第二章晶体管

1、第二章 双极型三极管及其放大电路2.1 双极型三极管双极型三极管2.2 基本共射放大电路基本共射放大电路2.3 基本共射放大电路的图解分析法基本共射放大电路的图解分析法2.4 放大电路的小信号模型分析法放大电路的小信号模型分析法2.5 放大电路的静态工作点稳定问题放大电路的静态工作点稳定问题2.6 共集电极放大电路和共基极放大电路共集电极放大电路和共基极放大电路2022-6-5- 由一种载流子参与导电的半导由一种载流子参与导电的半导体器件，是一种体器件，是一种VCCS器件。器件。- 由两种载流子参与导电的半导由两种载流子参与导电的半导体器件，它由两个体器件，它由两个 PN 结组合而成结组合而成

2、，是一种，是一种CCCS器件。器件。场效应半导体三极管（场效应管）场效应半导体三极管（场效应管）2.1 双极型三极管双极型三极管半导体三极管半导体三极管双极型半导体三极管（双极型晶体双极型半导体三极管（双极型晶体管、晶体管、管、晶体管、BJT）2022-6-52.1 双极型三极管双极型三极管半导体三极管的应用：半导体三极管的应用：在模拟电路中，作为放大元件；在模拟电路中，作为放大元件；在数字电路中，作为开关元件。在数字电路中，作为开关元件。2022-6-52.1.1 晶体管的结构及类型晶体管的结构及类型2.1.2 晶体管的电流放大作用晶体管的电流放大作用2.1.3 晶体管的共射特性曲线晶体管的

3、共射特性曲线2.1.4 晶体管的主要参数晶体管的主要参数2.1 双极型三极管双极型三极管小功率管小功率管中功率管中功率管大功率管大功率管为什么有孔？为什么有孔？2.1.1 晶体管的结构及类型晶体管的结构及类型晶体管有三个极、三个区、两个晶体管有三个极、三个区、两个PN结。结。多子浓度高多子浓度高多子浓度很多子浓度很低，且很薄低，且很薄面积大面积大箭头代表发射箭头代表发射结正偏时的电结正偏时的电流方向流方向2.1.1 晶体管的结构及类型晶体管的结构及类型uI+-IEIBIC输输入入电电路路输输出出电电路路公共端公共端发射结正向偏置发射结正向偏置集电结反向偏置集电结反向偏置NPN 管：管： UBE

4、0 UBCVBVE共发射极放大电路共发射极放大电路 UBE0即即V VCVBVEC CE EB BPNP 管：管：uI+-电源？电源？RbVBBVCCRcbce+ +- -uO2.1.2 晶体管的电流放大作用晶体管的电流放大作用一、晶体管内部载流子的运动一、晶体管内部载流子的运动 （集集电电结结反反偏偏），即即（发发射射结结正正偏偏）放放大大的的条条件件BECECBONBE0uuuUu漂移运动形成集电极电流漂移运动形成集电极电流IC。少数载少数载流子的流子的运动运动因发射区多子浓度高使大量因发射区多子浓度高使大量电子从发射区扩散到基区电子从发射区扩散到基区因基区薄且多子浓度低，使极少因基区薄且

5、多子浓度低，使极少数扩散到基区的电子与空穴复合数扩散到基区的电子与空穴复合因集电区面积大，在外电场作用下大因集电区面积大，在外电场作用下大部分扩散到基区的电子漂移到集电区部分扩散到基区的电子漂移到集电区基区空穴基区空穴的扩散的扩散IE=IC+IB扩散运动形成发射极电流扩散运动形成发射极电流IE， 复合运动形成基极电流复合运动形成基极电流IB，2.1.2 晶体管的电流放大作用晶体管的电流放大作用电流分配：电流分配： IEIBIC IE扩散运动形成的电流扩散运动形成的电流 IB复合运动形成的电流复合运动形成的电流 IC漂移运动形成的电流漂移运动形成的电流CBOCEOBCBC)(1 IIiiII穿透

6、电流穿透电流集电结反向电流集电结反向电流共射直流电共射直流电流放大系数流放大系数共射交流电共射交流电流放大系数流放大系数二、晶体管的二、晶体管的共射共射电流放大系数电流放大系数cccBBBiIiiIi 2.1.2 晶体管的电流放大作用晶体管的电流放大作用ECII 数数为共基直流电流放大系为共基直流电流放大系 BCEIII 11或或数数为为共共基基交交流流电电流流放放大大系系 1ECii ，且有且有；，通常通常11二、晶体管的二、晶体管的共射共射电流放大系数电流放大系数BCII 2.1.2 晶体管的电流放大作用晶体管的电流放大作用一、输入特性曲线一、输入特性曲线常数常数CE)(BEBUufi 2

7、.1.3 晶体管的共射特性曲线晶体管的共射特性曲线常数常数 B)(CECIufi对应于一个对应于一个IB就有一条就有一条iC随随uCE变化的曲线。变化的曲线。饱和区饱和区放大区放大区截止区截止区BiCi二、输出特性曲线二、输出特性曲线2.1.3 晶体管的共射特性曲线晶体管的共射特性曲线2.2.1 放大的概念放大的概念放大现象存在于各种场合，放大现象存在于各种场合， 其共同特点是：其共同特点是： 将将“原物原物”形状或大小按一定比例放大；形状或大小按一定比例放大； 放大前后能量守恒；放大前后能量守恒； 电子学中的放大电子学中的放大 （以扩音机为例）：（以扩音机为例）：放大电路放大电路 话筒话筒

8、（传感器）（传感器） 扬声器扬声器 （执行机构）（执行机构） 声音声音 声音声音 +V2.2 基本共射放大电路基本共射放大电路放大放大电路电路 Rs sU+-+-iUiIRiRo oU +-oI+-oURL 一、放大倍数 衡量放大电路放大能力的指标。衡量放大电路放大能力的指标。 电压放大倍数：电压放大倍数： iouuuUUAA 电压放大倍数：电压放大倍数： 2.2.2 放大电路的性能指标放大电路的性能指标放大放大电路电路 Rs sU+-+-iUiIRiRo oU +-oI+-oURL 二、输入电阻 表明放大电路对信号源的影响程度的指标。表明放大电路对信号源的影响程度的指标。 输入电阻是从放大电

9、路输入端看进去的等效电阻。输入电阻是从放大电路输入端看进去的等效电阻。 若要使放大电路获得较大的输入电压，若要使放大电路获得较大的输入电压， Ri 应大一些；应大一些； 若要使放大电路获得较大的输入电流，若要使放大电路获得较大的输入电流， Ri 应小一些。应小一些。 iiiIUR 2.2.2 放大电路的性能指标放大电路的性能指标ooLLoURRRU 放大放大电路电路 Rs sU+-+-iUiIRiRo oU +-oI+-oURL 三、输出电阻 任何放大电路的输出都可以等效成一个有内阻的电压任何放大电路的输出都可以等效成一个有内阻的电压源。源。 输出电阻是从放大电路输出端看进去的等效电阻。输出电

10、阻是从放大电路输出端看进去的等效电阻。 LoooRUUR )(1Ro愈小，负载电阻愈小，负载电阻RL变化时，变化时，Uo的变化愈小，的变化愈小，称为称为放大电路的带负载能力愈强。放大电路的带负载能力愈强。要使要使RL获得的信号电流大获得的信号电流大一些，一些，则则Ro应大一些。应大一些。2.2.2 放大电路的性能指标放大电路的性能指标 放大器件均具有非线性特性，放大器件均具有非线性特性，它们的线性放大范围有它们的线性放大范围有 一定的限度，一定的限度，当输入信号幅度超过一定值后，当输入信号幅度超过一定值后， 输出电压输出电压 将会产生非线性失真。将会产生非线性失真。 四、最大不失真输出电压 当

11、输入电压再增大就会使输出波形产生非线性失真时当输入电压再增大就会使输出波形产生非线性失真时 的输出电压即为最大不失真输出电压。的输出电压即为最大不失真输出电压。 有效值有效值Uom 峰峰值峰峰值Uopp omU22 2.2.2 放大电路的性能指标放大电路的性能指标2022-6-52.3.1 放大电路的两种分析方法放大电路的两种分析方法2.3.2 直流通路与交流通路直流通路与交流通路2.3.3 具有放大功能的放大电路的具有放大功能的放大电路的 组成原则组成原则2.3.4 基本共射放大电路的图解基本共射放大电路的图解 分析方法分析方法2.3 基本共射放大电路的图解分析方法基本共射放大电路的图解分析

12、方法 在放大电路中，在放大电路中， 直流量和交流信号是共存的。直流量和交流信号是共存的。 直流量是电路中的直流电源提供的直流电压和电流；直流量是电路中的直流电源提供的直流电压和电流； 交流量是交流信号在电路中引起的交流电压和电流。交流量是交流信号在电路中引起的交流电压和电流。 为便于分析和计算，为便于分析和计算， 把直流电源对电路的作用把直流电源对电路的作用 和输入和输入 信号对电路的作用信号对电路的作用 分开来讨论。分开来讨论。 静态分析：静态分析：静态是指放大电路没有输入信号时的工作状态；静态是指放大电路没有输入信号时的工作状态；分析方法：分析方法：图解分析法、图解分析法、 近似估算法近似

13、估算法 动态分析：动态分析：动态分析就是讨论放大电路对信号的放大和传输能力。动态分析就是讨论放大电路对信号的放大和传输能力。分析方法：分析方法：图解分析法、图解分析法、 等效电路法等效电路法2.3.1 放大电路的两种分析方法2.3.2 直流通路与交流通路 在放大电路中，在放大电路中， 直流量和交流信号是共存的。直流量和交流信号是共存的。 由于放大电路中含有电抗元件，由于放大电路中含有电抗元件， 直流量所流经的通路直流量所流经的通路 与交流信号所流经的通路是不同的。与交流信号所流经的通路是不同的。 直流通路：直流通路： 在直流电源作用下直流电流流经的通路。在直流电源作用下直流电流流经的通路。 画

14、法：画法： 电容视为开路，电容视为开路， 交流信号源视为短路交流信号源视为短路 （保留其内阻）（保留其内阻） 交流通路：交流通路： 在输入信号作用下交流电流流经的通路。在输入信号作用下交流电流流经的通路。 画法：画法： 容量大的电容视为短路容量大的电容视为短路 无内阻的直流电源视为短路无内阻的直流电源视为短路 电感视为短路电感视为短路 C1+ C2+TRbRcVCCvivoiBiCiEvCvB直流通路直流通路 TRbRcVCCIB IC IE+UBE-+UCE-交流通路交流通路 TRb+uiRc+uoibicie2.3.2 直流通路与交流通路2.3.3 具有放大功能的放大电路的组成原则具有放大

15、功能的放大电路的组成原则一、静态工作点的分析 RbRcVCC+ui-+uo-iBiCiE+uCE-+uBE-C1+ C2+ 当输入信号当输入信号ui = 0时，时， 电路中各处的电压电流都是电路中各处的电压电流都是 直流量，直流量， 称为直流工作状态，称为直流工作状态， 简称静态。简称静态。静态时晶体管各电极直流电压与电流在其特性曲线静态时晶体管各电极直流电压与电流在其特性曲线上能够确定一个点，上能够确定一个点， 称为静态工作点称为静态工作点 oiBuBEUBEIBQiCuCEoIBICUCEQ（Q点）。点）。 UBE, IB, IC, UCE近似估算法近似估算法 图解分析法图解分析法 2.3

16、.4 基本共射放大电路的图解分析方法基本共射放大电路的图解分析方法RbRcVCC+ui-+uo-iBiCiE+uCE-+uBE-C1+ C2+一、静态工作点的分析 1、近似估算、近似估算Q点点直流通路直流通路RbRcVCCIBIC+UBE +UCE RbRcVCCIBIC+UBE +UCE VCC = RbIB +UBE VCC = RcIC +UCE 晶体管工作在线性放大区时：晶体管工作在线性放大区时： 硅管：硅管： |UBE|=0.60.8V 锗管：锗管： |UBE|=0.10.3V 当当VCC大于大于10V时，时， UBE可忽略。可忽略。 IC IB2.3.4 基本共射放大电路的图解分析

17、方法基本共射放大电路的图解分析方法RbRcVCC+ui-+uo-iBiCiE+uCE-+uBE-C1+ C2+一、静态工作点的分析 例题例题。确定静态工作点。确定静态工作点。,V12V,k4R,k300RCCcb 5 .37 解：解：直流通路直流通路RbRcVCCIBIC+UBE +UCE 由由VCC=RbIB+UBE 得得IB = VCCUBERb VCCRb=12V300k =40A IC =IB=37.5 40A =1.5mA 由由VCC=RcIC+UCE 得得UCE =VCC-RcIC =12V 4k 1.5mA =6V 2.3.4 基本共射放大电路的图解分析方法基本共射放大电路的图解

18、分析方法1、近似估算、近似估算Q点点RbRcVCC+ui-+uo-iBiCiE+uCE-+uBE-C1+ C2+一、静态工作点的分析 2、用图解法确定、用图解法确定Q点点 从输入回路看从输入回路看IB与与UBE的关系满足：的关系满足：)u( fiBEB CEu常数常数输入特性输入特性BEBbCCUIRV 直线方程直线方程uBEiBo)u ( fiBEB 令令IB=0则则UBE=VCCCCV令令UBE=0 则则IB=bCCRVbCCRVQUBEQIBQUBEQ、IBQ通常采用估算法确定通常采用估算法确定IBQ。 输入回路输入回路负载线负载线bR1 2.3.4 基本共射放大电路的图解分析方法基本共

19、射放大电路的图解分析方法RbRcVCC+ui-+uo-iBiCiE+uCE-+uBE-C1+ C2+一、静态工作点的分析 2、用图解法确定、用图解法确定Q点点 从输出回路看从输出回路看IC与与UCE的关系满足：的关系满足：)u( fiCEC Bi常数常数输出特性输出特性CECCCCUIRV 直线方程直线方程iCuCEoIBQ令令IC=0则则UCE=VCCCCV令令UCE=0 则则IC=VCC /RCCCCRVQUCEQICQUCEQ、ICQ直线方程的斜率直线方程的斜率CR1 与集电极负载电阻与集电极负载电阻Rc有关有关 故称之为故称之为直流负载线直流负载线2.3.4 基本共射放大电路的图解分析

20、方法基本共射放大电路的图解分析方法RbRcVCC+ui-+uo-iBiCiE+uCE-+uBE-C1+ C2+一、静态工作点的分析 例题例题300k 4k +12V 2043212 4 6 8 10 12iC(mA)uCE(V)06080IB= 100A040求静态工作点。求静态工作点。 解：解：估算估算IB VCC=12VIB bCCRV k300V12A40 CECCCCURIV 令令IC= 0， 则则UCE= VCC=12V令令UCE= 0，则则IC=VCC/RC= 3mAQ61.5IBQ =40AICQ =1.5mAUCEQ = 6V2.3.4 基本共射放大电路的图解分析方法基本共射放

21、大电路的图解分析方法2、用图解法确定、用图解法确定Q点点二、动态工作情况分析 当有信号输入时，当有信号输入时，电路中各处的电压和电流都处于变电路中各处的电压和电流都处于变动状态，动状态，称为交流工作状态，称为交流工作状态，简称动态。简称动态。 动态时电路中同时存在着直流量和交流量，动态时电路中同时存在着直流量和交流量，而且交流而且交流分量叠加在直流分量上。分量叠加在直流分量上。 电路的动态分析必须在静态分析的基础上进行。电路的动态分析必须在静态分析的基础上进行。图解分析法图解分析法 等效电路法等效电路法2.3.4 基本共射放大电路的图解分析方法基本共射放大电路的图解分析方法二、动态工作情况分析

22、 (1) 根据根据ui在输入特性上求在输入特性上求iB(2) 根据根据iB在输出特性上求在输出特性上求iC和和uCEoiB uBE QuBE toUBE ui (ube ) Q1Q2oiB tIB (ib ) uCE oIBiCQQ1Q2iCotIC(ic )uCE toUCE (uce )uo ui iB iC uCE uo iouuuA 2.3.4 基本共射放大电路的图解分析方法基本共射放大电路的图解分析方法三、直流负载线与交流负载线 放大电路在工作时，放大电路在工作时，输出端总要接上一定的负载；输出端总要接上一定的负载；+ui-TRbRcVCCC1 +uo- C2+RL 静态时静态时 直

23、流通路直流通路 RbRcVCCIC+UCE 负载对电路的工作状态负载对电路的工作状态 没有影响，没有影响，直流负载线方程为：直流负载线方程为：CECCCCUIRV iC(mA)2043212 4 6 8 10 12 uCE(V)0IB=40 A6080100直流直流斜率斜率 CR1 Q2.3.4 基本共射放大电路的图解分析方法基本共射放大电路的图解分析方法三、直流负载线与交流负载线 放大电路在工作时，放大电路在工作时，输出端总要接上一定的负载；输出端总要接上一定的负载；+ui-TRbRcVCCC1 +uo- C2+RLiC(mA)2043212 4 6 8 10 12uCE(V)0IB=40

24、A6080100直流直流Q 动态时动态时 交流通路交流通路 RbRc+uo-RL+ui-ic交流负载电阻交流负载电阻 LcLR/RR 负载线负载线 的斜率的斜率 LR1 交流交流t交流交流2.3.4 基本共射放大电路的图解分析方法基本共射放大电路的图解分析方法三、直流负载线与交流负载线 iC(mA)2043212 4 6 8 10 12 uCE(V)0IB=40 A6080100直流直流Q交流交流由斜率由斜率 定出的负载线称为定出的负载线称为直流负载线直流负载线；CR1 它由直流通路决定，它由直流通路决定，反映了静态时电路的工作状态；反映了静态时电路的工作状态；由斜率由斜率 定出的负载线称为定

25、出的负载线称为交流负载线交流负载线；LR1 它由交流通路决定；它由交流通路决定； 表示动态时工作点移动的轨迹。表示动态时工作点移动的轨迹。由于由于 CLRR 所以所以 CLR1R1 故交流负载线比直流负载线故交流负载线比直流负载线更陡，更陡，结果使放大能力降低。结果使放大能力降低。UoppUopp 负载电阻越大，负载电阻越大， 最大不失真最大不失真 输出电压越大。输出电压越大。 当当RL=时，时， 交流负载线交流负载线与直流负载线重合。与直流负载线重合。 2.3.4 基本共射放大电路的图解分析方法基本共射放大电路的图解分析方法四、波形非线性失真的分析 oiBuBEQuBEtooiBtuCEoi

26、CQuCEto截止失真截止失真增大基极电源增大基极电源Vcc2.3.4 基本共射放大电路的图解分析方法基本共射放大电路的图解分析方法四、波形非线性失真的分析 oiBuBEQuBEtooiBtuCEoiCQuCEto饱和失真饱和失真增大基极电阻增大基极电阻Rb减小集电极电阻减小集电极电阻Rc，以改变负载线斜率，以改变负载线斜率更换更换较小的管子较小的管子2.3.4 基本共射放大电路的图解分析方法基本共射放大电路的图解分析方法五、图解法的适用范围 图解法能够直观形象地反映晶体管的工作情况，便图解法能够直观形象地反映晶体管的工作情况，便于对放大电路工作原理的理解。于对放大电路工作原理的理解。 做图过

27、程很麻烦，做图过程很麻烦，容易产生误差，容易产生误差，不容易获得准确不容易获得准确的特性曲线。的特性曲线。 图解法适用于分析输出信号幅度比较大时的情况。图解法适用于分析输出信号幅度比较大时的情况。更多地用于分析更多地用于分析Q点位置、点位置、最大不失真输出电压最大不失真输出电压和失真和失真情况。情况。 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，采用微变等效采用微变等效电路的方法来获得准确的分析结果。电路的方法来获得准确的分析结果。2.3.4 基本共射放大电路的图解分析方法基本共射放大电路的图解分析方法2022-6-52.4.1 晶体管共射晶体管共射 h参数等效模型参数等效

28、模型2.4.2 共射放大电路动态参数的分析共射放大电路动态参数的分析2.4 放大电路的小信号模型分析法放大电路的小信号模型分析法 晶体管电路分析的复杂性在于晶体管特性的非线性。晶体管电路分析的复杂性在于晶体管特性的非线性。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， 可以把晶体管在小可以把晶体管在小范围内的特性曲线近似地用直线来代替。范围内的特性曲线近似地用直线来代替。oiBuBEQuCEoiCQ用线性电路来描述非线性特性，用线性电路来描述非线性特性， 建立线性模型。建立线性模型。 2.4.1 晶体管共射 h参数等效模型 在共射接法放大电路中，在共射接法放大电路中， 在在低

29、频小信号低频小信号作用下，作用下， 将晶将晶 体管看成一个线性二端口体管看成一个线性二端口( 双口双口)网络，网络， 利用网络的利用网络的 h参参数来表示输入、输出端口的电压与电流的相互关系，数来表示输入、输出端口的电压与电流的相互关系， 由由此得出的等效电路，此得出的等效电路， 称为共射称为共射 h 参数等效模型。参数等效模型。 ibic+uce -+ube -bce 双口双口有源器件有源器件i1i2+u2-+u1-该模型是在小信号变化量作用下的等效电路，该模型是在小信号变化量作用下的等效电路， 只能用只能用 于放大电路动态小信号参数的分析。于放大电路动态小信号参数的分析。 2.4.1 晶体

30、管共射 h参数等效模型1、 h 参数等效模型的由来参数等效模型的由来 ibic+uce -+ube -bce 双口双口有源器件有源器件i1i2+u2-+u1- 1u111ih212uh 2i121ih222uh beUbeIh11ceeUh12 cIbeIh21ceeUh22 +ube -bi+uce -ciiehcereuh+-bfeihoehbce beUbieIhcereUh cIbfeIhceoeUh BEuCEu )(f,BiCi CEu)(f,BiBEduCEBEuu BBEiu CEUBdi CEduBICdiCECui BCii CEUBdi CEduBI2.4.1 晶体管共射

31、 h参数等效模型+ube -bi+uce -ciiehcereuh+-bfeihoehbce2、 h 参数的物理意义参数的物理意义 hie iBuBEoQ uBE iB iehBEu Bi CEu常数常数 beubi小信号作用下小信号作用下b-e间的动态电阻：间的动态电阻： iehrbe 表示晶体管基极电压对基极电表示晶体管基极电压对基极电流的控制关系。流的控制关系。rbe一般在一般在1k左右。左右。 beUbieIhcereUh cIbfeIhceoeUh CEuUCEQQ点越高，点越高，rbe值越小。值越小。 2.4.1 晶体管共射 h参数等效模型2、 h 参数的物理意义参数的物理意义 +

32、ube -bi+uce -ciiehcereuh+-bfeihoehbce beubieihcereuh cibfeihceoeuh hfe uCEoiCQ iB iC fehCi Bi CEu常数常数 cibi表示晶体管在表示晶体管在Q点附近的电点附近的电流放大系数：流放大系数： feh表示晶体管电流放大能力。表示晶体管电流放大能力。 无量纲，无量纲， 一般在一般在100左右。左右。 CEuUCEQ2.4.1 晶体管共射 h参数等效模型2、 h 参数的物理意义参数的物理意义 +ube -bi+uce -ciiehcereuh+-bfeihoehbce beubieihcereuh cibfe

33、ihceoeuh hre iBuBEoQ uCE uBE rehBEu CEu 常常数数 Bi beuceu 输出回路电压输出回路电压uCE对输入回路电对输入回路电压压uBE的影响，的影响，内反馈系数：内反馈系数： rehr r无量纲，无量纲，一般在一般在 10-3以下。以下。 BQBIi 2.4.1 晶体管共射 h参数等效模型2、 h 参数的物理意义参数的物理意义 +ube -bi+uce -ciiehcereuh+-bfeihoehbce beubieihcereuh cibfeihceoeuh hoe uCEoiCQ uCE iC oehCi CEu Bi常数常数 ciceu表示输出特性

34、曲线上翘的程度：表示输出特性曲线上翘的程度： fehcer1 表示输出电压对集电极电流的表示输出电压对集电极电流的影响。影响。hoe一般在一般在10-5 S 以下。以下。 输出电阻：输出电阻： rce105以上。以上。 BiIBQ2.4.1 晶体管共射 h参数等效模型2、 h 参数的物理意义参数的物理意义 +ube -bi+uce -ciiehcereuh+-bfeihoehbce beubieihcereuh cibfeihceoeuh beubbeirceru cibi ceceur1 +ube -bi+uce -ciberceru +-bi cerbce2.4.1 晶体管共射 h参数等效

35、模型3、 简化的简化的 h参数等效模型参数等效模型 +ube -bi+uce -ciiehcereuh+-bfeihoehbce beubieihcereuh cibfeihceoeuh beubbeirceru cibi ceceur1 +ube -bi+uce -ciberceru +-bi cerbcerbe 1k左右左右 100左右左右 r10-3以下以下 1/rce10-5S 以下以下 rce105以上以上 beubbeir cibi bce+-beubi+-ceuciberbi 2.4.1 晶体管共射 h参数等效模型4、 h 参数的获得参数的获得 rbe的近似表达式的近似表达式be

36、r bbr )1 ( TUEQI集电区集电区基区基区发射区发射区集电结集电结发射结发射结becbbr b ebr cbr cerbi bbr 基区体电阻基区体电阻TU温度电压当量温度电压当量, 常温下常温下UT =26mV EQI发射极静态电流发射极静态电流)mA(ImV26)1(rrEQbbbe 适用范围：适用范围：mA5ImA1 . 0EQ 2.4.1 晶体管共射 h参数等效模型berbebebbbebbbbbebeIrIrIUUIUrh 参数等效模型用于放大电路的动态参数的分析，参数等效模型用于放大电路的动态参数的分析， 关于等效模型的讨论：关于等效模型的讨论：但是它的四个参数都是在确定

37、的但是它的四个参数都是在确定的Q点处得到的。点处得到的。 研究的对象是变化量，研究的对象是变化量， 不能计算静态工作点不能计算静态工作点; h 参数等效模型只适用于低频小信号放大电路。参数等效模型只适用于低频小信号放大电路。2.4.1 晶体管共射 h参数等效模型例题例题 画出图示放大电路的画出图示放大电路的h参数交流等效电路。设电路中各电容参数交流等效电路。设电路中各电容 容抗均可忽略。容抗均可忽略。 (a)+ui-TR1VCCC1 C2RL+R3C3+uo-R2TR1+ui-R2RL+uo-berbibi ciR1+ui-R2RL+uo-2.4.1 晶体管共射 h参数等效模型例题例题 画出图

38、示放大电路的画出图示放大电路的h参数交流等效电路。设电路中各电容参数交流等效电路。设电路中各电容 容抗均可忽略。容抗均可忽略。 (b)+ui-TRb1Rc-VCCC1 +uo-C2RLRb2Re+TReRb2+ui-RcRb1RL+uo-berbibi Re Rb2 +ui-Rc Rb1 RL+uo-ci2.4.1 晶体管共射 h参数等效模型例题例题画出图示放大电路的画出图示放大电路的h参数交流等效电路。设电路中各电容参数交流等效电路。设电路中各电容 容抗均可忽略。容抗均可忽略。 TRe1+uo-Rb3Rb1Rb2+ui-berbibi Re1+uo-Rb1Rb3Rb2+ui-berbiRe1

39、+uo-Rb1Rb3Rb2+ui-bi (c)+ui-TRb1VCCCb1 Cb2Rb2Re1+Rb3Re2Ce+uo-2.4.1 晶体管共射 h参数等效模型对放大电路的分析有两个方面：对放大电路的分析有两个方面：静态分析：静态分析：确定静态工作点确定静态工作点 IBQ、ICQ、UCEQ工具工具: 直流通路直流通路方法方法 近似估算法近似估算法图解分析法图解分析法特性曲线特性曲线直流负载线直流负载线动态分析：动态分析：讨论放大电路的动态参数讨论放大电路的动态参数 Au、Ri、Ro工具工具: 交流通路交流通路方法方法 图解分析法图解分析法等效电路法等效电路法特性曲线特性曲线交流负载线交流负载线利

40、用利用h参数等效模型求解放大电路的动态参数。参数等效模型求解放大电路的动态参数。2.4.2 共射放大电路动态参数的分析共射放大电路动态参数的分析+ui-TRbRcVCCC1+vo-+C2+画放大电路的画放大电路的h参数等效电路参数等效电路步骤：步骤： 画出放大电路的交流通路画出放大电路的交流通路 TRb+ui-Rc+uo- 画出晶体管的画出晶体管的h参数等效模型参数等效模型 bibercibi 画出放大电路的交流等效电路画出放大电路的交流等效电路 Rb+ui-Rc+uo-bIbercIbI Rb+-Rc+-oUiU2.4.2 共射放大电路动态参数的分析共射放大电路动态参数的分析1、电压放大倍数

41、、电压放大倍数 bIbercIbI Rb+-Rc+-oUiU根据定义根据定义 iouUUA 而而 oUccIR bcIR iUbbeIr故故 uAbcIR bbeIrbecrR 共发射极基本放大电路的电压增益比较高；共发射极基本放大电路的电压增益比较高； 输出电压与输入电压反相；输出电压与输入电压反相； 2.4.2 共射放大电路动态参数的分析共射放大电路动态参数的分析2、输入电阻、输入电阻 放大电路放大电路+-RssURLRi放大电路放大电路RLRi+-iUiIiiiIUR bIbercIbI Rb+-Rc+-oUiUiRiI ibebIrR)/(iIbebir/RR ber Ri 是放大电路

42、的输入电阻，是放大电路的输入电阻，rbe 是晶体管的输入电阻，是晶体管的输入电阻，两者在数值上接近，两者在数值上接近，意义完全不同。意义完全不同。 共射放大电路的共射放大电路的输入电阻比较小输入电阻比较小。放大电路的输入电阻与信号源内阻无关。放大电路的输入电阻与信号源内阻无关。 2.4.2 共射放大电路动态参数的分析共射放大电路动态参数的分析3、输出电阻、输出电阻 放大电路放大电路+-RssURL+-RooU 放大电路放大电路Rs+-RooU +-oUoI0UoooSIUR bIbercIbI Rb+-Rc+-oUiUoRoIcoRR Ro 是放大电路的输出电阻，是放大电路的输出电阻， Rc

43、是晶体管的集电极负是晶体管的集电极负载电阻，载电阻，两者在数值上接近，两者在数值上接近，意义完全不同。意义完全不同。 共射放大电路的共射放大电路的输出电阻比较大。输出电阻比较大。放大电路的输出电阻与负载无关。放大电路的输出电阻与负载无关。 2.4.2 共射放大电路动态参数的分析共射放大电路动态参数的分析 ICQ UBEQ Rb 电路如图所示，已知电路如图所示，已知VCC=12V，Rb=510k，Rc=3k，晶晶 求出电路的求出电路的 ，Ri，Ro 和和 。 体管的体管的rbb =150，=80，导通时导通时UBE=0.7V，RL=3k，Rs=2k。 例题例题uA+ui-TRbRcVCC+uo-

44、 +C2RLRs+-us C1+ 解：解：(1) 求静态值求静态值TRbRcVCCIBQICQVCC =120.7 510 103 = 22.2 106A =22.2A =80 2.22 106=1.77 103A =1.77mA =1.77mA (2) 求求 rberbe rbb + (1+) 26mV = 150+ (1+80) 26 1.77 1325 1.3k =12-1.77 103 103 3=6.69V (求求IEQ )IBQ = ICQIEQ =UCEQ =IEQ (mA) IBQ ICQ+IBQ VCC-ICQRCQsuA+ui-TRbRcVCC+uo- +C2RLRs+-u

45、s C1+ 解：解：(3) 求求Au.TRbRs+-us+ui-RcRL+uo-berbIbI cIRbRs+-Us.+-iURcRL+-oU uAioUU )R/R(LcbI bbeIr LR berLLR/RcR 交流负载交流负载 k5 . 13333 uA80 5 . 1 3 . 190 电路如图所示，已知电路如图所示，已知VCC=12V，Rb=510k，Rc=3k，晶晶 求出电路的求出电路的 ，Ri，Ro 和和 。 体管的体管的rbb =150，=80，导通时导通时UBE=0.7V，RL=3k，Rs=2k。 例题例题uAsuA+ui-TRbRcVCC+uo- +C2RLRs+-us C

46、1+ 解：解：(4) 求求RiberbIbI cIRbRcRLRi +-iUiI iRbebr/R3 . 15103 . 1510 k297. 1ber k3 . 1(5) 求求RoberbIbI cIRbRsRcRo +-oUoI因为因为 0Ib 0Ib 所以所以 coRR k3电路如图所示，已知电路如图所示，已知VCC=12V，Rb=510k，Rc=3k，晶晶 求出电路的求出电路的 ，Ri，Ro 和和 。 体管的体管的rbb =150，=80，导通时导通时UBE=0.7V，RL=3k，Rs=2k。 例题例题uAsuA+ui-TRbRcVCC+uo- +C2RLRs+-us C1+ 解：解：

47、(6) 求求Aus .放大电路放大电路Rs+-Us.RiRL+-iU+-oU iUsisiURRR usAsoUUioUU siUU uA isiRRR )90( 3 . 13 . 12 36 电路如图所示，已知电路如图所示，已知VCC=12V，Rb=510k，Rc=3k，晶晶 求出电路的求出电路的 ，Ri，Ro 和和 。 体管的体管的rbb =150，=80，导通时导通时UBE=0.7V，RL=3k，Rs=2k。 例题例题uAsuA二、静态工作点和动态参数的估算 例题例题在图所示电路中在图所示电路中, 已知已知VCC=12V, Rb1=5k , Rb2=15k , Re=2.3k , Rc=

48、5.1k , RL=5.1k ; 晶体管晶体管 =100, rbe=1.5k , UBE=0.7V。 (1)估算静态工作点估算静态工作点Q；(2)分别求出有发射极电容和无分别求出有发射极电容和无 发射极电容两种情况下的电压发射极电容两种情况下的电压放大倍数和输入、输出电阻。放大倍数和输入、输出电阻。+ui-T+uo-2C cR2bR1bR1C eRLRCCV 例题例题在图所示电路中在图所示电路中, 已知已知VCC=12V, Rb1=5k , Rb2=15k , Re=2.3k , Rc=5.1k , RL=5.1k ; 晶体管晶体管 =100, rbe=1.5k , UBE=0.7V。 解：解

49、： (1) 静态分析静态分析 VBQ Rb1+Rb2 Rb1 VCC = 5+15 5 12 =3V IEQ= VBQ UBEQ Re (30.7)V 2.3k =1mAICQ IEQ =1mA UCEQ= VCC RcICQ ReIEQ VCC (Rc+Re)ICQ =121 (5.1+2.3)=4.6VIBQ = ICQ 1mA 100 =10 A 因为因为2b1beR/RR)1( 所以所以TcR2bR1bReRBQICQIEQICCV +ui-T+uo-2C cR2bR1bR1C eRLRCCV 例题例题 在图所示电路中在图所示电路中, 已知已知VCC=12V, Rb1=5k , Rb2=15k , Re=