第2章雙極型晶體管及放大電路基礎(chǔ)

1、 2.1 雙極型晶體管雙極型晶體管 2.2 放大電路的基本概念放大電路的基本概念 2.3 放大電路的分析方法放大電路的分析方法 2.4 放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定 2.5 晶體管放大電路的三種接法晶體管放大電路的三種接法 2.6 晶體管基本單管放大電路派生電路晶體管基本單管放大電路派生電路 2.7 多級(jí)放大電路多級(jí)放大電路 第二章第二章 半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管2.1 雙極型晶體三極管雙極型晶體三極管 2.1.1 三極管的結(jié)構(gòu) 2.1.2 三極管的電流分配與控制 2.1.3 三極管的特性曲線 2.1.4 三極管的參數(shù) 2.1.5 溫度對(duì)BJT參數(shù)及特性的影響 雙極型半導(dǎo)體

2、三極管的結(jié)構(gòu)示意圖如圖雙極型半導(dǎo)體三極管的結(jié)構(gòu)示意圖如圖02.01所示。所示。它有兩種類型它有兩種類型:NPN型和型和PNP型。型。 圖圖 02.01 02.01 兩種極性的雙極型三極管兩種極性的雙極型三極管e-b間的PN結(jié)稱為發(fā)射結(jié)(Je) c-b間的PN結(jié)稱為集電結(jié)(Jc) 中間部分稱為基區(qū)，連上電極稱為基極，用B或b表示（Base）； 一側(cè)稱為發(fā)射區(qū)，電極稱為發(fā)射極，用E或e表示（Emitter）； 另一側(cè)稱為集電區(qū)和集電極，用C或c表示（Collector）。2.1.1 三極管的結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 發(fā)射區(qū)的摻雜濃度最高；發(fā)射區(qū)的摻雜濃度最高； 集電區(qū)摻雜濃度低于發(fā)射區(qū)，且面積大

3、；集電區(qū)摻雜濃度低于發(fā)射區(qū)，且面積大； 基區(qū)很薄，一般在幾個(gè)微米至幾十個(gè)微米，且基區(qū)很薄，一般在幾個(gè)微米至幾十個(gè)微米，且摻雜濃度最低。摻雜濃度最低。管芯結(jié)構(gòu)剖面圖管芯結(jié)構(gòu)剖面圖發(fā)射區(qū)：發(fā)射載流子發(fā)射區(qū)：發(fā)射載流子集電區(qū)：收集載流子集電區(qū)：收集載流子基區(qū)：傳送和控制載流子基區(qū)：傳送和控制載流子 三種組態(tài)三種組態(tài) 雙極型三極管有三個(gè)電極，其中兩個(gè)可以作為雙極型三極管有三個(gè)電極，其中兩個(gè)可以作為輸入輸入, 兩個(gè)可以作為輸出，這樣必然有一個(gè)電極是兩個(gè)可以作為輸出，這樣必然有一個(gè)電極是公共電極。三種接法也稱三種公共電極。三種接法也稱三種組態(tài)組態(tài) 共集電極接法共集電極接法，集電極作為公共電極，用，集電極作

4、為公共電極，用CC表示表示; 共基極接法共基極接法，基極作為公共電極，用基極作為公共電極，用CB表示。表示。共發(fā)射極接法共發(fā)射極接法，發(fā)射極作為公共電極，用，發(fā)射極作為公共電極，用CE表示；表示； 放大作用放大作用:共基極共基極若若 vI = 20mV使使當(dāng)則則電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)4920mVV98. 0IOV vvARLecb1k 共基極放大電路共基極放大電路VEEVCCVEBIBIEIC+-vI+vEBvO+-+iC+iE+iB iE = -1 mA， iC = iE = -0.98 mA， vO = - iC RL = 0.98 V， = 0.98 時(shí)，時(shí)， 為電流放大系數(shù)，為電流放

5、大系數(shù)，它只與管子的結(jié)構(gòu)尺寸和它只與管子的結(jié)構(gòu)尺寸和摻雜濃度有關(guān)，與外加電摻雜濃度有關(guān)，與外加電壓無(wú)關(guān)壓無(wú)關(guān)。一般。一般 = 0.9 0.99+-bceRL1k共射極放大電路共射極放大電路共射極放大電路VBBVCCVBEIBIEIC+-vI+vBEvO+-+iC+iE+iB vI = 20mV 設(shè)設(shè)若若則則電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)4920mVV98. 0IOVvvA iB = 20 uA vO = - iC RL = -0.98 V， = 0.98mA98. 01BBCiii使使4. 放大作用：共射極放大作用：共射極 是另一個(gè)電流放大系數(shù)，是另一個(gè)電流放大系數(shù)，同樣，同樣，它也只與管子的結(jié)構(gòu)尺

6、寸和摻雜濃它也只與管子的結(jié)構(gòu)尺寸和摻雜濃度有關(guān)，與外加電壓無(wú)關(guān)。度有關(guān)，與外加電壓無(wú)關(guān)。一般一般 1 雙極型半導(dǎo)體三極管在工作時(shí)一定要加上雙極型半導(dǎo)體三極管在工作時(shí)一定要加上適當(dāng)?shù)闹绷髌秒妷?。適當(dāng)?shù)闹绷髌秒妷骸?若在放大工作狀態(tài)：發(fā)射結(jié)加正向電壓，若在放大工作狀態(tài)：發(fā)射結(jié)加正向電壓，集電結(jié)加反向電壓。集電結(jié)加反向電壓。 現(xiàn)以 NPN型三極管的放大狀態(tài)為例，來(lái)說(shuō)明三極管內(nèi)部的電流關(guān)系， 見(jiàn)圖02.02。圖 02.02 雙極型三極管的電流傳輸關(guān)系2.1.2 三極管的電流分配與控制RLecb1kVEEVCCVEBIBIEIC+-vI+vEBvO+-+iC+iE+iB發(fā) 集射 電結(jié) 結(jié)正 反偏 偏

7、IEN：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IEP：空穴從基區(qū)向發(fā)射區(qū)也有的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，形成的電流空穴從基區(qū)向發(fā)射區(qū)也有的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，形成的電流IBN：在基區(qū)被復(fù)合的電子形成的電流在基區(qū)被復(fù)合的電子形成的電流ICN：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，進(jìn)入集電結(jié)的結(jié)電場(chǎng)區(qū)域，被集電極所收集，結(jié)反偏電壓的作用下，進(jìn)入集電結(jié)的結(jié)電場(chǎng)區(qū)域，被集電極所收集，形成集電極電流形成集電極電流ICBO：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另外因集電結(jié)反偏，使

8、集電結(jié)區(qū)的少子形成漂移電流IC=ICN+ ICBO IE =IC+IBIE=IEP+IEN（IEN=ICN+IBN ） IB=IEP+ IBNICBOCBOBII 2. 電流放大系數(shù)電流放大系數(shù)1. 電流分配關(guān)系電流分配關(guān)系發(fā)射極注入電流發(fā)射極注入電流傳輸?shù)郊姌O的電流傳輸?shù)郊姌O的電流設(shè)設(shè) 通常通常 IC ICBOECII 則則有有 為電流放大系數(shù)，為電流放大系數(shù)，它只與管子的結(jié)構(gòu)尺寸和它只與管子的結(jié)構(gòu)尺寸和摻雜濃度有關(guān)，與外加電摻雜濃度有關(guān)，與外加電壓無(wú)關(guān)壓無(wú)關(guān)。一般。一般 = 0.9 0.99ECN/ II發(fā)射區(qū)摻雜濃度高，基區(qū)很薄，是保證三極管能夠?qū)崿F(xiàn)電流放大的關(guān)鍵。若兩個(gè)PN結(jié)對(duì)接，

9、相當(dāng)基區(qū)很厚，所以沒(méi)有電流放大作用，基區(qū)從厚變薄，兩個(gè)PN結(jié)演變?yōu)槿龢O管，這是量變引起質(zhì)變的又一個(gè)實(shí)例。3. 電流放大倍數(shù)電流放大倍數(shù)定義定義: CBOBCBOCBCNIIIIIICBOBII , 1通常有通常有 ： BEBCIIII)1 (,得得 ： BCii交流參數(shù)： 是另一個(gè)電流放大系數(shù)，是另一個(gè)電流放大系數(shù)，同樣，它也只與管同樣，它也只與管子的結(jié)構(gòu)尺寸和摻雜濃度有關(guān)，與外加電壓無(wú)關(guān)。子的結(jié)構(gòu)尺寸和摻雜濃度有關(guān)，與外加電壓無(wú)關(guān)。一般一般 1 綜上所述，三極管的放大作用，主要是依綜上所述，三極管的放大作用，主要是依靠它的發(fā)射極電流能夠通過(guò)基區(qū)傳輸，然后到靠它的發(fā)射極電流能夠通過(guò)基區(qū)傳輸，然

10、后到達(dá)集電極而實(shí)現(xiàn)的。達(dá)集電極而實(shí)現(xiàn)的。實(shí)現(xiàn)這一傳輸過(guò)程的兩個(gè)條件是：實(shí)現(xiàn)這一傳輸過(guò)程的兩個(gè)條件是：（1）內(nèi)部條件：內(nèi)部條件：發(fā)射區(qū)雜質(zhì)濃度遠(yuǎn)大于基區(qū)發(fā)射區(qū)雜質(zhì)濃度遠(yuǎn)大于基區(qū)雜質(zhì)濃度，且基區(qū)很薄。雜質(zhì)濃度，且基區(qū)很薄。（2）外部條件：外部條件：發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置。向偏置。 輸入特性曲線 iB=f(uBE) uCE=const 輸出特性曲線 iC=f(uCE) iB=const本節(jié)介紹共發(fā)射極接法三極管的特性曲線，即2.1.3 三極管的特性曲線+-bceRL1k共射極放大電路iB+-uCEuBEvCE = 0V+-bce共射極放大電路VBBVCCvBEiCiB

11、+-vCE iB=f(vBE) vCE=const(2) 當(dāng)當(dāng)vCE1V時(shí)，時(shí)， vCB= vCE - - vBE0，集電結(jié)已進(jìn)入反偏狀態(tài)，開(kāi)始收，集電結(jié)已進(jìn)入反偏狀態(tài)，開(kāi)始收 集電子，基區(qū)復(fù)合減少，同樣的集電子，基區(qū)復(fù)合減少，同樣的vBE下下 IB減小，特性曲線右移。減小，特性曲線右移。vCE = 0VvCE 1V(1) 當(dāng)當(dāng)vCE=0V時(shí)，相當(dāng)于發(fā)射結(jié)的正向伏安特性曲線。時(shí)，相當(dāng)于發(fā)射結(jié)的正向伏安特性曲線。1. 輸入特性曲線輸入特性曲線(3) 輸入特性曲線的三個(gè)部分輸入特性曲線的三個(gè)部分死區(qū)死區(qū)非線性區(qū)非線性區(qū)線性區(qū)線性區(qū)飽和區(qū)：飽和區(qū)：iC明顯受明顯受vCE控控制的區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)，制的區(qū)

12、域，該區(qū)域內(nèi)，一般一般vCE0.7V(硅管硅管)。此時(shí)，此時(shí)，發(fā)射結(jié)正偏，集發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏或反偏電壓很電結(jié)正偏或反偏電壓很小小。iC=f(vCE) iB=const2. 2. 輸出特性曲線輸出特性曲線輸出特性曲線的三個(gè)區(qū)域輸出特性曲線的三個(gè)區(qū)域:截止區(qū)：截止區(qū)：iC接近零的接近零的區(qū)域，相當(dāng)區(qū)域，相當(dāng)iB=0的曲的曲線的下方。此時(shí)，線的下方。此時(shí)， vBE小于死區(qū)電壓小于死區(qū)電壓。放大區(qū)：放大區(qū)：iC平行于平行于vCE軸的軸的區(qū)域，曲線基本平行等距。區(qū)域，曲線基本平行等距。此時(shí)，此時(shí)，發(fā)射結(jié)正偏，集電發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏結(jié)反偏。+-bce共射極放大電路VBBVCCvBEiCiB+-v

13、CE 總結(jié)總結(jié)飽和區(qū)iC受uCE顯著控制的區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)uCE的 數(shù)值較小，一般uCE0.7 V(硅管)。此時(shí) 發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏或反偏電壓很小。截止區(qū)iC接近零的區(qū)域，相當(dāng)iB=0的曲線的下方。 此時(shí)，發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏。放大區(qū)iC平行于uCE軸的區(qū)域， 曲線基本平行等距。 此時(shí)，發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，電壓大于0.7 V左右(硅管) 。例：測(cè)量三極管三個(gè)電極對(duì)地電位如圖 03.09所示，試判斷三極管的工作狀態(tài)。 圖 03.09 三極管工作狀態(tài)判斷 放大截止飽和 ( (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=const

14、1. 電流放大系數(shù)電流放大系數(shù) 2.1.4 三極管的參數(shù)(2) 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 (3) 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 (4) 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，可以不加區(qū)分。加區(qū)分。 (3) 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 (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=（1+ ）I

15、CBO 2. 極間反向電流極間反向電流ICEO (1) 集電極基極間反向飽和電流集電極基極間反向飽和電流ICBO 發(fā)射極開(kāi)發(fā)射極開(kāi)路時(shí)，集電結(jié)的反向飽和電流。路時(shí)，集電結(jié)的反向飽和電流。 即輸出特性曲即輸出特性曲線線IB=0那條曲線所那條曲線所對(duì)應(yīng)的對(duì)應(yīng)的Y坐標(biāo)的數(shù)值。坐標(biāo)的數(shù)值。 ICEO也稱為集電極也稱為集電極發(fā)射極間穿透電流。發(fā)射極間穿透電流。+bce-uAIe=0VCCICBO+bce-VCCICEOuA集電極最大允許電流集電極最大允許電流ICM:下降到放大區(qū)的下降到放大區(qū)的70%-30%時(shí)，對(duì)應(yīng)時(shí)，對(duì)應(yīng)的集電極電流的集電極電流(2) 集電極最大允許功率損耗集電極最大允許功率損耗PCM

16、 3. 極限參數(shù)極限參數(shù) 集電極電流通過(guò)集電結(jié)時(shí)所產(chǎn)生的功耗，集電極電流通過(guò)集電結(jié)時(shí)所產(chǎn)生的功耗， PCM= ICUCBICUCE， 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。在計(jì)算時(shí)往往用在集電結(jié)上。在計(jì)算時(shí)往往用UCE取代取代UCB。(3) 反向擊穿電壓反向擊穿電壓 V(BR)CBO發(fā)射極開(kāi)路時(shí)的集電結(jié)反發(fā)射極開(kāi)路時(shí)的集電結(jié)反 向擊穿電壓。向擊穿電壓。 V(BR) EBO集電極開(kāi)路時(shí)發(fā)射結(jié)的反集電極開(kāi)路時(shí)發(fā)射結(jié)的反 向擊穿電壓。向擊穿電壓。 V(BR)CEO基極開(kāi)路時(shí)集電極和發(fā)射基極開(kāi)路時(shí)集電極和發(fā)射 極間的擊穿電壓。極間的擊穿電壓。幾個(gè)擊穿電

17、壓有如下關(guān)系幾個(gè)擊穿電壓有如下關(guān)系 V(BR)CBOV(BR)CEOV(BR) EBO 3. 極限參數(shù)極限參數(shù) 由由PCM、 ICM和和V(BR)CEO在輸出特性曲線上可以在輸出特性曲線上可以確定過(guò)損耗區(qū)、過(guò)電流區(qū)和擊穿區(qū)。確定過(guò)損耗區(qū)、過(guò)電流區(qū)和擊穿區(qū)。 輸出特性曲線上的過(guò)損耗區(qū)和擊穿區(qū)輸出特性曲線上的過(guò)損耗區(qū)和擊穿區(qū)特征頻率特征頻率fT 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)。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。當(dāng)下降到1時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻率稱為特征頻率，用fT表示。2.1.5 溫度對(duì)溫度對(duì)BJT參數(shù)及特性的影響參數(shù)及特性的影響(1) 溫度對(duì)溫度對(duì)ICBO的影響的影響

18、溫度每升高溫度每升高10，ICBO約增加一倍。約增加一倍。 (2) 溫度對(duì)溫度對(duì) 的影響的影響溫度每升高溫度每升高1， 值約增大值約增大0.5%1%。 (3) 溫度對(duì)反向擊穿電壓溫度對(duì)反向擊穿電壓V(BR)CBO、V(BR)CEO的影響的影響溫度升高時(shí)，溫度升高時(shí)，V(BR)CBO和和V(BR)CEO都會(huì)有所提高。都會(huì)有所提高。 2. 溫度對(duì)溫度對(duì)BJT特性曲線的影響特性曲線的影響1. 溫度對(duì)溫度對(duì)BJT參數(shù)的影響參數(shù)的影響2.2 放大電路的基本概念放大電路的基本概念 2.2.1 放大的概念 2.2.2 放大電路的主要技術(shù)指標(biāo) 2.2.1 放大的概念 1.1.放大電路主要用于放大微弱信號(hào)，輸出

19、電壓或電放大電路主要用于放大微弱信號(hào)，輸出電壓或電流在幅度上得到了放大，輸出信號(hào)的能量得到了加強(qiáng)。流在幅度上得到了放大，輸出信號(hào)的能量得到了加強(qiáng)。 2. 2.輸出信號(hào)的能量實(shí)際上是由直流電源提供的，只輸出信號(hào)的能量實(shí)際上是由直流電源提供的，只是經(jīng)過(guò)三極管的控制，使之轉(zhuǎn)換成信號(hào)能量，提供給負(fù)是經(jīng)過(guò)三極管的控制，使之轉(zhuǎn)換成信號(hào)能量，提供給負(fù)載。載。2.2.2 2.2.2 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) (1)放大倍數(shù) (2)輸入電阻Ri (3)輸出電阻Ro (4)通頻帶(1) (1) 放大倍數(shù)放大倍數(shù)-反反映放大電路在輸入信號(hào)控制下，將供電電源能量映放大電路在輸入信號(hào)控制下，將供電電

20、源能量轉(zhuǎn)換為輸出信號(hào)能量的能力轉(zhuǎn)換為輸出信號(hào)能量的能力互阻放大倍數(shù)互阻放大倍數(shù) io/ IUAui電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù) io/UUAu功率放大倍數(shù)功率放大倍數(shù) iiooio/IVIVPPAp互導(dǎo)放大倍數(shù)互導(dǎo)放大倍數(shù) ioiuUIA/電流放大倍數(shù)電流放大倍數(shù)io/ IIAi增益增益表示放大倍數(shù)的另外一種方法表示放大倍數(shù)的另外一種方法其中其中)dB(lg20VA 電電壓壓增增益益 “ “甲放大電路的增益為甲放大電路的增益為-20-20倍倍”和和“乙放大電路的增益為乙放大電路的增益為-20dB”-20dB”，問(wèn)哪個(gè)電路的增益大？問(wèn)哪個(gè)電路的增益大？四種增益四種增益ioVVAV ioIIAI io

21、IVAR ioVIAG IVAA、常用分貝（常用分貝（dBdB）表示）表示)dB(lg20IA 電流增益電流增益)dB(lg10PA 功率增益功率增益(2) (2) 輸入電阻輸入電阻 Ri-體現(xiàn)放大電路從信號(hào)源獲得電流的能力體現(xiàn)放大電路從信號(hào)源獲得電流的能力iiiIUR(3) (3) 輸出電阻輸出電阻Ro-體現(xiàn)電路的驅(qū)動(dòng)能力體現(xiàn)電路的驅(qū)動(dòng)能力0,.o.ooSL=URIURo=oLoLURRRULooRUUR1=o 注意：放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻通常都是注意：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)，只有在放大電路處于放大在正弦信號(hào)下的交流參數(shù)，只有在放大電路處于放大狀態(tài)且

22、輸出不失真的條件下才有意義。狀態(tài)且輸出不失真的條件下才有意義。放大電路放大電路IT+VTRo+Vs=0兩個(gè)放大電路相連的示意圖(4) (4) 通頻帶通頻帶 BW=fH-fL00HL7.02)()(AAfAfA(03.06)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。圖 03.05 通頻帶的定義 放大電路的增益放大電路的增益A(f) 是頻率的函數(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問(wèn)題問(wèn)題1 1：放大電路的輸出電阻小，對(duì)放大：

23、放大電路的輸出電阻小，對(duì)放大 電路輸出電壓的穩(wěn)定性是否有利？電路輸出電壓的穩(wěn)定性是否有利？問(wèn)題問(wèn)題2 2：有一個(gè)放大電路的輸入信號(hào)的頻：有一個(gè)放大電路的輸入信號(hào)的頻 率成分為率成分為100 100 Hz10 kHz，那么放，那么放 大電路的通頻帶應(yīng)如何選擇？大電路的通頻帶應(yīng)如何選擇？ 如果放大電路的通頻帶比輸入信如果放大電路的通頻帶比輸入信 號(hào)的頻帶窄，那么輸出信號(hào)將發(fā)號(hào)的頻帶窄，那么輸出信號(hào)將發(fā)什么變化？什么變化？2.3 放大電路的分析方法放大電路的分析方法2.3.1 2.3.1 共發(fā)射極組態(tài)交流基本放大電路的組成共發(fā)射極組態(tài)交流基本放大電路的組成2.3.2 2.3.2 靜態(tài)和動(dòng)態(tài)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)

24、2.3.3 放大電路的圖解分析放大電路的圖解分析2.3.4 2.3.4 小信號(hào)模型分析法小信號(hào)模型分析法1. 電路組成電路組成輸入回路（基極回路）輸入回路（基極回路）輸出回路（集電極回路）輸出回路（集電極回路）2.3.1 2.3.1 共發(fā)射極組態(tài)交流基本放大電路的組成共發(fā)射極組態(tài)交流基本放大電路的組成2. 簡(jiǎn)化電路及習(xí)慣畫法簡(jiǎn)化電路及習(xí)慣畫法習(xí)慣畫法習(xí)慣畫法 共射極基本放大電路共射極基本放大電路基本組成如下：基本組成如下： 三三 極極 管管T 負(fù)載電阻負(fù)載電阻Rc 、RL 偏置電路偏置電路VCC 、Rb 耦合電容耦合電容C1 、C2起放大作用。起放大作用。將變化的集電極電流轉(zhuǎn)換為電壓輸出。提供

25、電源，并使三極管工作在線性區(qū)。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。共發(fā)射極組態(tài)交流基本放大電路 3. 簡(jiǎn)單工作原理簡(jiǎn)單工作原理三點(diǎn)原則：三點(diǎn)原則：1）必須設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，保證在整個(gè)周期，信號(hào)全部工作在放大區(qū)。）必須設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，保證在整個(gè)周期，信號(hào)全部工作在放大區(qū)。2）輸入回路的接法，應(yīng)該使輸入信號(hào)能夠盡量不損失的加載到放大期間的）輸入回路的接法，應(yīng)該使輸入信號(hào)能夠盡量不損失的加載到放大期間的輸入端輸入端3）輸出回路的接法，應(yīng)該使輸出信號(hào)，盡可能的多的傳送到負(fù)載上）輸出回路的接法，應(yīng)該使輸出信號(hào)，盡可能的多的

26、傳送到負(fù)載上 靜態(tài)：靜態(tài)：輸入信號(hào)為零（輸入信號(hào)為零（v vi i= 0 = 0 或或 i ii i= 0= 0）時(shí)，）時(shí)，放大電路的工作狀態(tài)，也稱放大電路的工作狀態(tài)，也稱直流工作狀態(tài)直流工作狀態(tài)。 動(dòng)態(tài)：動(dòng)態(tài)：輸入信號(hào)不為零時(shí)，放大電路的工作輸入信號(hào)不為零時(shí)，放大電路的工作狀態(tài)，也稱狀態(tài)，也稱交流工作狀態(tài)交流工作狀態(tài)。 電路處于靜態(tài)時(shí)，三極管各電極的電壓、電電路處于靜態(tài)時(shí)，三極管各電極的電壓、電流在特性曲線上確定為一點(diǎn)，稱為流在特性曲線上確定為一點(diǎn)，稱為靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn)，常稱為常稱為Q點(diǎn)。一般用點(diǎn)。一般用IB、 IC、和、和VCE （或（或IBQ、ICQ、和和VCEQ ）表示。）表示。

27、2.3.2 2.3.2 靜態(tài)和動(dòng)態(tài)靜態(tài)和動(dòng)態(tài) 情況一、截止?fàn)顟B(tài)CCCCVRIVUIIIcCQCEQBQCQBQ00 靜態(tài)時(shí)：靜態(tài)時(shí)：。V 0iu一一 設(shè)置靜態(tài)性工作點(diǎn)的必要設(shè)置靜態(tài)性工作點(diǎn)的必要情況二、飽和狀態(tài)情況三、放大狀態(tài)cCQCCCEQBQCQbBEQCCBQRIVUIIRUVI 靜態(tài)時(shí)：靜態(tài)時(shí)：。V 0iu 直流通道 交流通道 在直流電源的作用下直流電流流經(jīng)的通道。電容開(kāi)路；電感短路；信號(hào)源短路，但應(yīng)保留其內(nèi)阻。 能通過(guò)交流的電路通道。電容（容量足夠大，如耦合電容）-短路；直流電源短路 。二二 直流通道和交流通道直流通道和交流通道 (a)直流通道 (b)交流通道 圖 03.07 基本放

28、大電路的直流通道和交流通道 直接耦合共射放大電路及其 直流通路和交流通路阻容耦合共射放大電路交流通路直流通路 用近似估算法求靜態(tài)工作點(diǎn)用近似估算法求靜態(tài)工作點(diǎn) 用圖解分析法確定靜態(tài)工作點(diǎn)用圖解分析法確定靜態(tài)工作點(diǎn) 交流通路及交流負(fù)載線交流通路及交流負(fù)載線 輸入交流信號(hào)時(shí)的圖解分析輸入交流信號(hào)時(shí)的圖解分析 BJT的三個(gè)工作區(qū)的三個(gè)工作區(qū) 輸出功率和功率三角形輸出功率和功率三角形一 靜態(tài)工作情況分析靜態(tài)工作情況分析二二 動(dòng)態(tài)工作情況分析動(dòng)態(tài)工作情況分析 2.3.32.3.3 圖解分析法圖解分析法 共射極放大電路共射極放大電路 一一 靜態(tài)工作情況分析靜態(tài)工作情況分析1. 用近似估算法求靜態(tài)工作點(diǎn)用近

29、似估算法求靜態(tài)工作點(diǎn)bBECCBRVVI根據(jù)直流通路可知：根據(jù)直流通路可知： 采用該方法，必須已知三極管的采用該方法，必須已知三極管的 值值。一般硅管一般硅管VBE=0.7V，鍺管，鍺管VBE=0.2V。直流通路直流通路+-BCIIcCCCCERIVV 采用該方法分析靜態(tài)工作點(diǎn)，必須已知三極采用該方法分析靜態(tài)工作點(diǎn)，必須已知三極管的輸入輸出特性曲線。管的輸入輸出特性曲線。 共射極放大電路共射極放大電路2. 用圖解分析法確定靜態(tài)工作點(diǎn)用圖解分析法確定靜態(tài)工作點(diǎn) 首先，畫出直流通路首先，畫出直流通路直流通路直流通路IBVBE+-ICVCE+-直流通路直流通路IBVBE+-ICVCE+- 列輸入回路

30、方程：列輸入回路方程：VBE =VCCIBRb 列輸出回路方程（直流負(fù)載線）：列輸出回路方程（直流負(fù)載線）：VCE=VCCICRc 在輸入特性曲線上，作出直線在輸入特性曲線上，作出直線 VBE =VCCIBRb，兩，兩線的交點(diǎn)即是線的交點(diǎn)即是Q點(diǎn)，得到點(diǎn)，得到IBQ。 在輸出特性曲線上，作出直流負(fù)載線在輸出特性曲線上，作出直流負(fù)載線 VCE=VCCICRc，與與IBQ曲線的交點(diǎn)即為曲線的交點(diǎn)即為Q點(diǎn)，從而得到點(diǎn)，從而得到VCEQ 和和ICQ。vCEiC斜斜率率 -1RcRcVCCVCCvCEiC斜斜率率 -1RcIBQRcVCCVCCvCEiC斜斜率率 -1RcQIBQRcVCCVCCvCEi

31、C斜斜率率 -1RcQVCEQICQIBQRcVCCVCCvCEiC斜斜率率 -1RcQICQIBQRcVCCVCCvCEiC二二 動(dòng)態(tài)工作情況分析動(dòng)態(tài)工作情況分析由交流通路得純交流負(fù)載線：由交流通路得純交流負(fù)載線： 共射極放大電路共射極放大電路交流通路交流通路icvce+-vce= -ic (Rc /RL) 因?yàn)榻涣髫?fù)載線必過(guò)因?yàn)榻涣髫?fù)載線必過(guò)Q點(diǎn)，點(diǎn)，即即 vce= vCE - VCEQ ic= iC - ICQ 同時(shí)，令同時(shí)，令R L = Rc/RL1. 交流通路及交流負(fù)載線交流通路及交流負(fù)載線則交流負(fù)載線為則交流負(fù)載線為vCE - VCEQ= -(iC - ICQ ) R L 即即 i

32、C = (-1/R L) vCE + (1/R L) VCEQ+ ICQ斜斜率率 -1RcQVCEQICQIBQRcVCCVCCvCEiC斜斜率率 -1RcQVCEQICQIBQRcVCCVCCvCEiC斜斜率率 -1Rc斜斜率率1Rc/ RLQVCEQICQIBQRcVCCVCCvCEiC 過(guò)輸出特性曲線上過(guò)輸出特性曲線上的的Q點(diǎn)做一條斜率為點(diǎn)做一條斜率為- -1/R L 直線，該直線即為直線，該直線即為交流負(fù)載線。交流負(fù)載線。 RL= RLRc， 是是交流負(fù)載電阻。交流負(fù)載電阻。 交流負(fù)載線是交流負(fù)載線是有交流輸入信號(hào)時(shí)有交流輸入信號(hào)時(shí)Q點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。 2. 輸入交流信號(hào)時(shí)的

33、圖解分析輸入交流信號(hào)時(shí)的圖解分析 共射極放大電路共射極放大電路QIBQVBEQvBE/ViB/uAttvBE/ViB/uAQQQIBQVBEQvBE/ViB/uAttvBE/ViB/uAQQQIBQVBEQvBE/ViB/uAttvBE/ViB/uA204060QICQVCEQvCE/ViC/mAvCE/ViC/mAtt交流負(fù)載線交流負(fù)載線QQQICQVCEQvCE/ViC/mAvCE/ViC/mAtt交流負(fù)載線交流負(fù)載線20uA40uA60uAQQQICQVCEQvCE/ViC/mAvCE/ViC/mAtt交流負(fù)載線交流負(fù)載線20uA40uA60uAQQQICQVCEQvCE/ViC/mAv

34、CE/ViC/mAtt交流負(fù)載線交流負(fù)載線20uA40uA60uA通過(guò)圖解分析，可得如下結(jié)論：通過(guò)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。3. 動(dòng)態(tài)工作情況的圖解分析動(dòng)態(tài)工作情況的圖解分析 共射極放大電路中的電壓、共射極放大電路中的電壓、電流波形電流波形截止失真的波形截止失真的波形 3 3 波形非線性失真的分析波形非線性失真的分析 由于放大電路的工作點(diǎn)達(dá)到了三

35、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。飽和失真的波形飽和失真的波形3. 靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)波形失真的影響靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)波形失真的影響 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)為底部失真。輸出電壓表現(xiàn)為底部失真。4 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

36、作點(diǎn)Q要設(shè)置在輸出特性曲線放要設(shè)置在輸出特性曲線放 大區(qū)的中間部位；大區(qū)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。 放大器的最大不失真輸出幅度例題： 左圖電路，由于電路參數(shù)的改變使Q點(diǎn)移動(dòng)。iBiC1. 從Q1到Q45. 總結(jié)：總結(jié)：BJT的三個(gè)工作區(qū)的三個(gè)工作區(qū)QQ1Q2vCE/ViC/mA放大區(qū)放大區(qū)0iB=40uA80uA120uA160uA200uA飽和區(qū)飽和區(qū)截止區(qū)截止區(qū)當(dāng)工作點(diǎn)進(jìn)入飽和區(qū)或截止區(qū)時(shí)，將產(chǎn)生非線性失真當(dāng)工作點(diǎn)進(jìn)入飽和區(qū)或截止區(qū)時(shí)，將產(chǎn)生非線性失真。飽和區(qū)特點(diǎn)：飽和區(qū)特點(diǎn)： iC不再隨不再隨iB的增加而線性增加，即的增加而線性增加，即BCii 此時(shí)此

37、時(shí)CBii 截止區(qū)特點(diǎn)：截止區(qū)特點(diǎn)：iB=0， iC= ICEOvCE= VCES ，典型值為，典型值為0.3V 6. 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大，就要使功率三角形的面積大，即必須使面積大，即必須使Vom 和和Iom 都要大。都要大。功率三角形放大電路向電阻性負(fù)載提供的放大電路向電阻性負(fù)載提供的輸出功率輸出功率 在輸出特性曲線上，正在輸出特性曲線上，正好是三角形好是三角形 ABQ的面積，這的面積，這一三角形稱為一三角形稱為功率三角形功率三角形。 共射極放大電路共射極放大電路 放大電路如圖所示。已知放大電路如

38、圖所示。已知BJT的的 =80， Rb=300k， Rc=2k， VCC= +12V，求：求： （1）放大電路的）放大電路的Q點(diǎn)。此時(shí)點(diǎn)。此時(shí)BJT工作在哪個(gè)區(qū)域？工作在哪個(gè)區(qū)域？（2）當(dāng)）當(dāng)Rb=100k時(shí)，放大電路的時(shí)，放大電路的Q點(diǎn)。此點(diǎn)。此時(shí)時(shí)BJT工作在哪個(gè)區(qū)域？（忽略工作在哪個(gè)區(qū)域？（忽略BJT的飽的飽和壓降）和壓降）解：解：（1）uA40300k2V1bBECCB RVVI（2）當(dāng)）當(dāng)Rb=100k時(shí)，時(shí)，3.2mAuA4080BC II 5.6V3.2mA2k-V12CcCCCE IRVV靜態(tài)工作點(diǎn)為靜態(tài)工作點(diǎn)為Q（40uA，3.2mA，5.6V），），BJT工作在放大區(qū)。工作

39、在放大區(qū)。其最小值也只能為其最小值也只能為0，即，即IC的最大電流為：的最大電流為：uA120100k2V1bCCB RVImA6 . 9uA12080BC II V2 . 79.6mA2k-V12CcCCCE IRVVmA62k2V1cCESCCCM RVVICMB II 由由于于所以所以BJT工作在飽和區(qū)。工作在飽和區(qū)。VCE不可能為負(fù)值，不可能為負(fù)值，此時(shí)，此時(shí)，Q（120uA，6mA，0V），），一一 BJT的小信號(hào)建模的小信號(hào)建模二二 共射極放大電路的小信號(hào)模型分析共射極放大電路的小信號(hào)模型分析 H參數(shù)的引出參數(shù)的引出 H參數(shù)小信號(hào)模型參數(shù)小信號(hào)模型 模型的簡(jiǎn)化模型的簡(jiǎn)化 H參數(shù)的確

40、定參數(shù)的確定（意義、思路）（意義、思路） 利用直流通路求利用直流通路求Q點(diǎn)點(diǎn) 畫小信號(hào)等效電路畫小信號(hào)等效電路 求放大電路動(dòng)態(tài)指標(biāo)求放大電路動(dòng)態(tài)指標(biāo)2.3.4 2.3.4 小信號(hào)模型分析法小信號(hào)模型分析法建立小信號(hào)模型的意義建立小信號(hào)模型的意義建立小信號(hào)模型的思路建立小信號(hào)模型的思路 當(dāng)放大電路的輸入信號(hào)電壓很小時(shí)，就可以把三當(dāng)放大電路的輸入信號(hào)電壓很小時(shí)，就可以把三極管小范圍內(nèi)的特性曲線近似地用直線來(lái)代替，從而極管小范圍內(nèi)的特性曲線近似地用直線來(lái)代替，從而可以把三極管這個(gè)非線性器件所組成的電路當(dāng)作線性可以把三極管這個(gè)非線性器件所組成的電路當(dāng)作線性電路來(lái)處理。電路來(lái)處理。 由于三極管是非線性器

41、件，這樣就使得放大電路的由于三極管是非線性器件，這樣就使得放大電路的分析非常困難。建立小信號(hào)模型，就是將非線性器件做分析非常困難。建立小信號(hào)模型，就是將非線性器件做線性化處理，從而簡(jiǎn)化放大電路的分析和設(shè)計(jì)。線性化處理，從而簡(jiǎn)化放大電路的分析和設(shè)計(jì)。一一 BJT的小信號(hào)建模的小信號(hào)建模1. H參數(shù)的引出參數(shù)的引出),(CEBBEvifv 在小信號(hào)情況下，對(duì)上兩式取全微分得在小信號(hào)情況下，對(duì)上兩式取全微分得CECEBEBBBEBEBCEdvvvdiivdvIV 用小信號(hào)交流分量表示用小信號(hào)交流分量表示vbe= hieib+ hrevceic= hfeib+ hoevce 對(duì)于對(duì)于BJT雙口網(wǎng)絡(luò)，我

42、們雙口網(wǎng)絡(luò)，我們已經(jīng)知道輸入輸出特性曲線已經(jīng)知道輸入輸出特性曲線如下：如下：iB=f(vBE) vCE=constiC=f(vCE) iB=const可以寫成：可以寫成：),(CEBCvifi CECECBBCCBCEdvvidiiidiIVvBEvCEiBcebiCBJT雙口網(wǎng)絡(luò)雙口網(wǎng)絡(luò)CEBBEie Vivh 輸出端交流短路時(shí)的輸出端交流短路時(shí)的輸入電阻輸入電阻；輸出端交流短路時(shí)的正向電流傳輸比或輸出端交流短路時(shí)的正向電流傳輸比或電電流放大系數(shù)流放大系數(shù)；輸入端交流開(kāi)路時(shí)的輸入端交流開(kāi)路時(shí)的反向電壓傳輸比反向電壓傳輸比；輸入端交流開(kāi)路時(shí)的輸入端交流開(kāi)路時(shí)的輸出電導(dǎo)輸出電導(dǎo)。其中：其中：四個(gè)

43、參數(shù)量綱各不相同，故稱為混合參數(shù)（四個(gè)參數(shù)量綱各不相同，故稱為混合參數(shù)（H H參數(shù)）。參數(shù)）。vbe= hieib+ hrevceic= hfeib+ hoevceCEBCfe Viih BCEBEre IvvhBCECoe Ivih 2. H參數(shù)小信號(hào)模型參數(shù)小信號(hào)模型根據(jù)根據(jù)可得小信號(hào)模型可得小信號(hào)模型BJT的的H參數(shù)模型參數(shù)模型vbe= hieib+ hrevceic= hfeib+ hoevcevBEvCEiBcebiCBJT雙口網(wǎng)絡(luò)雙口網(wǎng)絡(luò) H H參數(shù)都是小信號(hào)參數(shù)，即微變參數(shù)或交流參數(shù)。參數(shù)都是小信號(hào)參數(shù)，即微變參數(shù)或交流參數(shù)。 H H參數(shù)與工作點(diǎn)有關(guān)，在放大區(qū)基本不變。參數(shù)與工作

44、點(diǎn)有關(guān)，在放大區(qū)基本不變。 H H參數(shù)都是微變參數(shù)，所以只適合對(duì)交流信號(hào)的分析。參數(shù)都是微變參數(shù)，所以只適合對(duì)交流信號(hào)的分析。3. 模型的簡(jiǎn)化模型的簡(jiǎn)化hfeibicvceibvbehrevcehiehoe即即 rbe= hie = hfe uT = hre rce= 1/hoe一般采用習(xí)慣符號(hào)一般采用習(xí)慣符號(hào)則則BJT的的H參數(shù)模型為參數(shù)模型為 ibicvceibvbeuT vcerberce uT很小，一般為很小，一般為10-3 10-4 ， rce很大，很大，約為約為100k 。故一故一般可忽略它們的影響，得到般可忽略它們的影響，得到簡(jiǎn)化電路簡(jiǎn)化電路 ib 是受控源是受控源 ，且為電流，

45、且為電流控制電流源控制電流源(CCCS)。 電流方向與電流方向與ib的方向是關(guān)聯(lián)的方向是關(guān)聯(lián)的。的。 4. H參數(shù)的確定參數(shù)的確定 一般用測(cè)試儀測(cè)出；一般用測(cè)試儀測(cè)出； rbe 與與Q點(diǎn)有關(guān)，可用圖點(diǎn)有關(guān)，可用圖示儀測(cè)出。示儀測(cè)出。一般也用公式估算一般也用公式估算 rbe 則則 )mA()mV(26)1 (300EQbeIr)mA()mV()mA()mV(EQEQTeIIVr26而而 (T=300K) rbe= rbb + (1+ ) re其中對(duì)于低頻小功率管其中對(duì)于低頻小功率管 rbb300 二二 用用H參數(shù)小信號(hào)模型分析共參數(shù)小信號(hào)模型分析共 射極基本放大電路射極基本放大電路 共射極放大電

46、路共射極放大電路1. 利用直流通路求利用直流通路求Q點(diǎn)點(diǎn)bBECCBRVVI 一般硅管一般硅管VBE=0.7V，鍺管，鍺管VBE=0.2V， 已知已知。BCII cCCCCERIVV bIcIbIbIcIbI2. 畫出小信號(hào)等效電路畫出小信號(hào)等效電路RbbIcIbIviRbiVbIcIOVbIRbviRciVbIcIOVbI共射極放大電路共射極放大電路icvce+-交流通路交流通路RbviRcRLiVbIcIOVbIH參數(shù)小信號(hào)等效電路參數(shù)小信號(hào)等效電路3. 求電壓增益求電壓增益根據(jù)根據(jù)RbviRcRLiVbIcIOVbIbebirIV bcII )/(LccORRIV 則電壓增益為則電壓增益

47、為beLcbebLcbbebLcciO)/()/()/(rRRrIRRIrIRRIVVAV（可作為公式）（可作為公式）4. 求輸入電阻求輸入電阻RbRcRLiVbIcIOVbIRiiIbebiii/rRIVR 5. 求輸出電阻求輸出電阻令令0i V0b I0b I Ro = Rc 所以所以 1. 電路如圖所示。電路如圖所示。試畫出試畫出其小信號(hào)等效模型電路。其小信號(hào)等效模型電路。-VCCRcRLReRb2Rb1Cb2Cb1+-vo+-vi+cebbIbI rbeebcbIbI RerbeebcbIiIiVbI Rb2Rerbe+-ebcbIiIiVbI Rb1Rb2Rerbe+-ebcbIiI

48、iVbI Rb1Rb2RcRerbe+-ebcbIiIiVbI oVRb1Rb2RcReRLrbe+-+-ebc 解：解：例題例題例題例題 解：解：（1）4Vk4mA212cCCCCE RIVVmA2uA4050BC IIuA40k300V12bCCbBECCB RVRVVI（2） 863)mA()mV(26)1(200)mA()mV(26)1(200CEbeIIr 87.115)/(beLcioV rRRVVA 863/bebebirrRRk4co RR36.73)87.115(500863863VsiiiosisoVS ARRRVVVVVVAioVVVA soVSVVA 2. 放大電路如圖

49、所示。試求：（放大電路如圖所示。試求：（1）Q點(diǎn)；（點(diǎn)；（2）、oi RR 、。已知已知 =50。 Rs + Vs Vi + 放大電路放大電路 Ri 小信號(hào)模型分析法的適用范圍小信號(hào)模型分析法的適用范圍 放大電路的輸入信號(hào)幅度較小，放大電路的輸入信號(hào)幅度較小，BJTBJT工作在其工作在其V VT T特性特性曲線的線性范圍（即放大區(qū)）內(nèi)。曲線的線性范圍（即放大區(qū)）內(nèi)。H H參數(shù)的值是在靜態(tài)工作參數(shù)的值是在靜態(tài)工作點(diǎn)上求得的。所以，放大電路的動(dòng)態(tài)性能與靜態(tài)工作點(diǎn)參數(shù)點(diǎn)上求得的。所以，放大電路的動(dòng)態(tài)性能與靜態(tài)工作點(diǎn)參數(shù)值的大小及穩(wěn)定性密切相關(guān)。值的大小及穩(wěn)定性密切相關(guān)。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)： 分析放大電路的動(dòng)態(tài)

50、性能指標(biāo)分析放大電路的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)(Av 、Ri和和Ro等等)非常方便，非常方便，且適用于頻率較高時(shí)的分析。且適用于頻率較高時(shí)的分析。缺點(diǎn)缺點(diǎn)： 在在BJT與放大電路的小信號(hào)等效電路中，電壓、電流等與放大電路的小信號(hào)等效電路中，電壓、電流等電量及電量及BJT的的H參數(shù)均是針對(duì)變化量參數(shù)均是針對(duì)變化量(交流量交流量)而言的，不能用而言的，不能用來(lái)分析計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)。來(lái)分析計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)。2.4 溫度對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響溫度對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響 2.1.5節(jié)討論過(guò)，溫度上升時(shí)，節(jié)討論過(guò)，溫度上升時(shí)，BJT的反向電流的反向電流ICBO、ICEO及電流放大系數(shù)及電流放大系數(shù) 或或 都會(huì)增大，而發(fā)射結(jié)正向壓

51、降都會(huì)增大，而發(fā)射結(jié)正向壓降VBE會(huì)減小。這些參數(shù)隨溫度的變化，都會(huì)使放大電路中的集電會(huì)減小。這些參數(shù)隨溫度的變化，都會(huì)使放大電路中的集電極靜態(tài)電流極靜態(tài)電流ICQ隨溫度升高而增加隨溫度升高而增加（ICQ= IBQ+ ICEO） ，從，從而使而使Q點(diǎn)隨溫度變化。點(diǎn)隨溫度變化。 要想使要想使ICQ基本穩(wěn)定不變，就要求在溫度升高時(shí)，電路基本穩(wěn)定不變，就要求在溫度升高時(shí)，電路能自動(dòng)地適當(dāng)減小基極電流能自動(dòng)地適當(dāng)減小基極電流IBQ 。射極偏置電路射極偏置電路（1 1）穩(wěn)定工作點(diǎn)原理）穩(wěn)定工作點(diǎn)原理 目標(biāo)：溫度變化時(shí)，使目標(biāo)：溫度變化時(shí)，使IC維持恒定。維持恒定。 如果溫度變化時(shí)，如果溫度變化時(shí)，b點(diǎn)電

52、點(diǎn)電位能基本不變位能基本不變，則可實(shí)現(xiàn)靜，則可實(shí)現(xiàn)靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定。態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定。T 穩(wěn)定原理：穩(wěn)定原理： IC IE VE 、VB不變不變 VBE IB IC （反饋控制）（反饋控制）1. 基極分壓式射極偏置電路基極分壓式射極偏置電路(a) 原理電路原理電路 (b) 直流通路直流通路b點(diǎn)電位基本不變的條件點(diǎn)電位基本不變的條件：I1 IBQ ，CCb2b1b2BQVRRRV 此時(shí)，此時(shí)，VBQ與溫度無(wú)關(guān)與溫度無(wú)關(guān)VBQ VBEQRe取值越大，反饋控制作用越強(qiáng)取值越大，反饋控制作用越強(qiáng)一般取一般取 I1 =(510)IBQ ， VBQ =35V 1. 基極分壓式射極偏置電路基極分壓式射極偏置電

53、路（1 1）穩(wěn)定工作點(diǎn)原理）穩(wěn)定工作點(diǎn)原理1. 基極分壓式射極偏置電路基極分壓式射極偏置電路（2 2）放大電路指標(biāo)分析）放大電路指標(biāo)分析靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn)CCb2b1b2BQVRRRV eBEQBQEQCQRVVII )(ecCQCCeEQcCQCCCEQRRIVRIRIVV IICQBQ 電壓增益電壓增益畫小信號(hào)等效電路畫小信號(hào)等效電路（2 2）放大電路指標(biāo)分析）放大電路指標(biāo)分析電壓增益電壓增益輸出回路：輸出回路：)/(LcboRRi v輸入回路：輸入回路：ebbebeebebi)1(RiriRiri v電壓增益：電壓增益：ebeLcebebLcbio)1()/()1()/(RrRRRri

54、RRiA vvv畫小信號(hào)等效電路畫小信號(hào)等效電路確定模型參數(shù)確定模型參數(shù) 已知，求已知，求r rbebe)mA()mV(26)1(200EQbeIr 增益增益（2 2）放大電路指標(biāo)分析）放大電路指標(biāo)分析（可作為公式用）（可作為公式用）輸入電阻輸入電阻則輸入電阻則輸入電阻放大電路的輸入電阻不包含信號(hào)源的內(nèi)阻放大電路的輸入電阻不包含信號(hào)源的內(nèi)阻（2 2）放大電路指標(biāo)分析）放大電路指標(biāo)分析)1(ebebiRri vb2ib1iei)1( RRRriiivvv bebibRb2b1eiii11)1(11RRRriR bev)1(|ebeb2b1RrRR 輸出電阻輸出電阻輸出電阻輸出電阻oco/ RRR

55、 求輸出電阻的等效電路求輸出電阻的等效電路 網(wǎng)絡(luò)內(nèi)獨(dú)立源置零網(wǎng)絡(luò)內(nèi)獨(dú)立源置零 負(fù)載開(kāi)路負(fù)載開(kāi)路 輸出端口加測(cè)試電壓輸出端口加測(cè)試電壓0)()(ecbsbeb RiiRri0)()(ebccebct Riiriiv其中其中b2b1ss/RRRR 則則)1(esbeecectoRRrRriR v當(dāng)當(dāng)coRR 時(shí)，時(shí)，coRR 一般一般cceoRrR （）（2 2）放大電路指標(biāo)分析）放大電路指標(biāo)分析2.5 晶體管放大電路的三種接法晶體管放大電路的三種接法2.5.1 共集電極放大電路共集電極放大電路2.5.2 共基極放大電路共基極放大電路2.5.3 放大電路三種組態(tài)的比較放大電路三種組態(tài)的比較2.5.

56、1 共集電極放大電路共集電極放大電路1.1.靜態(tài)分析靜態(tài)分析共集電極電路結(jié)構(gòu)如圖示共集電極電路結(jié)構(gòu)如圖示該電路也稱為該電路也稱為射極輸出器射極輸出器ebBEQCCBQ)1(RRVVI eCQCCeEQCCCEQRIVRIVV BQCQII eEQBEQbBQCCRIVRIV BQEQ)1(II 由由得得直流通路直流通路 小信號(hào)等效電路小信號(hào)等效電路2.5.1 共集電極放大電路共集電極放大電路2.2.動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析交流通路交流通路 2.5.1 共集電極放大電路共集電極放大電路2.2.動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析電壓增益電壓增益輸出回路：輸出回路：輸入回路：輸入回路：LbbebLbbbebi)1( )(Ri

57、riRiiri v電壓增益：電壓增益：1)1()1()1()1(LbeLLbeLLbebLbio RrRRrRRriRiAvvv其中其中LeL/ RRR LbLbbo)1()(RiRii v一般一般beLrR ，則電壓增益接近于，則電壓增益接近于1 1，同相同相與與iovv電電 壓壓 跟跟 隨隨 器器1 vA即即。2.5.1 共集電極放大電路共集電極放大電路2.2.動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析輸入電阻輸入電阻當(dāng)當(dāng)1 ，beLrR 時(shí)，時(shí)，Lbi/RRR 輸入電阻大輸入電阻大)1(| )1(LbLibiiiiiRrRRrRiR bebevvvv輸出電阻輸出電阻由電路列出方程由電路列出方程ebbtRiiii

58、)(sbebtRri veteRiR v其中其中bss/ RRR 則則輸出電阻輸出電阻rRRiR 1/besettov當(dāng)當(dāng) 1beserRR，1 時(shí)，時(shí)， besorRR 輸出電阻小輸出電阻小2.5.1 共集電極放大電路共集電極放大電路2.2.動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析rRRR 1/beseo共集電極電路特點(diǎn)：共集電極電路特點(diǎn)：同相同相與與iovv 電壓增益小于電壓增益小于1 1但接近于但接近于1 1， 輸入電阻大，對(duì)電壓信號(hào)源衰減小輸入電阻大，對(duì)電壓信號(hào)源衰減小 輸出電阻小，帶負(fù)載能力強(qiáng)輸出電阻小，帶負(fù)載能力強(qiáng))1(/LbebiRrRR 1 vA。2.5.1 共集電極放大電路共集電極放大電路2.5.2

59、 共基極放大電路共基極放大電路1.1.靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn) 直流通路與射極偏置電路相同直流通路與射極偏置電路相同CCb2b1b2BQVRRRV eBEQBQEQCQRVVII )( ecCQCCeEQcCQCCCEQRRIVRIRIVV IICQBQ 2.2.動(dòng)態(tài)指標(biāo)動(dòng)態(tài)指標(biāo)電壓增益電壓增益輸出回路：輸出回路：輸入回路：輸入回路：電壓增益：電壓增益：LcL/ RRR 交流通路交流通路 小信號(hào)等效電路小信號(hào)等效電路 LboRi vbebiri vbeLiorRA vvv 輸入電阻輸入電阻 輸出電阻輸出電阻coRR 2.2.動(dòng)態(tài)指標(biāo)動(dòng)態(tài)指標(biāo)小信號(hào)等效電路小信號(hào)等效電路 beeeiiiiiRR)1(

60、i eeRiR/iv bebri/iv beieiiiii)1(/rRiRvvvvrR 1|bee2.5.3 放大電路三種組態(tài)的比較放大電路三種組態(tài)的比較1.1.三種組態(tài)的判別三種組態(tài)的判別以輸入、輸出信號(hào)的位置為判斷依據(jù)：以輸入、輸出信號(hào)的位置為判斷依據(jù)： 信號(hào)由基極輸入，集電極輸出信號(hào)由基極輸入，集電極輸出共射極放大電路共射極放大電路 信號(hào)由基極輸入，發(fā)射極輸出信號(hào)由基極輸入，發(fā)射極輸出共集電極放大電路共集電極放大電路 信號(hào)由發(fā)射極輸入，集電極輸出信號(hào)由發(fā)射極輸入，集電極輸出共基極電路共基極電路 2.2.三種組態(tài)的比較三種組態(tài)的比較3.3.三種組態(tài)的特點(diǎn)及用途三種組態(tài)的特點(diǎn)及用途共射極放大