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1、电子技术第 9 章 基本放大电路9.1 9.1 双极型晶体管双极型晶体管 9.2 9.2 放大电路的工作原理放大电路的工作原理 9.3 9.3 放大电路的静态分析放大电路的静态分析 9.4 9.4 放大电路的动态分析放大电路的动态分析 9.5 9.5 双极型晶体管基本放大电路双极型晶体管基本放大电路 9.6 9.6 场效应型晶体管场效应型晶体管 9.7 场效应型晶体管基本放大电路 9.8 多级放大电路 9.9 差分放大电路 9.10 功率放大电路 下一章 上一章 返回主页 1 1第第9 9章章基基 本本 放放 大大 电电 路路BEC9.1 9.1 双极型晶体管双极型晶体管一、一、基本结构 PN
2、P型：NPN型：N P N基极 基区 集电极 集电区 集电结 发射极 发射区 发射结 N P N P N P基极 基区 集电极 集电区 集电结 发射极 发射区 发射结 P N P CBE结构示意图和图形符号2大连理工大学电气工程系第第9 9章章基基 本本 放放 大大 电电 路路二、工作状态二、工作状态 条件: 发射结正偏, 集电结反偏。发射区发射载流子形成电流IE少部分在基区被复合形成IB大部分被集电区收集形成IC 1放大状态电流的形成NPNB E CRCUCC UBB RB晶体管中载流子的运动过程IEICIB3大连理工大学电气工程系第第9 9章章基基 本本 放放 大大 电电 路路 电流的关系
3、 IE= IB +IC 当 IB = 0 时，直流 (静态) 电流放大系数 交流 (动态) 电流放大系数 IC IBICICEO IB = IC IB= UCE =常数 IC IB IC = ICEONPNB E CRCUCC UBB RBIEICIB电路图4大连理工大学电气工程系第第9 9章章基基 本本 放放 大大 电电 路路IB 微小的变化，会产生 IC 很大的变化。IC =IB 。0UCEUCC ， UCE = UCCRC IC 。晶体管相当于通路。 特点5大连理工大学电气工程系第第9 9章章基基 本本 放放 大大 电电 路路特点：IB,IC 基本不变。ICUCC / RC 。UCE0
4、。晶体管相当于短路。条件: 发射结正偏, 集电结正偏。IB,IC UCE = (UCCRC IC) ICM = UCC / RC2. 饱和状态电路图NPNB E CRCUCC UBB RBIEICIBCERCUCC 饱和状态时的晶体管6大连理工大学电气工程系第第9 9章章基基 本本 放放 大大 电电 路路特点：IB= 0IC= 0UCE= UCC晶体管相当于开路。3. 截止状态 条件: 发射结反偏, 集电结反偏。电路图CERCUCC 截止状态时的晶体管NPNB E CRCUCC UBB RBIEICIB7大连理工大学电气工程系第第9 9章章基基 本本 放放 大大 电电 路路晶体管处于放大状态。
5、 (2) 开关 S 合向 b 时例9.1.1 图示电路，晶体管的 = 100，求开关 S 合向 a、b、c 时的 IB、IC 和 UCE，并指出晶体管的工作 状态（忽略 UBE ）。解 (1) 开关 S 合向 a 时 UBB1 RB1 5 500103 IB = = A = 0.01 mA IC = IB = 1000.01 mA = 1 mA UCE = UCCRCIC = (1551031103) V = 10 VUCC = 15 V UBB1 = 5 V UBB2 = 1.5 V RB1 = 500 k RB2 = 50 k RC = 5 kUBB1 S BCERCUCC RB1 UBB
6、2 RB2 a b c 8大连理工大学电气工程系第第9 9章章基基 本本 放放 大大 电电 路路UCE = 0 V 晶体管处于饱和状态。因为若 IC = IB = 1000.1mA = 10 mA UCE = UCCRCIC = (15510310103) V =35 V UCE0，这是不可能的，即不可能处于放大状态。 (3) 开关 S 合向 c 时 IB = 0，IC = 0，UCE = UCC = 15 V 晶体管处于截止状态。 UCC RC = 3 mA UCC RC15 5103 IC = = A = 3 mA UBB1 S BCERCUCC RB1 UBB2 RB2 a b c UB
7、B1 RB2 5 50103 IB = = A = 0.1 mA 9大连理工大学电气工程系第第9 9章章基基 本本 放放 大大 电电 路路三、三、 特性曲线特性曲线 1. 1. 输入特性输入特性IB= f (UBE) UCE=常数UCE1V 25 UCE1V 7580604020UBE / VIB/AO0.4 0.8 硅管：UBE 0.7 V 锗管：UBE 0.3 ViC uCEuBE iBBEC输入特性工作方式10大连理工大学电气工程系第第9 9章章基基 本本 放放 大大 电电 路路2. 2. 输出特性输出特性IC= f (UCE)IB = 常数 放大区IC/ mA43213 6 9UCE/
8、VO IB = 0 20 A 40 A 60 A 80 A 100 A 饱和区截止区输出特性iC uCEuBE iBBEC工作方式11大连理工大学电气工程系第第9 9章章基基 本本 放放 大大 电电 路路动态电流放大系数 2.穿透电流 ICEO 3.集电极最大允许电流 ICM 4.集电极最大耗散功率 PCMPC = UCE IC 5.反向击穿电压 U(BR) CEO静态电流放大系数 四、主要参数 1.电流放大系数43213 6 9ICUCE O 放大区截止区饱 和 区过损耗区 安全工作区 U(BR)CEO ICM PCM功耗曲线12大连理工大学电气工程系第第9 9章章基基 本本 放放 大大 电
9、电 路路9.2 放大电路的工作原理一、电路组成一、电路组成 BCERBRCUCCUBBUCCBCERBRC两个电源的放大电路一个电源的放大电路13大连理工大学电气工程系第第9 9章章基基 本本 放放 大大 电电 路路RBRC+ UCCuo ui C1C2RBRC- UCCuo ui C1C2NPN 管放大电路PNP 管放大电路放大电路的简化画法：14大连理工大学电气工程系第第9 9章章基基 本本 放放 大大 电电 路路iB uBE 二、信号的放大过程二、信号的放大过程 1. 1. 静态时静态时 ui = 0，直流电源单独作用。 2. 2. 动态时动态时 输入信号 ui， Ouit iC uCE
10、 输出信号 uo= uce = RC ic RBRC+ UCCuoui C1C2Ot uit uo Ot UBE OIBtOt UCEOt ICOt uoO信号的放大过程15大连理工大学电气工程系第第9 9章章基基 本本 放放 大大 电电 路路9.3 9.3 放大电路的静态分析放大电路的静态分析一、静态工作点的确定一、静态工作点的确定 1. 1. 图解法图解法2. 在输入特性曲线上IC IBUBEQUCEUCCUCC RC已知 IB , 可确定 Q 点, 可知 UBE 。 在输出特性曲线上已知 IB , 可确定 Q 点， 可知 IC , UCE 。 UBE IBOUCEICO输 入 特 性输
11、出 特 性Q16大连理工大学电气工程系第第9 9章章基基 本本 放放 大大 电电 路路RBRC+ UCCuo ui C1C22. 2. 计算法计算法 直流通路的做法： (1) 信号源中的电动势短路； (2) 电容开路。IBRB + UBE = UCC IC =IB UCE = UCCRCIC UCCUBE RBIB = IBRBRC+ UCCUBE直流通路放大电路17大连理工大学电气工程系第第9 9章章基基 本本 放放 大大 电电 路路例 9.3.1 在如图所示的固定偏置放大电路中，已 知 UCC = 6 V， RB = 180 k， RC = 2 k, = 50，晶体 管为硅管。试求放大电路
12、的静态工作点。RBRC+ UCCuo ui C1C2解 IC = IBUCE = UCCRC IC UCCUBE RBIB = 60.7 180= mA = 0.029 4 mA = 500.029 4 mA = 1.47 mA= (621.47 ) V =3.06 V 18大连理工大学电气工程系第第9 9章章基基 本本 放放 大大 电电 路路二二. .静态工作点的影响静态工作点的影响 1. 当 IB 太小，Q 点很低，引起后半周截止失真。 2. 当 IB 太大，Q 点很高，引起前半周饱和失真。 截止失真和饱和失真统称为非线形失真。 UCEuCEOt IBiBOt ICiCOt UCEuCEO
13、t ICiCOt IBiBOt uOOt uOOt 截 止 失 真饱 和 失 真19大连理工大学电气工程系第第9 9章章基基 本本 放放 大大 电电 路路9.4 9.4 放大电路的动态分析放大电路的动态分析一、放大电路的主要性能指标一、放大电路的主要性能指标 1. 1. 电压放大倍数电压放大倍数 A Au u其分贝值: | Au | (dB) = 20lg | Au | 定义： Uo UiAu = Uo UiAu =Uo Ui绝对值: | Au | = Uom Uim=当输入信号为正弦交流信号时, 20大连理工大学电气工程系第第9 9章章基基 本本 放放 大大 电电 路路在放大电路中: 2.
14、2. 输入电阻输入电阻 r ri i定义： Ui Iiri = Ui Ii ri =当输入信号为正弦交流信号时 ri RSri Ui = Us Us RSri Ii = Ui+ _UsIiRS放 大 电 路ri放大电路信号源输入电阻21大连理工大学电气工程系第第9 9章章基基 本本 放放 大大 电电 路路ri 大 Ui 大 Uo 大；ri 大 Ii 小 可减轻信号源的负担；ri RSri Ui = Us Us RSri Ii = ri 越大越好， ri RS 。可见：Ui+ _UsIiRS放 大 电 路ri输入电阻22大连理工大学电气工程系第第9 9章章基基 本本 放放 大大 电电 路路3. 3. 输出电阻输出电阻 r ro oUOC ISCro = UOC ISC ro =当输入信号为正弦交流信号时： 定义： 其中: Ues= UOC
