模擬電路晶體三極管及其基本放大電路

模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)

FundamentalsofAnalogElectronic

第四章晶體三極管及其基本放大電路第四章晶體三極管及其基本放大電路§4.1晶體三極管§4.2放大電路的組成原則§4.3放大電路的分析方法§4.4晶體管放大電路的三種接法§4.5放大電路的頻率響應(yīng)

（調(diào)到8.3.5后面）§4.1晶體三極管一、晶體管的結(jié)構(gòu)和符號(hào)二、晶體管的放大原理三、晶體管的共射輸入特性和輸出特性四、溫度對(duì)晶體管特性的影響五、主要參數(shù)

一、晶體管的結(jié)構(gòu)和符號(hào)多子濃度高多子濃度很低，且很薄面積大晶體管有三個(gè)極、三個(gè)區(qū)、兩個(gè)PN結(jié)。小功率管中功率管大功率管為什么有孔？一、晶體管的結(jié)構(gòu)和符號(hào)箭頭表示發(fā)射結(jié)加正向偏壓時(shí)，發(fā)射極電流的實(shí)際方向

硅管，發(fā)射結(jié)電壓0.60.7V鍺管，發(fā)射結(jié)電壓0.20.3V二、晶體管的放大原理e區(qū)：摻雜濃度高

b區(qū)：很薄且多子濃度很低c區(qū)：面積大外部條件內(nèi)部條件二、晶體管的放大原理

擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)形成發(fā)射極電流IE，復(fù)合運(yùn)動(dòng)形成基極電流IB，漂移運(yùn)動(dòng)形成集電極電流IC。少數(shù)載流子的運(yùn)動(dòng)因發(fā)射區(qū)多子濃度高使大量電子從發(fā)射區(qū)擴(kuò)散到基區(qū)因基區(qū)薄且多子濃度低，使擴(kuò)散到基區(qū)的電子（非平衡少子）中的極少數(shù)與空穴復(fù)合因集電區(qū)面積大，在外電場作用下大部分?jǐn)U散到基區(qū)的電子漂移到集電區(qū)基區(qū)空穴的擴(kuò)散(1)(2)(3)(4)(2)+(3):由(1)得:上式代入（2）式：由(3)得:代入上式：ICN:發(fā)射區(qū)擴(kuò)散到基區(qū)(沒被復(fù)合)的自由電子形成的電流IBN:發(fā)射區(qū)擴(kuò)散到基區(qū)(被復(fù)合)的自由電子形成的電流大量實(shí)驗(yàn)證明電流分配：IE＝IB＋I(xiàn)C穿透電流集電結(jié)反向電流直流電流放大系數(shù)交流電流放大系數(shù)為什么基極開路集電極回路會(huì)有穿透電流？共發(fā)射極放大電路，基極輸入，集電極輸出大，表示只要基極電流有很小的變化，就可以控制集電極電流產(chǎn)生大的變化，即電流放大作用好。3個(gè)電極的電流關(guān)系IE>IC>IB

在近似分析時(shí)可認(rèn)為iBiCiE

共基極放大電路，發(fā)射極輸入，集電極輸出在近似分析時(shí)可認(rèn)為電流分配：IE＝IB＋I(xiàn)C共基交流電流放大系數(shù)共基直流電流放大系數(shù)放大的條件：

發(fā)射結(jié)正向偏置

集電結(jié)反向偏置NPN型：UC>UB>UEPNP型：UE>UB>UCPNP管IE流進(jìn)PNP管IC流出PNP管IB流出共發(fā)射極PNP管三、晶體管的共射輸入特性和輸出特性為什么UCE增大曲線右移？

對(duì)于小功率晶體管，UCE大于1V的一條輸入特性曲線可以取代UCE大于1V的所有輸入特性曲線。為什么像PN結(jié)的伏安特性？為什么UCE增大到一定值曲線右移就不明顯了？1.輸入特性2.輸出特性β是常數(shù)嗎？什么是理想晶體管？什么情況下?對(duì)應(yīng)于一個(gè)IB就有一條iC隨uCE變化的曲線。

為什么uCE較小時(shí)iC隨uCE變化很大？為什么進(jìn)入放大狀態(tài)曲線幾乎是橫軸的平行線？飽和區(qū)放大區(qū)截止區(qū)不是iB做等差變化,iC也等差變化理想晶體管ICEO截止區(qū)：iB=0的曲線下方。iC=ICEOuBE小于死區(qū)電壓,為了可靠截止，常使得發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均反偏。

輸出特性曲線的三個(gè)區(qū)域:飽和區(qū)放大區(qū)截止區(qū)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。飽和區(qū)：iC明顯受uCE控制的區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)，uCE＜Uces(飽和壓降)。此時(shí)，發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏。Uces硅管Uces≈0.3V,鍺管Uces≈0.1VICEO穿透電流，當(dāng)基極開路（IB=0）時(shí)，c極與e極間形成的電流ICBO是e極開路時(shí)，c極的反向飽和電流晶體管的三個(gè)工作區(qū)域

晶體管工作在放大狀態(tài)時(shí)，輸出回路的電流iC幾乎僅僅決定于輸入回路的電流iB，即可將輸出回路等效為受電流iB

控制的電流源iC

。狀態(tài)uBEiCuCE截止＜UonICEOVCC放大≥UonβiB≥uBE飽和≥Uon＜βiB≤uBE例1：測量三極管三個(gè)電極對(duì)地電位如圖所示，試判斷三極管的工作狀態(tài)。

放大截止飽和例2：用數(shù)字電壓表測得UB=4.5V、UE=3.8V、UC=8V，試判斷三極管的工作狀態(tài)。四、溫度對(duì)晶體管特性的影響1、溫度對(duì)β影響溫度升高，載流子運(yùn)動(dòng)速度加快，復(fù)合的電子減少，電流放大系數(shù)β增大，輸出特性曲線上曲線間隔變寬，IC增大。2、溫度對(duì)ICBO影響溫度升高，少子數(shù)量增加，反向電流ICBO增加，ICBO增加使ICEO增加，IC增大。3、溫度對(duì)UBE影響溫度升高，載流子運(yùn)動(dòng)速度加快，外電場更容易克服內(nèi)電場阻力，使開啟電壓降低。對(duì)于相同IB，UBE減小，使輸入特性曲線左移；對(duì)于相同UBE，IB增大，使IC增大。五、主要參數(shù)

直流參數(shù)：、、ICBO、ICEOc-e間擊穿電壓最大集電極電流最大集電極耗散功率，PCM＝iCuCE安全工作區(qū)

交流參數(shù)：β、α、fT（使β＝1的信號(hào)頻率：特征頻率）

極限參數(shù)：ICM、PCM、U(BR)CEO(1)共發(fā)射極直流電流放大系數(shù)

1.電流放大系數(shù)

與iC的關(guān)系曲線

(2)

共發(fā)射極交流電流放大系數(shù)

(3)共基極直流電流放大系數(shù)

(4)共基極交流電流放大系數(shù)α

當(dāng)ICBO和ICEO很小時(shí)，≈、≈，可以不加區(qū)分。

(2)集電極發(fā)射極間的反向飽和電流ICEO

ICEO=（1+）ICBO

2.極間反向電流ICEO (1)

集電極基極間反向飽和電流ICBO

發(fā)射極開路時(shí)，集電結(jié)的反向飽和電流。

即輸出特性曲線IB=0那條曲線所對(duì)應(yīng)的Y坐標(biāo)的數(shù)值。ICEO也稱為集電極發(fā)射極間穿透電流。(1)集電極最大允許電流ICM(2)集電極最大允許功率損耗PCMPCM=iCuCE

3.極限參數(shù)確定型號(hào)晶體管，PCM=ICUCE是一個(gè)常數(shù)，在輸出特性坐標(biāo)平面中為雙曲線中的一條使β值明顯減小的IC，即為ICM(3)反向擊穿電壓

U(BR)CBO--發(fā)射極開路時(shí)的集電結(jié)的反向擊穿電壓。U(BR)EBO--集電極開路時(shí)發(fā)射結(jié)的反向擊穿電壓。

U(BR)CEO--基極開路時(shí)集電極和發(fā)射極間的擊穿電壓。幾個(gè)擊穿電壓有如下關(guān)系

U(BR)CBO＞U(BR)CEO＞U(BR)EBO討論一由圖示特性求出PCM、ICM、U(BR)CEO

、β。2.7小功率管uCE=1V時(shí)的iC就是ICMU(BR)CEO§4.2放大電路的組成原則一、基本共射放大電路的工作原理二、如何組成放大電路一、基本共射放大電路的工作原理VBB、Rb：使UBE＞Uon，且有合適的IB。VCC：使UCE≥UBE，同時(shí)作為負(fù)載的能源。Rc：將ΔiC轉(zhuǎn)換成ΔuCE(uO)。動(dòng)態(tài)信號(hào)作用時(shí)：

輸入電壓ui為零時(shí)，晶體管各極的電流、b-e間的電壓、管壓降稱為靜態(tài)工作點(diǎn)Q，記作IBQ、ICQ(IEQ)、UBEQ、UCEQ。共射1.電路的組成及各元件的作用近似分析中UBEQ已知，硅管0.60.8取0.7V，鍺管0.10.3取0.2V2.設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)的必要性

輸出電壓必然失真！設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，使ui整個(gè)周期內(nèi)均工作在放大狀態(tài)，輸出不產(chǎn)生失真。Q點(diǎn)幾乎影響著所有的動(dòng)態(tài)參數(shù)！

為什么放大的對(duì)象是動(dòng)態(tài)信號(hào)，卻要晶體管在信號(hào)為零時(shí)有合適的直流電流和極間電壓？

假設(shè)VBB=0，則ui=0時(shí)，IBQ=0，ICQ=0故UCEQ=VCC，輸入信號(hào)ui將直接加在T的輸入回路。當(dāng)ui峰值<Uon（b-e間開啟電壓）時(shí)，T工作在截止區(qū)。三、基本共射放大電路的波形分析飽和失真底部失真截止失真頂部失真輸出和輸入反相！動(dòng)態(tài)信號(hào)馱載在靜態(tài)之上與iC變化方向相反

要想不失真，就要在信號(hào)的整個(gè)周期內(nèi)保證晶體管始終工作在放大區(qū)！二、如何組成放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)合適：合適的直流電源、合適的電路參數(shù)。動(dòng)態(tài)信號(hào)能夠作用于晶體管的輸入回路，在負(fù)載上能夠獲得放大了的動(dòng)態(tài)信號(hào)。對(duì)實(shí)用放大電路的要求：共地、直流電源種類盡可能少、負(fù)載上無直流分量。1.組成原則信號(hào)源無接地點(diǎn)，不利于抗干擾。VBB、VCC兩路電源供電沒必要。輸出端除動(dòng)態(tài)信號(hào)外，還存在直流分量UCEQ。2.兩種實(shí)用放大電路問題：1.兩種電源2.信號(hào)源與放大電路不“共地”共地，且要使信號(hào)馱載在靜態(tài)之上靜態(tài)時(shí)，動(dòng)態(tài)時(shí)，b-e間電壓是uI與VCC的共同作用的結(jié)果。將兩個(gè)電源合二為一有直流分量有交流損失（1）直接耦合放大電路：信號(hào)源和放大電路、放大電路和負(fù)載直接相連分壓偏置（2）阻容耦合放大電路：C1、C2分別將信號(hào)源與放大電路、放大電路與負(fù)載連接起來

耦合電容的容量應(yīng)足夠大，即對(duì)于交流信號(hào)近似為短路。其作用是“隔離直流、通過交流”。靜態(tài)時(shí)，C1、C2上電壓？動(dòng)態(tài)時(shí)，C1、C2為耦合電容！＋－UBEQ－＋UCEQuBE＝ui＋UBEQ，信號(hào)馱載在靜態(tài)之上。負(fù)載上只有交流信號(hào)。固定偏置uBE＝ui＋UBEQ，信號(hào)馱載在靜態(tài)之上。而負(fù)載上只有交流信號(hào)。討論：

試用PNP型管分別組成直接耦合和阻容耦合共射放大電路。§4.3放大電路的分析方法一、放大電路的直流通路和交流通路二、靜態(tài)分析三、動(dòng)態(tài)分析等效電路法圖解法注意放大電路的分析放大電路分析靜態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析確定靜態(tài)工作點(diǎn)Q(IBQ、ICQ、UCEQ)確定電壓放大倍數(shù)Au、輸入電阻Ri、輸出電阻Ro等放大電路工作狀態(tài)靜態(tài)動(dòng)態(tài)沒有輸入信號(hào)時(shí)的有輸入信號(hào)時(shí)的靜態(tài)值是直流，故用直流通路(直流流過的路徑)來分析計(jì)算靜態(tài)值確定后分析信號(hào)的傳輸情況，只考慮電流和電壓的交流分量(信號(hào)分量)放大電路的分析放大電路分析方法靜態(tài)分析方法動(dòng)態(tài)分析方法1.估算法2.圖解法1.微變等效電路法2.圖解法交流通路+晶體管微變等效電路等效電路法等效電路法一、放大電路的直流通路和交流通路1.直流通路：①

us=0，保留Rs；②電容開路；③電感相當(dāng)于短路（線圈電阻近似為0）。2.交流通路：①大容量電容相當(dāng)于短路；②直流電源相當(dāng)于短路（內(nèi)阻為0）。

通常，放大電路中直流電源的作用和交流信號(hào)的作用共存，這使得電路的分析復(fù)雜化。為簡化分析，將它們分開作用，引入直流通路和交流通路的概念。（一）基本共射放大電路的直流通路和交流通路

列晶體管輸入、輸出回路方程，將UBEQ作為已知條件，令I(lǐng)CQ＝βIBQ，可估算出靜態(tài)工作點(diǎn)Q。直流通路1.直流通路(直流流過的路徑)1.直流通路：①

us=0，保留Rs；②電容開路；③電感相當(dāng)于短路（線圈電阻近似為0）VBB越大，UBEQ取不同的值所引起的IBQ的誤差越小。（一）基本共射放大電路的直流通路和交流通路交流通路2.交流通路2.交流通路：①大容量電容相當(dāng)于短路；②直流電壓源相當(dāng)于短路（內(nèi)阻為0）直流通路（二）阻容耦合單管共射放大電路的直流通路和交流通路1.直流通路(直流流過的路徑)1.直流通路：①

us=0，保留Rs；②電容開路；③電感相當(dāng)于短路（線圈電阻近似為0）（二）阻容耦合單管共射放大電路的直流通路和交流通路交流通路2.交流通路2.交流通路：①大容量電容相當(dāng)于短路；②直流電壓源相當(dāng)于短路（內(nèi)阻為0）二、靜態(tài)分析1.用直流通路計(jì)算靜態(tài)值、Q點(diǎn)值（估算法）輸出回路等效為電流控制的電流源UBEQ硅管:0.6V~0.8V取0.7V

鍺管:0.1V~0.3V取0.2V當(dāng)VCC>>UBEQ時(shí)，已知：VCC＝12V，Rc＝3kΩRb＝600kΩ，β＝100。Q＝？阻容耦合共射放大電路等效電路法：半導(dǎo)體器件的非線性特性使放大電路的分析復(fù)雜化。利用線性元件建立模型，來描述非線性器件的特性。Q點(diǎn)的分析：直流等效模型理想二極管利用估算法求解靜態(tài)工作點(diǎn)，實(shí)質(zhì)上利用了直流等效模型輸入回路等效為恒壓源輸出回路等效為電流控制的電流源晶體管輸入特性折線化基本共射放大電路三極管b-e、c-e間的非線性特性用線性元件等效。2.用圖解法確定靜態(tài)值(1/2)(1)列輸入回路方程 首先，畫出直流通路在輸入回路確定IBQ，UBEQ輸入回路負(fù)載線QIBQUBEQ(2)確定兩個(gè)特殊點(diǎn)，畫輸入回路負(fù)載線，與輸入特性曲線交點(diǎn)為Q點(diǎn)方法：IBQQICQUCEQ直流負(fù)載線2.用圖解法確定靜態(tài)值(2/2)(1)列輸出回路方程（直流負(fù)載線）在輸出回路確定ICQ，UCEQ斜率-1/Rc(2)確定兩個(gè)特殊點(diǎn)，畫輸出回路直流負(fù)載線，與輸出特性IBQ對(duì)應(yīng)曲線交點(diǎn)為Q點(diǎn)方法：1.Rc對(duì)Q點(diǎn)的影響減小Rc阻值，Rc↓1/Rc↑VCC/Rc↑負(fù)載線與曲線的交點(diǎn)右移。iC(mA)QuCE(V)MVCC(L)0IB=60μAIB=50μAIB=40μAIB=30μAIB=20μAIB=10μAQ1電路參數(shù)對(duì)輸出特性上Q點(diǎn)的影響

2.Rb對(duì)Q點(diǎn)的影響

1）Rb↓1/Rb↑VBB/Rb↑靜態(tài)工作點(diǎn)上移（飽和區(qū)）。

2）Rb↑靜態(tài)工作點(diǎn)下移（截止區(qū)）。uBE(V)iB(μA)0QVBBQ2VBB/Rb電路參數(shù)對(duì)輸出特性上Q點(diǎn)的影響3.VCC對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)Q的影響VCC1減小為VCC2，靜態(tài)工作點(diǎn)由Q1左偏下移至Q2電路參數(shù)對(duì)輸出特性上Q點(diǎn)的影響

晶體管在小信號(hào)(微變量)情況下工作時(shí)，可以在靜態(tài)工作點(diǎn)（Q點(diǎn)）附近的小范圍內(nèi)用直線段近似地代替三極管的特性曲線，三極管就可以等效為一個(gè)線性元件。這樣就可以將非線性元件晶體管所組成的放大電路等效為一個(gè)線性電路。晶體管微變等效條件研究的對(duì)象僅僅是變化量信號(hào)的變化范圍很小

三、動(dòng)態(tài)分析在靜態(tài)工作點(diǎn)（Q點(diǎn)）附近三極管放大電路線性化微變等效（線性化）1.微變等效電路法晶體管的h參數(shù)等效模型（交流等效模型）

在交流通路中可將晶體管看成為一個(gè)二端口網(wǎng)絡(luò)，輸入回路、輸出回路各為一個(gè)端口。用網(wǎng)絡(luò)的h參數(shù)來描述輸入、輸出的相互關(guān)系，得到的電路稱為交流等效模型，只適用于小信號(hào)變化量作用時(shí)，故又稱為微變等效電路。低頻小信號(hào)模型在低頻、小信號(hào)作用下uBE和iC的變化部分就是全微分形式：交流等效模型（按式子畫模型）電阻無量綱無量綱電導(dǎo)三極管b-e、c-e間的非線性特性用線性元件進(jìn)行等效。h參數(shù)的物理意義：b-e間的動(dòng)態(tài)電阻內(nèi)反饋系數(shù)電流放大系數(shù)分清主次，合理近似！什么情況下h12和h22的作用可忽略不計(jì)？輸出回路電壓對(duì)輸入回路電壓的影響c-e間動(dòng)態(tài)電阻rcec-e間的電導(dǎo)簡化的h參數(shù)等效電路—

交流等效模型查閱手冊基區(qū)體電阻發(fā)射結(jié)電阻發(fā)射區(qū)體電阻數(shù)值小可忽略利用PN結(jié)的電流方程可求得由IEQ算出在輸入特性曲線上，Q點(diǎn)越高，rbe越小！

晶體管工作在放大區(qū)時(shí)，內(nèi)反饋h12可忽略不計(jì)，rce通常在幾百幾千歐以上，h22的作用忽略不計(jì)。a.晶體管的微變等效電路當(dāng)輸入信號(hào)比較小時(shí)，b-e可以進(jìn)一步用它的小信號(hào)電路模型代替，其微變電阻為rbe1.微變等效電路法當(dāng)0.1mAIEQ5mA時(shí)IEQ為靜態(tài)時(shí)的發(fā)射極電流mA，UT稱為溫度電壓當(dāng)量，常溫下取值26(mV)rbb’稱為晶體管的基區(qū)體電阻，可查手冊得到，近似取值200或300歐與Q點(diǎn)有關(guān)基本共射放大電路微變等效電路b.放大電路的微變等效電路(交流等效電路)(1/2)放大電路微變等效電路--由放大電路的交流通路+晶體管的微變等效電路得出畫交流通路的原則：（1）對(duì)一定頻率范圍內(nèi)的交流信號(hào)，大容量電容（如耦合電容）可視為短路；（2）內(nèi)阻很小的直流電壓源（如Vcc）可認(rèn)為短路，內(nèi)阻很大的電流源視為開路。

交流通路b.放大電路的微變等效電路(2/2)阻容耦合共射放大電路微變等效電路根據(jù)則電壓增益為輸出電壓與輸入電壓相位相反①求電壓放大倍數(shù)（電壓增益）c.放大電路交流性能指標(biāo)計(jì)算--動(dòng)態(tài)分析(Au、Ri、Ro)阻容耦合共射放大電路②求輸入電阻Ri是放大電路的輸入電阻，也是信號(hào)源的負(fù)載電阻，也就是從放大電路輸入端看進(jìn)去的交流等效電阻。如果Ri小，則：1.放大電路將從信號(hào)源取用較大電流，增加信號(hào)源的負(fù)擔(dān)；2.經(jīng)過信號(hào)源內(nèi)阻Rs和Ri分壓，實(shí)際加到Ri上的電壓ui減小,從而減小了uo通常希望Ri高一些輸入電阻中不應(yīng)含有Rs!③求輸出電阻Ro=Rc所以Ro是放大電路的輸出電阻，求等效輸出電阻時(shí)，用外加電源法：獨(dú)立電源置0，負(fù)載斷開放大電路對(duì)負(fù)載（或后級(jí)放大電路）來說，相當(dāng)于一信號(hào)源，其內(nèi)阻即為放大電路的輸出電阻Ro通常希望Ro低一些因?yàn)槿绻鸕o較大（相當(dāng)于信號(hào)源內(nèi)阻大），當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，輸出電壓的變化就大，即放大電路帶負(fù)載能力較差。輸出電阻中不應(yīng)含有RL!

當(dāng)Ro<<RL時(shí)，輸出信號(hào)電壓。當(dāng)RL在較大范圍內(nèi)變化時(shí)，就可基本維持輸出信號(hào)電壓的恒定。

如果輸出電阻Ro很大，滿足Ro>>RL的條件，則輸出信號(hào)電流。當(dāng)RL在較大范圍內(nèi)變化時(shí)，就可維持輸出信號(hào)電流的恒定。帶負(fù)載能力：放大器在不同負(fù)載條件下維持輸出信號(hào)電壓（或電流）恒定的能力。關(guān)于輸出電阻Ro

(看做一信號(hào)源內(nèi)阻)：設(shè)UOO為信號(hào)源空載電壓交流通路放大電路的微變等效電路基本共射放大電路：c.放大電路交流性能指標(biāo)計(jì)算--動(dòng)態(tài)分析(Au、Ri、Ro)

微變等效電路法的步驟(歸納)

1.首先利用近似估算法或圖解法確定放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)Q

。

2.求出靜態(tài)工作點(diǎn)處的微變等效電路參數(shù)rbe，已知。

3.畫出放大電路的微變等效電路。可先畫出放大電路的交流通路，然后將三極管換成其微變等效電路即可。

4.列出電路方程，求解動(dòng)態(tài)參數(shù)Au、Ri、Ro。a.電壓放大倍數(shù)的分析斜率不變2.圖解法圖解法作圖精度低，過程復(fù)雜，定性分析。基本共射放大電路空載：交流負(fù)載線與直流負(fù)載線重合b.失真分析截止失真：截止失真是在輸入回路首先產(chǎn)生失真消除方法：增大VBB，即向上平移輸入回路負(fù)載線。減小Rb能消除截止失真嗎？可以。RbIBQQQ點(diǎn)過低，因晶體管截止而產(chǎn)生的失真最大不失真輸出電壓：不失真的情況下能夠輸出的最大電壓，通常用有效值Uom來表示。飽和失真：飽和失真是輸出回路產(chǎn)生失真消除方法：增大Rb，減小Rc，減小β，減小VBB，增大VCC。Rb↑或β↓或VBB↓Rc↓或VCC↑這可不是好辦法！Q點(diǎn)過高，因晶體管飽和而產(chǎn)生的失真UCESiC

、uCE

(uo

)波形失真總結(jié)：1、共射電路輸出波形頂部失真時(shí)：對(duì)NPN管，是截止失真；對(duì)PNP管，是飽和失真2、共射電路輸出波形底部失真時(shí)：對(duì)NPN管，是飽和失真；對(duì)PNP管，是截止失真波形失真在頂部還是底部，與是什么放大電路也有關(guān)。比如：NPN管，同是削底，共射電路是飽和失真，共集電極電路則是截止失真。若(UCEQ－UCES)<(VCC－UCEQ)：輸入信號(hào)增大時(shí)先出現(xiàn)飽和失真；若(UCEQ－UCES)>(VCC－UCEQ)：輸入信號(hào)增大時(shí)先出現(xiàn)截止失真；若(UCEQ－UCES)=(VCC－UCEQ)：電路的最大不失真輸出電壓最大。不產(chǎn)生飽和失真輸出電壓最大幅值：(UCEQ－UCES)不產(chǎn)生截止失真輸出電壓最大幅值：(VCC－UCEQ)最大不失真輸出電壓Uom(有效值)：比較(UCEQ－UCES)與(VCC－UCEQ)，取其小者，除以。討論一：基本共射放大電路帶負(fù)載情況下的靜態(tài)分析和動(dòng)態(tài)分析負(fù)載RL上有直流電流，對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)有影響戴維南等效電路直流通路討論：負(fù)載對(duì)放大電路靜態(tài)分析和動(dòng)態(tài)分析的影響討論一：基本共射放大電路帶負(fù)載情況下的靜態(tài)分析和動(dòng)態(tài)分析QIBQ≈35μAUBEQ≈0.65V討論一：基本共射放大電路帶負(fù)載情況下的靜態(tài)分析和動(dòng)態(tài)分析微變等效電路空載討論二：阻容耦合共射放大電路直流負(fù)載線和交流負(fù)載線動(dòng)態(tài)分析時(shí)，負(fù)載RL對(duì)輸出電壓有影響，輸出回路負(fù)載線斜率改變交流負(fù)載線是實(shí)際輸入交流信號(hào)作用下，集電極電路iC變化引起uCE變化的軌跡，實(shí)際工作點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。交流負(fù)載方程疊加直流后實(shí)際交流負(fù)載線方程交流負(fù)載線應(yīng)過Q點(diǎn)，且斜率為-1/(Rc∥RL)。當(dāng)電路空載，RL=∞時(shí)，交流負(fù)載線才與直流負(fù)載線重合討論二：阻容耦合共射放大電路直流負(fù)載線和交流負(fù)載線直流負(fù)載線和交流負(fù)載線不重合Uom=?Q點(diǎn)在什么位置Uom最大？UR=UCEQ-UCES

對(duì)于小功率硅管，UCES一般取0.5~1V。(a)受飽和失真限制求UR(b)受截止失真限制求UF放大電路的分析放大電路分析靜態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析確定靜態(tài)工作點(diǎn)Q(IBQ、ICQ、UCEQ)確定電壓放大倍數(shù)Au、輸入電阻Ri、輸出電阻Ro等放大電路工作狀態(tài)靜態(tài)動(dòng)態(tài)沒有輸入信號(hào)時(shí)的有輸入信號(hào)ui時(shí)的1.估算法2.圖解法1.微變等效電路法2.圖解法解（1）求Q點(diǎn)，作直流通路（1）試求該電路的靜態(tài)工作點(diǎn)；（2）畫出簡化的小信號(hào)等效電路；（3）求該電路的電壓增益Au，輸入電阻Ri、輸出電阻Ro。例如圖，已知BJT的β=100，UBE=-0.7V。（2）畫出小信號(hào)等效電路（3）求電壓增益RbviRcRLUiUo（4）求輸入電阻（5）求輸出電阻源電壓放大倍數(shù)（信號(hào)源有內(nèi)阻時(shí)）Ri為放大電路的輸入電阻放大電路對(duì)信號(hào)源(或前級(jí)放大電路)來說是一負(fù)載，可用一電阻Ri等效代替求§4.4晶體管放大電路的三種接法一、靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的共射放大電路二、基本共集放大電路三、基本共基放大電路四、三種接法的比較一、靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的共射放大電路

所謂Q點(diǎn)穩(wěn)定，是指ICQ和UCEQ在溫度變化時(shí)基本不變，這是靠IBQ的變化得來的。

若溫度升高時(shí)要Q’回到Q，則只有減小IBQ。T（℃）→β↑→ICQ↑→Q’ICEO↑若UBEQ不變IBQ↑Q’1.溫度對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響2.靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的典型電路

直流通路？（1）電路組成分壓式射極偏置電路偏置電阻Rb1、Rb2—分壓電阻，保證UB恒定。射極電阻Re—把輸出端IC的變化引回輸入端，與UB比較，使IB產(chǎn)生相應(yīng)的變化。Ce為射極旁路電容，在交流通路中可視為短路—保證Re不影響交流參數(shù)。（2）穩(wěn)定原理

為了穩(wěn)定Q點(diǎn)，通常I1>>IB，即I1≈I2；因此基本不隨溫度變化。

一般對(duì)硅管，取I1=(5~10)IBQ

UBQ=(5~10)UBEQT(℃)↑→ICQ↑→IEQ↑→UEQ

(IEQRe)↑→UBEQ↓(UB基本不變)→IBQ↓→ICQ↓這種電路穩(wěn)定工作點(diǎn)的過程：Re的作用：T(℃)↑→IC↑→UE↑→UBE↓（UB基本不變）→IB↓→IC↓Re起直流負(fù)反饋?zhàn)饔?，其值越大，反饋越?qiáng)，Q點(diǎn)越穩(wěn)定。關(guān)于反饋的一些概念：將輸出量通過一定的方式引回輸入回路影響輸入量的措施稱為反饋。直流通路中的反饋稱為直流反饋。反饋的結(jié)果使輸出量的變化減小的稱為負(fù)反饋，反之稱為正反饋。IC通過Re轉(zhuǎn)換為ΔUE影響UBE溫度升高IC增大，反饋的結(jié)果使之減?。?）Q點(diǎn)分析方法1：戴維南等效電路法-從基極和地之間用戴維南定理等效。方法2：估算法-由于電路設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)保證I1>>IBQ，即I1≈I2即Rb1和Rb2近似串聯(lián)，則比較方法1和方法2的結(jié)果，你能得出什么結(jié)論？方法1方法2

當(dāng)(1+β)Re>>Rb時(shí)，兩式相同，估算法是戴維南等效電路法的一種近似，估算法較簡便，但必須滿足近似條件（IRb1>>IBQ）方可使用。（4）動(dòng)態(tài)分析有旁路電容Ce時(shí)利?弊?無旁路電容Ce時(shí)雖Re使Au減小，但Au僅取決于電阻值，不受溫度影響，溫度穩(wěn)定性好比較（4）動(dòng)態(tài)分析（4）動(dòng)態(tài)分析ri’iu’ii’+-輸入電阻、輸出電阻3.穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的方法引入直流負(fù)反饋溫度補(bǔ)償：利用對(duì)溫度敏感的元件，在溫度變化時(shí)直接影響輸入回路。例如，Rb1或Rb2采用熱敏電阻。它們的溫度系數(shù)？(負(fù))二、基本共集放大電路1.靜態(tài)分析直流通路2.動(dòng)態(tài)分析：電壓放大倍數(shù)故稱之為射極跟隨器Uo＜Ui微變等效電路2.動(dòng)態(tài)分析：輸入電阻的分析Ri與負(fù)載有關(guān)！RL帶負(fù)載電阻后從基極看Re，被增大到（1+β）倍2.動(dòng)態(tài)分析：輸出電阻的分析（“加壓求流