第二章 半导体三极管及其基本放大电路 第一节 - 世

2.3半导体三极管电路的基本分析方法基本思想：根据叠加定理，分别分析电路中的交、直流成分一、分析三极管电路的基本思想和方法直流通路(ui

=0)称为静态交流通路(ui

0,动态)只考虑变化的电压和电流画交流通路原则：1.固定不变的电压源都视为短路2.固定不变的电流源都视为开路3.视电容对交流信号短路基本方法：图解法：在输入、输出特性图上画交、直流负载线，求静态工作点“Q”，分析动态波形及失真等。解析法：根据发射结导通压降估算“Q”用小信号等效电路法分析计算电路动态参数。第2章半导体三极管二、电量的符号表示规则A

AA大写表示电量与时间无关（直流、平均值、有效值）A小写表示电量随时间变化（瞬时值）大写表示直流量或总电量（总最大值，总瞬时值）小写表示交流分量总瞬时值直流量交流瞬时值交流有效值直流量往往在下标中加注QA—主要符号

A—下标符号tuo第2章半导体三极管2.3.1直流分析一、图解分析法+–RBRC+uCE–+

uBE

+–VCCVBB3V5ViBiC输入直流负载线方程:uCE

=VCC

iC

RCuBE

=VBB

iBRB输出直流负载线方程:输入回路图解QuBE/ViB/A静态工作点VBBVBB/RB115kUBEQIBQ0.720输出回路图解uCE/ViC/mAVCCVCC/RCiB=20A1kQ23UCEQICQ二、工程近似分析法第2章半导体三极管三、电路参数对静态工作点的影响1.改变RB，其它参数不变uBEiBuCEiCVCCVBBVBBRBQQRB

iB

Q趋近截止区RB

iB

Q趋近饱和区2.改变RC，其它参数不变RC

Q

趋近饱和区iCuBEiBuCEVCCUCEQQQICQVCCRC第2章半导体三极管例2.3.1设RB=38k,求VBB=0V、3V时的iC、uCE。+–RBRC+uCE–+

uBE

+–VCCVBB3V5ViBiC[解]uCE/ViC/mAiB=010A20A30A40A50A60A4123VBB=0VuCE

5ViC

0则

iB

05VBB=3V0.3uCE

0.3V05iC

5mA第2章半导体三极管SBCEVCC+RCRB截止状态的等效iB

0iC

0uCE

5V饱和状态的等效SBCEVCC+RCRB+iBiC

=VCC/RCuCE

0判断是否饱和临界饱和电流:若

iB

>IBS，则三极管饱和例2.3.2

耗尽型N沟道MOS管，RG=1M，RS

=2k，RD=12k

，VDD=20V。IDSS=4mA，UGS（off）=–4V，

求iD和uO

。iG

=0

uGS

=

iDRSiD1=4mAiD2=1mAuGS

=–8V<UGS(off)增根

uGS

=–2V

uDS

=VDD–

iD(RS+RD)=20–14=6(V)

uO

=VDD–

iD

RD=20–14=8(V)在放大区第2章半导体三极管RDGDSRGRSiD+uO–+VDD–2.3.2交流分析一、图解分析法线性非线性线性输入回路(A左)(B右)输出回路(B左)(A右)+–RBRC+uCE–+uBE

+–VCCVBBiBiCiBiC+uBE

+uCE–AB第2章半导体三极管例2.3.3硅管，ui

=10sint(mV)，RB=176k，RC=1kVCC=VBB=6V，图解分析各电压、电流值。[解]令ui

=0，求静态电流IBQuBE/ViB/A0.7V30QuituBE/VtiBIBQ（交流负载线）uCE/ViC/mA4123iB=10A20304050505Q6直流负载线Q'Q’’6tiCICQUCEQtuCE/VUcemibicuceRL第2章半导体三极管+–

iBiCRBVCCVBBRCC1uS+–

+–

RS+uCE+uBE

–

uBE/ViB/A0.7V30QuituBE/VtiBIBQ（交流负载线）uCE/ViC/mA4123iB=10A20304050605Q6直流负载线Q'Q’’6tiCICQUCEQtuCE/VUcemibicuce第2章半导体三极管1)当ui

=0,uBE=UBEQ,iB=IBQ

,

iC=ICQ

,

uCE=UCEQ

放大电路的非线性失真问题因工作点不合适或者信号太大使放大电路的工作范围超出了晶体管特性曲线上的线性范围，从而引起非线性失真。1.“Q”过低引起截止失真NPN管：顶部失真为截止失真PNP管：底部失真为截止失真不发生截止失真的条件:

IBQ>IbmOQibOttOuBE/ViBuBE/ViBuiuCEiCictOiCtuCEQuce交流负载线第2章半导体三极管2.“Q”过高引起饱和失真uCEiCtOiCtuCEQICS集电极临界饱和电流NPN管：

底部失真为饱和失真PNP管：顶部失真为饱和失真IBS—基极临界饱和电流不接负载时，交、直流负载线重合，V’CC=VCC不发生饱和失真的条件：IBQ+I

bm

IBSV’CC第2章半导体三极管饱和失真的本质：负载开路时：接负载时：受RC的限制，iB

增大，iC不可能超过VCC/RC。受R’L的限制，iB增大，iC不可能超过V’CC/R’L。C1+RCRB+VCCC2RL+uo++iBiCVui(R’L=RC//RL)第2章半导体三极管选择工作点的原则：当ui

较小时，为减少功耗和噪声，“Q”可设得低一些；为提高电压放大倍数，“Q”可以设得高一些；为获得最大输出，“Q”可设在交流负载线中点。第2章半导体三极管2.3.2交流分析二、小信号等效分析法(微变等效)1.晶体三极管电路小信号等效电路分析法三极管电路可当成双口网络来分析(1)晶体三极管H(Hybrid)参数小信号模型从输入端口看进去，相当于电阻

rberbe—

Hie从输出端口看进去为一个受

ib

控制的电流源

ic

=

ib—Hfe第2章半导体三极管+uce–+ube–

ibicCBErbe

Eibicic+ube+uceBC(2)晶体三极管交流分析步骤：1.分析直流电路，求出“Q”，计算rbe。2.画电路的交流通路。3.在交流通路上把三极管画成H参数模型。4.分析计算叠加在“Q”

点上的各极交流量。例2.3.4

=100，uS

=10sint(mV)，求叠加在“Q”点上的各交流量。第2章半导体三极管+uo+–

iBiCRBVCCVBBRCRLC1C2uS+–

+–

RS+uCE+uBE

–

12V12V510470k2.7k3.6k[解]令ui

=0，求静态电流IBQ1.求“Q”，计算rbe2.交流通路+uo+–

iBiCRBVCCVBBRCRLC1C2uS+–

+–

RS+uCE+uBE

–

ubeuce3.小信号等效+uo+–

RBRLRSrbe

EibicicBCusRC+ube4.分析各极交流量5.分析各极总电量uBE

=(0.7+0.0072sint

)ViB

=(24+5.5sint)

AiC=(2.4+0.55sint

)mAuCE

=(5.5–

0.85sint

)V第2章半导体三极管2.场效应管电路小信号等效电路分析法小信号模型rgs

Sidgmugs+ugs+udsGD从输入端口看入，相当于电阻

rgs()从输出端口看入为受

ugs

控制的电流源id=gmugs例2.3.4gm=0.65mA/V,

ui

=20sint(mV),求交流输出uo。+RDGDSRGRSiD+uO–+VDD–ui+VGG10k4k交流