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1、第 1 页 第 2 章 基本放大电路 广东水利电力职业技术学院电力系WXH 第2章 半导体三极管及基本放大电路 1.1.三极管的微变等效模型三极管的微变等效模型 微变等效电路法就是在小信号条件下，在给定的工作范围内，将晶体管看微变等效电路法就是在小信号条件下，在给定的工作范围内，将晶体管看 成一个成一个线性元件。把晶体管放大电路等效成一个线性电路来进行分析、计算。 （1）晶体管输入回路的等效电路 rbe为晶体管的交流输入电阻， 1 第 2 页 第 2 章 基本放大电路 广东水利电力职业技术学院电力系WXH 第2章 半导体三极管及基本放大电路 （2）晶体管输出端的等效电路 在放大区， 在小信号条
2、件下，是常数。 ic= ib ，即ic=受ib控制 ， 晶体管输出端可用一个受控电流源来等效代替。如上图所示。 在放大区， 在小信号条件下，是常数。 2 第 3 页 第 2 章 基本放大电路 广东水利电力职业技术学院电力系WXH 第2章 半导体三极管及基本放大电路 简化后的三极管等效电路 三极管简化的H参数等效电路图 3 第 4 页 第 2 章 基本放大电路 广东水利电力职业技术学院电力系WXH 第2章 半导体三极管及基本放大电路 2.共射极基本放大电路的微变等效电路 图a 1.交流参数的计算 (1)电压放大倍数 4 第 5 页 第 2 章 基本放大电路 广东水利电力职业技术学院电力系WXH
3、第2章 半导体三极管及基本放大电路 (2)输入电阻 对于共发射极低频电压放 大倍数，rbe约为1K左右 。 通常RB rbe，所以Ri rbe。 Ri越大，放大电路从信号源取得的信号也越大。 5 第 6 页 第 2 章 基本放大电路 广东水利电力职业技术学院电力系WXH 第2章 半导体三极管及基本放大电路 输出电阻 (3)输出电阻的定义 放大电路的输出电 阻是从输出端看进 去的等效电阻，用 RO表示如下： 6 第 7 页 第 2 章 基本放大电路 广东水利电力职业技术学院电力系WXH 第2章 半导体三极管及基本放大电路 ：接有发射极电阻的单管放大电路如下图所示，试计 算电压放大倍数和输入、输出
4、电阻。 C1 Rc Rb +VCC C2 RL + + + VT + Re 例1图 接有发射极电阻的放大电路 例1 解：由直流通路估算静态工作点Q处的电流与电压值。 （b）直流通路 7 第 8 页 第 2 章 基本放大电路 广东水利电力职业技术学院电力系WXH 第2章 半导体三极管及基本放大电路 rbe b c Rc RL Rb + Re e + 根据微变等效电路列方程 引入发射极电阻 后， 降低了。 若满足(1 + ) Re rbe 与三极管的参数 、rbe 无关。 （c）微变等效电路 8 第 9 页 第 2 章 基本放大电路 广东水利电力职业技术学院电力系WXH 第2章 半导体三极管及基本
5、放大电路 放大电路的输入电阻 引入 Re 后，输入电阻 增大了。 放大电路的输出电阻 rbe e b c Rc RL Rb + + Re rbe b c Rc Rb Re e 将放大电路的输入 端短路，负载电阻 RL 开 路 ，一般 c 、e 之间的 内电阻 rce 比Re 大许多， 故 RL 例2图 (c) 9 第 10 页 第 2 章 基本放大电路 广东水利电力职业技术学院电力系WXH 第2章 半导体三极管及基本放大电路 讨论 引入 Re 后对输出电阻的影响。 rbe e b c Rc Rb Re rce + _ 式中 例2图 （d） 求例2图电路输出电阻的等效电路 10 第 11 页 第
6、 2 章 基本放大电路 广东水利电力职业技术学院电力系WXH 第2章 半导体三极管及基本放大电路 将 代入 式，放大电路输出电阻为 上式中，通常 ，故可简化为 如果 Re = 0 ，但考虑 rce 的作用，则 显然，接入 Re 后，三极管集电极至公共端之间的等效电阻大大提高了 。 一般rce 比RC 大许多，故RO RC 。 11 第 12 页 第 2 章 基本放大电路 广东水利电力职业技术学院电力系WXH 第2章 半导体三极管及基本放大电路 练习 1.根据直流通路求静态参数 12 第 13 页 第 2 章 基本放大电路 广东水利电力职业技术学院电力系WXH 第2章 半导体三极管及基本放大电路
7、 2.根据微变等效电路求动态参数 （1）. 电压放大倍数 （2）. 输入电阻Ri （3）. 输出电阻Ro 13 第 14 页 第 2 章 基本放大电路 广东水利电力职业技术学院电力系WXH 第2章 半导体三极管及基本放大电路 如考虑信号源内阻RS，则电压放大倍数的计算应为 可见，当RSri时，电压放大倍数将下降很多。 14 第 15 页 第 2 章 基本放大电路 广东水利电力职业技术学院电力系WXH 第2章 半导体三极管及基本放大电路 设计和调试放大电路时，为获得较好的性能，必须首先设 置一个合适的Q点。 共射基本放大电路中， 当VCC和Rb确定后，基极偏流IB是“固定”的，其偏置电路实 际上
8、是由一个偏置电阻Rb构成的。 2.5 工作点稳定电路 这种偏置电路称为固定偏置电路 15 第 16 页 第 2 章 基本放大电路 广东水利电力职业技术学院电力系WXH 第2章 半导体三极管及基本放大电路 固定偏置电路结构简单，调试方便。 但当更换管子或环境温度变化引起三极管参数变化时 ，电路的工作点（IC、UCE）将发生变化，使Q点发生移动 ，很可能移到不合适的位置而使放大电路无法正常工作。 16 第 17 页 第 2 章 基本放大电路 广东水利电力职业技术学院电力系WXH 第2章 半导体三极管及基本放大电路 本节主要讨论环境温度对工作点的影响以及稳定工作点的 偏置电路。 工作点不稳定的原因：
9、 电源电压的变化； 电路参数的变化； 管子的老化与更换等； 三极管的参数（ICBO、UBE、等）随温度变化（主要原 因）。 17 第 18 页 第 2 章 基本放大电路 广东水利电力职业技术学院电力系WXH 第2章 半导体三极管及基本放大电路 2.5.1 温度对工作点的影响 ，随着温度的高，ICEO也急剧增大。 1温度对三极管参数的影响 （1）温度对ICBO的影响 温度每升高10，ICBO将增大一倍。 在高温场合多选用硅管。 （3）温度对的影响 温度每升高1，增加0.5%1%。 （2）温度对UBE的影响 温度每高1， 减小2.2mV。 （2）温度对UBE的影响 温度每高1， 减小2.2mV。
10、（2）温度对UBE的影响 温度每高1， 减小2.2mV。 18 第 19 页 第 2 章 基本放大电路 广东水利电力职业技术学院电力系WXH 第2章 半导体三极管及基本放大电路 说明：在工业上批量生产电子产品时，由于三极管参数 的分散性，同一型号三极管的参数（如）将有较大的不同 ，因此它的影响和温度变化造成的影响很相似。 为了减少调试时间，降低生产成本，希望电路对三极管 参数具有较好的适应性，即当管子参数变化时，其静态电流 IC基本不变。固定偏流电路不能满足上述的要求。 19 第 20 页 第 2 章 基本放大电路 广东水利电力职业技术学院电力系WXH 第2章 半导体三极管及基本放大电路 例2
11、 在图所示的固定偏流电路中，若VCC=9V， Rb=150k,Rc=2k.三极管3DG4的UBE=0.7V，UCES=0.3V， =50。 （1）试确定静态工作点； （2）若更换管子，使变为100，其他参数不变，确定此时 的静态工作点。 20 第 21 页 第 2 章 基本放大电路 广东水利电力职业技术学院电力系WXH 第2章 半导体三极管及基本放大电路 解：（1） （2）当=100时，IB的计算同上，仍为55A 该电路不可能出现UCE0。实际上，UCE = UBE时，三 极管已进入饱和区。 ICIB 21 第 22 页 第 2 章 基本放大电路 广东水利电力职业技术学院电力系WXH 第2章
12、半导体三极管及基本放大电路 一种能自动稳定 工作点的偏置电路 如右图所示，该电 路称为分压式偏置 电路或射极偏置电 路。分压式偏置电 路是目前应用最广 泛的一种偏置电路 。 分压式偏置电路 可见，温度升高时对三极管参数的影响，最终都集中在工作点的集 电极电流的增大上。 所谓的稳定工作点，主要指稳定工作点的电流IC 。 22 第 23 页 第 2 章 基本放大电路 广东水利电力职业技术学院电力系WXH 第2章 半导体三极管及基本放大电路 2.5.2 工作点稳定电路 分压式偏置工作点稳定电路 23 第 24 页 第 2 章 基本放大电路 广东水利电力职业技术学院电力系WXH 第2章 半导体三极管及
13、基本放大电路 2静态工作点 24 第 25 页 第 2 章 基本放大电路 广东水利电力职业技术学院电力系WXH 第2章 半导体三极管及基本放大电路 交流小信号等效电路 3动态分析 （a）交流通路 （b）微变等效电路路 25 第 26 页 第 2 章 基本放大电路 广东水利电力职业技术学院电力系WXH 第2章 半导体三极管及基本放大电路 由图有：Rb=Rb1Rb2，RL=RcRL uo=ib RL ui=ibrbe+ieRe=ibrbe+(1+)Re RoRc 26 第 27 页 第 2 章 基本放大电路 广东水利电力职业技术学院电力系WXH 第2章 半导体三极管及基本放大电路 由式 知，接入R
14、e后使Au大大下降（但Ri显著增大 ），可在Re两端并联一个大电容Ce（几十至几百F）。 接入Ce后，对于交流信号而言，Ce相当于短路，Re也被短 路了，故称Ce为射极旁路电容。 27 第 28 页 第 2 章 基本放大电路 广东水利电力职业技术学院电力系WXH 第2章 半导体三极管及基本放大电路 有Ce时，Q点计算不变，但性能指标变为（令上述各式中 的Re=0）： 其性能指标与固定偏流电路相同，因此，该电路最为常 用。 28 第 29 页 第 2 章 基本放大电路 广东水利电力职业技术学院电力系WXH 第2章 半导体三极管及基本放大电路 【练习】 下图所示放大电路中，已知Vcc=15V ，R
15、C=2K， Re=750，Rb1=10K，Rb2=2.5K，RL=1.5K，=150。试求 ： （1）画出电路的直流通路和微变等效电路。 （2）估算放大电路的静态工作点。 （3）输入电阻、输出电阻及电压放大倍数。 (4) 如果考虑信号源内阻Rs=10k， 求对信号源的放大倍数AS。 29 第 30 页 第 2 章 基本放大电路 广东水利电力职业技术学院电力系WXH 第2章 半导体三极管及基本放大电路 （提示） （1）分析Q点（UBQ=3V）； ICQ IEQ3mA； IBQ=20A；UCEQ=6.75V。 （2）求电路的动态性能指标 rbe=1.6k；输入电阻Ri= rbe/Rb1/Rb2=0.89k; 输出电阻RO RC=0.89k; Au=80.4 (3)如果考虑RS=10k，则可把原来的放大电路改画成下图， 显然可见 =-6.57 说明：RS的存在使US在RS上分压， RS愈大，A uS比A u小得愈多 。 30 第 31 页 第 2 章 基本放大电路 广东水利电力职业技术学院电力系WXH 第2章 半导体三极管及基本放大电路 作业 P47 No.5 31
