第3章 三极管放大电路基础

1、第3章 三极管放大电路(dinl)基础二极管: Diode（晶体二极管、半导体二极管）主要特性是单向导电性；二端器件，它不能对信号进行放大。三极管：Bipolar Junction Transistors (BJT) （晶体三极管、半导体三极管、晶体管）三端器件，应用(yngyng)时易于控制；用来实现受控源，它是放大器设计的基础。共一百零六页第3章 三极管放大(fngd)电路基础 三极管是由两个靠得很近且背对背排列的PN结构成，它是由自由电子与空穴作为载流子共同参与导电的，因此三极管也称为(chn wi)双极型晶体管(Bipolar Junction Transistors)，简称BJT。

2、共一百零六页第3章 三极管放大(fngd)电路基础3.1 三极管的物理结构与工作模式 3.2 三极管放大模式的工作原理 3.3 三极管的实际结构与等效电路模型(mxng) 3.4 三极管的饱和与截止模式 3.5 三极管特性的图形表示3.6 三极管电路的直流分析3.7 三极管放大器3.8 三极管的交流小信号等效模型3.9 放大器电路的图解分析 3.10三极管放大器的直流偏置 3.11三极管放大器电路 共一百零六页3.1.1 物理结构与电路(dinl)符号3.1 三极管的物理结构(jigu)与工作模式根据PN结的排列方式不同，三极管有NPN型和PNP型两种。NPN型三极管的物理结构和电路符号如图3

3、-1-1所示。 图3-1-1 NPN型 (a)物理结构 (b)电路符号共一百零六页3.1.1 物理结构与电路(dinl)符号3.1 三极管的物理结构(jigu)与工作模式PNP型三极管的物理结构和电路符号如图3-1-2所示。 图3-1-2 PNP型 (a)物理结构 (b)电路符号结构特点：基区的宽度很薄(m级)，发射区的掺杂浓度远大于基区，集电结的面积大于发射结面积。共一百零六页3.1.2 三极管的工作(gngzu)模式3.1 三极管的物理结构与工作(gngzu)模式 依据晶体管的发射结(EBJ)和集电结(CBJ)的偏置情况，晶体管的工作模式如表3-1-1所示： 表3-1-1： 三极管的工作模

4、式工作模式发射结（EBJ）集电结（CBJ）放大模式正偏反偏截止模式反偏反偏饱和模式正偏正偏共一百零六页3.2 三极管放大模式的工作(gngzu)原理 3.2.1 三极管内部(nib)载流子的传递(以NPN为例) 偏置电压VBE保证发射结正向偏置，偏置电压VCB保证集电结反向偏置，放大模式时晶体管内部的载流子运动如图3-2-1所示。 图3-2-1共一百零六页3.2 三极管放大(fngd)模式的工作原理在发射结(正偏) ：由两边的多子通过发射结扩散运动而形成的电流。包括(boku)： 发射区中的多子(自由电子)通过发射结注入到基区而形成的电子电流 IEN 基区的多子(空穴)通过发射结注入到发射区而

5、形成的空穴电流 IEP(IB1) 图3-2-1注意：注入到基区的自由电子边扩散边复合，同时向集电结边界行进。因基区很薄，绝大部分电子都到达了集电结边界，仅有很小部分被基区中的空穴复合掉（形成电流 IB2 ）。 共一百零六页3.2 三极管放大模式(msh)的工作原理在集电结(反偏):两边的少子通过集电结漂移而形成(xngchng)的。包括：发射区注入的大量自由电子经集电结被集电区收集而形成的电流 ICN1基区中少子(自由电子)漂移而形成的漂移电流 ICN2集电区中少子(空穴)漂移而形成的漂移电流 ICP图3-2-1共一百零六页3.2 三极管放大(fngd)模式的工作原理说明：发射区为高掺杂(ch

6、n z)浓度、基区为低掺杂的浓度，因此有 IENIEP集电区中因ICN2、ICP 由少数载流子形成的，因此有 ICN1ICN2、ICP 图3-2-1正向受控的电流：发射区中的自由电子通过发射结注入、基区扩散(复合)和集电区收集三个环节将发射区的注入电子转化为集电结电流，成为正向受控的电流，且其大小仅受发射结的正向偏置电压VBE 控制，而几乎与集电结反向偏置电压VCB无关。共一百零六页3.2 三极管放大(fngd)模式的工作原理寄生电流：其它载流子运动产生的电流对正向受控作用都是无用的，称为寄生电流。一般情况下，由少子形成(xngchng)的电流 ICP、ICN2（表示为ICBO）可忽略不计。但

7、随着温度升高，本征激发的增强，基区和集电区的少子剧增，则该电流显著增大。图3-2-1共一百零六页3.2 三极管放大模式(msh)的工作原理3.2.2 三极管的各极电流(dinli) 集电极电流 其中： 为反向饱和电流，常温下很小，可忽略不计。但与温度密切相关，温度每升高10度， 约增大一倍。因此，集电极的电流主要是 ，它主要受发射结正向偏置电压VBE 影响。集电极的电流可表示为：其中IS 为饱和电流，与基区的宽度成反比，与发射结的面积成正比，也称为比例(刻度)电流。典型范围为：10-1210-18A。它也与温度有关，温度每升高5度，约增大一倍。 共一百零六页3.2 三极管放大模式(msh)的工

8、作原理3.2.2 三极管的各极电流(dinli) 基极电流 其中称为共发射极的电流放大系数，反映了基极电流对集电极电流的控制能力。对于给定的晶体管，其值为常数，一般在50到200之间，但会受温度影响。 其中：IB1是由基区注入到发射区的空穴产生的电流，IB2是基区中的空穴与发射区注入的自由电子复合引起的电流。两者均与 成比例关系。基极电流也与集电极电流成比例关系，它可表示为：即：共一百零六页3.2 三极管放大(fngd)模式的工作原理3.2.2 三极管的各极电流(dinli) 发射极电流 其中为共基极电流放大倍数，它反映了发射极电流 转化为集电极电流 的能力。其值一般小于且约等于1 。 与 的

9、关系满足： 或者注意：PNP型晶体管的工作原理与NPN型晶体管对应，外部各极电流的大小与NPN型一样，但其实际电流的流向则与NPN型晶体管相反。 内部看外部看 即：共一百零六页例3.1 对于(duy)一个NPN型晶体管，当 时， 。求当 和 时，对应的VBE分别为多少？ 解：当 时：则当 时：则共一百零六页例3.2 对某电路中NPN三极管测量,其基极(j j)电流为14.46A，发射极电流为1.46mA，发射结电压为0.7V。求该条件下的 、 和 解：因为(yn wi) 则有所以因为有则共一百零六页3.3 三极管的实际结构(jigu)与等效电路模型 3.3.1 三极管的实际(shj)结构 (以

10、NPN为例)NPN型晶体管的横截面如图3-3-1所示。结构特点： 集电区是包围着发射区的，所以集电结比发射结有更大的结面积，这样使得被注入到薄基区的自由电子很难逃脱被收集的命运。因此， 就非常接近于1， 非常大。 图3-3-1共一百零六页3.3 三极管的实际结构(jigu)与等效电路模型 3.3.2 三极管的等效电路模型(mxng) 在正偏电压VBE及反偏电压VCB作用下，集电极电流为：并且与集电结反偏电压VCB大小无关，相当于一个受VBE控制的压控电流源。等效电路模型如图3-3-2所示。 该模型实际上是一个非线性的电压控制电流源。 图3-3-2共一百零六页3.4 三极管的饱和(boh)与截止

11、模式 3.4.1 三极管的饱和(boh)模式 饱和模式：发射结与集电结电压均为正偏。内部多数载流子（自由电子）的传递如图3-4-1所示。图3-4-1载流子运动：在发射结VBE正偏作用下：多子正向传递，将发射结的IEN1传递到集电结的ICN1。在集电结VBC正偏作用下：多子逆向传递，将集电结的ICN2传递到发射结的IEN2。共一百零六页3.4 三极管的饱和与截止(jizh)模式3.4.1 三极管的饱和(boh)模式图3-4-1发射极与集电极电流：各电流同时受VBE 、VBC正偏作用控制，不具有正向受控作用 ；随VBC的增大， ICN2增大，使得IE、IC迅速减小；基区复合增加，基极电流IB比放大

12、模式时增大；各电流不再满足放大模式下的各电流关系 ：共一百零六页3.4 三极管的饱和与截止(jizh)模式3.4.1 三极管的饱和(boh)模式 图3-4-2饱和模式等效电路模型：如图3-4-2在饱和模式下，两个结均为正偏，近似用两个饱和导通电压： 表示 。工程上取值(硅晶体管)：则有：大小与掺杂浓度有关 共一百零六页3.4 三极管的饱和(boh)与截止模式3.4.2 三极管的截止(jizh)模式 图3-4-3截止模式等效电路模型：如图3-4-3若忽略反向饱和电流，则各极电流均为零，可用开路表示 。截止模式：发射结与集电结电压均为反偏。共一百零六页3.5 三极管特性的图形(txng)表示 图3

13、-5-1伏安特性曲线：用曲线来描述晶体三极管各端的电流(dinli)与电压关系。以共发射极为例(如图3-5-1)输入特性曲线：是以输出电压为参变量，描述输入端口的输入电流与输入电压之间的关系曲线。即： 输出特性曲线：以输入电流(有时也用输入电压)为参变量，描述输出端口的输出电流与输出电压之间的关系曲线。即： 共一百零六页3.5 三极管特性(txng)的图形表示图3-5-2 当参变量VCE增大(zn d)时，曲线向右移动，或者当vBE一定时，iB随VCE的增大而减小。 3.5.1输入特性曲线 当VCE为常数时，输入特性曲线是描述输入端口电流iB随端口电压vBE变化的曲线。改变参变量VCE的值，得

14、到一组曲线,如图3-5-2所示。共一百零六页3.5 三极管特性的图形(txng)表示3.5.1输入特性(txng)曲线VCE在00.3V内变化时，集电结正偏，BJT工作在饱和模式。在vBE一定时，随VCE减小，饱和程度加深，导致iB迅速增大，即曲线向左移动较大。VCE大于0.3V时，集电结反偏，BJT工作在放大模式。 iB几乎不随VCE而变化。实际上， iB随VCE增大而略有减小，即曲线向右略有移动。 图3-5-2共一百零六页3.5 三极管特性(txng)的图形表示图3-5-3它分为四个区域：放大区截止区饱和(boh)区击穿区3.5.2 输出特性曲线 当iB为常数时，输出特性曲线是描述输出端口

15、电流iC随端口电压vCE变化的曲线。改变参变量iB的值，得到一组曲线,如图3-5-3所示。共一百零六页3.5.2 输出特性曲线(qxin)理想(lxing)情况：放大区内iC不随vCE变化而变化。实际器件：外加电压vCE的变化导致基区的宽度发生变化，该效应称为基区的宽度调制效应。当vCE增大时，基区中复合减少， 和 略有增大，曲线略有上翘。 放大区区域： 且 特点：满足 当iB等量增加时，输出特性曲线也将等间隔地平行上移。共一百零六页3.5 三极管特性的图形(txng)表示放大(fngd)区参变量由iB变为vBE，并反向延长相交于公共点A上，如图3-5-4所示。对应的电压表示为(VA)，称为厄

16、尔利电压。一般情况：图3-5-4共一百零六页集电极电流公式(gngsh)修正为：输出(shch)电导为：输出电阻为： (其中 ) ICQ 为静态工作电流。 放大区图3-5-4共一百零六页3.5 三极管特性的图形(txng)表示 当 时，三极管的两个结均为正偏，晶体管工作在饱和(boh)模式。 随着 的减小而迅速减小。 截止区工程上规定 以下的区域称为截止区。三极管工作在截止模式时各极电流均为零，即： 工程上规定： 作为饱和区与放大区的分界线饱和区共一百零六页3.5 三极管特性的图形(txng)表示击穿(j chun)区当 增大到一定值 时，集电结发生反向击穿，导致集电极电流 剧增，这种现象称为

17、击穿。击穿类型为雪崩击穿。称为击穿电压。共一百零六页3.5 三极管特性的图形(txng)表示图3-5-5三极管安全(nqun)工作区域为：极限参数 -最大允许集电极电流 -最大允许集电极耗散功率 -集电极反向击穿电压共一百零六页3.5 三极管特性(txng)的图形表示图3-5-6转移特性曲线(qxin)：是指将输入端口的控制变量转移到输出端口的输出变量上。 对于BJT三极管，即 关系，如图3-5-6。当 小于0.5V时，电流很小，可以忽略。 通常在0.6V0.8V之间。 3.5.3 转移特性曲线 工程估算时：一般取 共一百零六页3.6 三极管电路(dinl)的直流分析3.6. 1 分析方法 若

18、 ，则三极管工作在截止模式， ，依据电路情况进一步确定三极管各极的电压； 若 ，假设三极管工作在放大模式，则取 ，计算三极管的各极电压和电流； 依据中各极的电压判断(pndun)三极管的工作状态。若 ，则三极管工作在放大模式，假设正确，分析结束。若 ，则三极管工作在饱和模式，假设不正确，转入步骤 ； 利用三极管的饱和模型代入直流电路中三极管，重新分析三极管的各极电压和电流。 分析方法(NPN型)：导通电压 ，饱和电压 分析目的：分析三极管的各极电压，确定三极管的各个结的偏置，进而确定三极管的工作模式。PNP型：只要用 、 、 分别代替 、 、 即可。 共一百零六页例3.3 在图3-6-1所示的

19、电路中，试分析(fnx)该电路，确定三极管各极的电压和电流。假定三极管的 图3-6-1解：因为 ，发射极通过电阻 接地，因此，发射结正偏，取 ，假设为放大(fngd)模式，则：判断： 三极管确实工作在放大模式，假设正确，则上述求得的各极电压、电流即为电路的解 。共一百零六页例3.4 在图3-6-2所示的电路(dinl)中，试分析该电路(dinl)，确定三极管各极的电压和电流。假定三极管的 图3-6-2解：因为 ，发射极通过(tnggu)电阻 接地， ，因此发射结反偏（零偏）， 三极管工作在截止模式，则有：共一百零六页例3.5 在图3-6-3(a)所示的电路中，试分析(fnx)该电路，确定三极管

20、各极的电压和电流。假定三极管的： 图3-6-3解：因为 ，假设为放大(fngd)模式， 取 ，则有：判断： 因此：三极管工作在饱和模式，采用饱和模型如图(b)所示。共一百零六页例3.5：解：三极管工作(gngzu)在饱和模式，采用饱和模型如图(b)所示。注意：以上三个例子的电路(dinl)一样，但工作模式不一样。图3-6-3共一百零六页例3.6 在图3-6-4所示的电路中，试分析该电路，确定三极管各极的电压和电流(dinli)。假定三极管的 图3-6-4解：假设三极管工作(gngzu)在放大模式， 取 ，则有：假设正确(判断略)。共一百零六页例3.7 在图3-6-5所示的电路中，试分析该电路，

21、确定三极管各极的电压(diny)和电流。假定三极管的 图3-6-5解：因为 ，发射极通过电阻(dinz) 接正电源，因此，发射结正偏，取 ，则有：共一百零六页例3.8 在图3-6-6(a)所示的电路中，试分析(fnx)该电路，确定三极管各极的电压和电流。假定三极管的 图3-6-6解：将左边部分(b fen)等效为戴维南形式， 如图(b) 所示，其中：或者：求得：共一百零六页例3.8：根据(gnj)： 代入数据可求得：图3-6-6共一百零六页例3.8 说明(shumng)：发射极与基极的电阻可以互相(h xing)折算： 计算基极的电流：将发射极的电阻 折算到基极中，其折算方法为乘上系数 ，即为

22、 ；计算发射极电流：将基极的电阻 折算到发射极中，其折算方法为乘上系数 ，即为 。若 足够大，则有 ， ，工程估算时方便。 共一百零六页放大对象 交流信号的幅度；三极管工作模式放大模式需要直流偏置；处理方式线性放大工作点应处在特性曲线的线性区域；实现方法将三极管偏置在特性曲线上相对比较直线的工作点Q的位置上(对应的电压电流分别为VBEQ，ICQ)；将要(jingyo)放大的交流信号vbe叠加在直流电压VBEQ上，要求交流信号vbe的幅度足够小，可认为三极管被约束在特性曲线的一小段几乎是线性的线段上，可以实现线性放大。注意变量符号区别：交流量：小写符号小写下标，如直流量：大写符号大写下标，如总瞬

23、时量：小写符号大写下标，如3.7 三极管放大器 共一百零六页其中： 为待放大的交流小信号， 为三极管提供直流偏置电压，保证三极管工作(gngzu)在放大模式。3.7.1 三极管放大器电路(dinl) 图3-7-1基本电路：如图3.7.1直流分析：令 得直流通路， 如下图所示，则有：直流通路共一百零六页3.7. 2 集电极电流(dinli)与跨导 当满足(mnz) 时，则有 集电极的总瞬时电流： 基极与发射极之间总瞬时电压 ：直流与交流叠加 其中：称为跨导，将 转化为 的能力，它与 成正比关系。其单位为西门子(S)。 -交流信号电流-直流偏置电流共一百零六页跨导的图形(txng)求解： 跨导是在

24、 特性曲线上对应(duyng)的直流工作点Q 处的斜率，如图3-7-2，即：则有：如图3-7-2与直流工作点Q 有关，即与直流偏置电流ICQ 有关。3.7.2 集电极电流与跨导 共一百零六页3.7.3 基极电流(dinli)与基极输入阻抗 -基极交流(jioli)信号电流 基极总瞬时电流： 基极电流 基极输入阻抗： 定义：从基极看进去的基极与发射极之间的交流电阻，记作 其中：-基极直流偏置电流共一百零六页3.7.4 发射极电流(dinli)与 发射极输入阻抗 -发射极直流偏置(pin zh)电流 发射极总瞬时电流： 发射极电流 发射极输入阻抗： 定义：从发射极看进去的发射极与基极之间的交流电阻

25、，记作 -发射极交流信号电流 其中：共一百零六页基极(j j)输入电阻与发射极输入电阻的关系：基极(j j)输入阻抗： 发射极输入阻抗： 因为 则： 两者关系： 说明：满足基极电阻与发射极电阻之间的折算关系 3.7.4 发射极电流与发射极输入阻抗 共一百零六页3.7.5 电压放大(fngd)倍数 集电极的总瞬时(shn sh)电压： 定义： 电压放大倍数定义为输出交流电压与输入交流电压的比值，也称为电压增益。其中：-交流信号电压电压放大倍数：-负号表示反相 共一百零六页3.7 三极管放大器常用(chn yn)公式小结： 共一百零六页3.8 三极管的交流小信号(xnho)等效模型 信号组成： 总

26、瞬时量 = 直流分量 + 交流分量； 直流分量-决定三极管的工作模式 交流分量-信号放大的对象电路组成： 直流通路 + 交流通路； 直流通路-分析三极管电路的直流分量 交流通路-分析三极管放大器的相关性能 （要求必须在直流通路基础上进行分析）直流通路与交流通路的画法: 直流通路：令所有交流分量为零所得(su d)电路，即将交流独立电 流源开路，交流独立电压源短路。 交流通路：令所有直流分量为零所得电路，即将直流独立电 流源开路，直流独立电压源短路。共一百零六页3.8 三极管的交流小信号等效(dn xio)模型直流通路(tngl)、交流通路(tngl)画法实例：(a)图为三极管放大器基本电路。(

27、b)图为三极管放大器的直流通路：在(a)图中将 短路即可。(c)图为三极管放大器的交流通路：在(a)图中将 、 短路即可。对直流通路的分析在本章3.6节中已介绍；对交流通路的分析通常采用交流小信号等效电路模型来分析。共一百零六页 基极输入(shr)的交流电阻为 ，集电极的交流电流为 ，是电流控制电流源，交流小信号等效模型如图3-8-2(a)所示。3.8.1 混合(hnh) 型模型(适合NPN、PNP) 图3-8-2共一百零六页图(b)是电压控制电流源图(c)考虑基极(j j)引线接触电阻 和厄尔利效应的输出电阻 的电流控制电流源形式。一般取则有：图(d)考虑基极引线接触电阻 和厄尔利效应的输出

28、电阻 的电压控制电流源形式。共一百零六页 发射极输入的交流电阻为 ，集电极的交流电流为 ，是电压控制电流源，交流小信号(xnho)等效模型如图3-8-3(b)所示。3.8.2 T模型(mxng)(适合NPN、PNP) 共基极放大器图3-8-3 因此集电极的交流电流也可以看成是一个电流控制的受控源，如图3-8-3(c)所示。又因为：共一百零六页3.8 三极管的交流小信号等效(dn xio)模型3.8.3 交流小信号等效模型应用 分析方法：1、在实际放大器电路中，得到三极管放大器的直流通路 ，并在此电路上确定三极管的直流工作点电压和电流，如 或 2、由直流工作点确定三极管的交流小信号模型的有关参数

29、，如：3、在实际放大器电路中，得到三极管放大器的交流通路(tngl)(将隔直电容和旁路电容短路)4、选用一种尽可能简单的交流小信号模型代替交流通路中的三极管。 分析电路：求解所需的量(如电压增益、电流增益、输入阻抗、输出阻抗及各部分的交流量等)如有必要求解总瞬时量，则将相应的直流量与交流量进行线性叠加。 共一百零六页例3.9：试分析图3-8-4所示的三极管放大器电路的电压增益 ，假设 。若输入(shr)信号 (mV) ，请写出集电极的输出电压 的表达式。图3-8-4解：直流通(litng)路如下图所示： 直流通路交流小信号参数为： 共一百零六页例3.9：总瞬时值为：代入模型(mxng)如图(b

30、) 当输入(shr)信号 (mV)，则有分析电路： 交流通路如图(a) 共一百零六页3.9 放大器电路的图解(tji)分析 第一步，确定三极管的静态工作点Q。利用三极管的输入(shr)特性曲线 来确定三极管的基极电流 ，如图3-9-2所示，其中 为输入负载线。 放大器电路分析也可以利用图形的方式进行求解，前提是必须知道三极管的输入输出特性曲线。求解步骤：(找出确定工作点的特性曲线和外特性方程，二个方程解二个未知数)放大电路图3-9-2 输入工作点图解共一百零六页第二步，继续确定三极管的静态工作点Q。利用三极管的输出特性曲线(qxin) ，依据 来确定三极管的集电极电流 ，如图3-9-3所示，其

31、中 为输出负载线。要求： 工作点Q 应位于放大区内，并且它所处的位置应保证输入(shr)信号幅度有合适的动态范围。 图3-9-3 输出工作点图解输出端：(找出确定工作点的输出特性曲线和外特性方程，二个方程解二个未知数)共一百零六页第三步，输入加交流信号 ，如图3-9-4所示，此时基极的总瞬时电压为对应于每个瞬时值，都可以(ky)画出对应的输入负载线，这些输入负载线与输入特性曲线相交，交点坐标给出了相应的放大(fngd)电路图3-9-4 输入瞬时值图解共一百零六页第四步，在输出特性曲线 中，如图3-9-5所示。当 瞬时变化时，工作点将沿着输出(shch)负载线移动 (如A、B)，从而确定三极管的

32、集电极电流 和电压 的波形，并进一步确定输出交流信号的分量 和 。图3-9-5 输出(shch)图解图3-9-4 输入瞬时值图解共一百零六页3.9 放大器电路的图解(tji)分析 工作(gngzu)点的选择： 工作点的位置选择将影响信号的摆幅范围，工作点Q 的位置应尽可能选择在信号正负摆幅相等的位置。 共一百零六页3.9 放大器电路的图解(tji)分析工作(gngzu)点的选择：电阻RC 的大小也会影响输出信号的幅度范围，如图3-9-6所示。较低的RC 值：工作点QA ，vce正向幅度会被严重限幅较大的RC 值：工作点QB ，vce负向幅度会被严重限幅RC折中选择图3-9-6共一百零六页3.1

33、0 三极管放大器的直流偏置(pin zh)分压式偏置电路(dinl) 常用偏置电路3.10.1 单电源供电的偏置电路 在工程上：一般取 ， (或者 )为 ， 两端的压降通过电阻 和 的电流为发射极电流的十分之一左右。 为减小 受温度和 的影响，电路设计时应满足：图3-10-1发射极与基极电阻互相折算见前面（PPT.43） 共一百零六页例3.11 设计图3-10-1（a）所示放大器的偏置电路，要求(yoqi) ，电源电压 。假设晶体管的 。 解：依据工程估算方法，因为 ，取 ，则有取 ，则所以因此(ync)发射极的电阻为图3-10-1共一百零六页例3.11:选择通过电阻RB1和RB2电流为发射极

34、电流的十分之一，即为因此又因为(yn wi)则可以得到图3-10-1共一百零六页正负(zhn f)电源供电（图3-10-2）3.10.2 双电源供电的偏置(pin zh)电路 与分压式偏置类似，只是将VBB 电压换成VEE 即可。 为减小 受温度和 的影响，电路设计时应满足：图3-10-2发射极电流：共一百零六页3.10.3 集电极与基极接电阻的偏置(pin zh)电路 图3-10-3偏置(pin zh)电路如图3-10-3所示发射极电流：与分压式偏置类似，只是将VBB 电压换成VCC ，RE 换成RC 即可。 为减小IEQ 受温度和 的影响，电路设计时应满足：共一百零六页3.10.4 恒流源

35、偏置(pin zh)电路 图3-10-4恒流源偏置(pin zh)电路如图3-10-4所示发射极电流： 发射极电流与晶体管的 及电阻 RBB 的取值无关，因此电阻RBB的值可以很大。 采用恒流源偏置方式简化了电路设计。特点：说明：恒流源电路的实现将在后面的章节中介绍。共一百零六页3.11 三极管放大器电路(dinl)小信号(xnho)放大器电路结构如图3-11-1所示 3.11.1 放大器的性能指标 输入阻抗：对信号源而言，放大器可以看作是它的负载，用等效电阻 表示，称为放大器的输入阻抗，即： 性能指标 图3-11-1共一百零六页输出阻抗：对负载而言，放大器可以看作是它的等效信号源，输 出阻抗

36、是该等效信号源的内阻(ni z)，称为输出阻抗，用 表示。定义为输出端的开路电压与负载短路电流的比值。 3.11.1 放大器的性能指标 外加电压法求取输出阻抗：移去放大器电路中的独立源(独立电压源短路、独立电流源开路)，并将负载用外加的电压 取代(qdi)，求取电流 ,如图3-11-2所示。则输出阻抗定义为： 图3-11-2共一百零六页相互转换(zhunhun)关系： 3.11.1 放大器的性能指标 增益：也称为放大倍数，常用(chn yn)A表示。定义为放大器的输出量与输入量的比值，是衡量放大器放大电信号的能力。 四种增益形式：电压增益：电流增益：互阻增益：互导增益： 共一百零六页基 极、发

37、射极可作信号的输入(shr)端；发射极、集电极可作信号的输出端。3.11.2 三极管放大器的基本(jbn)组态 三种基本组态电路：NPN型PNP型共一百零六页交流通路(tngl)如图3-11-4(a)所示，交流小信号模型电路如图3-11-4(b)所示 3.11.3 共发射极放大器 令独立(dl)电压源 短路，相应的 ，则 ；因此放大器的输出阻抗为： 输入阻抗： 图3-11-4输出阻抗： 共一百零六页当集电极开路(kil)时，即 ，此时放大器的增益达到最大值 增益(zngy)：求 的值。 电压增益： (负号表示反相)或者3.11.3 共发射极放大器 ( 注： )共一百零六页3.11.3 共发射极

38、放大器增益(zngy)： 源电压增益：输出(shch)信号v0 与信号源vs 的比值，因为 电流增益： ( 注： )共一百零六页例3.12：共发射极放大器电路(dinl)如图3-11-5所示。试求输入阻抗、输出阻抗及电压增益 。解：直流分析(fnx)：直流通路如右下图： 图3-11-5共一百零六页例3.12：晶体管小信号(xnho)参数： 图3-11-5共一百零六页交流(jioli)通路如下左图，交流(jioli)小信号模型电路如下右图所示 ：输入阻抗(sh r z kn) 输出阻抗： 电压增益： 例3.12：共一百零六页 发射极接电阻的共发射极放大器如图3-11-8，也称为改进型的共发放大器

39、电路。(直流通路？) 对应的交流通路及交流小信号(xnho)等效电路如下图所示。 其中：3.11.4 发射极接电阻(dinz)的共发射极放大器交流通路 交流小信号等效电路图3-11-8共一百零六页工程估算( sun)时忽略电阻 。输入阻抗(sh r z kn)输出阻抗 输入输出阻抗： (或采用电阻折算法)3.11.4 发射极接电阻的共发射极放大器 共一百零六页3.11.4 发射极接电阻(dinz)的共发射极放大器输入(shr)输出阻抗： 工程估算时忽略电阻r0 ：输入阻抗输出阻抗 若计入电阻r0 ，则有(推导省略)：输入阻抗输出阻抗共一百零六页电压(diny)增益(不计 )： 优点：克服了温度

40、变化对晶体管AV影响(yngxing)，提高了放大器的工作稳定性 共一百零六页3.11.5 共基极放大器图3-11-12共一百零六页交流通路如图3-11-9(a)，不计r0的交流小信号(xnho)T模型如图3-11-9(b) 3.11.5 共基极放大器 令独立电压(diny)源vs=0 ，相应的 ，则 ，因此放大器的输出阻抗为： 输入阻抗： 输出阻抗： -基极折算到发射极的电阻图3-11-9 （T模型见PPT.57）共一百零六页电压(diny)增益： (正值(zhn zh)-表示为同相放大器)源电压增益： 3.11.5 共基极放大器 ( 注： )（或：vi=iere ）共一百零六页3.11.5

41、 共基极放大器 电流(dinli)增益： 其电流(dinli)增益为恒小于1；当 ，电流增益为 ，即 ，此时该放大器也称为电流接续器。 说明： 共一百零六页3.11.6 共集电极放大器（又称射极跟随(n su)器）图3-11-14共一百零六页回顾：直流通路(tngl)与交流通路(tngl)的画法电路组成： 直流通路 + 交流通路； 直流通路-分析三极管电路的直流分量 交流通路-分析三极管放大器的相关性能 （要求必须(bx)在直流通路基础上进行分析）直流通路与交流通路的画法: 直流通路：令所有交流分量为零所得电路，即将交流独立电 流源开路，交流独立电压源短路。耦合电容开路。 交流通路：令所有直流

42、分量为零所得电路，即将直流独立电 流源开路，直流独立电压源短路。耦合电容短路。共一百零六页 基极(j j)输入的交流电阻为 ，集电极的交流电流为 ，是电流控制电流源，交流小信号等效模型如下图所示。回顾(hug)：交流小信号模型混合 模型 共一百零六页交流通路如图3-11-10(a)，交流小信号(xnho)模型电路如图3-11-10(b) 3.11.6 共集电极放大器 输入阻抗(sh r z kn)（如图(b)）： -射极电阻RE/RL折算到基极的电阻图3-11-10则：所以：共一百零六页若 则有：输出阻抗(sh ch z kn)：外加电压法，如图： -基极折算(sh sun)到发射极的电阻。3.11.6 共集电极放大器 所以，计