第四章 双极结型三极管及放大电路基础

第四章双极结型三极管及放大电路基础1第一页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五4.1半导体三极管（BJT）4.2共射极放大电路4.3图解分析法4.4小信号模型分析法4.5放大电路的工作点稳定问题4.6共集电极电路和共基极电路4.7放大电路的频率响应第四章双极结型三极管及放大电路基础2第二页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五4.1.1基本结构BECNNP基极(Base)发射极（Emitter）集电极（Collector）NPN型PNP集电极基极发射极BCEPNP型§4.1半导体三极管（BJT）BJT常称为晶体管，种类很多。按照结构可分为NPN型和PNP型3第三页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五BECIBIEICNPN型三极管BECIBIEICPNP型三极管4第四页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五BECNNP基极发射极集电极基区：较薄，掺杂浓度低集电区：面积较大发射区：掺杂浓度较高5第五页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五BECNNP基极发射极集电极发射结集电结6第六页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五4.1.2电流分配与放大原理三极管的放大作用是在一定的外部条件控制下，通过载流子传输体现出来的。外部条件：发射结正偏，集电结反偏。1.内部载流子的传输过程（以NPN为例）发射区：发射载流子集电区：收集载流子基区：传送和控制载流子

7第七页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五BECNNPEBRBECIE基区空穴向发射区的扩散可忽略。IBE进入P区的电子少部分与基区的空穴复合，形成电流IBE

，多数扩散到集电结。发射结正偏，发射区电子不断向基区扩散，形成发射极电流IE。8第八页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五BECNNPEBRBECIE集电结反偏，有少子形成的反向电流ICBO。ICBOIC=ICE+ICBOICEIBEICE从基区扩散来的电子，漂移进入集电结而被收集，形成ICE。9第九页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五IB=IBE-ICBOIBEIBBECNNPEBRBECIEICBOICEIC=ICE+ICBO

ICEIBE以上看出，三极管内有两种载流子(自由电子和空穴)参与导电，故称为双极型三极管，或BJT(BipolarJunctionTransistor)。IE=IB+IC10第十页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五BJT的三种连接方式bce共基极bec共射极bec共集电极11第十一页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五2.电流分配关系根据传输过程可知IC=ICE+ICBOIB=IBE-ICBO通常IC>>ICBO

为共基电流放大系数，它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+IC12第十二页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五因为

称共射电流放大系数，同样，它也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

>>1IE=IB+IC13第十三页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五3.放大作用若vI=20mV使当则电压放大倍数VEEVCCVEBIBIEICvI+vEB+iC+iE+iBiE=-1mA，iC=iE=-0.98mA，vO=-iC•

RL=0.98V，=0.98时，

共基极放大电路ecbRL1kvO++14第十四页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五VBBVCCVBEIBIEIC+vBEvO+-+iC+iE+iB若vI=20mV则电压放大倍数使iB=20uAvO=-iC•

RL=-0.98V，设=0.984.共射极放大电路+vICBERL1k共射极放大电路15第十五页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五综上所述，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。16第十六页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五1.既然BJT具有两个PN结，可否用两个二极管相联以构成一只BJT，试说明其理由。？思考题2.能否将BJT的e、c两个电极交换使用，为什么？3.为什么说BJT是电流控制器件？17第十七页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五4.1.3特性曲线iCmAAVVvCEvBERBiBVCCVB

实验线路18第十八页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五一、输入特性vCE1ViB(A)vBE(V)204060800.40.8静态工作压降：硅管VBE0.6~0.7V,锗管VBE0.2~0.3V。vCE=0VvCE=0.5V门砍电压，硅管0.5V，锗管0.2V。19第十九页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五二、输出特性iC(mA)1234vCE(V)36912iB=020A40A60A80A100A此区域满足iC=iB称为线性区（放大区）。当vCE大于一定的数值时，iC只与iB有关，iC=iB。20第二十页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五iC(mA)1234vCE(V)36912iB=020A40A60A80A100A此区域中vCEvBE,集电结正偏，iB>iC，vCE0.3V称为饱和区。21第二十一页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五iC(mA)1234vCE(V)36912iB=020A40A60A80A100A此区域中:iB=0,iC=iCEO,VBE<门槛电压，称为截止区。22第二十二页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五输出特性三个区域的特点:放大区：发射结正偏，集电结反偏。即：iC=iB,且iC

=

iB(2)饱和区：发射结正偏，集电结正偏。即：vCEvBE

，

iB>iC，vCE0.3V

(3)截止区：

vBE<门槛电压，iB=0，iC=iCEO

0

23第二十三页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五例：

=50，VCC

=12V，

RB

=70k，RC

=6k当VBB

=-2V，2V，5V时，晶体管的静态工作点Q位于哪个区？当VBB

=-2V时：ICVCEIBVCCRBVBBCBERCVBEIB=0，IC=0IC最大饱和电流：Q位于截止区

24第二十四页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五例：

=50，VCC

=12V，

RB

=70k，RC

=6k当VBB

=-2V，2V，5V时，晶体管的静态工作点Q位于哪个区？IC<

ICmax(=2mA)，

Q位于放大区。ICVCEIBVCCRBVBBCBERCVBEVBB

=2V时：25第二十五页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五VBB

=5V时:例：

=50，VCC

=12V，

RB

=70k，RC

=6k当VBB

=-2V，2V，5V时，晶体管的静态工作点Q位于哪个区？ICVCEIBVCCRBVBBCBERCVBEQ位于饱和区，此时IC和IB

已不是倍的关系。26第二十六页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五iCmAAVVvCEvBERBiBVCCVB

实验线路PNP型三极管的特性曲线iE27第二十七页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五一、输入特性iBvBE0VBE≈-0.7IBQvCE-1VvCE=0V28第二十八页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五二、输出特性0iCvCEiB=029第二十九页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五前面的电路中，三极管的发射极是输入输出的公共点，称为共射接法，相应地还有共基、共集接法。共射直流电流放大倍数：工作于动态的三极管，真正的信号是叠加在直流上的交流信号。基极电流的变化量为IB，相应的集电极电流变化为IC，则交流电流放大倍数为：1.电流放大倍数和

4.1.4主要参数30第三十页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五例：UCE=6V时：IB=40A,IC=1.5mA；IB=60A,IC=2.3mA。在以后的计算中，一般作近似处理：=31第三十一页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五2.集-基极反向饱和电流ICBOAICBOICBO是集电结反偏由少子的漂移形成的反向电流，受温度的变化影响。32第三十二页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五BECNNPICBOICEO=

ICBO+ICBO

IBE根据放大关系，必有电流ICBO。集电结反偏有ICBO3.集-射极反向饱和电流ICEOICEO受温度影响很大，当温度上升时，ICEO增加很快，所以IC也相应增加。三极管的温度特性较差。33第三十三页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五4.集电极最大电流ICM集电极电流IC上升会导致三极管的值的下降，当值下降到正常值的三分之二时的集电极电流即为ICM。5.集-射极反向击穿电压当集---射极之间的电压VCE超过一定的数值时，三极管就会被击穿。手册上给出的数值是25C、基极开路时的击穿电压V(BR)CEO。34第三十四页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五6.集电极最大允许功耗PCM集电极电流IC流过三极管，所发出的焦耳热为：PC=ICVCE必定导致结温上升，所以PC

有限制。PCPCMiCvCEICVCE=PCMICMV(BR)CEO安全工作区35第三十五页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五4.2基本共射极放大电路放大的概念电子学中放大的目的是将微弱的变化信号放大成较大的信号。这里所讲的主要是电压放大电路。电压放大电路可以用有输入口和输出口的四端网络表示，如图：vivoAu36第三十六页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五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以共射放大器为例讲解工作原理37第三十七页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五共射放大电路的基本组成放大元件iC=iB，工作在放大区，要保证集电结反偏，发射结正偏。vivo输入输出？参考点RB+VCCVBBRCC1C2Tcommon-emitteramplifier38第三十八页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五作用：使发射结正偏，并提供适当的静态工作点。基极电源与基极电阻RB+VCCVBBRCC1C2Tcommon-emitteramplifier39第三十九页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五集电极电源，为电路提供能量。并保证集电结反偏。RB+VCCVBBRCC1C2Tcommon-emitteramplifier40第四十页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五集电极电阻，将变化的电流转变为变化的电压。RB+VCCVBBRCC1C2Tcommon-emitteramplifier41第四十一页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五耦合电容：传送交流，隔离直流。大小为10F~50F作用：隔离输入输出与电路直流的联系，同时能使信号顺利输入输出。RB+VCCVBBRCC1C2Tcommon-emitteramplifier42第四十二页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五可以省去电路改进：采用单电源供电RB+VCCVBBRCC1C2Tcommon-emitteramplifier43第四十三页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五单电源供电电路+VCCRCC1C2TRB44第四十四页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五放大电路的性能指标一、电压放大倍数AuVi和Vo分别是输入和输出电压的有效值。vivoAuAv是复数，反映了输出和输入的幅值比与相位差。45第四十五页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五二、输入电阻ri放大电路一定要有前级（信号源）为其提供信号，那么就要从信号源取电流。输入电阻是衡量放大电路从其前级取电流大小的参数。输入电阻越大，从其前级取得的电流越小，对前级的影响越小。Au~VS定义：即：ri越大，Ii就越小，vi就越接近vS46第四十六页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五三、输出电阻roAv~VS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。~roVS'47第四十七页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五四、通频带fAuAum0.7AumfL下限截止频率fH上限截止频率通频带：BW=fH–fL放大倍数随频率变化曲线——幅频特性曲线耦合电容造成三极管结电容造成48第四十八页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五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等效电路法图解法计算机仿真49第四十九页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五放大电路中直流通道和交流通道放大电路中各点的电压或电流都是在静态直流上附加了小的交流信号。但是，电容对交、直流的作用不同。如果电容容量足够大，可以认为它对交流不起作用，即对交流短路。而对直流可以看成开路，这样，交直流所走的通道是不同的。交流通道：只考虑交流信号的分电路。直流通道：只考虑直流信号的分电路。信号的不同分量可以分别在不同的通道分析。50第五十页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五例：对直流信号（只有+VCC）开路开路RB+VCCRCC1C2T直流通道RB+VCCRCcommon-emitteramplifier51第五十一页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五对交流信号(输入信号vi)短路短路置零RB+VCCRCC1C2TRBRCRLvivo交流通路52第五十二页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五如何判断一个电路是否能实现放大？3.晶体管必须偏置在放大区。发射结正偏，集电结反偏。4.正确设置静态工作点，使整个波形处于放大区。

如果已给定电路的参数，则计算静态工作点来判断；如果未给定电路的参数，则假定参数设置正确。1.信号能否输入到放大电路中。2.信号能否输出。与实现放大的条件相对应，判断的过程如下：53第五十三页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五(a)(b)(f)(e)？思考题1.下列a~f电路哪些具有放大作用？(d)(c)54第五十四页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五4.3放大电路的分析方法vi=0时由于电源的存在IB0IC0IBQICQIEQ=IBQ+ICQ一、静态工作点(quiescentpoint)RB+VCCRCC1C2T4.3.1、图解分析法(graphicalanalysis)55第五十五页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五IBQICQVBEQVCEQ(ICQ,VCEQ)(IBQ,VBEQ)RB+VCCRCC1C2T56第五十六页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五(IBQ,VBEQ)和(ICQ,VCEQ

)分别对应于输入输出特性曲线上的一个点称为静态工作点。iBvBEQIBQVBEQiCvCEQVCEQICQ57第五十七页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五1、估算法（1）根据直流通道估算IBIBVBERB称为偏置电阻，IB称为偏置电流。+VCC直流通道RBRC58第五十八页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五（2）根据直流通道估算VCE、IBICVCE直流通道RBRC+VCC59第五十九页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五例：用估算法计算静态工作点。已知：VCC=12V，RC=4k，RB=300k，=37.5。解：请注意电路中IB和IC的数量级。60第六十页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五2、图解法先估算IB，然后在输出特性曲线上作出直流负载线(DC

loadline)，与IB对应的输出特性曲线与直流负载线的交点就是Q点。iCvCEQVCC61第六十一页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五直流负载线的作法ICVCEVCE~IC满足什么关系？1.三极管的输出特性。2.VCE=VCC–ICRC。iCvCEVCC直流负载线Q与输出特性的交点就是Q点IB直流通道RB+VCCRC直流负载线的斜率：–1/RC62第六十二页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五vCE怎么变化？假设vBE有一微小的变化二、动态工作情况分析1、放大电路接入正弦信号的工作情况iBvBEQiCvCEQiB=0µAiBtiBtiCtvit63第六十三页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五vCE的变化沿一条直线vce相位如何？vce与vi反相！Q’Q’’线段Q’和Q’’是工作点移动的轨迹，称为动态工作范围交流负载线(ACloadline)iCvCEiCtvCEt64第六十四页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五各点波形RB+VCCRCC1C2vitiBtiCtvCtvotviiCvCvoiBcommon-emitteramplifier65第六十五页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五2、交流负载线icvceRBRCRLvivo交流通路交流信号变化的轨迹称为交流负载线，它应具备两个特征：第一，经过静态工作点；第二它的斜率为-1/R’L其中：66第六十六页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五交流负载线的作法已知Q点，再寻找另一点，连接两点即可。VCEQ在直角三角形QAB中V’CCVCCiC(mA)vCE(V)AQICQB67第六十七页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五波形失真分析在放大电路中，输出信号应该成比例地放大输入信号（即线性放大）；如果两者不成比例，则输出信号不能反映输入信号的情况，放大电路产生非线性失真(Nonlineardistortion)。为了得到尽量大的输出信号，要把Q设置在交流负载线的中间部分。如果Q设置不合适，信号进入截止区或饱和区，则造成非线性失真。下面将分析失真的原因。为简化分析，假设负载为空载(RL=)。68第六十八页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五iCvCEvo1.Q点过低，信号进入截止区放大电路产生截止失真输出波形69第六十九页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五iCvCE2.Q点过高，信号进入饱和区放大电路产生饱和失真vo输出波形70第七十页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五iCvCEvo可输出的最大不失真信号选择静态工作点ib71第七十一页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五？思考题1.试分析下列问题：（2）增大RC时，负载线将如何变化？Q点怎样变化？（1）减小RB时，负载线将如何变化？Q点怎样变化？（3）减小VCC时，负载线将如何变化？Q点怎样变化？（4）减小RL时，负载线将如何变化？Q点怎样变化？RB+VCCRCC1C2vivoiCvCEQQ’iCvCEQQ’iCvCEQQ’斜率:-1/RC72第七十二页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五？思考题2.放大电路如图所示。当测得BJT的VCE接近VCC的值时，问管子处于什么工作状态？可能的故障原因有哪些？截止状态答：故障原因可能有：•RB支路可能开路，IB=0，IC=0，VCE=VCC-IC

Rc=VCC。•C1可能短路，

VBE=0，IB=0，IC=0，VCE=VCC-IC

Rc=VCC。RB+VCCRCC1C2vivo73第七十三页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五建立小信号模型的意义建立小信号模型的思路当放大电路的输入信号电压很小时，就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。由于三极管是非线性器件，这样就使得放大电路的分析非常困难。建立小信号模型，就是将非线性器件做线性化处理，从而简化放大电路的分析和设计。1BJT的小信号建模4.3.2小信号模型分析法74第七十四页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五BJT低频小信号模型及其参数i1i2vivoZ参数（开路阻抗参数）、Y参数（短路导纳参数）H参数（混合参数）二端口网络等效ebcbecvBEvCEiBicrbe

βibib75第七十五页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五1*.共射接法下的H参数cebvBEvCEiBiCvBE＝f1（iB，vCE）iC＝f2（iB，vCE）在小信号情况下，对上两式取全微分得用小信号交流分量表示vbe＝hieib＋hrevceic＝hfeib＋hoevce76第七十六页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五vbe＝hieib＋hrevceic＝hfeib＋hoevce2.H参数数学定义和物理意义hie:输入电阻rbehre:反向电压传输系数μrhfe:交流共射电流放大系数βhoe:输出电导1/rce四个参数量纲各不相同，故称为混合参数（H参数）。77第七十七页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五根据以上分析，可得小信号模型：BJT的H参数模型H参数都是微变参数，所以只适合对交流信号的分析。78第七十八页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五rce很大，一般忽略。等效icvbeibvcecbevbevceicrbeibibrceµr很小，一般忽略。3.H参数模型的简化rbeibibbceic79第七十九页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五因为H参数是由在Q点附近变化的小信号确定的参数，因此Q点的变化会改变H参数的值。所以在计算电路之前，首先要确定给定Q点的H参数。rbe的量级从几百欧到几千欧。对于小功率三极管：4.H参数的确定rbe=rbb'+(1+

)re一般用测试仪测出

rbe一般由公式估算80第八十页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五用小信号模型分析共射放大电路利用三极管的小信号模型分析放大电路，现将共射放大电路重新画出来：RB+VCCRCC1C2T81第八十一页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五1.画出小信号等效电路:交流通路RBRCRLrbeRBRCRL小信号等效电路82第八十二页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五2.计算电压放大倍数特点：负载电阻越小，放大倍数越小。rbeRBRCRL83第八十三页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五3.输入电阻的计算对于为放大电路提供信号的信号源来说，放大电路是负载，这个负载的大小可以用输入电阻来表示。输入电阻的定义：是动态电阻。rbeRBRCRL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。84第八十四页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五4.输出电阻的计算对于负载而言，放大电路相当于信号源，可以将它进行戴维南等效，戴维南等效电路的内阻就是输出电阻。计算输出电阻的方法：(1)所有电源置零，然后计算电阻（对有受控源的电路不适用）。(2)所有独立电源置零，保留受控源，加压求流法。85第八十五页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五所以：用加压求流法求输出电阻：00rbeRBRC86第八十六页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五问题：Av和Avs的关系如何？定义：放大电路RLRS当信号源有内阻时，电压放大倍数的求解87第八十七页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五4.4放大电路的工作点的稳定问题为了保证放大电路的稳定工作，必须有合适的、稳定的静态工作点。但是，温度的变化严重影响静态工作点。对于前面的电路（固定偏置电路）而言，静态工作点由VBE、和ICBO决定，这三个参数随温度而变化，温度对静态工作点的影响主要体现在这一方面。TVBEICBOQ4.4.1温度对静态工作点的影响88第八十八页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五一、温度对VBE的影响iBvBE25ºC50ºCTVBE温度T输入特性曲线左移89第八十九页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五二、温度对值及ICBO的影响T、ICBOICiCvCEQQ´总的效果是：温度上升时，输出特性曲线上移，间距增大，造成Q点上移。温度T输出特性曲线上移温度每升高1°C，要增加0.5%1.0%90第九十页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五小结：TIC固定偏置电路的Q点是不稳定的。Q点不稳定可能会导致静态工作点靠近饱和区或截止区，从而导致失真。为此，需要改进偏置电路，当温度升高、IC增加时，能够自动减少IB，从而抑制Q点的变化。保持Q点基本稳定。常采用分压式偏置电路来稳定静态工作点。电路见下页。91第九十一页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五4.4.2射极偏置电路：RB1+VCCRCC1C2RB2CERERLvivoRE射极直流负反馈电阻CE交流旁路电容by-passcapacitor92第九十二页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五TVBEIBICVEIC本电路稳压的过程实际是由于加了RE形成了负反馈过程I1I2IBRB1+VCCRCTRB2RE1.静态工作点稳定的原理93第九十三页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五I1I2IBRB1+VCCRCTRB2RE直流通路2.求静态工作点算法一：上述四个方程联立，可求出IE

，进而，可求出VCE

。本算法比较麻烦，通常采用下面介绍的算法二。94第九十四页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五I1I2IBRB1+VCCRCTRB2RE直流通路算法二：估算法95第九十五页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五可以认为与温度无关。I1I2IBRB1+VCCRCTRB2RE直流通路似乎I2越大越好，但是RB1、RB2太小，将增加损耗，降低输入电阻。因此一般取96第九十六页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五例：已知=50，VCC=12V，RB1=7.5k，RB2=2.5k，RC=2k，RE=1k，求该电路的静态工作点。RB1+VCCRCC1C2RB2CERERLvivo算法一的结果：算法二的结果：结论：两种算法的结果近似相等，但算法二的计算过程要简单得多。97第九十七页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五3.求动态参数+VCCvoRB1RCC1C2RB2CERERLvivoRB1RCRLviRB2交流通路rbeRCRLR'B微变等效电路98第九十八页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五CE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。问题1：如果去掉CE，放大倍数怎样？I1I2IBRB1+VCCRCC1C2RB2CERERLvivo99第九十九页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五去掉CE后的交流通路和微变等效电路：RB1RCRLvivoRB2RErbeRCRLRER'B100第一百页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五用加压求流法求输出电阻。rbeRCRER'BRS可见，去掉CE后，放大倍数减小、输出电阻不变，但输入电阻增大了。对a点列节点电压方程101第一百零一页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五RB1+VCCRCC1C2TRB2CERE1RLvivoRE2问题2：如果电路如下图所示，如何分析？102第一百零二页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五I1I2IBRB1+VCCRCC1C2TRB2CERE1RLvivoRE2I1I2IBRB1+VCCRCTRB2RE1RE2静态分析：直流通路103第一百零三页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五RB1+VCCRCC1C2TRB2CERE1RLvivoRE2动态分析：交流通路RB1RCRLvivoRB2RE1104第一百零四页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五交流通路：RB1RCRLvivoRB2RE1微变等效电路：rbeRCRLRE1R'B105第一百零五页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五4.5共集电极和共基极电路RB+VCCRE直流通道4.5.1共集电极电路（射极跟随器emitterfollower）RB+VCCC1C2RERLvivocommon-collectoramplifier106第一百零六页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五一、静态分析IBIE折算RB+VCCRE直流通道107第一百零七页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五二、动态分析RB+VCCC1C2RERLvivoRBRERLvivo交流通道108第一百零八页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五RBRERLvivo交流通道rbeRERLRB微变等效电路109第一百零九页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五1.电压放大倍数rbeRERLRB110第一百一十页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五1.所以但是，输出电流Ie增加了。2.输入输出同相，输出电压跟随输入电压，故称电压跟随器。结论：111第一百一十一页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五2.输入电阻输入电阻较大，作为前一级的负载，对前一级的放大倍数影响较小且取得的信号大。rbeRERLRB112第一百一十二页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五3.输出电阻用加压求流法求输出电阻。电源置0rorbeRERBRSrbeRERBRS113第一百一十三页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五一般：所以：射极输出器的输出电阻很小，带负载能力强。思考若电源内阻RS=0，114第一百一十四页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五RB+VCCC1C2RERLvivo例：已知射极输出器的参数如下：RB=570k，RE=5.6k，RL=5.6k，=100，VCC=12V求Av、

ri和ro。设：RS=1k，求：Avs、ri和ro。3.RL=1k时，求Av。115第一百一十五页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五RB+VCCC1C2RERLvivoRB=570k，RE=5.6k，RL=5.6k，=100，VCC=12V116第一百一十六页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五RB=570k，RE=5.6k，RL=5.6k，=100，VCC=12V1.求Av、

ri和ro。rbe=2.9k，RS=0rbeRERLRB微变等效电路117第一百一十七页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五2.设：RS=1k，求：Avs、ri和roRB=570k，RE=5.6k，RL=5.6k，=100，VCC=12Vrbe=2.9k，RS=0rbeRERLRB微变等效电路118第一百一十八页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五RL=1k时3.RL=1k和时，求Av。比较：空载时,Au=0.995

RL=5.6k时,Au=0.990

RL=1k时,Au=0.967RL=时可见：射极输出器带负载能力强。119第一百一十九页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五射极输出器的使用1.将射极输出器放在电路的首级，可以提高输入电阻。2.将射极输出器放在电路的末级，可以降低输出电阻，提高带负载能。120第一百二十页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五4.5.2共基极电路（电流跟随器）共基极放大电路原理图I1I2IBRb1+VCCRcC1C2TRb2CeReRLvoRs+–vscommon-baseamplifier121第一百二十一页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五I1I2IBRb1+VCCRcTRb2Re直流通路1.求静态工作点直流通路与射极偏置电路相同122第一百二十二页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五2.动态指标erberiro微变等效电路cbRL①电压放大倍数bRL交流通路123第一百二十三页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五Erberiro微变等效电路CBRL②输入电阻先求出ri’的值③输出电阻124第一百二十四页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五共基极电路的特点1.电压放大倍数在数值上与共射极放大电路一样，只是差了一个负号。2.输出电阻与共射放大电路基本一样，但输入电阻可以做得很低。3.电流放大系数，所以又称为电流跟随器。125第一百二十五页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五耦合方式：直接耦合；阻容耦合；变压器耦合；光电耦合。4.6组合放大电路耦合：即信号的传送。多级放大电路对耦合电路要求：1.静态：保证各级Q点设置2.动态:传送信号。第一级放大电路输入输出第二级放大电路第n级放大电路……第n-1

级放大电路功放级要求：波形不失真，减少压降损失。

126第一百二十六页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五设:

1=2=50,rbe1=2.9k,rbe2=1.7k

4.6.1、共集-共射放大电路前级后级+VCCRS1M(+24V)R120k27kC2C3R3R2RLRE282k43k10k8k10kC1RC2T1RE1CET2127第一百二十七页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五关键:考虑级间影响。1.静态:

Q点同单级。2.动态性能:方法:ri2=RL1ri2+VCCRS1M(+24V)R120k27kC2C3R3R2RLRE282k43k10k8k10kC1RC2T1RE1CET2二、性能分析128第一百二十八页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五考虑级间影响2ri

,

ro

:概念同单级1rirori2+VCCRS1M(+24V)R120k27kC2C3R3R2RLRE282k43k10k8k10kC1RC2T1RE1CET2129第一百二十九页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五微变等效电路:ri2+VCCRS1M(+24V)R120k27kC2C3R3R2RLRE282k43k10k8k10kC1RC2T1RE1CET2RE1R2R3RC2RLRSR1130第一百三十页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五1.ri

=R1//[rbe1

+（1+)RL1']其中:RL1=RE1//ri2=RE1//R2//R3

//rbe2=RE1//RL1

=RE1//ri2=27//1.71.7k

ri

=1000//(2.9+51×1.7)82k2.ro

=RC2=10kRE1R2R3RC2RLRSR1131第一百三十一页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五3.中频电压放大倍数:其中：RE1R2R3RC2RLRSR1132第一百三十二页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五RE1R2R3RC2RLRSR1133第一百三十三页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五多级阻容耦合放大器的特点：(1)由于电容的隔直作用，各级放大器的静态工作点相互独立，分别估算。(2)前一级的输出电压是后一级的输入电压。(3)后一级的输入电阻是前一级的交流负载电阻。(4)总电压放大倍数=各级放大倍数的乘积。(5)总输入电阻ri即为第一级的输入电阻ri1。(6)总输出电阻即为最后一级的输出电阻。由上述特点可知，射极输出器接在多级放大电路的首级可提高输入电阻；接在末级可减小输出电阻；接在中间级可起匹配作用，从而改善放大电路的性能。134第一百三十四页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五4.6.2共集-共集放大电路复合管(达林顿管)目的：实现管子参数的配对，增大电流放大系数ib1(1+1)

ib1(1+1)(1+2)ib1=(1+1+2+12)ib1

1

22(1+1)ib11ib1ibicie(1+2+12)ib1V1V2135第一百三十五页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五构成复合管的规则：1)串接点,电流连续;2)并接点,总电流为两管电流算术和(都流入或都流出该节点)；3)复合管类型与第一只管子相同.V1V2NPN+NPNNPNV1V2PNP+PNPPNPV1V2NPN+PNPNPNV1V2PNP+NPNPNP136第一百三十六页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五4.7放大电路的频率响应在放大电路中，由于电抗原件及半导体管极间电容的的存在，当输入信号的频率过高或过低时，不但放大倍数的数值会变小，而且还会产生超前或滞后的相移，说明放大倍数是信号频率的函数，这种函数关系称为频率响应或频率特性1、放大电路中，存在电抗原件，对信号构成了高通电路，或低通电路；2、三极管的β(ω)是频率的函数。下面以单极RC电路的频率响应加以分析产生频率失真的原因：137第一百三十七页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五4.7.1单时间常数RC电路的频率响应1.RC低通电路的频率响应RC低通电路则且令①增益频率函数电压增益的幅值（幅频响应）电压增益的相角（相频响应）138第一百三十八页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五②频率响应曲线描述-20dB/十倍频程-45°/十倍频程RC低通电路的频率响应斜率为-20dB/十倍频程的直线幅频响应0分贝水平线139第一百三十九页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五-20dB/十倍频程-45°/十倍频程RC低通电路的频率响应相频响应φH表示输出与输入的相位差，高频时，输出滞后输入140第一百四十页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五2.RC高通电路的频率响应则且令①增益频率函数电压增益的幅值电压增益的相角RC高通电路141第一百四十一页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五②频率响应曲线描述RC高通电路的频率响应20dB/十倍频程-45°/十倍频程幅频响应相频响应φL表示输出与输入的相位差，低频时，输出超前输入142第一百四十二页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五4.7.2BJT的高频小信号模型及频率参数1.BJT的高频小信号建模①模型的引出基区电阻发射结参数集电结参数受控电流源混合型高频小信号模型143第一百四十三页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五②模型简化集电结反偏，电阻很大一般很大144第一百四十四页，共一百六十三页，编辑于2023年，星期五③模型参数的获得高频