船舶无线电三极管改课件

1、船舶无线电三极管改船舶无线电三极管改2.1 晶体三极管双极型三极管2.1.1 结构三极管由两个PN结构成分类：NPN型和PNP型以NPN型为例：三个区：发射区、基区、集电区三个极：发射极E、基极B、集电极C两个结：发射结（BE结）、集电结（CB结）NPNPNP22.1 晶体三极管双极型三极管2.1.1 结构NPNPN 晶体三极管实现放大的条件：（1） 内部结构条件：发射区高掺杂。基区很薄。集电结面积大。（2）外部偏置条件：外加电源使发射结正偏，集电结反偏。共发射极连接：E极作为输入、输出公共端，当VcVBVE时，满足外部条件，可实现放大。3 晶体三极管实现放大的条件：共发射极连接：E极作为 晶

2、体三极管放大时内部载流子的运动1）发射：发射结正偏，利于多数载流子的运动，IE=IEN+IEP。发射区高掺杂，IEIEP。2）复合和扩散：电子到达基区后，与P区的多子空穴产生复合形成基极电流IBN。基区空穴浓度低，且薄，大多数电子在基区中继续扩散到达集电结一侧。动画演示IE = IEN + IEPIBN = IENICN 4 晶体三极管放大时内部载流子的运动1）发射：发射结 晶体三极管放大时内部载流子的运动3）收集：集电结反偏，将基区中扩散过来的电子收集到集电极形成ICN。同时，集电区少子空穴和基区少子空穴进行漂移运动，形成反向饱和电流ICBO电流分配关系：IEICIBIC = ICN + I

3、CBO IB = IEP+ IBNICBO = IEP+ IEN ICN ICBO= IE - IC IE = IEN + IEPIBN = IENICN 5 晶体三极管放大时内部载流子的运动3）收集：集电结2.1 晶体三极管双极型三极管NPN和PNP的符号NPNPNP电流关系：IEICIB62.1 晶体三极管双极型三极管NPN和PNP的符号NPN2.1 晶体三极管双极型三极管IC = ICN + ICBO =IE + ICBO=(IB + IC)+ICBOIC = IB + ICEO共基极直流电流放大系数 :共射极直流电流放大系数共射交流电流放大系数：=iC /iBvCE=常数输出特性曲线近

4、于平行等距并且ICEO较小时， 72.1 晶体三极管双极型三极管IC = ICN + IC2.1.3 晶体三极管的伏安特性曲线（NPN）晶体三极管伏安特性曲线： 描绘三极管各极电压和电流间的相互关系共发射极，NPN管（1）输入特性曲线：以输出电压为参变量，描述输入电流与输入电压之间的关系。 （2）输出特性曲线：以输入电流（或电压)为参变量，描述输出电流与输出电压之间的关系。 82.1.3 晶体三极管的伏安特性曲线（NPN）晶体三极管伏2.1.3 晶体三极管的伏安特性曲线（NPN）输入特性曲线发射结正偏：iBfin（vBE）vCE常数vCE=0，与二极管伏安特性曲线正向相似。 死区电压 导通压降

5、vCE0,vCEvBE，曲线向右移。 vBE一定， iB随vCE增大而减小.vCE=1, vCE再增大， iB也不会减小很多。 输入特性是一组曲线族。92.1.3 晶体三极管的伏安特性曲线（NPN）输入特性曲线2.1.3 晶体三极管的共射特性曲线（NPN）输出特性曲线:从特性分四个区：放大区截止区饱和区击穿区102.1.3 晶体三极管的共射特性曲线（NPN）输出特性曲线2.1.4 晶体三极管的四个工作区放大区：近似为水平的直线 特点： iCiB,iC/iBIC/ IB iC基本不随vCE电压变化而变化要求外电压条件： 发射结正向偏置， 集电结反向偏置 NPN112.1.4 晶体三极管的四个工作

6、区放大区：近似为水平的直线2.1.4 晶体三极管的四个工作区(2) 截止区：iB=0曲线以下的区域 特点： iB 0 ， iC 0三极管不放大，截止 要求外电压条件： 发射结反向偏置 集电结反向偏置cbeic 0ce开NPN122.1.4 晶体三极管的四个工作区(2) 截止区：iB=02.1.4 晶体三极管的四个工作区(3) 饱和区： 特点： iC iB 饱和压降vCES，反相502.2.5 放大电路的动态性能指标（1）电压放大倍数RLr2.2.5 放大电路的动态性能指标（2）输入电阻 ri：ri512.2.5 放大电路的动态性能指标（2）输入电阻 ri：ri2.2.5 放大电路的动态性能指标

7、（3）输出电阻ro：独立电压源短路（如信号源 ），保留其内阻；将独立电流源开路，而受控源保留，断掉外接负载 ro522.2.5 放大电路的动态性能指标（3）输出电阻ro：独立电分压式偏置电路RB1和RB2分别称为上偏置和下偏置电阻RE：发射极偏置电阻 作用：稳定静态工作点例：T IBQ ICQ IEQ， VEQ VBEQ=（ VCQ- VEQ ） IBQ 2.2.6 静态工作点的稳定T 、VBEQ 、ICBO IBQ =(VCC VBEQ )/RB ICQ = IBQ +ICEO =IBQ+(1+) ICBO VCEQ=VCCICQRC53分压式偏置电路RB1和RB2分别称为上偏置和下偏置电阻

8、RE：2.2.7 分压式偏置电路的静态工作点和动态性能指标计算 分析遵循的原则：先静态、后动态静态分析:求静态工作点 VEQ=VBQVBEQ IBQ=ICQ/ ICQ IEQ=直流通路 I1IBQ VCEQ=VCCICQ (RC+RE)542.2.7 分压式偏置电路的静态工作点和动态性能指标计算 2.2.7 分压式偏置电路的静态工作点和动态性能指标计算 （2）动态分析:计算电路的 ， ,ri,ro 画出微变等效电路552.2.7 分压式偏置电路的静态工作点和动态性能指标计算 2.2.7 分压式偏置电路的静态工作点和动态性能指标计算若将RE的旁路电容CE去掉。 微变等效电路直流通路562.2.7

9、 分压式偏置电路的静态工作点和动态性能指标计算若2.2.7 分压式偏置电路的静态工作点和动态性能指标计算若将旁路电容CE去掉 572.2.7 分压式偏置电路的静态工作点和动态性能指标计算若2.2.7 分压式偏置电路的静态工作点和动态性能指标计算若将RE的旁路电容CE去掉582.2.7 分压式偏置电路的静态工作点和动态性能指标计算若2.2.7 分压式偏置电路的静态工作点和动态性能指标计算没有旁路电容CE： 有旁路电容CEAv的影响因素： RL，当RL， Av最大。 rBE当ri较低，信号源内阻较大时，源电压放大倍数将降低。 与有旁路电容CE相比，Av ，ri 讨论：592.2.7 分压式偏置电路

10、的静态工作点和动态性能指标计算没2.3 射极输出器共 C电路分析静态 Q（IBQ、ICQ、VCEQ）动态Av、ri、ro静态VCCIBQRBVBEQ（1）IBQREIBQ (VCC VBEQ )/(RB(1 )RE)ICQ = IBQIEQ = IBQ ICQ （1）IBQVCEQ VCC IEQRE直流通路602.3 射极输出器共 C电路分析直流通路622.3 射极输出器动态 微变等效电路Av1 Av0, 输入输出同相位Av近似为1,称为射极跟随器。虽无电压放大，但输出电流输入电流，有功放作用。612.3 射极输出器动态微变等效电路Av1 632.3 射极输出器动态微变等效电路ri ri=R

11、BrBE +(1+)(RE RL) ri很大，电路承接信号源电压能力很强ie 折合成ib ，电流缩小（1 ）倍，因此电阻要扩大（1 ）倍。622.3 射极输出器动态微变等效电路ri ri=RBrBE2.3 射极输出器动态ro632.3 射极输出器动态ro652.3 射极输出器动态roib折合成ie，电流扩大（1 ）倍，因此电阻要缩小（1 ）倍。 ro很小，电路带负载能力强RL改变，但Vo大小不变Av不变，约为1642.3 射极输出器动态roib折合成ie，电流扩大（1 2.3 射极输出器射极输出器的特点Av小于1，接近1射极跟随器ri很大电路承接信号源电压能力很强ro很小电路带负载能力强在多级

12、放大器中的应用输入级 ri很大输出级 ro很小缓冲级652.3 射极输出器射极输出器的特点67放大电路的频率特性放大电路的频率特性放大信号由多个频率组合的复杂信号放大电路的放大倍数是频率的函数幅频特性和相频特性幅频特性相频特性66放大电路的频率特性放大电路的频率特性幅频特性相频特性682.2.5 放大电路的动态性能指标下限频率、上限频率和通频带中频电压放大倍数Av0 通频带BW： BW = fH fL 通频带的宽度表明了放大电路对输入信号频率变化的适应能力 672.2.5 放大电路的动态性能指标下限频率、上限频率和通频带2.2.5 放大电路的动态性能指标频率失真线性失真幅度失真：对各频率分量的

13、放大倍数的幅值不同相位失真：对各频率分量放大后相位移不同避免产生频率失真的方法： 输入信号的频带在放大电路的带宽之内。 682.2.5 放大电路的动态性能指标频率失真线性失真702.4 多级放大电路微弱信号需进行多级放大耦合：放大器级与级的连接。方式：阻容耦合直接耦合变压器耦合692.4 多级放大电路微弱信号需进行多级放大712.4.1 阻容耦合阻容耦合：两极之间通过耦合电容和下级输入电阻连接电容：通交隔直交流：(C短路)信号畅通无阻地传递直流：(C开路)两级Q点互不影响。缺点：耦合电容容量有限，若信号f太低，耦合电容呈现的容抗大，信号传递过程衰减较大。对大容容的电容，不易集成。702.4.1

14、 阻容耦合阻容耦合：两极之间通过耦合电容和下级输入2.4.2 直接耦合直接耦合： 前后级直接连接优点低频性能好没有大电容，易于集成需解决级间电平配置前后级Q点相互牵制解决方法：提高后一级基极电位接RE接一级PNP管降低VCQ工作点漂移（零漂） 差分放大器趋于饱和Vcc712.4.2 直接耦合直接耦合： 前后级直接连接趋于饱和Vc2.4.3 变压器耦合变压器耦合电路： 前后级靠磁路耦合通交流。隔直流。Q点独立，便于分析、设计。可实现输出级与负载的阻抗匹配。低频特性差，笨重，不易集成微变等效电路：722.4.3 变压器耦合变压器耦合电路：微变等效电路：742.4.3 变压器耦合阻抗变换P1P2电压

15、放大倍数：732.4.3 变压器耦合阻抗变换75多级放大电路的性能指标放大倍数：AvAv1Av2Avn多级放大器：后一级的输入电阻相当于前一级的负载前一级的输出电阻相当于后一级的信号源内阻多级放大电路的输入电阻是第一级的输入电阻。多级放大电路的输出电阻是最后一级的输出电阻。2.4 多级放大电路74多级放大电路的性能指标2.4 多级放大电路76 死区电压第2章晶体三极管及电压放大电路小结晶体三极管分类：NPN型和PNP型结构：三极伏安特性输入特性曲线：是组曲线族， 曲线形状与二极管伏安特性曲线相似输出特性曲线： 四个区：特点及外电压条件放大：iCiB电流控制开关特性75 死区电压第2章晶体三极管

16、及电压放大电路小结晶体三极管7第2章晶体三极管及电压放大电路小结晶体三极管的小信号等效电路等效条件：Q点设置合适、交流小信号输入76第2章晶体三极管及电压放大电路小结晶体三极管的小信号等效第2章晶体三极管及电压放大电路小结单管电压放大电路共发射极电路：偏置电路、反相放大电压放大原理分析：先静态、后动态 静态： IBQ、ICQ、VCEQ 动态：微变等效电流分析法：画直流通路和交流通路 直流通路：电容开路；电感线圈短路；信号源短路 交流通路：大容量电容短路；Vcc短路Av、ri、ro（指标）77第2章晶体三极管及电压放大电路小结单管电压放大电路Av、第2章晶体三极管及电压放大电路小结IBQ（VCC

17、VBE）/RB VCC/RBICQIBQVCEQVCCICQRCVCEQ0：ICQVCC/RCICQ0: VCEQVCC波形非线性失真的分析Q过低：截止失真，解决方法Q过高：饱和失真，解决方法78第2章晶体三极管及电压放大电路小结IBQ（VCCVB分压式偏置电路的静态工作点和动态性能指标计算 分析遵循的原则：先静态、后动态静态分析:求静态工作点 VEQ=VBQVBEQ IBQ=ICQ/ ICQ IEQ=直流通路 I1IBQ VCEQ=VCCICQ (RC+RE)79分压式偏置电路的静态工作点和动态性能指标计算 分压式偏置电路的静态工作点和动态性能指标计算有旁路电容CE当RL-，80分压式偏置电路的静态工作点和动态性能指标计