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1、2.1 2.1 半导体半导体三极管三极管2.2 2.2 单管电压放大电路单管电压放大电路2.3 2.3 放大电路的基本分析方法放大电路的基本分析方法 第二章第二章 半导体三极管及电压放大电路半导体三极管及电压放大电路 2.4 2.4 放大器静态工作点的稳定放大器静态工作点的稳定2.5 2.5 射极输出器射极输出器2.6 2.6 多级放大电路多级放大电路2-1 2-1 半导体三极管半导体三极管q半导体三极管的结构半导体三极管的结构q半导体三极管的电流放大作用半导体三极管的电流放大作用q半导体三极管内部载流子的传输过程半导体三极管内部载流子的传输过程 q半导体三极管伏安特性曲线半导体三极管伏安特性
2、曲线 q半导体三极管的主要参数半导体三极管的主要参数半导体是一种导电性能介于像铜那样易于电流通过的导体和像橡胶那样的不导通电流的绝缘体之间的物质材料。如硅、锗、硒以及大多数金属氧化物和硫化物等都是半导体，其中用得最多的是硅、锗。利用半导体材料制造的器件，如晶体二极管、晶体三极管、集成电路（Integrated Circuit，即IC）等，是组成电子电路的关键性元件，广泛应用于从收音机、电视机等家电产品到计算机、汽车、船舶等工业领域。为了很好地理解这些半导体器件的性质,本章对活跃在半导体中的电子的功能、半导体的种类及其构成成分进行分析。并且学习有关由P型半导体和N型半导体相互接合形成的PN结制成
3、的二极管的作用，以及利用二极管构成的一些应用电路。半导体三极管即双极型晶体三极管（Bipolar Junction Transistor,BJT），由于工作时，多数载流子和少数载流子都参与运行，因此而得名双极型晶体管，又称为晶体三极管，有时也简称为晶体管或三极管，是最重要的一种半导体器件，常用的一些晶体管外型如图所示。常用半导体三极管的外形常用半导体三极管的外形2-1-1 2-1-1 半导体三极管的结构半导体三极管的结构半半导导体体三三极极管管，也也叫叫晶晶体体三三极极管管。是是构构成成各各种种电电子子电电路路的的基基本本元元件件。由由于于工工作作时时，多多数数载载流流子子和和少少数数载载流流
4、子子都都参参与与运运行行，因因此此，还还被被称称为为双双极极型型晶晶体体管管（Bipolar Bipolar Junction Junction Transistor,Transistor,简称简称BJTBJT）。）。BJTBJT是由两个是由两个PNPN结组成的。结组成的。q半导体三极管的基本结构、特性及主要参数半导体三极管的基本结构、特性及主要参数q基本共射放大电路基本共射放大电路q基本工作点稳定电路基本工作点稳定电路q基本共集放大电路基本共集放大电路1/26/20231.BJT1.BJT的基本结构的基本结构NPN型PNP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
5、极-PPN发射区集电区基区发射结 集电结ecb发射极集电极基极2.2.三极管的结构特点三极管的结构特点（1 1）发射区的掺杂浓度集电区掺杂浓度，即发射区的多数载流子浓度很高。（2）基区要制造得很薄且浓度很低。（3）集电结的面积比较大。2-1-2 2-1-2 半导体三极管的电流放大作用半导体三极管的电流放大作用实验：I IC Cm mA AV VV VU UCECEU UBEBER RB BI IB BE EC CE EB B A A三极管共发射极电路电流放大测试结果：IB/mA00.010.020.030.040.05IC/mA0.0010.501.01.6.2.202.90IE/mA0.00
6、10.51.021.632.242.95IC/IB-5050535558IC/IB-5050606070由实验测量结果可得出如下结论：（1）发射极电流等于基极电流和集电极电流之和，此结果符合基尔霍夫定律。（2）比大得多。从第二列以后的数据可看出，要比大几十倍。（3）很小的变化可以引起很大的变化。比较第二列以后，后一列与前一列数据的基极电流和集电极电流的变化量之比，即，则得出一个级为重要的结论；基极电流较小的变化可以引起集电极电流较大的变化。也就是说基极电流对集电极电流具有小量控制大量的作用，这就是晶体管的电流放大作用（实质是控制作用）。综上所述,可归纳为以下两点：（1）晶体管在发射结正偏，集电
7、结反偏的条件下具有电流放大作用。（2）晶体管的电流放大作用，其实质是对的控制作用，习惯上称晶体管为“放大”元件，但严格地讲它只是一种控制元件，因为它并不能放大能量，只是用一个小的能量来控制电源向负载提供更大的能量。2-1-3 2-1-3 半导体三极管内部载流子的传输过程半导体三极管内部载流子的传输过程 三极管在工作时要加三极管在工作时要加上适当的直流偏置电压。上适当的直流偏置电压。若在放大工作状态：若在放大工作状态：发射结正偏：发射结正偏：由由VBB保证保证集电结反偏：集电结反偏：由由VCC、VBB保证保证UCB=UCE-UBE 0共共发射极接法发射极接法c区区b区区e区区+UCE UBEUC
8、B基极回路（输入回路）基极回路（输入回路）集电极回路（输出回路）集电极回路（输出回路）1/26/2023（1 1）因为发射结正偏，所以发射区向基区注入电子，形成了扩散电流IEN。同时从基区向发射区也有空穴的扩散运动，形成的电流为IEP。但其数量小，可忽略。所以发射极电流I E I EN。（2 2）发射区的电子注入基区后，变成了少数载流子。少部分遇到的空穴复合掉，形成IBN。所以基极电流I B I BN。大部分电子到达了集电区的边缘。BJTBJT内部的载流子传输过程：内部的载流子传输过程：（3）因为集电结反偏，收集扩散到集电区边缘的电子，形成电流ICN。（4）另外，集电结区的少子形成漂移电流IC
9、BO。电流分配关系：电流分配关系：三个电极上的电流关系三个电极上的电流关系:IE=IC+IB发射区发射的电子数目等于基区复合的电子数目与集电区收集的电子数目之和。集电区电流IC占了发射区电流IE的绝大部分，基区电流IB只占IE的极小部分。ICIB三极管的电流放大特性三极管的电流放大特性：为三极管输入回路提供一个很小为三极管输入回路提供一个很小的电流的电流I IB B，便可在其输出回路得到一个大电流便可在其输出回路得到一个大电流I IC C。1/26/2023对于一只三极管，它的基区厚度和杂质浓度已定，因此IC与IB之间保持一定的比例关系，两者之比称为电流放大系数。集电区直流电流IC与基区直流电
10、流IB的比值称为直流放大系数：集电区电流的变化量与基区电流的变化量的比值称为交流放大系数：I IC C与与I I B B之间的关系：之间的关系：（1）uCE=0V时，相当于两时，相当于两个个PN结并联。结并联。输入特性曲线输入特性曲线：集电极与发射极之间的电压uCE一定时，基极电流iB与基极、发射极之间的电压uBE之间的关系。2-1-4 2-1-4 半导体三极管的伏安特性曲线半导体三极管的伏安特性曲线（3）uCE 1V再再增加时，曲线右移很不明显，增加时，曲线右移很不明显，uCE的变化对的变化对iB的影响可以忽略。的影响可以忽略。（2）当）当uCE=1V时，时，集电结已进入反偏状态，开始收集电
11、子，所以基区复合集电结已进入反偏状态，开始收集电子，所以基区复合减少，减少，在同一在同一uBE 电压下，电压下，iB 减小。特性曲线将向右稍微移动一些。减小。特性曲线将向右稍微移动一些。死区死区电压电压硅硅 0.5V锗锗 0.1V导通压降导通压降硅硅 0.7V锗锗 0.3ViB=f(uBE)uCE=const二极管的伏安特性曲线二极管的伏安特性曲线输入特性有一段死区：输入特性有一段死区：硅硅0.5V0.5V，锗锗0.1V0.1V输出特性曲线输出特性曲线 ：基极电流iB一定时，集电极电流iC与集电极、发射极之间的电压uCE之间的关系。现以现以iB=60uA一条加以说明。一条加以说明。（1）当）当
12、uCE=0 V时，时，因集电极无收集作用因集电极无收集作用，iC=0。（2）uCE ic 。（3）当当uCE 1V后，后，收集电子的能力足够强。收集电子的能力足够强。这时，发射到基区的电子这时，发射到基区的电子都被集电极收集，形成都被集电极收集，形成i iC C。所以所以u uCECE再增加，再增加，i iC C基本保基本保持不变。持不变。同理，可作出同理，可作出iB=其他值的曲线。其他值的曲线。iC=f(uCE)iB=const 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:饱和区饱和区该区域内该区域内uCE0.7 V=uBE，此时此时发射结正偏，集电发射结正偏，集电结也正偏结也
13、正偏。iB变化时，变化时，iC基本不变，基本不变，iC受受uCE显著控制的区域显著控制的区域。截止区截止区为了保证三极管可靠截止，常在发射结外加反向为了保证三极管可靠截止，常在发射结外加反向电压，即电压，即uBE uBE此时，此时，发射结正偏，集发射结正偏，集电结反偏电结反偏。iC仅取决于仅取决于iB，而与而与uCE无关。曲线基本平无关。曲线基本平行等距。该区中有：行等距。该区中有：饱和区饱和区放大区放大区截止区截止区输出特性曲线需要理解的几点：输出特性曲线需要理解的几点：q 晶体管的饱和程度与uCE和uBE的相对数值有关。q 当时uCE=uBE时，则uBC=0，说明集电极未加上反向偏压，这时
14、晶体管处于临界饱和状态。q 当时uCE 0，集电结处于正向偏置，这时晶体管处于饱和状态。显然，在饱和区内，iB已不能控制iC，iC的大小主要由uCE控制，此时晶体管失去了放大作用。输出特性曲线需要理解的几点：输出特性曲线需要理解的几点：q 当uCE=0时，ic=0，即曲线通过坐标原点。随着uCE的增大，集电结内电场对基区中扩散电子的收集能力加强，所以集电极电流iC迅速增加。但当uCE超过某个数值后，即集电结内电场足以把及基区中扩散电子的绝大多数拉向集电极，再增大uCE，集电极电流也不能明显增加，表现出iC受uCE变化的影响很小，因此这时管子的输出呈现出动态电阻很大的恒流特性，相当于特性曲线的平
15、坦部分。输出特性曲线需要理解的几点：输出特性曲线需要理解的几点：q 基极电流iB不同，则曲线族的平坦部分上下移动对应的iC也不同，因此要增大集电极电流iC，唯一的途径是增大基极电流iB，这正体现了iB对iC的控制作用。输出特性曲线需要理解的几点：输出特性曲线需要理解的几点：q 特性曲线平坦部分的间隔大小反映了晶体管电流放大作用的强弱，若间隔大，则表示在一定iB下，引起的iC大，即电流放大系数大；反之，若间隔小，就小。实际上，在输出特性曲线的放大区域内，不仅曲线平坦且距离近似相等，因此晶体管在正常工作时，是几乎不变的。2-1-5 2-1-5 半导体三极管的主要参数半导体三极管的主要参数（1 1）
16、电流放大系数）电流放大系数q共基极电流放大系数：共基极电流放大系数：iCE=20uA(mA)B=40uAICu=0(V)=80uAIBBBIBiIBI=100uACBI=60uAi一般取一般取20200之间之间2.31.5q 共发射极电流放大系数：共发射极电流放大系数：（2 2）极间反向电流）极间反向电流q 集电极发射极间的穿透电流集电极发射极间的穿透电流I ICEOCEO 基极开路时，集电极到发射极间的电流基极开路时，集电极到发射极间的电流穿透电流穿透电流。其大小与温度有关。其大小与温度有关。q 集电极基极间反向饱和电流集电极基极间反向饱和电流I ICBOCBO 发射极开路时，在其集电结上加
17、反向电压，得到反向电流。发射极开路时，在其集电结上加反向电压，得到反向电流。它实际上就是它实际上就是一个一个PNPN结的反向电流。结的反向电流。其大小与温度有关。其大小与温度有关。锗管：锗管：I CBO为微安数量级，为微安数量级，硅管：硅管：I CBO为纳安数量级。为纳安数量级。+ICBOecbICEO （3 3）极限参数）极限参数 Ic增加时，增加时，要下降。当要下降。当 值值下降到线性放大区下降到线性放大区 值值的的70时，所对应的集电极电流称为集电极最大允许时，所对应的集电极电流称为集电极最大允许电流电流ICM。q 集电极最大允许电流集电极最大允许电流I ICMCMq 集电极最大允许功率
18、集电极最大允许功率损耗损耗P PCMCM 集电极电流通过集集电极电流通过集电结时所产生的功耗，电结时所产生的功耗，PC=ICUCE PCM PCM （4 4）反向击穿电压）反向击穿电压 BJTBJT有两个有两个PNPN结，其反向击穿电压有以下几种：结，其反向击穿电压有以下几种：q U（BR）EBO集电极开路时，发射极与基极之间允许的最集电极开路时，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。大反向电压。其值一般几伏十几伏。q U（BR）CBO发射极开路时，集电极与基极之间允许的最发射极开路时，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。大反向电压。其值一般为几十伏几
19、百伏。q U（BR）CEO基基极极开开路路时时，集集电电极极与与发发射射极极之之间间允允许的最大反向电压。许的最大反向电压。在在实实际际使使用用时时，还还有有U（BR）CER、U（BR）CES等击穿电压。等击穿电压。-(BR)CEOU(BR)CBOU(BR)EBOU三极管输出的三个区的划分及特点NPN条件各结偏置特点截止区VBVE,VBVCE，C结均反偏IC0放大区VEVBVE,VBVCE，C结均正偏VCE=VCES，IC基本不受IB的控制PNP条件各结偏置特点截止区VBVE,VBVCE，C结均反偏IC0放大区VCVBVEE结正偏，C结反偏ICIB饱和区VBVE,VBUBE时：时：RB称为称为
20、偏置偏置电阻电阻，IB称为称为偏置电流偏置电流。共射电路如图，已知共射电路如图，已知VCC=12V，RC=4K，Rb=300K ，=37.5，计算静态工作点。计算静态工作点。例题例题1-3-1-3-1 1：解：解：请注意电路中请注意电路中IB和和IC的数量级的数量级VCCVBBRbRc12V6V4K150K+UBE+UCEIBIC共射电路如图，已知三极管为硅管，共射电路如图，已知三极管为硅管，=40，试求电路中的试求电路中的直流量直流量IB、IC、UBE、UCE。例题例题1-3-21-3-2：+VCC+VBBRbRc(+12V)(+6V)4K150K+UBE+UCEIBICUBE=0.7V解：
21、2.2.静态工作点分析图解法静态工作点分析图解法按照方程按照方程UCE=UCC-ICRC作一条称为直流负载线的直线，作一条称为直流负载线的直线，步骤如下：步骤如下：首先利用以下两式估算首先利用以下两式估算IB，然后再根据电路中三极管输出然后再根据电路中三极管输出特性曲线确定静态工作点。特性曲线确定静态工作点。VCCVBBRbRc12V6V4K150K+uCEIB=40AiC非线性部分非线性部分线性部分线性部分iC=f(uCE)iB=40AM(VCC,0)(12,0)(0,3)iCCE(V)(mA)=60uAIBu=0BBII=20uABI=40uAB=80uAI=100uAIB直流负载线直流负
22、载线斜率：斜率：UCEQ6VICQ1.5mAIB=40AIC=1.5mAUCEQ=6V 直流直流工作点工作点Q例题例题1-3-3 1-3-3 解：IBuBEQUiIBIc假设在静态工作点的基础上，输假设在静态工作点的基础上，输入一微小的正弦信号入一微小的正弦信号 UiIB静态工作点静态工作点ICUCEUce注意：注意：Uce与与Ui反相！反相！用图解法分析放大器的动态工作情况用图解法分析放大器的动态工作情况uiiBiCuCEuo各点波形各点波形uo比比ui幅度放大且相位相反幅度放大且相位相反工作原理演示工作原理演示结论：结论：（1）放大电路中的信）放大电路中的信号是交直流共存，可表示成：号是交
23、直流共存，可表示成：虽然交流量可正负变化，但虽然交流量可正负变化，但瞬时量方向始终不变瞬时量方向始终不变（2 2）输出）输出u uo o与输入与输入u ui i相比，幅度相比，幅度被放大了，频率不变，但相位相被放大了，频率不变，但相位相反。反。uituBEtiBtiCtuCEtuot2-3-2 2-3-2 放大电路的动态分析放大电路的动态分析动态分析动态分析：确定在输入信号ui作用下，放大电路中电流和电压的交流分量，从而计算放大电流的一些动态性能参数，入电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。放大电路动态分析依赖于放大电路的交流通路交流通路和简化的微变等效电路简化的微变等效电路。放大电路动态分析的基
24、本方法是图解法和微变等效电路法。当然，还有使用计算机辅助分析方法。这里我们只介绍图解法和微变等效电路法。1.1.图解法图解法动态分析动态分析：确定在输入信号ui作用下，放大电路中电流和电压的交流分量，从而计算放大电流的一些动态性能参数，入电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。放大电路动态分析依赖于放大电路的交流通路交流通路和简化的微变等效电路简化的微变等效电路。用图解法分析放大电路的动态用图解法分析放大电路的动态：工作点不合适引起的波形失真：工作点不合适引起的波形失真：2.2.微变等效电路法微变等效电路法用图解法分析放大电路的动态，能形象直观地反映出电路中各处电压和电流的变化情况。若能对工作点的正
25、确设置及饱和失真、截止失真的情况加深认识，有利于我们对放大电路工作原理的认识。但作图过程烦琐，容易出现误差，且不适用于较为复杂的电路。所以一般情况下都采用微变等效电路的方法来分析放大电路的动态。这种方法既简便，也适用于较为复杂的电路。微变等效电路法的实质是在小信号(微变量)的情况下，将非线性元件晶体管线性化，即把晶体管等效为一个线性电路。这样，就可以采用计算线性电路的方法来计算放大电路的输入电阻、输出电阻及电压放大倍数等。1)1)交流通路交流通路交流通路交流通路：电容量较大的电容可视为短路，无内阻的恒压源可视为短路。将直流电压源短路，将直流电压源短路，将电容短路。将电容短路。交流通路交流通路将
26、直流电压源短路，将直流电压源短路，将电容短路。将电容短路。q 三极管的三极管的h参数等效电路参数等效电路根据网络参数理论：根据网络参数理论：求变化量：求变化量：在小信号情况下：在小信号情况下：2)2)三极管的共射低频三极管的共射低频h h参数模型参数模型iBuBE uBE iB输出端交流短路时的输出端交流短路时的 输入电阻，用输入电阻，用rbe表示。表示。输入端开路时的电压反馈系数，输入端开路时的电压反馈系数，用用r表示。表示。iBuBE uBE uCE外加输入信号较小时，外加输入信号较小时，在静态工作点在静态工作点Q附近可附近可认为是直线。认为是直线。reb的大小与的大小与Q点位置点位置有关
27、，有关，Q点较低时，点较低时，rbe值较大；值较大；Q点较高时，点较高时，rbe值较小。值较小。q 各各h参数的物理意义参数的物理意义 iC iBiCuCE输出端交流短路时的电流放大输出端交流短路时的电流放大 系数系数，用用表示。表示。输入端开路时的输出电导输入端开路时的输出电导，用，用1/rce表示。表示。iCuCE iC uCE在理想情况下，当基极电流在理想情况下，当基极电流IB确定确定时，集电极电流时，集电极电流IC也唯一地被确定也唯一地被确定下来；并且即使三极管的管压降下来；并且即使三极管的管压降UCE有很大的变化，有很大的变化，IC始终保持不始终保持不变，这表示集电极与发射极之间变，
28、这表示集电极与发射极之间的动态电阻的动态电阻rce为无穷大。为无穷大。该式可写为：该式可写为：由此画出三极管的由此画出三极管的h参数等效电路参数等效电路：（1）r10-3，忽略。忽略。（2）rce105，忽略。忽略。得三极管简化的得三极管简化的h h参数等效电路。参数等效电路。q 简化的简化的h参数等效短路参数等效短路可见：三极管的输入回路可以用一个三极管的输入电阻rbe来等效，三极管的输出回路可以看作电流源。由由PN结的电流公式：结的电流公式：（常温下）（常温下）其中：其中：rbb=300所以：所以：q rbe的计算的计算3 3）三极管简化的微变等效电路）三极管简化的微变等效电路微变等效电路
29、微变等效电路：将非线性元件三极管线性化。q三极管的输入回路可以用一个三极管的输入电阻rbe来等效；q三极管的输出回路可以看做电流源，rce就是电流源的内阻，在等效电路中与恒流源ib并联。由于rce的阻值很高，所以在微变等效电路中可以把它忽略不计。4 4）放大电路的微变等效电路）放大电路的微变等效电路进行动态分析时，先画出放大电路的交流通路。对于交流信号而言，电容C1和C2可视作短路；因一般直流电源的内阻很小，交流信号在电源内阻上的压降可以忽略不计，所以对交流而言，直流电源也可认为是短路的。根据以上原则就可以画出放大电路的交流通路。然后，再将交流通路中的晶体管用它的微变等效电路代替，这样就得到了
30、放大电路的微变等效电路。必须注意，交流通路或微变等效电路，只能用来分析计算放大电路的交流量，图中所示的各电量均为交流量的参考正方向(可用瞬时值或有效值表示)。5 5）动态性能参数）动态性能参数交流通路交流通路微变等效电路微变等效电路 电压放大倍数电压放大倍数输出电压与输入电压相位相反并联放大倍数比接RL时高。RL越小，放大倍数越低。负载电阻越小，放大倍数越小。负载电阻越小，放大倍数越小。输入电阻输入电阻r ri iIi电路的输入电电路的输入电阻越大，从信号源阻越大，从信号源取得的电流越小，取得的电流越小，因此一般总是希望因此一般总是希望得到较大的的输入得到较大的的输入电阻。电阻。输出电阻输出电
31、阻r ro oIi例题：例题：例题解：例题解：80例题解：例题解：Ii例题解：例题解：Ii（3 3）失真分析）失真分析（非线性失真与非线性失真与Q Q的关系的关系）iCuCEuo可输出可输出的最大的最大不失真不失真信号信号1)合适的静态工作点ibiCuCEuo2）Q点过低信号进入截止区称为截止失真称为截止失真信号波形信号波形iCuCEuo3）Q点过高信号进入饱和区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截止失真和饱和失真统称统称“非线性失真非线性失真”例题：例题：解：解：微变等效电路例题解：例题解：例题解：例题解：接近于1相位相反，幅值近似相等共射放大电路如图所示。设：共射放
32、大电路如图所示。设：VCC12V12V，Rb=300=300，Rc=3k=3k,RL=3k=3k,BJTBJT的的 =60=60。（1 1）试求电路的静态试求电路的静态工作点工作点Q Q。解：解：例题：例题：（2 2）估算电路的电压放大倍数、输入电阻估算电路的电压放大倍数、输入电阻Ri和输出电阻和输出电阻Ro。解：画微变等效电路解：画微变等效电路Ri=rbe/Rbrbe=1093Ro=Rc=3k （3）若输出电压的波形出现如若输出电压的波形出现如 下失真下失真，是截止还是饱和，是截止还是饱和 失真？应调节哪个元件？如何调节？失真？应调节哪个元件？如何调节？解：解：为截止失真。为截止失真。应减小
33、应减小Rb。2-4 2-4 放大器静态工作点的稳定放大器静态工作点的稳定q 温度对静态工作点的影响温度对静态工作点的影响q 稳定原理稳定原理q 静态工作点的估算静态工作点的估算q 动态参数的计算动态参数的计算 对于前面的电路（固定偏置电路）而言，对于前面的电路（固定偏置电路）而言，静态工作点由静态工作点由UBE、和和ICEO决定，这三个参决定，这三个参数随温度而变化。数随温度而变化。Q变变UBE ICEO变变T变变IC变变1.1.温度对静态工作点的影响温度对静态工作点的影响温度对静态工作点的影响（续）温度对静态工作点的影响（续）当当U UCCCC、R RB B一定时，一定时，I IC C=I
34、IB B基本固定。基本固定。直直流流通通路路U UBEBE：硅三极管为硅三极管为0.60.60.8V0.8V；锗锗三极管为三极管为-0.1-0.1-.03V-.03V。当 因温度变化时，IC随之变化，从而管压降UCEUCC-ICRC也随之变化，因此这个电路的静态工作点是不稳定的。工作点稳定是指I IC C、U UCECE的稳定。iBuBE25 C50CTUBEIBIC（1 1）温度对）温度对U UBEBE的影响的影响（2 2）温度对）温度对 值值及及I ICEOCEO的影响的影响T、ICEOICiCuCEQQ温度上升时，温度上升时，输出特性曲输出特性曲线上移，造线上移，造成成Q点上移。点上移。
35、总之：总之：TIC温度对静态工作点的影响（续）温度对静态工作点的影响（续）q当温度 时，由于、I ICEOCEO，会使I IC C，静态工作点将沿直流负载线上移，即Q点将向饱和区方向移动，严重时会导致饱和失真，不能正常工作。q当温度时，由于、I ICEOCEO，会使I IC C，静态工作点将沿直流负载线下移，即Q点将向截止区方向移动，严重时会导致截止失真，不能正常工作。饱饱和和区区放大区放大区截止区截止区2.2.静态工作点稳定的放大器结构静态工作点稳定的放大器结构3.3.静态工作点稳定的放大器工作原理静态工作点稳定的放大器工作原理直直流流通通路路基极电位几乎仅取决于电阻RB1、RB2对电源UC
36、C的分压，因此，当温度变化时，可认为UB基本不变。稳定原理（续）稳定原理（续）只要满足以上两个条件，UB和IE或IC就与三极管的参数几乎无关，不受温度的影响，从而静态工作点能得以基本稳定。ICIB稳定原理（续）稳定原理（续）电路之所以能使工作点基本稳定，其本质是把要稳定的输出量（IC）引回到输入回路中来影响输入量（UBE），把这称为反馈。由于反馈的结果使输出量的变化减弱了，故称之为负反馈。因此，也把这种电路称之为分压式电流负反馈工作点稳定电路。当温度 时，由于 、I ICEOCEO，会使I IC C，发射极电流I IE E，则发射极上电压U UE E，U UB B基本不变，所以U UBEBE=
37、U=UB BU UE E也随之，基极电流I IB B随之，集电极电流I IC C相应，静态工作点基本稳定。这是通过U UBEBE与I IB B的变化实现的。4.4.静态工作点的估算静态工作点的估算5.5.动态参数的计算动态参数的计算微变等效电路微变等效电路riro例题：例题：已知：已知：UCC=12V，RB1=15k，RB2=5k，RE=2.3k，RC=5k，RL=5k，三极管三极管 50，UBE=0.7V。（1）计算电路的静态工作点；计算电路的静态工作点；（2）计算电压放大倍数；）计算电压放大倍数；（3）如果信号源内阻）如果信号源内阻RS=10k，求电压放大倍数。求电压放大倍数。例题解：例题
38、解：（1）求电路的静态工作点：求电路的静态工作点：例题解：例题解：（2）求电压放大倍数：求电压放大倍数：例题解：例题解：（3）求电压放大倍数：求电压放大倍数：AuU US S并不是并不是R RS S上的电压上的电压信号源内阻上的压降占了信号源电压的绝大部分，使加在放大电路输入端电压却很小。2-5 2-5 射极输出器射极输出器q 电路组成及工作原理电路组成及工作原理q 放大电路的分析方法放大电路的分析方法q 静态工作点分析静态工作点分析q 动态分析动态分析1.1.基本共集放大电路（射极输出器）的组成基本共集放大电路（射极输出器）的组成基本共射放大电路基本共集放大电路 输入回路与输出回路是以发射极
39、为公共端。输入回路与输出回路是以集电极为公共端。从发射极输出微变等效电路：微变等效电路：基本共射放大微变等效电路基本共集放大微变等效电路2.2.静态分析（静态工作点）静态分析（静态工作点）基本共射放大电路直流通路基本共集放大电路直流通路静态工作点计算比较：静态工作点计算比较：基本共射放大电路基本共集放大电路3.3.动态分析（动态参数）动态分析（动态参数）基本共集放大微变等效电路q 电压放大倍数电压放大倍数q 输入电阻输入电阻q 输出电阻输出电阻1)1)电压放大倍数电压放大倍数射极输出电压是发射极电流Ie在发射极电阻RE与负载电阻RL并联电阻上的压降。输入电压射极输出器的电压放大倍数恒小于1，但
40、又非常接近于1，且输出电压与输入电压同相。2)2)输入电阻输入电阻射极输出器的输入电阻比基本共射放大电路的输入电阻高得多。前者输入电阻与负载RL有关，后者与负载无关。ri3)3)输出电阻输出电阻将放大电路输入端的信号源短路（Us=0），但保留其内阻；在放大电路输出端将负载RL开路，并在输出端加一正弦电压Uo，从而产生一正弦电流Io，两者之比即为放大电路的输出电阻。通常信号源内阻较小，rbe也很小，为几十甚至上百，所以射极输出器的输出电阻只有几十，甚至更小。射极输出器的特点：射极输出器的特点：q 电压放大倍数小于电压放大倍数小于1 1，但非常接近于，但非常接近于1 1，且输，且输出电压与输入电压
41、同相；出电压与输入电压同相；q 输入电阻高；输入电阻高；q 输出电阻低。输出电阻低。1、放在多级放大器的输入端，提高整个放、放在多级放大器的输入端，提高整个放大器的输入电阻。大器的输入电阻。2、放在多级放大器的输出端，减小整个放、放在多级放大器的输出端，减小整个放大器的输出电阻。大器的输出电阻。2、放在两级之间，起缓冲作用。、放在两级之间，起缓冲作用。射极输出器的应用：射极输出器的应用：例题：例题：已知：已知：R RB B=100k=100k，R RE E=5k=5k，U UCCCC=12V=12V，R RS S=1k=1k,三极管的三极管的 5050，U UBE=0.7V=0.7V。例题解：
42、例题解：RE/RL例题解：例题解：由于射极输出器的输出电阻低，所以负载RL的变化对电压放大倍数影响很小。例题解：例题解：射极输出器的输入电阻与负载有关，当RL变小时，ri也随之变小。而基本共射放大电路的输入电阻是与负载无关的。例题解：例题解：输出电阻与负载无关。2-6 2-6 多级放大电路多级放大电路中间任何一级都既是前级的负载又是后级的信号源。q 耦合方式耦合方式q 阻容耦合阻容耦合q 直接耦合直接耦合q 动态分析动态分析1.1.耦合方式：耦合方式：阻容耦合阻容耦合优点：优点：各级放大器静态工作点独立，各级放大器静态工作点独立，便于分析、射极和调试。便于分析、射极和调试。输出温度漂移比较小。
43、输出温度漂移比较小。缺点：缺点：不适合放大缓慢变化的信号。不适合放大缓慢变化的信号。不便于作成集成电路。不便于作成集成电路。将前级的输出端通过电容接到后级的输入端，各级的直流通路互不相通。1.1.耦合方式：耦合方式：直接耦合直接耦合优点：优点：缺点：缺点：可放大缓慢变化的信号。可放大缓慢变化的信号。电路中无电容，便于集成化。电路中无电容，便于集成化。各级放大器静态工作点相互影响。各级放大器静态工作点相互影响。输出温度漂移严重。输出温度漂移严重。将前级的输出端直接（或通过电阻）接到后级的输入端。2.2.动态分析：动态分析：两级之间的相互影响两级之间的相互影响 前级的输出阻抗是后级的信号源阻抗前级
44、的输出阻抗是后级的信号源阻抗 后级的输入阻抗是前级的负载后级的输入阻抗是前级的负载2.2.动态分析：动态分析：电压放大倍数（以二级为例）电压放大倍数（以二级为例）多级放大电路电压放大倍数等于各级放多级放大电路电压放大倍数等于各级放大电路的等于放大倍数之积。大电路的等于放大倍数之积。扩展到扩展到n级：级：注意：注意：在算前级放在算前级放大倍数时，要把后大倍数时，要把后级的输入阻抗作为级的输入阻抗作为前级的负载！前级的负载！2.2.动态分析：动态分析：输入电阻输入电阻多级放大电路的输入电阻就是第一级的输入电阻。多级放大电路的输入电阻就是第一级的输入电阻。Ri=Ri（最前级）最前级）(一般情况下）一
45、般情况下）2.2.动态分析：动态分析：输出电阻输出电阻多级放大电路的输出电阻最后一级的输出电阻。多级放大电路的输出电阻最后一级的输出电阻。Ro=Ro（最后级）最后级）(一般情况下）一般情况下）例题：例题：已知：已知：R RB1B1=100k=100k，R RE1E1=5k=5k，R RB21B21=15k=15k，R RB22B22=5k=5k，R RE2E2=1k=1k，R RC2C2=2k=2k，R RL L=2k=2k，三极管三极管 1 1=2 2=50=50，r rbe1be1=r=rbe2be2=1k=1k，U UCCCC=12V=12V。试求：试求：A Au u，r ri i及及r
46、 ro o。第一级：射极输出器（共射）第二级：静态工作稳定电路（共集）例题解：例题解：RE1/ri2注意：注意：在算前级放大倍在算前级放大倍数时，要把后级的输入数时，要把后级的输入阻抗作为前级的负载！阻抗作为前级的负载！第一级放大倍数例题解：例题解：RC2/RL第二级放大倍数例题解：例题解：例题：例题：设：设：1=2=100，UBE1=UBE2=0.7=0.7 V。两级放大电路如下图示，求两级放大电路如下图示，求Q Q、A Au u、R Ri i、R Ro o（1 1）求静态工作点）求静态工作点例题解：例题解：（2 2）求电压放大倍数）求电压放大倍数先计算三极管的输入电阻先计算三极管的输入电阻
47、画微变等效电路：画微变等效电路：电压增益：电压增益：（3 3）求输入电阻）求输入电阻Ri=Ri1=rbe1/Rb1/Rb2=2.55 k（4 4）求输出电阻）求输出电阻RO=RC2=4.3 k 本章小结本章小结1半半导导体体材材料料中中有有两两种种载载流流子子：电电子子和和空空穴穴。电电子子带带负负电电，空空穴穴带带正正电电。在在纯纯净净半半导导体体中中掺掺入入不不同同的的杂杂质质，可可以以得得到到N型型半导体和半导体和P型半导体。型半导体。2采采用用一一定定的的工工艺艺措措施施，使使P型型和和N型型半半导导体体结结合合在在一一起起，就就形成了形成了PN结。结。PN结的基本特点是单向导电性。结
48、的基本特点是单向导电性。3二二极极管管是是由由一一个个PN结结构构成成的的。其其特特性性可可以以用用伏伏安安特特性性和和一一系系列列参参数数来来描描述述。在在研研究究二二极极管管电电路路时时，可可根根据据不不同同情情况况，使用不同的二极管模型。使用不同的二极管模型。4BJT是是由由两两个个PN结结构构成成的的。工工作作时时，有有两两种种载载流流子子参参与与导导电电，称称为为双双极极性性晶晶体体管管。BJT是是一一种种电电流流控控制制电电流流型型的的器器件件，改改变变基基极极电电流流就就可可以以控控制制集集电电极极电电流流。BJT的的特特性性可可用用输输入入特特性性曲曲线线和和输输出出特特性性曲
49、曲线线来来描描述述。其其性性能能可可以以用用一一系系列列参参数数来来表征。表征。BJT有三个工作区：饱和区、放大器和截止区。有三个工作区：饱和区、放大器和截止区。练习：练习：判断下列说法是否正确。q 只有电路既放大电流又放大电压，才称其有放大作用；q 可以说任何放大电路都有功率放大作用；q 放大电路中输出的电流和电压都是由有源元件提供的；q 电路中各电量的交流成份是交流信号源提供的；q 放大电路必须加上合适的直流电源才能正常工作；q 由于放大的对象是变化量，所以当输入信号为直流信号时，任何放大电路的输出都毫无变化；q 只要是共射放大电路，输出电压的底部失真都是饱和失真。练习：练习：试分析下图所示各电路是否能够放大正弦交流信号，简述理由。设图中所有电容对交流信号均可视为短路。练习：练习：练习：练习：已知VCC12V，晶体管的100，100k。