半导体三极管电路的基本分析方法

2.3 2.3 半导体三极管电路的基本分析方法半导体三极管电路的基本分析方法基本思想： 根据叠加定理，分别分析电路中的交、直流成分一、分析三极管电路的基本思想和方法直流通路(ui = 0)称为静态 交流通路(ui  0, 动态)只考虑变化的电压和电流 画交流通路原则：1. 固定不变的电压源都视为短路 2. 固定不变的电流源都视为开路 3. 视电容对交流信号短路基本方法： 图解法：在输入、输出特性图上画交、直流负载线， 求静态工作点“Q”，分析动态波形及失真等 解析法：根据发射结导通压降估算“Q” 用小信号等效电路法分析计算电路动态参数第2章 半导体三极管半导体三极管二、电量的符号表示规则 A AA大写表示电量与时间无关（直流、平均值、有效值）A小写表示电量随时间变化（瞬时值） 大写表示直流量或总电量（总最大值，总瞬时值） 小写表示交流分量 总瞬时值直流量交流瞬时值交流有效值直流量往往在下标中加注QA — 主要符号 A — 下标符号tuo第2章 半导体三极管半导体三极管2.3.1 直流分析 一、图解分析法+ –RBRC+ uCE –+uBE +–VCCVBB3V5ViBiC输入直流负载线方程:uCE = VCC  iC RCuBE = VBB  iBRB输出直流负载线方程:输入回路图解QuBE/ViB/A静态工作点VBBVBB/RB115kUBEQIBQ0.720输出回路图解uCE/ViC/mAVCCVCC/RCiB=20A1kQ23UCEQICQ 二、工程近似分析法第2章 半导体三极管半导体三极管三、电路参数对静态工作点的影响 1. 改变RB，其它参数不变uBEiBuCEiCVCCVBBVBB RBR B iB  Q 趋近截止区R B iB Q 趋近饱和区2. 改变RC ，其它参数不变RC Q 趋近饱和区iCuBEiBuCEVCCUCEQICQVCC RC第2章 半导体三极管半导体三极管例2.3.1 设RB = 38 k, 求VBB = 0 V、3V时的 iC、uCE 。

–RBRC+ uCE –+uBE +–VCCVBB3V5ViBiC[解]uCE/ViC/m AiB=010A20A30A40A50A60A4123VBB= 0 V uCE  5 ViC  0则 iB  05VBB = 3 V0.3uCE  0.3 V  05iC  5 mA第2章 半导体三极管半导体三极管SBCEVCC+RCRB截止状态的等效iB  0iC  0uCE  5V饱和状态的等效SBCEVCC+RCRB+iBiC = VCC /RCuCE  0判断是否饱和 临界饱和电流:若 iB > IBS，则三极管饱和例2.3.2 耗尽型N沟道MOS管，RG = 1 M，RS = 2 k， RD= 12 k ，VDD = 20 VIDSS = 4 mA，UGS（off）= – 4V，求 iD 和 uO iG = 0 uGS =  iDRSiD1= 4 mAiD2= 1 mAuGS = – 8 V IbmOQibOttOuBE/ViBuBE/ViBui uCEiCictOiCtuCEQuce交流负载线第2章 半导体三极管半导体三极管2. “Q” 过高引起饱和失真uCEiCtOiCtuCEQICS集电极临界 饱和电流NPN管：底部失真为饱和失真 PNP管：顶部失真为饱和失真IBS — 基极临界饱和电流不接负载时，交、直流负载线重合，V’CC= VCC 不发生饱和失真的条件： IBQ + I bm  IBSV’CC第2章 半导体三极管半导体三极管饱和失真的本质：负载开路时：接负载时：受RC 的限制，iB 增大，iC 不可能超过VCC/RC 。

受R’L的限制，iB 增大，iC 不可能超过V’CC/R’L C1+RC RB+VCC C2RL+uo++ iBiCVui(R’L= RC //RL)第2章 半导体三极管半导体三极管选择工作点的原则：当 ui 较小时，为减少功耗和噪声，“Q”可设得低一些；为提高电压放大倍数，“Q”可以设得高一些；为获得最大输出，“Q”可设在交流负载线中点第2章 半导体三极管半导体三极管2.3.2 交流分析 二、小信号等效分析法(微变等效) 1. 晶体三极管电路小信号等效电路分析法三极管电路可当成双口网络来分析(1) 晶体三极管H (Hybrid)参数小信号模型从输入端口看进去，相当于电阻 rbe rbe— Hie从输出端口看进去为一个受 ib 控制的电流源ic =  ib — Hfe第2章 半导体三极管半导体三极管+ uce–+ube – ibicCBErbe Eibic ic+ ube + uce BC(2) 晶体三极管交流分析 步骤： 1. 分析直流电路，求出“Q”，计算rbe 2. 画电路的交流通路 3. 在交流通路上把三极管画成H 参数模型 4. 分析计算叠加在“Q” 点上的各极交流量。

例2.3.4 = 100，uS = 10sin t (mV)，求叠加在“Q” 点上的各交流量 第2章 半导体三极管半导体三极管+uo+– iBiCRB VCCVBBRC RLC1C2uS+– +– RS+uCE+uBE– 12V12V510470k2.7k3.6k[解] 令ui = 0，求静态电流 IBQ 1. 求“Q”，计算 rbe2. 交流通路 +uo+– iBiCRB VCCVBBRC RLC1C2uS+– +– RS+uCE+uBE– ubeuce3.小信号等效+uo+– RBRLRSrbe Eibic icBCusRC+ ube 4. 分析各极交流量5. 分析各极总电量 uBE = (0.7 + 0.0072sint )V iB = (24 + 5.5sint ) A iC = ( 2.4 + 0.55sint ) mA uCE = ( 5.5 – 0.85sint ) V第2章 半导体三极管半导体三极管2. 场效应管电路小信号等效电路分析法 小信号模型rgs Sidgmugs+ ugs + uds GD从输入端口看入，相当于电阻 rgs()从输出端口看入为受 ugs 控制的电流源 id = gmugs例2.3.4 gm= 0.65 mA/V, ui = 20sint (mV), 求交流输出uo。

RDGDSRGRSiD +uO–+ VDD –ui + VGG10k4k交流通路+RDGDSRGRSid+ uO –ui + VGG小信号等效电路+uiRSRDSidgmugs+ ugs + uo GDui = ugs+ gmugsRSugs= ui / (1+gmRS) uo = – gmugsRD / (1 + gmRS)= – 36sin t (mV)第2章 半导体三极管半导体三极管。