置电阻偏置电阻，IB称为称为偏置电流偏置电流。IC= IBbBECCBRUVI bCCV7 . 0RV CCCCCERIVU 模拟电子技术1-372.4.1 2.4.1 基本共射放大电路的工作原理基本共射放大电路的工作原理 当放大电路没有输入信号当放大电路没有输入信号(ui=0)时，电路时，电路中各处的电压、电流都是不变的直流，称为直流中各处的电压、电流都是不变的直流，称为直流工作状态或静止状态，简称工作状态或静止状态，简称静

28、态静态。我们将看到，。我们将看到，在静态工作状态下，晶体管各电极的直流电压和在静态工作状态下，晶体管各电极的直流电压和电流的取值，将在管子的特性曲线上确定一点，电流的取值，将在管子的特性曲线上确定一点，称为称为Q点点。 当放大电路输入信号后，电路中各处的电压、当放大电路输入信号后，电路中各处的电压、电流便处于变动状态，这时电路处于动态工作情电流便处于变动状态，这时电路处于动态工作情况，简称况，简称动态动态。模拟电子技术1-382.4.1 2.4.1 基本共射放大电路的工作原理基本共射放大电路的工作原理由于由于(IB,UBE) 和和( IC,UCE )分别对应于输入、输出特分别对应于输入、输出特

29、性曲线上的一个点，所以称为性曲线上的一个点，所以称为静态工作点静态工作点。IBUBEQIBUBEQUCEICICUCEIB 放大电路建立正确的静态工作点，是为了使三极管放大电路建立正确的静态工作点，是为了使三极管工作在线性区，以保证信号不失真。工作在线性区，以保证信号不失真。模拟电子技术1-392.4.1 2.4.1 基本共射放大电路的工作原理基本共射放大电路的工作原理（2）交流信号放大）交流信号放大Ui 0时电路的工作状态时电路的工作状态-u+T+b2V-uRc.ob1RLC+b1CCCRi短路短路短路短路置零置零合适的静态偏置？合适的静态偏置？模拟电子技术1-402.4.1 2.4.1 基

30、本共射放大电路的工作原理基本共射放大电路的工作原理交流信号放大交流信号放大Ui 0时电路的工作状态时电路的工作状态虽然交流量可正负变化，但有虽然交流量可正负变化，但有直流偏置，都可通过三极管直流偏置，都可通过三极管+R-uoTuRbRLic+ic= ibAu 、Ri 、 Ro模拟电子技术1-412.4.2 2.4.2 放大电路的直流通路和交流通路放大电路的直流通路和交流通路 在放大电路中通常是同时存在有直流分量和交流分量，其中直流分量设定静态工作点，交流分量为被放大的信号。直流通路直流通路：即能通过直流的通路。即能通过直流的通路。对于直对于直 流通路，流通路， 电容相当于开路。电容相当于开路。

31、 交流电源短路（保留内阻）交流电源短路（保留内阻）交流通路交流通路：即：即能通过交流的通路。能通过交流的通路。对于交对于交 流通路，电容相当于短路。流通路，电容相当于短路。 直流电源短路。直流电源短路。4、交流信号放大、交流信号放大交、直流通路和分析方法交、直流通路和分析方法模拟电子技术1-422.4.2 2.4.2 放大电路的直流通路和交流通路放大电路的直流通路和交流通路模拟电子技术1-432.4.2 2.4.2 放大电路的直流通路和交流通路放大电路的直流通路和交流通路模拟电子技术1-442.4.2 2.4.2 放大电路的直流通路和交流通路放大电路的直流通路和交流通路模拟电子技术1-452.

32、4.2 2.4.2 放大电路的直流通路和交流通路放大电路的直流通路和交流通路模拟电子技术1-46模拟电子技术1-472.3 2.3 放大电路的基本分析方法放大电路的基本分析方法一、静态估算法 利用发射结在正向偏置导通压降近似不变；同时加设晶体管处在放大区的情况下可进行估算静态工作状态。一、图解法 利用晶体管的输入输出特性曲线，通过作图法来求解电路的静态工作点以及电路的放大倍数等参数。包括静态分析和动态分析。该方法可以帮助理解放大过程。 二、微变等效电路法： 在小信号输入时，忽略电路中放大元件的非线性，将其作为线性元件来处理，从而求解出电路的各种参数。该方法不能求解静态工作点，必须先求解静态工作

33、点。模拟电子技术1-482.3 2.3 基本共射放大电路基本共射放大电路静态估算法静态估算法1、阻容耦合电路、阻容耦合电路CCQCCCEQBQCQbBEQCCBQRIVUIIRUVI 信号源与放大电路通过电容C1连接，放大器与负载通过电容C2连接，这些电容称为耦合电容，用电容耦合的电路称为阻容耦合电路。 电容对于直流相当于开路，对于交流相当于短路：+TRb1RCCVc模拟电子技术1-492.3 2.3 基本共射放大电路基本共射放大电路静态估算法静态估算法2、直接耦合电路、直接耦合电路CCQCCCEQBQCQbBEQbBEQCCBQRIVUIIRURUVI12 把基极电源和集电极电源合二为一。增

34、加了电阻Rb1，它必不可少，若无Rb1，静态时，IBQ=0，晶体管截止。静态工作点计算如下：模拟电子技术1-502.3.1 2.3.1 基本共射放大电路基本共射放大电路静态估算法静态估算法画直流通路：画直流通路：+TRb1RC CVcIC= IBbBECCBRUVI bCCV7 . 0RV CCCCCERIVU 估算要点： 1）基极发射极之间是一个正向的PN结，因此： UBE = 0.7 V、0.3V 2）三极管工作在线性区，因此： IC = IBQ模拟电子技术1-512.3.1 2.3.1 基本共射放大电路基本共射放大电路静态估算法静态估算法例例1：用估算法计算静态工作点。：用估算法计算静态

35、工作点。已知：已知：VCC=12V，RC=4K ，Rb=300K ， =37.5。解：解：A400.04mA30012bCCB RVImA5 . 104. 05 .37BC II 6V41.512CCCCCE RIVU请注意电路中请注意电路中IB和和IC的数量级的数量级+CTb1CCRbVL+uoR-u+-ib2CcR模拟电子技术1-522.3.1 2.3.1 基本共射放大电路基本共射放大电路静态估算法静态估算法例例2：用估算法计算静态工作点。：用估算法计算静态工作点。已知：已知：VCC=12V，RC=40K ，Rb=300K ， =37.5。解：解：A400.04mA30012bCCB RV

36、ImA5 . 104. 05 .37BC II 401.512CCCCCERIVU+CTb1CCRbVL+uoR-u+-ib2CcRmAKRUcBEI28. 0407 . 012VCCC模拟电子技术1-532.3.2 2.3.2 图解法图解法 利用晶体管的输入输出特性曲线，通过作图法来求解电路的静态工作点以及电路的放大倍数等参数。 1、静态工作点的图解分析2、交流工作状态的图解分析 该方法可以帮助理解合适的静态偏置和放大过程。模拟电子技术1-542.3.2 2.3.2 图解法图解法静态分析静态分析我们以阻容耦合电路为例介绍分析方法。我们以阻容耦合电路为例介绍分析方法。模拟电子技术1-552.3

37、.2 2.3.2 图解法图解法静态分析静态分析利用作图的方法来确定静态工作点输入回路静态图解分析输入回路静态图解分析1)-(e)(Kq0TUBQBBEQCCBQBEQIIRUVI 该方程组是一个超越方程，无法直接求解，可以用作图法求解，交点就是静态工作点Q。其中输入特性曲线可以直接用测量的方法得到。模拟电子技术1-562.3.2 2.3.2 图解法图解法静态分析静态分析 在输入回路列方程式 uBE=VCCiBRb 在输入特性曲线X轴及Y 轴上确定两个特殊点 VCC和VCC/Rb,即可画出 一条直线，两线的交点 即是Q。 Q点的坐标就是UBEQ和 IBQ。 实际电路设计中，三极管的输入（基极）特

38、性曲线不容易准确测量，因此一般假设UBEQ 0.6 0.8 V，直接近似估算IBQ。BCCBQRVI7 . 0模拟电子技术1-572.3.2 2.3.2 图解法图解法静态分析静态分析输出回路静态工作图解分析输出回路静态工作图解分析 在输出回路列方程式 在输出特性曲线X轴及Y轴上确定两个特殊点VCC和VCC/Rc,即可画出直流负载线，两线的交点即是Q。 Q点的坐标就是UCEQ和ICQ。 BEQBIICECCCECCCUfIRUVI)()(合适的直流偏置模拟电子技术1-582.3.2 2.3.2 图解法图解法应用举例应用举例例、电路如图所示。由于电路参数的变化使静态工作点产生如图所示的变例、电路如

39、图所示。由于电路参数的变化使静态工作点产生如图所示的变 化。试问：化。试问：静态工作点从静态工作点从Q1移到移到Q2、从从Q2移到移到Q3、从从Q3移到移到Q4时，分别是哪个电路参时，分别是哪个电路参 数变化造成的？数变化造成的？模拟电子技术1-592.5 2.5 图解法图解法动态分析动态分析利用作图的方法来确定电路动态参数。输入交流电压信号Uin直接加在be结上，导致基极电流ib的变化，此时电流电压的变化是在Q点附近沿输入特性曲线来回运动。 虽然输入特性曲线是非线性的，但是在Q点附近的一个小范围内可以将其视为线性变化。该方法可以帮助理解放大过程。模拟电子技术1-602.5.1 2.5.1 图

40、解法图解法动态分析动态分析1b+b2CRcCVRCCb1uiiBiCuCEuo各点波形各点波形uo比比ui幅度放大且相位相反幅度放大且相位相反模拟电子技术1-612.5.1 2.5.1 图解法图解法动态分析动态分析iBuBEQuiibic1. 交流放大原理（设输出空载）交流放大原理（设输出空载）-直流负载线直流负载线假设在静态工作点的基础上，输假设在静态工作点的基础上，输入一微小的正弦信号入一微小的正弦信号 uiiB静态工作点静态工作点iCiCEuce注意：注意：uce与与ui反相！反相！p.51模拟电子技术1-622.5.1 2.5.1 图解法图解法动态分析动态分析输出端接入负载输出端接入负

41、载RL：不影响不影响Q 影响动态！影响动态！+CTb1CCRbVL+uoR-u+-ib2CcR模拟电子技术1-632.5.1 2.5.1 图解法图解法动态分析动态分析 斜 斜 率 为率 为 - - 1 / R L ( R L= RLRc ）。）。所以交流负载线与横坐标轴的交点坐标为UCEQ+ ICQ(RC/RL), 0，连接该点与Q点所得的直线就是交流负载线。 经过经过Q点。点。 2.交流负载线交流负载线模拟电子技术1-642.5.2 2.5.2 图解法图解法动态分析动态分析iCuCEuo可输出可输出的最大的最大不失真不失真信号信号（1）合适的静态工作点）合适的静态工作点ib3非线性失真与非线

42、性失真与Q Q的关系的关系iCuCE模拟电子技术1-652.5.3 2.5.3 图解法图解法动态分析动态分析iCuCEuo（2）Q点过低点过低信号进入截止区信号进入截止区称为截止失真称为截止失真信号波形信号波形截止失真： 静态工作点设置太低（或静态基极电流太小），在输入信号的负半周，三极管进入截止区（基极电流为零），输出信号波形出现失真。 截止失真发生在输出信号的“顶部” 。模拟电子技术1-662.5.3 2.5.3 图解法图解法动态分析动态分析iCuCEuo（3）Q点过高点过高信号进入饱和区信号进入饱和区称为饱和失真称为饱和失真信号波形信号波形动画演示动画演示截止失真和饱和失真截止失真和饱和

43、失真统称统称“非线性失真非线性失真” 静态工作点设置太高靠近饱和区，在输入信号的正半周，三极管进入饱和区（基极电流失去对集电极电流的控制能力），输出信号波形出现失真。 饱和失真发生在输出信号的“底部”模拟电子技术1-672.5.3 2.5.3 图解法图解法动态分析动态分析4. 最大不失真输出幅度最大不失真输出幅度 从上面的分析可知：从上面的分析可知：Q点若本来就处于截止区或饱和区，则输入正弦波点若本来就处于截止区或饱和区，则输入正弦波 信号时，一定会失真；信号时，一定会失真；即使即使Q点处于放大区，当信号幅度比较大时，也会点处于放大区，当信号幅度比较大时，也会 出现失真。出现失真。 因此，为了

44、减小非线性失真，必须合理地选择静态工因此，为了减小非线性失真，必须合理地选择静态工作点的位置，并适当限制输入信号的幅度。这就出现作点的位置，并适当限制输入信号的幅度。这就出现了两个问题：了两个问题： Q点设在什么位置能使电路不失真输出幅度最大？点设在什么位置能使电路不失真输出幅度最大？若若Q点已定，并在放大区内，能输出的不失真幅值点已定，并在放大区内，能输出的不失真幅值 是多少？是多少？模拟电子技术1-682.5.3 2.5.3 图解法图解法动态分析动态分析两种失真的判别和最大输出幅度的估计：1) 求出静态工作点。2) 画出交流负载线。3) 近似认为UCE UCES (0.7V)时，三极管进入

45、饱和区。 如果 A1 A2，则Q点更靠近截止区，容易发生饱和失真。 输出信号的不失真最大输出电压（有效值）取决于A1、A2两者中的最小值：2/ ),min(21AAUom模拟电子技术1-69例例1、电路如图所示。由于电路参数的变化使静态工作点产生如图所示的变、电路如图所示。由于电路参数的变化使静态工作点产生如图所示的变 化。试问：化。试问：静态工作点从静态工作点从Q1移到移到Q2、从从Q2移到移到Q3、从从Q3移到移到Q4时，分别是哪个电路参时，分别是哪个电路参 数变化造成的？数变化造成的？当电路的静态工作点分别为当电路的静态工作点分别为Q1-Q4时，哪种情况下最易产生截止失真？哪时，哪种情况下最易产生截止失真？哪 种情况下最易产生饱和失真？哪种情况下最大不失真输出电压最大？其值种情况下最易产生饱和失真？哪种情况下最大不失真输出电压最大？其值 约为多少？约为多少？电路的静态工作点为电路的静态工作点为Q4时，集电极电源时，集电极电源VCC为多少伏？集电极电阻为多少伏？集电极电阻RC为多少为多少 千欧？千欧？模拟电子技术1-702