半導(dǎo)體分立器件及其基本電路

電子技術(shù)考核方式1、平時(shí)成績(jī)：30％作業(yè)、出勤、課堂表現(xiàn)：10％實(shí)驗(yàn)：20％2、期終考試：70％第一章半導(dǎo)體分立器件及其基本電路第一章半導(dǎo)體分立器件及其基本電路1.1半導(dǎo)體的基本知識(shí)與PN結(jié)1.2半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用電路1.3放大電路的基本概念及其性能指標(biāo)1.4三極管及其放大電路1.6多級(jí)放大電路§1.1半導(dǎo)體的基本知識(shí)與PN結(jié)1.1.1半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性半導(dǎo)體：導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間的材料。常見的半導(dǎo)體材料有硅、鍺、硒及許多金屬的氧化物和硫化物等。半導(dǎo)體材料的特性：純凈半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力很差；溫度升高——導(dǎo)電能力增強(qiáng)；光照增強(qiáng)——導(dǎo)電能力增強(qiáng)；摻入少量雜質(zhì)——導(dǎo)電能力增強(qiáng)?，F(xiàn)代電子學(xué)中，用的最多的半導(dǎo)體是硅和鍺，它們的最外層電子（價(jià)電子）都是四個(gè)。GeSi一、

本征半導(dǎo)體硅和鍺的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)共價(jià)鍵共用電子對(duì)+4表示除去價(jià)電子后的原子+4+4+4+4+4+4形成共價(jià)鍵后，每個(gè)原子的最外層電子是八個(gè)，構(gòu)成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。共價(jià)鍵有很強(qiáng)的結(jié)合力，使原子規(guī)則排列，形成晶體。+4+4+4+4完全純凈的、結(jié)構(gòu)完整的半導(dǎo)體晶體，稱為本征半導(dǎo)體。硅和鍺的晶體結(jié)構(gòu)在絕對(duì)0度（T=0K）和沒有外界激發(fā)時(shí),價(jià)電子完全被共價(jià)鍵束縛著，本征半導(dǎo)體中沒有可以運(yùn)動(dòng)的帶電粒子（即載流子），它的導(dǎo)電能力為0，相當(dāng)于絕緣體。當(dāng)溫度升高或受到光的照射時(shí)，價(jià)電子能量增高，有的價(jià)電子可以掙脫原子核的束縛，而參與導(dǎo)電，成為自由電子。

自由電子產(chǎn)生的同時(shí)，在其原來(lái)的共價(jià)鍵中就出現(xiàn)了一個(gè)空位，原子的電中性被破壞，呈現(xiàn)出正電性，其正電量與電子的負(fù)電量相等，人們常稱呈現(xiàn)正電性的這個(gè)空位為空穴。

這一現(xiàn)象稱為本征激發(fā)，也稱熱激發(fā)。本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理+4+4+4+4本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理自由電子空穴束縛電子本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理本征半導(dǎo)體中存在數(shù)量相等的兩種載流子，即自由電子和空穴。溫度越高，載流子的濃度越高。因此本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力越強(qiáng)，溫度是影響半導(dǎo)體性能的一個(gè)重要的外部因素，這是半導(dǎo)體的一大特點(diǎn)。本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力取決于載流子的濃度。在本征半導(dǎo)體中摻入某些微量的雜質(zhì)，就會(huì)使半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能發(fā)生顯著變化。N型半導(dǎo)體在硅或鍺晶體中摻入少量的五價(jià)元素磷（或銻）二、雜質(zhì)半導(dǎo)體Negative+4+4+5+4N型半導(dǎo)體多余電子磷原子N型半導(dǎo)體N型半導(dǎo)體中的載流子是什么？1、由施主原子提供的電子，濃度與施主原子相同。2、本征半導(dǎo)體中成對(duì)產(chǎn)生的電子和空穴。3、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+3+4空穴P型半導(dǎo)體硼原子在硅或鍺晶體中摻入少量的三價(jià)元素，如硼（或銦）Positive雜質(zhì)半導(dǎo)體的示意表示法－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－P型半導(dǎo)體++++++++++++++++++++++++N型半導(dǎo)體空穴正離子負(fù)離子電子1.1.2PN結(jié)及其單向?qū)щ娦园雽?dǎo)體器件的核心是PN結(jié)，是采取一定的工藝措施在一塊半導(dǎo)體晶片的兩側(cè)分別制成P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體，在兩種半導(dǎo)體的交界面上形成PN結(jié)。各種各樣的半導(dǎo)體器件都是以PN結(jié)為核心而制成的，正確認(rèn)識(shí)PN結(jié)是了解和運(yùn)用各種半導(dǎo)體器件的關(guān)鍵所在。擴(kuò)散運(yùn)動(dòng):物質(zhì)從濃度高的地方向濃度低的地方運(yùn)動(dòng),即由于濃度差產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng).漂移運(yùn)動(dòng):在電場(chǎng)力作用下,載流子的運(yùn)動(dòng).P型半導(dǎo)體－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－N型半導(dǎo)體++++++++++++++++++++++++擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)內(nèi)電場(chǎng)E漂移運(yùn)動(dòng)空間電荷區(qū)一、PN結(jié)形成擴(kuò)散的結(jié)果是使空間電荷區(qū)逐漸加寬，空間電荷區(qū)越寬。漂移運(yùn)動(dòng)P型半導(dǎo)體－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－N型半導(dǎo)體++++++++++++++++++++++++擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)內(nèi)電場(chǎng)E內(nèi)電場(chǎng)越強(qiáng)，就使漂移運(yùn)動(dòng)越強(qiáng)，而漂移使空間電荷區(qū)變薄。

最后,多子的擴(kuò)散和少子的漂移達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。對(duì)于P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體結(jié)合面，離子薄層形成的空間電荷區(qū)稱為PN結(jié)。在空間電荷區(qū)，由于缺少多子，所以也稱耗盡層。又稱阻擋層。

圖PN結(jié)的形成過(guò)程

1.空間電荷區(qū)中沒有載流子。2.空間電荷區(qū)中內(nèi)電場(chǎng)阻礙P中的空穴.N區(qū)

中的電子（都是多子）向?qū)Ψ竭\(yùn)動(dòng)（擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)）。3.P

區(qū)中的電子和N區(qū)中的空穴（都是少子），數(shù)量有限，因此由它們形成的電流很小。注意:二、PN結(jié)的單向?qū)щ娦?/p>

如果外加電壓使PN結(jié)中：

P區(qū)的電位高于N區(qū)的電位，稱為加正向電壓，簡(jiǎn)稱正偏；

P區(qū)的電位低于N區(qū)的電位，稱為加反向電壓，簡(jiǎn)稱反偏。PN結(jié)具有單向?qū)щ娦?若外加電壓使電流從P區(qū)流到N區(qū)，PN結(jié)呈低阻性，所以電流大；反之是高阻性，電流小。－－－－++++內(nèi)電場(chǎng)外電場(chǎng)變薄PN+_內(nèi)電場(chǎng)被削弱，多子的擴(kuò)散加強(qiáng)能夠形成較大的擴(kuò)散電流。

(1)PN結(jié)加正向電壓圖PN結(jié)加正向電壓時(shí)的導(dǎo)電情況－－－－++++內(nèi)電場(chǎng)外電場(chǎng)變厚NP+_內(nèi)電場(chǎng)被加強(qiáng)，多子的擴(kuò)散受抑制。少子漂移加強(qiáng)，但少子數(shù)量有限，只能形成較小的反向電流。

(2)PN結(jié)加反向電壓圖PN結(jié)加反向電壓時(shí)的導(dǎo)電情況1.2半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用電路

在PN結(jié)上加上引線和管殼，就成為一個(gè)二極管。二極管按結(jié)構(gòu)分有點(diǎn)接觸型、面接觸型和平面型三大類。1.2.1半導(dǎo)體二極管(a)點(diǎn)接觸型

PN結(jié)面積小，結(jié)電容小，用于檢波和變頻等高頻電路。(b)面接觸型(c)平面型符號(hào)：D陽(yáng)極陰極PN

PN結(jié)面積大，用于工頻大電流整流電路。PN結(jié)面積可大可小，用于高頻整流和開關(guān)電路中。UI死區(qū)電壓硅管0.5V,鍺管0.1V。導(dǎo)通壓降:硅管0.6~0.7V,鍺管0.2~0.3V。反向擊穿電壓U(BR)死區(qū)電壓正向反向外電場(chǎng)不足以克服內(nèi)電場(chǎng),電流很小外電場(chǎng)不足以克服內(nèi)電場(chǎng),電流很小一、伏安特性當(dāng)外加電壓大于死區(qū)電壓內(nèi)電場(chǎng)被大大減削弱,電流增加很快。UI死區(qū)電壓硅管0.5V,鍺管0.1V。導(dǎo)通壓降:硅管0.6~0.7V,鍺管0.2~0.3V。反向擊穿電壓U(BR)死區(qū)電壓反向由于少子的漂移運(yùn)動(dòng)形成很小的反向電流,在且U<U(BR)內(nèi),其大小基本恒定,稱反向飽和電流IS,其隨溫度變化很大。一、伏安特性UI死區(qū)電壓硅管0.5V,鍺管0.1V導(dǎo)通壓降:硅管0.6~0.7V,鍺管0.2~0.3V。反向擊穿電壓U(BR)死區(qū)電壓反向當(dāng)U>U(BR)時(shí),其反向電流突然增大,反向擊穿。一、伏安特性二、主要參數(shù)1）最大整流電流IOM二極管長(zhǎng)期使用時(shí)，允許流過(guò)二極管的最大正向平均電流。2）反向擊穿電壓UBR二極管反向擊穿時(shí)的電壓值。擊穿時(shí)反向電流劇增，二極管的單向?qū)щ娦员黄茐?，甚至過(guò)熱而燒壞。手冊(cè)上給出的最高反向工作電壓UDRM一般是UBR的一半。3）反向電流IR指二極管加反向峰值工作電壓時(shí)的反向電流。反向電流大，說(shuō)明管子的單向?qū)щ娦圆?，因此反向電流越小越好。反向電流受溫度的影響，溫度越高反向電流越大。硅管的反向電流較小，一般在幾u(yù)A以下；鍺管的反向電流要大幾十到幾百倍。三、二極管的模型1、理想模型2、恒壓降模型等效電路等效電路硅管:0.7V鍺管:0.3V1.2.2二極管的應(yīng)用檢波作用整流作用二極管的應(yīng)用是主要利用它的單向?qū)щ娦?包括整流、限幅、保護(hù)、檢波、開關(guān)等。例tuituoRuiuoD單向脈動(dòng)電壓例已知E=5V，ui=10sintV,試畫出輸出電壓波形。限幅作用E限幅作用E例RRLuiuRuotttuiuRuo檢波作用檢波作用例：電路如圖，求Y點(diǎn)的電位。ABY+3V0V-12VDADBRVA>VB,DA優(yōu)先導(dǎo)通，若D的壓降為0.3V，則：VY=2.7VDA導(dǎo)通DB截止DA：鉗位作用DB：隔離作用一、伏安特性曲線UIUZIZIZmaxUZIZ穩(wěn)壓誤差曲線越陡，電壓越穩(wěn)定。-+1.2.3特殊二極管穩(wěn)壓管是特殊的面接觸型半導(dǎo)體硅二極管,其反向擊穿是可逆的,且反向電壓較穩(wěn)定.1.穩(wěn)壓管：二、穩(wěn)壓過(guò)程：-ˉˉˉ?ˉ?ˉ?RLIZ+uCCUOuRRLUOIZUO?穩(wěn)壓二極管的參數(shù)（1）穩(wěn)定電壓UZ（2）電壓溫度系數(shù)U（%/℃）穩(wěn)壓值受溫度變化影響的系數(shù)。UZ=5.6V左右，受溫度影響小，有較好的溫度穩(wěn)定性。（3）動(dòng)態(tài)電阻穩(wěn)壓二極管反向擊穿后穩(wěn)定工作的電壓。（4）穩(wěn)定電流IZ（5）最大允許功耗管子不致產(chǎn)生熱擊穿的最大功率損耗工作電壓等于穩(wěn)定電壓時(shí)的工作電流，即管子的正常工作電流。2.發(fā)光二極管(LED)有正向電流流過(guò)時(shí)，發(fā)出一定波長(zhǎng)范圍的光，目前的發(fā)光管可以發(fā)出從紅外到可見波段的光，它的電特性與一般二極管類似。陽(yáng)極陰極3.光電二極管反向電流隨光照強(qiáng)度的增加而上升。IU照度增加陽(yáng)極陰極1.3放大電路的基本概念及其性能指標(biāo)放大電路：也叫放大器，是一種能量轉(zhuǎn)換電路，能將微弱的電信號(hào)放大，其能量來(lái)源于供電電源。性能指標(biāo)放大電路信號(hào)源負(fù)載放大電路1、輸入電阻ri從輸入端口看進(jìn)去的電阻riri

是衡量放大電路對(duì)信號(hào)源衰減程度2、輸出電阻ro從輸出端口看進(jìn)去的電阻放大電路riroro是衡量放大電路帶負(fù)載能力3、放大倍數(shù)：描述放大電路的放大能力放大電路riro電壓放大倍數(shù)：電流放大倍數(shù)：源電壓放大倍數(shù)：§1.4三極管及其放大電路1.4.1三極管BECNNP基極發(fā)射極集電極NPN型PNP集電極基極發(fā)射極BCEPNP型一、三極管結(jié)構(gòu)和符號(hào)BECNNP基極發(fā)射極集電極基區(qū)：較薄，摻雜濃度低集電區(qū)：面積較大發(fā)射區(qū)：摻雜濃度較高BECNNP基極發(fā)射極集電極發(fā)射結(jié)集電結(jié)BECIBIEICNPN型三極管BECIBIEICPNP型三極管三極管的符號(hào)ICmAAVVUCEUBERBIBECEB1、實(shí)驗(yàn)線路二、電流分配和放大作用00.020.040.060.080.10<0.0010.71.52.33.103.95<0.0010.721.542.363.184.05ICIBIE2.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(1)IE=IB+IC(2)IC(或IE)?IB

這就是晶體管的電流放大作用(4)要使晶體管起放大作用,外部條件:發(fā)射結(jié)正偏,集電結(jié)反偏.(3)當(dāng)IB=0時(shí),IC=ICEO<0.001mA=1uABECNNPEBRBEc發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)射區(qū)電子不斷向基區(qū)擴(kuò)散，形成發(fā)射極電流IE。IE基區(qū)空穴向發(fā)射區(qū)的擴(kuò)散可忽略。IBE進(jìn)入P區(qū)的電子少部分與基區(qū)的空穴復(fù)合，形成電流IBE，多數(shù)擴(kuò)散到集電結(jié)。三、晶體管內(nèi)部載流子運(yùn)動(dòng)規(guī)律BECNNPEBRBEcIE集電結(jié)反偏，有少子形成的反向電流ICBO。ICBO從基區(qū)擴(kuò)散來(lái)的電子作為集電結(jié)的少子，漂移進(jìn)入集電結(jié)而被收集，形成ICE。IC=ICE+ICBOICEIBEICEIB=IBE-ICBOIBEIBBECNNPEBRBEcIEICBOICEIC=ICE+ICBOICEIBE要使三極管能放大電流，必須使發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。ICE與IBE之比稱為電流放大倍數(shù)ICmAAVVUCEUBERBIBECEB測(cè)量電路四、特性曲線三極管各極電流與電壓的關(guān)系（1）輸入特性：IB=f（UBE）UCE=CUCE1VIB(A)UBE(V)204060800.40.8工作壓降：硅管UBE0.6~0.7V,鍺管UBE0.2~0.3V。UCE=0VUCE=0.5V死區(qū)電壓，硅管0.5V，鍺管0.1V。IC(mA)1234UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A此區(qū)域滿足IC=IB稱為線性區(qū)（放大區(qū)）。（2）輸出特性：IC=f(UCE)IB=C集電結(jié)正偏，IB>IC，UCE0.3V稱為飽和區(qū)。此區(qū)域中:IB=0,IC=ICEO,UBE<死區(qū)電壓，稱為截止區(qū)。輸出特性三個(gè)區(qū)域的特點(diǎn):放大區(qū)：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。即：IC=IB,且IC

=

IB(2)飽和區(qū)：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏。即：UCEUBE

，

IB>IC，UCE0.3V

(3)截止區(qū)：

UBE<死區(qū)電壓，IB=0，IC=ICEO

0

BECIBIEICNPN型三極管BECIBIEICPNP型三極管UC>UB>UEUE>UB>UC符號(hào)：（1）V1=3.5V，V2=2.9V，V3=12V。例1：測(cè)得工作在放大電路中幾個(gè)晶體管三個(gè)極電位值V1、V2、V3，判斷管子的類型、材料及三個(gè)極。NPN型硅管，1、2、3依次為B、E、C（2）V1=3V，V2=2.8V，V3=12V。（3）V1=6V，V2=11.4V，V3=12V。（4）V1=6V，V2=11.8V，V3=12V。NPN型鍺管，1、2、3依次為B、E、CPNP型硅管，1、2、3依次為C、B、EPNP型鍺管，1、2、3依次為C、B、E四、主要參數(shù)___b1.電流放大倍數(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，則交流電流放大倍數(shù)為：直流放大倍數(shù)例：UCE=6V時(shí)：IB=40A,IC=1.5mA；IB=60A,IC=2.3mA。在以后的計(jì)算中，一般作近似處理：=2.集-基極反向截止電流ICBOAICBOICBO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。越小越好。3.集-射極反向截止電流ICEOAICEO5.集-射極反向擊穿電壓當(dāng)集---射極之間的電壓UCE超過(guò)一定的數(shù)值時(shí)，三極管就會(huì)被擊穿。手冊(cè)上給出的數(shù)值是25C、基極開路時(shí)的擊穿電壓U(BR)CEO。4.集電極最大電流ICM集電極電流IC上升會(huì)導(dǎo)致三極管的值的下降，當(dāng)值下降到正常值的三分之二時(shí)的集電極電流即為ICM。6.集電極最大允許功耗PCM集電極電流IC流過(guò)三極管，所發(fā)出的焦耳熱為：PC=ICUCE必定導(dǎo)致結(jié)溫上升，所以PC

有限制。PCPCMICUCEICUCE=PCMICMU(BR)CEO安全工作區(qū)五、復(fù)合三極管β=β1β2

1.4.2共發(fā)射極放大電路三極管放大電路有三種形式共射放大器共基放大器共集放大器以共射放大器為例講解工作原理放大電路的結(jié)構(gòu)示意框圖見圖3、元件選擇要使信號(hào)不失真地放大。放大電路的組成原則：1、有直流電源，保證E結(jié)正偏，C結(jié)反偏。2、元件安排要保證信號(hào)傳輸，即信號(hào)能從輸入端加到三極管上（有信號(hào)輸入回路），經(jīng)放大后從輸出端輸出（有輸出回路）。一、共射極放大電路組成RB+ECEBRCC1C2T放大元件iC=iB，工作在放大區(qū)，要保證集電結(jié)反偏，發(fā)射結(jié)正偏。uiuo輸入輸出？參考點(diǎn)使發(fā)射結(jié)正偏，并提供適當(dāng)?shù)撵o態(tài)工作點(diǎn),RB為幾十K至幾百K?；鶚O電源與基極電阻RB+ECEBRCC1C2T集電極電源，為電路提供能量。并保證集電結(jié)反偏。RB+ECEBRCC1C2T集電極電阻,將變化的電流轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓碾妷?實(shí)現(xiàn)電壓放大。Rc=幾K幾十KRB+ECEBRCC1C2T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。C1、C2值較大,幾u(yù)F至幾十uF的電解電容.RB+ECEBRCC1C2T耦合電容：電解電容，有極性。大小為10F~50F單電源供電可以省去RB+ECEBRCC1C2TRB單電源供電+ECRCC1C2T二、靜態(tài)分析放大電路分析靜態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析估算法圖解法微變等效電路法圖解法

靜態(tài)是放大電路沒有輸入信號(hào)時(shí)的工作狀態(tài),靜態(tài)分析所要確定的是放大電路的靜態(tài)值IB、IC、UBE、UCE,其值直接影響放大電路的質(zhì)量。

動(dòng)態(tài)分析是要確定放大電路的電壓放大倍數(shù)Au、輸入電阻ri、輸出電阻ro。ui=0時(shí)由于電源的存在IB0IC0IBQICQIEQ=IBQ+ICQRB+VCCRCC1C2TIBQICQUBEQUCEQ(ICQ,UCEQ)(IBQ,UBEQ)RB+ECRCC1C2T直流通道和交流通道電容對(duì)交、直流的作用不同。如果電容容量足夠大，可以認(rèn)為它對(duì)交流不起作用，即對(duì)交流短路。而對(duì)直流可以看成開路，這樣，交直流所走的通道是不同的。這樣就有了交流通道（只考慮交流信號(hào)的分電路）和直流通道（只考慮直流信號(hào)的分電路）。不同的信號(hào)可以分別在不同的通道分析。RB+ECRCC1C2開路開路原則:對(duì)直流信號(hào)電容可看作開路RB+ECRC直流通道直流通道1、估算法確定靜態(tài)值RB+ECRCIBUBEICUCE2、用圖解法確定靜態(tài)值：RB+ECRCIBUBEICUCE+ECRCICUCEUCE=EC-ICRC先估算IB，然后在輸出特性曲線上作出直流負(fù)載線，與IB對(duì)應(yīng)的輸出特性曲線與直流負(fù)載線的交點(diǎn)就是Q點(diǎn)。ICUCEQEC由直流通路列出:UCE=EC-ICRC據(jù)此做出直流負(fù)載線,與輸出特性曲線交點(diǎn)為Q.(IBQ,UBEQ)

和(ICQ,UCEQ

)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)。IBUBEQIBQUBEQICUCEQUCEQICQ例：確定靜態(tài)工作點(diǎn)。已知：EC=12V，RC=4K，RB=300K，=37.5。解：請(qǐng)注意電路中IB和IC的數(shù)量級(jí)估算法(1)作直流負(fù)載線UCE=EC-ICRC所以IC=0時(shí),UCE=EC=12VUCE=0時(shí),EmARICCC3==做出直流負(fù)載線(2)由得出交點(diǎn)Q其靜態(tài)值為IB=40uA,IC=1.5mA,UCE=6VICUCEEC36912123020uA406080100QIB1.56圖解法RB為偏置電阻。RB發(fā)射結(jié)“地”Q'

Q''

RB+ECRCIBUBEICUCE若改變RB,則IB改變,Q點(diǎn)在直流負(fù)載曲線上移動(dòng),如圖所示。ICUCEEC36912123020uA406080100QIB為偏置電流，簡(jiǎn)稱偏流。產(chǎn)生偏流的電路為偏置電路，其路徑為EC動(dòng)態(tài)分析是在靜態(tài)值確定后分析信號(hào)的傳輸情況,考慮的是交流信號(hào)或稱信號(hào)分量.所要確定的參數(shù)為Au、ri、ro等。方法有微變等效電路法和圖解法。UA大寫字母、大寫下標(biāo)，表示直流量。uA小寫字母、大寫下標(biāo)，表示全量。ua小寫字母、小寫下標(biāo)，表示交流分量。Ua大寫字母、小寫下標(biāo)，表示交流分量的有效值。符號(hào)規(guī)定三、動(dòng)態(tài)分析uAua全量交流分量tUA直流分量1、微變等效電路法將晶體管線性化,把放大電路等效為線性電路。線性化條件,就是晶體管在小信號(hào)(微變量)情況下工作。這樣在Q點(diǎn)附近的小范圍內(nèi)用直線段近似地代替晶體管的特性曲線。晶體管的微變等效電路輸入回路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。uBEiB對(duì)輸入的小交流信號(hào)而言，三極管相當(dāng)于電阻rbe。rbe的量級(jí)從幾百歐到幾千歐。對(duì)于小功率三極管：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。在線性工作區(qū)內(nèi)：為一受控源iciB晶體管的微變等效電路uceuberbeibibicBECibicCBEubeuceRB+ECRCC1C2短路短路置零交流通路的原則:*電容可忽略,以短路代替。*直流電源可認(rèn)為是短路。uiRBRCRLuoibicuceCubeBE交流通路放大電路的微變等效電路uiRBRCRLuoibicuceCubeBE交流通路放大電路的微變等效電路rbeibibiiicuiuoRBRCRLBEC放大電路的微變等效電路1）電壓放大倍數(shù)計(jì)算rbeibibiiicuiuoRBRCRLBEC設(shè)輸入信號(hào)為正弦,可用相量表示當(dāng)RL=時(shí),(1)ri小,則ii值愈大,增加信號(hào)源負(fù)擔(dān)。(2)經(jīng)RS和ri分壓,ri小,ui值亦減小,從而使uo減小。(3)后級(jí)的ri即為前級(jí)的RL,ri小會(huì)降低前級(jí)的AurirbeibibiiicuiuoRBRCRLBEC2）輸入電阻計(jì)算0rbeRBRC0所以：通常希望ro愈小愈好。因?yàn)閷?duì)負(fù)載來(lái)說(shuō),放大電路即為信號(hào)源,ro即為內(nèi)阻。若ro較大,帶負(fù)載能力就較差。求ro的方法:加壓求流法將信號(hào)源短路(ui=0,但Rs保留)將RL去掉,在輸出端加一交流電壓,遂產(chǎn)生電流。則:RS3）輸出電阻計(jì)算iBuBEQiCuCEuiiBiBiCuCE怎么變化？假設(shè)uBE有一微小的變化2、圖解法iCuCEiCucEuCE相位如何？uCE與uBE反相uCE的變化沿一條直線RB+ECRCC1C2uiiBiCuCuo各點(diǎn)波形四、失真分析：為了得到盡量大的輸出信號(hào)，要把Q設(shè)置在交流負(fù)載線的中間部分。如果Q設(shè)置不合適，信號(hào)進(jìn)入截止區(qū)或飽和區(qū)，造成非線性失真。失真：輸出信號(hào)的波形不象輸入信號(hào)的波形iCuCEuo可輸出的最大不失真信號(hào)合適的靜態(tài)工作點(diǎn)ibiCuCEuoQ點(diǎn)過(guò)低，信號(hào)進(jìn)入截止區(qū)稱為截止失真信號(hào)波形iCuCEuoQ點(diǎn)過(guò)高，信號(hào)進(jìn)入飽和區(qū)稱為飽和失真信號(hào)波形五、靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定為了保證放大電路的穩(wěn)定工作，必須有合適的、穩(wěn)定的靜態(tài)工作點(diǎn)。但是，溫度的變化嚴(yán)重影響靜態(tài)工作點(diǎn)。QTICICEOUBE對(duì)于前面的電路（固定偏置電路）而言，靜態(tài)工作點(diǎn)由UBE、和ICEO決定，這三個(gè)參數(shù)隨溫度而變化，溫度對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響主要體現(xiàn)在這一方面。iCuCEQQ′溫度上升時(shí)，輸出特性曲線上移，造成Q點(diǎn)上移。常采用分壓式偏置電路來(lái)穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。電路如下圖。RB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuo分壓式偏置電路I1I2IB(固定)TUBE(UB-UE)IBIC(IE)UE(IERE)IC本電路穩(wěn)壓的過(guò)程實(shí)際是由于加了RE形成了負(fù)反饋過(guò)程RB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuoI1I2IB穩(wěn)定Q點(diǎn)的物理過(guò)程ICIEBEC例、已知EC=12V,RC=2K,RE=2K,RB1=20K,RB2=10K,晶體管的=37.5。試求靜態(tài)值，并進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析。RB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuoI1I2IBRB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuoI1I2IB直流通路：+ECRB1RCRB2REI1I2IBICUCEUBE靜態(tài)分析+ECRB1RCRB2REI1I2IBICUCEUBE靜態(tài)分析RB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuoI1I2IBRCRLRB2RB1RS動(dòng)態(tài)分析交流通路RCRLRB2RB1RSRB2RB1RSrbeRCRL微變等效電路RB2RB1RSrbeRCRLriRB2RB1RSrbeRCRLRB2RB1RSrbeRCRLroRB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuoI1I2IB旁路電容如果去掉CE，Au，ri，ro?電壓放大倍數(shù)：rbeBCEReRB2RB1RCRL65輸出電阻：輸入電阻：ri'rirbeBCERERB2RB1RCRL66r0U.無(wú)旁路電容CE有旁路電容CEAu減小分壓式偏置電路ri提高ro不變ReRb1Rb2I2I1IBQCe改進(jìn)：串聯(lián)小電阻Re’。Re”>>Re’Re’Re”ReRb1Rb2I2I1IBQCeRe’Re”rbeBCERb2Rb1RCRLR’e注意:1.4.3射極輸出器因?qū)涣餍盘?hào)而言，集電極是輸入與輸出回路的公共端，所以是共集電極放大電路。因從發(fā)射極輸出，所以稱射極輸出器。RB+ECC1C2RERLui+–uo+–++es+–RSRB+ECREIBIE直流通道一、靜態(tài)分析：RB+ECC1C2RERLui+–uo+–++es+–RSRB+ECREIBIE折算二、動(dòng)態(tài)分析：交流通路RB+ECC1C2RERLui+–uo+–++es+–RSRBRERLuiuoes+–RS微變等效電路RBRERLuiuoes+–RSrbeRBRLEBC+-+-+-RSRE1、電壓放大倍數(shù)rbeRBRLEBC+-+-+-RSRE1、所以但是，輸出電流Ie增加了。2、輸入輸出同相，輸出電壓跟隨輸入電壓，故稱電壓跟隨器。討論rbeRBRLEBC+-+-+-RSRE2、輸入電阻輸入電阻高，對(duì)前級(jí)有利。ri與負(fù)載有關(guān)3、輸出電阻用外加壓求流法求輸出電阻。rorbeRERs置0rbeRERsrbeRERs射極輸出器的輸出電阻很小，帶負(fù)載能力強(qiáng)。共集電極放大電路(射極輸出器)的特點(diǎn)：1.電壓放大倍數(shù)小于1，約等于1;2.輸入電阻高；3.輸出電阻低；4.輸出與輸入同相。1、將射極輸出器放在電路的首級(jí)，可以提高輸入電阻，減輕信號(hào)源負(fù)擔(dān)。2、將射極輸出器放在電路的末級(jí)，可以降低輸出電阻，提高帶負(fù)載能。3、將射極輸出器放在電路的兩級(jí)之間，可以起到電路的匹配作用。（稱為中間隔離級(jí)或緩沖級(jí)）射極輸出器的應(yīng)用主要利用它輸入電阻高和輸出電阻低的特點(diǎn)。耦合方式：信號(hào)源與放大電路之間、兩級(jí)放大電路之間、放大器與負(fù)載之間的連接方式。

常用的耦合方式：直接耦合、阻容耦合和變壓器耦合。動(dòng)態(tài):傳送信號(hào)減少壓降損失靜態(tài)：保證各級(jí)有合適的Q點(diǎn)波形不失真第二級(jí)

推動(dòng)級(jí)

輸入級(jí)輸出級(jí)輸入輸出多級(jí)放大電路的框圖對(duì)耦合電路的要求§1.6多極放大電路第一級(jí)第二級(jí)負(fù)載信號(hào)源兩級(jí)之間通過(guò)耦合電容C與下級(jí)輸入電路連接。RB1RC1C1C2RB2CE1RE1+++++–RS+–RC2C3CE2RE2RL+++UCC+––T1T2一、阻容耦合（1）靜態(tài)分析

由于電容有隔直作用，所以每級(jí)放大電路的直流通路互不相通，每級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)互相獨(dú)立，互不影響，可以各級(jí)單獨(dú)計(jì)算。RB1RC1C1C2RB2CE1RE1–RS+–RC2C3CE2RE2RL+UCC+–T1T2（2）動(dòng)態(tài)分析關(guān)鍵:考慮級(jí)間影響RB1RC1C1C2RB2CE1RE1–RS+–RC2C3CE2RE2RL+UCC+–T1T2Uo1ri2=RL1ri2第一級(jí)第二級(jí)rbeRB2RC1EBC+-+-+-RSrbeRC2RLEBC+-RB112ri