晶体三极管及放大电路基础

晶体三极管及放大电路基础第一页，共五十九页，2022年，8月28日第三章晶体三极管及放大电路基础学习目标：（１）了解三极管的电流放大作用。（２）掌握万用表判别三极管的引脚和性能好坏的方法。（３）了解三极管的三种组态特点。掌握共射电路的基本结构。（４）了解放大电路性能指标。掌握用万用表调试三极管各参数的方法。（5）制作放大电路，把微弱的信号进行放大，如做一个耳机放大器。第二页，共五十九页，2022年，8月28日3.1三极管的结构和基本特性三极管是有三个端子的器件，主要用于信号的放大和控制。三极管按其极性分有NPN型PNP型。第三页，共五十九页，2022年，8月28日3.1.1初识三极管三极管的实物、符号、工作示意第四页，共五十九页，2022年，8月28日3.1.2三极管的基本结构第五页，共五十九页，2022年，8月28日3.1.3三极管的工作特点第六页，共五十九页，2022年，8月28日三极管的分类第七页，共五十九页，2022年，8月28日【边学边练】用指针式模拟万用表检测三极管性能。第八页，共五十九页，2022年，8月28日3.1.5三极管的工作状态1.三极管的三种组态第九页，共五十九页，2022年，8月28日2.共发射极放大电路的输入输出特性第十页，共五十九页，2022年，8月28日三极管的工作状态说明第十一页，共五十九页，2022年，8月28日3.三极管截止和饱和时的等效电路三极管的工作状态判断。①当UBE<UTH时，IB=0，三极管截止，C、E间相当于开关断开，Ic=0；②当iB>IBS时，三极管饱和，C、E间相当于开关闭合，iC=ICS；③当UBE>UTH，且0<iB<IBS，则三极管处在放大状态，iC=βiB。第十二页，共五十九页，2022年，8月28日例3－1某音响设备内有一放大电路如图3.6所示，β=50，UCC=12V，RB=68k，RC=6.8k，分析当USB

分别为-3V、2V、5V时，晶体管的工作在哪一个区？已知图中三极管是硅管，三极管导通时，UBE≈0.7V，饱和导通时，UCE＝UCES（饱和压降）≈0.3V。第十三页，共五十九页，2022年，8月28日解第十四页，共五十九页，2022年，8月28日例3－1图第十五页，共五十九页，2022年，8月28日4.万用表检测三极管的工作状态第十六页，共五十九页，2022年，8月28日3.1.6三极管的主要参数第十七页，共五十九页，2022年，8月28日3.2放大电路的基本概念放大电路的主要特征是：不失真地把输入信号放大。不失真：保真度输出信号比输入信号大第十八页，共五十九页，2022年，8月28日3.2.1放大电路的分类按照放大器放大的信号电量不同分类，可分为：电压放大器、电流放大器和功率放大器。按照放大器放大的信号频率不同分类，可分为：低频放大器、高频放大器、超高频放大器。按照放大器使用的放大元件所处的工作组态不同分类，可分为：共基极放大器、共集电极放大器、共发射极放大器。第十九页，共五十九页，2022年，8月28日3.2.2放大电路的性能指标输入电阻、输出电阻、放大倍数第二十页，共五十九页，2022年，8月28日3.2.2放大电路的性能指标第二十一页，共五十九页，2022年，8月28日3.2.3放大器的电量符号约定放大器的静态：当输入的交流信号为零时，这时三极管的基极、集电极和发射极中都只有直流电流。放大器的动态：当输入的交流信号不为零时，基极、集电极和发射极中的电流既含有直流电流成分又含有交流电流成分。第二十二页，共五十九页，2022年，8月28日3.3共射基本放大电路3.3.1电路结构和元器件的作用第二十三页，共五十九页，2022年，8月28日3.3.2共发射极放大电路的工作原理

第二十四页，共五十九页，2022年，8月28日3.3.3三极管放大电路中的信号

第二十五页，共五十九页，2022年，8月28日3.3.4三极管工作状态的影响因素实验电路第二十六页，共五十九页，2022年，8月28日1.基极偏置电阻对三极管工作状态的影响第二十七页，共五十九页，2022年，8月28日2.输入信号幅度对三极管工作状态的影响第二十八页，共五十九页，2022年，8月28日3.3.5放大电路的静态工作点设置1.直流通道：电容视为开路2.交流通道：(1)耦合电容、旁路电容对交流来说可视为短路。(2)直流电源对交流信号可视为短路。第二十九页，共五十九页，2022年，8月28日工作点静态时的三极管的IBQ、IEQ、ICQ、UBEQ、UCEQ统称为工作点。第三十页，共五十九页，2022年，8月28日4.放大电路的静态分析【例3.2】在图3.9中，电源电压VCC=12V，集电极电阻RC=3kΩ，基极偏置电阻RB=300kΩ，三极管为3DG6，β=50。求：（1）放大器的静态工作点；（2）若RB=30kΩ，求电路的工作状态。第三十一页，共五十九页，2022年，8月28日解第三十二页，共五十九页，2022年，8月28日工作点的影响因素之一从上面分析中可知，RB的取值会影响三极管的工作状态。调节RB可使三极管处于合适的工作状态。三极管静态工作点设置合适时，集-射间电压通常略高于二分之一电源电压。第三十三页，共五十九页，2022年，8月28日5.稳定工作点的放大电路（1）稳定工作点的原理分析第三十四页，共五十九页，2022年，8月28日（2）静态工作点的计算（静态分析）第三十五页，共五十九页，2022年，8月28日6.配合万用表测试调整三极管的静态工作点第三十六页，共五十九页，2022年，8月28日3.3.6三极管的动态分析微变等效电路法分析第三十七页，共五十九页，2022年，8月28日各参数的计算公式第三十八页，共五十九页，2022年，8月28日【例3.3】分压式偏置放大电路如图3.1６所示.元件参数如图中标注，三极管为3DG12，β=50。试求：（1）电路的静态工作点；（2）画出电路的微变等效电路；（3）放大器的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。第三十九页，共五十九页，2022年，8月28日例3－3图第四十页，共五十九页，2022年，8月28日解第四十一页，共五十九页，2022年，8月28日第四十二页，共五十九页，2022年，8月28日3.4三种基本组态放大电路的比较第四十三页，共五十九页，2022年，8月28日3.5多级放大器耦合，就是指多级放大器中级与级之间的联结，耦合方式就是指联结方式。常用的耦合方式有三种：阻容耦合、变压器耦合和直接耦合。第四十四页，共五十九页，2022年，8月28日3.5.1多级放大器的级间耦合方式1.阻容耦合方式第四十五页，共五十九页，2022年，8月28日2.变压器耦合方式第四十六页，共五十九页，2022年，8月28日3.直接耦合第四十七页，共五十九页，2022年，8月28日3.5.2多级放大器的分析计算多级放大器的输入电阻就是第一级放大器的输入电阻，其输出电阻就是最后一级放大器的输出电阻。第四十八页，共五十九页，2022年，8月28日【例3-4】两级组合放大电路如图3.24所示，已知VCC=12V，Rb1=180KΩ，Re1=2.7KΩ，Rb21=100KΩ，Rb22=75KΩ，Rc2=2KΩ，Re2=1.6KΩ，Rs=1KΩ，RL=8KΩ，rbe1=rbe2=0.9KΩ，β1=β2=50。求ri、Au、Aus

和ro。第四十九页，共五十九页，2022年，8月28日解第五十页，共五十九页，2022年，8月28日3.5.3复合管(1)复合管的类型与组成复合管的第一只三极管的类型相同。(2)复合管的电流放大系数β近似为组成该复合管的各三极管电流放大系数的乘积。第五十一页，共五十九页，2022年，8月28日3.5.4放大器的频率特性放大器的对不同频率信号具有不同的放大倍数、相移，描述这些特性称为放大器的频率特性，由幅频特性和相频特性两部分组成。第五十二页，共五十九页，2022年，8月28日本章回顾(1)晶体三极管的外部有基极、集电极、发射极三个电极，其内部有发射结、集电结两个PN结。晶体三极管是一种电流控制器件，是通过基极电流的变化去控制较大的集电极电流的变化。使用时有三种基本连接方式：共基极组态、共集电极组态和共发射极组态，共发射极组态是常用的组态。第五十三页，共五十九页，2022年，8月28日本章回顾

(2)晶体三极管有PNP和NPN两大基本类型。晶体三极管有三种工作状态：截止、放大和饱和状态，工作状态由外加集电结和发射结偏置电压决定。三个电极电流之间的关系是：IE＝IC＋IB，在放大状态下，IC＝βIB。第五十四页，共五十九页，2022年，8月28日本章回顾(3)三极管的特性曲线和参数是用来描述三极管性能，是选择三极管时的依据。选择三极管时要考虑的主要参数是工作频率、耐压、放大倍数。型号相同的三极管可以互换，型号不同，但对于该电路来说关键参数相似也可以替换。(4)放大器是三极管电路中最常见和最基本的电路。放大器的基本任务就是放大信号。放大器用一些性能指标来表征放大器性能：电压（电流、功率）放大倍数、输入电阻、输出电阻是最主要的三个。单级共射小信号放大器是最基本的放大电路。第五十五页，共五十九页，2022年，8月28日本章回顾

(5)放大器中流过的电流和各点的电压是直流的、动态的，可以认为电流和电压都是由信号电流（电压）与静态电流（电压）叠加而成，可以分为直流偏置和交流通道来分析检查放大电路。即存在：直流分量、交流分量和瞬时量，它们的表示符号是有约定的，一定要搞清楚。。第五十六页，共五十九页，2022年，8月28日本章回顾

(6)放大器工作点是放大电路工作的基本条件，工作点的稳定很重要，解决的办法有多种，分压式偏置电路是应用最多的一种稳定工作点的电路第五十七页，共五十九页，2022年，8月28日本章回顾

(7)放大器的三种组态电路是有着各自的特点的，在不同场合各有应用。共射组态电路的应用最多，因为它的放大能力较强。输入电压和输出电压反相关系是其另一特点。共集电极组态电路较高的输入电阻，较低的输出电阻和电压放大倍数近似为1的特点，使其常用作“隔离”