西安交通大學(xué)_趙進(jìn)全_模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)_第2章(上)(21---25)

1、上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)2 半導(dǎo)體三極管及放大電路基礎(chǔ)半導(dǎo)體三極管及放大電路基礎(chǔ)2.1 半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管2.2 共射極放大電路的組成和工作原理共射極放大電路的組成和工作原理2.3 放大電路的靜態(tài)分析放大電路的靜態(tài)分析2.4 放大電路的動(dòng)態(tài)分析放大電路的動(dòng)態(tài)分析2.5 靜態(tài)工作點(diǎn)的選擇和穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的選擇和穩(wěn)定2.6 共集電極和共基極放大電路共集電極和共基極放大電路2.7 多級放大電路多級放大電路2.8 放大電路的頻率特性放大電路的頻率特性上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)2 半導(dǎo)體三極管及放大電路基礎(chǔ)半導(dǎo)體三極管及放大電路基礎(chǔ)2.

2、1 半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管又稱簡稱晶體管。半導(dǎo)體三極管又稱簡稱晶體管。 半導(dǎo)體三極管的放大作用和開關(guān)作用，促半導(dǎo)體三極管的放大作用和開關(guān)作用，促使了電子技術(shù)的的躍。使了電子技術(shù)的的躍。上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)半導(dǎo)體三極管圖片半導(dǎo)體三極管圖片上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)2.1.1 半導(dǎo)體三極管的結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體三極管的結(jié)構(gòu)1. . NPN型三極管結(jié)構(gòu)示意圖和符號型三極管結(jié)構(gòu)示意圖和符號（2）根據(jù)使用的半導(dǎo)體材料分根據(jù)使用的半導(dǎo)體材料分: : 硅管和鍺管硅管和鍺管 （1） 根

3、據(jù)結(jié)構(gòu)分根據(jù)結(jié)構(gòu)分: NPN型和型和PNP型型三極管的主要類型三極管的主要類型上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)NN+P發(fā)射區(qū)發(fā)射區(qū)集電區(qū)集電區(qū)基區(qū)基區(qū)發(fā)射極發(fā)射極E(e)集電極集電極C(c)發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)Je集電結(jié)集電結(jié)Jc基極基極B(b)上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)NPN型三極管符號型三極管符號B (b)E(e)TC(c)NN+P發(fā)射區(qū)發(fā)射區(qū)集電區(qū)集電區(qū)基區(qū)基區(qū)發(fā)射極發(fā)射極E(e)集電極集電極C(c)發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)Je集電結(jié)集電結(jié)Jc基極基極B(b)上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)2、PNP型三極管結(jié)構(gòu)示意圖和符號型三極

4、管結(jié)構(gòu)示意圖和符號PNP型三極管符號型三極管符號B (b)E(e)TC(c)E(e)發(fā)射區(qū)發(fā)射區(qū)集電區(qū)集電區(qū)基區(qū)基區(qū)PP+NC(c)B(b)JeJc上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（1）發(fā)射區(qū)小，摻雜濃度大發(fā)射區(qū)小，摻雜濃度大。3、三極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（具有放大作用的內(nèi)部條件）三極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（具有放大作用的內(nèi)部條件）：（2）集電區(qū)摻雜濃度低，集電結(jié)面積大。集電區(qū)摻雜濃度低，集電結(jié)面積大。（3）基區(qū)摻雜濃度很低，且很薄?；鶇^(qū)摻雜濃度很低，且很薄。NN+P發(fā)射區(qū)發(fā)射區(qū)集電區(qū)集電區(qū)基區(qū)基區(qū)EBC上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)2.1.2 三極管工

5、作原理（以三極管工作原理（以NPN型管為例）型管為例）依據(jù)兩個(gè)依據(jù)兩個(gè)PN結(jié)的偏置情況結(jié)的偏置情況放大狀態(tài)放大狀態(tài)飽和狀態(tài)飽和狀態(tài)截止?fàn)顟B(tài)截止?fàn)顟B(tài)倒置狀態(tài)倒置狀態(tài)晶體管的工作狀態(tài)晶體管的工作狀態(tài)上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)1發(fā)射結(jié)正向偏置、集電結(jié)反向偏置發(fā)射結(jié)正向偏置、集電結(jié)反向偏置放大狀態(tài)放大狀態(tài) 原理圖原理圖電路圖電路圖ERCREICIBEU CBUBICCVEEVTEEVERCCVCRCIcN NPBEUCBUEIbeBI+ + +上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) (1) 電流關(guān)系電流關(guān)系a. 發(fā)射區(qū)向基區(qū)擴(kuò)散電子發(fā)射區(qū)向基區(qū)擴(kuò)散電子形

6、成發(fā)射極電流形成發(fā)射極電流IE。發(fā)射區(qū)向基區(qū)擴(kuò)散電子發(fā)射區(qū)向基區(qū)擴(kuò)散電子EEVERCCVCRcN NPBEU CBU EIbe稱擴(kuò)散到基區(qū)的發(fā)射稱擴(kuò)散到基區(qū)的發(fā)射區(qū)多子為非平衡少子區(qū)多子為非平衡少子上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)基區(qū)向發(fā)射區(qū)擴(kuò)散空穴基區(qū)向發(fā)射區(qū)擴(kuò)散空穴基區(qū)向發(fā)射區(qū)擴(kuò)散空穴基區(qū)向發(fā)射區(qū)擴(kuò)散空穴發(fā)射區(qū)向基區(qū)擴(kuò)散電子發(fā)射區(qū)向基區(qū)擴(kuò)散電子形成空穴電流。形成空穴電流。EEVERCCVCRcN NPBEU CBU EIbe上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)因?yàn)榘l(fā)射區(qū)的摻雜濃度遠(yuǎn)大于基區(qū)濃度，因?yàn)榘l(fā)射區(qū)的摻雜濃度遠(yuǎn)大于基區(qū)濃度， 空穴電流忽略不

7、記?？昭娏骱雎圆挥??；鶇^(qū)向發(fā)射區(qū)擴(kuò)散空穴基區(qū)向發(fā)射區(qū)擴(kuò)散空穴發(fā)射區(qū)向基區(qū)擴(kuò)散電子發(fā)射區(qū)向基區(qū)擴(kuò)散電子EEVERCCVCRcN NPBEU CBU EIbe上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)b. 基區(qū)電子擴(kuò)散和復(fù)合基區(qū)電子擴(kuò)散和復(fù)合非平衡少子在基區(qū)復(fù)非平衡少子在基區(qū)復(fù)合，形成基極電流合，形成基極電流IBIB非平衡少子向非平衡少子向集電結(jié)擴(kuò)散集電結(jié)擴(kuò)散EEVERCCVCRcN NPBEU CBU EIbe上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)非平衡少子非平衡少子到達(dá)集電區(qū)到達(dá)集電區(qū)IBC. 集電區(qū)收集從發(fā)射區(qū)擴(kuò)散過來的電子集電區(qū)收集從發(fā)射區(qū)擴(kuò)散過來的電子I

8、C形成集電極電流形成集電極電流ICEEVERCCVCRcN NPBEU CBU EIbe上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)形成反向飽和電流形成反向飽和電流ICBO集電區(qū)、基區(qū)少子相互漂移集電區(qū)、基區(qū)少子相互漂移少子相互漂移少子相互漂移ICBOICIBEEVERCCVCRcN NPBEU CBU EIbe上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)三極管的電流分配關(guān)系動(dòng)畫演示三極管的電流分配關(guān)系動(dòng)畫演示上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)0ECCBO III 發(fā)射結(jié)回路為輸入回路，集電結(jié)回路為輸出回路。發(fā)射結(jié)回路為輸入回路，集電結(jié)回路為輸出回

9、路。定義定義基極是兩個(gè)回路的公共端，稱三極管這種接法為基極是兩個(gè)回路的公共端，稱三極管這種接法為共基極接法。共基極接法。 稱為共基極直流電流放大系數(shù)稱為共基極直流電流放大系數(shù) 輸入回路輸入回路輸出回路輸出回路EIERCRCIBEU CBUBICCVEEVT理解為電流分配關(guān)系理解為電流分配關(guān)系 則發(fā)射則發(fā)射100個(gè)電子，擴(kuò)個(gè)電子，擴(kuò)散了散了99個(gè)，復(fù)合個(gè)，復(fù)合1個(gè)個(gè)99. 0上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)各電極電流之間的關(guān)系各電極電流之間的關(guān)系CBOECIII IE=IC+IB CBOEB)1(III EEVERCCVCRcN NPBEU CBU EIbeIBICICB

10、O上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)晶體管共射極接法晶體管共射極接法原理圖原理圖電路圖電路圖TCI CEUCRCCVEIBBVBRBEUBI BBVBRCCVCRcN NPBEU CEU EIbeIBICICBO上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)0BCCBO III 定義定義為三極管共射極直為三極管共射極直流電流放大系數(shù)流電流放大系數(shù)BBVBRCCVCRcN NPBEU CEU EIbeIBICICBO上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)995. 095. 0 20020 1得得 1或或的關(guān)系式的關(guān)系式 由由BCEIII 由由及及

11、的定義的定義 與與上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 如果如果 UBE 0，那么那么IB 0， IC 0 ，IE 0 當(dāng)輸入回路電壓當(dāng)輸入回路電壓U BE =UBE+ +UBE那么那么I B =IB+ +IBI C =IC+ +ICI E =IE+ +IE 如果如果 UBE 0，那么那么IB 0， IC 0 ，IE UB UE PNPPNP管管： UC UB UBEb. IC=IBc. IC與與UCE無關(guān)無關(guān)飽和區(qū)飽和區(qū)放大區(qū)放大區(qū)iiB=20A04060801002468/ V uCE01234C/ mA 截止區(qū)截止區(qū)a. UBE死區(qū)電壓死區(qū)電壓上頁上頁下頁下頁后退后退

12、模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)NPN管與管與PNP型管的區(qū)別型管的區(qū)別iB、uBE、iC、 iE 、uCE的極性二者相反的極性二者相反PNP管電路管電路BiBEuCiCEu EiNPN管電路管電路BiBEuCiCEu Ei上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)硅管與鍺管的區(qū)別硅管與鍺管的區(qū)別: :（3） 鍺管的鍺管的ICBO比硅管大比硅管大（1） 死區(qū)電壓約為死區(qū)電壓約為硅管硅管0 0.5 V鍺管鍺管0.1V（2） 導(dǎo)通壓降導(dǎo)通壓降| |uBE| |鍺管鍺管0.3V硅管硅管0 0.7 V上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)2.1.4 半導(dǎo)體三極管的主要電

13、參數(shù)半導(dǎo)體三極管的主要電參數(shù)1. 直流參數(shù)直流參數(shù)（3）發(fā)射極開路，集電極發(fā)射極開路，集電極基極間反向飽和電流基極間反向飽和電流 ICBO （1）共基極直流電流放大系數(shù)共基極直流電流放大系數(shù) 0ECCBO III （2）共射極直流電流放大系數(shù)共射極直流電流放大系數(shù) 0BCCBO III （4）基極）基極開路，集電極開路，集電極發(fā)射極間反向飽和電流發(fā)射極間反向飽和電流ICEO 上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)2. 交流參數(shù)交流參數(shù) （1）共基極交流電流放大系數(shù)共基極交流電流放大系數(shù) ECii 值與值與iC的的關(guān)系曲線關(guān)系曲線（2）共射極交流電流放大系數(shù)共射極交流電流放大系

14、數(shù) BCii 常數(shù)常數(shù)iC0上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)3. 極限參數(shù)極限參數(shù)(4) 集電極最大允許電流集電極最大允許電流ICM(1) 集電極開路時(shí)發(fā)射極集電極開路時(shí)發(fā)射極基極間反向擊穿電基極間反向擊穿電壓壓U（BR）EBO(2) 發(fā)射極開路時(shí)集電極發(fā)射極開路時(shí)集電極基極間反向擊穿基極間反向擊穿電壓電壓U（BR）CBO(3) 基極開路時(shí)集電極基極開路時(shí)集電極發(fā)射極間反向擊穿發(fā)射極間反向擊穿電壓電壓U（BR）CEO 上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)iCuCE0U (BR)CEOICMPCM不安全區(qū)不安全區(qū)安全區(qū)安全區(qū)(5) 集電極最大允許功率耗

15、散集電極最大允許功率耗散PCM晶體管的安全工作區(qū)晶體管的安全工作區(qū)等功耗線等功耗線PC=PCM =uCEiC上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)2.1.5 溫度對管子參數(shù)的影響溫度對管子參數(shù)的影響 1對對的影響的影響CT /)%15 . 0( 10)CBO()CBO(002TTTTII 2對對ICBO的影響的影響3對對UBE的影響的影響 CTUU /mV)5 . 22(BEBE上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)判別晶體管工作狀態(tài)方法判別晶體管工作狀態(tài)方法 如果已知各極電位（如果已知各極電位（ UB 、UC、 UE ）直接判斷直接判斷BCUUBE0 0求

16、求 I IB B及及I ICSCS飽和飽和放大放大正偏正偏倒置倒置反偏反偏截止截止CSBII CSBII BCU上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)思思 考考 題題2. 為什么晶體管基區(qū)摻雜濃度小而且做的很??？為什么晶體管基區(qū)摻雜濃度小而且做的很薄？1. 晶體管的發(fā)射極和集電極是否可以調(diào)換使用？晶體管的發(fā)射極和集電極是否可以調(diào)換使用？3. 晶體管在輸出特性曲線的飽和區(qū)工作時(shí)，其電流放晶體管在輸出特性曲線的飽和區(qū)工作時(shí)，其電流放大系數(shù)和在放大區(qū)工作時(shí)是否一樣大？大系數(shù)和在放大區(qū)工作時(shí)是否一樣大？上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)2.2 共射極放大電路的組

17、成和工作原理共射極放大電路的組成和工作原理 2.2.1 放大電路概述放大電路概述 1放大電路的用途放大電路的用途 : : 把微弱的電信號不失真地放大把微弱的電信號不失真地放大到負(fù)載所需的數(shù)值。到負(fù)載所需的數(shù)值。 應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例放放大大器器直直 流流 電電 源源話筒話筒 輸入輸入喇叭喇叭輸出輸出上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)2放大電路的主要性能指標(biāo)放大電路的主要性能指標(biāo) 放大器性能指標(biāo)測量原理方框圖放大器性能指標(biāo)測量原理方框圖 被被 測測 放放 大大 電電 路路負(fù)負(fù)載載正正弦弦波波信信號號源源+ +直直 流流 電電 源源suiuouLRoRSRi0uAuoiiiiR+

18、 + + +上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)互導(dǎo)放大倍數(shù)互導(dǎo)放大倍數(shù)Ag ioUIAg ioIUAr 互阻放大倍數(shù)互阻放大倍數(shù) Ar ioIIAi 電流放大倍數(shù)電流放大倍數(shù)AiioUUAu 電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)Au + +直直流流電電源源suiuouLRoRSRi0uAuoiiiiR+ + + +(1) 放大倍數(shù)放大倍數(shù) A 上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)(2) 輸入電阻輸入電阻Ri iiiIUR Ri越大，越大，Ui也就越大，電路的放大能力越強(qiáng)。也就越大，電路的放大能力越強(qiáng)。SiSiiURRRU a. 由于由于b. Ri越大，輸入電流越大

19、，輸入電流ii越小，越小，信號源的負(fù)載越小。信號源的負(fù)載越小。+ +直直流流電電源源suiuouLRoRSRi0uAuoiiiiR+ + + +Ri上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)(3) 輸出電阻輸出電阻Ro 定義：定義： Ls0oRUIUR測量電路測量電路被被+ +測測 放放大大 電電 路路直直 流流 電電源源susRu+ +iRo上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)對輸出電壓的電路對輸出電壓的電路即即 Ro越小，輸出電壓越穩(wěn)定，電路帶載能力越強(qiáng)。越小，輸出電壓越穩(wěn)定，電路帶載能力越強(qiáng)。iu0oLLouARRRu 0ORiuoOuAu + +直直流

20、流電電源源suiuouLRoRSRi0uAuoiiiiR+ + + +由于由于上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)測量測量Ro的一種方法的一種方法 LoLoo)1(RUUR oLU帶負(fù)載時(shí)的輸出電壓帶負(fù)載時(shí)的輸出電壓 oU負(fù)載開路時(shí)的輸出電壓負(fù)載開路時(shí)的輸出電壓+ +直直流流電電源源suiuouLRoRSRi0uAuoiiiiR+ + + +S上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)(4) 全諧波失真度全諧波失真度D 12n2UUDn (5) 動(dòng)態(tài)范圍動(dòng)態(tài)范圍Uo p-p也稱為最大不失真輸出電壓。也稱為最大不失真輸出電壓。即諧波電壓總有效值與基波電壓有效值之

21、比即諧波電壓總有效值與基波電壓有效值之比使輸出電壓使輸出電壓uo的非線性失真度達(dá)到某一規(guī)定數(shù)值時(shí)的非線性失真度達(dá)到某一規(guī)定數(shù)值時(shí)的的uo的峰的峰峰值。峰值。上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)(6) 頻帶寬度頻帶寬度fbw)( f 相頻特性相頻特性 uuAUUAio由由得得幅頻特性幅頻特性)(uufAA fL幅頻特性曲線幅頻特性曲線fHfuAmuA2muAfBW相頻特性曲線相頻特性曲線90_o180_o225_o270_o135_ofBWf上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)2.2.2 共射極放大電路的組成及其工作原理共射極放大電路的組成及其工作原理 1

22、. 共射極放大電路的組成共射極放大電路的組成電路存在的問題：電路存在的問題：（1）信號源與放大電信號源與放大電路相互影響。路相互影響。（2）放大電路與負(fù)載放大電路與負(fù)載相互影響。相互影響。TVBBVCCiBuBE_uCEiC+RBRCiu+_+_RL_uO+上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)各元器件的作用：各元器件的作用：T放大器件放大器件隔離放大電路對信號源和負(fù)載隔離放大電路對信號源和負(fù)載的直流影響。的直流影響。溝通信號源、放大電路、負(fù)載溝通信號源、放大電路、負(fù)載之間的信號傳遞通道。之間的信號傳遞通道。耦合電容耦合電容C1、 C2改進(jìn)的共射改進(jìn)的共射極放大電路極放大電路

23、ou2CiuCCVBRCR1CBBVTLR 上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)為為T提供提供Je正偏電壓正偏電壓UBEVBB、RB提供基極偏置電流提供基極偏置電流IBVCC為為T提供提供Jc反偏電壓反偏電壓UCE為電路提供能量為電路提供能量ou2CiuCCVBRCR1CBBVTLR 上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)RC使集電極有合適的電流使集電極有合適的電流IC轉(zhuǎn)換集電極電流信號為電壓信號轉(zhuǎn)換集電極電流信號為電壓信號, , 實(shí)現(xiàn)電壓放大實(shí)現(xiàn)電壓放大ou2CiuCCVBRCR1CBBVTLR 上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)只

24、用一個(gè)電源，只用一個(gè)電源，減少電源數(shù)。減少電源數(shù)。（1）電路的簡化）電路的簡化（2）電路畫法）電路畫法ou2CiuCCVBRCR1CTLR 不畫電源符號，不畫電源符號，只寫出電源正只寫出電源正極對地的電位。極對地的電位。ou2CiuCCV BRCR1C TLR上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)放大電路的兩放大電路的兩種工作狀態(tài)：種工作狀態(tài)：靜態(tài)靜態(tài) 當(dāng)輸入信號為零時(shí)電路的工作狀態(tài)。當(dāng)輸入信號為零時(shí)電路的工作狀態(tài)。靜態(tài)時(shí)放大電路只有直流分量。靜態(tài)時(shí)放大電路只有直流分量。動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)有輸入信號時(shí)電路的工作狀態(tài)。有輸入信號時(shí)電路的工作狀態(tài)。動(dòng)態(tài)時(shí)電路中的信號為交直流分量的疊加。動(dòng)態(tài)

25、時(shí)電路中的信號為交直流分量的疊加。ou2CiuCCV BRCR1C TLR上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)注：不同書寫體字母的含義注：不同書寫體字母的含義UBEIB 大寫字母，大寫下標(biāo)，表示直流量。大寫字母，大寫下標(biāo)，表示直流量。ube小寫字母，小寫下標(biāo)，表示交流瞬時(shí)值。小寫字母，小寫下標(biāo)，表示交流瞬時(shí)值。uBE小寫字母，大寫下標(biāo)，表示交、直混合量。小寫字母，大寫下標(biāo)，表示交、直混合量。Ube大寫字母，小寫下標(biāo)，表示交流分量有效值。大寫字母，小寫下標(biāo)，表示交流分量有效值。上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)信號的傳遞過程信號的傳遞過程ceouu iB

26、EQBEuUu bBQBiIi cCQCiIi ceCEQCEuUu C2隔直作用隔直作用ou2CiuCCV BRCR1C TLRBEC上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)2.3 放大電路的靜態(tài)分析放大電路的靜態(tài)分析 靜態(tài)分析靜態(tài)分析就是通過放大就是通過放大電路的直流通路求解靜態(tài)工電路的直流通路求解靜態(tài)工作點(diǎn)值作點(diǎn)值IBQ、ICQ、UCEQ。直流通路直流通路CEUCCV BRCRTBEUCIBIou2CiuCCV BRCR1C TLR上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)2.3.1 圖解法在放大電路靜態(tài)分析中的應(yīng)用圖解法在放大電路靜態(tài)分析中的應(yīng)用 1輸入回

27、路輸入回路列寫輸入回路方程列寫輸入回路方程VCC=iBRB+uBE 求解靜態(tài)工作點(diǎn)的常用方法求解靜態(tài)工作點(diǎn)的常用方法圖解法圖解法估算法估算法CEUCCV BRCRTBEUCIBI上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)直流負(fù)載線與三極管輸入特性曲線的交點(diǎn)，即為直流負(fù)載線與三極管輸入特性曲線的交點(diǎn)，即為放大電路的輸入靜態(tài)工作點(diǎn)放大電路的輸入靜態(tài)工作點(diǎn)Qi。在在iB、 uBE坐標(biāo)系上是一條直線坐標(biāo)系上是一條直線稱為輸入回路的直流負(fù)載線稱為輸入回路的直流負(fù)載線VCC=iBRB+uBE 方程方程BQIBEQUiQBCC/ RVPKCCV三極管輸入三極管輸入特性曲線特性曲線直流負(fù)載線直流

28、負(fù)載線0iBuBE上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)2輸出回路輸出回路VCC=iCRC+uCE輸出回路方程輸出回路方程稱為輸出回路的直流負(fù)載線稱為輸出回路的直流負(fù)載線CCC/ RVCCVMN直流負(fù)載線直流負(fù)載線輸出輸出特性特性曲線曲線直流負(fù)載線與晶體管輸出特直流負(fù)載線與晶體管輸出特性曲線的交點(diǎn)，即為放大電性曲線的交點(diǎn)，即為放大電路的輸出靜態(tài)工作點(diǎn)路的輸出靜態(tài)工作點(diǎn)Qo。oQCQICEQU在在iC、 uCE坐標(biāo)系上是一條直線坐標(biāo)系上是一條直線iC0uCECEUCCV BRCRTBEUCIBI上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)2.3.2 估算法在放大電路

29、靜態(tài)分析中的應(yīng)用估算法在放大電路靜態(tài)分析中的應(yīng)用 BQCQII UCEQ=VCCICQRC式中，式中，|UBEQ |硅管可取為硅管可取為0.7V，鍺管鍺管0.3V 由輸入回路方程由輸入回路方程VCC=IBQRB+UBEQBBEQCCBQRUVI 得得CEUCCV BRCRTBEUCIBI（1 1）（3 3）（2 2）三步法！三步法！上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 在靜態(tài)分析基礎(chǔ)上，分析電路中的交流分量之間在靜態(tài)分析基礎(chǔ)上，分析電路中的交流分量之間關(guān)系。主要求出各種動(dòng)態(tài)參數(shù)關(guān)系。主要求出各種動(dòng)態(tài)參數(shù)。2.4 放大電路的動(dòng)態(tài)分析放大電路的動(dòng)態(tài)分析 常用的分析方法常用的分析

30、方法圖解法圖解法微變等效電路法微變等效電路法上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)2.4.1 圖解法在放大電路動(dòng)態(tài)分析中的應(yīng)用圖解法在放大電路動(dòng)態(tài)分析中的應(yīng)用 設(shè)輸入信號設(shè)輸入信號ui=Uimsinw wt Vou2CiuCCV BRCR1C TLR上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)1當(dāng)當(dāng)RL=時(shí)時(shí)在輸入回路在輸入回路uBE=UBEQ+ uit0BEuBEQUiuuBE波形圖波形圖ou2CiuCCV BRCR1C TLR上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)iQBQIBQIB2iB1iBEQUiB的波形圖的波形圖工作點(diǎn)的移動(dòng)工作點(diǎn)的移動(dòng)

31、uBE波形圖波形圖（1） iB的形成過程的形成過程已知已知Qabt0BEu0tBiBi0BEu上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)abBQBIi oQtMNCCC/ RVCCV0CEuCi0tCEuCEQUCEQUCQICQIiB1iB2(2) 輸出波形輸出波形已知已知Q已知已知 iB工作點(diǎn)的移動(dòng)工作點(diǎn)的移動(dòng)uCE波形圖波形圖iC波形圖波形圖輸出電壓輸出電壓uo0Ci上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)已知輸入信號已知輸入信號小結(jié)：小結(jié)：輸出信號波形輸出信號波形輸出電壓輸出電壓uo與輸入電壓與輸入電壓ui相位相反相位相反0tou0tiu上頁上頁下頁下頁后

32、退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)(2) 如果靜態(tài)工作點(diǎn)如果靜態(tài)工作點(diǎn)Q太低太低iQBQIBQIBEQU工作點(diǎn)的移動(dòng)工作點(diǎn)的移動(dòng)uBE波形圖波形圖ab已知已知QiB1iB2iB的波形圖的波形圖a. 輸輸入入波波形形0tBit0BEuBi0BEu上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)abBQBIi oQCEQUCEQUCQICQIiB1iB2已知已知Q已知已知 iB工作點(diǎn)的移動(dòng)工作點(diǎn)的移動(dòng)uCE波形圖波形圖iC波形圖波形圖輸出電壓輸出電壓b. 輸出波形輸出波形截止截止失真失真tMNCCC/ RVCCV0CEuCi0tCEu0Ci上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電

33、子技術(shù)基礎(chǔ)iQBQIBQIBEQU0Bit0t0BiBEuBEu工作點(diǎn)的移動(dòng)工作點(diǎn)的移動(dòng)uBE波形圖波形圖ab已知已知QiB1iB2iB的波形圖的波形圖a. 輸輸入入波波形形(3) 如果靜態(tài)工作點(diǎn)如果靜態(tài)工作點(diǎn)Q太高太高上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)abBQBIi oQCEQUCEQUCQICQIiB1iB2已知已知Q已知已知 iB工作點(diǎn)的移動(dòng)工作點(diǎn)的移動(dòng)uCE波形圖波形圖iC波波形圖形圖b. 輸出波形輸出波形輸出輸出電壓電壓飽和飽和失真失真tMNCCC/ RVCCV0CEuCi0tCEu0Ci上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)小結(jié)：小結(jié)： 靜態(tài)

34、工作點(diǎn)不合適靜態(tài)工作點(diǎn)不合適 ，將使工作點(diǎn)進(jìn)入非線性區(qū)，將使工作點(diǎn)進(jìn)入非線性區(qū)而產(chǎn)生非線性失真（飽和失真、截止失真）。而產(chǎn)生非線性失真（飽和失真、截止失真）。 工作點(diǎn)合適就一定不工作點(diǎn)合適就一定不會(huì)失真？會(huì)失真？上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)iQBQIBQIBEQU0Bit0t0BiBEuBEu工作點(diǎn)的移動(dòng)工作點(diǎn)的移動(dòng)uBE波形波形ab已知已知QiB1iB2iB的波形的波形a. 輸輸入入波波形形(4) 如果輸入信號太大如果輸入信號太大上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)abBQBIi oQCEQUCEQUCQICQIiB1iB2已知已知Q已知已知

35、iB工作點(diǎn)的移動(dòng)工作點(diǎn)的移動(dòng)uCE波形波形iC波形波形b. 輸出波形輸出波形tMNCCC/ RVCCV0CEuCi0tCEu0Ci上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)CCQRICEQU（忽略（忽略 UCES和和ICBO）(5) 放大電路的動(dòng)態(tài)范圍放大電路的動(dòng)態(tài)范圍a. 如果如果UCEQ=ICQRC=VCC/2CQIiB波形波形iB1iB2iB3uo1uo2uo3輸輸出出波波形形=2ICRCUopp=2UCEQ=VCC0tCEu0MNCCC/ RVCEuCCVCioQ上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)CCQRICEQUb. 如果如果UCEQICQRCCQ

36、IiB波形波形iB1iB2iB3輸輸出出波波形形Uopp=2ICRCuo1uo2uo3CEQU0tCEu0MNCCC/ RVCEuCCVCioQ上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)基本共射極放大電路的波形分析動(dòng)畫演示基本共射極放大電路的波形分析動(dòng)畫演示上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)結(jié)論結(jié)論: :(2) uo與與ui的相位相反。的相位相反。(3) ui的幅度過大或靜態(tài)工作點(diǎn)不合適的幅度過大或靜態(tài)工作點(diǎn)不合適 ，將產(chǎn)生非線，將產(chǎn)生非線性失真（飽和失真、截止失真）。性失真（飽和失真、截止失真）。(4) 放大電路信號放大電路信號iB=IB+ibuBE=UB

37、E+uiiC=IC+icuCE=UCE+uce(1) 共射極放大電路有電壓放大能力。共射極放大電路有電壓放大能力。上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)CCCCQCEQOPP22VRIUU (5) 動(dòng)態(tài)范圍動(dòng)態(tài)范圍(忽略忽略ICEO和和UCES)(a) Qo點(diǎn)在負(fù)載線的中點(diǎn)點(diǎn)在負(fù)載線的中點(diǎn)UCEQ=ICQRC =VCC/2Uo pp=2ICQRC(b) Qo點(diǎn)在負(fù)載線中點(diǎn)下方點(diǎn)在負(fù)載線中點(diǎn)下方 UCEQICQRC上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) (c) Qo點(diǎn)在負(fù)載線中點(diǎn)上方點(diǎn)在負(fù)載線中點(diǎn)上方(6) 非線性失真的特點(diǎn)：非線性失真的特點(diǎn)：Uopp=2mi

38、n UCEQ， ICQRCUCEQICQRC飽和失真：輸出電壓波形的下半部被削平。飽和失真：輸出電壓波形的下半部被削平。截止失真：輸出電壓波形的上半部被削平。截止失真：輸出電壓波形的上半部被削平。 (d) Uopp的一般表示式的一般表示式Uo pp=2 UCEQ上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)2當(dāng)當(dāng)RL時(shí)時(shí)（1）放大電路的交流通路）放大電路的交流通路交流通路畫法：交流通路畫法：耦合電容短路耦合電容短路直流電壓源短路直流電壓源短路(接地）接地）ou2CiuCCV BRCR1C TLR上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)交流通路交流通路ouiuBRCR

39、TLRou2CiuCCV BRCR1C TLR上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)RL RC/RL由放大電路的交流通路可知由放大電路的交流通路可知式中式中icouiuBRCRTLR ceuCLcceo/ RRiuu LcRi 上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)ceCEQCEuUu 由于由于LcceRiu LCQCCEQCE)(RIiUu 故故cCQCiIi LCLCQCEQRiRIU LCCCRiV （2） 交流負(fù)載線交流負(fù)載線式中式中LCQCEQCCRIUV 上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)該直線稱為放大電路的該直線稱為放大電

40、路的交流負(fù)載線。交流負(fù)載線。在在uCE和和iC的坐標(biāo)中，也表示一條直線的坐標(biāo)中，也表示一條直線M直流負(fù)載線直流負(fù)載線交流負(fù)載線交流負(fù)載線PUCEQ+ICQ RLL/1 R a b iCuCE0QONICQabCEQUC/1 RCCC/ RVLCCCCERiVu 式式上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)交流負(fù)載線及放大電路波形分析交流負(fù)載線及放大電路波形分析上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)交流負(fù)載線的特點(diǎn)交流負(fù)載線的特點(diǎn):d. 電路的工作點(diǎn)沿交流負(fù)載線移動(dòng)電路的工作點(diǎn)沿交流負(fù)載線移動(dòng)。a. 斜率為斜率為1/RLb. 經(jīng)過靜態(tài)工作點(diǎn)經(jīng)過靜態(tài)工作點(diǎn)Qc.

41、與橫軸的交點(diǎn)為與橫軸的交點(diǎn)為UCEQ+ICQ RL iCuCE0QOMNICQabPCEQUUCEQ+ICQ RL直流負(fù)載線直流負(fù)載線交流負(fù)載線交流負(fù)載線L/1 R L/1 R a b CCC/ RV上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)e. 動(dòng)態(tài)范圍動(dòng)態(tài)范圍(a) 比電路空載時(shí)小。比電路空載時(shí)小。(b),min2LCQCEQOPPRIUU ),min(LCQCESCEQOPPRIUUU 2(c) 當(dāng)考慮當(dāng)考慮UCES時(shí)時(shí)iCuCE0QOMNICQabPCEQUUCEQ+ICQ RL直流負(fù)載線直流負(fù)載線交流負(fù)載線交流負(fù)載線L/1 R C/1 Ra b CCC/ RV上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（2）作圖煩瑣，作圖煩瑣，Ui很小時(shí)難以作圖。很小時(shí)難以作圖。 圖解法的特點(diǎn)圖解法的特點(diǎn)（1）便于觀察。便于觀察。 （3）放大電路一些性能指標(biāo)無法由圖解法求得。放大電路一些性能指標(biāo)無法由圖解法求得。上頁上頁下頁下頁后退后退模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)2.4.2 微變等效電路法在放大電路動(dòng)態(tài)分析中的應(yīng)用微變等效電路法在放大電路動(dòng)態(tài)分析中的