电子技术基础模拟部分第五版第四章

1、14.1 半导体三极管（半导体三极管（BJT） 4.2 共射极放大电路共射极放大电路 4.3 放大电路的分析方法放大电路的分析方法4.4 放大电路静态工作点的稳定问题放大电路静态工作点的稳定问题4.5 共集电极和共基极放大电路共集电极和共基极放大电路4.6 组合放大电路组合放大电路4.7 放大电路的频率响应放大电路的频率响应4 半导体三极管及基本电路半导体三极管及基本电路24.1.1 BJT的结构简介的结构简介4.1 半导体三极管（半导体三极管（BJT）4.1.2 放大状态下放大状态下BJT的工作原理的工作原理4.1.3 BJT的特性曲线的特性曲线4.1.4 BJT的主要参数的主要参数4.1.

2、5 温度对温度对BJT参数及特性的影响参数及特性的影响3三极管三极管（Bipolar Junction Transistor)图片图片 3.1.1 BJT的结构简介的结构简介4 4.1.1 BJT的结构简介的结构简介BECNNP基极基极发射极发射极集电极集电极NPN型型PNP集电极集电极基极基极发射极发射极BCEPNP型型5BECNPN型三极管型三极管BECPNP型三极管型三极管三极管符号三极管符号NPNCBEPNPCBE 4.1.1 BJT的结构简介的结构简介6发射结发射结集电结集电结BECNNP基极基极发射极发射极集电极集电极+ + + + + + + + + +_ _ _ _ _ _ _

3、 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _+ + + + + + + + + + 4.1.1 BJT的结构简介的结构简介7BECNNP基极基极发射极发射极集电极集电极基区基区(base) ：较：较薄，掺杂浓度低薄，掺杂浓度低集电区集电区(collector) ：面积较大面积较大发射区发射区(emitter) ：掺：掺杂浓度较高杂浓度较高 4.1.1 BJT的结构简介的结构简介8集电集电结外结外加反加反压压发射发射结外结外加正加正压压BECNNPVBBRBVCCIE由于基区掺杂浓由于基区掺杂浓度很低，基区空度很低，基区空穴向发射区的扩穴向发射区的扩散电流可忽略。散电流可忽略。IBE进入进入

4、P区的电子少区的电子少部分与基区的空部分与基区的空穴复合，形成电穴复合，形成电流流IBE ，多数扩散，多数扩散到集电结。到集电结。发射结正发射结正偏，发射偏，发射区电子不区电子不断向基区断向基区扩散，形扩散，形成发射极成发射极电流电流IE。 4.1.2 放大状态下放大状态下BJT的工作原理的工作原理BJTBJT起放大作用的条件：内部条件和外部条件起放大作用的条件：内部条件和外部条件1. BJT内部载流子的传输过程内部载流子的传输过程9BECNNPVBBRBVCCIE集电结反偏，有集电结反偏，有少子形成反向电少子形成反向电流流ICBO。ICBOIC=ICE+ICBO ICEIBEICE从基区扩散

5、从基区扩散来的电子作来的电子作为集电结的为集电结的少子，漂移少子，漂移进入集电结进入集电结而被收集，而被收集，形成形成ICE。 4.1.2 放大状态下放大状态下BJT的工作原理的工作原理10IB=IBE-ICBO IBEIBBECNNPVBBRBVCCIEICBOICEIC=ICE+ICBO ICEIBE反向饱和电流反向饱和电流ICBO，这个电流对放大这个电流对放大没有贡献没有贡献 4.1.2 放大状态下放大状态下BJT的工作原理的工作原理11 4.1.2 放大状态下放大状态下BJT的工作原理的工作原理BJT的三种连接方式的三种连接方式共集电极接法共集电极接法：集电极作为公共电极，用：集电极作

6、为公共电极，用CC表示表示共基极接法共基极接法：基极作为公共电极，用：基极作为公共电极，用CB表示表示共发射极接法共发射极接法：发射极作为公共电极，用：发射极作为公共电极，用CE表示表示12 4.1.2 放大状态下放大状态下BJT的工作原理的工作原理iC与与iB之比称为电流放大倍数之比称为电流放大倍数： 1)1(EEBCiiii对于正向偏置的发射结：对于正向偏置的发射结：)1e (BEESE TVvIi集电结收集的电子流是发射结的总电子流的一部分：集电结收集的电子流是发射结的总电子流的一部分：EBEC)1(,iiii 共基极电流放大倍数共基极电流放大倍数 一般在一般在0.98以上，共射极以上，

7、共射极电流放大倍数电流放大倍数 一般为一般为101002. BJT的电流分配关系的电流分配关系13 4.1.2 放大状态下放大状态下BJT的工作原理的工作原理3. BJT在电压放大电路中的应用举例在电压放大电路中的应用举例RLecb1k VEEVCCVEBIBIEIC+- vI+ vEB vO+-+ iC+ iE+ iB若若 vI = 20mV，电压放大倍数电压放大倍数4920mVV98. 0IO vvAV使使 iE = -1 mA，则则 iC = iE = -0.98 mA，当当 = 0.98 时，时，141. 共射极连接时的共射极连接时的VI 特性曲线特性曲线 4.1.3 BJT的特性曲线

8、的特性曲线mA AVVvCE vBERBi iBVCCVBB共射极接法的实验线路共射极接法的实验线路15v vCE 1ViB( A)v vBE(V)204060800.40.8工作压降：工作压降： 硅管硅管v vBE 0.60.7V,锗管锗管v vBE 0.20.3V。一般。一般用这一条曲线。用这一条曲线。v vCE=0Vv vCE =0.5V 死区电压，死区电压，硅管硅管0.6V，锗管锗管0.2V。（1）输入特性输入特性(input characteristic) 4.1.3 BJT的特性曲线的特性曲线16IC(mA )1234VCE(V)3691240 A60 AQQ = IC / IB

9、=2 mA/ 40 A=50 = IC / IB =(3-2)mA/(60-40) A=50 = IC / IB =3 mA/ 60 A=50（2）输出特性输出特性(output characteristic) 4.1.3 BJT的特性曲线的特性曲线17（2）输出特性输出特性(output characteristic) 4.1.3 BJT的特性曲线的特性曲线对共射极电路有：对共射极电路有：BECBCEvvv vBE不变，不变，vCE vCB反压反压 集电结的空间电荷区宽度集电结的空间电荷区宽度 基区的有效宽度基区的有效宽度 基区内的载流子复合的机会基区内的载流子复合的机会 增大增大在基极电流

10、不变的情况下，集电极电流将随在基极电流不变的情况下，集电极电流将随vCE的增大而增的增大而增大，输出特性比较平坦的部分随着大，输出特性比较平坦的部分随着vCE的增加略向上倾斜，的增加略向上倾斜，称为称为Early效应效应基区宽度调制效应基区宽度调制效应18 4.1.3 BJT的特性曲线的特性曲线（2）输出特性输出特性(output characteristic)QQ1Q2vCE/ViC/mA放大区放大区0iB=40uA80uA120uA160uA200uA饱和区饱和区截止区截止区当工作点进入饱和区或截止区时，将产生非线性失真当工作点进入饱和区或截止区时，将产生非线性失真。饱和区特点：饱和区特点

11、： iC不再随不再随iB的增加而线性增加，即的增加而线性增加，即BCii 此时此时CBii 截止区特点：截止区特点：iB=0， iC= ICEOvCE= VCES ，典型值为，典型值为0.3V19输出特性三个区域的特点：输出特性三个区域的特点：a.放大区放大区(amplifier region) BE结正偏结正偏，BC结反偏结反偏， IC= IB , 且且 IC = IB。b.饱和区饱和区(saturation region) BE结正偏结正偏，BC结正偏结正偏 ，即即VCE VBE ， IBIC，VCE 0.3V。 c. 截止区截止区(cut-off region) VBE 死区电压死区电压

12、， IB=0 ， IC=ICEO 0 。 4.1.3 BJT的特性曲线的特性曲线（2）输出特性输出特性(output characteristic)20 4.1.3 BJT的特性曲线的特性曲线 iE=f(vBE) vCB=constiC=f(vCB) iE=const2. 共基极电路的特性曲线共基极电路的特性曲线21 前面的电路中，三极管的发射极是输入输出的公共前面的电路中，三极管的发射极是输入输出的公共点，称为共射接法，相应地还有共基、共集接法。则共点，称为共射接法，相应地还有共基、共集接法。则共射直流电流放大倍数为：射直流电流放大倍数为：BCII _ 工作于动态的三极管，真正的信号是叠加在

13、直流工作于动态的三极管，真正的信号是叠加在直流上的交流信号。基极电流的变化量为上的交流信号。基极电流的变化量为 iB，相应的集相应的集电极电流变化为电极电流变化为 iC，则交流电流放大倍数为：则交流电流放大倍数为：BiiC 1. 电流放大倍数电流放大倍数 4.1.4 BJT的主要参数的主要参数22例：例：VCE=6V时时：IB = 40 A, IC =1.5 mA； IB = 60 A, IC =2.3 mA。5 .3704. 05 . 1_ BCII4004. 006. 05 . 13 . 2 BCII在以后的计算中，一般作近似处理：在以后的计算中，一般作近似处理： = 一般放大电路采用一般

14、放大电路采用 =3080。1. 电流放大倍数电流放大倍数 4.1.4 BJT的主要参数的主要参数23（1）集集- -基极反向截止电流基极反向截止电流ICBO AICBOICBO是集电结是集电结反偏由少子反偏由少子的漂移形成的漂移形成的反向电流，的反向电流，受温度变化受温度变化的影响。的影响。2. 极间反向电流极间反向电流 4.1.4 BJT的主要参数的主要参数24ECNNPIB=0B由由BJTBJT的电流分的电流分配规律，此处配规律，此处电流为电流为 ICBO集电结反偏，空集电结反偏，空穴漂移到基区。穴漂移到基区。发射结正偏，电发射结正偏，电子扩散到基区。子扩散到基区。复合形复合形成成ICBO

15、（1）ICBO（2）集集- -射极反向截止电流射极反向截止电流ICEO2. 极间反向电流极间反向电流 4.1.4 BJT的主要参数的主要参数25（1）集电极最大允许电流）集电极最大允许电流ICM BJT BJT的参数变化不超过允许值时集电极允许的最的参数变化不超过允许值时集电极允许的最大电流大电流即为即为ICM。当电流超过时，管子的性能将显著。当电流超过时，管子的性能将显著下降，甚至有烧坏管子的可能。下降，甚至有烧坏管子的可能。3. 极限参数极限参数 4.1.4 BJT的主要参数的主要参数26 集电结上允许集电结上允许损耗功率的最损耗功率的最大值。大值。 PC PCMICVCEICVCE=PC

16、MICMV(BR)CEO安全工作区安全工作区（2）集电极最大）集电极最大允许功耗允许功耗PCM3. 极限参数极限参数 4.1.4 BJT的主要参数的主要参数27（3）反向击穿电压）反向击穿电压3. 极限参数极限参数 4.1.4 BJT的主要参数的主要参数V(BR)EBO，集电极开路时，发射极基极间的反向击穿电压。，集电极开路时，发射极基极间的反向击穿电压。V(BR)CBO，发射极开路时，集电极基极间的反向击穿电压。，发射极开路时，集电极基极间的反向击穿电压。V(BR)CEO，基极开路时，集电极发射极间的反向击穿电压。，基极开路时，集电极发射极间的反向击穿电压。28当当VCEICEO集电结出现集

17、电结出现雪崩击穿雪崩击穿V(BR)CEO V(BR)CES V(BR)CER V(BR)CEO射基间射基间有电阻时有电阻时射基间射基间短路时短路时基极开基极开路时路时（3）反向击穿电压）反向击穿电压3. 极限参数极限参数 4.1.4 BJT的主要参数的主要参数 V(BR)CEO与与ICEO的大小有关：的大小有关：29 4.1.5 温度对温度对BJT参数及特性的影响参数及特性的影响（1）温度对）温度对ICBO的影响的影响)()C25CBO(CBO00eTTkTII （2）温度对）温度对 的影响的影响温度每升高温度每升高1oC， 增加增加0.5% 1%1. 温度对温度对BJT参数的影响参数的影响温

18、度每升高温度每升高10oC，ICBO约增加一倍约增加一倍（3）温度对反向击穿电压）温度对反向击穿电压V(BR)CBO、V(BR)CEO的影响的影响集电结的反向击穿为雪崩击穿，具有正的温度系集电结的反向击穿为雪崩击穿，具有正的温度系数，温度升高，反向击穿电压提高数，温度升高，反向击穿电压提高30 4.1.5 温度对温度对BJT参数及特性的影响参数及特性的影响2. 温度对温度对BJT特性曲线的影响特性曲线的影响V102 . 2)(30)C25BE(BE0 TTVVT温度温度T输出特性曲线上移，输出特性曲线上移，曲线族间距增大曲线族间距增大温度温度T 输入特输入特性曲线左移性曲线左移QvCE/ViC

19、/mAiB =0IBQ1温度每升高温度每升高1oC，vBE减小减小2mV2.5mV314.1 4.1 小结小结 三极管（晶体管，三极管（晶体管，BJTBJT）是电流控制器件）是电流控制器件 三极管要实现放大作用，必须工作在放三极管要实现放大作用，必须工作在放大区。大区。ECBOECBCEOBCIIIIIIII324.1 4.1 试题常见类型试题常见类型 三极管基础知识正确性的判断；三极管基础知识正确性的判断； 三极管工作状态的判断；三极管工作状态的判断； 由管子的特性求解主要参数（例如给出一个输由管子的特性求解主要参数（例如给出一个输出特性曲线，求出特性曲线，求 值）值）。33例例 题题1.1

20、.三极管在放大区时的集电极电流是由多子漂移三极管在放大区时的集电极电流是由多子漂移形成的？（形成的？（ ）2.2.当三极管工作在放大区时，发射结电压为当三极管工作在放大区时，发射结电压为( )( )偏置，集电结电压为偏置，集电结电压为( )( )偏置。偏置。343.3.测得放大电路中三只晶体管的直流电位如图示，分测得放大电路中三只晶体管的直流电位如图示，分析他们的类型、管脚和所用的材料（硅或锗）。析他们的类型、管脚和所用的材料（硅或锗）。判断依据：判断依据：1.1.在放大区，在放大区，NPNNPN管：管：V VC C V VB BVVE E PNPPNP管：管： V VC C V VB BVV

21、VE E，且，且V VBEBEVVthth截止状态：截止状态：V VBEBEVVVthth，且，且V VCE CE V VBEBEPNPPNP管：管：放大状态：放大状态：V VC C V VB BVVE E，且，且V VBEBEVVVthth饱和状态：饱和状态： V VBEBEVVVB BVVE E放大放大V VBEBE1V1V截止截止饱和饱和V VBEBE0.7V0.7VV VCECE=0.3VV=0.3VVBEBE364.2 共射极放大电路共射极放大电路 电路组成电路组成 共射极放大电路的工作原理共射极放大电路的工作原理371. 电路组成电路组成 4.2 共射极放大电路共射极放大电路放大元

22、件放大元件iC= iB，工作在放大区，要工作在放大区，要保证集电结反偏，保证集电结反偏，发射结正偏。发射结正偏。+iB+b2b-ivC+R-b1vTo+CcRVCCBBViCiEcommonemitter configuration381. 电路组成电路组成 4.2 共射极放大电路共射极放大电路+iB+b2b-ivC+R-b1vTo+CcRVCCBBViCiE基极电源与基极电源与基极电阻基极电阻使发射结正偏，使发射结正偏，并提供适当的静并提供适当的静IB和和VBE。集电极电阻集电极电阻RC，将变化的电流转将变化的电流转变为变化的电压。变为变化的电压。集电极电源，为集电极电源，为电路提供能量。电

23、路提供能量。并保证集电结反并保证集电结反偏。偏。39简化电路及习惯画法简化电路及习惯画法 4.2 共射极放大电路共射极放大电路+iB+b2b-ivC+R-b1vTo+CcRVCCBBViCiE+CTb1CCRbV+vov+ib2CcR40 4.2 共射极放大电路共射极放大电路2. 基本共射极放大电路的工作原理基本共射极放大电路的工作原理cCCCCEBCbBECCBRIVVIIRVRVVIBCC 根据直流通路可知：根据直流通路可知：采用该方法，必须已知三极管的采用该方法，必须已知三极管的 值值。一般硅管一般硅管VBE=0.7V，锗管，锗管VBE=0.2V。a.静态静态(直流工作状态直流工作状态)

24、画直流通路原则：画直流通路原则：所有电容开路所有电容开路所有电量大写所有电量大写 短路，短路， 开路开路iviiIB、IC和和VCE 是是静态工作状态静态工作状态的三个量的三个量，用用Q表示，称为表示，称为静静态工作点态工作点Q（ IBQ，ICQ，VCEQ ）。）。41 放大电路如图所示。已知放大电路如图所示。已知BJT的的 =80， Rb=300k， Rc=2k， VCC= +12V，求：求： （1）放大电路的）放大电路的Q点。此时点。此时BJT工作在哪个区域？工作在哪个区域？（2）当）当Rb=100k时，放大电路的时，放大电路的Q点。此点。此时时BJT工作在哪个区域？（忽略工作在哪个区域？

25、（忽略BJT的饱的饱和压降）和压降）解：解：（1）uA40300k2V1bBECCB RVVI（2）当）当Rb=100k时，时，3.2mAuA4080BC II 5.6V3.2mA2k-V12CcCCCE IRVV静态工作点为静态工作点为Q（40uA，3.2mA，5.6V），），BJT工作在放大区。工作在放大区。其最小值也只能为其最小值也只能为0，即，即IC的最大电流为：的最大电流为：uA120100k2V1bCCB RVImA6 . 9uA12080BC II V2 . 79.6mA2k-V12CcCCCE IRVVmA62k2V1cCESCCCM RVVICMB II 由由于于所以所以BJ

26、T工作在饱和区。工作在饱和区。VCE不可能为负值，不可能为负值，此时，此时，Q（120uA，6mA，0V），），+CTb1CCRbVL+voR-v+-ib2CcR+42 4.2 共射极放大电路共射极放大电路2. 基本共射极放大电路的工作原理基本共射极放大电路的工作原理b.动态动态+CTb1CCRbVL+voR-v+-ib2CcR+TRbL+voR-v+-icR 输入信号不为零时，放大电路的工作状态，即输入信号不为零时，放大电路的工作状态，即交流交流工作状态。工作状态。所有电容短路所有电容短路所有电量小写所有电量小写画交流通路原则：画交流通路原则： 短路短路CCV43vi=0vi=Vsin t先

27、静态：确定静态工作点先静态：确定静态工作点Q（IBQ 、ICQ、VCEQ）后动态：确定性能指标（后动态：确定性能指标（AV 、Ri 、Ro 等）等） 4.2 共射极放大电路共射极放大电路2. 基本共射极放大电路的工作原理基本共射极放大电路的工作原理44 4.2 共射极放大电路共射极放大电路2. 基本共射极放大电路的工作原理基本共射极放大电路的工作原理工作点合适工作点合适工作点偏低工作点偏低合适的静合适的静态工作点态工作点保证保证Je正偏，正偏， Jc反偏反偏保证有较大的线性工作范围保证有较大的线性工作范围45 T VBB Cb Rc Rb (a) T VCC Cb1 Rc Cb2 (b)1.

28、下列下列af电路哪些具有放大作用？电路哪些具有放大作用？(c) T -VCC Cb1 Rc Cb2 Rb T +VCC Cb1 Rc Cb2 Rb (d)(f) T VCC Cb1 Rc Cb2 VBB Rb T -VCC Cb1 Rc Cb2 (e)464.3 放大电路的分析方法放大电路的分析方法 静态工作点的图解分析静态工作点的图解分析 动态工作情况的图解分析动态工作情况的图解分析 BJT的的H参数及小信号模型参数及小信号模型 用小信号模型分析共射极放大电路用小信号模型分析共射极放大电路 小信号模型分析法的适用范围小信号模型分析法的适用范围 4.3.1 图解分析法图解分析法 4.3.2 小

29、信号模型分析法小信号模型分析法 静态工作点对波形失真的影响静态工作点对波形失真的影响474.3 放大电路的分析方法放大电路的分析方法放放大大电电路路分分析析静态分析静态分析动态分析动态分析估算法估算法图解法图解法微变等效电路法微变等效电路法图解法图解法计算机仿真计算机仿真放大电路性能指标的定义放大电路性能指标的定义放大电路中各个元件的作用放大电路中各个元件的作用放大电路的直流通路与交流通路放大电路的直流通路与交流通路本本节节重重点点48 采用该方法分析静态工作点，必须已知三极管的输入采用该方法分析静态工作点，必须已知三极管的输入输出特性曲线。输出特性曲线。 共射极放大电路共射极放大电路+CTb

30、1CCRbV+vov+ib2CcR直流通路直流通路TCCRbVcRVBEVCEIBIC+1. 静态工作点的图解分析静态工作点的图解分析 4.3.1 图解分析法图解分析法49 vi=0，求，求Q（ IBQ、ICQ和和VCEQ ）线性线性线性线性非线性非线性 4.3.1 图解分析法图解分析法1. 静态工作点的图解分析静态工作点的图解分析50(1). 输入回路输入回路线性部分：线性部分： 非线性部分：非线性部分：bBCCBERiVv vCVBEBCEvfi)(51(2). 输出回路输出回路 非线性部分：非线性部分：BQBIiCECvfi)( 得出得出Q（ IBQ，ICQ，VCEQ ）线性部分：线性部

31、分：CCCCCERiVv称为直流负载线称为直流负载线52IBMN下移下移（3）电路参数对）电路参数对Q点的影响：点的影响：截距变截距变Q点下移点下移变变Rb其他参数不变：其他参数不变：变变RC变变VCCbBBBRVI IBQ点上移点上移RbRbCR1斜率Q点左移点左移斜率斜率Q点右移点右移RCRC斜率斜率Q点左移点左移MN上移上移Q点右移点右移VCCVCC532. 动态工作情况的图解分析动态工作情况的图解分析 4.3.1 图解分析法图解分析法斜斜率率 -1RcQVCEQICQIBQRcVCCVCCvCEiC斜斜率率 -1RcQVCEQICQIBQRcVCCVCCvCEiC斜斜率率1Rc/ RL

32、+CTb1CCRbVL+voR-v+-ib2CcR+由交流通路得纯交流负载线：由交流通路得纯交流负载线：vce= -ic (Rc /RL) 因为交流负载线必过因为交流负载线必过Q点，点，则交流负载线为则交流负载线为+TRbL+voR-v+-icR54 4.3.1 图解分析法图解分析法QQQIBQVBEQvBE/ViB/uAttvBE/ViB/uAQQQIBQVBEQvBE/ViB/uAttvBE/ViB/uA204060QQQICQVCEQvCE/ViC/mAvCE/ViC/mAtt交流负载线交流负载线20uA40uA60uAQQQICQVCEQvCE/ViC/mAvCE/ViC/mAtt交流

33、负载线交流负载线20uA40uA60uAQQQICQVCEQvCE/ViC/mAvCE/ViC/mAtt交流负载线交流负载线20uA40uA60uA通过图解分析，可得如下结论：通过图解分析，可得如下结论： 1. 1. vo与与vi相位相反；相位相反； 2. 2. 可以测量出放大电路的电压放大倍数；可以测量出放大电路的电压放大倍数； 3. 3. 可以确定最大不失真输出幅度可以确定最大不失真输出幅度。553. 静态工作点对波形失真的影响静态工作点对波形失真的影响 4.3.1 图解分析法图解分析法在放大电路中，输出信号应该成比例地放大输入信号（即在放大电路中，输出信号应该成比例地放大输入信号（即线性

34、放大）；如果两者不成比例，则输出信号不能反映输入线性放大）；如果两者不成比例，则输出信号不能反映输入信号的情况，放大电路产生信号的情况，放大电路产生非线性失真非线性失真。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设置在交流负载线的设置在交流负载线的中间部分。如果中间部分。如果Q设置不合适，信号进入截止区或饱和区，则设置不合适，信号进入截止区或饱和区，则造成非线性失真。造成非线性失真。563. 静态工作点对波形失真的影响静态工作点对波形失真的影响 4.3.1 图解分析法图解分析法iCvCEvoiCvCEvo对于对于PNP管，由于管，由于是负电源供电，失是负电源供电，失真的表现

35、形式，与真的表现形式，与NPN管正好相反管正好相反Vom=ICQRcVom=VCEQ-VCES57 4.3.1 图解分析法图解分析法放大电路的动态范围放大电路的动态范围iCvCEvo可输出的最大不失可输出的最大不失真信号真信号工作点工作点Q要设置在输出特要设置在输出特性曲线放大区的中间部位性曲线放大区的中间部位要有合适的交流负载线要有合适的交流负载线信号幅度不大，不产生失真和保证信号幅度不大，不产生失真和保证一定的电压增益，一定的电压增益，Q可选得低些可选得低些581. 试分析下列问题：试分析下列问题：斜斜率率 -1RcQVCEQICQIBQRcVCCVCCvCEiC 共射极放大电路共射极放大

36、电路（1）增大）增大Rc时，负载线将如时，负载线将如何变化？何变化？Q点怎样变化？点怎样变化？（2）增大）增大Rb时，负载线将如时，负载线将如何变化？何变化？Q点怎样变化？点怎样变化？（3）减小）减小VCC时，负载线将时，负载线将如何变化？如何变化？Q点怎样变化？点怎样变化？斜率斜率 -1RcQVCEQICQIBQRcVCCVCCvCEiC斜率斜率 -1RcQVCEQICQIBQRcVCCVCCvCEiC斜斜率率 -1RcQVCEQICQIBQRcVCCVCCvCEiC 斜率斜率 - 1 Rc Q ICQ IBQ Rc VCC VCC vCE iC （4）减小）减小RL时，负载线将如时，负载线

37、将如何变化？何变化？Q点怎样变化？点怎样变化？59 共射极放大电路共射极放大电路2. 放大电路如图所示。当测得放大电路如图所示。当测得BJT的的VCE 接近接近VCC=的值时，的值时，问管子处于什么工作状态？可问管子处于什么工作状态？可能的故障原因有哪些？能的故障原因有哪些？截止状态截止状态答：答：故障原因可能有：故障原因可能有： Rb支路可能开路，支路可能开路，IB=0， IC=0， VCE= VCC - IC Rc= VCC 。 C1可能短路，可能短路， VBE=0， IB=0， IC=0， VCE= VCC - IC Rc= VCC 。60C1 、C2：耦合电容耦合电容RL：负载电阻负载

38、电阻Rb=300KRC=4KVCC=12V61 (a)直流通路 (b)交流通路62(1)静态工作情况静态工作情况bCCRVRVVIbBECCBBCIIcCCCCERIVV 得出得出Q（ IBQ，ICQ，VCEQ ） =Q（40 A，1.5mA，6V）63称为交流负载线称为交流负载线(2)动态工作情况动态工作情况cCCiIiLCCLcceoRIiRivv)(LRceCECEvVv又LCCCERIiV)()(11LCCELCELCRIVRvRi641.从从Q点做一条斜率为点做一条斜率为- -1/RL 的的直线。直线。作法：作法： 2.截距法截距法65可得如下结论：可得如下结论：直流负载线和交流负载

39、线相交于直流负载线和交流负载线相交于Q点；点；不接不接RL时，两根线重合；时，两根线重合；1. RL fTTTffffffffff 02202011)(1时，时，当当得：得：由由)(2)(200cbebebebmcbebebTCCrrgCCrff ebmcbebmTCgCCgf 2)(2 4.7.2 BJTBJT的高频小信号模型及频率参数的高频小信号模型及频率参数3. BJTBJT的频率参数的频率参数1374.7.3 单极共射极放大电路的频率响应单极共射极放大电路的频率响应1. 高频响应高频响应 求密勒电容求密勒电容 高频响应与上限频率高频响应与上限频率 增益增益- -带宽积带宽积2. 低频响

40、应低频响应1381. 共射极放大电路的高频响应共射极放大电路的高频响应共射放大电路的中频响应共射放大电路的中频响应 在中频段，耦合电容的容在中频段，耦合电容的容抗远小于串联回路中的其它阻抗远小于串联回路中的其它阻抗值，故视其为交流短路；抗值，故视其为交流短路；BJT的发射结电容的容纳远小于发的发射结电容的容纳远小于发射结的电导，视其为交流开路；射结的电导，视其为交流开路；结电容的容抗很大，视其为开结电容的容抗很大，视其为开路；路；(忽略忽略Rb) 180中频电压放大倍数：中频电压放大倍数：()omLb eVSMssbbb eVg R rAVRrr +TVCb2v+b1RCRoCC-b1cS+-

41、R-+SvviRLb2RReCe1391. 共射极放大电路的高频响应共射极放大电路的高频响应KZV1V2I2I112KZ1Z2V1V2I2I112kZZkZZVVk1112112 * *密勒定理密勒定理1401. 共射极放大电路的高频响应共射极放大电路的高频响应 在高频段，耦合电容的容抗远小于串联回路中的其它在高频段，耦合电容的容抗远小于串联回路中的其它阻抗值，故视其为交流短路；阻抗值，故视其为交流短路；BJT的发射结电容的容纳的发射结电容的容纳和结电容的容抗不能忽略。和结电容的容抗不能忽略。 （1）求密勒电容）求密勒电容 高频等效电路如图所示。用高频等效电路如图所示。用“密勒定理密勒定理”将

42、集电结将集电结电容单向化。电容单向化。b cRsVsrbeCVbeVbegmiVebVorbb+Cbc.+beLR 1411. 共射极放大电路的高频响应共射极放大电路的高频响应用用“密勒定理密勒定理”将集电结电容单向化：将集电结电容单向化：其中：其中：Mmbc(1)LCg RC c bc bcmN)11(CCRgC 忽略忽略CN，并将两个电容合并成一个电容，并将两个电容合并成一个电容: 得简化的高频等效电路。得简化的高频等效电路。MebCCC RsVsrbeCbeVbeVbegmiVebbcVorbb+.+CMCNLR 1421. 共射极放大电路的高频响应共射极放大电路的高频响应用戴维南定理将

43、用戴维南定理将C左端的电路进行变换：左端的电路进行变换：/sbbe bRrrR ebbbsebssrrRrVV （2）高频响应与上限频率）高频响应与上限频率bbebbV+br+mbergV.oec.VC.VbesVRs+iLR cRV+mbegV.oe.VC.beVs/bLR 1431. 共射极放大电路的高频响应共射极放大电路的高频响应 LebmosebRVgVVRCjV,11RCjRgVVLmso 1)2(1RCfH ebbbsebssrrRrVV )1)(RCjrrRrRgVVebbbsebLmso 11()oVSMVSMVSHsHVAAAVj RCj ff bbebbV+br+mberg

44、V.oec.VC.VbesVRs+iLR 144例题例题 解：解：模型参数为模型参数为例例4.7.1 设共射放大电路在室温下运行，其参数为：设共射放大电路在室温下运行，其参数为：， 1ksR，pF5 . 000MHz41001mA1001kcbT0Cbbs CfIrR 。 k5cR试计算它的中频电压增益和上限频率。试计算它的中频电压增益和上限频率。 ebr mgTEVImV26mA1S 038. 0 m0g S 038. 0001 2.63 k ebCcbTm2 Cfg 15.1 pF M1C mLb c(1)g RC 49 pF VSMA 0LbeRr besbe/bbRrRRr 65 C

45、Rsbbb(/)RRr eb/ r0.74 k eb CMC 64.1 pF Hf中频电压增益为中频电压增益为又因为又因为所以上限频率为所以上限频率为RC 213.36 MHz 1451. 共射极放大电路的高频响应共射极放大电路的高频响应3. 增益增益带宽积带宽积中频电压增益与通频带相乘所得的乘积称为中频电压增益与通频带相乘所得的乘积称为增益带宽积增益带宽积/12/(/)(1)2 () (1)b ebbeVSMVSMHmLbesbbeb ebbbsb emLb cmLVMHsbbmLb cb erRrABWAfg RrRRrrrRRCg RCg RAfRrg RCC 可见，当可见，当BJT及电

46、路选定后，增益带宽积基本是一个常数。及电路选定后，增益带宽积基本是一个常数。146 放大电路的低频响应主要取决于放大电路的低频响应主要取决于外接的外接的电容器，隔电容器，隔直耦合电容及射极旁路电容。直耦合电容及射极旁路电容。 BJT的结电容的容抗的结电容的容抗比中频区更大，仍视为交比中频区更大，仍视为交流开路。以射极偏置电路流开路。以射极偏置电路为例分析。为例分析。对射极旁路电容而言有不同对射极旁路电容而言有不同的处理方法：当容抗远小于的处理方法：当容抗远小于射极电阻时，射极电阻时，一是视射极电一是视射极电阻为开路（本教材），阻为开路（本教材），另是另是视旁路电容为短路。视旁路电容为短路。+T

47、VCb2v+b1RCRoCC-Rb1cLS+-R-+Svvib2RReCe2. 共射极放大电路的低频响应共射极放大电路的低频响应147低频等效电路的简化低频等效电路的简化ebebCCCCC 111)1(.RsVsCLVo+.+RcRe+Ibbere IbCb2Cb1.RV.ssLVo+.+RcR+ber IbCb2C1.Rc+Ib2. 共射极放大电路的低频响应共射极放大电路的低频响应148 )(11)()1(11besbesbbesbsrRCjrRICjrRIV)(11122LcbLbLbLccboRRCjRIRCjRRRIV 2. 共射极放大电路的低频响应共射极放大电路的低频响应.RV.ss

48、LVo+.+RcR+ber IbCb2C1.Rc+Ib14912111()1()oLVSLSsbesbebcLVRAVRrjC RrjCRR 中频中频增益增益输入回路输入回路高通高通输出回路输出回路高通高通12111VSLVSMLLAAffjjff 取取fL1、fL2中大者作为低频中大者作为低频截止频率，一般截止频率，一般fL1fL22. 共射极放大电路的低频响应共射极放大电路的低频响应111VSLVSMLAAfjf 150完整的共射放大电路的频率响应完整的共射放大电路的频率响应)j1(1)j1(1HLVSMffffAAVS f-180fHfL-225-270 ffHfL）（dB|lg20VA-20dB/十倍频程十倍频程|lg20VSMA-135-90十十倍倍频频/45 20dB/十倍频程十倍频程十十倍倍频频/45 1511. 共基极放大电路的高频响应共基极放大电路的高频响应共基极电路的输入阻抗很小，共基极电路的输入阻抗很小， Rs可视为开路；可视为开路； Cbc和和rbb的数值很小。的数值很小。其作用也略去。其作用也略去。在节点在节点e运用运用KCL，有：，有：bemoebebmb