第2章晶体三极管-5

1、2.1 T放大工作原理放大工作原理 2.2 T的其他模式的其他模式第第 2 章晶体三极管章晶体三极管2.5 小信号电路模型小信号电路模型 2.6 T的电路分析方法的电路分析方法 2.7 T的应用原理的应用原理2.4 T的伏安特性的伏安特性1第第 2 章晶体三极管章晶体三极管概述概述2.1放大模式下晶体三极管的工作原理放大模式下晶体三极管的工作原理2.2晶体三极管的其他工作模式晶体三极管的其他工作模式2.3埃伯尔斯埃伯尔斯莫尔模型莫尔模型2.4晶体三极管伏安特性曲线晶体三极管伏安特性曲线2.5晶体三极管小信号电路模型晶体三极管小信号电路模型2.6晶体三极管电路分析方法晶体三极管电路分析方法2.7

2、晶体三极管的应用原理晶体三极管的应用原理2.1 T放大工作原理放大工作原理 2.2 T的其他模式的其他模式第第 2 章晶体三极管章晶体三极管2.5 小信号电路模型小信号电路模型 2.6 T的电路分析方法的电路分析方法 2.7 T的应用原理的应用原理2.4 T的伏安特性的伏安特性2三极管图片2.1 T放大工作原理放大工作原理 2.2 T的其他模式的其他模式第第 2 章晶体三极管章晶体三极管2.5 小信号电路模型小信号电路模型 2.6 T的电路分析方法的电路分析方法 2.7 T的应用原理的应用原理2.4 T的伏安特性的伏安特性3概概 述述 三极管结构及电路符号三极管结构及电路符号发射极发射极 E基

3、极基极 BPNN+集电极集电极 C发射极发射极 E基极基极 BNPP+集电极集电极 C发射结发射结集电结集电结主要特性：主要特性：在满足内部结构的基础上，与工作模式有关。在满足内部结构的基础上，与工作模式有关。BCENPNTBCEPNPT2.1 T放大工作原理放大工作原理 2.2 T的其他模式的其他模式第第 2 章晶体三极管章晶体三极管2.5 小信号电路模型小信号电路模型 2.6 T的电路分析方法的电路分析方法 2.7 T的应用原理的应用原理2.4 T的伏安特性的伏安特性4 三极管三种工作模式三极管三种工作模式发射结发射结正正偏，集电结偏，集电结反反偏。偏。放大模式：放大模式：发射结发射结正正

4、偏，集电结偏，集电结正正偏。偏。饱和模式：饱和模式：发射结发射结反反偏，集电结偏，集电结反反偏。偏。截止模式：截止模式：注意：注意：三极管具有三极管具有正向受控正向受控作用，除了满足内部结构特作用，除了满足内部结构特点外，还必须满足点外，还必须满足放大模式放大模式的外部工作条件。的外部工作条件。 三极管内部结构特点三极管内部结构特点1) )发射区高掺杂：发射区高掺杂：以提供足够多的载流子。以提供足够多的载流子。2) )基区很薄：基区很薄：以便于载流子通过。以便于载流子通过。3) )集电结面积大：集电结面积大：以利于载流子的收集。以利于载流子的收集。正向受控作用正向受控作用受控开关特性受控开关特

5、性 2.1 T放大工作原理放大工作原理 2.2 T的其他模式的其他模式第第 2 章晶体三极管章晶体三极管2.5 小信号电路模型小信号电路模型 2.6 T的电路分析方法的电路分析方法 2.7 T的应用原理的应用原理2.4 T的伏安特性的伏安特性52.1放大模式下三极管工作原理放大模式下三极管工作原理2.1.1内部载流子传输过程内部载流子传输过程 PNN+- - +- - +V1V2R2R1IEnIEpIBBICnICBOIEIE= IEn+ IEpICIC= ICn+ ICBOIBIB = IEp + IBB - - ICBO = IEp+ (IEn- - ICn) - -ICBO = IE -

6、 - IC2.1 T放大工作原理放大工作原理 2.2 T的其他模式的其他模式第第 2 章晶体三极管章晶体三极管2.5 小信号电路模型小信号电路模型 2.6 T的电路分析方法的电路分析方法 2.7 T的应用原理的应用原理2.4 T的伏安特性的伏安特性6q 发射结正偏：发射结正偏：保证发射区向基区发射多子。保证发射区向基区发射多子。 发射区掺杂浓度发射区掺杂浓度 基区掺杂浓度基区掺杂浓度 ：减少基区向发射：减少基区向发射区发射的多子，提高发射效率。区发射的多子，提高发射效率。q 基区的作用：基区的作用：将发射到基区的多子，自发射结传输将发射到基区的多子，自发射结传输到集电结边界。到集电结边界。 基

7、区很薄：可减少多子传输过程中在基区的复合机基区很薄：可减少多子传输过程中在基区的复合机会，保证绝大部分载流子扩散到集电结边界。会，保证绝大部分载流子扩散到集电结边界。q 集电结反偏且集电结面积大：集电结反偏且集电结面积大：保证扩散到集电结边界保证扩散到集电结边界的载流子全部漂移到集电区，形成受控的集电极电流。的载流子全部漂移到集电区，形成受控的集电极电流。只有发射区中的多子通过发射、复合和收集而将电流只有发射区中的多子通过发射、复合和收集而将电流IEn转化转化为为ICn ，形成，形成正向受控正向受控作用；其他电流则为寄生电流。作用；其他电流则为寄生电流。 2.1 T放大工作原理放大工作原理 2

8、.2 T的其他模式的其他模式第第 2 章晶体三极管章晶体三极管2.5 小信号电路模型小信号电路模型 2.6 T的电路分析方法的电路分析方法 2.7 T的应用原理的应用原理2.4 T的伏安特性的伏安特性7 三极管特性三极管特性具有正向受控作用具有正向受控作用即三极管输出的集电极电流即三极管输出的集电极电流 IC ，主要受正向发射结，主要受正向发射结电压电压 VBE 的控制，而与反向集电结电压的控制，而与反向集电结电压 VCE 近似无关。近似无关。 注意：注意：NPN 型管型管与与 PNP 型管型管工作原理相似，但由于它们工作原理相似，但由于它们形成电流的载流子性质不同，结果导致各极电流形成电流的

9、载流子性质不同，结果导致各极电流方向相反，加在各极上的电压极性相反。方向相反，加在各极上的电压极性相反。 V1NPP+PNN+V2V2V1+ + - - + + - - - +- + - + - + IEICIBIEICIB2.1 T放大工作原理放大工作原理 2.2 T的其他模式的其他模式第第 2 章晶体三极管章晶体三极管2.5 小信号电路模型小信号电路模型 2.6 T的电路分析方法的电路分析方法 2.7 T的应用原理的应用原理2.4 T的伏安特性的伏安特性8q 观察输入信号作用在哪个电极上，输出信号从哪个电观察输入信号作用在哪个电极上，输出信号从哪个电极取出，此外的另一个电极即为组态形式。极

10、取出，此外的另一个电极即为组态形式。2.1.2电流传输方程电流传输方程 三极管的三种连接方式三极管的三种连接方式三种组态三种组态BCEBTICIEECBETICIBCEBCTIEIB( (共发射极共发射极) )( (共基极共基极) )( (共集电极共集电极) )q 放大电路的组态是针对交流信号而言的。放大电路的组态是针对交流信号而言的。2.1 T放大工作原理放大工作原理 2.2 T的其他模式的其他模式第第 2 章晶体三极管章晶体三极管2.5 小信号电路模型小信号电路模型 2.6 T的电路分析方法的电路分析方法 2.7 T的应用原理的应用原理2.4 T的伏安特性的伏安特性9 共基极直流电流传输方

11、程共基极直流电流传输方程BCEBTICIE直流电流传输系数：直流电流传输系数： CnCCBOCEEEIIIIIII直流电流传输方程：直流电流传输方程： CECBOEIIII 共发射极直流电流传输方程共发射极直流电流传输方程ECBETICIB 1CBOCEO)1(II CBCBO111III直流电流传输方程：直流电流传输方程： CBEIII CBOECIII CBCEOBIIII2.1 T放大工作原理放大工作原理 2.2 T的其他模式的其他模式第第 2 章晶体三极管章晶体三极管2.5 小信号电路模型小信号电路模型 2.6 T的电路分析方法的电路分析方法 2.7 T的应用原理的应用原理2.4 T的

12、伏安特性的伏安特性10 的物理含义：的物理含义： 11CnECnEIIII/ 表示，受发射结电压控制的电流表示，受发射结电压控制的电流 成分成分IB + ICBO ，对集，对集电极正向受控电流电极正向受控电流 ICn =IC - ICBO的控制能力。的控制能力。 若忽略若忽略 ICBO，则：，则：BCCnECnIIIII ECBETICIB 可见，可见， 为共发射极电流放大系数。为共发射极电流放大系数。CnCCBOECnBCBOIIIIIII2.1 T放大工作原理放大工作原理 2.2 T的其他模式的其他模式第第 2 章晶体三极管章晶体三极管2.5 小信号电路模型小信号电路模型 2.6 T的电路

13、分析方法的电路分析方法 2.7 T的应用原理的应用原理2.4 T的伏安特性的伏安特性11 ICEO 的物理含义：的物理含义： ICEO 指基极开路时，集电指基极开路时，集电极直通到发射极的电流。极直通到发射极的电流。 因为因为IB = 0IEPICBOICnIEn+_VCENPN+CBEICEOIB= 0 所以所以IEp+ (IEn ICn) = IE ICn = ICBO因此因此CBOCBOCBOCBOCnCEO)1(IIIIII CBOCnCnECn IIIII 即即IB = IEp + IBB - - ICBO = IEp+ (IEn- - ICn) - -ICBO = IE - - I

14、C2.1 T放大工作原理放大工作原理 2.2 T的其他模式的其他模式第第 2 章晶体三极管章晶体三极管2.5 小信号电路模型小信号电路模型 2.6 T的电路分析方法的电路分析方法 2.7 T的应用原理的应用原理2.4 T的伏安特性的伏安特性12三极管的正向受控作用，服从指数函数关系式：三极管的正向受控作用，服从指数函数关系式： 2.1.3放大模式下三极管的模型放大模式下三极管的模型 数学模型数学模型( (指数模型指数模型) ) TBETBEe)1e (SEBSECVVVVIIII IS 指发射结反向饱和电流指发射结反向饱和电流 IEBS 转化到集电极上的电流转化到集电极上的电流值，它不同于二极

15、管的反向饱和电流值，它不同于二极管的反向饱和电流 IS。EBSSII 式中式中2.1 T放大工作原理放大工作原理 2.2 T的其他模式的其他模式第第 2 章晶体三极管章晶体三极管2.5 小信号电路模型小信号电路模型 2.6 T的电路分析方法的电路分析方法 2.7 T的应用原理的应用原理2.4 T的伏安特性的伏安特性13 放大模式直流简化电路模型放大模式直流简化电路模型ECBETICIB共发射极共发射极VBE(on) 为发射结导通电压，工程上一般取：为发射结导通电压，工程上一般取：硅管硅管 VBE(on)= 0.7 V锗管锗管 VBE(on)= 0.25 V电路模型电路模型VBE+- -ECBE

16、ICIBIB VCE+- -直流简化电路模型直流简化电路模型VBE(on)ECBEICIBIB +- -+- -VCE2.1 T放大工作原理放大工作原理 2.2 T的其他模式的其他模式第第 2 章晶体三极管章晶体三极管2.5 小信号电路模型小信号电路模型 2.6 T的电路分析方法的电路分析方法 2.7 T的应用原理的应用原理2.4 T的伏安特性的伏安特性14v 三极管参数的温度特性三极管参数的温度特性q 温度每升高温度每升高 1 C， / 增大增大 0.5% 1%，即，即q 温度每升高温度每升高 1 C ，VBE(on) 减小减小 (2 2.5) mV，即，即q 温度每升高温度每升高 10 C

17、 ，ICBO 增大一倍，即增大一倍，即101CBO2CBO122)()(TTTITI C/ )01. 0005. 0( T CmV/ )5 . 22(BE(on) TVq / 受受温度影响最大。温度影响最大。2.1 T放大工作原理放大工作原理 2.2 T的其他模式的其他模式第第 2 章晶体三极管章晶体三极管2.5 小信号电路模型小信号电路模型 2.6 T的电路分析方法的电路分析方法 2.7 T的应用原理的应用原理2.4 T的伏安特性的伏安特性15PNN+V1V2R2R12.2晶体三极管的其他工作模式晶体三极管的其他工作模式2.2.1饱和模式饱和模式( (E 结正偏，结正偏，C 结正偏结正偏)

18、)- - +IF FIF+ - -IR RIRIE = IF - - RIRICIC = FIF - - IRIE 结论：结论：三极管失去正向受控作用。三极管失去正向受控作用。2.1 T放大工作原理放大工作原理 2.2 T的其他模式的其他模式第第 2 章晶体三极管章晶体三极管2.5 小信号电路模型小信号电路模型 2.6 T的电路分析方法的电路分析方法 2.7 T的应用原理的应用原理2.4 T的伏安特性的伏安特性16 饱和模式直流简化电路模型饱和模式直流简化电路模型ECBETICIB共发射极共发射极硅管硅管, ,一般取一般取VBE(sat) VBE(on)=0.7 VVBC (sat) VBC(

19、on)= 0.4 V电路模型电路模型VBE+- -ECBEICIB+- -VCE(sat)直流简化电路模型直流简化电路模型VBE(sat)ECBEICIB+- -+- -VCE(sat)饱和导通电压与放大模式下的导通电压近似相等。饱和导通电压与放大模式下的导通电压近似相等。即三极管工作于饱和模式时，相当于开关闭合。即三极管工作于饱和模式时，相当于开关闭合。 若忽略饱和压降，三极管输出端近似短路。若忽略饱和压降，三极管输出端近似短路。通常，饱和压降通常，饱和压降 VCE(sat) 硅管硅管 VCE(sat) 0.3 V锗管锗管 VCE(sat) 0.1 V2.1 T放大工作原理放大工作原理 2.

20、2 T的其他模式的其他模式第第 2 章晶体三极管章晶体三极管2.5 小信号电路模型小信号电路模型 2.6 T的电路分析方法的电路分析方法 2.7 T的应用原理的应用原理2.4 T的伏安特性的伏安特性172.2.2截止模式截止模式( (E 结反偏，结反偏，C 结反偏结反偏) ) 若忽略反向饱和电流，三极管若忽略反向饱和电流，三极管 IB 0，IC 0。即三极管工作于截止模式时，相当于开关断开。即三极管工作于截止模式时，相当于开关断开。 ECBETICIB共发射极共发射极电路模型电路模型VBE+- -ECBEICIB 截止模式直流简化电路模型截止模式直流简化电路模型直流简化电路模型直流简化电路模型

21、ECBEIC 0IB 02.1 T放大工作原理放大工作原理 2.2 T的其他模式的其他模式第第 2 章晶体三极管章晶体三极管2.5 小信号电路模型小信号电路模型 2.6 T的电路分析方法的电路分析方法 2.7 T的应用原理的应用原理2.4 T的伏安特性的伏安特性182.3埃伯尔斯埃伯尔斯莫尔模型莫尔模型埃伯尔斯埃伯尔斯莫尔模型是三极管通用模型，它适用莫尔模型是三极管通用模型，它适用于任何工作模式。于任何工作模式。IE = IF- - RIRIC = FIF - - IR其中其中ECBIEIF RIRIC FIFIRIB )1e ()1e (TBCTBECBSREBSFVVVVIIII2.1 T

22、放大工作原理放大工作原理 2.2 T的其他模式的其他模式第第 2 章晶体三极管章晶体三极管2.5 小信号电路模型小信号电路模型 2.6 T的电路分析方法的电路分析方法 2.7 T的应用原理的应用原理2.4 T的伏安特性的伏安特性192.4晶体三极管伏安特性曲线晶体三极管伏安特性曲线伏安特性曲线是三极管伏安特性曲线是三极管通用通用的曲线模型，它适用的曲线模型，它适用于于任何任何工作模式。工作模式。IB= f1E ( VBE )VCE = 常数常数IC= f2E ( VCE )IB = 常数常数共发射极共发射极输入特性输入特性：输出特性：输出特性：+- -TVCEIBVBEIC+- -2.1 T放

23、大工作原理放大工作原理 2.2 T的其他模式的其他模式第第 2 章晶体三极管章晶体三极管2.5 小信号电路模型小信号电路模型 2.6 T的电路分析方法的电路分析方法 2.7 T的应用原理的应用原理2.4 T的伏安特性的伏安特性20三极管特性测试实验线路三极管特性测试实验线路ICmA AVVCEVBERBIBECEBVRcbce2.1 T放大工作原理放大工作原理 2.2 T的其他模式的其他模式第第 2 章晶体三极管章晶体三极管2.5 小信号电路模型小信号电路模型 2.6 T的电路分析方法的电路分析方法 2.7 T的应用原理的应用原理2.4 T的伏安特性的伏安特性21 输入特性曲线输入特性曲线VB

24、E /VVCE = 0IB / AVBE(on)0.3V10 VOV(BR)BEOIEBO + ICBOq VCE 一定：一定：类似二极管伏安特性。类似二极管伏安特性。q VCE 增加：增加：正向特性曲线略右移。正向特性曲线略右移。由于由于 VCE = VCB + VBEWB WBEBC基区宽度调制效应基区宽度调制效应注：注：VCE 0.3 V 后，曲线移动可忽略不计。后，曲线移动可忽略不计。因此当因此当 VBE 一定时：一定时：VCEVCB 复合机会复合机会 IB 曲线右移。曲线右移。2.1 T放大工作原理放大工作原理 2.2 T的其他模式的其他模式第第 2 章晶体三极管章晶体三极管2.5

25、小信号电路模型小信号电路模型 2.6 T的电路分析方法的电路分析方法 2.7 T的应用原理的应用原理2.4 T的伏安特性的伏安特性22 输出特性曲线输出特性曲线q 饱和区饱和区( (VBE 0.7 V，VCE 0.3 V) )IC /mAVCE /VOIB = 40 A30 A20 A10 A0特点特点条件条件发射结正偏发射结正偏集电结反偏集电结反偏VCE曲线略上翘曲线略上翘具有正向受控作用具有正向受控作用满足满足 IC = IB + ICEO说明说明IC /mAVCE /VOVA上翘程度上翘程度取决于厄尔利电压取决于厄尔利电压 VA上翘原因上翘原因基区宽度调制效应基区宽度调制效应( (VCE

26、 IC 略略 ) )2.1 T放大工作原理放大工作原理 2.2 T的其他模式的其他模式第第 2 章晶体三极管章晶体三极管2.5 小信号电路模型小信号电路模型 2.6 T的电路分析方法的电路分析方法 2.7 T的应用原理的应用原理2.4 T的伏安特性的伏安特性24在考虑三极管基区宽度调制效应时，电流在考虑三极管基区宽度调制效应时，电流 IC 的修正方程的修正方程)1(eACESCTBEVVIIVV 基宽基宽 WB 越小越小调制效应对调制效应对 IC 影响越大影响越大则则 VA 越小越小。 与与 IC 的关系：的关系：ICO 在在 IC 一定范围内一定范围内 近似为常数。近似为常数。IC 过小过小

27、使使 IB 造成造成 。IC 过大过大发射效率发射效率 造成造成 。考虑上述因素，考虑上述因素，IB 等量增加时，等量增加时，ICVCEO输出曲线不再等间隔平行上移。输出曲线不再等间隔平行上移。2.1 T放大工作原理放大工作原理 2.2 T的其他模式的其他模式第第 2 章晶体三极管章晶体三极管2.5 小信号电路模型小信号电路模型 2.6 T的电路分析方法的电路分析方法 2.7 T的应用原理的应用原理2.4 T的伏安特性的伏安特性25q 截止区截止区( (VBE 0.5 V， VCE 0.3 V) )IC /mAVCE /VOIB = 40 A30 A20 A10 A0特点：特点：条件：条件：发

28、射结反偏，集电结反偏。发射结反偏，集电结反偏。IC 0，IB 0近似为近似为 IB 0 以下区域以下区域 严格说，截止区应是严格说，截止区应是 IE = 0 即即 IB = ICBO 以下的区域。以下的区域。因为因为 IB 在在 0 ICBO 时，仍满足时，仍满足CBOBC)1(III 2.1 T放大工作原理放大工作原理 2.2 T的其他模式的其他模式第第 2 章晶体三极管章晶体三极管2.5 小信号电路模型小信号电路模型 2.6 T的电路分析方法的电路分析方法 2.7 T的应用原理的应用原理2.4 T的伏安特性的伏安特性26q 击穿区击穿区特点：特点：VCE 增大到一定值时，集电结反向击穿，增

29、大到一定值时，集电结反向击穿，IC 急剧增大。急剧增大。V(BR)CEO集电结反向击穿电压，随集电结反向击穿电压，随 IB 的增大而减小。的增大而减小。注意：注意：IB = 0 时，击穿电压为时，击穿电压为 V(BR)CEOIE = 0 时，击穿电压为时，击穿电压为 V(BR)CBOV(BR)CBO V(BR)CEOIC /mAVCE /VOIB = 40 A30 A20 A10 A0IB = - -ICBO (IE = 0)V(BR)CBO2.1 T放大工作原理放大工作原理 2.2 T的其他模式的其他模式第第 2 章晶体三极管章晶体三极管2.5 小信号电路模型小信号电路模型 2.6 T的电路

30、分析方法的电路分析方法 2.7 T的应用原理的应用原理2.4 T的伏安特性的伏安特性27q 三极管安全工作区三极管安全工作区ICVCEOV(BR)CEOICMPCM 最大允许集电极电流最大允许集电极电流 ICM( (若若 IC ICM 造成造成 ) ) 反向击穿电压反向击穿电压 V(BR)CEO( (若若 VCE V(BR)CEO 管子击穿管子击穿) )VCE PCM 烧管烧管) )PC PCM 要求要求IC ICM ICVCEOPCMICM2.1 T放大工作原理放大工作原理 2.2 T的其他模式的其他模式第第 2 章晶体三极管章晶体三极管2.5 小信号电路模型小信号电路模型 2.6 T的电路

31、分析方法的电路分析方法 2.7 T的应用原理的应用原理2.4 T的伏安特性的伏安特性28放大电路小信号作用时，在静态工作点附近的放大电路小信号作用时，在静态工作点附近的小小范围范围内，特性曲线的非线性可忽略不计，近似用一段内，特性曲线的非线性可忽略不计，近似用一段直线来代替，从而获得一直线来代替，从而获得一线性化的电路模型线性化的电路模型，即小信，即小信号号( (或微变或微变) )电路模型。电路模型。2.5晶体三极管小信号电路模型晶体三极管小信号电路模型三极管作为四端网络，选择不同的自变量，可以三极管作为四端网络，选择不同的自变量，可以形成多种电路模型。最常用的是形成多种电路模型。最常用的是混

32、合混合 型小信号电路型小信号电路模型。模型。2.1 T放大工作原理放大工作原理 2.2 T的其他模式的其他模式第第 2 章晶体三极管章晶体三极管2.5 小信号电路模型小信号电路模型 2.6 T的电路分析方法的电路分析方法 2.7 T的应用原理的应用原理2.4 T的伏安特性的伏安特性29 混合混合型电路模型的引出型电路模型的引出基区体电阻基区体电阻发射结电阻与电容发射结电阻与电容集电结电阻与电容集电结电阻与电容反映三极管正向受反映三极管正向受控作用的电流源控作用的电流源由基区宽度调制效由基区宽度调制效应引起的输出电阻应引起的输出电阻ibicbcerbb rb ecb ecb crb cb gmv

33、b erce2.1 T放大工作原理放大工作原理 2.2 T的其他模式的其他模式第第 2 章晶体三极管章晶体三极管2.5 小信号电路模型小信号电路模型 2.6 T的电路分析方法的电路分析方法 2.7 T的应用原理的应用原理2.4 T的伏安特性的伏安特性30 混合混合 型小信号电路模型型小信号电路模型 若忽略若忽略 rb c 影响，整理后即可得出混合影响，整理后即可得出混合 型型电路模型。电路模型。rb ercecb ccb erbb bcegmvb eb ibic电路低频工作时，可忽略结电容影响，因此低频混合电路低频工作时，可忽略结电容影响，因此低频混合 型型电路模型简化为：电路模型简化为：rb

34、 ercerbb bcegmvb eb ibic2.1 T放大工作原理放大工作原理 2.2 T的其他模式的其他模式第第 2 章晶体三极管章晶体三极管2.5 小信号电路模型小信号电路模型 2.6 T的电路分析方法的电路分析方法 2.7 T的应用原理的应用原理2.4 T的伏安特性的伏安特性311(1)BETvCQCQVCCEceQSQceCECEAACEQAIIivgI ervvVVVV 小信号电路参数小信号电路参数 rbb 基区体电阻，其基区体电阻，其值较小，约几十欧，常忽略不计。值较小，约几十欧，常忽略不计。 rb e 三极管输入电阻三极管输入电阻，约千欧数量级。约千欧数量级。CQeEEBBE

35、BEBeb26)1()1(IriviiivrQQ 跨导跨导 gm 表示三极管具有正向受控作用的增量电导。表示三极管具有正向受控作用的增量电导。CQTEQeeEBEECEBCm5 .381IVIrrviiivigQ rce 三极管输出电阻，数值较大。三极管输出电阻，数值较大。RL 0.3 V放大模式放大模式若若 VE 0.3 V饱和模式饱和模式2.1 T放大工作原理放大工作原理 2.2 T的其他模式的其他模式第第 2 章晶体三极管章晶体三极管2.5 小信号电路模型小信号电路模型 2.6 T的电路分析方法的电路分析方法 2.7 T的应用原理的应用原理2.4 T的伏安特性的伏安特性53例例 2已知已

36、知 VBE(on)= 0.7 V ，VCE(sat) = 0.3 V ， = 30 ，试，试判断三极管工作状态，并计算判断三极管工作状态，并计算 VC。解：解： 假设假设 T 工作在放大模式工作在放大模式 A 53BBE(on)CCBQ RVVImA 59. 1BQCQ II V 41. 4CCQCCCEQ RIVVVCCRCRB(+6V)1k 100 k T因为因为 VCEQ 0.3 V，所以三极管工作在，所以三极管工作在放大模式放大模式 。VC = VCEQ = 4.41 V 2.1 T放大工作原理放大工作原理 2.2 T的其他模式的其他模式第第 2 章晶体三极管章晶体三极管2.5 小信号

37、电路模型小信号电路模型 2.6 T的电路分析方法的电路分析方法 2.7 T的应用原理的应用原理2.4 T的伏安特性的伏安特性54例例 3 若将上例电路若将上例电路中的中的电阻电阻 RB 改为改为 10 k ，试重新试重新 判断三极管工作状态，并计算判断三极管工作状态，并计算 VC。解：解： 假设假设 T 工作在放大模式工作在放大模式 A 530BBE(on)CCBQ RVVImA 9 .15BQCQ II V 9 . 9CCQCCCEQ RIVVVCCRCRB(+6V)1 k 10 k T因为因为 VCEQ 0.3 V，假设不成立，所以三极管工作在，假设不成立，所以三极管工作在饱和模式。饱和模

38、式。mA 7 . 5CCE(sat)CCCS RVVIV 3 . 0CE(sat)C VV2.1 T放大工作原理放大工作原理 2.2 T的其他模式的其他模式第第 2 章晶体三极管章晶体三极管2.5 小信号电路模型小信号电路模型 2.6 T的电路分析方法的电路分析方法 2.7 T的应用原理的应用原理2.4 T的伏安特性的伏安特性55例例 4 已知已知 VBE(on)= 0.7 V ，VCE(sat) = 0.3 V ， = 30 ，试，试判断三极管工作状态，并计算判断三极管工作状态，并计算 VC。解：解：所以三极管工作在所以三极管工作在截止模式，截止模式，VCCRCRB1(+6V)1 k 100

39、 k TRB22 k V 12. 0B2B1CCB2BB RRVRV k 96. 1/2B1BBRRR VBE(on)。V 6CCC VV，00CQBQ II+ - -VBBRBRC+ - -VCC2.1 T放大工作原理放大工作原理 2.2 T的其他模式的其他模式第第 2 章晶体三极管章晶体三极管2.5 小信号电路模型小信号电路模型 2.6 T的电路分析方法的电路分析方法 2.7 T的应用原理的应用原理2.4 T的伏安特性的伏安特性56()531.70.71010100 10BBBE onBBVVIR5310010101CBIIm 3312105.8 106.2CECCCCVVI R 例例 5

40、(1) 已知已知 VBE(on)= 0.7 V ，VCE(sat) = 0.3 V ， = 100 ，试求晶体三极管的各级电压和电流值试求晶体三极管的各级电压和电流值。+ - -IBVBB=1.7VIC- - +VCC = 12V RB100kRC5.8k+- -VBE+ - -VCE2.1 T放大工作原理放大工作原理 2.2 T的其他模式的其他模式第第 2 章晶体三极管章晶体三极管2.5 小信号电路模型小信号电路模型 2.6 T的电路分析方法的电路分析方法 2.7 T的应用原理的应用原理2.4 T的伏安特性的伏安特性57()3120.30.5920 10CCCE satCCVVImR例例 6

41、(4) 已知已知 VBE(on)= 0.7 V ，VCE(sat) = 0.3 V ， = 100 ，试求试求IB和和IC。+ - -IBVBB=1.7VIC- - +VCC = 12V RB100kRC20k+- -VBE+ - -VCE()31.70.710100 10BBBE onBBVVIR5310010101CBIIm 33121020 108CECCCCVVI R0.3IB不变不变解：解：IBICVBEIBICVCEVBEIBIC2.1 T放大工作原理放大工作原理 2.2 T的其他模式的其他模式第第 2 章晶体三极管章晶体三极管2.5 小信号电路模型小信号电路模型 2.6 T的电路

42、分析方法的电路分析方法 2.7 T的应用原理的应用原理2.4 T的伏安特性的伏安特性58()3120.32.025.8 10CCCE satCCVVImR例例 7(5) 已知已知 VBE(on)= 0.7 V ，VCE(sat) = 0.3 V ， = 100 ，试求试求IB和和IC 。+ - -IBVBB=1.7VIC- - +VCC = 12V RB10kRC5.8k+- -VBE+ - -VCE()31.70.710010 10BBBE onBBVVIR42100101010CBIIm 23121020 1046CECCCCVVI R0.3IB不变不变解：解：IBICVBEIBICVCE

43、VBEIBIC2.1 T放大工作原理放大工作原理 2.2 T的其他模式的其他模式第第 2 章晶体三极管章晶体三极管2.5 小信号电路模型小信号电路模型 2.6 T的电路分析方法的电路分析方法 2.7 T的应用原理的应用原理2.4 T的伏安特性的伏安特性592122012210020BBBCCBBRkVVRRkk1212121002016.6710020BBBBBBBR RkkRRRkRRkk例例 8(2) 已知已知 VBE(on)= 0.7 V ，VCE(sat) = 0.3 V ， = 100 ，试求晶体三极管的各级电压和电流值试求晶体三极管的各级电压和电流值。VCCRCRB1(+12V)1

44、 k 100 k TRB22 k + - -VBBRBRC+ - -VCC解：解：2.1 T放大工作原理放大工作原理 2.2 T的其他模式的其他模式第第 2 章晶体三极管章晶体三极管2.5 小信号电路模型小信号电路模型 2.6 T的电路分析方法的电路分析方法 2.7 T的应用原理的应用原理2.4 T的伏安特性的伏安特性60()20.77816.67BBBE onBBVVIRk100787.8CBIIm 33127.8 10104.2CECCCCVVI R + - -VBBRBRC+ - -VCC2.1 T放大工作原理放大工作原理 2.2 T的其他模式的其他模式第第 2 章晶体三极管章晶体三极管

45、2.5 小信号电路模型小信号电路模型 2.6 T的电路分析方法的电路分析方法 2.7 T的应用原理的应用原理2.4 T的伏安特性的伏安特性61I1I2IBRB1+VCCRCTRB2RE直流通路直流通路+VCC方框中部分用方框中部分用戴维戴维南南定理等效为：定理等效为：RBVBB12/BBBRRR212BBBCCBBRVVRR()(1)BBBE onBBEVVIRR算法一算法一：分压偏置电路的静态工作点分压偏置电路的静态工作点CBIICECCCCEVVIRR2.1 T放大工作原理放大工作原理 2.2 T的其他模式的其他模式第第 2 章晶体三极管章晶体三极管2.5 小信号电路模型小信号电路模型 2

46、.6 T的电路分析方法的电路分析方法 2.7 T的应用原理的应用原理2.4 T的伏安特性的伏安特性62BII 21212CCBBVIIRR22212BBBCCBBRVI RVRR()EBBE onEEVVVI R()BBE onBCEEEVVVIIRRI1I2IBRB1+VCCRCTRB2RE直流通路直流通路()CECCCCEECCCCEVVI RI RVIRR算法二：算法二：2.1 T放大工作原理放大工作原理 2.2 T的其他模式的其他模式第第 2 章晶体三极管章晶体三极管2.5 小信号电路模型小信号电路模型 2.6 T的电路分析方法的电路分析方法 2.7 T的应用原理的应用原理2.4 T的

47、伏安特性的伏安特性6311BEEEEBBI RVRRII111BCEEBEEECCCIIRVIRRRIII()3320.711116.67 101 10010BBBE onBBEVVIRR100 111.1CBIIm333121.1 10103 107.6 CECCCCEVVIRR例例 9(3) 已知已知 VBE(on)= 0.7 V ，VCE(sat) = 0.3 V ， = 100 ，试求晶体三极管的各级电压和电流值试求晶体三极管的各级电压和电流值。VCC = 12VRC3k RB1100k IBQI1 RB220k RE1k 解：解：2.1 T放大工作原理放大工作原理 2.2 T的其他模

48、式的其他模式第第 2 章晶体三极管章晶体三极管2.5 小信号电路模型小信号电路模型 2.6 T的电路分析方法的电路分析方法 2.7 T的应用原理的应用原理2.4 T的伏安特性的伏安特性642.6.2交流分析法交流分析法q 小信号等效电路法小信号等效电路法( (微变等效电路法微变等效电路法) )分析电路加交流输入信号后，叠加在分析电路加交流输入信号后，叠加在 Q 点上的电压点上的电压与电流变化量之间的关系。与电流变化量之间的关系。在交流通路基础上，将三极管用在交流通路基础上，将三极管用小信号电路模型小信号电路模型代代替得到的线性等效电路即小信号等效电路。利用该等效替得到的线性等效电路即小信号等效

49、电路。利用该等效电路分析电路分析 Av 、Ri 、Ro 的方法即小信号等效电路法。的方法即小信号等效电路法。交流通路：交流通路：即交流信号流通的路径。即交流信号流通的路径。它是将直流电源短路、耦它是将直流电源短路、耦合、旁路电容短路时对应的电路。合、旁路电容短路时对应的电路。 2.1 T放大工作原理放大工作原理 2.2 T的其他模式的其他模式第第 2 章晶体三极管章晶体三极管2.5 小信号电路模型小信号电路模型 2.6 T的电路分析方法的电路分析方法 2.7 T的应用原理的应用原理2.4 T的伏安特性的伏安特性65对交流信号对交流信号(输入信号输入信号vi)短路短路短路短路置零置零RB+VCC

50、RCC1C2TRBRCRLvivo交流通路交流通路2.1 T放大工作原理放大工作原理 2.2 T的其他模式的其他模式第第 2 章晶体三极管章晶体三极管2.5 小信号电路模型小信号电路模型 2.6 T的电路分析方法的电路分析方法 2.7 T的应用原理的应用原理2.4 T的伏安特性的伏安特性66小信号等效电路法分析步骤：小信号等效电路法分析步骤： 画交流通路画交流通路( (直流电源短路，耦合、旁路电容短路直流电源短路，耦合、旁路电容短路) )。 用小信号电路模型代替三极管，得小信号等效电路。用小信号电路模型代替三极管，得小信号等效电路。 利用小信号等效电路分析交流指标。利用小信号等效电路分析交流指

51、标。 计算微变参数计算微变参数 gm、rb e。 注意：注意：小信号等效电路只能用来分析交流量的变化规律小信号等效电路只能用来分析交流量的变化规律及动态性能指标，不能分析静态工作点。及动态性能指标，不能分析静态工作点。2.1 T放大工作原理放大工作原理 2.2 T的其他模式的其他模式第第 2 章晶体三极管章晶体三极管2.5 小信号电路模型小信号电路模型 2.6 T的电路分析方法的电路分析方法 2.7 T的应用原理的应用原理2.4 T的伏安特性的伏安特性67例例 10 已知已知 ICQ= 1 mA， = 100 , vi = 20sin t (mV)， C = k ，画电路的交流通路及交流等效电

52、路画电路的交流通路及交流等效电路, 计算计算 vo 。virb e ibibicRB+ - -RCRLvo+ - -viibicRBRC+ - -RL+ - -voTb eCQ(1)2.63 kVrI vi+ - -iBVBBiCVCCRBRC+ - -+ - -RLC1C25 k )/(LCcoRRiv LebiRrv LbRi V)( sin52. 1t 解：解：2.1 T放大工作原理放大工作原理 2.2 T的其他模式的其他模式第第 2 章晶体三极管章晶体三极管2.5 小信号电路模型小信号电路模型 2.6 T的电路分析方法的电路分析方法 2.7 T的应用原理的应用原理2.4 T的伏安特性的

53、伏安特性68CQ38.438.4mgImS20sin2.6sin52.63bBbet mVvitRrk2.62.63sin6.9sinbebbevirktt mV38.46.9 sin265sincm beig vmSVtt m 2655.8sin1.54sincecCcecCviRri Rktt V 例例 11(6) 已知已知 ICQ= 1 mA， = 100 , vi = 20sin t (mV)， 试试求晶体管的各级交流电流和电压值求晶体管的各级交流电流和电压值 。RC5.8k+ - -VBB- - +VCC = 12VRB5k- - +v解：解：Tb eCQ(1)2.63 kVrI A

54、CQ100ceVrkI2.1 T放大工作原理放大工作原理 2.2 T的其他模式的其他模式第第 2 章晶体三极管章晶体三极管2.5 小信号电路模型小信号电路模型 2.6 T的电路分析方法的电路分析方法 2.7 T的应用原理的应用原理2.4 T的伏安特性的伏安特性69q 图解法图解法 确定静态工作点确定静态工作点( (方法同前方法同前) )。 画交流负载线。画交流负载线。 画波形，分析性能。画波形，分析性能。过过 Q 点、作斜率为点、作斜率为 1/R L 的直线即交流负载线。的直线即交流负载线。其中其中 R L= RC / RL 。分析步骤：分析步骤：图解法直观、实用，容易看出图解法直观、实用，容

55、易看出 Q 点设置是否合适，点设置是否合适，波形是否产生失真，但不适合分析含有电抗元件的复杂波形是否产生失真，但不适合分析含有电抗元件的复杂电路。同时在输入信号过小时作图精确度降低。电路。同时在输入信号过小时作图精确度降低。2.1 T放大工作原理放大工作原理 2.2 T的其他模式的其他模式第第 2 章晶体三极管章晶体三极管2.5 小信号电路模型小信号电路模型 2.6 T的电路分析方法的电路分析方法 2.7 T的应用原理的应用原理2.4 T的伏安特性的伏安特性70ic1ccecLceLivi RvR 其中：其中：CLLRRR/vceRBRCRLvivo交流通路交流通路总信号的负载线总信号的负载线

56、:C EC EQC CC QCcecLvVvVIRi RCciiceCEvv 所以：所以：1CCELivR 即：交流信号的变化沿着斜率为：即：交流信号的变化沿着斜率为：LR1的直线。的直线。这条直线通过这条直线通过Q点，称为点，称为交流负载线交流负载线。2.1 T放大工作原理放大工作原理 2.2 T的其他模式的其他模式第第 2 章晶体三极管章晶体三极管2.5 小信号电路模型小信号电路模型 2.6 T的电路分析方法的电路分析方法 2.7 T的应用原理的应用原理2.4 T的伏安特性的伏安特性71交流负载线的作法交流负载线的作法ICVCEVCCCCCVRQIB过过Q点作一条直线，斜率为：点作一条直线

57、，斜率为：LR1交流负载线交流负载线2.1 T放大工作原理放大工作原理 2.2 T的其他模式的其他模式第第 2 章晶体三极管章晶体三极管2.5 小信号电路模型小信号电路模型 2.6 T的电路分析方法的电路分析方法 2.7 T的应用原理的应用原理2.4 T的伏安特性的伏安特性722.1 T放大工作原理放大工作原理 2.2 T的其他模式的其他模式第第 2 章晶体三极管章晶体三极管2.5 小信号电路模型小信号电路模型 2.6 T的电路分析方法的电路分析方法 2.7 T的应用原理的应用原理2.4 T的伏安特性的伏安特性73例例 6 输入正弦信号时，画各极电压与电流的波形。输入正弦信号时，画各极电压与电

58、流的波形。 tvBEOQvBEiBOiCvCEOQIBQICQ tvCEO交流负载线交流负载线- -1/R LVCEQibvi+ - -iBVBBiCVCCRBRC+- -vBE+ - -vCE+ - -+ - -RLC1C2 tiBOiC tO2.1 T放大工作原理放大工作原理 2.2 T的其他模式的其他模式第第 2 章晶体三极管章晶体三极管2.5 小信号电路模型小信号电路模型 2.6 T的电路分析方法的电路分析方法 2.7 T的应用原理的应用原理2.4 T的伏安特性的伏安特性74各点波形各点波形RB+VCCRCC1C2vitiBtiCtvCtvotviiCvCvoiB2.1 T放大工作原理

59、放大工作原理 2.2 T的其他模式的其他模式第第 2 章晶体三极管章晶体三极管2.5 小信号电路模型小信号电路模型 2.6 T的电路分析方法的电路分析方法 2.7 T的应用原理的应用原理2.4 T的伏安特性的伏安特性75失真分析失真分析在放大电路中，输出信号应该成比例地放大输入信在放大电路中，输出信号应该成比例地放大输入信号（即线性放大）；如果两者不成比例，则输出信号号（即线性放大）；如果两者不成比例，则输出信号不能反映输入信号的情况，放大电路产生不能反映输入信号的情况，放大电路产生为了得到尽量大的输出信号，要把为了得到尽量大的输出信号，要把Q设置在交流设置在交流负载线的中间部分。如果负载线的

60、中间部分。如果Q设置不合适设置不合适，信号进入，信号进入截截止区或饱和区止区或饱和区，则造成非线性失真。，则造成非线性失真。下面将分析失真的原因。为简化分析，假设负载为下面将分析失真的原因。为简化分析，假设负载为空载空载(RL= )。非线性失真非线性失真2.1 T放大工作原理放大工作原理 2.2 T的其他模式的其他模式第第 2 章晶体三极管章晶体三极管2.5 小信号电路模型小信号电路模型 2.6 T的电路分析方法的电路分析方法 2.7 T的应用原理的应用原理2.4 T的伏安特性的伏安特性76iB( A)vBE(V)40600.20.40.60.8200iBt0tvBE0VBE输入情况输入情况2