电工技术很重要有用ppt

1、Im Glad toIm Glad to Meet You! Meet You! 考核方式考核方式1 1、平时成绩：、平时成绩：3030作业、出勤、课堂表现：作业、出勤、课堂表现：1010实验：实验：20202 2、期终考试：、期终考试：7070第一章半导体分立器件及其基本电路第一章第一章 半导体分立器件及其基本电路半导体分立器件及其基本电路1.1 1.1 半导体的基本知识与半导体的基本知识与PNPN结结1.2 1.2 半导体二极管及其应用电路半导体二极管及其应用电路1.3 1.3 放大电路的基本概念及其性能指标放大电路的基本概念及其性能指标1.4 1.4 三极管及其放大电三极管及其放大电1.

2、6 1.6 多级放大电路多级放大电路1.1 1.1 半导体的基本知识与半导体的基本知识与PN结结1.1.1 半导体的导电特性半导体的导电特性半导体半导体：导电能力介于导体和绝缘体之间的材料。：导电能力介于导体和绝缘体之间的材料。 常见的半导体材料有常见的半导体材料有硅硅、锗、硒及许多金属的氧、锗、硒及许多金属的氧化物和硫化物等。化物和硫化物等。半导体材料的特性：半导体材料的特性：纯净半导体的导电能力很差；纯净半导体的导电能力很差；温度升高温度升高导电能力增强；导电能力增强；光照增强光照增强导电能力增强；导电能力增强；掺入少量杂质掺入少量杂质导电能力增强。导电能力增强。现代电子学中，用的最多的半

3、导体是硅和现代电子学中，用的最多的半导体是硅和锗，它们的最外层电子（价电子）都是四个。锗，它们的最外层电子（价电子）都是四个。GeSi一、一、 本征半导体本征半导体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+4+4表示除表示除去价电子去价电子后的原子后的原子+4+4+4+4+4+4形成共价键后，每个原子的最外层电形成共价键后，每个原子的最外层电子是八个，构成稳定结构。子是八个，构成稳定结构。共价键有很强的结合力，共价键有很强的结合力，使原子规则排列，形成晶体。使原子规则排列，形成晶体。+4+4+4+4完全纯净的、结构完整的半导体晶体，完全纯净的、结构完整的半导体晶体，

4、称为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在绝对在绝对0度（度（T=0K）和没有外界激发时）和没有外界激发时,价电子完全被共价键束缚着，本征半导体价电子完全被共价键束缚着，本征半导体中没有可以运动的带电粒子（即中没有可以运动的带电粒子（即载流子载流子），），它的导电能力为它的导电能力为0，相当于绝缘体。，相当于绝缘体。 当温度升高或受到光的照射时，价电当温度升高或受到光的照射时，价电子能量增高，有的价电子可以挣脱原子核子能量增高，有的价电子可以挣脱原子核的束缚，而参与导电，成为的束缚，而参与导电，成为自由电子自由电子。 自由电子产生的同时，在其原来的共价键中自由电子产生的同

5、时，在其原来的共价键中就出现了一个空位，原子的电中性被破坏，呈现就出现了一个空位，原子的电中性被破坏，呈现出正电性，其正电量与电子的负电量相等，人们出正电性，其正电量与电子的负电量相等，人们常称呈现正电性的这个空位为常称呈现正电性的这个空位为空穴空穴。 这一现象称为这一现象称为本征激发，本征激发，也称也称热激发热激发。本征半导体的导电机理本征半导体的导电机理+4+4+4+4本征半导体的导电机理本征半导体的导电机理自由电子自由电子空穴空穴束缚电子束缚电子本征半导体的导电机理本征半导体的导电机理本征半导体中存在数量相等的两种载流本征半导体中存在数量相等的两种载流子，即子，即自由电子自由电子和和空穴

6、空穴。温度越高，载流子的浓度越高。因此本温度越高，载流子的浓度越高。因此本征半导体的导电能力越强，征半导体的导电能力越强，温度是影响半导温度是影响半导体性能的一个重要的外部因素体性能的一个重要的外部因素，这是半导体，这是半导体的一大特点。的一大特点。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。在本征半导体中掺入某些微量的杂质，在本征半导体中掺入某些微量的杂质，就会使半导体的导电性能发生显著变化。就会使半导体的导电性能发生显著变化。N型半导体型半导体在硅或锗晶体中掺入少量的在硅或锗晶体中掺入少量的五价五价元素元素磷（或锑）磷（或锑）二、二、 杂质半导体杂质半导

7、体 Negative Negative+4+4+5+4N型半导体型半导体多余电子多余电子磷原子磷原子N型半导体型半导体N型半导体中的载流子是什么？型半导体中的载流子是什么？1、由施主原子提供的电子，浓度与施主原子、由施主原子提供的电子，浓度与施主原子相同相同。2、本征半导体中成对产生的电子和空穴。、本征半导体中成对产生的电子和空穴。3、掺杂浓度远大于本征半导体中载流子浓度，、掺杂浓度远大于本征半导体中载流子浓度，所以，自由电子浓度远大于空穴浓度。自由电所以，自由电子浓度远大于空穴浓度。自由电子称为子称为多数载流子多数载流子（多子多子），空穴称为），空穴称为少数载少数载流子流子（少子少子）。）。

8、+4+4+3+4空穴空穴P型半导体型半导体硼原子硼原子在硅或锗晶体中掺入少量的在硅或锗晶体中掺入少量的三价三价元素，如元素，如硼（或铟）硼（或铟）PositivePositive杂质半导体的示意表示法杂质半导体的示意表示法P 型半导体型半导体+N 型半导体型半导体空空穴穴正离子正离子负离子负离子电子电子1.1.2 PN 结及其单向导电性结及其单向导电性 半导体器件的核心是半导体器件的核心是PNPN结，是采取一定的工结，是采取一定的工艺措施在一块半导体晶片的两侧分别制成艺措施在一块半导体晶片的两侧分别制成P P型半导型半导体和体和N N型半导体，在两种半导体的交界面上形成型半导体，在两种半导体的

9、交界面上形成PNPN结。结。 各种各样的半导体器件都是各种各样的半导体器件都是以以PNPN结为核心结为核心而而制成的，正确认识制成的，正确认识PNPN结是了解和运用各种半导体结是了解和运用各种半导体器件的关键所在。器件的关键所在。扩散运动扩散运动: : 物质从浓度高的地方向浓度低的地物质从浓度高的地方向浓度低的地方运动方运动, ,即由于浓度差产生的运动即由于浓度差产生的运动. .漂移运动漂移运动: : 在电场力作用下在电场力作用下, ,载流子的运动载流子的运动. .P P型半导体型半导体N N型半导体型半导体+扩散运动内电场E漂移运动空间电荷区空间电荷区一、一、PN结形成结形成扩散的结果是使空

10、间电扩散的结果是使空间电荷区逐渐加宽，空间电荷区逐渐加宽，空间电荷区越宽。荷区越宽。漂移运动P P型半导体型半导体N N型半导体型半导体+扩散运动内电场E内电场越强，就使漂内电场越强，就使漂移运动越强，而漂移移运动越强，而漂移使空间电荷区变薄。使空间电荷区变薄。 最后最后, ,多子的多子的扩散扩散和少子的和少子的漂漂移移达到达到动态平衡动态平衡。对于对于P P型半导体和型半导体和N N型半导体结合面，型半导体结合面，离子薄层形成的离子薄层形成的空间电荷区空间电荷区称为称为PNPN结结。在空间电。在空间电荷区，由于缺少荷区，由于缺少多子，所以也称多子，所以也称耗尽层耗尽层。又称。又称阻阻挡层。挡

11、层。 图图 PNPN结的形成过程结的形成过程 1.1.空间电荷区中没有载流子。空间电荷区中没有载流子。2.2.空间电荷区中内电场阻碍空间电荷区中内电场阻碍P P中的空穴中的空穴. .N区区 中的电子（中的电子（都是多子都是多子）向对方运动（）向对方运动（扩散扩散运动运动）。）。3.3.P 区中的电子和区中的电子和 N区中的空穴（区中的空穴（都是少都是少子子），数量有限，因此由它们形成的电流），数量有限，因此由它们形成的电流很小。很小。注意注意: :二、二、PNPN结的单向导电性结的单向导电性 如果外加电压使如果外加电压使PNPN结中：结中： P P区的电位高于区的电位高于N N区的电位，称为加

12、区的电位，称为加正向电压正向电压，简称简称正偏正偏； P P区的电位低于区的电位低于N N区的电位，称为加区的电位，称为加反向电压反向电压，简称简称反偏反偏。 PNPN结具有单向导电性结具有单向导电性: :若外加电压使电流从若外加电压使电流从P P区流到区流到N N区，区，PNPN结呈低阻性，所以电流大；反之是高阻性，电流小。结呈低阻性，所以电流大；反之是高阻性，电流小。+内电场内电场外电场外电场变薄变薄PN+_内电场被削弱，内电场被削弱，多子的扩散加强多子的扩散加强能够形成较大的能够形成较大的扩散电流。扩散电流。 (1) PN PN结加正向电压结加正向电压图图 PNPN结加正向电压时的导电情

13、况结加正向电压时的导电情况+内电场内电场外电场外电场变厚变厚NP+_ 内电场被加强，内电场被加强， 多子的扩散受抑多子的扩散受抑 制。少子漂移加制。少子漂移加 强，但少子数量强，但少子数量 有限，只能形成有限，只能形成 较小的反向电流。较小的反向电流。 (2) PN PN结加反向电压结加反向电压图图 PNPN结加反向电压时的导电情况结加反向电压时的导电情况1.2 半导体二极管及其应用电路半导体二极管及其应用电路 在在PNPN结上加上引线和管壳，就成为一个二极管。二结上加上引线和管壳，就成为一个二极管。二极管按结构分有极管按结构分有点接触型、面接触型和平面型点接触型、面接触型和平面型三大类。三大

14、类。1.2.1 半导体二极管半导体二极管(a)(a)点接触型点接触型 PNPN结面积小，结电容小，结面积小，结电容小，用于检波和变频等高频电路用于检波和变频等高频电路。(b)面接触型(c)(c)平面型平面型符号：符号：D阳极阳极阴极阴极PN PNPN结面积大，用结面积大，用于工频大电流整流电路于工频大电流整流电路。PN PN 结面积可大可小，用结面积可大可小，用于高频整流和开关电路中。于高频整流和开关电路中。UI死区电压死区电压 硅管硅管0.5V,锗管锗管0.1V。导通压降导通压降: : 硅硅管管0.60.7V,锗锗管管0.20.3V。反向击穿电反向击穿电压压U(BR) 死区死区电压电压正向正

15、向反向反向外电场不足以克服外电场不足以克服内电场内电场,电流很小电流很小外电场不足以克服外电场不足以克服内电场内电场,电流很小电流很小) 1(/TUUSeII一、伏安特性一、伏安特性当外加电压大于死区当外加电压大于死区电压内电场被大大减电压内电场被大大减削弱削弱,电流增加很快电流增加很快。UI死区电压死区电压 硅管硅管0.5V,锗管锗管0.1V。导通压降导通压降: : 硅硅管管0.60.7V,锗锗管管0.20.3V。反向击穿电反向击穿电压压U(BR) 死区死区电压电压反向反向 由于少子的漂移运动形成很由于少子的漂移运动形成很小的反向电流小的反向电流,在且在且U U(BR)时时,其其反向电流突然

16、增大反向电流突然增大,反向击穿。反向击穿。一、伏安特性一、伏安特性二、主要参数二、主要参数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二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。向平均电流。2）反向击穿电压）反向击穿电压VBR二极管反向击穿时的电压值。击穿时反向电流二极管反向击穿时的电压值。击穿时反向电流剧增，二极管的单向导电性被破坏，甚至过热而剧增，二极管的单向导电性被破坏，甚至过热而烧坏。手册上给出的最高反向工作电压烧坏。手册上给出的最高反向工作电压VDRM一般一般是是VBR的一半。的一半。3）反向电流）反向电流 IR指二极管加反向峰值工作电压时的

17、反向电流。反指二极管加反向峰值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，因此反向电流向电流大，说明管子的单向导电性差，因此反向电流越小越好。反向电流受温度的影响，温度越高反向电越小越好。反向电流受温度的影响，温度越高反向电流越大。硅管的反向电流较小，一般在几流越大。硅管的反向电流较小，一般在几uA以下；以下；锗管的反向电流要大几十到几百倍。锗管的反向电流要大几十到几百倍。三、二极管的模型三、二极管的模型1、理想模型、理想模型2、恒压降模型、恒压降模型等效电路等效电路等效电路等效电路硅管硅管:0.7V:0.7V锗管锗管:0.3V:0.3V1.2.2 1.2.2 二极管的应用二极管

18、的应用检波作用检波作用整流作用整流作用二极管的应用是主要利用它的二极管的应用是主要利用它的单向导电性单向导电性,包括包括整流、限幅、保护、检波、开关整流、限幅、保护、检波、开关等。等。例例 tui tuoRuiuoD单向脉动电压单向脉动电压例例 已知已知E=5V，ui=10SINtV,试画出输出电压波形。试画出输出电压波形。限幅作用限幅作用E限幅作用限幅作用E例例RRLuiuRuotttuiuRuo检波作用检波作用检波作用检波作用一、伏安特性曲线一、伏安特性曲线UIUZIZIZmax UZ IZ稳压误差稳压误差曲线越曲线越陡，电陡，电压越稳压越稳定。定。-+1.2.3 1.2.3 稳压管稳压管

19、 稳压管是特殊的面接触型半导体硅二极稳压管是特殊的面接触型半导体硅二极管管,其反向击穿是可逆的其反向击穿是可逆的,且反向电压较稳定且反向电压较稳定.二、稳压过程：二、稳压过程：RLIZ+uCCUOuRRLUOIZUO稳压二极管的参数稳压二极管的参数（1）稳定电压）稳定电压 UZ（2）电压温度系数）电压温度系数 U（%/）稳压值受温度变化影响的系数。稳压值受温度变化影响的系数。 UZ=6V=6V左右左右，受温度影响小，有较好的温度稳定性。受温度影响小，有较好的温度稳定性。（3）动态电阻）动态电阻ZZIUZr 稳压二极管反向击穿后稳定工作的电压。稳压二极管反向击穿后稳定工作的电压。 （4）稳定电流

20、）稳定电流IZ（5）最大允许功耗）最大允许功耗maxZZZMIUP 管子不致产生热击穿的最大功率损耗管子不致产生热击穿的最大功率损耗 工作电压等于稳定电压时的工作电流，工作电压等于稳定电压时的工作电流，即管子的正常工作电流。即管子的正常工作电流。发光二极管发光二极管有正向电流流过时，发有正向电流流过时，发出一定波长范围的光，目前出一定波长范围的光，目前的发光管可以发出从红外到的发光管可以发出从红外到可见波段的光，它的电特性可见波段的光，它的电特性与一般二极管类似。与一般二极管类似。阳极阳极阴极阴极光电二极管光电二极管阳极阳极阴极阴极反向电流随光照强反向电流随光照强度的增加而上升。度的增加而上升

21、。1.3 放大电路的基本概念及其性能指标放大电路的基本概念及其性能指标放大电路放大电路：也叫放大器，是一种能量转换电路，：也叫放大器，是一种能量转换电路， 能将微能将微 弱的电信号放大，其能量来源于供电电源。弱的电信号放大，其能量来源于供电电源。性能指标性能指标放大电路放大电路iUiIoIoU信号源信号源负载负载iUiIoIoU放大电路放大电路oUirorsRsULR1 1、输入电阻、输入电阻 ri从输入端口看进去的电阻从输入端口看进去的电阻riiiiIUrsisiiUrRrUr ri i 是衡量放大电路是衡量放大电路对信号源衰减程度对信号源衰减程度sUU2 2、输出电阻、输出电阻 ro从输出

22、端口看进去的电阻从输出端口看进去的电阻oOLLoUrRRUIUroLSRU0IiUiIoI放大电路放大电路oUirorsRrirooUr ro o是衡量放大电是衡量放大电路带负载能力路带负载能力3 3、放大倍数：描述放大电路的放大能力、放大倍数：描述放大电路的放大能力sUiUiIoIoU放大电路放大电路oUirorsRLRriro电压放大倍数：电压放大倍数：iouUUAsousUUA电流放大倍数：电流放大倍数：ioiIIA1.4 三极管及其放大电路三极管及其放大电路1.4.1 三极管三极管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

23、型一、三极管结构和符号一、三极管结构和符号BECNNP基极基极发射极发射极集电极集电极基区：较薄，基区：较薄，掺杂浓度低掺杂浓度低集电区：集电区：面积较大面积较大发射区：掺发射区：掺杂浓度较高杂浓度较高BECNNP基极基极发射极发射极集电极集电极发射结发射结集电结集电结BECIBIEICNPN型三极管型三极管BECIBIEICPNP型三极管型三极管三极管的符号三极管的符号ICmA AVVUCEUBERBIBECEB 1、实验线路实验线路二、二、 电流分配和放大作用电流分配和放大作用00.020.040.060.080.100.001 0.71.52.33.103.950.001 0.721.5

24、42.363.184.05ICIBIE2.实验数据实验数据(1) IE = IB+IC(2) IC (或或IE )IB 3 .3806. 03 . 2BCII5 .3704. 05 . 1BCII这就是晶体管的这就是晶体管的电流放大作用电流放大作用(4)要使晶体管起放大作用要使晶体管起放大作用, 外部条件外部条件:发射结正偏发射结正偏,集电结反偏集电结反偏.(3)当当IB=0时时, IC =ICEOUBUEUEUBUCBECNNPEBRBEc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。IE基区空基区空穴向发穴向发射区的射区的扩散

25、可扩散可忽略。忽略。IBE进入进入P区的电子区的电子少部分与基区的少部分与基区的空穴复合，形成空穴复合，形成电流电流IBE ，多数，多数扩散到集电结。扩散到集电结。3、晶体管内部载流子运动规律、晶体管内部载流子运动规律BECNNPEBRBEcIE集电结反偏，有集电结反偏，有少子形成的反向少子形成的反向电流电流ICBO。ICBO从基区扩从基区扩散来的电散来的电子作为集子作为集电结的少电结的少子，漂移子，漂移进入集电进入集电结而被收结而被收集，形成集，形成ICE。IC=ICE+ICBO ICEIBEICEIB=IBE-ICBO IBEIBBECNNPEBRBEcIEICBOICEIC=ICE+IC

26、BO ICEIBE要使三极管能放大电流，必须使发要使三极管能放大电流，必须使发射结正偏，集电结反偏。射结正偏，集电结反偏。BCCBOBCBOCBECEIIIIIIIIICE与与IBE之比称为电流放大倍数之比称为电流放大倍数ICmA AVVUCEUBERBIBECEB 测量电路测量电路三、三、 特性曲线特性曲线三极管各极电流与电压的关系三极管各极电流与电压的关系（1）输入特性：）输入特性：IB=f（UBE）UCE=CUCE 1VIB( A)UBE(V)204060800.40.8工作压降：工作压降： 硅管硅管UBE 0.60.7V,锗管锗管UBE 0.20.3V。UCE=0VUCE =0.5V

27、死区电死区电压，硅管压，硅管0.5V，锗，锗管管0.1V。IC(mA )1234UCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A100 A此区域满此区域满足足IC= IB称为线性称为线性区（放大区（放大区）。区）。（2）输出特性：）输出特性：IC=f(UCE) IB=C集电结正偏，集电结正偏， IBIC，UCE 0.3V称称为饱和区。为饱和区。此区域中此区域中 : IB=0,IC=ICEO,UBEIC，UCE 0.3V (3) 截止区：截止区： UBE 死区电压，死区电压， IB=0 ， IC=ICEO 0 四、主要参数四、主要参数_1.电流放大倍数电流放大倍数 和和 ：BCII

28、_工作于动态的三极管，真正的信号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。基极电流是叠加在直流上的交流信号。基极电流的变化量为的变化量为 IB，相应的集电极电流变，相应的集电极电流变化为化为 IC，则，则交流电流放大倍数交流电流放大倍数为：为：BIIC 直流放大倍数直流放大倍数例：例：UCE=6V时：时：IB=40 A, IC=1.5mA； IB=60 A, IC=2.3mA。5 .3704. 05 . 1IIBC_ 4004. 006. 05 . 13 . 2IIBC 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： = 2.集集-基极反向截止电流基极反向截止电

29、流ICBO AICBOICBO是集是集电结反偏电结反偏由少子的由少子的漂移形成漂移形成的反向电的反向电流，受温流，受温度的变化度的变化影响。越影响。越小越好。小越好。3.集集-射极反向截止电流射极反向截止电流ICEO AICEOCBOCEOII 15.集集-射极反向击穿电压射极反向击穿电压当集当集-射极之间的电压射极之间的电压UCE超过一超过一定的数值时，三极管就会被击穿。手定的数值时，三极管就会被击穿。手册上给出的数值是册上给出的数值是25 C C、基极开路时基极开路时的击穿电压的击穿电压U(BR)CEO。4.集电极最大电流集电极最大电流ICM集电极电流集电极电流IC上升会导致三极管的上升会

30、导致三极管的 值的下降，当值的下降，当 值下降到正常值的三分值下降到正常值的三分之二时的集电极电流即为之二时的集电极电流即为ICM。6.集电极最大允许功耗集电极最大允许功耗PCM 集电极电流集电极电流I IC C 流过三极管，流过三极管， 所发出的焦耳所发出的焦耳 热为：热为：P PC C = =I IC CU UCECE 必定导致结温必定导致结温 上升，所以上升，所以P PC C 有限制。有限制。P PC C P PCMCMICUCEICUCE=PCMICMU(BR)CEO安全工作区安全工作区五、复合三极管五、复合三极管=12 六、光电三极管和光电耦合器六、光电三极管和光电耦合器光电耦合器的

31、特点光电耦合器的特点: :输入端与输出端在电气上输入端与输出端在电气上是绝缘的，因此能有效地是绝缘的，因此能有效地抗干扰、隔噪声抗干扰、隔噪声；具有完成电平转换、实现电位隔离等功能。具有完成电平转换、实现电位隔离等功能。 1.4.2 共发射极放大电路共发射极放大电路三极管放三极管放大电路有大电路有三种形式三种形式共射放大器共射放大器共基放大器共基放大器共集放大器共集放大器以共射放以共射放大器为例大器为例讲解工作讲解工作原理原理放大电路的结构示意框图见图放大电路的结构示意框图见图3 3、元件选择要使信号不失真地放大。、元件选择要使信号不失真地放大。放大电路的组成原则：放大电路的组成原则：1 1、

32、有直流电源，保证、有直流电源，保证E E结正偏，结正偏，C C结反偏。结反偏。2 2、元件安排要保证信号传输，即信号能从输入、元件安排要保证信号传输，即信号能从输入端加到三极管上（有信号输入回路），经放大端加到三极管上（有信号输入回路），经放大后从输出端输出（有输出回路）。后从输出端输出（有输出回路）。一、一、 共射极放大电路组成共射极放大电路组成RB+ECEBRCC1C2T放大元件放大元件iC= iB，工作在放大区，工作在放大区，要保证集电结反要保证集电结反偏，发射结正偏。偏，发射结正偏。uiuo输入输入输出输出参考点参考点使发射结正偏，使发射结正偏，并提供适当的并提供适当的静态工作点静态工

33、作点 ,RB为几十为几十K 至几至几百百K 。基极电源与基极电源与基极电阻基极电阻RB+ECEBRCC1C2T集电极电源，集电极电源，为电路提供能为电路提供能量。并保证集量。并保证集电结反偏。电结反偏。RB+ECEBRCC1C2T集电极电阻集电极电阻, ,将变化的电流将变化的电流转变为变化的转变为变化的电压电压, ,实现电实现电压放大。压放大。R Rc c= =几几K K几十几十K K RB+ECEBRCC1C2T隔离输入输隔离输入输出与电路直出与电路直流的联系，流的联系，同时能使信同时能使信号顺利输入号顺利输入输出。输出。C1、C2值较大值较大,几几uF至几十至几十uF的的电解电容电解电容.

34、RB+ECEBRCC1C2T耦合电容：耦合电容：电解电容，有极性。电解电容，有极性。大小为大小为10 F50 F单电源供电单电源供电可以省去可以省去RB+ECEBRCC1C2TRB单电源供电单电源供电+ECRCC1C2T一、输入出特性一、输入出特性IBUBE204060800.4 0.8IC1234UCE369 12IB=020 A40 A60 A80 A100 A二、放大电路组成二、放大电路组成RB+ECRCC1C2T二、二、 静态分析静态分析放大放大电路电路分析分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 静态静态是放大电路没有输入信

35、号时的工作状态是放大电路没有输入信号时的工作状态,静态分析所要确定的是放大电路的静态值静态分析所要确定的是放大电路的静态值IB、IC、UBE、UCE,其值直接影响放大电路的质量。其值直接影响放大电路的质量。 动态动态分析是要确定放大电路的电压放大倍分析是要确定放大电路的电压放大倍数数 Au、输入电阻、输入电阻ri、输出电阻、输出电阻ro。ui=0时时由于电源的由于电源的存在存在IB 0IC 0IBQICQIEQ=IBQ+ICQRB+VCCRCC1C2TIBQICQUBEQUCEQ( ICQ,UCEQ )(IBQ,UBEQ)RB+ECRCC1C2T直流通道和交流通道直流通道和交流通道 电容对交、

36、直流的作用不同。如果电容电容对交、直流的作用不同。如果电容容量足够大，可以认为它对交流不起作用，容量足够大，可以认为它对交流不起作用，即对交流短路。而对直流可以看成开路，即对交流短路。而对直流可以看成开路，这样，交直流所走的通道是不同的。这样，交直流所走的通道是不同的。这样就有了这样就有了交流通道交流通道（只考虑交流信号（只考虑交流信号的分电路）和的分电路）和直流通道直流通道（只考虑直流信号（只考虑直流信号的分电路）。不同的信号可以分别在不同的分电路）。不同的信号可以分别在不同的通道分析。的通道分析。RB+ECRCC1C2开路开路开路开路原则原则:对直流信号对直流信号电容可看作开路电容可看作开

37、路RB+ECRC直流通道直流通道直流通道直流通道1、估算法确定静态值、估算法确定静态值BBECBRUEI BCR7 . 0E BCRE RB+ECRCIBUBEICUCECCCCERIEU BCII2、用图解法确定静态值：、用图解法确定静态值：RB+ECRCIBUBEICUCE+ECRCICUCEUCE=EC-ICRC先估算先估算IB，然后在输出特性曲线上作出直，然后在输出特性曲线上作出直流负载线，与流负载线，与IB对应的输出特性曲线与直流负对应的输出特性曲线与直流负载线的交点就是载线的交点就是Q点。点。ICUCEBBECBRUEI QCCREEC由直流通路列出由直流通路列出:UCE=EC-I

38、CRC据此做出直流负载线据此做出直流负载线,与输出特性曲线交点为与输出特性曲线交点为Q.(IBQ,UBEQ) 和和( ICQ,UCEQ )分别对应于输入输出分别对应于输入输出特性曲线上的一个点称为静态工作点。特性曲线上的一个点称为静态工作点。IBUBEQIBQUBEQICUCEQUCEQICQ例：例：确定静态工作点。确定静态工作点。已知：已知：EC=12V，RC=4K ，RB=300K ， =37.5。解：解：A40mA04. 030012REIBCB 1.5mA0.0437.5IIBCV645 . 112RIUUCCCCCE 请注意电路中请注意电路中IB和和IC的数量级的数量级估算法估算法(

39、1)作直流负载线作直流负载线UCE=EC-ICRC所以所以 IC=0时时,UCE=EC=12VUCE=0时时,E EmAR RI IC CC CC C3 3= = =做出直流负载线做出直流负载线(2)由由AmAREIBCB 4004. 030012 得出得出交点交点Q其静态值为其静态值为IB=40uA, IC=1.5mA, UCE=6VICUCEECCCRE36 9 12123020uA406080100QIB1.56图解法图解法RB为偏置电阻。为偏置电阻。RB发射结发射结“地地”Q Q RB+ECRCIBUBEICUCE若改变若改变RB,则则IB 改变改变,Q点在直流负载曲线上移点在直流负载

40、曲线上移动动,如图所示。如图所示。)(BCBREI ICUCEECCCRE369 12123020uA406080100Q IB为偏置电流，简称偏流。产生偏流的电路为偏置电流，简称偏流。产生偏流的电路 为偏置电路，为偏置电路， 其路径为其路径为EC 动态分析是在静态值确定后分析信号的传输情动态分析是在静态值确定后分析信号的传输情况况,考虑的是交流信号或称信号分量考虑的是交流信号或称信号分量.所要确定的参数所要确定的参数为为Au、ri、ro等。方法有等。方法有微变等效电路法微变等效电路法和和图解法图解法。UA大写字母、大写下标，表示直流量。大写字母、大写下标，表示直流量。uA小写字母、大写下标，

41、表示全量。小写字母、大写下标，表示全量。ua小写字母、小写下标，表示交流分量。小写字母、小写下标，表示交流分量。Ua大写字母、小写下标，表示交流分量的大写字母、小写下标，表示交流分量的有效值。有效值。符号规定符号规定三、三、 动态分析动态分析uAua全量全量交流分量交流分量tUA直流分量直流分量 1、微变等效电路法、微变等效电路法 将晶体管线性化将晶体管线性化,把放大电路等效为线性电路。把放大电路等效为线性电路。 线性化条件线性化条件,就是晶体管在小信号就是晶体管在小信号(微变量微变量)情况下工作。情况下工作。这样在这样在Q点附近的小范围内用直线段近似地代替晶体管的点附近的小范围内用直线段近似

42、地代替晶体管的特性曲线。特性曲线。晶体管的微变等效电路晶体管的微变等效电路输入回路输入回路i iB Bu uBEBE当信号很小时，将输入特性当信号很小时，将输入特性在小范围内近似线性。在小范围内近似线性。 u uBEBE i iB BbbeBBEbeiuiur对输入的小交流信号而言，对输入的小交流信号而言，三极管相当于电阻三极管相当于电阻r rbebe。)mA()mV(26)1 ()(300EbeIrr rbebe的量级从几百欧到几千欧。的量级从几百欧到几千欧。对于小功率三极管：对于小功率三极管：输出回路输出回路iCuCE所以：所以：CEUbcii 输出端相当于一个受输出端相当于一个受 ib控

43、制的电流源。控制的电流源。在线性工作区内：在线性工作区内：CECEUbcUBCiiII 为一受控源为一受控源 Ic IB晶体管的微变等效电路晶体管的微变等效电路uceuberbe ibibicBECibicCBEubeuceRB+ECRCC1C2短短路路短短路路置置零零交流通路交流通路的原则的原则:* 电容可忽略电容可忽略,以短路代替。以短路代替。* 直流电源可认为是短路。直流电源可认为是短路。uiRBRCRLuoibicuceCubeBE交流通路交流通路放大电路的微变等效电路放大电路的微变等效电路uiRBRCRLuoibicuceCubeBE交流通路交流通路放大电路的微变等效电路放大电路的微

44、变等效电路rbe ibibiiicuiuoRBRCRLBEC放大电路的微变等效电路放大电路的微变等效电路1）电压放大倍数计算）电压放大倍数计算rbe ibibiiicuiuoRBRCRLBEC设输入信号为正弦设输入信号为正弦,可用相量表示可用相量表示bebirIU LboRIU beLurRA LCLR/RR beCurRA 当当RL= 时时,iiIUri beBr/R ber (1)ri小小,则则ii值愈大值愈大,增加信增加信 号源负担。号源负担。(2)经经RS和和ri分压分压, ri小小, ui值值亦减小亦减小,从而使从而使uo减小。减小。(3)后级的后级的ri即为前级的即为前级的RL,r

45、i小会降低前级的小会降低前级的Aurirbe ibibiiicuiuoRBRCRLBEC2）输入电阻计算）输入电阻计算oU oI 0rbeRBRCiI bI cI bI 0coooRIUr 所以：所以： 通常希望通常希望ro愈小愈好。愈小愈好。 因为对负载来说因为对负载来说, 放大电放大电路即为信号源路即为信号源, ro即为内阻。即为内阻。若若ro较大较大,带负载能力就较差带负载能力就较差。求求ro的方法的方法:加压求流法加压求流法 将信号源短路将信号源短路(ui=0, 但但Rs保留保留)将将RL去掉去掉,在输出端加一交流电压在输出端加一交流电压 , 遂产生电流遂产生电流 。OUoI 则则:R

46、SOOOIUr 3）输出电阻计算）输出电阻计算iBuBEQiCuCEuiiBiBiCuCE怎么变化怎么变化假设假设uBE有一微小的变化有一微小的变化2、图解法、图解法iCuCEiCucEuCE相位如何相位如何uCE与与uBE反相反相uCE的变化沿一条直线的变化沿一条直线RB+ECRCC1C2uiiBiCuCuo各点波形各点波形四、失真分析：四、失真分析：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设置在设置在交流负载线的中间部分。如果交流负载线的中间部分。如果Q设置不合适，设置不合适，信号进入截止区或饱和区，造成信号进入截止区或饱和区，造成非线性失真非线性失真。失真：输出信号

47、的波形不象输入信号的波形失真：输出信号的波形不象输入信号的波形iCuCEuo可输出可输出的最大的最大不失真不失真信号信号合适的静态工作点合适的静态工作点ibiCuCEuoQ点过低，信号进入截止区点过低，信号进入截止区称为截止失真称为截止失真信号波形信号波形iCuCEuoQ点过高，信号进入饱和区点过高，信号进入饱和区称为饱和失真称为饱和失真信号波形信号波形五、静态工作点的稳定五、静态工作点的稳定为了保证放大电路的稳定工作，必须有合为了保证放大电路的稳定工作，必须有合适的、稳定的静态工作点。但是，温度的变适的、稳定的静态工作点。但是，温度的变化严重影响静态工作点。化严重影响静态工作点。QT ICI

48、CEOUBE对于前面的电路（固定偏置电路）而言，静态工对于前面的电路（固定偏置电路）而言，静态工作点由作点由U UBEBE、 和和I ICEO CEO 决定，这三个参数随温度而变决定，这三个参数随温度而变化，温度对静态工作点的影响主要体现在这一方面。化，温度对静态工作点的影响主要体现在这一方面。iCuCEQQ 温度上升时，温度上升时，输出特性曲输出特性曲线上移，造线上移，造成成Q点上移。点上移。常采用分压式偏置电路来稳定静态工作点。常采用分压式偏置电路来稳定静态工作点。电路如下图。电路如下图。RB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuo偏置电路偏置电路I1I2IBTUBE(UB-UE)I

49、BIC(IE)UE(IERE)IC本电路稳压本电路稳压的过程实际的过程实际是由于加了是由于加了RE形成了形成了负负反馈反馈过程过程RB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuoI1I2IB稳定稳定Q点的物理过程点的物理过程ICIEBECRB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuoI1I2IBCE将将RE短路，短路，RE对交流不起作对交流不起作用，放大倍数不受影响。用，放大倍数不受影响。如果去掉如果去掉CE，放，放大倍数怎样？大倍数怎样？例例、已知、已知EC=12V,RC=2K ,RE=2K ,RB1=20K ,RB2=10K ,晶体管的晶体管的 =37.5。试求静态值，。试求静态值，

50、并进并进行动态分析行动态分析。RB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuoI1I2IBRB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuoI1I2IB直流通路：直流通路：+ECRB1RCRB2REI1I2IBICUCEUBE静态分析静态分析2124BBCBBRUEVRRmARUUIIEBEBEC7 . 1mAIICB045. 05.2CECCCEUEIRRV+ECRB1RCRB2REI1I2IBICUCEUBE静态分析静态分析RB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuoI1I2IBoU RCRLcI RB2RB1RSiI bI SE动态分析动态分析交流通路交流通路oU RCRLcI

51、RB2RB1RSiI bI SERB2RB1oU RSrbeRCRLiI bI cI bI SE微变等效电路微变等效电路LubeRA55r RB2RB1oU RSrbeRCRLiI bI cI bI SEKRRRCLL43. 126300 11beErKI beBBirRRr21 riRB2RB1oU RSrbeRCRLiI bI cI bI SEiU Kri111020iiiIUr oCrR2KiI bI cI RB2RB1oU RSrbeRCRLbI SEiU roRB+ECC1C2RERLuiuo1.4.3 射极输出器射极输出器RB+ECREIBIERB+ECC1C2RERLuiuo直流

52、通道直流通道一、静态分析：一、静态分析：RB+ECREIBIEEBBECBR)1(RUEI BEI )1 (I EECCERIEU 折算折算(1)CBBBEBEEI RUI R二、动态分析：二、动态分析：交流通路交流通路RB+ECC1C2RERLuiuoRBRERLuiuo微变等效电路微变等效电路RBRERLuiuorbeiU iI bI cI oU bI BRRERLLeoRIU LELR/RR LbRI1 ）（LebebiRIrIU LbbebRI )1 (rI LbbebLbuRI)1(rIRI)1(A LbeLR)1(rR1 ）（1、电压放大倍数、电压放大倍数rbeiU iI bI c

53、I oU bI BRRERL1、,R)1(rLbe 所以所以，1Au 但是，输出电流但是，输出电流Ie增加了。增加了。2、 输入输出同相，输出电压跟随输入输入输出同相，输出电压跟随输入电压，故称电压，故称电压跟随器电压跟随器。讨论讨论2、输入电阻、输入电阻R)1(r/RrLbeBi 输入电阻高，输入电阻高，对前级有利。对前级有利。rbeiU iI bI cI oU bI BRRERL(1)(1)bbbeLbbeLI rI RI rRLebebiRIrIU ri3、输出电阻、输出电阻用外加压求流法求输出电阻。用外加压求流法求输出电阻。rorbeiU iI bI cI sU bI BRRERs置置0ebbIIII EsbesbeRURrURrU BssR/RR U IrbeiU iI bI bI BRRERseI IUroEsbeR1Rr11 1Rr/RsbeE U IrbeiU iI bI bI BRRERseI 一般一般1sRrRbeE所以所以 1Rrrsbeo射极输出器的输出电阻很小，带负载射极输出器的输出电阻很小，带负载能力强。能力强。讨论讨论1、将射极输出器放在电路的首级，可以、将射极输出器放在电路的首级，可以提高输入电阻。提高输入电阻。2、将射极输出器放在电路的末级，可以、将射极输出器放在电路的末级，可