半导体三极管及电压放大电路

半导体三极管及电压放大电路第一页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五2-1半导体三极管半导体三极管的结构半导体三极管的电流放大作用半导体三极管内部载流子的传输过程半导体三极管伏安特性曲线半导体三极管的主要参数第二页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五半导体是一种导电性能介于像铜那样易于电流通过的导体和像橡胶那样的不导通电流的绝缘体之间的物质材料。如硅、锗、硒以及大多数金属氧化物和硫化物等都是半导体，其中用得最多的是硅、锗。利用半导体材料制造的器件，如晶体二极管、晶体三极管、集成电路（IntegratedCircuit，即IC）等，是组成电子电路的关键性元件，广泛应用于从收音机、电视机等家电产品到计算机、汽车、船舶等工业领域。为了很好地理解这些半导体器件的性质,本章对活跃在半导体中的电子的功能、半导体的种类及其构成成分进行分析。并且学习有关由P型半导体和N型半导体相互接合形成的PN结制成的二极管的作用，以及利用二极管构成的一些应用电路。半导体三极管即双极型晶体三极管（BipolarJunctionTransistor,BJT），由于工作时，多数载流子和少数载流子都参与运行，因此而得名双极型晶体管，又称为晶体三极管，有时也简称为晶体管或三极管，是最重要的一种半导体器件，常用的一些晶体管外型如图所示。

第三页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五

常用半导体三极管的外形第四页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五2-1-1半导体三极管的结构半导体三极管，也叫晶体三极管。是构成各种电子电路的基本元件。由于工作时，多数载流子和少数载流子都参与运行，因此，还被称为双极型晶体管（BipolarJunctionTransistor,简称BJT）。BJT是由两个PN结组成的。半导体三极管的基本结构、特性及主要参数基本共射放大电路基本工作点稳定电路基本共集放大电路第五页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五1.BJT的基本结构NPN型PNP型符号:--NNP发射区集电区基区发射结集电结ecb发射极集电极基极--PPN发射区集电区基区发射结集电结ecb发射极集电极基极第六页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五2.三极管的结构特点（1）发射区的掺杂浓度＞＞集电区掺杂浓度，即发射区的多数载流子浓度很高。（2）基区要制造得很薄且浓度很低。（3）集电结的面积比较大。第七页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五2-1-2半导体三极管的电流放大作用实验：ICmAVVUCEUBERBIBECEBA第八页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五三极管共发射极电路电流放大测试结果：

IB/mA00.010.020.030.040.05IC/mA≈0.0010.501.01.6.2.202.90IE/mA≈0.0010.51.021.632.242.95IC/IB---5050535558△IC/△IB---5050606070第九页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五由实验测量结果可得出如下结论：（1）发射极电流等于基极电流和集电极电流之和，此结果符合基尔霍夫定律。

（2）比大得多。从第二列以后的数据可看出，要比大几十倍。

（3）很小的变化可以引起很大的变化。比较第二列以后，后一列与前一列数据的基极电流和集电极电流的变化量之比，即，则得出一个级为重要的结论；基极电流较小的变化可以引起集电极电流较大的变化。也就是说基极电流对集电极电流具有小量控制大量的作用，这就是晶体管的电流放大作用（实质是控制作用）。第十页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五综上所述,可归纳为以下两点：（1）晶体管在发射结正偏，集电结反偏的条件下具有电流放大作用。（2）晶体管的电流放大作用，其实质是对的控制作用，习惯上称晶体管为“放大”元件，但严格地讲它只是一种控制元件，因为它并不能放大能量，只是用一个小的能量来控制电源向负载提供更大的能量。第十一页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五2-1-3半导体三极管内部载流子的传输过程

三极管在工作时要加上适当的直流偏置电压。若在放大工作状态：发射结正偏：由VBB保证集电结反偏：由VCC、

VBB保证UCB=UCE-UBE>0共发射极接法c区b区e区+UCE

－＋UBE－＋UCB－基极回路（输入回路）集电极回路（输出回路）第十二页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五（1）因为发射结正偏，所以发射区向基区注入电子，形成了扩散电流IEN

。同时从基区向发射区也有空穴的扩散运动，形成的电流为IEP。但其数量小，可忽略。所以发射极电流IE≈

IEN。（2）发射区的电子注入基区后，变成了少数载流子。少部分遇到的空穴复合掉，形成IBN。所以基极电流IB≈

IBN。大部分电子到达了集电区的边缘。BJT内部的载流子传输过程：第十三页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五（3）因为集电结反偏，收集扩散到集电区边缘的电子，形成电流ICN

。

（4）另外，集电结区的少子形成漂移电流ICBO。第十四页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五电流分配关系：三个电极上的电流关系:IE=IC+IB发射区发射的电子数目等于基区复合的电子数目与集电区收集的电子数目之和。集电区电流IC占了发射区电流IE的绝大部分，基区电流IB只占IE的极小部分。IC>>IB三极管的电流放大特性：为三极管输入回路提供一个很小的电流IB，便可在其输出回路得到一个大电流IC。第十五页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五对于一只三极管，它的基区厚度和杂质浓度已定，因此IC与IB之间保持一定的比例关系，两者之比称为电流放大系数。集电区直流电流IC与基区直流电流IB的比值称为直流放大系数：集电区电流的变化量与基区电流的变化量的比值称为交流放大系数：IC与IB之间的关系：第十六页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五（1）uCE=0V时，相当于两个PN结并联。输入特性曲线

：集电极与发射极之间的电压uCE一定时，基极电流iB与基极、发射极之间的电压uBE之间的关系。2-1-4半导体三极管的伏安特性曲线（3）uCE≥1V再增加时，曲线右移很不明显，uCE的变化对iB的影响可以忽略。（2）当uCE=1V时，集电结已进入反偏状态，开始收集电子，所以基区复合减少，在同一uBE

电压下，iB

减小。特性曲线将向右稍微移动一些。死区电压硅0.5V锗0.1V导通压降硅0.7V锗0.3ViB=f(uBE)

uCE=const二极管的伏安特性曲线输入特性有一段死区：硅0.5V，锗0.1V第十七页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五输出特性曲线：基极电流iB一定时，集电极电流iC与集电极、发射极之间的电压uCE之间的关系。现以iB=60uA一条加以说明。

（1）当uCE=0

V时，因集电极无收集作用，iC=0。（2）uCE↑→ic

↑

。（3）当uCE

＞1V后，收集电子的能力足够强。这时，发射到基区的电子都被集电极收集，形成iC。所以uCE再增加，iC基本保持不变。同理，可作出iB=其他值的曲线。

iC=f(uCE)

iB=const

第十八页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五输出特性曲线可以分为三个区域:饱和区——该区域内uCE＜0.7

V=uBE

，此时发射结正偏，集电结也正偏。iB变化时，iC基本不变，iC受uCE显著控制的区域。截止区——为了保证三极管可靠截止，常在发射结外加反向电压，即uBE<0，此时，发射结反偏，集电结反偏。iB=0，iC接近零的区域。放大区——该区域内uCE>uBE此时，发射结正偏，集电结反偏。iC仅取决于iB，而与uCE无关。曲线基本平行等距。该区中有：饱和区放大区截止区第十九页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五输出特性曲线需要理解的几点：晶体管的饱和程度与uCE和uBE的相对数值有关。

当时uCE

=uBE时，则uBC=0，说明集电极未加上反向偏压，这时晶体管处于临界饱和状态。

当时uCE

<uBE时，则uBC>0，集电结处于正向偏置，这时晶体管处于饱和状态。显然，在饱和区内，iB已不能控制iC，iC的大小主要由uCE控制，此时晶体管失去了放大作用。第二十页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五输出特性曲线需要理解的几点：

当uCE=0时，ic=0，即曲线通过坐标原点。随着uCE的增大，集电结内电场对基区中扩散电子的收集能力加强，所以集电极电流iC迅速增加。但当uCE超过某个数值后，即集电结内电场足以把及基区中扩散电子的绝大多数拉向集电极，再增大uCE

，集电极电流也不能明显增加，表现出iC受uCE变化的影响很小，因此这时管子的输出呈现出动态电阻很大的恒流特性，相当于特性曲线的平坦部分。第二十一页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五输出特性曲线需要理解的几点：基极电流iB不同，则曲线族的平坦部分上下移动对应的iC也不同，因此要增大集电极电流iC，唯一的途径是增大基极电流iB，这正体现了iB对iC的控制作用。第二十二页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五输出特性曲线需要理解的几点：特性曲线平坦部分的间隔大小反映了晶体管电流放大作用的强弱，若间隔大，则表示在一定iB下，引起的iC大，即电流放大系数大；反之，若间隔小，就小。实际上，在输出特性曲线的放大区域内，不仅曲线平坦且距离近似相等，因此晶体管在正常工作时，是几乎不变的。第二十三页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五2-1-5半导体三极管的主要参数（1）电流放大系数共基极电流放大系数：

iCE△=20uA(mA)B=40uAICu=0(V)=80uAI△BBBIBiIBI=100uACBI=60uAi一般取20~200之间2.31.5共发射极电流放大系数：第二十四页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五（2）极间反向电流集电极发射极间的穿透电流ICEO

基极开路时，集电极到发射极间的电流——穿透电流。其大小与温度有关。

集电极基极间反向饱和电流ICBO

发射极开路时，在其集电结上加反向电压，得到反向电流。它实际上就是一个PN结的反向电流。其大小与温度有关。锗管：ICBO为微安数量级，硅管：ICBO为纳安数量级。++ICBOecbICEO第二十五页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五（3）极限参数

Ic增加时，要下降。当值下降到线性放大区值的70％时，所对应的集电极电流称为集电极最大允许电流ICM。集电极最大允许电流ICM集电极最大允许功率损耗PCM

集电极电流通过集电结时所产生的功耗，

PC=ICUCE

PCM<PCM第二十六页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五（4）反向击穿电压

BJT有两个PN结，其反向击穿电压有以下几种：

U（BR）EBO——集电极开路时，发射极与基极之间允许的最大反向电压。其值一般几伏～十几伏。

U（BR）CBO——发射极开路时，集电极与基极之间允许的最大反向电压。其值一般为几十伏～几百伏。

U（BR）CEO——基极开路时，集电极与发射极之间允许的最大反向电压。在实际使用时，还有U（BR）CER、U（BR）CES等击穿电压。--(BR)CEOU(BR)CBOU(BR)EBOU第二十七页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五三极管输出的三个区的划分及特点NPN条件各结偏置特点截止区VB<VE,VB<VCE，C结均反偏IC0放大区VE<VB<VCE结正偏，C结反偏ICIB饱和区VB>VE,VB>VCE，C结均正偏VCE=VCES，IC基本不受IB的控制PNP条件各结偏置特点截止区VB>VE,VB>VCE，C结均反偏IC0放大区VC<VB<VEE结正偏，C结反偏ICIB饱和区VB<VE,VB<VCE，C结均正偏VCE=VCES，IC基本不受IB的控制第二十八页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五2-1-6用万用表测量三极管用万用表判别管脚的根据是：NPN型三极管基极到发射极和基极到集电极均为PN结的方向。（a）判断三极管的基极（b）判断三极管发射极和集电极1三极管管脚的判别：

第二十九页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五2.三极管电流放大系数值的估测：

为将万用表打到相应的电阻挡测量发射极和集电极之间的电阻，再用手指捏着基极和集电极,观察表针摆动幅度大小。摆动越大，则越大，手捏在两极之间等于给三极管提供了基极电流。的大小和手的潮湿程度有关。也可用一只50KΩ～100kΩ的电阻来代替手捏的方法进行测试。一般的万用表具备测的功能，将三极管插入测试孔中即可以从表头刻度盘上直读值。若依此法来判定发射极和集电极也很容易，只要将e和c脚对调一下，看表针偏转较大的那一次插脚正确，从万用表插孔旁标记即可判别出发射极和集电极。第三十页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五3.硅管和锗管的判别：

对PNP型三极管可利用图所示电路进行测量。如测得电压降为0.7V左右，即为硅管，如果电压降为0.2V~0.3V,即锗管。对NPN型三极管.方法相同,但电池和电表的极性应与PNP型管相反。VVBB10KΩ第三十一页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五2-2单管电压放大电路放大电路的基本概念及性能指标共发射极接法电压放大电路第三十二页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五2-2-1放大电路的基本概念和性能指标放大电路的基本概念放大电路的性能指标放大倍数输入电阻输出电阻通频带第三十三页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五1.放大电路的基本概念

放大——把微弱的电信号的幅度放大。一个微弱的电信号通过放大器后，输出电压或电流的幅得到了放大，但它随时间变化的规律不能变，即不失真。第三十四页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五2.放大电路的主要技术指标1）放大倍数——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）电压放大倍数定义为:AU=uo/ui（2）电流放大倍数定义为:AI=io/ii

（3）互阻增益定义为:Ar=uo/ii（4）互导增益定义为:Ag=io/ui第三十五页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五2）输入电阻Ri——从放大电路输入端看进去的等效电阻。Ri=ui/ii一般来说，Ri越大越好。（1）Ri越大，ii就越小，从信号源索取的电流越小。（2）当信号源有内阻时，Ri越大，ui就越接近uS。第三十六页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五3）输出电阻Ro——从放大电路输出端看进去的等效电阻。

输出电阻是表明放大电路带负载能力的，Ro越小，放大电路带负载的能力越强，反之则差。

输出电阻的定义：第三十七页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五4）通频带fAAm0.7AmfL下限截止频率fH上限截止频率通频带：fbw=fH–fL放大倍数随频率变化曲线——幅频特性曲线

3dB带宽第三十八页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五2-2-2共发射极接法电压放大电路

基本放大电路有以下几种：1）共射极电路：共射极电路又称反相放大电路，其特点为电压增益大，输出电压与输入电压反相，低频性能差，适用于低频、和多级放大电路的中间级。2）共集电极电路：共集电极电路又称射极输出器、电压跟随器，其特点是：电压增益小于1而又近似等于1，输出电压与输入电压同相，输入电阻高，输出电阻低，常用于多级放大电路的输入级、输出级或缓冲级。3）共基极电路：电路特点：输出电压与输入电压同相，输入电阻低，输出电阻高，常用于高频或宽频电路。第三十九页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五1.电路组成及各元件作用第四十页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五2.三极管电压放大原理静态工作原理：+VCCRCC1C2TRBRL+ui+uo+UBE+UCEIBICIEUi=0第四十一页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五动态工作原理：→△UCE（-△IC×Rc）放大原理：→△UBE→△IB→△IC（b△IB）电压放大倍数：→uo

ui三极管工作在放大区：发射结正偏，集电结反偏。第四十二页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五3.基本放大电路的习惯画法节省电源第四十三页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五4.放大电路的结构及各元件的作用放大电路的核心，放大元件IC=IB，工作在放大区，要保证集电结反偏，发射结正偏。通过RB使发射结正偏，并提供合适的基极电流IB；为输出提供能量；并保证集电结反偏。将集电极电流的变化转变为电压变化，实现电压放大。使发射结正偏，并提供适当的静IB和UBE。耦合电容：隔离直流，通过交流。大小为10F～50F第四十四页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五5.共射放大电路电流和电压波形ui+uBEIB＋ib

(IB＋ib)=IC＋icRC上产生交变电压(IC＋ic)RC

电容CZ(滤除直流ICRC)输出电压uoui=0时由UCC作用产生（直流）第四十五页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五2-3放大电路的基本分析方法

静态工作点分析用估算法求放大电路的静态值用图解法确定静态工作点动态分析图解法微变等效电路法失真分析频率特性第四十六页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五放大电路的分析方法放大电路的分析任务主要是定量计算放大定量的静态工作点和主要动态参数。

静态工作点动态参数第四十七页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五2-3-1放大电路的静态分析静态工作点：Ui=0时电路的工作状态，即在输入信号为零时，电路中存在直流IB、IC、UCE（已知），即三极管不但应该工作于放大状态，而且应当有合适的工作电流和电压，称之为静态工作点。ICIEIB+UBE-+UCE-由于电源的存在，电路中存在一组直流量。第四十八页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五由于(IB,UBE)和(IC,UCE)分别对应于输入、输出特性曲线上的一个点，所以称为静态工作点。IBUBEQIBUBEQUCEICICUCEIB为什么要设置静态工作点？

放大电路建立正确的静态工作点，是为了使三极管工作在线性区，克服死区电压，以保证信号不失真。第四十九页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五直流通路可以用放大电路的直流通路来分析计算静态工作点。直流通路：将放大电路中的电容视为开路，电感视为短路即可得到直流通路。将交流电压源短路，将电容开路，电感视为短路。第五十页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五直流通路画法开路开路将交流电压源短路，将电容开路，电感视为短路。第五十一页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五1.静态工作点分析－－估计法在静态时，起主导作用的是基极电流IB，只要IB确定了，IC、UCE也随之被确定。因此，常用改变RB阻值的方法来选择IB，从而使放大电路有较合适的静态工作点。UBE对硅三极管约为0.6～0.8V，度锗三极管约为-0.1～-0.3V。当UCC>>UBE时：RB称为偏置电阻，IB称为偏置电流。第五十二页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五共射电路如图，已知VCC=12V，RC=4K，Rb=300K，=37.5，计算静态工作点。例题1-3-1：解：请注意电路中IB和IC的数量级第五十三页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五VCCVBBRbRc12V6V4KΩ150KΩ+UBE—+UCE—IBIC共射电路如图，已知三极管为硅管，β=40，试求电路中的直流量IB、

IC、UBE、UCE。例题1-3-2：第五十四页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五+VCC+VBBRbRc(+12V)(+6V)4KΩ150KΩ+UBE—+UCE—IBICUBE=0.7V解：第五十五页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五2.静态工作点分析－－图解法按照方程UCE=UCC-ICRC作一条称为直流负载线的直线，步骤如下：首先利用以下两式估算IB，然后再根据电路中三极管输出特性曲线确定静态工作点。第五十六页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五VCCVBBRbRc12V6V4KΩ150KΩ+uCE—IB=40μAiC非线性部分线性部分iC=f(uCE)

iB=40μAM(VCC,0)(12,0)(0,3)iCCE(V)(mA)=60uAIBu=0BBII=20uABI=40uAB=80uAI=100uAIB直流负载线斜率：UCEQ6VICQ1.5mAIB=40μAIC=1.5mAUCEQ=6V直流工作点Q例题1-3-3解：第五十七页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五IBuBEQUiIBIc假设在静态工作点的基础上，输入一微小的正弦信号UiIB静态工作点ICUCEUce注意：Uce与Ui反相！用图解法分析放大器的动态工作情况第五十八页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五uiiBiCuCEuo各点波形uo比ui幅度放大且相位相反工作原理演示第五十九页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五结论：（1）放大电路中的信号是交直流共存，可表示成：虽然交流量可正负变化，但瞬时量方向始终不变（2）输出uo与输入ui相比，幅度被放大了，频率不变，但相位相反。uituBEtiBtiCtuCEtuot第六十页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五2-3-2放大电路的动态分析动态分析：确定在输入信号ui作用下，放大电路中电流和电压的交流分量，从而计算放大电流的一些动态性能参数，入电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。放大电路动态分析依赖于放大电路的交流通路和简化的微变等效电路。放大电路动态分析的基本方法是图解法和微变等效电路法。当然，还有使用计算机辅助分析方法。这里我们只介绍图解法和微变等效电路法。第六十一页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五1.图解法动态分析：确定在输入信号ui作用下，放大电路中电流和电压的交流分量，从而计算放大电流的一些动态性能参数，入电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。放大电路动态分析依赖于放大电路的交流通路和简化的微变等效电路。第六十二页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五用图解法分析放大电路的动态：第六十三页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五工作点不合适引起的波形失真：第六十四页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五2.微变等效电路法用图解法分析放大电路的动态，能形象直观地反映出电路中各处电压和电流的变化情况。若能对工作点的正确设置及饱和失真、截止失真的情况加深认识，有利于我们对放大电路工作原理的认识。但作图过程烦琐，容易出现误差，且不适用于较为复杂的电路。所以一般情况下都采用微变等效电路的方法来分析放大电路的动态。这种方法既简便，也适用于较为复杂的电路。微变等效电路法的实质是在小信号(微变量)的情况下，将非线性元件晶体管线性化，即把晶体管等效为一个线性电路。这样，就可以采用计算线性电路的方法来计算放大电路的输入电阻、输出电阻及电压放大倍数等。第六十五页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五1)交流通路交流通路：电容量较大的电容可视为短路，无内阻的恒压源可视为短路。将直流电压源短路，将电容短路。第六十六页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五交流通路将直流电压源短路，将电容短路。第六十七页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五三极管的h参数等效电路根据网络参数理论：求变化量：在小信号情况下：2)三极管的共射低频h参数模型第六十八页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五iBuBEuBEiB——输出端交流短路时的输入电阻，用rbe表示。——输入端开路时的电压反馈系数，用μr表示。iBuBEuBEuCE外加输入信号较小时，在静态工作点Q附近可认为是直线。reb的大小与Q点位置有关，Q点较低时，rbe值较大；Q点较高时，rbe值较小。各h参数的物理意义第六十九页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五iCiBiCuCE——输出端交流短路时的电流放大系数，用β表示。——输入端开路时的输出电导，用1/rce表示。iCuCEiCuCE在理想情况下，当基极电流IB确定时，集电极电流IC也唯一地被确定下来；并且即使三极管的管压降UCE有很大的变化，IC始终保持不变，这表示集电极与发射极之间的动态电阻rce为无穷大。第七十页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五该式可写为：由此画出三极管的h参数等效电路：第七十一页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五（1）μr＜10-3，忽略。（2）rce＞105，忽略。得三极管简化的h参数等效电路。简化的h参数等效短路可见：三极管的输入回路可以用一个三极管的输入电阻rbe来等效，三极管的输出回路可以看作电流源。第七十二页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五由PN结的电流公式：（常温下）其中：rbb’=300Ω所以：

rbe的计算第七十三页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五3）三极管简化的微变等效电路微变等效电路：将非线性元件三极管线性化。三极管的输入回路可以用一个三极管的输入电阻rbe来等效；三极管的输出回路可以看做电流源，rce就是电流源的内阻，在等效电路中与恒流源ib并联。由于rce的阻值很高，所以在微变等效电路中可以把它忽略不计。第七十四页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五4）放大电路的微变等效电路进行动态分析时，先画出放大电路的交流通路。对于交流信号而言，电容C1和C2可视作短路；因一般直流电源的内阻很小，交流信号在电源内阻上的压降可以忽略不计，所以对交流而言，直流电源也可认为是短路的。根据以上原则就可以画出放大电路的交流通路。然后，再将交流通路中的晶体管用它的微变等效电路代替，这样就得到了放大电路的微变等效电路。必须注意，交流通路或微变等效电路，只能用来分析计算放大电路的交流量，图中所示的各电量均为交流量的参考正方向(可用瞬时值或有效值表示)。第七十五页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五5）动态性能参数交流通路微变等效电路第七十六页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五①

电压放大倍数输出电压与输入电压相位相反并联放大倍数比接RL时高。RL越小，放大倍数越低。负载电阻越小，放大倍数越小。第七十七页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五②

输入电阻riIi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。第七十八页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五③输出电阻roIi第七十九页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五例题：第八十页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五例题解：80第八十一页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五例题解：Ii第八十二页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五例题解：Ii第八十三页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五（3）失真分析（非线性失真与Q的关系）iCuCEuo可输出的最大不失真信号1)合适的静态工作点ib第八十四页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五iCuCEuo2）Q点过低→信号进入截止区称为截止失真信号波形第八十五页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五iCuCEuo3）Q点过高→信号进入饱和区称为饱和失真信号波形截止失真和饱和失真统称“非线性失真”第八十六页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五例题：解：微变等效电路第八十七页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五例题解：第八十八页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五例题解：接近于1相位相反，幅值近似相等第八十九页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五共射放大电路如图所示。设：VCC＝12V，Rb=300Ω，Rc=3kΩ,RL=3kΩ,BJT的b

=60。（1）试求电路的静态工作点Q。解：例题：第九十页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五（2）估算电路的电压放大倍数、输入电阻Ri和输出电阻Ro。解：画微变等效电路Ri=rbe//Rb≈rbe=1093ΩRo=Rc=3kΩ第九十一页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五（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：为截止失真。应减小Rb。第九十二页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五2-4放大器静态工作点的稳定温度对静态工作点的影响稳定原理静态工作点的估算动态参数的计算

第九十三页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五对于前面的电路（固定偏置电路）而言，静态工作点由UBE、和ICEO决定，这三个参数随温度而变化。Q变UBEICEO变T变IC变1.温度对静态工作点的影响第九十四页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五温度对静态工作点的影响（续）当UCC、RB一定时，IC=IB基本固定。直流通路UBE：硅三极管为0.6～0.8V；锗三极管为-0.1～-.03V。当因温度变化时，IC随之变化，从而管压降UCE＝UCC-ICRC也随之变化，因此这个电路的静态工作点是不稳定的。工作点稳定是指IC、UCE的稳定。第九十五页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五iBuBE25ºC50ºCTUBEIBIC（1）温度对UBE的影响第九十六页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五（2）温度对值及ICEO的影响T、ICEOICiCuCEQQ´温度上升时，输出特性曲线上移，造成Q点上移。总之：TIC第九十七页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五温度对静态工作点的影响（续）当温度时，由于、ICEO，会使IC，静态工作点将沿直流负载线上移，即Q点将向饱和区方向移动，严重时会导致饱和失真，不能正常工作。当温度时，由于、ICEO，会使IC，静态工作点将沿直流负载线下移，即Q点将向截止区方向移动，严重时会导致截止失真，不能正常工作。饱和区放大区截止区第九十八页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五2.静态工作点稳定的放大器结构第九十九页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五3.静态工作点稳定的放大器工作原理直流通路基极电位几乎仅取决于电阻RB1、RB2对电源UCC的分压，因此，当温度变化时，可认为UB基本不变。第一百页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五稳定原理（续）只要满足以上两个条件，UB和IE或IC就与三极管的参数几乎无关，不受温度的影响，从而静态工作点能得以基本稳定。IC>>IB第一百零一页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五稳定原理（续）电路之所以能使工作点基本稳定，其本质是把要稳定的输出量（IC）引回到输入回路中来影响输入量（UBE），把这称为反馈。由于反馈的结果使输出量的变化减弱了，故称之为负反馈。因此，也把这种电路称之为分压式电流负反馈工作点稳定电路。当温度时，由于、ICEO，会使IC，发射极电流IE，则发射极上电压UE，UB基本不变，所以UBE=UB－UE也随之，基极电流IB随之，集电极电流IC相应，静态工作点基本稳定。这是通过UBE与IB的变化实现的。第一百零二页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五4.静态工作点的估算第一百零三页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五5.动态参数的计算微变等效电路riro第一百零四页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五例题：已知：UCC=12V，RB1=15k，RB2=5k，RE=2.3k，RC=5k，RL=5k，三极管＝50，UBE=0.7V。（1）计算电路的静态工作点；（2）计算电压放大倍数；（3）如果信号源内阻RS=10k，求电压放大倍数。第一百零五页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五例题解：（1）求电路的静态工作点：第一百零六页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五例题解：（2）求电压放大倍数：第一百零七页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五例题解：（3）求电压放大倍数：AuUS并不是RS上的电压信号源内阻上的压降占了信号源电压的绝大部分，使加在放大电路输入端电压却很小。第一百零八页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五2-5射极输出器电路组成及工作原理放大电路的分析方法静态工作点分析动态分析第一百零九页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五1.基本共集放大电路（射极输出器）的组成基本共射放大电路基本共集放大电路输入回路与输出回路是以发射极为公共端。输入回路与输出回路是以集电极为公共端。从发射极输出第一百一十页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五微变等效电路：基本共射放大微变等效电路基本共集放大微变等效电路第一百一十一页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五2.静态分析（静态工作点）基本共射放大电路直流通路基本共集放大电路直流通路第一百一十二页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五静态工作点计算比较：基本共射放大电路基本共集放大电路第一百一十三页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五3.动态分析（动态参数）基本共集放大微变等效电路

电压放大倍数输入电阻输出电阻第一百一十四页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五1)电压放大倍数射极输出电压是发射极电流Ie在发射极电阻RE与负载电阻RL并联电阻上的压降。输入电压射极输出器的电压放大倍数恒小于1，但又非常接近于1，且输出电压与输入电压同相。第一百一十五页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五2)输入电阻射极输出器的输入电阻比基本共射放大电路的输入电阻高得多。前者输入电阻与负载RL有关，后者与负载无关。ri第一百一十六页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五3)输出电阻将放大电路输入端的信号源短路（Us=0），但保留其内阻；在放大电路输出端将负载RL开路，并在输出端加一正弦电压Uo，从而产生一正弦电流Io，两者之比即为放大电路的输出电阻。通常信号源内阻较小，rbe也很小，为几十甚至上百，所以射极输出器的输出电阻只有几十，甚至更小。第一百一十七页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五射极输出器的特点：

电压放大倍数小于1，但非常接近于1，且输出电压与输入电压同相；输入电阻高；输出电阻低。第一百一十八页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五1、放在多级放大器的输入端，提高整个放大器的输入电阻。2、放在多级放大器的输出端，减小整个放大器的输出电阻。2、放在两级之间，起缓冲作用。射极输出器的应用：第一百一十九页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五例题：已知：RB=100k，RE=5k，UCC=12V，RS=1k,三极管的＝50，UBE=0.7V。第一百二十页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五例题解：RE//RL第一百二十一页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五例题解：由于射极输出器的输出电阻低，所以负载RL的变化对电压放大倍数影响很小。第一百二十二页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五例题解：射极输出器的输入电阻与负载有关，当RL变小时，ri也随之变小。而基本共射放大电路的输入电阻是与负载无关的。第一百二十三页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五例题解：输出电阻与负载无关。第一百二十四页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五2-6多级放大电路中间任何一级都既是前级的负载又是后级的信号源。

耦合方式阻容耦合直接耦合动态分析第一百二十五页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五1.耦合方式：阻容耦合优点：

各级放大器静态工作点独立，便于分析、射极和调试。输出温度漂移比较小。缺点：不适合放大缓慢变化的信号。

不便于作成集成电路。将前级的输出端通过电容接到后级的输入端，各级的直流通路互不相通。第一百二十六页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五1.耦合方式：直接耦合优点：缺点：可放大缓慢变化的信号。

电路中无电容，便于集成化。

各级放大器静态工作点相互影响。输出温度漂移严重。将前级的输出端直接（或通过电阻）接到后级的输入端。第一百二十七页，共一百四十七页，编辑于2023年，星期五2.动态分析：