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1、第第2章章双极型晶体管及其放大电路双极型晶体管及其放大电路21双极型晶体管的工作原理双极型晶体管的工作原理22晶体管伏安特性曲线及参数晶体管伏安特性曲线及参数23晶体管放大电路的放大原理晶体管放大电路的放大原理24放大电路的静态分析与设计放大电路的静态分析与设计25共射放大电路的动态分析与设计共射放大电路的动态分析与设计26共集放大电路（射极输出器）共集放大电路（射极输出器）27共基放大电路共基放大电路28多级放大电路多级放大电路模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其2.1双极型晶体管的工作原理双极型晶体管的工作原理双双极极型型晶晶体体管管又又称称为为半半导导体体三三极极管管、晶晶体体三
2、三极极管管，简简称称晶晶体管。体管。构成：构成：三层杂质半导体（三个区）：发射区、集电区、基区三层杂质半导体（三个区）：发射区、集电区、基区三个电极：基极三个电极：基极b、发射极、发射极e、集电极、集电极c两个两个PN结：基区与发射区间的结：基区与发射区间的PN结称发射结（结称发射结（e结）结）基区和集电区间的基区和集电区间的PN结称集电结（结称集电结（c结）结）分类：分类：NPN型、型、PNP型型结构：结构：如如图图2.1.1(a)所示。所示。特点：特点：发射区重掺杂；基区很薄；发射区重掺杂；基区很薄；c结面积大于结面积大于e结面积。结面积。2.1.1 2.1.1 双极型晶体管的结构双极型晶
3、体管的结构模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其图图2.1.1晶体管的结构与符号晶体管的结构与符号(a)NPN管的示意图；管的示意图；(b)电路符号；电路符号；(c)平面管结构剖面图平面管结构剖面图模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其晶晶体体管管处处于于放放大大状状态态的的基基本本条条件件是是：发发射射结结正正偏偏、集集电结反偏电结反偏。晶体管发射区的作用是：向基区注入载流子；晶体管发射区的作用是：向基区注入载流子；基区的作用是：传送和控制载流子；基区的作用是：传送和控制载流子；集电区的作用是：收集载流子。集电区的作用是：收集载流子。管内载流子的运动情况如管内载流子的运动情况如图
4、图2.1.3所示。所示。2.1.2 2.1.2 双极型晶体管的工作原理双极型晶体管的工作原理模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其图图2.1.3晶体管内载流子的运动和各极电流晶体管内载流子的运动和各极电流动画动画模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其 1 1、发射区向基区注入电子、发射区向基区注入电子e结结正正偏偏，从从发发射射区区注注入入基基区区的的电电子子，形形成成电电子子注注入入电电流流IEN。同同时时，从从基基区区注注入入发发射射区区的的空空穴穴，形形成成空空穴穴注注入入电电流流IEP。而而基基区区的的空空穴穴浓浓度度远远低低于于发发射射区区的的电电子子浓浓度度，所所以以I
5、EPIEN，即即发发射射结结电电流流IEIEN，方方向向与与电子注入方向相反。电子注入方向相反。一、放大状态下晶体管中载流子的运动一、放大状态下晶体管中载流子的运动模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其2、电子在基区中的扩散与复合、电子在基区中的扩散与复合注注入入基基区区的的电电子子，成成为为基基区区中中的的非非平平衡衡少少子子，它它在在e结结处处浓浓度度最最大大，而而在在c结结处处浓浓度度最最小小(因因c结结反反偏偏，电电子子浓浓度度近近似似为为零零)。因因此此，在在基基区区中中形形成成了了非非平平衡衡电电子子的的浓浓度度差差。在在该该浓浓度度差差作作用用下下，注注入入基基区区的的电电
6、子子将将继继续续向向c结结扩扩散散。在在扩扩散散过过程程中中，非非平平衡衡电电子子会会与与基基区区中中的的空空穴穴相相遇遇，使使部部分分电电子子因因复复合合而而失失去去。但但由由于于基基区区很很薄薄且且空空穴穴浓浓度度又又低低，所所以以被被复复合合的的电电子子数数极极少少，而而绝绝大大部部分分电电子子都都能能扩扩散散到到c结结边边沿沿。基基区区中中与与电电子子复复合合的的空空穴穴由由基基极极电电源源提提供供，形成基区复合电流形成基区复合电流IBN，它是基极电流它是基极电流IB的主要部分。的主要部分。模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其3、扩散到集电结的电子被集电区收集、扩散到集电结的电
7、子被集电区收集集集电电结结反反偏偏，在在结结内内形形成成了了较较强强的的电电场场，因因而而，使使扩扩散散到到c结结边边沿沿的的电电子子在在该该电电场场作作用用下下漂漂移移到到集集电电区区，形形成成集集电电区区的的收收集集电电流流ICN。该该电电流流是是构构成成集集电电极极电电流流IC的主要部分。的主要部分。另另外外，集集电电区区和和基基区区的的少少子子在在c结结反反向向电电压压作作用用下下，向向对对方方漂漂移移形形成成c结结反反向向饱饱和和电电流流ICBO，并并流流过过集集电电极极和基极支路，构成和基极支路，构成IC、IB的另一部分电流。的另一部分电流。模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管
8、及其二、电流分配关系二、电流分配关系1.晶晶体体管管三三个个电电极极上上的的电电流流与与内内部部载载流流子子传传输输形形成成的的电流之间关系：电流之间关系：(21a) (21b)(21c)2.共共发发射射极极直直流流电电流流放放大大系系数数：反反映映扩扩散散到到集集电电区区的电流的电流ICN与基区复合电流与基区复合电流IBN之间的比例关系，之间的比例关系，(22)其其含含义义是是：基基区区每每复复合合一一个个电电子子，则则有有个个电电子子扩扩散到集电区去。散到集电区去。值一般在值一般在20200之间。之间。模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其确定了确定了值之后，由式值之后，由式(21)
9、、(22)可得可得(23a)(23b)(23c)式中：式中：(24)称为穿透电流。因称为穿透电流。因ICBO很小，在忽略其影响时，则有很小，在忽略其影响时，则有(25a)(25b)式式(25)是今后电路分析中常用的关系式。是今后电路分析中常用的关系式。模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其3.共共基基极极直直流流电电流流放放大大系系数数：反反映映扩扩散散到到集集电电区区的电流的电流ICN与射极注入电流与射极注入电流IEN的比例关系，的比例关系，(26)显然，显然，1，一般约为，一般约为0.970.99。由式由式(26)、(21)，不难求得，不难求得(27a)(27c)(27b)模拟电子技
10、术（张学军）第2章双极型晶体管及其4.：模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其2.2晶体管伏安特性曲线及参数晶体管伏安特性曲线及参数晶晶体体管管伏伏安安特特性性曲曲线线是是描描述述晶晶体体管管各各极极电电流流与与极极间电压关系的曲线。间电压关系的曲线。三三种种基基本本接接法法(组组态态)，分分别别称称为为共共发发射射极极、共共集集电极和共基极接法。电极和共基极接法。图图2.2.1所示。所示。共共发发射射极极接接法法更更具具代代表表性性，所所以以我我们们主主要要讨讨论论共共发射极伏安特性曲线。发射极伏安特性曲线。晶体管特性曲线包括输入和输出两组特性曲线。晶体管特性曲线包括输入和输出两组特性
11、曲线。模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其图图2.2.1晶体管的三种基本接法晶体管的三种基本接法(a)共发射极；共发射极；(b)共集电极；共集电极；(c)共基极共基极模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其2.2.1共发射极输出特性曲线共发射极输出特性曲线测量电路：如测量电路：如图图2.2.2所示。所示。定定义义：共共射射输输出出特特性性曲曲线线是是以以iB为为参参变变量量时时，iC与与uCE间间的关系曲线，即的关系曲线，即典型的共射输出特性曲线：如典型的共射输出特性曲线：如图图2.2.3所示。输出特性可以所示。输出特性可以划分为三个区域，对应于三种工作状态。现分别讨论如下。划分为
12、三个区域，对应于三种工作状态。现分别讨论如下。模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其图图2.2.2共发射极特性曲线测量电路共发射极特性曲线测量电路图图2.2.3共射输出特性曲线共射输出特性曲线动画动画模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其1 1放大区放大区e结为正偏，结为正偏，c结为反偏结为反偏的工作区域为放大区。的工作区域为放大区。特点：特点：a)iC的大小主要受的大小主要受iB的控制。可用共发射极交流电流的控制。可用共发射极交流电流放大系数放大系数来表示这种控制能力来表示这种控制能力，即，即在特性曲线上为两条不同在特性曲线上为两条不同IB曲线的间隔。曲线的间隔。b)uCE曲线微
13、微上翘。曲线微微上翘。uCEc结反向电压结反向电压c结宽度结宽度基区宽度基区宽度基区中电子与基区中电子与空穴复合的机会空穴复合的机会iB，要保持，要保持iB不变，所以不变，所以iC将略有增大将略有增大。这。这种现象称为基区宽度调制效应，简称种现象称为基区宽度调制效应，简称基调效应基调效应。模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其由由于于基基调调效效应应很很微微弱弱，uCE在在很很大大范范围围内内变变化化时时IC基基本本不不变。因此，当变。因此，当IB一定时，集电极电流具有恒流特性。一定时，集电极电流具有恒流特性。2饱和区饱和区e结结和和c结结均均处处于于正正偏偏的的区区域域为为饱饱和和区区
14、。通通常常把把uCE=uBE(即即c结结零零偏偏)的的情情况况称称为为临临界界饱饱和和，对对应应点点的的轨轨迹迹为临界饱和线。为临界饱和线。特点：特点：a)在饱和区，在饱和区，iC不受不受iB控制。控制。b)饱和时，饱和时，c、e间的电压称为饱和压降，记作间的电压称为饱和压降，记作UCE(sat)。深饱和时，深饱和时，UCE(sat)很小，此时三个电极间的电压很小，很小，此时三个电极间的电压很小，各极电流主要由外电路决定。各极电流主要由外电路决定。模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其3截止区截止区e结和结和c结均处于反偏，结均处于反偏，且且iB-ICBO的区域为截止区。的区域为截止区。
15、特点：特点：a)对小功率管可忽略对小功率管可忽略ICEO的影响认为的影响认为iB0时，管子即处于截时，管子即处于截止状态；对大功率管必须以止状态；对大功率管必须以iB-ICBO作为截止条件。作为截止条件。b)晶体管截止时，三个电极上的电流均为反向电流，相当晶体管截止时，三个电极上的电流均为反向电流，相当于极间开路，此时各极电位主要由外电路确定。于极间开路，此时各极电位主要由外电路确定。模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其2.2.2共发射极输入特性曲线共发射极输入特性曲线测量电路见测量电路见图图2.2.2。共射输入特性曲线是以共射输入特性曲线是以uCE为参变量时，为参变量时，iB与与uB
16、E间的关系间的关系曲线，即曲线，即图图2.2.7共发射极输入特性曲线共发射极输入特性曲线典型的共发射极输入特典型的共发射极输入特性曲线如图性曲线如图2.2.7所示。所示。模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其(1)uCE1V时时，当，当uBEUBE(on)时时 ， 随随 着着 uBE的的 增增 大大 ， iB开开 始始按指数规律增加，而后近似按直线上升。按指数规律增加，而后近似按直线上升。(2) uCE =0时时，晶晶体体管管相相当当于于两两个个并并联联的的二二极极管管，当当uBE0时，时，iB很大，曲线明显左移。见图很大，曲线明显左移。见图2.2.7。(3)1uCE0时时，uCE，曲曲
17、线线右右移移，特特别别工工作作在在饱饱和和区区时时，移动量更大。移动量更大。(4)uBE0时时，晶晶体体管管截截止止，iB为为反反向向电电流流。反反向向电电压压超超过某一值时，过某一值时，e结反向击穿。结反向击穿。模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其2.2.3温度对晶体管特性曲线的影响温度对晶体管特性曲线的影响温温度度对对晶晶体体管管的的uBE、ICBO和和有有不不容容忽忽视视的的影影响响。对对uBE、ICBO随温度变化的规律与随温度变化的规律与PN结相同，即：结相同，即：温度每升高温度每升高1，uBE减小减小22.5mV；温度每升高温度每升高10，ICBO增大一倍。增大一倍。温度每升
18、高温度每升高1，值增大值增大0.5%1%。温温度度对对uBE、ICBO和和的的影影响响，集集中中反反映映在在iC随随温温度度的的升升高高而而增增大大。在在输输出出特特性性曲曲线线上上表表现现为为：温温度度升升高，曲线上移且间隔增大。高，曲线上移且间隔增大。模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其一、电流放大系数一、电流放大系数1.共共发发射射极极直直流流电电流流放放大大系系数数和和交交流流电电流流放放大大系系数数和和分分别别由由式式(22)、(210)定定义义，其其数数值值可可以以从输出特性曲线上求出。从输出特性曲线上求出。2.共共基基极极直直流流电电流流放放大大系系数数和和交交流流电电流
19、流放放大大系系数数由由式式(26)定定义义，而而定定义义为为，uCB为为常常数数时时，集集电极电流变化量电极电流变化量IC与发射极电流变化量与发射极电流变化量IE之比，即之比，即(211)2.2.4 2.2.4 晶体管的主要参数晶体管的主要参数模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其说明：说明：1.由于由于ICBO、ICEO都很小，在数值上都很小，在数值上,。所以。所以在在以后的计算中，不再加以区分以后的计算中，不再加以区分。2.值与测量条件有关。在值与测量条件有关。在iC很大或很小时，很大或很小时，值较小。值较小。只有在只有在iC不大、不小时，不大、不小时，值才比较大，且基本不随值才比较
20、大，且基本不随iC而变化。而变化。模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其二、极间反向电流二、极间反向电流1.集电极反向饱和电流集电极反向饱和电流ICBO指指发发射射极极开开路路时时，集集电电极极基基极极间间的的反反向向电电流流。2.集电极穿透电流集电极穿透电流ICEO指指基基极极开开路路时时，集集电电极极发发射射极极间间的的反反向向电电流流。3.IEBO指集电极开路时，发射极指集电极开路时，发射极基极间的反向电流。基极间的反向电流。三、结电容三、结电容结结电电容容包包括括发发射射结结电电容容Ce(或或Cbe)和和集集电电结结电电容容Cc(或或Cbc)。结电容影响晶体管的频率特性。结电容影
21、响晶体管的频率特性。模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其四、晶体管的极限参数四、晶体管的极限参数1击穿电压击穿电压U(BR)CBO：指指发发射射极极开开路路时时，集集电电极极基基极极间间的的反反向向击击穿穿电压。电压。U(BR)CEO：指指基基极极开开路路时时，集集电电极极发发射射极极间间的的反反向向击击穿穿电压。电压。U(BR)CEOU(BR)CBO。U(BR)EBO：指指集集电电极极开开路路时时，发发射射极极基基极极间间的的反反向向击击穿电压。普通晶体管该电压值比较小，只有几伏。穿电压。普通晶体管该电压值比较小，只有几伏。2集电极最大允许电流集电极最大允许电流ICMICM指指下下降
22、降到到正正常常值值的的2/3时时所所对对应应的的集集电电极极电电流流（ic）。当）。当icICM时，时，将严重下降。将严重下降。模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其3集电极最大允许耗散功率集电极最大允许耗散功率PCM指指Jc因因受受热热而而引引起起管管子子参参数数变变化化不不超超过过规规定定值值时时，允允许许Jc耗耗散散的的最最大大功功率率。PCM与与管管芯芯的的材材料料、大大小小、散散热热条条件件及及环环境境温温度度等等因因素素有有关关。由由PCM=ICUCE可可知知，PCM在在输输出出特特性曲线上为一条双曲线，性曲线上为一条双曲线，称为称为PCM功耗线功耗线。在在共共射射极极输输出
23、出特特性性曲曲线线上上，由由极极限限参参数数ICM、U(BR)CEO和和PCM所限定的区域称为所限定的区域称为晶体管的安全工作区晶体管的安全工作区。模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其 图27 晶体管的安全工作区 模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其UBBRB2.3晶体管放大电路的放大原理晶体管放大电路的放大原理2.3.1放大电路的组成放大电路的组成图图 2.3.1 2.3.1 共射极放大器共射极放大器当当ui=0时，电路时，电路处于静止状态，处于静止状态，简称简称静态静态。当当ui不不为0时，时，电路中交流量与电路中交流量与直流量共存。直流量共存。模拟电子技术（张学军）第2章
24、双极型晶体管及其各类物理量的表示说明：各类物理量的表示说明：(以集电极电流为例以集电极电流为例)直直流流量量：字字母母大大写写，下下标标大大写写。如如IC集集电电极极静静态电流（直流量）态电流（直流量）交交流流量量：字字母母小小写写，下下标标小小写写。如如ic集集电电极极电电流流交流分量交流分量交交流流量量的的有有效效值值：字字母母大大写写，下下标标小小写写。 Ic集集电极电流交流分量有效值电极电流交流分量有效值瞬瞬时时值值：字字母母小小写写，下下标标大大写写。iC集集电电极极总总电电流流(iC=IC+ic)模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其2.3.2静态工作点的作用静态工作点的作用
25、在在图图2.3.1中令中令UBB0。由于交流输入信号。由于交流输入信号ui很小，其很小，其峰值小于峰值小于Je的开启电压的开启电压UBE(on)，晶体管处于截止状态，无，晶体管处于截止状态，无法对交流信号进行放大。法对交流信号进行放大。设置静态工作点是保证放大电路正常工作的基础。设置静态工作点是保证放大电路正常工作的基础。2.3.3晶体管放大电路的放大原理晶体管放大电路的放大原理对于基本共射放大电路，只有设置合适的静态工作对于基本共射放大电路，只有设置合适的静态工作点，让交流信号承载在直流分量之上，以保证晶体管在点，让交流信号承载在直流分量之上，以保证晶体管在输入信号的整个周期内始终工作在放大
26、状态，输出电压输入信号的整个周期内始终工作在放大状态，输出电压波形才不会产生非线性失真。波形才不会产生非线性失真。模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其图图2.3.3共射放大电路的电压、共射放大电路的电压、电流波形电流波形基本共射放大电路的基本共射放大电路的电压放大作用是电压放大作用是利用晶体管利用晶体管的电流放大作用的电流放大作用，并依靠，并依靠RC将电流的变化转化成电压将电流的变化转化成电压的变化实现的。的变化实现的。注意：晶体管的放注意：晶体管的放大作用的能量是由大作用的能量是由UCC的直流功率转换而来的，的直流功率转换而来的，晶体管只起到一种控制晶体管只起到一种控制作用。作用。模
27、拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其2.3.4基本放大电路的组成原则基本放大电路的组成原则(1)设置静态工作点：设置静态工作点：必须根据所用晶体管的类型提必须根据所用晶体管的类型提供合适的直流电源，作为输出的能源，同时配合以合适供合适的直流电源，作为输出的能源，同时配合以合适的电阻，以便设置静态工作点；的电阻，以便设置静态工作点；(2)输入信号作用在输入信号作用在b-e间：间：输入信号必须能够作用于输入信号必须能够作用于晶体管的晶体管的b-e回路，产生回路，产生uBE，或改变基极电流，或改变基极电流iB，这样，这样，才能改变晶体管输出回路的电流，从而放大输入信号；才能改变晶体管输出回路的
28、电流，从而放大输入信号；(3)设置合理的信号通路：设置合理的信号通路：当加入信号源和负载时，当加入信号源和负载时，一方面不能破坏已设置好的直流工作点，另一方面应尽一方面不能破坏已设置好的直流工作点，另一方面应尽可能减小信号通路中的损耗。可能减小信号通路中的损耗。模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其2.3.5直流通路和交流通路直流通路和交流通路直流通路是在直流电源作用下直流电流流经的道路，直流通路是在直流电源作用下直流电流流经的道路，也就是静态电流流经的通路。对于也就是静态电流流经的通路。对于直流通路直流通路，电容视为电容视为开路；开路；电感线
29、圈视为短路电感线圈视为短路(即忽略线圈电阻即忽略线圈电阻)；信号源信号源视为短路，但应保留其内阻。视为短路，但应保留其内阻。交流通路是输入信号作用下交流信号流经的通路。对交流通路是输入信号作用下交流信号流经的通路。对于于交流通路交流通路，容量大的电容容量大的电容(如耦合电容如耦合电容)视为短路，视为短路，无内阻的直流电源（如无内阻的直流电源（如UCC）视为短路。）视为短路。图图2.3.4所示电路的直流通路和交流通路如图所示电路的直流通路和交流通路如图2.3.5所示。所示。模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其图图2.3.5共射放大器的直流、交流通路共射放大器的直流、交流通路(a)直流通路
30、；直流通路；(b)交流通路交流通路模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其2.4 2.4 放大电路的静态分析和设计放大电路的静态分析和设计 2.4.1晶体管的直流模型及静态工作点的估算晶体管的直流模型及静态工作点的估算图图2.4.1晶体管伏安特性曲线的折线近似晶体管伏安特性曲线的折线近似(a)输入特性近似；输入特性近似；(b)输出特性近似输出特性近似模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其图图2.4.1晶体管三种状态的直流模型晶体管三种状态的直流模型(a)截止状态模型；截止状态模型；(b)放大状态模型；放大状态模型；(c)饱和状态模型饱和状态模型模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管
31、及其例例2.4.1晶体管电路如晶体管电路如图图2.3.1所示。已知静态时晶所示。已知静态时晶体管工作在放大状态，试估算晶体管的体管工作在放大状态，试估算晶体管的IBQ、ICQ和和UCEQ。解：解：直流通路如图直流通路如图2.4.2（a）所示。晶体）所示。晶体管工作在放大状态，则管工作在放大状态，则将图中的晶体管用图将图中的晶体管用图2.4.1（b）放大状态模）放大状态模型代替，便得到图型代替，便得到图2.4.2(b)所示的直流等效所示的直流等效电路。电路。UBBRB模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其图 2.4.2 晶体管直流电路分析由图可知由图可知:模拟电子技术（张学军）第2章双极型
32、晶体管及其例例晶晶体体管管电电路路下下图图(a)所所示示。若若已已知知晶晶体体管管工工作作在在放放大大状状态态，=100，试试计计算算晶晶体体管管的的IBQ,ICQ和和UCEQ。图图晶体管直流电路分析晶体管直流电路分析(a)电路；电路；(b)直流等效电路直流等效电路模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其解解因因为为UBB使使Je正正偏偏，UCC使使Jc反反偏偏，所所以以晶晶体体管管可可以以工工作作在在放放大大状状态态。用用图图2.4.1(b)的的模模型型代代替替晶晶体体管管，便得到便得到图图(b)所示的直流等效电路，则所示的直流等效电路，则所以所以模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管
33、及其放大器的分析方法主要有两种：放大器的分析方法主要有两种：图解法：图解法：在晶体管特性曲线上通过作图确定工作点及其在晶体管特性曲线上通过作图确定工作点及其在信号作用下的相对变化量。（辅助方法）在信号作用下的相对变化量。（辅助方法）特点：特点：形象、直观，对理解放大原理、波形关系及非形象、直观，对理解放大原理、波形关系及非线性失真有帮助，但对于小信号放大器，用图解法难线性失真有帮助，但对于小信号放大器，用图解法难以准确地进行定量分析。以准确地进行定量分析。等效电路法：等效电路法：利用器件模型进行电路分析的方法。（主利用器件模型进行电路分析的方法。（主要方法）要方法）特点：特点：运算简便，结果误
34、差小运算简便，结果误差小2.4.2静态工作点的图解分析法（直流图解分析法）静态工作点的图解分析法（直流图解分析法）模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其直直流流图图解解分分析析是是在在晶晶体体管管特特性性曲曲线线上上，用用作作图图的的方法确定出直流工作点，求出方法确定出直流工作点，求出IBQ、UBEQ和和ICQ、UCEQ。一、一、IBQ、UBEQ的求解的求解一般不用图解法确定，而用估算法。一般不用图解法确定，而用估算法。UBEQ=0.7（硅管）或（硅管）或0.3（锗管）（锗管）二、二、ICQ、UCEQ的求解的求解对对图图2.3.4可可作作其其直直流流通通路路如如图图2.3.5(a)所所示
35、示，在在集集电电极极输出回路，可列出如下一组方程：输出回路，可列出如下一组方程：无无RE时：时：(此式视具体电路而不同此式视具体电路而不同)模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其如如图图2.4.4(a)所所示示。M(0，Ucc/Rc)、N(Ucc，0)，MN的的斜斜率率为为-1/Rc，MN与与iB=IBQ的的交交点点为为Q点点，Q点点是是上上述述两两个个方方程程组组成成方方程程组组的的解解。因因而而，量量得得Q点点的的纵纵坐标为坐标为ICQ，横坐标则为，横坐标则为UCEQ。(224a)(224b)模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其图图2.4.4放大器的直流图解分析放大器的直流图
36、解分析(a)直流负载线与直流负载线与Q点；点；(b)Q点与点与RB、RC的关系的关系模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其例例4在在图图2.3.5(a)电路中，若电路中，若RB=560k,RC=3k,UCC=12V，晶体管的输出特性曲线如图，晶体管的输出特性曲线如图2.4.4(b)所示，所示，试用图解法确定直流工作点。试用图解法确定直流工作点。解解取取UBEQ=0.7V，则，则在特性曲线上找出在特性曲线上找出M、N点点M(0，Ucc/Rc)即即M(0V，4mA)；N(Ucc，0)即即N(12V，0mA)连接连接MN得直流负载线，其与得直流负载线，其与IBQ=20A特性曲线的交点特性曲线的
37、交点Q即为即为直流工作点，从图中测得直流工作点，从图中测得Q点坐标为点坐标为ICQ=2mA，UCEQ=6V。模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其图图2.4.4放大器的直流图解分析放大器的直流图解分析(a)直直流流负负载载线线与与Q点点；(b)Q点点与与RB、RC的的关关系系(b)uCE/ /V21012012340A30A20A10AiC/ /mA4684MNQRBQ3Q2Q4RCRBQ1RC模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其从从图图2.4.4(b)，可见：，可见：RBIBQQ点沿直流负载线下移，靠近截止区点沿直流负载线下移，靠近截止区RBIBQQ点沿直流负载线上移，靠近饱和
38、区点沿直流负载线上移，靠近饱和区RCM点沿纵轴下移点沿纵轴下移（N点不变）点不变）Q点沿特性曲线左点沿特性曲线左移，靠近饱和区移，靠近饱和区模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其2.4.3晶体管工作状态分析晶体管工作状态分析1.若若UBBUEE+UBE(on),且且UBBUCC，Je反偏，晶体管截止。反偏，晶体管截止。（IB=IC=IE=0，UBE=UBB- -UEE，UCE=UCC- -UEE）图图2.4.5晶体管直流分析的一般性电路晶体管直流分析的一般性电路(a)电路；电路；(b)放大状态下的等效电路；放大状态下的等效电路；(c)饱和状态下的等效电路饱和状态下的等效电路通常情况下，晶
39、体管可化为图通常情况下，晶体管可化为图2.4.5(a)所示的一般形式。所示的一般形式。模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其2. 若若UBBUEE+ +UBE(on)晶体管导通晶体管导通。假假定定为为放放大大状状态态：则则直直流流等等效效电电路路如如图图2.4.5(b)所所示示，由图可得由图可得UBB-UEE-UBE(on)=IBQRB+(1+)IBQRE(2.4.6)(2.4.7)(2.4.8)模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其可利用上一组式子判断晶体管是处于放大还是饱和状态：可利用上一组式子判断晶体管是处于放大还是饱和状态：方法一：算出方法一：算出UCEQ。若。若UCEQU
40、BE(ON)（硅管（硅管0.7V，锗管，锗管0.3V）则管子处于放大状态。）则管子处于放大状态。方法二：图方法二：图2.4.5（a）可知，晶体管在临界饱和时的最大集）可知，晶体管在临界饱和时的最大集电极电流电极电流IC(sat)为为则则IB(sat)=IC(sat)/由式（由式（2.4.6）算出的）算出的IBQIB(sat)晶体管处于放大状态；否则，晶体管处于放大状态；否则，晶体管处于饱和状态。晶体管处于饱和状态。模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其例例2.4.2 晶晶体体管管电电路路及及其其输输入入电电压压ui的的波波形形如如图图2.4.6(a),(b)所所示示。已已知知=50，试试
41、求求ui作作用用下下输输出出电电压压uo的的值，并画出波形图。值，并画出波形图。图图2.4.6例题例题2.4.2电路及电路及ui,uo波形图波形图(a)电路；电路；(b)ui波形图；波形图；(c)uo波形图波形图模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其图图2.4.6例题例题2.4.2电路及电路及ui,uo波形图波形图(a)电路；电路；(b)ui波形图；波形图；(c)uo波形图波形图模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其解解 :当当 ui=0时时 ， UBE=0， 则则 晶晶 体体 管管 截截 止止 。 此此 时时 ，ICQ=0,uo=UCEQ=UCC=5V。当。当ui=3V时，晶体管
42、导通且有时，晶体管导通且有而集电极临界饱和电流为而集电极临界饱和电流为因为因为所以晶体管处于饱和。此时，所以晶体管处于饱和。此时，ICQ=IC(sat)=1.4mA，而，而uo=UCEQ=UCE(sat)=0.3V。uo波形如波形如图图2.4.6(c)所示。所示。模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其在在实实际际电电路路分分析析中中，由由于于晶晶体体管管的的直直流流模模型型很很简简单单，一一旦旦其其工工作作状状态态确确定定，则则直直流流等等效效电电路路可可不不必必画画出，而等效的涵义将在计算式中反映出来。出，而等效的涵义将在计算式中反映出来。模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其2
43、.4.4 2.4.4 放大状态下的偏置电路放大状态下的偏置电路使晶体管处于放大状态下，对偏置电路的要求是：使晶体管处于放大状态下，对偏置电路的要求是：电路形式要简单；电路形式要简单；偏偏置置下下的的工工作作点点在在环环境境温温度度变变化化或或更更换换管管子子时时应应力力求保持稳定；求保持稳定；对信号的传输损耗应尽可能小。对信号的传输损耗应尽可能小。下面将介绍几种常用的偏置电路。下面将介绍几种常用的偏置电路。模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其一、固定偏流电路一、固定偏流电路电路如图电路如图2.4.7所示。所示。合理选择合理选择RB,RC的阻值，晶的阻值，晶体管将处于放大状态。则体管将处
44、于放大状态。则(2.4.10a)(2.4.10b)(2.4.10c)特点：特点：优：电路结构简单优：电路结构简单缺：工作点稳定性差；（缺：工作点稳定性差；（IBQ固定，当固定，当、ICBO等参数变化时，将引起等参数变化时，将引起ICQ、UCEQ的变化的变化工作点产工作点产生较大的漂移生较大的漂移使管子进入饱和或截止区）使管子进入饱和或截止区）图图2.4.7固定偏流电路固定偏流电路模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其二、分压式直流电流负反馈偏置电路二、分压式直流电流负反馈偏置电路固定偏流电路作了以下两点改进：固定偏流电路作了以下两点改进：1、在给基极输入一个稳定偏流的同时，进一步稳、在给
45、基极输入一个稳定偏流的同时，进一步稳定基极的电位，使基极的静态电流、电压更加稳定；定基极的电位，使基极的静态电流、电压更加稳定；2、在电路中引入反馈机制，来克服外界情况变化、在电路中引入反馈机制，来克服外界情况变化导致的导致的Q点的大幅度漂移。点的大幅度漂移。图图2.4.8(b)中形成了中形成了“UCCRB1RB2地地”的分压的分压回路。在回路。在IBQI1、I2时，时，I1 I1 ，基极电位便近似等于，基极电位便近似等于分压回路中分压回路中RB2上的压降，上的压降，稳定基极电压稳定基极电压。但对外界变。但对外界变化引起的化引起的Q点漂移不能克服。点漂移不能克服。模拟电子技术（张学军）第2章双
46、极型晶体管及其图图 2.4.8 2.4.8 分压式直流电流负反馈偏置电路分压式直流电流负反馈偏置电路(a)固定偏流放大电路固定偏流放大电路(b)分压式偏置电路分压式偏置电路(c)分压式直流电流负反馈偏置电路分压式直流电流负反馈偏置电路模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其ICQIEQUEQUBEQIBQICQ负反馈负反馈图图2.4.8(c)2.4.8(c)电路中引入反馈机制，来克服电路中引入反馈机制，来克服Q Q点的点的漂移现象。漂移现象。工作点稳定原理：工作点稳定原理：在在IBQ1）hre很很小，一般认为小，一般认为hre0。模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其低频低频H参数电
47、路模型如参数电路模型如图图2.5.9所示。所示。输出交流短路时的电流放大系数输出交流短路时的电流放大系数在输出特性曲线上，反映在在输出特性曲线上，反映在Q点附近两条输出特性曲线点附近两条输出特性曲线间的间隔。常用间的间隔。常用表示表示hfe，即，即=hfe。如。如图图2-29(c)所示。所示。输入交流开路时的输出电导输入交流开路时的输出电导在输出特性曲线上，反映为在输出特性曲线上，反映为Q点处切线斜率。点处切线斜率。hoe=1/rce。模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其图图2.5.9共发射极晶体管共发射极晶体管H参数电路模型参数电路模型模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其图图
48、229在特性曲线上求在特性曲线上求H参数的方法参数的方法模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其图图229在特性曲线上求在特性曲线上求H参数的方法参数的方法模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其对对于于hoe，还还可可采采用用下下述述方方法法估估算算。由由于于基基区区调调宽宽效效应应，当当iB一一定定时时，iC随随uCE的的增增大大略略有有上上翘翘。若若将将每每条条共共射射极极输输出出特特性性曲曲线线向向左左方方延延长长，都都会会与与uCE负负轴轴相相交交于于一一点点，其其交交点点折折合合的的电电压压称称为为厄厄尔尔利利电电压压，用用UA表表示示，如如图图230所所示示。显显然然，U
49、A越越大大，表表示示基基区区调调宽宽效效应应越越弱弱。对对于于小小功功率率晶晶体体管管，UA一一般般大大于于100V。由由图图2-30不难求出在不难求出在Q点处的点处的hoe，即，即(239)模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其图图230利用厄尔利电压求利用厄尔利电压求hoe模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其由由于于混混合合型型电电路路模模型型与与H参参数数电电路路模模型型等等价价，所所以以H参参数数还还可可以以通通过过混混合合型型参参数数确确定定。输输出出交交流流短短路路和和 输输 入入 交交 流流 开开 路路 的的 低低 频频 混混 合合 型型 电电 路路 分分 别别 如
50、如 图图231(a),(b)所所示示。利利用用该该图图并并根根据据式式(238)每每个个H参参数的意义，可分别求得如下关系：数的意义，可分别求得如下关系：图图231求求H参数用的混合参数用的混合型电路型电路(a)输出交流短路的混合输出交流短路的混合型电路型电路模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其图图231求求H参数用的混合参数用的混合型电路型电路(b)输入交流开路的混合输入交流开路的混合型电路型电路模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其(240a)(240b)(240c)(240d)模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其如果忽略如果忽略rbc的影响，则式的影响，则式(240
51、)可简化为可简化为(241a)(241b)(241c)(241d)模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其这这就就是是工工程程分分析析中中实实用用的的H参参数数。其其相相应应的的低低频频H参参数数电电路路模模型型如如图图232所所示示。以以上上导导出出的的两两种种晶晶体体管管交交流流模模型型各各具具特特点点。通通常常，在在宽宽带带放放大大器器的的分分析析中中，采采用用图图227(a)混混合合型型电电路路模模型型比比较较方方便便；而而在在低低频频放放大大器器的的分分析析中中，采采用用图图232H参参数数电电路路模模型型则则相相对对简简单单。为为了了使使参参数数一一致致，在在以以后后的的分分析
52、析中中均均采采用用混合混合型电路参数。型电路参数。模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其图图2.5.10实用的低频实用的低频H参数电路模型参数电路模型模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其2.5.4共射极放大器的交流等效电路分析法共射极放大器的交流等效电路分析法利用晶体管交流模型分析放大器利用晶体管交流模型分析放大器步骤步骤：由由直流通路直流通路估算工作点；估算工作点；作作交交流流通通路路，并并用用晶晶体体管管交交流流模模型型替替换换晶晶体体管管得得交交流流等效电路；等效电路；由由交流等效电路交流等效电路计算放大器的各项交流指标。计算放大器的各项交流指标。模拟电子技术（张学军）第2
53、章双极型晶体管及其一、放大倍数（或增益）一、放大倍数（或增益）A放放大大器器的的输输出出量量与与输输入入量量的的比比值值。根根据据处处理理的的输输入入量量和和所所需需的的输输出出量量不不同同，有有如如下下四四种种不不同同定定义义的的放放大倍数：大倍数：电压放大倍数电压放大倍数（无量纲）（无量纲）电流放大倍数电流放大倍数（无量纲）（无量纲）互导放大倍数互导放大倍数（西门子）（西门子）互阻放大倍数互阻放大倍数（欧姆）（欧姆）(219a)(219b)(219c)(219d)模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其有时，有时，Au和和Ai可取分贝可取分贝(dB)为单位，即为单位，即(220)二、输
54、入电阻二、输入电阻Ri定义：从放大器输入端看进去的电阻，即定义：从放大器输入端看进去的电阻，即(221)Ri表表征征放放大大器器从从信信号号源源获获得得信信号号的的多多少少。对对低低阻阻电电压压源源，Ri越越大大，放放大大器器从从信信号号源源获获得得的的电电压压就就越越大大；对对高高阻阻电电流流源源，Ri越越小小，放放大大器器从从信信号号源源获获得得的的电电流流就越大。就越大。模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其三、输出电阻三、输出电阻Ro定义：从放大器输出端看进去的电阻。定义：从放大器输出端看进去的电阻。由图由图218所示，根据戴维南定理，可得所示，根据戴维南定理，可得(222)Ro
55、是一个表征放大器带负载能力的参数。是一个表征放大器带负载能力的参数。电压输出电压输出:Ro越小，带负载能力越强，即负载变化时放越小，带负载能力越强，即负载变化时放大器输出给负载的电压基本不变。大器输出给负载的电压基本不变。电流输出电流输出:Ro越大，带负载能力越强，即负载变化时放越大，带负载能力越强，即负载变化时放大器输出给负载的电流基本不变。大器输出给负载的电流基本不变。模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其共共射射极极放放大大器器如如图图2.5.11(a)所所示示。由由交交流流通通路路可可得得图图2.5.11(b)所所示示交交流流等等效效电电路路。根根据据等等效效电电路路，共共射射极
56、极放大器的交流指标分析如下。放大器的交流指标分析如下。图图2.5.11共射极放大器及其交流等效电路共射极放大器及其交流等效电路(a)电路；电路；(b)交流等效电路交流等效电路模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其1.电压放大倍数电压放大倍数Au式中：式中：2.电流放大倍数电流放大倍数Ai式中式中RB=RB1RB2。若若RBrbe、RLrbe，则，则4.输出电阻输出电阻模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其另另外外，放放大大器器的的输输入入、输输出出电电阻阻还还可可以以通通过过测测量量求得。测量电路分别如求得。测量电路分别如图图234(a)、(b)所示。所示。在图在图(a)中中在图在
57、图(b)中，打开中，打开S，测得；闭合，测得；闭合S，测得，测得Uo。模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其图图234Ri和和Ro的测量电路的测量电路(a)Ri的测量电路；的测量电路；(b)Ro的测量电路的测量电路模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其5.源电压放大倍数源电压放大倍数AusAus定义为输出电压定义为输出电压Uo与信号源电压与信号源电压Us的比值，即的比值，即(251)可见，可见，|Aus|rbe时，则有时，则有从从b极看进去的输入电阻极看进去的输入电阻Ri变为变为即射极电阻即射极电阻RE折合到基极支路应扩大折合到基极支路应扩大(1+)倍。倍。模拟电子技术（张学军）第
58、2章双极型晶体管及其因此，放大器的输入电阻为因此，放大器的输入电阻为Ri=RB1RB2Ri(254)显然，输入电阻明显增大了。显然，输入电阻明显增大了。Ro=RC。例例5在在图图2.5.11(a)电路中，若电路中，若RB1=75k，RB2=25k,RC=RL=2k,RE=1k,UCC=12V，晶体管采，晶体管采用用3DG6管，管，=80,rbb=100,Rs=0.6k,试求该放大器试求该放大器的直流工作点的直流工作点ICQ、UCEQ及及Au,Ri,Ro和和Aus等项指标。等项指标。解解按估算法计算按估算法计算Q点：点：模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其下面计算交流指标。下面计算交流指
59、标。模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其将将rbe,RL的阻值代入上式，得的阻值代入上式，得模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其 例6 在上例中，将RE变为两个电阻RE1和RE2串联，且RE1=100,RE2=900，而旁通电容CE接在RE2两端，其它条件不变，试求此时的交流指标。解解由由于于RE=RE1+RE2=1k，所所以以Q点点不不变变。对对于于交交流流通通路路，现现在在射射极极通通过过RE1接接地地。因因而而，交交流流等等效效电电路路变变为为图图2.5.12所所示示电电路路，只只是是图图中中RE=RE1=100。此时，各项指标分别为。此时，各项指标分别为模拟电子技术（张
60、学军）第2章双极型晶体管及其可可见见，RE1的的接接入入，使使得得Au减减小小了了约约10倍倍。但但是是，由由于于输输入入电电阻阻增增大大，因因而而Aus与与Au的的差差异异明显减小了。明显减小了。模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其2.6共集放大电路共集放大电路共共集集放放大大电电路路如如图图2.6.1(a)所所示示。由由于于信信号号从射极输出，所以该电路又称为射极输出器。从射极输出，所以该电路又称为射极输出器。图图2.6.1共集电极放大器及交流等效电路共集电极放大器及交流等效电路(a)电路；电路；(b)交流等效电路交流等效电路模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其1.电压放大
61、倍数电压放大倍数Au式中：式中：上式说明上式说明Au1，所以仍有，所以仍有较大的功率增益。较大的功率增益。模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其3.输入电阻输入电阻Ri由图由图2.6.1(b)可知，从基极看进去的电阻可知，从基极看进去的电阻Ri为为所以所以由于由于Ri显著增大，因而共集电路的输入电阻大大提高了。显著增大，因而共集电路的输入电阻大大提高了。(257)4.输出电阻输出电阻Ro在在图图2.6.1(b)中中，当当输输出出端端外外加加电电压压Uo，而而将将Us短短路路并并保留内阻保留内阻Rs时，可得时，可得图图2.6.2所示电路。由图可得所示电路。由图可得模拟电子技术（张学军）第2
62、章双极型晶体管及其图图2.6.2求共集放大器求共集放大器Ro的等效电路的等效电路式中：式中：是基极支路的电阻折合到射极的等效电阻。是基极支路的电阻折合到射极的等效电阻。模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其5.共集电极电路的特点：共集电极电路的特点：1)电压放大倍数小于电压放大倍数小于1而近于而近于1；2)输出电压与输入电压同相；输出电压与输入电压同相；3)输入电阻高；输入电阻高；4)输出电阻低。输出电阻低。模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其电电路路如如图图2.7.1(a)。信信号号从从射射极极输输入入、集集电电极极输输出出，而基极是公共端。交流通路如图而基极是公共端。交流通路
63、如图2.7.1(b)所示。所示。图图2.7.1共基极放大器及其交流等效电路共基极放大器及其交流等效电路(a)共基极放大电路；共基极放大电路；(b)交流等效电路交流等效电路2.7共基放大电路共基放大电路模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其1.电压放大倍数电压放大倍数Au式中：式中：2.电流放大倍数电流放大倍数Ai上式说明上式说明Au大小与共射相同，但大小与共射相同，但Uo与与Ui同相。同相。可见可见AiRL，则，则Ai,即共基极放大器没有电流放大即共基极放大器没有电流放大能力，但能力，但Au1，所以仍有较大的功率增益。，所以仍有较大的功率增益。模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其
64、3.输入电阻输入电阻Ri4.输出电阻输出电阻Ro很小很小模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其三种基本放大器性能比较以以上上我我们们分分析析了了共共射射、共共集集和和共共基基三三种种基基本本放放大大器器的的性性能能，为为了了便便于于比比较较，现现将将它它们们的的性性能能特特点点列列于于表表2.7.1中中。其其中中，共共射射极极电电路路既既有有电电压压增增益益，又又有有电电流流增增益益，所所以以应应用用最最广广，常常用用作作各各种种放放大大器器的的主主放放大大级级。但但作作为为电电压压或或电电流流放放大大器器，它它的的输输入入和和输输出出电电阻阻并并不不理理想想即即在在电电压压放放大大时时
65、，输输入入电电阻阻不不够够大大且且输输出出电电阻阻又又不不够够小小；而而在在电电流流放放大大时时，则则输输入入电电阻阻又又不不够够小小且输出电阻也不够大。且输出电阻也不够大。模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其2.8多级放大电路多级放大电路2.8.1级间耦合方式级间耦合方式多级放大器各级之间连接的方式称为多级放大器各级之间连接的方式称为耦合方式耦合方式。级间耦合的要求：级间耦合的要求：确保各级放大器有合适的直流工作点；确保各级放大器有合适的直流工作点；前级输出信号尽可能不衰减地加到后级输入。前级输出信号尽可能不衰减地加到后级输入。常用的耦合方
66、式有三种，即阻容耦合、变压器耦合和直接耦合。常用的耦合方式有三种，即阻容耦合、变压器耦合和直接耦合。模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其1.阻阻容容耦耦合合：通通过过电电容容器器将将后后级级电电路路与与前前级级相相连连接接，其其方方框图如框图如图图2.8.1所示。所示。特点：各级的直流工作点相互独立，特点：各级的直流工作点相互独立，2.变变压压器器耦耦合合：将将前前级级的的输输出出信信号号通通过过变变压压器器接接到到后后级级的的输入端或负载电阻上。输入端或负载电阻上。 特点：各级的直流工作点相互独立；原、副边交流不共特点：各级的直流工作点相互独立；原、副边交流不共地；可实现阻抗变换。地
67、；可实现阻抗变换。3.直接耦合：直接耦合：特点：各级的直流工作点相互影响；零点漂移严重；易特点：各级的直流工作点相互影响；零点漂移严重；易集成。集成。直接耦合电平配置方式如直接耦合电平配置方式如图图2.8.3所示所示模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其图图2.8.1阻容耦合与变压器耦合的方框图阻容耦合与变压器耦合的方框图(a)阻容耦合框图；阻容耦合框图；(b)变压器耦合框图变压器耦合框图模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其图图2.8.3直接耦合电平配置方式实例直接耦合电平配置方式实例(a)垫垫高高后后级级的的发发射射极极电电位位；(b)稳稳压压管管电电平平移移位位；(c)电阻和
68、恒流源电平移位；电阻和恒流源电平移位；(d)NPN、PNP管级联管级联模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其图图240直接耦合电平配置方式实例直接耦合电平配置方式实例(a)垫垫高高后后级级的的发发射射极极电电位位；(b)稳稳压压管管电电平平移移位位；(c)电阻和恒流源电平移位；电阻和恒流源电平移位；(d)NPN、PNP管级联管级联模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其2.8.2多级放大电路的性能指标计算多级放大电路的性能指标计算一一般般采采用用的的方方法法：通通过过计计算算单单级级指指标标来来分分析析多多级级指指标标。后级电路相当于前级的负载。后级电路相当于前级的负载。v一个一个n
69、级放大电路的总电压放大倍数级放大电路的总电压放大倍数Au可表示为可表示为(264)可见，可见，Au为各级电压放大倍数的乘积。为各级电压放大倍数的乘积。v级级联联放放大大电电路路的的输输入入电电阻阻就就是是第第一一级级的的输输入入电电阻阻Ri1。但应将后级的输入电阻但应将后级的输入电阻Ri2作为其负载，即作为其负载，即(2.8.2)模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其v级级联联放放大大电电路路的的输输出出电电阻阻就就是是最最末末级级的的输输出出电电阻阻Ron。但但应应将将前前级级的的输输出出电电阻阻Ro(n-1)作作为为其其信号源内阻，即信号源内阻，即(2.8.3)模拟电子技术（张学军）
70、第2章双极型晶体管及其2.8.3 2.8.3 常见的组合放大电路常见的组合放大电路一、共集一、共集共射共射(CCCE)组合放大电路组合放大电路vCCCE组合放大器的交流通路如组合放大器的交流通路如图图2.8.7所示。所示。v特特点点：具具有有高高的的输输入入电电阻阻，组组合合放放大大器器的的Aus近近似似为为后后级级共射放大器的电压增益。共射放大器的电压增益。二、共射二、共射共集共集(CECC)组合放大电路组合放大电路vCECC组合放大器的交流通路如组合放大器的交流通路如图图2.8.8所示。所示。v特特点点：具具有有低低的的输输出出电电阻阻，组组合合放放大大器器的的Au近近似似为为共共射射放大
71、器在负载开路时的电压增益。放大器在负载开路时的电压增益。模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其图图2.8.7CCCE组合放大电路组合放大电路模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其图图2.8.8CECC组合放大器组合放大器模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其例例2.8.2放大电路如图放大电路如图2.8.9所示。已知晶体管所示。已知晶体管=100,rbe1=3k,rbe2=2k,rbe3=1.5k，试求放大器，试求放大器的输入电阻、输出电阻及源电压放大倍数。的输入电阻、输出电阻及源电压放大倍数。图图2.8.9例例2.8.2电路电路模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其解解
72、该该电电路路为为共共集集、共共射射和和共共集集三三级级直直接接耦耦合合放放大大器器，亦亦可可看看作作CC-CECC组组合合放放大大器器。为为了了保保证证输输入入和和输输出出端端的的直直流流电电位位为为零零，电电路路采采用用了了正正、负负电电源源，并并且且用用稳稳压压管管VZ和和二二极极管管VD1分分别别垫垫高高V2,V3管管的的射射极极电电位位。而而在交流分析时，因其动态电阻很小，可视为短路。在交流分析时，因其动态电阻很小，可视为短路。(1)输入电阻输入电阻Ri：模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其(2)输出电阻输出电阻Ro:模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其三、共射三、共射
73、共基共基(CECB)组合放大器组合放大器CECB组组合合放放大大器器及及其其交交流流通通路路分分别别如如图图2.8.10(a),(b)所所示示。由由于于共共基基放放大大器器的的输输入入电电阻阻很很小小，将将它它作作为为负负载载接接在在共共射射电电路路之之后后，致致使使共共射射放放大大器器只只有有电电流流增增益益而而没没有有电电压压增增益益。而而共共基基电电路路只只是是将将共共射射电电路路的的输输出出电电流流接接续续到到输输出出负负载载上上。因因此此，这这种种组组合合放放大大器器的的增增益益相相当当于于负负载载为为RL(=RCRL)的的一一级级共共射射放大器的增益，即放大器的增益，即模拟电子技术
74、（张学军）第2章双极型晶体管及其图图2.8.10CECB组合放大器组合放大器(a)电路；电路；(b)交流通路交流通路模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其图图2.8.10CECB组合放大器组合放大器(a)电路；电路；(b)交流通路交流通路模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其而而模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其接接入入低低阻阻共共基基电电路路使使得得共共射射放放大大器器电电压压增增益益减减小小的的同同时时，也也大大大大减减弱弱了了共共射射放放大大管管内内部部的的反反向向传传输输效效应应。其其结结果果，一一方方面面提提高高了了电电路路高高频频工工作作时时的的稳稳定定性性，另另一一方方面面明明显显改改善善了了放放大大器器的的频频率率特特性性。正正是是这这一一特特点点，使使得得CECB组组合合放放大大器器在在高高频频电电路路中中获获得得广广泛泛应用。应用。模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其第二章第二章作业作业2-1 模拟电子技术（张学军）第2章双极型晶体管及其
