武汉理工大学模电课件03BJT电信

3.1双极型三极管（BJT）3.2放大电路的基本概念

3.3基本共射放大电路的工作原理3.4基本共射极放大电路的静态分析3.5小信号模型分析法3.6射极偏置放大电路3.7共集电极电路(自主)3.8

共基放大极电路(自主)3.9

多级放大电路3双极结型三极管及其放大电路(P35)20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础基本要求:1了解半导体三极管的工作原理、特性曲线及主要参数2了解半导体三极管放大电路的分类3熟练掌握用估算法、小信号分析法对放大电路进行静态及动态分析4掌握放大电路的频率响应及各元件参数对其性能的影响问题：1)放大电路的主要性能指标？2)静态分析的目的、方法、求解的参数？3)动态分析的目的、方法、求解的参数？4)放大电路频率响应分析的目的？3双极结型三极管及其放大电路作业：7(3.3.4),8(3.4.1)，12(3.5.1),13,14,15(3.7.1),16(3.6.1)17(3.6.2)20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础3.1.1BJT简介3.1.2BJT三极管的电流分配关系3.1.3BJT的特性曲线3.1.4BJT的主要参数3.1.5BJT的选型3.1双极型三极管（BJT）20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础NNP发射极E基极B集电极C发射结集电结—基区—发射区—集电区emitterbasecollectorNPN型PPNEBCPNP型ECBECB符号中发射极上的箭头方向，表示发射结正偏时电流的流向。3.1.1BJT简介3.1双极型三极管（BJT）20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础

结构特点•发射区的掺杂浓度最高；•集电区掺杂浓度低于发射区，且面积大；•基区很薄，一般在几个微米至几十个微米，且掺杂浓度最低。管芯结构剖面图－－内部条件BJT的两个PN结分别是正偏还是反偏，决定了BJT可能工作于四种工作状态：放大、饱和、截止和倒置。这取决于外加电压－－外部工作条件。3.1.1BJT的结构简介20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础2、内部载流子的传输过程（以NPN为例）

发射结正偏，集电结反偏。3.1.2BJT的电流分配关系1、放大条件

•发射区的掺杂浓度最高；•集电区掺杂浓度低于发射区，且面积大；•基区很薄，一般在几个微米至几十个微米，且掺杂浓度最低。

1）内部条件

2）外部条件20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础2、内部载流子的传输过程（以NPN为例）3.1.2BJT的电流分配关系20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础三极管内部载流子的传输过程归纳为：①发射区向基区扩散多子电子形成IE。ICN多数向BC结方向扩散形成

InC。IE少数与空穴复合，形成

IB'。IB'基区空穴来源基极电源提供(IB)集电区少子漂移(ICBO)I

CBOIB有：IB=IB'

–

ICBO②载流子在基区扩散与复合形成IB’。

③集电区收集漂移到达的载流子形成集电极电流ICIC=InC+ICBOIC(忽略了基区空穴扩散运动形成的电流，因参杂浓度低)发射结正偏，有利于多子扩散。20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础载流子的传输过程3、电流分配关系据传输过程:IC=InC+ICBOIB=IB'

-ICBO通常IC>>ICBO

、为电流放大系数，只与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与外加电压无关,一般

=0.90.99IE=IB+ICIB=IE-IC=(1-)IE20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础三极管的放大作用，主要是依靠它的发射极电流能够通过基区传输，然后到达集电极而实现的。实现这一传输过程的两个条件是：（1）内部条件：发射区杂质浓度远大于基区杂质浓度，且基区很薄。决定了、参数。（2）外部条件：发射结正向偏置，集电结反向偏置。取决于外加工作电源。为保证外部条件NPN管：VE<VB<VCPNP管：VC<VB<VE4、放大作用三极管内有两种载流子(自由电子和空穴)参与导电，故称为双极型BJT三极管。

20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础+-bce放大电路VBBVCCvBEiCiB+-vCE

iB=f(vBE)

vCE=const(2)当vCE≥1V时，vCB=vCE-vBE>0，集电结已进入反偏状态，开始收集电子，基区复合减少，同样的vBE下IB减小，特性曲线右移。(1)当vCE=0V时，相当于发射结的正向伏安特性曲线（1）输入特性曲线3.1.3BJT的特性曲线O20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础输入特性曲线的三个部分①死区

②非线性区③线性区（1）输入特性曲线3.1.3BJT的特性曲线20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础iC=f(vCE)iB=const（2）输出特性曲线bceRLVBBVCCiBiEiCvi+-3.1.3BJT的特性曲线20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础iC=f(vCE)iB=const（2）输出特性曲线0uA20uA40uA60uA80uA100uAVCE较小时，集电结反向电压很小，对到达基区的电子吸引力不够，iC

受vCE影响较大，iC随vCE增加而增加；当vCE>某值，集电结电场足够强，能使到达基区的电子绝大部分到达集电区，vCE再增加，iC也增加不多了。

0iC

vCE3.1.3BJT的特性曲线20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础饱和区：iC明显受vCE控制的区域，该区域内，一般vCE＜0.7V(硅管)。条件：两个结均正偏(含集电结反偏电压很小)。截止区：iC接近零的区域，相当iB=0的曲线的下方。条件：

两个结均反偏(含发射结正偏时vBE小于死区电压)。放大区：iC平行于vCE轴的区域，曲线基本平行等距。条件：发射结正偏，集电结反偏。输出特性曲线的三个区域:3.1.3BJT的特性曲线20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础BJT三个工作区的电量特点饱和区特点：

iC不再随iB的增加而线性增加，即且vCE=VCES，典型值为0.3V3.1.3BJT的特性曲线截止区特点：iB=0，iC=ICEO0，VCE接近Vcc。线性放大区特点：近似线性，VCE大小适中，约为1/2Vcc20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础例3-1：测得某放大电路中BJT的三个电极A、B、C的对地电位分别为VA=-9V，VB=-6V，Vc=-6.2V，试分析A、B、C中哪个是基极b、发射极e、集电极c，并说明此BJT是什么材料的管子，是NPN管还是PNP管？判断依据

(1)三个极中发射结的电位差最小且为固定值，硅为0.7V左右，锗为0.2V左右；(2)满足放大条件：发射结正偏，集电结反偏。解：据(1)B、C间压差为0.2V，所以可以确定A为集电极c；据(2)C为基极、B为发射极，且为PNP型锗管。NPN管：c极电位最高，b极居中，e极最低；

PNP管：c极电位最低，b极居中，e极最高。例题20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础判断依据

(1)三个极中发射结的电位差最小且为固定值，硅为0.7V左右，锗为0.2V左右；(2)满足放大条件：发射结正偏，集电结反偏。若已知A管：Ux=12V,Uy=11.7V,Uz=6V;B管:Ux=-5.2v,Uy=-1V,Uz=-5.5V.试判断A、B的各极和类型NPN管：c极电位最高，b极居中，e极最低；

PNP管：c极电位最低，b极居中，e极最高。思考？解：A管为PNP型锗管，x-发射极，y-基极，z-集电极

B管为NPN型锗管，x-基极，y-集电极，z-发射极例题20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础(1)共发射极直流电流放大系数

=（IC－ICEO）/IB≈IC/IBvCE=const3.1.4BJT的主要参数1）电流放大系数

(2)共发射极交流电流放大系数

=IC/IBvCE=const =（IC－ICBO）/IE≈IC/IE

(4)共基极交流电流放大系数α

α=IC/IE

VCB=const(3)共基极直流电流放大系数当ICBO和ICEO很小时，≈、≈。20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础

(2)集电极发射极间的反向饱和电流ICEO

ICEO=（1+）ICBO

2）极间反向电流ICEO

(1)集电极基极间反向饱和电流ICBO

发射极开路时，集电结的反向饱和电流。

即输出特性曲线IB=0那条曲线所对应的Y坐标的数值。ICEO也称为集电极发射极间穿透电流。3.1.4BJT的主要参数20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础(1)集电极最大允许电流ICM(2)集电极最大允许功率损耗PCM

PCM=ICVCE

3）极限参数3.1.4BJT的主要参数(3)反向击穿电压

V(BR)CBO——发射极开路时的集电结反 向击穿电压。V(BR)EBO——集电极开路时发射结的反 向击穿电压。

V(BR)CEO——基极开路时集电极和发射

极间的击穿电压。几个击穿电压有如下关系

V(BR)CBO＞V(BR)CEO＞V(BR)EBO20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础

由PCM、ICM和V(BR)CEO在输出特性曲线上可以确定过损耗区、过电流区和击穿区。输出特性曲线上的过损耗区和击穿区3.1.4BJT的主要参数20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础1)类型与符号按材料分：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0.51W3.1.5BJT的选型20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础3.1.5BJT的选型小功率封装中功率封装大功率封装1)类型与符号20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础3.1.5BJT的选型中国半导体器件型号命名方法(见国标GB249-74)

半导体器件型号由五部分（场效应器件、半导体特殊器件、复合管、PIN型管、激光器件的型号命名只有第三、四、五部分）组成。五个部分意义如下：第一部分：用数字表示半导体器件有效电极数目。2-二极管、3-三极管第二部分：用汉语拼音字母表示半导体器件的材料和极性。表示二极管时：A-N型锗材料、B-P型锗材料、C-N型硅材料、D-P型硅材料。表示三极管时：A-PNP型锗材料、B-NPN型锗材料、C-PNP型硅材料、D-NPN型硅材料。20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础3.1.5BJT的选型中国半导体器件型号命名方法(见国标GB249-74)

第三部分：用汉语拼音字母表示半导体器件的内型。P-普通管、V-微波管、W-稳压管、C-参量管、Z-整流管、L-整流堆、S-隧道管、N-阻尼管、U-光电器件、K-开关管、X-低频小功率管(F<3MHz,Pc<1W)、G-高频小功率管（f>3MHz,Pc<1W)、D-低频大功率管（f<3MHz,Pc>1W)、A-高频大功率管（f>3MHz,Pc>1W)、T-半导体晶闸管（可控整流器）、Y-体效应器件、B-雪崩管、J-阶跃恢复管、CS-场效应管、BT-半导体特殊器件、FH-复合管、PIN-PIN型管、JG-激光器件。第四部分：用数字表示序号第五部分：用汉语拼音字母表示规格号例如：3DG18表示NPN型硅材料高频三极管20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础3.1.5BJT的选型2）选型原则

①在同型号的三极管中，应选用反向电流小的管子，以保证有较好的温度特性；②在同型号的三极管中，小功率管的值应该值应选高些(70~150)，大功率管的应选小些(30~70)，值太高性能不稳定；③要求反向电流较小、工作温度较高的场合，应选用硅三极管；要求正向导通电压低的场合，应选用锗三极管；④根据电路的电源电压及各电极间的工作电压确定三极管的各个反向击穿电压；根据器件流过的电流和管压降确定器件的功耗，确保器件工作在安全区；对于工作电流较大的器件应加装散热器。20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础附日本半导体分立器件型号命名方法

日本生产的半导体分立器件，由五至七部分组成。通常只用到前五个部分，其各部分的符号意义如下：第一部分：用数字表示器件有效电极数目或类型。0-光电（即光敏）二极管三极管及上述器件的组合管、1-二极管、2三极或具有两个pn结的其他器件、3-具有四个有效电极或具有三个pn结的其他器件、┄┄依此类推。第二部分：日本电子工业协会JEIA注册标志。S-表示已在日本电子工业协会JEIA注册登记的半导体分立器件。20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础

第三部分：用字母表示器件使用材料极性和类型。A-PNP型高频管、B-PNP型低频管、C-NPN型高频管、D-NPN型低频管、F-P控制极可控硅、G-N控制极可控硅、H-N基极单结晶体管、J-P沟道场效应管、K-N沟道场效应管、M-双向可控硅。

第四部分：用数字表示在日本电子工业协会JEIA登记的顺序号。两位以上的整数-从“11”开始，表示在日本电子工业协会JEIA登记的顺序号；不同公司的性能相同的器件可以使用同一顺序号；数字越大，越是近期产品。

第五部分：用字母表示同一型号的改进型产品标志。A、B、C、D、E、F表示这一器件是原型号产品的改进产品。附20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础

美国半导体分立器件型号命名方法

美国晶体管或其他半导体器件的命名法较混乱。美国电子工业协会半导体分立器件命名方法如下：第一部分：用符号表示器件用途的类型。JAN-军级、JANTX-特军级、JANTXV-超特军级、JANS-宇航级、（无）-非军用品。第二部分：用数字表示pn结数目。1-二极管、2=三极管、3-三个pn结器件、n-n个pn结器件。第三部分：美国电子工业协会（EIA）注册标志。N-该器件已在美国电子工业协会（EIA）注册登记。第四部分：美国电子工业协会登记顺序号,多位数字。第五部分：用字母表示器件分档。A、B、C、D、┄┄-同一型号器件的不同档别。如：JAN2N3251A表示PNP硅高频小功率开关三极管。附20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础

国际电子联合会半导体器件型号命名方法

德国、法国、意大利、荷兰、比利时等欧洲国家以及匈牙利、罗马尼亚、南斯拉夫、波兰等东欧国家，大都采用此命名方法。该方法由四个基本部分组成：

第一部分：字母表示器件使用的材料。A-器件使用材料的禁带宽度Eg=0.6~1.0eV如锗、B-器件的Eg=1.0~1.3eV如硅、C-器件的Eg>1.3eV如砷化镓、D-器件的Eg<0.6eV如锑化铟、E-器件使用复合材料及光电池使用的材料第二部分：字母表示器件的类型及主要特征。A-检波开关混频二极管、B-变容二极管、C-低频小功率三极管、D-低频大功率三极管、E-隧道二极管、F-高频小功率三极管、G-复合器件及其他器件、H-磁敏二极管、K-开放磁路中的霍尔元件、L-高频大功率三极管、M-封闭磁路中的霍尔元件、P-光敏器件、Q-发光器件、R-小功率晶闸管、S-小功率开关管、T-大功率晶闸管、U-大功率开关管、X-倍增二极管、Y-整流二极管、Z-稳压二极管。附20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础第三部分：数字或字母加数字表示登记号。三位数字-代表通用半导体器件的序号、一个字母加二位数字-表示专用半导体器件。第四部分：用字母对同一类型号器件进行分档。A、B、C、D、E┄┄-表示同一型号的器件按某一参数进行分档的标志。

除四个基本部分外，有时还加后缀，以区别特性或进一步分类。常见后缀如下：1）稳压二极管型号的后缀。首先是一个字母，表示稳压值的容许误差，字母A、B、C、D、E分别表示容许误差为±1%、±2%、±5%、±10%、±15%；其后是数字，表示标称稳定电压的整数数值；最后是字母V加数字，代表稳压管标称稳定电压的小数值。2）整流二极管后缀是数字，表示器件的最大反向峰值耐压值(V)。3、晶闸管型号的后缀也是数字，通常标出最大反向峰值耐压值和最大反向关断电压中数值较小的那个电压值。如：BDX51-表示NPN硅低频大功率三极管，AF239S-表示PNP锗高频小功率三极管。附20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础3.2.1放大电路的信号图3.2.1放大电路结构示意图3.2放大电路的基本概念一般选用正弦信号作为分析信号。3.2.2放大电路的放大作用直流电源Vcc•电压放大电路----输入取电压、输出取电压•电流放大电路•互阻放大电路•互导放大电路20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础BJT的三种组态3.2.3三极管放大电路的三种组态共集电极接法，集电极作为公共电极，CC(Common-collector)共基极接法，基极作为公共电极，CB(CommonBase)。

共发射极接法，发射极作为公共电极，用CE(Common-emitter)；3.2放大电路的基本概念20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础根据放大电路输入信号的条件和对输出信号的要求，可将放大电路分为:电压增益•电压放大电路•电流放大电路•互阻放大电路•互导放大电路3.2.4放大电路的性能指标3.2放大电路的基本概念20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础放大电路分为四种类型电压放大电流放大互阻放大互导放大信号源负载为了等效放大电路的输入输出特性，而忽略实际放大电路的内部结构，采用一些基本元件来构成模型电路。放大电路模型四种放大电路模型电压放大电路模型电流放大电路模型互阻放大电路模型互导放大电路模型3.2放大电路的基本概念20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础放大电路模型电压放大电路模型电流放大模型思考？互阻放大电路模型、互导放大电路模型是什么样的？电流放大电路模型3.2放大电路的基本概念20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础1）输入电阻－－决定放大电路从信号源吸取信号幅值的大小方法：端口电压、电流法定量分析外加测试电压+–RLRi放大电路3.2.4放大电路的性能指标3.2放大电路的基本概念20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础2）输出电阻－－决定放大电路带负载的能力所以②电压、电流法(定义法)Rs方法：3.2放大电路的基本概念计算测量方法20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础3）增益（放大倍数）反映放大电路在输入信号控制下，将供电电源能量转换为输出信号能量的能力。其中四种增益常用分贝（dB）(10为底的对数增益)表示3.2放大电路的基本概念20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础3.3基本共射极放大电路的工作原理3.3.1基本共射极放大电路的组成3.3.2放大电路的两点规定3.3.3

交变信号的传输3.3.4放大电路的两种工作状态3.3.5两种工作状态的分析思路3.3.6三极管放大电路的特点20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础小写字母、大写下标表示总量(总瞬时量)（含交、直流）。如，vCE、iB等。大写字母、大写下标表示直流量。如，VCE、IC等。小写字母、小写下标表示纯交流量。如，vce、ib等。上方有圆点的大写字母、小写下标表示相量。如，、等。书中有关符号的约定3.3基本共射极放大电路的工作原理20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础基极偏置电阻几十K～几百K将iC的变化变为vCE的变化几K～几十K保证Jc反偏RCRbVBBVCC保证Je正偏并提供偏流IBiBiCTiE+vCE-+vBE-+vs-参考点原理电路3.3.1基本共射极放大电路的组成3.3基本共射极放大电路的工作原理20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础iBiCiE+vi-+vo-隔直/耦合电容,几～几十uF3.3.1基本共射极放大电路的组成+vCE-+vi-+vo-vivo20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础+vCE-+vi-+vo-3.3.2放大电路的两点规定iBiCiE共同端为参考点电压电流的假定正向+vCE-+vi-+vo-20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础+vCE-+vi-+vo-iBiCiE+-vBE3.3.3

交变信号的传输放大作用实质上是三极管的电流控制作用，放大是针对变化量的瞬时电量=直流分量+交流分量，仅交流分量随输入信号而变vitiBtiCtvCEtvotIBICVCE20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础

放大电路中的电量交直流成分共存，直流分量与输入交流信号无关，由电源提供，交流分量取决于输入交流信号，所以分析放大电路时，可以将交、直流分量分开分析。

直流分量由直流通路分析求解；交流分量由交流通路分析求解。

通常，将放大电路的工作状态分为两种：直流工作状态(静态)、交流工作状态(动态)。3.3.4放大电路的两种工作状态20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础+vCE-+vi-+vo-iBiCiE+-vBE1）静态（直流工作状态）----vi=0时，放大电路的工作状态。静态时，电路中的电量都是直流量，由直流通路决定，用IB……表示。

直流的各电量在BJT特性曲线上可以确定一个点，称为静态工作点Q，一般用：=0IB、IC、和VCE

（或IBQ、ICQ、和VCEQ）表示。3.3.4放大电路的两种工作状态此时，vo=？vo=020142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础+vCE-+vi-+vo-iBiCiE+-vBE2）动态(交流工作状态)----输入vi≠0时，放大电路的工作状态。BJT各电量在静态值的基础上随输入信号相应变化。交流量用交流通路（交流电流流通的路径）分析。各电量为总瞬时量。vCE

=vce+VCEQ,iC=ic+ICQ、iB=ib+IBQ总瞬时电量=交流量+直流量如：3.3.4放大电路的两种工作状态20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础+vCE-+vi-+vo-iBiCiE+-vBE静态分析分析放大电路工作状态的步骤：先静态后动态直流通路:用于直流分析，求Q点3.3.5

两种工作状态的分析思路1）画直流通路①输入交流信号源为0(短路)；②直流电源不变(保留)；③大电容开路、大电感短路。画直流通路的原则：2）利用估算法或图解法求解静态工作点20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础例：画出下图直流通路3.3.5

两种工作状态的分析思路①输入交流信号源为0(短路)；②直流电源不变(保留)；③大电容开路、大电感短路。画直流通路的原则：20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础+vCE-+vi-+vo-iBiCiE+-vBE交流通路，用于交流信号分析3.3.5

两种工作状态的分析思路动态分析1）画交流通路因为，对交流信号而言，即：

②直流电压源对地短路；

电流源对地开路；

③

耦合电容交流短路。画交流通路的原则：①vi≠0

直流电压源视为短路(因内阻近似为零)；电流源或恒流源视为开路(因内阻很大)。大电容视为短路。2）利用小信号模型求解交流参数(放大倍数、输入电阻、输出电阻)20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础3.3.5

两种工作状态的分析思路例：画出下图的交流通路原则：①vi≠0，即保留；②直流电压源对地短路；

电流源对地开路；③耦合电容交流短路。20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础静态分析，采用估算法或图解法；动态分析，采用图解分析法(定性)或小信号模型分析法3.3.6

三极管放大电路的特点①交直流共存大小合适的直流信号是保证交流信号不失真放大的前提；交流信号是放大的对象和放大的结果。②是非线性电路，一般采用工程近似分析方法20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础

基于直流通路近似计算求解。（1）画出直流通路，标出各电量。RCRbVCCVCCIBICT+VCE-+VBE-(2)近似认为发射结正向导通电压VBE为常数。

硅管为0.6~0.7V，锗管为0.2~0.3V。(3)近似处理BJT的电流分配关系

IC=βIB+ICEO≈βIB(4)列含有b-e极和c-e极回路电压方程求解Q（IB、IC、VCE）3.4.1静态工作点(Q)估算法3.4基本共射极放大电路的静态分析IBICIE+VCE-20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础IBIC+VCE-则：IC≈βIB由集电极-发射极回路求VCEVCE=VCC-ICRC3.4.1静态工作点(Q)估算法由基极b-发射极e回路求IB。RbRCVCCVCCIBICT+VCE-+VBE-20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础解：1)确定晶体管的静态工作点参数：ICQ=βIBQ=50*0.04=2mAUCEQ=Vcc-ICQRc=12-2*2.4=7.2V=(12-0.7)/（300*1000）=0.04mA例:如图所示为共射基本放大电路，已知晶体管的β=50，Vcc=12V。1）当Rc=2.4KΩ，Rb=300KΩ时，确定晶体管的静态工作点参数IBQ、ICQ、UCEQ。2）若要求UCEQ=6V，ICQ=2mA，问Rb和Rc应改为多少？由直流通路：3.4.1静态工作点(Q)估算法20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础2）若要求符合条件则：

=12/0.00004=300KΩ=（12-6）/0.002=3KΩ3.4.1静态工作点(Q)估算法20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础

采用该方法分析静态工作点，必须已知三极管的(输入)输出特性曲线。用于求解Q点。1）将电路分成三部分：非线性部分的BJT，线性部分的管外输入和管外输出。也可以又估算法直接确定IB。

静态工作点的图解分析(基于直流通路、分析的是直流量)

3.4.2

静态工作点的图解分析法BJT管外输入管外输出+vce-+vbe-RCibicT2）若已知输入特性曲线，列输入回路(b-e)方程：VBE=VCC－IBRb（输入直流负载线）在BJT的输入特性曲线上画输入直流负载线，确定Q点的IB；

QIBQVBEQiB

VBB/Rb8400.30.6vBEVCC0.9VCC/Rb20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础采用该方法分析静态工作点，必须已知三极管的(输入)输出特性曲线。用于求解Q点。3）根据IB在输出特性曲线族上确定相应的一条输出特性曲线。

静态工作点的图解分析(基于直流通路、分析的是直流量)

3.4.2

静态工作点的图解分析法BJT管外输入管外输出+vce-+vbe-RCibicT4）列输出回路(c-e)方程,在BJT的输出特性曲线上画直流负载线，确定Q的IC和VCE：VCE=VCC－ICRc

(直流负载线)VCC/RcICQVCEQiC

0vCEVCCiB=IBQQ从而得到Q(IC，IC，VCE)20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础+vCE-+vi-+vo-iBiCiE+-vBE已知三极管的输出特性曲线，用图解法求解Q点。

解：(1)由直流通路的直流偏置电路求解IB，确定BJT的输出伏安特性曲线（3）由交点得到Q例3.4.1(P48)iC

0vCE321080uA60uA40uA20uA0uA36912V≈12V/300K=40uA(2)画直流负载线VCE=12V－4IC

(直流负载线)Q∴Q(40uA,1.5mA,6V)

3.4.2

静态工作点的图解分析法20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础动态图解分析是基于静态分析的。（1)根据vs的波形在BJT的输入特性曲线上画出vBE、iB的波形；

3.4.3

动态工作的图解分析法2）动态工作状态的图解法（分析的是总瞬时量）----用于直观地了解放大电路中输入、输出各电量波形的幅值大小和相位关系，对动态工作情况全面地了解。分析步骤为：由输入回路方程

vBE=VBB+vs-iBRb

在输入特性曲线上画出输入负载线。确定Q、Q’、Q’‘知：输入负载线是一组斜率为-1/Rb、且随vs变化而平行移动的直线。vs=+vsmvs=-vsm20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础(1)根据vs的波形在BJT的输入特性曲线上画出vBE、iB的波形；分析步骤：(2)根据iB的变化范围在输出特性曲线上画出iC、vCE的波形；

①空载时：输出负载线方程：vCE=VCC-iCRC

3.4.3

动态工作的图解分析法2）动态工作状态的图解法（分析的是总瞬时量）20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础将相关电量波形画在对应ωt轴上；可知：各电量直接的变化规律和相位关系。vsωtωtωtωtωtiBiCvCEvceIBQICQVCEQ输出、输入电压相位相反----共射组态的特点。

3.4.3

动态工作的图解分析法2）动态工作状态的图解法（分析的是总瞬时量）20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础由交流通路得交流负载线方程：vce=-ic(Rc//RL)(纯交流量)交流负载线以-1/RL'为斜率。

因为交流负载线必过Q点，所以

②带负载时(RL接于输出端和地)称R'L=RL∥Rc为交流负载电阻。

过输出特性曲线上的Q点做一条斜率为-1/RL直线，即得交流负载线。交流负载线是有交流输入信号时Q点的运动轨迹。

交流负载线方程又可变形为：1）交流通路与交流负载线交流通路ibicT+vce-+vbe-+vi-RLRCRb

3.4.3

动态工作的图解分析法20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础∵动态时，总瞬时电量=交流量+静态量有：vCE

=vce+VCEQ,iC=ic+ICQ

由交流负载线vce=-ic(Rc//RL)

vCE-VCEQ=-(iC-ICQ)RL'vCE=VCEQ-(iC

-

ICQ

)RL‘=VCEQ-(iC

-

ICQ

)RL'

=VCEQ+ICQRL'-iCRL'

(交流负载线方程)则画交流负载线时，也可以

(1)先计算出ICQRL‘，在横

轴上确定A点；

(2)连接A、Q点并延长。

（常用此法）AICQRL'

3.4.3

动态工作的图解分析法20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础静态工作点对波形失真的影响Q点不合适会产生非线性失真：要使BJT工作在线性放大区，保证信号不失真。过高，饱和失真过低，截止失真

3.4.4

静态工作点与失真1）失真类型20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础3）Q点过高引起饱和失真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+IbmIBSuCEiCtOOiCOtuCEQV

CC

3.4.3

动态工作的图解分析法

2）产生失真的原因①工作点不合适；②输入信号幅度过大20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础

4）产生失真的原因①工作点不合适；

②输入信号幅度过大

Q点过低引起截止失真NPN：顶部失真为截止失真PNP：底部失真为截止失真不发生截止失真的条件：IBQ>Ibm。OQibOttOuBE/ViBuBE/ViBuiuCEiCictOOiCOtuCEQuce交流负载线

3.4.3

动态工作的图解分析法20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础饱和失真截止失真由于放大电路的工作点达到了三极管的饱和区而引起的非线性失真。对于NPN管，输出电压表现为底部失真。由于放大电路的工作点达到了三极管的截止区而引起的非线性失真。对于NPN管，输出电压表现为顶部失真。注意：对于PNP管，由于是负电源供电，失真的表现形式，与NPN管正好相反。当工作点进入饱和区或截止区时，将产生非线性失真。饱和失真、截止失真

3.4.3

动态工作的图解分析法20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础放大电路要想获得最大的动态范围，要求：工作点Q要设置在输出特性曲线放大区的中间部位；要有合适的交流负载线。6）最大不失真输出幅度动态范围----不产生截止或饱和失真的最大输出电量的幅度。（最大不失真输出幅度）

最大动态范围----不同时产生截止和饱和失真的最大输出电量的幅度。

3.4.3

动态工作的图解分析法20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础通过基本共射电路的图解分析，可得如下结论：(1)vi＝0时为恒定的静态电量；vi0时，各电量都叠加了交流量。(2)vCE中的交流分量幅度>>vi，具有电压放大作用；(3)vo与vi相位相反,为反相电压放大器；(4)可以确定最大不失真输出幅度。图解分析法的适用范围特别适用于分析信号幅度较大而工作频率不太高的情况。能全面分析放大电路的静态和动态工作情况。不适合分析信号幅度较小或工作频率太高的情况。

3.4.5图解分析法的应用范围20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础选择工作点的原则：

♦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。#

动态工作时，iB、iC的实际电流方向是否改变，vCE的实际电压极性是否改变？思考？#放大电路为什么要建立正确的静态？20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础设VBEQ=0.7V，Rb=300K，Rc=4K，RL=4K（1）比较原理电路与基本共射电路的区别；（2）画出该电路的直流通路与交流通路；（3）估算IBQ，并用图解法确定ICQ、VCEQ；（4）写出加入输入信号后，电压vBE的表达式及输出交流负载线方程。例：

解：当（1）自看；信号源、负载与Q点无关。直流通路（2）ibicT+vce-+vbe-+vi-RLRCRb20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础参数变化对静态工作点的影响1）改变RB，其他参数不变uBEiBuCEiCVCCVBBVBBRBQQ如，RB

IBQ点下移，趋近截止区；RB

IB

Q点上移，趋近饱和区。VBE=VCC－IBRbVCE=VCC－ICRcic/mAMuCE/vIBQ1IBQIBQ20（a）Rb变化对Q点的影响aQ1Rb1>RbQ2Rb2<RbNQVCCiB=IBQ输入方程斜率改变；输出方程不变；Q点沿输出负载线改变；20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础iCuBEiBuCEVCCUCEQQQICQVCCRC2）改变RC，其他参数不变如，RC

Q趋近饱和区。VBE=VCC－IBRbVCE=VCC－ICRc∵输入方程不变，IBQ不变；∴输出特性曲线不变；（b）Rc变化对Q点的影响Rc<Rc1Q1Q

Q2IBQRc>Rc20MNuCE/vic/mAQ点沿输出特性曲线左右移动；参数变化对静态工作点的影响20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础M0VCC1<VCCVCC2>VCCQ2QQ1NuCE/vic/mA（c）VCC变化对Q点的影响3）改变VCC，其他参数不变VBE=VCC－IBRbVCE=VCC－ICRc输入、输出方程都改变；斜率不变，平行移动；如，VCC

IBICQ点上移；VCC

IBICQ点下移。参数变化对静态工作点的影响20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础放大电路如图所示。已知BJT的ß=80，Rb=300k，Rc=2k，VCC=+12V，求：（1）放大电路的Q点。此时BJT工作在哪个区域？（2）当Rb=100k时，放大电路的Q点。此时BJT工作在哪个区域？（忽略BJT的饱和压降）解：（1）由直流通路静态工作点为Q（40uA，3.2mA，5.6V），BJT工作在放大区。例题参数变化对静态工作点的影响20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础（2）当Rb=100k时，所以BJT工作在饱和区。VCE不可能为负值，其最小值也只能为0，即IC的最大电流为：此时，Q（120uA，6mA，0V），仿真参数变化对静态工作点的影响20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础3.5.1指导思想当放大电路的输入信号电压很小时，在工作点附近可以把三极管小范围内的特性曲线近似地用直线来代替，从而可以把三极管这个非线性器件所组成的电路当作线性电路来处理。小信号模型仅适用于小的交流信号的分析，不适用于大信号及静态工作点的分析；在频率范围内，小信号模型适用于通频带范围内的放大电路，即在中频范围内，可以不考虑放大电路的结电容、分布电容、耦合电容及旁路电容的影响。3.5小信号模型分析法20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础vBEvCEiBcebiC（1）三极管H参数在小信号情况下，对上两式取全微分得对于BJT双口网络，我们已经知道输入输出特性曲线如下：iB=f(vBE)

vCE=constiC=f(vCE)

iB=const可以写成：1）BJT的H参数及小信号模型BJT双口网络3.5.2三极管的h参数及其等效电路用小信号交流分量表示vbe=hieib+hrevceic=hfeib+hoevce20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础输出端交流短路时的输入电阻；输出端交流短路时的正向电流传输比或电流放大系数；输入端交流开路时的反向电压传输比；输入端交流开路时的输出电导。其中：四个参数量纲各不相同，故称为混合参数（H参数）。vbe=hieib+hrevceic=hfeib+hoevcevBEvCEiBcebiC3.5.2三极管的h参数及其等效电路20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础(2)H参数的等效电路（小信号模型）根据可得小信号模型hfeibicvceibvbehrevcehiehoeBJT的H参数模型vbe=hieib+hrevceic=hfeib+hoevcevBEvCEiBcebiCH参数都是小信号参数，即微变参数或交流参数。H参数与工作点有关，在放大区基本不变。H参数都是微变参数，所以只适合对交流信号的分析。3.5.2三极管的h参数及其等效电路20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础(3)模型的简化hfeibicvceibvbehrevcehiehoe即

rbe=hie

=hfe

uT=hre

rce=1/hoe一般采用习惯符号则BJT的H参数模型为ibicvceibvbeuT

vcerberce

uT很小，一般为10-310-4，

rce很大，约为100k。故一般可忽略它们的影响，得到简化电路

ib

是受控源

，且为电流控制电流源(CCCS)。电流方向与ib的方向是关联的。

3.5.2三极管的h参数及其等效电路20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础(4)H参数的确定

用测试仪测出或给定；

rbe

与Q点有关，可用图示仪测出。也可以用公式估算rbe

rbe=rb+(1+

)re其中对于低频小功率管rb≈200

则

而

(T=300K)

*记忆

3.5.2三极管的h参数及其等效电路20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础3.5.3用H参数等效电路分析基本共射放大电路（1）确定静态工作点Q(利用直流通路)一般硅管VBE=0.7V，锗管VBE=0.2V，已知。1）小信号模型法分析步骤20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础（2）基于交流通路画小信号等效电路H参数小信号等效电路ibicT+vce-+vbe-+vi-RLRCRbrbeibβibBCERbRcRL＋Vi－＋Vo－C、E之间有Rc、RL、vo发射极接地B、E之间有vi、Rb用小信号模型代替T3.5.3用H参数等效电路分析基本共射放大电路iiio20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础（3）求电压增益根据则电压增益为rbeibβibBCERbRcRL＋vi－＋vo－3.5.3用H参数等效电路分析基本共射放大电路iiio关键：用BJT管极电流

表示vi、vo

20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础（4）求输入电阻（5）求输出电阻Ro=Rc所以rbeibβibBCERbRcRL＋vi－＋vo－RiRo3.5.3用H参数等效电路分析基本共射放大电路由定义法：20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础用小信号等效电路分析法分析放大电路的求解步骤①用公式估算法估算Q点值，并计算Q点处的参数rbe值②由放大电路的交流通路，画出小信号等效电路。③根据小信号等效电路分析求解Av、Ri、Ro。注意：放大电路的输入电阻不包含信号源的内阻放大电路的输出电阻不包含负载电阻3.5.3用H参数等效电路分析基本共射放大电路20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础1.电路如图所示。试画出其小信号等效模型电路。解：例题步骤：(1)画出三极管的内部小信号等效模型(2)连接各极之间以及与地之间的有关元件(3)标注有关电量3.5.3用H参数等效电路分析基本共射放大电路20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础例题解：（1）由直流通路求Q点2.放大电路如图所示。试求：（1）Q点；（2）、、。已知=50。3.5.3用H参数等效电路分析基本共射放大电路20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础RbRcRLRovs（2）由小信号等效电路求解3.5.3用H参数等效电路分析基本共射放大电路iiio20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础穿透电流ICEO也将上升。(1)温度对ICBO的影响------主要针对锗管温度10°CICBO增加约一倍。温度每升高1°C，要增加0.5%1.0%(3)温度变化对的影响一般发射结正向压降具有负温度系数，温度VBE↓，IB(固定偏流直流)IC。(2)温度变化对VBE的影响------主要针对硅管3.6射极偏置放大电路3.6.1温度对工作点的影响IC=βIB+ICEO≈βIB20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础温度T输出特性曲线上移1)温度变化对输入特性曲线的影响温度T输出特性曲线族间距增大温度T输入特性曲线左移硅管主要考虑VBE和的影响；锗管主要考虑ICBO的影响

ICBO

ICEO∵T

VBE

IB

IC

(4)温度对BJT的影特性曲线的影响温度每升高1C，UBE

(22.5)mV。O2)温度变化对输出特性曲线的影响iCuCET1iB=0T2>iB=0iB=03.6.1温度对工作点的影响20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础稳定工作点的指导思想

ICBO

ICEO∵T

VBE

IB

IC

使Q点随温度变化而变化。如果温度，电路能自动使IBQ↓下降，就可以稳定工作点。稳定工作点原理目标：温度变化时，使IC维持恒定。思路：温度↑→Ic↑变化时，通过电路参数的反馈调节→使IC↓

维持恒定。3.6.1温度对工作点的影响20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础IBIEICI1+vo-+vi-3.6.2射极偏置电路静态分析1)电路组成2）稳定过程T

ICIEIC

VE、VB不变

VBE

IB（反馈控制）条件：I1>>IB，此时，不随温度变化而变化。VB>>VBE且Re可取大些，反馈控制作用更强。一般取

I1=(5~10)IB，VB=3V~5V

20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础IBIEICI1+vo-+vi-3）静态工作情况分析计算+_+_3.6.2射极偏置电路静态分析20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础IBIEICI1+vo-+vi-<A>画小信号等效电路<B>确定模型参数已知，求rbeebc3.6.2射极偏置电路动态分析20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础①

电压增益Avbc#射极偏置电路做如何改进，既可以使其具有温度稳定性，又可以使其具有与固定偏流电路相同的动态指标？关键：用BJT管极电流

表示vi、vo

3.6.2射极偏置电路动态分析<C>求交流参数20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础②

输入电阻根据定义由电路列出方程注意：放大电路的输入电阻不包含信号源的内阻bc3.6.2射极偏置电路动态分析20142021/8/112023/2/4电子技术精品课程--模拟电子技术基础rbeibibiicvieRobec③输出电阻--定义法求输出电阻的等效电路1)网络内独立源置零2)负载