模拟电子课件-三极管的共射特性曲线

1.4.3三极管的共射特性曲线1.4.4三极管的主要参数1.4.3三极管的共射特性曲线11.4.3三极管的共射特性曲线(1)输入特性曲线

iB=f(uBE)

uCE=const（1）uCE=0V时，相当于两个PN结并联。（3）uCE≥1V再增加时，曲线右移很不明显。

（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0.3V1.4.3三极管的共射特性曲线(1)输入特性曲线2

(2)输出特性曲线iC=f(uCE)

iB=const

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。

(2)输出特性曲线iC=f(uCE)iB=const3

输出特性曲线可以分为四个区域:饱和区——iC受uCE显著控制的区域，该区域内uCE＜0.7

V。此时发射结正偏，集电结也正偏。两个正偏截止区——iC接近零的区域，相当iB=0的曲线的下方。此时，发射结反偏，集电结反偏。两个反偏放大区——曲线基本平行等距。此时，发射结正偏，集电结反偏。EB正偏，CB反偏该区中有：饱和区放大区截止区击穿区输出特性曲线可以分为四个区域:饱和区——iC受41.4.4三极管的主要参数1.电流放大系数（2）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（1）共发射极电流放大系数：1.4.4三极管的主要参数1.电流放大系数（2）共基极电流52.极间反向电流

（2）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。

（1）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。++ICBOecbICEO2.极间反向电流（2）集电极发射极间的穿透电流ICEO 6

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。（1）集电极最大允许电流ICM（2）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<PCM3.极限参数Ic增加时，要下降。当值下7

（3）反向击穿电压

BJT有两个PN结，其反向击穿电压有以下几种：

①

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。②U（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。③U（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。--(BR)CEOU(BR)CBOU(BR)EBOU（3）反向击穿电压BJT有两个PN结，其反向击穿电压有以8水龙头你肯定知道了那水龙头有三个点：进水、阀门、出水，我们可以分别看成是三极管的ebc极然后你在理解关于三极管的任何性质都很简单

比如三极管的饱和你知道阀门大到最大了无论你怎么做出水就那么多了也就是说水管里的流量不可能再增大了在比如三极管的截止你把阀门关的越小流出的水肯定越小了当你把阀门关到一定程度的时候水就不流了

水龙头你肯定知道了9第2章基本放大电路第2章基本放大电路10

放大的概念在电子技术中，利用晶体三极管组成放大电路，其目的是将微弱的电信号进行放大，推动负载正常工作。例如，扩音机电路的示意图如下：微弱放大器话筒声音信号电信号主要讨论常用的基本放大电路的结构、工作原理、分析方法及其应用。2.1共射极放大电路放大的概念在电子技术中，利用晶体三极管组成放大电路，其目的112放大电路基础2.1放大电路的基本概念2.1.1放大电路的基本框图2.1.2电压电流的符号和正方向的规定2.1.3放大电路的主要性能指标2.2共射基本放大电路2.2.1电路的组成和元器件的作用2.2.2工作原理作业：2-42放大电路基础12本章主要学习内容：三种基本放大电路共射共基共集组成、工作原理、分析方法、性能指标、耦合方式、频率响应、噪声分析本章主要学习内容：三种基本放大电路共射共基共集组成、工作原理132.1放大电路的基本概念2.1.1放大电路的基本框图组成部分：输入(信号源)+功能(放大)电路+输出（负载）+能量（电源）放大电路定义：放大电路分类信号的强弱：小信号放大、大信号放大（功率放大）频率成分：直流放大、低频放大、宽带放大、谐振放大2.1放大电路的基本概念组成部分：输入(信号源)+功能(142.1.2电压、电流的符号和正方向的规定1)电压、电流符号的规定直流分量、交流分量、叠加基本符号：大写字母表示直流量或有效值，小写字母表示随时间变化的量下标符号：大写字母表示直流量和瞬时值，小写字母表示变化的分量2)电压、电流正方向的规定电压的参考极性(+-)、电流的参考方向(进出)2.1.2电压、电流的符号和正方向的规定1)电压、电流符152.1.3放大电路的主要性能指标基本概念：正弦波、傅立叶分解、基波、谐波放大倍数、输入电阻、输出电阻、最大输出幅值、通频带、最大输出功率、效率、非线性失真系数2.1.3放大电路的主要性能指标基本概念：正弦波、傅立叶分161)放大倍数——表示放大器的放大能力

不失真的情况下，输出信号与输入信号的比值。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分贝的概念:1)放大倍数——表示放大器的放大能力不失真的情况下172.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。2.输入电阻Ri——从放大电路输入端看进去的等效电阻Ri=183.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：3.输出电阻Ro——从放大电路输出端看进去的等效电阻194最大输出幅值失真:输入输出波形存在差异非线性失真：非线性器件引起的失真定义：基本不失真或无明显失真，放大电路的最大正弦输出信号的幅值4最大输出幅值失真:输入输出波形存在差异非线性失真：非线性205.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——幅频特性曲线带宽5.通频带fAAm0.7AmfL下限截止频率fH上限截止频21频率失真6、最大输出功率与效率如果放大电路的通频带小于信号的频带，由于信号的低频段或者高频段的放大倍数下降过多，放大后的信号不能重现原来的形状，也就是输出信号产生了频率失真。在输出信号不失真的情况下，负载上能够获得的最大功率Pom与电源消耗的功率Pv的比值。描述电源能量的利用率。用η表示。频率失真6、最大输出功率与效率如果放大电路的通频带小于信号的22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。2.2.1电路的组成和元器件的作用2.2共射基本放大电路放大元件iC=iB，工作在放大区，要保证集电结反偏，发射结23各元件作用：使发射结正偏，并提供适当的静态IB和UBE。基极电源与基极电阻集电极电源，为电路提供能量。并保证集电结反偏。集电极电阻RC，将变化的电流转变为变化的电压。各元件作用：使发射结正偏，并提供适当的静态IB和UBE。基极24耦合电容：电解电容，有极性，大小为10

F~50

F作用：隔直通交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。++各元件作用：耦合电容：作用：隔直通交隔离输入输出与电路直流的联系，同时能25基本放大电路的习惯画法基本放大电路的习惯画法26新概念和术语：隔直电容、耦合电容偏置电流、偏流阻容耦合放大电路未加信号时Us=0：

直流状态、静止工作状态、静态、静态工作点、工作点、Q表示加信号Us不等于0：

交流状态、动态工作状态、动态

新概念和术语：27共射极放大电路的组成与工作原理组成放大电路的基本条件是能放大2不失真iDBECPNN二极管的正向特性死区如果输入信号小于死区电压时，二极管不通，这样，被放大的信号就失真了。共射极放大电路的组成与工作原理组成放大电路的基本条件是能放大28基本放大条件：能放大、不失真iDBEC死区输入信号小于死区电压时，发射结（二极管）不通，放大信号失真了。如何解决这个问题？基本放大条件：能放大、不失真iDBEC死区输入信号小于死区29iDBEC死区输入信号小于死区电压时，发射结（二极管）不通，放大信号失真了。1将信号减小？不行！2让三极管先导通，将小信号再叠加上?行！三极管工作在线性区iDBEC死区输入信号小于死区电压时，1将信号减小？不行230iD死区基本放大条件：能放大、不失真两个电源能否串连？如何将电流信号转换为电压信号？iD死区基本放大条件：能放大、不失真两个电源能否串连？如何31基本放大条件：能放大、不失真如何将电流信号转换为电压信号？串电阻？基本放大条件：能放大、不失真如何将电流串电阻？32基本放大条件：能放大、不失真输出电压波形失真了解决？解决？基本放大条件：能放大、不失真输出电压波形失真了解决解决33基本放大条件：能放大、不失真解决？解决？加隔直电容？2基本放大条件：能放大、不失真解决解决加隔直电容？234基本交流电压放大电路22C2基本22C235各元件的作用1.晶体管T是放大元件，iC=

iB；也是控制元件，控制EC所提供的能量。RBECEBRCC1C2Tuiuo各元件的作用1.晶体管T是放大元件，iC=iB；也是控制36RBECEBRCC1C2Tuiuo2.直流电源EC集电极电源，为电路提供能量。并保证集电结反偏。（几伏～十几伏）RBECEBRCC1C2Tuiuo2.直流电源EC集电极电37RBECEBRCC1C2Tuiuo3集电极电阻RC将变化的电流转变为变化的电压。(几千欧～十几千欧。RBECEBRCC1C2Tuiuo3集电极电阻RC将变化的384.基极电源EB和基极电阻RBRBECEBRCC1C2Tuiuo使发射结正偏，并提供适当的静态工作点。EB一般为几伏,RB一般为几十千欧以上。4.基极电源EB和基极电阻RBRBECEBRCC1C2Tui395耦合电容RBECEBRCC1C2Tuiuo隔直流，通交流。一般为几微法到几十微法。5耦合电容RBECEBRCC1C2Tuiuo隔直流，通交流40改进电路RBECEBRCC1C2Tuiuo可以省去RB改进电路RBECEBRCC1C2Tuiuo可以省去RB41电源的简化法RBECEBRCC1C2TuiuoRB忽略电源内阻，电源的简化法RBECEBRCC1C2TuiuoRB忽略电源内422.1.3放大电路的静态分析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2.1.3放大电路的静态分析放大电路分析静态分析动态分析43静态:不加输入信号(放大信号)分析的问题:合理确定静态值(静态工作点)分析的方法:估算法和图解法静态值:。一、估算法RB+UCCRCC1C2开路开路RB+UCCRC直流通道静态:不加输入信号(放大信号)分析的问题:合理确定静态值(44（1）根据直流通道估算IBRB+UCCRCIBUBERB称为偏置电阻，IB称为偏置电流。静态分析1、估算法：（1）根据直流通道估算IBRB+UCCRCIBUBERB称为45（2）根据直流通道估算UCE、ICRB+UCCRCICUCE（2）根据直流通道估算UCE、ICRB+UCCRCICUCE462、图解法：先估算IB，然后在输出特性曲线上作出直流负载线，与IB对应的输出特性曲线与直流负载线的交点就是Q点。ICUCEQUCC2、图解法：先估算IB，然后在输出特性曲线上作出直流负载线，47例：用估算法计算静态工作点。解：请注意电路中IB和IC的数量级

已知：UCC=12V，RC=4K，RB=300K，

=37.5。例：用估算法计算静态工作点。解：请注意电路中IB和IC的数量48例：用图解法求静态工作点。作直流负载线，得静态工作点Q。例：用图解法求静态工作点。作直流负载线，得静态工作点Q。492.1.4放大电路的动态分析一、微变等效电路法1.三极管的微变等效电路首先考察输入回路iBuBE当信号很小时，将输入特性在小范围内近似线性。

uBE

iB对输入的小交流信号而言，三极管相当于电阻rbe。2.1.4放大电路的动态分析一、微变等效电路法1.三极管50对于小功率三极管：rbe的数量级从几百欧到几千欧。对于小功率三极管：rbe的数量级从几百欧到几千欧。51考察输出回路iCuCE所以：输出端相当于一个受ib控制的电流源。近似平行输出端还要并联一个大电阻rce。考察输出回路iCuCE所以：输出端相当于一个受ib控制的电52iCuCE

iC

uCErce的含义rce的阻值很大iCuCEiCuCErce的含义rce的阻值很大53ubeibuceicuberbe

ibib

rceuceicrce很大，一般忽略。三极管的微变等效电路ubeibuceicuberbeibibrceuceic54等效弄清楚等效的概念：1、对谁等效。2、怎么等效。ebcbec等效弄清楚等效的概念：1、对谁等效。2、怎么等效。ebcbe552、放大电路的微变等效电路(1)放大电路的交流通路交流通路:只考虑交流信号的分电路画交流通路的原则:电容短路,直流电源短路。短路短路置零2、放大电路的微变等效电路(1)放大电路的交流通路交流通56短路短路RBRCRLuiuo交流通路短路短路RBRCRLuiuo交流通路57将交流通路中的三极管用微变等效电路代替ibiiRBRCRLuiuouoicRCuiRBRLibrbe放大电路的微变等效电路将交流通路中的三极管用微变等效电路代替ibiiRBRCRLu583、电压放大倍数的计算：负载电阻越小，放大倍数越小。rbeRCRB+-SRRL3、电压放大倍数的计算：负载电阻越小，放大倍数越小。rbeR594、输入电阻的计算：输入电阻是动态电阻。（1）输入电阻的概念等效对于信号源来说，放大电路是电源的负载，这个负载的大小就可以用一个等效电阻来表示,这个等效电阻就叫放大电路的输入电阻。4、输入电阻的计算：输入电阻是动态电阻。（1）输入电阻的概念60（2）输入电阻的计算rbeRCRB+-SRRL//大好，还是小好？思考：（2）输入电阻的计算rbeRCRB+-SRRL//大好，还是615、输出电阻的计算：输出电阻是动态电阻。（1）输出电阻的概念等效放大电路对于负载来说，是负载的电压源，电压源的内阻,就叫放大电路的输出电阻。+-Ser05、输出电阻的计算：输出电阻是动态电阻。（1）输出电阻的概念62rbeRCRB+-SRRL（2）输出电阻的计算12实验（或计算）法rbeRCRB+-SRRL（2）输出电阻的计算12实验（或计632实验（或计算）法+-r0+-r0负载开路接负载两式联立，得思考：大好，还是小好？2实验（或计算）法+-r0+-r0负载开路接负载两式联立，得641交流负载线RBRCRLuiuoicuce其中：二、图解法1交流负载线RBRCRLuiuoicuce其中：二、图解65iC和uCE是全量，与交流量ic和uce有如下关系所以：这就是说，交流信号的变化沿着斜率为：的直线。这条直线通过Q点，称为交流负载线。iC和uCE是全量，与交流量ic和uce有如下关系所以：66交流负载线的作法ICUCEECQIB过Q点作一条直线,斜率为:交流负载线交流负载线的作法ICUCEECQIB过Q点作一条直线,斜率为672图解分析（1）交流信号得传输情况：IBUBEQICUCEuiibibicu0怎么变化？2图解分析（1）交流信号得传输情况：IBUBEQICUCE68ICUCEicu0沿交流负载线变化？u0与ui反相！u0相位如何u0ICUCEicu0沿交流负载线变化？u0与ui反相！u0相位69(2)各点波形RB+ECRCC1C2uiiBiCuCuo(2)各点波形RB+ECRCC1C2uiiBiCuCuo703失真分析：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，造成非线性失真。3失真分析：为了得到尽量大的输出信号，要把Q设置在交流负71iCuCEuo可输出的最大不失真信号合适的静态工作点ibiCuCEuo可输出的最大不失真信号合适的静态工作点ib72iCuCEuoQ点过低，信号进入截止区称为截止失真信号波形iCuCEuoQ点过低，信号进入截止区称为截止失真信号波形73iCuCEuoQ点过高，信号进入饱和区称为饱和失真信号波形iCuCEuoQ点过高，信号进入饱和区称为饱和失真信号波形742.1.5静态工作点的稳定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UBE、

和ICEO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。TUBE

ICEOQ2.1.5静态工作点的稳定为了保证放大电路的稳定工作，必75温度对UBE的影响iBuBE25ºC50ºCTUBEIBIC温度对UBE的影响iBuBE25ºC50ºCTUBEIBI76温度对

值及ICEO的影响T

、ICEOICiCuCEQQ´总的效果是：温度上升时，输出特性曲线上移，造成Q点上移。温度对值及ICEO的影响T、ICEOICiCuCEQQ77总之：TIC固定偏置电路的Q点是不稳定的。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。总之：TIC固定偏置电路的Q点是不稳定的。为此，需要改进偏置78RB1+UCCRCC1C2RB2CERERLuiuo偏置电路I1I2IBRB1+UCCRCC1C2RB2CERERLuiuo偏置电路79RB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuoI1I2IB可以认为与温度无关。似乎I2越大越好，但是RB1、RB2太小，将增加损耗，降低输入电阻。因此一般取几十K。RB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuoI1I2I80RB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuoI1I2IBTUBEIBICUEIC本电路稳压的过程实际是由于加了RE形成了负反馈过程RB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuoI1I2I81RB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuoI1I2IBCE将RE短路，RE对交流不起作用，放大倍数不受影响。如果去掉CE，放大倍数怎样？RB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuoI1I2I82rbeRCRLRE去掉CE后的微变等效电路将RE折算到基极rbeRCRLRE去掉CE后的微变等效电路将RE折算到基极83去掉CE后的微变等效电路rbeRCRLRE去掉CE后的微变等效电路rbeRCRLRE842.2共集电极（射极输出器）放大电路RB+UCCRCC1C2RERLuiuo2.2共集电极（射极输出器）放大电路RB+UCCRCC85静态分析：RB+UCCREIBIE折算静态分析：RB+UCCREIBIE折算86动态分析：1、电压放大倍数rbeRERL动态分析：1、电压放大倍数rbeRERL871、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。讨论1、所以但是，输出电流Ie增加了。2、输入输出同相，输出电压882、输入电阻输入电阻高，对前级有利。rbeRERL2、输入电阻输入电阻高，对前级有利。rbeRERL893、输出电阻用加压求流法求输出电阻。rbeRERsro置03、输出电阻用加压求流法求输出电阻。rbeRERsro置090rbeRERsrbeRERs91rbeRERsrbeRERs92一般所以射极输出器的输出电阻很小，带负载能力强。一般所以射极输出器的输出电阻很小，带负载能力强。93讨论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。3、将射极输出器放在电路的两级之间，可以起到电路的匹配作用。讨论1、将射极输出器放在电路的首级，可以提高输入电阻。2、将942.4多级阻容耦合放大电路2.4多级阻容耦合放大电路95第一级第二级第n-1级第n级输入输出功放级耦合耦合方式：直接耦合；阻容耦合；变压器耦合。第一级第二级第n-1级第n级输入输出功放级耦合耦合方式：直接96设:

1=2=50,rbe1=2.9K,rbe2=1.7K典型电路+UCCRS1M(+24V)R120KUi27KC2C3R3R2RLRE282K43K10K8KUo10KC1RC2T1RE1CET2US前级后级设:1=2=50,典型电路+UCCRS97对耦合电路要求：要求动态:传送信号减少压降损失

耦合电路：静态：保证各级Q点设置波形不失真对耦合电路要求：要求动态:传送信号减少压降损失耦98阻容耦合电路的频率特性fA耦合电容造成三极管结电容造成阻容耦合电路的频率特性fA耦合电容造成三极管结电容造成99关键:考虑级间影响1.

静态:Q点同单级2.

动态性能:方法:ri2=RL1ri2Uo1Ui2性能分析+UCCRS1M(+24V)R120KUi27KC2C3R3R2RLRE282K43K10K8KUo10KC1RC2T1RE1CET2US关键:考虑级间影响1.静态:Q点同单级2.动态性100考虑级间影响2ri,

ro:概念同单级1rirori2Uo1Ui2+UCCRS1M(+24V)R120KUi27KC2C3R3R2RLRE282K43K10K8KUo10KC1RC2T1RE1CET2US考虑级间影响2ri,ro:概念同单级1riro101解:

1.微变等效电路:RE1R2R3RC2RLRSR1ri2Uo1Ui2+UCCRS1M(+24V)R120KUi27KC2C3R3R2RLRE282K43K10K8KUo10KC1RC2T1RE1CET2US解:1.微变等效电路:RE1R2R3RC2RLRSR1r1022.动态参