第三章 半導(dǎo)體三極管及放大電路基礎(chǔ)

第三章半導(dǎo)體三極管及放大電路基礎(chǔ)第1頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月教學(xué)目的和要求：1.理解三極管的結(jié)構(gòu)、參數(shù)和放大作用。2.掌握三種基本組態(tài)放大電路的知識(shí)。3.掌握放大電路的圖解分析法，包括靜態(tài)和動(dòng)態(tài)。4.掌握放大電路的小信號(hào)模型分析法。5.理解放大電路工作點(diǎn)的穩(wěn)定問題。6.理解放大電路的頻率響應(yīng)。

教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)：重點(diǎn)：共射極放大電路，放大電路圖解分析法（動(dòng)態(tài)分析）、小信號(hào)模型分析法。難點(diǎn)：小信號(hào)模型分析法、放大電路的頻率響應(yīng)。

第2頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)半導(dǎo)體三極管BJT一、BJT的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介(BJT,BipolarJunctionTransistor,雙極結(jié)型晶體管）BJT是通過一定工藝，將兩個(gè)PN結(jié)結(jié)合在一起的器件。具有電流放大作用。半導(dǎo)體三極管（BJT、晶體管）分類：按頻率分：高頻管、低頻管；按功率分：小、中、大功率管；按半導(dǎo)體材料分：硅管、鍺管等；按結(jié)構(gòu)分：NPN型、PNP型;ebc外形第3頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月becNNP基極（Base）發(fā)射極（Emitter）集電極（Collector）NPNebcbecIbIeIcNPN型半導(dǎo)體三極管（BJT）第4頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月兩種類型的BJTbecNNP基極發(fā)射極集電極NPN型PNP集電極基極發(fā)射極BcePNP型becIbIeIcNPN和PNP型BJT具有幾乎等同的特性，僅各電極端電壓極性和電流流向不同。第5頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月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NPNebc第6頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月becNNP基極發(fā)射極集電極發(fā)射結(jié)集電結(jié)兩種不同類型的半導(dǎo)體結(jié)合在一起時(shí)，交界處會(huì)形成PN結(jié)。第7頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月二、BJT的電流分配與放大作用1、三種組態(tài)雙極型三極管有三個(gè)電極，其中兩個(gè)可以作為輸入,兩個(gè)可以作為輸出，這樣必然有一個(gè)電極是公共電極。三種接法也稱三種組態(tài)。

共發(fā)射極接法，發(fā)射極作為公共電極，用CE表示；

共集電極接法，集電極作為公共電極，用CC表示；

共基極接法，基極作為公共電極，用CB表示。第8頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月半導(dǎo)體三極管在工作時(shí)一定要加上適當(dāng)?shù)闹绷髌秒妷?。若在放大工作狀態(tài)：發(fā)射結(jié)加正向電壓（正向偏置），集電結(jié)加反向電壓（反向偏置）。NPNRCRbVCCVBB+_IBICIEVo第9頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月BECNNPEBRBECIE基區(qū)空穴向發(fā)射區(qū)的擴(kuò)散可忽略。IBE(2)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)。(1)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。2、BJT內(nèi)部載流子的傳輸過程第10頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月BECNNPEBRBECIE(3)集電結(jié)反偏，有少子形成的反向飽和電流ICBO。ICBOIC=ICE+ICBO

ICEIBEICE(4)從基區(qū)擴(kuò)散來的電子作為集電結(jié)的少子，漂移進(jìn)入集電結(jié)而被收集，形成ICE。第11頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月IB=IBE-ICBO

IBEIBBECNNPEBRBECIEICBOICEIC=ICE+ICBO

ICEIBE動(dòng)態(tài)演示兩種載流子參與導(dǎo)電，稱為雙極型晶體管。第12頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月半導(dǎo)體三極管內(nèi)部載流子的傳輸過程第13頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月3、放大作用mA

AVVUCEUBERBIBECEB

實(shí)驗(yàn)線路基極B與電源EB正極相連集電極C與電源EC正極相連發(fā)射極E與電源EB、EC負(fù)極相連------共發(fā)射極接法發(fā)射結(jié)正偏集電結(jié)反偏第14頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月

改變電路中可變電阻RB的值，基極電流IB集電極電流IC和發(fā)射極電流IE都發(fā)生改變，測(cè)量結(jié)果如下：IB/mAIC/mAIE/mA00.020.040.060.080.10<0.0010.701.502.303.103.95<0.0010.721.542.363.184.05由此試驗(yàn)：1)IE=IB+IC

2)IC和IE比IB大得多。用第三組數(shù)據(jù)IC/IB=37.5，第四組數(shù)據(jù)IC/IB=38.3體現(xiàn)出三極管放大作用，集電極電流是集極電流的多少倍？另外，當(dāng)iB變化很小△iB，從0.04—0.06mA，iC從1.5—2.3mA?！鱥C/△iB=(2.3-1.5)/(0.06-0.04)=40第15頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月結(jié)論：（1）表征BJT電流控制作用的參數(shù)為電流放大系數(shù)，即為ICE與IBE之比。（2）BJT的放大作用，重要靠它的發(fā)射極電流能夠通過基區(qū)傳輸，到達(dá)集電極而實(shí)現(xiàn)。應(yīng)滿足：內(nèi)部條件：要求發(fā)射區(qū)雜質(zhì)濃度要遠(yuǎn)大于基區(qū)雜質(zhì)濃度，同時(shí)基區(qū)厚度要很小。外部條件：必須使發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。第16頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月三、BJT的特性曲線指各電極電壓與電流之間的關(guān)系曲線，是BJT內(nèi)部載流子運(yùn)動(dòng)的外部表現(xiàn)。本節(jié)介紹共發(fā)射極接法三極管的特性曲線，即

輸入特性曲線——iB=f(vBE)

vCE=const輸出特性曲線——

iC=f(vCE)

iB=const這里，B表示輸入電極，C表示輸出電極，E表示公共電極。所以這兩條曲線是共發(fā)射極接法的特性曲線。

iB是輸入電流，vBE是輸入電壓，加在B、E兩電極之間。

iC是輸出電流，vCE是輸出電壓，從C、E兩電極取出。第17頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月共發(fā)射極接法的供電電路和電壓-電流關(guān)系:

共射極電路以發(fā)射極作為共同端，以基極為輸入端，集電極為輸出端。RCRbVccBBV+_VoiBiCiE+_vBE+_vCEbce第18頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月信號(hào)表示（對(duì)IC

、VBE、VCE等意義相同）：IB

表示直流量Ib表示交流有效值Ib表示復(fù)數(shù)量iB

表示交直流混合量ib表示交流變化量

IB表示直流變化量

iB表示iB的變化量第19頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月1、輸入特性vCE1ViB(

A)vBE(V)204060800.40.8工作壓降：硅管vBE0.6~0.7V,鍺管vBE0.2~0.3V。vCE=0VvCE=0.5V死區(qū)電壓，硅管0.5V，鍺管0.2V。當(dāng)vBE>死區(qū)電壓，晶體管才會(huì)出現(xiàn)iB指當(dāng)集-射極電壓vCE為常數(shù)時(shí)，輸入電路中基極電流iB與基-射極電壓vBE之間的關(guān)系曲線。iB=f(vBE)|vCE=常數(shù)

三極管的輸入特性與二極管的伏安特性曲線相似:隨vCE增大輸入曲線右移，當(dāng)vCE1V時(shí)，隨vCE增大，右移很小，所以用vCE=1時(shí)的特性曲線近似代替vCE>1時(shí)的特性曲線。第20頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月2、輸出特性指當(dāng)基極電流iB為常數(shù)時(shí)，輸出電路中集電極電流iC與集-射極電壓vCE之間的關(guān)系曲線。iC=f(vCE)|iB=常數(shù)

輸出特性起始部分很陡，vCE略有增加，iC增加很快，iC受vCE的影響很大。vCE超過某一數(shù)值后，輸出特性是一組間隔基本均勻，比較平坦的平行直線。第21頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月2、輸出特性iC(mA)1234IB=020A40A60A80A100A此區(qū)域滿足iC=

iB稱為線性區(qū)（放大區(qū)）。是一組間隔基本均勻，比較平坦的平行直線。當(dāng)vCE大于一定的數(shù)值時(shí)，iC只與iB有關(guān)，iC=iB。-----放大作用vCE(V)36912第22頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月iC(mA)1234vCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A此區(qū)域中vCE

vBE,集電結(jié)正偏，iB>iC，vCE0.3V稱為飽和區(qū)。即輸出特性直線上升和彎曲部分為飽和區(qū)。第23頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月IC(mA)1234vCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A此區(qū)域中:IB=0,IC=ICEO,vBE<死區(qū)電壓，IC

0，稱為截止區(qū)。第24頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月輸出特性三個(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。iC平行于vCE軸的區(qū)域，曲線基本平行等距。即：IC=IB,且

iC

=

iB(2)飽和區(qū)：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏。iC受vCE顯著控制的區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)vCE的數(shù)值較小。即：vCE

vBE

，

IB>IC，飽和壓降vCE0.3V。(3)截止區(qū)：

vBE<死區(qū)電壓，IB=0，IC

0

放大電路中盡量避免工作到飽和區(qū)和截止區(qū)。第25頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月四、BJT的主要參數(shù)1、電流放大系數(shù)前面的電路中，三極管的發(fā)射極是輸入輸出的公共點(diǎn)，稱為共射接法，相應(yīng)地還有共基、共集接法。共射直流電流放大倍數(shù)：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：第26頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月例：UCE=6V時(shí)：IB=40A,IC=1.5mA；

IB=60A,IC=2.3mA。說明:①兩個(gè)電流放大倍數(shù)含義不同，一般在工作電流不十分大的情況下，可以作近似處理，可混用。②β與T有關(guān)，T升高，β增大，同型號(hào)的三極管β有差別。第27頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月共基極接法的電流放大系數(shù)：直流放大系數(shù)：交流放大系數(shù)：α第28頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月2、極間反向電流（1）集電極-基極反向飽和電流ICBO

AICBOICBO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。條件：發(fā)射極開路集電極處于反向偏置ICBO越小越好鍺管幾微安到幾十微安，硅管小于等于1微安第29頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月BECNNPICBOICEO=

IBE+ICBO

IBE

IBEICBO進(jìn)入N區(qū)，形成IBE。根據(jù)放大關(guān)系，由于IBE的存在，必有電流

IBE。集電結(jié)反偏有ICBOICEO受溫度影響很大，當(dāng)溫度上升時(shí)，ICEO增加很快，所以IC也相應(yīng)增加。三極管的溫度特性較差。（2）集電極-射極反向截止電流ICEO條件：基極開路、集電結(jié)處于反向偏置，發(fā)射結(jié)處于正向偏置時(shí)集電極電流。（穿透電流）第30頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月3、極限參數(shù)（1）集電極最大允許電流ICM指BJT的參數(shù)變化不超過允許值時(shí)集電極允許的最大電流。（2）集電極最大允許功率損耗PCM表示集電結(jié)上允許損耗功率的最大值。與溫度有關(guān)。

PCM=iCvCB≈iCvCE熱損耗必定導(dǎo)致結(jié)溫上升，所以PC有限制。

PC

PCM第31頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月iCvCE集電極最大允許功耗PCM

ICM安全工作區(qū)集電極最大電流ICM集-射極反向擊穿電壓V(BR)CEO第32頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)反向擊穿電壓反向擊穿電壓表示三極管電極間承受反向電壓的能力。不僅與管子本身特性有關(guān)，還取決于外部電路的接法。a.V(BR)CBO——發(fā)射極開路時(shí)的集電結(jié)擊穿電壓。下標(biāo)CB代表集電極和基極，O代表第三個(gè)電極E開路。b.V(BR)EBO——集電極開路時(shí)發(fā)射結(jié)的擊穿電壓。c.V(BR)CEO——基極開路時(shí)集電極和發(fā)射極間的擊穿電壓。對(duì)于V(BR)CER表示BE間接有電阻，V(BR)CES表示BE間是短路的。第33頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月反向擊穿電壓的測(cè)試原理電路：BR代表擊穿之意，是Breakdown的字頭。幾個(gè)擊穿電壓在大小上有如下關(guān)系：

V(BR)CBO≈V(BR)CES＞V(BR)CER＞V(BR)CEO＞V(BR)EBO第34頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)共射極放大電路三極管放大電路有三種形式（組態(tài)）共射放大電路共基放大電路共集放大電路以共射放大器為例講解工作原理第35頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月一、共射放大電路的基本組成放大元件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。vivo輸入輸出？參考點(diǎn)Rb+VCCVBBRCC1C2T第36頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月集電極電源，為電路提供能量。并保證集電結(jié)反偏。Rb+VCCVBBRCC1C2T第37頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月集電極電阻，將變化的電流轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓碾妷骸b+VCCVBBRCC1C2T第38頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月使發(fā)射結(jié)正偏，并提供適當(dāng)?shù)撵o態(tài)工作點(diǎn)?；鶚O電源與基極電阻Rb+VCCVBBRCC1C2T固定偏流電路第39頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月Rb+VCCVBBRCC1C2T隔斷放大電路與負(fù)載之間的直流通路。耦合電容(隔斷放大電路與信號(hào)源之間的直流通路)vi輸入vo輸出耦合電容(隔直電容)C1、C2輸入耦合電容C1保證信號(hào)加到發(fā)射結(jié)，不影響發(fā)射結(jié)偏置。輸出耦合電容C2保證信號(hào)輸送到負(fù)載，不影響集電結(jié)偏置。第40頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月可以省去電路改進(jìn)：采用單電源供電Rb+VCCVBBRCC1C2T第41頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月單電源供電電路+VCCRCC1C2TRb第42頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月組成一個(gè)放大器的基本原則。（1）發(fā)射結(jié)必須正偏，集電結(jié)必須反偏，以保證放大器處于放大狀態(tài)。（2）對(duì)輸入回路，應(yīng)當(dāng)使輸入的電壓信號(hào)變成電流信號(hào)，因?yàn)閕c=βib（3）對(duì)輸出回路，應(yīng)當(dāng)盡可能將信號(hào)送到負(fù)載。（4）為保證放大器不失真地放大，直流下的電流和電壓（靜態(tài)工作點(diǎn)）必須設(shè)置得合適。第43頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月二、共射放大電路的工作原理1、靜態(tài)工作點(diǎn)vi=0時(shí)由于電源的存在Ib0IC0IBICIE=IB+ICRb+VCCRCC1C2T第44頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月IBICVBEVCE(IC,VCE)(IB,VBE)Rb+VCCRCC1C2T第45頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月(IB,VBE)和(IC,VCE

)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)。IBVBEQIBVBEICVCEQVCEIC第46頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月2、靜態(tài)工作點(diǎn)的估算IBQICQVBEQVCEQ解得IBQ=（VCC-VBEQ）/RB因?yàn)榘l(fā)射結(jié)正偏時(shí)VBEQ≈0.7V或者0.3V，所以

IBQ≈VCC/RB

ICQ=βIBQVCEQ=VCC－ICQRC由此得到Q點(diǎn)的四個(gè)值由輸入回路VCC=VBEQ+IBQRB由輸出回路VCC=ICQRC+VCEQ由電流分配的關(guān)系ICQ=βIBQRB+VCCRC第47頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月2、靜態(tài)工作點(diǎn)的估算（1）

畫出實(shí)際放大電路的直流通路。并在電路上標(biāo)出IB、IC、VBE、VCE。（2）

根據(jù)直流通路列出輸入回路、輸出回路的電壓方程。（3）

利用方程IC=βIB。（4）解方程組得到IB、IC、VCE。VBE用估算的方法寫出。第48頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月3、放大過程假設(shè)有一微小的輸入vi輸出的交流電壓vo=-icRC

RLRB+VCCVBRCC1C2Tvi~IBQICQVBEQVCEQvBE=VBE+viiB=IB+ibvCE=VCC-iCRC=VCC-(IC+ic)RC

=VCC-ICRC-icRC=VCE-icRCiC=βiB=βIB+βib=IC+ic第49頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月IBVBEQICVCEvCE怎么變化？假設(shè)vBE有一微小的變化ictvit第50頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月vCE的變化沿一條直線vce相位如何？vce與vi反相！ICVCEictvcet第51頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月各點(diǎn)波形Vi=0vi=Vsin

t第52頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月各點(diǎn)波形Rb+VCCRCC1C2vitiBtiCtvCtvotviiCvCvoiB第53頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月結(jié)論：（1）vo與vi的相位相反。（2）vBE、iB、vCE、iC都是由直流和交流兩個(gè)部分組成的。（3）我們所說的放大作用是指輸出與輸入的交流成分的關(guān)系，不包括直流成分。實(shí)現(xiàn)放大的條件晶體管必須偏置在放大區(qū)。發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。正確設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)，使整個(gè)波形處于放大區(qū)。3.輸入回路將變化的電壓轉(zhuǎn)化成變化的基極電流。4.輸出回路將變化的集電極電流轉(zhuǎn)化成變化的集電極電壓，經(jīng)電容濾波只輸出交流信號(hào)。第54頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月(a)(b)(c)(d)(f)(e)下列a~f電路哪些具有放大作用？？第55頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月三、放大電路的主要性能指標(biāo)常用：增益輸入阻抗輸出阻抗頻率響應(yīng)帶寬非線性失真等習(xí)題：3.1.13.1.23.2.1第56頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月例：

=50，VSC

=12V，

RB

=70k，RC

=6k當(dāng)VSB

=-2V，2V，5V時(shí)，晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)Q位于哪個(gè)區(qū)？當(dāng)VSB

=-2V時(shí)：發(fā)射結(jié)反偏I(xiàn)CVCEIBVSCRBVSBCBERCVBEIB=0，IC=0IC最大飽和電流：Q位于截止區(qū)

第57頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月例：

=50，VSC

=12V，

RB

=70k，RC

=6k當(dāng)VSB

=-2V，2V，5V時(shí)，晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)Q位于哪個(gè)區(qū)？IC<

ICmax(=2mA)，

Q位于放大區(qū)。ICVCEIBVSCRBVSBCBERCVBEVSB

=2V時(shí)：第58頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月USB

=5V時(shí):例：

=50，VSC

=12V，

RB

=70k，RC

=6k當(dāng)VSB

=-2V，2V，5V時(shí)，晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)Q位于哪個(gè)區(qū)？ICVCEIBVSCRBVSBCBERCVBEIC>

Icmax(=2mA)，Q位于飽和區(qū)。(實(shí)際上，此時(shí)IC和IB

已不是

的關(guān)系）第59頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)圖解分析法放大電路分析方法靜態(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計(jì)算機(jī)仿真靜態(tài)：無輸入信號(hào)時(shí)的工作狀態(tài)動(dòng)態(tài)：有輸入信號(hào)時(shí)的工作狀態(tài)求靜態(tài)值：IB、

IC、

IE、VCE求動(dòng)態(tài)值：Av、Ri、Ro第60頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月靜態(tài)：只考慮直流信號(hào)，即vi=0，各點(diǎn)電位不變（直流工作狀態(tài)——無輸入信號(hào)）。動(dòng)態(tài)：只考慮交流信號(hào)，即vi不為0，各點(diǎn)電位變化（交流工作狀態(tài)）。直流通路：電路中無變化量，電容相當(dāng)于開路，電感相當(dāng)于短路。交流通路：電路中電容短路，電感開路，直流電源對(duì)公共端短路。放大電路建立正確的靜態(tài)，是保證動(dòng)態(tài)工作的前提。分析放大電路必須要正確地區(qū)分靜態(tài)和動(dòng)態(tài)，正確地區(qū)分直流通路和交流通路。第61頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月一、直流通路和交流通路放大電路中各點(diǎn)的電壓或電流都是在靜態(tài)直流上附加了小的交流信號(hào)。但是，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。交流通路：只考慮交流信號(hào)的分電路。直流通路：只考慮直流信號(hào)的分電路。信號(hào)的不同分量分別在不同的通路分析。第62頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月只有直流信號(hào)（只有+VCC）開路開路RB+VCCRCC1C2T直流通路RB+VCCRC即能通過直流的通道。從C、B、E向外看，有直流負(fù)載電阻：Rc、RB。第63頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月短路短路置零RB+VCCRCC1C2TRBRCRLvivo交流通路只有交流信號(hào)若直流電源內(nèi)阻為零，交流電流流過直流電源時(shí)，沒有壓降。設(shè)C1、C2足夠大，對(duì)信號(hào)而言，其上的交流壓降近似為零。在交流通道中，可將直流電源和耦合電容短路。交流通路：能通過交流的電路通道。從C、B、E向外看，有等效的交流負(fù)載電阻，Rc//RL和偏置電阻RB。第64頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月二、靜態(tài)工作情況分析1、近似估算靜態(tài)工作點(diǎn)（Q點(diǎn)）IBVBERB稱為偏置電阻，IB稱為偏置電流。+VCC直流通路RBRC（1）根據(jù)直流通路估算IB第65頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）根據(jù)直流通路估算VCE、ICICVCE直流通路RBRC(IB,IC,VCE

)近似估算出放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)第66頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月例：用估算法計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)。已知：VCC=12V，RC=4k，RB=300k，

=37.5。解：請(qǐng)注意電路中IB和IC的數(shù)量級(jí)。Q:（40uA，1.5mA，6V）第67頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月Ib、e回路c、e回路輸入特性VBE=VBB-IBRb輸出特性VCE=VCC-ICRC2、用圖解法確定Q點(diǎn)圖解步驟：(1)畫直流通路，用估算法求出基極電流IB(如40μA)。(2)把放大電路分成非線性(輸入）和線性（輸出）兩部分。第68頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）作出電路非線性部分的V-I特性——BJT的輸出特性，根據(jù)IB在輸出特性曲線中找到對(duì)應(yīng)的一條輸出特性曲線。（4）作線性部分的V-I特性——直流負(fù)載線。根據(jù)集電極電流IC與集、射間電壓VCE的關(guān)系式VCE=VCC

－ICRC可畫出一條直線，該直線在縱軸上的截距為VCC

/RC，在橫軸上的截距為VCC

，其斜率為－1/RC，只與集電極負(fù)載電阻RC有關(guān)，稱為直流負(fù)載線。（5）由電路的線性與非線性兩部分V-I特性的交點(diǎn)確定靜態(tài)工作點(diǎn)Q，并確定VCE、IC的值。晶體管的IC和VCE既要滿足IB=40μA的輸出特性曲線，又要滿足直流負(fù)載線，因而晶體管必然工作在它們的交點(diǎn)Q，該點(diǎn)就是靜態(tài)工作點(diǎn)。由靜態(tài)工作點(diǎn)Q便可在坐標(biāo)上查得靜態(tài)值ICQ和VCEQ。第69頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月3、直流負(fù)載線ICVCEVCE~IC滿足什么關(guān)系？1.三極管的輸出特性。2.VCE=VCC–ICRC。ICVCEVCCQ直流負(fù)載線與輸出特性的交點(diǎn)就是Q點(diǎn)IB直流通道RB+VCCRC第70頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月直流負(fù)載線的特點(diǎn)（1）

與橫軸的截距為VCC（2）

與縱軸的截距為VCC/Rb或VCC/RC（3）斜率為－1/RC

VCE~IC滿足什么關(guān)系？1.三極管的輸出特性。2.VCE=VCC–ICRC。ICVCEVCCQ直流負(fù)載線與輸出特性的交點(diǎn)就是Q點(diǎn)IB第71頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月先估算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)。ICVCEQVCC3、直流負(fù)載線直流負(fù)載線第72頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月IB=40μA的輸出特性曲線由VCE=VCC－ICRC所決定的直流負(fù)載線兩者的交點(diǎn)Q就是靜態(tài)工作點(diǎn)過Q點(diǎn)作水平線，在縱軸上的截距即為ICQ過Q點(diǎn)作垂線，在橫軸上的截距即為VCEQ第73頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月4、電路參數(shù)的改變時(shí)對(duì)Q點(diǎn)的影響RB+VCCRCT（1）

RB的影響若改變RB，就會(huì)改變偏流IBRB↓→VCC/RB↑→IB↑→Q↑(上移)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↓→VCC/RC↑→Q右移QICVCEVCCQ’’第74頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月RB+VCCRCTQICVCEVCC（3）

電源EC的影響改變VCC，直流負(fù)載線發(fā)生平移VCC↑→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75頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月三、動(dòng)態(tài)工作情況分析TRRbC+_+_voviRLTRRVvvb1b2bCCCCCio+++vo-viRLRL’=RC//RL1、交流負(fù)載線放大電路工作時(shí)，輸出端接上負(fù)載，影響交流回路。即：交流信號(hào)的變化沿著斜率為：的直線。這條直線通過Q點(diǎn)，稱為交流負(fù)載線。第76頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月1、交流負(fù)載線ic其中：vce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=arctan1/RL’（2）iC=IC時(shí)vCE=VCE說明交流負(fù)載線通過Q點(diǎn)。RBRCRLvivo交流通路第77頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月交流負(fù)載線的作法VCCQIB方法1：過Q點(diǎn)作一條直線，斜率為：交流負(fù)載線ICVCE第78頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月交流負(fù)載線的作法ICVCEVCCQIB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)載線第79頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月ICVCEVCCQIB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。第80頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月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vCE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。第81頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月IBVBEQvCE怎么變化？iBtiCtvit2、用圖解法描繪放大電路各處的電流和電壓的波形ICVCEQvCEt交流負(fù)載線iB第82頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月3、放大電路在接入正弦信號(hào)時(shí)的工作情況圖解步驟：先根據(jù)輸入信號(hào)電壓vi，在輸出特性上畫出iB的波形，然后根據(jù)iB的變化在輸出特性上畫出iC和vCE的波形。iC(mA)32124680101220uA40uA60uA80uA100uA040vivoiB(uA)6020vi=0.02sint(V)vBE(V)vCE(V)iC=

iB=0.8~2.4(mA)

vCE=8.8V~2.4Vvo=vce=-3.2sintRRVb1b2bCCCCC++voviβ=404Kvi=0.02sint(V)ib=20sint(uA)iB=20uA~60uARRVb1b2bCCCCC++voviβ=40第83頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月各點(diǎn)波形Rb+VCCRCC1C2vitiBtiCtvCtvotviiCvCvoiBvo(vCE)與vi相位相反，共射極放大電路又稱為反相電壓放大器。第84頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月4、失真分析在放大電路中，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。第85頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月iCvCEvo可輸出的最大不失真信號(hào)選擇靜態(tài)工作點(diǎn)ib（1）Q點(diǎn)合適時(shí)第86頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月iCvCEvo(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第87頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月截止失真：由于放大電路的工作點(diǎn)達(dá)到了三極管的截止區(qū)而引起的非線性失真。對(duì)于NPN管，輸出電壓表現(xiàn)為頂部失真。截止失真第88頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月iCvCE(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vo輸出波形第89頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月飽和失真：由于放大電路的工作點(diǎn)達(dá)到了三極管的飽和區(qū)而引起的非線性失真。對(duì)于NPN管，輸出電壓表現(xiàn)為底部失真。注意：對(duì)于PNP管，由于是負(fù)電源供電，失真的表現(xiàn)形式，與NPN管正好相反。飽和失真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。習(xí)題：3.3.13.3.43.3.6第90頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)小信號(hào)模型分析法圖解法的適用范圍：信號(hào)頻率低、幅度較大的情況。如果電路中輸入信號(hào)很小，可把三極管特性曲線在小范圍內(nèi)用直線代替，從而把放大電路當(dāng)作線性電路處理——微變等效電路。1.三極管可以用一個(gè)模型來代替。2.對(duì)于低頻模型可以不考慮結(jié)電容的影響。3.小信號(hào)意味著三極管在線性條件下工作，微變也具有線性同樣的含義。第91頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月一、BJT的小信號(hào)建模（H參數(shù)）如果I1和V2是獨(dú)立源：I1I2+—雙端口有源網(wǎng)絡(luò)+—V2V1第92頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月I1I2V1V2雙端口網(wǎng)絡(luò)1222根據(jù)公式雙端口網(wǎng)絡(luò)可等效為下圖所示電路。第93頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月1、BJTH參數(shù)的引出共射極接法等效的雙端口網(wǎng)絡(luò)：輸入：vBE，ib輸出：vCE，iC輸入特性表達(dá)式：vBE=f1(iB,vCE)輸出特性表達(dá)式：iC=f2(iB,vCE)iCibvCEvBEceb第94頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月求全微分：第95頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月共射極接法下的H參數(shù)的物理含義ebcb’rerb’erbb’rb’crcrbe的組成：rbe=rbb’+rb’ere很小，忽略rbb’：基區(qū)體電阻rb‘e：發(fā)射結(jié)正偏電阻(1)輸出端交流短路時(shí)iB對(duì)vBE的影響，是三極管在Q點(diǎn)附近b與e之間的動(dòng)態(tài)電阻，用rbe（交流輸入電阻）表示。二極管微變電阻第96頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)(2)輸出端交流短路時(shí)正向電流傳輸比或電流放大系數(shù)（無量綱），即

。輸入端交流開路時(shí)的反向電壓傳輸比（電壓反饋系數(shù)無量綱），即μr。(4)輸入端交流開路時(shí)的輸出電導(dǎo)（西門子S），即1/rce。表示三極管的電流放大作用第97頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月2、H參數(shù)小信號(hào)模型（1）小信號(hào)模型的引入輸入方程：分別為輸入電阻的分壓和輸出電壓對(duì)輸入回路的反作用，可用一個(gè)電壓源代表。（戴維南電壓源等效電路）輸出方程：基極電流引起的電流源和輸出電阻的分流之和，用電流源代表。（諾頓電流源等效電路）第98頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）關(guān)于小信號(hào)模型的討論①電流源的性質(zhì)：等效電流源βib代表了BJT的電流控制作用，為受控電源。②電流源的流向：由集電極流向發(fā)射極，即等效電流源的流向是由ib決定的，不能隨意假定。③模型的對(duì)象是變化量：放大電路在工作時(shí)放大的對(duì)象是變化量，所以小信號(hào)模型中討論的電壓、電流都是變化量。第99頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）模型的簡(jiǎn)化μr反映三極管內(nèi)部的電壓反饋，因數(shù)量很小，一般可以忽略。rce很大，與電流源并聯(lián)時(shí)，分流極小，可作開路處理。第100頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月3、H參數(shù)的確定（1）采用H參數(shù)測(cè)試儀（2）估算rbe低頻小功率管，rb約為200Ω左右，VT在室溫（300K）時(shí)，為26mV。適用范圍：0.1mA<IE<5mA第101頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月二、用H參數(shù)小信號(hào)模型分析共射極基本放大電路1、畫出小信號(hào)等效電路交流通路RbRCRLvivo第102頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月2、求電壓增益解線性方程特點(diǎn)：負(fù)載電阻越小，放大倍數(shù)越小。第103頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月3、計(jì)算輸入電阻和輸出電阻（1）計(jì)算輸入電阻Ri外加測(cè)試電壓VT對(duì)于b點(diǎn)對(duì)于為放大電路提供信號(hào)的信號(hào)源來說，放大電路是負(fù)載，這個(gè)負(fù)載的大小可以用輸入電阻來表示。電路的輸入電阻越大，從信號(hào)源取得的電流越小，因此一般總是希望得到較大的輸入電阻。第104頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）計(jì)算輸出電阻Ro所有獨(dú)立電源置零，保留受控源，加壓求電流法。電路的輸出電阻越小越好，可以提高帶負(fù)載的能力。第105頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月例：圖示電路中，已知在Q點(diǎn)上的β=40，計(jì)算電壓增益及輸入和輸出電阻。（假設(shè)信號(hào)源內(nèi)阻為0）解：（1）確定Q點(diǎn)（2）求rbe（3）求電壓增益第106頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月（4）輸入電阻（5）輸出電阻第107頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月兩種分析方法的比較與使用：1、用圖解法定出靜態(tài)工作點(diǎn)；2、當(dāng)輸入電壓幅度較小或BJT基本上在線性范圍內(nèi)工作時(shí)，特別是放大電路比較復(fù)雜時(shí)，可用小信號(hào)模型分析。3、當(dāng)輸入電壓幅度較大，BJT的工作點(diǎn)延伸到特性曲線的非線性部分時(shí)，采用圖解法。習(xí)題：3.4.23.4.4第108頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月第五節(jié)放大電路的工作點(diǎn)穩(wěn)定問題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)。對(duì)于前面的電路（固定偏置電路）而言，靜態(tài)工作點(diǎn)由電源電壓VCC和集電極電阻RC確定后，放大電路的Q點(diǎn)就由基極電流IB決定。當(dāng)RB選定后，IB固定不變----固定偏置電路。

當(dāng)更換管子或環(huán)境溫度變化時(shí)，電路的工作點(diǎn)會(huì)移動(dòng)，可能無法正常工作。需要設(shè)計(jì)能夠自動(dòng)調(diào)整工作點(diǎn)位置的偏置電路，以使工作點(diǎn)能夠穩(wěn)定在合適的位置。第109頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月一、溫度對(duì)工作點(diǎn)的影響對(duì)于固定偏置電路而言，靜態(tài)工作點(diǎn)由VBE、

和ICBO

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。TVBE

ICBOQ第110頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月1、溫度對(duì)VBE的影響iBvBE25oC50oCTVBEIBIC2、溫度對(duì)

值的影響T、ICBOIC第111頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月iCvCEQQ′溫度上升時(shí)，輸出特性曲線上移，造成Q點(diǎn)上移。

VCE=VCC–ICRC固定偏置電路的Q點(diǎn)是不穩(wěn)定的。Q點(diǎn)不穩(wěn)定可能會(huì)導(dǎo)致靜態(tài)工作點(diǎn)靠近飽和區(qū)或截止區(qū)，從而導(dǎo)致失真。為此，需要改進(jìn)偏置電路，當(dāng)溫度升高、IC增加時(shí)，能夠自動(dòng)減少IB，從而抑制Q點(diǎn)的變化。保持Q點(diǎn)基本穩(wěn)定。常采用分壓式偏置電路來穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。第112頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月二、射極偏置電路采取的措施：（1）針對(duì)ICBO的影響，設(shè)法使基極電流IB隨溫度的升高而自動(dòng)減小。（2）針對(duì)VBE的影響，設(shè)法使發(fā)射結(jié)的外加電壓隨著溫度的增加而自動(dòng)減小。分壓式偏置電路：利用Rb1和Rb2組成的分壓器以固定基極電位。一般：I1=(5~10)IB；VB=(3~5)V第113頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月Ie+Ve-VB+VBE-I1VBIB(1)確定工作點(diǎn):Q穩(wěn)定過程本電路穩(wěn)壓的過程實(shí)際是由于加了Re形成了負(fù)反饋過程第114頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)求電壓增益工作點(diǎn)穩(wěn)定，增益下降。解決這個(gè)矛盾的方法是加電容Ce。第115頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）求輸入電阻Ri輸入電阻提高了，相當(dāng)于增加了一個(gè)(1+β)Re的電阻。第116頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月（4）求輸出電阻Ro由KVL：輸出電阻提高了，即提高了電路的恒流特性。習(xí)題：3.5.4考慮rCE時(shí)的等效電路第117頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月第六節(jié)共集電極電路和共基極電路一、共集電極電路

集電極是輸入和輸出電路的共同端點(diǎn)。直流通路交流通路第118頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月1、電路分析（1）求工作點(diǎn)：Q（根據(jù)直流通路）Q直流通路第119頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)電壓增益輸入電壓與輸出電壓同相電壓跟隨器小信號(hào)等效電路第120頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）輸入電阻+-Ri由于與共射極基本放大電路相比，電壓跟隨器的輸入電阻高得多第121頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月（4）輸出電阻Ro電壓跟隨器的輸出電阻很低第122頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月電壓跟隨器的特點(diǎn)：

電壓增益<1而近于1，輸出電壓與輸入電壓同相，輸入電阻高，輸出電阻低。輸入電阻高，可減小放大電路對(duì)信號(hào)源（或前級(jí)）所取的信號(hào)電流。輸出電阻低，可減小負(fù)載變動(dòng)對(duì)電壓增益的影響。射極輸出器的使用：1.將射極輸出器放在電路的首級(jí)，可以提高輸入電阻。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)載能力。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。第123頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月2、采用復(fù)合管以進(jìn)一步提高輸入電阻（達(dá)林頓管）復(fù)合管電壓跟隨器兩個(gè)主要參數(shù)：復(fù)合管的等效電流放大系數(shù)是兩管電流放大系數(shù)的乘積。cbeT1T2ibicbecibic復(fù)合NPN型第124頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月互補(bǔ)型復(fù)合管兩個(gè)不同類型的管子組成，復(fù)合后的管型取決于第一管的管型。cbeT1T2ibicbecibic復(fù)合PNP型復(fù)合管的等效電流放大系數(shù)很高，等效輸入電阻也很高。用于多級(jí)放大電路的輸入級(jí)、中間級(jí)（緩沖級(jí)起阻抗變換作用）和輸出級(jí)。第125頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月NPN+NPN=NPNPNP+PNP=PNPNPN+PNP=NPNPNP+NPN=PNP各種復(fù)合管第126頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月交流通路：二、共基極電路基極是輸入、輸出電路的共同端點(diǎn)：輸入電壓加在發(fā)射級(jí)和基極之間，輸出電壓從集電極和基極兩端取出。第127頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月直流通路（1）求Q點(diǎn)與射極偏置電路相同（Rb1和Rb2是基極偏置電阻）+VCCRb2RCRb1Re第128頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）計(jì)算電壓增益、輸入電阻和輸出電阻短路usRsReRLRCR’L第129頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）計(jì)算電壓增益、輸入電阻和輸出電阻c.輸入電阻：d.輸出電阻：共基極電路中，電流放大系數(shù)接近于1，但小于1。又稱為電流跟隨器。a.電壓放大倍數(shù)b.電流放大倍數(shù)#共基極電路的輸入電阻很小，最適合用來放大何種信號(hào)源的信號(hào)？第130頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月三種組態(tài)的比較電壓增益：輸入電阻：輸出電阻：第131頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月三種基本組態(tài)的比較：共射電路：電壓和電流放大倍數(shù)均大，輸入輸出電壓相位相反，輸出輸出電阻適中。常用于電壓放大。共集電路：電壓放大倍數(shù)是小于且接近于1的正數(shù)，具有電壓跟隨特點(diǎn)，輸入電阻大，輸出電阻小。常作為電路的輸入、輸出級(jí)或緩沖級(jí)。共基電路：放大倍數(shù)同共射電路，輸入電阻小，頻率特性好。常用作寬帶放大器。（寬頻帶或高頻）第132頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月第七節(jié)放大電路的頻率響應(yīng)

在放大電路的通頻帶中給出了頻率特性的概念---

幅度頻率特性相位頻率特性幅頻特性是描繪：輸入信號(hào)幅度固定，輸出信號(hào)的幅度隨頻率變化而變化的規(guī)律。即∣∣=∣∣=相頻特性是描繪：輸出信號(hào)與輸入信號(hào)之間相位差隨頻率變化而變化的規(guī)律。即第133頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月放大電路的幅頻特性和相頻特性，稱為頻率響應(yīng)。因放大電路對(duì)不同頻率成分信號(hào)的增益不同，從而使輸出波形產(chǎn)生失真，稱為幅度頻率失真，簡(jiǎn)稱幅頻失真。放大電路對(duì)不同頻率成分信號(hào)的相移不同，從而使輸出波形產(chǎn)生失真，稱為相位頻率失真，簡(jiǎn)稱相頻失真。幅頻失真和相頻失真是線性失真。產(chǎn)生頻率失真的原因：1.放大電路中存在電抗性元件，例如耦合電容、旁路電容、分布電容、變壓器、分布電感等;2.三極管的

(

)是頻率的函數(shù)。在研究頻率特性時(shí)，三極管的低頻小信號(hào)模型不再適用，而要采用高頻小信號(hào)模型。第134頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月一、單時(shí)間常數(shù)RC電路的頻率響應(yīng)（電路理論中的穩(wěn)態(tài)分析）RC電路的電壓增益（傳遞函數(shù)）：則且令又電壓增益的幅值（模）（幅頻響應(yīng)）電壓增益的相角（相頻響應(yīng)）①增益頻率函數(shù)1、RC低通電路的頻率響應(yīng)第135頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月最大誤差-3dB②頻率響應(yīng)曲線描述幅頻響應(yīng)0分貝水平線斜率為-20dB/十倍頻程的直線3dB第136頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月相頻響應(yīng)表示輸出與輸入的相位差高頻時(shí)，輸出滯后輸入所以②頻率響應(yīng)曲線描述3dBRC低通電路的頻率響應(yīng)：隨著f的上升，AVH越來越小，輸出電壓的相角

H越大，且幅頻響應(yīng)與相頻響應(yīng)都與上限頻率fH有確定關(guān)系。第137頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月2.RC高通電路的頻率響應(yīng)RC電路的電壓增益：幅頻響應(yīng)相頻響應(yīng)輸出超前輸入令第138頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月二、單級(jí)放大電路的高頻響應(yīng)1、BJT的高頻小信號(hào)建模（1）模型的引出互導(dǎo)ecbb'rb'e---發(fā)射結(jié)電阻re歸算到基極回路的電阻rbb'---基區(qū)的體電阻，---集電結(jié)電阻--發(fā)射結(jié)電容---集電結(jié)電容混合型高頻小信號(hào)模型受控電流源這一模型中用代替，這是因?yàn)棣卤旧砭团c頻率有關(guān)，而gm與頻率無關(guān)。第139頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）模型簡(jiǎn)化集電結(jié)工作時(shí)處于反向偏置，rb’c的數(shù)值很大，與Cb’c并聯(lián)可以忽略不計(jì)；rce與負(fù)載并聯(lián)，一般rce>>RL，也可略去。第140頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月又因?yàn)樗裕?）模型參數(shù)的獲得（與H參數(shù)的關(guān)系）低頻時(shí)，混合

模型與H參數(shù)模型等效所以又rbe=rb+(1+

)re從手冊(cè)中查出第141頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月（4）BJT的頻率參數(shù)用來描述管子對(duì)不同頻率信號(hào)的放大能力。幾點(diǎn)結(jié)論：1.放大電路的耦合電容是引起低頻響應(yīng)的主要原因，下限截止頻率主要由低頻時(shí)間常數(shù)中較小的一個(gè)決定；2.三極管的結(jié)電容和分布電容是引起放大電路高頻響應(yīng)的主要原因，上限截止頻率由高頻時(shí)間常數(shù)中較大的一個(gè)決定；第142頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月第八節(jié)多級(jí)放大電路概述[問題提出]前面所述的單管放大電路，在實(shí)際運(yùn)用中各項(xiàng)性能指標(biāo)很難滿足要求，所以需要采用多級(jí)放大電路，來滿足實(shí)際要求。多級(jí)放大器級(jí)間耦合的條件是把前級(jí)的輸出信號(hào)盡可能多地傳給后級(jí)（動(dòng)態(tài):傳送信號(hào)），同時(shí)要保證前后級(jí)晶體管均處于放大狀態(tài)（靜態(tài)：保證各級(jí)Q點(diǎn)設(shè)置），實(shí)現(xiàn)不失真的放大。多級(jí)放大電路的放大倍數(shù)：第143頁，課件共162頁，創(chuàng)作于2023年2月單級(jí)電路:IoRiRo+Vi-Ii+Vo-AVoViIo1Ri1Ro1+Vi-Ii+Vo1-AVo1Vi1Io