武汉理工大学模电课件03BJT电信

1、2014电子技术精品课程电子技术精品课程-模拟电子技术基础模拟电子技术基础3.1 3.1 双极型三极管（双极型三极管（BJTBJT）3.2 .2 放大电路的基本概念放大电路的基本概念 3.3 3.3 基本共射放大电路的工作原理基本共射放大电路的工作原理3.4 3.4 基本共射极放大电路的静态分析基本共射极放大电路的静态分析3.5 3.5 小信号模型分析法小信号模型分析法3.6 3.6 射极偏置放大电路射极偏置放大电路3.7 3.7 共集电极电路共集电极电路( (自主自主) )3.8 3.8 共基放大极电路共基放大极电路( (自主自主) )3.9 3.9 多级放大电路多级放大电路3 3 双极结型

2、三极管及其放大电路双极结型三极管及其放大电路(P35)(P35)2014电子技术精品课程电子技术精品课程-模拟电子技术基础模拟电子技术基础基本要求基本要求: :1 1 了解半导体三极管的工作原理、特性曲线及主要参数了解半导体三极管的工作原理、特性曲线及主要参数2 2 了解半导体三极管放大电路的分类了解半导体三极管放大电路的分类3 3 熟练掌握用估算法、小信号分析法对放大电路进行熟练掌握用估算法、小信号分析法对放大电路进行 静态及动态分析静态及动态分析4 4 掌握放大电路的频率响应及各元件参数对其性能的影响掌握放大电路的频率响应及各元件参数对其性能的影响问题：问题：1)1)放大电路的主要性能指标

3、？放大电路的主要性能指标？ 2) 2)静态分析的目的、方法、求解的参数？静态分析的目的、方法、求解的参数？ 3) 3)动态分析的目的、方法、求解的参数？动态分析的目的、方法、求解的参数？ 4) 4)放大电路频率响应分析的目的？放大电路频率响应分析的目的？ 3 3 双极结型三极管及其放大电路双极结型三极管及其放大电路作业：作业：7(3.3.4), 8(3.4.1)7(3.3.4), 8(3.4.1)，12(3.5.1), 13, 14, 15(3.7.1), 12(3.5.1), 13, 14, 15(3.7.1), 16(3.6.1) 17(3.6.2) 16(3.6.1) 17(3.6.2)

4、 2014电子技术精品课程电子技术精品课程-模拟电子技术基础模拟电子技术基础3.1.1 BJT简介简介3.1.2BJT三极管三极管的的电流分配电流分配关系关系3.1.3 BJT的的特性曲线特性曲线3.1.4 BJT的的主要参数主要参数3.1.5 BJT的选型的选型3.1 3.1 双极型三极管（双极型三极管（BJTBJT）2014电子技术精品课程电子技术精品课程-模拟电子技术基础模拟电子技术基础NNP发射极发射极 E基极基极 B集电极集电极 C发射结发射结集电结集电结 基区基区 发射区发射区 集电区集电区emitterbasecollectorNPN 型型PPNEBCPNP 型型ECBECB3.

5、1.1 BJT简介简介3.1 3.1 双极型三极管（双极型三极管（BJTBJT）2014电子技术精品课程电子技术精品课程-模拟电子技术基础模拟电子技术基础 结构特点结构特点 发射区的掺杂浓度最高；发射区的掺杂浓度最高； 集电区掺杂浓度低于发射区，集电区掺杂浓度低于发射区，且面积大；且面积大； 基区很薄，一般在几个微米至基区很薄，一般在几个微米至几十个微米，且掺杂浓度最低。几十个微米，且掺杂浓度最低。管芯结构剖面图管芯结构剖面图 内部条件内部条件 BJT的两个的两个PN结分别是正偏还是反偏，决定了结分别是正偏还是反偏，决定了BJT可能可能工作于四种工作状态：放大、饱和、截止和倒置。这取决于工作于

6、四种工作状态：放大、饱和、截止和倒置。这取决于外加电压外部工作条件。外加电压外部工作条件。3.1.1 BJT的结构简介的结构简介2014电子技术精品课程电子技术精品课程-模拟电子技术基础模拟电子技术基础2、内部载流子的传输过程（以内部载流子的传输过程（以NPN为例）为例） 发射结正偏，集电结反偏。发射结正偏，集电结反偏。3.1.2BJT的的电流分配电流分配关系关系1、放大条件、放大条件 发射区的掺杂浓度最高；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；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。基区很薄，一般在几个微米至几十个微米

7、，且掺杂浓度最低。 1）内部条件内部条件 2）外）外部条件部条件2014电子技术精品课程电子技术精品课程-模拟电子技术基础模拟电子技术基础2、内部载流子的传输过程（以内部载流子的传输过程（以NPN为例）为例） 3.1.2BJT的的电流分配电流分配关系关系2014电子技术精品课程电子技术精品课程-模拟电子技术基础模拟电子技术基础三极管内部载流子的传输过程归纳为：三极管内部载流子的传输过程归纳为：发射区向基区扩散多子电子形成发射区向基区扩散多子电子形成 IE。I CN多数向多数向 BC 结方向扩散形成结方向扩散形成 InC。IE少数与空穴复合，形成少数与空穴复合，形成 IB。I B基区空基区空穴来

8、源穴来源基极电源提供基极电源提供( (IB) )集电区少子漂移集电区少子漂移( (ICBO) )I CBOIB有：有：IB = IB ICBO 载流子在载流子在基区扩散与复合形成基区扩散与复合形成IB。 集电区收集漂移到达的载流子形成集电极电流集电区收集漂移到达的载流子形成集电极电流 ICI C = InC + ICBO IC( (忽略了基区空穴扩散运动形成的电忽略了基区空穴扩散运动形成的电流，因参杂浓度低流，因参杂浓度低) )发射结正偏，有利于多子扩散。发射结正偏，有利于多子扩散。2014电子技术精品课程电子技术精品课程-模拟电子技术基础模拟电子技术基础载流子的传输过程载流子的传输过程3、电

9、流分配关系电流分配关系发射极注入电流发射极注入电流传输到集电极的电流传输到集电极的电流设设 EnCII 即即据传输过程据传输过程: IC= InC+ ICBOIB= IB - ICBO通常通常 IC ICBOECII 则有则有 、 为电流放大系数，为电流放大系数，只与管子的结只与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与外加电压无关构尺寸和掺杂浓度有关，与外加电压无关,一般一般 = 0.9 0.99IE=IB+ ICIB=IE- IC=(1- )IE 1IIBC2014电子技术精品课程电子技术精品课程-模拟电子技术基础模拟电子技术基础 三极管的放大作用，主要是依靠它的发射极三极管的放大作用，主要是依靠它

10、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。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：实现这一传输过程的两个条件是：（1）内部条件：内部条件：发射区杂质浓度远大于基区杂质浓度，且发射区杂质浓度远大于基区杂质浓度，且基区很薄。决定了基区很薄。决定了 、 参数。参数。（2）外部条件：外部条件：发射结正向偏置，集电结反向偏置。取决发射结正向偏置，集电结反向偏置。取决于外加工作电源。于外加工作电源。为保证外部条件为保证外部条件NPN管：管：VEVBVCPNP管：管：VCVB0，集电结已进入反偏状态，开始收集集电结已进入反偏状态，开始收集电子，基区复合减少，

11、同样的电子，基区复合减少，同样的vBE下下IB减小，特性曲线右移。减小，特性曲线右移。(1)当当vCE=0V时，相当于发时，相当于发 射结的正向伏安特性曲线射结的正向伏安特性曲线（1）输入特性曲线）输入特性曲线3.1.3 BJT的的特性曲线特性曲线BEuBiO0CE uV 1CE u2014电子技术精品课程电子技术精品课程-模拟电子技术基础模拟电子技术基础输入特性曲线的三个部分输入特性曲线的三个部分死区死区非线性区非线性区线性区线性区 （1）输入特性曲线）输入特性曲线3.1.3 BJT的的特性曲线特性曲线2014电子技术精品课程电子技术精品课程-模拟电子技术基础模拟电子技术基础iC=f(vCE

12、) iB=const（2 2）输出特性曲线）输出特性曲线bceRLVBBVCCiBiEiCvi+-3.1.3 BJT的的特性曲线特性曲线2014电子技术精品课程电子技术精品课程-模拟电子技术基础模拟电子技术基础iC=f(vCE) iB=const（2 2）输出特性曲线）输出特性曲线0uA20uA40uA60uA80uA100uAV VCECE较小时，较小时，集电结反向集电结反向电压很小，对到达基区电压很小，对到达基区的电子吸引力不够，的电子吸引力不够，iC 受受vCE影响较大，影响较大，iC随随vCE增加而增加；增加而增加； 当当vCE某值，某值，集电结电集电结电场足够强，能使到达基场足够强，

13、能使到达基区的电子绝大部分到达区的电子绝大部分到达集电区，集电区， vCE再增加，再增加，iC也增加不多了。也增加不多了。 0iC vCE3.1.3 BJT的的特性曲线特性曲线2014电子技术精品课程电子技术精品课程-模拟电子技术基础模拟电子技术基础饱和区：饱和区：iC明显受明显受vCE控制控制的区域，该区域内，一般的区域，该区域内，一般vCE0.7V(硅管硅管)。条件：条件：两个结均正偏两个结均正偏(含集电结反含集电结反偏电压很小偏电压很小)。截止区：截止区：iC接近零的区域，接近零的区域，相当相当iB=0的曲线的下方。的曲线的下方。条件：条件： 两个结均反偏两个结均反偏(含含发射结正偏时发

14、射结正偏时vBE小于死小于死区电压区电压)。放大区：放大区：iC平行于平行于vCE轴的轴的区域，曲线基本平行等距。区域，曲线基本平行等距。条件：条件：发射结正偏，集电发射结正偏，集电结反偏结反偏。输出特性曲线的三个区域输出特性曲线的三个区域:3.1.3 BJT的的特性曲线特性曲线2014电子技术精品课程电子技术精品课程-模拟电子技术基础模拟电子技术基础BJT三个工作区的电量特点三个工作区的电量特点QQ1Q2vCE/ViC/mA放大区放大区0iB=40uA80uA120uA160uA200uA饱和区饱和区截止区截止区饱和区特点：饱和区特点： iC不再随不再随iB的增的增加而线性增加，即加而线性增

15、加，即BCii 且且CBii vCE= VCES ，典型值为，典型值为0.3VBCii 3.1.3 BJT的的特性曲线特性曲线截止区特点：截止区特点：iB=0， iC= ICEO 0，VCE接近接近Vcc。线性放大区特点：线性放大区特点：近似线性，近似线性， VCE大小适中，约为大小适中，约为1/2Vcc2014电子技术精品课程电子技术精品课程-模拟电子技术基础模拟电子技术基础例例3-13-1：测得某放大电路中测得某放大电路中BJTBJT的三个电极的三个电极A A、B B、C C的对地电位分的对地电位分别为别为V VA A=-9V=-9V， VB B=-6V， Vc=-6.2V，试分析试分析A

16、 A、B B、C C中哪个是基极中哪个是基极b b、发射极、发射极e e、集电极、集电极c c，并说明此，并说明此BJTBJT是什么材料的管子，是是什么材料的管子，是NPNNPN管还是管还是PNPPNP管？管？判断依据判断依据 (1)三个极中发射结的三个极中发射结的电位差最小电位差最小且为固定值，硅为且为固定值，硅为0.7V左右，锗左右，锗为为0.2V左右；左右；(2)满足放大条件：发射结正偏，集电结反偏。满足放大条件：发射结正偏，集电结反偏。解：解：据据(1) B、C间压差为间压差为0.2V，所以可以确定，所以可以确定A为集电极为集电极c； 据据(2) C为基极、为基极、B为发射极，且为为发

17、射极，且为PNP型锗管。型锗管。NPN管：管：c极电位最高，极电位最高，b极居中，极居中，e极最低；极最低； PNP管：管：c极电位最低，极电位最低，b极居中，极居中，e极最高。极最高。例题例题2014电子技术精品课程电子技术精品课程-模拟电子技术基础模拟电子技术基础判断依据判断依据 (1)三个极中发射结的三个极中发射结的电位差最小电位差最小且为固定值，硅为且为固定值，硅为0.7V左右，锗左右，锗为为0.2V左右；左右；(2)满足放大条件：发射结正偏，集电结反偏。满足放大条件：发射结正偏，集电结反偏。若已知若已知A管：管：Ux=12V, Uy=11.7V, Uz=6V; B管管:Ux=-5.2

18、v, Uy=-1V, Uz=-5.5V.试判断试判断A、B的各极和类型的各极和类型NPN管：管：c极电位最高，极电位最高，b极居中，极居中，e极最低；极最低； PNP管：管：c极电位最低，极电位最低，b极居中，极居中，e极最高。极最高。思考？思考？解：解：A A管为管为PNPPNP型锗管，型锗管，x-x-发射极，发射极，y-y-基极，基极，z-z-集电极集电极 B B管为管为NPNNPN型锗管，型锗管，x-x-基极，基极，y-y-集电极，集电极，z-z-发射极发射极例题例题2014电子技术精品课程电子技术精品课程-模拟电子技术基础模拟电子技术基础 (1) (1)共发射极直流电流放大系数共发射极

19、直流电流放大系数 =（ICICEO）/IBIC / IB vCE=const3.1.4 BJT的主要参数的主要参数1）电流放大系数）电流放大系数 (2) (2) 共发射极交流电流放大系数共发射极交流电流放大系数 = = I IC C/ / I IB B v vCECE=const=const =（ICICBO）/IEIC/IE (4) 共基极交流电流放大系数共基极交流电流放大系数 = IC/ IE VCB=const (3) 共基极共基极直直流电流放大系数流电流放大系数 当当ICBO和和ICEO很小时，很小时， 、 。 2014电子技术精品课程电子技术精品课程-模拟电子技术基础模拟电子技术基础

20、 (2) 集电极发射极间的反向饱和电流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）极间反向电流ICEO (1) 集电极基极间反向饱和电流集电极基极间反向饱和电流ICBO 发射极开发射极开路时，集电结的反向饱和电流。路时，集电结的反向饱和电流。 +bce-uAIe=0VCCICBO+bce-VCCICEOuA 即输出特性曲即输出特性曲线线IB=0那条曲线所那条曲线所对应的对应的Y坐标的数坐标的数值。值。 ICEO也称为集也称为集电极发射极间穿透电极发射极间穿透电流。电流。3.1.4 BJT的主要参数的主要参数2014电子技术精品课程电子技术精品课程-模拟

21、电子技术基础模拟电子技术基础(1) 集电极最大允许电流集电极最大允许电流ICM(2) 集电极最大允许功率损耗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) (3) 反向击穿电压反向击穿电压 V V(BR)CBO(BR)CBO发射极开路时的发射极开路时的集电结集电结反反 向击穿电压。向击穿电压。 V V(BR) EBO(BR) EBO集电极开路时集电极开路时发射结发射结的反的反 向击穿电压。向击穿电压。 V V(BR)CEO(BR)CEO基极开路时基极开路时集电极和发射集电极和发射 极极间的击穿电压。间的击穿电压。几个击穿电压

22、有如下关系几个击穿电压有如下关系 V V(BR)CBO(BR)CBOV V(BR)CEO(BR)CEOV V(BR) EBO(BR) EBO2014电子技术精品课程电子技术精品课程-模拟电子技术基础模拟电子技术基础 由由PCM、 ICM和和V(BR)CEO在输出特性曲线上可以在输出特性曲线上可以确定过损耗区、过电流区和击穿区。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输出特性曲线上的过损耗区和击穿区3.1.4 BJT的主要参数的主要参数2014电子技术精品课程电子技术精品课程-模拟电子技术基础模拟电子技术基础1) 类型与符号类型与符号按材料分：按材料分： 硅管、锗管硅管、

23、锗管按功率分：按功率分： 小功率管小功率管 1 W中功率管中功率管 0.5 1 W3.1.5 BJT的选型的选型2014电子技术精品课程电子技术精品课程-模拟电子技术基础模拟电子技术基础3.1.5 BJT的选型的选型小功率封装小功率封装中功率封装中功率封装大功率封装大功率封装1) 类型与符号类型与符号2014电子技术精品课程电子技术精品课程-模拟电子技术基础模拟电子技术基础3.1.5 BJT的选型的选型中国半导体器件型号命名方法中国半导体器件型号命名方法(见国标见国标GB249-74) 半导体器件型号由半导体器件型号由五部分五部分（场效应器件、半导体特殊器件、（场效应器件、半导体特殊器件、复合

24、管、复合管、PIN型管、激光器件的型号命名只有第三、四、五部分）型管、激光器件的型号命名只有第三、四、五部分）组成。五个部分意义如下：组成。五个部分意义如下： 第一部分：第一部分：用数字表示半导体器件有效电极数目。用数字表示半导体器件有效电极数目。2-二极管、二极管、3-三极管三极管 第二部分：第二部分：用汉语拼音字母表示半导体器件的材料和极性。表用汉语拼音字母表示半导体器件的材料和极性。表示二极管时：示二极管时：A-N型锗材料、型锗材料、B-P型锗材料、型锗材料、C-N型硅材料、型硅材料、D-P型硅材料。表示三极管时：型硅材料。表示三极管时：A-PNP型锗材料、型锗材料、B-NPN型锗材型锗

25、材料、料、C-PNP型硅材料、型硅材料、D-NPN型硅材料。型硅材料。 2014电子技术精品课程电子技术精品课程-模拟电子技术基础模拟电子技术基础3.1.5 BJT的选型的选型中国半导体器件型号命名方法中国半导体器件型号命名方法(见国标见国标GB249-74) 第三部分：第三部分：用汉语拼音字母表示半导体器件的内型。用汉语拼音字母表示半导体器件的内型。P-普通管、普通管、V-微波管、微波管、W-稳压管、稳压管、C-参量管、参量管、Z-整流管、整流管、L-整流堆、整流堆、S-隧隧道管、道管、N-阻尼管、阻尼管、 U-光电器件、光电器件、K-开关管、开关管、X-低频小功率管低频小功率管(F3MHz

26、,Pc3MHz,Pc1W)、D -低低频大功率管（频大功率管（f1W)、A-高频大功率管高频大功率管（f3MHz,Pc1W)、T-半导体晶闸管（可控整流器）、半导体晶闸管（可控整流器）、Y-体效体效应器件、应器件、B-雪崩管、雪崩管、J-阶跃恢复管、阶跃恢复管、CS-场效应管、场效应管、BT-半导体半导体特殊器件、特殊器件、FH-复合管、复合管、PIN-PIN型管、型管、JG-激光器件。激光器件。 第四部分：第四部分：用数字表示序号用数字表示序号 第五部分：第五部分：用汉语拼音字母表示规格号用汉语拼音字母表示规格号 例如：例如：3DG18表示表示NPN型硅材料高频三极管型硅材料高频三极管 20

27、14电子技术精品课程电子技术精品课程-模拟电子技术基础模拟电子技术基础3.1.5 BJT的选型的选型2）选型原则）选型原则 在同型号的三极管中，应选用反向电流小的管子，以保证有在同型号的三极管中，应选用反向电流小的管子，以保证有较好的温度特性；较好的温度特性； 在同型号的三极管中，小功率管的在同型号的三极管中，小功率管的 值应该值应选高些值应该值应选高些(70150)，大功率管的应选小些，大功率管的应选小些(3070)， 值太高性能不稳定；值太高性能不稳定； 要求反向电流较小、工作温度较高的场合，应选用硅三极管；要求反向电流较小、工作温度较高的场合，应选用硅三极管；要求正向导通电压低的场合，应

28、选用锗三极管；要求正向导通电压低的场合，应选用锗三极管； 根据电路的电源电压及各电极间的工作电压确定三极管的各根据电路的电源电压及各电极间的工作电压确定三极管的各个反向击穿电压；根据器件流过的电流和管压降确定器件的功耗，个反向击穿电压；根据器件流过的电流和管压降确定器件的功耗，确保器件工作在安全区；对于工作电流较大的器件应加装散热器。确保器件工作在安全区；对于工作电流较大的器件应加装散热器。2014电子技术精品课程电子技术精品课程-模拟电子技术基础模拟电子技术基础附附日本半导体分立器件型号命名方法日本半导体分立器件型号命名方法 日本生产的半导体分立器件，由五至七部分组成。通常只日本生产的半导体

29、分立器件，由五至七部分组成。通常只用到前五个部分，其各部分的符号意义如下：用到前五个部分，其各部分的符号意义如下： 第一部分：用数字表示器件有效电极数目或类型。第一部分：用数字表示器件有效电极数目或类型。0-光电（即光光电（即光敏）二极管三极管及上述器件的组合管、敏）二极管三极管及上述器件的组合管、1-二极管、二极管、2三极或具三极或具有两个有两个pn结的其他器件、结的其他器件、3-具有四个有效电极或具有三个具有四个有效电极或具有三个pn结结的其他器件、的其他器件、依此类推。依此类推。 第二部分：日本电子工业协会第二部分：日本电子工业协会JEIA注册标志。注册标志。S-表示已在日本表示已在日本

30、电子工业协会电子工业协会JEIA注册登记的半导体分立器件。注册登记的半导体分立器件。 2014电子技术精品课程电子技术精品课程-模拟电子技术基础模拟电子技术基础 第三部分：用字母表示器件使用材料极性和类型。第三部分：用字母表示器件使用材料极性和类型。A-PNP型型高频管、高频管、B-PNP型低频管、型低频管、C-NPN型高频管、型高频管、D-NPN型低频管、型低频管、F-P控制极可控硅、控制极可控硅、G-N控制极可控硅、控制极可控硅、H-N基极单结晶体管、基极单结晶体管、J-P沟道场效应管、沟道场效应管、K-N沟道场效应管、沟道场效应管、M-双向可控硅。双向可控硅。 第四部分：用数字表示在日本

31、电子工业协会第四部分：用数字表示在日本电子工业协会JEIA登记的顺登记的顺序号。两位以上的整数序号。两位以上的整数-从从“11”开始，表示在日本电子工业协开始，表示在日本电子工业协会会JEIA登记的顺序号；不同公司的性能相同的器件可以使用同登记的顺序号；不同公司的性能相同的器件可以使用同一顺序号；数字越大，越是近期产品。一顺序号；数字越大，越是近期产品。 第五部分：用字母表示同一型号的改进型产品标志。第五部分：用字母表示同一型号的改进型产品标志。A、B、C、D、E、F表示这一器件是原型号产品的改进产品。表示这一器件是原型号产品的改进产品。 附附2014电子技术精品课程电子技术精品课程-模拟电子

32、技术基础模拟电子技术基础 美国半导体分立器件型号命名方法美国半导体分立器件型号命名方法 美国晶体管或其他半导体器件的命名法较混乱。美国电子工美国晶体管或其他半导体器件的命名法较混乱。美国电子工业协会半导体分立器件命名方法如下：业协会半导体分立器件命名方法如下： 第一部分：用符号表示器件用途的类型。第一部分：用符号表示器件用途的类型。JAN-军级、军级、JANTX-特特军级、军级、JANTXV-超特军级、超特军级、JANS-宇航级、（无）宇航级、（无）-非军用品。非军用品。 第二部分：用数字表示第二部分：用数字表示pn结数目。结数目。1-二极管、二极管、2=三极管、三极管、3-三个三个pn结器件

33、、结器件、n-n个个pn结器件。结器件。 第三部分：美国电子工业协会（第三部分：美国电子工业协会（EIA）注册标志。）注册标志。N-该器件已在美该器件已在美国电子工业协会（国电子工业协会（EIA）注册登记。）注册登记。 第四部分：美国电子工业协会登记顺序号第四部分：美国电子工业协会登记顺序号,多位数字。多位数字。 第五部分：用字母表示器件分档。第五部分：用字母表示器件分档。A、B、C、D、-同一型号同一型号器件的不同档别。如：器件的不同档别。如：JAN2N3251A表示表示PNP硅高频小功率开关硅高频小功率开关三极管。三极管。附附2014电子技术精品课程电子技术精品课程-模拟电子技术基础模拟电

34、子技术基础 国际电子联合会半导体器件型号命名方法国际电子联合会半导体器件型号命名方法 德国、法国、意大利、荷兰、比利时等欧洲国家以及匈牙利、德国、法国、意大利、荷兰、比利时等欧洲国家以及匈牙利、罗马尼亚、南斯拉夫、波兰等东欧国家，大都采用此命名方法。罗马尼亚、南斯拉夫、波兰等东欧国家，大都采用此命名方法。该方法由四个基本部分组成：该方法由四个基本部分组成： 第一部分：字母表示器件使用的材料。第一部分：字母表示器件使用的材料。A-器件使用材料的禁带宽器件使用材料的禁带宽度度Eg=0.61.0eV如锗、如锗、B-器件的器件的Eg=1.01.3eV如硅、如硅、C -器件的器件的Eg1.3eV如砷化镓

35、、如砷化镓、D-器件的器件的Eg Ibm 。OQibOttOuBE/ViBuBE/ViBui uCEiCict OOiCOtuCEQuce交流负载线交流负载线 3.4.3 动态工作的动态工作的图解分析法图解分析法2014电子技术精品课程电子技术精品课程-模拟电子技术基础模拟电子技术基础饱和失真饱和失真截止失真截止失真 由于放大电路的工作点达到了三极管由于放大电路的工作点达到了三极管的饱和区而引起的非线性失真。对于的饱和区而引起的非线性失真。对于NPNNPN管，管，输出电压表现为底部失真。输出电压表现为底部失真。 由于放大电路的工作点达到了三极管由于放大电路的工作点达到了三极管的截止区而引起的非

36、线性失真。对于的截止区而引起的非线性失真。对于NPNNPN管，管，输出电压表现为顶部失真。输出电压表现为顶部失真。 注意：对于注意：对于PNPPNP管，由于是负电源供电，失真的表现形式，管，由于是负电源供电，失真的表现形式，与与NPNNPN管正好相反。管正好相反。 当工作点进入饱和区或截止区时，将产生非线性失真当工作点进入饱和区或截止区时，将产生非线性失真。饱和失真、饱和失真、 截止失真截止失真 3.4.3 动态工作的动态工作的图解分析法图解分析法2014电子技术精品课程电子技术精品课程-模拟电子技术基础模拟电子技术基础 放大电路要想获得放大电路要想获得最大的最大的动态范围动态范围，要求：，要

37、求： 工作点工作点Q要设置在输出特性曲线放大区的中间部位；要设置在输出特性曲线放大区的中间部位； 要有合适的交流负载线要有合适的交流负载线。 6）最大不失真输出幅度）最大不失真输出幅度动态范围动态范围-不产生截止不产生截止或饱和失真的最大输出或饱和失真的最大输出电量的幅度。电量的幅度。（最大不（最大不失真输出幅度）失真输出幅度） 最大动态范围最大动态范围-不同时不同时产生截止和饱和失真的产生截止和饱和失真的最大输出电量的幅度。最大输出电量的幅度。 3.4.3 动态工作的动态工作的图解分析法图解分析法2014电子技术精品课程电子技术精品课程-模拟电子技术基础模拟电子技术基础通过基本共射电路的图解

38、分析，可得如下结论：通过基本共射电路的图解分析，可得如下结论： (1)vi0时为恒定的静态电量；时为恒定的静态电量；vi 0时，各电量都叠加了交流量。时，各电量都叠加了交流量。 (2) vCE中的交流分量幅度中的交流分量幅度vi，具有电压放大作用；，具有电压放大作用； (3) vo与与vi相位相反相位相反,为反相电压放大器；为反相电压放大器； (4) 可以确定可以确定最大不失真输出幅度最大不失真输出幅度。图解分析法的适用范围图解分析法的适用范围 特别适用于分析信号幅度较大而工作频率不太高的情况。特别适用于分析信号幅度较大而工作频率不太高的情况。 能全面分析放大电路的静态和动态工作情况。能全面分

39、析放大电路的静态和动态工作情况。 不适合分析信号幅度较小或工作频率太高的情况。不适合分析信号幅度较小或工作频率太高的情况。 3.4.5 图解分析法图解分析法的应用范围的应用范围2014电子技术精品课程电子技术精品课程-模拟电子技术基础模拟电子技术基础 选择工作点的原则：选择工作点的原则： 当当 ui 较小时，为减少功耗和噪声，较小时，为减少功耗和噪声，“Q” 可设得低一些；可设得低一些； 为提高电压放大倍数，为提高电压放大倍数，“Q”可以设得高一些；可以设得高一些； 为获得最大输出，为获得最大输出，“Q” 可设在交流负载线中点。可设在交流负载线中点。2014电子技术精品课程电子技术精品课程-模

40、拟电子技术基础模拟电子技术基础设设VBEQ=0.7V， Rb=300K，Rc=4K，RL=4K（1）比较原理电路与基本共射电路的区别；）比较原理电路与基本共射电路的区别；（2）画出该电路的直流通路与交流通路；）画出该电路的直流通路与交流通路；（3）估算）估算IBQ，并用图解法确定，并用图解法确定ICQ、VCEQ；（4）写出加入输入信号后，电压）写出加入输入信号后，电压vBE的的表达式及输出交流负载线方程。表达式及输出交流负载线方程。例：例： 解：解：当（当（1）自看；）自看；CIBEVBI CEV CCV bRCRTov2CivCCV bRCR1C TLR（2）ibicT+vce-+vbe-+

41、vi-RLRCRb2014电子技术精品课程电子技术精品课程-模拟电子技术基础模拟电子技术基础 参数变化对静态工作点的影响参数变化对静态工作点的影响1）改变）改变 RB，其他参数不变，其他参数不变uBEiBuCEiCVCCVBBVBBRBQQ如，如，R B IB Q 点下移，趋近截止区；点下移，趋近截止区；R B IB Q 点上移，趋近饱和区。点上移，趋近饱和区。 VBE =VCCIBRb VCE=VCCICRcic /mA AM uCE /vIBQ1IBQIBQ20（a）Rb变化对变化对Q点的影响点的影响aQ1Rb1RbQ2Rb2RbNQVCCiB=IBQ输入方程斜率改变；输入方程斜率改变；输

42、出方程不变；输出方程不变；Q点沿输出负载线改变；点沿输出负载线改变；2014电子技术精品课程电子技术精品课程-模拟电子技术基础模拟电子技术基础iCuBEiBuCEVCCUCEQQQICQVCCRC2）改变）改变 RC ，其他参数不变，其他参数不变如，如，RC Q 趋近饱和区。趋近饱和区。 VBE =VCCIBRb VCE=VCCICRc输入方程不变，输入方程不变，IBQ不变；不变；输出特性曲线不变；输出特性曲线不变；（b）Rc变化对变化对Q点的影响点的影响RcRc20MNuCE /vic /mA AQ点沿输出特性曲线左右移动；点沿输出特性曲线左右移动； 参数变化对静态工作点的影响参数变化对静态

43、工作点的影响2014电子技术精品课程电子技术精品课程-模拟电子技术基础模拟电子技术基础M0VCC1VCCQ2QQ1NuCE /vic /mA A（c）VCC变化对变化对Q点的影响点的影响3）改变）改变 VCC ，其他参数不，其他参数不变变 VBE =VCCIBRb VCE=VCCICRc输入、输出方程都改变；输入、输出方程都改变；斜率不变，平行移动；斜率不变，平行移动；如，如，VCC IB IC Q 点上移；点上移；V CC IB IC Q点下移。点下移。 参数变化对静态工作点的影响参数变化对静态工作点的影响2014电子技术精品课程电子技术精品课程-模拟电子技术基础模拟电子技术基础 放大电路如

44、图所示。已知放大电路如图所示。已知BJT的的 =80， Rb=300k， Rc=2k， VCC= +12V，求：，求：（1）放大电路的）放大电路的Q点。此时点。此时BJT工作在哪个区域？工作在哪个区域？（2）当）当Rb=100k时，放大电路的时，放大电路的Q点。此时点。此时BJT工作在哪个区域？（忽略工作在哪个区域？（忽略BJT的饱和压降）的饱和压降）解：解：（1）由直流通路）由直流通路uA40300k2V1bBECCB RVVI3.2mAuA4080BC II 5.6V3.2mA2k-V12CcCCCE IRVV静态工作点为静态工作点为Q（40uA，3.2mA，5.6V），），BJT工作在放

45、大区。工作在放大区。ov2CivCCV bRCR1C TLR 参数变化对静态工作点的影响参数变化对静态工作点的影响2014电子技术精品课程电子技术精品课程-模拟电子技术基础模拟电子技术基础（2）当）当Rb=100k时，时，uA120100k2V1bCCB RVImA6 . 9uA12080BC II V2 . 79.6mA2k-V12CcCCCE IRVVmA62k2V1cCESCCCM RVVICMB II 由由于于所以所以BJT工作在饱和区。工作在饱和区。VCE不可能为负值，其最小值也只能为不可能为负值，其最小值也只能为0，即，即IC的最大电流为：的最大电流为：此时，此时，Q（120uA，

46、6mA，0V），），仿真ov2CivCCV bRCR1C TLR 参数变化对静态工作点的影响参数变化对静态工作点的影响2014电子技术精品课程电子技术精品课程-模拟电子技术基础模拟电子技术基础3.5.1 指导思想指导思想 当放大电路的输入信号电压很小时，当放大电路的输入信号电压很小时，在工作点附近在工作点附近可以把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。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。 小信号模型小信号模型仅适用于小的交流信号的分析仅适用于小的交流信

47、号的分析，不适用于大不适用于大信号及静态工作点的分析；在频率范围内，小信号模型适用信号及静态工作点的分析；在频率范围内，小信号模型适用于通频带范围内的放大电路，即在中频范围内，可以不考虑于通频带范围内的放大电路，即在中频范围内，可以不考虑放大电路的结电容、分布电容、耦合电容及旁路电容的影响。放大电路的结电容、分布电容、耦合电容及旁路电容的影响。3.5 小信号模型分析法小信号模型分析法2014电子技术精品课程电子技术精品课程-模拟电子技术基础模拟电子技术基础vBEvCEiBcebiC（1）三极管三极管H参数参数),(CEBBEvifv 在小信号情况下，对上两式取全微分得在小信号情况下，对上两式取

48、全微分得CEICEBEBVBBEBEdvv v dii v dvBCE 对于对于BJT双口网络，我们已经双口网络，我们已经知道输入输出特性曲线如下：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：可以写成：),(CEBCvifi CEICECBVBCCdvv i dii i diBCE 1） BJT的的H参数及小信号参数及小信号模型模型BJT双口网络双口网络3.5.2 三极管的三极管的h参数及其等效电路参数及其等效电路用小信号交流分量表示用小信号交流分量表示vbe= hieib+ hrevceic= hfeib+ hoevce201

49、4电子技术精品课程电子技术精品课程-模拟电子技术基础模拟电子技术基础CEBBEie Vivh 输出端交流短路时的输入电阻；输出端交流短路时的输入电阻；输出端交流短路时的正向电流传输比或电输出端交流短路时的正向电流传输比或电流放大系数；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反向电压传输比；输入端交流开路时的输出电导。输入端交流开路时的输出电导。其中：其中：四个参数量纲各不相同，故称为混合参数（四个参数量纲各不相同，故称为混合参数（H H参数）。参数）。CEBCfe Viih BCEBEre Ivvh BCECoe Ivih vbe= hieib+ hrevceic= h

50、feib+ hoevcevBEvCEiBcebiC3.5.2 三极管的三极管的h参数及其等效电路参数及其等效电路2014电子技术精品课程电子技术精品课程-模拟电子技术基础模拟电子技术基础(2) H参数参数的等效电路（的等效电路（小信号模型小信号模型）根据根据可得小信号模型可得小信号模型hfeibicvceibvbehrevcehiehoeBJT的的H参数模型参数模型vbe= hieib+ hrevceic= hfeib+ hoevcevBEvCEiBcebiC H H参数都是小信号参数，即微变参数或交流参数。参数都是小信号参数，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。

51、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。参数都是微变参数，所以只适合对交流信号的分析。3.5.2 三极管的三极管的h参数及其等效电路参数及其等效电路2014电子技术精品课程电子技术精品课程-模拟电子技术基础模拟电子技术基础(3) 模型的简化模型的简化hfeibicvceibvbehrevcehiehoe即即 rbe= hie = hfe uT = hre rce= 1/hoe一般采用习惯符号一般采用习惯符号则则BJT的的H参数模型为参数模型为 ibicvceibvbeuT vcerberce uT很小，一般为很小，一般为10-3 10-4 ，

52、rce很大，约为很大，约为100k 。故一故一般可忽略它们的影响，得到般可忽略它们的影响，得到简化电路简化电路 ib 是受控源是受控源 ，且为电流控，且为电流控制电流源制电流源(CCCS)。 电流方向与电流方向与ib的方向是关联的方向是关联的。的。 3.5.2 三极管的三极管的h参数及其等效电路参数及其等效电路2014电子技术精品课程电子技术精品课程-模拟电子技术基础模拟电子技术基础(4) H参数的确定参数的确定 用测试仪测出或给定；用测试仪测出或给定； rbe 与与Q点有关，点有关，可用图可用图示仪测出。示仪测出。也可以用公式估算也可以用公式估算 rbe rbe= rb + (1+ ) re

53、其中对于低频小功率管其中对于低频小功率管 rb200 则则 )mA()mV(26)1(200EQbeIr )mA()mV()mA()mV(EQEQTeIIVr26而而 (T=300K) *记忆记忆 3.5.2 三极管的三极管的h参数及其等效电路参数及其等效电路2014电子技术精品课程电子技术精品课程-模拟电子技术基础模拟电子技术基础3.5.3 用用H参数等效电路分析基本共射放大电路参数等效电路分析基本共射放大电路（1） 确定静态工作点确定静态工作点Q(利用直流通路利用直流通路)bBECCBRVVI 一般硅管一般硅管VBE=0.7V，锗管，锗管VBE=0.2V， 已知已知。BCII cCCCCE

54、RIVV ov2CivCCV bRCR1C TLRCIBEVBI CEV CCV bRCRT1）小信号模型法分析步骤）小信号模型法分析步骤2014电子技术精品课程电子技术精品课程-模拟电子技术基础模拟电子技术基础（2）基于交流通路画小信号等效电路）基于交流通路画小信号等效电路H参数小信号等效电路参数小信号等效电路ov2CivCCV bRCR1C TLRibicT+vce-+vbe-+vi-RLRCRbrbeibibBCERbRcRLViVoC、E之之间有间有Rc、RL、vo发射极发射极接地接地B、E之之间有间有vi、Rb用小信号模型代替用小信号模型代替T3.5.3 用用H参数等效电路分析基本共

55、射放大电路参数等效电路分析基本共射放大电路iiio2014电子技术精品课程电子技术精品课程-模拟电子技术基础模拟电子技术基础（3）求电压增益）求电压增益根据根据bebirIV bcII )/(LccORRIV 则电压增益为则电压增益为beLcbebLcbbebLcciO)/()/()/(rRRrIRRIrIRRIVVAV rbeibibBCERbRcRLvivo3.5.3 用用H参数等效电路分析基本共射放大电路参数等效电路分析基本共射放大电路iiio关键：关键：用用BJTBJT管极电流管极电流 表示表示v vi i、v vo o 2014电子技术精品课程电子技术精品课程-模拟电子技术基础模拟电

56、子技术基础（4）求输入电阻）求输入电阻bebiii/rRIVR （5）求输出电阻）求输出电阻0b I0b I Ro = Rc 所以所以rbeibibBCERbRcRLvivoRiRo3.5.3 用用H参数等效电路分析基本共射放大电路参数等效电路分析基本共射放大电路由定义法：由定义法：0i V2014电子技术精品课程电子技术精品课程-模拟电子技术基础模拟电子技术基础用小信号等效电路分析法分析放大电路的求解步骤用小信号等效电路分析法分析放大电路的求解步骤 用公式估算法估算用公式估算法估算Q Q点值，并计算点值，并计算Q Q点处的参数点处的参数r rbebe值值 由放大电路的交流通路，画出小信号等效

57、电路。由放大电路的交流通路，画出小信号等效电路。 根据小信号等效电路分析求解根据小信号等效电路分析求解Av、Ri、Ro。注意：注意：放大电路的输入电阻不包含信号源的内阻放大电路的输入电阻不包含信号源的内阻放大电路的输出电阻不包含负载电阻放大电路的输出电阻不包含负载电阻3.5.3 用用H参数等效电路分析基本共射放大电路参数等效电路分析基本共射放大电路2014电子技术精品课程电子技术精品课程-模拟电子技术基础模拟电子技术基础 1. 电路如图所示。电路如图所示。试画出其小信试画出其小信号等效模型电路。号等效模型电路。bIbI rbeebcbIbI RerbeebcbIiIiVbI Rb2Rerbe+

58、-ebcbIiIiVbI Rb1Rb2Rerbe+-ebcbIiIiVbI Rb1Rb2RcRerbe+-ebcbIiIiVbI oVRb1Rb2RcReRLrbe+-+-ebc 解：解：例题例题 步骤：步骤： (1) 画出三极管的内部小信号等效模型画出三极管的内部小信号等效模型 (2) 连接各极之间以及与连接各极之间以及与地之间的有关元件地之间的有关元件 (3) 标注有关电量标注有关电量3.5.3 用用H参数等效电路分析基本共射放大电路参数等效电路分析基本共射放大电路-VCCRcRLReRb2Rb1Cb2Cb1+-vo+-vi+ceb2014电子技术精品课程电子技术精品课程-模拟电子技术基础

59、模拟电子技术基础例题例题 解：解：（1）由直流通路求）由直流通路求Q点点4Vk4mA212cCCCCE RIVVmA2uA4050BC IIuA40k300V12bCCbBECCB RVRVVIioVVVA soVSVVA 2. 放大电路如图所示。试求：（放大电路如图所示。试求：（1）Q点；（点；（2）、oi RR 、。已知已知 =50。CIBEVBI CEV CCV bRCRT3.5.3 用用H参数等效电路分析基本共射放大电路参数等效电路分析基本共射放大电路2014电子技术精品课程电子技术精品课程-模拟电子技术基础模拟电子技术基础RbRcRLiVbIcIOVbIRovs 863)mA()mV

60、(26)1(200)mA()mV(26)1(200CEbeIIr 87.115)/(beLcioV rRRVVA 863/bebebirrRRk4co RR36.73)87.115(500863863VsiiVS ARRRvvvvvvAsiioso（2）由小信号等效电路求解由小信号等效电路求解3.5.3 用用H参数等效电路分析基本共射放大电路参数等效电路分析基本共射放大电路iiio2014电子技术精品课程电子技术精品课程-模拟电子技术基础模拟电子技术基础穿透电流穿透电流ICEO也将上升。也将上升。(1) 温度对温度对ICBO的影响的影响-主要针对锗管主要针对锗管温度温度 10C ICBO增加约