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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2.12.1 半导体三极管半导体三极管2.22.2 场效应晶体管场效应晶体管2.32.3 基本交流电压放大电路基本交流电压放大电路2.42.4 分压式偏置放大电路分压式偏置放大电路2.52.5 多级放大电路多级放大电路2.62.6 射极跟随器射极跟随器2.72.7 功率放大电路功率放大电路2.82.8 放大电路中的负反馈放大电路中的负反馈目录目录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，分别叫做三极管有三个区，分别叫做发射
2、区发射区、基区基区和和集电区集电区。引出。引出的三个电极相应叫做的三个电极相应叫做发射极发射极、基极基极和和集电极集电极，分别记为，分别记为e e、b b、c c。两个。两个PNPN结分别叫结分别叫发射结发射结(发射区与基区交界处的发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2-1 2-1 三极管的
3、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 图示是三极管图示是三极管结构的示意图结构的示意图，三极管的实，三极管的实际结构并不是际结构并不是对称的，所以对称的，所以三极管的发射三极管的发射极和集电极极和集电极不不能对调能对调使用。使用。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：面积较大面积较大发射区：掺发射区：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
4、区e区区 晶体管在电路中工作晶体管在电路中工作时，为了正常地发挥其电时，为了正常地发挥其电流放大作用，必须给它的流放大作用，必须给它的各电极外加大小和极性合各电极外加大小和极性合适的直流工作电压，即必适的直流工作电压，即必须给发射结加须给发射结加正向电压正向电压(也也叫正偏叫正偏)，给集电结加，给集电结加反向反向电压电压(也叫反偏也叫反偏)。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 共发射极放大电路共发射极放大
5、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，它们分如图所示，它们分别称为别称为共基极接法共基极接法、共发射极接法共发射极接法和和共集电极接法共集电极接法。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流半导体三极管具有的电流放大功能，完全取决于三极管放大功能，完全取决于三极管内部结构的特殊性及其内部载内部结构的特殊性及其内部载流子的运动规律。图示是共发流子的运动规律。图示是
6、共发射极放大电路。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.输入特性输入特性输入特性是指在三极管集是指在三极管集电极与发射极之间的电压电极与发射极之间的电压U UCECE为一为一定值时，基极电流定值时，基极电流I IB B同基极与发射同基极与发射极之间的电压极之间的电压U UBEBE的关系，即的关系，即 2.1 2.1 半导体三极管半导体三极管2.2.输出特性输出特性 输出特性输出特性是指在基极电流是指在基极电流为一定值时，三极管集
7、电为一定值时，三极管集电极电流极电流I IC C同集电极与发射极之间的同集电极与发射极之间的电压电压U UCECE的关系。即的关系。即 在不同的在不同的I IB B下，可得出不同的曲线下，可得出不同的曲线所以二极管的输出特性曲所以二极管的输出特性曲线是一组曲线，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和饱和区区3 3个工作区，如个工作区，如图图2-42-4所示。所示。(1)(1)放
8、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对应的饱和区。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。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 )1234UCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A100 A当当UCE大于一定的数值时，大于一定的数值时，IC只与只与IB有关，有关，IC=IB,且且 IC=IB。
9、此区域此区域称为线性放大区。称为线性放大区。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)2)集集射极反向截止电流射极反向截止电流I ICEOCEO 它是指基极开路它是指基极开路(I(IB B0)0)时，集电结处于反向偏置和发射结处于正向偏置时的集电极时，集电结处于反向偏置和发射结处于正向偏置时的集电极电流
10、。又因为它好像是从集电极直接穿透三极管而到达发射极的电流。又因为它好像是从集电极直接穿透三极管而到达发射极的，所以又称为穿透电流。这个电流应越小越好。，所以又称为穿透电流。这个电流应越小越好。(3)3)集电极最大允许电流集电极最大允许电流I ICMCM 当集电极电流超过一定值时，三极管的值当集电极电流超过一定值时，三极管的值就要下降，就要下降，I ICMCM就是表示当就是表示当值下降到正常值的值下降到正常值的2 23 3时的集电极电流。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
11、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，它是一条双曲线。曲线，它是一条双曲线。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
12、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)，这这时时红红表表笔笔所所接接电电极极，就就是是三三极极管管的基极，而且是的基极，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、发射极的判别集电极、发射极的判别 如果被如果被测测管子管子为为NPNNPN型型锗锗管。用万用表管。用万用表RlkRlk档档测测除基极以外的另除基极以外的另两个两个电电极，得到一个阻极，得到一个阻值值，再将，再将红红、黑表笔、黑表笔对调测对
13、调测一次，又得到一次，又得到一个阻一个阻值值；在阻；在阻值较值较小的那一次中，小的那一次中，红红表笔所接表笔所接电电极就是极就是发发射极射极，黑表笔接的就是集，黑表笔接的就是集电电极。若极。若为为PNPPNP型型锗锗管，管，红红表笔接的表笔接的电电极极为为集集电电极，黑表笔接的极，黑表笔接的电电极极为发为发射极。射极。对对于于NPNNPN型硅管，可在基极与黑型硅管，可在基极与黑表笔之表笔之间间接一个接一个l00kl00k的的电电阻，用上述同阻，用上述同样样方法，方法，测测除基极外的除基极外的两个两个电电极极间间的的电电阻，其申阻阻，其申阻值较值较小的一次黑表笔所接小的一次黑表笔所接为为集集电电
14、极，极，红红表笔所接表笔所接为发为发射极。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，可可判判断断管管子子质质量量的的优优劣劣。测测量量时时，要要注注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
15、集集电电极极、基基极极与与发发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，其余的极间电阻都很高，约为几百千欧。硅管要比锗管的极间电阻高。欧，其余的极间电阻都很高，约为几百千欧。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，黑黑表表笔笔接接发发射射极极，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NPNN
16、PN管，应将红、黑表笔对调测其电阻，阻值应比管，应将红、黑表笔对调测其电阻，阻值应比PNPPNP管大很多，一般应在几百千欧。管大很多，一般应在几百千欧。3 3电流放大系数电流放大系数值的估测值的估测 电电流流放放大大系系数数值值估估测测如如图图2-2-8c8c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，红红表表笔笔接接发发射射极极，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，记记下下阻阻值值，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
17、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，放放大大能能力力越越好好；若若差差值值很很小小，说说明明管管子子的的放放大大能能力力很很小小。对对于于PNPPNP三三极极管管，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全一样。完全一样。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 2.2.12.2.1结型场效应管结型场效应管 1.1.结型场效应管的结构、符号和分结型场效应管的结构、符号和分类类 N N沟道结型场效
18、应管是在同一块沟道结型场效应管是在同一块N N型硅片型硅片的两侧分别制作了掺杂浓度较高的的两侧分别制作了掺杂浓度较高的P P型型区，形成两个对称的区，形成两个对称的PNPN结，将两个结，将两个P P区区的引出线连在一起作为一个电极，称为的引出线连在一起作为一个电极，称为栅极栅极(G)(G)，在，在N N型硅片两端各引出一个电型硅片两端各引出一个电极，分别称为极，分别称为源极源极(s)(s)和和漏极漏极(D)(D)结型场结型场效应管可分为效应管可分为N N沟道沟道结型场效应管和结型场效应管和P P沟沟道道结型场效应管。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
19、道 2.2 2.2 场效应晶体管场效应晶体管 2.2.结型场效应管的工作原理结型场效应管的工作原理 N N沟道沟道和和P P沟道沟道结型场效应管的工作原理完全相同，只是偏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置电压的极性和载流子的类型不同而已(如同三极管的如同三极管的NPNNPN和和PNP)PNP)。下面以。下面以N N沟道结型场效应管为例来分析其工作原理。沟道结型场效应管为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i iD D受受U UGSGS和和U
20、UDSDS的的双重控制双重控制。这种电压的控制作用，是场效应管具有放大。这种电压的控制作用，是场效应管具有放大作用的基础。在作用的基础。在D D、S S极间加上电压极间加上电压U UDSDS，则源极和漏极之间形成电流，则源极和漏极之间形成电流i iD D，通过改变栅极和源极的反向电压，通过改变栅极和源极的反向电压U UGSGS，就可以改变两个，就可以改变两个PNPN结阻挡层结阻挡层(耗尽层耗尽层)的宽度，这样就改的宽度，这样就改变了沟道电阻，因此就改变了漏极电流变了沟道电阻，因此就改变了漏极电流i iD D。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
21、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 根据这个函数关系可得根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
22、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.N1.N沟道增强型（沟道增强型（MOSFETMOSFET）的结构。）的结构。N N沟道增强型沟道增强型MOSFETMOSFET是在一块低掺杂的是在一块低掺杂的P P型硅片上型硅片上生成一层生成一层SiOSiO2 2薄膜绝缘层，然后用光刻工艺扩散两个高掺杂的薄膜绝缘层，然后用光刻工艺扩散两个高掺杂的N N型区，并引出两个电极，分别是型区，并引出两个电极，分别是漏极漏极D D和和源极源极S S。在源极和漏极之间的绝缘层上镀一层金属铝作为在源极和漏
23、极之间的绝缘层上镀一层金属铝作为栅极栅极G G。P P型硅片称为型硅片称为衬底衬底，用字母，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u uGSGS的控制作用的控制作用-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uDS对漏极电流对漏极电流id的控制作用的控制作用 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
24、.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 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)(m
25、A)DDSuGS=6Vuu=5VGS=4VuGSu=3VGS下一页2.3 2.3 基本交流电压放大电路基本交流电压放大电路 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，具有放大电流的作用的作用(2)(2)基极偏流电阻基极偏流电阻R RB B。其作。其作用是向三极管的基极提供合适用是向三极管的基极提供合适的偏置电流，并使发射结正向的偏置电流，
26、并使发射结正向偏置。偏置。2.3 2.3 基本交流电压放大电路基本交流电压放大电路 (3)(3)集电极负载电阻集电极负载电阻R RC C。R RC C的作用是把三极管的电流放大转换为的作用是把三极管的电流放大转换为电压放大。电压放大。(4)(4)直流电源直流电源V VCCCC。V VCCCC的正极的正极R RC C经接三极管集电极，负极接发射极。经接三极管集电极，负极接发射极。V VCCCC有两个作用，一是通过有两个作用，一是通过R RB B和和R RC C使三极管发射结正偏、集电结反偏，使三极管发射结正偏、集电结反偏，使三极管工作在放大区；二是给放大使三极管工作在放大区；二是给放大电路提供能
27、源。电路提供能源。(5)(5)电容电容C C1 1和和C C2 2。它们起。它们起“隔直通交隔直通交”的作用，避免的作用，避免放大电路的输入端与信号源之间，输放大电路的输入端与信号源之间，输出端与负载之间直流分量的互相影响。出端与负载之间直流分量的互相影响。下一页上一页返回2.3 2.3 基本交流电压放大电路基本交流电压放大电路 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 基本交流电压
28、放大电路基本交流电压放大电路 下一页 返回上一页画画直流通路直流通路：+TRBRCCVcICQ=IBQ2.3 2.3 基本交流电压放大电路基本交流电压放大电路 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：VCC=12V，RC=4K，RB=300K ，=37.5。下一页 返回上一页解：解：2.3 2.3 基本交流电压放大电路基本交流电压放大电路 2.2.动态分析动态分析 画出放大电路的画出放大电路的交流通路交流通路 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 基本交流电压放大电路基本交流电压放
29、大电路 下一页 返回上一页+R-uoTuRBRLic+交流通路交流通路2.3 2.3 基本交流电压放大电路基本交流电压放大电路 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 基本交流电压放大电路基本交流电压放大电路 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 基本交流电压放大电路基本交流电压放大电路 下一页 返回上一页+-uouRBRLiRc+rbe2.3 2.3 基本交流电压放大电路基本交流电压放大电路 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
30、大倍数AU 解解：下一页 返回上一页2.3 2.3 基本交流电压放大电路基本交流电压放大电路 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情况用图解法分析放大电路的静态工作情况 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 基本交流电压放大电路基本交流电压放大电路返回UCEQ=VCCIC
31、QRCVCCICUCE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 基本交流电压放大电路基本交流电压放大电路 (2)(2)用图解法分析放大电路的动态工作情况用图解法分析放大电路的动态工作情况 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，尤其对判断静点电压和电流波形的幅值大小及
32、相位关系，尤其对判断静态工作点是否合适、输出波形是否会失真等十分方便。态工作点是否合适、输出波形是否会失真等十分方便。图图2 2-6-6画出了用图解法分析放大电路的动态工作情况。画出了用图解法分析放大电路的动态工作情况。下一页 返回上一页2.3 2.3 基本交流电压放大电路基本交流电压放大电路返回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注意：注意：uce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情况用图解法分析放大电路的动态工作情况2.3 2.3 基本
33、交流电压放大电路基本交流电压放大电路 （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，使得点，使得i iC C的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 基本交流电压放大电路基
34、本交流电压放大电路返回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 基本交流电压放大电路基本交流电压放大电路返回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 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
35、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R RB1B1和和下偏电下偏电阻阻R RB2B2，发射极支路串，发射极支路串接了电阻接了电阻R RE E(称为称为射极射极电阻电阻)和和旁路电容旁路电容C CE E(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)I(1)I1 1II2 2IIB B(2)V(2)VB BUUBEBE下一页 返回上一页I1I2IBICIE+B
36、2RB1CCTRRVRcE2.4 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=UE/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
37、路 2.2.动态分析动态分析分压式偏置放大电路的分压式偏置放大电路的交流通路交流通路返回上一页+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2.4 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
38、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
39、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 在许多情况下，单级放大电路的电压放大倍数往往不能满在许多情况下，单级放大电路的电压放大倍数往往不能满足要求，为此，要把放大电路联成二级、三级或者多级放足要求，为此，要把放大电路联成二级、三级或者多级放大电路。级与
40、级之间的连接方式称为大电路。级与级之间的连接方式称为耦合方式耦合方式。放大电路级间的耦合方式，既要将前级的输出信号顺利传放大电路级间的耦合方式，既要将前级的输出信号顺利传递到下一级，又要保证各级都有合适的静态工作点。常见递到下一级，又要保证各级都有合适的静态工作点。常见的耦合方式有的耦合方式有阻容耦合阻容耦合、直接耦合直接耦合、变压器耦合变压器耦合等。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2-2-9 9所示，其中输入级和中间级主要用作电压放大，可
41、以将微所示，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足够的幅度。后面的末前级和输出级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，向负载输出足够大的功率。用作功率放大，向负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.电路组成电路组成图图2-2-1010是一个两级阻容耦合放大电路，第一级放大电路的输出是一个两级阻容耦合放大电路，第一
42、级放大电路的输出是经过是经过C CB2B2与第二级放大电路的输入电阻与第二级放大电路的输入电阻R Ri2i2联系起来的，故称为联系起来的，故称为阻容耦合方式阻容耦合方式。阻容耦合的特点是，。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静态分析与单级放大电路的静态分析完全相同。的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
43、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的相位差与表示放大电路输出电压与输入电压之间的相位差与频率的关系，称为频率的关系，称为相频特性相频特性。两种综合起来称为放大电路。两种综合起来称为放大电路的
44、频率响应。的频率响应。图图2-2-1111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)是幅频特性是幅频特性，图（，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放大电路的频率响应，规定放大倍数下降0.700.707A7Aumum时所对应的两个频率，分别称为下限额率时所对应的两
45、个频率，分别称为下限额率f fL L和上限额率和上限额率f fH H。这两个频率之间的频率范围称为放大电路的。这两个频率之间的频率范围称为放大电路的通频带通频带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。通频带愈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。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 射极输出器射极输出器又叫射极跟随器，电路如图又叫射极跟随器，电路如图所示。在电路结构上射极输出器与共发所示。在电路结构上射极输出器与共发射极放大电路不同，
46、负载接在发射极上射极放大电路不同，负载接在发射极上，输出电压，输出电压U UO O从发射极取出，而集电极直接接电源从发射极取出，而集电极直接接电源CCCC。对交流信号而言，集电极相当于接地。对交流信号而言，集电极相当于接地，成为输入、输出电路的公共端，因此，成为输入、输出电路的公共端，因此这是一种共集电极放大电路。前面已讨这是一种共集电极放大电路。前面已讨论过，在发射极回路中接入电阻论过，在发射极回路中接入电阻R RE E可以稳定集电极静态电流可以稳定集电极静态电流I IC C，因此，射极输出器的静态工作点是稳，因此，射极输出器的静态工作点是稳定的。定的。下一页 返回IBQIEQ+C1RS+u
47、i 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射极输出器的主要特点是电压放大倍数接近于
48、电压放大倍数接近于1 1，输入电阻，输入电阻高，输出电阻低高，输出电阻低。射极输出器的应用十分广泛。由于它的输入电阻高，常被射极输出器的应用十分广泛。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，减少信号源的负担；利用它的输出电阻低的特点，常用，减少信号源的负担；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能力；利用它它作为输出级，可以提高放大电路带负载的能力；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，使前后级共发
49、射极放大电路阻抗匹配，实阻抗变换作用，使前后级共发射极放大电路阻抗匹配，实现信号的最大功率传输。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，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
50、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 一个实用的放大电路要求能够对所要放大的信号源信号进行不一个实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提供足够大的功率。失真的放大和输出，并能向所驱动