模拟电子技术_双极型晶体管及基本放大电路

1、第第2章章 双极型晶体管及基本放大电路双极型晶体管及基本放大电路学习目标 晶体三极极管的结构结构和传输传输特性 放大电电路的工作原理和组组成原则则 图图解法与与微变变等效电电路法 工作点稳稳定放大电电路的原理及分析方法 三种种基本放大电电路的组组成、特点及分析方法 耦合方式及其的特点，多级级放大电电路的分析方法 复复合管的结构结构及复复合管放大电电路 频频率响应响应和上、下限截止频频率的概概念，放大电电路频频率特性的分析方法2.12.1 双极型晶体管基本知识双极型晶体管基本知识 2.22.2 基本共射放大电路基本共射放大电路 2.32.3 分压偏置式共射放大电路分压偏置式共射放大电路 2.42

2、.4 放大电路的三种基本组态放大电路的三种基本组态2.52.5 多级放大电路和组合放大电路多级放大电路和组合放大电路 2.62.6 放大电路的频率特性放大电路的频率特性* *2.7 2.7 电路仿真实例电路仿真实例 2.1 双极型晶体三极管的基本知识 2.1.1 2.1.1 三极极管的结构与类结构与类型 2.1.2 2.1.2 双极双极型晶体三极极管的放大原理 2.1.3 2.1.3 双极双极型晶体管的特性曲线线 2.1.4 2.1.4 双极双极型晶体三极极管的主要参数参数及温温度的影响响 2.1.1 三极管的结构与类型 双极型晶体三极管是通过一定的工艺，将两个PN结结合在一起的器件，由于PN

3、结之间的相互影响，使三极管表现出不同于单个PN结的特性而具有电流放大的功能。 1 1、类类型 按频率分：高频管；低频管 按功率分：小功率管；中功率管；大功率管 按材料分：硅管；锗管 按结构分：NPN；PNP2、结构结构三极管有三个区：三极管有三个区：发射区发射区发射极发射极e；基区基区基极基极b；集电区集电区集电极集电极c。 发射区掺杂浓度远高于发射区掺杂浓度远高于基区掺杂浓度，基区很基区掺杂浓度，基区很薄且掺杂的浓度低；而薄且掺杂的浓度低；而集电结面积比发射结面集电结面积比发射结面积大得多，积大得多，符号号中的箭头头方向是三极极管的实际电实际电流方向ecbecb3. 特点特点 三极管的特点为

4、发射区很厚，掺杂浓度很高；基区很薄，掺杂浓度很低；集电区面积最大，掺杂浓度比较高。正是由于三极管的这种结构特点，当各电极加上合适的电压时，三极管才具有电流放大的能力。 2.1.2 双极型晶体三极管的放大原理双极型晶体三极管的放大原理1.内内部载载流子的传输过传输过程（1）发发射极极注入电电子 v发射区的电子不断发射区的电子不断通过发射结扩散到通过发射结扩散到基区，形成发射极基区，形成发射极电流。电流。2.电流分配关系电流分配关系（2）电电子在基区区中的扩扩散与复与复合 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，形成基极电流IB。大部分到达了集电区的边缘。（3）集电区电区

5、收集电电子 因为集电结反偏，收集扩散到集电区边缘的电子，形成电流ICN。另外，集电结区的少子形成漂移电流另外，集电结区的少子形成漂移电流ICBO。 发射极电流IE在基区分为基区内的复合电流IB和继续向集电极扩散的电流IC两个部分,即ECBIII2.1.3 双极型晶体三极管的特性曲线双极型晶体三极管的特性曲线1、输输入特性曲线线CEBBEuif u常数（1）uCE=0V时，相当于两个时，相当于两个PN结并联。结并联。（2）当）当uCE=1V时，时， 集电结已进入反偏集电结已进入反偏状态，开始收集电子，所以基区复合状态，开始收集电子，所以基区复合减少，减少， 在同一在同一uBE 电压下，电压下，i

6、B 减小。减小。特性曲线将向右稍微移动一些。特性曲线将向右稍微移动一些。（3）uCE 1V再增加时，曲线右移很不明再增加时，曲线右移很不明显。显。（4）死区电压硅管）死区电压硅管0.5V，锗管，锗管0.1V2、输出特性曲线、输出特性曲线BCCEiif u常数（1）当）当uCE=0 V时，集电极无时，集电极无收集作用，收集作用，iC=0。（2） uCE Ic 。（3） 当当uCE 1V后，这后，这时，发射到基区的电子时，发射到基区的电子都被集电极收集，形成都被集电极收集，形成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。输输出特性曲线线分为为以下三个个工作区区： （1）截

7、止区区：发发射结结反偏 此时管子电流全为0。（2）放大区区：发发射结结正偏，集电结电结反偏 （3）饱饱和区区：发发射结结正偏，集电结电结正偏 失去放大能力 CBii晶体管T1T2T3T4工作状态放大饱和放大截止晶体管T1T2T3T4基极直流电位UB(V)0.71-10发射极直流电位UE(V)00.3-1.70集电极直流电位UC(V)50.7015工作状态各晶体管电极直流电位【例例2.1】现已测得某电路中几只晶体管的直流电位如表所示，各晶体管b-e间的开启电压 均为0.5V。试分别说明各管子的工作状态。 thU解：以NPN管为例2.1.4 双极型晶体三极管的主要参数及温度的影响双极型晶体三极管的

8、主要参数及温度的影响1晶体三级级管的电电流放大系数数（1）共发发射极电极电流放大系数数 近似分析中，对两对两者不加区区分，即 CECECCEOCUUBBIIIII常数常数CECuBii常数（2）共基极电极电流放大系数数 近似分析中，对两对两者不加区区分， 共基电流放大系数和共发射极电流放大系数的关系： CBCBCNCuuEEIIII常数常数CEii12. 极间反向电流极间反向电流（1）集电极电极基极极反向饱饱和电电流ICBO ICBO是集电结反偏时，由少子的漂移形成的反向电流，受温度的变化影响。（2）集电极电极-发发射极极反向饱饱和电电流（穿透电电流） 1CEOCBOIICEOI3.极限参数极

9、限参数（1）集电极电极最大允许电许电流ICM 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。（2）集电极最大允许功率损耗）集电极最大允许功率损耗PCM 集电极电流通过集电结时所产生的功耗 PC= ICUCE PCM （3）反向击穿电压）反向击穿电压U(BR)CEO 基极开路时，c、e间的反向击穿电压。 4.温度对参数和特性的影响温度对参数和特性的影响(1)(1)温温度对对I ICBOCBO的影响响 温度每升高10, ICBO增加一倍。（2 2）温温度对对的影响响 温度每升高1， 相应地增大0.51。 （3 3）温温度对发对发射结结正向电压

10、电压降 UBEUBE的影响响 温度每升高1， UBE下降 (22.5mV/)。CBOTI少 子 浓 度5.晶体管的选用原则晶体管的选用原则（1）依使用条件选PCM在安全区工作的管子，并满足 适当的散热要求。（2）要注意工作时反向击穿电压 ，特别是UCE不应超 过UBR(CEO)（3）要注意工作时的最大集电极电流IC不应超过ICM。2.2 基本共射放大电路基本共射放大电路2.2.1 放大电电路的基本知识识 1.放大的基本概概念 一个微弱的电信号通过放大器后，输出电压或电流的幅度得到了放大，即得到了功率的放大。但它随时间变化的规律不能变，即不失真真。2.放大电路的主要指标放大电路的主要指标（1）电

11、压电压放大倍数数 对数表示的放大倍数也称为增益: 电压电压增益= 20lguA dBuAouiUAU（2）输输入电电阻Ri 从从放大电电路输输入端看进进去的等效电电阻 一般来说来说， Ri越大越好。（3）输输出电电阻Ro 从从放大电电路输输出端看进进去的等效电电阻 输输出电电阻是表明放大电电路带负载带负载能力的，Ro越小，放大电电路带负载带负载的能力越强，反之则则差。iiiURI0LiooRUoURI （4）通频带）通频带 由于放大电路中有许多电抗元件(如电容,电感)和分布参数,所以电路的放大倍数并不是常数，即电路的放大倍数随输入信号频率的不同而有所差异。 放大倍数基本不变的这段频率范围，称为

12、通频带通频带。（5） 非线性失真非线性失真 由于三级管的非线性造成输出失真，称为非线性失非线性失真真，会产生新的频率成分(即新的谐波分量)。 bwf3.放大电路的组成原则放大电路的组成原则（1）三极管应处于放大状态。即发射结正偏，集电结反偏。（2）能够输入和输出信号。（3）能够不失真地放大信号。 2.2.2 放大电路的基本分析方法放大电路的基本分析方法 交流工作状态分析（又称交流工作状态分析（又称动态分析动态分析），是根据输入信号作用下交流信号），是根据输入信号作用下交流信号流经的通路对电路进行分析，用于求电压放大倍数、输入电阻和输出电阻流经的通路对电路进行分析，用于求电压放大倍数、输入电阻和

13、输出电阻等动态性能指标。交流通路的画法是：容量大的电容（如耦合电容）视为等动态性能指标。交流通路的画法是：容量大的电容（如耦合电容）视为短路；无内阻的直流电源视为短路。短路；无内阻的直流电源视为短路。 通常情况放大电路中的信号是包含交、直流的混合量，由于电路中电容、通常情况放大电路中的信号是包含交、直流的混合量，由于电路中电容、电感等电抗元件的存在，其交、直流量所流经的通路是完全不同的。因此，电感等电抗元件的存在，其交、直流量所流经的通路是完全不同的。因此，通常是把直流电源对电路的作用和输入信号（一般是交流信号）对电路的作通常是把直流电源对电路的作用和输入信号（一般是交流信号）对电路的作用区分

14、开来进行分析。故对放大电路的分析包括直流、交流两种工作状态的用区分开来进行分析。故对放大电路的分析包括直流、交流两种工作状态的分析。分析。 直流工作状态分析（又称为直流工作状态分析（又称为静态分析静态分析），是根据直流信号流经的通路（直），是根据直流信号流经的通路（直流通路）流通路）,求出电路的直流工作状态求出电路的直流工作状态,即晶体管的基极直流电流即晶体管的基极直流电流 、集电极直流、集电极直流电流电流 、集电极与发射极间的直流电压这三个参数（称之为静态工作点）。、集电极与发射极间的直流电压这三个参数（称之为静态工作点）。直流通路的画法是：电容视为开路；电感线圈视为短路；信号源视为短路，直

15、流通路的画法是：电容视为开路；电感线圈视为短路；信号源视为短路，但应保留其内阻。但应保留其内阻。符号说明符号说明UCE变量与下标均为大写字母代表直流量；uCE变量为小写字母，下标为大写字母代表（交流直流）量；uce变量为小写字母，下标为小写字母代表交流量。1、图解分析法、图解分析法 图图解法在已知放大管的输输入特性、输输出特性以及放大电电路中其它它元件参数参数的情况况下，利用作图图的方法对对放大电电路进进行分析。（1）直流工作情况况分析（2）交流工作情况分析）交流工作情况分析uiCECBiAuuiiu输出回路图解输入回路图解1234（3）用图解法分析放大器的非线性失真）用图解法分析放大器的非线

16、性失真 截止失真真：这是由于静态工作点过低，晶体管截止而产生的失真，可通过调整输入回路的参数解决。 饱饱和失真真：这是由于静态工作点过高，晶体管饱和而产生的失真，可通过调整输出回路的参数解决。（4）图解法的适用范围）图解法的适用范围图解法较为繁琐，且不够精确，一般只作为定性分析使用。 【例例2.2】由于电路参数的改变使静态工作点产生如图变化。试问：（1）当静态工作点从Q1到Q2再到Q3再到Q4时，分别是哪个参数变化造成的，如何变化的？（2）哪个Q点最易产生截止失真？哪个Q点最易产生饱和失真？哪个Q点的最大不失真输出电压Uom最大？其值约为多少？（3）Q4点时，集电极电源VCC的值为多少伏？集电

17、极电阻Rc为多少千欧？（1）Q1Q2，输入回路未变，Rc变小。Q2Q3，输出回路未变，输入回路变化；Q3Q4，输入回路未变，输出回路变化，因为两条交流负载线平行，所以Rc未变小，只能是VCC改变。解：（2）Q2最靠近截止区，最易截止失真；Q3最靠近饱和区，最易饱和失真。Q4距离饱和区和失真区最远，因此其最大不失真输出电压Uom最大。VUUUCESCEQom75. 327 . 062（3）VCC12V， Rc=VCC/IC=12/4=3k。2、等效电电路分析法 所谓微变等效电路分析法微变等效电路分析法，就是在输入信号较小的情况下，将非线性的三极管等效成线性元件，然后由线性元件组成的等效电路进行计

18、算，得到放大器的性能指标如Au、ri、ro等。 （1）直流工作情况况分析基极回路的电路方程则可求得电路的静态工作点为BBBQBBEQVIRUBBBEQBQBVUIRCQBQCEQCCCQcIIUVIR（2）交流工作情况况分析CEBBEBEBEBCEBCEUIuududiduiu 在输入小信号条件下，将晶体管看做一个线性双口网络。该双口网络满足以下方程：BE1BCE( ,)uf i uC2BCE( ,)if i u求变化量：求变化量：CEBCCCBCEBCEUIiidididuiu在小信号情况下：在小信号情况下：ce12eb11ebeUhIhUce22eb21ecUhIhI各各h参数的物理意义：

19、参数的物理意义：CEBE11eBUuhiBCEBE12eIuuhiBuBE uBE iB输出端交流短路时的输入电阻，用输出端交流短路时的输入电阻，用rbe表示。表示。输入端开路时的电压反馈系数，用输入端开路时的电压反馈系数，用r表示。表示。iBuBE uBE uCECEC21eBuihiBC22eCEiihu iC iBiCuCE输出端交流短路时的电流放大输出端交流短路时的电流放大 系数，用系数，用表示。表示。输入端开路时的输出电导，用输入端开路时的输出电导，用1/rce表示。表示。iCuCE iC uCEr10-3，忽略，忽略， rce105，忽略。，忽略。得三极管得三极管简化的简化的h h

20、参数等效电路。参数等效电路。CQTbbbeIUrr/1TbebbEQUrrI或 综上所述，采用微变等效电路法分析放大电路的步骤是：综上所述，采用微变等效电路法分析放大电路的步骤是：确定确定 点；求出点；求出 点附近的微变等效参数；画放点附近的微变等效参数；画放大电路的微变等效电路；求解大电路的微变等效电路；求解 、 、 等。等。QQuAiRoR1、直流通路、直流通路vs交流通路交流通路 共射放大电路是晶体管放大电路的最常用形式，共射共射是指放大电路的是指放大电路的输入和输出的公共端为晶体管的发射极。输入和输出的公共端为晶体管的发射极。 直流通路直流通路在直流电流作用下直流电流流经的通路，即静态

21、电流流经的通路。 确定静态工作点交流通路交流通路在输入信号作用下交流信号流经的通路。 确定动态参数（放大倍数、输入电阻、输出电阻等）分析方法分析方法直流通路v电容开路v电感短路（线圈电阻忽略）v信号源短路，内阻保留交流通路v（容量大的）电容短路v电感开路v无内阻的直流电源短路“先直流，后交流先直流，后交流”直流状态合适，再分析交流，交流需要直流的某些参数才能分析2.2.3 2.2.3 基本共射放大电路基本共射放大电路 2.交流分析 【例2.3】若共射放大电路中，已知VCC=12V，=100， =100，RB=300k，RC=2 k，RL=2 k。试求：（1）电路的静态工作点。（2）画出该电路的

22、微变等效电路，并求其输入电阻、输出电阻和电压放大倍数。 解：（1）首先计算静态工作点 /bbr12V0.7V37.7A300kCCBEQBQBVUIR100 37.7A3.77mA123.77 24.46VCQBQCEQCCCQcIIUVIR26mV100 100889.63.77mATbebbCQUrrI（2）画微变等效电路 电压放大倍数为：/ /100(2/ /2)1120.889boCLubibeIRRUAUI r 输入电阻为：/ /200k/ /889.60.887kiibbeiURRrI 输出电阻为：02kLiooRCUoURRI2.3 分压偏置式共射放大电路分压偏置式共射放大电路2

23、.3.1 放大电电路的静态静态工作点稳稳定问题问题1静态静态工作点稳稳定的必要性静态工作点静态工作点Q决定决定rbe，进而影响放大电路的性能，进而影响放大电路的性能 。2影响直流工作点的因素影响直流工作点的因素（1）电路参数的影响（2）温度的影响Q变变UBE ICEO变变T变变IC变变3. 稳定静态工作点的措施稳定静态工作点的措施 稳定静态工作点的具体含义是指温度变化时，ICQ和UCEQ基本不变。 稳定静态工作点的措施如下： （1）保持工作环境温度稳定。（2）在放大电路的发射极中串联电阻Re ，形成直流电流串联负反馈。B点的电流方程BQIII12121IIIIBQCCbbbBQVRRRU211

24、为了稳定Q点B点电位CBBEBQEECIIUCUUIIT4稳定直流工作点的其它方法稳定直流工作点的其它方法bCCbBEQCCRRVRUVIbCBEBDDECIUUCIUUITCBRCIIIITbRRBQIII2.3.2 分压偏置式共射放大电路分压偏置式共射放大电路（1）静态工作点计算112bBQCCbbRUVRR()BQBEQEQCQeCEQCCCQcEQeCCCQceUUIIRUVIRIRVIRR（2）交流参数计算 （a）有旁路电容电压放大倍数为： (/ /)CLubeRRAr 输入电阻为： 输出电阻为： 12/ /ibbbeRRRr0LiooRcUoURRI（b）无旁路电容 / /1bcL

25、ouibebbeIRRUAUr II R0LiooRcUoURRI12/ / /ibbiRRRR11b bebeiibeebbI rI RURrRII2.4 放大电路的三种基本组态放大电路的三种基本组态2.4.1 共集电极电极基本放大电电路1.电电路构构成 集电极是输入输出公共参考端，故称为共集电极电路，输集电极是输入输出公共参考端，故称为共集电极电路，输出信号从射极输出，所以又称之为射极输出器或射极跟随器。出信号从射极输出，所以又称之为射极输出器或射极跟随器。 2.静态分析静态分析B2BQCCB1B2RUVRRBQBEQEQEUUIRBQ1EQIICEQCCEQEUVIR（1）电压放大倍数）

26、电压放大倍数 oeELbL(/ /)(1)UIRRI Rob beb bebL(1)iUUI rI rI R(1)(1)(1)(1)oLbLuibe bLbbeLUR IRAUr IR IrR其中 LeLRRR/10uA即电路无电压放大能力。即电路无电压放大能力。 （2）输入电阻）输入电阻 (1)ibeLRrR12/ / /(1)iBBbeLRRRrR共集电路的输入电阻很大。共集电路的输入电阻很大。 3.动态分析动态分析（3）输出电阻）输出电阻 1bEUIIRbbeUIr beE1UUIrR 故输出电阻为： bebeoEbeE1/ /11111rrURRIrR即输出电阻很小即输出电阻很小 【例

27、例2.4】电路如图 ，其中 ， ， ， ， ， ， 试求电压放大倍数,输入电阻和输出电阻。 12VCCV60100SR 200kbR 2kER 2kLR 1kber 解：（1）求静态工作点CCBbBEEeVI RVI R0.035mA(1)CCBEBbeVVIRR(1)2.14mAEBII7.72VCECCEEUVI R1/ /obeLUIRR1/ /ibbebeLUI rIRR1/ /1(1)/ /eLoubeeLiRRUArRRU162kiibeeLbURrRRI/ /62k/ /200k47.3kiibRRR （2）求动态指标 用外加电压源法求输出电阻 11eooRbbeUIIIIR/

28、/obbesbUIrRR/ /ssbRRR/ /2k/ /18181oosbeoeoooosbesbeeUURrRRUUUIRrRrR 4.4.共集电极放大电路的特点和应用共集电极放大电路的特点和应用 共集放大电电路的特点是：输输出电压与输电压与输入电压电压同相位；电压电压放大倍数数小于1而近似等于1，有电电流放大作用和功率放大作用；输输入电电阻大；输输出电电阻小。 作输输入级级：共集电极电电极电路输输入电电阻大，作输输入级级可获获得更大的输输入电压电压； 作输输出级级：因为为共集电极电电极电路输输出电电阻较较小，只有几十欧欧姆，作输输出级级有较较强的带负载带负载的能力； 作缓缓冲级级：在多级

29、级放大器中，常常用共集电极电电极电路作为为中间缓间缓冲级级，用来来隔离前后级电级电路之间间的影响响。2.4.2 共基极基本放大电路共基极基本放大电路1.电路构成电路构成基极是输入电路和输出电路的公共参考端，故称为共基共基极放大电路极放大电路 2.静态分析静态分析略略bCLbL(/ /)oUIRRI R LcLRRR/ iUI r b beLbLube bbeR IRAr Ir（1）电压放大倍数）电压放大倍数 （2）输出电阻）输出电阻iL0CoURURRI（3）输入电阻）输入电阻iebbe(1)(1)UIIr iieEUIIR且beiiiEiiibebeEE1/11111rUURRUUIrrRR

30、3.动态分析动态分析2.4.3 三种基本组态放大电路的比较三种基本组态放大电路的比较2.5 多级放大电路和组合放大电路多级放大电路和组合放大电路 一般来说， 单级放大电路并不能同时满足多个性能指标的要求，因此， 实际的放大器都是由若干单级放大电路连接而成的多级放大电路， 其方框图如下。信号源信号源负载负载输出级输出级末前级末前级中间级中间级输入级输入级2.5.1 多级放大电路多级放大电路1多级级放大电电路的耦合方式（1）阻容耦合 优点优点：各级电路的直流工作 点彼此独立，电路比较简单，体积 较小。 缺点缺点：不能放大直流及缓 变信号；不易集成。（2）直接耦合）直接耦合优点优点： 体积小，易集成

31、；可放大交流信号，可放大直 流和缓慢变化信号。缺点缺点：各级的直流工作点互不独 立，彼此影响，计算和调试 不方便；零点漂移严重 （3）变压器耦合）变压器耦合 优点优点：各级放大电路的直流工作点彼此独立 可以进行阻抗匹配 缺点缺点：只能放大交流信号 体积大，笨重 （4）光电耦合）光电耦合优点优点：抗干扰能力强 传输损耗小 工作可靠 具有电气隔离作用缺点缺点：光路比较复杂，光信号的操作与调试需要精心设计。2. 多级放大电路的计算多级放大电路的计算多级放大电路的分析计算也应遵循先直流，后交流的顺序。 （1）静态分析（2）动态分析 对多级放大电路进行分析时，必须考虑到级与级之间的相互影响。通常是将前级

32、电路作为后级电路的信号源，而后通常是将前级电路作为后级电路的信号源，而后级电路作为前级电路的负载。级电路作为前级电路的负载。 多级放大电路的电压放大倍数 12121-1oooonuuuuniioonUUUUAAAAUUUU输入电阻1iiRR输出电阻 oonRR解：（1）求解Q点 第一级 11125123V5 15BQCCRUVR R111443 0.7m A 1m A2.3EQBQBEQEQUUUIRR11110.2m A 20A150EQBQII113412 152.34.7VCEQCCEQUVIRR 第二级 22526120.7mA0.032mA32A110051 5CCBEQBQVUIR

33、R22211 50 32A 1.6m AEQBQII 22 612 1.6 54VCEQCCEQUVIR （2）求解交流参数 2526/ /1/ /56kibeLRRrRR1132132111115 5650/ / /5561911.2biiouibbebeIRRRRUAUI rr 2626222226226/1/51 2.50.992/1/1 51 2.5eLLouib beeLbeLIRRRRUAUI rIRRrRR 12191 0.992189uuuAA A第一级共射放大电路 第二级共集放大电路 总的电压放大倍数为 1121/ / /1.1kiibeRRRRr总输入电阻235232622

34、/ / /0.118k11bebeoorRRrRRRR总输出电阻2.5.2 组合放大电路组合放大电路1复复合管（1）复复合管的组组成原则则 在正确的外加电压下每只管子的各极电流均有合适的通路,且均工作在放大区。为了实现电流放大，应将第一只管的集电极或发射极电流作为第二只管子的基极电流。（2）复复合管的主要参数参数电流放大倍数 复合管的电流放大倍数 12 分别为两个晶体管的电流放大倍数 电阻电阻 12、ber对（a）（b）所示的复合管，有 112(1)bebeberrr对（c）（d）所示的复合管，有 1beberr2. 复合管放大电路的分析复合管放大电路的分析 分析方法有两种：其一，可将复合管等

35、效为单个晶体管。其二、可将复合管视为两个晶体管，画出微变等效电路，进行交流分析。【例例2.6 】图中是复合管共射放大电路，试求其电压放大倍数 ，输入和输出电阻 、uAiRoR112211112(1)ibbebbebbebbeUI rI rI rIr121(/ /)obCLUIRR 1212cccbIIII 12112(/ /)(1)ocLuibebeURRAUrr 1211beberr22(/ /)cLubeRRAr 112/ /1ibbebeRRrrocRR2.6 放大电路的频率特性放大电路的频率特性 由于电路中电抗元件的存在，使放大电路输出信号的幅度和相位都会随着信号频率的变化发生变化 。

36、2.6.1 频率特性的基本概念频率特性的基本概念1频率特性频率特性频率特性（频率响应）频率特性（频率响应）放大倍数是信号频率的函数，放大倍数是信号频率的函数， 该函数称为频率响应。该函数称为频率响应。 ( )uuAAff该复数的模即为幅频特性，相位角即为相频特性。2.高通电路及其频率响应高通电路及其频率响应该电路的电压传递函数为： 1111ouiURAURj Cj RC11111LuLLLfjfAffjfjjf11222LLfRC令整理得该电路的幅频特性和相频特性分别为 21LuLffAff90arctanLff3.波特图波特图 为了在同一坐标系中表示非常宽的频率变化范围，在画频率特性曲线时常

37、采用对数坐标。 横坐标为对数频率 纵坐标为电路增益 幅频特性 横坐标为对数频率 纵坐标为相移 相频特性 波特图波特图高通电路的波特图高通电路的波特图 低通电路的波特图低通电路的波特图 2.6.2 单级放大电路的高频响应和低频响应单级放大电路的高频响应和低频响应1.晶体管的高频等效模型晶体管的高频等效模型CECmBEdduigu常数定义bbr基区体电阻 ber发射结电阻 beU发射结电压 C发射结和集电结的等效电容mg跨导 2.单管放大电路的频率响应单管放大电路的频率响应（1）中频段）中频段耦合电容和旁路电容的容量较大，视为短路；PN极间分布电容（含PN结结电容）很小，视为开路 中频源电压放大倍

38、数为：beooiibeusmmLsibeibessrUURUUAg RRRrUUUU 可见电压放大倍数基本与频率无关而保持定值，输出电压与输入电压相位相反。（2）低频段）低频段耦合电容和旁路电容的容抗较大，不能视为短路；极间分布电容（含PN结结电容）很小，视为开路。 低频源电压放大倍数为： 11oooibeLuslmCsibessCLoCLibemLsibeCLrUURRUAg RRRrUURRUj CrjRRCRg RRRrjRRC 111LuslusmusmLLfjfAAAffjfjf整理得 可见，在低频段，电压放大倍数随频率的降低而减小，输出电压与输入电压之间的相移也发生变化，其幅频特性

39、基本与高通电路幅频特性相同。（3）高频段）高频段耦合电容和旁路电容的容量较大，视为短路；极间分布电容（含PN结结电容）容抗减小，不能视为开路。 高频源电压放大倍数为： 1111111osbeoibeushmLusmusmssssibebeHUrUUURj RCAg RAAfUUUURRrj RCjj RCf 在高频段，电压放大倍数随频率升高而减小，相移也发生变化。其幅频特性基本与低通电路幅频特性相同。 源电压放大倍数的全频率范围表达式为：源电压放大倍数的全频率范围表达式为： 11111LususmusmLLLHfjfAAAffffjjjjffff 单管放大电路的波特图单管放大电路的波特图 综上

40、所述，单管放大电路在低频段主要受耦合电容的影综上所述，单管放大电路在低频段主要受耦合电容的影响，表现在放大倍数随频率降低而降低，相移也增大；中频响，表现在放大倍数随频率降低而降低，相移也增大；中频段可认为其放大倍数和相移都基本为常数（这是放大电路工段可认为其放大倍数和相移都基本为常数（这是放大电路工作的频段）。在高频段其特性主要受极间电容的影响，表作的频段）。在高频段其特性主要受极间电容的影响，表现在放大倍数随频率升高而下降，相移也随之增大。现在放大倍数随频率升高而下降，相移也随之增大。 2.6.3 多级放大电路的频率响应多级放大电路的频率响应 多级放大电路是由多个单级放大电路串联而成，所以总

41、的电压增益为：1.多级级放大电电路的通频带频带12uuuumAA AA 两级放大电路的通频带小于单级放大电路的通频带。多级放大电路的级数越多，通频带越窄。 2. 上、下限频率的计算上、下限频率的计算22212ln1.1.lllffff2221211111.1.hhhhnffff 各级具有相同频率特性的两级放大电路，则其上、下限频率分别为112111121.10.6431.1 21.1 21.56HHHHHLLLffffffff 【例2.7】已知某电路各级均为共射放大电路，其对数幅频特性如图所示。试求：电路总的电压放大倍数表达式、下限频率和上限频率是多少？解：（1）低频段只有一个拐点，且低频段斜

42、率为20dB/十倍频，说明影响低频特性的只有一个电容，故电路的下限频率为10Hz。（2）高频段只有一个拐点，但是高频段曲线斜率为60 dB/十倍频，因此有三个极间电容起作用，即有三级放大电路，它们的上限频率均为2105Hz。5510.520.52 2 101.06 10 HzHHff （3）因各级均为共射放大电路，所以在中频段输出电压与输入电压相位相反。则整个三级放大增益80dB，即放大倍数为10000。343511010112 10uAfjjf电压放大倍数 *2.7 电路仿真实例电路仿真实例【例例2.8】分析共发射极放大电路分析共发射极放大电路 解：利用解：利用 Multisim 软件仿真如图软件仿真如图2.61所示电路。所示电路。图图 2.61分析步骤如下：分析步骤如下：步骤步骤1、首先打开、首先打开Multisim10.0软件开发环境，然后按图软件开发环境，然后按图2.61所示绘画电路，所示绘画电路，接着进行仿真得到如图接着进行仿真得到如图2.62所示所示的电路图，调整的电路图，调整R4的电阻值，使万用表的的电阻值，使万用