《工信版(中职）电子技术基础第一章教学课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《工信版(中职）电子技术基础第一章教学课件.ppt（57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、YCF(中职）电子技术基础第一章教学课件第一章放大电路基础知识第一章放大电路基础知识第一节第一节 半导体二极管半导体二极管第二节第二节 半导体三极管半导体三极管第三节第三节 基本放大电路及放大电路的分析基本放大电路及放大电路的分析方法方法第四节第四节 放大电路静态工作点的稳定性放大电路静态工作点的稳定性第五节第五节 共集电极放大电路及多级放大电共集电极放大电路及多级放大电路路第一节第一节 半导体二极管半导体二极管一、半导体及一、半导体及PN结结1半导体半导体导电能力介于导体和绝缘体之间的物质称为半导体。纯净的、导电能力介于导体和绝缘体之间的物质称为半导体。纯净的、具有晶体结构的半导体称为本征半
2、导体。具有晶体结构的半导体称为本征半导体。半导体的导电能力受外界影响很大，主要表现在以下几方面。半导体的导电能力受外界影响很大，主要表现在以下几方面。(1)光敏性半导体的导电能力随光照的不同而不同，当光照加光敏性半导体的导电能力随光照的不同而不同，当光照加强时，其导电能力增强。强时，其导电能力增强。(2)掺杂特性如果在纯净的半导体中掺入微量的某些有用杂质，掺杂特性如果在纯净的半导体中掺入微量的某些有用杂质，其导电能力将大大增加，可以增加几十万倍甚至几百万倍。其导电能力将大大增加，可以增加几十万倍甚至几百万倍。(3)热敏性半导体的导电能力对温度很敏感。热敏性半导体的导电能力对温度很敏感。下-页
3、返回第一节第一节 半导体二极管半导体二极管本征半导体掺人微量元素后就成为杂质半导体。由于掺人的本征半导体掺人微量元素后就成为杂质半导体。由于掺人的杂质不同，杂质半导体可分为杂质不同，杂质半导体可分为N型半导体和型半导体和P型半导体。型半导体。2PN结结在一块纯净的本征半导体中，通过不同的掺杂工艺，使其一在一块纯净的本征半导体中，通过不同的掺杂工艺，使其一边成为边成为N型半导体，另一边成为型半导体，另一边成为P型半导体，那么就会在这两型半导体，那么就会在这两种半导体的交界处形成种半导体的交界处形成PN结，如结，如图图1-1所示。所示。PN结具有单向导电性。当结具有单向导电性。当P区接电源正极、区
4、接电源正极、N区接电源负极区接电源负极时，时，PN结处于正向偏置。结处于正向偏置。一、二极管的类型一、二极管的类型半导体二极管也叫做晶体二极管，简称二极管。它是由一个半导体二极管也叫做晶体二极管，简称二极管。它是由一个PN结加上电极和引线用管壳封装而成的。结加上电极和引线用管壳封装而成的。上-页 下-页 返回第一节第一节 半导体二极管半导体二极管 1点接触型二极管点接触型二极管点接触型二极管的结构如点接触型二极管的结构如图图1-3(a)所示。所示。2面接触型二极管面接触型二极管面接触型二极管的结构如图面接触型二极管的结构如图1.3(b)所示。所示。三、二极管的开关特性三、二极管的开关特性在数字
5、电路中，二极管和三极管大多工作于开关状态。它们在数字电路中，二极管和三极管大多工作于开关状态。它们在脉冲信号的作用下，时而导通，时而截止，相当于开关的在脉冲信号的作用下，时而导通，时而截止，相当于开关的“接通接通”和和“断开断开”。二极管的主要特性是单向导电性。当二极管两端加的正向电二极管的主要特性是单向导电性。当二极管两端加的正向电压大于一定值时，二极管就导通，如同一个闭合的开关。压大于一定值时，二极管就导通，如同一个闭合的开关。上-页 下-页 返回第一节第一节 半导体二极管半导体二极管二极管在电路中具有开关作用。但是，它不是一个理想的开二极管在电路中具有开关作用。但是，它不是一个理想的开关
6、。关。四、二极管的伏安特性四、二极管的伏安特性半导体二极管本质上就是一个半导体二极管本质上就是一个PN结，因此它具有单向导电性，结，因此它具有单向导电性，这一特性可用伏安特性表示。所谓二极管的伏安特性曲线，这一特性可用伏安特性表示。所谓二极管的伏安特性曲线，就是指加在二极管两端的电压就是指加在二极管两端的电压U与流过二极管的电流，之间与流过二极管的电流，之间的关系曲线。的关系曲线。1击穿特性击穿特性在在图图1-6中，当二极管的反向电压增大到一定数值后，其反中，当二极管的反向电压增大到一定数值后，其反向电流会突然增大，这种现象称为反向击穿。发生击穿时的向电流会突然增大，这种现象称为反向击穿。发生
7、击穿时的电压称为反向击穿电压，用电压称为反向击穿电压，用UBR表示。二极管的击穿现象有表示。二极管的击穿现象有电击穿与热击穿之分。电击穿与热击穿之分。上-页 下-页 返回第一节第一节 半导体二极管半导体二极管 2正向特征正向特征在二极管两端加以正向电压，就会产生正向电流。但是，当在二极管两端加以正向电压，就会产生正向电流。但是，当起始电压很低时，正向电流很小，几乎为零，管子呈高阻状起始电压很低时，正向电流很小，几乎为零，管子呈高阻状态，这段区域称为死区。正向电压增大，使二极管导通的临态，这段区域称为死区。正向电压增大，使二极管导通的临界电压称为死区电压（又称门坎电压）。在常温下，硅管的界电压称
8、为死区电压（又称门坎电压）。在常温下，硅管的死区电压一般约为死区电压一般约为0.5 V，而锗管则约为，而锗管则约为0.2 V。3反向特性反向特性在二极管两端加以反向电压，由于在二极管两端加以反向电压，由于PN结的反向电阻很高，因结的反向电阻很高，因而反向电压在一定范围内变化时，反向电流非常小，且基本而反向电压在一定范围内变化时，反向电流非常小，且基本不随反向电压的变化而变化，这个电流称为反向饱和电流不随反向电压的变化而变化，这个电流称为反向饱和电流（正常情况下可忽略不计）。此时管子处于截止状态。（正常情况下可忽略不计）。此时管子处于截止状态。上-页 下-页 返回第一节第一节 半导体二极管半导体
9、二极管反向饱和电流是二极管的一个重要参数，反向饱和电流愈大，反向饱和电流是二极管的一个重要参数，反向饱和电流愈大，说明管子的单向导电性能愈差。说明管子的单向导电性能愈差。4温度对特性的影响温度对特性的影响由于半导体的导电性能与温度有关，所以二极管对温度很敏由于半导体的导电性能与温度有关，所以二极管对温度很敏感，温度升高时，二极管正向特性曲线向左移动，反向特性感，温度升高时，二极管正向特性曲线向左移动，反向特性曲线向右移动。曲线向右移动。五、二极管的主要参数五、二极管的主要参数二极管的主要参数有以下几个。二极管的主要参数有以下几个。1最大整流电流最大整流电流最大整流电流是指二极管长期运行时，允许
10、通过二极管的最最大整流电流是指二极管长期运行时，允许通过二极管的最大正向平均电流。在使用二极管时不能超过此值，否则将使大正向平均电流。在使用二极管时不能超过此值，否则将使二极管过热而损坏。二极管过热而损坏。上-页 下-页 返回第一节第一节 半导体二极管半导体二极管 2最大反向工作电压最大反向工作电压URM最大反向工作电压最大反向工作电压URM是指二极管工作时两端所允许加的最是指二极管工作时两端所允许加的最大反向电压。为保证二极管安全工作、不被击穿，通常大反向电压。为保证二极管安全工作、不被击穿，通常URM约为反向击穿电压约为反向击穿电压UR的一半。的一半。3反向电流反向电流反向电流是指二极管加
11、最高反向工作电压时的反向电流。反反向电流是指二极管加最高反向工作电压时的反向电流。反向电流越小，管子的单向导电性能越好。常温下，硅管的反向电流越小，管子的单向导电性能越好。常温下，硅管的反向电流一般只有几微安；锗管的反向电流较大，一般在几十向电流一般只有几微安；锗管的反向电流较大，一般在几十至几百微安之间。至几百微安之间。4最高工作频率最高工作频率 上-页 下-页 返回第一节第一节 半导体二极管半导体二极管由于由于PN结存在结电容，它的存在限制了二极管的工作频率，结存在结电容，它的存在限制了二极管的工作频率，因此如果通过二极管的信号频率超过管子的最高工作频率，因此如果通过二极管的信号频率超过管
12、子的最高工作频率，则结电容的容抗变小高频电流将直接从结电容上通过，管则结电容的容抗变小高频电流将直接从结电容上通过，管子的单向导电性变差。子的单向导电性变差。上-页 返回第二节第二节 半导体三极管半导体三极管 一、三极管的结构及符号一、三极管的结构及符号与二极管相比，三极管是由两个与二极管相比，三极管是由两个PN结构成的，其基本特性是结构成的，其基本特性是具有电流放大作用。三极管按其结构不同，分为具有电流放大作用。三极管按其结构不同，分为NPN型和型和PNP型两种。相应的结构示意图及电路符号如型两种。相应的结构示意图及电路符号如图图1-8所示。所示。在制作三极管时，其内部的结构特点是：在制作三
13、极管时，其内部的结构特点是：发射区掺杂浓度高；发射区掺杂浓度高；基区很薄，且掺杂浓度低；基区很薄，且掺杂浓度低；集电结面积大于发射结面积。集电结面积大于发射结面积。以上特点是三极管实现放大作用的内部条件。以上特点是三极管实现放大作用的内部条件。另外，三极管按其所用半导体材料不同，分为硅管和锗管；另外，三极管按其所用半导体材料不同，分为硅管和锗管；按用途不同，分为放大管、开关管和功率管；按工作频率不按用途不同，分为放大管、开关管和功率管；按工作频率不同，分为低频管和高频管；按耗散功率大小不同，分为小功同，分为低频管和高频管；按耗散功率大小不同，分为小功下-页 返回第二节第二节 半导体三极管半导体
14、三极管 率管和大功率管等。率管和大功率管等。一、三极管的放大条件一、三极管的放大条件三极管要实现电流放大除要满足内部条件外，还应满足外部三极管要实现电流放大除要满足内部条件外，还应满足外部偏置条件，即发射结正偏，集电结反偏，如偏置条件，即发射结正偏，集电结反偏，如图图1-9所示。所示。三、电流分配关系三、电流分配关系NPN管的放大实验电路如管的放大实验电路如图图1-10所示。电路中三极管的偏所示。电路中三极管的偏置满足发射结正偏、集电结反偏的条件。置满足发射结正偏、集电结反偏的条件。由表由表1-1中的数据可知：中的数据可知：(1)三极管的基极电流、集电极电流和发射极电流之间符合基三极管的基极电
15、流、集电极电流和发射极电流之间符合基尔霍夫定律，即尔霍夫定律，即上-页 下-页 返回第二节第二节 半导体三极管半导体三极管(2)晶体管具有电流放大作用从晶体管具有电流放大作用从表表1-1可看出，可看出，IB与与IC的比值的比值近似为常数。近似为常数。四、三极管的开关特性四、三极管的开关特性 三极管有三种工作状态：截止状态、放大状态、饱和状态。三极管有三种工作状态：截止状态、放大状态、饱和状态。在放大电路中，三极管作为放大元件，主要工作在放大区。在放大电路中，三极管作为放大元件，主要工作在放大区。在数字电路中，三极管作为开关元件，主要工作在截止状态在数字电路中，三极管作为开关元件，主要工作在截止
16、状态或饱和状态，并在截止状态和饱和状态之间经过短促的放大或饱和状态，并在截止状态和饱和状态之间经过短促的放大状态进行快速转换和过渡。状态进行快速转换和过渡。上-页 下-页 返回第二节第二节 半导体三极管半导体三极管(1)截止状态截止状态 当开关当开关S接位置接位置1时，三极管发射结电压时，三极管发射结电压UBEUT，相当于开关断开状态，等效电路如，相当于开关断开状态，等效电路如图图1-11(b)所所示。示。(2)饱和状态饱和状态 当开关当开关S接位置接位置2时，三极管发射结正偏，时，三极管发射结正偏，UBE=0.7 V。由此可见，三极管具有开关作用，截止时相当于开关断开，由此可见，三极管具有开
17、关作用，截止时相当于开关断开，饱和时相当于开关闭合。饱和时相当于开关闭合。五、三极管的特性曲线五、三极管的特性曲线三极管的各电极电压和各电极电流之间的关系曲线称为三极三极管的各电极电压和各电极电流之间的关系曲线称为三极管的伏安特性曲线。三极管放大交流信号时有共发射极、共管的伏安特性曲线。三极管放大交流信号时有共发射极、共集电极和共基极三种接法。集电极和共基极三种接法。第二节第二节 半导体三极管半导体三极管 1输入特性曲线输入特性曲线图图1-12所示电路为三极管共射特性曲线测试电路。当集电极所示电路为三极管共射特性曲线测试电路。当集电极和发射极之间的电压和发射极之间的电压UCE一定时，基极和发射
18、极之间的电压一定时，基极和发射极之间的电压UBE与基极电流。之间的关系曲线称为输入特性曲线。与基极电流。之间的关系曲线称为输入特性曲线。当当UCE=0时，发射结和集电结均为正偏，相当于两个二极管时，发射结和集电结均为正偏，相当于两个二极管并联，此时的特性曲线相当于二极管的正向伏安特性曲线。并联，此时的特性曲线相当于二极管的正向伏安特性曲线。随着随着UCE的增大，曲线右移。的增大，曲线右移。UCE1 V以后，曲线右移不明以后，曲线右移不明显，基本重合在一起。此时，集电结反偏电压足够强，足以显，基本重合在一起。此时，集电结反偏电压足够强，足以使注入基区的绝大多数自由电子被吸收到集电区，即使再增使注
19、入基区的绝大多数自由电子被吸收到集电区，即使再增大大UCE也不会引起也不会引起IB减少了。减少了。上-页 下-页 返回第二节第二节 半导体三极管半导体三极管由由图图1-13所示的输入特性曲线可以看出如下两点特性。所示的输入特性曲线可以看出如下两点特性。曲线是非线性的，存在一段死区，当外加电压曲线是非线性的，存在一段死区，当外加电压UBE小于死区电小于死区电压时，三极管不能导通，处于截止状态。压时，三极管不能导通，处于截止状态。三极管正常工作时，三极管正常工作时，UBE变化不大。对于硅管，变化不大。对于硅管，UBE约为约为0.7 V；对于锗管，；对于锗管，UBE约为约为0.3 V。因此，在对三极
20、管放大电路。因此，在对三极管放大电路进行分析时，常把进行分析时，常把UBE视为常数。视为常数。2输出特性曲线输出特性曲线当基极电流一定时，集电极和发射极之间的电压当基极电流一定时，集电极和发射极之间的电压UCE与集电与集电极电流之间的关系曲线称为输出特性曲线。极电流之间的关系曲线称为输出特性曲线。上-页 下-页 返回第二节第二节 半导体三极管半导体三极管 由由图图1-14所示的输出特性曲线可以看出如下三点特性。所示的输出特性曲线可以看出如下三点特性。曲线的起始部分较陡，且不同的曲线的起始部分较陡，且不同的IB曲线的上升部分几乎重合，曲线的上升部分几乎重合，表明当表明当UCE较小时，只要较小时，
21、只要UCE略有增大，略有增大，IC就迅速增加，但就迅速增加，但IB几乎不受几乎不受IC的影响。的影响。当当UCE较大（例如大于较大（例如大于1 V）后，曲线比较平坦。）后，曲线比较平坦。曲线是非线性的。由于三极管的输入、输出特性曲线都是非曲线是非线性的。由于三极管的输入、输出特性曲线都是非线性的，所以它是非线性器件。线性的，所以它是非线性器件。六、晶体管的主要参数六、晶体管的主要参数1穿透电流穿透电流 穿透电流穿透电流ICEO是指基极开路时集一射极之间的电流。是指基极开路时集一射极之间的电流。上-页 下-页 返回第二节第二节 半导体三极管半导体三极管 2电流放大系数电流放大系数电流放大系数是指
22、输出电流与输入电流的比值，它是衡量晶电流放大系数是指输出电流与输入电流的比值，它是衡量晶体管电流放大能力的参数。体管电流放大能力的参数。3集集 射极反向击穿电压射极反向击穿电压集一射极反向击穿电压是指基极开路时加在集一射极之间的集一射极反向击穿电压是指基极开路时加在集一射极之间的最大允许电压。最大允许电压。4集电极最大允许电流集电极最大允许电流ICM集电极电流过大时，卢值明显下降，当卢值下降到正常值的集电极电流过大时，卢值明显下降，当卢值下降到正常值的2/3时，集电极电流称为集电极最大允许电流时，集电极电流称为集电极最大允许电流ICM。上-页 下-页 返回第二节第二节 半导体三极管半导体三极管
23、 5集电极最大允许耗散功率集电极最大允许耗散功率PCM由于集电极电流在流经集电结时要产生功率损耗，集电结温由于集电极电流在流经集电结时要产生功率损耗，集电结温度升高，引起晶体管参数的变化，使管子性能下降，甚至损度升高，引起晶体管参数的变化，使管子性能下降，甚至损坏。坏。七、场效应管七、场效应管场效应管是一种电压控制型器件它利用改变电场的强弱来场效应管是一种电压控制型器件它利用改变电场的强弱来控制固体材料的导电能力。由于场效应管的输入电流很小，控制固体材料的导电能力。由于场效应管的输入电流很小，所以它具有很高的输入电阻。所以它具有很高的输入电阻。场效应管按其结构的不同可分为结型场效应管和绝缘栅型
24、场场效应管按其结构的不同可分为结型场效应管和绝缘栅型场效应管两种类型。后者由于制造工艺简单，目前广泛地应用效应管两种类型。后者由于制造工艺简单，目前广泛地应用于集成电路和数字电路中。于集成电路和数字电路中。上-页 下-页 返回第二节第二节 半导体三极管半导体三极管 1耗尽型绝缘栅场效应管耗尽型绝缘栅场效应管图图1-15(a)所示为所示为N沟道耗尽型沟道耗尽型MOS管的图形符号，漏源管的图形符号，漏源之间用实线表示耗尽型，箭头方向的意义与增强型之间用实线表示耗尽型，箭头方向的意义与增强型MOS管的管的相同。相同。N沟道耗尽型沟道耗尽型MOS管由于制作工艺的不同，在管由于制作工艺的不同，在UGS=
25、0时，导时，导电沟道就已经存在，所以只要在漏源之间加上正向电压就有电沟道就已经存在，所以只要在漏源之间加上正向电压就有漏极电流漏极电流ID产生。产生。2增强型绝缘栅场效应管增强型绝缘栅场效应管图图1-16(a)所示是所示是N沟道增强型绝缘栅场效应管的图形符号，沟道增强型绝缘栅场效应管的图形符号，其有三个电极：栅极其有三个电极：栅极G、源极、源极S和漏极和漏极D，B为衬底。栅极与为衬底。栅极与源极、漏极以及衬底之间是绝缘的，所以称为绝缘栅场效应源极、漏极以及衬底之间是绝缘的，所以称为绝缘栅场效应管。管。上-页 返回第三节第三节 基本放大电路及放大电路的分析基本放大电路及放大电路的分析方法方法一、
26、基本放大电路一、基本放大电路 1放大电路各元件的作用放大电路各元件的作用图图1-17所示是共发射极接法的基本放大电路，输入端接交流所示是共发射极接法的基本放大电路，输入端接交流信号源，输入电压为信号源，输入电压为Ui，输出端接负载电阻，输出端接负载电阻RL，输出电压为，输出电压为UO。直流电源直流电源 直流电源直流电源UCC 一方面与一方面与Rb、Rc相配合，保证三极相配合，保证三极管的发射结正偏和集电结反偏，即保证三极管工作在放大状管的发射结正偏和集电结反偏，即保证三极管工作在放大状态，另一方面为输出信号提供能量。态，另一方面为输出信号提供能量。三极管三极管VT 三极管三极管VT是放大电路中
27、的核心元件，起电流放大是放大电路中的核心元件，起电流放大作用。作用。下-页 返回第三节第三节 基本放大电路及放大电路的分析基本放大电路及放大电路的分析方法方法基极偏置电阻基极偏置电阻 基极偏置电阻与基极偏置电阻与UCC配合，决定了放大电路基配合，决定了放大电路基极电流的大小。极电流的大小。耦合电容耦合电容C1和和C2 耦合电容耦合电容C1和和C2起起“隔直通交隔直通交”作用：一作用：一方面隔离放大电路与信号源和与负载之间的直流通路；另一方面隔离放大电路与信号源和与负载之间的直流通路；另一方面使交流信号在信号源、放大电路、负载之间能顺利地传方面使交流信号在信号源、放大电路、负载之间能顺利地传送。
28、送。集电极负载电阻集电极负载电阻 集电极负载电阻的主要作用是将三极管集电集电极负载电阻的主要作用是将三极管集电极电流的变化量转换为电压的变化量，反映到输出端，从而极电流的变化量转换为电压的变化量，反映到输出端，从而实现电压放大。实现电压放大。三极管有三个电极，由它构成的放大电路形成两个回路，即三极管有三个电极，由它构成的放大电路形成两个回路，即信号源、基极、发射极形成输入回路；负载、集电极、发射信号源、基极、发射极形成输入回路；负载、集电极、发射极形成输出回路。极形成输出回路。上-页 下-页 返回第三节第三节 基本放大电路及放大电路的分析基本放大电路及放大电路的分析方法方法电路图中，符号电路图
29、中，符号“上上”表示电路的参考零电位，又称为公共表示电路的参考零电位，又称为公共参考端，它是电路中各点电压的公共端点。这样，电路中各参考端，它是电路中各点电压的公共端点。这样，电路中各点的电位实际上就是该点与公共端点之间的电压。点的电位实际上就是该点与公共端点之间的电压。2放大电路静态工作点的设置放大电路静态工作点的设置放大电路输入端未加交流信号时，电路的工作状态称为直流放大电路输入端未加交流信号时，电路的工作状态称为直流状态，简称静态。状态，简称静态。当电路中的当电路中的UCC、RC、RB确定后，确定后，UBE、UCE也就确定下来也就确定下来了。了。Q点过高或过低都将产生非线性失真，所以必须
30、设置合适的点过高或过低都将产生非线性失真，所以必须设置合适的Q点。对于三极管来说，有信号时的电压、电流是以点。对于三极管来说，有信号时的电压、电流是以Q点的直点的直流数值为基础，在上面叠加一个交流信号得到的。流数值为基础，在上面叠加一个交流信号得到的。上-页 下-页 返回第三节第三节 基本放大电路及放大电路的分析基本放大电路及放大电路的分析方法方法1直流通路与交流通路直流通路与交流通路在在图图1-19所示的共发射极放大电路中，因为有直流电源所示的共发射极放大电路中，因为有直流电源UCC和交流输入信号和交流输入信号UI，所以电路中既有直流量又有交流量。由，所以电路中既有直流量又有交流量。由于耦合
31、电容的存在，直流量所流经的通路和交流量所流经的于耦合电容的存在，直流量所流经的通路和交流量所流经的通路是不相同的。通路是不相同的。直流通路是指当输入信号为零时在直流电源作用下直流量流直流通路是指当输入信号为零时在直流电源作用下直流量流通的路径，亦称为静态电流流通通路，由此通路可以确定电通的路径，亦称为静态电流流通通路，由此通路可以确定电路的静态工作点。路的静态工作点。交流通路是指在输入信号作用下交流信号流通的路径，由此交流通路是指在输入信号作用下交流信号流通的路径，由此通路可以分析电路的动态参数和性能。通路可以分析电路的动态参数和性能。上-页 下-页 返回第三节第三节 基本放大电路及放大电路的
32、分析基本放大电路及放大电路的分析方法方法画放大电路的直流通路时，其原则是：将信号源视为短路，画放大电路的直流通路时，其原则是：将信号源视为短路，内阻保留，将电容视为开路。内阻保留，将电容视为开路。2静态工作点的估算静态工作点的估算静态值既然是直流，就可以从电路的直流通路中求得。静态值既然是直流，就可以从电路的直流通路中求得。上-页 下-页 返回第三节第三节 基本放大电路及放大电路的分析基本放大电路及放大电路的分析方法方法 3微变等效电路法微变等效电路法当放大电路工作在小信号范围内时，可利用微变等效电路来当放大电路工作在小信号范围内时，可利用微变等效电路来分析放大电路的动态指标，即输入电阻输出电
33、阻和电压放大分析放大电路的动态指标，即输入电阻输出电阻和电压放大倍势。倍势。(1)三极管的微变等效电路三极管是非线性元件，在一定的条三极管的微变等效电路三极管是非线性元件，在一定的条件件(输入信号幅度小，即微变）下可以把三极管看成一个线性输入信号幅度小，即微变）下可以把三极管看成一个线性元件，用一个等效的线性电路来代替它，从而把放大电路转元件，用一个等效的线性电路来代替它，从而把放大电路转换成等效的线性电路，使电路的动态分析、计算大大简化。换成等效的线性电路，使电路的动态分析、计算大大简化。首先，从三极管的输入与输出特性曲线人手来分析其线性电首先，从三极管的输入与输出特性曲线人手来分析其线性电
34、路。路。上-页 下-页 返回第三节第三节 基本放大电路及放大电路的分析基本放大电路及放大电路的分析方法方法所以三极管的集电极与发射极之间可用一个受控恒流源代替。所以三极管的集电极与发射极之间可用一个受控恒流源代替。因此，三极管电路可等效为一个由输入电阻和受控恒流源组因此，三极管电路可等效为一个由输入电阻和受控恒流源组成的线性简化电路，如成的线性简化电路，如图图1-22所示。所示。(2)微变等效电路法的应用微变等效电路法的应用 利用微变等效电路，可以比较方利用微变等效电路，可以比较方便地运用电路基础知识来分析放大电路的性能指标。下面仍便地运用电路基础知识来分析放大电路的性能指标。下面仍以图以图1
35、-19所示单管共射放大电路为例来说明电路分析过程。所示单管共射放大电路为例来说明电路分析过程。首先，根据图首先，根据图1-19画出该电路的交流通路，然后把交流通路画出该电路的交流通路，然后把交流通路中的三极管用其等效电路来代替，即可得到如中的三极管用其等效电路来代替，即可得到如图图1-23所示的所示的微变等效电路。微变等效电路。电压放大倍数定义为放大器输出电压与输入电压之比，是衡电压放大倍数定义为放大器输出电压与输入电压之比，是衡量放大电路电压放大能力的指标。量放大电路电压放大能力的指标。上-页 下-页 返回第三节第三节 基本放大电路及放大电路的分析基本放大电路及放大电路的分析方法方法输入电阻
36、输入电阻 显而易见，放大电路是信号源的一个负载，这个负显而易见，放大电路是信号源的一个负载，这个负载电阻就是从放大器输入端看进去的等效电阻。载电阻就是从放大器输入端看进去的等效电阻。输出电阻输出电阻 对负载电阻来说，放大器相当于一个信号源。放大对负载电阻来说，放大器相当于一个信号源。放大电路的输出电阻就是从放大电路的输出端看进去的交流等效电路的输出电阻就是从放大电路的输出端看进去的交流等效电阻。电阻。输出电阻是衡量放大电路带负载能力的一个性能指标。放大输出电阻是衡量放大电路带负载能力的一个性能指标。放大电路接上负载后，要向负载（后级）提供能量，所以，可将电路接上负载后，要向负载（后级）提供能量
37、，所以，可将放大电路看做一个具有一定内阻的信号源，这个信号源的内放大电路看做一个具有一定内阻的信号源，这个信号源的内阻就是放大电路的输出电阻。阻就是放大电路的输出电阻。上-页 返回第四节第四节 放大电路静态工作点的稳定性放大电路静态工作点的稳定性 一、温度变化对静态工作点的影响一、温度变化对静态工作点的影响造成静态工作点不稳定的原因很多，如电源电压波动、电路造成静态工作点不稳定的原因很多，如电源电压波动、电路参数变化、三极管老化等，但主要原因是三极管特性参数随参数变化、三极管老化等，但主要原因是三极管特性参数随温度的变化而变化，造成静态工作点偏离原来的数值。温度的变化而变化，造成静态工作点偏离
38、原来的数值。二、稳定静态工作点的措施二、稳定静态工作点的措施稳定静态工作点的典型电路是如稳定静态工作点的典型电路是如图图1-24(a)所示的分压式偏所示的分压式偏置稳定电路，该电路有以下两个特点。置稳定电路，该电路有以下两个特点。1利用电阻利用电阻Rb1和和Rb2分压来稳定基极电位分压来稳定基极电位由图由图1-24(b)所示放大电路的直流通路，可得所示放大电路的直流通路，可得下-页 返回第四节第四节 放大电路静态工作点的稳定性放大电路静态工作点的稳定性所以，基极电位由电源电压经电阻所以，基极电位由电源电压经电阻Rb1和和Rb2分压所决定，与分压所决定，与晶体管参数无关。晶体管参数无关。2由发射
39、极电阻实现静态工作点的稳定由发射极电阻实现静态工作点的稳定温度上升使温度上升使ICQ增大时，增大时，IEQ随之增大，随之增大，UQ也增大，因为基极也增大，因为基极电位电位UBQ=UEQ+UEQ恒定，故恒定，故UEQ增大使增大使UBEQ减小，引起减小，引起IBQ减小，使减小，使ICQ相应减小，从而抑制了温度升高引起相应减小，从而抑制了温度升高引起ICQ的增的增量，即稳定了静态工作点。其稳定过程如下：量，即稳定了静态工作点。其稳定过程如下：上-页 返回第五节第五节 共集电极放大电路及多级放大电共集电极放大电路及多级放大电路路一一.共集电极放大电路共集电极放大电路1电路组成电路组成共集电极放大电路如
40、共集电极放大电路如图图1-26(a)所示，它是由基极输入信号、所示，它是由基极输入信号、发射极输出信号组成的，所以称为射极输出器。发射极输出信号组成的，所以称为射极输出器。2射极输出器的特点射极输出器的特点(1)静态工作点稳定静态工作点稳定 由由图图1-27(a)所示的共集放大电路的直所示的共集放大电路的直流通路可知流通路可知(2)电压放大倍数近似等于电压放大倍数近似等于1 射极输出器的微变等效电路如射极输出器的微变等效电路如图图1-27所示所示下-页 返回第五节第五节 共集电极放大电路及多级放大电共集电极放大电路及多级放大电路路电压放大倍数约为电压放大倍数约为1并为正值，可见输出电压随着输入
41、电压的并为正值，可见输出电压随着输入电压的变化而变化，大小近似相等，且相位相同，因此，射极输出变化而变化，大小近似相等，且相位相同，因此，射极输出器又称为射极跟随器。器又称为射极跟随器。(3)输入电阻高输入电阻高 由图由图1-27(b)可知可知(4)输出电阻低输出电阻低 可见，输出电阻对输出电压的影响很小，说明射极输出器带可见，输出电阻对输出电压的影响很小，说明射极输出器带负载能力很强。负载能力很强。二、多级放大电路二、多级放大电路前面分析的放大电路都是由一个晶体管组成的单级放大电路，前面分析的放大电路都是由一个晶体管组成的单级放大电路，它们的放大倍数是有限的。在实际应用中，例如通信系统、它们
42、的放大倍数是有限的。在实际应用中，例如通信系统、自动控制系统及检测装置中，输入信号都是极微弱的，自动控制系统及检测装置中，输入信号都是极微弱的，上-页 下-页 返回第五节第五节 共集电极放大电路及多级放大电共集电极放大电路及多级放大电路路 必须将微弱的输入信号放大到几千乃至几万倍才能驱动执行必须将微弱的输入信号放大到几千乃至几万倍才能驱动执行机构，加扬声器、伺服机构和测量仪器等进行工作。机构，加扬声器、伺服机构和测量仪器等进行工作。1放大电路的级间耦合方式放大电路的级间耦合方式多级放大电路中级与级之间的连接方式称为耦合。级间耦合多级放大电路中级与级之间的连接方式称为耦合。级间耦合应满足下面两点
43、要求：一是静态工作点互不影响；二是前级应满足下面两点要求：一是静态工作点互不影响；二是前级输入信号应尽可能多地传送到后级。输入信号应尽可能多地传送到后级。(1)阻容耦合级与级之间通过耦合电容与下级输入电阻连接的阻容耦合级与级之间通过耦合电容与下级输入电阻连接的方式称为阻容耦合，如方式称为阻容耦合，如图图1-28(a)所示。由于耦合电容有所示。由于耦合电容有“隔直通交隔直通交”作用，故可使各级的静态工作点彼此独立，互不作用，故可使各级的静态工作点彼此独立，互不影响。影响。上-页 下-页 返回第五节第五节 共集电极放大电路及多级放大电共集电极放大电路及多级放大电路路(2)直接耦合前级的输出端直接与
44、后级的输入端相连，这种连直接耦合前级的输出端直接与后级的输入端相连，这种连接方式称为直接耦合，如图接方式称为直接耦合，如图1-28(b)所示。直接耦合放大所示。直接耦合放大电路既能放大直流与缓慢变化的信号，也能放大交流信号。电路既能放大直流与缓慢变化的信号，也能放大交流信号。由于没有隔直电容，故前后级的静态工作点互相影响，使调由于没有隔直电容，故前后级的静态工作点互相影响，使调整发生困难。整发生困难。(3)变压器耦合级与级之间采用变压器原、副边进行连接的方变压器耦合级与级之间采用变压器原、副边进行连接的方式称为变压器耦合，如图式称为变压器耦合，如图1-28(c)所示。由于变压器原、副所示。由于
45、变压器原、副边在电路上彼此独立，因此这种放大电路的静态工作点也是边在电路上彼此独立，因此这种放大电路的静态工作点也是彼此独立的。彼此独立的。除上述方式外，在信号电路中还有光电耦合方式，用于提高除上述方式外，在信号电路中还有光电耦合方式，用于提高电路的抗干扰能力。电路的抗干扰能力。上-页 下-页 返回第五节第五节 共集电极放大电路及多级放大电共集电极放大电路及多级放大电路路2多级放大电路的分析多级放大电路的分析(1)电压放大倍数电压放大倍数可用方框图表示，如电压放大倍数电压放大倍数可用方框图表示，如图图1-29所示。所示。(2)输入电阻和输出电阻多级放大电路的输入电阻就是第一级输入电阻和输出电阻
46、多级放大电路的输入电阻就是第一级的输入电阻，而多级放大电路的输出电阻则等于末级放大电的输入电阻，而多级放大电路的输出电阻则等于末级放大电路的输出电阻路的输出电阻上-页 返回图图1-1 PN结的内部结构示意图结的内部结构示意图返回图图1-3二极管的结构及符号二极管的结构及符号返回图图1一一6二极管的伏安特性曲线二极管的伏安特性曲线返回图图1-8三极管的结构及符号三极管的结构及符号返回图图1-9三极管放大的外部偏置条件三极管放大的外部偏置条件返回图图1-10三极管电流放大的实验电路三极管电流放大的实验电路返回表表1 电流放大实验数据电流放大实验数据返回图图1-11三极管的开关电路三极管的开关电路返
47、回图图1-12三极管共射特性曲线测试电路三极管共射特性曲线测试电路返回图图1-13 三极管的输入特性曲线三极管的输入特性曲线返回图图1-14三极管的输出特性曲线三极管的输出特性曲线返回图图1一一15耗尽型耗尽型MOS管符号管符号返回图图1-16 增强型增强型MOS管符号管符号返回图图1-17 共发射极放大电路共发射极放大电路返回图图1-19共发射极放大电路共发射极放大电路返回图图1-22三极管等效电路模型三极管等效电路模型返回图图1-23单管共射电路的微变等效电路单管共射电路的微变等效电路返回图图1-24分压式偏置放大电路分压式偏置放大电路返回图图1-26共集电极放大电路共集电极放大电路返回图图1-27共集电极放大电路的直流诵路和共集电极放大电路的直流诵路和微杏等效电路微杏等效电路返回 图图1-28多级放大电路的藕合方式多级放大电路的藕合方式返回图图1-29多级放大电路的级联多级放大电路的级联返回