电工电子学ch8 分立元件放大电路

1、返回返回后一页后一页半导体的特性：半导体的特性： ( (可制成温度敏感元件，如热敏电阻可制成温度敏感元件，如热敏电阻) )掺杂性：掺杂性：往纯净的半导体中掺入某些杂质，会使往纯净的半导体中掺入某些杂质，会使 其导电能力明显改变。其导电能力明显改变。光敏性：光敏性：当受到光照时，其导电能力明显变化。当受到光照时，其导电能力明显变化。 ( (可制成各种光敏元件，如光敏电阻、可制成各种光敏元件，如光敏电阻、 光敏二极管、光敏三极管、光电池等光敏二极管、光敏三极管、光电池等) )。热敏性：热敏性：当环境温度升高时，导电能力显著增强。当环境温度升高时，导电能力显著增强。前一页前一页 后一页后一页返回返回

2、1. 本征半导体本征半导体 完全纯净的、结构完整的半导体晶体，称为完全纯净的、结构完整的半导体晶体，称为本征半导体。本征半导体。硅和锗的晶体结构硅和锗的晶体结构前一页前一页 后一页后一页返回返回8.1.1 PN结结硅和锗的共价键结构硅和锗的共价键结构共价键共共价键共用电子对用电子对 共价键中的共价键中的两个电子被紧紧两个电子被紧紧束缚在共价键中，束缚在共价键中，称为称为束缚电子。束缚电子。+4+4+4+4前一页前一页 后一页后一页返回返回+4+4+4+4自由电子自由电子空穴空穴束缚电子束缚电子 在常温下，由于在常温下，由于热激发，使一些价电热激发，使一些价电子获得足够的能量而子获得足够的能量而

3、脱离共价键的束缚，脱离共价键的束缚，成为成为自由电子自由电子（带负（带负电），同时共价键上电），同时共价键上留下一个空位，称为留下一个空位，称为空穴空穴（带正电）（带正电）。 本征半导体的导电机理本征半导体的导电机理这一现象称为本征激发。这一现象称为本征激发。前一页前一页 后一页后一页返回返回本征半导体的导电机理本征半导体的导电机理 在其它力的作用在其它力的作用下，空穴吸引临近的下，空穴吸引临近的电子来填补，其结果电子来填补，其结果相当于空穴的迁移。相当于空穴的迁移。 空穴的迁移相当于空穴的迁移相当于正电荷的移动，因此正电荷的移动，因此可以认为空穴是载流可以认为空穴是载流子。子。 因常温下束缚

4、因常温下束缚电子很难脱离共价电子很难脱离共价键成为自由电子，键成为自由电子，因此本征半导体中因此本征半导体中的自由电子和空穴的自由电子和空穴很少，所以很少，所以本征半本征半导体的导电能力很导体的导电能力很弱。弱。 当半导体外加电压当半导体外加电压时，在电场的作用下时，在电场的作用下将出现两部分电流：将出现两部分电流： 1）自由电子作定）自由电子作定向移动向移动 电子电流电子电流 2）价电子递补空）价电子递补空穴穴 空穴电流空穴电流+4+4+4+4前一页前一页 后一页后一页返回返回本征半导体中存在本征半导体中存在数量相等数量相等的两种载流的两种载流子，即子，即自由电子和空穴自由电子和空穴。 温度

5、越高，载流子的浓度越高温度越高，载流子的浓度越高，本征半本征半导体的导电能力越强。导体的导电能力越强。温度是影响半导体性温度是影响半导体性能的一个重要的外部因素，能的一个重要的外部因素，这是半导体的一这是半导体的一大特点。大特点。本征半导体的导电能力取决于载流子的本征半导体的导电能力取决于载流子的浓度。浓度。跳转跳转前一页前一页 后一页后一页返回返回返回返回前一页前一页 后一页后一页前一页前一页 后一页后一页返回返回P 型半导体型半导体+N 型半导体型半导体前一页前一页 后一页后一页返回返回 1. 在杂质半导体中多子的数量与在杂质半导体中多子的数量与 （a. 掺杂浓度、掺杂浓度、b.温度）有关

6、。温度）有关。 2. 在杂质半导体中少子的数量与在杂质半导体中少子的数量与 （a. 掺杂浓度、掺杂浓度、b.温度）有关。温度）有关。 3. 当温度升高时，少子的数量当温度升高时，少子的数量 （a. 减少、减少、b. 不变、不变、c. 增多）。增多）。abc 4. 在外加电压的作用下，在外加电压的作用下，P 型半导体中的电流型半导体中的电流主要是主要是 ， N 型半导体中的电流主要是型半导体中的电流主要是 （a. 电子电流、电子电流、b.空穴电流）空穴电流） ba前一页前一页 后一页后一页返回返回3. PN结的形成结的形成多子的扩散运动多子的扩散运动内电场内电场E少子的漂移运动少子的漂移运动浓度

7、浓度差差P 型半导体型半导体+N 型半导体型半导体空间电荷区空间电荷区空间电荷区也称空间电荷区也称 PN 结结 前一页前一页 后一页后一页返回返回前一页前一页 后一页后一页4 4、 PN结的单相导电性结的单相导电性 PN 结加正向电压（正向偏置）结加正向电压（正向偏置） P接正、接正、N接负接负 +U内电场内电场外电场外电场PNIF 内电场被削弱，多内电场被削弱，多子的扩散加强，形成子的扩散加强，形成较大的扩散电流。较大的扩散电流。 PN结正向电阻较小，结正向电阻较小，正向电流较大，正向电流较大，PN结结处于导通状态。处于导通状态。返回返回3. PN结的导电特性结的导电特性 PN 结加反向电压

8、（反向偏置）结加反向电压（反向偏置）+U内电场内电场外电场外电场PN 内电场被加强，少子内电场被加强，少子的漂移加强，由于少子的漂移加强，由于少子数量很少，形成很小的数量很少，形成很小的反向电流。反向电流。IRPN 结变宽结变宽 P接负、接负、N接正接正 PN结反向电阻较大，结反向电阻较大，反向电流很小，反向电流很小，PN结结处于截止状态。处于截止状态。温度越高少子的数量越多，反向电流将随温度增加温度越高少子的数量越多，反向电流将随温度增加前一页前一页 后一页后一页返回返回1、PN 结加正向电压（正向偏置，结加正向电压（正向偏置，P 接正、接正、N 接负接负 ）时，）时， PN 结处于正向导通

9、状态，结处于正向导通状态，PN 结正向电阻较小，正向电流较大。结正向电阻较小，正向电流较大。2、PN 结加反向电压（反向偏置，结加反向电压（反向偏置，P接负、接负、N 接正接正 ）时，）时， PN 结处于反向截止状态，结处于反向截止状态，PN 结反向电阻较大，反向电流很小。结反向电阻较大，反向电流很小。前一页前一页 后一页后一页返回返回（a）点接触型）点接触型1. 结构结构 ：按结构可分三类按结构可分三类(b)面接触型面接触型 结面积小、结面积小、结电容小、正结电容小、正向电流小。用向电流小。用于检波和变频于检波和变频等高频电路。等高频电路。 结面积大、结面积大、正向电流大、正向电流大、结电容

10、大，用结电容大，用于工频大电流于工频大电流整流电路。整流电路。前一页前一页 后一页后一页(c)平面型平面型 用于集成电路制作工艺中。用于集成电路制作工艺中。PN结结面积可大可结结面积可大可小，用于高频整流和开关电路中。小，用于高频整流和开关电路中。返回返回1.二极管的结构和类型二极管的结构和类型 符号：符号：PN阳极阳极阴极阴极VD前一页前一页 后一页后一页返回返回2. 二极管的伏安特性二极管的伏安特性前一页前一页 后一页后一页返回返回3. 二极管的主要参数二极管的主要参数(1)(1)最大整流电流最大整流电流 IOM二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向平二极管长期使用时，允许流过二极管的

11、最大正向平均电流。均电流。(2)(2)是保证二极管不被击穿而给出的反向峰值电压，是保证二极管不被击穿而给出的反向峰值电压，一般是二极管反向击穿电压一般是二极管反向击穿电压U(BR)U(BR)的一半或三分之一。的一半或三分之一。(3)(3)指二极管加最高反向工作电压时的反向电流。反向指二极管加最高反向工作电压时的反向电流。反向电流大，说明管子的单向导电性差，电流大，说明管子的单向导电性差， 受温度的影响，受温度的影响，温度越高反向电流越大。硅管的反向电流较小，温度越高反向电流越大。硅管的反向电流较小，前一页前一页 后一页后一页返回返回前一页前一页 后一页后一页返回返回 4. 应用举例应用举例 定

12、性分析：定性分析：判断二极管的工作状态判断二极管的工作状态导通导通截止截止否则，正向管压降否则，正向管压降硅硅0 0.60.7V锗锗0.20.3V 分析方法：分析方法：将二极管断开，分析二极管两端电位将二极管断开，分析二极管两端电位的高低或所加电压的高低或所加电压UD的正负。的正负。若若 V阳阳 V阴阴或或 UD为正，二极管导通（正向偏置）为正，二极管导通（正向偏置）若若 V阳阳 V阴阴 二极管导通二极管导通若若忽略管压降，二极管可看作短路，忽略管压降，二极管可看作短路，UAB = 6V否则，否则， UAB低于低于6V一个管压降，为一个管压降，为6.3或或6.7V例例1 1：后一页后一页取取

13、B 点作参考点，断点作参考点，断开二极管，分析二极开二极管，分析二极管阳极和阴极的电位。管阳极和阴极的电位。跳转跳转返回返回两个二极管的阴极接在一起两个二极管的阴极接在一起求：求：UAB取取 B 点作参考点，断开点作参考点，断开二极管，分析二极管阳二极管，分析二极管阳极和阴极的电位。极和阴极的电位。V1阳阳 =6 V，V2阳阳 =0 V ，V1阴阴 = V2阴阴 = 12 VUD1 = 6V，UD2 =12V UD2 UD1 VD2 优先导通，优先导通， VD1截止。截止。若忽略管压降，二极管可看作短路，若忽略管压降，二极管可看作短路，UAB = 0 VVD6V12V3k BAVD2mA431

14、22 DIVD1承受反向电压为承受反向电压为6 V流过流过VD2的电流为的电流为例例2:2:前一页前一页 后一页后一页返回返回ui 8V 二极管导通，可看作短路二极管导通，可看作短路 uo = 8V ui 8V 二极管截止，可看作开路二极管截止，可看作开路 uo = ui已知：已知： 二极管是理想的，试画二极管是理想的，试画出出 uo 波形。波形。V sin18tui u2t 18V参考点参考点8V例例3 3二极管的用途：二极管的用途： 整流、检波、限幅、整流、检波、限幅、箝位、开关、元件保护、箝位、开关、元件保护、温度补偿等。温度补偿等。前一页前一页 后一页后一页返回返回前一页前一页 后一页

15、后一页使用时要加限流电阻使用时要加限流电阻返回返回前一页前一页 后一页后一页ZZIUZr Zr返回返回RL (Io ) IR IR限流调压限流调压 IZ .RDzIz稳压电路稳压电路返回返回前一页前一页 后一页后一页例：稳压二极管的应用例：稳压二极管的应用RLuiuORDZiiziLUZ稳压二极管技术数据为：稳压值稳压二极管技术数据为：稳压值UZW=10V，Izmax=12mA，Izmin=2mA，负载电阻，负载电阻RL=2k ，输入电，输入电压压ui=12V，限流电阻，限流电阻R=200 。若。若负载电阻负载电阻变化范围变化范围为为1.5 k 4 k ，是否还能稳压？，是否还能稳压？RLui

16、uORDZiiziLUZUZW=10V ui=12VR=200 Izmax=12mAIzmin=2mARL=2k (1.5 k 4 k ) iL=uo/RL=UZ/RL=10/2=5（mA）i= （ui - UZ）/R=（12-10）/0.2=10 （mA） iZ = i - iL=10-5=5 （mA）RL=1.5 k , iL=10/1.5=6.7（mA）, iZ =10-6.7=3.3（mA）RL=4 k , iL=10/4=2.5（mA）, iZ =10-2.5=7.5（mA）负载变化负载变化, ,但但i iZ Z仍在仍在12mA12mA和和2mA2mA之间之间, ,所以稳压管仍能起稳

17、压作用所以稳压管仍能起稳压作用返回返回集电区：集电区：面积最大面积最大基区：最薄，基区：最薄，掺杂浓度最低掺杂浓度最低发射区：掺发射区：掺杂浓度最高杂浓度最高发射结发射结集电结集电结返回返回返回返回2.2.电流分配关系和放大原理电流分配关系和放大原理BECNNPEBRBECRC（1） 三极管放大的外部条件三极管放大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PNP VBVE VCVE 集电结反偏集电结反偏 VCVB返回返回晶体管电流放大的实验电路晶体管电流放大的实验电路 mA AVVmAICECIBIERB+UBE +UCE EBCEB3DG100符合基尔霍夫定律符合基尔霍夫定律+

18、UBE ICIEIB CT E B +UCE (a) NPN 型晶体管；型晶体管；+ UBE IBIEIC CT EB +UCE 电流方向和发射结与集电结的极性电流方向和发射结与集电结的极性(b) PNP 型晶体管型晶体管（3 3）三极管内部载流子的运动规律）三极管内部载流子的运动规律BECNNPEBRBEC 基区空基区空穴向发射穴向发射区的扩散区的扩散可忽略。可忽略。 发射结正偏，发射结正偏，发射区电子不发射区电子不断向基区扩散，断向基区扩散，形成发射极电形成发射极电流流I IE E。IE进入进入P P 区的区的电子少部分与电子少部分与基区的空穴复基区的空穴复合，形成电流合，形成电流I IB

19、E BE ，多数扩，多数扩散到集电结。散到集电结。IBE从基区扩散来从基区扩散来的电子作为集的电子作为集电结的少子，电结的少子，漂移进入集电漂移进入集电结而被收集，结而被收集，形成形成I ICECE。ICE 集电结反集电结反偏，有少子偏，有少子形成的反向形成的反向电流电流I ICBOCBO。ICBO返回返回(3) (3) 三极管内部载流子的运动规律三极管内部载流子的运动规律ICIBBECNNPEBRBECIEIBEICEICBOBCCBOBCBOCBECEIIIIIIII CEOBCBOBC)(1 IIIII BC CEO III ，有有忽忽略略3. 3. 特性曲线特性曲线 即管子各电极电压与

20、电流的关系曲线，是即管子各电极电压与电流的关系曲线，是管子内部载流子运动的外部表现，反映了晶体管子内部载流子运动的外部表现，反映了晶体管的性能，是分析放大电路的依据。管的性能，是分析放大电路的依据。为什么要研究特性曲线：为什么要研究特性曲线： 1 1）直观地分析管子的工作状态）直观地分析管子的工作状态 2 2）合理地选择偏置电路的参数，设计性能）合理地选择偏置电路的参数，设计性能良好的电路良好的电路 重点讨论应用最广泛的共发射极接法的特重点讨论应用最广泛的共发射极接法的特性曲线性曲线返回返回 实验线路实验线路输入回路输入回路输出回路输出回路发射极是输入、输出回路的公共端发射极是输入、输出回路的

21、公共端 EBICmA AVUCEUBERBIBECV共发射极电路共发射极电路 返回返回（1 1）输入特性）输入特性IB( A)UBE(V)204060800.40.8UCE 1V常常数数 CEUBEBUfI)(特点特点:非线性非线性死区电压：死区电压：硅管硅管0.50.5V，锗管锗管0.20.2V。工作压降：工作压降： 硅硅U UBE BE 0.6 0.60.70.7V, ,锗锗U UBE BE 0.20.20.30.3V。返回返回（2 2）输出特性）输出特性IC(mA )1234UCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A100 A当当U UCE CE 大于一定大于一定的数

22、值时，的数值时，I IC C只只与与I IB B有关，即有关，即I IC C= = I IB B。常数常数 BICECUfI)(此区域满足此区域满足IC= IB 称为称为线性区（放线性区（放大区），具大区），具有恒流特性。有恒流特性。返回返回对对 NPN 型管而言型管而言, 应使应使 UBE 0, UBC UBE。IC(mA )1234UCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A100 AUCE UBE, ,集电集电结正偏结正偏 此区此区域中域中IC受受UCE的影响的影响较大较大返回返回 IC UCC/RC 。IC(mA )1234UCE(V)36912IB=020 A40

23、A60 A80 A100 A 此区域中此区域中: : IB= 0,IC =ICEO,UBE 死区电压，死区电压，称为截止区。称为截止区。后一页后一页跳转跳转 为可靠截止，为可靠截止，常取发射结零偏常取发射结零偏压或反偏压。压或反偏压。返回返回集电结也处于反向集电结也处于反向偏置偏置( (UBC 0 ICIB+UCE UBC 0+(b)截止截止IC 0 IB = 0+ UCE UCC UBC 0 IB+ UCE 0 UBC 0+CCCCRUI 0 0.1 0.5 0.1 0.6 0.7 0.2 0.3 0.3 0.1 0.7 0.3硅管硅管( (NPN) )锗管锗管( (PNP) ) 可靠截止可

24、靠截止开始截止开始截止 UBE/V UBE/VUCE/V UBE/V 截截 止止 放大放大 饱和饱和 工工 作作 状状 态态 管管 型型晶体管结电压的典型值晶体管结电压的典型值例：例： =50， USC =12V， RB =70k ， RC =6k 当当USB = -2V，2V，5V时，时，晶体管的静态工作点晶体管的静态工作点Q位位于哪个区？于哪个区？USB =-2V， IB=0 ， IC=0，Q位于截止区位于截止区 USB =2V， IB= (USB -UBE)/ RB =(2-0.7)/70=0.019 mA IC= IB =50 0.019=0.95 mA ICS =2 mA ， Q位于

25、饱位于饱和区和区(实际上，此时实际上，此时IC和和IB 已不是已不是 的关系）的关系）4. 4. 主要参数主要参数前面的电路中，三极管的发射极是输入前面的电路中，三极管的发射极是输入输出的公共点，称为共射接法。相应地还有输出的公共点，称为共射接法。相应地还有共基、共集接法。共基、共集接法。直流电流放大系数：直流电流放大系数：BC_II （1 1）电流放大系数）电流放大系数 和和 _ 工作于动态的三极管，真正的信号是叠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。基极电流的变化量加在直流上的交流信号。基极电流的变化量为为 I IB B，相应的集电极电流变化为，相应的集电极电流变化为 I

26、 IC C 。BIIC 交流电流放大系数：交流电流放大系数：一般小功率三极管一般小功率三极管20020 _ 大功率三极管大功率三极管10010 返回返回（2 2）集）集- -基极反向饱和电流基极反向饱和电流 ICBO返回返回（3 3）集）集- -射极穿透电流射极穿透电流 ICEOICUCEICUCE=PCMICMU(BR)CEO安全工作区安全工作区由三个极限参数可画出三极管的安全工作区由三个极限参数可画出三极管的安全工作区返回返回后一页后一页返回返回返回返回返回返回返回返回参考点参考点返回返回返回返回RB+UCC返回返回io :UUAu定义SESRiIiUoUoUiiiIUr oooIUr 0

27、U SLR f|Au |0.707| Auo | Auo |23. 共射放大电路的电压放大作用共射放大电路的电压放大作用返回返回3. 共射放大电路的电压放大作用共射放大电路的电压放大作用uBEtuitiBtiCtuCEtuotUBEIBICUCE？无输入信号时无输入信号时有输入信号时有输入信号时 uCE= VCC iC RC 返回返回1）无输入信号电压时，三极管各电极都是恒定）无输入信号电压时，三极管各电极都是恒定 的电压和电流的电压和电流: :IB、UBE和和 IC、UCE 。 ( (IB、UBE) ) 和和( ( IC、UCE ) )分别对应于输入、分别对应于输入、输出特性曲线上的一个点称

28、为输出特性曲线上的一个点称为静态工作点静态工作点。IBUBEQIBUBEICUCEQUCEIC返回返回2）加上输入信号电压后，各电极电流和电压的）加上输入信号电压后，各电极电流和电压的 大小均发生了变化，都在直流量的基础上叠大小均发生了变化，都在直流量的基础上叠 加了一个交流量，但方向始终不变。加了一个交流量，但方向始终不变。iCtiCtIC+iCtic集电极电流集电极电流直流分量直流分量交流分量交流分量静态分析静态分析动态分析动态分析返回返回3）若参数选取得当，输出电压可比输入电压大，）若参数选取得当，输出电压可比输入电压大， 即电路具有电压放大作用。即电路具有电压放大作用。4）输出电压与输

29、入电压在相位上相差）输出电压与输入电压在相位上相差180,即即 共发射极电路具有反相作用。共发射极电路具有反相作用。uituot返回返回3. 实现放大的条件实现放大的条件 1 1）晶体管必须工作在放大区。发射结正偏，集）晶体管必须工作在放大区。发射结正偏，集 电结反偏。电结反偏。2 2）正确设置静态工作点，使整个波形处于放大）正确设置静态工作点，使整个波形处于放大 区。区。3 3）输入回路将变化的电压转化成变化的基极电）输入回路将变化的电压转化成变化的基极电 流。流。4 4）输出回路将变化的集电极电流转化成变化的）输出回路将变化的集电极电流转化成变化的 集电极电压，经电容耦合只输出交流信号。集

30、电极电压，经电容耦合只输出交流信号。返回返回4 4、直流通路和交流通路、直流通路和交流通路 因电容对交、直流的作用不同。在放大电路因电容对交、直流的作用不同。在放大电路中如果中如果电容的容量足够大，可以认为它对交流电容的容量足够大，可以认为它对交流分量不起作用，即对交流短路。而对直流可以分量不起作用，即对交流短路。而对直流可以看成开路。看成开路。这样，交直流所走的通路是不同的。这样，交直流所走的通路是不同的。直流通路：无信号时电流（直流电流）的通路，直流通路：无信号时电流（直流电流）的通路， 用来计算静态工作点。用来计算静态工作点。交流通路：有信号时交流分量（变化量）的通交流通路：有信号时交流

31、分量（变化量）的通 路，用来计算电压放大倍数、输入路，用来计算电压放大倍数、输入 电阻、输出电阻等动态参数。电阻、输出电阻等动态参数。返回返回直流通路直流通路( IB 、 IC 、 UCE )对直流信号电容对直流信号电容 C 可看作开路（即将电容断开）可看作开路（即将电容断开）断开断开断开断开+UCCRBRCT+UBEUCEICIBIE+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiERBRCuiuORLRSes+ XC 0，C 可看作可看作短路。忽略电源的短路。忽略电源的内阻，电源的端电内阻，电源的端电压恒定，直流电源压恒定，直流电源对交流可看作短路。对交流可看作短

32、路。短路短路短路短路对地短路对地短路+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiE静态：放大电路无交流信号输入（静态：放大电路无交流信号输入（u ui i =0=0）时的工作状态。）时的工作状态。返回返回1. 1. 估算法：估算法：1 1）根据直流通路估算）根据直流通路估算 IBRBRCIBBBECCBRUUIKVL 由BCCRU7 . 0BCCRV RB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。返回返回RBRC+UCC2 2）根据直流通道估算）根据直流通道估算UCE、ICIC根据电流放大作用根据电流放大作用CEOBC III BB II CC

33、CCCE :KVLRIUU 由由返回返回RBRCIB+UCCIC例例1：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=4K ，RB=300K ， =37.5。解：解：请注意电路中请注意电路中IB和和 IC的数量级的数量级A4030012RUIBCCB mA5 . 104. 05 .37 BCII V645 . 112 CCCCCE RIUU返回返回ICRB+UCCREIB例例2：用估算法计算图示电路的静态工作点。：用估算法计算图示电路的静态工作点。跳转跳转ECCCRIUUCE EBBECCB) 1(RRUUI BC II EBBEBBEEBEBBCC) 1

34、 ( RIURIRIURIU 返回返回2. 2. 图解法：图解法： 输入特性曲线上输入特性曲线上交点交点Q的坐标的坐标( (IB、UBE) ) 即为所求即为所求静态工作点静态工作点。IBUBEQIBUBEUBE = VCCIBRB常常数数CEBEBUUfI)(由输入特性由输入特性确定确定IB 和和UBERBRCIBIC+UCC用作图的方法用作图的方法确定静态值确定静态值返回返回2. 2. 图解法：图解法：ICUCEBBECCBRUVI由输出特性确定由输出特性确定IC 和和VCC。常数常数 BICECUfI)(UCE =UCCICRC 直流负载线直流负载线CR1 tan直流负载线斜率直流负载线斜

35、率RBRCIBIC+UCCCCCRUQ返回返回返回返回1 1）输入回路）输入回路iBuBE 当信号很小时，当信号很小时，将输入特性在小范将输入特性在小范围内近似线性。围内近似线性。 对输入的小交流对输入的小交流信号而言，三极管信号而言，三极管相当于电阻。相当于电阻。rbe称称为晶体管输入电阻。为晶体管输入电阻。对于小功率三极管：对于小功率三极管：)mA(I)mV(26)1 ()(300rEbe rbe的量级从几百欧到几千欧。的量级从几百欧到几千欧。bbeBBEbeiuIUr 返回返回2 2）输出回路）输出回路iCuCE)(bBcCCiIiIi bBiI 所以：所以：bcii 输出端相当于一个受

36、输出端相当于一个受 ib控制的电流源。控制的电流源。 IC UCE特性曲线特性曲线近似平行近似平行输出端还要并联一个输出端还要并联一个大电阻大电阻r rcece。BBIcceICCEceiuIUr 返回返回ibicicBCEib ib rceCrbeBE晶体三极管晶体三极管微变等效电路微变等效电路ube+ +- -uce+ +- -ube+ +- -uce+ +- -r rcece很大，一般忽略。很大，一般忽略。返回返回2. 2. 放大电路的微变等效电路放大电路的微变等效电路将交流通路中的三极管用微变等效电路代替将交流通路中的三极管用微变等效电路代替+ + +- -+ +- -+ +- -rb

37、eRBRCRLiUiIbIcIoUbI+ +- - -+ +返回返回3. 3. 电压放大倍数的计算：电压放大倍数的计算：bebirIU LcoRIU beLurRA LCLR/RR iouUUA :定义定义负载电阻越小，放大倍数越小。负载电阻越小，放大倍数越小。LbRI 放大倍数与静态放大倍数与静态 IE有关。有关。rbeRBRCRLiUiIbIcIoUbI+ +- - -+ +返回返回3. 3. 电压放大倍数的计算电压放大倍数的计算后一页后一页EebebiRIrIU LboRIU EbbebiRIrIU) 1( EbeLuRrRA) 1( iUiIbIcIoUbIBR eI+ + +- -

38、-返回返回后一页后一页Au放大电路放大电路+ +- -SE信号源信号源SRiIiU+ +- -放大放大电路电路+ +- -SE信号源信号源SRiIiU+ +- -iriiiIUr 输入电阻输入电阻返回返回iiiIUr beBr/R ber bRiIIUB rbeRBRCRLiUiIbIcIoUbI+ +- - -+ +ir后一页后一页返回返回EbbebiRIrIU) 1( ) 1 (EbeBiRrRr/bRiiiiIIUIUrB iUiIbIcIoUbIBR eI+ + +- - -ir后一页后一页返回返回+_RL0USUr0+_Au+_RL0U放大放大电路电路SERS+_后一页后一页返回返回

39、oooIUr +_无无 源源网网 络络SE0IAu+_RL0U放大放大电路电路SERS+_0U+_ro返回返回CR RL00oooIUr 0rbeRBRCiUiIbIcIbI外加外加oIoUoI共发射极放大电路共发射极放大电路输出电阻输出电阻共射极放大电路共射极放大电路特点：特点： 1. 1. 放大倍数高放大倍数高; ;2. 2. 输入电阻低输入电阻低; ;3. 3. 输出电阻高输出电阻高. .oU返回返回 如果如果Q设置不合适，管子进入截止区或饱设置不合适，管子进入截止区或饱和区，将造成和区，将造成非线性失真非线性失真。 如果如果Q设置过高设置过高，管子工作进入饱和区，管子工作进入饱和区，造

40、成造成饱和失真饱和失真，减小基极电流减小基极电流可消除失真。可消除失真。 如果如果Q设置过低设置过低，管子工作进入截止区，管子工作进入截止区，造成造成截止失真截止失真，增加基极电流增加基极电流可消除失真。可消除失真。 如果如果Q设置合适，设置合适，信号幅值过大信号幅值过大也可产生也可产生失真，失真，减小信号幅值减小信号幅值可消除失真。可消除失真。返回返回RBRCuiuORL+ + +- - -RSeS+ +- -ibicBCEiicLceiRuLR1CLRR LRQuCE/VttiB B/ AIBtiC C/mAICiB B/ AuBE/VtuBE/VUBEUCEiC C/mAuCE/VOOO

41、OOOQicQ1Q2ibuiuoQuCE/VttiB B/ AIBtiC C/mAICiB B/ AuBE/VtuBE/VUBEUCEiC C/mAuCE/VOOOOOOQicibuiuoQ2uoUCEQuCE/VttiC C/mAICiC C/mAuCE/VOOOQ1uiuotiB B/ AiB B/ AuBE/VtuBE/VUBEOOOQQuCE/VtiC C/mAuCE/VOOUCE讨论课 从静态工作点的设置和微变等效电路上，判断各电从静态工作点的设置和微变等效电路上，判断各电路对输入的正弦交流信号路对输入的正弦交流信号ui有无放大作用，并说明原因。有无放大作用，并说明原因。假设各电容对

42、交流信号均可视为短路。假设各电容对交流信号均可视为短路。 ui 幅度很小，在幅度很小，在10mV以内。以内。RB+ECREC1C2Tuiuo无放大作用静态IB、IC=0题1 RE+ECRCC1C2TuiuoCE无放大作用。无放大作用。输入信号通过直流电源对地短路输入信号通过直流电源对地短路题2 题3 无放大作用。无放大作用。输入信号通过电容输入信号通过电容C3及直流电源对地短路及直流电源对地短路RE+ECRCC1C2TuiuoCEC3RB题4无放大作用。无放大作用。无无RC，输出电压，输出电压=0RE+ECC1C2TuiuoRB题5 RB+ECRCC1C2Tuiuo无放大作用。无放大作用。PN

43、P三极管，无静态电流三极管，无静态电流题6 PNP三极管，接负电源三极管，接负电源- ECICIEIB电解电容极性倒过来电解电容极性倒过来RB+ECRCC1C2Tuiuo+电解电容电解电容-EC+题7 （PNP三极管放大器）R1-ECRCC1C2TuiuoR2RE+RL电解电容电解电容 合理设置静态工作点是保证放大电路正常合理设置静态工作点是保证放大电路正常工作的先决条件。但是放大电路的静态工作工作的先决条件。但是放大电路的静态工作点常因外界条件的变化而发生变动。点常因外界条件的变化而发生变动。 前述的固定偏置放大电路，简单、容易调前述的固定偏置放大电路，简单、容易调整，但在温度变化、三极管老

44、化、电源电压整，但在温度变化、三极管老化、电源电压波动等外部因素的影响下，将引起静态工作波动等外部因素的影响下，将引起静态工作点的变动，严重时将使放大电路不能正常工点的变动，严重时将使放大电路不能正常工作，其中影响最大的是温度的变化。作，其中影响最大的是温度的变化。返回返回iCuCEQ温度升高时，输温度升高时，输出特性曲线上移出特性曲线上移结论：结论： 当温度升高时，当温度升高时， IC将增加，使将增加，使Q点点沿负载线上移，容沿负载线上移，容易使易使T T进入饱和区进入饱和区造成饱和失真，甚造成饱和失真，甚至引起过热烧坏三至引起过热烧坏三极管。极管。Q 固定偏置电路的固定偏置电路的Q点是点是

45、不稳定的，为此需要改进偏置电路。当温度升不稳定的，为此需要改进偏置电路。当温度升高使高使 IC 增加时，能够自动减少增加时，能够自动减少IB，从而抑制，从而抑制Q点的变化，保持点的变化，保持Q点基本稳定。点基本稳定。返回返回二、分压式偏置电路二、分压式偏置电路1. 稳定稳定Q点的原理点的原理BII 2若若满满足足： 基极电位基本恒定，基极电位基本恒定， 不随温度变化。不随温度变化。22BBRIURB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IBVB+2121BBCCRRUII CCBBBBURRRU212返回返回 集电极电流基本恒集电极电流基本恒定，不随温度变化。定，不随温度变化。EBEBECR

46、UUIIBEBUU若满足：EBEBEBECRURUUII RB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IBVB+返回返回二、分压式偏置电路二、分压式偏置电路1. 稳定稳定Q点的原理点的原理参数的选择参数的选择从从Q点点稳定的角度稳定的角度来看似乎来看似乎I2、VB越大越大越好。但越好。但 I2 越大，越大，RB1、RB2必须取得较必须取得较小，将增加损耗，小，将增加损耗，降低输入电阻。而降低输入电阻。而VB过高必使过高必使VE也增也增高，在高，在UCC一定时，一定时，势必使势必使UCE减小，从减小，从而减小放大电路输而减小放大电路输出电压的动态范围。出电压的动态范围。在估算时一般选取：在估算时

47、一般选取：I2=（5 10）IB，VB=（5 10）UBE， RB1、RB2的阻值一般为几十千欧。的阻值一般为几十千欧。RB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IBVB+返回返回Q点稳定的过程点稳定的过程TUBEIBICVEICVB固定固定 R RE E: :温度补偿电阻温度补偿电阻 对直流：对直流：R RE E越大稳越大稳Q Q效果越好；效果越好； 对交流：对交流： R RE E越大交越大交流损失越大流损失越大, ,为避免交为避免交流损失加旁路电容流损失加旁路电容C CE E。I1I2IBVB+RB1RCC1C2RB2CERERL返回返回2. 静态工作点的计算静态工作点的计算CCBBBB

48、URRRU212EBEBEBECRURUUII IICB EECCCCCERIRIUU估算法估算法: :RB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IBVB+返回返回3. 动态分析动态分析对交流对交流CE将将RE短路短路，RE不起作用不起作用， AuAu，ri，ro与固定偏置电路相同与固定偏置电路相同。如果去掉如果去掉CE，AuAu，ri，ro ？I1I2IBVB+RB1RCC1C2RB2CERERL旁路电容旁路电容返回返回 去掉去掉CE后的后的微变等效电路微变等效电路如果去掉如果去掉CE， AuAu，ri，ro怎样？怎样？21BBBRRR +UCC短路短路对地对地短路短路C1RB1RCC2R

49、B2RERLuorbeRCRLiIbIcIbIBR REeIiUoU+ + +- - -返回返回去掉去掉CE后的微变等效电路后的微变等效电路EebebiRIrIU LboRIU Au减小减小beLurRA无旁路电容无旁路电容CE有旁路电容有旁路电容CEEbbebiRIrIU) 1( EbeLuRrRA) 1 ( (1) (1) 电压放大倍数电压放大倍数rbeRCRLiIbIcIbIBR REeIoU+_iU+_返回返回ri 提高提高无旁路电容无旁路电容CE有旁路电容有旁路电容CEbebeBirrRr/CoRr ro不变不变) 1 (EbeBiRrRr/CoRr (2) 输入电阻输入电阻ri 和

50、输出电阻和输出电阻r0rbeRCRLiIbIcIbIBR REeIoU+_iU+_返回返回无旁路电容无旁路电容C CE E有旁路电容有旁路电容C CE EEbeLuRrRA) 1( Au减小减小beLurRA) 1(EbeBiRr/Rr CoRr ri 提高提高beBirRr/CoRr ro不变不变返回返回例例1:1:. 在图示放大电路中，已知在图示放大电路中，已知UCC=12V, RC= 6k, RE1= 300， RE2= 2.7K， RB1= 60k， RB2= 20k RL= 6k ，晶体管，晶体管=50， UBE=0.6V, 试求试求: :(1) (1) 静态工作点静态工作点IB、I

51、C及及UCE；(2) (2) 画出微变等效电路；画出微变等效电路；(3) (3) 输入电阻输入电阻r ri i、r r0 0及及u u。RB1+UCCRCC1C2RB2CERE2RLuiuoRE1+ + + 返回返回后一页后一页【解解】RB1+UCCRCRB2RE2RE1直流通路如图所示。直流通路如图所示。V312206020212CCBBBBURRRUmA8 . 036 . 03EBEBECRUUIIA 16 500.8 IICBV8438068012)(11.RRIRIUUEEECCCCCE 返回返回后一页后一页（2）微变等效电路如图。）微变等效电路如图。KRrCo6Krbe9618026

52、51300I26) 1300E.( K 1521 BBBR/RR其其中中)./(/305196115) 1 (EbeBiRrRrK038261715./EbeLuRrRA) 1( 69830519616650./rbeRCRLiUiIbIcIoUbIBR REeI+ + + 返回返回后一页后一页RB+UCCC1C2RRLui+uo+es+RSEBBECCB)1(RRUUI BE)1(II EECCCERIUU +UCCRBR+UCE+UBEIIBICRB+UCCC1C2RRLui+uo+es+RSLEL/ RRR LeoRIU Lb1RI ）（ LebebiRIrIU Lbbeb)1 (RIr

53、I LbbebLb)1()1(RIrIRIAu LbeL)1(1RrR ）（rbeRBRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSiUbIcIoUbISEeIRErbeRBRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSiUbIcIoUbISEeIREiBi/rRr LbeBi)1 (/RrRr LbebLEebebbii)1 (/RrIRRIrIIUr LEL/RRR irir 1sbeoRrrSBS/RRR RrRr 1/sbeEosbeE) 1 ( RRr 通通常常：rbeRBRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSiUbIcIoUbISEeIREorLbeL) 1 (

54、) 1 (RrRAu LbeBi) 1(/RrRr Rrr 1sbeo1. 1. 将射极输出器放在放大电路的第一级，将射极输出器放在放大电路的第一级，可以提高输入电阻，可以提高输入电阻，2. 2. 将射极输出器放在放大电路的末级，可将射极输出器放在放大电路的末级，可以降低输出电阻，以降低输出电阻，3. 3. 将射极输出器放在放大电路的两级之将射极输出器放在放大电路的两级之间，可以起到间，可以起到作用作用。后一页后一页返回返回. 在图示放大电路中，已知在图示放大电路中，已知UCC=12V, RE= 2k, RB= 200k， RL= 2k ，晶体管，晶体管=60， UBE=0.6V, 信号源内阻

55、信号源内阻RS= 100，试求试求: :(1) 静态工作点静态工作点 IB、IE 及及 UCE； 画出微变等效电路；画出微变等效电路；(3) Au、ri 和和 ro 。RB+UCCC1C2RRLui+uo+es+RSmA035. 0mA260)(12006 . 012) (1EBBECCB RRUUImA14. 2 0.035mA60)(1 )(1BE II V727V142212EECCCE.RIUU +UCCRBR+UCE+UBEIIBIC3 .1760100940Sbeo Rrrk94. 024. 1266120026) (1200Ebe Ir LbeBi) 1 (/RrRr k7 .4

56、1 LbeL) 1()(1RrRAu 98.0 rbeRBRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSiUbIcIoUbISEeIRE 电压放大级电压放大级功放级功放级两级之间通过耦合电容两级之间通过耦合电容 C2 与下级输入电阻连接与下级输入电阻连接RB1RC1C1C2RB2CE1RE1+RS+RC2C3CE2RE2RL+UCC+oU1OUiUSEB1R B2R T1T2 由于电容有隔直作用，所以每级放大电路的直流由于电容有隔直作用，所以每级放大电路的直流通路互不相通，通路互不相通，。RB1RC1C1C2RB2CE1RE1+RS+RC2C3CE2RE2RL+UCC+oU1OUiUSEB

57、1R B2R T1T2第一级第一级第二级第二级212ioi1oiouuuAAUUUUUUA 电电压压放放大大倍倍数数2ir1bI2bI1cI2cIrbeRB2RC1EBC+ +- -+ +- -+ +- -RSiUiI1oU1b1ISErbeRC2RLEBC+ +- -oU2b2IB1R B2R RB1第一级第一级第二级第二级2ir1bI2bI1cI2cIrbeRB2RC1EBC+ +- -+ +- -+ +- -RSiUiI1oU1b1ISErbeRC2RLEBC+ +- -oU2b2IB1R B2R RB122222222beLCbeLiourR/RrRUUA 2oorr 1iirr 11111beLiourRUUA 211iCLrRR/将前级的输出端直接接后级的输入端。将前级的输出端直接接后级的输入端。可用来放大缓慢变化的信号或直流量变化的信号。可用来放大缓慢变化的信号或直流量变化的信号。+UCCuoRC2T2uiRC1R1T1R2+RE2指输入信号电压为零时，输出电压发生指输入信号电压为零时，输出电压发生 缓慢地、无规则地变化的现象。缓慢地、无规则地变化的现象。uotO晶体管参数随温度变化、电源电压晶体管参数随温度变化、电源电压 波动、电路元件参数的变化。波动、电路元件参数的变化。(1) 前后级静