第2章-晶體管及其放大電路分解課件

2.1晶體管2.2放大的概念及放大電路的性能指標2.3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法2.5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)工作點電路2.7共集電極放大電路2.8共基極放大電路2.9組合單元放大電路小結第2章晶體三極管管及其放大電路2.1晶體管2.2放大的概念及放大電路的性能指標2.2.1晶體管2.1.1晶體三極管2.1.2晶體三極管的特性曲線2.1.3晶體三極管的主要參數(shù)2.1晶體管2.1.1晶體三極管2.1.2晶體三極(SemiconductorTransistor)2.1.1晶體三極管一、結構、符號和分類NNP發(fā)射極E基極B集電極C發(fā)射結集電結—基區(qū)—發(fā)射區(qū)—集電區(qū)emitterbasecollectorNPN型PPNEBCPNP型ECBECB(SemiconductorTransistor)2.1.分類：按材料分：硅管、鍺管按功率分：小功率管<500mW按結構分：NPN、PNP按使用頻率分：低頻管、高頻管大功率管>1W中功率管0.51W分類：按材料分：硅管、鍺管按功率分二、電流放大原理1.三極管放大的條件內(nèi)部條件發(fā)射區(qū)摻雜濃度高基區(qū)薄且摻雜濃度低集電結面積大外部條件發(fā)射結正偏集電結反偏2.滿足放大條件的三種電路uiuoCEBECBuiuoECBuiuo共發(fā)射極共集電極共基極二、電流放大原理1.三極管放大的條件內(nèi)部發(fā)射區(qū)摻雜濃度高基3.三極管內(nèi)部載流子的傳輸過程1)發(fā)射區(qū)向基區(qū)注入多子電子，形成發(fā)射極電流

IE。ICN多數(shù)向BC結方向擴散形成ICN。IE少數(shù)與空穴復合，形成IBN。IBN基區(qū)空穴來源基極電源提供(IB)集電區(qū)少子漂移(ICBO)I

CBOIBIBN

IB+ICBO即：IB=IBN

–

ICBO2)電子到達基區(qū)后(基區(qū)空穴運動因濃度低而忽略)3.三極管內(nèi)部載流子的傳輸過程1)發(fā)射區(qū)向基區(qū)注入多子電ICNIEIBNI

CBOIB3)集電區(qū)收集擴散過來的載流子形成集電極電流ICICIC=ICN+ICBOICNIEIBNICBOIB3)集電區(qū)收集擴散過I4.三極管的電流分配關系當管子制成后，發(fā)射區(qū)載流子濃度、基區(qū)寬度、集電結面積等確定，故電流的比例關系確定，即：IB=I

BN

ICBOIC=ICN+ICBO穿透電流4.三極管的電流分配關系當管子制成后，發(fā)射區(qū)載流子濃度IE=IC+IBIE=IC+IB2.1.2晶體三極管的特性曲線一、輸入特性輸入回路輸出回路與二極管特性相似2.1.2晶體三極管的特性曲線一、輸入特性輸入輸出與二極O特性基本重合(電流分配關系確定)特性右移(因集電結開始吸引電子)導通電壓UBE(on)硅管：(0.60.8)V鍺管：(0.20.3)V取0.7V取0.2VO特性基本重合(電流分配關系確定)特性右移(因集電結開始吸引二、輸出特性iC

/mAuCE

/V50μA40μA30μA20μA10μAIB=0O24684321截止區(qū)：

IB0

IC=ICEO0條件：兩個結反偏截止區(qū)ICEO二、輸出特性iC/mAuCE/V50μAOiC

/mAuCE

/V50μA40μA30μA20μA10μAIB=0O246843212.放大區(qū)：放大區(qū)截止區(qū)條件：

發(fā)射結正偏集電結反偏特點：

水平、等間隔ICEOiC/mAuCE/V50μAO2iC

/mAuCE

/V50μA40μA30μA20μA10μAIB=0O246843213.飽和區(qū)：uCE

u

BEuCB=uCE

u

BE

0條件：兩個結正偏特點：IC

IB臨界飽和時：

uCE

=uBE深度飽和時：0.3V(硅管)UCE(SAT)=0.1V(鍺管)放大區(qū)截止區(qū)飽和區(qū)ICEOiC/mAuCE/V50μAO2三、溫度對特性曲線的影響1.溫度升高，輸入特性曲線向左移。溫度每升高1C，UBE

(22.5)mV。溫度每升高10C，ICBO

約增大1倍。OT2>T1三、溫度對特性曲線的影響1.溫度升高，輸入特性曲線向左移2.溫度升高，輸出特性曲線向上移。iCuCET1iB=0T2>iB=0iB=0溫度每升高1C，

(0.51)%。輸出特性曲線間距增大。O2.溫度升高，輸出特性曲線向上移。iCuCET12.1.3晶體三極管的主要參數(shù)一、電流放大系數(shù)1.共發(fā)射極電流放大系數(shù)iC

/mAuCE

/V50μA40μA30μA20μA10μAIB=0O24684321—直流電流放大系數(shù)

—交流電流放大系數(shù)一般為幾十幾百Q(mào)2.1.3晶體三極管的主要參數(shù)一、電流放大系數(shù)1.共發(fā)iC

/mAuCE

/V50μA40μA30μA20μA10μAIB=0O246843212.共基極電流放大系數(shù)1一般在0.98以上。

Q二、極間反向飽和電流CB極間反向飽和電流

ICBO，CE極間反向飽和電流ICEO。iC/mAuCE/V50μAO2三、極限參數(shù)1.ICM

—集電極最大允許電流，超過時

值明顯降低。2.PCM—集電極最大允許功率損耗PC=iC

uCE。iCICMU(BR)CEOuCEPCMOICEO安全工作區(qū)三、極限參數(shù)1.ICM—集電極最大允許電流，超過時U(BR)CBO

—發(fā)射極開路時C、B極間反向擊穿電壓。3.U(BR)CEO

—基極開路時C、E極間反向擊穿電壓。U(BR)EBO

—集電極極開路時E、B極間反向擊穿電壓。U(BR)CBO>U(BR)CEO>U(BR)EBO

(P34

2.1.7)已知:ICM=20mA,PCM

=100mW，U(BR)CEO=20V，當UCE

=

10V時，IC<

mA當UCE

=

1V，則IC<

mA當IC

=

2mA，則UCE<

V

102020U(BR)CBO—發(fā)射極開路時C、B極間反向擊穿電壓2.2.1.放大的概念

2.2

概述一.擴音機示意圖1)輸入量控制輸出量2)把直流能量轉換成按輸入量變化的交流能量2.2.1.放大的概念2.2概述一.擴音機示意圖1)二.方框圖直流電源信號源RS+us–RSis放大電路負載RL方框圖的示意圖二.方框圖直流電源信RS+RSis放大負RL方框圖的示意圖三、放大電路的四端網(wǎng)絡表示１122+us–放大電路RS+ui–+uo–RLioiius—信號源電壓Rs—信號源內(nèi)阻RL—負載電阻ui—輸入電壓uo—輸出電壓ii—輸入電流io—輸出電流三、放大電路的四端網(wǎng)絡表示１2+放大RS++RLioiius２.2.2放大電路的主要性能指標1122+us–放大電路RS+ui–+uo–RLioii電壓增益

Au(dB)=20lg|Au|一、放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)

Au=uo/ui電流放大倍數(shù)Ai=io/ii電流增益Ai(dB)=20lg|Ai|２.2.2放大電路的主要性能指標12+放大RS++RLi二、輸入電阻１1+us–RS+ui–iiRiRi越大，ui與us越接近例us=20mV，Rs=600，比較不同Ri時的ii

、ui。Riiiui60003A18mV60016.7A10mV6030A1.82mV二、輸入電阻１+RS+iiRiRi越大，ui與us當信號源有內(nèi)阻時：＝Ui.UO.Ui.Us.當信號源有內(nèi)阻時：＝Ui.UO.Ui.Us.三、輸出電阻放大電路的輸出相當于負載的信號源，該信號源的內(nèi)阻稱為電路的輸出電阻。計算：i2211usRS+u–放大電路=0Ro測量：uot—負載開路時的輸出電壓；uo—帶負載時的輸出電壓，Ro越小，uot

和

uo

越接近。2211+us–RS+ui–+uo–RLRo+uot–Ri三、輸出電阻放大電路的輸出相當于負載的信號源，該信號源的四、通頻帶

電抗元件(主要是電容)使放大電路對不同頻率輸入信號的放大能力不同，反映在：Au(f)—幅頻特性

(f)—相頻特性1.幅頻特性和相頻特性fAu(f)OfO2.頻帶寬度(帶寬)BWAumfLfH下限頻率

上限頻率

中頻段低頻段高頻段BW0.7BW0.7=fH–

fL(BandWidth)四、通頻帶電抗元件(主要是電容)使放大電路對不同頻率輸

放大電路主要用于放大微弱的電信號，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。放大電路主要用于放大微弱的電信號，輸出電壓或2.3晶體管放大電路的組成及其工作原理

2.3.1共射基本放大電路的組成2.3晶體管放大電路的組成及其工作原理2.3.1共射輸出不失真發(fā)射結加正向電壓集電結加反向電壓RBVBBC1+Rs+us-RCVCCTC2RL+uo信號源加到b-e間ui輸出不失真發(fā)射結加正向電壓集電結加反向電壓RBVBBC1+R1.發(fā)射結加正向電壓2.集電結加反向電壓3.把信號源加到b-e之間4.在輸入信號作用下得到不失真的輸出信號以上四條是判斷三極管放大電路能否放大的依據(jù)，四條必須同時滿足。第2章-晶體管及其放大電路分解課件2.3.2、

共射基本放大電路的工作原理

1.靜態(tài)：

ui=0.

C1++C2Rs+RL+-IBIcUBE-UCE+-2.動態(tài)：

ui＝0，若輸入為正弦信號IBQuiOtOtOtuoOtOtICQUCEQＵBＥQO2.3.2、共射基本放大電路的工作原理

1.靜態(tài)：C1符號說明C2Rsus+-+C1+RL+-uo+-uiIB+ibIc+icUCE+uceUBE+uceIBQuiOtiBOtuCEOtuoOtiCOtICQUCEQUBEQuBEOt符號說明C2Rsus+-+C1+RL+-uo+-uiIB+i2.3.3、放大電路中各元件的作用做一變換C2Rsus+-+C1+RL+-uo+-ui2.3.3、放大電路中各元件的作用做一變換C2Rsus+-+RBVBBRCC1C2T放大元件iC=iB，工作在放大區(qū)，要保證集電結反偏，發(fā)射結正偏。uiuo輸入輸出參考點RL+VCCRsus+-RBVBBRCC1C2T放大元件iC=iB，工作在放大區(qū)，使發(fā)射結正偏，并提供適當?shù)撵o態(tài)工作點IB和UBE。RB+VCCVBBRCC1C2TRL基極電源與基極電阻Rs+us-使發(fā)射結正偏，并提供適當?shù)撵o態(tài)工作點IB和UBE。RB+VC集電極電源，為電路提供能量。并保證集電結反偏。Rb+VCCVBBRCC1C2TRLRs+us-集電極電源，為電路提供能量。并保證集電結反偏。Rb+VCCV集電極電阻，將變化的電流轉變?yōu)樽兓碾妷?。Rb+VCCVBBRCC1C2TRLRs+us-集電極電阻，將變化的電流轉變?yōu)樽兓碾妷?。Rb+VCCVBB耦合電容：電解電容，有極性，大小為10F~50F作用：隔直通交隔離輸入輸出與電路直流的聯(lián)系，同時能使信號順利輸入輸出。RB+VCCVBBRCC1C2TRL++uiuoRs+us-耦合電容：作用：隔直通交隔離輸入輸出與電路直流的聯(lián)系，同時能單電源供電可以省去RB+VCCVBBRCC1C2TRLRs+us-單電源供電可以省去RB+VCCVBBRCC1C2TRLRs+RB單電源供電+VCCRCC1C2TRLuo+-++Rs+us-RB單電源供電+VCCRCC1C2TRLuo+-++Rs+u

思考題1.什么是靜態(tài)?什么是動態(tài)?兩者的關系是什么?2.如何測量輸入電阻和輸出電阻?

習題2-1.2-3

1.靜態(tài)：ui=0.

2.動態(tài)：若輸入為正弦信號下面研究的問題1.靜態(tài)：ui=0.2.動態(tài)：若輸入為正弦信號下2.4圖解分析法2.4.2動態(tài)工作情況分析2.4.1靜態(tài)工作情況分析引言2.4圖解分析法2.4.2動態(tài)工作情況分析2.4.1引言基本思想

非線性電路經(jīng)適當近似后可按線性電路對待，利用疊加定理，分別分析電路中的交、直流成分。分析三極管電路的基本思想和方法引言基本思想分析三極管電路的基本思想和方法放大電路沒有輸入信號時的工作狀態(tài)稱為靜態(tài)。靜態(tài)分析的任務是根據(jù)電路參數(shù)和三極管的特性確定靜態(tài)值（直流值）UBE、IB、IC

和UCE?？捎梅糯箅娐返闹绷魍穪矸治?。2.4.1靜態(tài)工作情況分析放大電路沒有輸入信號時的工作狀態(tài)稱為靜態(tài)。靜態(tài)分析的任務是Rb+VCCRCC1C2TRL為什么要設置靜態(tài)工作點？

放大電路建立正確的靜態(tài)工作點，是為了使三極管工作在線性區(qū)以保證信號不失真。Rb+VCCRCC1C2TRL為什么要放大電路建立正確的靜一、靜態(tài)工作點的估算1.直流通路(1)含義(2)目的(3)畫法一、靜態(tài)工作點的估算1.直流通路(1)含義(2)目的(3)畫開路將交流電壓源短路將電容開路。直流通路的畫法：開路RB+VCCRCC1C2RLUi=0開路將交流電壓源短路直流通路的畫法：開路RB+VCCRCC1RB+VCCRC靜態(tài)工作點（IB、UBE、IC、UCE）2.估算RB+VCCRC靜態(tài)工作點（IB、UBE、IC、UCE）2（1）估算IB（UBE

0.7V)Rb+VCCRCIBUBERb稱為偏置電阻，IB稱為偏置電流。（1）估算IB（UBE0.7V)Rb+VCCRCIBU（2）估算UCE、ICIC=IBICRb+VCCRCUCE+-（2）估算UCE、ICIC=IBICRb+VCCRCUC例：用估算法計算靜態(tài)工作點。已知：VCC=12V，RC=4K，Rb=300K，=37.5。解：請注意電路中IB和IC的數(shù)量級UBE

0.7VRb+VCCRC例：用估算法計算靜態(tài)工作點。已知：VCC=12V，RC=4KRＢ+VCCRCTICUBEUCE(IC,UCE)(IB,UBE)IB++--二、用圖解法確定靜態(tài)工作點RＢ+VCCRCTICUBEUCE(IC,UCE)(IB1.在輸入回路中確定(IB,UBE)根據(jù)輸入特性曲線及直流負載線方程：ＵBE=VＣＣＩBRB輸入回路圖解QuBE/ViB/A靜態(tài)工作點VCCVCC/RBUBEQIBQO可在輸入特性曲線找出靜態(tài)工作點Ｑ1.在輸入回路中確定(IB,UBE)根據(jù)輸入特性曲線及直uCE=VCCiC

RC輸出回路圖解uCE/ViC/mAVCCVCC/RCOQUCEQICQiB根據(jù)輸出特性曲線及直流負載線方程：2.在輸出回路中確定(IC,UCE)(IB,UBE)和(IC,UCE)分別對應于輸入輸出特性曲線上的一個點稱為靜態(tài)工作點。直流負載線uCE=VCCiCRC輸出回路圖解uCE/ViC三、電路參數(shù)對靜態(tài)工作點的影響1.改變RB，其他參數(shù)不變uBEiBuCEiCVCCVBBVBBRBQQRB

iBQ趨近截止區(qū)；RB

iB

Q趨近飽和區(qū)。2.改變RC，其他參數(shù)不變RC

Q趨近飽和區(qū)。iCuBEiBuCEVCCUCEQQQICQVCCRC三、電路參數(shù)對靜態(tài)工作點的影響1.改變RB，其他參數(shù)不2.4.2用圖解法確定動態(tài)工作情況一.輸出空載時的圖解法1.根據(jù)ui在輸入特性上畫出ib和ube0.7VQuiuBE/VOtiB/AOOtiBIBQib2.4.2用圖解法確定動態(tài)工作情況一.輸出空載時的圖解2.根據(jù)ib在輸出特性上畫出ic和uce說明uce和ui反向，同時可以求出電壓放大倍數(shù)0.7VQuiOtuBE/ViB/AOOtuBE/ViBIBQQQQOtICQUCEQiBuCE/ViC/mAiCOtuCE/VibicUcemuce2.根據(jù)ib在輸出特性上畫出ic和uce說明uce和ui反向各點波形uo比ui幅度放大且相位相反Rb+VCCRCC1C2uiiBiCuCEuo＋－－＋各點波形uo比ui幅度放大且相位相反Rb+VCCRCC1C2二.放大電路的非線性失真問題1.“Q”過低引起截止失真NPN管：頂部失真為截止失真。PNP管：底部失真為截止失真。不發(fā)生截止失真的條件：IBQ>Ibm。二.放大電路的非線性失真問題1.“Q”過低引起截止失真2.“Q”過高引起飽和失真ICS集電極臨界飽和電流NPN管：

底部失真為飽和失真。PNP管：頂部失真為飽和失真。IBS—基極臨界飽和電流。不發(fā)生飽和失真的條件：IBQ+IbmIBSuCEiCtOOiCO

tuCEQV

CC2.“Q”過高引起飽和失真ICS集電極臨界NPN管：PNP各點波形uo比ui幅度放大且相位相反Rb+VCCRCC1C2uiiBiCuCEuo＋－－＋各點波形uo比ui幅度放大且相位相反Rb+VCCRCC1C2三.接上負載為RL時的圖解法Rb+VCCRCC1C2RL輸出端接入負載RL，不影響Q，影響動態(tài)！(2)目的(3)畫法(1)含義1.交流通路三.接上負載為RL時的圖解法Rb+VCCRCC1C2RL輸出對交流信號(輸入信號ui)短路短路置零1/C0

將直流電壓源短路，將電容短路。方法和步驟對交流信號(輸入信號ui)短路短路置零1/C0交流通路RBRCRLuiuo－＋－＋交流通路RBRCRLuiuo－＋－＋2.交流負載線(1)方程RbRCRLuiuoicuce其中：uce=-ic（RC//RL）=-icRL2.交流負載線(1)方程RbRCRLuiuoicuce其iCUCEVCCIB交流負載線直流負載線QICQUCEQICQRL,iCUCEVCCIB交流負載線直流負載線QICQUCEQIC交流量ic和uce有如下關系：這就是說，交流負載線的斜率為：uce=-ic（RC//RL）=-icRL或ic=（-1/RL）uce(2).交流負載線的作法：①斜率為-1/R'L。（R'L=RL∥Rc）②經(jīng)過Q點。

交流量ic和uce有如下關系：這就是說，交流負載線的斜率為：ICUCEVCCIB交流負載線直流負載線①斜率為-1/R'L。（R'L=RL∥Rc）②經(jīng)過Q點。

Qui＝u/R’LICUCEVCCIB交流負載線直流負載線①斜率為-1/R'直流負載線是用來確定工作點的；交流負載線是用來畫出波形，分析波形失真。注意：（1）交流負載線是有交流輸入信號時工作點的運動軌跡。

（2）空載時，交流負載線與直流負載線重合。直流負載線是用來確定工作點的；注意：（2）空載時，交流負載線3.選擇工作點的原則：當ui較小時，為減少功耗和噪聲，“Q”可設得低一些；為獲得最大輸出，“Q”可設在交流負載線中點。為提高電壓放大倍數(shù)，“Q”可以設得高一些；3.選擇工作點的原則：當ui較小時，為減少功耗和噪聲，“4.最大輸出電壓幅度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電壓的幅值稱為最大不失真輸出電壓幅值(Uom)M4.最大輸出電壓幅度放大電路在電路參數(shù)確定的條件下，輸出端不放大器最大不失真輸出電壓的峰值(Uom)M為UF、UR所確定的數(shù)值中較小的一個，(1)受截止失真限制最大不失真輸出電壓UF的幅度(2)受飽和失真限制最大不失真輸出電壓UR的幅度(Uom)M=min{UR,UF}放大器最大不失真輸出電壓的峰值(Uom)M為UF、UR所確定RB+VCCRCC1C2TRLuo+-++Rs+us-例:硅管，ui

=10sint(mV)，RB=176k，RC=1k，RL=1k,VCC=VBB=6V，圖解分析各電壓、電流值和最大輸出電壓幅度。[解]令ui=0，求靜態(tài)電流IBQRB+VCCRCC1C2TRLuo+-++Rs+us-例:uBE/ViB/AO0.7V30QuiOtuBE/VOtiBIBQ(交流負載線)uCE/ViC/mA41O23iB=10A20304050505Q6直流負載線QQ6OtiCICQUCEQOtuCE/VUcemibicuceuBE/ViB/A0.7V30QuiOuBE/VO當ui=0

uBE=UBEQ

iB=IBQ

iC=ICQ

uCE=UCEQ

當ui=Uimsintib=Ibmsintic=Icmsint

uce=–Ucemsint

uo=uceiB=

IBQ

+IbmsintiC=

ICQ

+IcmsintuCE=

UCEQ

–

Ucemsin

t=

UCEQ

+Ucemsin

(180°–

t)當ui=0當ui=UimsintiB=優(yōu)點:可以直觀全面地了解放大電路的工作情況，通過選擇電路參數(shù)在特性曲線上合理地設置靜態(tài)工作點，分析最大不失真輸出電壓、失真情況并估算動態(tài)工作范圍。缺點:在特性曲線上作圖比較繁瑣，誤差大，信號頻率較高時，特性曲線不再適用。因此圖解法只適合分析輸出幅值比較大且工作頻率較低的情況。在分析其他動態(tài)指標，如輸入電阻、輸出電阻等時比較困難。下一節(jié)將要討論更為簡便有效的分析方法，微變等效電路分析法。圖解法的優(yōu)缺點優(yōu)點:可以直觀全面地了解放大電路的工作情況，通過選擇電路參數(shù)2.5微變等效電路分析法2.5.3H參數(shù)小信號模型2.5.2H參數(shù)的引出2.5.1引言2.5微變等效電路2.5.3H參數(shù)小信號模型2.5.一建立小信號模型的意義

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。建立小信號模型，就是在一定的條件下（工作點附近）將非線性器件做線性化處理，從而簡化放大電路的分析和設計。由于研究對象的多樣性和復雜性，往往把對象的某些特征提取出來，用已知的、相對明了的單元組合來說明，并作為進一步研究的基礎，這種研究方法稱為建模。2.5.1引言一建立小信號模型的意義由于三極管是非線性當放大電路的輸入信號電壓很小時，就可以把三極管小范圍內(nèi)的特性曲線近似地用直線來代替，從而可以把三極管這個非線性器件所組成的電路當作線性電路來處理。二建立小信號模型的思路當放大電路的輸入信號電壓很小時，就可以把三極2.5.2H參數(shù)的引出在小信號情況下，對上兩式取全微分得對于BJT雙口網(wǎng)絡，我們已經(jīng)知道輸入輸出特性曲線如下：uBE=f(iB，uCE)iC=g(iB，uCE)一.求變化量之間的關系2.5.2H參數(shù)的引出在小信號情況下，對上兩式取全微分得輸出端交流短路時的輸入電阻；2.H參數(shù)的含義和求法能構成電路圖嗎輸出端交流短路時的輸入電阻；2.H參數(shù)的含義和求法能構成電路輸入端電流恒定（交流開路）的反向電壓傳輸比輸入端電流恒定（交流開路）的反向電輸出端交流短路時的正向電流傳輸比或電流放大系數(shù)；輸出端交流短路時的正向電流傳輸比或電流放大系數(shù)；輸入端電流恒定（交流開路）時的輸出電導。四個參數(shù)量綱各不相同，故稱為混合參數(shù)（H參數(shù)）。輸入端電流恒定（交流開路）時的輸出電導。四個參數(shù)量綱各不相同2.5.3H參數(shù)小信號模型根據(jù)可得小信號模型BJT的H參數(shù)模型hfeibicuceibubehrevcehiehoeube=hieib+hreuceic=hfeib+hoeuceuBEuCEiBcebiCBJT雙口網(wǎng)絡H參數(shù)都是小信號參數(shù)，即微變參數(shù)或交流參數(shù)。H參數(shù)與工作點有關，在放大區(qū)基本不變。2.5.3H參數(shù)小信號模型根據(jù)可得小信號模型BJT的H1.模型的簡化h21eibicuceibubeh12euceh11eh22e即rbe=h11e

=h21e

uT=h12e

rce=1/h22e一般采用習慣符號則BJT的H參數(shù)模型為

uT很小，一般為10-310-4，rce很大，約為100k。故一般可忽略它們的影響，得到簡化電路

ib

是受控源

，且為電流控制電流源(CCCS)。電流方向與ib的方向是關聯(lián)的。

1.模型的簡化h21eibicuceibubeh12euc2.H參數(shù)的確定

一般用測試儀測出；

rbe與Q點有關，可用圖示儀測出。一般也用公式估算rbe

rbe=rb+(1+

)re其中對于低頻小功率管rb≈(100－300）

則

而

(T=300K)

2.H參數(shù)的確定一般用測試儀測出；rbe

一.等效電路的畫法uiuo共射極放大電路2.5.4.放大電路的微變等效電路分析法一.等效電路的畫法uiuo共2.5.4.放大電路的畫微變等效電路rbeRbRCRL二.動態(tài)指標的計算畫微變等效電路rbeRbRCRL二.動態(tài)指標的計算1.電壓放大倍數(shù)的計算負載電阻越小，放大倍數(shù)越小。rbeRbRCRL1.電壓放大倍數(shù)的計算負載電阻越小，放大倍數(shù)越小。rbeRb電路的輸入電阻越大，從信號源取得的電流越小，因此一般總是希望得到較大的的輸入電阻。rbeRbRCRL2.輸入電阻的計算：根據(jù)輸入電阻的定義：電路的輸入電阻越大，從信號源取得的電流越小，因此一般總是希望所以：用加壓求流法求輸出電阻：3.輸出電阻的計算：根據(jù)定義rbeRbRC00所以：用加壓求流法求輸出電阻：3.輸出電阻的計算：根據(jù)定義r三.

晶體管放大電路動態(tài)分析步驟①分析直流電路，求出“Q”，計算rbe。②畫電路的交流通路。③在交流通路上把三極管畫成H參數(shù)模型。

分析計算疊加在“Q”點上的各極交流量。④

分析計算電壓放大倍數(shù),輸入,輸出電阻及各極交流量。三.晶體管放大電路動態(tài)分析步驟①分析直流電路，求出“Q”求：1.靜態(tài)工作點。例2.電壓增益AU、輸入電阻Ri、輸出電阻R0。求：1.靜態(tài)工作點。例2.電壓增益AU、3.若輸出電壓的波形出現(xiàn)如下失真，是截止還是飽和失真？應調(diào)節(jié)哪個元件？如何調(diào)節(jié)？解：1.IcVCE3.若輸出電壓的波形出現(xiàn)如下失真，是截止還是飽和失真2.思路：微變等效電路AU、Ri

、R02.思路：微變等效電路AU、Ri、R0第2章-晶體管及其放大電路分解課件第2章-晶體管及其放大電路分解課件3.判斷非線性失真(1)是截止還是飽和失真？（2）應調(diào)節(jié)哪個元件？如何調(diào)節(jié)？3.判斷非線性失真(1)是截止還是飽和失真？（2）應調(diào)節(jié)哪個例=100，uS

=10sint(mV)，求疊加在“Q”點上的各交流量。+uo+–

iBiCRBVCCVBBRCRLC1C2uS+–

+–

RS+uCE+uBE–

12V12V510470k2.7k3.6k例=100，uS=10sint(mV)，[解]令ui=0，求靜態(tài)電流IBQ①求“Q”，計算rbeICQ=IBQ=2.4mAUCEQ=12

2.42.7=5.5(V)[解]令ui=0，求靜態(tài)電流IBQ①求“Q”，計算uce②交流通路+uo+–

iBiCRBVCCVBBRCRLC1C2uS+–

+–

RS+uCE+uBE–

ube③小信號等效電路+uo+–

RBRLRSrbe

EibicicBCusRC+ubeuce②交流通路++iBiCRBVCCVBBRCRLC1C④分析各極交流量⑤

分析各極總電量uBE=(0.7+0.0072sint

)ViB=(24+5.5sint)AiC=(2.4+0.55sint

)

mAuCE=(5.5–

0.85sint

)V④分析各極交流量⑤分析各極總電量uBE=(0.7+圖解法、微變等效電路法

比較(1)圖解法，精度低，繁瑣，適合大信號的場合。其要點是：首先確定靜態(tài)工作點Q，然后根據(jù)電路的特點，做出直流負載線，進而畫出交流負載線，最后，畫出各極電流電壓的波形。求出最大不失真輸出電壓。圖解法、微變等效電路法

比較(1)圖解法，精度低，繁瑣，適(2)微變等效電路法。①首先用直流通路分析靜態(tài)工作點Q。②畫出交流通路，用晶體管的微變模型代替交流通路中的晶體管，得到放大電路的微變等效電路。③通過微變等效電路求解動態(tài)性能指標：放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻。習題：(2)微變等效電路法。習題：2.6.1問題的提出——單管共射放大電路存在的問題一實驗中出現(xiàn)的現(xiàn)象2.6射極偏置放大電路2.6.1問題的提出——單管共射放大電路存在的問題一當環(huán)境溫度當環(huán)境溫度二靜態(tài)工作點的位置發(fā)生變化的原因1溫度對晶體管參數(shù)的影響T↑→ICBO↑,溫度每升高10oC,ICBO↑一倍T↑→UBE↓,溫度每升高1oC,UBE↓2.5mvT↑→β↑,溫度每升高1oC,Δβ/β↑0.5—1%二靜態(tài)工作點的位置發(fā)生變化的原因T↑→ICBO↑,溫度每

2溫度對靜態(tài)工作點的影響ICQ=βIBQ+(1+β)ICBOIBQ=（Vcc-UBE）/RB→T↑→ICQ↑→Q↑→飽和失真3工作點上移時輸出波形分析2溫度對靜態(tài)工作點的影響ICQ=βIBQ+(1+β)I“Q”過高引起飽和失真ICS集電極臨界飽和電流NPN管：

底部失真為飽和失真。uCEiCtOOiCO

tuCEQV

CC不接負載時，交、直流負載線重合靜態(tài)是基礎，動態(tài)是目的“Q”過高引起飽和失真ICS集電極臨界NPN管：uCEiC

2.6.2電路組成及穩(wěn)定靜態(tài)工作點的原理特點：RB1—上偏流電阻、RB2—下偏流電阻、RE—發(fā)射極電阻共發(fā)射極電路

電路組成特點：RB1—上偏流電阻、RB2—下偏流電阻、電+UBEQ

IBQI1IEQ二穩(wěn)定靜態(tài)工作點的原理1.直流通路ICQ直流通路的畫法IBQI1IEQ二穩(wěn)定靜態(tài)工作點的原理1.直流通路IC若電路調(diào)整適當，可以使ICQ基本不變。2.穩(wěn)定過程（原理）T↑→ICQ↑→ICQ×RE↑→UB固定→UBE↓→IBQ↓→ICQ↓

3.穩(wěn)定的條件UB固定UB=VCC×RB2/(RB1+RB2)（1）I1>>IB

硅管I1=（5--10）IBQ鍺管I1=（10--20）IBQ（2）UB>>UBE

硅管UB=（3--5）V鍺管UB=（1--3）V

2.穩(wěn)定過程（原理）T↑→ICQ↑→ICQ×RE↑→UB固定2.6.3靜態(tài)分析

求Q點（IBQ、ICQ、UCEQ）求法：畫出直流通路求解

方法有二：一估算法

第2章-晶體管及其放大電路分解課件說明Q是否合適+VCCRCRERB1RB2+UBEQ

IBQI1IEQICQ+UCEQ

說明Q是否合適+VCCRCRERB1RB2IBQI1IEQI二利用戴維南定理（同學自己做）

二利用戴維南定理（同學自己做）2.6.4動態(tài)分析求AU、Ri、RO一畫出放大電路的微變等效電路

1.畫出交流通路第2章-晶體管及其放大電路分解課件2.畫出放大電路的微變等效電路2.畫出放大電路的微變等效電路二計算動態(tài)性能指標1.計算Au二計算動態(tài)性能指標1.計算Au“-”表示Uo和Ui反相。Au的值比固定偏流放大電路小了?！?”表示Uo和Ui反相。2.計算輸入電阻Ri↑，同時說明公式的記法和折合的概念。

2.計算輸入電阻Ri↑，同時說明公式的記法和折合的概念。uo在RE兩端的電壓可以忽略不計，因此Ro≈Rc。3.計算輸出電阻RoRo=uo/ioUs=0RL=∞

uo在RE兩端的電壓可以忽略不計，因此Ro≈Rc。3.計

如何提高電壓放大倍數(shù)Au？

在RE兩端并聯(lián)一個電容，則放大倍數(shù)與固定偏置放大電路相同。2.5.5舉例討論？在RE兩端并聯(lián)一個電容，則放大倍數(shù)例

=100，RS=1k，RB1=62k，RB2=20k,RC=3k，RE=1.5k，RL=5.6k，VCC=15V。求：“Q”，Au，Ri，Ro。1)求“Q”+VCCRCC1C2RLRE+CE++RB1RB2RS+us+uo[解]例=100，RS=1k，RB1=62k+VCCRCC1C2RLRE+CE++RB1RB2RS+us+uo2)求Au，Ri，Ro，

AusRo=RC=3k+VCCRCC1C2RLRE+CE++RB1RB2RS++2小結分析了固定偏置放大電路產(chǎn)生失真的原因。分析了射極偏置放大電路穩(wěn)定靜態(tài)工作點的原理。重點分析計算了分壓式偏置放大電路的性能指標。深入討論了射極電阻對靜態(tài)和動態(tài)的影響，為今后學習反饋建立基礎概念。小結分析了固定偏置放大電路產(chǎn)生失真的原因。一、如何使放大倍數(shù)減小不大，但輸入電阻有所提高？課后思考題：一、如何使放大倍數(shù)減小不大，課后思考題：二、計算輸出電阻時，若考慮RE，

如何計算輸出電阻呢？

第2章-晶體管及其放大電路分解課件2.7共集電極放大電路2.7.1電路組成及特點(射極輸出器、射極跟隨器)IBQIEQ+C1RS+ui

–RERB+VCCC2RL+–+uo–+us2.7共集電極放大2.7.1電路組成及特點IBQIIBQ=(VCC

–UBEQ)/[RB+(1+)

RE]ICQ=

IBQUCEQ=VCC–

ICQ

RE2.7.2靜態(tài)分析IBQIEQ+C1RS+ui

–RERB+VCCC2RL+–+uo–+usIBQIEQRERB+VCC+ICQUCEQIBQ=(VCC–UBEQ)/[RB+(1+交流通路RsRB++uoRLibiciiRE小信號等效電路usRB+uoRLibiciirbeibRERs+RL=RE//RL2.7.3動態(tài)分析IBQIEQ+C1RS+ui

–RERB+VCCC2RL+–+uo–+us交流通路RsRB++RLibiciiRE小信號等效電路usR1.電壓放大倍數(shù)：12.輸入電阻：1.電壓放大倍數(shù)：12.輸入電阻：3.輸出電阻：usRB+uoRLibiciirbeibRERs+RBibiciirbeibRERsus=0+uiiRERS=Rs//RBi=iRE

–

ib–ib射極輸出器特點Au1

輸入輸出同相Ri

高Ro

低用途：輸入級輸出級中間隔離級3.輸出電阻：usRB+RLibiciirbeibRER4.例

=120，RB=300k，rbb=200，UBEQ=0.7V,RE=RL=Rs=1k，VCC=12V。求：“Q”，Au，Ri，Ro。IBQIEQ+C1RS+ui

–RERB+VCCC2RL+–+uo–+us[解]1)求“Q”IBQ=(VCC–

UBE)/

[RB

+

(1+

)

RE]=(12

–

0.7)/[300+1211]

27(A)IEQ

IBQ

=3.2(mA)UCEQ=VCC–

ICQ

RE

=12–3.21=8.8(V)4.例=120，RB=300k，rbb=22)求Au，Ri，RoRbe=200+26/0.027

1.18(k)Ri=300//(1.18121)=51.2(k)RL=

1

//

1

=0.4(k)2)求Au，Ri，RoRbe=200+26/05.自舉電路(2)電路組成及特點+C1RSRERB1+VCCC2+–+uo–+us+RB2RB3C3=50(3)輸入電阻的計算IBQIEQ+C1RS+ui

–RERB+VCCC2RL+–+uo–+us（1）問題的提出：提高Ri

的電路5.自舉電路(2)電路組成及特點+C1RSRERB1+VC無C3、RB3：Ri=(RB1//RB2)//[rbe+(1+)RE]Ri=50//510=45(k)Ri=(RB3+RB1//RB2)//[rbe+(1+)RE]Ri=(100+50)//510=115(k)無C3有RB3：接C3：RB3

//rberbeRi=rbe+(1+)(RB//RE)=(1+)(RB//RE)Ri=5150//10=425(k)+C1RSRERB1+VCCC2+–+uo–+us+RB2RB3C3=50100k100k100k10kRB+uoibiciirbeibRE+uiRB3無C3、RB3：Ri=(RB1//RB2)//2.8共基極放大電路2.8.1電路組成及特點2.8共基極放大2.8.1電路組成及特點+VCCRCC2C3RLRE+++RB1RB2RS+us+uoC1+VCCRCC2C3RLRE+++RB1RB2RS++2.8.2、靜態(tài)分析+VCCRCRERB1RB2+UBEQ

IBQI1IEQICQ+UCEQ

+VCCRCC2C3RLRE+++RB1RB2RS+us+uoC12.8.2、靜態(tài)分析+VCCRCRERB1RB2IBQI1I2.8.3、動態(tài)性能指標分析RiRiRoRo=RC特點：1.Au大小與共射電路相同。2.輸入電阻小，Aus小。RCRERS+usRL+uoRCRERS+usRLrBEioicieiiib

ib+ui2.8.3、動態(tài)性能指標分析RiRiRoRo=RC特點第2章-晶體管及其放大電路分解課件2.9

組合單元放大電路

2.9.2共集-共射和共射-共集組合放大電路2.9.1復合管

2.9.3共射-共基組合放大電路2.9組合單元放大電路2.9.2共集-共射和共射-

實際應用的放大電路，除了要有較高的放大倍數(shù)之外，往往還要對輸入、輸出電阻及其它性能提出要求。在放大電路中常用兩個晶體管以不同的組態(tài)相互配合、聯(lián)合使用，以發(fā)揮各自的優(yōu)勢。這樣就形成了組合單元放大電路。如共集-共集、共集-共射、共射-共基組合放大電路等。實際應用的放大電路，除了要有較高的放大倍數(shù)之外，往往還V1V2NPN+NPNNPNV1V2PNP+PNPPNPV1V2NPN+PNPNPNV1V2PNP+NPNPNP一.復合管的結構2.9.1復合管V1V2NPN+NPNNPNV1V2PNP+PNPP二.復合管的構成規(guī)則1.B1為B，C1或E1接B2，C2、E2為C或E；2.應保證發(fā)射結正偏，集電結反偏；3.復合管類型與第一只管子相同。二.復合管的構成規(guī)則1.B1為B，C1或E1接(a)電路(b)計算復合后rbe電路(c)復合后的等效管三.復合管的及rbe(a)電路(b)(1)復合管的等效

(2)復合管的等效

rbe(1)復合管的等效四.復合管存在的問題及解決的措施1.存在的問題—穿透電流大V1V2ICEO12ICEO1R瀉放電阻減小2.措施—加瀉放電阻四.復合管存在的問題及解決的措施1.存在的問題—穿透電流大V2.9.2共集-共射和共射-共集組合放大電路

（當>>1，且<<）一.共C-共E2.9.2共集-共射和共射-共集組合放大電路（當>特點：這種電路具有很高的輸入電阻，信號源電壓幾乎全部輸送到共發(fā)射極電路的輸入端，所以整個電路的電壓增益近似為后級共發(fā)射極電路的電壓增益。特點：這種電路具有很高的輸入電阻，信號源電壓幾乎全部

如果將共集電極電路作為輸出級，與共發(fā)射極電路構成共射-共集（CE-CC）組合放大電路，則放大電路具有很低的輸出電阻，這在電壓放大時，增強了放大電路的帶負載能力，相當于將共發(fā)射極電路和負載之間加了一級隔離級。整個放大電路的電壓增益，近似為共發(fā)射極電路的電壓增益。二.共E-共C如果將共集電極電路作為輸出級，與共發(fā)射二.共E-共C2.9.3共射-共基組合放大電路(a)共射-共基電路(b)微變等效電路2.9.3共射-共基組合放大電路(a)共射-共基電路（）

特點：前級電路負載電阻的減小，有利于該級輸出回路時間常數(shù)減小，使高頻截止頻率提高，展寬了放大電路的通頻帶。（）特點：前級電路負載電阻的減小，有利于該級輸出回路時間求：1.“Q”，2.分別求集電極輸出電壓，發(fā)射極輸出電壓與輸入電壓之比3.Ri，Ro。例：已知電路如圖所示求：1.“Q”，2.分別求集電極輸出電壓，發(fā)射極輸出電壓與教學基本要求掌握1.晶體管的特性和主要參數(shù)2、晶體管放大電路的組成原則,圖解法，微變等效電路法.3、會計算晶體管放大電路的靜態(tài)工作點和動態(tài)性能指標.4、掌握共源、共漏放大電路的工作原理和分析方法理解：1.晶體管結構和工作原理2.放大的基本概念，放大電路的主要指標

3.各種基本放大電路的組成特點4.復合管的工作原理了解：

1、H參數(shù)微變等效電路的推導過程。2、組合放大電路的特點教學基本要求掌握1.晶體管的特性和主要參數(shù)理解：1.晶體管2.1晶體管2.2放大的概念及放大電路的性能指標2.3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法2.5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)工作點電路2.7共集電極放大電路2.8共基極放大電路2.9組合單元放大電路小結第2章晶體三極管管及其放大電路2.1晶體管2.2放大的概念及放大電路的性能指標2.2.1晶體管2.1.1晶體三極管2.1.2晶體三極管的特性曲線2.1.3晶體三極管的主要參數(shù)2.1晶體管2.1.1晶體三極管2.1.2晶體三極(SemiconductorTransistor)2.1.1晶體三極管一、結構、符號和分類NNP發(fā)射極E基極B集電極C發(fā)射結集電結—基區(qū)—發(fā)射區(qū)—集電區(qū)emitterbasecollectorNPN型PPNEBCPNP型ECBECB(SemiconductorTransistor)2.1.分類：按材料分：硅管、鍺管按功率分：小功率管<500mW按結構分：NPN、PNP按使用頻率分：低頻管、高頻管大功率管>1W中功率管0.51W分類：按材料分：硅管、鍺管按功率分二、電流放大原理1.三極管放大的條件內(nèi)部條件發(fā)射區(qū)摻雜濃度高基區(qū)薄且摻雜濃度低集電結面積大外部條件發(fā)射結正偏集電結反偏2.滿足放大條件的三種電路uiuoCEBECBuiuoECBuiuo共發(fā)射極共集電極共基極二、電流放大原理1.三極管放大的條件內(nèi)部發(fā)射區(qū)摻雜濃度高基3.三極管內(nèi)部載流子的傳輸過程1)發(fā)射區(qū)向基區(qū)注入多子電子，形成發(fā)射極電流

IE。ICN多數(shù)向BC結方向擴散形成ICN。IE少數(shù)與空穴復合，形成IBN。IBN基區(qū)空穴來源基極電源提供(IB)集電區(qū)少子漂移(ICBO)I

CBOIBIBN

IB+ICBO即：IB=IBN

–

ICBO2)電子到達基區(qū)后(基區(qū)空穴運動因濃度低而忽略)3.三極管內(nèi)部載流子的傳輸過程1)發(fā)射區(qū)向基區(qū)注入多子電ICNIEIBNI

CBOIB3)集電區(qū)收集擴散過來的載流子形成集電極電流ICICIC=ICN+ICBOICNIEIBNICBOIB3)集電區(qū)收集擴散過I4.三極管的電流分配關系當管子制成后，發(fā)射區(qū)載流子濃度、基區(qū)寬度、集電結面積等確定，故電流的比例關系確定，即：IB=I

BN

ICBOIC=ICN+ICBO穿透電流4.三極管的電流分配關系當管子制成后，發(fā)射區(qū)載流子濃度IE=IC+IBIE=IC+IB2.1.2晶體三極管的特性曲線一、輸入特性輸入回路輸出回路與二極管特性相似2.1.2晶體三極管的特性曲線一、輸入特性輸入輸出與二極O特性基本重合(電流分配關系確定)特性右移(因集電結開始吸引電子)導通電壓UBE(on)硅管：(0.60.8)V鍺管：(0.20.3)V取0.7V取0.2VO特性基本重合(電流分配關系確定)特性右移(因集電結開始吸引二、輸出特性iC

/mAuCE

/V50μA40μA30μA20μA10μAIB=0O24684321截止區(qū)：

IB0

IC=ICEO0條件：兩個結反偏截止區(qū)ICEO二、輸出特性iC/mAuCE/V50μAOiC

/mAuCE

/V50μA40μA30μA20μA10μAIB=0O246843212.放大區(qū)：放大區(qū)截止區(qū)條件：

發(fā)射結正偏集電結反偏特點：

水平、等間隔ICEOiC/mAuCE/V50μAO2iC

/mAuCE

/V50μA40μA30μA20μA10μAIB=0O246843213.飽和區(qū)：uCE

u

BEuCB=uCE

u

BE

0條件：兩個結正偏特點：IC

IB臨界飽和時：

uCE

=uBE深度飽和時：0.3V(硅管)UCE(SAT)=0.1V(鍺管)放大區(qū)截止區(qū)飽和區(qū)ICEOiC/mAuCE/V50μAO2三、溫度對特性曲線的影響1.溫度升高，輸入特性曲線向左移。溫度每升高1C，UBE

(22.5)mV。溫度每升高10C，ICBO

約增大1倍。OT2>T1三、溫度對特性曲線的影響1.溫度升高，輸入特性曲線向左移2.溫度升高，輸出特性曲線向上移。iCuCET1iB=0T2>iB=0iB=0溫度每升高1C，

(0.51)%。輸出特性曲線間距增大。O2.溫度升高，輸出特性曲線向上移。iCuCET12.1.3晶體三極管的主要參數(shù)一、電流放大系數(shù)1.共發(fā)射極電流放大系數(shù)iC

/mAuCE

/V50μA40μA30μA20μA10μAIB=0O24684321—