第二章 晶體三極管

第二章晶體三極管第一頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五5.二極管的等效電路①折線化的等效電路②微變等效電路

6.常用的二極管①整流二極管②穩(wěn)壓二極管③發(fā)光二極管④光電二極管⑤變?nèi)荻O管第二頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五要求導(dǎo)通電壓低時(shí)選_________；要求導(dǎo)通電壓高時(shí)選_________；要求反向電流小時(shí)選_________；要求反向擊穿電壓高時(shí)_________；要求耐高溫時(shí)選_________；要求導(dǎo)通電流大時(shí)選_________；要求工作頻率高時(shí)選_________。鍺二極管硅二極管點(diǎn)接觸型二極管面接觸型二極管第三頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五

第二章半導(dǎo)體三極管第四頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五（晶體三極管、半導(dǎo)體三極管簡稱晶體管）晶體管的結(jié)構(gòu)及類型晶體管的幾種常見外形第五頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五晶體管的結(jié)構(gòu)（以NPN管為例）及符號(hào)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：①發(fā)射區(qū)摻雜濃度高，幾何尺寸?。虎诩妳^(qū)摻雜濃度低，幾何尺寸大；③基區(qū)摻雜濃度很低，且很薄。構(gòu)成：三區(qū)、三極、兩結(jié)第六頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五

晶體管的類型①按結(jié)構(gòu)分①NPN型②PNP型②按材料分①硅管②鍺管多為NPN型多為PNP型晶體管的電流放大作用基本的共射放大電路如圖所示

晶體管起電流放大作用的外部條件：發(fā)射結(jié)正向偏置集電結(jié)反向偏置圖中VCC>VBB第七頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五三極管三種工作模式發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。放大模式：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏。飽和模式：發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏。截止模式：注意：三極管具有正向受控作用，除了滿足內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)外，還必須滿足放大模式的外部工作條件。第八頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五2.1放大模式下三極管工作原理2.1.1內(nèi)部載流子傳輸過程PNN+-+-+V1V2R2R1IEnIEpIBBICnICBOIEIE=IEn+IEpICIC=ICn+ICBOIBIB=IEp+IBB-ICBO=IEp+(IEn-ICn)-ICBO=IE-IC第2章晶體三極管第九頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五發(fā)射結(jié)正偏：保證發(fā)射區(qū)向基區(qū)發(fā)射多子。發(fā)射區(qū)摻雜濃度>>基區(qū)摻雜濃度：減少基區(qū)向發(fā)射區(qū)發(fā)射的多子，提高發(fā)射效率。基區(qū)的作用：將發(fā)射到基區(qū)的多子，自發(fā)射結(jié)傳輸?shù)郊娊Y(jié)邊界?；鶇^(qū)很薄：可減少多子傳輸過程中在基區(qū)的復(fù)合機(jī)會(huì)，保證絕大部分載流子擴(kuò)散到集電結(jié)邊界。

集電結(jié)反偏且集電結(jié)面積大：保證擴(kuò)散到集電結(jié)邊界的載流子全部漂移到集電區(qū)，形成受控的集電極電流。第2章晶體三極管第十頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五三極管特性——具有正向受控作用即三極管輸出的集電極電流IC，主要受正向發(fā)射結(jié)電壓VBE的控制，而與反向集電結(jié)電壓VCE近似無關(guān)。注意：NPN型管與PNP型管工作原理相似，但由于它們形成電流的載流子性質(zhì)不同，結(jié)果導(dǎo)致各極電流方向相反，加在各極上的電壓極性相反。V1NPP+PNN+V2V2V1+

-+

--+-+IEICIBIEICIB第2章晶體三極管第十一頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五觀察輸入信號(hào)作用在哪個(gè)電極上，輸出信號(hào)從哪個(gè)電極取出，此外的另一個(gè)電極即為組態(tài)形式。2.1.2電流傳輸方程三極管的三種連接方式——三種組態(tài)BCEBTICIEECBETICIBCEBCTIEIB(共發(fā)射極)(共基極)(共集電極)放大電路的組態(tài)是針對(duì)交流信號(hào)而言的。第2章晶體三極管第十二頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五共基極直流電流傳輸方程BCEBTICIE直流電流傳輸系數(shù)：直流電流傳輸方程：共發(fā)射極直流電流傳輸方程ECBETICIB直流電流傳輸方程：其中：第2章晶體三極管第十三頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五的物理含義：表示，受發(fā)射結(jié)電壓控制的復(fù)合電流IBB，對(duì)集電極正向受控電流ICn的控制能力。

若忽略ICBO，則：ECBETICIB可見，為共發(fā)射極電流放大系數(shù)。第2章晶體三極管第十四頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五ICEO

的物理含義：

ICEO指基極開路時(shí)，集電極直通到發(fā)射極的電流。因?yàn)?/p>

IB=0IEPICBOICnIEn+_VCENPN+CBEICEOIB=0所以

IEp+(IEn-

ICn)=IE

-

ICn=ICBO因此第2章晶體三極管第十五頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五三極管的正向受控作用，服從指數(shù)函數(shù)關(guān)系式：2.1.3放大模式下三極管的模型

數(shù)學(xué)模型(指數(shù)模型)

IS指發(fā)射結(jié)反向飽和電流IEBS轉(zhuǎn)化到集電極上的電流值，它不同于二極管的反向飽和電流IS。式中第2章晶體三極管第十六頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五2.2晶體三極管模型2.2.1埃伯爾斯－莫爾模型

第十七頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五當(dāng)發(fā)射結(jié)加正偏，集電結(jié)加反偏，晶體三極管工作在放大模式時(shí):

當(dāng)晶體三極管兩個(gè)結(jié)均加正偏，IF和IR都較大,晶體三極管工作在飽和模式,IC和IE將同時(shí)受到兩個(gè)結(jié)正偏電壓的控制，三極管失去正向受控作用。且隨著集電結(jié)正偏電壓VBC的增大，IR增大，導(dǎo)致IC和IE迅速減小，同時(shí)IB迅速增加，當(dāng)晶體三極管兩個(gè)結(jié)均加反偏，晶體三極管工作在截止模式時(shí)，IC0，IE0，因而IB

0放大模式截止模式飽和模式第十八頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五2.2.2放大模式直流簡化電路模型ECBETICIB共發(fā)射極VBE(on)為發(fā)射結(jié)導(dǎo)通電壓，工程上一般?。汗韫躒BE(on)=0.7V鍺管VBE(on)=0.25V第2章晶體三極管電路模型VBE+-ECBEICIBIBVCE+-直流簡化電路模型VBE(on)ECBEICIBIB+-+-VCE第十九頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五

三極管參數(shù)的溫度特性溫度每升高1C，/增大0.5%1%，即溫度每升高1C，VBE(on)

減小(22.5)mV，即溫度每升高10C，ICBO

增大一倍，即第2章晶體三極管第二十頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五PNN+V1V2R2R1飽和模式(E結(jié)正偏，C結(jié)正偏)-+IFFIF+-IRRIRIE=IF-RIRICIC=FIF-IRIE

結(jié)論：三極管失去正向受控作用。第2章晶體三極管第二十一頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五飽和模式直流簡化電路模型ECBETICIB共發(fā)射極通常，飽和壓降

VCE(sat)

硅管

VCE(sat)0.3V鍺管

VCE(sat)0.1V電路模型VBE+-ECBEICIB+-VCE(sat)直流簡化電路模型VBE(on)ECBEICIB+-+-VCE(sat)若忽略飽和壓降，三極管輸出端近似短路。即三極管工作于飽和模式時(shí)，相當(dāng)于開關(guān)閉合。第2章晶體三極管第二十二頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五截止模式(E結(jié)反偏，C結(jié)反偏)若忽略反向飽和電流，三極管IB

0，IC

0。即三極管工作于截止模式時(shí)，相當(dāng)于開關(guān)斷開。ECBETICIB共發(fā)射極電路模型VBE+-ECBEICIB截止模式直流簡化電路模型直流簡化電路模型ECBEIC

0IB0第2章晶體三極管第二十三頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五第二十四頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五放大電路小信號(hào)作用時(shí)，在靜態(tài)工作點(diǎn)附近的小范圍內(nèi)，特性曲線的非線性可忽略不計(jì)，近似用一段直線來代替，從而獲得一線性化的電路模型，即小信號(hào)(或微變)電路模型。晶體三極管小信號(hào)電路模型三極管作為四端網(wǎng)絡(luò)，選擇不同的自變量，可以形成多種電路模型。最常用的是混合

型小信號(hào)電路模型。第2章晶體三極管第二十五頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五混合Π型電路模型的引出基區(qū)體電阻發(fā)射結(jié)電阻與電容集電結(jié)電阻與電容反映三極管正向受控作用的電流源由基區(qū)寬度調(diào)制效應(yīng)引起的輸出電阻ibicbcerbbrbecbecbcrbcbgmvberce第2章晶體三極管第二十六頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五混合型小信號(hào)電路模型若忽略rbc

影響，整理后即可得出混合型電路模型。rbercecbccberbbbcegmvbebibic電路低頻工作時(shí)，可忽略結(jié)電容影響，因此低頻混合型電路模型簡化為：rbercerbbbcegmvbebibic第2章晶體三極管第二十七頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五小信號(hào)電路參數(shù)rbb

基區(qū)體電阻，其值較小，約幾十歐，常忽略不計(jì)。

rbe

三極管輸入電阻，約千歐數(shù)量級(jí)。跨導(dǎo)gm表示三極管具有正向受控作用的增量電導(dǎo)。rce三極管輸出電阻，數(shù)值較大。RL<<rce時(shí)，常忽略。第2章晶體三極管第二十八頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五簡化的低頻混電路模型由于因此，等效電路中的gmvbe，也可用ib

表示。cbeTiCiBrbebcegmvbeibic=ib注意：小信號(hào)電路模型只能用來分析疊加在Q點(diǎn)上各交流量之間的相互關(guān)系，不能分析直流參量。第2章晶體三極管第二十九頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五2.2.3晶體三極管伏安特性曲線伏安特性曲線是三極管通用的曲線模型，它適用于任何工作模式。IB=f1E(VBE)VCE=常數(shù)IC=f2E(VCE)IB=常數(shù)共發(fā)射極輸入特性：輸出特性：+-TVCEIBVBEIC+-第2章晶體三極管第三十頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五輸入特性曲線VCE=0IB/AVBE/VVBE(on)0.3V10VOV(BR)BEOIEBO+ICBO

VCE一定：類似二極管伏安特性。

VCE增加：正向特性曲線略右移。由于VCE=VCB+VBEWBWBEBC基區(qū)寬度調(diào)制效應(yīng)注：VCE>0.3V后，曲線移動(dòng)可忽略不計(jì)。因此當(dāng)VBE一定時(shí)：VCEVCB復(fù)合機(jī)會(huì)IB曲線右移。第2章晶體三極管第三十一頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五輸出特性曲線

飽和區(qū)(VBE

0.7V，VCE

<0.3V)IC/mAVCE/VOIB=40A30A20A10A0特點(diǎn)：條件：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏。IC不受IB控制，而受VCE影響。VCE略增，IC顯著增加。輸出特性曲線可劃分為四個(gè)區(qū)域：飽和區(qū)、放大區(qū)、截止區(qū)、擊穿區(qū)。第2章晶體三極管第三十二頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五

放大區(qū)(VBE

0.7V，

VCE

>0.3V)IC/mAVCE/VOIB=40A30A20A10A0特點(diǎn)條件發(fā)射結(jié)正偏集電結(jié)反偏VCE曲線略上翹具有正向受控作用滿足IC=IB+ICEO說明IC/mAVCE/VOVA上翹程度—取決于厄爾利電壓VA上翹原因—基區(qū)寬度調(diào)制效應(yīng)(VCEIC略)第2章晶體三極管第三十三頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五在考慮三極管基區(qū)寬度調(diào)制效應(yīng)時(shí)，電流IC的修正方程基寬WB越小調(diào)制效應(yīng)對(duì)IC影響越大則VA越小。與IC的關(guān)系：ICO在IC一定范圍內(nèi)近似為常數(shù)。IC過小使IB造成。IC過大發(fā)射效率

造成?？紤]上述因素，IB等量增加時(shí)，ICVCEO輸出曲線不再等間隔平行上移。第2章晶體三極管第三十四頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五

截止區(qū)(VBE

0.5V，VCE

0.3V)IC/mAVCE/VOIB=40A30A20A10A0特點(diǎn)：條件：發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏。IC0，IB0近似為

IB≤0以下區(qū)域

嚴(yán)格說，截止區(qū)應(yīng)是IE=0即IB=-ICBO以下的區(qū)域。因?yàn)镮B在0-ICBO時(shí)，仍滿足第2章晶體三極管第三十五頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五

擊穿區(qū)特點(diǎn)：VCE增大到一定值時(shí)，集電結(jié)反向擊穿，IC急劇增大。V(BR)CEO集電結(jié)反向擊穿電壓，隨IB的增大而減小。注意：IB=0時(shí)，擊穿電壓為V(BR)CEOIE=0時(shí)，擊穿電壓為V(BR)CBOV(BR)CBO>V(BR)CEOIC/mAVCE/VOIB=40A30A20A10A0IB=-ICBO(IE=

0)V(BR)CBO第2章晶體三極管第三十六頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五

三極管安全工作區(qū)ICVCEOV(BR)CEOICMPCM最大允許集電極電流ICM(若IC>ICM造成

)反向擊穿電壓V(BR)CEO(若VCE>V(BR)CEO管子擊穿)VCE<V(BR)CEO

最大允許集電極耗散功率PCM(PC=ICVCE，若PC>PCM燒管)PC<PCM

要求IC

ICM第2章晶體三極管第三十七頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五3.晶體管的主要參數(shù)一、直流參數(shù)1.共射直流電流放大系數(shù)2.共基直流電流放大系數(shù)3.極間反向電流①ICBO：集電結(jié)反向飽和電流。

②ICEO：穿透電流IC>>ICEO若不計(jì)ICBO說明選管原則：β＝幾十～100多，好硅管比鍺管的溫度穩(wěn)定性好第三十八頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五1.共射交流電流放大系數(shù)β

2.共基交流電流放大系數(shù)α3.特征頻率fT

二、交流參數(shù)說明近似地，第三十九頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五三、極限參數(shù)1.最大集電極耗散功率PCM

2.最大集電極電流

ICM

3.極間反向擊穿電壓集－基極反向擊穿電壓U(BR)CBO（幾十～上千伏）

集－射極反向擊穿電壓U(BR)CEO[U(BR)CEO<U(BR)CBO]射－基極反向擊穿電壓U(BR)EBO（1V~幾V）

要求：pC<PCM要求：iC<ICM要求：uCE<u(BR)CEO晶體管的安全工作區(qū)第四十頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五4.溫度對(duì)晶體管特性及參數(shù)的影響一、溫度對(duì)ICBO的影響

二、溫度對(duì)輸入特性的影響溫度每升高100C,ICBO增加約一倍。TICBOT正向特性曲線左移溫度每升高10℃，|uBE|大約下降2～2.5mV第四十一頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五

三、溫度對(duì)輸出特性的影響T曲線上移結(jié)論T輸入特性左移ICEOIC第四十二頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五

【例1】在一個(gè)單管放大電路中，電源電壓為30V。已知三只管子的參數(shù)如表所示，請選用一只管子，并簡述理由。晶體管參數(shù)T1T2T3ICBO/μA0.010.10.05UCEO/V505020β15100100【解】選T2管第四十三頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五小結(jié)1.晶體管的特性曲線①輸入特性曲線②輸出特性曲線

2.晶體管的參數(shù)①直流參數(shù)：②交流參數(shù)：β、α、fT③極限參數(shù)：PCM、ICM、U（BR）CEO3.溫度對(duì)晶體管特性及參數(shù)的影響第四十四頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五由于交流信號(hào)均疊加在靜態(tài)工作點(diǎn)上，且交流信號(hào)幅度很小，因此對(duì)工作在放大模式下的電路進(jìn)行分析時(shí)，應(yīng)先進(jìn)行直流分析，后進(jìn)行交流分析。直流分析法分析指標(biāo)：IBQ、ICQ、VCEQ分析方法：圖解法、估算法

交流分析法分析指標(biāo)：Av

、Ri、Ro分析方法：圖解法、微變等效電路法

第2章晶體三極管2.3三極管電路分析方法第四十五頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五一、圖解法確定Q點(diǎn)由基極回路：EC=IBRB+UBE由集電極回路：EC=ICRC+UCE由輸入特性曲線：IB=f1(UBE)由輸出特性曲線：IC=f2(UCE)RB+ECRCT2.3.1圖解分析法優(yōu)點(diǎn)：便于直接觀察Q點(diǎn)位置是否合適，輸出信號(hào)波形是否會(huì)產(chǎn)生失真。要求：已知三極管特性曲線和管外電路元件參數(shù)。第四十六頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五(1)由電路輸入特性確定IBQ

寫出管外輸入回路直流負(fù)載線方程(VBE

-

IB)。圖解法分析步驟：在輸入特性曲線上作直流負(fù)載線。找出對(duì)應(yīng)交點(diǎn)，得IBQ與VBEQ。(2)由電路輸出特性確定ICQ與VCEQ

寫出管外輸出回路直流負(fù)載線方程(VCE

-

IC)。在輸出特性曲線上作直流負(fù)載線。找出負(fù)載線與特性曲線中IB=IBQ曲線的交點(diǎn)，即Q點(diǎn)，得到ICQ與VCEQ。第2章晶體三極管第四十七頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五先估算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)。ICUCEQEC2、直流負(fù)載線一、圖解法確定Q點(diǎn)直流負(fù)載線的特點(diǎn)（1）

與橫軸的截距為EC（2）

與縱軸的截距為EC/Rb或EC/RC（3）與橫軸的銳夾角為α=tg-11/RC第四十八頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五3、電路參數(shù)的改變時(shí)對(duì)Q點(diǎn)的影響一、圖解法確定Q點(diǎn)ICUCEQECRB+ECRCT（1）

RB的影響若改變RB，就會(huì)改變偏流IBRB↓→EC/RB↑→IB↑→Q↑Q’（2）

RC的影響若改變RC，直流負(fù)載線的斜率會(huì)發(fā)生變化RC↓→EC/RC↑→Q右移Q’’第四十九頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五3、電路參數(shù)的改變時(shí)對(duì)Q點(diǎn)的影響一、圖解法確定Q點(diǎn)ICUCEQECRB+ECRCT（3）

電源EC的影響改變EC，直流負(fù)載線發(fā)生平移EC↑→Q↑RB、RC、EC的改變都對(duì)Q點(diǎn)的位置有影響，但RB的影響最大，故為了得到合適的Q點(diǎn)，常常調(diào)節(jié)RB。Q’第五十頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五例1已知電路參數(shù)和三極管輸入、輸出特性曲線，試求IBQ、ICQ、VCEQ。Q輸入回路直流負(fù)載線方程VBE=VBB

-

IBRBVBBVBB/RBVBEQIBQ+-IBVBBIC-+VCCRBRC+-VBE+-VCE輸出回路直流負(fù)載線方程VCE=VCC

-

ICRCICVCEOVBEIBOIB=

IBQVCCVCC/RCQICQVCEQ第2章晶體三極管第五十一頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五工程近似法--估算法即利用直流通路，計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)。直流通路是指輸入信號(hào)為零，耦合及旁路電容開路時(shí)對(duì)應(yīng)的電路。分析步驟：確定三極管工作模式。用相應(yīng)簡化電路模型替代三極管。分析電路直流工作點(diǎn)。只要VBE

0.5V(E結(jié)反偏)截止模式假定放大模式，估算VCE：若VＣE

>0.3V放大模式若VＣE<0.3V飽和模式第2章晶體三極管第五十二頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五例2已知VBE(on)=0.7V，VCE(sat)=0.3V，=30

，試判斷三極管工作狀態(tài)，并計(jì)算VC。解：假設(shè)T工作在放大模式VCCRCRB(+6V)1k100kT因?yàn)閂CEQ>0.3V，所以三極管工作在放大模式。VC=VCEQ=4.41V第2章晶體三極管第五十三頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五例3若將上例電路中的電阻RB改為10k，試重新判斷三極管工作狀態(tài)，并計(jì)算VC。解：假設(shè)T工作在放大模式VCCRCRB(+6V)1k10kT因?yàn)閂CEQ<0.3V，假設(shè)不成立，所以三極管工作在飽和模式。第2章晶體三極管第五十四頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五例4已知VBE(on)=0.7V，VCE(sat)=0.3V，=30

，試判斷三極管工作狀態(tài)，并計(jì)算VC。解：所以三極管工作在截止模式，VCCRCRB1(+6V)1k100kTRB22k<VBE(on)第2章晶體三極管+-VBBRBRC+-VCC第五十五頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五1、交流負(fù)載線ic其中：uceRBRCRLuiuo交流通路二、動(dòng)態(tài)分析因?yàn)閕C=IC+icuCE=UCE+uce

同時(shí)uce=uo=-icRL'=-(iC-IC)RL'則uCE=UCE-(iC-IC)RL'或iC=(-1/RL')uCE+(UCE+ICRL')/RL'結(jié)論（1）交流負(fù)載線的斜率是-1/RL'，與橫軸的銳夾角為α=tg-11/RL'（2）iC=IC時(shí)uCE=UCE說明交流負(fù)載線通過Q點(diǎn)。第五十六頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五交流負(fù)載線的作法ICUCEECQIB方法1：過Q點(diǎn)作一條直線，斜率為：交流負(fù)載線1、交流負(fù)載線圖解法二、動(dòng)態(tài)分析第五十七頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五交流負(fù)載線的作法ICUCEECQIB方法2：過原點(diǎn)作一斜率為-1/RL'的輔助直線，再平行移動(dòng)通過Q點(diǎn)即為交流負(fù)載線。交流負(fù)載線1、交流負(fù)載線圖解法二、動(dòng)態(tài)分析第五十八頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五交流負(fù)載線的作法ICUCEECQIB方法3：

選擇兩個(gè)特殊的點(diǎn)──靜態(tài)工作點(diǎn)、與橫軸的交點(diǎn)。與橫軸的交點(diǎn)的作法：令iC=0、由交流負(fù)載方程得uCE=UCE+ICRL'

1、交流負(fù)載線圖解法二、動(dòng)態(tài)分析第五十九頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五ICUCEECQIB說明（1）當(dāng)有交流信號(hào)輸入時(shí)，電路的瞬時(shí)工作狀態(tài)將沿著交流負(fù)載線移動(dòng)。（2）直流負(fù)載線只能用來確定靜態(tài)工作點(diǎn)。（3）當(dāng)RL=∞時(shí)，直流負(fù)載線與交流負(fù)載線重合。1、交流負(fù)載線圖解法二、動(dòng)態(tài)分析第六十頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五2、用圖解法描繪放大電路各處的電流和電壓的波形作圖步驟（1）

確定放大器的直流工作狀態(tài)。（2）

按照輸入電壓的變化規(guī)律，在輸入特性上畫出iB的波形。（3）

在輸出特性上按iB的波形作出iC和uCE的波形。注意：☆各級(jí)電流和電壓的交流分量是總瞬時(shí)值的一部分。雖然極性和方向始終不變，但為了分析和計(jì)算方便，其中交流分量的極性和方向可以認(rèn)為是變化的。這樣對(duì)交流分量的分析就存在一個(gè)假定正方向的問題?！罡骷?jí)電流和電壓的交流成分保持一定的相位關(guān)系：輸出電壓與輸入電壓相位相反是共射極電路的重要特點(diǎn)之一。圖解法二、動(dòng)態(tài)分析第六十一頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五IBUBEQuCE怎么變化？iBtiCtuit圖解法二、動(dòng)態(tài)分析2、用圖解法描繪放大電路各處的電流和電壓的波形ICUCEQuCEt#動(dòng)態(tài)工作時(shí)，iB、iC的實(shí)際電流方向是否改變，vCE的實(shí)際電壓極性是否改變？第六十二頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五IBUBEQiBtuit圖解法二、動(dòng)態(tài)分析3、根據(jù)圖解的結(jié)果計(jì)算放大器的放大倍數(shù)Au=Uo/Ui

Ai=Io/Ii

Ap=Au·AiiCtICUCEQuCEt第六十三頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五在放大電路中，輸出信號(hào)應(yīng)該成比例地放大輸入信號(hào)（即線性放大）；如果兩者不成比例，則輸出信號(hào)不能反映輸入信號(hào)的情況，放大電路產(chǎn)生非線性失真。失真產(chǎn)生的原因：①晶體管的非線性。解決的辦法；選管子：線性區(qū)要寬，輸入曲線成直線，輸出曲線簇接近于平行等距。②靜態(tài)工作點(diǎn)不合適。圖解法二、動(dòng)態(tài)分析4、失真分析第六十四頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五iCuCEuo可輸出的最大不失真信號(hào)ib圖解法二、動(dòng)態(tài)分析4、失真分析（1）Q點(diǎn)合適時(shí)第六十五頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五iCuCEuo（2）Q點(diǎn)過低，信號(hào)進(jìn)入截止區(qū)放大電路產(chǎn)生截止失真輸出波形輸入波形ib圖解法二、動(dòng)態(tài)分析4、失真分析第六十六頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五iCuCE（3）Q點(diǎn)過高，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。圖解法二、動(dòng)態(tài)分析4、失真分析第六十七頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五5.BJT的三個(gè)工作區(qū)當(dāng)工作點(diǎn)進(jìn)入飽和區(qū)或截止區(qū)時(shí)，將產(chǎn)生非線性失真。飽和區(qū)特點(diǎn)：

iC不再隨iB的增加而線性增加，即此時(shí)截止區(qū)特點(diǎn)：iB=0，iC=ICEOvCE=VCES，典型值為0.3V放大區(qū)特點(diǎn)：iC=βiB，vCE≥1V第六十八頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五6.輸出功率和功率三角形

要想PO大，就要使功率三角形的面積大，即必須使Vom和Iom都要大。功率三角形放大電路向電阻性負(fù)載提供的輸出功率在輸出特性曲線上，正好是三角形ABQ的面積，這一三角形稱為功率三角形。第六十九頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五2.3.2等效電路分析法例1在下圖(a)所示電路中，已知＝100，(1)試求晶體三極管的各極電壓和電流值；(2)將RC增大到20k，試求IB和IC值；(3)RC仍為5.8k，而將RB減小到10k，試求IB和IC。

假設(shè)晶體三極管工作在放大模式，將晶體三極管用放大模式下的大信號(hào)等效電路模型表示，如圖(b)所示。

解:(1),假設(shè)成立，計(jì)算有效一、直流分析第七十頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五(2)同樣先假設(shè)晶體三極管工作在放大模式，輸入回路與(1)一樣，得到IB=10A，IC=1mA，則

假設(shè)不成立，三極管需要采用飽和模式下的等效電路模型，重新計(jì)算得到

例1中飽和模式等效電路

IB=10A(3)同樣先假設(shè)晶體三極管工作在放大模式，采用與(1)中一樣的方法求得IB=100A，IC=10mA，VCE＝－46V<0.3V，故假設(shè)不成立，三極管需要采用飽和模式下的等效電路模型，重新計(jì)算得到IB=100A，IC=2mA。直流分析時(shí)，輸入回路只需要考慮三極管的VBE(on)，增加RC或減小RB(或增大VBB)，都可使晶體三極管自放大模式進(jìn)入飽和模式。第七十一頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五例2試求下圖(a)所示電路中晶體三極管的各極電壓和電流值。已知＝100。

先將電路轉(zhuǎn)化為(b)所示電路，再通過戴維寧定理將電路等效為(c)所示電路。

解:第七十二頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五例3試求下圖(a)所示電路中晶體三極管的各極電壓和電流值。已知＝100。

解:(a)(b)

與例2一樣，先通過戴維寧定理將電路等效為(b)所示電路，VBB＝2V，RB＝16.67k。

輸入回路直流方程

：也可以直接先求IE：第七十三頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五試求下圖所示電路各極交流電流和電壓值。已知ICQ=1mA，v=20sint(mV)，=100，VA=100V。二、交流分析例4分析方法：先根據(jù)直流工作點(diǎn)求三極管的各個(gè)小信號(hào)參數(shù)，并在電路的交流通路中用小信號(hào)電路模型取代晶體三極管

，再求解交流電流和電壓值。解:第七十四頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五利用三極管放大區(qū)iB恒定時(shí)iC接近恒流的特性，可構(gòu)成集成電路中廣泛采用的一種單元電路——電流源。iCvCEOiBVCE(sat)QiCR+-VQ+viB恒值外電路(負(fù)載電路)該電流源不是普通意義上的電流源，因它本身不提供能量。電流源電路的輸出電流I０，由外電路中的直流電源提供。I０只受IB控制，與外電路在電流源兩端呈現(xiàn)的電壓大小幾乎無關(guān)。就這個(gè)意義而言，將其看作為電流源。第2章晶體三極管2.4三極管應(yīng)用原理2.4.1電流源第七十五頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五2.4.2放大器一、放大器的組成基本放大器由4部分構(gòu)成：晶體三極管偏置電路信號(hào)源負(fù)載二、放大器的直流通路和交流通路

交流通路：隔直流電容和旁路電容短路，扼流圈等大電感開路，獨(dú)立的直流電壓源短路，獨(dú)立的直流電流源開路。

直流通路：隔直流電容和旁路電容開路，電感短路。第七十六頁，共八十四頁，編輯于2023年，星期五實(shí)際放大器電路直流通路交流通路

三、放大器的偏置電路

基本要求：一是提供放大管所需的靜態(tài)