第2章晶體管及其基本放大電路

1、2.1 晶體管晶體管2.2 放大的概念及放大電路的性能指標(biāo)放大的概念及放大電路的性能指標(biāo) 2.3 共發(fā)射極放大電路的組成及工作原理共發(fā)射極放大電路的組成及工作原理2.4 放大電路的圖解分析放大電路的圖解分析法法2.5 放大電路的微變等效電路分析法放大電路的微變等效電路分析法 2.6 分壓式穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)電路分壓式穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)電路2.7 共集電極放大電共集電極放大電路路2.8 共基極放大電路共基極放大電路2.9 組合單元放大電路組合單元放大電路2.1.1 2.1.1 晶體管的結(jié)構(gòu)及類型晶體管的結(jié)構(gòu)及類型2.1.2 2.1.2 晶體管的三種連接方式晶體管的三種連接方式2.1.3 2.1.3 晶體

2、管的工作方式晶體管的工作方式本節(jié)重點(diǎn)：本節(jié)重點(diǎn)： 1. 1. 從晶體管內(nèi)部載流子的運(yùn)動(dòng)從晶體管內(nèi)部載流子的運(yùn)動(dòng)理解理解晶體管的電流晶體管的電流控制與放大作用。控制與放大作用。 2. 2. 掌握掌握晶體管實(shí)現(xiàn)放大的內(nèi)部條件與外部條件。晶體管實(shí)現(xiàn)放大的內(nèi)部條件與外部條件。 3. 3. 掌握掌握晶體管三極電流之間的關(guān)系。晶體管三極電流之間的關(guān)系。 4. 4. 掌握掌握晶體管的三種工作狀態(tài)及其特點(diǎn)。晶體管的三種工作狀態(tài)及其特點(diǎn)。 5. 5. 熟記熟記晶體管的伏安特性曲線晶體管的伏安特性曲線 6. 6. 晶體管三種狀態(tài)的判斷。晶體管三種狀態(tài)的判斷。 (Semiconductor Transistor)(

3、Semiconductor Transistor)1.1.結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)N NN NP P發(fā)射極發(fā)射極 E E基極基極 B B集電極集電極 C C發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)集電結(jié)集電結(jié)e emittermitterb baseasec collectorollectorP PP PN NE EB BC C集電區(qū)集電區(qū)體體積較大積較大基區(qū)基區(qū)較薄，摻較薄，摻雜濃度低雜濃度低發(fā)射區(qū)發(fā)射區(qū)摻摻雜濃度最高雜濃度最高2.1.1 晶體管的結(jié)構(gòu)及類型晶體管的結(jié)構(gòu)及類型NPN NPN 型型PNP PNP 型型晶體管實(shí)現(xiàn)電流控制與放大作用的晶體管實(shí)現(xiàn)電流控制與放大作用的內(nèi)部條件：內(nèi)部條件： 結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)N NN NP

4、P發(fā)射極發(fā)射極 E E基極基極 B B集電極集電極 C CP PP PN NE EB BC CE EC CB BNPN NPN 型型PNP PNP 型型E EC CB B2.2.符號(hào)符號(hào)箭頭方向箭頭方向表示發(fā)射結(jié)正向偏置時(shí)的電流方向表示發(fā)射結(jié)正向偏置時(shí)的電流方向。3. 分類分類按材料分：按材料分： 硅管、鍺管硅管、鍺管按功率分：按功率分： 小功率管小功率管 1 W中功率管中功率管 0.5 1 W2.1.2 2.1.2 晶體管的三種連接方式晶體管的三種連接方式 (a) 共發(fā)射極 (b) 共集電極 (c) 共基極圖2-3 晶體管的三種連接方式 2.1.3 晶體管的工作狀態(tài)晶體管的工作狀態(tài) 工作狀態(tài)

5、可分為三種：工作狀態(tài)可分為三種： 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) 1. 放大狀態(tài)放大狀態(tài)（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 ） 晶體管放大的條件：晶體管放大的條件：內(nèi)部?jī)?nèi)部條件條件發(fā)射區(qū)摻雜濃度高發(fā)射區(qū)摻雜濃度高基區(qū)薄且摻雜濃度低基區(qū)薄且摻雜濃度低集電區(qū)體積大集電區(qū)體積大外部外部條件條件發(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1) 發(fā)射區(qū)正偏，發(fā)射區(qū)發(fā)射發(fā)射區(qū)正偏，發(fā)射區(qū)發(fā)射電子電子，形成電流形成電流 IEN。I CN 多數(shù)向多數(shù)向 BC 結(jié)方向擴(kuò)散形成結(jié)方向擴(kuò)散形成 ICN。IE少數(shù)與空穴復(fù)合，形成少數(shù)與空穴復(fù)合，形成 IBN 。I BN基

6、極電流基極電流少數(shù)在基區(qū)與空穴復(fù)合少數(shù)在基區(qū)與空穴復(fù)合形成的電流形成的電流(IBN)集電區(qū)少子漂移集電區(qū)少子漂移(ICBO)I CBOIB即：即：IB = IBN ICBO 2)電子在基區(qū)的復(fù)合和傳輸電子在基區(qū)的復(fù)合和傳輸(1) 放大狀態(tài)下晶體管中載流子的傳輸過(guò)程放大狀態(tài)下晶體管中載流子的傳輸過(guò)程IE= IEN + IEP IEN IENIE IEN = IBN + ICN IC 3) 集電結(jié)反向偏置形成集電極電流集電結(jié)反向偏置形成集電極電流 ICI C = ICN + ICBO 穿透電流穿透電流（2）晶體管的電流分配關(guān)系）晶體管的電流分配關(guān)系IB = I BN ICBO IC = ICN +

7、 ICBOBNCNII CBOBCBOCIIII BNCNENEIIII 共射直流電流放大系數(shù)共射直流電流放大系數(shù) IE = IC + IBCBOB)1 (IICEOBII CEOB )1 (II CEOI集電極收集到的電子數(shù)與在基區(qū)復(fù)合掉的電子數(shù)之比，意味著基區(qū)每復(fù)合一個(gè)電子，則有 個(gè)電子擴(kuò)散到集電區(qū)去。BCEIII BC II BE )1(II CEOBE )1(III IE = IC + IBCEOBCIII 共基直流電流放大系數(shù) ECNII的值小于1且接近于1，一般為0.950.99。 的關(guān)系的關(guān)系IIIIIIII1EEECNECNBNCNIIIIIIII1BNEBNCNBNCNECN

8、它是集電極收集的電子數(shù)它是集電極收集的電子數(shù)與發(fā)射極發(fā)射的總電子數(shù)與發(fā)射極發(fā)射的總電子數(shù)的比值的比值 (3) (3) 晶體管的放大作用晶體管的放大作用放大狀態(tài)放大狀態(tài)各電極電位之間的關(guān)系是各電極電位之間的關(guān)系是： NPN型：型： UCUBUE PNP型：型： UCUBUE晶體管實(shí)現(xiàn)電流放大的晶體管實(shí)現(xiàn)電流放大的外部偏置條件：外部偏置條件： 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 電流放大作用的實(shí)質(zhì)電流放大作用的實(shí)質(zhì)是通過(guò)改變基極電流是通過(guò)改變基極電流IB的大的大小，達(dá)到控制小，達(dá)到控制IC的目的，而并不是真正把微小電流的目的，而并不是真正把微小電流放大了，因此，晶體管稱為電流控制型器件。

9、放大了，因此，晶體管稱為電流控制型器件。 定義定義 ：保持工作點(diǎn)處：保持工作點(diǎn)處UCE不變，集電極電流變化不變，集電極電流變化量與基極電流變化量之比，稱為共發(fā)射極交流電流量與基極電流變化量之比，稱為共發(fā)射極交流電流放大系數(shù)。即放大系數(shù)。即 常數(shù)CEBCUII 定義定義 ：保持工作點(diǎn)處：保持工作點(diǎn)處UCB不變，集電極電流不變，集電極電流變化量與發(fā)變化量與發(fā) 射極電流變化量之比，稱為共基極交射極電流變化量之比，稱為共基極交流電流放大系數(shù)。流電流放大系數(shù)。 即即 常數(shù)CBECUII在數(shù)值上 2. 飽和狀態(tài)飽和狀態(tài) (發(fā)射結(jié)正向偏置、集電結(jié)正向偏置發(fā)射結(jié)正向偏置、集電結(jié)正向偏置) 集電極電位低于基極電

10、位，集電結(jié)正向偏置，集電極電位低于基極電位，集電結(jié)正向偏置，不利于集電極從基區(qū)收集非平衡少數(shù)載流子，從不利于集電極從基區(qū)收集非平衡少數(shù)載流子，從發(fā)射區(qū)擴(kuò)散到基區(qū)的非平衡少子在基區(qū)復(fù)合的數(shù)發(fā)射區(qū)擴(kuò)散到基區(qū)的非平衡少子在基區(qū)復(fù)合的數(shù)量增大，而進(jìn)入集電區(qū)的數(shù)量減少，集電極電流量增大，而進(jìn)入集電區(qū)的數(shù)量減少，集電極電流不再隨基極電流的增大而增大，基極電流失去了不再隨基極電流的增大而增大，基極電流失去了對(duì)集電極電流的控制作用（晶體管失去了放大能對(duì)集電極電流的控制作用（晶體管失去了放大能力），集電極電流好像飽和了。力），集電極電流好像飽和了。 2. 飽和狀態(tài)飽和狀態(tài) (兩個(gè)結(jié)都正偏兩個(gè)結(jié)都正偏) IC主要

11、受主要受UCE的控制，隨著的控制，隨著UCE的增大，集電結(jié)由的增大，集電結(jié)由正向偏置向零偏變化過(guò)程中，集電區(qū)收集電子的能力正向偏置向零偏變化過(guò)程中，集電區(qū)收集電子的能力逐步增強(qiáng)，集電極電流逐步增強(qiáng)，集電極電流IC隨隨UCE的增大而增大。的增大而增大。 V30CES.UV10CES.U 晶體管工作于飽和狀態(tài)時(shí)的晶體管工作于飽和狀態(tài)時(shí)的UCE稱為集電極稱為集電極飽和飽和電壓降電壓降，記作，記作UCES。處于深度飽和時(shí)，。處于深度飽和時(shí)，鍺管鍺管:硅管硅管: 3. 截止?fàn)顟B(tài)截止?fàn)顟B(tài) （兩個(gè)結(jié)都反偏）（兩個(gè)結(jié)都反偏） 晶體管發(fā)射結(jié)反向偏置或零偏晶體管發(fā)射結(jié)反向偏置或零偏(UBE0)，集電，集電結(jié)反向偏

12、置結(jié)反向偏置(UBC0），不利于發(fā)射極多數(shù)載流子），不利于發(fā)射極多數(shù)載流子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，發(fā)射極電流幾乎為零，此時(shí)，集電極的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，發(fā)射極電流幾乎為零，此時(shí)，集電極流過(guò)反向飽和電流流過(guò)反向飽和電流IC=ICBO， 基極電流：基極電流： IB= ICBO， ICBO很小可忽略不計(jì)，認(rèn)為晶體管很小可忽略不計(jì)，認(rèn)為晶體管處于截止?fàn)顟B(tài)。處于截止?fàn)顟B(tài)。 例例 三極管三極管3 3個(gè)電極的對(duì)地電位如圖所示，試判個(gè)電極的對(duì)地電位如圖所示，試判斷三極管的工作狀態(tài)。斷三極管的工作狀態(tài)。放大狀態(tài)放大狀態(tài)截止?fàn)顟B(tài)截止?fàn)顟B(tài)飽和狀態(tài)飽和狀態(tài)兩個(gè)結(jié)正偏兩個(gè)結(jié)正偏兩個(gè)結(jié)反偏兩個(gè)結(jié)反偏發(fā)射結(jié)正偏發(fā)射結(jié)正偏 集電結(jié)反偏集電結(jié)反偏解

13、解:(a) uBE=0.7V, uBC=-4.3V, 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，三極管處于三極管處于放大狀態(tài)放大狀態(tài);(b) uBE =-1V,uBC 0條件：條件：兩個(gè)結(jié)正偏兩個(gè)結(jié)正偏特點(diǎn)：特點(diǎn)：IC IB臨界飽和時(shí)：臨界飽和時(shí)： uCE = uBE深度飽和時(shí)：深度飽和時(shí)：CEBE0.3 V ( (硅管硅管) )UCE( (SAT) )= =0.1 V ( (鍺管鍺管) )iC / mAuCE /V50 A40 A30 A20 A10 AIB = 0O 2 4 6 8 4321放大區(qū)放大區(qū)截止區(qū)截止區(qū)飽飽和和區(qū)區(qū)ICEOBE0UBC0U此區(qū)域中此區(qū)域中UCE UBE,集電結(jié)

14、正偏，集電結(jié)正偏， IBIC，UCE 0.3V 較小時(shí)較小時(shí), 管子的集電極電流管子的集電極電流基本上不隨基極基本上不隨基極電流電流而變化而變化, 這種現(xiàn)象稱為飽和。這種現(xiàn)象稱為飽和。飽和區(qū)：飽和區(qū)：iC明顯受明顯受uCE控控制的區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)，制的區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)，一般一般uCE0.7V(硅管硅管)。飽和狀態(tài)的晶體管等效為閉合的開關(guān)飽和狀態(tài)的晶體管等效為閉合的開關(guān)兩個(gè)結(jié)正偏兩個(gè)結(jié)正偏飽和狀態(tài)：飽和狀態(tài)： 4. 擊穿區(qū)：擊穿區(qū)：條件：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)反偏特點(diǎn)：特點(diǎn)：集電結(jié)發(fā)生集電結(jié)發(fā)生 了雪崩擊穿了雪崩擊穿 基極開路基極開路(IB=0)時(shí)，使集電極發(fā)生擊穿的時(shí)，使集電

15、極發(fā)生擊穿的UCE值，值，記為記為U(BR)CEO 。輸出特性三個(gè)區(qū)域的特點(diǎn)輸出特性三個(gè)區(qū)域的特點(diǎn): :(1)放大區(qū)放大區(qū) 條件條件：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)： IC= IB , 且且 IC = IB(2) 飽和區(qū)：飽和區(qū)： 條件：條件：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏。發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏。 特點(diǎn)：特點(diǎn)： IBIC，UCE UCES(3) 截止區(qū)：截止區(qū)： 條件：條件：發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏。發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏。 特點(diǎn)：特點(diǎn)： IB=0 ， IC=ICEO 0 集電結(jié)的空間電荷區(qū)變窄，內(nèi)電場(chǎng)減弱，集電結(jié)收集集電結(jié)的空間電荷區(qū)變窄，內(nèi)電場(chǎng)減弱，集電結(jié)收集載流子的能

16、量降低，載流子的能量降低，C不再隨著不再隨著B作線性變化，出作線性變化，出現(xiàn)發(fā)射極發(fā)射有余，而集電極收集不足現(xiàn)象。現(xiàn)發(fā)射極發(fā)射有余，而集電極收集不足現(xiàn)象。 2.1.5 晶體管的直流模型晶體管的直流模型 輸入特性近似 輸出特性近似 由晶體管的伏安特性曲線可知，晶體管的輸入輸出特性是非線性的，它是一種復(fù)雜的非線性器件。當(dāng)晶體管工作于直流時(shí)，其非線性主要表現(xiàn)為三種截然不同的工作狀態(tài)，即放大、截止和飽和狀態(tài)。在實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)實(shí)現(xiàn)的功能不同，可通過(guò)外電路將晶體管偏置在需要的某一種狀態(tài)。 截止?fàn)顟B(tài)模型放大狀態(tài)模型 飽和狀態(tài)模型 1. 截止?fàn)顟B(tài)直流模型當(dāng)外電路使UBEUBE(on)時(shí)，發(fā)射結(jié)反向偏置，晶體

17、管截止。此時(shí)，IB=0，IC=0，晶體管b、e極間和c、e極間相當(dāng)于開路 截止?fàn)顟B(tài)模型放大狀態(tài)模型 飽和狀態(tài)模型 2. 放大狀態(tài)直流模型放大狀態(tài)直流模型當(dāng)外電路使晶體管UBEUBE(on)，且UBEUCE時(shí)，則發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置，晶體管工作于放大狀態(tài)。此時(shí)，一般認(rèn)為晶體管發(fā)射結(jié)導(dǎo)通電壓UBE=UBE(on)，集電極直流電流IC=IB，IC受IB的控制，晶體管c、e極間可等效為一個(gè)受IB控制的受控電流源IB 截止?fàn)顟B(tài)模型放大狀態(tài)模型 飽和狀態(tài)模型 3. 飽和狀態(tài)直流模型飽和狀態(tài)直流模型當(dāng)外電路使晶體管UBEUBE(on)，且UBEUCE時(shí)，則發(fā)射結(jié)、集電結(jié)均正向偏置，晶體管工作于飽和

18、狀態(tài)。此時(shí)，一般認(rèn)為晶體管發(fā)射結(jié)導(dǎo)通電壓UBE =UBE(on)，集-射極間電壓為飽和壓降UCES，晶體管c、e極間相當(dāng)于接了一個(gè)恒壓源UCES 2.1.6 2.1.6 晶體三極管的主要參數(shù)晶體三極管的主要參數(shù)一、電流放大系數(shù)一、電流放大系數(shù)1. 1. 共發(fā)射極電流放大系數(shù)共發(fā)射極電流放大系數(shù)i iC C / mA/ mAu uCECE /V /V50 50 A A40 40 A A30 30 A A20 20 A A10 10 A AI IB B = 0 = 0O O 2 4 6 2 4 6 8 8 4 43 32 21 1 直流電流放大系數(shù)直流電流放大系數(shù)BCCBOBCBOCBNCNIII

19、IIIII 交流電流放大系數(shù)交流電流放大系數(shù) BiiC一般為幾十一般為幾十 幾百幾百Q(mào)82A1030A1045. 263 80108 . 0A1010A10)65. 145. 2(63 在分立元件電路中在分立元件電路中, ,一般取一般取 在在2010020100范圍內(nèi)的管子范圍內(nèi)的管子 , ,太小電流放大作用差太小電流放大作用差, , 太大受溫度影響大太大受溫度影響大, ,性能穩(wěn)定性差性能穩(wěn)定性差. . iC / mAuCE /V50 A40 A30 A20 A10 AIB = 0O 2 4 6 8 43212. 共基極電流放大系數(shù)共基極電流放大系數(shù) 11BCCECIIIII 1 一般在一般在

20、 0.98 以上。以上。 Q988. 018080 11BCCECIIIIIECii 二、極間反向飽和電流二、極間反向飽和電流CB 極間反向飽和電流極間反向飽和電流 ICBO，CE 極極間反向飽和電流間反向飽和電流 ICEO。 (a) ICBO (b) ICEO圖2-15 晶體管極間反向電流的測(cè)量ICEO = (1+)ICBO集基反向飽和電流集基反向飽和電流 ICBO ,發(fā)射極開路時(shí)發(fā)射極開路時(shí),集電極和基極間的反集電極和基極間的反向飽和電流向飽和電流. ICBO是集電結(jié)反偏由少子的漂移形成的反向電是集電結(jié)反偏由少子的漂移形成的反向電流，受溫度的變化影響。流，受溫度的變化影響。鍺管：鍺管：IC

21、BO為微安數(shù)量級(jí)，為微安數(shù)量級(jí)， 硅管：硅管：I CBO為納安數(shù)量級(jí)。為納安數(shù)量級(jí)。集射反向飽和電流集射反向飽和電流 ICEO,基極開路時(shí)，集電極和發(fā)射極間的基極開路時(shí)，集電極和發(fā)射極間的穿透電流穿透電流. ICEO受溫度影響很大，當(dāng)溫度上升時(shí)，受溫度影響很大，當(dāng)溫度上升時(shí)，ICEO增加增加很快，所以很快，所以IC也相應(yīng)增加。也相應(yīng)增加。三極管的溫度特性較差三極管的溫度特性較差。三、極限參數(shù)三、極限參數(shù)1. ICM 集電極最大允許電流，超過(guò)時(shí)集電極最大允許電流，超過(guò)時(shí) 值明顯降低。值明顯降低。2. PCM 集電極最大允許功率損耗集電極最大允許功率損耗PC = iC uCE。iCICMU(BR)

22、CEOuCEPCMOICEO安安全全 工工 作作 區(qū)區(qū)U(BR)CBO 發(fā)射極開路時(shí)發(fā)射極開路時(shí) C、B 極極間反向擊穿電壓。間反向擊穿電壓。3. U(BR)CEO 基極開路時(shí)基極開路時(shí) C、E 極極間反向擊穿電壓。間反向擊穿電壓。U(BR)EBO 集電極極開路時(shí)集電極極開路時(shí) E、B 極極間反向擊穿電壓。間反向擊穿電壓。U(BR)CBO U(BR)CEO U(BR)EBO已知已知:ICM = 20 mA, PCM = 100 mW，U(BR)CEO = 20 V，當(dāng)當(dāng) UCE = 10 V 時(shí)，時(shí)，IC mA當(dāng)當(dāng) UCE = 1 V，則，則 IC mA當(dāng)當(dāng) IC = 2 mA，則，則 UCE

23、 T12. 溫度升高，輸出特性曲線溫度升高，輸出特性曲線向上移。向上移。iCuCE T1iB = 0T2 iB = 0溫度每升高溫度每升高 1 C， (0.5 1)%。輸出特性曲線間距增大。輸出特性曲線間距增大。O溫度每升高溫度每升高 10 C，ICBO 約增大約增大 1 倍。倍。 【例2-3】 晶體管VT的特性曲線如下圖所示，在其上確定 、 、PCM、ICEO、U(BR)CEO。在如下電路中，當(dāng)開關(guān)S接在A、B、C三個(gè)觸點(diǎn)時(shí)，判斷晶體管VT的工作狀態(tài)，確定UCE的值。輸出特性曲線 50A)4060()mA23(1BB21CC2BCIIIIII【解【解2.3】98051501. 在輸出特性上P

24、CM與IB1=40A的特性曲線交于點(diǎn) F（25V，2mA）則 PCM= UCEIC =25V2mA=50mW50A)4060()mA23(1BB21CC2BCIIIIII (a) 特性曲線求 輸出特性IB1=0的特性曲線所對(duì)應(yīng)的集電極電流為穿透電流ICEO=10A，該曲線水平部分右端上翹的點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)值為集-射極間反向擊穿電壓U(BR)CEO=50V 例例2-3題解題解 計(jì)算臨界飽和電流計(jì)算臨界飽和電流ICS、IBS mA4516CCCCCESCCCS.RVRUVIA80504CSBSII當(dāng)當(dāng)I IB BIIBSBS時(shí)，時(shí)，I IC C= = I IB B成立，晶體管處于放大區(qū)；成立，晶體

25、管處于放大區(qū)；當(dāng)當(dāng)I IB BI IBSBS時(shí)，時(shí)，I IC C I IB B，因?yàn)榫w管已進(jìn)入飽和區(qū)，因?yàn)榫w管已進(jìn)入飽和區(qū)，集電極電流不能跟隨基極電流的變化而變化。集電極電流不能跟隨基極電流的變化而變化。 受外電路的限制，晶體管所能提供的最大集電極電受外電路的限制，晶體管所能提供的最大集電極電流，即集電極臨界飽和電流流，即集電極臨界飽和電流ICS為為基極臨界飽和電流基極臨界飽和電流IBS為為 S接在觸點(diǎn)接在觸點(diǎn)A時(shí)時(shí) A5262007061BBECCB1.RUVIIB1IBS1.325mAA52650B1C1.IIV0145132516CCCCCE.RIVUUBE=0.7V、UCE=4.0

26、1V、UBEUCE，晶體管工作于放大狀態(tài)。(b) S接觸點(diǎn)A(c) S接觸點(diǎn)B 例2-3題解 S接在觸點(diǎn)接在觸點(diǎn)B時(shí)時(shí) A265207062BBECCB2.RUVIIB2IBS晶體管工作于飽和區(qū)，硅管UCE=UCES0.3V S接在觸點(diǎn)接在觸點(diǎn)C UBE= -1V，發(fā)射結(jié)反向偏置，晶體管處于截止?fàn)顟B(tài) RC上無(wú)電流，所以RC上也沒(méi)有電壓降，故UCE=6V (d) S接觸點(diǎn)C放大電路能否實(shí)現(xiàn)放大的判斷方法：放大電路能否實(shí)現(xiàn)放大的判斷方法：1、 畫直流通路，判斷放大電路是否滿足發(fā)射結(jié)畫直流通路，判斷放大電路是否滿足發(fā)射結(jié)正正 偏，集電結(jié)反偏。偏，集電結(jié)反偏。2、畫交流流通路，判斷放大電路是否有信號(hào)的

27、、畫交流流通路，判斷放大電路是否有信號(hào)的輸入輸出通路。輸入輸出通路。放大電路三種工作狀態(tài)的判斷方法：放大電路三種工作狀態(tài)的判斷方法：1. 發(fā)射結(jié)反偏：截止?fàn)顟B(tài)。發(fā)射結(jié)反偏：截止?fàn)顟B(tài)。2. 發(fā)射結(jié)正偏發(fā)射結(jié)正偏CCCCCESCCCSRVRUVI IICSBS (2) 根據(jù)直流通路的輸入回路列方程，求根據(jù)直流通路的輸入回路列方程，求IBQ。(3) 判斷：若判斷：若IBQIBS，則工作在飽和區(qū)。，則工作在飽和區(qū)。 (1) (1) 根據(jù)電路對(duì)晶體管的要求查閱手冊(cè)，從而確定選用晶體管的型號(hào)，其極限參數(shù)ICM、U(BR)CEO和PCM應(yīng)分別大于電路對(duì)管子的集電極最大允許電流、集-射極間擊穿電壓和集電極最大

28、允許功耗的要求。 (2) 在維修電子設(shè)備時(shí)，若發(fā)現(xiàn)晶體管損壞，應(yīng)該用同型號(hào)的管子替換。若找不到同型號(hào)的管子而需要用其它型號(hào)的管子來(lái)替換時(shí)，應(yīng)注意：要用同種材料、同種類型的管子替換，替換后管子的參數(shù)ICM、U(BR)CEO和PCM一般不得低于原管。2.1.8 晶體管的選用原則1. 1. 手冊(cè)的使用手冊(cè)的使用 2.1.8 2.1.8 晶體管的選用原則晶體管的選用原則2. 2. 選管的原則選管的原則(1) 當(dāng)晶體管的型號(hào)確定后，應(yīng)選極間反向電流小的管子，這樣的管子溫度穩(wěn)定性好，管子的值一般選在幾十到100以下，太大的管子性能不穩(wěn)定。(2) 如果要求管子的反向電流小，工作溫度高，則應(yīng)選用硅管；當(dāng)要求導(dǎo)

29、通電壓較低時(shí)，應(yīng)選用鍺管。(3) 如果電路工作頻率高，必須選用高頻管或超高頻管；如果用于開關(guān)電路，則應(yīng)選用開關(guān)管。(4) 必須保證管子工作在安全區(qū)。工作電壓高時(shí)，應(yīng)選用U(BR)CEO大的高反壓管。由于U(BR)EBO一般較小，因注意發(fā)射結(jié)的反向電壓不能超過(guò)U(BR)EBO。使用大功率管時(shí)，要保證相應(yīng)的散熱條件。本節(jié)重點(diǎn)：本節(jié)重點(diǎn)：(1) 正確理解正確理解 放大的概念及放大電路的性能指標(biāo)放大的概念及放大電路的性能指標(biāo)的意義。的意義。(2) 正確理解放大電路的組成原則。正確理解放大電路的組成原則。(3) 正確理解放大電路的靜態(tài)概念。正確理解放大電路的靜態(tài)概念。 掌握放大電路的直流通路的畫法。掌握

30、放大電路的直流通路的畫法。2.2.1.放大的基本概念放大的基本概念 一一.擴(kuò)音機(jī)示意圖擴(kuò)音機(jī)示意圖1) 輸入量控制輸出量2) 把直流能量轉(zhuǎn)換成按輸入量變化的交流能量 放大電路主要用于放大微弱的電信號(hào)，輸出電壓或電流在幅度上得到了放大，這里主要講電壓放大電路。放大的概念及放大電路的性能指標(biāo)放大的概念及放大電路的性能指標(biāo) 放大電路主要用于放大微弱的電信號(hào)，電子技術(shù)中所說(shuō)的“放大”，表面上看是將信號(hào)的幅度由小變大，用較小的輸入信號(hào)去控制較大的輸出信號(hào)，且輸出與輸入之間的變化情況完全一致，實(shí)現(xiàn)所謂“線性放大”不能失真。 放大的實(shí)質(zhì)是能量的控制和轉(zhuǎn)換。在一個(gè)能量較小的輸入信號(hào)作用下，放大電路將直流電源所

31、提供的能量轉(zhuǎn)換成交流能量輸出，驅(qū)動(dòng)負(fù)載工作。 負(fù)載所獲得的能量大于信號(hào)源所提供的能量，就是用小的能量來(lái)控制大的能量，因此放大電路的基本特征是功率放大，即負(fù)載上總是獲得比輸入信號(hào)大得多的電壓或電流信號(hào)。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) 根據(jù)放大電路輸入信號(hào)的條件和對(duì)輸出信號(hào)的要求，放大器可分為四種類型，所以有四種放大倍數(shù)的定義。1.1.放大倍數(shù)放大倍數(shù)表示放大器的放大能力表示放大器的放大能力（1）電壓放大倍數(shù)定義為）電壓放大倍數(shù)定義為:四種放大倍數(shù)的定義四種放大倍數(shù)的定義ouiUAU&源電壓放源電壓放大倍數(shù)大倍數(shù): : sousUUA 空載時(shí)的電壓增益空載時(shí)的電壓增益: io

32、iouoLUUUUAR （2）電流放大倍數(shù)定義為）電流放大倍數(shù)定義為:（3）互阻增益定義為）互阻增益定義為:（4）互導(dǎo)增益定義為）互導(dǎo)增益定義為:ioiIIA iorIUA ioUIA g2. 輸入電阻輸入電阻Ri從放大電路輸入端看進(jìn)去的等從放大電路輸入端看進(jìn)去的等 效電阻效電阻輸入電阻：一般來(lái)說(shuō)， Ri越大越好。（1）Ri越大，ii就越小，從信號(hào)源索取的電流越小。（2）當(dāng)信號(hào)源有內(nèi)阻時(shí)， Ri越大， vi就越接近vS。iiiIUR iUsUsSiiiURRRU uAusASiiusiiosousRRRAUUUUUUA 與的關(guān)系: 與的關(guān)系: uAusA當(dāng)Ri RS時(shí)， 3 3輸出電阻輸出電阻

33、: :從放大電路輸出端看進(jìn)去的等效電阻。從放大電路輸出端看進(jìn)去的等效電阻。 oUoU 帶負(fù)載時(shí)的輸出電壓帶負(fù)載時(shí)的輸出電壓比空載時(shí)的輸出電壓比空載時(shí)的輸出電壓有所降低有所降低 oUoLoLoURRRU Looo1 RUUR 方法一：方法一： Ls0oRUIUR圖2-23 放大電路的輸出電阻計(jì)算方法二方法二求輸出電阻求輸出電阻Ro sUUIUI將放大電路中信號(hào)源短路（即=0，但保留RS）、負(fù)載開路（RL= ），產(chǎn)生相應(yīng)的電流與的比值即為輸出電阻Ro 在放大電路的輸出端外加電壓4. 通頻帶通頻帶fBW= fHfLfH上限截止頻率上限截止頻率, fL下限截止頻率下限截止頻率fBW通頻帶通頻帶: :

34、通頻帶越寬表明放大電路對(duì)不同頻率信號(hào)的適應(yīng)能力越強(qiáng)，但是通頻帶也不是越寬越好，通頻帶超出信號(hào)所需要的寬度，會(huì)增加電路的成本，同時(shí)也會(huì)把有用信號(hào)以外的干擾和噪聲信號(hào)一起放大，所以，應(yīng)根據(jù)信號(hào)的頻帶寬度來(lái)要求放大電路應(yīng)有的通頻帶?；痉糯箅娐返慕M成和工作原理基本放大電路的組成和工作原理三極管放大電路有三種形式共射放大電路共基放大電路共集放大電路以共射放大電路為例講解工作原理本節(jié)重點(diǎn):正確理解放大電路的組成原則。2.會(huì)畫放大電路的直流通路與交流通路。3.會(huì)判斷放大電路能否對(duì)交流信號(hào)進(jìn)行放大。4.掌握放大電路的靜態(tài)分析方法。4.正確理解放大電路的圖解分析法。2.32.3共發(fā)射極電路的組成及工作原理共發(fā)

35、射極電路的組成及工作原理2.3 共發(fā)射極放大電路的組成及工作原理共發(fā)射極放大電路的組成及工作原理 放大電路要具有放大作用，必須滿足三個(gè)組成原則：放大電路要具有放大作用，必須滿足三個(gè)組成原則： 確保晶體管工作于放大區(qū)，即滿足發(fā)射結(jié)正向偏 置，集電結(jié)反向偏置的外部條件。 確保被放大的交流輸入信號(hào)能夠作用于晶體管的輸 入回路。 確保放大后的交流輸出信號(hào)能夠傳送到負(fù)載上去。輸出不失輸出不失真真發(fā)射結(jié)加正向發(fā)射結(jié)加正向電壓電壓集電結(jié)加反集電結(jié)加反向電壓向電壓RBVBBC1+Rs+us-RCVCCTC2RL+uo信號(hào)源加到信號(hào)源加到b-e間間ui 2.3.1 2.3.1 共發(fā)射極放大電路的組成共發(fā)射極放大

36、電路的組成RBVBBRCC1C2T放大元件放大元件iC= iB，工作在放大區(qū)，要工作在放大區(qū)，要保證集電結(jié)反偏，保證集電結(jié)反偏，發(fā)射結(jié)正偏。發(fā)射結(jié)正偏。uiuo輸入輸入輸出輸出參考點(diǎn)參考點(diǎn)RL+VCC1. 1. 確保晶體管工作于放大區(qū)確保晶體管工作于放大區(qū)共射放大電路組成使發(fā)射結(jié)正偏，并提供適當(dāng)?shù)撵o態(tài)工作點(diǎn)IB和UBE。RB+VCCVBBRCC1C2TRL基極電源與基極電阻共射放大電路共射放大電路集電極電阻，將變化的電流轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓碾妷?。RB+VCCVBBRCC1C2TRL耦合電容：電解電容，有極性，大小為10F50F作用：隔直通交隔離輸入輸出與電路直流的聯(lián)系，同時(shí)能使信號(hào)順利輸入輸出。RB+

37、VCCVBBRCC1C2TRL+uiuo 2. 2.確保輸入交流信號(hào)確保輸入交流信號(hào) 作用于發(fā)射結(jié)作用于發(fā)射結(jié) 3. 3.確保輸出交流信號(hào)作用于負(fù)載確保輸出交流信號(hào)作用于負(fù)載2.3.1 共發(fā)射極放大電路的組成共發(fā)射極放大電路的組成 (a)雙電源供電 (b)單電源供電圖2-25 基本共發(fā)射極放大電路的組成2.3.2 共發(fā)射極放大電路的工作原理共發(fā)射極放大電路的工作原理1. 輸入信號(hào)為零時(shí)的工作情況輸入信號(hào)為零時(shí)的工作情況 當(dāng)輸入信號(hào)ui=0時(shí)，電路中各處的電壓電流都是不變的直流信號(hào)，稱為直流工作狀態(tài)，也稱靜態(tài)。 UCE = VCC-RCIC (a) 工作電路 (b) 等效電路圖2-26 放大電路

38、ui=0時(shí)工作情況 1.靜態(tài)：靜態(tài)： u ui i=0.=0. CEQCCCQCUVIRIBQuiOtOtOtuoOtOtICQUCEQBEQO2.3.2 共發(fā)射極放大電路的工作原理共發(fā)射極放大電路的工作原理CCBEQBQBVUIR 2. 輸入信號(hào)不為零時(shí)的工作情況輸入信號(hào)不為零時(shí)的工作情況tUuUuiIiiIiuUuuuuRiRiVcemceoCcCECCCCceCECEcCCbBBbeBEBEsin符號(hào)說(shuō)明符號(hào)說(shuō)明IBQuiOt iB OtuCEOtuoOt iC OtICQUCEQUBEQuBE OtuCE =VCC-iCRC=VCC-ICRC-ic RC =UCE-icRC 幾點(diǎn)結(jié)論：

39、幾點(diǎn)結(jié)論： (1) (1) 放大器輸入交變電壓時(shí)，晶體管放大器輸入交變電壓時(shí)，晶體管各極電各極電流的方向和極間電壓的極性始終不變，流的方向和極間電壓的極性始終不變，只是圍只是圍繞各自的靜態(tài)值，按輸入信號(hào)規(guī)律近似呈線性繞各自的靜態(tài)值，按輸入信號(hào)規(guī)律近似呈線性變化。變化。 (2) (2) 晶體管各極電流、電壓的瞬時(shí)波形中，晶體管各極電流、電壓的瞬時(shí)波形中，只有只有交流分量才能反映輸入信號(hào)的變化交流分量才能反映輸入信號(hào)的變化，因此，因此，需要放大器輸出的是交流量。需要放大器輸出的是交流量。 (3) (3) 將將共射放大電路輸出與輸入共射放大電路輸出與輸入的波形對(duì)照，的波形對(duì)照，可知兩者的變化規(guī)律正好

40、相反，通常稱這種波可知兩者的變化規(guī)律正好相反，通常稱這種波形關(guān)系為形關(guān)系為反相反相或或倒相倒相。2.3.3、直流通路和交流通路、直流通路和交流通路共射放大電路共射放大電路 直流通路直流通路 交流通路交流通路 +-+VTRS+- RB RL RCUiUsUo RL+VCC+-+-+ C2 C1VT RS+- RB RCUiUsUo+VCCVT RB RC放大電路工作在放大電路工作在放大狀態(tài)放大狀態(tài)時(shí)，電路中交直流信號(hào)并存。時(shí)，電路中交直流信號(hào)并存。為了分析方便，將交流信號(hào)和直流信號(hào)分開研究。直流為了分析方便，將交流信號(hào)和直流信號(hào)分開研究。直流信號(hào)的工作情況稱為信號(hào)的工作情況稱為靜態(tài)靜態(tài)，用直流通

41、路來(lái)分析；交流信，用直流通路來(lái)分析；交流信號(hào)的工作情況稱為號(hào)的工作情況稱為動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)，用交流通路來(lái)分析。這樣就需，用交流通路來(lái)分析。這樣就需要根據(jù)電路的具體情況，正確地畫出電路的直流通路和要根據(jù)電路的具體情況，正確地畫出電路的直流通路和交流通路。交流通路。 當(dāng)放大電路輸入信號(hào)較小，BJT可按線性電路對(duì)待，利用疊加定理：分別分析電路中的交流單獨(dú)作用產(chǎn)生的相應(yīng)、直流單獨(dú)作用產(chǎn)生的相應(yīng)，再疊加。直流通路(ui = 0)分析靜態(tài)。 直流通路：只有直流作用的通路。畫直流通路的原則：1、將交流電壓源短路 2、將電容開路,電感短路。2.3.3 直流通路和交流通路直流通路和交流通路 交流通路(ui 0)分析動(dòng)態(tài)

42、，只考慮變化的電壓和電流。交流通路：只有交流作用的通路。畫交流通路原則畫交流通路原則：1. 固定不變的電壓源都視為短路；2. 固定不變的電流源都視為開路；3. 耦合電容對(duì)交流信號(hào)短路0j/1 C 畫出放大電路的直流通路畫出放大電路的直流通路直流通路的畫法：直流通路的畫法：開路開路開路開路將交流電壓源短路將交流電壓源短路 將電容開路。將電容開路。對(duì)交流信號(hào)對(duì)交流信號(hào)(輸入信號(hào)輸入信號(hào)ui)短路短路短路短路置零置零uo將直流電壓源短路，將直流電壓源短路，將電容短路。將電容短路。交流通路交流通路分析動(dòng)態(tài)工作情況分析動(dòng)態(tài)工作情況交流通路的畫法：交流通路的畫法：(c) 交流通路 (a) 共射放大電路(b

43、) 直流通路【例】 畫出圖中電路的直流通路和交流通路。【例【例2-4】 畫出畫出圖圖2-29電路的直流通路和交流通路。電路的直流通路和交流通路。圖2-29解： 直流通路: 將圖中ui短路，電容開路，電路其他部分保留。 交流通路: 將圖中電容短路，直流電源對(duì)地短路，電路其他部分保留。(a) 直流通路(b) 交流通路放大電路要具有放大作用，必須滿足以下三個(gè)放大電路要具有放大作用，必須滿足以下三個(gè)組成原則組成原則： 確保晶體管工作于放大區(qū)，即滿足發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置的外部條件 確保被放大的交流輸入信號(hào)能夠作用于晶體管的輸入回路。 確保放大后的交流輸出信號(hào)能傳送到負(fù)載上去。例2-5 根據(jù)放大

44、電路的組成原則，判斷下圖個(gè)電路對(duì)交流信號(hào)是否具有放大作用。發(fā)射結(jié)沒(méi)有正偏電壓（a）中發(fā)射結(jié)沒(méi)有正向偏置電壓，晶體管不能工作在放大區(qū) （a）（a）直流通路 否解 基極無(wú)直流偏置（b） C1有隔離直流的作用，晶體管基極無(wú)直流偏置 （b）直流通路 否（b）解 輸入信號(hào)無(wú)法加到放大電路的輸入端（c）交流通路 （c）中旁路電容C1對(duì)交流輸入信號(hào)短路，使得輸入信號(hào)電壓vi無(wú)法加到放大電路的輸入端 解 （c）否無(wú)交流信號(hào)輸出（d）由于沒(méi)有集電極電阻RC，只有信號(hào)電流，無(wú)交流電壓信號(hào)輸出 （d）交流通路解 （d） 放大電路沒(méi)有輸入信號(hào)時(shí)(ui=0)的工作狀態(tài)稱為靜態(tài)。 靜態(tài)分析的任務(wù)是根據(jù)電路參數(shù)和三極管的特

45、性確定靜 態(tài)值（直流值）UBE、IB、 IC 和 UCE。可用放大電路的直流通路來(lái)分析。2.4.1 靜態(tài)工作情況分析靜態(tài)工作情況分析2. 4放大電路的圖解分析法放大電路的圖解分析法畫直流通路的原則：1、將交流電壓源短路 2、將電容開路,電感短路。直流通路：只有直流作用的通路。RB+VCCRCC1C2TRL為什么要為什么要設(shè)置靜態(tài)設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)？工作點(diǎn)？ 放大電路建立正確的靜態(tài)工作點(diǎn)，是為了使三極管工作在線性區(qū)(放大區(qū))以保證信號(hào)不失真。開路開路將交流電壓源短路將交流電壓源短路 將電容開路。將電容開路。直流通路的畫法：直流通路的畫法：開路開路RB+VCCRCC1C2RLUi=0一、靜態(tài)工作點(diǎn)的估

46、算一、靜態(tài)工作點(diǎn)的估算1.1.直流通路直流通路靜態(tài)工作點(diǎn)（靜態(tài)工作點(diǎn)（ IB、UBE、IC、UCE）靜態(tài)工作點(diǎn)（靜態(tài)工作點(diǎn)（ IB、UBE、IC、UCE）2.2.估算估算R+VCCRCVTICQUBEQUCEQ( ICQ,UCEQ)(IBQ,UBEQ)IBQ+-（1）估算IB（ UBE 0.7V)RB+VCCRCIBUBEBBECCBRUVI BCC70R.V BCCRV RB稱為偏置電阻，IB稱為偏置電流。（2）估算IC 、 UCECCCCCERIVU IC= IBICRB+VCCRCUCE+-例：用估算法計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)。已知：VCC=12V，RC=4k，RB=300k，=37.5。解：A4

47、00.04mA30012BCCBRVImA51040537BC.II6V41.512CCCCCERIVU請(qǐng)注意電路中IB和IC的數(shù)量級(jí)UBE 0.7VRB+VCCRC+VCC( ICQ,UCEQ)(IBQ,UBEQ)-RRCTICQUBEQUCEQIBQ+-二、二、用圖解法確定靜態(tài)工作點(diǎn)用圖解法確定靜態(tài)工作點(diǎn)BEQ = V BQRBUCE = VCC IC RC1. 在輸入回路中確定在輸入回路中確定 (UBEQ, IBQ)根據(jù)輸入特性曲線及直流負(fù)載線方程：BEQ = V BQRB輸入回路圖解輸入回路圖解QuBE/ViB/ A靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn)VCCVCC/RBUBEQIBQO可在輸入特性曲線

48、找出靜態(tài)工作點(diǎn)Q(UBEQ,IBQ)RRCTICQUBEQUCEQIBQ+-UCEQ = VCC ICQ RC輸出回路圖解輸出回路圖解uCE/ViC/mAVCCVCC/RCOQUCEQICQIBQ 根據(jù)輸出特性曲線及直流負(fù)載線方程：2.在輸出回路中確定在輸出回路中確定 (UCEQ, ICQ)(IBQ,UBEQ) 和和( ICQ,UCEQ )分別對(duì)應(yīng)于輸入輸出特分別對(duì)應(yīng)于輸入輸出特性曲線上的一個(gè)點(diǎn)稱為性曲線上的一個(gè)點(diǎn)稱為靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn)。直流負(fù)載線直流負(fù)載線CEQCCCQCCUVIRR 斜率為斜率為 -1/RCRRCTICQUBEQUCEQIBQ+-RB+VCCRCC1C2RLUi=0BEQ

49、C1UU +-IBQuiOtOtOtuoOtOtICQUCEQBEQOIBQICQUBEQUCEQ+-ui=0時(shí)，電路中各極電壓和電流都是固定不變的直流。時(shí)，電路中各極電壓和電流都是固定不變的直流。2.4.2 用圖解法確定動(dòng)態(tài)工作情況用圖解法確定動(dòng)態(tài)工作情況一一. 輸出空載輸出空載 （RL=）時(shí)的動(dòng)態(tài)）時(shí)的動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)：動(dòng)態(tài)：ui 0電路的工作狀態(tài)。電路的工作狀態(tài)。重點(diǎn)：1正確理解作圖的過(guò)程，明白動(dòng)態(tài)時(shí)，電路中各極電流與電壓的組成。2.掌握放大電路最大動(dòng)態(tài)范圍的計(jì)算方法。3.失真的判斷。2.4.2 用圖解法確定動(dòng)態(tài)工作情況用圖解法確定動(dòng)態(tài)工作情況1. 根據(jù)根據(jù)ui在輸入特性上畫出在輸入特性上畫出i

50、b和和ube0.7 VQuiOt tiB/ AOO tiBIBQibiBEQiC1BEuUuUu BBQbiIiuBE/VuBE/Vib= Ibmsint 2. 根據(jù)根據(jù)ib在輸出特性上畫出在輸出特性上畫出ic和和uceiBuCE/ViC/mAcecCui R 交流負(fù)載線： ui 0 時(shí),由電路確定ic和uce之間的關(guān)系曲線。VCCVCC/RCicRBRCuiuo-uce2. 根據(jù)根據(jù)ib在輸出特性上畫出在輸出特性上畫出ic和和uce0.7 VQuiO tuBE/ViB/ AOOt tuBE/ViBIBQQQ Q O tICQUCEQiBuCE/ViC/mAiCOt tuCE/VibicUce

51、mucecCCiIi bcIi ceCECEuUu 說(shuō)明說(shuō)明uce（即（即uo）和）和ui反相，同時(shí)可以求出電壓放大倍數(shù)反相，同時(shí)可以求出電壓放大倍數(shù)uCE =VCC-iCRC=VCC-ICRC-ic RC =UCE-icRC =UCE+uce uce= -icRC= -IcmRCsint ic= -uce/RC 空載時(shí)放大電路的交流負(fù)載線空載時(shí)放大電路的交流負(fù)載線,過(guò)點(diǎn)過(guò)點(diǎn)Q，且斜率為，且斜率為 -1/RC,與直流負(fù)載線重合與直流負(fù)載線重合 uo = uceui = ube動(dòng)態(tài)分析（動(dòng)態(tài)分析（ui0） RL=各點(diǎn)波形各點(diǎn)波形uo比比ui幅度放大且相位相反幅度放大且相位相反RB+VCCRCC1

52、C2uiiBiCuCEuouo = uceube = uiceCECEcCCbBBbeBEBEuUuiIiiIiuUu uce= -icRC二、接上負(fù)載二、接上負(fù)載RL時(shí)的圖解法時(shí)的圖解法輸出端接入負(fù)載輸出端接入負(fù)載RL，不影響不影響Q ，影響動(dòng)態(tài)！影響動(dòng)態(tài)！1.交流通路交流通路RB+VCCRCC1C2RLuiuo-對(duì)交流信號(hào)對(duì)交流信號(hào)(輸入信號(hào)輸入信號(hào)ui)1/ C 0將直流電壓源短路，將電容短路。將直流電壓源短路，將電容短路。方法和步驟方法和步驟:短路短路短路短路置置零零RB+VCCRCC1C2RLuiuo-交流通路交流通路RBRCRLuiuo-注意：注意：(1) 交流負(fù)載線是動(dòng)態(tài)時(shí)ic與

53、uce之間的關(guān)系曲線。(2) 空載時(shí)，交流負(fù)載線與直流負(fù)載線重合。2. 交流負(fù)載線交流負(fù)載線(1) 方程方程RbRCRLuiuoicuce其中：CLLR/RR uce=-ic（RC/RL）= -ic RL交流量ic和uce有如下關(guān)系：這就是說(shuō)，交流負(fù)載線的斜率為：L1R uce=-ic（RC/RL）= -ic RL或ic=（-1/ RL） uce(2)交流負(fù)載線的作法：斜 率為-1/RL 。（ RL= RLRc ）經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)。 iCuCEVCCCCCRVQIB直流負(fù)載線交流負(fù)載線斜斜 率為率為-1/RL 。（ RL= RLRc ）經(jīng)過(guò)經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)。點(diǎn)。 注意：注意：（1 1）交流負(fù)載線是有交流輸入信

54、號(hào)時(shí)工作點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。）交流負(fù)載線是有交流輸入信號(hào)時(shí)工作點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。 （2 2）空載時(shí)，交流負(fù)載線與直流負(fù)載線重合。）空載時(shí)，交流負(fù)載線與直流負(fù)載線重合。交流負(fù)載線交流負(fù)載線CCCCCECRVRVI直流負(fù)載線直流負(fù)載線斜率為斜率為-1/RCLCEQCCCQCEQCCCQQNQN10RUVIUVIXXYYK LCQCEQCCRIUV 計(jì)算交流負(fù)載線計(jì)算交流負(fù)載線與橫軸的交點(diǎn)：與橫軸的交點(diǎn)：CCV 交流負(fù)載線交流負(fù)載線的具體畫法：的具體畫法：直流負(fù)載線是用來(lái)確定工作點(diǎn)的；直流負(fù)載線是用來(lái)確定工作點(diǎn)的；交流負(fù)載線是用來(lái)畫出波形，分析波形失真。交流負(fù)載線是用來(lái)畫出波形，分析波形失真。注意：注意：（1

55、）交流負(fù)載線是有交流）交流負(fù)載線是有交流 輸入信號(hào)時(shí)工作點(diǎn)的運(yùn)輸入信號(hào)時(shí)工作點(diǎn)的運(yùn) 動(dòng)軌跡。動(dòng)軌跡。 （2）空載時(shí)，交流負(fù)載線與直流負(fù)載線重合。）空載時(shí)，交流負(fù)載線與直流負(fù)載線重合。1.1.確定靜態(tài)工作點(diǎn)確定靜態(tài)工作點(diǎn)Q Q 在輸入回路中確定在輸入回路中確定 (UBEQ, IBQ);在輸出回路中確定在輸出回路中確定 (UCEQ, ICQ) 做出直流負(fù)載線。做出直流負(fù)載線。2. 根據(jù)根據(jù)ui在輸入特性上畫出在輸入特性上畫出ib和和ube3. 根據(jù)根據(jù)ib在輸出特性上畫出在輸出特性上畫出ic和和uce 畫出交流負(fù)載線畫出交流負(fù)載線圖解法圖解法2.4.3 電路參數(shù)對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響電路參數(shù)對(duì)靜態(tài)工作

56、點(diǎn)的影響 1. 改變改變 RB，其他參數(shù)不變，其他參數(shù)不變uBEiBuCEiCVCCVBBVBBRBQQR B iB Q 趨近截止區(qū)；趨近截止區(qū)；R B iB Q 趨近飽和區(qū)。趨近飽和區(qū)。UBE=VCC-IBRB輸入回路直流負(fù)載線 輸出回路直流負(fù)載線 UCE=VCC-ICRC VCC/RC 2.4.3 電路參數(shù)對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響電路參數(shù)對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響 2. 改變改變 RC ，其他參數(shù)不變，其他參數(shù)不變RC Q 趨近飽和區(qū)。趨近飽和區(qū)。iCuBEiBuCEVCCUCEQQQICQVCCRCQQRC Q 遠(yuǎn)離飽和區(qū)。遠(yuǎn)離飽和區(qū)。UBE=VCC-IBRBUCE=VCC-ICRC 2.4.4 非線

57、性失真非線性失真1. “Q”過(guò)低引起截止失真過(guò)低引起截止失真NPN 管：管： 頂部頂部失真為截止失真。失真為截止失真。PNP 管：管： 底部底部失真為截止失真。失真為截止失真。不發(fā)生截止失真的條件：不發(fā)生截止失真的條件：IBQ Ibm 。2.“Q”過(guò)高引起飽和失真過(guò)高引起飽和失真ICS集電極臨界集電極臨界飽和電流飽和電流NPN 管：管：底部底部失真為飽和失真。失真為飽和失真。PNP 管：管：頂部頂部失真為飽和失真。失真為飽和失真。IBS 基極臨界飽和電流?；鶚O臨界飽和電流。不發(fā)生飽和失真的條件：不發(fā)生飽和失真的條件： IBQ + I bm IBSuCEiCt OOiCO tuCEQV CCCS

58、CECCCSBSRUVII 3.靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn)Q的位置應(yīng)適中：的位置應(yīng)適中：靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn)Q的位置應(yīng)該適中，既不能太高，又不能太低。的位置應(yīng)該適中，既不能太高，又不能太低。Q的位置的位置太高太高引引起起飽和飽和失真，失真，太低太低引起引起截止截止失真。失真。Q應(yīng)選取在輸出特性曲線上交流負(fù)載線接應(yīng)選取在輸出特性曲線上交流負(fù)載線接近中央的位置近中央的位置 Q點(diǎn)位置過(guò)低(截止失真) Q點(diǎn)位置適中(不失真) Q點(diǎn)位置過(guò)高(飽和失真) 2、為獲得最大輸出，、為獲得最大輸出，“Q” 可設(shè)在交流負(fù)載線中點(diǎn)。可設(shè)在交流負(fù)載線中點(diǎn)。3、為提高電壓放大倍數(shù)，、為提高電壓放大倍數(shù)，“Q”可以設(shè)得高一些；

59、可以設(shè)得高一些；選擇工作點(diǎn)的原則：選擇工作點(diǎn)的原則：1、靜態(tài)工作點(diǎn)的選擇，、靜態(tài)工作點(diǎn)的選擇，還要考慮交流輸入信號(hào)的還要考慮交流輸入信號(hào)的大小。如果輸入信號(hào)幅度小，則可把靜態(tài)工作點(diǎn)選大小。如果輸入信號(hào)幅度小，則可把靜態(tài)工作點(diǎn)選得低一些，以減少管子在靜態(tài)時(shí)的功率損耗；如果得低一些，以減少管子在靜態(tài)時(shí)的功率損耗；如果交流輸入信號(hào)幅度大，則可把靜態(tài)工作點(diǎn)選得高一交流輸入信號(hào)幅度大，則可把靜態(tài)工作點(diǎn)選得高一些。這些都應(yīng)以交流輸出信號(hào)的波形不出現(xiàn)失真為些。這些都應(yīng)以交流輸出信號(hào)的波形不出現(xiàn)失真為準(zhǔn)。準(zhǔn)。盡管靜態(tài)工作點(diǎn)位置適當(dāng)，但當(dāng)輸入信號(hào)幅度過(guò)大時(shí)，輸出信號(hào)將會(huì)同時(shí)出現(xiàn)飽和失真和截止失真，稱之為雙向失真

60、。 靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn)Q的位置應(yīng)適中的位置應(yīng)適中2.4.5 最大輸出電壓幅值最大輸出電壓幅值 LR 放大電路在電路參數(shù)確定的條件下，輸出端不發(fā)生飽和放大電路在電路參數(shù)確定的條件下，輸出端不發(fā)生飽和失真和截止失真的最大輸出信號(hào)電壓的幅值稱為最大不失真失真和截止失真的最大輸出信號(hào)電壓的幅值稱為最大不失真輸出電壓幅值輸出電壓幅值(Uom)M。(1) 受截止失真限制受截止失真限制LCQFRIU (2) 受飽和失真限制受飽和失真限制CESCEQRUUU (Uom)M = minUR,UF(3) 最大不失真輸出電壓最大不失真輸出電壓= UCEQ +ICQCCVLR2. 放大器輸出動(dòng)態(tài)范圍UOPP 由于受晶體管截