《第2章--半导体三极管及放大电路基础讲解优秀PPT.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第2章--半导体三极管及放大电路基础讲解优秀PPT.ppt（105页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第第2章章 半导体三极管半导体三极管 及放大电路基础及放大电路基础电子技术基础电子技术基础2.1 2.1 半导体三极管半导体三极管2.2 2.2 场效应晶体管场效应晶体管2.3 2.3 基本沟通电压放大电路基本沟通电压放大电路2.4 2.4 分压式偏置放大电路分压式偏置放大电路2.5 2.5 多级放大电路多级放大电路2.6 2.6 射极跟随器射极跟随器2.7 2.7 功率放大电路功率放大电路2.8 2.8 放大电路中的负反馈放大电路中的负反馈书目书目2.1 2.1 半导体三极管半导体三极管2.1.1 2.1.1 三极管的基本结构与类型三极管的基本结构与类型 三极管有三个区，分别叫做放射区、基三
2、极管有三个区，分别叫做放射区、基区和集电区。引出的三个电极相应叫做放射极、区和集电区。引出的三个电极相应叫做放射极、基极和集电极，分别记为基极和集电极，分别记为e e、b b、c c。两个。两个PNPN结结分别叫放射结分别叫放射结(放射区与基区交界处的放射区与基区交界处的PNPN结结)和和集电结集电结(集电区与基区交界处的集电区与基区交界处的PNPN结结)。下一页 返回2.1 2.1 半导体三极管半导体三极管返回NPNNPN型型符号符号:-NNP发射区集电区基区发射结 集电结ecb发射极集电极基极PNPPNP型型-PPN发射区集电区基区发射结 集电结ecb发射极集电极基极上一页 下一页图图2-
3、1 2-1 三极管的结构与电路符号三极管的结构与电路符号2.1 2.1 半导体三极管半导体三极管 图示是三极管结构的示意图，三极管的实际结构并不是对称的，所以三极管的放射极和集电极不能对调运用。下一页上一页返回BECNNP基极基极发射极发射极集电极集电极基区：较薄，基区：较薄，掺杂浓度低掺杂浓度低集电区：集电区：面积较大面积较大放射区：掺放射区：掺杂浓度较高杂浓度较高2.1 2.1 半导体三极管半导体三极管2.1.2 2.1.2 三极管的电流放大作用三极管的电流放大作用下一页上一页返回共发射极接法共发射极接法c区区b区区e区区 晶体管在电路中工作时，为了正常地发挥其电流放大作用，必需给它的各电
4、极外加大小和极性合适的直流工作电压，即必需给放射结加正向电压(也叫正偏)，给集电结加反向电压(也叫反偏)。2.1 2.1 半导体三极管半导体三极管返回ICmA AVVUCEUBERBIBUSCUSB CBERCmAIEI IE E=I=IC C+I+IB BI IE E I IC C I IB B 上一页 下一页图图2-3 2-3 共放射极放大电路共放射极放大电路2.1 2.1 半导体三极管半导体三极管 通常晶体管在放大电路中的连接方式有三种通常晶体管在放大电路中的连接方式有三种,如图所示，它们如图所示，它们分别称为共基极接法、共放射极接法和共集电极接法。分别称为共基极接法、共放射极接法和共集
5、电极接法。下一页上一页返回(a)(a)共基极；共基极；(b)(b)共射极；共射极；(c)(c)共集电极共集电极 2.1 2.1 半导体三极管半导体三极管下一页上一页返回 半导体三极管具有的电半导体三极管具有的电流放大功能，完全取决于三流放大功能，完全取决于三极管内部结构的特殊性及其极管内部结构的特殊性及其内部载流子的运动规律。图内部载流子的运动规律。图示是共放射极放大电路。示是共放射极放大电路。2.1 2.1 半导体三极管半导体三极管2.1.3 2.1.3 半导体三极管的特性曲线半导体三极管的特性曲线 下一页上一页返回IB(A)UBE(V)204060800.40.8UCE 1V1.1.输入特
6、性输入特性输入特性是指在三极管集电极输入特性是指在三极管集电极与放射极之间的电压与放射极之间的电压UCEUCE为确定值时，为确定值时，基极电流基极电流IBIB同基极与放射极之间的电同基极与放射极之间的电压压UBEUBE的关系，即的关系，即 2.1 2.1 半导体三极管半导体三极管2.输出特性 输出特性是指在基极电流为确定值时，三极管集电极电流IC同集电极与放射极之间的电压UCE的关系。即 在不同的IB下，可得出不同的曲线所以二极管的输出特性曲线是一组曲线，下一页上一页返回IC(mA )1234UCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A100 A2.1 2.1 半导体三极管半
7、导体三极管通常把晶体管的输出特性曲线分为通常把晶体管的输出特性曲线分为放大区放大区、截止区截止区和和饱饱和区和区3 3个工作区，如个工作区，如图图2-42-4所示。所示。(1)(1)放大区。输出特性曲线近于水平的部分是放大区。放大区。输出特性曲线近于水平的部分是放大区。(2)(2)截止区。截止区。I IB B=0=0这条曲线及以下的区域称为截止区。这条曲线及以下的区域称为截止区。(3)(3)饱和区。靠近纵坐标特性曲线的上升和弯曲部分所饱和区。靠近纵坐标特性曲线的上升和弯曲部分所对应的区域称为饱和区。对应的区域称为饱和区。下一页上一页返回2.1 2.1 半导体三极管半导体三极管返回IC(mA )
8、1234UCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A100 A当当UCE大于确定的数值大于确定的数值时，时，IC只与只与IB有关，有关，IC=IB,且且 IC=IB。此区域称为线性放。此区域称为线性放大区。大区。此区域中此区域中:IB=0,IC=ICEO,UBEIC，UCE 0.3V称为饱和区。称为饱和区。上一页 下一页晶体三极管的输出特性曲线晶体三极管的输出特性曲线2.1 2.1 半导体三极管半导体三极管3.3.三极管的主要参数三极管的主要参数 (1)1)电流放大系数电流放大系数 下一页上一页返回2.1 2.1 半导体三极管半导体三极管(2)集射极反向截止电流ICEO 它是
9、指基极开路(IB0)时，集电结处于反向偏置和放射结处于正向偏置时的集电极电流。又因为它似乎是从集电极干脆穿透三极管而到达放射极的，所以又称为穿透电流。这个电流应越小越好。(3)集电极最大允许电流ICM 当集电极电流超过确定值时，三极管的值就要下降，ICM就是表示当值下降到正常值的23时的集电极电流。下一页上一页返回2.1 2.1 半导体三极管半导体三极管(4 4)集电极最大允许耗散功率集电极最大允许耗散功率P PCMCM 可在三极管的输出特性曲线上作出可在三极管的输出特性曲线上作出P PCMCM曲线，它是一条曲线，它是一条双曲线。双曲线。上一页返回2 21 14 4 晶体三极管的引脚判别及性能
10、测试晶体三极管的引脚判别及性能测试一、晶体三极管的引脚判别一、晶体三极管的引脚判别 1 1基极的判别基极的判别 将将万万用用表表欧欧姆姆档档拨拨到到RlkRlk档档，用用黑黑表表笔笔接接三三极极管管的的某某一一极极，再再用用红红表表笔笔分分别别去去接接触触另另外外两两个个电电极极。若若测测得得一一个个阻阻值值大大，一一个个阻阻值值小小，就就将将黑黑表表笔笔换换接接一一个个电电极极再再测测，直直到到出出现现测测得得的的两两个个阻阻值值都都很很小小 (或或都都很很大大)；然然后后将将红红、黑黑表表笔笔调调换换，重重复复上上述述测测试试，若若阻阻值值恰恰好好相相反反，都都很很大大(或或都都很很小小)
11、，这这时时红红表表笔笔所所接接电电极极，就就是三极管的基极，而且是是三极管的基极，而且是NPNNPN型管型管 (或或PNPPNP型管型管)。2.1 2.1 半导体三极管半导体三极管返回下一页 2 2集电极、放射极的判别集电极、放射极的判别 假假如如被被测测管管子子为为NPNNPN型型锗锗管管。用用万万用用表表RlkRlk档档测测除除基基极极以以外外的的另另两两个个电电极极，得得到到一一个个阻阻值值，再再将将红红、黑黑表表笔笔对对调调测测一一次次，又又得得到到一一个个阻阻值值；在在阻阻值值较较小小的的那那一一次次中中，红红表表笔笔所所接接电电极极就就是是放放射射极极，黑黑表表笔笔接接的的就就是是
12、集集电电极极。若若为为PNPPNP型型锗锗管管，红红表表笔笔接接的的电电极极为为集集电电极极，黑黑表表笔笔接接的的电电极极为为放放射射极极。对对于于NPNNPN型型硅硅管管，可可在在基基极极与与黑黑表表笔笔之之间间接接一一个个l00kl00k的的电电阻阻，用用上上述述同同样样方方法法，测测除除基基极极外外的的两两个个电电极极间间的的电电阻阻，其其申申阻阻值值较较小小的的一一次次黑黑表表笔笔所所接接为为集集电电极，红表笔所接为放射极。极，红表笔所接为放射极。2.1 2.1 半导体三极管半导体三极管返回上一页 下一页二、用万用表粗测晶体三极管性能二、用万用表粗测晶体三极管性能 1 1晶体三极管极间
13、电阻的测量晶体三极管极间电阻的测量 通通过过测测量量三三极极管管极极间间电电阻阻的的大大小小，可可推推断断管管子子质质量量的的优优劣劣。测测量量时时，要要留留意意量量程程的的选选择择。测测量量小小功功率率管管时时，应应当当用用RlkRlk或或Rl00Rl00档档。测测量量大大功功率率锗锗管管时时，则则要要用用RlRl或或R10R10档档。对对于于质质量量良良好好的的中中、小小功功率率三三极极管管，基基极极与与集集电电极极、基基极极与与放放射射极极正正向向电电阻阻一一般般为为几几百百欧欧到到几几千千欧欧，其其余余的的极极间间电电阻阻都都很很高，约为几百千欧。硅管要比锗管的极间电阻高。高，约为几百
14、千欧。硅管要比锗管的极间电阻高。2 2晶体三极管穿透电流的估测晶体三极管穿透电流的估测 对对于于PNPPNP管管，红红表表笔笔接接集集电电极极，黑黑表表笔笔接接放放射射极极，用用RlkRlk档档测测的的阻阻值值应应在在50k50k以以上上，此此值值越越大大，说说明明管管子子的的穿穿透透电电流流越越小小，管管子子性性能能优优良良；若若阻阻值值小小于于25k25k，则则该该管管不不宜宜选选用用。对对于于NPNNPN管管，应应将将红红、黑黑表表笔笔对对调调测测其其电电阻阻，阻阻值值应应比比PNPPNP管管大大很很多多，一一般般应在几百千欧。应在几百千欧。3 3电流放大系数电流放大系数值的估测值的估测
15、 电电流流放放大大系系数数值值估估测测如如图图2-8c2-8c所所示示，将将万万用用表表拨拨到到RlkRlk档档。对对于于NPNNPN型型管管，红红表表笔笔接接放放射射极极，黑黑表表笔笔接接集集电电极极，测测出出两两极极之之间间电电阻阻，登登记记阻阻值值，然然后后在在基基极极与与集集电电极极之之间间接接入入一一个个100k100k电电阻阻。此此时时的的阻阻值值比比不不接接电电阻阻时时要要小小。两两次次测测得得的的电电阻阻值值相相差差越越大大，则则说说明明值值越越大大，放放大大实实力力越越好好；若若差差值值很很小小，说说明明管管子子的的放放大大实实力力很很小小。对对于于PNPPNP三三极极管管，
16、测测量量时时只只要要将将红红、黑黑表表笔笔对对调调即即可可，其其他他方方法法完完全全一样。一样。2.1 2.1 半导体三极管半导体三极管下一页 返回上一页2.1 2.1 半导体三极管半导体三极管用万用表测三极管用万用表测三极管2.2 2.2 场效应晶体管场效应晶体管 结型场效应管结型场效应管 1.1.结型场效应管的结构、符号结型场效应管的结构、符号和分类和分类 N N沟道结型场效应管是在同一块沟道结型场效应管是在同一块N N型硅型硅片的两侧分别制作了掺杂浓度较高的片的两侧分别制作了掺杂浓度较高的P P型区，形成两个对称的型区，形成两个对称的PNPN结，将两个结，将两个P P区的引出线连在一起作
17、为一个电极，称区的引出线连在一起作为一个电极，称为为栅极栅极(G)(G)，在，在N N型硅片两端各引出一个型硅片两端各引出一个电极，分别称为电极，分别称为源极源极(s)(s)和和漏极漏极(D)(D)结型结型场效应管可分为场效应管可分为N N沟道沟道结型场效应管和结型场效应管和P P沟道沟道结型场效应管。结型场效应管。动画 结型场效应管的结构下一页 返回栅极(a)N沟道 (b)P沟道 2.2 2.2 场效应晶体管场效应晶体管 2.结型场效应管的工作原理 N沟道和P沟道结型场效应管的工作原理完全相同，只是偏置电压的极性和载流子的类型不同而已(犹如三极管的NPN和PNP)。下面以N沟道结型场效应管为
18、例来分析其工作原理。动画 结型场效应管的工作原理下一页上一页返回2.2 2.2 场效应晶体管场效应晶体管 结型场效应管的漏极电流结型场效应管的漏极电流iDiD受受UGSUGS和和UDSUDS的双重限制。这的双重限制。这种电压的限制作用，是场效应管具有放大作用的基础。在种电压的限制作用，是场效应管具有放大作用的基础。在D D、S S极间加上电压极间加上电压UDSUDS，则源极和漏极之间形成电流，则源极和漏极之间形成电流iDiD，通过，通过变更栅极和源极的反向电压变更栅极和源极的反向电压UGSUGS，就可以变更两个，就可以变更两个PNPN结阻挡结阻挡层层(耗尽层耗尽层)的宽度，这样就变更了沟道电阻
19、，因此就变更的宽度，这样就变更了沟道电阻，因此就变更了漏极电流了漏极电流iDiD。下一页上一页返回2.2 2.2 场效应晶体管场效应晶体管 3.3.结型场效应管的特性曲线结型场效应管的特性曲线(以以N N沟通结型场效应管为例沟通结型场效应管为例)(1)(1)转移特性曲线。转移特性曲线。下一页上一页返回 依据这个函数关系可得依据这个函数关系可得出它的特性曲线如图所示。出它的特性曲线如图所示。2.2 2.2 场效应晶体管场效应晶体管返回上一页 下一页 (2)(2)输出特性曲线。输出特性曲线。与三极管类似，输出特与三极管类似，输出特性曲线也为一簇曲线，如图性曲线也为一簇曲线，如图所示。所示。可变电阻
20、区可变电阻区(相当于三极相当于三极管的饱和区管的饱和区)恒流区恒流区(也称饱和区也称饱和区)()(相相当于三极管的放大区当于三极管的放大区)夹断区夹断区(相当于三极管的相当于三极管的截止区截止区)2.2 2.2 场效应晶体管场效应晶体管 2.2.2 2.2.2 绝缘栅型场效应管（绝缘栅型场效应管（MOSMOS管）管）1.N 1.N沟道增加型（沟道增加型（MOSFETMOSFET）的结构。）的结构。N N沟道增加型沟道增加型MOSFETMOSFET是在一块低掺是在一块低掺杂的杂的P P型硅片上生成一层型硅片上生成一层SiO2SiO2薄膜绝缘薄膜绝缘层，然后用光刻工艺扩散两个高掺杂层，然后用光刻工
21、艺扩散两个高掺杂的的N N型区，并引出两个电极，分别是漏型区，并引出两个电极，分别是漏极极D D和源极和源极S S。在源极和漏极之间的绝。在源极和漏极之间的绝缘层上镀一层金属铝作为栅极缘层上镀一层金属铝作为栅极G G。P P型型硅片称为衬底，用字母硅片称为衬底，用字母B B表示。表示。下一页上一页返回动画动画 绝缘栅场效应管结构绝缘栅场效应管结构2.2 2.2 场效应晶体管场效应晶体管 上一页返回下一页 2.2.工作原理工作原理 栅源电压栅源电压uGSuGS的限制的限制作用作用-s二氧化硅P衬底底gDSu+Nd+bNuGSiD2.2 2.2 场效应晶体管场效应晶体管 上一页返回漏源电压漏源电压
22、uDS对漏极对漏极电流电流id的限制作用的限制作用 下一页动画动画 绝缘栅场效应管工作绝缘栅场效应管工作原理原理-二氧化硅NisDNub+DSduP P衬底衬底GSg2.2 2.2 场效应晶体管场效应晶体管 上一页返回3 3.特性曲线特性曲线 转移特性曲线转移特性曲线：iD=f(uGS)uDS=const(a)(a)转移特性曲线转移特性曲线 (b)(b)输出特性曲线输出特性曲线2.2 2.2 场效应晶体管场效应晶体管 上一页返回 输出特性曲线：输出特性曲线：i iD D=f f(u uDSDS)u uGSGS=const=const（a a）可变电阻区可变电阻区（预夹断前）。（预夹断前）。（b
23、 b）恒流区恒流区也称饱和区（预夹也称饱和区（预夹断后）。断后）。（c c）夹断区夹断区（截止区）。（截止区）。可变电阻区可变电阻区恒流区恒流区截止区截止区i(V)(mA)DDSuGS=6Vuu=5VGS=4VuGSu=3VGS下一页2.3 2.3 基本沟通电压放大电路基本沟通电压放大电路 2.3.1 2.3.1 共射基本放大电路的组成共射基本放大电路的组成下一页 返回图所示是一个典型的共射基图所示是一个典型的共射基本放大电路。电路中各元件的本放大电路。电路中各元件的作用如下所述：作用如下所述：(1)(1)三极管三极管T T。它是放大电。它是放大电路的核心器件，具有放大电流路的核心器件，具有放
24、大电流的作用的作用(2)(2)基极偏流电阻基极偏流电阻RBRB。其。其作用是向三极管的基极供应合作用是向三极管的基极供应合适的偏置电流，并使放射结正适的偏置电流，并使放射结正向偏置。向偏置。2.3 2.3 基本沟通电压放大电路基本沟通电压放大电路 (3)集电极负载电阻RC。RC的作用是把三极管的电流放大转换为电压放大。(4)直流电源VCC。VCC的正极RC经接三极管集电极，负极接放射极。VCC有两个作用，一是通过RB和RC使三极管放射结正偏、集电结反偏，使三极管工作在放大区；二是给放大电路供应能源。(5)电容C1和C2。它们起“隔直通交”的作用，避开放大电路的输入端与信号源之间，输出端与负载之
25、间直流重量的相互影响。下一页上一页返回2.3 2.3 基本沟通电压放大电路基本沟通电压放大电路 2.3.2 2.3.2 共射基本放大电路的基本分析方法共射基本放大电路的基本分析方法 1.1.静态分析静态分析 画出放大电路的直流通路画出放大电路的直流通路 下一页 返回上一页+V开路开路开路开路-uTR2LBoCRCu1+R+CC-.ic2.3 2.3 基本沟通电压放大电路基本沟通电压放大电路 下一页 返回上一页画画直流通路直流通路：+TRBRCCVcICQ=IBQ2.3 2.3 基本沟通电压放大电路基本沟通电压放大电路 例例2-1：用估算法计算静态工作点。：用估算法计算静态工作点。已知：已知：V
26、CC=12V，RC=4K，RB=300K ，=37.5。下一页 返回上一页解：解：2.3 2.3 基本沟通电压放大电路基本沟通电压放大电路 2.2.动态分析动态分析 画出放大电路的沟通通路画出放大电路的沟通通路 将直流电压源短路，将电容短路。将直流电压源短路，将电容短路。下一页 返回上一页短路短路短路短路置零置零2.3 2.3 基本沟通电压放大电路基本沟通电压放大电路 下一页 返回上一页+R-uoTuRBRLic+沟通通路沟通通路2.3 2.3 基本沟通电压放大电路基本沟通电压放大电路 下一页 返回上一页Trbe三极管三极管微变等效电路微变等效电路2.3 2.3 基本沟通电压放大电路基本沟通电
27、压放大电路 下一页 返回上一页+-uouRBRLiRc+rbe微变等效电路微变等效电路2.3 2.3 基本沟通电压放大电路基本沟通电压放大电路 下一页 返回上一页+-uouRBRLiRc+rbe2.3 2.3 基本沟通电压放大电路基本沟通电压放大电路 例例2-2：VCC=12V，RC=4K，Rb=300K ，=37.5。求放大电路的电压放大倍数求放大电路的电压放大倍数AU 解解：下一页 返回上一页2.3 2.3 基本沟通电压放大电路基本沟通电压放大电路 下一页 返回上一页 3.3.放大电路的图解分析法简介放大电路的图解分析法简介 (1)(1)用图解法分析放大电路的静态工作用图解法分析放大电路的
28、静态工作状况状况 如前所述，共射基本如前所述，共射基本放大电路直流通路如图所示。放大电路直流通路如图所示。利用三极管的输出特性曲线，利用三极管的输出特性曲线，可以画出放大电路输出回路可以画出放大电路输出回路的图解分析曲线如的图解分析曲线如图图2-52-5所所示。示。+TRBRCCVc2.3 2.3 基本沟通电压放大电路基本沟通电压放大电路返回UCEQ=VCCICQRCVCCICUCE直流负载线直流负载线由估算法求出由估算法求出I IB B，I IB B对应的输出对应的输出特性与直流负特性与直流负载线的交点就载线的交点就是工作点是工作点Q QQIB静态静态UCE静态静态IC+TRBRCCVc上一
29、页 下一页输出回路的图解分析输出回路的图解分析2.3 2.3 基本沟通电压放大电路基本沟通电压放大电路 (2)用图解法分析放大电路的动态工作状况 用图解法能够直观显示出在输入信号作用下，放大电路各点电压和电流波形的幅值大小及相位关系，尤其对推断静态工作点是否合适、输出波形是否会失真等特别便利。图2-6画出了用图解法分析放大电路的动态工作状况。下一页 返回上一页2.3 2.3 基本沟通电压放大电路基本沟通电压放大电路返回iBuBEQuiibic假设在静态工作点的基础上，假设在静态工作点的基础上，输入一微小的正弦信号输入一微小的正弦信号 uiib静态工作点静态工作点iCuCEuce留意：留意：uc
30、e与与ui反相！反相！上一页 下一页用图解法分析放大电路的动态工作状况用图解法分析放大电路的动态工作状况2.3 2.3 基本沟通电压放大电路基本沟通电压放大电路 （3 3）静态工作点对输出波形失真的影响）静态工作点对输出波形失真的影响 饱和失真饱和失真当当Q Q点设置偏高点设置偏高，接近饱和区时，如，接近饱和区时，如图图2-72-7中的中的Q Q1 1点点,i,iC C的正半周和的正半周和u ucece的负半周都出现了畸变。的负半周都出现了畸变。截止失真截止失真当当Q Q点设置偏低点设置偏低，接近截止区时，如，接近截止区时，如图图2-82-8中的中的Q Q2 2。点，使点，使得得i iC C的
31、负半周和的负半周和u ucece的正半周出现畸变。的正半周出现畸变。返回上一页 下一页2.3 2.3 基本沟通电压放大电路基本沟通电压放大电路返回iCuCEuo称为饱和失真称为饱和失真信号波形信号波形截止失真和饱和失真统截止失真和饱和失真统称称“非线性失真非线性失真”上一页 下一页静态工作点对输出波形失真的影响静态工作点对输出波形失真的影响2.3 2.3 基本沟通电压放大电路基本沟通电压放大电路返回iCuCEuo称为截止失真称为截止失真信号波形信号波形上一页静态工作点对输出波形失真的影响静态工作点对输出波形失真的影响2.4 2.4 分压式偏置放大电路分压式偏置放大电路 2.4.1 2.4.1
32、分压式偏置放大电路的组成分压式偏置放大电路的组成 下一页 返回 从电路的组成来从电路的组成来看，三极管的基极连看，三极管的基极连接有两个偏置电阻：接有两个偏置电阻：上偏电阻上偏电阻RB1RB1和下偏电和下偏电阻阻RB2RB2，放射极支路串，放射极支路串接了电阻接了电阻RE(RE(称为射极称为射极电阻电阻)和旁路电容和旁路电容CECE(称为射级旁路电容称为射级旁路电容)。+B2R 1B1CCTCRRVRu+-Lo-+uiC2RcECE2.4 2.4 分压式偏置放大电路分压式偏置放大电路 2.4.2 2.4.2 稳定静态工作点的原理稳定静态工作点的原理 静态工作点稳定的条件静态工作点稳定的条件(1
33、)I(1)I1 1II2 2IIB B(2)V(2)VB BUUBEBE下一页 返回上一页I1I2IBICIE+B2RB1CCTRRVRcE2.4 2.4 分压式偏置放大电路分压式偏置放大电路 下一页 返回上一页I1I2IBICIE+B2RB1CCTRRVRcE静态工作点稳定过程：静态工作点稳定过程：UBE=VB-UE=VB-IE ReVB稳定稳定TUBEICICIEUEIB2.4 2.4 分压式偏置放大电路分压式偏置放大电路 2.4.3 2.4.3 分压式偏置电路的计算分压式偏置电路的计算1.1.静态分析静态分析下一页 返回上一页IB=IC/UCE=VCC IC(RC +Re)IC IE=U
34、E/Re =（VB-UBE）/Re+B2cREVRRRB1TCC2.4 2.4 分压式偏置放大电路分压式偏置放大电路 2.2.动态分析动态分析分压式偏置放大电路的沟通通路分压式偏置放大电路的沟通通路返回上一页+B2R 1B1CCTCRRVRu+-Lo-+uiC2RcECE+R-uoTuRB1RLic+B2R下一页2.4 2.4 分压式偏置放大电路分压式偏置放大电路 分压式偏置放大电路的分压式偏置放大电路的微变等效电路微变等效电路。返回上一页+R-uoTuRB1RLic+B2R+-uouRB2RLiRc+rbeB1R下一页2.4 2.4 分压式偏置放大电路分压式偏置放大电路 返回上一页 下一页2
35、.4 2.4 分压式偏置放大电路分压式偏置放大电路 返回上一页例例2.3 在在如如图图2-25所所示示的的分分压压式式偏偏置置放放大大电电路路中中，12V，RB1 20k，RB2 10k，RC2 k，RE2 k，RL3 k，50，UBE o.6V。试求：。试求：1）静态值）静态值 IB、IC 和和UCE。2)电电压压放放大大倍倍数数Au，输输入入电阻电阻 Ri和输出电阻和输出电阻 Ro。+B2R 1B1CCTCRRVRu+-Lo-+uiC2RcECE下一页2.4 2.4 分压式偏置放大电路分压式偏置放大电路 返回上一页解解：(1)用用估估算算法法计计算算静静态态值值。基基极极电电位位的的静静态
36、态值为：值为：集电极电流的静态值为：集电极电流的静态值为：IC IE=（VB-UBE）/RE=1.7 mA 基极电流的静态值为：基极电流的静态值为：IB=IC/=34 A 集集-射极电压的静态值为：射极电压的静态值为：UCE=VCC IC(RC +Re)=5.2 V下一页2.4 2.4 分压式偏置放大电路分压式偏置放大电路 返回上一页(2)晶体管的输入电阻为：晶体管的输入电阻为：电压放大倍数为：电压放大倍数为：输入电阻为：输入电阻为：输出电阻为输出电阻为:2.5 2.5 多级放大电路多级放大电路 在很多状况下，单级放大电路的电压放大倍数往往不能在很多状况下，单级放大电路的电压放大倍数往往不能满
37、足要求，为此，要把放大电路联成二级、三级或者多级满足要求，为此，要把放大电路联成二级、三级或者多级放大电路。级与级之间的连接方式称为耦合方式。放大电路。级与级之间的连接方式称为耦合方式。放大电路级间的耦合方式，既要将前级的输出信号顺当放大电路级间的耦合方式，既要将前级的输出信号顺当传递到下一级，又要保证各级都有合适的静态工作点。常传递到下一级，又要保证各级都有合适的静态工作点。常见的耦合方式有阻容耦合、干脆耦合、变压器耦合等。见的耦合方式有阻容耦合、干脆耦合、变压器耦合等。下一页 返回2.5 2.5 阻容耦合放大电路阻容耦合放大电路 2.5.1 2.5.1 多级放大电路的组成框图多级放大电路的
38、组成框图 多级放大电路的组成框图如多级放大电路的组成框图如图图2-92-9所示，其中输入级和所示，其中输入级和中间级主要用作电压放大，可以将微弱的输入电压放大到中间级主要用作电压放大，可以将微弱的输入电压放大到足够的幅度。后面的末前级和输出级用作功率放大，向负足够的幅度。后面的末前级和输出级用作功率放大，向负载输出足够大的功率。载输出足够大的功率。下一页 返回上一页2.5 2.5 阻容耦合放大电路阻容耦合放大电路返回上一页 下一页多级放大电路的组成框图多级放大电路的组成框图2.5 2.5 阻容耦合放大电路阻容耦合放大电路 2.5.2 2.5.2 阻容耦合多级放大电路阻容耦合多级放大电路 1.1
39、.电路组成电路组成图图2-102-10是一个两级阻容耦合放大电路，第是一个两级阻容耦合放大电路，第一级放大电路的输出是经过一级放大电路的输出是经过CB2CB2与其次级放大与其次级放大电路的输入电阻电路的输入电阻Ri2Ri2联系起来的，故称为阻容联系起来的，故称为阻容耦合方式。阻容耦合的特点是，各级的静态工耦合方式。阻容耦合的特点是，各级的静态工作点相互独立，所以阻容耦合多级放大电路的作点相互独立，所以阻容耦合多级放大电路的静态分析与单级放大电路的静态分析完全相同。静态分析与单级放大电路的静态分析完全相同。下一页 返回上一页2.5 2.5 阻容耦合放大电路阻容耦合放大电路返回上一页 下一页两级阻
40、容耦合放大电路两级阻容耦合放大电路2.5 2.5 阻容耦合放大电路阻容耦合放大电路 2.2.阻容耦合多级放大电路的计算阻容耦合多级放大电路的计算(1)(1)电压放大倍数电压放大倍数 (2)(2)输入电阻输入电阻(3)(3)输出电阻输出电阻 下一页 返回上一页2.5 2.5 阻容耦合放大电路阻容耦合放大电路 2.5.3 2.5.3 频率响应和通频带的概念频率响应和通频带的概念 式中，式中，A AU U(f)(f)表示电压放大倍数的模与频率的关系，称为表示电压放大倍数的模与频率的关系，称为幅频特性幅频特性；而；而(f)(f)表示放大电路输出电压与输入电压之间表示放大电路输出电压与输入电压之间的相位
41、差与频率的关系，称为的相位差与频率的关系，称为相频特性相频特性。两种综合起来称。两种综合起来称为放大电路的频率响应。为放大电路的频率响应。图图2-112-11所示是放大电路的频率响应特性，其中图所示是放大电路的频率响应特性，其中图(a)(a)是是幅频特性，图（幅频特性，图（b b）是相频持性。）是相频持性。下一页 返回上一页2.5 2.5 阻容耦合放大电路阻容耦合放大电路返回（a a）幅频特性；）幅频特性；(b)(b)相频特性相频特性 上一页 下一页放大电路的频率响应特性放大电路的频率响应特性2.5 2.5 阻容耦合放大电路阻容耦合放大电路 为了衡量放大电路的频率响应，规定放大倍数下降为了衡量
42、放大电路的频率响应，规定放大倍数下降0.707A0.707Aumum时所对应的两个频率，分别称为下限额率时所对应的两个频率，分别称为下限额率f fL L和和上限额率上限额率f fH H。这两个频率之间的频率范围称为放大电路。这两个频率之间的频率范围称为放大电路的的通频带通频带BWBW。BWBW表示为：表示为：BW=fBW=fH H-f-fL L通频带是放大电路频率响应的一个重要指标。通频通频带是放大电路频率响应的一个重要指标。通频带愈宽，表示放大电路工作的频率范围愈宽。带愈宽，表示放大电路工作的频率范围愈宽。返回上一页2.6 2.6 射极跟随器射极跟随器 射极输出器又叫射极跟随器，电路射极输出
43、器又叫射极跟随器，电路如图所示。在电路结构上射极输出器与如图所示。在电路结构上射极输出器与共放射极放大电路不同，负载接在放射共放射极放大电路不同，负载接在放射极上，输出电压极上，输出电压UOUO从放射极取出，而集从放射极取出，而集电极干脆接电源电极干脆接电源CCCC。对沟通信号而言，。对沟通信号而言，集电极相当于接地，成为输入、输出电集电极相当于接地，成为输入、输出电路的公共端，因此这是一种共集电极放路的公共端，因此这是一种共集电极放大电路。前面已探讨过，在放射极回路大电路。前面已探讨过，在放射极回路中接入电阻中接入电阻RERE可以稳定集电极静态电流可以稳定集电极静态电流ICIC，因此，射极输
44、出器的静态工作点是，因此，射极输出器的静态工作点是稳定的。稳定的。下一页 返回IBQIEQ+C1RS+ui RERB+VCCC2RL+uo+us2.6 2.6 射极跟随器射极跟随器 2.6.1 2.6.1 静态分析静态分析下一页 返回上一页IBQIEQRERB+VCCICQ2.6 2.6 射极跟随器射极跟随器 2.6.2 2.6.2 动态分析动态分析 1.1.电压放大倍数电压放大倍数 下一页 返回上一页RsRB+uo RLibiciiREusRB+uo RLibiciirbe ibRERs+2.6 2.6 射极跟随器射极跟随器 2.2.输入电阻输入电阻 3.3.输出电阻输出电阻 返回上一页 下
45、一页2.6 2.6 射极跟随器射极跟随器 射极输出器的主要特点是电压放大倍数接近于1，输入电阻高，输出电阻低。射极输出器的应用特别广泛。由于它的输入电阻高，常被用作多级放大电路的输入级可以提高放大电路的输入电阻，削减信号源的负担；利用它的输出电阻低的特点，常用它作为输出级，可以提高放大电路带负载的实力；利用它的输入电阻高、输出电阻低的特点，把它作为中间级，起阻抗变换作用，使前后级共放射极放大电路阻抗匹配，实现信号的最大功率传输。返回上一页 下一页2.6 2.6 射极跟随器射极跟随器 例例 在如图在如图2 233(a)33(a)所示射极输出器中，所示射极输出器中，已知已知CCCC=12V=12V
46、，R RB B=200K=200K，R RE E=20K=20K，R RL L=3K=3K，=50=50，R RS S=100=100。试求：。试求：(1)(1)静态值静态值I IB B、I IC C、U UCECE。(2)(2)电压放大倍数，输入电阻和输出电阻。电压放大倍数，输入电阻和输出电阻。下一页 返回上一页IBQIEQ+C1RS+ui RERB+VCCC2RL+uo+us2.6 2.6 射极跟随器射极跟随器 解：（解：（1 1）静态值静态值I IB B、I IC C、U UCECE为为 下一页 返回上一页IBQIEQRERB+VCCICQ2.6 2.6 射极跟随器射极跟随器 2 2）电
47、压放大倍数电压放大倍数:输入电阻输入电阻:输出电阻：输出电阻：下一页 返回上一页2.7 2.7 功率放大电路功率放大电路 一个好用的放大电路要求能够对所要放大的信号源信号进行不失真的放大和输出，并能一个好用的放大电路要求能够对所要放大的信号源信号进行不失真的放大和输出，并能向所驱动的负载供应足够大的功率。因此，它通常由输入级、中间级和输出级三部分组成。这向所驱动的负载供应足够大的功率。因此，它通常由输入级、中间级和输出级三部分组成。这三部分任务和作用各不相同。输出级则主要负责向负载三部分任务和作用各不相同。输出级则主要负责向负载(如扬声器、电动机等如扬声器、电动机等)供应足够大功率，供应足够大
48、功率，以便有效地驱动负载。一般说，输出级就是一个功率放大电路。自不待言，功率放大电路的主以便有效地驱动负载。一般说，输出级就是一个功率放大电路。自不待言，功率放大电路的主要任务就是放大信号功率要任务就是放大信号功率 。下一页 返回2.7 2.7 功率放大电路功率放大电路 2.7.1 2.7.1 功率放大电路的特点和分类功率放大电路的特点和分类 l l输出功率足够大输出功率足够大 输出功率是指负载得到的信号功率，输出功率是指负载得到的信号功率，与输出的沟通电压和电流的乘积成正比。要得与输出的沟通电压和电流的乘积成正比。要得到足够大的输出功率，则输出电压和电流都要到足够大的输出功率，则输出电压和电
49、流都要足够大，这就要求功率放大器中的功率放大管足够大，这就要求功率放大器中的功率放大管有很大的电压和电流变更范围，它们往往在接有很大的电压和电流变更范围，它们往往在接近极限状态下工作。近极限状态下工作。下一页 返回上一页2.7 2.7 功率放大电路功率放大电路 2.效率要高 大功率输出要求功率放大器的能量转换效率要高，即负载得到的信号功率与直流电源供应的功率之比要大，否则奢侈电能，元件发热严峻，功率管的潜力得不到充分发挥。下一页 返回上一页2.7 2.7 功率放大电路功率放大电路 下一页 返回上一页 3.非线性失真要小 由于功率放大器是在大信号状态下工作，电压和电流摇摆的幅度很大，很简洁超出功
50、率三极管的线性范围，产生非线性失真。因此，要实行措施削减失真，使之满足负载的要求。2.7 2.7 功率放大电路功率放大电路 下一页 返回上一页 2.7.2 2.7.2 功率放大电路的分类功率放大电路的分类 依据功率放大电路放大信号的频率范依据功率放大电路放大信号的频率范围，功率放大电路分为低频功率放大电路和高围，功率放大电路分为低频功率放大电路和高频功率放大电路。频功率放大电路。依据功率放大电路中三极管导通的时间依据功率放大电路中三极管导通的时间不同，功率放大电路分为甲类功率放大电路、不同，功率放大电路分为甲类功率放大电路、乙类功率放大电路和甲乙类功率放大电路。乙类功率放大电路和甲乙类功率放大