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1、会计学1模电课件三极管模电课件三极管第一页，共105页。3.1 半导体三极管（半导体三极管（BJT）第1页/共105页第二页，共105页。半导体三极管的结构示意图如图半导体三极管的结构示意图如图 03.1.01所示。它有两种类型所示。它有两种类型:NPN型和型和PNP型。型。两种类型的三极管两种类型的三极管发射结发射结(Je)集电结集电结(Jc)基极(j j)，用B或b表示（Base）发射极，用E或e表示(biosh)（Emitter）；集电极，用集电极，用C或或c表示表示(biosh)（Collector）。）。发射区发射区集电区集电区基区基区三极管符号三极管符号3.1 半导体三极管半导体三
2、极管（BJT）第2页/共105页第三页，共105页。发射区的掺杂发射区的掺杂(chn z)浓度最高；浓度最高；集电区掺杂集电区掺杂(chn z)浓度低于发射区，且面积浓度低于发射区，且面积大；大；基区很薄，一般在几个基区很薄，一般在几个(j)微米至几十个微米，微米至几十个微米，且掺杂浓度最低。且掺杂浓度最低。管芯结构剖面图管芯结构剖面图 结构特点：结构特点：第3页/共105页第四页，共105页。BJT的电流分配的电流分配(fnpi)与放大原理与放大原理1.内部载流子的传输内部载流子的传输(chun sh)过程过程 三极管的放大作用是在一定的外部条件控制下，三极管的放大作用是在一定的外部条件控制
3、下，通过载流子传输体现通过载流子传输体现(txin)出来的。出来的。外部条件：发射结正偏，集电结反偏。外部条件：发射结正偏，集电结反偏。发射区：发射载流子发射区：发射载流子集电区：收集载流子集电区：收集载流子基区：传送和控制载流子基区：传送和控制载流子 （以（以NPN为例）为例）载流子的传输过程载流子的传输过程第4页/共105页第五页，共105页。第5页/共105页第六页，共105页。BJTBJT的电流的电流的电流的电流(dinli)(dinli)分配与放大原理分配与放大原理分配与放大原理分配与放大原理 以上看出，三极管内有两种载流子以上看出，三极管内有两种载流子(自由自由电子和空穴电子和空穴
4、)参与导电参与导电(dodin)，故称为双极，故称为双极型三极管。或型三极管。或BJT(Bipolar Junction Transistor)。第6页/共105页第七页，共105页。2.2.电流电流电流电流(dinli)(dinli)分配关系分配关系分配关系分配关系 为电流放大系数，为电流放大系数，它只与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与外加电压无关它只与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与外加电压无关。一般。一般 =0.9 0.99载流子的传输过程载流子的传输过程IE=IB+IC根据传输根据传输(chun sh)过程可知过程可知第7页/共105页第八页，共105页。2.2.电流电流电流电流(di
5、nli)(dinli)分配关系分配关系分配关系分配关系根据根据(gnj)IE=IB+IC得到得到(d do)IE=(1+)IB 是另一个电流放大系数，是另一个电流放大系数，同样，它也只与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与外加电压无关。同样，它也只与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与外加电压无关。一般一般 1。对比。对比 则接近则接近“1”。第8页/共105页第九页，共105页。3.3.放大放大放大放大(fngd)(fngd)作用作用作用作用RLecb1k 图图 03.1.05 共基极放大电路共基极放大电路若若 vI=20mV使使当则则电压电压(diny)放大倍数放大倍数VEEVCCVEBIBIEI
6、C+-vI+vEBvO+-+iC+iE+iB iE=1 mA，iC=iE =0.98 mA，vO=iC RL=0.98 V，=0.98 时，时，第9页/共105页第十页，共105页。4.4.三极管的三种三极管的三种三极管的三种三极管的三种(sn zh(sn zh n n)组态组态组态组态共集电极共集电极(dinj)接法，集电极接法，集电极(dinj)作为公共电极作为公共电极(dinj)，用，用CC表示表示;共基极接法，基极作为共基极接法，基极作为(zuwi)公共电极，用公共电极，用CB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 CE表示；表示；BJT的
7、三种组态的三种组态第10页/共105页第十一页，共105页。4.4.共射放大共射放大共射放大共射放大(fngd)(fngd)+-bceRL1k共射极放大电路 图图 03.1.06 共射极放大电路共射极放大电路VBBVCCVBEIBIEIC+-vI+vBEvO+-+iC+iE+iB vI=20mV 设设若若则则电压电压(diny)放大倍数放大倍数 iB=20 uA vO=-iC RL=-0.98 V，=0.98使使第11页/共105页第十二页，共105页。BJTBJT的电流分配的电流分配的电流分配的电流分配(fnpi)(fnpi)与放大原理与放大原理与放大原理与放大原理 综上所述，三极管的放大作
8、用，主要综上所述，三极管的放大作用，主要(zhyo)是依靠它的发射极电流能够通过基区是依靠它的发射极电流能够通过基区传输，然后到达集电极而实现的。传输，然后到达集电极而实现的。实现这一传输过程的两个条件是：实现这一传输过程的两个条件是：（1）内部条件：发射区杂质浓度远大于基区杂）内部条件：发射区杂质浓度远大于基区杂质浓度，且基区很薄。质浓度，且基区很薄。（2）外部条件：发射结正向偏置，集电结反向）外部条件：发射结正向偏置，集电结反向偏置。偏置。第12页/共105页第十三页，共105页。的特性的特性的特性的特性(txng)(txng)曲线曲线曲线曲线vCE=0V+-bce共射极放大电路VBBVC
9、CvBEiCiB+-vCE iB=f(vBE)vCE=const(2)当当vCE1V时，时，vCB=vCE-vBE0，集电结已进入反偏状态，开始收，集电结已进入反偏状态，开始收 集电子，基区复合集电子，基区复合(fh)减少，同样的减少，同样的vBE下下 IB减小，特性曲线右移。减小，特性曲线右移。vCE=0VvCE 1V(1)当当vCE=0V时，相当于发射结的正向伏安特性时，相当于发射结的正向伏安特性(txng)曲线。曲线。1.输入特性曲线输入特性曲线（以共射极放大电路为例）（以共射极放大电路为例）第13页/共105页第十四页，共105页。(3)输入输入(shr)特性曲线的三个部分特性曲线的三
10、个部分死区死区非线性区非线性区线性区线性区的特性的特性(txng)曲线曲线1.1.输入特性输入特性输入特性输入特性(txng)(txng)曲线曲线曲线曲线第14页/共105页第十五页，共105页。输出特性曲线输出特性曲线(qxin)第15页/共105页第十六页，共105页。饱和区：饱和区：iC明显受明显受vCE控制的区域，该区域内，一般控制的区域，该区域内，一般 vCE0.7V(硅管硅管)。此时，。此时，发射结正偏，集电结正偏或反偏电压很小发射结正偏，集电结正偏或反偏电压很小。iC=f(vCE)iB=const输出特性曲线输出特性曲线(qxin)的三个区域的三个区域:的特性的特性(txng)曲
11、线曲线截止区：截止区：iC接近零的区域，相当接近零的区域，相当 iB=0的曲线的下方。此时，的曲线的下方。此时，vBE小于死区电压，集电结反偏小于死区电压，集电结反偏。放大区：放大区：iC平行于平行于vCE轴的区域，曲线基本平行等距。此时，轴的区域，曲线基本平行等距。此时，发射结正偏，集电结反偏发射结正偏，集电结反偏。2.2.2.2.输出特性曲线输出特性曲线输出特性曲线输出特性曲线(qxin)(qxin)(qxin)(qxin)第16页/共105页第十七页，共105页。的主要参数的主要参数 (1)1)共发射极直流电流放大系数共发射极直流电流放大系数 =（ICICEO）/IBIC/IB vCE=
12、const1.电流电流(dinli)放大放大系数系数 第17页/共105页第十八页，共105页。(2)共发射极交流共发射极交流(jioli)电流放大电流放大系数系数 =IC/IBvCE=const的主要参数的主要参数1.电流电流(dinli)放大放大系数系数 第18页/共105页第十九页，共105页。(3)共基极直流电流放大系数共基极直流电流放大系数=（ICICBO）/IEIC/IE (4)共基极交流共基极交流(jioli)电流放大系数电流放大系数 =IC/IE VCB=const 当当ICBO和和ICEO很小时，很小时，、，可以，可以不加区分。不加区分。1.电流电流(dinli)放大放大系数
13、系数 的主要参数的主要参数的主要参数的主要参数第19页/共105页第二十页，共105页。(2)集电极发射极间的反向饱和电流集电极发射极间的反向饱和电流ICEO ICEO=（1+）ICBO 2.极间反向极间反向(fn xin)电流电流ICEO(1)集电极基极集电极基极(j j)间反向饱和电流间反向饱和电流ICBO 发射极开路时，集电结的反向饱和电流。发射极开路时，集电结的反向饱和电流。的主要参数的主要参数 即输出特性曲线即输出特性曲线 IB=0那条曲线所对应的那条曲线所对应的 Y坐标的数值。坐标的数值。ICEO也称为集电极发射极间穿透电流。也称为集电极发射极间穿透电流。第20页/共105页第二十
14、一页，共105页。(1)集电极最大允许集电极最大允许(ynx)电电流流ICM(2)集电极最大允许功率集电极最大允许功率(gngl)损损耗耗PCM PCM=ICVCE 3.极限极限(jxin)参数参数的主要参数的主要参数的主要参数的主要参数第21页/共105页第二十二页，共105页。(3)反向击穿反向击穿(j chun)电压电压 V(BR)CBO发射极开路发射极开路(kil)时的集时的集电结反电结反 向击穿电压。向击穿电压。V(BR)EBO集电极开路时发射结的反集电极开路时发射结的反 向击穿向击穿(j chun)电压。电压。V(BR)CEO基极开路时集电极和发射基极开路时集电极和发射 极间的击穿
15、电压。极间的击穿电压。几个击穿电压有如下关系几个击穿电压有如下关系 V(BR)CBOV(BR)CEOV(BR)EBO 3.极限参数极限参数的主要参数的主要参数的主要参数的主要参数第22页/共105页第二十三页，共105页。由由PCM、ICM和和V(BR)CEO在输出特性曲线上可以在输出特性曲线上可以确定过损耗区、过电流区和击穿区。确定过损耗区、过电流区和击穿区。输出特性曲线上的过损耗区和击穿区输出特性曲线上的过损耗区和击穿区（思考题思考题思考题思考题）第23页/共105页第二十四页，共105页。3.1 BJT1.既然既然BJT具有两个具有两个PN结，可否用两个二极管相联结，可否用两个二极管相联
16、以构成以构成(guchng)一只一只BJT，试说明其理由。，试说明其理由。2.能否将能否将BJT的的e、c两个电极交换两个电极交换(jiohun)使用，为使用，为什么？什么？3.为什么说为什么说BJT是电流是电流(dinli)控制器件控制器件？思考题思考题思考题思考题第24页/共105页第二十五页，共105页。3.2 共射极放大共射极放大(fngd)电电路路 电路电路(dinl)组成组成 简化电路简化电路(dinl)及习及习惯画法惯画法 简单工作原理简单工作原理 放大电路的静态和动态放大电路的静态和动态 直流通路和交流通路直流通路和交流通路 书中有关符号的约定书中有关符号的约定第25页/共10
17、5页第二十六页，共105页。3.2 共射极放大共射极放大(fngd)电路电路输入回路（基极回路）输入回路（基极回路）输出回路（集电极回路）输出回路（集电极回路）1.1.电路电路电路电路(dinl)(dinl)组成组成组成组成第26页/共105页第二十七页，共105页。共射电路组成共射电路组成(z chn)第27页/共105页第二十八页，共105页。习惯习惯(xgun)画法画法 共射极基本共射极基本(jbn)(jbn)放大电路放大电路3.2 共共射极放射极放大电路大电路2.2.简化电路简化电路简化电路简化电路(dinl)(dinl)及习惯画法及习惯画法及习惯画法及习惯画法第28页/共105页第二
18、十九页，共105页。Vi=0Vi=Vsin t3.2 共共射极放射极放大电路大电路3.3.简单工作简单工作简单工作简单工作(gngzu)(gngzu)原理原理原理原理第29页/共105页第三十页，共105页。静态：输入信号为零（静态：输入信号为零（vi=0 vi=0 或或 ii=0 ii=0）时，放大）时，放大(fngd)(fngd)电路的工作状态，也称直流工作状态。电路的工作状态，也称直流工作状态。动态：输入信号不为零时，放大电路动态：输入信号不为零时，放大电路(dinl)(dinl)的的工作状态，也称交流工作状态。工作状态，也称交流工作状态。电路处于静态时，三极管个电极的电压电路处于静态时
19、，三极管个电极的电压(diny)(diny)、电流在特性曲线上确定为一点，称为静态工作点，常称电流在特性曲线上确定为一点，称为静态工作点，常称为为Q Q点。一般用点。一般用IBIB、IC IC、和、和VCE VCE（或（或IBQIBQ、ICQICQ、和、和VCEQ VCEQ）表示。）表示。#放大电路为什么要建立正确的静态？放大电路为什么要建立正确的静态？放大电路为什么要建立正确的静态？放大电路为什么要建立正确的静态？3.2 共共射极放射极放大电路大电路4.4.放大电路的放大电路的放大电路的放大电路的静态和动态静态和动态静态和动态静态和动态第30页/共105页第三十一页，共105页。交流通路交流
20、通路 直流通路直流通路 耦耦合合电电容容：通通交交流流、隔隔直直流流 直流电源：内阻为零直流电源：内阻为零 直直流流电电源源和和耦耦合合电电容容对对交流相当于短路交流相当于短路 共射极放大电路共射极放大电路（思考题思考题思考题思考题）3.2 共共射极放射极放大电路大电路5.5.直流通路和交流直流通路和交流直流通路和交流直流通路和交流(jioli)(jioli)通路通路通路通路第31页/共105页第三十二页，共105页。(a)(b)(c)(d)(f)(e)3.2 1.下列下列af电路哪些电路哪些(nxi)具有放大作用？具有放大作用？第32页/共105页第三十三页，共105页。用近似用近似(jn
21、s)估算法求静态工作点估算法求静态工作点 用图解分析法确定静态用图解分析法确定静态(jngti)工作点工作点 交流交流(jioli)通路及交流通路及交流(jioli)负载线负载线 输入交流信号时的图解分析输入交流信号时的图解分析 BJT的三个工作区的三个工作区 输出功率和功率三角形输出功率和功率三角形 静态工作情况分析静态工作情况分析 动态工作情况分析动态工作情况分析 3.3 图解分析法图解分析法第33页/共105页第三十四页，共105页。共射极放大电路共射极放大电路1.用近似估算法求静态用近似估算法求静态(jngti)工作点工作点根据根据(gnj)直流通路直流通路可知：可知：采用采用(ciy
22、ng)该方法，必须已知三极管的该方法，必须已知三极管的 值。值。一般硅管一般硅管VBE=0.7V，锗管，锗管VBE=0.2V。直流通路直流通路+-静态工作情况分析静态工作情况分析静态工作情况分析静态工作情况分析第34页/共105页第三十五页，共105页。采用该方法分析静态工作点，必须已知三极管的采用该方法分析静态工作点，必须已知三极管的输入输出特性输入输出特性(txng)曲线。曲线。共射极放大电路共射极放大电路2.用图解用图解(tji)分析法确定静态工分析法确定静态工作点作点 首先首先(shuxin)，画出，画出直流通路直流通路直流通路直流通路IBVBE+-ICVCE+-静态工作情况分析静态工
23、作情况分析3.3 图解图解分析法分析法第35页/共105页第三十六页，共105页。直流通路直流通路IBVBE+-ICVCE+-列输入回路列输入回路(hul)方程：方程：VBE=VCCIBRb 列输出回路方程列输出回路方程(fngchng)（直（直流负载线）：流负载线）：VCE=VCCICRc 在输入特性曲线在输入特性曲线(qxin)上，作出直线上，作出直线 VBE=VCCIBRb，两线的交点即是，两线的交点即是Q点，得到点，得到IBQ。在输出特性曲线上，作出直流负载线在输出特性曲线上，作出直流负载线 VCE=VCCICRc，与，与IBQ曲线的交点即为曲线的交点即为Q点，从而得到点，从而得到VC
24、EQ 和和ICQ。第36页/共105页第三十七页，共105页。由交流通路由交流通路(tngl)得纯交流负载线：得纯交流负载线：共射极放大电路共射极放大电路交流通路交流通路icvce+-vce=-ic (Rc/RL)因为交流因为交流(jioli)负载线必过负载线必过Q点，即点，即 vce=vCE-VCEQ ic=iC-ICQ 同时，令同时，令RL=Rc/RL1.交流交流(jioli)通路及交流通路及交流(jioli)负载线负载线则交流负载线为则交流负载线为vCE-VCEQ=-(iC-ICQ)R L 即即 iC=(-1/R L)vCE+(1/R L)VCEQ+ICQ3.3 图解图解分析法分析法 过
25、输出特性曲线上的过输出特性曲线上的 Q点做一条斜率为点做一条斜率为-1/R L 直线，该直线即为交流负载线。直线，该直线即为交流负载线。RL=RL Rc，是是交流负载电阻。交流负载电阻。交流负载线交流负载线是有交流输入信是有交流输入信号时号时Q点的运动轨点的运动轨迹。迹。动态工作情况分析动态工作情况分析动态工作情况分析动态工作情况分析第37页/共105页第三十八页，共105页。3.3 图解图解分析法分析法2.2.输入交流信号输入交流信号输入交流信号输入交流信号(xnho)(xnho)时的时的时的时的图解分析图解分析图解分析图解分析 动态动态(dngti)工作情况分析工作情况分析 共射极放大电路
26、共射极放大电路#动态工作动态工作动态工作动态工作(gngzu)(gngzu)时，时，时，时，iB iB、iC iC的实际电流方向是否改变，的实际电流方向是否改变，的实际电流方向是否改变，的实际电流方向是否改变，vCEvCE的实际电压极性是否改变？的实际电压极性是否改变？的实际电压极性是否改变？的实际电压极性是否改变？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.vi vBE iB iC vCE|-vo|2.2.vo与与vi相位相反；相位相反；3.3.可以测量出放大电路的电压放大倍数；可以测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
27、。第38页/共105页第三十九页，共105页。图解图解(tji)分析分析第39页/共105页第四十页，共105页。动态工作动态工作(gngzu)情况情况分析分析3.BJT的三个工作的三个工作(gngzu)区区3.3 图解图解分析法分析法当工作点进入饱和当工作点进入饱和(boh)区或截止区时，将产生非线性失真。区或截止区时，将产生非线性失真。饱和区特点：饱和区特点：iC不再随不再随iB的增加而线性增加，即的增加而线性增加，即此时此时截止区特点：截止区特点：iB=0，iC=ICEOvCE=VCES ，典型值为，典型值为0.3V第40页/共105页第四十一页，共105页。非线性失真非线性失真第41页
28、/共105页第四十二页，共105页。波形波形(b(b xn)xn)的的失真失真饱和(boh)失真截止(jizh)失真 由于放大电路的工作点达到了三极管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。对于的饱和区而引起的非线性失真。对于NPN管，管，输出电压表现为底部失真。输出电压表现为底部失真。由于放大电路的工作点达到了三极管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。对于的截止区而引起的非线性失真。对于NPN管，管，输出电压表现为顶部失真。输出电压表现为顶部失真。注意：对于PNP管，由于是负电源供电，失真的表现形式，与NPN管正好相反。动态工作情况分析动态工作情况
29、分析3.BJT3.BJT的三个工作区的三个工作区的三个工作区的三个工作区3.3 图解图解分析法分析法#放大区是否为绝对线性区？放大区是否为绝对线性区？放大区是否为绝对线性区？放大区是否为绝对线性区？第42页/共105页第四十三页，共105页。放大电路放大电路的动态的动态(dngti)范围范围 放大电路要想获得大的不失真输出幅度放大电路要想获得大的不失真输出幅度(fd)，要求：，要求：工作点工作点Q要设置在输出特性曲线放大区的中间要设置在输出特性曲线放大区的中间(zhngjin)部位；部位；动态工作情况分析动态工作情况分析3.BJT的三个工作区的三个工作区3.3 图解图解分析法分析法 要有合适的
30、交流负载线要有合适的交流负载线。第43页/共105页第四十四页，共105页。4.输出功率输出功率(gngl)和功率和功率(gngl)三角形三角形 要想要想PO大，就要使功率三角形的面积大，就要使功率三角形的面积(min j)大，即必须使大，即必须使 Vom 和和Iom 都要大。都要大。功率(gngl)三角形放大电路向电阻性负载提供的放大电路向电阻性负载提供的输出功率输出功率 在输出特性曲线上，正好是三角形在输出特性曲线上，正好是三角形 ABQ的面积，这一三角形称为的面积，这一三角形称为功率三角形功率三角形。动态工作情况分析动态工作情况分析3.3 图解图解分析法分析法（思考题思考题思考题思考题）
31、第44页/共105页第四十五页，共105页。共射极放大电路共射极放大电路 放大放大(fngd)电路如图所示。已知电路如图所示。已知BJT的的=80，Rb=300k，Rc=2k，VCC=+12V，求：，求：（1）放大电路）放大电路(dinl)的的Q点。此时点。此时BJT工作在哪个区域？工作在哪个区域？（2）当）当Rb=100k时，放大电路的时，放大电路的Q点。此时点。此时(c sh)BJT工作在哪个区域？（忽略工作在哪个区域？（忽略BJT的的饱和压降）饱和压降）解：解：（1）（2）当）当Rb=100k时，时，静态工作点为静态工作点为Q（40uA，3.2mA，5.6V），），BJT工作在放大区。工
32、作在放大区。其最小值也只能为其最小值也只能为0，即，即IC的最大电流为：的最大电流为：所以所以BJT工作在饱和区。工作在饱和区。VCE不可能为负值，不可能为负值，此时，此时，Q（120uA，6mA，0V），），例题例题例题例题第45页/共105页第四十六页，共105页。的小信号的小信号(xnho)建模建模共射极放大电路的小信号共射极放大电路的小信号(xnho)模型分模型分析析 H参数参数(cnsh)的引出的引出 H参数小信号模型参数小信号模型 模型的简化模型的简化 H参数的确定参数的确定（意义、思路）（意义、思路）利用直流通路求利用直流通路求Q点点 画小信号等效电路画小信号等效电路 求放大电路
33、动态指标求放大电路动态指标3.4 小信号模型分析法小信号模型分析法第46页/共105页第四十七页，共105页。建立小信号模型建立小信号模型(mxng)的意义的意义建立小信号模型建立小信号模型(mxng)的思路的思路 当放大电路的输入信号电压很小时，就可以把三极管小范围内的特性曲线近似地用直线来代替，从而当放大电路的输入信号电压很小时，就可以把三极管小范围内的特性曲线近似地用直线来代替，从而(cng r)可以把三极管这个非线性器件所组成的电路当作线性电路来处理。可以把三极管这个非线性器件所组成的电路当作线性电路来处理。由于三极管是非线性器件，这样就使得放大电路的分析非常困难。建立小信号模型，就是
34、将非线性器件做线性化处理，从而简化放大电路的分析和设计。由于三极管是非线性器件，这样就使得放大电路的分析非常困难。建立小信号模型，就是将非线性器件做线性化处理，从而简化放大电路的分析和设计。的小信号建模的小信号建模第47页/共105页第四十八页，共105页。1.H参数参数(cnsh)的引出的引出在小信号在小信号(xnho)情况下，对上两式取全微分得情况下，对上两式取全微分得用小信号用小信号(xnho)交流分量表示交流分量表示vbe=hieib+hrevceic=hfeib+hoevce 对于对于BJT双口网络，我们已经知道输入输出特性曲线如下：双口网络，我们已经知道输入输出特性曲线如下：iB=
35、f(vBE)vCE=constiC=f(vCE)iB=const可以写成：可以写成：3.4.1 BJT的小的小信号建模信号建模vBEvCEiBcebiCBJT双口网络双口网络第48页/共105页第四十九页，共105页。输出输出(shch)(shch)端交流短路时的输入电阻；端交流短路时的输入电阻；输出端交流短路时的正向输出端交流短路时的正向(zhn xin)(zhn xin)电流传输比或电流放大系数；电流传输比或电流放大系数；输入端交流开路时的反向输入端交流开路时的反向(fn xin)(fn xin)电压传输比；电压传输比；输入端交流开路时的输出电导。输入端交流开路时的输出电导。其中：其中：四
36、个参数量纲各不相同，故称为混合参数（四个参数量纲各不相同，故称为混合参数（H H参数）。参数）。1.H参数的引出参数的引出vbe=hieib+hrevceic=hfeib+hoevce3.4.1 BJT的小的小信号建模信号建模第49页/共105页第五十页，共105页。vBEvCEiBcebiCBJT双口网络双口网络2.H参数小信号参数小信号(xnho)模型模型根据根据(gnj)可得小信号可得小信号(xnho)模型模型BJT的的H参数模型参数模型hfeibicvceibvbehrevcehiehoevbe=hieib+hrevceic=hfeib+hoevce H H参数都是小信号参数，即微变参
37、数或交流参数。参数都是小信号参数，即微变参数或交流参数。H H参数与工作点有关，在放大区基本不变。参数与工作点有关，在放大区基本不变。H H参数都是微变参数，所以只适合对交流信号的分析。参数都是微变参数，所以只适合对交流信号的分析。3.4.1 BJT的小的小信号建模信号建模第50页/共105页第五十一页，共105页。3.模型模型(mxng)的简化的简化hfeibicvceibvbehrevcehiehoe即即 rbe=hie =hfe uT=hre rce=1/hoe一般采用一般采用(ciyng)(ciyng)习惯符号习惯符号则则BJT的的H参数参数(cnsh)模型为模型为 ibicvceib
38、vbeuT vcerberce uT很小，一般为很小，一般为10-3 10-4，rce很大，约为很大，约为100k。故一般可忽略它们的影响，得到简化电路故一般可忽略它们的影响，得到简化电路 ib 是受控源是受控源，且为电流控制电流源，且为电流控制电流源(CCCS)。电流方向与电流方向与ib的方向是关联的。的方向是关联的。3.4.1 BJT的小的小信号建模信号建模第51页/共105页第五十二页，共105页。4.H参数参数(cnsh)的的确定确定 一般一般(ybn)用测试仪测出；用测试仪测出；rbe 与与Q点有关点有关(yugun)，可用图示仪测出。，可用图示仪测出。一般也用公式估算一般也用公式估
39、算 rbe rbe=rb+(1+)re其中对于低频小功率管其中对于低频小功率管 rb200 则则 而而 (T=300K)（思考题思考题思考题思考题）3.4.1 BJT的小的小信号建模信号建模第52页/共105页第五十三页，共105页。用用H参数小信号模型分析参数小信号模型分析(fnx)共共 射极基本放大电路射极基本放大电路 共射极放大电路共射极放大电路1.利用利用(lyng)直流通路直流通路求求Q点点一般一般(ybn)硅管硅管VBE=0.7V，锗管，锗管VBE=0.2V，已知。已知。第53页/共105页第五十四页，共105页。2.画出小信号画出小信号(xnho)等等效电路效电路RbviRbRb
40、viRc共射极放大电路共射极放大电路icvce+-交流通路交流通路RbviRcRLH参数参数(cnsh)小信号等效小信号等效电路电路 3.4.2 小小信号模型信号模型分析分析第54页/共105页第五十五页，共105页。3.求电压求电压(diny)增益增益根据根据(gnj)RbviRcRL则电压则电压(diny)增益为增益为（可作为公式）（可作为公式）3.4.2 小小信号模型信号模型分析分析第55页/共105页第五十六页，共105页。4.求输入电阻求输入电阻RbRcRLRi5.求输出电阻求输出电阻RbRcRLRo令令Ro=Rc 所以所以 3.4.2 小小信号模型信号模型分析分析第56页/共105
41、页第五十七页，共105页。1.电路如图所示。试画出其小信号电路如图所示。试画出其小信号(xnho)等效模型电路。等效模型电路。解：解：例题例题(lt)第57页/共105页第五十八页，共105页。例题例题(lt)解：解：（1）（2）2.放大电路如图所示。试求：（放大电路如图所示。试求：（1）Q点；（点；（2）、。已知已知=50。第58页/共105页第五十九页，共105页。温度温度(wnd)变化对变化对ICBO的的影响影响 温度变化温度变化(binhu)对输入特性曲线的影响对输入特性曲线的影响 温度温度(wnd)变化对变化对 的影响的影响 稳定工作点原理稳定工作点原理 放大电路指标分析放大电路指标
42、分析 固定偏流电路与射极偏置电路的比较固定偏流电路与射极偏置电路的比较温度对工作点的影响温度对工作点的影响射极偏置电路射极偏置电路3.5 放大电路的工作点稳定问题放大电路的工作点稳定问题第59页/共105页第六十页，共105页。1.温度变化温度变化(binhu)对对ICBO的影响的影响2.温度变化温度变化(binhu)对输入特性曲线的影响对输入特性曲线的影响温度温度(wnd)T 输出特性曲线上移输出特性曲线上移温度温度T 输入特性曲线左移输入特性曲线左移3.温度变化对温度变化对 的影响的影响温度每升高温度每升高1 C，要增加要增加0.5%1.0%温度温度T 输出特性曲线族间距增大输出特性曲线族
43、间距增大总之：总之：ICBO ICEO T VBE IB IC 温度对工作点的影响温度对工作点的影响温度对工作点的影响温度对工作点的影响第60页/共105页第六十一页，共105页。温度温度(wnd)对对Q点的点的影响影响第61页/共105页第六十二页，共105页。1.稳定工作稳定工作(gngzu)点原理点原理目标目标(mbio)(mbio)：温度变化时，使：温度变化时，使ICIC维持恒定。维持恒定。如果温度变化时，如果温度变化时，b b点电位能基本不变，则可实现静态点电位能基本不变，则可实现静态(jngti)(jngti)工作点的稳定。工作点的稳定。T 稳定原理：稳定原理：IC IE IC V
44、E、VB不变不变 VBE IB（反馈控制）（反馈控制）b点电位基本不变的条件：点电位基本不变的条件：I1 IB，此时，此时，不随温度变化而变化。不随温度变化而变化。VB VBE 且且Re可取可取大些，反馈控制作用更强。大些，反馈控制作用更强。一般取一般取 I1=(510)IB，VB=3V5V 射极偏置电路射极偏置电路射极偏置电路射极偏置电路第62页/共105页第六十三页，共105页。2.放大电路放大电路(dinl)指标分指标分析析静态静态(jngti)(jngti)工作点工作点 3.5.2 射射极偏置电极偏置电路路第63页/共105页第六十四页，共105页。2.放大电路指标放大电路指标(zhb
45、io)分析分析电压电压(diny)(diny)增益增益输出输出(shch)(shch)回路：回路：输入回路：输入回路：电压增益：电压增益：画小信号等效电路画小信号等效电路确定模型参数确定模型参数 已知，求已知，求r rbebe增益增益 3.5.2 射射极偏置电极偏置电路路第64页/共105页第六十五页，共105页。2.放大放大(fngd)电路指电路指标分析标分析输入电阻输入电阻根据根据(gnj)(gnj)定义定义由电路由电路(dinl)(dinl)列出列出方程方程则输入电阻则输入电阻放大电路的输入电阻不包含信号源的内阻放大电路的输入电阻不包含信号源的内阻 3.5.2 射射极偏置电极偏置电路路第
46、65页/共105页第六十六页，共105页。2.放大电路放大电路(dinl)指标分指标分析析输出电阻输出电阻输出电阻输出电阻求输出电阻的等效电路求输出电阻的等效电路网络网络(wnglu)(wnglu)内独立源置零内独立源置零负载负载(fzi)(fzi)开路开路输出端口加测试电压输出端口加测试电压对回路对回路1和和2列列KVL方程方程r rcece对分析过程影响很大，此处不能忽略对分析过程影响很大，此处不能忽略其中其中则则当当时，时，一般一般（）3.5.2 射射极偏置电极偏置电路路第66页/共105页第六十七页，共105页。3.固定固定(gdng)偏流电路与射极偏置电路的偏流电路与射极偏置电路的比
47、较比较 共射极放大电路共射极放大电路静态：静态：3.5.2 射射极偏置电极偏置电路路第67页/共105页第六十八页，共105页。3.固定偏流电路与射极偏置固定偏流电路与射极偏置(pin zh)电路的电路的比较比较 固定偏流共射极放大电路固定偏流共射极放大电路电压增益：电压增益：RbviRcRL固定偏流共射极放大电路固定偏流共射极放大电路输入电阻：输入电阻：输出电阻：输出电阻：Ro=Rc#射极偏置电路做如何改进，既可以使其具有温度稳定性，又射极偏置电路做如何改进，既可以使其具有温度稳定性，又射极偏置电路做如何改进，既可以使其具有温度稳定性，又射极偏置电路做如何改进，既可以使其具有温度稳定性，又可
48、以使其具有与固定可以使其具有与固定可以使其具有与固定可以使其具有与固定(gdng)(gdng)偏流电路相同的动态指标？偏流电路相同的动态指标？偏流电路相同的动态指标？偏流电路相同的动态指标？3.5.2 射射极偏置电极偏置电路路第68页/共105页第六十九页，共105页。3.5.2 射射极偏置电极偏置电路路第69页/共105页第七十页，共105页。电路电路(dinl)分析分析 复合管复合管 静态静态(jngti)工作点工作点 动态动态(dngti)指标指标 三种组态的比较三种组态的比较共集电极电路共集电极电路共基极电路共基极电路3.6 共集电极电路和共基极电路共集电极电路和共基极电路第70页/共
49、105页第七十一页，共105页。1.电路电路(dinl)分析分析共集电极电路共集电极电路(dinl)结构如图示结构如图示该电路该电路(dinl)也称为射极输出器也称为射极输出器求静态工作点求静态工作点由由得得共集电极电路共集电极电路共集电极电路共集电极电路第71页/共105页第七十二页，共105页。电压电压(diny)(diny)增益增益输出输出(shch)(shch)回路：回路：输入输入(shr)(shr)回路：回路：电压增益：电压增益：画小信号等效电路画小信号等效电路确定模型参数确定模型参数 已知，求已知，求r rbebe增益增益1.电路分析电路分析其中其中一般一般，则电压增益接近于，则电
50、压增益接近于1 1，即即电压跟随器电压跟随器 3.6.1 共共集电极电集电极电路路第72页/共105页第七十三页，共105页。输入电阻输入电阻根据根据(gnj)(gnj)定义定义由电路由电路(dinl)(dinl)列出列出方程方程则输入电阻则输入电阻当当，时，时，1.电路电路(dinl)分析分析输入电阻大输入电阻大输出电阻输出电阻由电路列出方程由电路列出方程其中其中则则输出电阻输出电阻当当，时，时，输出电阻小输出电阻小共集电极电路特点：共集电极电路特点：电压增益小于电压增益小于 1 1但接近于但接近于 1 1，输入电阻大，对电压信号源衰减小输入电阻大，对电压信号源衰减小 输出电阻小，带负载能力