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1、第二章极型三极管及基本放大路本讲稿第一页，共七十九页晶体三极管的工作原理晶体三极管的工作原理三极管的伏安特性曲线三极管的伏安特性曲线三极管的特性参数三极管的特性参数本讲稿第二页，共七十九页 三极管的结构三极管的结构E-B间的PN结称为发射结(Je)C-B间的PN结成为集电结(Jc)从结构上看主要有两种类型：从结构上看主要有两种类型：NPN型型PNP型型发射区集电区基区发射极E基极B集电极C本讲稿第三页，共七十九页 三极管的结构三极管的结构1.由三层半导体组成，有三个区、三个极、两个结由三层半导体组成，有三个区、三个极、两个结2.发射区掺杂浓度比集电区高得多发射区掺杂浓度比集电区高得多基区掺杂低
2、基区掺杂低,且很薄且很薄BECBEC本讲稿第四页，共七十九页工作原理工作原理工作原理工作原理 三极管内部载流子的传输规律三极管内部载流子的传输规律三极管各区的作用三极管各区的作用:发射区向基区提供载流子发射区向基区提供载流子基区传送和控制载流子基区传送和控制载流子集电区收集载流子集电区收集载流子发射结加正向电压发射结加正向电压集电结加反向电压集电结加反向电压三极管在工作时一定要加上适当的直流偏置电压才能起三极管在工作时一定要加上适当的直流偏置电压才能起放大作用放大作用放大作用的外部条件放大作用的外部条件发射结加正向电压即发射结正偏发射结加正向电压即发射结正偏集电结加反向电压即集电结反偏集电结加
3、反向电压即集电结反偏本讲稿第五页，共七十九页PNPebcIEIBIPCICBOIBIC工作原理工作原理工作原理工作原理载流子的传输规律载流子的传输规律1.发射区向基区扩散空穴，形成发射极电流发射区向基区扩散空穴，形成发射极电流2.空穴在基区扩散和复合，形成了基区复合电流空穴在基区扩散和复合，形成了基区复合电流IB3.集电极收集从发射区扩散到基区的空穴，形成了电流集电极收集从发射区扩散到基区的空穴，形成了电流IPC同时由于集电结反偏，少子在电场的作用下形成了漂移电流同时由于集电结反偏，少子在电场的作用下形成了漂移电流ICBO，影响，影响IB和和IC可得电流之间的分配关系可得电流之间的分配关系IB
4、=IB-ICBOIC=IPC+ICBOIE=IB+IC共基极电路本讲稿第六页，共七十九页工作原理工作原理工作原理工作原理共基极直流放大系数共基极直流放大系数从发射区注入的载流子到达集电极部分所占的从发射区注入的载流子到达集电极部分所占的百分比百分比由前面得到的电流之间的分配关系由前面得到的电流之间的分配关系IC=IPC+ICBO可得：可得：的数值一般在的数值一般在0.9 0.99之间。之间。说明从发射区注入的载流子说明从发射区注入的载流子绝大部分到达集电区绝大部分到达集电区，只有一，只有一小部分在基区复合小部分在基区复合本讲稿第七页，共七十九页工作原理工作原理工作原理工作原理EBECRbRcI
5、BICIEECEB 共发射极连接的工作原理共发射极连接的工作原理IB=IB-ICBOIC=IPC+ICBOIE=IB+IC输入电流输出电流共射直流放大系数 当当IB=0时时穿透电流由由IBICBO本讲稿第八页，共七十九页工作原理工作原理工作原理工作原理 共发射极连接的工作原理共发射极连接的工作原理EBECRbRcibicie+-Ui Uo共基交流电流放大系数共基交流电流放大系数 共射交流电流放大系数共射交流电流放大系数 =IC/IB UCE=C=IC/IE UCB=C共射电路的电压放大倍数共射电路的电压放大倍数本讲稿第九页，共七十九页工作原理工作原理工作原理工作原理 三极管的三种组态三极管的三
6、种组态 双极型三极管有三个电极，其中两个可以作双极型三极管有三个电极，其中两个可以作为输入为输入,两个可以作为输出，这样必然有一个电极是公两个可以作为输出，这样必然有一个电极是公共电极。三种接法也称三种共电极。三种接法也称三种组态组态：共集电极接法共集电极接法，集电极作为公共电极，用，集电极作为公共电极，用CCCC表示表示;共基极接法共基极接法，基极作为公共电极，用，基极作为公共电极，用CBCB表示。表示。共发射极接法共发射极接法，发射极作为公共电极，用，发射极作为公共电极，用CECE表示；表示；本讲稿第十页，共七十九页三极管的伏安特性三极管的伏安特性指管子各电极的电压与电流的关系曲线指管子各
7、电极的电压与电流的关系曲线B B是输入电极，是输入电极，C C是输出电极，是输出电极，E E是公共电极。是公共电极。I Ib b是输入电流，是输入电流，U Ubebe是输入电压是输入电压，加在，加在B B、E E两电极之间。两电极之间。I IC C是输出电流，是输出电流，U Ucece是输出电压是输出电压，从，从C C、E E两电极取出。两电极取出。输入特性曲线输入特性曲线:I Ib b=f(U=f(Ubebe)U Ucece=C=C输出特性曲线输出特性曲线:I IC C=f f(U Ucece)I Ib b=C=C本节介绍共发射极接法三极管的特性曲线：本节介绍共发射极接法三极管的特性曲线：本
8、讲稿第十一页，共七十九页特性曲线特性曲线特性曲线特性曲线 三极管输入特性曲线三极管输入特性曲线1.Uce=0V时，发射极与集电极短路，时，发射极与集电极短路，发射结与集电结均正偏，实际上是两发射结与集电结均正偏，实际上是两个二极管并联的正向特性曲线。个二极管并联的正向特性曲线。2.当当Uce 1V时，时，Ucb=Uce-Ube 0，集电结已进入反偏状态，开始收集，集电结已进入反偏状态，开始收集电子，且基区复合减少，电子，且基区复合减少，IC/IB 增增大，特性曲线将向右稍微移动一些。大，特性曲线将向右稍微移动一些。但但Uce再增加时，曲线右移很不明再增加时，曲线右移很不明显。通常只画一条。显。
9、通常只画一条。输入特性曲线分三个区输入特性曲线分三个区 非线性区非线性区 死区死区 线性区线性区正常工作区，发射极正偏 NPN Si:Ube=0.60.7VPNP Ge:Ube=-0.2-0.3V本讲稿第十二页，共七十九页特性曲线特性曲线特性曲线特性曲线 三极管输出特性曲线三极管输出特性曲线I IC C=f f(U Ucece)I Ib b=C=C2-2饱和区饱和区:(1)IC受受Uce显著控制的区域，该区显著控制的区域，该区域内域内Uce的数值较小，一般的数值较小，一般Uce0.7V(硅管硅管)。发射结正偏，发射结正偏，集电结正偏集电结正偏(2)Uces=0.3V左右左右截止区：截止区：Ib
10、=0的曲线的下方的区域的曲线的下方的区域Ib=0 Ic=Iceo NPN：Ube 0.5V,管子就处于截止态管子就处于截止态通常该区：通常该区：发射结反偏，发射结反偏，集电结反偏。集电结反偏。输出特性曲线可以分为三个区域输出特性曲线可以分为三个区域:本讲稿第十三页，共七十九页特性曲线特性曲线 三极管输出特性曲线三极管输出特性曲线放大区放大区IC平行于平行于Uce轴的区域，曲线基本平行等距。轴的区域，曲线基本平行等距。(1)发射结正偏，发射结正偏，集电结反偏，集电结反偏，电压电压Ube大于大于0.7V左右左右(硅管硅管)。(2)Ic=Ib,即即Ic主要受主要受Ib的控制。的控制。(3)2-2判断
11、三极管工作状态的依据：判断三极管工作状态的依据：饱和区饱和区:发射结正偏，集电结正偏发射结正偏，集电结正偏截止区：截止区：发射结反偏，集电结反偏发射结反偏，集电结反偏或：或：Ube 0.5V（Si)Ube 0.2V（Ge)放大区放大区:发射结正偏，集电结反偏发射结正偏，集电结反偏本讲稿第十四页，共七十九页 电流放大系数电流放大系数共基直流电流放大系数共基直流电流放大系数共基交流电流放大系数共基交流电流放大系数 共射交流电流放大系数共射交流电流放大系数 =Ic/Ib Uce=C=Ic/Ie Ucb=C共射直流电流放大系数共射直流电流放大系数本讲稿第十五页，共七十九页 级间反向电流级间反向电流特性
12、参数特性参数特性参数特性参数1.集电极基极间反向饱和电流集电极基极间反向饱和电流Icbo Icbo的下标的下标cb代表集电极和基极，代表集电极和基极，O是是Open的字头，代表第三个电极的字头，代表第三个电极E开开路。路。Ge Ge管：管：A A量级量级 Si Si管：管：nAnA量级量级2.集电极发射极间的穿透电流集电极发射极间的穿透电流Iceo Iceo和和Icbo有如下关系有如下关系 Iceo=（1+）Icbo相当基极开路时，集电极和发射极间的反向饱和电流相当基极开路时，集电极和发射极间的反向饱和电流本讲稿第十六页，共七十九页集电极最大允许电流集电极最大允许电流ICM 当集电极电流增加时
13、，当集电极电流增加时，就要下降，当就要下降，当 值值下降到线性下降到线性放大区放大区 值的值的2/3时所对应的最大集电极电流时所对应的最大集电极电流 极限参数极限参数特性参数特性参数特性参数特性参数当当ICICM时，并不表示三极管时，并不表示三极管会损坏。只是管子的放大倍数降会损坏。只是管子的放大倍数降低低集电极最大允许功率损耗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，集电极电流通过集电结时所产生的功耗，PCM=ICUcbIcUcb，因发射结正偏，呈低阻，所以功耗主要集中因发射结正偏，呈低阻，所以功耗主要集中在集电结上。在计算时往往用在集电结上。在计算时往往用Uce取代取
14、代Ucb。本讲稿第十七页，共七十九页 极限参数极限参数特性参数特性参数特性参数特性参数反向击穿电压反向击穿电压BUcboBUceoBUcesBUceR表示三极管电极间承受反向电压的能力表示三极管电极间承受反向电压的能力BUcbo BUces BUceR BUceoBUebo本讲稿第十八页，共七十九页放大的概念放大的概念放大器的工作原理放大器的工作原理放大器的静态分析放大器的静态分析放大器的动态分析放大器的动态分析本讲稿第十九页，共七十九页 放大的概念放大的概念 基本放大电路一般是指由一个三极管组成的三种基本组态放大基本放大电路一般是指由一个三极管组成的三种基本组态放大电路。电路。1.1.放大电
15、路主要用于放大微弱信号，输出电压或电流在幅度上放大电路主要用于放大微弱信号，输出电压或电流在幅度上得到了放大，输出信号的能量得到了加强。得到了放大，输出信号的能量得到了加强。2.2.输出信号的能量实际上是由直流电源提供的，只是经输出信号的能量实际上是由直流电源提供的，只是经过三极管的控制，使之转换成信号能量，提供给负载。过三极管的控制，使之转换成信号能量，提供给负载。本讲稿第二十页，共七十九页 基本基本放大电路的组成放大电路的组成ECRcUi+-Uo+-RbEb简化：简化：1.两个电源用一个两个电源用一个Ec,去掉去掉Eb,Rb改接由改接由Ec供电供电2.公共端接地，设其电位为公共端接地，设其
16、电位为0，其他各点电位以它做参，其他各点电位以它做参考点。因此可不画考点。因此可不画Ec,只标出极性和大小。只标出极性和大小。UoUiEC本讲稿第二十一页，共七十九页UoUiEC 基本基本放大电路的组成放大电路的组成基本组成如下：基本组成如下：三三 极极 管管T 负载电阻负载电阻RC、RL 偏置电路偏置电路EC、Rb 耦合电容耦合电容C1、C2起放大作用将变化的集电极电流转换为电压输出使三极管工作在线性区给输出信号提供能量起隔直作用起隔直作用对交流起耦合的作用对交流起耦合的作用本讲稿第二十二页，共七十九页 放大电路的静态分析放大电路的静态分析工作原理工作原理工作原理工作原理静态静态U Ui i
17、=0=0时，放大电路的工作状态，也称时，放大电路的工作状态，也称直流工作状态直流工作状态。静态分析静态分析确定放大电路的静态值确定放大电路的静态值IBQ、ICQ、UCEQ,即静态工即静态工作点作点Q。静态工作点的位置直接影响放大电路的质量。静态工作点的位置直接影响放大电路的质量静态分析方法静态分析方法计算法计算法图解分析法图解分析法1.计算法计算法借助于放大电路的借助于放大电路的直流通路直流通路来求来求直流通路直流通路是能通过直流的通道。将电路中的耦将电路中的耦合电容和旁路电容开路，即可得到。合电容和旁路电容开路，即可得到。UoUiEC本讲稿第二十三页，共七十九页 放大电路的静态分析放大电路的
18、静态分析工作原理工作原理1.计算法计算法ECIBQICQUBEQUCEQSi管：管：UBEQ=0.6V0.7VGe管管:UBEQ=0.2V0.3V（2）求静态值）求静态值（1）首先画出直流通路首先画出直流通路求解顺序是先求求解顺序是先求IBQICQUCEQUCEQ=EC-ICQRC本讲稿第二十四页，共七十九页 放大电路的静态分析放大电路的静态分析工作原理工作原理工作原理工作原理2.图解法图解法放大电路的输入和输出直流负载线放大电路的输入和输出直流负载线三极管的输入和输出特性曲线三极管的输入和输出特性曲线确定静态工作点确定静态工作点（1）由输入特性曲线和输入直流负载线求）由输入特性曲线和输入直流
19、负载线求IBQ、UBEQECIBICUBEUCEUBE=EC-IBRb 直流负载线直流负载线iBuBEEc/RbEcIBQUBEQQ-1/Rb作出直流负载线，直流负载线和输入特性作出直流负载线，直流负载线和输入特性曲线的交点即是静态工作点曲线的交点即是静态工作点Q，由，由Q可确定可确定IBQ、UBEQ本讲稿第二十五页，共七十九页UCE=EC-ICRc 直流负载线直流负载线（1）由输入特性曲线和输入直流负载线求）由输入特性曲线和输入直流负载线求IBQ、UBEQ 放大电路的静态分析放大电路的静态分析工作原理工作原理工作原理工作原理2.图解法图解法（2）由输出特性曲线和输出直流负载线求）由输出特性曲
20、线和输出直流负载线求ICQ、UCEQECIBICUBEUCE求两点求两点IC=0 UCE=ECUCE=0 IC=EC/Rc作出直流负载线，直流负载线和输出特作出直流负载线，直流负载线和输出特性曲线的有性曲线的有多个交点多个交点。只有与只有与iB=IBQ对应的那条曲线的交点对应的那条曲线的交点才是静态工作点才是静态工作点本讲稿第二十六页，共七十九页 放大电路的静态分析放大电路的静态分析2.图解法图解法工作原理工作原理工作原理工作原理由图可见：由图可见：如改变如改变Ib的数值，便可的数值，便可改变静态工作点的位置改变静态工作点的位置，从而影，从而影响放大电路的放大质量响放大电路的放大质量本讲稿第二
21、十七页，共七十九页1.由直流负载列出方程由直流负载列出方程 UCE=UCCICRc2.在输出特性曲线上确定在输出特性曲线上确定两个特殊点两个特殊点,即可即可 画出直流负载线。画出直流负载线。关键关键：直流负载线的确定方法直流负载线的确定方法：3.在输入回路列方程式在输入回路列方程式UBE=UCCIBRb4.在输入特性曲线上，作出输入负载线，两在输入特性曲线上，作出输入负载线，两 线的交点即是线的交点即是Q。5.得到得到Q点的参数点的参数IBQ、ICQ和和UCEQ。放大电路的静态分析放大电路的静态分析2.图解法图解法工作原理工作原理工作原理工作原理EC 、EC/Rc本讲稿第二十八页，共七十九页
22、放大电路交流（动态）分析放大电路交流（动态）分析工作原理工作原理工作原理工作原理动态动态有输入信号有输入信号U Ui i00时，放大电路的工作状态，也称时，放大电路的工作状态，也称交流工作状交流工作状态态1.放大电路的交流通路放大电路的交流通路动态分析动态分析确定放大电路的放大倍数确定放大电路的放大倍数AU 或或AI输入电阻输入电阻ri和输出电阻和输出电阻ro（1）将放大电路中电容视作短路将放大电路中电容视作短路交流通路的画法：交流通路的画法：（2）直流电源电阻很小，对交流可视作短路直流电源电阻很小，对交流可视作短路即可得到放大电路的交流通路即可得到放大电路的交流通路本讲稿第二十九页，共七十九
23、页UoUiEC 放大电路交流（动态）分析放大电路交流（动态）分析工作原理工作原理工作原理工作原理1.放大电路的交流通路放大电路的交流通路UoUiIiIcIb2.放大电路的工作过程放大电路的工作过程当有交流信号当有交流信号ui加到放大器的输入端时，晶体管各点的电压加到放大器的输入端时，晶体管各点的电压和电流将在静态值基础上叠加一交流分量，此时电路中的信和电流将在静态值基础上叠加一交流分量，此时电路中的信号即有直流，又有交流。号即有直流，又有交流。本讲稿第三十页，共七十九页uiuBEUBEtuCEUCEuo工作原理工作原理工作原理工作原理规定规定直流分量：直流分量：大写字母、大写下标大写字母、大写
24、下标交流分量：交流分量：小写字母、小写下标小写字母、小写下标交直流叠加量：交直流叠加量：小写字母、大写下标小写字母、大写下标本讲稿第三十一页，共七十九页工作原理工作原理 放大电路交流（动态）分析放大电路交流（动态）分析2.放大电路的工作过程放大电路的工作过程三极管放大作用 变化的 通过 转变为变化的电压输出ui ube ib ic(ib)icRc uce uouo与与ui的极性相差的极性相差1800UoUiECUoUiIiIcIbuce=-icRL2-3本讲稿第三十二页，共七十九页工作原理工作原理工作原理工作原理 放大电路的放大倍数放大电路的放大倍数 输出信号的电压和电流幅度得到了放大，所以输
25、输出信号的电压和电流幅度得到了放大，所以输出功率也会有所放大。对放大电路而言有出功率也会有所放大。对放大电路而言有电压放大倍电压放大倍数、电流放大倍数数、电流放大倍数和和功率放大倍数功率放大倍数,通常它们都是按正弦通常它们都是按正弦量定义的。量定义的。电压放大倍数电压放大倍数定义为定义为电流放大倍数电流放大倍数定义为定义为本讲稿第三十三页，共七十九页放大电路的图解分析方法放大电路的图解分析方法晶体管的晶体管的h参数低频小信号模型参数低频小信号模型共射极共射极h参数等效电路的分析方法参数等效电路的分析方法放大器工作点稳定问题放大器工作点稳定问题本讲稿第三十四页，共七十九页通过作图的方法求通过作图
26、的方法求AU、AI及放大电路的最大不失真电压及放大电路的最大不失真电压 交流负载线交流负载线 交流负载线确定方法：交流负载线确定方法：1.通通过过输输出出特特性性曲曲线线上上过过Q点点 做做 一一 条条 斜斜 率率 为为1/RL直线。直线。2.交流负载电阻交流负载电阻RL=RLRc 3.交流负载线是有交流输入信号时，工作点交流负载线是有交流输入信号时，工作点Q的运动的运动轨迹。轨迹。uouiiiicib比直流负载线要陡比直流负载线要陡本讲稿第三十五页，共七十九页 图解分析方法图解分析方法图解分析图解分析图解分析图解分析1.求出静态工作点求出静态工作点Q2.画出交流通路，求出交流负载电阻画出交流
27、通路，求出交流负载电阻RL=Rc/RL3.以以Q为基准，在输入特性曲线上，根据为基准，在输入特性曲线上，根据ui的变化波形求的变化波形求出出ib的波形及幅值的波形及幅值Ibm作出交流负载线作出交流负载线UoUiECUoUiIiIcIb本讲稿第三十六页，共七十九页IbmIcmUom 图解分析方法图解分析方法图解分析图解分析图解分析图解分析不截止不截止Ucm1不饱和不饱和Ucm22-4本讲稿第四十页，共七十九页 图解分析方法图解分析方法图解分析图解分析图解分析图解分析6.求增益求增益AU=Ucm/UimAI=Icm/Iim7.确定放大器的最大工作范围确定放大器的最大工作范围-最大不失真电压最大不失
28、真电压Ucm=min(Ucm1,Ucm2)通过图解分析，可得如下结论：通过图解分析，可得如下结论：1.1.ui uBE iB iC uCE uo 2.2.uO与与ui相位相反；相位相反；3.3.可以量出放大电路的电压放大倍数；可以量出放大电路的电压放大倍数；4.4.可以确定最大不失真输出幅度。可以确定最大不失真输出幅度。本讲稿第四十一页，共七十九页饱和失真饱和失真截止失真截止失真由于放大电路的工作点达到了三极管的饱和区而引起的非线性失真。由于放大电路的工作点达到了三极管的截止区而引起的非线性失真。波形的失真波形的失真双向失真双向失真 放大电路要想获得大的不失真输出幅度，需要：放大电路要想获得大
29、的不失真输出幅度，需要：1.工作点工作点Q要设置在输出特性曲线放大区的中间部位；要设置在输出特性曲线放大区的中间部位；2-52-62.要有合适的交流负载线。要有合适的交流负载线。3.输入信号的幅度不能太大输入信号的幅度不能太大工作点位置合适信号过大而引起的非线性失真。本讲稿第四十二页，共七十九页 共射共射h参数模型参数模型模型建立：模型建立：小信号、小信号、忽略晶体管的电容效应和非线性忽略晶体管的电容效应和非线性输入特性曲线：输入特性曲线：输出特性曲线：输出特性曲线：取全微分：取全微分：本讲稿第四十三页，共七十九页 共射共射h参数模型参数模型hie=Ube/IbUce=C称为称为输入电阻输入电
30、阻，即，即 rbe称为称为反向电压传输系数反向电压传输系数。也称也称电压反馈系数电压反馈系数hfe=Ic/IbUce=C称为称为电流放大系数电流放大系数，即，即。hoe=Ic/UceIb=chre=Ube/UceIb=c称为称为输出电导输出电导，即，即1/rce。本讲稿第四十四页，共七十九页 共射共射h参数模型参数模型IbUbe+-Uce+-IcUbe+-Uce+-IbbecIchie+-hreUcehfeIb1/hoe本讲稿第四十五页，共七十九页Uec+-IbUbc+-IeUec+-IbbceIehic+-hrcUechfcIb1/hocIeUeb+-IcUcb+-Ucb+-IeebcIch
31、ib+-hrbUcbhfbIe1/hobUeb+-Ubc+-共集共集h参数模型参数模型 共基共基h参数模型参数模型本讲稿第四十六页，共七十九页三种组态的三种组态的h参数的关系如表所示参数的关系如表所示p38，三种，三种h参数是可以互换参数是可以互换例：例：已知三极管共射已知三极管共射h参数参数:hie=1.4K hre=3.37 10-4 hfe=44 hoe=27 10-6S该三极管连成共基电路，求它的共基该三极管连成共基电路，求它的共基h参数值参数值解：解：共射和共基的反向传输系数很小，输出电阻都很高。共射和共基的反向传输系数很小，输出电阻都很高。本讲稿第四十七页，共七十九页h参数简化模型
32、参数简化模型简化条件：简化条件：1.RLhie可忽略UoUsIiIchiehfeIiUi1.输入阻抗输入阻抗 ririri=hie如考虑如考虑Rb的影响，的影响，riri=Rb/hie定义：定义：UbeUcehfeIbhie本讲稿第五十一页，共七十九页 共射共射h参数等效电路分析方法参数等效电路分析方法UoUsIiIchiehfeIiUi2.电流增益电流增益AI=hfe3.电压增益电压增益AU考虑信号源内阻考虑信号源内阻RS的影响的影响增加放大增益有效的方法：适量增加增加放大增益有效的方法：适量增加IEQ=-IcRLIihie本讲稿第五十二页，共七十九页 共射共射h参数等效电路分析方法参数等效
33、电路分析方法4.输出阻抗输出阻抗步骤：步骤：（1）将输入信号源电压）将输入信号源电压Us短路，即短路，即 Us=0（2）将负载开路即）将负载开路即RL=,并在输出端外加一激励信号并在输出端外加一激励信号Uo（3）在）在Uo激励下，产生电流激励下，产生电流Io,则输出阻抗则输出阻抗roUoUsIiIchiehfeIiUiIihiehfeIiUiIoUororo=如考虑如考虑Rc电阻对输出阻抗的电阻对输出阻抗的影响影响UoUsIiIchiehfeIiUirororo=Rc本讲稿第五十三页，共七十九页温度漂移温度漂移晶体管参数随温度变化的结果使原来设置的工作晶体管参数随温度变化的结果使原来设置的工作
34、点随温度而移动的现象点随温度而移动的现象 温度对晶体管参数的影响温度对晶体管参数的影响TUBEIBQ ICBO ICEO ICQ 工作点上移工作点上移2-7本讲稿第五十四页，共七十九页UiU0ReIBQIEQEcUEUB 分压式电流负反馈稳定偏置电路分压式电流负反馈稳定偏置电路射极偏置电路Rb1、Rb2和和Re构成偏置电路。构成偏置电路。Rb1、Rb2组成分压器，提供一个组成分压器，提供一个固定的基极电位固定的基极电位UB。Re发射极电阻，提供电流负反发射极电阻，提供电流负反馈。馈。I1当满足当满足I1IBQ时，时，固定固定稳定工作点的过程：稳定工作点的过程：TUBE ICBO ICQ IEQ
35、 UE=IEQReUBE=UB-UE IBQ ICQ 本讲稿第五十五页，共七十九页射极偏置电路的分析射极偏置电路的分析1.静态分析静态分析近似估算法：近似估算法：当满足I1IBQ时，UE=UB-UBEQIEQ=UE/ReUiU0ReIEQEcUEI1IBQUBEcIEQI1UE本讲稿第五十六页，共七十九页UiUoRehieUiU0ReIEQEcUEI1射极偏置电路的分析射极偏置电路的分析UiUoRerororirihfeIb2.动态分析动态分析本讲稿第五十七页，共七十九页射极偏置电路的分析射极偏置电路的分析2.动态分析动态分析UiUoRehierororirihfeIb电压增益电压增益-hfe
36、IbRL=Ibhie+(1+hfe)IbReRL=Rc/RL-hfeRL=hie+(1+hfe)ReAU由式可看出：由式可看出：Re的引入虽然可以稳定静态工作点，但它也引入交流负反的引入虽然可以稳定静态工作点，但它也引入交流负反馈，使放大增益大幅度降低。馈，使放大增益大幅度降低。改进的方法：改进的方法：Re上并联旁路电容上并联旁路电容本讲稿第五十八页，共七十九页2.动态分析动态分析输入电阻输入电阻UiUoRehierororirihfeIbIb=Ibhie+(1+hfe)IbReri=hie+(1+hfe)Reri=Rb1/Rb2/hie+(1+hfe)Re 输出电阻输出电阻ro=ro=Rc电
37、压增益电压增益-hfeRL=hie+(1+hfe)ReAU本讲稿第五十九页，共七十九页1.作静态分析作静态分析画出电路的直流通路画出电路的直流通路计算法计算法图解法图解法静态值静态值IBQICQUBEQUCEQ2.作动态分析作动态分析画出电路的交流通路画出电路的交流通路三极管用微变等效电路代替三极管用微变等效电路代替放大电路的微变等效电路放大电路的微变等效电路hieAU ri ro ri ro图解法：适合于大信号的分析图解法：适合于大信号的分析等效电路法：适合于小信号的分析等效电路法：适合于小信号的分析等效电路法：等效电路法：Si:UBEQ=0.60.7VGe:UBEQ=0.20.3V本讲稿第
38、六十页，共七十九页静态分析静态分析动态分析动态分析本讲稿第六十一页，共七十九页1.静态工作点的计算静态工作点的计算本讲稿第六十二页，共七十九页电压增益电压增益AU(1+hfe)IbRL=Ibhie+(1+hfe)IbRL(1+hfe)RL=hie+(1+hfe)RLRL=Re/RLAU(1+hfe)RLhiehie共集电路的输入电阻比共射高共集电路的输入电阻比共射高输出电阻输出电阻UoIoro=-Ib(Rs+hie)-(Ib+hfeIb)ro=Rs+hie1+hfeRs=Rs/Rb共集电路具有很低的输出电阻本讲稿第六十四页，共七十九页2.动态分析动态分析输出电阻输出电阻ro=Rs+hie1+h
39、fehiero=Re/roro电流增益电流增益AIAI=Ie/Ib=1+hfe特点：特点：输入阻抗高输入阻抗高输出阻抗低输出阻抗低电压增益近似为电压增益近似为1电流增益大电流增益大本讲稿第六十五页，共七十九页静态分析静态分析动态分析动态分析本讲稿第六十六页，共七十九页1.静态工作点的计算静态工作点的计算与射极偏置电路相同与射极偏置电路相同本讲稿第六十七页，共七十九页ririroro电压增益电压增益AU-hfbIeRL=IehibRL=Rc/RL-hfbRL=hibAU本讲稿第六十八页，共七十九页电压增益电压增益AU-hfbRL=hibAUririrorohfeRL=hie电流增益电流增益AIh
40、fbIe=Ie=hfb电流增益恒小于1，且近似等于1输入电阻输入电阻ri=hibri=ri/Rc共基电路具有很低的输入电阻输出电阻输出电阻ro=ro=ro/Rc=Rc本讲稿第六十九页，共七十九页特点：特点：1.共基电路输入电阻较小，输出电阻较大，电流共基电路输入电阻较小，输出电阻较大，电流增益近似等于增益近似等于1，电压增益与共射电路相同。，电压增益与共射电路相同。2.直流工作点的温度稳定性好直流工作点的温度稳定性好3.共基电路可工作在较高的频率共基电路可工作在较高的频率本讲稿第七十页，共七十九页阻容偶合阻容偶合变压器偶合变压器偶合直接耦合直接耦合光电耦合光电耦合本讲稿第七十一页，共七十九页
41、多级放大电路的连接，产生了单元电路间的级联问题即耦合问多级放大电路的连接，产生了单元电路间的级联问题即耦合问题。放大电路的级间耦合必须要保证信号的传输，且保证各级的静题。放大电路的级间耦合必须要保证信号的传输，且保证各级的静态工作点正确。态工作点正确。阻容耦合阻容耦合UiUoEc优点：结构简单，各工优点：结构简单，各工作点互不影响，放大效作点互不影响，放大效果好。果好。缺点：不能传送较慢的缺点：不能传送较慢的信号或直流信号信号或直流信号不适宜集成化不适宜集成化本讲稿第七十二页，共七十九页 变压器耦合变压器耦合级与级之间利用变压器来传送交流信号级与级之间利用变压器来传送交流信号 直接耦合直接耦合
42、各级电路之间直接连接或采各级电路之间直接连接或采用对直流呈导通特性的电阻、用对直流呈导通特性的电阻、二极管等元件相接。二极管等元件相接。存在问题：存在问题：1.前后级工作点相互影响，即存在前后级工作点相互影响，即存在级间电位匹配的问题。级间电位匹配的问题。2.零点漂移零点漂移3.集电极电位逐级升高集电极电位逐级升高本讲稿第七十三页，共七十九页 光电耦合光电耦合工作过程：电工作过程：电光光电电 多级放大电路放大倍数的计算多级放大电路放大倍数的计算即多级放大器的放大倍数等于各个单级放大电路放大倍数的积即多级放大器的放大倍数等于各个单级放大电路放大倍数的积注意注意：在求单级放大电路的放大倍数时必须将
43、后一级的输入电在求单级放大电路的放大倍数时必须将后一级的输入电阻作为前一级的负载考虑，即将第二级的输入电阻与第阻作为前一级的负载考虑，即将第二级的输入电阻与第一级集电极负载电阻并联。一级集电极负载电阻并联。本讲稿第七十四页，共七十九页小小 结结 晶体三极管是电流控制元件，通过控制基极电流或射极电流可晶体三极管是电流控制元件，通过控制基极电流或射极电流可以控制集电极电流。以控制集电极电流。要使三极管正常工作并有放大作用，管子的要使三极管正常工作并有放大作用，管子的发射结发射结必须必须正向偏正向偏置置，集电结集电结必须必须反向偏置反向偏置。三极管的特性可用输入和输出特性曲线来表示，也可用特性参数来
44、表三极管的特性可用输入和输出特性曲线来表示，也可用特性参数来表示。主要的特性参数有：电流放大系数示。主要的特性参数有：电流放大系数、，极间反向电流极间反向电流Icbo、Iceo，极限参数，极限参数ICM、PCM和和BUCEO。放大电路的构成：放大电路的构成：有源器件，如晶体管。有源器件，如晶体管。要保证有源器件能要保证有源器件能正常工作，既要有合适的静态工作点，又要使变化的信号能输入、放正常工作，既要有合适的静态工作点，又要使变化的信号能输入、放大、输出并基本不失真。大、输出并基本不失真。本讲稿第七十五页，共七十九页小小 结结画出电路的直流通路画出电路的直流通路计算法计算法图解法图解法静态值静
45、态值IBQICQUBEQUCEQ 放大电路的性能分析主要有静态分析和动态分析。放大电路的性能分析主要有静态分析和动态分析。静态分析静态分析求输入信号为零时，求输入信号为零时，放大电路的工作状态。放大电路的工作状态。确定确定放大电路的静态值放大电路的静态值IBQ、ICQ、UCEQ,即静态工作点即静态工作点Q。静态工作。静态工作点的位置直接影响放大电路的质量点的位置直接影响放大电路的质量分析方法：分析方法：动态分析动态分析有输入信号有输入信号U Ui i00时，放大电路的工作状态时，放大电路的工作状态确定放大确定放大电路的放大倍数电路的放大倍数AU 或或AI输入电阻输入电阻ri和输出电阻和输出电阻
46、ro本讲稿第七十六页，共七十九页动态的分析方法有：图解法和等效电路法。动态的分析方法有：图解法和等效电路法。图解法以器件的特性曲线为基础、直观、形象，主要用于分析放大器图解法以器件的特性曲线为基础、直观、形象，主要用于分析放大器的大信号工作，的大信号工作，等效电路法以器件的交流信号模型为基础，是分析小信号放大等效电路法以器件的交流信号模型为基础，是分析小信号放大电路的主要手段。低频电路的主要手段。低频h参数等效电路是小信号交流等效电路，在参数等效电路是小信号交流等效电路，在很多实际情况下，可根据简化条件，将很多实际情况下，可根据简化条件，将hre和和hoe忽略，只须用保留忽略，只须用保留hfe
47、 和和hie 两个参数的简化等效电路即可获得所需精度两个参数的简化等效电路即可获得所需精度小小 结结画出电路的交流通路画出电路的交流通路三极管用微变等效电路代替三极管用微变等效电路代替放大电路的微变等效电路放大电路的微变等效电路hieAU ri ro ri ro本讲稿第七十七页，共七十九页 晶体三极管按其连接方式不同，可以有三种组态，即共射、共晶体三极管按其连接方式不同，可以有三种组态，即共射、共集、共基三种放大电路。集、共基三种放大电路。共射电路共射电路：较高电压和电流增益，输入与输出阻抗中等，输出：较高电压和电流增益，输入与输出阻抗中等，输出电压与输入电压反相。电压与输入电压反相。共基电路
48、共基电路：电流增益小于或等于：电流增益小于或等于1，电压增益较大，输入阻抗，电压增益较大，输入阻抗低，输出阻抗高，输出电压与输入电压同相。低，输出阻抗高，输出电压与输入电压同相。共集电路共集电路：电压增益小于或等于：电压增益小于或等于1，电流增益较大，输入阻抗，电流增益较大，输入阻抗高，输出阻抗低，输出电压与输入电压同相。高，输出阻抗低，输出电压与输入电压同相。多级放大电路的耦合方式有直接耦合、阻容偶合、变压器耦合多级放大电路的耦合方式有直接耦合、阻容偶合、变压器耦合和光电耦合。和光电耦合。求解多级放大电路的增益时，必须考虑后级放大电路的求解多级放大电路的增益时，必须考虑后级放大电路的输入电阻对前级放大电路的电压增益的影响。输入电阻对前级放大电路的电压增益的影响。总的放大增益等于各个单级增益的乘积总的放大增益等于各个单级增益的乘积。小小 结结本讲稿第七十八页，共七十九页重点重点：三种基本放大电路（：三种基本放大电路（CECE、CCCC、CBCB）的分析方法及各）的分析方法及各自特点。自特点。难点难点：1.1.三极管载流子的传输规律；三极管载流子的传输规律；2.2.静态工作点与波形失真；静态工作点与波形失真；3.3.多级放大电路的分析。多级放大电路的分析。重点难点重点难点本讲稿第七十九页，共七十九页