第2章BJT基本放大电路()2013年春季修改

内容回顾二极管的结构二极管的各种特性二极管的应用整流、限幅、构成各种逻辑功能门电路等稳压晶体管双极型晶体三极管场效应管一种载流子参与导电(Bipolarjunctiontransistor)简写BJT(Fieldeffecttransistor)简写FET共同特点：由三层杂质半导体构成，自然都有三个电极。半导体三极管三极管半导体晶体管两种载流子都参与导电第2章双极型晶体管及其基本放大电路2.1晶体管2.2放大的概念及放大电路的性能指标2.3共发射极放大电路的组成及工作原理2.4放大电路的图解分析法2.5放大电路的微变等效电路分析法2.6分压式稳定静态工作点电路2.7共集电极放大电路2.8

共基极放大电路2.9

组合单元放大电路三极管的组成、工作原理、放大状态下三极管的电流控制作用、三极管的特性曲线；放大电路的组成和工作原理；放大电路的分析方法；共e、共c、共b放大电路主要性能指标的计算。重点内容第二章知识要点1.正确理解半导体三极管的工作原理;2.深刻理解半导体三极管的主要技术指标；3.深刻理解三极管的三个工作区的特点及其条件；3.正确理解放大的基本概念，掌握放大电路的组成特点，放大电路的主要指标；4.熟练掌握放大电路的图解法，静态工作点的确定方法和动态工作过程的分析；5.熟练掌握放大电路的等效电路法，静态工作点计算方法，能够应用H参数微变等效电路计算放大电路的电压放大倍数、输入和输出电阻；6.熟练掌握共射、共集、共基放大电路的工作原理和分析方法及其特点；7.深刻理解复合管及组合放大电路；8.正确选择、安全应用半导体三极管；深刻理解波形失真及其分析方法。2.1晶体管2.1.1晶体管的结构及类型2.1.2晶体管的三种连接方式2.1.3晶体管的工作方式一﹑分类按材料分：

硅管、锗管按功率分：

小功率管<500mW按结构分：

NPN、PNP按使用频率分：

低频管、高频管大功率管>1W中功率管0.51W2.1.1晶体管的结构及类型

二、结构、符号NNP发射极Emitter

基极Base集电极Collector

NPN型PPNEBCPNP型ECBECB发射区基区集电区集电结发射结基区很薄，厚度一般只有1—几um，掺杂浓度最低；另外两个掺杂区，虽然类型相同，但其中发射区的掺杂浓度远大于集电区；集电结结面积要大。2.1.2晶体管的三种连接方式（组态）

根据所选择的公共端e、c、b的不同，晶体管在电路中分别有三种不同的连接方式

uiuoCEBECBuiuoECBuiuo共基极共发射极共集电极2.1.3晶体管的工作状态四种工作状态：饱和状态：e结正偏，c结正偏截止状态：e结反偏，c结反偏放大状态：e结正偏，c结反偏（重点）倒置状态：e结反偏，c结正偏2.1.3晶体管的工作状态

放大状态发射结正向偏置集电结反向偏置发射结向基区注入多子电子形成电流

IE。因集电结反偏,所以多数向BC结方向漂移形成

ICN。ICNIE少数与空穴复合，形成IBN。②电子在基区的复合和传输(1)放大状态下晶体管中载流子的传输过程首先考虑发射区发射出去的多子的命运(基区空穴运动因浓度低，因而可以忽略)IBN（2）放大状态下电流控制和放大作用在一个结构尺寸和掺杂浓度已定的晶体管中，在正常工作条件下，最终被c区收集的电子数在e区发射的总电子数中所占的比例是一定的。用表示这个比例。或者定义考察讨论：1）总是小于1，但由于晶体管结构上的保证，又非常接近于1，一般可达0.95~0.995；则：IBNICN10uA1mA11uA1.1mA2）与对应的值为19~199，换言之，ICN比IBN大很多倍。3）只要稍稍改变IBN，ICN就会有很大的变化。改变IE就可改变ICN；稍稍改变IBN，ICN就会有很大的变化。放大状态下电流控制和放大作用的内容

ICNIEIBNI

CBO其次考虑基区和集电区少子的命运ICIC=ICN+ICBO

—————（1）IBN

=

IB+ICBOIB=IBN

–

ICBO———（2）——（3）IB（3）放大状态下晶体管的电流分配关系

考虑工程应用中！！必须记住的一组公式以上公式虽然是在共发射极的基础上推倒出来的，但反映的是三极管工作在放大区时管子自身的特性，因此对共基极和共集电极组态仍然适用．（4）实现电流控制和放大作用的条件“内因”：三个浓度不同的掺杂区；“外因”：外加直流电源的极性必须保证：

发射结（e结）正偏。集电结（c结）反偏。

前面推导出那些结论和公式的，是不是也适合于PNP管呢？答案是肯定的。只是各极的电流方向正好与NPN管的相反。

（５）举例说明实现放大的过程则：ΔiC=0.98mA。Δuo=ΔiCRc=0.98*1kΩ=0.98V。电路的电压放大倍数：

没实现电流放大，实现了电压放大。实现放大的过程：电流放大倍数RC大△ui→发射结电压发生变化→△ie有大的变化→△ic也有大的变化→从而使△uO大。RC大如图所示共基接法下晶体管的放大电路。若在图中VEE上叠加一幅度为20mV的正弦电压Δui，则正向发射结电压会引起相应的变化。由于e结正向电流与所加电压呈指数关系，所以发射极会产生一个较大的注入电流ΔiE=

1mA

，例如为ΔiB=20uA，=0.98。ΔiE=1mA，ΔiC=0.98mA，Δuo=ΔiCRL=0.98*1kΩ=0.98V如图所示共射接法下晶体管放大电路。若在图中VBB上叠加一幅度为100mV的正弦电压Δui，则正向发射结电压会引起相应的变化。由于e结正向电流与所加电压呈指数关系，所以发射极会产生一个较大的注入电流ΔiB，实现了电流放大，也实现了电压放大。实现放大的过程:△ui→发射结电压发生变化→△IB有变化→△ic有大的变化→从而使△uO大。RC大问题1：负载上得到的功率的确大了，这些能量来自哪里？问题2：既然能量来自于直流电源，从能量的角度看，三极管起了什么作用？三极管的放大作用实质上是一个小的变化量去控制大的变化量，从而使输出电压或者输出电流或者两者都变大，从而使输出负载上获得比输入信号更大的功率。只有三极管才有这样的作用！！！

(６)晶体管的能量控制作用先考虑直流情况，即当Δui=0以共射接法为例，其中

接入交流信号后功率损耗：（1）无交流时

（1）VCC提供的功率（2）集电结消耗的功率（3）负载上得到的功率（4）发射结上消耗的功率PC+PL=PD（2）加入交流信号后（1）VCC提供的功率（2）集电结上消耗的功率（3）负载上得到的功率PC+PL=PD（4）发射结上消耗的功率输出回路的直流电源在加入交流信号前后，提供的能量并没有发生变化。负载上得到的功率的确是由直流电源提供的，而且是由输出回路的电源提供的，与输入回路的直流电源没有关系。三极管只是起了能量转换的作用（1）晶体管是一种能量转换器，因此也叫做有源器件。从（5）（6）得到的结论（2）晶体管的放大作用是指输出负载上获得比输入信号大得多的功率，而不是指电压或电流的放大作用。？升压器是不是放大器？（6）双极型晶体管为电流控制型器件。电流放大作用的实质是通过改变基极电流IB的大小，达到控制IC的目的，而并不是真正把微小电流放大了。小结（2）三极管在放大状态下的电流控制作用（3）放大状态下，三极管的各级电流之间的定量关系（1）三极管进入放大状态的偏置条件（5）三极管的能量控制作用（4）三极管实现放大的原理深度拓展1.有没有四层、五层的半导体器件？有没有六层、七层的半导体器件？2.针对上一个问题，如果有，请自行查阅器件的功能。3.请自行查阅半导体器件的发展方向和趋势。4.查找最小功耗的三极管的型号，并自主学习器件手册，列出它的几个主要性能指标。5.查找最小封装的三极管，列出它的参数。6.查找8050、8550、9011——9018三极管的参数晶体管双极型晶体三极管两种载流子都参与导电场效应管一种载流子参与导电(Bipolarjunctiontransistor)(SemiconductorTransistor)(Fieldeffecttransistor)共同特点：由三层杂质半导体构成，自然都有三个电极。又称为三极管。或者晶体三极管。

2.1.4

晶体管的伏安特性曲线

包括：输入特性与输出特性以共射极NPN为例：IB-Ube,和IC-Uce的关系伏安特性测试电路组态不同，伏安特性曲线不一样晶体管特性测试仪一、输入特性分别就进行讨论

O导通电压UBE(on)硅管：(0.60.8)V锗管：

(0.20.3)V取0.7V取0.2V特性曲线向右移。特性曲线仍向右移，但移动不大。

二.输出特性iC

/mAuCE

/V50µA40µA30µA20µA10µAIB=0O24684321iC

/mAuCE

/V50µA40µA30µA20µA10µAIB=0O246843211.放大区放大区条件：发射结正偏集电结反偏ICEO比较平坦的区域区域：特点：1水平、等间隔2应用：求(具体说来uCE≥

u

BEuCB=uCE

u

BE≥

0)uCE

=u

BEiC

/mAuCE

/V50µA40µA30µA20µA10µAIB=0O246843212.饱和区：(具体说来uCE

u

BEuCB=uCE

u

BE

0)条件：两个结正偏特点：①IC

IB,

②uCE小,相当于CE间短路临界饱和时：

uCE

=uBE深度饱和时：0.3V(硅管)UCE(SAT)=0.1V(锗管)放大区饱和区靠近纵轴的区域区域：应用：开关闭合uCE

=u

BEuCE

=u

BEiC

/mAuCE

/V50µA40µA30µA20µA10µAIB=0O24684321区域：

IB0截止区ICEO特点:

IB=IC=0,相当于C、E间开路3.截止区偏置条件：两个结反偏应用：相当于开关断开2.1.5晶体三极管的主要参数一、电流放大系数1.共发射极电流放大系数iC

/mAuCE

/V50µA40µA30µA20µA10µAIB=0O24684321—直流电流放大系数

—交流电流放大系数一般为几十几百QiC

/mAuCE

/V50µA40µA30µA20µA10µAIB=0O246843212.共基极电流放大系数

1一般在0.98以上。

Q二、极间反向饱和电流CB极间反向饱和电流

ICBO，CE极间反向饱和电流ICEO。三、极限参数1.ICM

—集电极最大允许电流，超过时

值明显降低。2.PCM—集电极最大允许功率损耗PC=iC

uCE。iCICMU(BR)CEOuCEPCMOICEO安全工作区U(BR)CBO

—发射极开路时C、B极间反向击穿电压。3.U(BR)CEO

—基极开路时C、E极间反向击穿电压。U(BR)EBO

—集电极极开路时E、B极间反向击穿电压。U(BR)CBO>U(BR)CEO>U(BR)EBO

晶体管的安全工作区

4.频率参数

特征频率fT是当β的模等于1（0dB）时所对应的频率。2.1.6温度对晶体管参数的影响

1.温度升高，输入特性曲线向左移。温度每升高1C，UBE

(22.5)mV。温度每升高10C，ICBO

约增大1倍。OT2>T12.温度升高，输出特性曲线向上移。iCuCE

T1iB=0T2>iB=0iB=0温度每升高1C，

(0.51)%。输出特性曲线间距增大。O

【例2-1】测得放大电路中工作在放大状态中的两只晶体管的直流电位如下图所示。在圆圈中画出管子，并分别说明它们是硅管还是锗管。【解】

【例2-2】

测得工作在放大状态的晶体管两个电极的电流如下图所示。

(1)求另一个电极的电流，并在图中标出实际方向。

(2)标出e、b、c极，并判断出该管是NPN管还是PNP管。

(3)若ICBO均为零，试求α及β的值

【例2-3】

晶体管VT的特性曲线如下图所示。在如下右图所示电路中，当开关S接在A、B、C三个触点时，判断晶体管VT的工作状态，确定UCE的值。

【解2.3】由图可以计算

计算临界饱和电流ICS、IBS

①S接在触点A时

IB1＜IBSUBE=0.7V、UCE=4.01V、UBE＜UCE，所以晶体管工作于放大状态。②S接在触点B时

IB2＞IBS

(c)S接触点B

(d)S接触点C例2-3题解

晶体管工作于饱和区，硅管UCE=UCES≈0.3V

③S接在触点C

UBE=-1V，发射结反向偏置，晶体管处于截止状态

RC上无电流，所以RC上也没有电压降，故UCE=6V

2.1.8晶体管的选用原则（同学们自己看书）1.手册的使用2.选管的原则或者假定晶体管处于放大状态,从而计算出IC,UCE,再进行判断.深度拓展1.有没有四层、五层的半导体器件？有没有六层、七层的半导体器件？2.针对上一个问题，如果有，请自行查阅器件的功能。3.请自行查阅半导体器件的发展方向和趋势。4.查找最小功耗的三极管的型号，并自主学习器件手册，列出它的几个主要性能指标。5.查找最小封装的三极管，列出它的参数。一、放大电路的分类按被放大信号的频率音频放大电路视频放大电路宽频带放大器脉冲放大电路谐振放大电路小信号放大器

大信号放大器

按电路结构来分直流耦合放大电路（直流放大器）交流耦合放大电路（交流放大器）按信号的强弱来分2.2放大电路的基本组成及放大电路的性能指标二、放大电路的基本组成及各部分的功能RS+us–RSis直流电源和相应的偏置电路信号源三极管负载RL放大电路的基本组成信号源：将非电量变换为电量的传感器，可以是电压信号也可以是电流信号。在实验室里用的是交流信号源。直流电源和相应的偏置电路————保证晶体管能够工作在放大区。输出负载————能够把变化的电流转换成变化的电压、或者变化的功率。三、放大电路的四端网络表示１122+us–放大电路RS+ui–+uo–RLioiius—信号源电压Rs—信号源内阻RL—负载电阻ui—输入电压uo—输出电压ii—输入电流io—输出电流当然也可以表示成输入端是电流源的形式RSis四、放大电路的主要性能指标1122+us–放大电路RS+ui–+uo–RLioii电压增益

Au(dB)=20lg|Au|（dB）（1）放大倍数电压放大倍数（增益）

Au=uo/ui电流放大倍数（增益）

Ai=io/ii电流增益Ai(dB)=20lg|Ai|（dB）互阻放大倍数（增益）Ar

=uo/ii互导放大倍数（增益）Ag=io/ui分贝（dB）用分贝做单位的优点?大小合适就好。（2）输入电阻１1+us–RS+ui–iiRiRi越大，ui与us越接近例us=20mV，Rs=600，比较不同Ri时的ii

、ui。Riiiui60003A18mV60016.7A10mV6030A1.82mV理论推导实验室测量信号源是电压源时，输入电阻越大越好。信号源是电流源时，输入电阻??结论：测算值（3）输出电阻

放大电路的输出相当于负载的信号源，该信号源的内阻称为电路的输出电阻。计算：i2211us=0RS+u–放大电路Ro测量：2211+us–RS+ui–+uo–RLRo+uout–Riuout

—

负载开路时的输出电压；uo—带负载时的输出电压，Ro越小，uo

和uout越接近。第一步第二步结论：负载需要电压驱动时，Ro越小越好；负载需要电流驱动时，Ro??

1）幅频特性和相频特性Au(f)—幅频特性

(f)—相频特性2）频带宽度(带宽)BW下限频率上限频率BW0.7=fH–

fL(BandWidth)高频段fAu(f)OfOAumfLfH中频段低频段BW0.7（4）通频带放大电路的频带宽度应大于被放大信号的带宽。2.3共发射极电路的组成及工作原理

2.3.1共发射极放大电路的组成发射结加正向电压集电结加反向电压RBVBBC1+Rs+us-RCVCCTC2RL+uo信号源加到b-e间ui电容C1、C2的作用：隔直通交。电解电容10uF—50uF

1.确保晶体管工作于放大区；

2.确保输入交流信号作用于发射结；

3.确保输出交流信号作用于负载。决定一个电路是否具有放大功能的必要条件画直流通路画出交流通路2.3共发射极电路的组成及工作原理2.3.2共发射极放大电路的工作原理

1.静态：ui=0.

IBQui0t0t0tuo0t0tICQUCEQＵBEQ0C2Rsus+-+C1+RL+-uo+-ui直流通路符号说明C2Rsus+-+C1+RL+-uo+-uiIB+ibIc+icUCEuceUBEubeIBQui0tiB0tuCE0tuo0tiC0tICQUCEQUBEQuBE0t2.动态：若输入为正弦信号++__不失真放大2.3.3共射放大电路的改进习题2.8判断放大电路有无放大作用。（当然是不是失真的放大了）习题2.7画出电路的支流通路和交流通路深入思考题领会放大电路直流偏置的重要性。有同学经常问我，若想放大交流信号，把交流信号加进去不就行了吗？为什么还不厌其烦的加直流电压和一些电阻呢？你会有这样的想法吗？这样的想法对吗？共发射极放大电路的组成共发射极放大电路的工作原理，并定性地给出了共发射极放大电路正常工作时各点的波形如何定量求解放大电路的静态工作点？如何定量求解放大电路的动态性能指标？任务：回顾基本放大电路的特点非线性电路交直流信号共存：直流是基础，交流是放大 的对象和预期的结果。基本放大电路的分析方法（静态动态都适合）

图解法：以解析法为基础，在输入和输出特性曲线上求解，前提是输入和输出特性曲线已知。等效电路法：在一定的条件下，给三极管找一个线性模型，然后用分析线性电路的方法来求解。

静态分析的任务：确定静态值（直流值）一.等效电路法（估算法）2.4放大电路的静态分析ICUCEUBE静态分析的目的：使三极管工作在线性区以保证信号不失真。IB静态分析的目的：使三极管工作在线性区以保证信号不失真。画出直流通路三极管的直流模型等效电路利用电路知识结果输入特性近似

输出特性近似

iC

/mAuCE

/V50µA40µA30µA20µA10µAIB=0O2468

4321（1）三极管的直流模型O

截止状态模型放大状态模型

饱和状态模型

（2）静态工作点的估算直流通路IC=IB偏置电阻偏置电流静态工作点的估算实际上用的就是三极管的直流模型例：用估算法计算静态工作点。已知：VCC=12V，RC=4K，Rb=300K，=37.5。解：请注意电路中IB和IC的数量级UBE

0.7VRb+VCCRC(IC,UCE)+VCC(IB,UBE)RＢRCTICUBEUCEIB++--二.用图解法确定静态工作点1.在输入回路中确定(IB,UBE)

根据输入特性曲线ＵBE=VＣＣＩBRB输入回路图解QuBE/ViB/A静态工作点VCCVCC/RBUBEQIBQO可在输入特性曲线找出静态工作点ＱRＢUCE+-RCTICUBEIB+-+VCC直流负载线方程：uCE=VCCiC

RC输出回路图解uCE/ViC/mAVCCVCC/RCOQUCEQICQiB根据输出特性曲线及直流负载线方程：2.在输出回路中确定(IC,UCE)(IB,UBE)和(IC,UCE)分别对应于输入输出特性曲线上的一个点称为静态工作点。直流负载线RＢUCE+-RCTICUBEIB+-+VCC估算法与图解法比较：估算法简单，结果不直观。图解法麻烦，结果直观，但需要已知特性曲线。所以应根据实际情况进行选择。RＢUCE+-RCTICUBEIB+-+VCC3.电路参数对静态工作点的影响（1）改变RB，其他参数不变uBEiBuCEiCVCCVBBVCCRBQQRB

iBQ趋近截止区；RB

iB

Q趋近饱和区。（2）改变RC，其他参数不变RC

Q

趋近饱和区。iCuBEiBuCEVCCUCEQQQICQVCCRCiCuBEiBuCEVCCUCEQQQICQVCCRCiCuBEiBuCEVCCUCEQQQICQVCCRC（3）改变VCC，其他参数不变uBEiBuCEiCVCCVCCVCCRBQQVCC/RC虽然RB

、RC、

VCC对工作点都有影响，但实际工作中多通过调节RB来达到目的。VCC向右上方平移一.输出空载时的图解法（RL=∞）

1.根据ui在输入特性上画出ib和ube0.7VQuiuBE/VOtiB/AOOtiBIBQib2.5放大电路的动态图解分析uBE/V2.根据ib在输出特性上画出ic和uce说明uce和ui反向，同时可以求出电压放大倍数0.7VQuiOtuBE/ViB/AOOtuBE/ViBIBQQQQOtICQUCEQiBuCE/ViC/mAiCOtuCE/VibicUcemuce3.非线性失真A.“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>Ibm。B.“Q”过高引起饱和失真ICS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。不发生饱和失真的条件：IBQ+IbmIBSuCEiCtOOiCO

tuCEQV

CC当ui较小时，为减少功耗和噪声，“Q”可设得低一些；为获得最大输出，“Q”可设在交流负载线中点。为提高电压放大倍数，“Q”可以设得高一些；C.选择工作点的原则各点波形uo比ui幅度放大且相位相反Rb+VCCRCC1C2uiiBiCuCEuo＋－－＋二.接上负载为RL时的图解法Rb+VCCRCC1C2RL输出端接入负载RL，不影响Q，影响动态！1.交流通路RBRCRLuiuo－＋－＋2.交流负载线(1)方程RbRCRLuiuoicuce其中：uce=-ic（RC//RL）=-icRL交流量ic和uce有如下关系：这就是说，交流负载线的斜率为：uce=-ic（RC//RL）=-icRL或ic=（-1/RL）uce(2)交流负载线的作法：①斜率为-1/R'L。（R'L=RL∥Rc

）②经过Q点。

iCUCEVCCIB交流负载线直流负载线QICQUCEQICQRL,直流负载线是用来确定工作点的；交流负载线是用来画出波形，分析波形失真。注意：（1）交流负载线是有交流输入信号时工作点的运动轨迹。

（2）空载时，交流负载线与直流负载线重合。5.最大输出电压幅值

放大电路在电路参数确定的条件下，输出端不发生饱和失真和截止失真的最大输出信号电压的幅值称为最大不失真输出电压幅值(Uom)M放大器最大不失真输出电压的峰值(Uom)M为UF、UR所确定的数值中较小的一个，(1)受截止失真限制最大不失真输出电压UF的幅度(2)受饱和失真限制最大不失真输出电压UR的幅度(Uom)M=min{UR,UF}图解法的优缺点可以直观、形象、全面地了解放大电路的工作情况；合理地设置静态工作点；分析最大不失真输出电压、失真情况并估算动态工作范围。缺点:信号频率较高时，特性曲线不再适用。在特性曲线上作图比较繁琐，误差大；优点:适用场合输出幅值比较大工作频率较低不能求输入电阻、输出电阻RB+VCCRCC1C2TRLuo+-++Rs+us-例:硅管，ui

=10sint(mV)，RB=176k，RC=1k，RL=1k,VCC=VBB=6V，图解分析各电压、电流值和最大输出电压幅度。[解]令ui=0，求静态电流IBQuBE/ViB/AO0.7V30QuiOtuBE/VOtiBIBQ(交流负载线)uCE/ViC/mA41O23iB=10A20304050505Q6直流负载线QQ6OtiCICQUCEQOtuCE/VUcemibicuce当ui=0

uBE=UBEQ

iB=IBQ

iC=ICQ

uCE=UCEQ

当ui=Uimsintib=Ibmsintic=Icmsint

uce=–Ucemsint

uo=uceiB=

IBQ

+IbmsintiC=

ICQ

+IcmsintuCE=

UCEQ

–

Ucemsin

t=

UCEQ

+Ucemsin

(180°–

t)图解法优点形象、直观可以求静态工作点分析失真情况估算动态工作范围计算电压放大倍数存在问题误差大电路复杂时，尤其是带反馈后，根本不能用图解法不能求输入电阻和输出电阻2.6

等效电路分析法思路：非线性元件，在一定条件下，用线性模型来近似。两类模型物理型电路模型网络参数模型它是将晶体管看成一个双端口网络，根据端口的电压、电流关系导出的电路模型，其中应用最广的是H参数电路模型。模型较简单，但应用时限制多。它是模拟晶体管结构及放大过程导出的电路模型，它有多种形式，其中较为通用的是混合π型电路模型。模型较复杂，但应用时限制少；2.rbe的求取1.低频H参数电路模型2.6.1晶体管的低频小信号等效模型（微变信号模型）3.H参数电路模型的应用范围讨论1.低频H参数电路模型iC

/mAuCE

/V50µA40µA30µA20µA10µAIB=0O2468

4321O（１）输入交流信号小时，Δiｂ

与Δube呈线性关系（２）低频小信号时，β为常数．根据所选用的自变量不同，常用的参数有Y参数、Z参数和H参数三种。Y、Z、H之间可以相互转换。以H参数为例进行讲解，H选iB和uCE

做自变量。线性化依据在小信号情况下，对上两式取全微分得uBE=f(iB，uCE)iC=g(iB

，uCE)一.求变化量之间的关系四个参数量纲各不相同，故称为混合(Hybrid)参数（H参数）。电阻无量纲无量纲电导BJT的H参数模型b-e间的动态电阻反向传输系数电流放大系数c-e间的电导分清主次，合理近似！什么情况下h12和h22的作用可忽略不计？二.h参数的物理意义h11eh12erbeμr103Ω10-3–10-4h21eh22eβ1/rce10210-5三.简化的h参数等效电路－交流等效模型h参数等效电路查阅手册基区体电阻发射结电阻发射区体电阻数值小可忽略利用PN结的电流方程可求得由IEQ算出在输入特性曲线上，Q点越高，rbe越小！2.rbe的求取H参数都是小信号参数，即微变参数或交流参数，只能用来求交流性能指标；H参数与工作点有关，在放大区基本不变；适用于PNP型管子；适用于共集电极和共基极；低频中频情况下适用．３.低频H参数电路模型适用范围1.共发射极放大电路的静态分析uiuo共射极放大电路2.6.2共发射极放大电路的分析画微变等效电路rbeRbRCRL2.共发射极放大电路的动态分析1.电压放大倍数的计算负载电阻越小，放大倍数越小。rbeRbRCRL电路的输入电阻越大，从信号源取得的电流越小，因此一般总是希望得到较大的的输入电阻。rbeRbRCRL

2.

输入电阻的计算根据输入电阻的定义：所以：用加压求流法求输出电阻：3.输出电阻的计算根据定义rbeRbRC00

4.源电压放大倍数由的定义

总是小于，为了提高可以增大输入电阻，Ri越大，越接近于也越接近于。晶体管放大电路动态分析步骤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。

分析计算叠加在“Q”点上的各极交流量。④

分析计算电压放大倍数,输入,输出电阻及各极交流量。求：1.静态工作点。[例1]2.电压增益AU、输入电阻Ri、输出电阻R0

。

3.若输出电压的波形出现如下失真，是截止还是饱和失真？应调节哪个元件？如何调节？解：1.IcVCE2.思路：微变等效电路AU、Ri

、R0判断非线性失真(1)是截止还是饱和失真？(2)应调节哪个元件？如何调节？答:饱和失真.由于工作点太高而引起的,所以应减小IB,根据前面的计算可知,增大Rb即可实现.[例2]=100，uS

=10sint(mV)，求叠加在

“Q”点上的各交流量。+uo+–

iBiCRBVCCVBBRCRLC1C2uS+–

+–

RS+uCE+uBE–

12V12V510470k2.7k3.6k[解]令ui=0，求静态电流IBQ①求“Q”，计算rbeICQ=IBQ=2.4mAUCEQ=12

2.42.7=5.5(V)uce②交流通路+uo+–

iBiCRBVCCVBBRCRLC1C2uS+–

+–

RS+uCE+uBE–

ube③小信号等效电路+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图解法、微变等效电路法比较

(1)图解法，精度低，繁琐，适合大信号的场合。其要点是：首先确定静态工作点Q，然后根据电路的特点，做出直流负载线，进而画出交流负载线，最后，画出各极电流电压的波形。求出最大不失真输出电压。

(2)微变等效电路法。①首先用直流通路分析静态工作点Q。②画出交流通路，用晶体管的微变模型代替交流通路中的晶体管，得到放大电路的微变等效电路。③通过微变等效电路求解动态性能指标：放大倍数、输入电阻和输出电阻。1.固定偏置共射放大电路的电压放大倍数Au是否与β成正比？2.固定偏置放大电路中，为什么说当β一定时，通过IE来提高共射极放大电路的电压放大倍数是有限制的？试从IC和rbe两方面说明。3.固定偏置放大电路中能否通过增大RC来提高共射放大电路的电压放大倍数？假设IB不变，RC过大时对放大电路的性能有何影响？固定偏置共射放大电路深度拓展静态工作点是否稳定，影响整个放大电路的性能。Q合适与否影响电路是否产生失真工作点稳定问题的讨论Q影响着电路几乎所有的动态参数结论当环境温度升高

2.7.1固定偏置共射放大电路存在的问题2.7

射极偏置放大电路一实验中出现的现象工作点发生了变化已知：VCC=12VRC=4k,Rb=300k

，=37.5,RL=4k

。Q不稳定的因素T↑（℃）→β↑→ICQ↑→Q’ICEO↑若UBEQ不变，IBQ↑电源电压的波动元件的老化温度的变化(最严重)二温度对静态工作点的影响Q’ICS集电极临界饱和电流uCEiCtOOiCO

tuCEQV

CC三“Q”过高引起饱和失真若温度升高时要Q’回到Q，则只有减小IBQ。

所谓Q点稳定，是指ICQ和UCEQ在温度变化时基本不变，而不是所有的静态值都不变。事实上必须靠IBQ的变化来实现。Q’四解决工作点稳定问题思路根本方法：改进电路结构2.7.2稳定静态工作点的方法引入直流负反馈进行温度补偿一.直流负反馈稳定静态工作点原理1.为了稳定Q点，通常I1>>IB，即I1≈I2；因此基本不随温度变化。若UB>>UBEIE、IC基本稳定若电路调整适当，可以使ICQ基本不变。2.稳定过程（RE的作用）T↑→ICQ↑→ICQ×RE↑→UB固定→UBE↓→IBQ↓→ICQ↓3.稳定的条件UB固定UB=VCC×RB2/(RB1+RB2)（1）I1>>IB

硅管I1=（5--10）IBQ

锗管I1=（10--20）IBQ（2）UB>>UBE

硅管UB=（3--5）V

锗管UB=（1--3）V

利用对温度敏感的元件，在温度变化时直接影响输入回路。例如，Rb1或Rb2采用热敏电阻。Rb1负温度系数的热敏电阻。效果更好Rb2温度系数？二.温度补偿稳定静态工作点原理温度补偿的又一个例子2.7.3射极偏置放大电路特点：RB1—上偏流电阻RB2—下偏流电阻RE—发射极电阻.电路组成共发射极电路结构特点：输入信号从基极输入，输出信号从集电极输出。+UBEQ

IBQIEQ1.直流通路ICQ直流通路二.静态分析

求Q点（IBQ、ICQ、UCEQ）+UCEQ

说明Q是否合适+VCCRCRERB1RB2+UBEQ

IBQI1IEQICQ+UCEQ

(一)估算法(二)利用戴维南定理

(三)列方程组计算能否用估算法的判断方法：（不推荐）三.动态分析求AU、Ri、RO一画出放大电路的微变等效电路1.画出交流通路2.画出放大电路的微变等效电路二计算动态性能指标1.计算Au“-”表示Uo和Ui反相。

Au的值比固定偏流放大电路小了。2.计算输入电阻Ri↑，同时说明公式的记法和折合的概念。

uo在RE两端的电压可以忽略不计，因此Ro≈Rc

。3.计算输出电阻Ro

Ro=uo/ioUs=0

RL=∞

2.7.4带旁路电容的射极偏置放大电路为了解决分压式射极偏置电路放大倍数减小的问题，通常在RE上并联一个大容量的电容CE，称为射极旁路交流电容。带旁路电容的射极偏置放大电路

AuRiRo不变例

=100，RS=1k，RB1=62k，RB2=20k,RC=3k，RE=1.5k，RL=5.6k，VCC=15V。求：“Q”，Au，Ri，Ro。1)求“Q”+VCCRCC1C2RLRE+CE++RB1RB2RS+us+uo[解]+VCCRCC1C2RLRE+CE++RB1RB2RS+us+uo2)求Au，Ri，Ro，

AusRo=RC=3k小结分析了固定偏置放大电路产生失真的原因。分析了射极偏置放大电路稳定静态工作点的原理及温度补偿稳定静态工作点的原理。重点分析计算了分压式偏置放大电路的性能指标。深入讨论了射极电阻对静态和动态的影响，为今后学习反馈建立基础概念。图示电路中是否采用了措施来稳定静态工作点？若采用了措施，则是什么措施？深度拓展不能稳定静态工作点能稳定静态工作点共发射极放大电路动态性能指标有以下特点:射极偏置放大电路固定偏置放大电路uo与ui反相(2)Ri不够大(Ri≈rbe)

(3)RO比较大(RO≈RC)(1)2.8

共集电极放大电路2.8.1共集电极放大电路(射极输出器、射极跟随器)一、电路组成与电路特点+–IBQIEQ+C1RS+ui

–RERB+VCCC2RL+uo–+us特点:(1)被放大的交流信号从基极输入;(2)放大后的信号从发射极输出.IBQ=(VCC

–UBEQ)/[RB+(1+)

RE]ICQ=

IBQUCEQ=VCC–

ICQ

RE二.静态分析IBQIEQ+C1RS+ui

–RERB+VCCC2RL+–+uo–+usIBQIEQRERB+VCC+ICQUCEQ交流通路RsRB++uoRLibiciiRE小信号等效电路usRB+uoRLibiciirbeibRERs+三.动态分析IBQIEQ+C1RS+ui

–RERB+VCCC2RL+–+uo–+us1.电压放大倍数12.输入电阻

Au<1但接近于1电流被放大了近似(1+β)倍与共射放大电路相比,Ri提高了.实际上,共集电极放大电路的输入电阻是三种组态里最大的.3.输出电阻usRB+uoRLibiciirbeibRERs+RBibiciirbeibRERsus=0+uiiRERS=Rs//RBi=iRE

–

ib–ib与共射放大电路相比,输出电阻小.实际上共集电极放大电路的输出电阻是三种组态里最小的.射极输出器特点Au1

输入输出同相Ri

高(优点)Ro

低(优点)四、用途输入级:利用共集放大电路输入电阻高的特点.输出级:利用共集放大电路输出电阻低的特点.中间隔离级:利用共集放大电路输入电阻高,输出电阻低的特点.

驱动级:利用放大电路具有的电流放大作用的特点.作为输入级的示意图作为输出级的示意图五、例

子

=120，RB=300k，rbb=200，UBEQ=0.7V,RE=RL=Rs=1k，VCC=12V。求：“Q”，Au，Ri，Ro。IBQIEQ+C1RS+ui

–RERB+VCCC2RL+–+uo–+us[解]1)求“Q”IBQ=(VCC–

UBE)/

[RB

+

(1+

)

RE]=(12

–

0.7)/[300+1211]

27(A)IEQ

IBQ

=3.2(mA)UCEQ=VCC–

ICQ

RE

=12–3.21=8.8(V)2)求Au，Ri，Rorbe=200+26/0.027

1.18(k)Ri=300//(1.18+121×0.5)=51.2(k)RL=

1

//

1

=0.5(k)2.8.2自举式射极输出器

(2)电路组成及特点IBQIEQ+C1RS+ui

–RERB+VCCC2RL+–+uo–+us(1)问题的提出：提高Ri

的电路RB大了，工作点不合适!Ri是动态性能指标Ri更小了电路图

直流通路

等效直流通路

其中RB3也不能太大！微变等效电路

电路图

直流通路

等效直流通路

+C1RSRERB1+VCCC2+–+uo–+us+RB2RB3C3加入C3动态时，由于RB3两端的电压几乎相等，因而流过RB3的电流很小，因此输入电阻可以提高！！！自举电路加入C3后,不影响静态工作点无C3、RB3：Ri=(RB1//RB2)//[rbe+(1+)RE]Ri=50//510=45(k)Ri=(RB3+RB1//RB2)//[rbe+(1+)RE]Ri=(100+50)//510=115(k)无C3有RB3：接C3：RB3

//rberbeRi=rbe+(1+)(RB//RE)=(1+)(RB//RE)Ri=5150//10=425(k)+C1RSRERB1+VCCC2+–+uo–+us+RB2RB3C3=50100k100k100k10kRB+uoibiciirbeibRE+uiRB3

微变等效电路

电路图

1.自举式射极输出器的静态分析由直流通路可以得到输入回路满足方程：

可求出

2.自举式射极输出器的动态分析(1)

放大倍数

(2)

输入电阻

根据输入电阻的定义计算Ri，首先计算流过并联电阻RB3//rbe的电流2.9共基极放大电路2.9.1共基极放大电路特点：输入信号从射极输入，输出信号从集电极输出。+VCCRCC2C3RLRE+++RB1RB2RS

+us+uoC1改画后1、静态分析+VCCRCRERB1RB2+UBEQ

IBQI1IEQICQ+UCEQ

+VCCRCC2C3RLRE+++RB1RB2RS

+us+uoC12、动态分析RiRiRoRo=RCRCRERS

+usRL+uoRCRERS+usRLrBEioicieiiib

ib+ui特点1.Au大小与共射电路相同，且输出与输入同相。2.输入电阻小，输出电阻大。(缺点)4.通频带最宽。(优点)3.电流放大倍数小于1。(缺点)应用场合

高频放大电路接法共射共集共基

Au大

小于1

大

Aiβ1＋βαRi

中

大

小

Ro

大

小

大频带窄中宽3、三种接法的比较：空载情况下1.图示电路为哪种基本接法的放大电路？它们的静态工作点有可能稳定吗？求解静态工作点、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻的表达式。思考题？2.电路如图，所有电容对交流信号均可视为短路。1.Q为多少？2.Re有稳定Q点的作用吗？3.电路的交流等效电路？4.V变化时，电压放大倍数如何变化？改变电压放大倍数2.10组合单元放大电路

2.10.1复合管

2.10.2组合单元放大电路一.复合管的构成规则应保证每个管子电流的正确流向和正确的静态工作点2.10.1复合管构成的复合管的管型与第一个管子的管型相同复合管的组成：多只管子合理连接成一只管子。目的：改变管子的类型增大β，减小前级驱动电流；用途：功率放大器和稳压电源1、大功率开关电路、电机调速、逆变电路等,2、驱动小型继电器3、驱动LED智能显示屏V1V2NPN+NPN