第5章晶體管及交流放大電路課件

1、1電工學(xué)電工學(xué)辦公室：辦公室：10226電話：電話巧玲劉巧玲2第5章 晶體管及放大電路n重點(diǎn)：晶體管電流放大原理n難點(diǎn)：放大電路的靜態(tài)分析與動(dòng)態(tài)分析n（一）晶體管及基本放大電路（理解）n（二）基本放大電路（掌握）n（三）放大電路的估算法（理解）31 晶體管晶體管.03 2 基本放大電路基本放大電路.28 3放大電路的估算分析方法放大電路的估算分析方法.42 4 靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定.52 第5章 晶體管及放大電路4第第5 5章章 晶體管及放大電路晶體管及放大電路1 晶體管晶體管 5第第5 5章章 晶體管及放大電路晶體管及放大電路1 晶體管晶體管 一、分類一

2、、分類按制作材料分為：硅晶體管、鍺晶體管按制作材料分為：硅晶體管、鍺晶體管按內(nèi)部雜質(zhì)區(qū)排列分為：按內(nèi)部雜質(zhì)區(qū)排列分為：NPN管、管、PNP管管按工作頻率分為：高頻管、低頻管按工作頻率分為：高頻管、低頻管按輸出功率分為：大功率管、小功率管按輸出功率分為：大功率管、小功率管以下若無特殊說明均以以下若無特殊說明均以NPN硅管為例硅管為例6第第5 5章章 晶體管及放大電路晶體管及放大電路二、內(nèi)部結(jié)構(gòu)二、內(nèi)部結(jié)構(gòu) 晶體管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及電路符號(hào)如下圖所示，晶體管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及電路符號(hào)如下圖所示，晶體管有三個(gè)區(qū)、兩個(gè)結(jié)及三個(gè)電極，分別為：晶體管有三個(gè)區(qū)、兩個(gè)結(jié)及三個(gè)電極，分別為：bbbcbccceeNNNPPP

3、TT7第第5 5章章 晶體管及放大電路晶體管及放大電路1 1、三個(gè)雜質(zhì)區(qū)域、三個(gè)雜質(zhì)區(qū)域發(fā)射區(qū)：發(fā)射區(qū)在晶體管內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖下面的區(qū)域發(fā)射區(qū)：發(fā)射區(qū)在晶體管內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖下面的區(qū)域, ,制制 作時(shí)要求發(fā)射區(qū)高濃度摻雜，發(fā)射區(qū)的作用作時(shí)要求發(fā)射區(qū)高濃度摻雜，發(fā)射區(qū)的作用 是發(fā)射其儲(chǔ)存的載流子。是發(fā)射其儲(chǔ)存的載流子。基區(qū)：基區(qū)在晶體管內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖中間的區(qū)域，制作時(shí)基區(qū)：基區(qū)在晶體管內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖中間的區(qū)域，制作時(shí) 要求低濃度摻雜，并且要求基區(qū)寬度要非常要求低濃度摻雜，并且要求基區(qū)寬度要非常 窄，一般基區(qū)的寬度在幾個(gè)微米，基區(qū)的作用窄，一般基區(qū)的寬度在幾個(gè)微米，基區(qū)的作用 是分配載流子。是分配載流子。8第第5 5

4、章章 晶體管及放大電路晶體管及放大電路集電區(qū)：集電區(qū)在晶體管內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖的上面區(qū)域，集電區(qū)：集電區(qū)在晶體管內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖的上面區(qū)域， 集電區(qū)的區(qū)域面積比較大，其雜質(zhì)類型與集電區(qū)的區(qū)域面積比較大，其雜質(zhì)類型與 發(fā)射區(qū)相同。集電區(qū)的作用是收集載流子發(fā)射區(qū)相同。集電區(qū)的作用是收集載流子2 2、兩個(gè)結(jié)、兩個(gè)結(jié) 發(fā)射結(jié)：發(fā)射區(qū)與基區(qū)之間的發(fā)射結(jié)：發(fā)射區(qū)與基區(qū)之間的PN結(jié)結(jié)集電結(jié)：基區(qū)與集電區(qū)之間的集電結(jié)：基區(qū)與集電區(qū)之間的PN結(jié)結(jié)9第第5 5章章 晶體管及放大電路晶體管及放大電路3 3、三個(gè)電極、三個(gè)電極發(fā)射極：與發(fā)射區(qū)聯(lián)接的電極，用字母發(fā)射極：與發(fā)射區(qū)聯(lián)接的電極，用字母E、e 表示表示基極：與基區(qū)聯(lián)接的電極

5、，用字母基極：與基區(qū)聯(lián)接的電極，用字母B、b表示表示集電極：與集電區(qū)聯(lián)接的電極，用字母集電極：與集電區(qū)聯(lián)接的電極，用字母C、c 表示表示10n結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1、三區(qū)兩結(jié)、三區(qū)兩結(jié)2、基區(qū)很、基區(qū)很薄薄3、e區(qū)區(qū)重重?fù)诫s摻雜 c區(qū)區(qū)輕輕摻雜摻雜 b區(qū)摻雜區(qū)摻雜最輕最輕4、集電區(qū)集電區(qū)的的面積面積則比發(fā)射區(qū)做得則比發(fā)射區(qū)做得大大，這，這是三極管實(shí)現(xiàn)電流放大的內(nèi)部條件。是三極管實(shí)現(xiàn)電流放大的內(nèi)部條件。第第5 5章章 晶體管及放大電路晶體管及放大電路11第第5 5章章 晶體管及放大電路晶體管及放大電路三、電流放大原理三、電流放大原理 放大電路如圖所示，左側(cè)為放大電路的輸入放大電路如圖所示，左側(cè)為放大

6、電路的輸入回路，右側(cè)為放大電路的輸出回路。回路，右側(cè)為放大電路的輸出回路。1 1、晶體管放大的條件：、晶體管放大的條件： 發(fā)射結(jié)正偏發(fā)射結(jié)正偏 集電結(jié)反偏集電結(jié)反偏12第第5 5章章 晶體管及放大電路晶體管及放大電路2 2、晶體管的電流放大作用、晶體管的電流放大作用晶體管中載流子運(yùn)動(dòng)示意圖晶體管中載流子運(yùn)動(dòng)示意圖13第第5 5章章 晶體管及放大電路晶體管及放大電路1 1）發(fā)射結(jié)正偏）發(fā)射結(jié)正偏 正偏的發(fā)射結(jié)阻擋層變窄，發(fā)射區(qū)儲(chǔ)存的多正偏的發(fā)射結(jié)阻擋層變窄，發(fā)射區(qū)儲(chǔ)存的多數(shù)載流子數(shù)載流子- -自由電子開始穿越發(fā)射結(jié)進(jìn)入基區(qū)，這自由電子開始穿越發(fā)射結(jié)進(jìn)入基區(qū)，這些帶電粒子的定向移動(dòng)就形成了晶體管的

7、發(fā)射極些帶電粒子的定向移動(dòng)就形成了晶體管的發(fā)射極電流電流 。 發(fā)射結(jié)正偏時(shí)，基區(qū)的多數(shù)載流子發(fā)射結(jié)正偏時(shí)，基區(qū)的多數(shù)載流子- -空穴也空穴也會(huì)穿越發(fā)射結(jié)，但是這部分載流子的數(shù)目太少，會(huì)穿越發(fā)射結(jié)，但是這部分載流子的數(shù)目太少，在發(fā)射極電流中的比例太小，可以忽略不計(jì)。這在發(fā)射極電流中的比例太小，可以忽略不計(jì)。這樣發(fā)射極電流可以認(rèn)為是由發(fā)射區(qū)出發(fā)的自由電樣發(fā)射極電流可以認(rèn)為是由發(fā)射區(qū)出發(fā)的自由電子構(gòu)成。子構(gòu)成。EI14第第5 5章章 晶體管及放大電路晶體管及放大電路2 2）在基區(qū)內(nèi)）在基區(qū)內(nèi) 基區(qū)的多數(shù)載流子是空穴，發(fā)射區(qū)出發(fā)的自基區(qū)的多數(shù)載流子是空穴，發(fā)射區(qū)出發(fā)的自由電子在基區(qū)內(nèi)將會(huì)與基區(qū)的空穴復(fù)

8、合，由自由由電子在基區(qū)內(nèi)將會(huì)與基區(qū)的空穴復(fù)合，由自由電子復(fù)合所形成的電流是晶體管的基極電流電子復(fù)合所形成的電流是晶體管的基極電流 ，由于基區(qū)的雜質(zhì)濃度很低，所以在基區(qū)內(nèi)被復(fù)合由于基區(qū)的雜質(zhì)濃度很低，所以在基區(qū)內(nèi)被復(fù)合的自由電子數(shù)很少，基極電流的數(shù)值就很小。的自由電子數(shù)很少，基極電流的數(shù)值就很小。 由于基區(qū)的寬度很窄，未被復(fù)合的自由電子由于基區(qū)的寬度很窄，未被復(fù)合的自由電子將繼續(xù)移動(dòng)到晶體管的集電結(jié)。將繼續(xù)移動(dòng)到晶體管的集電結(jié)。BI15第第5 5章章 晶體管及放大電路晶體管及放大電路3 3）集電結(jié)反偏）集電結(jié)反偏 反偏的集電結(jié)電場(chǎng)阻礙集電結(jié)兩側(cè)的多數(shù)載流反偏的集電結(jié)電場(chǎng)阻礙集電結(jié)兩側(cè)的多數(shù)載流子

9、擴(kuò)散，促使少數(shù)載流子漂移，自由電子在發(fā)射區(qū)子擴(kuò)散，促使少數(shù)載流子漂移，自由電子在發(fā)射區(qū)是多數(shù)載流子，在基區(qū)內(nèi)就轉(zhuǎn)變?yōu)樯贁?shù)載流子，在是多數(shù)載流子，在基區(qū)內(nèi)就轉(zhuǎn)變?yōu)樯贁?shù)載流子，在集電結(jié)電場(chǎng)的作用下，基區(qū)內(nèi)的自由電子將穿越集集電結(jié)電場(chǎng)的作用下，基區(qū)內(nèi)的自由電子將穿越集電結(jié)形成集電極電流電結(jié)形成集電極電流 。 同樣，由于集電區(qū)的少數(shù)載流子數(shù)目太少，對(duì)同樣，由于集電區(qū)的少數(shù)載流子數(shù)目太少，對(duì)集電極電流的影響可以忽略，所以集電極電流可以集電極電流的影響可以忽略，所以集電極電流可以認(rèn)為是由發(fā)射區(qū)出發(fā)的自由電子構(gòu)成。認(rèn)為是由發(fā)射區(qū)出發(fā)的自由電子構(gòu)成。CI16第第5 5章章 晶體管及放大電路晶體管及放大電路綜上

10、所述：綜上所述：（1 1）晶體管的三個(gè)電極電流之間有）晶體管的三個(gè)電極電流之間有（2 2）晶體管的集電極電流與基極電流之間有）晶體管的集電極電流與基極電流之間有式中式中 為常數(shù)，其數(shù)值大小由晶體管的制造工藝決定。為常數(shù)，其數(shù)值大小由晶體管的制造工藝決定。EBCIIICBII17第第5 5章章 晶體管及放大電路晶體管及放大電路（3 3）當(dāng)改變晶體管發(fā)射結(jié)正偏電壓）當(dāng)改變晶體管發(fā)射結(jié)正偏電壓 時(shí)，晶體時(shí)，晶體管的基極電流發(fā)生變化，集電極電流隨之發(fā)生變化，管的基極電流發(fā)生變化，集電極電流隨之發(fā)生變化，但晶體管三個(gè)電極電流之間的關(guān)系不變。但晶體管三個(gè)電極電流之間的關(guān)系不變。即下式成立：即下式成立：BE

11、UEBCIII CBII18【例】 一個(gè)處于放大狀態(tài)的晶體管發(fā)射極電流為12.1mA，集電極電流為12.0mA，晶體管的 是多少？解求基極電流 BEC12.1 12.00.1(mA)IIICB12(mA)1200.1(mA)II第第5 5章章 晶體管及放大電路晶體管及放大電路19第第5 5章章 晶體管及放大電路晶體管及放大電路3 3、晶體管的聯(lián)接方式、晶體管的聯(lián)接方式 由于晶體管的不同聯(lián)接方式，放大電路分為共由于晶體管的不同聯(lián)接方式，放大電路分為共射極放大電路、共集電極放大電路與共基極放大電射極放大電路、共集電極放大電路與共基極放大電路，如下圖所示。不同結(jié)構(gòu)的放大電路工作狀態(tài)不路，如下圖所示。

12、不同結(jié)構(gòu)的放大電路工作狀態(tài)不同，電路的性能參數(shù)也不同。同，電路的性能參數(shù)也不同。(a)共射極放大電路共射極放大電路 (b)共集極放大電路共集極放大電路 (c)共基極放大電路共基極放大電路20第第5 5章章 晶體管及放大電路晶體管及放大電路四、晶體管的特性曲線四、晶體管的特性曲線1 1、輸入特性、輸入特性在在 時(shí)，兩個(gè)時(shí)，兩個(gè)PNPN結(jié)均正偏，晶體管不放大。結(jié)均正偏，晶體管不放大。 在在 時(shí)，發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，晶體管時(shí)，發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，晶體管 工作在放大狀態(tài)。工作在放大狀態(tài)。CEBBEC()UIf UCE0UCE1VU21第第5 5章章 晶體管及放大電路晶體管及放大電路2 2、輸出

13、特性、輸出特性晶體管的輸出特性為晶體管的輸出特性為輸出特性曲線是一簇曲線。輸出特性曲線是一簇曲線。在在 時(shí)，輸出電流隨時(shí)，輸出電流隨 增加而增大；增加而增大；在在 時(shí)，輸出電流與時(shí)，輸出電流與 無關(guān)，呈現(xiàn)恒流特性。無關(guān)，呈現(xiàn)恒流特性。BCCEC()IIf UUCEICoIB=0IB1截止區(qū)飽和區(qū)放大區(qū)過載區(qū)IB2IB3IB4CE1VUCE1VUCEUCEU22第第5 5章章 晶體管及放大電路晶體管及放大電路3 3、晶體管的工作區(qū)、晶體管的工作區(qū)1）飽和區(qū)）飽和區(qū) 位置：靠近縱軸位置：靠近縱軸 原因：兩個(gè)原因：兩個(gè)PN結(jié)均正偏結(jié)均正偏 特點(diǎn)：在飽和區(qū)晶體管的電流數(shù)值較大、特點(diǎn)：在飽和區(qū)晶體管的電

14、流數(shù)值較大、 管壓降數(shù)值管壓降數(shù)值1V，晶體管不放大。，晶體管不放大。23第第5 5章章 晶體管及放大電路晶體管及放大電路2）截止區(qū)）截止區(qū) 位置：靠近橫軸位置：靠近橫軸 原因：兩個(gè)原因：兩個(gè)PN結(jié)均反偏結(jié)均反偏 特點(diǎn)：在截止區(qū)晶體管的電流近似為零、特點(diǎn)：在截止區(qū)晶體管的電流近似為零、 管壓降數(shù)值較高，晶體管不放大。管壓降數(shù)值較高，晶體管不放大。24第第5 5章章 晶體管及放大電路晶體管及放大電路3 3）放大區(qū)）放大區(qū)位置：在特性曲線的中間部位位置：在特性曲線的中間部位原因原因：發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏：發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏 特點(diǎn)：特點(diǎn)：集電極電流隨基極電流而變，與晶體管的管壓集電極電流隨基極

15、電流而變，與晶體管的管壓 降無關(guān)，晶體管對(duì)接收到的微小電流信號(hào)進(jìn)行降無關(guān)，晶體管對(duì)接收到的微小電流信號(hào)進(jìn)行 放大放大。 25第第5 5章章 晶體管及放大電路晶體管及放大電路4 4）過載區(qū)）過載區(qū)位置：放大區(qū)的上部位置：放大區(qū)的上部特點(diǎn)：晶體管工作時(shí)產(chǎn)生的功率損耗大于晶體管自身特點(diǎn)：晶體管工作時(shí)產(chǎn)生的功率損耗大于晶體管自身 能夠散發(fā)掉的熱量，過載區(qū)的晶體管會(huì)因?yàn)檫^能夠散發(fā)掉的熱量，過載區(qū)的晶體管會(huì)因?yàn)檫^ 熱而損壞。熱而損壞。 26第第5 5章章 晶體管及放大電路晶體管及放大電路五、主要參數(shù)五、主要參數(shù)1 1、電流放大倍數(shù)、電流放大倍數(shù) 直流電流放大倍數(shù)直流電流放大倍數(shù)交流電流放大倍數(shù)交流電流放大

16、倍數(shù)由于上兩式計(jì)算后的數(shù)值接近，通常認(rèn)為由于上兩式計(jì)算后的數(shù)值接近，通常認(rèn)為CBIICBII27第第5 5章章 晶體管及放大電路晶體管及放大電路2 2、極間反向漏電、極間反向漏電流流1 1）集）集- -基間反向漏電基間反向漏電流流 是由集電區(qū)的少數(shù)載流子形成的反向漏電，是由集電區(qū)的少數(shù)載流子形成的反向漏電，其量綱是其量綱是CBOIACBOI28第第5 5章章 晶體管及放大電路晶體管及放大電路2 2）集）集- -射極間反向漏電射極間反向漏電流流 是由集電極流向發(fā)射極的反向漏是由集電極流向發(fā)射極的反向漏電，通常也稱為晶體管的穿透電流。電，通常也稱為晶體管的穿透電流。穿透電流穿透電流 與集與集- -

17、基極間反向漏電基極間反向漏電 之間的關(guān)系為：之間的關(guān)系為：硅管：硅管： 約為幾個(gè)微安約為幾個(gè)微安鍺管：鍺管： 約為幾十約為幾十- -幾百微安幾百微安CEOICBOICEOICEOCBOCBOCBO(1)IIIICEOICEOI29第第5 5章章 晶體管及放大電路晶體管及放大電路3 3、集電極最大電流、集電極最大電流定義：晶體管電流放大倍數(shù)值下降到正常值的定義：晶體管電流放大倍數(shù)值下降到正常值的2/32/3倍倍 時(shí)的集電極電流為晶體管集電極電流的最大時(shí)的集電極電流為晶體管集電極電流的最大 值。值。晶體管正常工作時(shí)應(yīng)?。壕w管正常工作時(shí)應(yīng)?。篊MICCMII30第第5 5章章 晶體管及放大電路晶體

18、管及放大電路4 4、晶體管最大耗散功率、晶體管最大耗散功率 晶體管的耗散功率由晶體管的外表面能夠晶體管的耗散功率由晶體管的外表面能夠散發(fā)的熱量決定，正常工作時(shí)，晶體管的功率散發(fā)的熱量決定，正常工作時(shí)，晶體管的功率CMPCMPP31第第5 5章章 晶體管及放大電路晶體管及放大電路5 5、反向擊穿電壓、反向擊穿電壓CEO(BR)UCCCEO(BR)12()23UUCECEO(BR)UUCEO(BR)U定義：定義： 為晶體管工作時(shí)集電極與發(fā)射極之間允為晶體管工作時(shí)集電極與發(fā)射極之間允 許施加的最大反向電壓，如果許施加的最大反向電壓，如果 , ,晶體晶體 管的管的PNPN結(jié)將會(huì)出現(xiàn)擊穿。結(jié)將會(huì)出現(xiàn)擊穿

19、。 為使晶體管不會(huì)被過電壓擊穿損壞，一般取晶體為使晶體管不會(huì)被過電壓擊穿損壞，一般取晶體管的工作電源電壓：管的工作電源電壓： 32第第5 5章章 晶體管及放大電路晶體管及放大電路一、放大電路的組成一、放大電路的組成T ：放大元件，電流放大元件：放大元件，電流放大元件Ucc ：工作電源，為放大電路提供能量：工作電源，為放大電路提供能量RB ：偏置電阻，為晶體管提供偏置電流：偏置電阻，為晶體管提供偏置電流RC ：集電極電阻，將放大后的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)：集電極電阻，將放大后的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)C1、C2 ：耦合電容，隔斷直流、導(dǎo)通交流：耦合電容，隔斷直流、導(dǎo)通交流+UCCC1C2RBRCu

20、oTesRLRsuiciib+-+UCCC1C2RBRCu+sTeoiRsu-icibUBB+-2 基本放大電路基本放大電路 33第第5 5章章 晶體管及放大電路晶體管及放大電路二、偏流的作用二、偏流的作用 由于晶體管不放大交流信號(hào)，交流信號(hào)需要疊由于晶體管不放大交流信號(hào)，交流信號(hào)需要疊加在偏流加在偏流 上才能被放大上才能被放大UBEuiBEQIiBoottoIBBQQ21UUBEuioottoIBiBB0I B0I BI34n直流通路：直流通路：直流電源作用下直流電流流直流電源作用下直流電流流經(jīng)的道路經(jīng)的道路n畫直流通路的原則畫直流通路的原則C C開路開路L L短路短路輸入信號(hào)為輸入信號(hào)為0

21、 0（保留內(nèi)阻）（保留內(nèi)阻）RCVRBUCCuoC2RLuiC1 阻容耦合共射放大電路 第第5 5章章 晶體管及放大電路晶體管及放大電路三、放大電路的直流通路與交流通路三、放大電路的直流通路與交流通路35RCVRBUCCuoC2RLuiC1 阻容耦合共射放大電路 RBUCCRC (a)直流通路直流通路 第第5 5章章 晶體管及放大電路晶體管及放大電路直流通路直流通路36n交流通路：交流通路：只考慮交流信號(hào)的分電路只考慮交流信號(hào)的分電路n畫交流通路的原則畫交流通路的原則C C短路短路直流電源對(duì)地短路直流電源對(duì)地短路（恒壓源處理）（恒壓源處理）RCVRBUCCuoC2RLuiC1 阻容耦合共射放大

22、電路 第第5 5章章 晶體管及放大電路晶體管及放大電路37RCVRBUCCuoC2RLuiC1 阻容耦合共射放大電路 RCuousRsRBRLIiIo (b)交流通路交流通路第第5 5章章 晶體管及放大電路晶體管及放大電路38直流通路直流通路交流通路交流通路練習(xí)：請(qǐng)畫出下面電路的直流通路的交流通路。練習(xí)：請(qǐng)畫出下面電路的直流通路的交流通路。39直流通路直流通路交流通路交流通路40第第5 5章章 晶體管及放大電路晶體管及放大電路四、晶體管參數(shù)的書寫符號(hào)四、晶體管參數(shù)的書寫符號(hào)直流信號(hào)：使用大寫字母、大寫下標(biāo)直流信號(hào)：使用大寫字母、大寫下標(biāo)交流瞬時(shí)值：使用小寫字母、小寫下標(biāo)交流瞬時(shí)值：使用小寫字母

23、、小寫下標(biāo)交流有效值：使用大寫字母、小寫下標(biāo)交流有效值：使用大寫字母、小寫下標(biāo)交、直流疊加：使用小寫字母、大寫下標(biāo)交、直流疊加：使用小寫字母、大寫下標(biāo)BIBEUCICEUbibeuciceubIbeUcIceUBiBEuCiCEu41第第5 5章章 晶體管及放大電路晶體管及放大電路 晶體管是非線性元件，但是在晶體管的輸入、晶體管是非線性元件，但是在晶體管的輸入、輸出特性中均有線性區(qū)間，如果可以使晶體管工作在輸出特性中均有線性區(qū)間，如果可以使晶體管工作在特性曲線的線性區(qū)間，就可以使用工程估算方式進(jìn)行特性曲線的線性區(qū)間，就可以使用工程估算方式進(jìn)行放大電路的性能分析。放大電路的性能分析。 （a）輸入

24、特性）輸入特性 （b）輸出特性）輸出特性UBEUCEIIBCoo線 性 段線 性 段3 放大電路的估算分析方法放大電路的估算分析方法 42第第5 5章章 晶體管及放大電路晶體管及放大電路一、靜態(tài)分析一、靜態(tài)分析 輸入回路的電壓輸入回路的電壓 ，可以認(rèn)為是已知數(shù)，這樣由輸入、輸出可以認(rèn)為是已知數(shù)，這樣由輸入、輸出回路的回路的KVL方程方程 及及 就可以得到放大電路靜就可以得到放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的參數(shù)：態(tài)工作點(diǎn)的參數(shù)：BE(0.50.7)VUCCBBBEUI RUCCCCCEUI RUCCBEBBUUIRCBIICECCCCUUI R43第第5 5章章 晶體管及放大電路晶體管及放大電路例例:如圖如

25、圖,已知已知=37.5,RC=4k , UCC=12V,RB=300k ,試求放大電路的靜態(tài)值。試求放大電路的靜態(tài)值。解解:直流通路直流通路:(見右上見右上)共射極放大電路共射極放大電路uSuiC1C2iBiEuBEuCEuoRCRSRL+TRB+-+UCC+-+iC-+RB 直流通路直流通路ICIBIEUBEUCERCT+UCC+-+-44第第5 5章章 晶體管及放大電路晶體管及放大電路CCCCB BBEBB BB,UR IURIIURCBII637.5 40 101.5mA UCE= UCC ICRC.V121 54645第第5 5章章 晶體管及放大電路晶體管及放大電路二、微變等效電路二、

26、微變等效電路1 1、微變等效電路成立的條件、微變等效電路成立的條件 電路的輸入信號(hào)為微變量。這時(shí)電路輸入信號(hào)的幅值很小，電路的輸入信號(hào)為微變量。這時(shí)電路輸入信號(hào)的幅值很小，輸出信號(hào)變化的動(dòng)態(tài)范圍也很小，晶體管的工作區(qū)間在特性曲輸出信號(hào)變化的動(dòng)態(tài)范圍也很小，晶體管的工作區(qū)間在特性曲線的線性段，晶體管可以等效視為線性元件。線的線性段，晶體管可以等效視為線性元件。2 2、電路等效轉(zhuǎn)換的條件、電路等效轉(zhuǎn)換的條件 等效轉(zhuǎn)換前電路端口上的電壓、電流與等效轉(zhuǎn)換后電路端等效轉(zhuǎn)換前電路端口上的電壓、電流與等效轉(zhuǎn)換后電路端口上的電壓、電流數(shù)值相等，轉(zhuǎn)換后的電路即為轉(zhuǎn)換前電路的口上的電壓、電流數(shù)值相等，轉(zhuǎn)換后的電路

27、即為轉(zhuǎn)換前電路的等效電路。等效電路。46第第5 5章章 晶體管及放大電路晶體管及放大電路晶體管的微變等效電路如圖所示晶體管的微變等效電路如圖所示 （a a）晶體管）晶體管 （b b）晶體管的微變等效電路）晶體管的微變等效電路晶體管的等效輸入電阻：晶體管的等效輸入電阻： uberbeibibbiicuuubececeicTbeE26200(1)rI47第第5 5章章 晶體管及放大電路晶體管及放大電路三、動(dòng)態(tài)分析三、動(dòng)態(tài)分析1 1、放大電路的電壓放大倍數(shù)、放大電路的電壓放大倍數(shù) 電壓放大倍數(shù)反映電路的放大能力電壓放大倍數(shù)反映電路的放大能力2 2、放大電路的等效輸入電阻、放大電路的等效輸入電阻 等效

28、輸入電阻數(shù)值越高，信號(hào)源提供的信號(hào)電流數(shù)值就越等效輸入電阻數(shù)值越高，信號(hào)源提供的信號(hào)電流數(shù)值就越小，信號(hào)源負(fù)擔(dān)小小，信號(hào)源負(fù)擔(dān)小3 3、放大電路的等效輸出電阻、放大電路的等效輸出電阻 等效輸出電阻數(shù)值越小，電路的負(fù)載電阻變化對(duì)電壓放大等效輸出電阻數(shù)值越小，電路的負(fù)載電阻變化對(duì)電壓放大倍數(shù)的影響就越小，電路的輸出電壓數(shù)值越穩(wěn)定倍數(shù)的影響就越小，電路的輸出電壓數(shù)值越穩(wěn)定48第第5 5章章 晶體管及放大電路晶體管及放大電路固定偏置放大電路的微變等效電路固定偏置放大電路的微變等效電路（a）原電路）原電路 （b）交流通路）交流通路 （c）微變等效電路）微變等效電路 放大電路的微變等效電路傳遞交流信號(hào)，應(yīng)

29、當(dāng)在電路的放大電路的微變等效電路傳遞交流信號(hào)，應(yīng)當(dāng)在電路的交流通路的基礎(chǔ)上畫出來的，作圖時(shí)先畫出晶體管的微變交流通路的基礎(chǔ)上畫出來的，作圖時(shí)先畫出晶體管的微變等效圖，再將放大電路的外接電阻聯(lián)接在圖中。等效圖，再將放大電路的外接電阻聯(lián)接在圖中。+UCCC1C2RBRCRLuoTesRsui+-ioiiicibTRCRLRBRsesuiuo+-ibiiicioRCRLRBRsEsUiUorbeIbIcIb-+49 放大電路交流性能指標(biāo)的計(jì)算 計(jì)算電壓放大倍數(shù)beLbebbiOubebiLbLCbLCCOiOurRrIRIUUArIURIRRIRRIUUUA/uAuA ：衡量電壓放大能力第第5 5章

30、章 晶體管及放大電路晶體管及放大電路50 計(jì)算輸入電阻計(jì)算輸入電阻Ri:從放大器輸入端看進(jìn)去的交流等效電阻從放大器輸入端看進(jìn)去的交流等效電阻，對(duì)前級(jí)產(chǎn)生影響對(duì)前級(jí)產(chǎn)生影響bebiiirRIUR/CORUORRIURLS , 0 計(jì)算輸出電阻計(jì)算輸出電阻Ro放大電路的內(nèi)阻，帶負(fù)載能力放大電路的內(nèi)阻，帶負(fù)載能力求輸出電阻求輸出電阻Ro常采用外加電源法：常采用外加電源法：保留信號(hào)源內(nèi)阻RS0, 0, 0bCbSIIIU第第5 5章章 晶體管及放大電路晶體管及放大電路51 源電壓放大倍數(shù)源電壓放大倍數(shù)usA考慮信號(hào)源內(nèi)阻時(shí)的電壓放大倍數(shù)考慮信號(hào)源內(nèi)阻時(shí)的電壓放大倍數(shù)siiSisiiUSiUSiiOSO

31、USRRRUURRRAUUAUUUUUUA第第5 5章章 晶體管及放大電路晶體管及放大電路52總結(jié)總結(jié)確定靜態(tài)值確定靜態(tài)值CCBBUIRCBIIUCE=UCC ICRC基本交流放大電路基本交流放大電路usuiC1C2iBiEuBEuCEuoRCRSRL+TRB+-+ +UCC+-+iC+-RB 直流通路直流通路ICIBIEUBEUCERCT+UCC+-+-53總結(jié)總結(jié):動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析oALubeiRUrU/iiBbebeiUrRrrIoooCUrRI基本交流放大電路基本交流放大電路usuiC1C2iBiEuBEuCEuoRCRSRL+TRB+-+ +UCC+-+iC+-rbe ibube+-

32、uce+-iUiIbIcIoUbISUrbeRBRCRLEBC+-+-+-RS54第第5 5章章 晶體管及放大電路晶體管及放大電路 例例 圖示電路，寫出電路靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算式；畫圖示電路，寫出電路靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算式；畫出電路的微變等效電路；寫出電路電壓放大倍數(shù)及輸出電路的微變等效電路；寫出電路電壓放大倍數(shù)及輸入、輸出電阻的計(jì)算式。入、輸出電阻的計(jì)算式。解：解：靜態(tài)時(shí)靜態(tài)時(shí)+ UCCC1C2RBRCRLuouiTREiciiibioCCBEBBE(1)UUIRRCBIICECCCCEECCCCE()UUI RI RUIRR55第第5 5章章 晶體管及放大電路晶體管及放大電路動(dòng)態(tài)時(shí)電路的微變等效電

33、路如圖動(dòng)態(tài)時(shí)電路的微變等效電路如圖電路的動(dòng)態(tài)參數(shù)：電路的動(dòng)態(tài)參數(shù)：RCRLRBRsEsUiUorbeIcIbRE+-IbIiocLLuib beeEbeE(1)UI RRAUI rI RrR iBbeE/(1)rRrRoCrR56RB1RCRB2REIB UBE +UCE IC I1 IE I2 直流通直流通路路 +UCC-+-解解: :(1).用估算法確定用估算法確定靜態(tài)靜態(tài)值值B2CCBB1B2V4VRURR 1 7BBEEE.AVUImR1 7 .ACEIIm52(). VCECCCECUURR IVB/34 ABCII靜態(tài)靜態(tài)值值例例1:如圖如圖,UCC=12V,RB1=20k,RB2

34、=10k, RC=2k, RE=2k,RL=3k,=50, UBE=0.6V。試求。試求(1).靜態(tài)值靜態(tài)值;(2).畫畫出微變等效電路出微變等效電路;(3).計(jì)算計(jì)算AU,ri和和ro。 +UCCRB1RCRSRB2RERLC1 +C2+ CEiB uCE uBE uS uo ui 分壓式偏置放大電分壓式偏置放大電路路+-+-+-57解解:(2).畫出微變等效電路畫出微變等效電路 +UCCRB1RCRSRB2RERLC1 +C2+ CEiB uCE uBE uS uo ui 分壓式偏置放大電分壓式偏置放大電路路+-+-+-RB1RCRSRB2rbeRL+ + - 微變等效電路微變等效電路+-

35、+iU oU iI bI cI oI iU SU 例例1:如圖如圖, ,已知已知UCC=12V,RB1=20k,RB2=10k, RC=2k, RE=2k,RL=3k,=50, UBE=0.6V。試求。試求(1).靜態(tài)值靜態(tài)值;(2).畫畫出微變等效電路出微變等效電路;(3).計(jì)算計(jì)算AU,ri和和ro。58rir ro o解解:(3).計(jì)算計(jì)算AU,ri和和roLCL/1.2RRRk Lbe61.2uRAr beE26( V)20010.98( A)mrkI m 0B1B2be/.85irRRrk2corRkRB1RCRSRB2rbeRL+ + - 微變等效電路微變等效電路+-+iU oU

36、iI bI cI oI iU SU 例例1:如圖如圖, ,已知已知UCC=12V,RB1=20k,RB2=10k, RC=2k, RE=2k,RL=3k,=50, UBE=0.6V。試求。試求(1).靜態(tài)值靜態(tài)值;(2).畫畫出微變等效電路出微變等效電路;(3).計(jì)算計(jì)算AU,ri和和ro。59總結(jié)：分壓式偏置放大電路確定靜態(tài)值總結(jié)：分壓式偏置放大電路確定靜態(tài)值B2BCCB1B2RVURRCBIICECCCEC()UURR I估算法：估算法：BBECEEVUIIR +UCCRB1RCRSRB2RERLC1 +C2+ CEiB uCE uBE uS uo ui 分壓式偏置放大電分壓式偏置放大電路路+-+-+-VBRB1RCRB2REIB UBE +UCE IC I1 IE I2 直流通直流通路路 +UCC-+-60 +UCCRB1RCRSRB2RERLC1 +C2+ CEiB uCE uBE uS uo ui 分壓式偏置放大電分壓式偏置放大電路路+-+-+-LubeRAr 12/iBBberRRroCrR總結(jié)：分壓式偏置放大電路動(dòng)態(tài)分析總結(jié)：分壓式偏置放大電路動(dòng)態(tài)分析RB1RCRSRB2rbeRL+ + - 微變等效電路微變等效電路+-+iU oU iI bI cI oI iU SU 61 作業(yè)題作業(yè)題1 電路如圖電路如圖, 已知已知=50，rbe=1k