半导体三极管及放大电路基础

1、重点：两种基本放大电路（CECE、CCCC）的分析方法及各自特点。难点：1.1.三极管载流子的传输规律； 2.2.静态工作点与波形失真； 3 3. .多级放大电路的分析。 重点难点重点难点3.1 半导体三极管（半导体三极管（BJT）3.2 共射极放大电路共射极放大电路3.3 图解分析法图解分析法3.4 小信号模型分析法小信号模型分析法3.5 放大电路的工作点稳定问题放大电路的工作点稳定问题3.6 共集电极电路和共基极电路共集电极电路和共基极电路3.1.1 BJT的结构简介的结构简介3.1 半导体三极管（半导体三极管（BJT）3.1.2 BJT的电流分配与放大原理的电流分配与放大原理3.1.3

2、BJT的特性曲线的特性曲线3.1.4 BJT的主要参数的主要参数3.1.1 BJT的结构简介的结构简介 半导体三极管的结构示意图如图03.1.01所示。它有两种类型:NPN型和PNP型。两种类型的三极管发射结发射结(Je) 集电结集电结(Jc) 基极基极，用B或b表示（Base） 发射极发射极，用E或e表示（Emitter）；集电极集电极，用C或c表示（Collector）。 发射区集电区基区三极管符号 结构特点：结构特点： 发射区的掺杂浓度最高； 集电区掺杂浓度低于发射区，且面积大； 基区很薄，一般在几个微米至几十个微米，且掺杂浓度最低。管芯结构剖面图3.1.2 BJT的电流分配与放大原理的

3、电流分配与放大原理1. 内部载流子的传输过程 三极管的放大作用是在一定的外部条件控制下，通过载流子传输体现出来的。 外部条件：发射结正偏，集电结反偏。发射结正偏，集电结反偏。发射区：发射载流子基区：传送和控制载流子集电区：收集载流子（以NPN为例） 以上看出，三极管内有两种载流子(自由电子和空穴)参与导电，故称为双极型三极管。或BJT (Bipolar Junction Transistor)。 载流子的传输过程 IC= InC+ ICBOIE=IB+ ICPNPebcIEIBINCICBOIBIC载流子的传输规律1. 发射区向基区扩散空穴，形成发射极电流2. 空穴在基区扩散和复合，形成了基区

4、复合电流IB3. 集电极收集从发射区扩散到基区的空穴，形成了电流INC同时由于集电结反偏，少子在电场的作用下形成了漂移电流ICBO，影响IB和IC可得电流之间的分配关系IB = IB-ICBOIC = INC+ICBOIE = IB+IC共基极电路2. 电流分配关系发发射射极极注注入入电电流流传传输输到到集集电电极极的的电电流流设设 EnCII 即即根据传输过程可知 IC= InC+ ICBO通常 IC ICBOECII 则则有有 为电流放大系数，它只与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与外加电压无关。一般 = 0.9 0.99IE=IB+ IC载流子的传输过程 1 又又设设根据BCEOCIII

5、则则 是另一个电流放大系数，同样，它也只与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与外加电压无关。一般 1IE=IB+ IC IC= InC+ ICBOEnCII 且令BCCEOCIIII 时时，当当ICEO= (1+ ) ICBO（穿透电流）2. 电流分配关系3. 三极管的三种组态共集电极接法共集电极接法，集电极作为公共电极，用CC表示;共基极接法共基极接法，基极作为公共电极，用CB表示。共发射极接法共发射极接法，发射极作为公共电极，用CE表示；BJT的三种组态IE=(1+)IBRLecb1k 图 03.1.05 共基极放大电路4. 放大作用若 vI = 20mV使当则电压放大倍数4920mVV98.

6、0IOV vvAVEEVCCVEBIBIEIC+-vI+vEBvO+-+iC+iE+iB iE = -1 mA， iC = iE = -0.98 mA， vO = - iC RL = 0.98 V， = 0.98 时，+-bceRL1k共射极放大电路 图 03.1.06 共射极放大电路VBBVCCVBEIBIEIC+-vI+vBEvO+-+iC+iE+iB vI = 20mV 设若则电压放大倍数4920mVV98.0IOVvvA iB = 20 uA vO = - iC RL = -0.98 V， = 0.98mA98.01BBCiii使4. 放大作用 综上所述，三极管的放大作用，主要是依靠它

7、的发射极电流能够通过基区传输，然后到达集电极而实现的。实现这一传输过程的两个条件是：（1）内部条件：发射区杂质浓度远大于基区杂质浓度，且基区很薄。（2）外部条件：发射结正向偏置，集电结反向偏置。3.1.2 BJT的电流分配与放大原理的电流分配与放大原理vCE = 0V+-bce共射极放大电路VBBVCCvBEiCiB+-vCE iB=f(vBE) vCE=const(2) 当vCE1V时， vCB= vCE - - vBE0，集电结已进入反偏状态，开始收 集电子，基区复合减少，同样的vBE下 IB减小，特性曲线右移。vCE = 0VvCE 1V(1) 当vCE=0V时，相当于发射结的正向伏安特

8、性曲线。1. 输入特性曲线3.1.3 BJT的特性曲线的特性曲线（以共射极放大电路为例）(3) 输入特性曲线的三个部分死区非线性区线性区1. 输入特性曲线3.1.3 BJT的特性曲线的特性曲线饱和区：饱和区：iC明显受vCE控制的区域，该区域内，一般vCE0.7V(硅管)。此时，发射结正偏，集电结正偏或反偏电压很小。iC=f(vCE) iB=const2. 2. 输出特性曲线输出特性曲线输出特性曲线的三个区域:3.1.3 BJT的特性曲线的特性曲线截止区：截止区：iC接近零的区域，相当iB=0的曲线的下方。此时， vBE小于死区电压。放大区：放大区：iC平行于vCE轴的区域，曲线基本平行等距。

9、此时，发射结正偏，集电结反偏。3.1.4 BJT的主要参数的主要参数 ( (1)1)共发射极直流电流放大系数 =（ICICEO）/IBIC / IB vCE=const1. 电流放大系数 (2) 共发射极交流电流放大系数 = IC/ IB vCE=const3.1.4 BJT的主要参数的主要参数1. 电流放大系数 (2) 集电极发射极间的反向饱和电流ICEO ICEO=（1+ ）ICBO 2. 极间反向电流ICEO (1) 集电极基极间反向饱和电流ICBO 发射极开路时，集电结的反向饱和电流。 3.1.4 BJT的主要参数的主要参数 即输出特性曲线IB=0那条曲线所对应的Y坐标的数值。 ICE

10、O也称为集电极发射极间穿透电流。+bce-uAIe=0VC CIC BO+bce-VC CIC EOuA(1) 集电极最大允许电流ICM(2) 集电极最大允许功率损耗PCM PCM= ICVCE 3. 极限参数极限参数3.1.4 BJT的主要参数的主要参数(3) 反向击穿电压 V(BR)CBO发射极开路时的集电结反 向击穿电压。 V(BR) EBO集电极开路时发射结的反 向击穿电压。 V(BR)CEO基极开路时集电极和发射 极间的击穿电压。几个击穿电压有如下关系 V(BR)CBOV(BR)CEOV(BR) EBO 3. 极限参数极限参数3.1.4 BJT的主要参数的主要参数 由PCM、 ICM

11、和V(BR)CEO在输出特性曲线上可以确定过损耗区、过电流区和击穿区。 输出特性曲线上的过损耗区和击穿区3.1 BJT1. 既然BJT具有两个PN结，可否用两个二极管相联以构成一只BJT，试说明其理由。2. 能否将BJT的e、c两个电极交换使用，为什么？3. BJT是电流控制器件，还是电压控制器件？end4. 放大电路输出端增加的能量是从哪里来的？小小 结结 晶体三极管是电流控制元件，通过控制基极电流或射极电流可以控制集电极电流。 要使三极管正常工作并有放大作用，管子的发射结必须正向偏置，集电结必须反向偏置。 三极管的特性可用输入和输出特性曲线来表示，也可用特性参数来表示。主要的特性参数有：电

12、流放大系数 、 ，极间反向电流Icbo、Iceo，极限参数ICM、PCM和BUCEO。 放大电路的构成：有源器件，如晶体管。要保证有源器件能正常工作，既要有合适的静态工作点，又要使变化的信号能输入、放大、输出并基本不失真。习题： 3.1.1 3.1.3 3.2.13.2 共射极放大电路共射极放大电路 电路组成电路组成 简化电路及习惯画法简化电路及习惯画法 简单工作原理简单工作原理 放大电路的静态和动态放大电路的静态和动态 直流通路和交流通路直流通路和交流通路3.2 共射极放大电路共射极放大电路1. 电路组成输入回路（基极回路）输入回路（基极回路）输出回路（集电极回路）输出回路（集电极回路）2.

13、 简化电路及习惯画法习惯画法 共射极基本放大电路3.2 共射极放大电路3. 简单工作原理Vi=0Vi=Vsin t3.2 共射极放大电路电容的阻抗：设Cb1=10uF，f=1kHz。 161010102121163b1b1Cb1 fCCjZ4. 放大电路的放大电路的静态和动态静态和动态 静态：静态：输入信号为零（输入信号为零（v vi i= 0 = 0 或或 i ii i= 0= 0）时，放大电路的工作）时，放大电路的工作状态，也称状态，也称直流工作状态直流工作状态。 动态：动态：输入信号不为零时，放大电路的工作状态，也称输入信号不为零时，放大电路的工作状态，也称交流工交流工作状态作状态。 电

14、路处于静态时，三极管各电极的电压、电流在特性曲线上电路处于静态时，三极管各电极的电压、电流在特性曲线上确定为一点，称为确定为一点，称为静态工作点静态工作点，常称为，常称为Q点。一般用点。一般用IB、 IC、和、和VCE （或（或IBQ、ICQ、和、和VCEQ ）表示。）表示。3.2 共射极放大电路3.2 共射极放大电路工作点合适工作点偏低3.2 共射极放大电路5. 直流通路和交流通路直流通路和交流通路 直流通路 耦合电容：通交流、隔直流耦合电容：通交流、隔直流 直流电源：内阻为零 直流电源和耦合电容对交流相当直流电源和耦合电容对交流相当于短路于短路 共射极放大电路end va vb VE va

15、 t t vb va t VE t vb va t VE t vb 交流通路TVBBCbRcRb(a)TVC CCb 1RcCb 2(b)(c) T -VC C Cb1 Rc Cb2 Rb T + VC C Cb1 Rc Cb2 Rb (d)(f)TVC CCb 1RcCb 2VBBRbT-VC CCb 1RcCb 2(e)3.2 1. 下列af电路哪些具有放大作用？end3.3 图解分析法图解分析法 用近似估算法求静态工作点用近似估算法求静态工作点 用图解分析法确定静态工作点用图解分析法确定静态工作点 交流通路及交流负载线交流通路及交流负载线 输入交流信号时的图解分析输入交流信号时的图解分析

16、 BJT的三个工作区的三个工作区 3.3.1 静态工作情况分析静态工作情况分析 3.3.2 动态工作情况分析动态工作情况分析 共射极放大电路 3.3.1 静态工作情况分析静态工作情况分析1. 用近似估算法求静态工作点bBECCBRVVI根据直流通路可知： 采用该方法，必须已知三极管的 值。一般硅管VBE=0.7V，锗管VBE=0.2V。直流通路+-BCIIcCCCCERIVV 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。 共射极放大电路2. 用图解分析法确定静态工作点 首先，画出直流通路直流通路IBVBE+-ICVCE+- 3.3.1 静态工作情况分析静态工作情况分析3.3 图

17、解分析法直流通路IBVBE+-ICVCE+- 列输入回路方程：VBE =VCCIBRb 列输出回路方程（直流负载线）：VCE=VCCICRc 在输入特性曲线上，作出直线在输入特性曲线上，作出直线 VBE =VCCIBRb，两线的交点即是，两线的交点即是Q点，点，得到得到IBQ。 在输出特性曲线上，作出直流负载线 VCE=VCCICRc，与IBQ曲线的交点即为Q点，从而得到VCEQ 和ICQ。vC EiC斜斜 率率 -1RcRcVC CVC CvC EiC斜斜 率率 -1RcIBQRcVC CVC CvC EiC斜斜 率率 -1RcQIBQRcVC CVC CvC EiC斜斜 率率 -1RcQV

18、C EQIC QIBQRcVC CVC CvC EiC斜斜 率率 -1RcQIC QIBQRcVC CVC CvC EiC 3.3.2 动态工作情况分析动态工作情况分析由交流通路得纯交流负载线： 共射极放大电路交流通路icvce+-vce= -ic (Rc /RL) 因为交流负载线必过Q点，即 vCE = vce + VCEQ ic= iC - ICQ 同时，令R L = Rc/RL1. 交流通路及交流负载线则交流负载线为vCE = VCEQ -(iC - ICQ ) R L 令 iC =0 得： vCE = VCEQ+ ICQR L 3.3 图解分析法斜斜 率率 -1RcQVC EQIC Q

19、IBQRcVC CVC CvC EiC斜斜 率率 -1RcQVC EQIC QIBQRcVC CVC CvC EiC斜斜 率率 -1Rc斜斜 率率1Rc/ RLQVC EQIC QIBQRcVC CVC CvC EiC由vCE的值过输出特性曲线上的Q点做 直线，该直线即为交流负载线。 RL= RLRc， 是交流负载电阻。 交流负载线是有交流输入信号时Q点的运动轨迹。 3.3 图解分析法2. 输入交流信号时的图解分析 3.3.2 动态工作情况分析动态工作情况分析 共射极放大电路QIBQVB EQvB E/ViB/uAttvB E/ViB/uAQQ Q IBQVB EQvB E/ViB/uAttv

20、B E/ViB/uAQQ Q IBQVB EQvB E/ViB/uAttvB E/ViB/uA2 04 06 0QIC QVC EQvC E/ViC/m AvC E/ViC/m Att交交 流流 负负 载载 线线QQ Q IC QVC EQvC E/ViC/m AvC E/ViC/m Att交交 流流 负负 载载 线线2 0 uA4 0 uA6 0 uAQQ Q IC QVC EQvC E/ViC/m AvC E/ViC/m Att交交 流流 负负 载载 线线2 0 uA4 0 uA6 0 uAQQ Q IC QVC EQvC E/ViC/m AvC E/ViC/m Att交交 流流 负负 载

21、载 线线2 0 uA4 0 uA6 0 uA通过图解分析，可得如下结论： 1. 1. vi vBE iB iC vCE |-vo| 2. 2. vo与vi相位相反； 3. 3. 可以测量出放大电路的电压放大倍数； 4. 4. 可以确定最大不失真输出幅度。 3.3.2 动态工作情况分析动态工作情况分析3. BJT的三个工作区3.3 图解分析法QQ1Q2vC E/ViC/m A放放 大大 区区0iB=40u A80u A120u A160u A200u A饱饱 和和 区区截截 止止 区区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： iC不再随iB的增加而线性增加，即BCii 此时C

22、Bii 截止区特点：iB=0， iC= ICEOvCE= VCES ，典型值为0.3V 共射极放大电路 放大电路如图所示。已知BJT的 =80， Rb=300k， Rc=2k， VCC= +12V，求： （1）放大电路的Q点。此时BJT工作在哪个区域？（2）当Rb=100k时，放大电路的Q点。此时BJT工作在哪个区域？（忽略BJT的饱和压降）解：（1）uA40300k2V1bBECCB RVVI（2）当Rb=100k时，3.2mAuA4080BC II 5.6V3.2mA2k-V12CcCCCE IRVV静态工作点为Q（40uA，3.2mA，5.6V），BJT工作在放大区。其最小值也只能为0，

23、即IC的最大电流为：uA120100k2V1bCCB RVImA6.9uA12080BC II V2.79.6mA2k-V12CcCCCE IRVVmA62k2V1cCESCCCM RVVICMB II 由由于于所以BJT工作在饱和区。VCE不可能为负值，此时，Q（120uA，6mA，0V），练习、已知共射极放大电路的Vcc=12V，Rb=600k，Rc=3k， RL=3k，晶体管的输出特性如下图所示。1用图解法求解静态工作点（设UBE=0.7V）；2如ib=10sint(A)，利用晶体管输出特性画出ic和uce的波形图，并求出输出电压的峰值Uom；(画出交流负载线）3问用此电路能否得到Uo=

24、1.5V(有效值)的不失真输出电压，为什么？斜斜 率率 -1RcQVC EQIC QIBQRcVC CVC CvC EiC斜斜 率率 -1RcQVC EQIC QIBQRcVC CVC CvC EiC电路参数对工作点的影响斜斜 率率 -1RcQVC EQIC QIBQRcVC CVC CvC EiC（2）增大Rb时，负载线将如何变化？Q点怎样变化？斜斜 率率 -1RcQVC EQIC QIBQRcVC CVC CvC EiC斜斜 率率 -1RcQVC EQIC QIBQRcVC CVC CvC EiC（3）减小VCC时，负载线将如何变化？Q点怎样变化？斜斜 率率 -1RcQVC EQIC QI

25、BQRcVC CVC CvC EiC 斜斜 率率 - 1 Rc Q IC Q IB Q Rc VC C VC E Q vC E iC VC C 1. 试分析下列问题： 共射极放大电路（1）增大Rc时，负载线将如何变化？Q点怎样变化？（4）减小RL时，负载线将如何变化？Q点怎样变化？ 共射极放大电路3.3 2. 放大电路如图所示。当测得BJT的VCE 接近VCC的值时，问管子处于什么工作状态？可能的故障原因有哪些？截止状态答：故障原因可能有： Rb支路可能开路，IB=0， IC=0， VCE= VCC - IC Rc= VCC 。 C1可能短路， VBE=0， IB=0， IC=0， VCE=

26、VCC - IC Rc= VCC 。作业： P142 3.3.4 3.3.6 P143 3.3.7end3.4 小信号模型分析法小信号模型分析法3.4.1 BJT的小信号建模的小信号建模3.4.2 共射极放大电路的小信号模型分析共射极放大电路的小信号模型分析 H参数的引出参数的引出 H参数小信号模型参数小信号模型 模型的简化模型的简化 H参数的确定参数的确定（意义、思路）（意义、思路） 利用直流通路求利用直流通路求Q点点 画小信号等效电路画小信号等效电路 求放大电路动态指标求放大电路动态指标建立小信号模型的意义建立小信号模型的意义建立小信号模型的思路建立小信号模型的思路 当放大电路的输入信号电

27、压很小时，就可以把三极管小范围内的特性曲线近似地用直线来代当放大电路的输入信号电压很小时，就可以把三极管小范围内的特性曲线近似地用直线来代替，从而可以把三极管这个非线性器件所组成的电路当作线性电路来处理。替，从而可以把三极管这个非线性器件所组成的电路当作线性电路来处理。 由于三极管是非线性器件，这样就使得放大电路的分析非常困难。建立小信号模型，就是将由于三极管是非线性器件，这样就使得放大电路的分析非常困难。建立小信号模型，就是将非线性器件做线性化处理，从而简化放大电路的分析和设计。非线性器件做线性化处理，从而简化放大电路的分析和设计。3.4.1 BJT的小信号建模的小信号建模1. H参数的引出

28、参数的引出),(CEBBEvifv 在小信号情况下，对上两式取全微分得CECEBEBBBEBEBCEdvvvdiivdvIV 用小信号交流分量表示vbe= hieib+ hrevceic= hfeib+ hoevce3.4.1 BJT的小信号建模 对于BJT双口网络，我们已经知道输入输出特性曲线如下：iB=f(vBE) vCE=constiC=f(vCE) iB=const可以写成：),(CEBCvifi CECECBBCCBCEdvvidiiidiIV vBEvCEiBcebiCBJT双口网络3.4.1 BJT的小信号建模CEBBEie Vivh 输出端交流短路时的输入电阻；( (单位： ）

29、输出端交流短路时的正向电流传输比或电流放大系数；输入端交流开路时的反向电压传输比；输入端交流开路时的输出电导。（单位：S)S)其中：其中：四个参数量纲各不相同，故称为混合参数（H H参数）。1. H参数的引出参数的引出vbe= hieib+ hrevceic= hfeib+ hoevceCEBCfe Viih BCEBEre Ivvh BCECoe Ivih 3.4.1 BJT的小信号建模2. H参数小信号模型参数小信号模型根据可得小信号模型BJT的H参数模型vbe= hieib+ hrevceic= hfeib+ hoevcevBEvCEiBcebiCBJT双口网络 H H参数都是小信号参数

30、，即微变参数或交流参数。 H H参数与工作点有关，在放大区基本不变。 H H参数都是微变参数，所以只适合对交流信号的分析。3.4.1 BJT的小信号建模3. 模型的简化模型的简化hfeibicvceibvbehrevcehiehoe即 rbe= hie = hfe uT = hre rce= 1/hoe一般采用习惯符号则BJT的H参数模型为 ibicvceibvbeuT vcerberce uT很小，一般为10-3 10-4 ， rce很大，约为100k 。故一般可忽略它们的影响，得到简化电路 ib 是受控源 ，且为电流控制电流源(CCCS)。 电流方向与ib的方向是关联的。 3.4.1 BJ

31、T的小信号建模4. H参数的确定参数的确定 一般用测试仪测出；一般用测试仪测出； rbe 与与Q点有关，可用图示仪测出。点有关，可用图示仪测出。一般也用公式估算 rbe rbe= rb + (1+ ) re其中对于低频小功率管 rb200 则 )mA()mV(26)1(200EQbeIr )mA()mV()mA()mV(EQEQTeIIVr26而 (T=300K) 3.4.2 用用H参数小信号模型分析共参数小信号模型分析共 射极基本放大电路射极基本放大电路 共射极放大电路1. 利用直流通路求利用直流通路求Q点点bBECCBRVVI 一般硅管VBE=0.7V，锗管VBE=0.2V， 已知。BCI

32、I cCCCCERIVV bIcIbIbIcIbI2. 画出小信号等效电路画出小信号等效电路RbbIcIbIviRbiVbIcIOVbIRbviRciVbIcIOVbI 3.4.2 小信号模型分析共射极放大电路icvce+-交流通路RbviRcRLiVbIcIOVbIH参数小信号等效电路3. 求电压增益求电压增益根据RbviRcRLiVbIcIOVbIbebirIV bcII )/(LccORRIV 则电压增益为beLcbebLcbbebLcciO)/()/()/(rRRrIRRIrIRRIVVAV 3.4.2 小信号模型分析（可作为公式）4. 求输入电阻求输入电阻 3.4.2 小信号模型分析

33、RbRcRLiVbIcIOVbIRiiIbebiii/ rRIVR 5. 求输出电阻求输出电阻令0i V0b I0b I Ro = Rc 所以 1. 电路如图所示。电路如图所示。试画出其小信号等试画出其小信号等效模型电路。效模型电路。-VC CRcRLReRb2Rb1Cb2Cb1+-vo+-vi+cebbIbI rbeebcbIbI RerbeebcbIiIiVbI Rb2Rerbe+-ebcbIiIiVbI Rb1Rb2Rerbe+-ebcbIiIiVbI Rb1Rb2RcRerbe+-ebcbIiIiVbI oVRb1Rb2RcReRLrbe+-+-ebc 解：解：例题例题例题例题 解：解

34、：（1）4Vk4mA212cCCCCE RIVVmA2uA4050BC IIuA40k300V12bCCbBECCB RVRVVI（2） 863)mA()mV(26)1(200)mA()mV(26)1(200CEbeIIr 87.115)/(beLcioV rRRVVA 863/bebebirrRRk4co RR36.73)87.115(500863863VsiiiosisoVS ARRRVVVVVVAioVVVA soVSVVA 2. 放大电路如图所示。试求：（1）Q点；（2）、oi RR、。已知 =50。 Rs + Vs Vi + 放放 大大 电电 路路 Ri 作业： P143 3.4.1

35、 3.4.2 3.4.4 end3.5 放大电路的工作点稳定问题放大电路的工作点稳定问题 温度变化对温度变化对ICBO的影响的影响 温度变化对输入特性曲线的影响温度变化对输入特性曲线的影响 温度变化对温度变化对 的影响的影响 稳定工作点原理稳定工作点原理 放大电路指标分析放大电路指标分析 固定偏流电路与射极偏置电路的比较固定偏流电路与射极偏置电路的比较3.5.1 温度对工作点的影响温度对工作点的影响3.5.2 射极偏置电路射极偏置电路QvC E/ViC/m AiB =0IBQ13.5.1 温度对工作点的影响温度对工作点的影响1. 温度变化对温度变化对ICBO的影响的影响2. 温度变化对输入特性

36、曲线的影响温度变化对输入特性曲线的影响温度温度T 输出特性曲线上移输出特性曲线上移)()C25CBO(CBO00TTkTeII V102.2)(30)C25BE(BE0 TTVVT温度温度T 输入特性曲线左移输入特性曲线左移3. 温度变化对温度变化对 的影响的影响温度每升高温度每升高1 C ， 要增加要增加0.5% 1.0%温度温度T 输出特性曲线族间距增大输出特性曲线族间距增大QvC E/ViC/m AiB =0IBQ1总之：总之： ICBO ICEO T VBE IB IC 3.5.2 射极偏置电路射极偏置电路1. 稳定工作点原理稳定工作点原理目标：温度变化时，使I IC C维持恒定。 如

37、果温度变化时，b b点电位能基本不变，则可实现静态工作点的稳定。T 稳定原理：稳定原理： IC IE IC VE 、VB不变不变 VBE IB （反馈控制）b点电位基本不变的条件：点电位基本不变的条件：I1 IB ，CCb2b1b2BVRRRV 此时，不随温度变化而变化。VB VBE 且Re可取大些，反馈控制作用更强。 一般取 I1 =(510)IB ， VB =3V5V 3.5.2 射极偏置电路2. 放大电路指标分析放大电路指标分析静态工作点静态工作点CCb2b1b2BVRRRV eBEBECRVVII )(ecCCCeEcCCCCERRIVRIRIVV CBII 3.5.2 射极偏置电路2

38、. 放大电路指标分析放大电路指标分析电压增益电压增益输出回路：)/(LcboRRIV 输入回路：ebbebeebebi)1(RIrIRIrIV 电压增益：ebeLcebebLcbioV)1()/()1()/(RrRRRrIRRIVVA 画小信号等效电路确定模型参数 已知，求r rbebe)mA()mV(26)1(200EQbeIr 增益 3.5.2 射极偏置电路2. 放大电路指标分析放大电路指标分析输入电阻输入电阻)1(/ebeb2b1TTiRrRRIVR bRTbIII ebbebeebebT)1(RIrIRIrIV )/(b2b1RTbRRIV 根据定义由电路列出方程则输入电阻放大电路的输

39、入电阻不包含信号源的内阻TTiIVR 3.5.2 射极偏置电路2. 放大电路指标分析放大电路指标分析输出电阻输出电阻输出电阻oco/ RRR 求输出电阻的等效电路网络内独立源置零负载开路输出端口加测试电压对回路1和2列KVL方程r rcece对分析过程影响很大，此处不能忽略0)()(ecbsbeb RIIRrI0)()(ebccebcT RIIrIIV 其中b2b1ss/RRRR 则)1(esbeececToRRrRrIVR 当coRR 时，coRR 一般cceoRrR （） 3.5.2 射极偏置电路3. 固定偏流电路与射极偏置电路的比较固定偏流电路与射极偏置电路的比较 共射极放大电路静态：静

40、态：bBECCBRVVI BCII cCCCCERIVV CCb2b1b2BVRRRV eBEBECRVVII )(ecCCCCERRIVV CBII 3.5.2 射极偏置电路3. 固定偏流电路与射极偏置电路的比较固定偏流电路与射极偏置电路的比较 固定偏流共射极放大电路电压增益：电压增益：beLc)/(rRRAV ebeLcV)1()/(RrRRA RbviRcRLiVbIcIOVbI固定偏流共射极放大电路输入电阻：输入电阻：bebiii/ rRIVR ebeb2b1i)1(/RrRRR 输出电阻：输出电阻：Ro = Rc coRR 3.5.2 射极偏置电路beLcebeLcV)/()1()/

41、(rRRRrRRA beb2b1ebeb2b1i/)1(/rRRRrRRR + +VC C C2 + C1 Ce + Rc Re 2 RL vo T Rb1 + Re 1 Rb2 + vi 1e1beLcV)1()/(RrRRA e1beb2b1i)1(/RrRRR 3.5.2 射极偏置电路作业： P146 3.5.3 3.5.4end3.6 共集电极电路共集电极电路 电路分析电路分析 复合管复合管 三种组态的比较三种组态的比较3.6.1 共集电极电路共集电极电路3.6.1 共集电极电路共集电极电路1. 电路分析电路分析共集电极电路结构如图示共集电极电路结构如图示该电路也称为该电路也称为射极输

42、出器射极输出器求静态工作点求静态工作点ebBECCB)1(RRVVI eCCCeECCCERIVRIVV BCII eEBEbBCCRIVRIV BE)1(II 由由得得电压增益电压增益输出回路：输入回路：LbbebLbbbebi)1( )(RIrIRIIrIV 电压增益：1)1()1()1()1(LbeLLbeLLbebLbioV RrRRrRRrIRIVVA 画小信号等效电路确定模型参数 已知，求r rbebe)mA()mV(26)1(200EQbeIr 增益 3.6.1 共集电极电路1. 电路分析电路分析其中LeL/ RRR LbLbbo)1()(RIRIIV 一般beLrR ，则电压增

43、益接近于1 1，1V A即同同相相与与ioVV电压跟随器输入电阻输入电阻)1(/LbebTTiRrRIVR bRTbIII LbbebT)1(RIrIV bRTbRIV 根据定义由电路列出方程则输入电阻TTiIVR LeL/ RRR 当beLrR 1 ，时，Lbi/RRR 3.6.1 共集电极电路1. 电路分析电路分析输入电阻大输出电阻输出电阻由电路列出方程eRbbTIIII )(sbebTRrIV eRTeRIV 其中bss/ RRR 则输出电阻 1/beseTTorRRIVR当 1beserRR，1 时， besorRR 输出电阻小共集电极电路特点：共集电极电路特点：同同相相与与ioVV

44、电压增益小于1 1但接近于1 1， 输入电阻大，对电压信号源衰减小 输出电阻小，带负载能力强 3.6.1 共集电极电路2. 复合管复合管作用：提高电流放大系数，增大电阻r rbebe复合管也称为达林顿管3. 三种组态的比较三种组态的比较电压增益：电压增益：beLc)/(rRR 输入电阻：输入电阻：beb/ rR输出电阻：输出电阻：cR 3.6.2 共基极电路)/)(1()/()1(LebeLeRRrRR )/)(1(/LebebRRrR 1)/(/bebserRRRbeLc)/(rRR 1/beerRcR阻容偶合阻容偶合变压器偶合变压器偶合直接耦合直接耦合光电耦合光电耦合 多级放大电路的连接，

45、产生了单元电路间的级联问题即耦合问题。放大电路的级间耦合必须要保证信号的传输，且保证各级的静态工作点正确。 阻容耦合UiUoEc优点：结构简单，各工作点互不影响，放大效果好。缺点：不能传送较慢的信号或直流信号不适宜集成化 光电耦合工作过程：电光电 多级放大电路放大倍数的计算 n1=iin321AAAAAA即多级放大器的放大倍数等于各个单级放大电路放大倍数的积注意：在求单级放大电路的放大倍数时必须将后一级的输入电阻作为前一级的负载考虑，即将第二级的输入电阻与第一级集电极负载电阻并联。多级放大器的输入电阻即为第一级的输入电阻；多级放大器的输出电阻即为输出级的输出电阻。例题例题ioVVVA 1. 放

46、大电路如图所示。试求。已知 =50。mA69.1B2C2 II 解：解：uA9.33)1(ebBECCB2 RRVVI 6.984 )mA()mV(26)1(200Ebe2Ir k61k/4k)4)(1(k/150be2i2 rR5.217)/(be1i2c1io1V1 rRRVVA 1o1oV2 VVA5.217V2V1o1oio1ioV AAVVVVVVA 863/k300be1be1irrR 95 501k9846.0)k150/k4(/k4 1)/(/ 1)/(/be2b2o1e2bebseo rRRRrRRRR 863 3.4be1r节节例例题题中中已已求求得得87.115 3.4V

47、 A倍倍数数节节例例题题中中求求得得单单级级放放大大两者比较可看出增益明显提高补充、多级放大电路如图所示，若两个晶体管的=79=79，r rbebe=1k,=1k,试计算 1 1空载电压放大倍数AuAu和Aus;Aus; 2 2Us=10mVUs=10mV，R RL L=3k=3k时的UoUo。 小小 结结画出电路的直流通路计算法图解法静态值IBQICQUBEQUCEQ 放大电路的性能分析主要有静态分析和动态分析。 静态分析求输入信号为零时，放大电路的工作状态。确定放大电路的静态值IBQ、ICQ、UCEQ,即静态工作点Q。静态工作点的位置直接影响放大电路的质量分析方法： 动态分析有输入信号U

48、Ui i00时，放大电路的工作状态确定放大电路的放大倍数AU 或AI输入电阻ri和输出电阻ro动态的分析方法有：图解法和等效电路法。 图解法以器件的特性曲线为基础、直观、形象，主要用于分析放大器的大信号工作， 等效电路法以器件的交流信号模型为基础，是分析小信号放大电路的主要手段。低频h参数等效电路是小信号交流等效电路，在很多实际情况下，可根据简化条件，将hre和hoe忽略，只须用保留hfe 和hie 两个参数的简化等效电路即可获得所需精度小小 结结画出电路的交流通路三极管用微变等效电路代替放大电路的微变等效电路hieAU ri ro ri ro 晶体三极管按其连接方式不同，可以有三种组态，即共射、共集、共基三种放大电路。 共射电路：较高电压和电流增益，输入与输出阻抗中等，输出电压