《第2章双极型晶体管和基本放大电路7》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第2章双极型晶体管和基本放大电路7（138页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第第2 2章章 双极型晶体三极管双极型晶体三极管 和基本放大电路和基本放大电路作业：作业：习题：习题：2-1 2-1 、2-4 2-4 、2-7 2-7 、2-8 2-8 、2-102-10 2-12 2-12、2-142-14、2-172-17、2-242-24、2-25 2-25 2021/8/61第第2 2章章 双极型晶体三极管双极型晶体三极管 和基本放大电路和基本放大电路2.1 双极型晶体三极管双极型晶体三极管2.2 晶体管放大电路的性能指标和工作原理晶体管放大电路的性能指标和工作原理2.3 晶体管放大电路的图解分析法晶体管放大电路的图解分析法2.4 等效电路分析法等效电路分析法2.5
2、 其他基本放大电路其他基本放大电路2.6 组合放大单元电路组合放大单元电路2021/8/62本章的重点与难点本章的重点与难点本本本本章章章章所所所所讲讲讲讲述述述述的的的的基基基基本本本本概概概概念念念念、基基基基本本本本电电电电路路路路和和和和基基基基本本本本分分分分析析析析方法是学习后面各章的基础。方法是学习后面各章的基础。方法是学习后面各章的基础。方法是学习后面各章的基础。重重重重点点点点: : : : 双双双双极极极极型型型型晶晶晶晶体体体体管管管管的的的的特特特特性性性性、放放放放大大大大的的的的概概概概念念念念、放放放放大大大大电电电电路路路路的的的的主主主主要要要要指指指指标标标
3、标参参参参数数数数、基基基基本本本本放放放放大大大大电电电电路路路路和和和和放放放放大大大大电电电电路路路路的的的的分分分分析析析析方方方方法法法法。包包包包括括括括共共共共射射射射、共共共共集集集集、共共共共基基基基放放放放大大大大电电电电路路路路的组成、工作原理、静态和动态分析。的组成、工作原理、静态和动态分析。的组成、工作原理、静态和动态分析。的组成、工作原理、静态和动态分析。难难难难点点点点: : : :有有有有关关关关放放放放大大大大、动动动动态态态态和和和和静静静静态态态态、等等等等效效效效电电电电路路路路等等等等概概概概念念念念的的的的建建建建立立立立; ; ; ;电电电电路路路
4、路能能能能否否否否放放放放大大大大的的的的判判判判断断断断；各各各各种种种种基基基基本本本本放放放放大大大大电电电电路路路路的的的的性性性性能能能能分分分分析析析析等等等等。而而而而上上上上述述述述问问问问题题题题对对对对于于于于学学学学好好好好本本本本课课课课程程程程至至至至关关关关重要。重要。重要。重要。 2021/8/632.1.1 双极型晶体三极管的结构及类型双极型晶体三极管的结构及类型在同一个硅片上制造出三个掺杂区域，三个区分别在同一个硅片上制造出三个掺杂区域，三个区分别叫发射区、基区和集电区。叫发射区、基区和集电区。2.1 双极型晶体三极管双极型晶体三极管 引出的三个电极分别为：发
5、射极引出的三个电极分别为：发射极e 、基极、基极b和集电极和集电极c。基区和集电区形成集电结，发射区和基区形成发射结。基区和集电区形成集电结，发射区和基区形成发射结。三个区、两个结、三个极三个区、两个结、三个极2021/8/642.1 双极型晶体三极管双极型晶体三极管小功率管小功率管中功率管中功率管大功率管大功率管2021/8/652.1 双极型晶体三极管双极型晶体三极管2021/8/66集电区集电区集电结集电结基区基区发射结发射结发射区发射区NN集电极集电极c基极基极b发射极发射极ePecb符号 按照掺杂方式的不同分为按照掺杂方式的不同分为NPN型型和和PNP型型两种类型两种类型 NPN型型
6、特点：基区薄掺杂浓度很低特点：基区薄掺杂浓度很低 发射区掺杂浓度很高发射区掺杂浓度很高 集电结面积很大集电结面积很大箭头方向代表箭头方向代表发射结发射结PN指向指向2021/8/67集电区集电区集电结集电结基区基区发射结发射结发射区发射区PP集电极集电极c基极基极b发射极发射极eNecb符号PNP型型箭头方向代表箭头方向代表发射结发射结PN指向指向2021/8/68、两个、两个PN结结无外加电压无外加电压2.1.2 2.1.2 晶体管中的电流控制作用晶体管中的电流控制作用（以（以NPN型型为例说明）为例说明）载流子运动处于动平衡，载流子运动处于动平衡，净电流为零净电流为零、发射结加正向电压，集
7、电结加反向电压、发射结加正向电压，集电结加反向电压2021/8/69发射区向基区发射区向基区发射电子发射电子IEIB电子在基区电子在基区扩散与复合扩散与复合集电区收集电子集电区收集电子 电子流向电源正极形成电子流向电源正极形成 ICICNPN电源负极向发射电源负极向发射区补充电子形成区补充电子形成 发射极电流发射极电流IE正极拉走电正极拉走电子，补充被复子，补充被复合的空穴，形合的空穴，形成成 I IB BCRCRBIEPIBNICBOICNIEN2021/8/6101 1、发射区向基区注入电子、发射区向基区注入电子、发射区向基区注入电子、发射区向基区注入电子e区的多子电子通过区的多子电子通过
8、e结扩散到基区，形成扩散电流结扩散到基区，形成扩散电流IEN；同时；同时基区的多子空穴扩散到基区的多子空穴扩散到e区，形成扩散电流区，形成扩散电流IEP。二者实际方向。二者实际方向相同，因此发射极电流相同，因此发射极电流 IE = IEN + IEP IEN 。2 2、电子在基区的扩散与复合、电子在基区的扩散与复合、电子在基区的扩散与复合、电子在基区的扩散与复合e区的电子注入区的电子注入b区后，因基区薄且杂质浓度低，极少部分在区后，因基区薄且杂质浓度低，极少部分在b区被复合区被复合(形成电流形成电流IBN)，大部分仍往，大部分仍往c区扩散。区扩散。2021/8/6113 3、电子被集电极收集、
9、电子被集电极收集、电子被集电极收集、电子被集电极收集4 4、集电极的反向电流、集电极的反向电流、集电极的反向电流、集电极的反向电流因集电结加反向电压且面积大，到达因集电结加反向电压且面积大，到达c结边界的电子在电场结边界的电子在电场作用下越过作用下越过c结到达结到达c区，记作区，记作ICN = IEN - IBN。c结加反向电压，结加反向电压，c区和区和b区的平衡少子形成反向电流，记作区的平衡少子形成反向电流，记作ICBO，数量小可忽略数量小可忽略。2021/8/612IEIBICVCCVBBRCRB晶体管的电流分配关系晶体管的电流分配关系晶体管的电流分配关系晶体管的电流分配关系IEP：基区向
10、发射区扩散基区向发射区扩散形成的空穴电流。形成的空穴电流。IEN：发射区向基区扩散发射区向基区扩散形成的电子电流。形成的电子电流。IBN：基区中复合运动形基区中复合运动形成的电流。成的电流。I IBNBNI IEPEPI ICBOCBOI IENENI ICNCN2021/8/613IEIBICVCCVBBRCRB晶体管的电流分配关系晶体管的电流分配关系晶体管的电流分配关系晶体管的电流分配关系ICN：发射区扩散到基区发射区扩散到基区未被复合的自由电子未被复合的自由电子(非非平衡少子）漂移到集电区平衡少子）漂移到集电区形成的电流。形成的电流。ICBO：是平衡少子在是平衡少子在集集电区与基区漂移运
11、动形成电区与基区漂移运动形成的电流。也的电流。也是发射极开路是发射极开路时，时，b-c间的反向饱和电间的反向饱和电流。流。I IBNBNI IEPEPI ICBOCBOI IENENI ICNCN2021/8/614发射区发射的总电子数（对应于发射区发射的总电子数（对应于），绝大部分被集），绝大部分被集电区收集（对应于电区收集（对应于），极少部分在基区与空穴复），极少部分在基区与空穴复合（对应于合（对应于I）集电区收集的电子数与发射区发射电子数的比值定义为集电区收集的电子数与发射区发射电子数的比值定义为电流放大系数电流放大系数 一般为一般为0.950.9952021/8/615推导可得推导可得
12、:、电流分配关系、电流分配关系2021/8/6162021/8/617 可以通过稍稍改变电流可以通过稍稍改变电流可以通过稍稍改变电流可以通过稍稍改变电流I I ，就可以使，就可以使，就可以使，就可以使有很有很有很有很大的变化，如此实现了电流控制大的变化，如此实现了电流控制大的变化，如此实现了电流控制大的变化，如此实现了电流控制 和电流放大作用。和电流放大作用。和电流放大作用。和电流放大作用。 是到达集电区的电子数和在基区中是到达集电区的电子数和在基区中复合的电子数之比。由生产工艺确定复合的电子数之比。由生产工艺确定（称共射直流电流放大系数）。（称共射直流电流放大系数）。其中其中2021/8/6
13、18实现电流控制的条件实现电流控制的条件（）晶体管结构上的保证（内因）：三个浓度不同（）晶体管结构上的保证（内因）：三个浓度不同的掺杂区、基区薄，掺杂浓度低；集电结面积大。的掺杂区、基区薄，掺杂浓度低；集电结面积大。（）外加直流电源保证（外因）：发射结正向偏置，（）外加直流电源保证（外因）：发射结正向偏置，集电结反向偏置。集电结反向偏置。对于对于NPN型三极管应满足型三极管应满足: : U Ubebe 0 0（ U Ubebe U Uonon），），），），U Ubcbc 0 V Vb b V Ve e对于对于PNP型三极管应满足型三极管应满足: : U Ube be 0 0（ U Ube b
14、e 0 0， 即即即即 V Vc c V Vb b V ICBO， 1，所以，所以： IC IB IE （ 1+ ）IB2021/8/621在一定范围内可认为在一定范围内可认为在一定范围内可认为在一定范围内可认为 通常，通常，通常，通常， 的取值在的取值在的取值在的取值在几十几十几十几十 一百多倍为好。一百多倍为好。一百多倍为好。一百多倍为好。2021/8/622VCCRcIc UcecebUbe输出输出回路回路输入输入回路回路公共端公共端EbRbIb2.1.2.1. 共射接法晶体管的特性曲线共射接法晶体管的特性曲线以以NPN型型为例说明为例说明2021/8/6231.1.共射接法晶体管的输入
15、特性曲线共射接法晶体管的输入特性曲线IB = f (UBE )UC E = 常数常数IBUBE0UCE 1V0V 0.5V UCE=0，输入特性曲线与，输入特性曲线与PN结的伏安特性类似。结的伏安特性类似。当当UCE 增大时，由于电场的作增大时，由于电场的作用，曲线右移，当用，曲线右移，当UCE 增大到增大到一定值后，再增加一定值后，再增加UCE ，曲线，曲线右移将不再明显。右移将不再明显。2021/8/6240UCE/V IC /mAIB =40AIB =60AIB增加增加IB 减小减小IB = 20AIB = 常数常数IC = f (UCE )2、 三极管的输出特性三极管的输出特性 对于每
16、个确定的对于每个确定的IB均有一条均有一条对应曲线，因此输出特性是一对应曲线，因此输出特性是一族族曲线。曲线。 对于一条固定的曲线，随着对于一条固定的曲线，随着UCE的增加，的增加，iC逐渐增加，当逐渐增加，当UCE增大到一定的程度，增大到一定的程度， iC 几乎不几乎不变，变， iC仅仅决定于仅仅决定于iB。2021/8/625晶体管的三个工作区晶体管的三个工作区 IC / mAUCE /V0IB= 0 A20A40 A60 A80 A截止区截止区IB 0的区域，两结均反的区域，两结均反偏。严格说，偏。严格说，IE=0,即即ICICBO的区域，管子基的区域，管子基本不导电。本不导电。截止区：
17、截止区：截止区：截止区：2021/8/626IC / mAUCE /V0IB= 0 A20A40 A60 A80 A放放大大区区截止区截止区交流交流共射共射电流放大系数电流放大系数： 放大区放大区通常，我们认为 。直流直流曲线几乎水平，曲线几乎水平，C与与无关，无关，仅仅由仅仅由IB决定，决定， C = IB2021/8/627 饱和区饱和区饱饱和和区区IC / mAUCE /V0IB= 0 A20A40 A60 A80 A放放大大区区截止区截止区发射结和集电结均处于发射结和集电结均处于正向偏置正向偏置。此时集电极与发射极之间的电压叫此时集电极与发射极之间的电压叫饱和电压降饱和电压降UCES此
18、时此时IB UCE 较小。较小。IC不仅和不仅和IB有关，还和有关，还和UCE有关。当有关。当 UCB =0=0时，时，晶体管处于晶体管处于临界临界饱和状饱和状态。态。 2021/8/628晶体管的三个工作区域晶体管的三个工作区域( (发射结正向偏置且集发射结正向偏置且集电结反向偏置电结反向偏置) )工作区域工作区域外部条件外部条件特点特点截止区截止区截止区截止区iB=0， iC0 (iCICEO)uBE Uon 且且uCE uBE（发射结电压小于开启（发射结电压小于开启 电压且集电结反偏）电压且集电结反偏）放大区放大区放大区放大区 iC = iB(i(iC C仅仅由仅仅由I IB B决定决定
19、) )uBE Uon 且且uCE uBE饱和区饱和区饱和区饱和区（发射结和集电结均（发射结和集电结均 正向偏置）正向偏置）uBE Uon 且且uCE uBE iC iB(i(iC C随随uCE的增大而增大的增大而增大) ) 临界饱和临界饱和临界饱和临界饱和 （临界放大）（临界放大）（临界放大）（临界放大）uCE = uBE即即uCB = 0iCS = iBS2021/8/629（）温度对输入特性曲线的影响（）温度对输入特性曲线的影响 、温度对晶体管特性及参数的影响、温度对晶体管特性及参数的影响温度升高时，正向特性曲温度升高时，正向特性曲线将左移。在室温附近，线将左移。在室温附近，温度每升高温度
20、每升高1，正向压，正向压降减小降减小22.5mV。0I / mAUBE / V 75202021/8/630）温度对）温度对I ICEOCEO 和和I ICBOCBO的影响：的影响：UCE/ VIC/mA 7520(2)温度对输出特性曲线的影响温度对输出特性曲线的影响75207520每升高每升高10 ， ICBO增大一增大一倍，倍， ICEO也是。也是。）温度对）温度对 的影响：的影响：温度升高输出特性上移温度升高输出特性上移温度升高，温度升高， 增大，每升高增大，每升高1 ， 增大增大0.5 1%。输出。输出特性曲线间距增大。特性曲线间距增大。2021/8/631.4 三极管的主要参数三极管
21、的主要参数（）在不同接法下的直流电流比（）在不同接法下的直流电流比（）在不同接法下的直流电流比（）在不同接法下的直流电流比2 2）直流共射集）直流共射集）直流共射集）直流共射集- - - -基电流比基电流比基电流比基电流比一般在一般在0.95 0.995一般在一般在20 100（2 2）极间反向电流：）极间反向电流：）极间反向电流：）极间反向电流： ICEO和 ICBO、直流参数、直流参数1 1）直流共基集）直流共基集）直流共基集）直流共基集- - - -射电流比射电流比射电流比射电流比 2021/8/6322、交流参数、交流参数(1) 电流放大系数电流放大系数 (2) 特征频率特征频率fT当
22、当下降到下降到1时的信号频率，时的信号频率，f 2021/8/633（1）集电极最大允许耗散集电极最大允许耗散功率功率 PCMICMUCE IC U(BR)CEOPCM=ICUCE安安全全工工作作区区3、极限参数、极限参数（4）晶体管的安全工作区晶体管的安全工作区U(BR)EBO、 U(BR)CBO（3）极间反向击穿电压极间反向击穿电压 U(BR)CEO ：基极开路时集：基极开路时集电极电极-发射极的反向击穿发射极的反向击穿电压电压（2）集电极最大允许电流集电极最大允许电流 ICM2021/8/634. 晶体管的类型、型号及选用原则晶体管的类型、型号及选用原则、类型、类型根据材料分为硅管和锗管
23、；根据材料分为硅管和锗管；根据三个区的掺杂方式分为根据三个区的掺杂方式分为NPN型和型和PNP型型；根据使用的频率范围分为低频管和高频管；根据使用的频率范围分为低频管和高频管；根据允许的功率损耗分为小功率管、中功率管根据允许的功率损耗分为小功率管、中功率管和大功率管和大功率管、型号、型号见第一章表见第一章表1- -12021/8/6353 三极管三极管A 锗材料锗材料 PNPB 锗材料锗材料 NPNC 硅材料硅材料 PNPD 硅材料硅材料 NPNX 低频小功率管低频小功率管G 高频小功率管高频小功率管D 低频大功率管低频大功率管A 高频大功率管高频大功率管半导体器件型号命名方法半导体器件型号命
24、名方法第一部分第一部分数字数字 字母字母 字母字母(汉拼汉拼) 数字数字 字母字母(汉拼汉拼) 电极数电极数 材料和极性材料和极性 器件类型器件类型 序号序号 规格号规格号第二部分第二部分第三部分第三部分第四部分第四部分第五部分第五部分例：例： 3AX31 3DG12B 3DD6PNP低频小功率锗三极管低频小功率锗三极管 NPN高频小功率硅三极管高频小功率硅三极管 NPN低频大功率硅三极管低频大功率硅三极管 3CG 3AD 3DK PNP高频小功率硅三极管高频小功率硅三极管 PNP低频大功率锗三极管低频大功率锗三极管 NPN硅开关三极管硅开关三极管 、型号、型号见第一章表见第一章表1- -12
25、021/8/636、晶体管的选用原则、晶体管的选用原则（）同型号的管子选反向电流较小的；（）同型号的管子选反向电流较小的；（）要求反向电流小、工作温度高选硅管；要求导（）要求反向电流小、工作温度高选硅管；要求导 通电压低选锗管；通电压低选锗管；（）工作信号频率高选高频管；开关电路选开关管；（）工作信号频率高选高频管；开关电路选开关管；（）保证管子工作在安全区。（）保证管子工作在安全区。2021/8/637晶体管的应用电路举例晶体管的应用电路举例例例1：测得某电路中几只：测得某电路中几只NPN晶体管三个极的直流电位晶体管三个极的直流电位如表所示，各晶体管如表所示，各晶体管b-e间的阈值电压间的阈
26、值电压Uth均为均为0.7V。 试分别说明各管子的工作状态。试分别说明各管子的工作状态。晶体管晶体管基极直流电位基极直流电位UB/V发射极直流电位发射极直流电位UE/V集电极直流电位集电极直流电位UC/V工作状态工作状态T1T2T3T40.70.31-10050.7-1.70015对对NPN管，管， 当当UBEUon时，管子截止；时，管子截止； 当当UBE Uon且且UCE UBE (或或UC UB)，管子放大；，管子放大； 当当UBE Uon且且UCE UBE (或或UC UB)，管子饱和。，管子饱和。放大放大放大放大饱和饱和截止截止2021/8/638例例2 在一个单管放大电路中，电源电压
27、为在一个单管放大电路中，电源电压为30V，已知三只，已知三只管子的参数如表所示，请选用一只管子，并简述理由。管子的参数如表所示，请选用一只管子，并简述理由。晶体管参数晶体管参数ICBO/AUCEO/VT1T2T30.010.10.0550502015100100T1的的小，放大能力差；小，放大能力差；T3的的UCEO仅为仅为20V，可能被击穿；，可能被击穿；T2的的ICBO较小、较小、较大，且较大，且UCEO大于电源电压，合适。大于电源电压，合适。2021/8/6392.1.6 2.1.6 光电三极管光电三极管 光电三极管依据光照的强度来控制集电极电流的大光电三极管依据光照的强度来控制集电极电
28、流的大小，其功能可以等效一个光电二极管和一只晶体管相小，其功能可以等效一个光电二极管和一只晶体管相连。连。e符号符号cce等效电路等效电路ec2021/8/640光电晶体管的输出特性曲线光电晶体管的输出特性曲线光电三极管的输出特性光电三极管的输出特性与普通三极管的输出特与普通三极管的输出特性曲线相同，只是用入性曲线相同，只是用入射光强度射光强度E取代基极电流取代基极电流IB2021/8/6412.2 2.2 放大的概念和放大电路的主要性放大的概念和放大电路的主要性能指标能指标2.2.1 2.2.1 放大的概念和放大电路的组成条件放大的概念和放大电路的组成条件1. 1.放大的概念放大的概念放大的
29、概念放大的概念 用小的变化量去控制一个较大的量的变化。用小的变化量去控制一个较大的量的变化。要求不失真的要求不失真的“线性放大线性放大”。 放大电路利用晶体管实现能量的控制与转换。放大电路利用晶体管实现能量的控制与转换。 放大作用的实质就是晶体管的电流、电压或放大作用的实质就是晶体管的电流、电压或放大作用的实质就是晶体管的电流、电压或放大作用的实质就是晶体管的电流、电压或功率的控制作用。输出的较大能量来自于直流功率的控制作用。输出的较大能量来自于直流功率的控制作用。输出的较大能量来自于直流功率的控制作用。输出的较大能量来自于直流电源电源电源电源VccVcc，而不是晶体三极管。，而不是晶体三极管
30、。，而不是晶体三极管。，而不是晶体三极管。2021/8/642对象：变化量对象：变化量对象：变化量对象：变化量实质：能量的控制和转换实质：能量的控制和转换实质：能量的控制和转换实质：能量的控制和转换基本特征：功率放大基本特征：功率放大基本特征：功率放大基本特征：功率放大前提条件：不失真前提条件：不失真前提条件：不失真前提条件：不失真测试信号：正弦波测试信号：正弦波测试信号：正弦波测试信号：正弦波能量控制器件：有源元件能量控制器件：有源元件能量控制器件：有源元件能量控制器件：有源元件 放大电路中能够控制能量转换的元件称为放大电路中能够控制能量转换的元件称为放大电路中能够控制能量转换的元件称为放大
31、电路中能够控制能量转换的元件称为有源有源有源有源元件（如晶体管）。元件（如晶体管）。元件（如晶体管）。元件（如晶体管）。2021/8/6432. 2.放大电路的组成放大电路的组成放大电路的组成放大电路的组成 一般包含电压放大电路和功率放大电路。一般包含电压放大电路和功率放大电路。扩音机扩音机扩音机扩音机示意图：示意图：示意图：示意图：VCC 电压放大电路将微弱电压加以放大从而推动电压放大电路将微弱电压加以放大从而推动功率放大电路，通常工作在小信号状态。功率放大电路，通常工作在小信号状态。 功率放大电路输出较大的功率，推动执行元功率放大电路输出较大的功率，推动执行元件，工作在大信号状态。件，工作
32、在大信号状态。2021/8/644要保证放大电路具有放大作用，必须满足条件：要保证放大电路具有放大作用，必须满足条件：要保证放大电路具有放大作用，必须满足条件：要保证放大电路具有放大作用，必须满足条件：（1 1）晶体管工作在放大区（发射结正偏、集电结）晶体管工作在放大区（发射结正偏、集电结 反偏）。反偏）。（2) 2) 输入信号必须能够作用于放大管的输入回路。输入信号必须能够作用于放大管的输入回路。（3) 3) 当负载接入时，放大管输出回路的动态电流或当负载接入时，放大管输出回路的动态电流或电压能够作用于负载，从而使负载获得比输入回路电压能够作用于负载，从而使负载获得比输入回路信号大得多的信号
33、电流或信号电压。信号大得多的信号电流或信号电压。2021/8/645 1 1 1 1、有直流电源，保证、有直流电源，保证、有直流电源，保证、有直流电源，保证e e e e结正偏，结正偏，结正偏，结正偏，c c c c结反偏；结反偏；结反偏；结反偏； 2 2 2 2、有合适的、有合适的、有合适的、有合适的Q Q Q Q点，保证不失真；点，保证不失真；点，保证不失真；点，保证不失真； 3 3 3 3、输入信号加得上，、输入信号加得上，、输入信号加得上，、输入信号加得上，即产生即产生即产生即产生u u u uBEBEBEBE 、i i i iB B B B ； 4 4 4 4、输出信号取得出，即产生
34、、输出信号取得出，即产生、输出信号取得出，即产生、输出信号取得出，即产生i i i iC C C C、 u u u uCECECECE简单讲：简单讲：简单讲：简单讲：2021/8/646放大电路示意图放大电路示意图放大电路示意图放大电路示意图2.2.2 2.2.2 放大电路的性能指标放大电路的性能指标信号源信号源信号源内阻信号源内阻输入电压输入电压输出电压输出电压输入电阻输入电阻输出电阻输出电阻负载电阻负载电阻2021/8/6471.输入为小信号时输入为小信号时（测试信号为正弦波（测试信号为正弦波（测试信号为正弦波（测试信号为正弦波, ,保证输出信号不失真）保证输出信号不失真）保证输出信号不失
35、真）保证输出信号不失真）（1 1）放大倍数（或增益）放大倍数（或增益）放大倍数（或增益）放大倍数（或增益） 衡量放大电路的放大能力，定义为输出变化量与衡量放大电路的放大能力，定义为输出变化量与输入变化量之比。输入变化量之比。电压放大电路；电压放大电路；电流放大电路；电流放大电路；互导放大电路；互导放大电路；互阻放大电路。互阻放大电路。 根据输入量与输出量的不同，将放大电路分为四种根据输入量与输出量的不同，将放大电路分为四种类型：类型：2021/8/6481 1 1 1）电压放大电路）电压放大电路）电压放大电路）电压放大电路 输入量与输出量都是电压。输入量与输出量都是电压。电压增益电压增益电压增
36、益电压增益：输出电压与输入电压之比。：输出电压与输入电压之比。源电压增益：源电压增益：源电压增益：源电压增益：输出电压与信号源电压之比输出电压与信号源电压之比2021/8/649输入量与输出量都是电流。输入量与输出量都是电流。电流增益电流增益电流增益电流增益：输出电流与输入电流之比：输出电流与输入电流之比电压、电流增益都无量纲。电压、电流增益都无量纲。2 2）电流放大电路）电流放大电路）电流放大电路）电流放大电路 2021/8/6503 3 3 3）互导放大电路）互导放大电路）互导放大电路）互导放大电路 输入量是电压，输出量是电流。输入量是电压，输出量是电流。互导增益互导增益互导增益互导增益量
37、纲为量纲为 西门子西门子 S4 4 4 4）互阻放大电路）互阻放大电路）互阻放大电路）互阻放大电路 输入量是电流，输出量是电压。输入量是电流，输出量是电压。互阻增益互阻增益互阻增益互阻增益量纲为量纲为 欧姆欧姆 2021/8/651（2 2）输入电阻）输入电阻R Ri i从放大电路输入端看进去的等效电阻。从放大电路输入端看进去的等效电阻。Ri定义为输入电压有效值定义为输入电压有效值Ui和输入电流有效值和输入电流有效值Ii之比。之比。 R R R Ri i i i表明放大电路从信号源索取电流或电压的能力。表明放大电路从信号源索取电流或电压的能力。R Ri i越大，越大，电流越小，电流越小，U U
38、i i越接近越接近 U Us s ，信号电压，信号电压U Us s损失损失越小。越小。2021/8/652 输入信号源是内阻很小的电压源时，要求输输入信号源是内阻很小的电压源时，要求输入电阻尽量大，以保证信号源电压损失尽可能入电阻尽量大，以保证信号源电压损失尽可能小。小。 输入信号源是内阻很大的电流源时，要求输输入信号源是内阻很大的电流源时，要求输入电阻尽量小，以保证信号源电流尽可能多流入电阻尽量小，以保证信号源电流尽可能多流进放大电路。进放大电路。 利用利用Ri和和Rs可以求出可以求出电压增益电压增益电压增益电压增益与与源电压增益源电压增益源电压增益源电压增益的关系式。的关系式。2021/8
39、/653（3）输出电阻）输出电阻R Ro o从放大电路输出端看进去的等效电阻。从放大电路输出端看进去的等效电阻。负载上负载上输出电输出电压有效压有效值值空载时输出空载时输出电压有效值电压有效值Ro整理后整理后2021/8/654 R RO O表明放大电路的带负载能力表明放大电路的带负载能力( (指负载变化时输出电指负载变化时输出电压的变化情况）。压的变化情况）。 RoRo越小，放大电路带电压负载的能力越强。越小，放大电路带电压负载的能力越强。（ RoRo小，小，R RL L变化时，变化时，U UO O变化小变化小) ) 放大电路的输出量为电压，要求输出电压尽量不受放大电路的输出量为电压，要求输
40、出电压尽量不受放大电路的输出量为电压，要求输出电压尽量不受放大电路的输出量为电压，要求输出电压尽量不受负载变化影响，电路的输出电阻应尽量小。负载变化影响，电路的输出电阻应尽量小。负载变化影响，电路的输出电阻应尽量小。负载变化影响，电路的输出电阻应尽量小。 放大电路的输出量为电流，要求输出电流尽量不受放大电路的输出量为电流，要求输出电流尽量不受放大电路的输出量为电流，要求输出电流尽量不受放大电路的输出量为电流，要求输出电流尽量不受负载变化影响，电路的输出电阻应尽量大。负载变化影响，电路的输出电阻应尽量大。负载变化影响，电路的输出电阻应尽量大。负载变化影响，电路的输出电阻应尽量大。2021/8/6
41、55 R Ri i 、R Ro o是为描述电路在相互连接时彼此之间产生是为描述电路在相互连接时彼此之间产生影响而引入的参数。影响而引入的参数。2021/8/656（4）通频带）通频带 fbwbw 是用于衡量放大电路对不同频率信号的放大能是用于衡量放大电路对不同频率信号的放大能力的技术指标力的技术指标。下限截止频率下限截止频率下限截止频率下限截止频率上限截止频率上限截止频率上限截止频率上限截止频率通频带通频带通频带通频带f fbwbw=f=fHH-f -fL L中频中频中频中频放大倍数放大倍数放大倍数放大倍数|A|fLfH0.707|Am|f|Am|2021/8/657（1 1）非线性失真系数）
42、非线性失真系数）非线性失真系数）非线性失真系数D D指输出波形中的谐波成分总量与基波成分之比指输出波形中的谐波成分总量与基波成分之比( (各次各次谐波有效值与基波有效值之比）。谐波有效值与基波有效值之比）。2.输入信号幅值较大时输入信号幅值较大时2021/8/658（2 2）最大不失真输出电压）最大不失真输出电压）最大不失真输出电压）最大不失真输出电压 当输入电压再增大时就会使输出波形产生非线性当输入电压再增大时就会使输出波形产生非线性失真时的输出电压（非线性失真系数不超过规定的失真时的输出电压（非线性失真系数不超过规定的最大输出电压）。最大输出电压）。可表示为：可表示为：可表示为：可表示为：
43、最大输出幅值（最大输出幅值（最大输出幅值（最大输出幅值（U Uomom ）MM 最大输出有效值（最大输出有效值（最大输出有效值（最大输出有效值（U Uo o ）MM2021/8/659 最大输出功率指最大输出功率指最大输出功率指最大输出功率指在输出波形基本不失真的情况在输出波形基本不失真的情况在输出波形基本不失真的情况在输出波形基本不失真的情况下，负载上能够获得的最大交流功率。下，负载上能够获得的最大交流功率。下，负载上能够获得的最大交流功率。下，负载上能够获得的最大交流功率。效率效率效率效率指直流电源能量的利用率。指直流电源能量的利用率。指直流电源能量的利用率。指直流电源能量的利用率。Po交
44、流输出功率交流输出功率Pv电源提供的平均功率电源提供的平均功率（3 3）最大输出功率）最大输出功率）最大输出功率）最大输出功率(P(Po o) )MM和效率和效率和效率和效率 2021/8/6602.2.3 2.2.3 单管共射放大电路的工作原理单管共射放大电路的工作原理模拟电路中的符号模拟电路中的符号模拟电路中的符号模拟电路中的符号直流分量：直流分量：直流分量：直流分量：文字符号和下标均用大写字母。例文字符号和下标均用大写字母。例I IB B、I IC C、 U UBEBE等。等。交流分量：交流分量：交流分量：交流分量：文字符号和下标均用小写字母。文字符号和下标均用小写字母。ib、ic、 u
45、i、uo等等。交直流总量：交直流总量：交直流总量：交直流总量：文字符号用小写字母，下标用大写字文字符号用小写字母，下标用大写字 母。例：母。例：iB、 iC、uBE、uCE、uI、uO。（请阅读本书前面的文字符号说明。）（请阅读本书前面的文字符号说明。）（请阅读本书前面的文字符号说明。）（请阅读本书前面的文字符号说明。）相量或有效值相量或有效值相量或有效值相量或有效值: : 在线性放大电路中正弦量为输入量在线性放大电路中正弦量为输入量,输输入、输出常用相量或有效值表示，文字符号用大写字入、输出常用相量或有效值表示，文字符号用大写字母，下标用小写字母，例母，下标用小写字母，例: 、Ui等。等。
46、2021/8/6612.2.3 2.2.3 单管共射放大电路的工作原理单管共射放大电路的工作原理1. 1. 电路组成电路组成电路组成电路组成 3DG6 3DG6: :晶体三极管晶体三极管, ,有源器件有源器件, ,核心器件核心器件。Rb: 提供合适的提供合适的IB。R Rc c：将集电极电流变化量：将集电极电流变化量转换为电压变化量。转换为电压变化量。u ui i uo ：正弦输入信号和输出信号。：正弦输入信号和输出信号。C1、C2耦合电容：隔直流、通交流。耦合电容：隔直流、通交流。Vcc: 保证发射结正偏、集保证发射结正偏、集电结反偏。电结反偏。2021/8/662正弦输入信号正弦输入信号u
47、i通过通过C1加到晶体管的基极，加到晶体管的基极，引起基极电流引起基极电流iB的变的变化，晶体管的集电极化，晶体管的集电极电流电流iC随之变化，随之变化， iC的变化通过电阻的变化通过电阻RC产产生电压降。生电压降。集电极电压集电极电压2. 2.工作原理工作原理工作原理工作原理2021/8/663 中的变化量经中的变化量经C2传送到输出端成为传送到输出端成为输出电压输出电压 。若电路参数设置合若电路参数设置合适，输出信号幅值适，输出信号幅值比输入信号大，可比输入信号大，可以实现以实现电压放大。电压放大。2021/8/6641. 1. 1. 1. 晶体管放大电路的特点晶体管放大电路的特点晶体管放
48、大电路的特点晶体管放大电路的特点2.3 2.3 晶体管放大电路的图解分析法晶体管放大电路的图解分析法2.3.1晶体管放大电路的特点和分析方法晶体管放大电路的特点和分析方法（）直流量和交流量共存（）直流量和交流量共存,直流量是电路具有直流量是电路具有放大作用的基础，交流量是放大的对象。放大作用的基础，交流量是放大的对象。（）非线性。（）非线性。. . . . 晶体管放大电路的分析方法晶体管放大电路的分析方法晶体管放大电路的分析方法晶体管放大电路的分析方法（）小信号线性化分析法（等效电路分析法）（）小信号线性化分析法（等效电路分析法）（）图解分析法（）图解分析法2021/8/665在直流电源作用下
49、直流量经过的通路在直流电源作用下直流量经过的通路在直流电源作用下直流量经过的通路在直流电源作用下直流量经过的通路. . . . 画直流通路的要点：画直流通路的要点：画直流通路的要点：画直流通路的要点：（1 1 1 1）电容电容电容电容视为视为视为视为开路开路开路开路；（2 2 2 2）电感电感电感电感线圈视为线圈视为线圈视为线圈视为短路短路短路短路；（3 3 3 3）交流）交流）交流）交流信号源信号源信号源信号源视为视为视为视为短路短路短路短路，但应，但应，但应，但应保留其内阻。保留其内阻。保留其内阻。保留其内阻。1.1.1.1.直流通路直流通路直流通路直流通路2.静态工作点的图解分析方法静态
50、工作点的图解分析方法2021/8/6661.1.1.1.直流通路直流通路直流通路直流通路2021/8/6672.2.2.2.估算静态工作点估算静态工作点估算静态工作点估算静态工作点 放大电路未加交流输入信号，电路中的电压和电放大电路未加交流输入信号，电路中的电压和电流只有直流成分，叫做放大电路的流只有直流成分，叫做放大电路的“直流工作状态直流工作状态”或或“静态静态”。 在晶体管的特性曲线上，晶体管各极直流电压和在晶体管的特性曲线上，晶体管各极直流电压和电流的数值确定一点，此点叫做电流的数值确定一点，此点叫做“静态工作点静态工作点”。当输入信号为零时，晶体管的基极电流当输入信号为零时，晶体管的
51、基极电流IB、集电、集电极电流极电流Ic、b-e间电压间电压UBE、管压降、管压降UCE称为放大电称为放大电路的静态工作点路的静态工作点Q。U UBEQBEQ：硅管：硅管0.7V,0.7V,锗管锗管0.2V0.2V2021/8/668可以用近似计算（估算）的方法求解可以用近似计算（估算）的方法求解点点。为什么要设置静态工作点为什么要设置静态工作点为什么要设置静态工作点为什么要设置静态工作点? ? 设置合适的静态工作点，以保证放大电路不产生设置合适的静态工作点，以保证放大电路不产生失真，静态工作点还影响着放大电路几乎所有的动失真，静态工作点还影响着放大电路几乎所有的动态参数。态参数。2021/8
52、/669例例- - 用估算法求图示电路的静态工作点用估算法求图示电路的静态工作点. .解：首先画出电路的直流通路解：首先画出电路的直流通路.2021/8/670直流通路直流通路基极电流基极电流集电极电流集电极电流UBEQ:硅管为硅管为0.7V 锗管为锗管为0.2V求出静态工作点求出静态工作点2021/8/671. . . .图解法确定静态工作点图解法确定静态工作点图解法确定静态工作点图解法确定静态工作点QQ （U UCEQ CEQ 、I ICQCQ）通常输入回路直接用估算法求出通常输入回路直接用估算法求出IBQ。输出回路方程输出回路方程非线性：非线性：I IC C= =f f( (U UCEC
53、E) ) 线性：线性：UCE =VCC-ICRC两条曲线交点即两条曲线交点即Q(UQ(UCEQCEQ,I,ICQCQ) )点点。2021/8/672斜率斜率 -1/R-1/RC CVCC/RC直流负载线过（直流负载线过（V VCCCC 0),(0 V 0),(0 VCCCC/ /R RC C) )点点, , 斜率斜率 -1/-1/R RC C。输出回路满足输出回路满足UCE =VCC-ICRC的直线叫直流负载线的直线叫直流负载线。2021/8/673. . . .交流通路交流通路交流通路交流通路输入信号作用下交流信号流经的通路，用于输入信号作用下交流信号流经的通路，用于输入信号作用下交流信号流
54、经的通路，用于输入信号作用下交流信号流经的通路，用于研究研究研究研究动态参数。动态参数。动态参数。动态参数。（1 1）容量大的电容视为短路；）容量大的电容视为短路；（2 2）无内阻的直流电源视为短路。）无内阻的直流电源视为短路。2.动态工作情况的图解分析动态工作情况的图解分析画交流通路的要点：画交流通路的要点：画交流通路的要点：画交流通路的要点：2021/8/674交流通路交流通路交流通路交流通路2021/8/675. . . .放大电路接入正弦信号放大电路接入正弦信号放大电路接入正弦信号放大电路接入正弦信号( (未接入负载电阻未接入负载电阻) )各电压和电流都在原静态基础上叠加了一个交流量各
55、电压和电流都在原静态基础上叠加了一个交流量.uBE输出电压与输入电压输出电压与输入电压的变化的变化反相反相反相反相2021/8/6763. 3.电路中电流、电压波形电路中电流、电压波形电路中电流、电压波形电路中电流、电压波形uo=uce注注注注意意意意u uo o和和和和i ic c反反反反相相相相2021/8/6771）输出电压与输入电压为频率相同的正弦波，但幅）输出电压与输入电压为频率相同的正弦波，但幅值增大，值增大，“线性放大线性放大”。2）输出电压与输入电压）输出电压与输入电压相位相反，即相差相位相反，即相差180 , Au为负值为负值。结论结论: :2021/8/6784. 4. 交
56、流负载线交流负载线交流负载线交流负载线（电路输出端接负载电阻）（电路输出端接负载电阻）满足此关系式满足此关系式且过且过点的直线，叫做点的直线，叫做“交流负载线交流负载线”。根据交流通路可以得到根据交流通路可以得到2021/8/679交流负载线的斜率交流负载线的斜率:直流负载线的斜率直流负载线的斜率:两者相交于点，交两者相交于点，交流负载线更陡，动态流负载线更陡，动态范围更小。范围更小。 交流负载线交流负载线UCEQ2021/8/680Q点合适且输入信号幅值较小时无波形点合适且输入信号幅值较小时无波形失真失真.2.2.4 2.2.4 静态工作点的选择静态工作点的选择. .静态工作点的位置对输出波
57、形的影响静态工作点的位置对输出波形的影响静态工作点的位置对输出波形的影响静态工作点的位置对输出波形的影响2021/8/681晶体管晶体管截止截止而产生的失真为截止失真而产生的失真为截止失真.现象：输出电压波形出现现象：输出电压波形出现削顶削顶失真失真.解决方法：解决方法：解决方法：解决方法：提高静态工作点提高静态工作点提高静态工作点提高静态工作点. .QQ点较低时的情况点较低时的情况点较低时的情况点较低时的情况: :uo波形波形:2021/8/682晶体管晶体管饱和饱和而产生的失真为而产生的失真为饱和饱和失真失真.现象现象:输出电压波形出现输出电压波形出现削底削底失真失真.解决方法：解决方法：
58、解决方法：解决方法：降低降低降低降低静态工作点静态工作点静态工作点静态工作点. .uo波形波形增大增大RB ( (减小减小I IBQBQ) )减小减小RC ( (增大负载线斜率增大负载线斜率) )QQ点较高的情况点较高的情况点较高的情况点较高的情况: :2021/8/683电路参数对工作状态的影响电路参数对工作状态的影响电路参数对工作状态的影响电路参数对工作状态的影响为了保证输出幅度大且波形不失真，为了保证输出幅度大且波形不失真，动态时动态时动态时动态时Q Q Q Q点应选点应选点应选点应选在交流负载线的中点，一般在交流负载线的中点，一般在交流负载线的中点，一般在交流负载线的中点，一般U U
59、U UCEQCEQCEQCEQ选为选为选为选为(V(V(V(VCCCCCCCC-U-U-U-UCESCESCESCES)/2)/2)/2)/2。2021/8/684. .最大不失真输出最大不失真输出电压幅值、有效值电压幅值、有效值不饱和最大输出幅值不饱和最大输出幅值:UCEQ- UCES不截止最大输出幅值不截止最大输出幅值:ICQ RLUCEQ-UCES 取二者较小的一个取二者较小的一个取二者较小的一个取二者较小的一个。 2021/8/685(1)Q(1)Q1 1QQ2 2：R RC C减少；减少； IB = 1 0 A020 A30 A40 A42612uCE/VQ23124Q1iC / m
60、A810Q3Q4V VCCCC/R/RC CV VCCCC Q3Q4：VCC增大；增大；Q2Q3：Rb减少或减少或VBB增大；增大；VBBVCCRCRbT+_ui+_uo例：例：1.电路中静态工作点从电路中静态工作点从Q1移到移到Q2、Q2移到移到Q3、Q3移到移到Q4的原因有哪些的原因有哪些?2021/8/686 2. 当电路的静态工作点分别是当电路的静态工作点分别是Q1Q4时，哪种时，哪种情况下最容易产生截止失真？那种情况下最容易产情况下最容易产生截止失真？那种情况下最容易产生饱和失真？那种情况下最大不失真输出生饱和失真？那种情况下最大不失真输出电压电压(Uom)M最大？最大？IB = 1
61、 0 AuCE/V020 A30 A40 A42612Q23124Q1iC / mA810Q3Q4V VCCCC/R/RC CV VCCCCQ Q1 1 Q Q2 2最容易截止失真；最容易截止失真；Q Q4 4的最大不失真电压最大。的最大不失真电压最大。Q Q3最容易饱和失真；最容易饱和失真；2021/8/687图解法的适用范围图解法的适用范围图解法的适用范围图解法的适用范围: : 适用于分析输入信号幅值比较大而工作频率适用于分析输入信号幅值比较大而工作频率f不不太高时的情况。太高时的情况。 实际应用中，多用于分析实际应用中，多用于分析Q点位置、最大不失真点位置、最大不失真输出电压和波形失真。
62、输出电压和波形失真。2021/8/688. . 晶体管的直流模型晶体管的直流模型晶体管的直流模型晶体管的直流模型2.2. 等效电路法等效电路法 在一定条件下在一定条件下, ,将晶体管的特性线性化将晶体管的特性线性化, , 建立线性模建立线性模型型, ,在误差允许范围内用线性电路分析晶体管电路在误差允许范围内用线性电路分析晶体管电路。2. 2. . 晶体管的直流模型及静态工作点的计算晶体管的直流模型及静态工作点的计算晶体管的直流模型及静态工作点的计算晶体管的直流模型及静态工作点的计算2021/8/689静态工作点的计算静态工作点的计算静态工作点的计算静态工作点的计算直流等效电路直流等效电路202
63、1/8/690 放大电路的输入信号很小时，可以在静态工作点放大电路的输入信号很小时，可以在静态工作点附近的小范围内用直线段近似地代替晶体管特性曲附近的小范围内用直线段近似地代替晶体管特性曲线，三极管就可以用线性双口网络来等效。线，三极管就可以用线性双口网络来等效。 2. 晶体管的低频小信号模型及其参数晶体管的低频小信号模型及其参数低频是指信号频率远低于晶体管的低频是指信号频率远低于晶体管的“特征频率特征频率”。2021/8/6911.1.1.1.晶体管在共射接法下的参数晶体管在共射接法下的参数晶体管在共射接法下的参数晶体管在共射接法下的参数VTUbeUceI Ib bI Ic c 将晶体管看成
64、一个双口网络将晶体管看成一个双口网络, ,由输入输出特性存在由输入输出特性存在: :(式中各量均为总瞬时值式中各量均为总瞬时值)2021/8/692将各式以有效值代替，可得将各式以有效值代替，可得: : 取全微分得取全微分得:晶体管共射条件下晶体管共射条件下四个参数有不同的四个参数有不同的量纲故称混合参数量纲故称混合参数(H参数参数)。1/h22eIcUceUbeh11e Ibh21eh12e Uce2021/8/6932.2.2.2.参数的定义参数的定义参数的定义参数的定义（）（）表示晶体管表示晶体管b和和e极之间的输入电阻，常用极之间的输入电阻，常用rbe表示。表示。表示晶体管输出电压对输
65、入电压的影响，也叫反向电表示晶体管输出电压对输入电压的影响，也叫反向电压传输系数，一般很小。压传输系数，一般很小。0（2）2021/8/694（）（）反映反映ib对对ic的控制能力，常用的控制能力，常用 表示。表示。（4）表示输出电导，单位是西门子。表示输出电导，单位是西门子。2021/8/69511e12212200rbeeeehhhh1/h22eIcUceUbeh11e Ibh21eh12e Uce2021/8/6963.3.3.3.简化的参数等效模型简化的参数等效模型简化的参数等效模型简化的参数等效模型. .UceUberbe Ib + +- -+ +- -2021/8/697IEQ单位
66、为单位为mA,rbe与点有关。与点有关。rbe为为发射结电阻发射结电阻求求rbe ( (以以以以NPNNPN管为例管为例管为例管为例) )根据晶体管的电流根据晶体管的电流方程存在方程存在:2021/8/698r rbbbb一般取一般取300.300.与点有关与点有关.也可以用也可以用阻抗折阻抗折算原理算原理求出求出rbe.2021/8/699n）该模型只能用于求各交流量之间的关系，）该模型只能用于求各交流量之间的关系，不能用来求静态量。不能用来求静态量。4.4.4.4.应用参数模型应注意的问题应用参数模型应注意的问题应用参数模型应注意的问题应用参数模型应注意的问题n）参数都是在点处定义，与点有
67、关，且）参数都是在点处定义，与点有关，且只能用于低频小信号。只能用于低频小信号。n）PNP型和型和NPN型晶体管的参数模型相同。型晶体管的参数模型相同。2021/8/61002.4.2.4. 共射基本放大电路动态性能的共射基本放大电路动态性能的参数模型分析法参数模型分析法、画出微变等效电路图、画出微变等效电路图电路图电路图微变等效电路微变等效电路2021/8/61011.1.1.1.电压增益电压增益电压增益电压增益交流参数与直流交流参数与直流参数有关，即交参数有关，即交流性能指标受静流性能指标受静态工作点影响态工作点影响。 分析放大电路的交流性能指标时，应先进行静分析放大电路的交流性能指标时，
68、应先进行静态分析态分析, 先静态，后动态先静态，后动态先静态，后动态先静态，后动态。注意负号注意负号注意负号注意负号! !2021/8/61022.2.2.2.输入电阻输入电阻输入电阻输入电阻2021/8/61033.3.3.3.输出电阻输出电阻输出电阻输出电阻 由求输出电阻定由求输出电阻定义义,信号源短路，保信号源短路，保留内阻，去掉负载留内阻，去掉负载电阻，在输出端加电阻，在输出端加电压，产生电电压，产生电流，有流，有:(令输入信号短路后令输入信号短路后,基极基极及集电极电流均等于及集电极电流均等于0。)2021/8/6104例例: : 在图示电路中，在图示电路中，R Rs s=500;=
69、500;晶体管的晶体管的=38,=38,导通导通时的时的U UBEQBEQ=0.7V=0.7V。求电路的。求电路的 、R Ri i、 R Ro o和和 。解：先确定静态工作点。解：先确定静态工作点。2021/8/6105输入电阻输入电阻输入电阻输入电阻电压增益电压增益电压增益电压增益微变等效电路微变等效电路微变等效电路微变等效电路: :2021/8/6106输出电阻输出电阻输出电阻输出电阻输出电阻不输出电阻不含负载电阻含负载电阻源电压放大倍数源电压放大倍数源电压放大倍数源电压放大倍数2021/8/6107问题的提出：问题的提出：问题的提出：问题的提出： 环境温度变化、电源电压波动、元件老化会引
70、起环境温度变化、电源电压波动、元件老化会引起晶体管参数的变化，造成电路静态工作点不稳定。其晶体管参数的变化，造成电路静态工作点不稳定。其中温度影响最为突出。中温度影响最为突出。 必需从电路设计上解决静态工作点稳定问题。必需从电路设计上解决静态工作点稳定问题。2.5 2.5 其他基本放大电路其他基本放大电路2.2.2.2. . . .分压式偏置稳定共射放大电路分压式偏置稳定共射放大电路分压式偏置稳定共射放大电路分压式偏置稳定共射放大电路 Q点不稳，会产生失真点不稳，会产生失真,影响动态参数影响动态参数rbe，从而影，从而影响响Au、Ri 。严重时可能会造成电路无法正常工作。严重时可能会造成电路无
71、法正常工作。 只有只有只有只有QQ点合适时动态分析才有意义点合适时动态分析才有意义点合适时动态分析才有意义点合适时动态分析才有意义。2021/8/6108RB1、RB2为基极分压电阻为基极分压电阻+VCCRCC1C2VTRLRB2RE+RB1+ +- -+ +- -1. 1. 分压式偏置稳定共射放大电路的静态分析分压式偏置稳定共射放大电路的静态分析分压式偏置稳定共射放大电路的静态分析分压式偏置稳定共射放大电路的静态分析IBI2I1BRCIC UCERB1VCCIERB2ReUBQ电路组成电路组成电路组成电路组成: :2021/8/6109IBI2I1BRCIC UCERB1VCCIERB2Re
72、UBQI1=I2+IBQI1IBQI2=I1UB几乎只与电阻和电源有关，与晶体管参数无关几乎只与电阻和电源有关，与晶体管参数无关。（）基极电位（）基极电位（）基极电位（）基极电位U UB B2021/8/6110（）电流（）电流（）电流（）电流I ICQCQ、 I IEQEQ的稳定的稳定的稳定的稳定形成形成负反馈负反馈稳定点的调整过程可表示为：稳定点的调整过程可表示为：T()IC (IE ) UE (因为因为UBQ基本不变基本不变) UBE IC IB IBI2I1BRCIC UCERB1VCCIERB2REUBQ2021/8/6111 QQ点稳定的原因：点稳定的原因：点稳定的原因：点稳定的原
73、因： U UBQBQ在温度变化时基本稳定。在温度变化时基本稳定。在温度变化时基本稳定。在温度变化时基本稳定。 R RE E的直流负反馈作用。的直流负反馈作用。的直流负反馈作用。的直流负反馈作用。+VCCRCC1C2VTRLRB2RE+RB1+ +- -+ +- -2021/8/6112 rbe UoUi Ib b Ib bRCRL R2R1R Ie+ + +- - -Au= RC/ RLrbe+（1+ ）R. . 分压式偏置稳定共射放大电路的动态分析分压式偏置稳定共射放大电路的动态分析分压式偏置稳定共射放大电路的动态分析分压式偏置稳定共射放大电路的动态分析画出微变等效电路画出微变等效电路（）电
74、压增益（）电压增益（）电压增益（）电压增益利用阻抗折算原理利用阻抗折算原理需乘需乘(1+ )2021/8/6113RiRi = R1 / R2 / = R1 / R2 / rbe +（1+ ）R （）输入电阻（）输入电阻（）输入电阻（）输入电阻 rbe UoUi Ib b Ib bRCRL R2R1R Ie+ + +- - -R R R Ri i i iRi2021/8/6114rbe UoUi Ib b Ib bRCRLR2R1R Ie+ + +- - -R R R Ri i i i（3 3）输出电阻）输出电阻）输出电阻）输出电阻RO2021/8/6115 分压式偏置电路引入的射极电阻分压式
75、偏置电路引入的射极电阻RE稳定了静态工稳定了静态工作点，提高了输入电阻作点，提高了输入电阻,但降低了电压增益但降低了电压增益。 在在RE上并联旁路电上并联旁路电容容CE可以在不影响动可以在不影响动态性能的前提下，稳态性能的前提下，稳定静态工作点定静态工作点。+VCCRCC1C2VTRLRB2RE+RB1+ +- -+ +- -CE2021/8/6116UoRCRLUiRB2RB1rbe IbIb （1 1 1 1）电压增益电压增益电压增益电压增益（2 2）输入电阻）输入电阻）输入电阻）输入电阻（3 3）输出电阻）输出电阻）输出电阻）输出电阻2021/8/61172.5.2.5. 基本共集放大电
76、路基本共集放大电路( (射极输出器）射极输出器）. . . .共集放大电路共集放大电路共集放大电路共集放大电路的特点及分析的特点及分析的特点及分析的特点及分析+VCCC1C2VTRLRE+RB+ +- -+ +- -Rs负载接在发射极负载接在发射极,集电极直接集电极直接(或通过小电阻或通过小电阻)接电源接电源。2021/8/6118直流通路直流通路RBRET+VCCI IBQBQI IEQEQ(1)(1)静态工作点分析静态工作点分析静态工作点分析静态工作点分析EECCCEQRIVU-=BEII+=)1 (EBBECCBRRUVI+-=)1 (+VCCC1C2VTRLRE+RB+ +- -+ +
77、- -Rs2021/8/6119(2)(2)电压增益电压增益电压增益电压增益画交流等效电路画交流等效电路(1+ )RLAu= rbe + (1+ )RL其中其中Au 0（Uo、Ui同相），同相）， Au 1,Uo Ui，又称，又称射射射射极跟随器极跟随器极跟随器极跟随器。+VCCC1C2VTRLRE+RB+ +- -+ +- -RsRiRBrbe Ib b Ib bUo bceRE+ + + + +_ _ _ _ _I Ie e. . . . . .RLUs. .RiRs2021/8/6120（）输入电阻（）输入电阻（）输入电阻（）输入电阻RiRBrbe Ib b Ib bUo bceRE+
78、+ + + +_ _ _ _ _I Ie e. . . . . .RLUs. .Ri利用阻抗折算原利用阻抗折算原理理,输出回路电阻输出回路电阻折合到输入回路折合到输入回路需乘需乘(1+ )Rs2021/8/61213. 3. 输出电阻输出电阻输出电阻输出电阻R Ro oUo. .Rsrbe . .IRE. .RBIb b Ib b bceRE+ + + +_ _ _ _I Ie e. . . .I Io o. .Rs（输入信号短路，去掉负（输入信号短路，去掉负载，在输出端加电压）载，在输出端加电压）+=1/sbeEoooRrRIUR&+=)1 (sbeoEoRrURU&+-=)1 (bREoI
79、II&利用阻抗折算原利用阻抗折算原理理,输入回路电阻输入回路电阻折合到输出回路折合到输出回路需除需除(1+ )2021/8/6122+VCCC1C2VTRLRE+RB+ +- -+ +- -Rs共集电极放大电路特点共集电极放大电路特点共集电极放大电路特点共集电极放大电路特点: :2021/8/61232.5.2.5. 基本共基放大电路基本共基放大电路. . . .共基放大电路静态分析共基放大电路静态分析共基放大电路静态分析共基放大电路静态分析+Vcc+ +- -+ +- -R Rs sR RE ER RB2B2R RL LR RB1B1R Rc cC C1 1C Cb bC C2 2Us. .
80、 .Uo+ + +(1)(1)电路构成电路构成电路构成电路构成: :BRCICRB1IBVCCIERB2Re直流通路直流通路2021/8/6124(2)(2)(2)(2)静态分析静态分析静态分析静态分析BRCICRB1IBVCCIERB2Re2021/8/6125+ +- -+ +- -R Rs sR RE ER RL LR Rc cUs. . .Uo交流通路交流通路. .共基放大电路的动态分析共基放大电路的动态分析共基放大电路的动态分析共基放大电路的动态分析+Vcc+ +- -+ +- -R Rs sR RE ER RB1B1R RL LR RB2B2R Rc cC C1 1C CB BC
81、C2 2Us. . .Uo由交流通路清楚看由交流通路清楚看出基极是输入输出出基极是输入输出回路公共端回路公共端。2021/8/6126（）电压增益（）电压增益（）电压增益（）电压增益其中其中UiRERLrbe Ib+ +- -+ +- -I I I Ie e e ee eb bc c. . . .R Ro oUs+ +- -R Rs s. .Ib . . . .I I I Ii i i iUoR Ri iR Ri iRC微变等效电路微变等效电路+ +- -+ +- -R Rs sR RE ER RL LR Rc cUs. . .Uo交流通路交流通路Uo与与Ui相位相同相位相同2021/8/61
82、27（）输入电阻（）输入电阻（）输入电阻（）输入电阻（）输出电阻（）输出电阻（）输出电阻（）输出电阻UiRERLrbe Ib+ +- -+ +- -I I I Ie e e ee eb bc c. . . .R Ro oUs+ +- -R Rs s. .Ib . . . .I I I Ii i i iUoR Ri iR Ri iRC输入电阻很小。输入电阻很小。2021/8/61282.5.4 三种晶体管基本放大电路的比较三种晶体管基本放大电路的比较 判断三种接法要搞清根本判断三种接法要搞清根本,电路组成上的区别主电路组成上的区别主要在于输入和输出信号接在晶体管的哪个极。要在于输入和输出信号接在
83、晶体管的哪个极。（1 1）共射共射共射共射电路电路电路电路 信号从信号从基极输入、集电极输出基极输入、集电极输出基极输入、集电极输出基极输入、集电极输出，电路具有电流、，电路具有电流、电压和功率的放大作用。但输出电阻较大，带负载电压和功率的放大作用。但输出电阻较大，带负载能力较弱，不适合功率放大电路。能力较弱，不适合功率放大电路。2021/8/6129（2 2）共集共集共集共集电路电路电路电路 信号从信号从基极输入、发射极输出基极输入、发射极输出基极输入、发射极输出基极输入、发射极输出，实现，实现“电压跟随电压跟随电压跟随电压跟随”无电压放大作用，只有电流放大作用，所以仍无电压放大作用，只有电
84、流放大作用，所以仍 具功率具功率放大作用。因输出电阻小，带负载能力强，适合作功放大作用。因输出电阻小，带负载能力强，适合作功率放大。率放大。（3 3）共基电路）共基电路）共基电路）共基电路 信号从信号从射极输入、集电极输出射极输入、集电极输出射极输入、集电极输出射极输入、集电极输出，实现，实现“电流跟随电流跟随电流跟随电流跟随”无电流放大作用，只有电压放大作用。因输出电无电流放大作用，只有电压放大作用。因输出电阻较大，不适合作功率放大。阻较大，不适合作功率放大。2021/8/6130三种基本放大电路的比较三种基本放大电路的比较出与入电压相位出与入电压相位共射共射 共集共集 共基共基电压增益电压
85、增益电流增益电流增益输入电阻输入电阻输出电阻输出电阻大大大大 大大大大适中适中较大较大最大最大最小最小小小较大较大用用 途途低频电压低频电压放大电路放大电路输入级输入级输出级输出级宽频带宽频带放大电路放大电路信号输入端信号输入端信号输出端信号输出端b bb be ee ec cc c 相反相反相同相同相同相同2021/8/61312.6 2.6 晶体管基本放大电路的派生电路晶体管基本放大电路的派生电路 2.6.1 复合管的概念复合管的概念 为进一步改善放大电路的性能，可用多只晶体为进一步改善放大电路的性能，可用多只晶体管构成复合管，取代放大电路中的一只晶体管。管构成复合管，取代放大电路中的一只
86、晶体管。2021/8/6132复合管复合管2.6.1 复合管的概念复合管的概念 可以证明复合管的等效电流放大系数为：可以证明复合管的等效电流放大系数为： =icib 1 22021/8/6133icibieib=ib1VT1VT2ic1ie=ie2ic2ie1=ib2icNPNNPN型型型型+ + NPNNPN型型型型 等效电流放大系数等效电流放大系数等效输入电阻等效输入电阻复合管为复合管为复合管为复合管为NPNNPN型型型型2021/8/6134icibieNPNNPN型型型型PNPPNP型型型型VT1VT2ibieic复合管为复合管为复合管为复合管为NPNNPN型型型型2021/8/613
87、5PNPPNP型型型型PNPPNP型型型型VT1VT2icibiePNPPNP型型型型NPNNPN型型型型icibie复合管为复合管为复合管为复合管为PNPPNP型型型型VT2VT1icieib2021/8/6136）每个管子的各极电流均有合适的通路，）每个管子的各极电流均有合适的通路，前一只前一只管的集电极或发射极与后一只管的基极相连。管的集电极或发射极与后一只管的基极相连。）外加电压保证晶体管工作在放大区。）外加电压保证晶体管工作在放大区。复合管的组成原则：复合管的组成原则：复合管的组成原则：复合管的组成原则：复合管的类型与前一只管类型相同。复合管的类型与前一只管类型相同。复合管的类型与前
88、一只管类型相同。复合管的类型与前一只管类型相同。2021/8/6137第二章基本要求第二章基本要求重点掌握：重点掌握：重点掌握：重点掌握： 1. 放大电路的组成原则、直流通路与交流通路、直流放大电路的组成原则、直流通路与交流通路、直流负载线负载线 与交流负载线、与交流负载线、 饱和失真与截止失真、产生饱和饱和失真与截止失真、产生饱和失真与截失真与截 止失真的原因。止失真的原因。 2. 共射基本放大电路及分压式静态工作点稳定电路静共射基本放大电路及分压式静态工作点稳定电路静态参数（态参数（IBQ、 ICQ 、U CEQ）的分析计算、动态参数（）的分析计算、动态参数（Au、 Ri 、RO ）的分析与计算。）的分析与计算。 3. 求共射基本放大电路最大不失真输出电压求共射基本放大电路最大不失真输出电压(Uom) M。 4. 射极跟随器的静态与动态分析计算。射极跟随器的静态与动态分析计算。2021/8/6138
