模拟电子技术（微课版）（附活页学习任务工单）课件 第1、2章 二极管、三极管及开关电路；三极管基本放大电路

第1章二极管、三极管及开关电路《模拟电子技术》理论学习之引言

学习电子技术，从认识电子元器件开始。利用半导体材料制成的电子元器件称为半导体器件。在电子电路中，二极管和三极管是最常见的两种半导体器件。图1-1普通二极管的电路符号

二极管只有两个电极，其中“+”称为正极或阳极，用字母“a”表示；“-”称为负极或阴极，用字母“k”表示。二极管具有单向导电性，三角形箭头标示了二极管导通时电流方向为a→k，因此在电路中二极管正、负极是不能接反的，否则二极管发挥不了作用。根据用途和特点的不同，二极管有很多种类，其名称、外观、电路符号也各有不同。引言

三极管是一种用于放大或开关电信号的半导体器件，它随处可见，特别是常在各种集成电路中作为基本单元。三极管有两种：晶体三极管和场效应三极管。晶体三极管简称晶体管，也称为双极型三极管，因其中的多数载流子和少数载流子均参与导电而得名；场效应三极管简称场效应管，也称为单极型三极管，其中只有多数载流子参与导电。未特别说明时，本书中提及的三极管一般都是指晶体三极管。三极管实物图片引言

二极管和三极管的特性使它们在电路中都可以像开关一样工作，因此本章主要学习二极管、三极管的基本特性及由其组成的开关电路。图1-2第1章知识结构主要内容1.1半导体二极管及应用电路1.2晶体三极管及开关电路1.3场效应管及开关电路1.1半导体二极管及应用电路1.1.2二极管的伏安特性1.1.1PN结及单向导电性1.1.3二极管的基本应用电路1.1.4二极管的种类及主要参数1.1.5发光二极管及应用1.1.1PN结及单向导电性图1-3二极管内部结构示意图

二极管是由一个PN结引出两个电极再加外壳封装构成的半导体器件，如图1-3所示为其内部结构示意图，从P区引出的电极为阳极，从N区引出的电极为阴极。图1-4LED的电路符号和单色直插式LED的外观1.1.1PN结及单向导电性1、一个点亮发光二极管的实验正接（正向偏置）反接（反向偏置）导通截止1.1.1PN结及单向导电性1、一个点亮发光二极管的实验单向导电性正向偏置导通正接反向偏置截止反接1.1.1PN结及单向导电性2、PN结的形成（1）本征半导体（a）简化的半导体原子结构（b）硅晶体的共价键结构图1-5半导体晶体的等效结构1.1.1PN结及单向导电性2、PN结的形成（1）本征半导体③本征半导体的导电能力随着温度的上升或光照的增加而增强，但由于载流子数量少，因此导电能力整体较弱。本征半导体的性能①本征半导体中有两种带电粒子，即自由电子和空穴，它们都是载流子。②本征半导体中的自由电子和空穴是由于热激发产生的，二者数量总是相等。硅晶体共价键结构示意图1.1.1PN结及单向导电性2、PN结的形成（2）杂质半导体图1-6杂质半导体的等效结构1.1.1PN结及单向导电性2、PN结的形成（2）杂质半导体杂质半导体的性能①N型半导体中有

3

种带电粒子：杂质正离子、自由电子和空穴，其中自由电子是多子，空穴是少子。由于自由电子带负电（Negative），因此这种半导体被称为N型半导体。自由电子通过两种方式产生：掺杂和热激发。N型半导体呈电中性，其中带电粒子的数量关系满足：自由电子的数量=杂质正离子的数量+热激发产生的空穴数量1.1.1PN结及单向导电性2、PN结的形成（2）杂质半导体杂质半导体的性能②P型半导体中有

3

种带电粒子：杂质负离子、自由电子和空穴，其中空穴是多子，自由电子是少子。由于空穴带正电（Positive），因此这种半导体被称为P型半导体。空穴通过两种方式产生：掺杂和热激发。P型半导体呈电中性，其中带电粒子的数量关系满足：空穴的数量=杂质负离子的数量+热激发产生的自由电子数量1.1.1PN结及单向导电性2、PN结的形成（3）PN结图1-7PN结的形成

多子的扩散运动会使空间电荷区加宽、内电场增强，阻碍多子的扩散，并促进少子的漂移；而少子的漂移运动会使空间电荷区变窄、内电场减弱，又促进多子的扩散。扩散运动和漂移运动相互对立又相互联系，当二者势均力敌时，空间电荷区处于动态平衡状态，其宽度达到稳定。空间电荷区一般很薄，约为几微米至几十微米。1.1.1PN结及单向导电性3、PN结的单向导电性（1）PN结正偏电源正极接P区，负极接N区，PN结正偏时：外电场的方向与内电场方向相反外电场削弱内电场，空间电荷区变窄促进了多子的扩散运动抑制了少子的漂移运动多子扩散形成正向电流I

F1.1.1PN结及单向导电性3、PN结的单向导电性（2）PN结反偏电源负极接P区，正极接N区，PN结反偏时：外电场的方向与内电场方向相同外电场增强内电场，空间电荷区变宽促进了少子的漂移运动抑制了多子的扩散运动少子漂移形成反向电流I

R1.1.1PN结及单向导电性3、PN结的单向导电性（3）单向导电性正向偏置导通反向偏置截止单向导电性PN结正偏时：多子运动形成较大正向电流PN结反偏时：少子运动形成较小反向电流本次课小结1．本征半导体与杂质半导体：

本征半导体中载流子数量少，导电能力差。杂质半导体中载流子数量多，导电能力强，其中N型半导体中的多子是电子，P型半导体中的多子是空穴。本征半导体与杂质半导体都呈电中性。2．PN结的形成：

当多子的扩散运动与少子的漂移运动达到动态平衡时，N型半导体与P型半导体的交界面两侧会形成宽度稳定的空间电荷区，称为PN结。3．PN结的单向导电性：

PN结正向偏置导通、反向偏置截止的特性称为单向导电性。1.1.2二极管的伏安特性1、二极管与开关的对比实验（a）开关断开时的测量结果（b）开关接通时的测量结果图1-9数字万用表测试开关1.1.2二极管的伏安特性1、二极管与开关的对比实验图1-10数字万用表测试二极管4007二极管反偏，万用表显示测量超出量程二极管电路符号二极管正偏，万用表显示测量值705mV1.1.2二极管的伏安特性2、二极管的伏安特性曲线（1）伏安特性测试电路图1-11二极管伏安特性测试电路1.1.2二极管的伏安特性2、二极管的伏安特性曲线（2）正向特性图1-12通用的硅二极管的伏安特性曲线OA段：死区。A点电压称为死区电压Uth。硅管0.5V，锗管0.1V。C点以上：损坏区。二极管因过热而烧坏。BC段：正向导通区。C点电流称为最大整流电流IF。AB段：微导通区。B点电压称为导通电压UD。硅管0.7V，锗管0.2V。1.1.2二极管的伏安特性2、二极管的伏安特性曲线（3）反向特性图1-12通用的硅二极管的伏安特性曲线OD段：截止区。D点电压称为二极管的最高反向工作电压URRM，当二极管两端所加的反向电压小于URRM时，二极管截止。此时流过二极管的电流非常小，称为反向电流IR，硅管10-16~10-9A，锗管10-8~10-6A。当二极管两端所加的反向电压大于URRM时，二极管失去单向导电能力。EF段：反向击穿区。二极管的反向电流急剧增大，两端的电压变化很小。二极管发生击穿时的电压称为反向击穿电压UBR。F点以下：损坏区。二极管因过热而烧坏。1.1.2二极管的伏安特性3、二极管的等效模型（1）理想模型（a）伏安特性曲线（b）导通等效为开关接通（c）截止等效为开关断开图1-13二极管理想模型的伏安特性曲线及等效电路1.1.2二极管的伏安特性3、二极管的等效模型（2）恒压降模型（a）伏安特性曲线（b）导通等效为恒压源UD（c）截止等效为开关断开图1-14二极管恒压降模型的伏安特性曲线及等效电路1.1.2二极管的伏安特性3、二极管的等效模型（3）等效模型应用举例【例1-1】二极管应用电路如图1-15所示，VD=2V，R=2kΩ。分别用二极管理想模型和硅二极管恒压降模型求UR和IR的值。图1-15例1-1二极管应用电路【解题思路】第一步：确定一个零电位点。常常将电源的负极定义为零电位点。第二步：假设二极管VD不导通，分别分析其阳极与阴极的电位，若阳极电位高于阴极，则VD导通，否则VD不导通。电路中VD的阳极连接电源正极，电位为2V。当二极管不导通时，电路中没有电流，电阻R两端的电位相等，即VD的阴极电位为0，因此VD阳极的电位高于阴极，导通。1.1.2二极管的伏安特性3、二极管的等效模型（3）等效模型应用举例【例1-1】二极管应用电路如图1-15所示，VD=2V，R=2kΩ。分别用二极管理想模型和硅二极管恒压降模型求UR和IR的值。第三步：用等效模型代替二极管。二极管导通时在理想模型中用接通的开关代替，在恒压降模型中用恒压源UD代替。注意：VD阳极接电源，因此导通后阳极电位保持2V不变，而阴极电位相应发生变化，因此用理想模型时，VD阴极的电位为2V；用硅二极管恒压降模型时，VD阴极的电位为1.3（=2-0.7）V。结论：在理想模型中，UR为2V，IR为1mA；在恒压降模型中，UR为1.3V，IR为0.65mA。图1-15例1-1二极管应用电路【解题思路】1.1.2二极管的伏安特性3、二极管的等效模型（3）等效模型应用举例【例1-2】二极管应用电路如图1-16所示，试用硅二极管恒压降模型求UAO的值。【解题思路】图1-16例1-2二极管应用电路第一步：确定两个电源的公共端O点为零电位点。第二步：假设二极管VD不导通，此时回路中没有电流，VD阳极电位为-6V，阴极电位为-9V，阳极电位高于阴极电位，因此VD导通。第三步：硅二极管导通后压降为0.7V。电路中二极管阳极接电源，电位保持-6V不变，因此阴极的电位变为-6.7V。结论：UAO的值为-6.7V。1.1.2二极管的伏安特性3、二极管的等效模型（3）等效模型应用举例【例1-3】二极管应用电路如图1-17所示，请用理想模型求流过电阻的电流IR

。【解题思路】图1-17例1-3二极管应用电路第一步：确定两个电源的公共端O点为零电位点。第二步：假设两只二极管均不导通，回路中没有电流，二极管VD1阳极电位为9V、阴极电位为0，正偏；VD2阳极与VD1阳极是同一个节点，电位也为9V，阴极电位为-6V，也正偏。这时候要考虑另外一个特性，就是压差大的二极管优先导通。因为VD2两端的压差大，所以优先导通。VD2采用理想模型分析，导通后其阳极电位变为-6V，因此VD1阳极电位也变为-6V，VD1变为反偏，即没来得及导通就被截止了。1.1.2二极管的伏安特性3、二极管的等效模型（3）等效模型应用举例第三步：已知电阻的阻值，要求流过电阻的电流IR只需求出电阻上的压降。电阻上端电位为-6V，下端电位为+9V，两端电压为-15V，阻值为3kΩ，因此IR大小为5mA，实际方向为从下到上。结论：IR=-5mA。【例1-3】二极管应用电路如图1-17所示，请用理想模型求流过电阻的电流IR

。【解题思路】图1-17例1-3二极管应用电路本次课小结1．二极管的正向特性：

二极管的内部是一个PN结，其伏安特性是非线性的。当外加正向电压小于Uth时，二极管工作在死区，工作电流几乎为0。当外加正向电压大于UD时，二极管完全导通，等效为一个阻值很小的电阻。硅二极管的Uth约为0.5V，UD约为0.7V；锗二极管的Uth约为0.1V，UD约为0.2V。2．二极管的反向特性与反向击穿特性：

当外加反向电压小于URM时，二极管截止，流过的电流很小。当外加反向电压大于UBR时，二极管具有稳压作用。若流过二极管的反向电流超过IZM，二极管可能被烧毁。3．二极管的等效模型：

采用等效模型代替电路中的二极管可以简化电路的分析。一般的，当外加电压较大（例如大于UD的10倍以上）时采用二极管理想模型进行分析，当外加电压较小时采用二极管恒压降模型进行分析，有特殊说明的情况除外。1.1.3二极管的基本应用电路1、低电压稳压电路图1-18低电压稳压电路1.1.3二极管的基本应用电路2、限幅电路（1）单向限幅电路图1-19单向限幅电路及输入输出波形1.1.3二极管的基本应用电路2、限幅电路（2）双向限幅电路图1-20双向限幅电路1.1.3二极管的基本应用电路3、开关电路（1）二极管与门电路图1-21二极管与门电路【例1-4】一种由二极管构成的与门电路如图1-21所示，VD1和VD2均为硅二极管，当输入信号uA、uB为低电平（0）和高电平（3V）的不同组合时，求输出电压uo

，并分析电路的功能。1.1.3二极管的基本应用电路3、开关电路（2）二极管或门电路图1-21二极管与门电路本次课小结1．低电压稳压电路：

利用二极管导通后两端压降几乎保持不变的特性可以构成低电压稳压电路，稳压值与二极管的个数有关，适用于稳压值不高且对稳压要求不高的场合。2．限幅电路：

单向限幅电路有上限幅电路和下限幅电路两种。同时具有上、下限幅功能的电路称为双向限幅电路。3．开关电路：

利用二极管的开关特性可以构成数字电路中常用的与门电路和或门电路。1.1.4二极管的种类及主要参数1、几种常见的二极管（1）常见二极管的电路符号图1-23常见二极管的外观及电路符号1.1.4二极管的种类及主要参数1、几种常见的二极管（2）常见二极管的特点1.1.4二极管的种类及主要参数2、二极管的主要参数

用来表示二极管性能好坏和适用范围的技术指标，称为二极管的参数。二极管的参数是描述二极管特性的物理量，是反映二极管性能的质量指标，也是合理选择和使用二极管的主要依据。对初学者而言，必须理解以下几个二极管的主要参数。1.1.4二极管的种类及主要参数2、二极管的主要参数（1）最大正向平均整流电流IF(AV)IF(AV)是指二极管长期连续工作时允许通过的最大正向平均电流值。因为电流通过二极管时会使管芯发热、温度上升，温度超过容许限度（硅二极管约为140℃，锗二极管约为90℃）时就会使管芯过热而损坏，所以使用中流过二极管的平均电流不要超过IF(AV)。例如，常用的1N400×系列硅二极管的IF(AV)为1A。1.1.4二极管的种类及主要参数2、二极管的主要参数（2）最高重复反向电压URRM

加在二极管两端的重复反向电压高到一定值时会将二极管击穿，使二极管失去单向导电能力。为了保证二极管使用时是安全的，规定了最高重复反向电压URRM，例如1N4001的URRM为50V，1N4007的URRM为1000V。1.1.4二极管的种类及主要参数2、二极管的主要参数（3）反向电流IR

是指在规定的温度和反向电压作用下，流过二极管的反向电流。反向电流越小，二极管的单向导电性能越好。值得注意的是，反向电流与温度有着密切的关系，大约温度每升高10℃，反向电流增大一倍。例如2AP1型锗二极管，若在25℃时反向电流为250uA，则温度升高到35℃时，反向电流将上升到250uA，依此类推，在75℃时它的反向电流已达8mA，这不仅失去了单向导电的特性，还可能使二极管过热而损坏。又如2CP10型硅二极管，在25℃时反向电流仅为5uA，当温度升高到75℃时，反向电流也不过160℃，故硅二极管与锗二极管相比在高温下具有较好的稳定性。1.1.4二极管的种类及主要参数3、如何识读二极管的数据手册（1）如何获得二极管的数据手册

如果我们知道所要查找元器件的生产厂商，可以直接到该厂商的官网中找到相应的数据手册。

数据手册通常是PDF格式，打开之后看到的第一页文档常常如图1-24所示。图1-241N4001～1N4007数据手册首页1.1.4二极管的种类及主要参数3、如何识读二极管的数据手册（2）识读数据手册表1-41N4001~1N4007的主要参数本次课小结1．常见二极管的种类：

按照所用材料、管芯结构、用途等的不同，二极管可以分成很多种类，不同种类二极管的工作特点也各不相同。要学会识别不同种类二极管的电路符号。2．二极管的主要参数：

选用二极管时，主要关注最大正向平均整流电流IF(AV)、最高重复反向电压URRM、反向电流IR等几个参数。3．识读元器件的数据手册：

通过识读元器件的数据手册，可以知晓其型号、主要特性、极限参数和电气特性等信息。1.1.5发光二极管及应用LED是一种由磷化镓（GaP）等半导体材料制成的特殊二极管，其在电路中的符号如图1-4（a）所示。图1-4LED的电路符号和单色直插式LED的外观LED是一种将电能直接转换成光能的元器件（简称电光元器件），其核心是一个会发光的PN结，它同时具备两种电气性能：一种是单向导电性，另一种是正向导通时会发光。LED具有体积小、工作电压低、亮度高、功耗小、驱动简单、寿命长、可控性强、色彩丰富等优点。1.1.5发光二极管及应用1、LED的种类（1）按封装形式分LED的PN结只有一粒沙子那么大，而在市场上能买到的LED已根据不同应用的需要加了封装，常用的LED按封装形式分为以下两种。①直插式LED（SMT）。直插式LED的外形有圆形、长方形、三角形、正方形、组合形、特殊形等，其中以圆形最为常见。常见的圆形直插式LED规格有φ3、φ5、φ8、φ10，其中数字代表直插式LED帽身的直径尺寸，单位是mm。常见直插式LED1.1.5发光二极管及应用1、LED的种类（1）按封装形式分

②贴片式LED（SMD）。常用的贴片式LED封装规格有0603、0805、1206，指的是贴片式LED基座PCB的长宽尺寸，如0805是指LED基座PCB的长宽尺寸为2.0×1.25（单位是mm）。常见贴片式LED1.1.5发光二极管及应用1、LED的种类（2）按发光颜色分LED发出的颜色是由其内部晶片（Chip）的材料决定的，材料不同发光的颜色就不同。LED的发光颜色有红、橙、黄、黄绿、纯绿、标准绿、蓝绿、蓝色、紫色、白色等。图1-25三端双色直插式LED的外形及电路符号

另外，LED可分为单色LED、双色LED与三色LED等。三端双色直插式LED的外形及电路符号如图1-25所示。该LED中包含两种晶片，因而可以发出两种不同的颜色。1.1.5发光二极管及应用1、LED的种类（3）按发光强度和工作电流分

按发光强度分，LED有普通亮度LED（发光强度<10mcd）、高亮度LED（发光强度为10～100mcd）和超高亮度LED（发光强度>100mcd）。高亮度单色LED和超高亮度单色LED使用的半导体材料与普通单色LED不同，所以发光的强度也不同。通常，高亮度单色LED使用砷铝化镓（GaAlAs）等材料，超高亮度单色LED使用磷铟砷化镓（GaAsInP）等材料，而普通单色LED使用磷化镓（GaP）或磷砷化镓（GaAsP）等材料。

按工作电流分，LED有普通电流LED（工作电流在十几mA至几十mA）、低电流LED（工作电流在2mA下）等，低电流LED的亮度与普通LED相同。1.1.5发光二极管及应用2、LED的主要参数（1）正向电压UFUF指通过LED的正向电流为规定值时，LED正、负极之间产生的压降。LED的UF一般比普通二极管大，不同颜色的LED其UF不同，正常值为1.6V~3.6V。1.1.5发光二极管及应用2、LED的主要参数（2）最大工作电流IFM

普通LED在正常工作时的电流很小，只有10mA~45mA，在正向电压增加时，电流会有很大程度的上升。IFM是指LED长期正常工作所允许通过的最大正向电流。使用中电流不能超过此值，否则LED可能被烧毁。1.1.5发光二极管及应用2、LED的主要参数（3）最高重复反向电压URRMURRM是指LED在不被击穿的前提下，所能承受的最大重复反向电压。使用中不应使LED承受超过URRM的反向电压，否则LED可能被击穿。1.1.5发光二极管及应用3、LED的应用LED的供电电源既可以是直流电也可以是交流电。必须注意的是，LED是一种电流控制元器件，应用中只要保证其正向工作电流在规定的范围之内，它就可以正常发光。生活中，LED的作用主要是光指示、光发射和稳压等。1.1.5发光二极管及应用3、LED的应用（1）指示电路图1-26直流电源指示电路图1-27交流电源指示电路图1-28信号指示电路（扫描驱动方式）

指示电路中的LED通常称为指示灯，在日常工作和生活中给人们提供了很大的方便。指示电路有电源指示电路和信号指示电路两大类。1.1.5发光二极管及应用3、LED的应用（1）指示电路图1-26直流电源指示电路【例1-5】图1-26所示电路中直流电源电压VD=5V，LED的正向电压为1.6V，若流过LED的电流范围为10~45mA，试选择限流电阻R的电阻值范围。【解题思路】第一步：电源电压为5V，LED正偏导通，压降为1.6V，因此电阻R上的压降为3.4V。第二步：根据欧姆定律，分别计算10mA与45mA两种情况下的电阻值为结论：限流电阻R的电阻值选择范围为75~340Ω。1.1.5发光二极管及应用3、LED的应用（2）光发射电路图1-29光发射电路

在红外遥控器、接近开关、光电耦合器等电路中，红外LED承担光发射任务。光发射电路如图1-29所示，VT为开关调制晶体管，信号源通过VT驱动和调制LED，使LED向外发射调制红外光。1.1.5发光二极管及应用3、LED的应用（3）低电压稳压电路图1-30简单并联低电压稳压电路

发光二极管也可作为低电压稳压二极管使用。图1-30所示为简单并联低电压稳压电路，利用LED的管压降可提供约2V的直流稳压输出，LED同时还具有电源指示功能。本次课小结1．LED的种类：

LED的种类繁多，可以按照封装形式、发光颜色、发光强度和工作电流等进行分类。2．LED的主要参数：

主要有正向电压UF、最大工作电流IFM、最高重复反向电压URRM这几个参数。3．LED的应用：

LED的用途很多，可用于电源及信号指示电路、光发射电路及低电压稳压电路等。1.2晶体三极管及开关电路1.2.2晶体管的输入与输出伏安特性1.2.1晶体管及电流放大特性1.2.3晶体管开关电路1.2.4晶体管的主要参数及选择1.2.1晶体管及电流放大特性

二极管具有开关特性，另外一种半导体器件也具有开关特性，那就是半导体三极管。半导体三极管有两种——晶体三极管和场效应三极管。

晶体三极管简称晶体管，或BJT，具有开关特性和放大特性。1.2.1晶体管及电流放大特性1、晶体管的结构与电路符号（a）NPN型晶体管的等效结构

（b）NPN型晶体管的电路符号（c）PNP型晶体管的等效结构

（d）PNP型晶体管的电路符号图1-31晶体管的结构和电路符号

按照结构的不同，晶体管分为NPN型和PNP型两大类。晶体管常用符号“VT”表示。1.2.1晶体管及电流放大特性1、晶体管的结构与电路符号

晶体管的结构特点是：基区很薄（微米数量级），掺杂浓度很低；发射区与集电区是同类型的杂质半导体，但前者掺杂浓度高，后者掺杂浓度低且面积更大。由上述特点可见，晶体管并不是两个PN结的简单组合，也不可以将发射极和集电极交换使用。1.2.1晶体管及电流放大特性2、晶体管放大的外部偏置条件①外部偏置条件：发射结正偏，集电结反偏②NPN管具有放大作用时的电位关系：UC>UB>UE③PNP管呢？NPN型三极管PNP型三极管UC＜UB＜UE1.2.1晶体管及电流放大特性3、晶体管的电流放大特性（1）电流分配实验图1-32NPN型晶体管的电流分配实验电路1.2.1晶体管及电流放大特性3、晶体管的电流放大特性（1）电流分配实验NPN型PNP型分析表中数据可以发现，晶体管三个电极上的电流满足1.2.1晶体管及电流放大特性3、晶体管的电流放大特性（1）电流分配实验NPN型PNP型①IE是三个电极上的电流中最大的电流。②IB与IC的方向相同，IE的方向与它们相反。图1-33NPN型晶体管与PNP型晶体管的电流关系等效模型1.2.1晶体管及电流放大特性3、晶体管的电流放大特性（2）晶体管的电流放大特性

在工作频率较低的情况下，/β和β的值相近。一般在实际应用中，近似认为/β=β。本书以后的阐述中统一用β表示晶体管的共射电流放大系数，有些书中用hFE表示。1.2.1晶体管及电流放大特性3、晶体管的电流放大特性（2）晶体管的电流放大特性【例1-6】测得工作在放大电路中的某晶体管，其两个电极的电流大小和方向如图1-34所示，请判断它是NPN型还是PNP型晶体管，求出①脚电流的大小和方向、电流放大系数β，并分别指出三个引脚的极性。图1-34例1-6图【解题思路】第一步：该晶体管已知的两个电极的电流方向不同，因此其中必有一个是发射极；由于发射极电流是三个电流中最大的，故③脚是发射极。发射极电流的方向为流出晶体管，因此可以判断该晶体管的类型为NPN型。第二步：①脚电流大小为③脚电流与②脚电流之差，即6mA，电流方向与②脚相同。第三步：①脚电流比②脚电流大，说明①脚是集电极，②脚是基极。第四步：β为集电极电流与基极电流的比值，即1.2.1晶体管及电流放大特性3、晶体管的电流放大特性（3）值得注意的事项①由于集电极电流IC是由电源电压VCC提供的，并不是晶体管自身生成的，所以晶体管是一种电流控制器件，体现了小电流控制大电流的能量控制作用。②不同型号的晶体管其β值是不尽相同的，而且同一只晶体管的β值也不是恒定的。由晶体管的数据手册可以看出，在不同的测试条件下，晶体管的β值会发生变化，而且β值与晶体管集电极电流大小有关，所以单靠提高基极电流来获得预想的集电极电流并不是总能如愿。③表1-5中第1列数据并不满足式（1-3），表明晶体管并不是任何时刻都具有电流放大特性。本次课小结1．晶体管的结构与电路符号：

晶体管是由两个PN结构成的三端有源器件，有三个电极，分为NPN和PNP两种类型。在任意时刻，晶体管上三个电极的电流关系满足IE=IB+IC。2．晶体管放大特性的外部偏置条件：

是

发射结正偏、集电结反偏。NPN型晶体管应满足UC>UB>UE，PNP型晶体管应满足UE>UB>UC。3．晶体管的电流放大特性：

晶体管基极电流的微小变化控制集电极电流发生β倍的变化，这就是晶体管的电流放大特性。值得注意的是，只有在满足放大特性的外部偏置条件下晶体管才具有电流放大特性。晶体管属于电流控制器件。1.2.2晶体管的输入与输出伏安特性1、晶体管特性曲线测试电路图1-35NPN型晶体管共射特性曲线测试电路1.2.2晶体管的输入与输出伏安特性2、晶体管的输入特性图1-36NPN型硅晶体管的输入伏安特性曲线

晶体管的输入伏安特性是指在极间电压uCE一定的情况下，输入电流iB与输入电压uBE之间的关系，用函数表示为：

硅晶体管的输入特性曲线与硅二极管的正向特性曲线相似，正常工作状态也有截止（0A段）、微导通（AB段）和导通（B点以上）三个区1.2.2晶体管的输入与输出伏安特性2、晶体管的输入特性图1-36NPN型硅晶体管的输入伏安特性曲线（1）发射结两端的压降uBE几乎保持PN结的导通电压UD不变，硅晶体管约为0.7V，锗晶体管约为0.2V。发射结压降uBE的值是判断放大电路中晶体管是否导通的重要依据之一。（2）输入电压uBE的微小增大，将引起输入电流iB较大的线性增大，即输入电压uBE控制输入电流iB随之线性变化。这一控制作用是利用晶体管的电流放大特性实现放大的关键。1.2.2晶体管的输入与输出伏安特性3、晶体管的输出特性图1-37NPN型硅晶体管的共射输出伏安特性曲线

晶体管的输出伏安特性是指在输入电流iB一定时，晶体管的输出电流iC与极间电圧uCE之间的关系，用函数表示为：

对于每一个确定的iB，iC与uCE的关系都可以画成一条曲线，所以输出伏安特性曲线由一簇曲线构成1.2.2晶体管的输入与输出伏安特性3、晶体管的输出特性图1-37NPN型硅晶体管的共射输出伏安特性曲线

晶体管的共射输出伏安特性曲线可分为四个区：截止区、饱和区、放大区和击穿区：（1）截止区（CutoffRegion），指iB=0以下的阴影区域。当满足集电结反偏、发射结零偏或反偏（发射结还没有导通）时，晶体管工作在截止区，这与晶体管输入特性曲线中的截止区是对应的。此时iB

=0，iC并不等于0，而是有微小的穿透电流ICEO（在分析电路时，这个电流往往忽略不计）。由于晶体管截止时各极电流均很小（接近或等于0），因此其B、C、E三个电极均近似于开路。1.2.2晶体管的输入与输出伏安特性3、晶体管的输出特性图1-37NPN型硅晶体管的共射输出伏安特性曲线

晶体管的共射输出伏安特性曲线可分为四个区：截止区、饱和区、放大区和击穿区：（2）放大区（ActiveRegion），指iB>0且uCE>

uBE的区域。当满足集电结反偏、发射结正偏（发射结压降uBE增大使发射结导通）时，晶体管从截止区进入放大区。放大区中的曲线几乎与横轴平行（略有上翘），说明工作在放大区的晶体管，其集电极电流iC几乎由基极电流iB决定（iC=βiB），而与uCE无关，这体现了晶体管的恒流特性。各曲线之间的间隔几乎相等，说明当iB有微小变化时，iC以固定的比例同步发生较大的变化，这体现了晶体管具有电流放大的作用。1.2.2晶体管的输入与输出伏安特性3、晶体管的输出特性图1-37NPN型硅晶体管的共射输出伏安特性曲线

晶体管的共射输出伏安特性曲线可分为四个区：截止区、饱和区、放大区和击穿区：（3）饱和区（SaturationRegion），指iB>0且uCE≤uBE的区域。进入饱和区后晶体管的iC不再随着iB的增大而线性增加（iC＜βiB），而与uCE有关。进入深度饱和状态时晶体管的uCE称为晶体管的饱和压降，用UCE(sat)表示。小功率硅晶体管的UCE(sat)约为0.3V，小功率锗晶体管的UCE(sat)约为0.1V。工作在饱和状态的晶体管，其C、E之间等效为开关接通。值得注意的是，由于工作在饱和状态的晶体管的uCE<uBE即此时uC<uB，说明此时不仅发射结正偏，集电结也正偏了。1.2.2晶体管的输入与输出伏安特性3、晶体管的输出特性图1-37NPN型硅晶体管的共射输出伏安特性曲线

晶体管的共射输出伏安特性曲线可分为四个区：截止区、饱和区、放大区和击穿区：（4）击穿区（BreakdownRegion），指极间电压uCE增大到某一值时iC急剧增加，特性曲线迅速上翘的区域，工作时应避免晶体管被击穿。因此，通常情况下认为晶体管只有三种正常工作区。1.2.2晶体管的输入与输出伏安特性3、晶体管的输出特性【例1-7】在某晶体管放大电路中，测得晶体管三个电极的电位如图1-38所示，请判断该晶体管的类型及三个引脚的极性。图1-38例1-7图【解题思路】第一步：先找差值（0.7V或0.2V）。由于是晶体管放大电路，因此电路中晶体管应工作在放大状态，满足发射结正偏，即发射结压降约为0.7V（硅晶体管）或0.2V（锗晶体管）。找到②脚和③脚之间的差值为0.7V，说明是硅晶体管。由此可判断②脚和③脚之间是发射结，故①脚是集电极。第二步：比较电位。集电极的电位是三个电极中最大的，根据晶体管放大时发射结正偏、集电结反偏的特点，NPN型晶体管满足UC>UB>UE，PNP型晶体管满足UE>UB>UC，因此该晶体管为NPN型。第三步：判断极性。NPN型晶体管的引脚电位关系满足UC>UB>UE，可知③脚是基极，②脚是发射极。结论：该晶体管的类型是NPN型，三个引脚的极性分别是①脚为集电极、②脚为发射极、③脚为基极。本次课小结1．晶体管的输入特性：

晶体管的输入特性类似于PN结的正向特性，当发射结电压uBE小于死区电压Uth时，晶体管截止。当uBE大于导通电压uD时，晶体管完全导通，此时iB随着uBE的变化而急剧线性变化。2．晶体管的输出特性：

晶体管的正常工作分为截止、饱和、放大三种状态，晶体管工作在哪种状态取决于外部偏置条件。当工作在放大状态时，晶体管具有电流放大特性。当工作在截止状态或饱和状态时，晶体管具有开关特性。1.2.3晶体管开关电路1、晶体管的开关特性（a）轻触开关（外形及电路符号）（b）晶体管等效为开关图1-39轻触开关和晶体管等效为开关

晶体管可看成一个开关，其C极和E极是开关的两个触点，B极是开关的按钮。由晶体管的输出特性可知，当工作在截止状态时，晶体管各极电流均很小（接近或等于0），因此C、E间等效为开关断开。当工作在饱和状态时，UCE的值很小（某些情况下可近似为0），因此C、E间等效为开关接通。利用晶体管的开关特性可以构成开关电路。1.2.3晶体管开关电路2、晶体管开关电路的分析（1）电路的组成图1-40NPN型晶体管开关电路

输入信号ui常为开关量，只有两种状态（低电平和高电平），近似于开关按钮的两种状态（松开和按下）

晶体管的两种工作状态（截止状态或饱和状态），对应着开关触点的两种状态（断开和接通）1.2.3晶体管开关电路2、晶体管开关电路的分析（2）电路的分析图1-40NPN型晶体管开关电路

当输入信号ui为低电平（例如0V）时，晶体管的发射结零偏，晶体管工作在截止状态，因此C、E间等效为开关断开。1.2.3晶体管开关电路2、晶体管开关电路的分析（2）电路的分析图1-40NPN型晶体管开关电路

当ui为高电平（例如接近电源电压VCC）时，晶体管的发射结正偏，晶体管导通。假设晶体管工作在放大状态（uBE=UD），再根据KVL列出输入、输出回路电压方程求解iB、iC和uCE。输入回路电压方程输出回路电压方程

最后通过分析uCE的值判断晶体管的工作状态：若求解得的uCE大于uBE，说明uC>uBE，即集电结反偏，晶体管处于放大状态；若求得的uCE小于uBE，说明晶体管已进入饱和状态，C、E之间等效为开关接通。1.2.3晶体管开关电路2、晶体管开关电路的分析（2）电路的分析图1-40NPN型晶体管开关电路

【例1-8】在图1-40所示电路中，若VCC=5V，Rb=20kΩ，Rc=1kΩ，VT为硅晶体管，β=100，UCE(sat)=0.3V。请分析ui=3.6V时，晶体管的工作状态。若将Rb改为100kΩ，晶体管的状态如何？【解题思路】第一步：VT为硅晶体管，所以uBE=0.7V。第二步：当ui=3.6V时，将数据代入式（1-7），可得1.2.3晶体管开关电路2、晶体管开关电路的分析（2）电路的分析图1-40NPN型晶体管开关电路

【例1-8】在图1-40所示电路中，若VCC=5V，Rb=20kΩ，Rc=1kΩ，VT为硅晶体管，β=100，UCE(sat)=0.3V。请分析ui=3.6V时，晶体管的工作状态。若将Rb改为100kΩ，晶体管的状态如何？【解题思路】第三步：将ui的值代入式（1-8），可得：

uCE=5V-14.5mA×1kΩ=5V-14.5V=﹣9.5V<0.7V因此晶体管工作在饱和状态。第四步：将Rb改为100kΩ，则：晶体管工作在放大状态。1.2.3晶体管开关电路2、晶体管开关电路的分析（3）值得注意的事项

由例1-8可知，在输入高电平信号时，若电路中基极电阻Rb的值偏大，晶体管将不能进入饱和状态，从而不具有良好的开关特性。晶体管开关电路中改变其他相关参数也可能导致这一现象，但VCC为电源电压，

Rc为集电极电阻，ui为输入信号，这三者的值一般不能随意改变，因此基极电阻Rb的取值应确保输入为高电平时，晶体管工作在饱和状态。1.2.3晶体管开关电路3、晶体管开关电路的应用（1）晶体管非门电路图1-41晶体管非门电路及输入与输出波形

非门电路是一种常用的数字电路，能实现逻辑“非”的功能，其输出信号的状态始终与输入信号相反。非门电路又称非电路、反相器、倒相器、逻辑否定电路等。1.2.3晶体管开关电路3、晶体管开关电路的应用（2）晶体管LED驱动电路图1-42NPN型晶体管LED驱动电路及等效电路

由于点亮LED需要一定的驱动电流（典型电流值为10mA），当信号源驱动电流的能力不够时，LED不能正常点亮，因此不能直接将ui加在LED上。利用晶体管的电流放大特性，可以提高信号源的驱动灵敏度。1.2.3晶体管开关电路3、晶体管开关电路的应用（2）晶体管LED驱动电路图1-43PNP型晶体管LED驱动电路PNP型晶体管驱动LED电路在ui为高电平时等效为开关断开，而在ui为低电平时等效为开关导通，被称为低电平驱动电路1.2.3晶体管开关电路3、晶体管开关电路的应用（3）晶体管振荡电路图1-44晶体管振荡电路

利用晶体管的开关特性构成的振荡电路左右对称，左、右电路分别由一只NPN型晶体管、一只电容和两只电阻组成。本次课小结1．晶体管的开关特性：

当工作在截止状态时，晶体管的iB=0、iC≈0，此时晶体管的C、E间等效为开关断开；当工作在饱和状态时，晶体管的uCE近似等于饱和压降uCE(sat)，此时晶体管的C、E间等效为开关接通。2．晶体管开关电路的分析与应用：

晶体管开关电路中的晶体管工作在开关状态，分析电路时也常以晶体管截止和饱和这两种情况进行。1.2.4晶体管的主要参数及选择1、晶体管的主要参数（1）电流放大系数

电流放大系数是表征晶体管放大能力的重要参数，常用的是共发射极电流放大系数β。β值通常介于20与200之间，具体值可通过查阅对应型号的数据手册来获取。1.2.4晶体管的主要参数及选择1、晶体管的主要参数（2）极间反向电流极间反向电流是表征晶体管热稳定性的重要参数，有以下两种。①集电极与基极之间的反向电流ICBO：表示发射极开路时，流过集电结的反向饱和电流。②集电极与发射极之间的穿透电流ICEO：表示基极开路时，集电极与发射极之间的电流，ICBO=（1+β）ICEO。ICBO和ICEO都由少数载流子运动形成，所以对温度非常敏感，其值越小，受温度的影响越小，说明晶体管的热稳定性越好。小功率硅晶体管的ICEO在几微安以下，小功率锗晶体管的ICBO在几十微安以上。1.2.4晶体管的主要参数及选择1、晶体管的主要参数（3）极限参数极限参数是为了确保晶体管安全工作，对其电压、电流和功率损耗所加的限制。①集电极最大允许电流ICM。当iC过大时，β值将下降。ICM是指晶体管的β值下降到正常值的2/3时所对应的集电极电流。当集电极电流超过ICM时，晶体管不一定会烧坏，但β值将显著下降，导致放大能力变差。②反向击穿电压U(BR)CBO、U(BR)CEO、U(BR)EBO。U(BR)CBO为发射极开路时，集电极与基极间的击穿电压；U(BR)CEO为基极开路时，集电极与发射极间的击穿电压。U(BR)EBO为集电极开路时，发射极与基极间的击穿电压。1.2.4晶体管的主要参数及选择1、晶体管的主要参数（3）极限参数③集电极最大允许功率损耗PCM。由于PCM=iCuCE，而晶体管在放大状态下集电结反偏，所以晶体管的损耗功率主要为集电结损耗，它会使集电结温度升高、晶体管发热。当损耗功率超过PCM时，晶体管性能会变坏，甚至被烧毁。1.2.4晶体管的主要参数及选择1、晶体管的主要参数（3）极限参数根据给定的极限参数，可以在输出特性曲线上画出晶体管的安全工作区。图1-45晶体管的安全工作区1.2.4晶体管的主要参数及选择2、温度对晶体管参数的影响

温度主要影响发射结压降UBE、电流放大系数β和极间反向电流ICBO。温度每升高1℃，UBE减小2~2.5mV、β增大0.5%~1%；温度每升高10℃，ICBO约增大一倍。1.2.4晶体管的主要参数及选择3、晶体管的种类与选择图1-46常见的晶体管封装1.2.4晶体管的主要参数及选择3、晶体管的种类与选择本次课小结1．晶体管的主要参数：

电流放大系数反映了晶体管放大电流的能力。选用晶体管时，一般希望极间反向电流尽量小些。极限参数是确保晶体管安全稳定工作的“红线”。2．温度对晶体管参数的影响：

当温度升高时，晶体管的UBE减小、β增大、ICBO增大。硅晶体管的热稳定性好，应用更广泛。1.3场效应管及开关电路1.3.2场效应管开关电路1.3.1场效应管的种类及特性1.3.1场效应管的种类及特性1、场效应管的种类图1-47场效应管的种类1.3.1场效应管的种类及特性2、场效应管的工作特性（1）N沟道增强型MOSFET及其工作特性（a）结构

（b）电路符号1（c）电路符号2图1-48N沟道增强型MOSFET的结构和电路符号1.3.1场效应管的种类及特性2、场效应管的工作特性（1）N沟道增强型MOSFET及其工作特性图1-49某型号N沟道增强型MOSFET的输出特性曲线和转移特性曲线1.3.1场效应管的种类及特性2、场效应管的工作特性（1）N沟道增强型MOSFET及其工作特性N沟道增强型MOSFET的工作特性与NPN型晶体管相似，也可分为四个区。①截止区，指uGS<UGS(th)且uDS>0的区域。此时MOSFET中无导电沟道，iD≈0，D、S间等效为开关断开。②恒流区，指uGS≥UGS(th)且uDS>uGS的区域。此时MOSFET中导电沟道已形成，iD随着的变化而线性变化，D、S间等效为一个受uGS控制的恒流源。③可变电阻区，指uGS≥UGS(th)且uDS≤uGS的区域。

uDS

=

uGS－UGS(th)是恒流区与可变电阻区的分界点。在可变电阻区内，D、S间等效为一个受uGS控制的可变电阻。当uDS很小时，D、S间等效为开关接通。④击穿区，指输出特性曲线开始上翘的区域。随着uDS的不断增大，PN结因承受太大的反向电压而击穿，

iD急剧增加。应避免MOSFET工作在此区域。1.3.1场效应管的种类及特性2、场效应管的工作特性（1）N沟道增强型MOSFET及其工作特性【例1-9】测得两只N沟道增强型MOSFET的开启电压和各极电位如表1-7所示，试分析其工作状态。【解题思路】第一步：理清每种工作状态的特点。对于N沟道增强型MOSFET，其开启电压UGS(th)＞0，各个区的工作条件如下。截止区：uGS<UGS(th)且uDS>0。恒流区：uGS≥UGS(th)且uDS>uGS

。可变电阻区：uGS≥UGS(th)且uDS≤uGS

。第二步：分析Q1。由于UGS=6V>UGS(th)，且UDS=8V>UGS，因此Q1工作在恒流区。第三步：分析Q2。由于UGS=3V>UGS(th)，且UDS=0.5V<UGS，因此Q2工作在可变电阻区。1.3.1场效应管的种类及特性2、场效应管的工作特性（2）PMOS管与NMOS管的区别图1-50P沟道增强型MOSFET的电路符号P沟道MOSFET简称为PMOS管，它工作时漏极电流的方向为流出PMOS管的方向，因此为了能正常工作，PMOS管外加的uDS和uGS必须是负值。1.3.1场效应管的种类及特性2、场效应管的工作特性（3）耗尽型MOSFET与增强型MOSFET的区别（a）NMOS管的结构（b）NMOS管的电路符号（c）PMOS管的电路符号图1-51耗尽型MOSFET的结构（以NMOS管为例）和电路符号1.3.1场效应管的种类及特性2、场效应管的工作特性（3）耗尽型MOSFET与增强型MOSFET的区别图1-52N沟道耗尽型MOSFET的输出特性曲线和转移特性曲线1.3.1场效应管的种类及特性2、场效应管的工作特性（4）JFET属于耗尽型图1-53JFET的结构（以N沟道JFET为例）和电路符号1.3.1场效应管的种类及特性2、场效应管的工作特性（5）各种场效应管的比较1.3.1场效应管的种类及特性3、场效应管与晶体管的对比本次课小结1．场效应管及其种类：

场效应管属于单极型三极管，分为JFET和MOSFET两大类，每类都有两种沟道类型，而MOSFET又分为增强型和耗尽型（JFET属耗尽型），故共有6种类型。2．场效应管的特性：

场效应管是电压控制电流器件，即利用uGS的微小变化控制iD的变化。场效应管中uDS的极性取决于沟道类型，N沟道为正、P沟道为负。不同类型的场效应管对uGS的极性要求不同，增强型MOSFET的uGS要求与uDS同极性，耗尽型MOSFET的uGS则可为正、零或负，JFET的uGS与uDS极性相反。场效应管的控制原理虽然与晶体管有所不同，但也具有放大特性和开关特性。1.3.2场效应管开关电路1、场效应管的开关特性图1-54场效应管的开关特性

场效应管的开关特性体现在D和S等效为开关的触点，而G等效为开关的按钮。当FET工作在截止状态时，D、S间等效为开关断开。当FET工作在可变电阻状态时，D、S间等效为开关接通。1.3.2场效应管开关电路2、场效应管开关电路的分析（1）电路的组成图1-55常用的增强型NMOS开关电路1.3.2场效应管开关电路2、场效应管开关电路的分析（2）电路的分析图1-55常用的增强型NMOS开关电路

输入信号ui决定了NMOS的工作状态（截止区或可变电阻区），两者之间的关系近似于开关按钮状态的不同（松开和按下），对应着触点的不同状态（断开和接通）。1.3.2场效应管开关电路3、场效应管开关电路的应用（1）NMOS非门电路图1-56增强型NMOS非门电路及输入与输出波形1.3.2场效应管开关电路3、场效应管开关电路的应用（2）NMOS驱动负载电路图1-57增强型NMOS管驱动电灯泡的电路1.3.2场效应管开关电路3、场效应管开关电路的应用（3）CMOS电路图1-58CMOS非门电路本次课小结1．场效应管的开关特性：

当工作在截止区时，场效应管的iD≈0，其D、S间等效为开关断开；当工作在可变电阻区且RON很小时，场效应管的D、S间等效为开关接通。2．场效应管开关电路的分析与应用：

在场效应管开关电路中，场效应管往往工作在开关状态，分析电路时也常以这两种情况进行。第2章三极管基本放大电路《模拟电子技术》理论学习之引言

扩音系统的组成如图2-1所示，麦克风（也称为话筒）采集声音信号，并将其转换为对应的电信号。功放机将电信号放大到一定的强度。放大后的电信号由音箱里的扬声器转换为对应的声音播放出来，从而实现了声音的放大。图2-1扩音系统的组成

扩音系统的核心是功放机，而功放机的核心是放大电路。放大电路是使用最广泛、也是最基本的电子电路之一，用来将微弱的电信号（变化的电压或者电流）进行不失真的放大。引言

根据放大电路输入回路与输出回路公共端的不同，晶体管基本放大电路有三种形式（也称为组态）：共射、共集和共基，场效应管基本放大电路也有三种形式：共源、共漏和共栅。图2-2第2章知识结构主要内容2.1共射放大电路2.2共集放大电路与共基放大电路2.3场效应管基本放大电路2.1共射放大电路2.1.2共射基本放大电路的静态分析2.1.1共射基本放大电路及其直流通路2.1.3共射基本放大电路的放大作用2.1.4静态工作点对输出波形的影响2.1.5共射分压式放大电路及其静态分析2.1.6放大电路的动态分析2.1.1共射基本放大电路及其直流通路1、放大电路的组成与基本要求（1）放大电路的组成

共射基本放大电路是一种结构最简单的放大电路。一般来讲，一个完整的放大电路由直流电源、信号源、放大电路（狭义）与负载四部分组成。图2-3放大电路的组成框图直流电源给放大电路提供工作时所需的能量信号源提供需要被放大的信号放大电路是指以放大器件为核心外加合适偏置的电路负载是接收放大电路输出信号的元件或电路2.1.1共射基本放大电路及其直流通路1、放大电路的组成与基本要求（2）放大电路的基本要求要实现放大作用，放大电路必须满足以下几个条件：①

有合适的静态工作点②

信号能进得去③

信号能出得来④

信号被不失真地放大2.1.1共射基本放大电路及其直流通路1、放大电路的组成与基本要求（3）晶体管放大电路的三种形式

根据放大电路输入回路与输出回路公共端的不同，晶体管基本放大电路有三种形式。共射图2-5晶体管放大电路的三种基本形式共集共基2.1.1共射基本放大电路及其直流通路2、共射基本放大电路的组成（a）共射特性曲线测试电路（b）共射特性曲线测试电路简化电路（c）单电源供电电路（d）常见的共射基本放大电路组成图2-6NPN型晶体管共射基本放大电路2.1.1共射基本放大电路及其直流通路2、共射基本放大电路的组成地输出信号uo从晶体管的集电极经耦合电容C2加在负载RL上输入信号ui通过耦合电容C1加载到晶体管的基极+VCC通过电阻Rc使VT的集电结反偏，并给VT的集电极提供合适的偏置电流+VCC通过电阻Rb

给VT的发射结提供正向偏置电压，并给VT的基极提供合适的偏置电流直流电源+VCC，电压一般为（几~几十）伏2.1.1共射基本放大电路及其直流通路3、共射基本放大电路的直流通路（1）静态与直流通路

静态时，在直流电源作用下，直流电流流经的通路称为直流通路。画直流通路的原则是：应将电路中的电容视为开路，电感视为短路，其他元器件不变。

当输入信号ui

=0时，电路中只有直流电源提供的直流电压信号，因此电路中各处的电压、电流都是不变的直流量，此时电路的状态称为直流状态或静止工作状态，简称静态。2.1.1共射基本放大电路及其直流通路3、共射基本放大电路的直流通路（2）电路的直流通路图2-7共射基本放大电路的直流通路共射基本放大电路2.1.1共射基本放大电路及其直流通路3、共射基本放大电路的直流通路（3）例题分析第二步：分析是否满足发射结正偏、集电结反偏？【例2-1】图2-8中所示电路是否具有放大作用？图2-8电路一图2-9电路一的直流通路直流电源电压为-VCC，发射结反偏，因此电路不具有放大作用。【解题思路】第一步：绘制电路的直流通路。2.1.1共射基本放大电路及其直流通路3、共射基本放大电路的直流通路

由于电容被视为开路，晶体管的基极相当于开路，发射结零偏，因此电路不具有放大作用。（3）例题分析【例2-1】图2-8中所示电路是否具有放大作用？【解题思路】图2-8电路二第一步：绘制电路的直流通路。图2-9电路二的直流通路第二步：分析是否满足发射结正偏、集电结反偏？本次课小结1．放大电路的组成与基本要求：

放大电路一般由直流电源、信号源、侠义的放大电路、负载四个部分组成。放大电路需要有合适的静态工作点，信号能进得去、出得来，并不失真地放大。晶体管基本放大电路有共射、共集和共基三种形式。2．共射基本放大电路的组成：

电路由晶体管、直流电源、两只电阻、两只电容组成，其中晶体管起电流放大作用，直流电源提供能量，电阻起偏置作用，电容起耦合作用。3．共射基本放大电路的直流通路：

共射基本放大电路的直流通路中，直流电源通过两只偏置电阻使发射结正偏、集电结反偏，晶体管工作在放大区。2.1.2共射基本放大电路的静态分析1、放大电路的静态工作点

静态时，晶体管各处的电压与电流都是不变的直流量，即具有固定的IB、UBE、IC、UCE值，它们分别在输入特性曲线和输出特性曲线上对应着一个点，称为静态工作点Q。图2-10输入特性曲线和输出特性曲线上的Q点2.1.2共射基本放大电路的静态分析2、工程估算法分析共射基本放大电路的静态工作点图2-7共射基本放大电路的直流通路支路1为输入回路，其方程：支路2为输出回路，其方程：支路1支路2根据KVL列出输入、输出回路电压方程求解静态工作点的方法，称为工程估算法。2.1.2共射基本放大电路的静态分析2、工程估算法分析共射基本放大电路的静态工作点工程估算法应用总结：

由于晶体管的UBE可视为已知量（硅管的UBE约0.7V，锗管的UBE约0.2V)，并且工作在放大状态的晶体管满足IC=βIB。利用以上两个方程及两个已知条件，可求解IB、UBE和IC、UCE。值得注意的是，若求解得的UCE值大于UBE值，说明UC>UB，因此晶体管是处于放大状态的。若UCE值小于UBE值甚至小于0，说明晶体管已进于饱和状态，此时IC不再是IB的β倍关系，而UCE用饱和压降UCE(sat)代替，则集电极电流：2.1.2共射基本放大电路的静态分析2、工程估算法分析共射基本放大电路的静态工作点【例2-2】某共射基本放大电路的直流通路如图2-7所示，已知晶体管为小功率硅管，β=40，VCC=12V，Rb=300kΩ，Rc

=3.9kΩ。试估算该放大电路的静态工作点。如果偏置电阻Rb=100kΩ，静态工作点又如何？【解题思路】第一步：先假设晶体管工作在放大状态，硅管的UBE为0.7V。说明假设成立，晶体管处于放大状态图2-7共射基本放大电路的直流通路2.1.2共射基本放大电路的静态分析2、工程估算法分析共射基本放大电路的静态工作点【例2-2】某共射基本放大电路的直流通路如图2-7所示，已知晶体管为小功率硅管，β=40，VCC=12V，Rb=300kΩ，Rc

=3.9kΩ。试估算该放大电路的静态工作点。如果偏置电阻Rb=100kΩ，静态工作点又如何？【解题思路】第二步：将Rb=100kΩ代入式（2-1）和式（2-2）可求得静态工作点。说明晶体管已进于饱和状态图2-7共射基本放大电路的直流通路2.1.2共射基本放大电路的静态分析3、图解法分析共射基本放大电路的静态工作点

图解法是在晶体管的特性曲线上通过作图来分析放大电路的方法，既可以用来分析静态，也可以用来分析动态。IB

=40µAuCE

0iC

iBuBE0导通电压UDQ40µA第一步：根据式（2-1）求解IB，并在输出特性曲线簇中找到IB对应的那条曲线。图2-10输入特性曲线和输出特性曲线上的Q点2.1.2共射基本放大电路的静态分析3、图解法分析共射基本放大电路的静态工作点第二步：在输出特性坐标系上绘制直流负载线。具体做法是将输出回路方程变形为：uCE

0iC

MN直流负载线