半導(dǎo)體三極管與放大電路基礎(chǔ)_第1頁
半導(dǎo)體三極管與放大電路基礎(chǔ)_第2頁
半導(dǎo)體三極管與放大電路基礎(chǔ)_第3頁
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1、半導(dǎo)體三極管與放大電路基礎(chǔ)高頻管、低頻管小、中、大功率管硅管、鍺管NPN型、PNP型半導(dǎo)體三極管是具有電流放大功能的元件發(fā)射結(jié) 集電結(jié)基極發(fā)射極 集電極晶體三極管是由兩個(gè)PN結(jié)組成的發(fā)射區(qū)基區(qū) 集電區(qū) 半導(dǎo)體三極管在工作時(shí)一定要加上適當(dāng)?shù)闹绷髌秒妷骸T诜糯蠊ぷ鳡顟B(tài):發(fā)射結(jié)加正向電壓,集電結(jié)加反向電壓。 發(fā)射結(jié)加正偏時(shí),從發(fā)射區(qū)將有大量的電子向基區(qū)擴(kuò)散,形成的電流為IEN。 從基區(qū)向發(fā)射區(qū)也有空穴的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng),但其數(shù)量小,形成的電流為IEP。(這是因?yàn)榘l(fā)射區(qū)的摻雜濃度遠(yuǎn)大于基區(qū)的摻雜濃度。) 進(jìn)入基區(qū)的電子流因基區(qū)的空穴濃度低,被復(fù)合的機(jī)會(huì)較少。又因基區(qū)很薄,在集電結(jié)反偏電壓的作用下,電子在基區(qū)

2、停留的時(shí)間很短,很快就運(yùn)動(dòng)到了集電結(jié)的邊上,進(jìn)入集電結(jié)的結(jié)電場(chǎng)區(qū)域,被集電極所收集,形成集電極電流ICN。在基區(qū)被復(fù)合的電子形成的電流是 IBN。 另外因集電結(jié)反偏,使集電結(jié)區(qū)的少子形成漂移電流ICBO。 很小的基極電流很小的基極電流IB,就可以控制較大的集電極電,就可以控制較大的集電極電流流IC,從而實(shí)現(xiàn)了放大作用。,從而實(shí)現(xiàn)了放大作用。共集電極接法:集電極作為公共端;共集電極接法:集電極作為公共端; 共基極接法:基極作為公共端。共基極接法:基極作為公共端。共發(fā)射極接法:發(fā)射極作為公共端;共發(fā)射極接法:發(fā)射極作為公共端;各極電流之間的關(guān)系式各極電流之間的關(guān)系式 共基極電流傳輸系數(shù)。共基極電流

3、傳輸系數(shù)。:CBOECIII因ICBO較小,所以又因 則,ICIEECII1因ICEO較小,所以BCIICEOBCIII:共發(fā)射極電流放大系數(shù)。共發(fā)射極電流放大系數(shù)。BEII)1 (IE =IC+IB 1發(fā)射結(jié)外加電壓EEIEBVvvEEEiIiECiiCCCiIiLCoRivIoVvvA iB是輸入電流,vBE是加在B、E兩極間的輸電壓。 輸入特性曲線 iB=f(vBE) vCE= 常數(shù) 共發(fā)射極接法的輸入特性曲線其中vCE=0V的那一條相當(dāng)于發(fā)射結(jié)的正向特性曲線,當(dāng)vCE1V時(shí), vCB= vCE - vBE0,集電結(jié)已進(jìn)入反偏狀態(tài),開始收集電子,且基區(qū)復(fù)合減少, IC / IB 增大,特

4、性曲線將向右稍微移動(dòng)一些。但vCE再增加時(shí),曲線右移很不明顯。導(dǎo)通電壓鍺管 硅管 輸出特性曲線 iC=f(vCE) iB= 常數(shù) iC是輸出電流,vCE是輸出電壓。 放大區(qū):放大區(qū):發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏截止區(qū):截止區(qū): IB=0以下的區(qū)域。飽和區(qū):飽和區(qū):發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均為正偏。發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均為正偏。IC隨著VCE的變化而迅速變化。工程上以VCE伏作為放大區(qū)和飽和區(qū)的分界線。VCE大于 V左右(硅管) 。發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均為反偏。發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均為反偏。動(dòng)畫動(dòng)畫2-2 測(cè)量三極管三個(gè)電極對(duì)地電位,試判斷三極管的工作狀態(tài)。 放大截止飽和- -+正偏正偏反偏反偏- -+ +

5、- -正偏正偏反偏反偏+ +- -放大放大VcVbVe放大放大VcVbVe發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均為反偏。發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均為反偏。發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均為正偏。發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均為正偏。例1: 測(cè)得VB V 、VE V 、VC =8 V,試判斷三極管的工作狀態(tài)。放大放大例2:半導(dǎo)體三極管的參數(shù) 直流參數(shù)、交流參數(shù)、直流參數(shù)、交流參數(shù)、 極限參數(shù)極限參數(shù)直流電流放大系數(shù)直流電流放大系數(shù)1.1.共發(fā)射極直流電流放大系數(shù)共發(fā)射極直流電流放大系數(shù) =(ICICEO)/IBIC / IB vCE=常數(shù)一一. .直流參數(shù)直流參數(shù) 2.共基極直流電流放大系數(shù)共基極直流電流放大系數(shù) =(ICICBO)/IEIC/IE 顯然顯

6、然 與與 之間有如下關(guān)系之間有如下關(guān)系: = IC/IE= IB/ 1+ IB= / 1+ 極間反向電流極間反向電流 1.集電極基極間反向飽和電流ICBO ICBO的下標(biāo)CB代表集電極和基極, O是Open的字頭,代表第三個(gè)電極E開路。 它相當(dāng)于集電結(jié)的反向飽和電流。 2.集電極發(fā)射極間的反向飽和電流集電極發(fā)射極間的反向飽和電流ICEO ICEO和和ICBO有如下關(guān)系有如下關(guān)系 ICEO=(1+ )ICBO 相當(dāng)基極開路時(shí),集電極和發(fā)射極間的反向相當(dāng)基極開路時(shí),集電極和發(fā)射極間的反向飽和電流,即輸出特性曲線飽和電流,即輸出特性曲線IB=0那條曲線所對(duì)應(yīng)那條曲線所對(duì)應(yīng)的的Y坐標(biāo)的數(shù)值。坐標(biāo)的數(shù)值

7、。二二. .交流參數(shù)交流參數(shù)交流電流放大系數(shù)交流電流放大系數(shù) 1.共發(fā)射極交流電流放大系數(shù)共發(fā)射極交流電流放大系數(shù) = IC/ IB vCE=const 在放大區(qū)在放大區(qū) 值基本不變,值基本不變,通過垂直于通過垂直于X 軸的直線軸的直線由由 IC/ IB求得。求得。 在輸出特性曲線上求在輸出特性曲線上求 2.共基極交流電流放大系數(shù)共基極交流電流放大系數(shù) = IC/ IE VCB=const當(dāng)當(dāng)ICBO和和ICEO很小時(shí),很小時(shí), ,可以不加區(qū)分。可以不加區(qū)分。特征頻率特征頻率fT 三極管的三極管的 值不僅與工作電流有關(guān),而且與工作頻率有關(guān)。值不僅與工作電流有關(guān),而且與工作頻率有關(guān)。由于結(jié)電容的

8、影響,當(dāng)信號(hào)頻率增加時(shí),三極管的由于結(jié)電容的影響,當(dāng)信號(hào)頻率增加時(shí),三極管的 將會(huì)下降。將會(huì)下降。當(dāng)當(dāng) 下降到下降到1時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻率稱為特征頻率,用時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻率稱為特征頻率,用fT表示。表示。集電極最大允許電流ICM 三極管集電極最大允許電流三極管集電極最大允許電流ICM。當(dāng)。當(dāng)ICICM時(shí),管子性能將時(shí),管子性能將顯著下降,甚至顯著下降,甚至?xí)p壞會(huì)損壞三極管三極管。集電極最大允許功率損耗PCM 集電極電流通過集電結(jié)時(shí)所產(chǎn)生的功耗,集電極電流通過集電結(jié)時(shí)所產(chǎn)生的功耗, PCM= ICVCBICVCE, 因發(fā)射結(jié)正偏,呈低阻,所以功耗主要集中因發(fā)射結(jié)正偏,呈低阻,所以功耗主要集中在集電結(jié)上。

9、在計(jì)算時(shí)往往用在集電結(jié)上。在計(jì)算時(shí)往往用VCE取代取代VCB。三.極限參數(shù)反向擊穿電壓 1.V(BR)CBO發(fā)射極開路時(shí)的集電結(jié)擊穿電壓。下標(biāo)BR代表擊穿之意,是Breakdown的字頭,CB代表集電極和基極,O代表第三個(gè)電極E開路。 2.V(BR) EBO集電極開路時(shí)發(fā)射結(jié)的擊穿電壓。 3.V(BR)CEO基極開路時(shí)集電極和發(fā)射極間的 擊穿電壓。 對(duì)于V(BR)CER表示BE間接有電阻,V(BR)CES表示BE間是短路的。幾個(gè)擊穿電壓在大小上有如下關(guān)系 V(BR)CBOV(BR)CESV(BR)CERV(BR)CEOV(BR) EBO由由PCM、 ICM和和V(BR)CEO在輸出特性曲線上可

10、在輸出特性曲線上可以確定過損耗區(qū)、過電流區(qū)和擊穿區(qū)。以確定過損耗區(qū)、過電流區(qū)和擊穿區(qū)。 輸出特性曲線上的過損耗區(qū)和擊穿區(qū)輸出特性曲線上的過損耗區(qū)和擊穿區(qū)半導(dǎo)體三極管的型號(hào)國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)半導(dǎo)體三極管的命名如下國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)半導(dǎo)體三極管的命名如下: :3 D G 110 B 第二位:A鍺PNP管、B鍺NPN管、 C硅PNP管、D硅NPN管 第三位:X低頻小功率管、D低頻大功率管、 G高頻小功率管、A高頻大功率管、K開關(guān)管材料材料器件的種類器件的種類同種器件型號(hào)的序號(hào)同種器件型號(hào)的序號(hào)同一型號(hào)中的不同規(guī)格同一型號(hào)中的不同規(guī)格三極管三極管雙極型三極管的參數(shù)參 數(shù)型 號(hào) PCM mW ICM mAVR CBO

11、VVR CEO VVR EBO V IC BO A f T MHz3AX31D 125 125 20 126* 83BX31C 125 125 40 246* 83CG101C3CG101C 100 30 450.1 1003DG123C3DG123C 500 50 40 300.353DD101D3DD101D 5A 5A 300 25042mA3DK100B3DK100B 100 30 25 150.1 3003DKG23 250W 30A 400 325 8注:*為 f 基本放大電路一般是指由一個(gè)三極管與相應(yīng)元件組成的三種基本組態(tài)放大電路。共發(fā)射極、共發(fā)射極、共集電極、共集電極、共基極共

12、基極放大電路的主要技術(shù)指標(biāo)放大電路的主要技術(shù)指標(biāo)n(1)放大倍數(shù)n(2)輸入電阻Rin(3)輸出電阻Ron(4)通頻帶(1) (1) 放大倍數(shù)放大倍數(shù) 輸出信號(hào)的電壓和電流幅度得到了放大,所以輸出功率也會(huì)有所放大。對(duì)放大電路而言有電壓放大倍數(shù)、電流放大倍數(shù)和功率放大倍數(shù),通常它們都是按正弦量定義的。電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)io/VVAv電流放大倍數(shù)電流放大倍數(shù)io/ IIAi功率放大倍數(shù)功率放大倍數(shù)iiooio/IVIVPPAp(2) 輸入電阻 Ri 輸入電阻是表明放大電路從信號(hào)源吸取電流大小的參數(shù),Ri大放大電路從信號(hào)源吸取的電流小,反之則大。iiiIVR(3) 輸出電阻Ro 輸出電阻是表明

13、放大電路帶負(fù)載的能力,輸出電阻是表明放大電路帶負(fù)載的能力,Ro大表明放大電路帶負(fù)載的能力差,反之則強(qiáng)。大表明放大電路帶負(fù)載的能力差,反之則強(qiáng)。0,.o.ooSL=VRIVR 注意:放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻通常注意:放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻通常都是在正弦信號(hào)下的交流參數(shù),只有在放大電路都是在正弦信號(hào)下的交流參數(shù),只有在放大電路處于放大狀態(tài)且輸出不失真的條件下才有意義。處于放大狀態(tài)且輸出不失真的條件下才有意義。(4) 通頻帶 BW00HL7.02)()(AAfAfA相應(yīng)的頻率相應(yīng)的頻率fL稱為下限頻率,稱為下限頻率,fH稱為上限頻率。稱為上限頻率。 放大電路的增益放大電路的增益A(f) 是

14、頻率的函數(shù)。在低是頻率的函數(shù)。在低頻段和高頻段放大倍數(shù)都要下降。當(dāng)頻段和高頻段放大倍數(shù)都要下降。當(dāng)A(f)下降下降到中頻電壓放大倍數(shù)到中頻電壓放大倍數(shù)A0的的 1/ 時(shí)時(shí),即,即2(1) 共發(fā)射極基本放大電路的組成三極管三極管 T 起放大作用。起放大作用。偏置電路偏置電路VCC 、Rb提供電源,并使三極管工作在線性區(qū)。耦合電容耦合電容C1 、C2輸入耦合電容C1保證信號(hào)加到發(fā)射結(jié),不影響發(fā)射結(jié)偏置。輸出耦合電容C2保證信號(hào)輸送到負(fù)載,不影響集電結(jié)偏置。負(fù)載電阻負(fù)載電阻RC、RL將變化的集電極電流轉(zhuǎn)換為電壓輸出。 (2) 靜態(tài)和動(dòng)態(tài) 靜態(tài)靜態(tài): : 時(shí),放大電路的工作狀態(tài),時(shí),放大電路的工作狀態(tài)

15、,也稱直流工作狀態(tài)。也稱直流工作狀態(tài)。0iv 放大電路建立正確的靜態(tài),是保證動(dòng)態(tài)工作放大電路建立正確的靜態(tài),是保證動(dòng)態(tài)工作的前提。分析放大電路必須要正確地區(qū)分靜態(tài)和的前提。分析放大電路必須要正確地區(qū)分靜態(tài)和動(dòng)態(tài),正確地區(qū)分直流通路和交流通路動(dòng)態(tài),正確地區(qū)分直流通路和交流通路。 動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài): : 時(shí),放大電路的工作狀時(shí),放大電路的工作狀 態(tài),也稱交流工作狀態(tài)。態(tài),也稱交流工作狀態(tài)。0iv 直流電源和耦合電容對(duì)交流相當(dāng)于短路(3) 直流通路和交流通路 (a)直流通路 直流通路 能通過直流的通路。交流通路 能通過交流的電路通路。 (b)交流通路(4) 放大原理 輸入信號(hào)通過耦合電容加在三極管輸入信號(hào)通

16、過耦合電容加在三極管的發(fā)射結(jié)于是有下列過程:的發(fā)射結(jié)于是有下列過程:o2cccbbbe1ivCvRiiiivCvc三極管放大作用 變化的 通過 轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓妮敵鯿icR 靜態(tài)工作狀態(tài)的計(jì)算分析法靜態(tài)工作狀態(tài)的計(jì)算分析法bCCRVRVVIbBECCB IB、IC和和VCE這些量代表的工作狀態(tài)稱為靜態(tài)工作點(diǎn)這些量代表的工作狀態(tài)稱為靜態(tài)工作點(diǎn),用用Q表示。在測(cè)試基本放大電路時(shí),往往測(cè)量三個(gè)電極對(duì)表示。在測(cè)試基本放大電路時(shí),往往測(cè)量三個(gè)電極對(duì)地的電位地的電位VB、VE和和VC即可確定三極管的靜態(tài)工作狀態(tài)即可確定三極管的靜態(tài)工作狀態(tài)。根據(jù)直流通路對(duì)放大電路的靜態(tài)進(jìn)行計(jì)算根據(jù)直流通路對(duì)放大電路的靜態(tài)進(jìn)行計(jì)

17、算BCIIcCCCCERIVV靜態(tài)工作狀態(tài)的圖解分析法靜態(tài)工作狀態(tài)的圖解分析法2. 由直流負(fù)載線VCE =VCCICRC VCC 、 VCC /Rc3. 得到Q點(diǎn)的參數(shù)IB 、IC 和VCE 。1. 在輸出特性曲線上確定兩個(gè)特殊點(diǎn),即可畫出直流負(fù)載線。(1)交流負(fù)載線)交流負(fù)載線1.從從B點(diǎn)通過輸出特性曲線上的點(diǎn)通過輸出特性曲線上的Q點(diǎn)做一條直線,點(diǎn)做一條直線, 其斜率為其斜率為- -1/RL 。2.RL= RLRc, 是交流負(fù)載電阻。是交流負(fù)載電阻。 3.交流負(fù)載線是有交流負(fù)載線是有交流交流 輸入信號(hào)時(shí)輸入信號(hào)時(shí)Q點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。 4.交流負(fù)載線與直流交流負(fù)載線與直流 負(fù)載線相交

18、負(fù)載線相交Q點(diǎn)。點(diǎn)。通過圖解分析,可得如下結(jié)論:通過圖解分析,可得如下結(jié)論: 1. 1. vi vBE iB iC vCE |-vo| 2. 2. vo與與vi相位相反;相位相反; 3. 3. 可以測(cè)量出放大電路的電壓放大倍數(shù);可以測(cè)量出放大電路的電壓放大倍數(shù); 4. 4. 可以確定最大不失真輸出幅度可以確定最大不失真輸出幅度。(2)(2)交流工作狀態(tài)的圖解分析交流工作狀態(tài)的圖解分析(動(dòng)畫動(dòng)畫3-1)波形的失真波形的失真飽和失真截止失真 由于放大電路的工作點(diǎn)達(dá)到了三極管由于放大電路的工作點(diǎn)達(dá)到了三極管的飽和區(qū)而引起的非線性失真。對(duì)于的飽和區(qū)而引起的非線性失真。對(duì)于NPN管,管,輸出電壓表現(xiàn)為底

19、部失真。輸出電壓表現(xiàn)為底部失真。 由于放大電路的工作點(diǎn)達(dá)到了三極管由于放大電路的工作點(diǎn)達(dá)到了三極管的截止區(qū)而引起的非線性失真。對(duì)于的截止區(qū)而引起的非線性失真。對(duì)于NPN管,管,輸出電壓表現(xiàn)為頂部失真。輸出電壓表現(xiàn)為頂部失真。(3) (3) 最大不失真輸出幅度最大不失真輸出幅度 注意:對(duì)于PNP管,由于是負(fù)電源供電,失真的表現(xiàn)形式,與NPN管正好相反。波形波形(動(dòng)畫3-3)放大電路的最大不失真輸出幅度放大電路的最大不失真輸出幅度 放大電路要想獲得大的不失真輸出幅度,需要:放大電路要想獲得大的不失真輸出幅度,需要: 1.工作點(diǎn)工作點(diǎn)Q要設(shè)置在輸出特性曲線放大區(qū)的中間部位;要設(shè)置在輸出特性曲線放大區(qū)

20、的中間部位; 2.要有合適的交流負(fù)載線要有合適的交流負(fù)載線。 動(dòng)畫3-4 (4)非線性失真非線性失真%10012322VVVTHD 放大器要求輸出信號(hào)與輸入信號(hào)之間是線性放大器要求輸出信號(hào)與輸入信號(hào)之間是線性關(guān)系,不能產(chǎn)生失真。關(guān)系,不能產(chǎn)生失真。 由于三極管存在非線性,使輸出信號(hào)產(chǎn)生了由于三極管存在非線性,使輸出信號(hào)產(chǎn)生了非線性失真。非線性失真。 非線性失真系數(shù)的定義:在某一正弦信號(hào)輸非線性失真系數(shù)的定義:在某一正弦信號(hào)輸入下,輸出波形因非線性而產(chǎn)生失真,其諧波分入下,輸出波形因非線性而產(chǎn)生失真,其諧波分量的總有效值與基波分量之比,用量的總有效值與基波分量之比,用THD表示,即表示,即 (5

21、) (5) 輸出功率和功率三角形輸出功率和功率三角形omomomomo2122IVIVP 要想要想PO大,就要使功率三角形的面積大,即大,就要使功率三角形的面積大,即必須使必須使Vom 和和Iom 都要大。都要大。放大電路向電阻性負(fù)載提供的輸出功率放大電路向電阻性負(fù)載提供的輸出功率 在輸出特性曲線上,在輸出特性曲線上,三角形三角形 ABQ的面積,的面積,稱為功率三角形。稱為功率三角形。 (1)(1)模型的建立模型的建立 1.1.三極管可以用一個(gè)模型來代替。三極管可以用一個(gè)模型來代替。 2.2.對(duì)于低頻模型可以不考慮結(jié)電容的影響。對(duì)于低頻模型可以不考慮結(jié)電容的影響。 3.3.小信號(hào)意味著三極管在

22、線性條件下工作,微變小信號(hào)意味著三極管在線性條件下工作,微變也具有線性同樣的含義。也具有線性同樣的含義。h參數(shù)模型cerebiebevhihvceoebfecvhihi(2)2)模型中的主要參數(shù)模型中的主要參數(shù)r rbebe 交流輸入電阻交流輸入電阻 i iB B輸出電流源輸出電流源表示三極管的表示三極管的電流放大作用電流放大作用Ebbbe/ mV26)1 (Irrhie為輸入電阻,即為輸入電阻,即 rbe。hre為電壓反饋系數(shù),為電壓反饋系數(shù),即即r r。hfe為電流放大系數(shù),即為電流放大系數(shù),即 。 hoe為輸出電導(dǎo),即為輸出電導(dǎo),即1/rce。 (3) (3) 模型簡(jiǎn)化模型簡(jiǎn)化 r r反

23、映三極管反映三極管內(nèi)部的電壓反饋,內(nèi)部的電壓反饋,因數(shù)量很小,一般因數(shù)量很小,一般可以忽略??梢院雎浴?1/1/r rcece與電流源并與電流源并聯(lián)時(shí),分流極小,聯(lián)時(shí),分流極小,可作開路處理。可作開路處理。用用H參數(shù)小信號(hào)模型分析共射極基本放大電路參數(shù)小信號(hào)模型分析共射極基本放大電路 (1)(1)小信號(hào)等效電路小信號(hào)等效電路(2)(2)電壓增益電壓增益beib/rVIbcII LcoRIVLcL/= RRRbeLbebLbbebLcioVrRrIRIrIRIVVA(3)(3)輸入電阻輸入電阻TTiIVRRibebrRR/i( (4) )輸出電阻輸出電阻0SVTToIVRCoRR Ro穩(wěn)定工作點(diǎn)

24、穩(wěn)定工作點(diǎn)I1分壓式偏置VBI1=(510)IBVB=(35)VCCbbbBVRRRV212,或1)1 (ebBEBBRRVVI21/bbbRRR bCII)(eCCCCCERRIVVIB(1)確定工作點(diǎn)確定工作點(diǎn): Q,eBeBEBECRVRVVIICBII Ie+Ve- -VB+ VBE - -BEBBECBVIVVII不變因穩(wěn)定過程CI不變因BVBEVBIEVBI(2)(2)電壓增益電壓增益 LboRIVLcL/= RRRebebLbioVRrIRIVVA)1 (eebeRIrIV biebeRrI)1 (bebeLRrR)1 (工作點(diǎn)穩(wěn)定,增益下降。beLbebLbbebLcioVrR

25、rIRIrIRIVVA解決這個(gè)矛盾的方法是加電容Ce。(3)(3)輸入電阻輸入電阻TTiIVRRi21b/bbRRR bRIbRTIIIbebebTRrRV111ebebRrR1/輸入電阻輸入電阻 提高了,相當(dāng)于增加了一個(gè)(1+)Re的電阻。( (4) )輸出電阻輸出電阻RooRCToIVR0eCbSbebRIIRrI由KVL:bSSRRR/CeSbeebIRRrRI0cebCeCbTrIIRIIVeSbeeceCToRRrRrIVR1CooRRR/輸出電阻輸出電阻 提高了,即提高了電路的恒流特性。例例1:解:解:求電路的靜態(tài)參數(shù)(IB、IC、VCE),及動(dòng)態(tài)參數(shù)(AV、Ri、Ro)。根據(jù)直流

26、通路求靜態(tài)參數(shù)根據(jù)直流通路求靜態(tài)參數(shù)VVRRRVCCbbbB75. 3212VRRIVVeCCCCCE5 . 7)23(5 . 115)(VBmA5 . 127 . 075. 3IBeBEBECRVVIICBII A25605 . 1IC根據(jù)微變等效電路求動(dòng)態(tài)參數(shù)根據(jù)微變等效電路求動(dòng)態(tài)參數(shù)1. 電壓放大倍數(shù)VAKImVrEbe36. 126)1 (300KRRRLCL5 . 13/3/beLbebLbioVrRrIRIVVA6636. 15 . 1602. 輸入電阻Ri3. 輸出電阻Ro(輸出端開路,輸入電壓為零)RiKrRbei36. 1RiKRRRibi25. 136. 1/15/KRRC

27、o3根據(jù)微變等效電路求動(dòng)態(tài)參數(shù)根據(jù)微變等效電路求動(dòng)態(tài)參數(shù)例2:解:解:求電路的靜態(tài)參數(shù)(IB、IC、VCE),及動(dòng)態(tài)參數(shù)(AV、Ri、Ro)。根據(jù)直流通路求靜態(tài)參數(shù)根據(jù)直流通路求靜態(tài)參數(shù)與例1結(jié)果完全相同VVRRRVCCbbbB75. 3212VRRIVVeCCCCCE5 . 7)23(5 . 115)(VBmA5 . 127 . 075. 3IBeBEBECRVVIICBII A25605 . 1IC根據(jù)微變等效電路求動(dòng)態(tài)參數(shù)根據(jù)微變等效電路求動(dòng)態(tài)參數(shù)1. 電壓放大倍數(shù)VAKImVrEbe36. 126)1 (300KRRRLCL5 . 13/3/eebebLbioVRIrIRIVVA73.

28、 02)601 (36. 15 . 160beII)1 (ebeLRrR)1 (根據(jù)微變等效電路求動(dòng)態(tài)參數(shù)根據(jù)微變等效電路求動(dòng)態(tài)參數(shù)2. 輸入電阻Ri3. 輸出電阻Ro(輸出端開路,輸入電壓為零)RiebeiRrR)1 (RiKRRRibi4 .1336.123/15/KRRCo32)601 (36. 1K36.123例3:電路的參數(shù)不變,若增加一倍,靜態(tài)參數(shù)(IB、IC、VCE),及動(dòng)態(tài)參數(shù)(AV、Ri、Ro)如何變化。(1)靜態(tài)參數(shù)CBII eBEBECRVVII)(eCCCCCERRIVV 增加一倍, IC、VCE不變, IB減小一倍。(2)動(dòng)態(tài)參數(shù)beLioVrRVVAbebirRR/

29、CoRR 增加一倍, Ri、Ro 不變, AV增大。例4:電路的參數(shù)不變,若斷開Ce,靜態(tài)參數(shù)(IB、IC、VCE),及動(dòng)態(tài)參數(shù)(AV、Ri、Ro)如何變化。(1)斷開Ce后,靜態(tài)參數(shù)不變。beLVrRAbebirRR/CoRR ebeLVRrRA)1 (ebebiRrRR)1 (/CoRR (2)斷開Ce后,動(dòng)態(tài)參數(shù)AV減小, Ri增大,Ro 不變。eBeEERIRIV)1 (共集電極電路(1)求工作點(diǎn):QEBEBbCCVVIRVebBECCBRRVVI)1 (BCIIeCCCCERIVVQebCCRRV)1 (2)(2)電壓增益電壓增益1)1 ()1 (LbeLioRrRVVAV)(bbL

30、bebiIIRrIVLeLRRR/)1 (LbeibRrVI)(bbLoIIRVbLIR)1 (輸入電壓與輸出電壓同相電壓跟隨器(3)輸入電阻)輸入電阻+- -TVTIRiTTiIVRLbRR/(4 4)輸出電阻)輸出電阻RobeSrRRo電壓增益電壓增益1,輸入電壓,輸入電壓與輸出電壓同相,輸入與輸出電壓同相,輸入電阻高,輸出電阻低。電阻高,輸出電阻低。*復(fù)合管可提高輸入電阻,復(fù)合管可提高輸入電阻,提高提高值。值。(動(dòng)畫3-6)共基極電路(1)直流分析 與共射組態(tài)相同。(2)(2)交流分析交流分析io/VVAv1/1/bebeiiirRrIVRe電壓放大倍數(shù)輸入電阻輸出電阻Ro RC=RL

31、/ rbe放大電路的頻率響應(yīng) 在放大電路的通頻帶中給出了頻率特性的概念在放大電路的通頻帶中給出了頻率特性的概念- 幅度頻率特性幅度頻率特性 相位頻率特性相位頻率特性 幅頻特性是描繪:輸入信號(hào)幅度幅頻特性是描繪:輸入信號(hào)幅度固定,輸出信號(hào)的幅度隨頻率變化固定,輸出信號(hào)的幅度隨頻率變化而變化的規(guī)律。即而變化的規(guī)律。即 = =Aio/VVf () 相頻特性是描繪:輸出信號(hào)與輸入相頻特性是描繪:輸出信號(hào)與輸入信號(hào)之間相位差隨頻率變化而變化信號(hào)之間相位差隨頻率變化而變化的規(guī)律。即的規(guī)律。即)(iofVVA 放大電路的幅頻特性和相頻特性,稱為頻率響應(yīng)。因放大電路對(duì)不同頻率成分信號(hào)的增益不同,從而使輸出波形

32、產(chǎn)生失真,稱為幅度頻率失真,簡(jiǎn)稱幅頻失真。放大電路對(duì)不同頻率成分信號(hào)的相移不同,從而使輸出波形產(chǎn)生失真,稱為相位頻率失真,簡(jiǎn)稱相頻失真。幅頻失真和相頻失真是線性失真。(動(dòng)畫5-1)產(chǎn)生頻率失真的原因產(chǎn)生頻率失真的原因 1. 1.放大電路中存在電抗性元件,例如放大電路中存在電抗性元件,例如 耦合電容、旁路電容、分布電容、變壓耦合電容、旁路電容、分布電容、變壓 器、分布電感等器、分布電感等; ; 2.2.三極管的三極管的 ( ( ) )是頻率的函數(shù)。是頻率的函數(shù)。 在研究頻率特性時(shí),三極管的低頻小信號(hào)在研究頻率特性時(shí),三極管的低頻小信號(hào) 模型不再適用,而要采用高頻小信號(hào)模型。模型不再適用,而要采用高頻小信號(hào)模型。RC低通電路的頻率響應(yīng) 2H)(11ffAv arctg(Hff) 式中011RC。vA的模、上限截止頻率和相角分別為0ioj11j11RCVVvA=RC+-io.VV 電壓放大倍數(shù)(傳遞函數(shù))為RCffH210 RC低通電路的頻率特性曲線 幅頻特性的X軸和Y軸都是采用對(duì)數(shù)坐標(biāo),稱為上限截止頻率上限截止頻率。當(dāng) 時(shí),幅頻特性將以十倍頻20dB的斜率下降,或?qū)懗?20dB/dec。在 處的誤差最大,有3dB。 ffH f =fH fH fH f =fH 當(dāng) 時(shí),相頻特性將滯后45,并具有 -45/dec的斜率。在0.1 和10 處與實(shí)際的相頻特性有最大的誤差,其值分

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