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文档简介
模拟电子技术基础电子教案V1.0陈大钦主编华中科技大学电信系邹韬平1章目录模拟电子技术基础第1章绪论 2学时第2章半导体二极管及其应用电路 4学时第3章半导体三极管及其放大电路基础14学时第4章多级放大电路及模拟集成电路基础 6学时第5章信号运算电路 4学时第6章负反馈放大电路 6学时第7章信号处理与产生电路 4学时第8章场效应管及其放大电路 4学时共:44学时第9章功率放大电路第10章集成运算放大器第11章直流电源2个器件BJTFET二极管核心内容1个电路三极管放大电路集成运放完美的放大电路核心基础23半导体三极管及其放大电路基础3.1半导体三极管(2)3.2共发射极放大电路(1)3.3放大电路的基本分析方法(4)3.4放大电路静态工作点的稳定问题(2)3.5共集电极放大电路和共基极放大电路(1)3.6放大电路的频率响应(4)33.1半导体三极管3.1.1三极管的结构3.1.2三极管的工作原理3.1.3三极管的伏安特性曲线3.1.4三极管的主要参数图3.1.1几种三极管的外形大功率管为什么有孔?小功率管BJT共射电路的电压传输特性4Jc反偏3.1.1三极管的结构基区发射区集电区
发射极Emitter集电极Collector
基极Base1、结构和符号发射结(Je)
集电结(Jc)PNPNPN发射载流子(电子)收集载流子(电子)复合部分电子控制传送比例由结构展开的联想…2、工作原理3、实现条件外部条件 内部条件
结构特点:Je正偏掺杂浓度最高掺杂浓度低于发射区且面积大掺杂浓度远低于发射区且很薄53.1.2三极管的工作原理(1)Operation:三极管内部载流子的传输过程(2)CurrentRelationships三极管的电流分配关系(b)共发射极组态的电流传输关系BJT的三种连接方式(或称为三种组态)(a)共基极组态的电流传输关系(a)发射区向基区注入载流子(b)载流子在基区扩散与复合(c)集电区收集载流子ICN内部载流子的传输过程放大作用Je正偏、Jc反偏放大模式Je正偏、Jc正偏饱和(Saturation)Je反偏、Jc反偏截止CutoffJe反偏、Jc正偏Inverse-Active6(1)三极管内部载流子的传输过程3.1.2三极管的工作原理图3.1.4三极管内部载流子的传输过程发射结加正偏电压集电结加反偏电压(a)发射区向基区注入载流子(b)载流子在基区复合与扩散(c)集电区收集载流子ICN另外:JC还有少子的漂移电流ICBO
7(1)三极管内部载流子的传输过程3.1.2三极管的工作原理RLecb1kVEEVCCIBIEICVEB+vEB放大电路+iEii+vI+iBvO+-io放大作用(原理)
?分析的关键:iC与iE的关系是通过载流子传输体现出来的
本质:电流分配关系外部条件:
发射结正偏,集电结反偏。
三极管的放大作用+iC实现信号传递vBEiE放大8(a)共基极 (b)共发射极 (c)共集电极图3.1.5BJT的三种连接方式(或称为三种组态)注意:无论是哪种连接方式,要使三极管有放大作用,都必须保证发射结正偏、集电结反偏,则三极管内部载流子的运动和分配过程,以及各电极的电流将不随连接方式的变化而变化。电流传输关系:输出端电流与输入端电流之间的关系。(2)三极管的电流分配关系3.1.2三极管的工作原理如何判断组态?93.1.2三极管的工作原理(即IE与IC的关系)根据传输过程可知:注意到:电流分配的比例仅与三极管的 几何尺寸和掺杂浓度有关。定义共基极直流电流放大系数为:通常IC>>ICBO硅:0.1A锗:10A显然
<1,一般在0.9~0.99之间。(a)共基极组态的电流传输关系(2)三极管的电流分配关系10RL1kVEEVCCIBIEICVBEecb+(a)共基极组态的电流传输关系+vI放大电路共基接法+vBE+iEii+iCiovO++iB输入回路:vI=20mVvBE
=20mV输出回路:iE=1mA非线性=0.98iC=iE
=0.98mAiB=20AvO=iC•
RLvO=0.98V电压放大倍数Ri=vI/iE=20输入电阻(2)三极管的电流分配关系3.1.2三极管的工作原理11问题(1):如何保证?发射结正偏VBE=VBBVBC=
VBE-
VCE<0问题(2):信号通路?与共基有何区别?集电结反偏或
VCE>VBE+vBE+iE+iC+iB+iE+vBE+vI+iB+iC+vO本质相同!但希望…iB与iC的关系vI=20mV
iB=20AiC=0.98mAvO=-0.98VRi=vI/iB=1k放大电路(2)三极管的电流分配关系(b)共发射极组态的电流传输关系12
IC与IB的关系:由的定义:即 IC=IE+ICBO=(IB+IC)
+ICBO整理可得:令:IC=IB+(1+)ICBOIC=IB+ICEO(穿透电流)IC
IB
IE=IC+IB
(1+)IB
是共射极电流放大系数,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
>>1(10~100)ICBO硅:0.1A锗:10A(b)共发射极组态的电流传输关系13综上所述,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。(2)外部条件:发射结正向偏置,集电结反向偏置。3.1.2三极管的工作原理IC=IB+(1+)ICBOIC=IB+ICEO(穿透电流)IC
IB
IE=IC+IB
(1+)IB14图3.1.7共射极连接时的输入特性曲线1.共发射极连接时的特性曲线(1)输入特性曲线3.1.3三极管的伏安特性曲线3.1半导体三极管图3.1.6共发射极连接图3.1.8共射极连接时的输出特性曲线(2)输出特性曲线为什么在放大区曲线几乎是横轴的平行线?而且是等间隔的?为什么vCE较小时iC随vCE变化很大?为什么像PN结的伏安特性?为什么VCE增大曲线右移?为什么VCE增大到一定值曲线右移就不明显了?15图3.逆1.膜8共射甩极连岁接时扰的输椒出特窄性曲凭线1.共发从射极施连接盲时的费特性摇曲线(2寄)输出幸特性曲线3.胃1.宫3三极泥管的派伏安艺特性诉曲线图3.甩1.哗6共发网射极马连接输出问特性土曲线指的三血个区阔域:放大展区:iC平行毯于vCE轴的植区域小,曲阵线基细本平驾行等距岩。此悟时,慕发射转结正才偏,纷集电船结反歼偏。饱和云区:iC明显浅受vCE控制秘的区灶域,vCE<0.驻7V碧(硅)发射弹结正浆偏,集电吧结正堤偏或粗反偏舒电压崇很小截止觉区:iC接近剖零的刑区域伞(iB=0的曲动线下户方)此时屯,vBE小于皱死区程电压(发射大结反满偏)此时为什坦么在成放大先区曲伶线几封乎是套横轴荒的平字行线棕?而都且是池等间砖隔的早?为什辉么vCE较小忙时iC随vCE变化弊很大削?16图3.臣1.狠7共射倚极连馆接时红的输密入特者性曲暑线(1舰)输入粱特性梨曲线1.共发爆射极镰连接劲时的植特性放曲线3.猴1.复3三极背管的泥伏安允特性读曲线图3.吹1.但6共发袖射极搜连接现象洒:vCE,曲悄线右撑移;但vCE请1V后,右移年较少叹;图3.庸1.双8共射饼极连伐接时傅的输浅出特恰性曲释线近似猴处理涌!为什恒么像PN结的英伏安袋特性垫?为什揪么VCE增大秋曲线麻右移巾?为什鸣么VCE增大沾到一晒定值浓曲线夹右移迅就不彻明显惜了?172.温度熟对三舟极管据特性句的影袭响3.吗1半导敏体三伐极管3.胶1.角3三极亚管的组伏安民特性但曲线图3.远1.恋9温度盆对三想极管臭输出耳特性司的影桨响(1漏)温度繁对VBE的影卡响(2宁)温度朝对ICB霸O的影蹦响(3地)温度沟对的影虾响温度慢每升师高1℃,vBE减小2m不V~涌2.错5m夏V。温度哈每升揉高10盟℃,ICB常O约增慢加一冲倍温度粗每升喊高1℃,值约轰增大0.逮5%掉~1馒%。当温某度升滴高时命,VBE将减特小,ICB弱O、ICE絮O、都将耀增大满,使评输出糟特性页曲线案上移郑,而解各条丸曲线乞间的讽距离势加大预,如睁图3.霉1.视9中的董虚线寒所示明。183.敢1.死4三极篮管的柜主要那参数3.疼1半导陈体三市极管交流封参数直流授参数极限丛参数结电容Cb’租c、Cb’盼e集电铸极最货大允瞒许电丽流ICM集电活极最史大允跟许功纵率损设耗PCM反向宿击穿蚕电压V(B张R)陶CE组O极间封反向其电流ICB办O、ICE情O交流安电流邮放大设系数、直流电流放大系数
、特征林频率fT19(1)共发沙射极直流电流属放大酸系数=轿(IC-ICE怖O)/IB≈IC/IB1.电流院放大他系数(2耕)共发油射极交流电流屡放大议系数=IC/IBvCE=c往on滋st3.愉1.拒4醉B醒JT的主要俘参数在放大区且当ICBO和ICEO很小时,≈,可以不加区分。203.敬1半导介体三爷极管3.并1.叶1三极吵管的狠结构3.非1.硬2三极意管的误工作葱原理3.花1.疯3三极挂管的猪伏安挑特性罩曲线3.注1.系4三极泉管的终主要造参数图3.单1.锡1几种盆三极际管的习外形大功根率管为什俱么有属孔?小功柴率管BJ坝T共射枣电路唉的电仆压传认输特吸性21BJ姿T共射贷电路份的电宣压传涛输特菌性当VI<0.锐7V予,数BJ激T截止芳,VO=介5V当VI0.碎7V,VO>0.沙2V,放皆大Wh缝enVO=足0.窗2V蚁,超yi睡el喂dVI=精1.护9V施.慰Fo亏rVI1.尤9V帜,她T朱is鸟s饿at小ur颈at每io尊n.当VI0.吩7V,VO0.例2V,饱担和1脸S因wi雾tc糟h2筝D静ig奏it熊al幕L今og勤ic3股A鸽mp员li封fi茎ertvI0tvO0223缺A源mp菌li话fi查er直流缘瑞偏置躁合适锡,T工作哑在放纳大区直流姨偏置像合适志,T工作的在放革大区直流里偏置脱较高撒,T进入娃饱和垄区,耻失真233半导狡体三括极管痛及其池放大浪电路由基础3.喂1半导诞体三偷极管(2培)3.赠2共发略射极砖放大项电路(1塑)3.吸3放大爸电路冰的基浑本分逗析方亿法(4贤)3.杯4放大滴电路盐静态虫工作福点的纲稳定还问题(2禁)3.鼓5共集滩电极物放大按电路编和共味基极泊放大动电路(1斥)3.至6放大么电路部的频汤率响冤应(4应)243.喉2共发责射极假放大欠电路3.感2.户1共射何极放微大电维路的滚组成3.让2.角2放大漏电路榨的两键种工包作状涝态1.静态2.动态电路1-基宵本(直接兄耦合)电路2-阻洪容耦秧合25电路1-基估本(直接泊耦合)3.晋2.曾1共射遥极放缴大电狸路的蒜组成组成行:三极蛮管T以:核心落,电流障分配墙、放茫大作痕用(Je正偏,Jc反偏)VBBJe正偏VCCJc反偏Rb:基极偏置公电阻Rc:集电舌极偏置页电阻icvce工作终原理屿:关狱键:2个基室本回节路的KV义L方程输入喉回路咱:输出兵回路乱:1.静态(直流庄工作帝状态)2.动态(交流翻工作坏状态)交流桂通路直流错通路分析净方法世:叠炒加原迹理?26电路1-基瓣本(直接收耦合)3.止2.肚1共射博极放免大电圾路的物组成工作岁原理扁:关进键:2个基吹本回史路的KV狐L方程1.静态(直流弱工作携状态)2.动态(交流膏工作适状态)交流穗通路直流钳通路分析员方法珍:叠喊加原此理?输入循信号vs=0时的有工作诸状态所。输入限正弦忧信号vs时的娇动态拘工作邻情况侵。vCE、iB—表示警总量VCE、IB—表示直流之量vce、ib—表示泽纯交流笨量27电路1-基冷本(直接晓耦合)3.戴2.尤1共射维极放剥大电塘路的叉组成工作责原理桌:关挖键:2个基阿本回忆路的KV暴L方程1.静态(直流涂工作裕状态)2.动态(交流当工作坑状态)交流超通路直流派通路分析殃方法撕:叠呼加原节理?输入夏信号vs=0时的胆工作额状态翠。输入碗正弦务信号vs时的国动态说工作吼情况边。当VI0.月7V,VO>0.烂2V,放嗽大工作格在放大右区。对Je使用钓恒压痒降模耕型28电路2-阻爽容耦完合3.妹2.锈1共射梦极放发大电判路的坏组成缺点1:电压子增益盟太小糖,原阀因是仅偏置草电阻Rb上信秤号的世衰减滔太多缺点2:信号六源没博有接摄地。缺点3:直流棍偏置笛电流视流过勉信号游源和坑负载炎。缺点4:负载迈影响谋太大零:影迁响Q和线庭性范阻围,博且使兰输出雁幅值奸下降(输出较电阻鸽较大)。三极毒管T放大父作用(J五e正偏宣,Jc反偏)隔直电容耦合电容vi接入堤问题积?串入Je回路直接甘连接?电容求连接直流播:=0纠竞ZC=交流辛:那、C竟ZC0C:隔离梁直流,传送寄交流通常羞电容熊典型患取值盟:10~10味0Ff=1筹kH烟z时电考抗:29习惯劈燕画法电路2-阻偏容耦绍合3.编2.毁1共射冬极放陵大电喷路的典组成隔直电容耦合电容vi接入巷问题提?串入Je回路直接虚连接?电容斑连接直流盼:=0预象ZC=交流肆:折、C幸ZC0C:隔离欺直流,传送孝交流通常魄电容奖典型搭取值紧:10~10按0Ff=1杏kH成z时电礼抗:1.静态(直流材工作暖状态)直流捡通路电容开路,VCb1=VBE、VCb2=VCE2.动态(交流婆工作垄状态)交流熄通路电容芦电压迅不能睬突变猪,基本蚂不变30工作肃原理电路2-阻闷容耦税合1.静态(vi=0)2.动态(vi=Vimsi瓣nt)分析锯复杂毅:既有辨直流桨、又改有交锯流街!!为什类么要赵建立面正确顽的静远态?分析靠思路先静态:后动虑态:确定摘静态莫工作誓点Q(IBQ、ICQ、VCE纽奉Q)确定仰性能悔指标(AV、Ri、Ro等)沉(叠加质原理术?)工作点偏低放大雄电路组成芽原则信号阅通路:vivBEiCvCEvo合适族的Q:Je正偏Jc反偏炸,且有秩较大妨的线秋性工探作范接围正确榴的耦舍合方卧式313.奶2共发竹射极县放大撕电路3.识2.火1共射压极放欧大电之路的那组成3.员2.页2放大晒电路鹊的两脆种工所作状躺态1.静态2.动态电路1-基财本(直接正耦合)电路2-阻粪容耦叫合323.旦2.男2放大石电路烤的两挖种工报作状纤态3.卸2共发梨射极杜放大违电路图3.林2.顿2共射政极放蛋大电恭路习饮惯画籍法1.静态:2.动态:图3.愧2.聚4基本妈共射地极放内大电亮路的探波形驰图当vi=0时,惭放大苍电路撞处于胳静态胜或直赢流工悲作状轮态(静态祖工作追点Q)。当有沃正弦兰输入践信号隔时,昏电路万将处芦在动附态工桌作情蓬况。静态腰分析厌:求鼻解VCC作用镜的分寺量动态悬分析猜:求偏解vi作用蔽的分丸量333.冈2.换2放大做电路移的两违种工透作状消态图3.重2.职3图3.兼2.返2电路察的直流通路图3.果2.瓣2共射扎极放袖大电波路习都惯画拢法图3.虫2.较1共射嗽极放哀大电镰路图3.粗2.酿5图3.贴2.业2电路旱的交流狂通路静态分析求VCC作用分量叠加鸽原理棵?vi
=0Cb1、Cb2等电容开路动态分析求vi作用分量VCC=0(短路)Cb1、Cb2等电容短路34近似冲计算擦法求静霜态工印作点Q1.静态(1仅)画出楼直流疯通路欢,标绕出各兄支路彻电流院。根据Je正偏扑,即撇由基负极—发射辰极回仪路假设三极细管处曾于放览大状佩态,守由电扎流分欺配关叉系ICQ=IBQ根据Jc反偏颗,即舱由集纷电极—发射矩极回脖路VCE壁Q=VCC-ICQRC图3.鞠2.堡2共射丧极放渠大电桃路习阀惯画欣法图3.足2.她3图3.宇2.择2电路婚的直搬流通路(2练)求解IBQ、VBE考Q、ICQ、VCE狂QVCC=ICQRc+VCE音QVCC=IBQRb+VBE膛Q由二原极管挪恒压众降模卸型(便近似臣)硅管VBE=牙0.活7V,锗管VBE=犯0.德2V。ICQ=IBQ35例题1
共射极放大电路已知ß=8眼0,Rb=3许00躲k,Rc=2在k,VCC=佛+1监2V,VCE彻S0。求:(1气)放大堡电路Q点。偏此时BJ榆T工作悔在哪塘个区防域?(2昼)当Rb=1际00盐k时重摧复(1换)解:(1冻)放大轮区?解:(2樱)VCE最小蛾值也绪只能柜为0坏(VCE嘴S0)所以BJ凯T工作旺在饱和市区。36例题2电路惩如图珍所示推,已尖知晶指体管=50,在日下列遇情况仇下,肉用直篮流电柿压表湿测晶捧体管财的集弹电极倾电位晚,应洒分别锹为多症少?耻设VCC=12锅V,晶体豆管饱驱和管穷压降UCE汪S=0.诵5V。(1科)正常附情况;(照2)Rb1短路;(3餐)Rb1开路;(乓4)Rb2开路;(律5)RC短路粮。解:设UBE=0.在7V。则(1庸)UBE=0云VT截止UC=1六2V。(2蚁)由于IC>ICS,故T饱和磨,UC=UCE乳S=0.端5V。(3征)T截止让,UC=12滚V。UC=VCC=1芝2V(4玻)(5阀)0.钥7V373.鸭2.会2放大鸦电路先的两胞种工里作状性态3.值2共发辉射极阁放大祸电路图3.舰2.沸2共射沉极放劳大电义路习翻惯画鞋法2.动态3.着2.怠5图3.俗2.向2电路服的交许流通占路画交胜流通盒路的初原则登是:(1疑)隔直姑电容屯可视爷为短库路。(2栋)直流践电压借源内切阻很旗小可烦视为巧短路橡;直流过电流筹源内双阻很咽大可刺视为史开路染。放大恩电路上的动刺态分拢析方倒法有反:(1拌)图解封法(2振)微变仰等效静电路泽法1.静态近似园计算鹅法求静态充工作宪点Q383半导慨体三贿极管基及其飘放大滤电路国基础3.昏1半导就体三茧极管(2民)3.雾2共发茧射极弊放大暂电路(1笼)3.钩3放大叛电路柏的基拨本分党析方聚法(4抽)3.谱4放大换电路叛静态后工作晓点的丝式稳定足问题(2自)3.萝5共集努电极泻放大偿电路代和共拆基极列放大寻电路(1破)3.泪6放大灭电路聚的频瞎率响吨应(4冈)393.设3放大芒电路照的基唇本分瞒析方爽法3.蹦3.佩1图解激法3.异3.贱2微变短等效言电路摘法是将没放大挎电路拌中的该三极名管用筐线性历模型节代替仍,即挤将三赴极管胜组成兆的放员大电警路线缎性化辅,然色后采两用求语解线野性电熔路的师方法成分析戚计算队。在三漏极管急的伏利安特阿性曲律线上北,通安过作辈图对牌放大桃电路恼的静根态及权动态维进行信分析扑。403.卷3.朽1图解漏法图3.院3.井1共射化极放银大电毒路原次理图三极景管非线层性部蒸分3.薪2共发旺射极抛放大赢电路在三神极管豪的伏柳安特异性曲要线上绞,通笔过作屡图对艳放大胁电路沟的静亡态及贝动态省进行稳分析肢。图解部法分画析思飞路将电狱路分团成三招部分输入唯回路线性冰部分输出妻回路线性单部分输入秋回路仁求解vBE、iB输出丽回路寒求解iC、vCE输入善回路脂线性谨部分直线三极职管输仰入特逐性(非线皆性)输出筋回路停线性花部分直线三极裕管输浮出特徒性(非线见性)交点交点先静咏态、堡后动竿态411.静态享工作遭点的耕图搬解分蚁析3.爬3.删1图解品法分析货步骤施:(1)vi=0(短路构)Cb1、Cb2开路(被袜充电委)开路开路(2)把电澡路分驾为线灶性和谣非线谅性非线性线性线性(3)写出烤线性徒部分躁直线杠方程直流哪通路输入洗回路为(Je)方程:输出肯回路抹(Jc)方程:vBE=VCC-iBRbvCE=VCC-iCRc直流施负载驶线(4)作图加:画直疾线,选与BJ卧T特性镰曲线升的交暂点为Q点VCb扩1=VBE艳Q;VCb套2=VCE舌Q42(作组图过胸程)在输逆入特侧性曲么线上车,作诸出直泊线:vBE=VCC-iBRb在输恨出特哨性曲奏线上呼,作奴出直流定负载邀线:vCE=VCC-iCRc即:与特挥性曲墨线的繁交点翻即为Q点,IBQ、VBE漠Q、ICQ、VCE激Q。1.静态仁工作云点的坡图解欧分析3.皆3.捎1图解必法432.动态俯工作柜情况间的图苹解分碗析输入咸特性输出传特性暂令RL=(开路点)直流负载线不变Q点沿负载线上下移动输入特性近似不变Q点沿输入特性上下移动输入坛回路vBE=VCb教1+vi=VBE予Q+viiBiCvovBEvCE信号通路:vi分析叔思路谷:设、C电容编电压魄不能寻突变3.错3.雨1图解季法44(作介图过扇程)iBiCvovBEvCE信号通路:vi可得算如下傻结论叔:1.Q点沿弱负载牧线上匙下移沸动Q点沿耳输入洽特性睁上下榴移动2.vo与vi相位甜相反盐(反相完电压戴放大想器);3.可以凶测量俘出放滴大电纷路的庄电压纵放大贺倍数神;4.可以恶确定妹最大蚊不失访真输旨出幅喷度。?失拉真?2.动态绒工作半情况刺的图检解分翼析45几个元问题斑:几个雷重要木概念勇!(作肺图过上程)2.动态扶工作爽情况俘的图作解分产析3.继3.靠1图解既法(1萌)静态绸工作残点Q的位蹲置不愁妥非线馒性失缸真(饱和老、截档止)(3捉)最大已不失希真输庸出幅须度线性霸范围惠(动没态范傲围)(2峡)稻Q点适容中但帜输出落幅值伸较大情非掩线性赴失真(4育)接入威负载誓对放养大的抬影响伙?(5颈)能否汉使用染叠加继原理朱?如荡何使辰用?463.波形乓非线藏性失棚真的故图解胖分析3.赔3.跳1图解脱法问题(1召)静态拥工作稍点Q的位酒置不批妥非线监性失邮真(饱和叙、截克止)47饱和传失真:因动公态工召作点鸡进入旨饱和嫁区而螺产生童的失毫真3.波形徐非线仅性失住真的评图解穿分析3.银3.注1图解糟法问题(1助)静态扫工作孕点Q的位斗置不炕妥非线竹性失晨真(饱和眨、截患止)截止馒失真:因动态判工作盏点进处入截止币区而色产生丛的失戏真线性润范围—用最大笔不失舍真输廉出幅帽度Vom来衡隐量Q点偏稠高易出桂现饱腐和失刷真,Vo先m为Q点到松饱和旱区边搬沿的完距离Q点偏处低易出耻现截桨止失挡真,Vom为Q点到荣截止幼区边尿沿的啦距离48非线础性失浑真与亚线性畏范围饱和谦失真截止候失真当工蛇作点权达到离了饱驰和区拘而引谅起的工非线献性失烦真。NP旺N管输出扇电压办为底于部失患真当工烘作点处达到败了截胳止区灯而引宿起的侄非线摔性失睡真。NP森N管输出恰电压羽为顶仇部失牢真。饱和配区特算点:iC不再彻随iB的增驻加而兼线性跟增加叉,即此时,vCE=VCE通S,典型项值为0.禾3V截止己区特劝点:iB=0,iC=ICE企O注意原:对批于PN夏P管,牛失真竭的表泊现形准式,炕与NP味N管正症好相呈反。发射序结正搭偏发集葱电结撒正偏发射钳结反喜偏3.内3.柜1图解桑法3.波形缘瑞非线久性失铲真的词图解回分析49几个蚕问题军:几个仆重要霸概念植!(作刮图过揪程)2.动态究工作赢情况怖的图围解分椒析3.阶3.浴1图解星法(1疮)静态砖工作枪点Q的位街置不席妥非线策性失佩真(饱和甩、截拔止)(3读)最大风不失华真输阻出幅箭度线性榆范围(动态遣范围)(4冠)接入宽负载坏对放旨大的肿影响殖?(5岔)能否矿使用语叠加际原理鸭?如棚何使借用?(2棋)羞Q点适皂中但徐输出津幅值位较大旷非优线性矮失真双向闪失真(既有芬饱和稀又有芽截止)最佳Q点可叼由实吩验确它定!50放大乖电路庙要想血获得摘最大妹的不圾失真耐输出净幅度诱,要棚求:工作罚点Q要设席置在乒输出败特性富曲线怠放大年区的餐中间做部位孔;要有亩合适窜的交摔流负内载线。问题(2耽)循(3制)最大却不失孕真输净出幅多度线性持范围(动态术范围)最佳Q点可由鸡实验穗确定搜!51几个雨问题摄:几个坏重要锣概念狭!(作详图过疯程)2.动态飘工作奔情况熟的图啦解分纹析3.盾3.测1图解狼法(1鹊)静态壮工作忠点Q的位洽置不隔妥非线唯性失今真(饱和傅、截要止)(3吊)最大纺不失啄真输该出幅织度线性云范围(动态职范围)(4甜)接入争负载贷对放脉大的仗影响诊?(5登)能否渣使用施叠加爹原理袭?如洗何使蜘用?(2站)炼Q点适驶中但料输出饰幅值作较大荡非衰线性验失真双向触失真(既有兔饱和维又有歪截止)最佳Q点可城由实竿验确由定!存在册负载鸣效应(输出蛮端口丙-非转理想锹电压歇源)52输入铸特性输出社特性暂令RL=(开路本)直流负载线不变Q点沿负载线上下移动输入特性近似不变Q点沿输入特性上下移动输入鸦回路vBE=VCb啄1+vi=VBE菌Q+viiBiCvovBEvCE信号通路:vi分析令思路旷:设、C电容龄电压晨不能置突变交流客负载额线问题(4牺)接入吉负载啄对放洞大的勿影响息?532.动态乏工作抄情况陷的图颈解分刘析3.贼3.推1图解纱法交流怠负载具线有两日个特涨点:图3.转3.柳3交流嫩通路它必纪然通劣过静娃态工炕作点Q;其斜绸率为1/RL由交舌流通擦路可针得:所以呈交流涝负载驳线方哀程为:iC=0时vCE=VCE撒Q+ICQRL54问题(4夸)接入柳负载银对放炕大的捧影响河?负载坚效应-使星电压选增益开下降-使歼线性影范围多缩小VomICQRL55问题(4结)接入泡负载茶对放筒大有邀无影丛响?输出讨回路(负载昏线)出现埋变化缺点1:负载战影响厌太大宋:影铺响Q和线弓性范霸围,需且使桂输出浮幅值笛下降攀。56几个信问题游:几个没重要堪概念俯!(作侵图过销程)2.动态绞工作备情况旋的图吵解分毕析3.尚3.龙1图解跪法(1谋)静态楼工作粮点Q的位西置不羡妥非线辩性失宪真(饱和衔、截捷止)(3少)最大孩不失润真输菠出幅吓度线性答范围(动态白范围)(4哪)接入矛负载狂对放朗大的意影响晨?(5梦)能否恢使用园叠加伪原理却?如搅何使阻用?(2个)夸Q点适爱中但督输出鹊幅值府较大退非屑线性茂失真双向缓失真(既有鼠饱和茅又有哄截止)最佳Q点可御由实笨验确驰定!叠加烈原理使用鸟条件—小信扭号①输入疗特性:范围炉小②输出懂特性:不超颂出放蜂大区存在远负载泡效应(输出溉端口元-非穴理想事电压圆源)573.通2.朴2放大西电路隔的两觉种工逝作状欺态图3.雪2.床3图3.吴2.份2电路沉的直流通路图3.顿2.摇2共射休极放仅大电鬼路习餐惯画贩法图3.铸2.戏1共射旋极放领大电瞒路图3.核2.页5图3.志2.副2电路冶的交流齿通路静态分析求VCC作用分量叠加示原理vi
=0Cb1、Cb2等电容开路动态分析求vi作用分量VCC=0(短路)Cb1、Cb2等电容短路583.院3放大司电路商的基泽本分少析方食法3.幻玉3.爹1图解女法3.桐3.辅2微变痕等效播电路旨法是将柱放大歪电路牙中的债三极喜管用举线性加模型半代替侨,即潮将三暂极管岸组成训的放息大电爷路线纷性化罢,然苗后采柜用求走解线节性电库路的缩慧方法稿分析威计算允。在三玩极管杂的伏恶安特舅性曲搬线上辨,通蒙过作过图对遵放大重电路燥的静纳态及绕动态破进行块分析咽。593.避3.贪2微变束等效睁电路循法1.三极沃管的H参数滑及微课变等州效模验型2.用H参数声等效巴模型始分析述共射田极放见大电用路(1为)册H参数捆的引积出(2比)H参数睁小信庭号模滩型(3瞎)模型渔的简月化(4叙)H参数逝的确冰定利用朝直流圈通路率求Q点画小丘信号哪等效莫电路求放胃大电厘路动穗态指斜标3.梦2共发查射极锤放大塌电路60交流通路1.三极源管的H参数给及微这变等它效模盏型建立帮小信彩号模至型的燃依据小信港号(马微变丝式)——(图罚解)戚基本世满足眯叠加逮原理到!输入原特性饥:工刮作点宇在Q附近播移动晋范围竭小,汁切线疼代替棕曲线输出舅特性倾:不兴超出甩放大求区,牌不产驳生非新线性牢失真双口遭有源平网络静的H参数彼模型v1=h11i1+h12v2i2=h21i1+h22v261(1端)清H参数卧的引计出已知言端口欣瞬时我值之捕间的声关系欧(即殿输入止输出炕特性雹曲线咸)如趣下:iB=f(vBE)vCE=c舱on厚stiC=f(vCE)iB=c奇on轧st欲求耀变化掌量之叼间的栽关系气,则液对上春两式妇取全译微分迷得在小冠信号厌(线典性)月条件辩下:vbe=hieib+hrevceic=hfeib+hoevcedvBEvBEvbe1.三极喂管的H参数灯及微陈变等商效模撒型BJT双口网络BJT双口网络vbeebcicibvce62h参数帜的物袭理意易义及凑图解建方法输出街端交倚流短推路时奏的输哪入电很阻输出乓端交御流短铸路时泼的正粗向电看流传较输比世或电丧流放岸大系丧数输入垫端交待流开培路时请的反量向电跟压传云输比剪;输入幼端交滤流开植路时逆的输骑出电嘉导。四个艺参数林量纲炕各不测相同间,故混称为捷混合岔参数但(H参数傻)rberceurvbe=hieib+hrevceic=hfeib+hoevce63(2灭)施H参数看小信腾号模征型vbevceibcebicBJT双口网络vbe=hieib+hrevceic=hfeib+hoevceibicvceibvbeur
vcerberceH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。注意:一般都采用短习惯浊符号即rbe=hie=hfeur=hrerce=匀1/hoe1.三极隙管的H参数秘及微倾变等律效模售型64(3某)模型锈的简秆化ibicvceibvbeuT
vcerberceur很小技,一喷般为10-31订0-4,rce很大台,约为10茅0k杨。故一蚊般可王忽略工它们压的影贿响,娃得到痛简化涂电路纷。ib是受鲜控源,且欢为电峡流控圈制电地流源(C经CC包S)。电流暮方向塞与ib的方码向是原关联效的。1.三极讯管的H参数昆及微教变等蚕效模则型65(4妥)耕H参数除的确稠定——测试眠仪(承给定如)rbe与Q点有尺关,扩公式蚕估算赌。rbe=rbb’+酱(1肚+)re其中芳:rbb吩’≈2砍00(低频翻小功近率管午)而
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则
1.三极赴管的H参数富及微治变等全效模计型注:萄PN棵P型管茂与NP看N型管坟的等克效模径型相辰同662.用H参数幸等效饼模型猎分析疲共射拣极放摆大电托路3.横3.螺2微变点等效逃电路王法(a坛)原理酒图图3.绕3.碍12共射移极放供大电钓路以图3.找3.疮12损a所示稼共射僚极放总大电您路为码例,催具体扶步骤咽如下反:(1炕)画放袖大电为路的耕微变别等效辈电路并确狠定H参数(2亩)计算组电压在增益(3挣)计算第输入乡丰电阻Ri(4暖)计算浩输出蒸电阻Ro67(1攀)画出坡小信矩号等龟效电蹄路共射极放大电路icvce+-交流通路RbviRbRbviRcH参数掀小信凭号等琴效电吧路RbviRcRL2.用H参数坛等效扒模型如分析恒共射轧极放铁大电论路68RbviRcRLiBiCvovBEvCE信号通路:vi根据则电露压增飘益为(可断作为欠公式?)(2至)求电嫌压增溉益共射极放大电路2.用H参数使等效如模型网分析歌共射梢极放韵大电折路69(3怜)求输规入电国阻共射极放大电路RbRcRLRi2.用H参数旷等效鞠模型民分析艘共射挽极放点大电页路70共射极放大电路RbRcRLRi令Ro=Rc所以2.用H参数纱等效恶模型扫分析赏共射爱极放交大电狮路(4喂)求输辉出电恢阻71适用章范围适用厅于三蛋极管伯放大怕电路芽动态娇性能出指标些的计筑算,烫即电场压增趟益、握输入驰电阻Ri和输蹄出电秤阻Ro。当输感入电茶压幅晓度较道小,耐三极苍管工汤作在字线性炸范围沈,可罗用微店变等恒效电其路来要分析燃,特被别是已对于隔比较像复杂间电路洒的计帜算非续常方凭便。当输恢入电龙压幅桃度较扒大,睛并且伤三极的管工龟作在菌非线夸性范四围时算,需饲要采帮用图搬解法蚂。注意烘事项在等派效电葵路中土,电燃压、子电流痰均是茶交流衔量,馅因此堵,不洲能用息于分系析直蜓流静唯态工换作情饲况。但H参数霉值的磨获得途是在计静态导工作兰点上弊进行巨的。衬所以控,放顽大电该路的圈动态者性能淘与静匀态工状作点绪的设直置有水密切偏的联队系。3.微变军等效财电路字的适删用范浴围3.停3.谋2微变捷等效残电路唯法72电路域如图战所示迹。试画班出其迎小信币号等苹效模您型电傲路。例题273例题放大助电路浑如图巾所示欠,已知=5脏0。试食求:(1)Q点;(2)解:(1)求Q点Q点合哪适吗悦?(2)741.芦2放大腹电路材的基莫本概初念信号源负载(1)放荡大胸信号穷的增药强双口仔网络(2)基盲本要券求不失饥真线性关系:y=kx放大戴含义放:增益缝(放的大倍盛数)直流电源(3)能缝量转戒换蓄有药源电弯路(干器件部)约束问题(1)Ii=?(IiRS对信军号的勺衰减惕)(2)RLvOAV75问题?(1畏)Ii=?(2戚)RLvOAV输入扬端口积特性输入连回路建对信郑号源骂的衰幅减输入电阻要想厌减小昼衰减粗,则悼希望…?理想输出纽奉回路仙可等助效为非理蝇想的性电压岸源——负载旗开路摊时的电压煌增益——输出重电阻由输凑出回晃路得要想德减小柿负载追的影络响,革则希钥望…?理想76例题放大赢电路画如图贸所示菊,已知=5铜0。试填求:(1)Q点;(2)773半导左体三无极管馋及其唱放大腾电路最基础3.柴1半导娱体三备极管(2培)3.允2共发星射极疗放大己电路(1速)3.赵3放大唤电路北的基驰本分洗析方至法(4亮)3.答4放大辈电路得静态丙工作毛点的订稳定苹问题(2芦)3.拖5共集傻电极另放大虽电路荣和共顷基极技放大晌电路(1院)3.肯6放大揉电路听的频匆率响脑应(4惕)问题1:三极名管主污要特腊性是薯什么夹?其VI特性驳曲线钉有何茶特点植?问题2:三极争管放仍大电货路的努分析挤实用壤方法?条件反是?问题3:基本记的三狂极管惠放大阿电路绿?主要丛特性吼=放群大-雾内部犁载流麻子,他发射收耀集输入晕特性PN正向栽;输队出=摸受控案电流拢源直流卫:保岛证Je正偏,J汪e反偏,合适新的Q交流盟:实现现信诱号线咳性传教递,扔放大近似珍计算荷法求静刃态工亏作点Q微变聪等效镜电路狸法图解捉:非溪线性初失真(饱和,截止)线性面范围783.播4放大齿电路帆静态稍工作烫点庙的稳衣定问外题3.飘4.程1温度糖对静秀态工应作点认的影俱响3.仁4.领2射极祝偏置尖电路例题1例题2电路到分析电路躬变化艘对性仪能的运影响呈、改喂善79例题1直流督分析(vI=0谈):找骑直流摩通路交流撒分析译:找页交流磨通路(VCC=0传)80例题1交流墙分析且:找纲交流具通路(VCC=0览)81例题23.镜4放大发电路腥静态进工作柜点的蝴稳定标问题电路询变化帝:增加醉射极扎偏置违电阻故称登为射带极偏阴置电母路注意坚电路炼的变鼓化直流辫通路交流弦通路82直流宴分析(左图):具有财检测Q点位略置,友并自踩动调卫整的供功能腰(温杆度or变化丽的)例题2带射悲极电牛阻的俱共射引极电朝路83直流谣分析(右图):具有撤检测Q点位章置,龄并自虑动调优整的蓬功能精(温醒度or变化洁的)例题2带射消极电待阻的邪共射馆极电爱路84带射掌极电重阻的豪共射钓极电寨路基本柄相同南的交想流通采路,圾均为超共射抱极电促路交流或分析肃:例题285交流苦分析垮:注意也:输肯入回编路的司差别耳!引入Re虽然器使增凝益下梢降,据但很畜稳定跃!带射脸极电起阻的抵共射啦极电布路例题286输入开电阻位的证席明:RiR’i证明合如下:从b极看e极的粱电阻熔,要间扩大(1刘+)倍!那从e极看b极的获电阻勇,要骄?In获pu饰t威re惹si识st桌an搜ceRido态es丈n桌ot甘i峰nc寄lu腰de吉i董nt近er丝式na迅l杠re堡si落st足an缩慧ceRsof厦a红c宫vo聚lt训ag秒e猫so筹ur璃cevs.电阻派折算塌规则众:反向心电阻升折算赛规则省:带射希极电慰阻的坐共射爸极电抹路例题287输出前电阻务的补鸦充说暑明:证明况如下:Ro(1存)由戴睡维南饼定理核,令杰独立耕源=0得Ro因为Ib=0受控律源Ib=0,开锋路。所以茅,Ro=Rc(2腊)考虑厄利恶效应志时,Ro没有Re时输永出回纤路=完整村的诺昏顿等包效电帮路R’o带射公极电弦阻的耽共射嫂极电怜路例题288输出止电阻败的补芬充说坟明:推导茂如下:(2汪)考虑厄利茶效应杆时,RoR’oR’o可对颗回路1和2列KV望L方程21为便矩于记谱忆可沫简单期评估领为:带射预极电辨阻的仪共射敬极电勾路例题2893.膛4放大昏电路关静态荣工作卵点夸的稳恢定问刚题3.脏4.聋1温度摘对静出态工胞作点裂的影娘响3.亮4.牧2射极驻偏置翅电路例题1例题2电路棉分析电路荡变化图对性兵能的宪影响政、改笼善90图2.怒2.拖4温度撤对二膝极管肚特性勾曲线的影腐响示大意图温度酿对二鸦极管亦特性腊的影溉响2.槽2.绞2二极绣管的绩伏安客特性2.浪2半导胃体二梳极管温度飞升高丑时:正向窝特性岁曲线凡向左汪移动温度1℃,正醋向压鱼降2~珠2.匪5m池V反向泼特性耗曲线恳向下秒移动温度10蜜℃,反唐向电给流一倍912.温度奋对三党极管蹄特性岸的影呢响3.韵1半导浅体三差极管3.想1.趁3三极宁管的怒伏安把特性游曲线图3.霞1.鞠9温度眯对三绸极管超输出翁特性居的影框响(1康)温度项对VBE的影威响(2慰)温度逢对ICB趣O的影恋响(3底)温度启对的影吊响温度肯每升揭高1℃,vBE减小2m榜V~哀2.诊5m辫V。温度豆每升刑高10枯℃,ICB锤O约增桐加一冶倍温度海每升财高1℃,值约霜增大0.驶5%斜~1凝%。当温劲度升劲高时维,VBE将减营小,ICB民O、ICE季O、都将季增大邪,使饮输出响特性搞曲线斧上移迅,而贪各条旋曲线颠间的街距离躺加大窜,如闲图3.慰1.恶9中的展虚线废所示忧。92温度T少子岁浓度ICICB在O锤,ICE毙OIC=梦IB+(神1+及)ICB填OIBVBE载流表子运墓动加无剧,劲发射哗相同茫数量吼载流企子所熔需电悼压输入励特性骑曲线左移载流皮子运圾动加宏剧,便多子螺穿过狮基区齐的速挪度加苗快,策复合蛋减少IC鸽IB输出迹特性曲线上移输出蜜特性曲线刷族间隔工加宽3.畜4.献1温度逝对工飘作点岗的影猾响Q点上旋移rbeAV933.况4.骆2射极迅偏置锦电路1.稳定锻工作泼点原肃理目标坟:温垃度变悟化时旺,使IC维持陕恒定广。射极温偏置哲电路固定斧偏流辅电路分压爬式射荷极偏柏置电钞路只能聪单向筹设置具有求检测Q点位尘置,窗并自雾动调演整的仪功能TIC~IEICVE=IEReIB(反乒馈控臭制)94分压仪式射葡极偏序置电这路如果啊温度束变化场时,b点电路位能浊基本敏不变,则留可实漆现静你态工译作点捕的稳催定。TIC~IEICVEVBE利用稳定Q思路则可胆实现界如下自动丘调整过程b点电位基本不变的条件:I1>>IBVB>>VBEI1=(5~10)IB(硅)I1=(10~20)IB(锗)VB=3V~5V
(硅)VB=1V~3V
(锗)求Q点方驱法三952.放大泻电路思指标竭分析3.菠4.误2射极泰偏置色电路①确定箩静态正工作涨点Je回路KV帐L方程一般插采用静方法傅三②画小纪信号徒等效闯电路并确通定模凉型参促数96交流尸分析蝇:注意腥:输苗入回贯路的易差别耕!引入Re虽然都使增败益下论降,烘但很株稳定恰!带射窄极电盼阻的迟共射桶极电屈路例题297例题已知VCC=1内5V,Rb1=3净0k,Rb2=1袖0k,Rc=5糕k,RL=5盛k,Rs=5眉00,三合极管呈的=1婆00,VBE耍Q=0券.7委V,rbb=2过00,rce=2即00柄k。设启电容施对交棒流信绿号可奋视为徒短路婚。(1灯)估算暖静态驰工作色点;(2自)求没妙有接Ce时放将大电符路的须动态鸦性能屿指标糕;(3嫂)若Re两端烟并接帽电容Ce,求亏动态黎指标士。解:(1裳)计算Q点因为(1肤+)Re≥1翼0(Rb1//Rb2)I1>>IBQ98例3.漠4.叫1(陈)(2年)求动提态指虽标解:已知VCC=1揉5V,Rb1=3牵0k,Rb2=1辜0k,Rc=5炉k,RL=5仇k,Rs=5拖00,三昂极管耗的=1顿00,VBE蓝Q=0山.7舒V,rbb=2球00,rce=2愚00痒k。设就电容震对交冠流信窃号可俘视为志短路扁。99带射制极电伟阻的征共射吉极电唉路小结椅:问题犹:器幕件参悠数和温度的变化纯,使Q点不搁稳定清,也抄造成厅增益裂的波液动。解决逼方案他:增历加射勇极偏贯置电捧阻具有绪检测Q点位冬置并霞自动浙调整江的功临能(畅温度功或变化弯的或铁其它捐影响阴)新的养问题(应用勤要求):如何节改进?使其般既具喇有温蜻度稳类定性哥,又迹具有财较高工的增横益(与固墨定偏蹈流电欣路相屿同
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