三极管及其应用

1、主主 要要 内内 容容1. 1. 半导体三极管半导体三极管三极管具有：三极管具有：电流放大作用电流放大作用P 11C集电极集电极e发射极发射极b基极基极C极极e极极b极极C集电极集电极e发射极发射极b基极基极C极极e极极b极极NPN型型 PNP型型 1）三极管的结构与符号）三极管的结构与符号1. 1. 半导体三极管半导体三极管P 112）三极管的电流放大作用）三极管的电流放大作用电流放大作用电流放大作用： IC = IB IE = IC + IB IBbecNPN型型 becPNP型型 1. 1. 半导体三极管半导体三极管P 12要实现放大，要实现放大，NPN管必须满足：管必须满足：VCVBV

2、E。PNP则须：则须： VCVB电路工作原理分析电路工作原理分析应用三极管的应用三极管的开关开关功能功能。1. 1. 半导体三极管半导体三极管仿真效果P 26三极管是三极管是电流控制型器件电流控制型器件，放大工作状态，放大工作状态时，由基极电流控制集电极电流。时，由基极电流控制集电极电流。场效应管是场效应管是电压控制型器件电压控制型器件，由输入电压，由输入电压控制输出电流的大小。控制输出电流的大小。P 163. 3. 可控硅可控硅控制极控制极阳极阳极阴极阴极P 22控制极控制极阳极阳极阴极阴极控制极：控制极：触发导通触发导通导通后，导通后，与二极管一样与二极管一样。加反向电压：关断加反向电压：

3、关断。3. 3. 可控硅可控硅P 24控制极：控制极：触发导通触发导通导通后，导通后，与二极管一样与二极管一样。加反向电压：关断加反向电压：关断。3. 3. 可控硅可控硅可控硅的应用：可控硅的应用：风扇无级调速器风扇无级调速器3. 3. 可控硅可控硅可控硅的应用：可控硅的应用：风扇无级调速器风扇无级调速器 调调Rp 调调C的充电时间的充电时间 调调VS的导通时间的导通时间 电机电压有效值电机电压有效值 调速调速3. 3. 可控硅可控硅4. 4. 共射放大电路共射放大电路P 381）放大电路的组成放大电路的组成直流部分直流部分交流交流 交流交流直流电路：直流电路：使三使三极管工作在放极管工作在放

4、大区大区交流电路：交流电路：信号信号的放大与输出的放大与输出4. 4. 共射放大电路共射放大电路P 381）放大电路的组成放大电路的组成直流电路：直流电路： 使三极管工作在放大区使三极管工作在放大区交流电路：交流电路： 信号的放大与输出信号的放大与输出要要使三极管工作在放大区：使三极管工作在放大区： 就要选取适当的直流电路参数，包括电就要选取适当的直流电路参数，包括电阻、电源电压。阻、电源电压。 否则，会使信号失真。否则，会使信号失真。4. 4. 共射放大电路共射放大电路2）静态工作点的计算静态工作点的计算直流电路：直流电路： 使三极管工作在放大区使三极管工作在放大区 就要选取适当的直流电路参

5、数，包括电就要选取适当的直流电路参数，包括电阻、电源电压。阻、电源电压。4. 4. 共射放大电路共射放大电路当输入信号当输入信号u ui i=0=0时，放大电路可作简化：时，放大电路可作简化：直流电路部分（方法：直流电路部分（方法：把电容看成断路）把电容看成断路）2）静态工作点的计算静态工作点的计算4. 4. 共射放大电路共射放大电路P 39这时，电路中的电量称这时，电路中的电量称为为静态工作点，静态工作点，也就是也就是直直流电路的参数流电路的参数。包括：包括：IBQ、ICQ、UBEQ、 UCEQ2）静态工作点的计算静态工作点的计算4. 4. 共射放大电路共射放大电路P 39BBEQCCBQR

6、UUIVU7 . 0BEQBQCQIICCCCEQRIUUCQ2）静态工作点的计算静态工作点的计算4. 4. 共射放大电路共射放大电路P 39P39，例，例2.12）静态工作点的计算静态工作点的计算4. 4. 共射放大电路共射放大电路设置好工作点后，信号的输入输出情况设置好工作点后，信号的输入输出情况可见：可见：uo 与与ui 的的相位相反相位相反选择适当的直流电路参数（静态工作选择适当的直流电路参数（静态工作点），那么放大电路工作在放大区，把信号点），那么放大电路工作在放大区，把信号正常放大。正常放大。若果静态工作点选择不合适，会怎么样若果静态工作点选择不合适，会怎么样呢？呢？会使信号失真会

7、使信号失真，那为什么呢？，那为什么呢？4. 4. 共射放大电路共射放大电路利用三极管的特性曲线，通过作图来分析利用三极管的特性曲线，通过作图来分析放大电路性能的方法，可以直观地理解失真放大电路性能的方法，可以直观地理解失真的原因，这称为图解分析法。的原因，这称为图解分析法。3）图解分析法图解分析法4. 4. 共射放大电路共射放大电路P44、453）图解分析法图解分析法电路图有如下方程：电路图有如下方程：CCECCCRuRUiC称为直流负载线。称为直流负载线。4. 4. 共射放大电路共射放大电路P44、453）图解分析法图解分析法直流负载线直流负载线CCECCCRuRUiC ICQUCEQCCC

8、RUUCCUCE /VIC/mAQ由由IB确定的那确定的那条输出特性与条输出特性与直流负载线的直流负载线的交点就是交点就是Q点点O4. 4. 共射放大电路共射放大电路正常放大时正常放大时 3）图解分析法图解分析法4. 4. 共射放大电路共射放大电路3）图解分析法图解分析法 IB电流电流过大过大导致饱和失真导致饱和失真4. 4. 共射放大电路共射放大电路3）图解分析法图解分析法 IB电流电流过少过少导致截止失真导致截止失真4. 4. 共射放大电路共射放大电路3）图解分析法图解分析法总结：总结： 正常放大；正常放大； 饱和失真（饱和失真（IB过大）；过大）； 截止失真（截止失真（IB过小）过小）

9、。注意：注意： 两种失真波形的区别。两种失真波形的区别。4. 4. 共射放大电路共射放大电路4）动态参数的计算动态参数的计算包括：包括：放大电路的放大电路的输入电阻输入电阻、输出电阻输出电阻、放大倍数放大倍数方法：方法：把交流通路画出来把交流通路画出来 -电容短路电容短路、直流电源接地直流电源接地。4. 4. 共射放大电路共射放大电路P404）动态参数的计算动态参数的计算方法：方法：把交流通路画出来把交流通路画出来 -电容短路电容短路、直流电源接地直流电源接地。交流通路交流通路P404）动态参数的计算动态参数的计算求：求：输入电阻输入电阻、输出电阻输出电阻、放大倍数放大倍数交流通路交流通路rb

10、e)()(26)(300mAImVrBbe发射结电阻：发射结电阻：bebeBirrRr/输入电阻：输入电阻：P404）动态参数的计算动态参数的计算求：求：输入电阻输入电阻、输出电阻输出电阻、放大倍数放大倍数交流通路交流通路rbeCRr o输出电阻（断开输出电阻（断开负载）：负载）：P414）动态参数的计算动态参数的计算交流通路交流通路 rbeiuuuAo放大倍数：放大倍数：bebLCcriRRi)/(beLCrRR)/(P414）动态参数的计算动态参数的计算小结：小结：输入电阻输入电阻、输出电阻输出电阻、放大倍数放大倍数)()(26)(300mAImVrBbe发射结电阻：发射结电阻：bebeB

11、irrRr/输入电阻：输入电阻：CRr o输出电阻：输出电阻：beLCrRRA)/(u电压放大倍数：电压放大倍数：P41 例例 题题 讲讲 解解 P41：例：例2.24. 4. 共射放大电路共射放大电路P42：例：例2.31）温度对静态工作点的影响温度对静态工作点的影响 QP462）分压偏置电路分压偏置电路B2II 若若满满足足： 基极电位基本恒基极电位基本恒定，不随温度变化。定，不随温度变化。CC2B1B2BBURRRV RB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSeS+VBP47TUBEIBICVEICVB 固定固定分压偏置电路分压偏置电路-工作原理工作原理R

12、B1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSeS+VBVE分压偏置电路分压偏置电路-静态工作点的静态工作点的估算估算RB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSeS+VBRB1RCRB2REI1I2IB+UCCICVB直流通路直流通路 P47CC2B1B2BURRRVBEBEBECRUVIIQQQIICQBQ)(ECCCCCERRIUUQQ分压偏置电路分压偏置电路-静态工作点的静态工作点的估算估算V7 . 0BEQURB1RCRB2REI1I2IB+UCCICVB直流通路直流通路 分压偏置电路分压偏置电路-动态参数动态参数的的估算估算R

13、B1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSeS+VB交流通路交流通路 RB1RCRB2RLuiuo+rbeP47分压偏置电路分压偏置电路-动态参数动态参数的的估算估算RB1RCRB2RLuiuo+rbe交流通路交流通路 求：求：输入电阻输入电阻输出电阻输出电阻放大倍数放大倍数)()(26)(300mAImVrBbe发射结电阻：发射结电阻：bebeBBirrRRr/21输入电阻：输入电阻：分压偏置电路分压偏置电路-动态参数动态参数的的估算估算RB1RCRB2RLuiuo+rbe交流通路交流通路 求：求：输入电阻输入电阻输出电阻输出电阻放大倍数放大倍数CRr o输出电

14、阻（断开负载）：输出电阻（断开负载）：分压偏置电路分压偏置电路-动态参数动态参数的的估算估算RB1RCRB2RLuiuo+rbe交流通路交流通路 求：求：输入电阻输入电阻输出电阻输出电阻放大倍数放大倍数放大倍数：放大倍数：iuuuAobebLCcriRRi)/(beLCrRR)/( 例例 题题 讲讲 解解 P47：例：例3-6 作作 业业 P60：题：题3-3P61：题：题3-106. 6. 共集电极电路共集电极电路1）共集极电路的组成共集极电路的组成共集电路是从发射极输出，所以简称共集电路是从发射极输出，所以简称射极射极输出器输出器。P482）射极输出器的应用射极输出器的应用P507. 7.

15、 多级放大电路多级放大电路实际的多级放大电路，除了电压放大级外，实际的多级放大电路，除了电压放大级外，还有一个功率输出级，主要用于向负载提供还有一个功率输出级，主要用于向负载提供大的功率，称为功率放大电路。大的功率，称为功率放大电路。级与级之间的连接方式称为级与级之间的连接方式称为耦合：耦合： 阻容耦合阻容耦合、直接耦合直接耦合、变压耦合变压耦合。P553DG452V1V3V2V5V4V6V8V10V6V7V9Uo3eRC1C2C3C4Ui1bR*3DG452CP1023DG453CG73DD153DD153DG123CG53DG6680 150 220 10eR0.5 5cR330 4cR*220 0.5 150 2.2 k10 kRfR1R210 RL8 2bR620 C547 F120 F120 pF120 pF0.033 FBX2A24 V24 V22.7 V9eR7eRVD1VD25eR1cR4eR8eR0V 实际的实际的多级多级功率放大电路功率放大电路12 18 V12 18 VV1V3V2V482 kR322 kR182 kR210 kR5240 R90.5 R110.