分立元件放大電路

2023/2/4電工電子學(xué)分立元件放大電路第四章12023/2/4電工電子學(xué)B1、半導(dǎo)體器件2、基本放大電路3、放大電路中靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定4、共集電極放大電路5、多級(jí)放大電路第四章分立元件放大電路22023/2/4電工電子學(xué)B基本要求理解半導(dǎo)體二極管、穩(wěn)壓二極管、晶體三極管和MOS場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理和主要參數(shù)；理解放大電路的基本性能指標(biāo)；掌握共射極、共集電極單管放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的作用和微變等效電路的分析方法；了解多級(jí)放大的概念。32023/2/4電工電子學(xué)B重點(diǎn)理解半導(dǎo)體二極管、穩(wěn)壓二極管、晶體三極管的工作原理和主要參數(shù)；理解放大電路的基本性能指標(biāo)；掌握共射極的微變等效電路分析方法。難點(diǎn)

PN結(jié)的單向?qū)щ娦?，微變等效電路分析方法?2023/2/4電工電子學(xué)B第一節(jié)半導(dǎo)體器件PN結(jié)半導(dǎo)體二極管晶體三極管場(chǎng)效應(yīng)管52023/2/4電工電子學(xué)B一、PN結(jié)

本征半導(dǎo)體雜質(zhì)半導(dǎo)體

PN結(jié)的形成

PN結(jié)的單向?qū)щ娦?2023/2/4電工電子學(xué)B半導(dǎo)體:

導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間的材料稱為半導(dǎo)體。最常用的半導(dǎo)體為硅和鍺。

1、本征半導(dǎo)體半導(dǎo)體導(dǎo)電性能的特點(diǎn):熱敏性:溫度升高導(dǎo)電能力增強(qiáng)；光敏性:光照增強(qiáng)導(dǎo)電能力增強(qiáng)；摻雜后導(dǎo)電能力劇增。72023/2/4電工電子學(xué)B本征半導(dǎo)體:

完全純凈、具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體。本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能:(1)在絕對(duì)0度和沒(méi)有外界影響時(shí),共價(jià)鍵中的價(jià)電子被束縛很緊,本征半導(dǎo)體中無(wú)載流子的存在,具有絕緣體的性能。

(2)在常溫下（溫度升高）使一些價(jià)電子獲得足夠的能量而脫離共價(jià)鍵的束縛，成為自由電子，同時(shí)共價(jià)鍵上留下一個(gè)空位，稱為空穴---本征激發(fā).82023/2/4電工電子學(xué)B本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力取決于載流子的濃度。

+4+4+4+4自由電子空穴束縛電子92023/2/4電工電子學(xué)B2、雜質(zhì)半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體由于載流子數(shù)量極少，因此導(dǎo)電能力很低。摻入有用雜質(zhì)的半導(dǎo)體叫雜質(zhì)半導(dǎo)體。

N型半導(dǎo)體

P型半導(dǎo)體102023/2/4電工電子學(xué)BN型半導(dǎo)體

摻雜濃度遠(yuǎn)大于本征半導(dǎo)體中載流子濃度，所以，自由電子濃度遠(yuǎn)大于空穴濃度。自由電子稱為多數(shù)載流子（多子），空穴稱為少數(shù)載流子（少子）。+4+4+4+4+5多余電子磷原子摻入五價(jià)元素在常溫下即可變?yōu)樽杂呻娮臃祷厥ヒ粋€(gè)電子變?yōu)檎x子112023/2/4電工電子學(xué)BP型半導(dǎo)體+4+4+4+4+3硼原子空穴摻入三價(jià)元素

摻雜濃度遠(yuǎn)大于本征半導(dǎo)體中載流子濃度，所以，空穴濃度遠(yuǎn)大于自由電子濃度?？昭ǚQ為多數(shù)載流子（多子），自由電子稱為少數(shù)載流子（少子）。122023/2/4電工電子學(xué)B3、PN結(jié)的形成多子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)內(nèi)電場(chǎng)E少子的漂移運(yùn)動(dòng)濃度差－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－P型半導(dǎo)體++++++++++++++++++++++++N型半導(dǎo)體空間電荷區(qū)

內(nèi)電場(chǎng)越強(qiáng)，漂移運(yùn)動(dòng)越強(qiáng)，而漂移使空間電荷區(qū)變薄。

擴(kuò)散的結(jié)果使空間電荷區(qū)變寬。

擴(kuò)散和漂移這一對(duì)相反的運(yùn)動(dòng)最終達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，空間電荷區(qū)的厚度固定不變.空間電荷區(qū)也稱PN結(jié)132023/2/4電工電子學(xué)B

PN結(jié)的形成:

當(dāng)Ｐ型半導(dǎo)體和Ｎ型半導(dǎo)體結(jié)合在一起的時(shí)侯，由于交界面處存在載流子濃度的差異→多子擴(kuò)散→產(chǎn)生空間電荷區(qū)和內(nèi)電場(chǎng)→內(nèi)電場(chǎng)阻礙多子擴(kuò)散，有利少子漂移.

當(dāng)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)和漂移運(yùn)動(dòng)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，交界面形成穩(wěn)定的空間電荷區(qū)，即ＰＮ結(jié)。142023/2/4電工電子學(xué)B4、PN結(jié)的單向?qū)щ娦訮N結(jié)加正向電壓（正向偏置，P接正、N接負(fù)）時(shí)，PN結(jié)處于正向?qū)顟B(tài)，PN結(jié)正向電阻較小，正向電流較大。PN結(jié)加反向電壓（反向偏置，P接負(fù)、N接正）時(shí)，PN結(jié)處于反向截止?fàn)顟B(tài)，PN結(jié)反向電阻較大，反向電流很小。152023/2/4電工電子學(xué)B二、半導(dǎo)體二極管

二極管的結(jié)構(gòu)和類型二極管的伏安特性二極管的主要參數(shù)二極管的應(yīng)用穩(wěn)壓二極管162023/2/4電工電子學(xué)B1、二極管的結(jié)構(gòu)和類型將PN結(jié)加上相應(yīng)的電極引線和管殼，就成為半導(dǎo)體二極管。從P區(qū)引出的電極稱為陽(yáng)極（正極），從N區(qū)引出的電極稱為陰極（負(fù)極）。按結(jié)構(gòu)分二極管有點(diǎn)接觸型和面接觸型兩類。172023/2/4電工電子學(xué)B

圖(c)是二極管的表示符號(hào)。箭頭方向表示加正向電壓時(shí)的正向電流的方向，逆箭頭方向表示不導(dǎo)通，體現(xiàn)了二極管的單向?qū)щ娦阅?，其文字符?hào)為D（c）符號(hào)182023/2/4電工電子學(xué)B2、二極管的伏安特性

二極管的伏安特性是指二極管兩端的電壓和流過(guò)管子的電流之間的關(guān)系。二極管本質(zhì)上是一個(gè)PN結(jié)，它具有單向?qū)щ娦?，分正向特性和反向特性兩部分?92023/2/4電工電子學(xué)BPN+–UI硅管0.5V鍺管0.2V反向擊穿電壓U(BR)導(dǎo)通壓降死區(qū)電壓外加電壓大于死區(qū)電壓二極管才能導(dǎo)通。

外加電壓大于反向擊穿電壓二極管被擊穿，失去單向?qū)щ娦?。正向特性PN+–反向特性非線性

反向電流在一定電壓范圍內(nèi)保持常數(shù)。硅0.6~0.8V鍺0.2~0.3V202023/2/4電工電子學(xué)B3、二極管的主要參數(shù)（1）最大整流電流IFM二極管長(zhǎng)期使用時(shí)所允許通過(guò)的最大正向平均電流。（2）最高反向工作電壓URM是保證二極管不被擊穿而允許施加的最高反向電壓，一般是反向擊穿電壓1/2。（3）最大反向電流IRM指二極管加最高反向工作電壓時(shí)的反向電流。反向電流大，說(shuō)明管子的單向?qū)щ娦圆?，IRM受溫度的影響，溫度越高反向電流越大。212023/2/4電工電子學(xué)B4、二極管的應(yīng)用

二極管的應(yīng)用范圍很廣，主要都是利用它的單向?qū)щ娦詫?shí)現(xiàn)整流、檢波、限幅、箝位、開(kāi)關(guān)、元件保護(hù)、溫度補(bǔ)償?shù)取?22023/2/4電工電子學(xué)B定性分析：判斷二極管的工作狀態(tài)導(dǎo)通截止否則，正向管壓降硅0.6~0.7V鍺0.2~0.3V

分析方法：將二極管斷開(kāi)，分析二極管兩端電位的高低或所加電壓UD的正負(fù)。若V陽(yáng)

>V陰或UD為正，二極管導(dǎo)通（正向偏置）若V陽(yáng)

<V陰或UD為負(fù)，二極管截止（反向偏置）

若二極管是理想的，正向?qū)〞r(shí)正向管壓降為零相當(dāng)于短路，反向截止時(shí)二極管相當(dāng)于斷開(kāi)。232023/2/4電工電子學(xué)Bui>8V

二極管導(dǎo)通，可看作短路uo=8V

ui<8V

二極管截止，可看作開(kāi)路uo=ui已知：二極管是理想的，試畫(huà)出uo

波形。u218V參考點(diǎn)8V例1D8VRuoui++––242023/2/4電工電子學(xué)B兩個(gè)二極管的陰極接在一起求：UAB取B點(diǎn)作參考點(diǎn)，斷開(kāi)二極管，分析二極管陽(yáng)極和陰極的電位。V1陽(yáng)=－6V，V2陽(yáng)=0V，V1陰=V2陰=

－12VUD1=6V，UD2=12V∵

UD2>UD1∴VD2

優(yōu)先導(dǎo)通，VD1截止。若忽略管壓降，二極管可看作短路，UAB=0VVD１6V12V3kBAVD2VD1承受反向電壓為－6V流過(guò)VD2的電流為UAB+–例2252023/2/4電工電子學(xué)B符號(hào)UZIZIZMUZIZUI伏安特性

穩(wěn)壓管正常工作時(shí)加反向電壓+–

穩(wěn)壓管反向擊穿后，電流變化很大，但電壓變化很小，利用此特性，穩(wěn)壓管在電路中可起穩(wěn)壓作用。返回5、穩(wěn)壓二極管262023/2/4電工電子學(xué)B主要參數(shù)(1)穩(wěn)定電壓UZ

穩(wěn)壓管正常工作(反向擊穿)時(shí)管子兩端的電壓。(2)電壓溫度系數(shù)ｕ環(huán)境溫度每變化1C引起穩(wěn)壓值變化的百分?jǐn)?shù)。(3)動(dòng)態(tài)電阻(4)穩(wěn)定電流IZ、最大穩(wěn)定電流IZM(5)最大允許耗散功率PZM=UZIZM愈小，曲線愈陡，穩(wěn)壓性能愈好。272023/2/4電工電子學(xué)B三、晶體三極管三極管的結(jié)構(gòu)與類型三極管的放大原理三極管的特性曲線三極管的主要參數(shù)282023/2/4電工電子學(xué)B1、結(jié)構(gòu)與類型BECNNP基極發(fā)射極集電極PNP集電極基極發(fā)射極BCENPN型PNP型后一頁(yè)前一頁(yè)返回292023/2/4電工電子學(xué)B符號(hào)：BECIBIEICNPN型三極管BECIBIEICPNP型三極管型號(hào)：3A、3C是PNP3B、3D是NPN3A、3B是鍺管3C、3D是硅管后一頁(yè)前一頁(yè)返回302023/2/4電工電子學(xué)B三極管的連接方式:方式信號(hào)輸入端輸出端共同端共基極發(fā)射極集電極基極共發(fā)射極基極集電極發(fā)射極共集電極基極發(fā)射極集電極312023/2/4電工電子學(xué)B2、電流分配關(guān)系和放大原理BECNNPEBRBECRC三極管放大的外部條件發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏從電位的角度看：

NPN發(fā)射結(jié)正偏VB>VE

集電結(jié)反偏VC>VB322023/2/4電工電子學(xué)BIB(mA)00.020.040.060.080.10IC(mA)<0.0010.701.502.303.103.95IE(mA)<0.0010.721.542.363.184.05通過(guò)實(shí)驗(yàn)及測(cè)量結(jié)果，得IC(或IE)比IB大得多，(如表中第三、四列數(shù)據(jù))332023/2/4電工電子學(xué)B晶體管的電流放大作用：IB的微小變化可以引起IC的較大變化(第三列與第四列的電流增量比)。實(shí)質(zhì):用一個(gè)微小電流的變化去控制一個(gè)較大電流的變化，是電流控制電流的放大器件。電流放大倍數(shù)342023/2/4電工電子學(xué)B小結(jié)：在晶體管中，不僅IC比IB大很多；當(dāng)IB有微小變化時(shí)還會(huì)引起IC的較大變化晶體管放大的外部條件－發(fā)射結(jié)必須正向偏置，集電結(jié)必須反向偏置晶體管是電流控制電流的放大器件352023/2/4電工電子學(xué)B3、特性曲線

三極管的伏安特性反映了三極管電極之間電壓和電流的關(guān)系。要正確使用三極管必須了解其伏安特性。后一頁(yè)前一頁(yè)返回輸入特性輸出特性362023/2/4電工電子學(xué)B

實(shí)驗(yàn)線路輸入回路輸出回路EBICmAAVUCEUBERBIBECV共發(fā)射極電路372023/2/4電工電子學(xué)B（1）輸入特性IB(A)UBE(V)204060800.40.8UCE1V特點(diǎn):非線性死區(qū)電壓：硅管0.5V，鍺管0.2V。工作壓降：硅UBE0.6~0.7V鍺UBE0.2~0.3V382023/2/4電工電子學(xué)B（2）輸出特性IC(mA)1234UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A當(dāng)UCE大于一定的數(shù)值時(shí)，IC只與IB有關(guān)，即IC=IB。此區(qū)域滿足IC=IB

稱為線性區(qū)（放大區(qū)），具有恒流特性。392023/2/4電工電子學(xué)BIC(mA)1234UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A

UCEUBE,集電結(jié)正偏，IBIC，稱為飽和區(qū)。

此區(qū)域中IC受UCE的影響較大返回402023/2/4電工電子學(xué)BIC(mA)1234UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A

此區(qū)域中:IB=0,UBE

<

死區(qū)電壓，稱為截止區(qū)。

為可靠截止，常取發(fā)射結(jié)零偏壓或反偏壓。412023/2/4電工電子學(xué)B

輸出特性可劃分為三個(gè)區(qū)，分別代表晶體管的三種工作狀態(tài)。1）放大區(qū)(線性區(qū)，具有恒流特性)放大狀態(tài)

IC=IB，發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏。2）截止區(qū)（晶體管處于截止?fàn)顟B(tài)）開(kāi)關(guān)斷開(kāi)

IB=0，IC0，UBE<死區(qū)電壓發(fā)射結(jié)反偏或零偏、集電結(jié)反偏。3）飽和區(qū)(管子處于飽和導(dǎo)通狀態(tài))開(kāi)關(guān)閉合IBIC，

UCEUBE,

發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏。422023/2/4電工電子學(xué)B截止放大飽和432023/2/4電工電子學(xué)B4、主要參數(shù)

電流放大系數(shù)β，集-基極反向截止電流ICBO集-射極反向截止電流ICEO集電極最大允許電流ICM集-射極反向擊穿電壓

U(BR)EOC集電極最大允許耗散功率PCM442023/2/4電工電子學(xué)B直流電流放大系數(shù)：電流放大系數(shù)和

工作于動(dòng)態(tài)的三極管，真正的信號(hào)是疊加在直流上的交流信號(hào)?；鶚O電流的變化量為IB，相應(yīng)的集電極電流變化為IC。交流電流放大系數(shù)：一般小功率三極管大功率三極管452023/2/4電工電子學(xué)B四、場(chǎng)效應(yīng)管(?????????)基本結(jié)構(gòu)工作原理特性曲線主要參數(shù)462023/2/4電工電子學(xué)B場(chǎng)效應(yīng)管的分類按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分：結(jié)型（JFET）和絕緣柵型（IGFET）按導(dǎo)電溝道的不同還可分為：

N溝道和P溝道，而絕緣柵型又可細(xì)分為N溝道增強(qiáng)型和耗盡型，P溝道增強(qiáng)型和耗盡型兩種。472023/2/4電工電子學(xué)BN溝道增強(qiáng)型絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管結(jié)構(gòu)及符號(hào)工作原理特性曲線主要參數(shù)482023/2/4電工電子學(xué)B1、結(jié)構(gòu)及符號(hào)柵極P型硅襯底源極漏極襯底結(jié)構(gòu)圖以—塊摻雜濃度較低的P型硅半導(dǎo)體作為襯底、利用擴(kuò)散的方法在其上形成兩個(gè)高摻雜的N+型區(qū)，同時(shí)在P型硅表面生成一層二氧化硅絕緣層。S源極B襯底D漏極G柵極符號(hào)圖492023/2/4電工電子學(xué)BS源極B襯底D漏極G柵極符號(hào)圖柵極P型硅襯底源極漏極襯底結(jié)構(gòu)圖注意：柵極是從二氧化硅表面引出的

在圖形符號(hào)中，漏極和源極間的虛線表示增強(qiáng)型（即：UGS=0時(shí)，I=0），箭頭方向表示P襯底指向N溝道。502023/2/4電工電子學(xué)B2、工作原理

絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管是利用柵源電壓的大小，來(lái)改變半導(dǎo)體表面感生電荷的多少，從而控制漏極電流的大小,是電壓控制電流的放大器件。512023/2/4電工電子學(xué)B1.UGS=0時(shí)，沒(méi)有導(dǎo)電溝道

當(dāng)柵源短路(即柵源電壓UGS=0時(shí)，源區(qū)(N+型)、襯底(P型)和漏區(qū)(N+型)形成兩個(gè)背靠背約PN結(jié)，不管ED的極性如何，其中總有一個(gè)PN結(jié)是反偏。如果源極S與襯底相連接地，漏極接電源的正極，那么漏極與襯底之間的PN結(jié)果也是反偏的，所以漏源之間沒(méi)有形成導(dǎo)電溝道，因此漏極電流ID=0(相當(dāng)于漏源之間的電阻很大)。522023/2/4電工電子學(xué)B2.UGS>UGS（th）時(shí)，出現(xiàn)N溝道

當(dāng)柵源電壓UGS達(dá)到一定數(shù)值時(shí)。這些電子在柵極附近的P型硅片表面形成一個(gè)N型薄層，將漏極和源極溝通，稱為N溝道。由于此溝道是由柵源電壓感應(yīng)產(chǎn)生的，所以又稱為感生溝通，顯然，柵源電壓愈強(qiáng)，感生溝道（反型層）愈厚，溝道電阻愈小。這種在UGS=0時(shí)沒(méi)有導(dǎo)電溝道，而必須依靠柵源電壓才能形成感生溝道的場(chǎng)效應(yīng)管，稱為增強(qiáng)型絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管。532023/2/4電工電子學(xué)B

增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管只有在UGS＞UGS（th）時(shí)，調(diào)節(jié)UGS，改變導(dǎo)電溝道的厚度，從而在相同的UDS

作用下，有效的控制漏極電流ID的大小。工作原理總結(jié)：542023/2/4電工電子學(xué)B3、特性曲線漏極特性曲線

——輸出特性轉(zhuǎn)移特性曲線

——輸入特性552023/2/4電工電子學(xué)B（1）漏極特性曲線——輸出特性

漏極特性曲線是指在一定的柵源電壓UGS作用下，漏極電流ID與漏源電壓UDS之間的的關(guān)系曲線：漏極特性曲線562023/2/4電工電子學(xué)B

從曲線可以看出：該曲線可以分為四個(gè)區(qū)：即：可變電阻區(qū)、恒流區(qū)和截止區(qū)。漏極特性曲線可變電阻區(qū)

在此區(qū)域內(nèi)，UDS很小，導(dǎo)電溝道主要受UGS的控制。572023/2/4電工電子學(xué)B漏極特性曲線

當(dāng)UGS>

UGS（th）時(shí)，如圖所示，外加較小的UDS時(shí)，漏極電流ID將隨UDS上升而迅速增大。582023/2/4電工電子學(xué)B恒流區(qū)漏極特性曲線

當(dāng)UDS較大時(shí)，出現(xiàn)夾斷區(qū)，ID趨于飽和。592023/2/4電工電子學(xué)B

這是因?yàn)閷?dǎo)電溝道中存在電位梯度，因此溝道的厚度是不均勻的，靠近源端的厚，靠近漏端的薄。當(dāng)UDS增大到一定數(shù)值時(shí)(如圖所示)，靠近漏端被夾斷，形成一夾斷區(qū)。溝道被夾斷后，如UDS再上升。ID趨于飽和。602023/2/4電工電子學(xué)B夾斷區(qū)（截止區(qū)）漏極特性曲線

當(dāng)UGS<UGS（th）時(shí)，反型層導(dǎo)電溝道被完全夾斷，ID=0，場(chǎng)效應(yīng)管處于截止?fàn)顟B(tài)。612023/2/4電工電子學(xué)B（2）轉(zhuǎn)移特性曲線——輸入特性622023/2/4電工電子學(xué)B4、主要參數(shù)開(kāi)啟電壓UGS（th）低頻跨導(dǎo)gm最大漏源電壓BUDS漏極最大耗散功率PDSM632023/2/4電工電子學(xué)B放大電路的功能：將微弱的電信號(hào)加以放大，在輸出端輸出一個(gè)與輸入信號(hào)波形相同而幅值增大的信號(hào)。放大電路的性能指標(biāo)：電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻、通頻帶、非線性失真等。Auuotuituo+–ui+–第二節(jié)基本放大電路642023/2/4電工電子學(xué)BRBEBRCC1C2T++ECuo+–ui+–RSus+–RL++––1.電路組成參考點(diǎn)ui+–uo+–一、放大電路的組成及工作原理

652023/2/4電工電子學(xué)BRBEBRCC1C2T++ECuo+–ui+–RSus+–RL++––2.元件作用放大元件,iC=iB。要保證集電結(jié)反偏,發(fā)射結(jié)正偏,使T工作在放大區(qū)。使發(fā)射結(jié)正偏，并提供適當(dāng)?shù)幕鶚O電流。

基極電源與基極電阻后一頁(yè)前一頁(yè)返回參考點(diǎn)662023/2/4電工電子學(xué)BRBEBRCC1C2T++ECuo+–ui+–RSus+–RL++––集電極電源，為電路提供能量。并保證集電結(jié)反偏。集電極電阻，將變化的電流轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓碾妷?。耦合電容隔直傳交信?hào)源負(fù)載672023/2/4電工電子學(xué)BRBEBRCC1C2T++ECuo+–ui+–RSus+–RL++––可以省去RB參考點(diǎn)+UCC輸入輸出682023/2/4電工電子學(xué)B3.工作原理uBEtiBtiCtUBEIBICUCE靜態(tài):無(wú)輸入信號(hào)(ui

=0)時(shí)RCC1C2+++UCCRBiBiCuCEui+–uo+–uBE+–+–

uo

=0uC1=UBEuC2=UCEuCEt692023/2/4電工電子學(xué)BuBEtuitiBtiCtuCEtuotUBEIBICUCE？無(wú)輸入信號(hào)時(shí)動(dòng)態(tài):加有輸入信號(hào)時(shí)

uCE=VCC－iC

RC

uo

=0uC1=UBEuC2=UCE

uo

0uC1

UBEuC2UCERCC1C2+++UCCRBiBiCuCEui+–uo+–uBE+–+–702023/2/4電工電子學(xué)B結(jié)論：1）靜態(tài)時(shí)，三極管各電極都是恒定的電壓和電流:IB、UBE和

IC、UCE

。(IB、UBE)

和(IC、UCE

)分別對(duì)應(yīng)于輸入、輸出特性曲線上的一個(gè)點(diǎn)稱為靜態(tài)工作點(diǎn)。IBUBEQIBUBEICUCEQUCEIC后一頁(yè)前一頁(yè)返回712023/2/4電工電子學(xué)B2）動(dòng)態(tài)時(shí)，各電極電流和電壓的大小均發(fā)生了變化，都在直流量的基礎(chǔ)上疊加了一個(gè)交流量。iCtiCtIC+iCtic集電極電流直流分量交流分量靜態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析722023/2/4電工電子學(xué)B3）若參數(shù)選取得當(dāng)，輸出電壓可比輸入電壓大，即電路具有電壓放大作用。4）輸出電壓與輸入電壓在相位上相差180°,即共發(fā)射極電路具有反相作用。uituot732023/2/4電工電子學(xué)B二、放大電路的分析靜態(tài)分析（確定靜態(tài)工作點(diǎn)）：

估算法、圖解法

動(dòng)態(tài)分析（計(jì)算放大電路的性能指標(biāo)）：

微變等效電路法、圖解法742023/2/4電工電子學(xué)B1、靜態(tài)分析（1）估算法求IB、IC、UCE

步驟：

1）畫(huà)出直流通路

2）根據(jù)直流通路估算IB3）估算IC4）根據(jù)直流通路估算UCE752023/2/4電工電子學(xué)BC看作開(kāi)路開(kāi)路直流通路開(kāi)路VT+RB+UCCRC后一頁(yè)前一頁(yè)+UCCRCC1C2+RBuoRLesRS+-+-1）畫(huà)出直流通路直流通路：無(wú)信號(hào)時(shí)直流電流的通路762023/2/4電工電子學(xué)B2）根據(jù)直流通路估算IBRBRCIBRB稱為偏置電阻，IB稱為偏置電流。+UCCUBE+–772023/2/4電工電子學(xué)BRBRC+UCC4）根據(jù)直流通道估算UCEIC根據(jù)電流放大作用后一頁(yè)前一頁(yè)UCE+–返回3）估算IC782023/2/4電工電子學(xué)BRBRCIB+UCCIC例1：用估算法計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)。已知：UCC=12V，RC=4K，RB=300K，=37.5。解：請(qǐng)注意電路中IB和IC的數(shù)量級(jí)UCE+–UBE+–792023/2/4電工電子學(xué)BICRB+UCCREIB例2：用估算法計(jì)算圖示電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。后一頁(yè)前一頁(yè)UCE+–UBE+–802023/2/4電工電子學(xué)B（2）圖解法：直流偏置線與輸入特性曲線交點(diǎn)Q的坐標(biāo)(IB、UBE)

即為所求靜態(tài)工作點(diǎn)。IBUBEQIBUBEUBE=UCC–IBRB直流偏置線由電路特性和晶體管的輸入特性確定IB和UBE后一頁(yè)前一頁(yè)RBRCIBICUCE+–UBE+–+UCC返回UCCUCC/RB812023/2/4電工電子學(xué)BICUCE由電路特性和輸出特性確定IC和VCC。UCE=UCC–ICRC直流負(fù)載線后一頁(yè)前一頁(yè)RBRCIBICUCE+–UBE+–+UCCUCCQ直流負(fù)載線方程由IB確定的那條輸出特性與直流負(fù)載線的交點(diǎn)就是Q點(diǎn)返回822023/2/4電工電子學(xué)B2、動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)：

放大電路有交流信號(hào)輸入（ui

0）時(shí)的工作狀態(tài)。動(dòng)態(tài)分析:

計(jì)算電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻等。832023/2/4電工電子學(xué)Brbe的量級(jí)從幾百歐到幾千歐。（1）微變等效電路法1）輸入回路iBuBE

當(dāng)信號(hào)很小時(shí)，將輸入特性在小范圍內(nèi)近似線性。三極管的微變等效電路UBEIB

對(duì)輸入的小交流信號(hào)而言，三極管相當(dāng)于電阻。rbe稱為晶體管輸入電阻。對(duì)于小功率三極管：842023/2/4電工電子學(xué)B2）輸出回路iCuCE所以：輸出端相當(dāng)于一個(gè)受ib控制的電流源。后一頁(yè)前一頁(yè)ICUCE特性曲線近似平行輸出端還要并聯(lián)一個(gè)大電阻rce。rce愈大，恒流特性愈好rce稱為晶體管輸出電阻返回852023/2/4電工電子學(xué)BibicicBCEibib

rceCrbeBE晶體三極管微變等效電路后一頁(yè)前一頁(yè)ube+-uce+-ube+-uce+-rce很大，一般忽略。返回862023/2/4電工電子學(xué)B用微變等效電路法分析電路：畫(huà)出交流通路畫(huà)出微變等效電路求電壓放大倍數(shù)求輸入電阻求輸出電阻872023/2/4電工電子學(xué)B1)畫(huà)交流通路:交流信號(hào)傳輸?shù)穆窂?信號(hào)源單獨(dú)作用的電路.C短路,直流電源可看作對(duì)地短路。后一頁(yè)前一頁(yè)短路短路對(duì)地短路+UCCRBRCC1C2RLuo+-esRS+-返回882023/2/4電工電子學(xué)B交流通路后一頁(yè)前一頁(yè)RBRCuiuoRLRSes++-+--返回892023/2/4電工電子學(xué)B2)畫(huà)出微變等效電路將交流通路中的三極管用微變等效電路代替后一頁(yè)前一頁(yè)

分析時(shí)假設(shè)輸入為正弦交流，所以等效電路中的電壓與電流可用相量表示。RBRCuiuoRL++-rbeibibicRBRCRLEBCui+-uo+-rbeRBRCRL+--+返回902023/2/4電工電子學(xué)B3)求電壓放大倍數(shù)：負(fù)載電阻越小，放大倍數(shù)越小。rbeRBRCRL+--+912023/2/4電工電子學(xué)B4)求輸入電阻：放大電路對(duì)信號(hào)源來(lái)說(shuō)，是一個(gè)負(fù)載，其大小可以用一個(gè)輸入電阻(等效電阻)來(lái)表示。定義：后一頁(yè)前一頁(yè)放大電路+-信號(hào)源+-返回922023/2/4電工電子學(xué)B輸入電阻是表明放大電路從信號(hào)源吸取電流大小的參數(shù)。輸入電阻越大，放大電路得到的信號(hào)電壓Ui也越大，因此一般希望輸入電阻大些。rbeRBRCRL+--+后一頁(yè)前一頁(yè)返回932023/2/4電工電子學(xué)B5)求輸出電阻：對(duì)于負(fù)載而言，放大電路相當(dāng)于一個(gè)信號(hào)源，而信號(hào)源的內(nèi)阻就是放大電路的輸出電阻。+_RLr0+_后一頁(yè)前一頁(yè)返回942023/2/4電工電子學(xué)BRL000rbeRBRC外加1）斷開(kāi)負(fù)載RL2）ES=0,內(nèi)阻保留3）外加電壓4）求共發(fā)射極放大電路輸出電阻共射極放大電路特點(diǎn)：

1.放大倍數(shù)高;2.輸入電阻低;3.輸出電阻高.++--后一頁(yè)前一頁(yè)返回加壓求流法步驟:RS952023/2/4電工電子學(xué)B(2)圖解法步驟:1）根據(jù)ui在輸入特性曲線上求iB

2）畫(huà)出交流負(fù)載線

3）由輸出特性曲線和交流負(fù)載線求iC和uCE

962023/2/4電工電子學(xué)BiBibtuiuBEQ60201）根據(jù)ui在輸入特性曲線上求iB972023/2/4電工電子學(xué)BRBRCRLuiuo交流通路交流信號(hào)的變化沿著斜率為：的直線。這條直線通過(guò)Q點(diǎn)，稱為交流負(fù)載線。2）畫(huà)出交流負(fù)載線

982023/2/4電工電子學(xué)B交流負(fù)載線的作法iCvCEECQIB過(guò)Q點(diǎn)作一條直線，斜率為：交流負(fù)載線992023/2/4電工電子學(xué)Buce與ui反相！iCuCEictucet3）由輸出特性曲線和交流負(fù)載線求iC和uCE1002023/2/4電工電子學(xué)BiCuCE可輸出的最大不失真信號(hào)討論:靜態(tài)工作點(diǎn)的選擇與非線性失真1012023/2/4電工電子學(xué)BiCuCEQ點(diǎn)過(guò)低，信號(hào)進(jìn)入截止區(qū)放大電路產(chǎn)生截止失真1022023/2/4電工電子學(xué)BiCuCEQ點(diǎn)過(guò)高，信號(hào)進(jìn)入飽和區(qū)放大電路產(chǎn)生飽和失真ib輸入波形uo輸出波形1032023/2/4電工電子學(xué)B第三節(jié)放大電路中靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定

合理設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)是保證放大電路正常工作的先決條件。但是放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)常因外界條件的變化而發(fā)生變動(dòng)。

前述的固定偏置放大電路，簡(jiǎn)單、容易調(diào)整，但在溫度變化、三極管老化、電源電壓波動(dòng)等外部因素的影響下，將引起靜態(tài)工作點(diǎn)的變動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)將使放大電路不能正常工作，其中影響最大的是溫度的變化。1042023/2/4電工電子學(xué)B1.溫度變化對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響在固定偏置放大電路中

當(dāng)UCC和

RB一定時(shí)，IC與UBE、以及ICEO

有關(guān)，這三個(gè)參數(shù)隨溫度而變化。

當(dāng)溫度升高時(shí)，

UBE、、ICBO

。溫度升高時(shí)，

IC將增加，使Q點(diǎn)沿負(fù)載線上移。后一頁(yè)前一頁(yè)返回1052023/2/4電工電子學(xué)BiCuCEQ溫度升高時(shí)，輸出特性曲線上移結(jié)論：當(dāng)溫度升高時(shí)，

IC將增加，使Q點(diǎn)沿負(fù)載線上移，容易使T進(jìn)入飽和區(qū)造成飽和失真，甚至引起過(guò)熱燒壞三極管。Q′

固定偏置電路的Q點(diǎn)是不穩(wěn)定的，為此需要改進(jìn)偏置電路。當(dāng)溫度升高使IC增加時(shí)，能夠自動(dòng)減少I(mǎi)B，從而抑制Q點(diǎn)的變化，保持Q點(diǎn)基本穩(wěn)定。后一頁(yè)前一頁(yè)返回1062023/2/4電工電子學(xué)B2.分壓式偏置電路穩(wěn)定Q點(diǎn)的原理

基極電位基本恒定，不隨溫度變化。后一頁(yè)前一頁(yè)跳轉(zhuǎn)RB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IBVB++++UCCuiuo++––返回1072023/2/4電工電子學(xué)B

集電極電流基本恒定，不隨溫度變化。后一頁(yè)前一頁(yè)RB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IBVB++++UCCuiuo++––返回1082023/2/4電工電子學(xué)BQ點(diǎn)穩(wěn)定的過(guò)程TUBEIBICUEICVB固定RE:溫度補(bǔ)償電阻對(duì)直流：RE越大穩(wěn)Q效果越好；對(duì)交流：RE越大交流損失越大,為避免交流損失加旁路電容CE。后一頁(yè)前一頁(yè)I1I2IBVB+++RB1RCC1C2RB2CERERL+UCCuo+–ui+–返回1092023/2/4電工電子學(xué)B3.分壓式偏置電路的分析靜態(tài)分析RB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IBVB++++UCCuiuo++––1102023/2/4電工電子學(xué)B動(dòng)態(tài)分析對(duì)交流:CE將RE短路，Au，ri，ro與固定偏置電路相同。I1I2IBVB+++RB1RCC1C2RB2CERERL+UCCuo+–ui+–旁路電容返回1112023/2/4電工電子學(xué)B

去掉CE后的微變等效電路+UCC短路對(duì)地短路C1RB1RCC2RB2RERLuo+–ui+–rbeRCRLRE++--返回1122023/2/4電工電子學(xué)BAu減小(1)電壓放大倍數(shù)后一頁(yè)前一頁(yè)返回rbeRCRLRE++--1132023/2/4電工電子學(xué)B(2)輸入電阻ri

和輸出電阻r0rbeRCRLRE+_+_1142023/2/4電工電子學(xué)B無(wú)旁路電容CE有旁路電容CEAu減小ri

提高ro不變分壓式偏置電路返回1152023/2/4電工電子學(xué)B例1:.

在圖示放大電路中，已知UCC=12V,RC=6kΩ,RE1=300Ω，RE2=2.7KΩ，RB1=60kΩ，RB2=20kΩ

RL=6kΩ，晶體管β=50，UBE=0.6V,試求:(1)靜態(tài)工作點(diǎn)IB、IC及UCE；(2)畫(huà)出微變等效電路；(3)輸入電阻ri、r0及Ａu。RB1+UCCRCC1C2RB2CERE2RLuiuoRE1++返回后一頁(yè)前一頁(yè)1162023/2/4電工電子學(xué)B【解】RB1+UCCRCRB2RE2RE1直流通路如圖所示。返回后一頁(yè)前一頁(yè)1172023/2/4電工電子學(xué)B微變等效電路如圖rbeRCRLRE1++1182023/2/4電工電子學(xué)B第四節(jié)共集電極放大電路后一頁(yè)前一頁(yè)RB+UCCRCC1C2RERLuiuo++––++返回1192023/2/4電工電子學(xué)BRB+UCCRCRE直流通路一、靜態(tài)分析后一頁(yè)前一頁(yè)RB+UCCRCC1C2RERLuiuo++––++1202023/2/4電工電子學(xué)B二、動(dòng)態(tài)分析1.電壓放大倍數(shù)

電壓放大倍數(shù)

且輸入輸出同相，輸出電壓跟隨輸入電壓，故稱電壓跟隨器。rbeRERL++––后一頁(yè)前一頁(yè)返回12