模拟电子技术课件第2微变等效电路法

1、第第 1 页页第第 2 章章 基本放大电路基本放大电路广东水利电力职业技术学院电力系WXH第2章 半导体三极管及基本放大电路1线性元件。线性元件。把晶体管放大电路等效成一个线性电路来进行分析、计算。把晶体管放大电路等效成一个线性电路来进行分析、计算。 （1）晶体管输入回路的等效电路 r rbebe为晶体管的交流为晶体管的交流输入电阻，输入电阻， 第第 2 页页第第 2 章章 基本放大电路基本放大电路广东水利电力职业技术学院电力系WXH第2章 半导体三极管及基本放大电路2（2）晶体管输出端的等效电路在放大区， 在小信号条件下，是常数。ic= ib ，即ic=受ib控制控制 ，晶体管输出端可用一个

2、受控电流源来等效代替。如上图所示。在放大区， 在小信号条件下，是常数。第第 3 页页第第 2 章章 基本放大电路基本放大电路广东水利电力职业技术学院电力系WXH第2章 半导体三极管及基本放大电路3简化后的三极管等效电路三极管简化的H参数等效电路图第第 4 页页第第 2 章章 基本放大电路基本放大电路广东水利电力职业技术学院电力系WXH第2章 半导体三极管及基本放大电路42.2.共射极基本放大电路的微变等效电路共射极基本放大电路的微变等效电路图a1.交流参数的计算(1)(1)电压放大倍数电压放大倍数LcL/= RRR第第 5 页页第第 2 章章 基本放大电路基本放大电路广东水利电力职业技术学院电

3、力系WXH第2章 半导体三极管及基本放大电路5(2)(2)输入电阻输入电阻对于共发射极低频电压放大倍数，rbe约为1K左右。通常RB rbe，所以Ri rbe。Ri越大，放大电路从信号源取得的信号也越大。第第 6 页页第第 2 章章 基本放大电路基本放大电路广东水利电力职业技术学院电力系WXH第2章 半导体三极管及基本放大电路6输出电阻( (3) )输出电阻的定义输出电阻的定义CoRR 放大电路的输出电阻是从输出端看进去的等效电阻，用RO表示如下：第第 7 页页第第 2 章章 基本放大电路基本放大电路广东水利电力职业技术学院电力系WXH第2章 半导体三极管及基本放大电路7：接有发射极电阻的单管

4、放大电路如下图所示，试：接有发射极电阻的单管放大电路如下图所示，试计算电压放大倍数和输入、输出电阻。计算电压放大倍数和输入、输出电阻。C1RcRb+VCCC2RL+VT+ iUOURe例例1图图 接有发射极电阻的放大电路接有发射极电阻的放大电路 例例11解：由直流通路估算静态工作点解：由直流通路估算静态工作点Q处的电流与电压值。处的电流与电压值。（b）直流通路第第 8 页页第第 2 章章 基本放大电路基本放大电路广东水利电力职业技术学院电力系WXH第2章 半导体三极管及基本放大电路8rbe bcRcRLRboUbIcIbI + ReeIe+ iU根据微变等效电路列方程根据微变等效电路列方程ee

5、bebiRIrIU be)1( II 其中其中LbLCO RIRIU 而而ebeLiO)1(RrRUUAu eLRRAu 引入发射极电阻引入发射极电阻后，后， 降低了。降低了。uA若满足若满足(1 + ) Re rbe 与三极管的参数与三极管的参数 、rbe 无关。无关。uA（c）微变等效电路微变等效电路第第 9 页页第第 2 章章 基本放大电路基本放大电路广东水利电力职业技术学院电力系WXH第2章 半导体三极管及基本放大电路9放大电路的输入电阻放大电路的输入电阻 bebeiii/)1(RRrIUR 引 入引 入 Re 后，输入电阻后，输入电阻增大了。增大了。放大电路的输出电阻放大电路的输出电

6、阻coRR rbe ebcRcRLRboUbIcIbI + + ReeIcIrbe bcRcRbbIbI ReeIe将放大电路的输入将放大电路的输入端短路，负载电阻端短路，负载电阻 RL 开开路路 ，一般，一般 c 、e 之间的之间的内电阻内电阻 rce 比比Re 大许多，大许多，故故RLiU例例2图图 ( (c) )第第 10 页页第第 2 章章 基本放大电路基本放大电路广东水利电力职业技术学院电力系WXH第2章 半导体三极管及基本放大电路10讨论讨论引入引入 Re 后对输出电阻的影响。后对输出电阻的影响。cIrbe ebcRcRbbIbI ReeIrce oU+_OIbceeOCCCOO

7、IrUUIIRUI 其中其中beebi0 rUIU ，因为因为ebececeeCbececeOebececeObeceeceOC)1()1()1(RrrrURIrrrUUrrrUrUrUrUIOe beee/ rRR 式中式中例例2图图 （d）求例求例2图电路输出电阻的等效电路图电路输出电阻的等效电路第第 11 页页第第 2 章章 基本放大电路基本放大电路广东水利电力职业技术学院电力系WXH第2章 半导体三极管及基本放大电路11将将 代入代入 式，放大电路输出电阻为式，放大电路输出电阻为C I ccooIRUI ebecececooo)1(/RrrrRIUR 上式中，通常上式中，通常 ，故可简

8、化为，故可简化为1becerr )(/ebecececoRrrrRR 如果如果 Re = 0 ，但考虑但考虑 rce 的作用，则的作用，则ceco/rRR 显然，接入显然，接入 Re 后，三极管集电极至公共端之间的等效电阻大大提高了。后，三极管集电极至公共端之间的等效电阻大大提高了。一般一般rce 比比RC 大许多，故大许多，故RO RC 。第第 12 页页第第 2 章章 基本放大电路基本放大电路广东水利电力职业技术学院电力系WXH第2章 半导体三极管及基本放大电路12练习 1.根据直流通路求静态参数根据直流通路求静态参数第第 13 页页第第 2 章章 基本放大电路基本放大电路广东水利电力职业

9、技术学院电力系WXH第2章 半导体三极管及基本放大电路132.根据微变等效电路求动态参数根据微变等效电路求动态参数（1）. 电压放大倍数KImVrEbe36. 126)1 (300KRRRLCL5 . 13/3/beLbebLbioVrRrIRIVVA6636. 15 . 160（2）. 输入电阻RiKrRbei36. 1KRRRibi25. 136. 1/15/（3）. 输出电阻RoKRRCo3第第 14 页页第第 2 章章 基本放大电路基本放大电路广东水利电力职业技术学院电力系WXH第2章 半导体三极管及基本放大电路14如考虑信号源内阻如考虑信号源内阻R RS S，则电压放大倍数的计算应为

10、则电压放大倍数的计算应为可见，当可见，当RSri时，电压放大倍数将下降很多。时，电压放大倍数将下降很多。第第 15 页页第第 2 章章 基本放大电路基本放大电路广东水利电力职业技术学院电力系WXH第2章 半导体三极管及基本放大电路15设计和调试放大电路时，为获得较好的性能，必须首先设置一个合适的Q点。共射基本放大电路中， 当VCC和Rb确定后，基极偏流IB是“固定”的，其偏置电路实际上是由一个偏置电阻Rb构成的。bBECCBRUVI bR uicR-+VCC TIB + -uOC1+ + -C2+ bR uicRVCCT + -uOC1+ + -C2+ +sR-+usLR iB+uBE- iC

11、+-uCE2.5 工作点稳定电路工作点稳定电路这种偏置电路称为固定偏置电路固定偏置电路第第 16 页页第第 2 章章 基本放大电路基本放大电路广东水利电力职业技术学院电力系WXH第2章 半导体三极管及基本放大电路16固定偏置电路结构简单，调试方便。但当更换管子或环境温度变化引起三极管参数变化时，电路的工作点（IC、UCE）将发生变化，使Q点发生移动，很可能移到不合适的位置而使放大电路无法正常工作。 bR uicR-+VCC TIB + -uOC1+ + -C2+ bR uicRVCCT + -uOC1+ + -C2+ +sR-+usLR iB+uBE- iC+-uCE第第 17 页页第第 2

12、章章 基本放大电路基本放大电路广东水利电力职业技术学院电力系WXH第2章 半导体三极管及基本放大电路17本节主要讨论环境温度对工作点的影响以及稳定工作点的偏置电路。工作点不稳定的原因：电源电压的变化；电路参数的变化；管子的老化与更换等；三极管的参数（三极管的参数（ICBO、UBE、等）随温度变化等）随温度变化（主要原因）。第第 18 页页第第 2 章章 基本放大电路基本放大电路广东水利电力职业技术学院电力系WXH第2章 半导体三极管及基本放大电路182.5.1 温度对工作点的影响温度对工作点的影响CBOCEO)1 (II，随着温度的高，ICEO也急剧增大。1温度对三极管参数的影响温度对三极管参

13、数的影响（1）温度对ICBO的影响温度每升高10，ICBO将增大一倍。在高温场合多选用硅管。（3）温度对的影响 温度每升高1，增加0.5%1%。BEU（2）温度对UBE的影响温度每高1， 减小2.2mV。（2）温度对UBE的影响温度每高1， 减小2.2mV。BEU（2）温度对UBE的影响温度每高1， 减小2.2mV。第第 19 页页第第 2 章章 基本放大电路基本放大电路广东水利电力职业技术学院电力系WXH第2章 半导体三极管及基本放大电路19说明：在工业上批量生产电子产品时，由于三极管参数的分散性，同一型号三极管的参数（如）将有较大的不同，因此它的影响和温度变化造成的影响很相似。为了减少调试

14、时间，降低生产成本，希望电路对三极管参数具有较好的适应性，即当管子参数变化时，其静态电流IC基本不变。固定偏流电路不能满足上述的要求。第第 20 页页第第 2 章章 基本放大电路基本放大电路广东水利电力职业技术学院电力系WXH第2章 半导体三极管及基本放大电路20例例2 在图所示的固定偏流电路中，若VC C=9V，Rb=150k,Rc=2k.三极管3DG4的UBE=0.7V，UCES=0.3V，=50。 （1）试确定静态工作点；（2）若更换管子，使变为100，其他参数不变，确定此时的静态工作点。 bR uicR-+VCC TIB + -uOC1+ + -C2+ bR uicRVCCT + -u

15、OC1+ + -C2+ +sR-+usLR iB+uBE- iC+-uCE第第 21 页页第第 2 章章 基本放大电路基本放大电路广东水利电力职业技术学院电力系WXH第2章 半导体三极管及基本放大电路21解：解：（1） （2）当=100时，IB的计算同上，仍为55A mA5 . 5A55100BCIIV225 . 59cCCCCERIVU 该电路不可能出现UCE0。实际上，UCE = UBE时，三极管已进入饱和区。 ICIB第第 22 页页第第 2 章章 基本放大电路基本放大电路广东水利电力职业技术学院电力系WXH第2章 半导体三极管及基本放大电路22一种能自动稳定工作点的偏置电路如右图所示，

16、该电路称为分压式偏分压式偏置置电路或射极偏置射极偏置电路。分压式偏置电路是目前应用最广泛的一种偏置电路。分压式偏置电路 uiVCCT + -uOC1+ + -C2+ + eCUBUE21 ei 2I 1I ei BIbRbRcRLReR 可见，温度升高时对三极管参数的影响，最终都集中在工作点的集可见，温度升高时对三极管参数的影响，最终都集中在工作点的集电极电流的增大上。电极电流的增大上。所谓的稳定工作点，主要指稳定工作点的电流所谓的稳定工作点，主要指稳定工作点的电流IC 。第第 23 页页第第 2 章章 基本放大电路基本放大电路广东水利电力职业技术学院电力系WXH第2章 半导体三极管及基本放大

17、电路232.5.2 2.5.2 工作点稳定电路工作点稳定电路分压式偏置工作点稳定电路分压式偏置工作点稳定电路 uiVCCT + -uOC1+ + -C2+ + eCUBUE21 ei 2I 1I ei BIbRbRcRLReR第第 24 页页第第 2 章章 基本放大电路基本放大电路广东水利电力职业技术学院电力系WXH第2章 半导体三极管及基本放大电路24CCbbbBVRRRU212eBeBEBECRURUUII)(ecCCCeEcCCCCERRIVRIRIVUCBII uiVCCT + -uOC1+ + -C2+ + eCUBUE21 ei 2I 1I ei BIbRbRcRLReR 2静态工

18、作点静态工作点第第 25 页页第第 2 章章 基本放大电路基本放大电路广东水利电力职业技术学院电力系WXH第2章 半导体三极管及基本放大电路25 交流小信号等效电路ic - ib + bi- + icui ii iRou oR+ bi- + oubRuicR iR21bRbR cR eR bR LR ber eR LR uiVCCT + -uOC1+ + -C2+ + eCUBUE21 ei 2I 1I ei BIbRbRcRLReR3动态分析动态分析（a）交流通路（b）微变等效电路路第第 26 页页第第 2 章章 基本放大电路基本放大电路广东水利电力职业技术学院电力系WXH第2章 半导体三极

19、管及基本放大电路26由图有：Rb=Rb1Rb2，RL=RcRLuo=ib RLui=ibrbe+ieRe=ibrbe+(1+)ReebeLuRrRuuA)1 (ioeLuRRA)1 (/21ebebbibiRrRRRRRic - ib + bi- + icui ii iRou oR+ bi- + oubRuicR iR21bRbR cR eR bR LR ber eR LR RoRc第第 27 页页第第 2 章章 基本放大电路基本放大电路广东水利电力职业技术学院电力系WXH第2章 半导体三极管及基本放大电路27 由式 知，接入Re后使Au大大下降（但Ri显著增大），可在Re两端并联一个大电容Ce（几十至几百F）。 接入Ce后，对于交流信号而言，Ce相当于短路，Re也被短路了，故称Ce为射极旁路电容射极旁路电容。eLuRRA uiVCCT + -uOC1+ + -C2+ + eCUBUE21 ei 2I 1I ei BIbRbRcRLReR第第 28 页页第第 2 章章 基本放大电路基本放大电路广东水利电力职业技术学院电力系WXH第2章 半导体三极管及基本放大电路28 有Ce时，Q点计算不变，但性能指标变为（令上述各式中的Re=0）： 其性能指标与固定偏流电路相同，因此，该电路最为常