模电基础入门

第一章晶体二极管及其应用§1-1半导体基础知识§1-2PN结与晶体二极管§1-3二极管与运用§1-4二极管应用§1-1半导体基础知识半导体的特性本征半导体杂质半导体半导体特性

半导体特性掺入杂质则导电率增加几百倍掺杂特性半导体器件温度增加使导电率大为增加温度特性热敏器件光照不仅使导电率大为增加还可以产生电动势光照特性光敏器件光电器件本征半导体本征半导体完全纯净、结构完整的半导体晶体。纯度：99.9999999%，“九个9”它在物理结构上呈单晶体形态。常用的本征半导体Si+14284Ge+3228184+4本征半导体1.本征半导体中有两种载流子—自由电子和空穴它们是成对出现的2.在外电场的作用下，产生电流—电子流和空穴流电子流自由电子作定向运动形成的与外电场方向相反自由电子始终在导带内运动空穴流价电子递补空穴形成的与外电场方向相同始终在价带内运动杂质半导体杂质半导体掺入杂质的本征半导体。掺杂后半导体的导电率大为提高掺入的三价元素如硼B、Al、铟In等，形成P型半导体，也称空穴型半导体掺入的五价元素如磷P、砷Se等，形成N型半导体，也称电子型半导体N（Negative负）型半导体（电子型半导体）掺杂：特点：多数载流子：自由电子（主要由杂质原子提供）少数载流子：空穴（由热激发形成）少量掺入五价杂质元素（如：磷，砷等）P（Positive正）型半导体（空穴型半导体）掺杂：少量掺入三价杂质（如硼、镓和铟等）特点：多子：空穴（主要由杂质原子提供）少子：电子（由热激发形成）§1-2PN结原理PN结PN结单向导电特性VPN结的接触电位内电场的建立，使PN结中产生电位差。从而形成接触电位V/导通电压UON/开启电压UT

接触电位V/导通电压UON/开启电压UT决定于材料及掺杂浓度硅：V=0.7V锗：V=0.2-0.3V由此可以得出结论：PN结具有单向导电性。PN结的单向导电性PN结加正向电压时，呈现低电阻，具有较大的正向扩散电流；PN结加反向电压时，呈现高电阻，具有很小的反向漂移电流。45PN结的实质PN结=空间电荷区=耗尽层=阻挡层=势垒层=内电场=电阻PN结的单向导电性单向导电性：

PN结正偏时导通（大电流），

PN结反偏时截止（小电流）。式中Is反向饱和电流;UT=kT/q温度电压当量。k波尔兹曼常数（1.38×10-23J/K)；

T=300k（室温）时UT=26mv（很重要）PN结电流方程由半导体物理可推出：当加反向电压时：当加正向电压时：(U>>UT)PN结两端的电压与流过PN结电流的关系式§1-3二极管及应用二极管伏安特性二极管模型二极管应用一.二极管的结构与伏安特性：(一).二极管的结构（实质为一个PN结）。旧符号新符号阳极(Anode)阴极(Cathode)器件模型：由理想元件构成的能近似反映电子器件特性的等效电路。二极管的伏安特性的分段线性近似模型⑴理想开关模型(用于UON<<外加电压）

二极管→理想开关（如下图）正偏时正向电压=0，反偏时反向电流=0IDUUD三.二极管的模型⑵恒压源模型（用于UON和外加电压可比拟时5-10倍）：图1-20（P13）相当于一个理想二极管和一个恒压源串联，注意方向。结论：二极管反偏或正偏电压小于导通电压UON时，二极管截止，电流为零；正偏电压大于导通电压UON时，二极管导通，二极管的端电压不随电流变化→为UON恒压特性。⑶折线近似模型(自学）图1-21例1-1：P13～14解法1：图解法或负载线法。解法2：估算法。4二极管的交流小信号模型(用于工作在二极管伏安特性近似线性的正偏区域时）

→工作点Q处的交流电阻rd正向电压时：(1).OQ斜率的倒数是正向电阻R。(2).R与Q有关，Q不同,R也不同反向电压时：I很小，R很大。IDUDD0IUQUDID为非线性电阻：用静态电阻和动态电阻描述(一).直流电阻：四.晶体二极管的电阻：定义为：RD=UD/ID;静态工作点tg=ID/UD=1/R二极管的正向伏安特性(2).MN的斜率:tg=I/U=-1/RL0UIIDEDDRLUDEDMED/

RLN(1).MN为直流负载线。UD=ED-IDRL;ID=f(UD)两条曲线的交点为静态工作点Q：(二).静态工作点：Q(3).直流电阻:RD=UD/IDQUDID作Q的切线，则有:rd=U/I;

或rd=dU/dI因为：I=IseU/UT;

交流电导：g=dI/dU=I/(UT)交流电阻：r=1/g=

UT/I室温（300K)下：UT=26mv交流电阻：rd=26mV/ID(mA)（很重要）IQ0UUI二极管工作时既有直流，又有交流。(三).交流电阻：五.二极管工作状态的判断方法：(重点)

首先假定二极管截止（或将二极管断开），然后确定二极管两端的电位差，如果阳--阴极的电位差为正且大于VON，则二极管导通，两端电压为二极管导通电压；反之，则二极管截止。注意：电路中有多个二极管时，应先假定所有二极管断开，确定原二极管两端的电位差，再令正向电位差最大且大于VON者优先导通，然后重复以上过程，判断其余二极管的工作状态。

（1）低频及脉冲电路中，做整流、限幅、钳位、稳压、波形变换…（2）集成运放加二极管构成指数、对数、乘法、除法等运算电路（3）高频电路中做检波、调幅、混频等1.3.4二极管的应用(重点）电源变压器:将交流电网电压u1变为合适的交流电压u2。整流电路滤波电路稳压电路u1u2u3u4uo整流电路滤波电路稳压电路整流电路:将交流电压u2变为脉动的直流电压u3。滤波电路:将脉动直流电压u3转变为平滑的直流电压u4。稳压电路:清除电网波动及负载变化的影响,保持输出电压u0的稳定。直流稳压电源的组成和功能1、单相半波整流电路1、工作原理iDu2tuot设变压器输出电压：u2=U2sinωtu1

u2uoRL+－则输出电压：uo=2、电路特点优点：结构简单，元件少。缺点：输出波形脉动大，利用率低+－优点：电路简单，一个二极管缺点：转换效率低，输出直流电压低二、单相全波整流电路u1u2u2D1RLD2u2tuot电路分析：u0=输入交流电压：经整流后，直流输出电压为半波的两倍：优点：输出电压高缺点：变压器需要抽头，两个二极管

3、单相桥式整流电路u2正半周时电流通路u1u2TD4D2D1D3RLuo+-+-1工作原理优点：输出电压高，变压器不需要抽头。缺点：4个二极管(2)滤波电路几种滤波电路（a）电容滤波电路（常用）（b）电感电容滤波电路（倒L型）（c）型滤波电路滤波电路的结构特点:电容与负载RL并联，或电感与负载RL串联。

滤波电路滤波电路的结构特点:电容与负载RL并联，或电感与负载RL串联。交流电压脉动直流电压整流滤波直流电压原理：利用储能元件电容两端的电压(或通过电感中的电流)不能突变的特性,滤掉整流电路输出电压中的交流成份，保留其直流成份，达到平滑输出电压波形的目的。限幅电路:当输入信号电压在一定范围内变化时,输出电压随输入电压相应变化；而当输入电压超出该范围时,输出电压保持不变。通常将输出电压uo开始不变的电压值称为限幅电平,当输入电压高于限幅电平时,输出电压保持不变的限幅称为上限幅；当输入电压低于限幅电平时,输出电压保持不变的限幅称为下限幅。

(3).

限幅电路图:并联二极管上限幅电路限幅电路如图所示。改变Ｅ值就可改变限幅电平。

用途：在贵重器件的前端，加限幅电路保护。

双向限幅电路：图1-30，设vi(t)=3sinωt，VD=0.7V※（请同学自行设计双向限幅为±2.1V的电路）

1.4.PN结的反向击穿和稳压二极管

1.4.2.稳压管（重点）稳压管→专门工作在反向击穿状态的二极管。电路符号图（b），特性曲线图（a）硅稳压二极管稳压电路的原理硅稳压二极管稳压电路的电路图如图所示。

它是利用稳压二极管的反向击穿特性稳压的，由于反向特性陡直，较大的电流变化，只会引起较小的电压变化。图硅稳压二极管稳压电路稳压二极管3.稳压电路正常稳压时VO=VZ#稳压条件是什么？IZmin

≤IZ≤IZmax#不加R可以吗？稳压电阻的计算如下

当输入电压最小，负载电流最大时，流过稳压二极管的电流最小。此时IZ不应小于IZmin，由此可计算出稳压电阻的最大值，实际选用的稳压电阻应小于最大值。即

当输入电压最大，负载电流最小时，流过稳压二极管的电流最大。此时IZ不应超过IZmax，由此可计算出稳压电阻的最小值。即(1)(2)稳压二极管在使用时一定要串入限流电阻，不能使它的功耗超过规定值，否则会造成损坏！

(一).势垒电容CT:

把PN结看成平板电容器，加正向电压或反向电压时像电容的充放电。（此电容效应为势垒电容）(二).扩散电容CD:扩散电容是由载流子在扩散过程中的积累引起的电容。

（三）变容二极管：利用PN结势垒电容CT随外电压U的变化而变化的特点制成的二极管。符号1.5.二极管的电容和变容二极管（自学）第二章双极型晶体三极管(BJT)科学家研究世界工程师创造崭新世界西奥多•冯•卡曼(TheodorevonKarman)美籍匈牙利力学家,近代力学奠基人之一。

第二章双极型晶体三极管(BJT)晶体三极管的工作原理三极管的伏安特性曲线三极管的特性参数三极管的小信号模型

BipolarJunctionTransistor

晶体三极管的工作原理三极管的结构.由三层半导体组成，有三个区、三个极、两个结BECBEC发射极的电路符号继续一、晶体管结构简介基区(P):很薄——引出基极b.

发射区(N):与基区的接触面较小——引出发射极e.

集电区(N):与基区的接触面较大——引出集电极c.1.晶体管一般由NPN和PNP两种结构组成注意：发射极的符号带箭头。PNP型ECBECBNPN型半导体三极管电路符号2.晶体管有三个区:双极型晶体管(BJT)双极型晶体管(BJT)(二)晶体管的放大状态

外部条件：发射结E正偏，集电结C反偏，称为BJT的放大偏置。内部条件：发射区掺杂浓度远大基区于掺杂浓度；基区宽度很薄；晶体二极管：单向导电性;晶体三极管：放大作用。BEC三极管在工作时一定要加上适当的直流偏置电压才能起放大作用;双极型晶体管(BJT)即满足下列电压关系：

NPN管：VCB﹥0，VBE﹥0或VC＞VB

＞VEPNP管：VCB﹤0，VBE﹤0或VC＜VB＜VEBECBEC放大作用的外部条件（重点）发射结加正向电压即发射结正偏集电结加反向电压即集电结反偏三极管在工作时一定要加上适当的直流偏置电压才能起放大作用;三种偏置情况NPN截止放大饱和发射结反偏正偏正偏集电结反偏反偏正偏

放大区－－此时发射结正向偏置，集电结反向偏置。

截止区－－即截止时两个PN结都反向偏置饱和区－－饱和时，晶体管的发射结处于正偏、集电结也处于正偏双极型晶体管(BJT)BJT电路符号（1）带箭头为发射极（E)，箭头向外为NPN管，向内为PNP管。亦代表管端电流方向。

(2)|

VBE|≈

0.7V为Si管；|

VBE|

≈

0.3V为Ge管；（3）公共极(控制端）为基极（B)。双极型晶体管(BJT)二、晶体管的电流分配与放大作用IE=IB+ICNNP空穴电子ecbIBIEICICBOIENIEPIBN电流方向继续本页完由电路分析的内容可知,三个电极之间的电流关系为：VEEVCCIE=IB+IC

IC>>IBRbVEEVCCRLIB发射极与基极之间为正向偏置+－+－IE=IB+IC集电极与基极之间为反向偏置ICVCC+－+2.晶体管的电流分配1.晶体管各PN结电压连接的一般特性三极管的三个极不管如何连接,这个关系是不会改变的。以后画电路时三极管就不再使用结构图而用电路符号图了。晶体管的电流分配晶体管的放大作用2－2.三极管的伏安特性曲线三极管的伏安特性指管子各电极的电压与电流的关系曲线RCVCCIBIERB+UBE+UCEVBBCEBIC+++三极管的三种组态

双极型三极管有三个电极，其中两个可以作为输入,两个可以作为输出，这样必然有一个电极是公共电极。三种接法也称三种组态：共集电极接法，集电极作为公共电极，用CC表示;共基极接法，基极作为公共电极，用CB表示。共发射极接法，发射极作为公共电极，用CE表示；B是输入电极，C是输出电极，E是公共电极。IB是输入电流，UBE是输入电压，加在B、E两电极之间。IC是输出电流，UCE是输出电压，从C、E两电极取出。

输入特性曲线:IB=f(UBE)

UCE=C输出特性曲线:IC=f(UCE)

IB=C本节介绍共发射极（ＣＥ）接法三极管的静态特性曲线：RCVCCIBIERB+UBE+UCEVBBCEBIC+++晶体管的共射特性曲线ICmAAVVUCEUBERBIBECEB实验线路RL特性曲线三极管输入特性曲线1.Uce=0V时，发射极与集电极短路，发射结与集电结均正偏，实际上是两个二极管并联的正向特性曲线。2.当Uce

≥1V时，Ucb=Uce

-Ube

>0，集电结已进入反偏状态，开始收集电子，且基区复合减少，IC/IB增大，特性曲线将向右稍微移动一些。但Uce再增加时，曲线右移很不明显。通常只画一条。输入特性曲线分三个区②非线性区①死区③线性区①②③正常工作区，发射极正偏NPNSi:Ube=0.6~0.7VPNPGe:Ube=-0.2~-0.3VBJT的三个工作区域

(1)饱和区：一般把输出特性直线上升和弯曲部分划为饱和区。(2)放大区：BJT输出特性的平坦部分接近于恒流特性，它符合C=B的规律。

(3)截止区：一般把输出特性B=0曲线以下的部分称为截止区。01346iC/mA4321VCE/V25℃NiBIB=40μA80120160200250Q2QQ1M饱和区放大区截止区击穿区(4)击穿区：VCE增加,C结反向击穿,iC急增。温度对特性曲线的影响1.温度升高,输入特性曲线向左移温度每升高1C，UBE

22.5mV温度每升高10C，ICBO

约增大1倍2.温度升高,输出特性曲线向上移OT1温度每升高1C，

0.5%1%输出特性曲线间距增大iCuCET2>T1iB=0第二章半导体三极管T2>电流放大系数共基直流电流放大系数共基交流电流放大系数共射交流电流放大系数=Ic/IbUce=Cα=Ic/Ie

Ucb=C共射直流电流放大系数电流放大系数共射极放大电路：直流：

交流：

共基极放大电路：直流：交流：在通常情况下，直流与交流放大系数接近，故可混用。极间反向电流ICBO、ICEO频率参数fhfe、fhfb、fT极限参数ICM、VBR、PCM四、半导体三极管的主要参数2.极间反向电流

集基反向ICBO

穿透电流ICEONNP空穴电子ecbIBIEICICBOIENIEPIBN电流方向2.极间反向电流VEEVCCRbVEEVCCRLIB+－+－IE=IB+ICICVCC+－+①集电极-基极反向饱和电流ICBO②集电极-发射极反向饱和电流ICEO(习惯称为穿透电流)双极型晶体管(BJT)1.电流放大系数和四、半导体三极管的主要参数4.极限参数(1)集电极最大允许电流ICM所谓三极管的极限参数就是三极管工作时不允许超过的一些指标,使用中若超过这些参数三极管就不能正常工作甚至会损坏。4.极限参数

(1)集电极最大允许电流ICMICM是指集电极电流增大使下降到额定值的2/3时,所达到的集电极电流值.

使用中若超过此值,晶体管的就会达不到要求,长时间工作还可能会损坏管子。双极型晶体管(BJT)极限参数ICM、VBR、PCM(2)反向击穿电压

①V(BR)CEO(2)反向击穿电压V(BR)V(BR)CEO是指基极开路时集电极与发射极间的反向击穿电压.V(BR)CEO①集发间的反向击穿电压V(BR)CEO继续本页完四、半导体三极管的主要参数(1)集电极最大允许电流ICMc基极开路ebVCCV(BR)CEO使用中若超过此值,晶体管的集电结就会出现雪崩击穿。双极型晶体管(BJT)4.极限参数极限参数ICM、VBR、PCM(2)反向击穿电压V(BR)①集发间的反向击穿电压V(BR)CEO②V(BR)EBOV(BR)EBO是指集电极开路时发射极与基极间的反向击穿电压.

使用中若超过此值,晶体管的发电结就可能会击穿。V(BR)CEO②发基间的反向击穿电压V(BR)EBO继续本页完+－晶体管工作在放大状态时发基极一般是处于正向偏置+－但在某些场合(如作电子开关使用时),发基极会处于反向偏置,这时就要考虑V(BR)EBO四、半导体三极管的主要参数(1)集电极最大允许电流ICM双极型晶体管(BJT)4.极限参数极限参数ICM、VBR、PCM(2)反向击穿电压V(BR)①集发间的反向击穿电压V(BR)CEO②发基间的反向击穿电压V(BR)EBO③V(BR)CBOV(BR)CBO是指发射极开路时集电极与基极间的反向击穿电压,其数值较高.

使用中若超过此值,晶体管的集电结就可能会产生雪崩击穿。V(BR)CEO继续本页完+－晶体管工作在放大状态时发基极处于正向偏置(电压较小),③集基间的反向击穿电压V(BR)CBO+－+－集发处于反偏(电压较大),所以集基间是处于反偏状态的。四、半导体三极管的主要参数(1)集电极最大允许电流ICM双极型晶体管(BJT)4.极限参数极限参数ICM、VBR、PCM(2)反向击穿电压V(BR)(3)集电极最大允许功率损耗PCMPCM是指集电结上允许损耗功率的最大值.

集电结上有电流和电压,会产生一定的热功率,热功率达到一定的数值后产生的热量会损坏集电结,PCM就是规定了晶体管在使用中的热功率不能超过此值。V(BR)CEO(3)集电极最大允许功率损耗PCM确定了PCM后,晶体管在使用过程中流过集电结的电流iC和电压vCE的乘积不能超过此值。即PCM≥iCvCE晶体管在使用过程中集电结的功率PC<PCM=iCvCE,则晶体管是安全的,若超过此值晶体管就可能会损坏。根据PCM=iCvCE

,在输出特性曲线上作一曲线(属反比例曲线）,曲线外是不安全区,曲线内是安全区。不安全区四、半导体三极管的主要参数(1)集电极最大允许电流ICM双极型晶体管(BJT)4.极限参数极限参数ICM、VBR、PCM(2)反向击穿电压V(BR)(3)集电极最大允许功率损耗PCM确定了PCM后,晶体管在使用过程中流过集电结的电流iC和电压vCE的乘积不能超过此值。即PCM≥iCvCE晶体管在使用过程中集电结的功率PC<PCM=iCvCE,则晶体管是安全的,若超过此值晶体管就可能会损坏。根据PCM=iCvCE

,在输出特性曲线上作一曲线(属反比例曲线）,曲线外是不安全区,曲线内是安全区。晶体管工作安全区(结束页)很显然,由ICM、V(BR)CEO和PCM三条曲线所包围的区域才是晶体管工作的安全区.

在此区域内晶体管的三个参数都不超出其极限参数。V(BR)CEO不安全区安全区四、半导体三极管的主要参数(1)集电极最大允许电流ICM双极型晶体管(BJT)4.极限参数极限参数ICM、VBR、PCM·特征频率BJT小信号工作，当频率增大时使信号电流ib与ic不同相，也不成比例。若用相量表示为，，则称为高频。是当高频的模等于1时的频率。特性参数放大电路小信号运用时，在静态工作点附近的小范围内，特性曲线的非线性可忽略不计，近似用一段直线来代替，从而获得一线性化的电路模型，即小信号（或微变）电路模型。2.4晶体三极管小信号电路模型三极管的简化微变等效电路（重点）等效ebcebcrbeic=ib请注意如下问题：⑴电流源为一受控源，而不是独立的电源。⑵电流源的流向不能随意假定，而是由ib决定。⑶该模型仅适用于交流小信号，不能用于静态分析和大信号。放大电路的微变(交流)等效电路（小信号模型）将交流通道中的三极管用微变(交流)等效电路代替:交流通路RbRCRLuiuouirbeibibiiicuoRbRCRL交流等效电路:对于小功率三极管(重点)P612.42更正：rbe=rbb’+(1+)VT/IBQ=rbb’+VT/IEQ(静态工作点)rbb,=200/300欧VT=26mV(常温下）rbe的量级从几百欧到几千欧。uirbeibibiiicuoRBRCRL（通常）

第三章晶体管放大电路基础(全书重点）3.1放大电路的工作原理及分析方法3.2BJT偏置电路（直流通路：提供合适的静态工作点Q点，保证BJT发射结正偏，集电结反偏，放大信号始终处在放大工作区，避免出现截止及饱和失真。介绍固定基流电路，基极分压射极偏置电路）

第三章晶体管放大电路基础(全书重点）3.3放大电路的技术指标及基本放大电路本节讨论小信号放大器的基本指标:电压放大倍数（电压增益），源电压放大倍数（源电压增益），交流输入电阻，交流输出电阻，功率增益等；第五章将讨论大信号放大器的非线性失真，输出功率和效率等指标；第六章将讨论放大器的上，下限频率，通频带，频率失真等频率指标；基本放大电路：共射，共基，共集。3.4多极放大电路（自学）3.1放大电路的工作原理及分析方法1放大的概念所谓“放大”，是指将一个微弱的交流小信号（叠加在直流工作点上），通过一个装置（核心为三极管/场效应管），得到一个波形相似（不失真）、但幅值却大很多的交流大信号的输出。这个装置通常就是晶体管/场效应管放大电路。因此，放大作用的实质是晶体管的电流、电压或功率的控制作用。电压放大电路可以用有输入口和输出口的双端口网络表示，如图：uiuoAu2放大器的组成原则：直流偏置电路（即直流通路）要保证器件工作在放大模式。交流通路要保证信号能正常传输，即有输入信号vi时，应有vo输出。2放大器的组成原则：

判断一个电路是否具有放大作用，关键就是看它的直流通路与交流通路是否合理。若有任何一部分不合理，则该电路就不具有放大作用。元件参数的选择要保证信号能不失真地放大。即电路需提供合适的Q点及足够的放大倍数。

3放大电路的分析方法放大电路分析静态分析动态分析估算法图解法微变（小信号）等效电路法图解法计算机仿真静态——时，放大电路的工作状态，也称直流工作状态。放大管的直流电流电压称为放大器的静态工作点。静态工作点由直流通路求解。

动态——时，放大电路的工作状态，也称交流工作状态。放大器工作时，信号（电流、电压）均迭加在静态工作点上，只反映信号电流、电压间关系的电路称为交流通路。

uouiVCC基本思想

非线性电路经适当近似后(模型化)可按线性电路对待，利用叠加定理，分别分析电路中的交、直流成分。分析三极管电路的基本思想和方法直流通路(ui=0)分析静态。交流通路(ui

0)分析动态，只考虑变化的电压和电流。uouiVCC直流通路：只考虑直流信号的分电路。·画直流通路时应将电容开路（电容不通直流），电感短路（电感上直流电压为零）。

uouiVCC交流通路：只考虑交流信号的分电路。画交流通路时应将恒压源短路（无交流电压），恒流源开路（无交流电流）；耦合、傍路电容短路（无交流电压）。

uouiVCC放大电路的静态分析工作原理2.图解法放大电路的输入和输出直流负载线三极管的输入和输出特性曲线确定静态工作点（1）由输入特性曲线和输入直流负载线求IBQ、UBEQVCCIBICUBEUCEUBE=VCC-IBRb→直流负载线iBuBEVCC/RbVCCIBQUBEQQ-1/Rb作出直流负载线，直流负载线和输入特性曲线的交点即是静态工作点Q，由Q可确定IBQ、UBEQUCE=EC-ICRc→直流负载线（1）由输入特性曲线和输入直流负载线求IBQ、UBEQ放大电路的静态分析工作原理2.图解法（2）由输出特性曲线和输出直流负载线求ICQ、UCEQVCCIBICUBEUCE求两点IC=0UCE=ECUCE=0IC=EC/Rc作出直流负载线，直流负载线和输出特性曲线的有多个交点。只有与iB=IBQ对应的那条曲线的交点才是静态工作点放大电路的静态分析2.图解法工作原理由图可见：如改变IBQ的数值，便可改变静态工作点的位置，从而影响放大电路的放大质量.1.由直流负载列出方程UCE=UCC－ICRc2.在输出特性曲线上确定两个特殊点,即可画出直流负载线。

关键：直流负载线的确定方法：3.在输入回路列方程式UBE=UCC－IBRb4.在输入特性曲线上，作出输入负载线，两线的交点即是Q。5.得到静态工作点Q点的参数IBQ、ICQ和UCEQ。放大电路的静态分析2.图解法工作原理VCC、VCC/Rc放大电路的图解分析方法通过作图的方法求AU、AI及放大电路的最大不失真电压交流负载线：放大器工作时动态工作点的运动轨迹。

交流负载线确定方法：

1.通过输出特性曲线上过Q点做一条斜率为-1/RL'直线。

2.交流负载电阻RL´=RL∥Rc

3.交流负载线是有交流输入信号时，放大器工作时动点(vCE,iC)的运动轨迹。

uouiiiicib比直流负载线要陡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。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。波形的失真双向失真

放大电路要想获得大的不失真输出幅度，需要：

1.工作点Q要设置在输出特性曲线放大区的中间部位；2.要有合适的交流负载线。3.输入信号的幅度不能太大.工作点位置合适信号过大而引起的非线性失真。4.放大倍数不能太大.3.2BJT偏置电路设置静态工作点的电路称放大器的偏置电路。对偏置电路的要求提供合适的Q点，保证器件工作在放大模式。例如：偏置电路须保证三极管E结正偏、C结反偏。当环境温度等因素变化时，能稳定电路的Q点。例如：温度升高，三极管参数、ICBO、VBE(on)而这些参数的变化将直接引起Q点发生变化。当Q点过高或过低时，输出波形有可能产生饱和或截止失真。三极管偏置电路(介绍两种基本偏置电路)（一）固定（稳）基流电路（最简单的偏置电路）VCCRCRBIBIC

静态工作点Q点估算（注意保证放大的条件）

电路优点：电路简单，IBQ随温度变化小；

Q点设计方便，计算简单。

电路缺点：工作点Q随温度变化大，不具有稳定Q点的功能。基本稳定此时，不随温度变化而变化。一般取I1=(5~10)IB，VB=3V~5V

b点电位基本不变的条件：I1>>IB，VB>>VBE且Re可取大些，反馈控制作用更强。(二)基极分压射极偏置电路1.稳定工作点原理目标：温度变化时，使IC维持恒定。如果温度变化时，b点电位能基本不变，则可实现静态工作点的稳定。T稳定原理：

ICIEIC

VE、VB不变

VBE

IB（电流取样直流负反馈控制，见第七章）静态工作点Q(ICQ,IBQ,UCEQ)(二)基极分压射极偏置电路基极分压射极偏置电路稳Q条件：Ib1≈Ib2﹥﹥IB工程上取5-10倍。3.3放大电路的技术指标及基本放大电路（重点）

本节讨论衡量交流小信号放大器的基本技术指标:电压放大倍数Av（电压增益），源电压放大倍数Avs（源电压增益），交流输入电阻Ri，交流输出电阻Ro，功率增益等AP；基本放大电路：共射，共基，共集。

Ri信号源负载放大电路Rovs+-RsRivo+.RoRLiiiovovi+-+-放大电路技术指标测试示图12一.放大电路的主要技术指标1.放大倍数(增益)——表示放大器的放大能力根据放大电路输入信号的条件和对输出信号的要求，放大器可分为四种类型，所以有四种放大倍数的定义。（1）电压放大倍数(增益)定义为:Av=vo/vi（重点）（2）电流放大倍数定义为:Ai=io/ii

（3）互阻增益定义为:Ar=vo/ii（4）互导增益定义为:Ag=io/vi四种放大倍数:2、源电压放大倍数（源电压增益）Avs

Avs=vo/us=（vo/vi）×（vi/vs）＝Av×Ri/(Rs+Ri)3.输入电阻Ri——从放大电路输入端看进去的等效电阻输入电阻：Ri=vi/ii输入端iiviRi~vSRS信号源Av输出端意义：表征放大电路从信号源获取信号的能力。3.输入电阻Ri——从放大电路输入端看进去的等效电阻输入电阻：Ri=vi/ii对于电压源，Ri越大越好。（1）Ri越大，vi就越大，从信号源索取的电压越大。（2）当信号源有内阻时，Ri越大，vi就越接近vS。输入端iiviRi~vSRS信号源Av输出端对于电流源，越小，则放大器从信号电流源获取的电流也越大。一般规律:

4.输出电阻Ro——从放大电路输出端看进去的等效电阻。Av~vS输出端~Rovso输出端意义：输出电阻是一个表征放大器带负载能力的参数。对于电压放大器，即负载变化时放大器输出给负载的电压基本上保持不变；越小，则放大器带负载的能力越强，而对于电流放大器，越大，则带负载能力越强，即负载变化时放大器输出给负载的电流基本上保持不变。Av~vS输出端一般规律:

求解输出电阻RoAu~US

放大电路对其负载而言，相当于信号源，我们可以将它等效为戴维南等效电路，这个戴维南等效电路的内阻就是输出电阻。即断开负载后，从放大电路输出端看出去的等效电阻，不包括负载电阻。~roUS'如何确定电路的输出电阻Ro？步骤：1.所有的电源置零(将独立电压源短路，独立电流源断路，保留受控源)。2.加压求流法。UI方法一：外加电压法计算Ro=U/I

。方法二：开路电压和负载电压法（证明）。Uo1.求开路电压。~roUs'2.求接入负载后的输出电压。~roUs'RLUo'步骤：3.计算。方法三：开路电压和短路电流法。Uo1.求开路电压Uoc。~roUs'2.求短路电流Isc

。步骤：3.计算。Ro=Uoc/Isc二.基本放大电路的组成三极管放大电路有三种形式共射放大器共基放大器共集放大器根据三极管（场效应管）在放大器中的不同接法，放大器分为三种基本组态。.基本组态放大器T+-+-VCCRCvivo（共发：输入-B，输出-C，公共端-E）T+-+-VCCREvivo（共集：输入-B，输出-E，公共端-C）T+-+-VCCRCvivo（共基：输入-E，输出-C，公共端-B）无论何种组态放大器，分析方法均相同。

1)由直流通路确定电路静态工作点。注意：2)由交流通路画出小信号等效电路，并进行分析。晶体三极管交流分析方法(通用)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

参数模型,得到交流等效电路。④

分析计算放大电路的主要技术参数。3.3.2共发射极放大电路一、电路的组成图基本共(发)射(极)放大电路交流通路1.电压放大倍数Ro源电压放大倍数2.输入电阻3.输出电阻Ro=RC性能指标分析小信号等效电路RCRB1RB2+ui+uoRLibiciiRCRB1RB2+ui+uoRLibiciirbeibRi第3章放大电路基础+us+VCCRCC1C2RLRE+CE++RB1RB2RS+uo输出电压与输入电压反相，即反相放大器。问题：如果去掉CE，放大倍数怎样？I1I2IBRB1+VccRCC1C2RB2CERERLuiuo当没有旁路电容CE时：小信号等效电路1.电压放大倍数源电压放大倍数2.输入电阻3.输出电阻Ro=RC交流通路RCRB1RB2+ui+uoRLibiciiRERCRB1RB2+ui+uoRLibiciirbeibRERiR’i第3章放大电路基础

阻抗反映法(一种非常有用的方法):方法:1)大电流支路的电阻折算到小电流支路时,阻值按比例变大;2)小电流支路的电阻折算到大电流支路时,阻值按比例变小;由电路分析可知，Ri’=rbe+(1+β

)Re，见书。RCRB1RB2+ui+uoRLibiciirbeibRER’iCE的作用：交流通路中，CE将RE短路，RE对交流不起作用，放大倍数不受影响。去掉CE，放大倍数明显下降。I1I2IBRB1+VccRCC1C2RB2CERERLuiuo三种组态电路性能比较（见书，记忆）RCvs+-