模擬電子技術(shù)項(xiàng)目化教程（第2版）課件 項(xiàng)目2：電子生日蠟燭控制電路

三極管的結(jié)構(gòu)與類型1、基本概念晶體管（Transistor）：泛指用硅和鍺材料做成的半導(dǎo)體元器件。包括各種半導(dǎo)體材料制成的二極管、三極管、場(chǎng)效應(yīng)管、可控硅等。三極管（BJT）：是半導(dǎo)體基本元器件之一，是電子電路的核心元件。半導(dǎo)體三極管、雙極型晶體管、晶體三極管，簡(jiǎn)稱三極管（或晶體管）它是一種電流控制電流的半導(dǎo)體器件。其作用是把微弱信號(hào)放大成輻值較大的電信號(hào)，也用作電子開(kāi)關(guān)。三極管的結(jié)構(gòu)與類型2、三極管的結(jié)構(gòu)與符號(hào)三極管的結(jié)構(gòu)與類型NNP發(fā)射極e基極b集電極c發(fā)射結(jié)集電結(jié)基區(qū)發(fā)射區(qū)集電區(qū)emitterbasecollectorNPN型三極管PPNebcPNP型三極管ecbecb內(nèi)部結(jié)構(gòu)（1）發(fā)射區(qū)的摻雜濃度遠(yuǎn)高于基區(qū)和集電區(qū)的摻雜濃度；（2）基區(qū)做得很薄，且摻雜濃度低；（3）集電結(jié)面積大于發(fā)射結(jié)面積。3、三極管的分類按結(jié)構(gòu)：NPN、PNP按材料：硅管、鍺管按工作頻率：高頻管、低頻管按功率：小功率管<500mW；中功率管0.5

1W；大功率管>1W按工作狀態(tài)：放大管和開(kāi)關(guān)管。按安裝方式：插件和貼片常用90XX系列：9012、9013、9014等（TO-92標(biāo)準(zhǔn)封裝）三極管的結(jié)構(gòu)與類型4、三極管的外形結(jié)構(gòu)三極管的結(jié)構(gòu)與類型ebcecbebcbecebc三極管的電流分配關(guān)系主講：李華1．三極管放大的條件三極管的電流分配關(guān)系NPNRcUCCIBIERb+UBE

+UCE

UBBcebIC輸入回路輸出回路PNPRcUCCIBIERb+UBE

+UCE

UBBcebIC內(nèi)部條件發(fā)射區(qū)摻雜濃度高基區(qū)薄且摻雜濃度低集電結(jié)面積大外部條件發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏NPN:VC>VB>VEPNP:VC<VB<VE2．三極管內(nèi)載流子的運(yùn)動(dòng)三極管的電流分配關(guān)系1）發(fā)射區(qū)向基區(qū)注入多子電子，形成發(fā)射極電流IE。ICN多數(shù)向BC結(jié)方向擴(kuò)散形成ICNIE少數(shù)與空穴復(fù)合，形成IBN

IBN基區(qū)空穴來(lái)源基極電源提供(IB)集電區(qū)少子漂移(ICBO)I

CBOIBIBN

IB+ICBO即：IB=IBN

–

ICBO3)集電區(qū)收集擴(kuò)散過(guò)來(lái)的載流子形成集電極電流ICICIC=ICN+ICBO2）電子到達(dá)基區(qū)后：3．三極管的電流分配關(guān)系三極管的電流分配關(guān)系當(dāng)管子制成后，發(fā)射區(qū)載流子濃度、基區(qū)寬度、集電結(jié)面積等確定，故電流的比例關(guān)系確定，即：IE=IC+IB結(jié)論

（1）兩種管子的電路符號(hào)用發(fā)射極箭頭方向的不同以示區(qū)別，箭頭方向表示發(fā)射結(jié)正偏時(shí)發(fā)射極電流的實(shí)際方向。（2）三極管具有信號(hào)（電流）放大作用。（3）保證放大的制造工藝：基區(qū)很薄且摻雜濃度低，發(fā)射區(qū)摻雜濃度高，集電結(jié)的面積比發(fā)射結(jié)的面積大等。（4）在使用時(shí)三極管的發(fā)射極和集電極不能互換。三極管的電流分配關(guān)系謝謝！三極管的伏安特性主講：李華伏安特性曲線：三極管的各個(gè)電極上電壓和電流之間的關(guān)系曲線（輸入特性曲線和輸出特性曲線）。1.共發(fā)射極輸入特性曲線三極管的伏安特性輸入回路輸出回路iBiEiC+VCCRcC1C2RL+Rb+ui

+uo

+uBE

+uCE

+與二極管特性相似O特性基本重合(電流分配關(guān)系確定)特性右移(因集電結(jié)開(kāi)始吸引電子)導(dǎo)通電壓UBE硅管：(0.6

0.8)V鍺管：

(0.2

0.3)V取0.7V取0.2V2.共發(fā)射極輸出特性曲線三極管的伏安特性iC

/mAuCE/V50μA40μA30μA20μA10μAIB=0O24684321ICEO水平部分為何略上翹？由于uCE增大時(shí)，集電結(jié)空間電荷區(qū)變寬，基區(qū)變窄，使載流子在基區(qū)復(fù)合的機(jī)會(huì)減小，即電流放大系數(shù)

增大，稱基區(qū)寬度調(diào)制效應(yīng)。2.共發(fā)射極輸出特性曲線三極管的伏安特性（2）截止區(qū)：發(fā)射結(jié)反向偏置，集電結(jié)反向偏置

（3）飽和區(qū)：發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)正向偏置

（1）放大區(qū)：發(fā)射極正向偏置，集電結(jié)反向偏置飽和壓降UCES硅管：約0.3V鍺管：

約0.1V3.

PNP型三極管共發(fā)射極特性曲線三極管的伏安特性輸入特性曲線O0.10.20.30.480604020iB/μA–uBE

/V輸出特性曲線iC

/mA–

uCE

/V80μA60μA40μA20μAIB=0O24684321【例】已知放大電路中BJT三個(gè)極的電位分別為：V1=

–

4V，V2=

–

1.2

V，V3=

–

1.4

V，試判斷BJT的類型、制造材料及電極。三極管的伏安特性【解】NPN管VC>VB>VEPNP管VC<VB<VE硅管：

UBE=0.7V；鍺管：

UBE=–0.2V本例中：V1<V3<V2且：V3–

V2=–

1.4

V

–

(–1.2

V)=–0.2

V，

腳為集電極極c則：為鍺材料PNP管，

腳為基極

b，

腳為發(fā)射極

e謝謝！三極管的主要參數(shù)主講：李華1.電流放大系數(shù)（1）共發(fā)射極直流電流放大系數(shù)三極管的主要參數(shù)iC

/mAuCE100μA80μA60μA40μA20μAIB=0O24684321Q2.451.65(2)共發(fā)射極交流電流放大系數(shù)

一般為幾十

幾百Q(mào)’低頻管的β值一般選20～100，高頻管的β值大于10即可大小相近可以混用2.極間反向飽和電流(1)集電極–基極反向飽和電流ICBO定義：發(fā)射極開(kāi)路時(shí)集電結(jié)在反向電壓作用下，

形成的集電極和基極之間的反向飽和電流。特點(diǎn)：三極管的ICBO越小，說(shuō)明其熱穩(wěn)定性越好。小功率硅三極管的ICBO＜1μA，鍺三極管的ICBO為幾μA到幾十μA。三極管的主要參數(shù)ICBOVCC

Abce在溫度變化范圍大的工作環(huán)境中，盡可能地選擇硅管2.極間反向飽和電流(2)集電極—發(fā)射極穿透電流ICEO定義：基極開(kāi)路，集電極與發(fā)射極間加上一定數(shù)值的反偏電壓時(shí)，流過(guò)集電極和發(fā)射極之間的電流。特點(diǎn)：ICEO也受溫度影響很大，溫度升高，ICBO增大，ICEO隨之增大。選擇管子時(shí)，應(yīng)選反向飽和電流小的管子，硅管的ICEO比鍺管的小。三極管的主要參數(shù)ICEOVCC

Abce3.三極管的主要極限參數(shù)三極管的主要參數(shù)iCICMU(BR)CEOuCEPCM0ICEO安全工作區(qū)1)ICM

—集電極最大允許電流，超過(guò)時(shí)

值明顯降低。U(BR)CBO

—發(fā)射極開(kāi)路時(shí)C、B極間反向擊穿電壓2)PCM—集電極最大允許功率損耗PCM=iC

uCE。3)U(BR)CEO

—基極開(kāi)路時(shí)C、E極間反向擊穿電壓U(BR)EBO

—集電極開(kāi)路時(shí)E、B極間反向擊穿電壓U(BR)CBO>U(BR)CEO>U(BR)EBO

三極管的主要參數(shù)4.三極管的選管原則三極管的主要參數(shù)1）使用時(shí)不能超過(guò)極限參數(shù)（ICM,PCM,U(BR)CEO）。2）工作在高頻條件下應(yīng)選用高頻或超高頻管；工作在開(kāi)關(guān)條件下應(yīng)選用速度足夠高的開(kāi)關(guān)管。3）要求反向電流小、允許結(jié)溫高且溫變大時(shí)，選硅管；要求導(dǎo)通電壓低時(shí)選鍺管。4）

同型號(hào)管，優(yōu)先選用反向電流小的。

值不宜過(guò)大，一般以幾十~一百左右為宜（進(jìn)口小功率管

較大，如9013、9014等

在200以上）。5.溫度對(duì)三極管伏安特性的影響1)溫度對(duì)UBE的影響2)溫度對(duì)ICBO的影響三極管的主要參數(shù)輸入特性曲線隨溫度升高而左移，使UBE減小溫度每升高1℃，UBE就減小2～2.5mV。溫度升高，本征激發(fā)產(chǎn)生的載流子濃度增大，少子增多，所以ICBO增加，導(dǎo)致ICEO增長(zhǎng)，輸出特性曲線上移溫度每升高10℃，ICBO、ICEO就約增大1倍。5.溫度對(duì)三極管伏安特性的影響3)溫度對(duì)β的影響三極管的主要參數(shù)溫度升高，輸出特性各條曲線之間的間隔增大溫度每升高1℃，β值就增加0.5%～1%。謝謝！三極管的識(shí)別與檢測(cè)主講：李華1.三極管的型號(hào)（國(guó)標(biāo)GB249規(guī)定）三極管的識(shí)別與檢測(cè)第一部分第二部分第三部分第四部分第五部分阿拉伯?dāng)?shù)字表示器件電極數(shù)字母(漢拼)表示器件材料和極性字母(漢拼)表示器件類型阿拉伯?dāng)?shù)字表示器件序號(hào)字母(漢拼)表示規(guī)格號(hào)如硅NPN型高頻小功率管3

D

G

110

A三極管NPN型硅高頻小功率序號(hào)規(guī)格號(hào)2.三極管的直觀識(shí)別三極管的識(shí)別與檢測(cè)S-1A型、S-1B型：帶切面的圓柱體；將管腳面向自己，切面向上，從左至右依次為e、b、c。S-2型：呈矩形狀，在頂面有一個(gè)斜切口;將管腳面向自己，斜切面向上，從左至右依次為e、b、c。S-4型：呈半圓狀將管腳面向自己，平面向上，從左至右依次為e、b、c。S-5型：管子中央開(kāi)了一個(gè)三角形的孔，將管腳向下，印有標(biāo)志符號(hào)的面向自己，從左至右依次為e、b、c。2.三極管的直觀識(shí)別三極管的識(shí)別與檢測(cè)S-6A型、S-6B型：將管腳面向自己，切面或印有標(biāo)志的面向上，從左至右依次為b、c、e。S-7型：將管腳面向自己，印有標(biāo)志的面向上，從左至右依次為b、c、e。S-8型：帶有散熱片，將管腳面向自己，印有標(biāo)志的面向上，從左至右依次為b、c、e。2.三極管的直觀識(shí)別三極管的識(shí)別與檢測(cè)B型：有定位銷，四個(gè)引腳。將管腳面向自己，從定位銷開(kāi)始順時(shí)針?lè)较蛞来蝒、b、c和d。C型：有定位銷。將管腳面向自己，從定位銷開(kāi)始順時(shí)針?lè)较蛞来蝒、b、c。D型：三個(gè)腳呈等腰三角形排列，底邊長(zhǎng)度大于腰長(zhǎng)，頂點(diǎn)是b，e、c在底邊上。F型：大功率三極管，管腳面向自己，將靠近兩個(gè)引腳的安裝孔置于下方，則右邊的引腳是b，左邊的引腳是e，外殼是c。3.三極管的檢測(cè)（指針式萬(wàn)用表）（1）判斷基極和管型。三極管的識(shí)別與檢測(cè)測(cè)試步驟：（1）調(diào)檔：將萬(wàn)用表的功能開(kāi)關(guān)撥至R×1k擋；（2）假設(shè)基極：假設(shè)三極管某電極為基極，將黑（紅）表筆始終接在假設(shè)的基極上；（3）測(cè)基極與管型：用紅（黑）表筆分別接觸另外兩個(gè)電極輪流測(cè)試，直到測(cè)出的兩個(gè)電阻值都很小時(shí)假設(shè)的基極是正確的。若黑表筆接基極，該管為NPN型；若紅表筆接基極，為PNP型。如圖(a)、(b)兩次測(cè)試中的阻值都很小，且黑表筆接在中間引腳不動(dòng)，所以中間引腳為基極，且為NPN型。3.三極管的檢測(cè)（指針式萬(wàn)用表）（2）判斷集電極和發(fā)射極。三極管的識(shí)別與檢測(cè)測(cè)試步驟（NPN型管）：（1）假設(shè)集電極1：假定基極之外的兩個(gè)管腳中一個(gè)為集電極，用左手的大拇指在假定的集電極與基極之間做接入電阻，如圖（d）所示。用黑表筆接假定的集電極，紅表筆接發(fā)射極，紅、黑表筆均不要碰基極，讀出電阻值，如圖(e)所示；（2）假設(shè)集電極2：將另外一只管腳假定為集電極，將假定的集電極與基極頂在大拇指上，如圖(f)所示。用黑表筆接假定的集電極，紅表筆接發(fā)射極，紅、黑表筆均不要碰基極，讀出電阻值如圖(g)所示。（3）結(jié)論：比較兩次測(cè)試的電阻值，阻值小的那次假定是正確的。比較圖(e)與圖(g)，圖(g)中的萬(wàn)用表指針偏轉(zhuǎn)大，阻值小，此圖的黑表筆接的是集電極。測(cè)試得出的各電極名稱如圖(h)所示。謝謝！放大電路概述主講：李華1．放大電路的基本概念1）功能：放大電路將微弱的電信號(hào)（電壓或電流）不失真的放大到足夠大的幅度。2）實(shí)質(zhì)：是實(shí)現(xiàn)能量的控制和轉(zhuǎn)換。3）核心器件：三極管、場(chǎng)效應(yīng)管等有源器件2．放大電路的分類1）根據(jù)信號(hào)強(qiáng)弱：小信號(hào)放大器、大信號(hào)放大器（功率放大器）2）根據(jù)信號(hào)頻率成分：直流放大器、低頻放大器、寬帶放大器和諧振放大器放大電路概述3．三極管放大電路的基本要求要使三極管放大電路完成預(yù)定的放大功能，必須滿足以下要求：(1)有直流電源。三極管發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，工作在放大區(qū)。(2)輸入信號(hào)能輸入。(3)輸出信號(hào)能輸出。(4)信號(hào)不失真地放大，滿足放大電路的性能指標(biāo)要求。放大電路概述4．放大電路的主要性能指標(biāo)1）放大倍數(shù)放大倍數(shù)是衡量放大電路放大能力的指標(biāo)，常用A表示。放大倍數(shù)可分為電壓放大倍數(shù)、電流放大倍數(shù)和功率放大倍數(shù)等。放大電路框圖如圖所示。放大電路概述4．放大電路的主要性能指標(biāo)1）放大倍數(shù)(1)電壓放大倍數(shù)Au輸出電壓的幅值或有效值與輸入電壓幅值或有效值之比，有時(shí)也稱為增益。(2)源電壓放大倍數(shù)Aus輸出電壓的幅值或有效值與信號(hào)源電壓的幅值或有效值之比。放大電路概述1）放大倍數(shù)(3)電流放大倍數(shù)Ai輸出電流的幅值或有效值與輸入電流的幅值或有效值之比。(4)功率放大倍數(shù)Ap放大電路的輸出功率與輸入功率之比。放大電路概述2）輸入電阻

輸入電阻就是向放大電路輸入端看進(jìn)去的交流等效電阻，在數(shù)值上等于輸入電壓與輸入電流之比：相當(dāng)于信號(hào)源的負(fù)載，Ri越大，信號(hào)源電壓更多傳輸?shù)椒糯箅娐份斎攵?。輸入電阻越大，獲取小信號(hào)能力越強(qiáng)，是衡量一個(gè)放大電路向信號(hào)源索取信號(hào)大小的指標(biāo)。放大電路概述3）輸出電阻輸出電阻就是從放大電路輸出端（不包括負(fù)載）看進(jìn)去的交流等效電阻。輸出電阻的求法如圖所示：先將信號(hào)源短路，保留內(nèi)阻，將負(fù)載開(kāi)路，在輸出端加一交流電壓uo，產(chǎn)生電流io，輸出電阻等于uo與io之比，即:

放大電路概述輸出電阻越小帶負(fù)載能力越強(qiáng)4）通頻帶通頻帶：衡量一個(gè)放大電路對(duì)不同頻率信號(hào)的放大能力的指標(biāo)。頻率特性：在放大電路中，電壓放大倍數(shù)在信號(hào)頻率較高和較低時(shí)，不但數(shù)值會(huì)下降，還會(huì)產(chǎn)生相移，放大倍數(shù)是頻率的函數(shù)。幅頻特性：電壓放大倍數(shù)的模|Au|與頻率的關(guān)系放大電路概述單級(jí)阻容耦合共射放大電路的幅頻特性4）通頻帶中頻段：電壓放大倍數(shù)的模最大，且不隨頻率變化，用Aum表示。通頻帶fBw：|Au|下降到0.707Aum時(shí)，對(duì)應(yīng)的兩個(gè)頻率分別稱為下限截止頻率fL和上限截止頻率fH。將fL和fH之間的頻率范圍稱為通頻帶。特點(diǎn)：通頻帶越寬，放大電路能在更大的信

號(hào)頻率范圍內(nèi)對(duì)信號(hào)進(jìn)行不失真的放大。

放大電路概述單級(jí)阻容耦合共射放大電路的幅頻特性中頻段低頻段高頻段5）最大輸出功率和效率最大輸出功率：指在輸出信號(hào)基本不失真情況下，能夠向負(fù)載提供的最大功率，用Pom表示。效率：若直流電源提供的功率為PD，放大電路的輸出功率為Po，則放大電路的效率為Po與PD的比值，用η表示。放大電路概述η越大，放大電路的效率越高，電源的利用率就越高

謝謝！基本共射放大電路的組成主講：李華1.基本共射放大電路的組成基本共射放大電路的組成放大元件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。三極管也可以說(shuō)是一個(gè)控制元件。集電極電源，為電路提供能量。并保證集電結(jié)反偏。使發(fā)射結(jié)正偏，并提供適當(dāng)?shù)撵o態(tài)IB和UBE。集電極電阻RC，將變化的電流轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓碾妷?。隔直通交隔直通交在沒(méi)有交流信號(hào)輸入時(shí)的狀態(tài)稱為靜態(tài)，有交流信號(hào)輸入時(shí)的狀態(tài)則稱為動(dòng)態(tài)2.放大電路中電壓、電流的方向及符號(hào)規(guī)定1）電壓、電流正方向的規(guī)定電壓的正方向：以輸入、輸出回路的公共端為負(fù)，其他各點(diǎn)均為正；電流方向：以三極管各電極電流的實(shí)際方向?yàn)檎较颉?）電壓、電流符號(hào)的規(guī)定基本共射放大電路的組成2）電壓、電流符號(hào)的規(guī)定①直流分量。如圖(a)所示波形，用大寫(xiě)字母和大寫(xiě)下標(biāo)表示。如IB表示基極的直流電流。②交流分量。如圖(b)所示波形，用小寫(xiě)字母和小寫(xiě)下標(biāo)表示。如ib表示基極的交流電流。③總變化量。如圖(c)所示波形，是直流分量和交流分量之和，用小寫(xiě)字母和大寫(xiě)下標(biāo)表示。如iB表示基極電流總的瞬時(shí)值，其數(shù)值為iB=IB+ib。④交流有效值。用大寫(xiě)字母和小寫(xiě)下標(biāo)表示。如Ib表示基極的正弦交流電流的有效值?；竟采浞糯箅娐返慕M成謝謝！基本共射放大電路的靜態(tài)分析主講：李華1.基本概念靜態(tài)：輸入信號(hào)為零時(shí)放大電路中只有直流電量的工作狀態(tài)。靜態(tài)分析：通過(guò)直流通路分析放大電路中三極管的工作狀態(tài)靜態(tài)工作參數(shù)：IB、IC、UBE、UCE。靜態(tài)工作點(diǎn)（Q點(diǎn)）：上述參數(shù)在特性曲線上確定一點(diǎn)分析方法：工程估算法、圖解法基本共射放大電路的靜態(tài)分析基本共射放大電路的靜態(tài)分析2.估算法計(jì)算靜態(tài)工作參數(shù)（a）共射基本放大電路（b）直流等效電路電容器開(kāi)路習(xí)慣畫(huà)法①UCEQ=VCC－ICQRc③②3.圖解法計(jì)算靜態(tài)工作參數(shù)基本共射放大電路的靜態(tài)分析估算法求IB，確定對(duì)應(yīng)的輸出特性曲線由UCE=UCC－ICRC所決定的直流負(fù)載線，斜率為-1/Rc的直線兩者的交點(diǎn)Q就是靜態(tài)工作點(diǎn)過(guò)Q點(diǎn)作水平線，在縱軸上的截距即為ICQ過(guò)Q點(diǎn)作垂線，在橫軸上的截距即為UCEQRb↑→IB↓→Q點(diǎn)沿負(fù)載線下移Rb↓→IB↑→Q點(diǎn)沿負(fù)載線上移【例2-3】在如圖所示電路中，已知晶體管的β=50，UBEQ=0.7V，其他參數(shù)如圖中所示，試估算電路的靜態(tài)工作點(diǎn)IBQ，ICQ，UCEQ。解：估算電路的靜態(tài)工作點(diǎn)可分四個(gè)步驟：第1步：畫(huà)出直流通路;第2步：根據(jù)基極回路計(jì)算基極電流IBQ第3步：利用基極與集電極電流間關(guān)系，可得：ICQ=βIBQ=50×40μA=2mA第4步：根據(jù)集電極回路計(jì)算UCEQ：UCEQ=VCC-ICQRc=12–2×4=4V基本共射放大電路的靜態(tài)分析（a）共射基本放大電路（b）直流等效電路謝謝！基本共射放大電路的動(dòng)態(tài)分析1主講：李華1.放大電路動(dòng)態(tài)范圍動(dòng)態(tài)：有交流輸入信號(hào)（輸入信號(hào)不為零）時(shí)電路的工作狀態(tài)。特點(diǎn)：各極的電流和各極間的電壓都是在靜態(tài)值（直流）的基礎(chǔ)上疊加一個(gè)隨輸入信號(hào)ui作相應(yīng)變化的交流分量。動(dòng)態(tài)分析：在放大電路處于動(dòng)態(tài)時(shí)選用合適的分析方法計(jì)算放大電路的相關(guān)性能指標(biāo)和技術(shù)參數(shù)?；竟采浞糯箅娐返膭?dòng)態(tài)分析12.圖解法分析動(dòng)態(tài)工作情況1）畫(huà)交流通路：將直流電源短路，電容短路?；竟采浞糯箅娐返膭?dòng)態(tài)分析12.圖解法分析動(dòng)態(tài)工作情況2）作交流負(fù)載線（1）斜率為-1/R’L。（R'L=RL∥Rc

）（2）經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)。注意：（1）交流負(fù)載線是有交流輸入信號(hào)時(shí)工作點(diǎn)Q的運(yùn)動(dòng)軌跡

（2）空載時(shí)，交流負(fù)載線與直流負(fù)載線重合基本共射放大電路的動(dòng)態(tài)分析13）分析動(dòng)態(tài)工作情況（1）根據(jù)ui在輸入特性上計(jì)算iB設(shè)輸入信號(hào)ui為正弦波則：uBE=UBE+ube基極電流iB將在60μA與20μA之間變動(dòng)ube峰-峰值電壓0.2V基本共射放大電路的動(dòng)態(tài)分析1iB3）分析動(dòng)態(tài)工作情況（1）根據(jù)iC在輸出特性曲線上計(jì)算uCEiB=60μA；交點(diǎn)是Q′點(diǎn)；iB=20μA；交點(diǎn)是Q〞點(diǎn)；動(dòng)態(tài)工作范圍：Q′Q〞是工作點(diǎn)移動(dòng)的軌跡ui

正半周：ui：40μA→60μA→40μA；工作點(diǎn)：Q→Q′→Q；iC：

IC→最大值→IC；uCE：

UCE→最小值→UCE

；ui

負(fù)半周：工作點(diǎn)：由Q點(diǎn)移到Q〞點(diǎn)，再由Q〞點(diǎn)回到Q點(diǎn)?；竟采浞糯箅娐返膭?dòng)態(tài)分析1Q′Q〞（4）放大電路的非線性失真放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置不當(dāng)時(shí)，可導(dǎo)致輸出信號(hào)失真。(1)工作點(diǎn)過(guò)高引起飽和失真基本共射放大電路的動(dòng)態(tài)分析1(2)工作點(diǎn)過(guò)低引起截止失真

飽和失真（a）

截止失真（b）（5）結(jié)論①放大電路中的信號(hào)是交直流共存，可表示成：iB=IB+ib，iC=IC+ic，uCE=UCE+uce②

Uce>>Ui，同為正弦波電壓，實(shí)現(xiàn)了信號(hào)放大作用。③輸出uo與輸入ui相位相反，但幅度被放大了，頻率不變。④合適的靜態(tài)工作點(diǎn)是電路實(shí)現(xiàn)不失真放大的必要條件?；竟采浞糯箅娐返膭?dòng)態(tài)分析1謝謝！基本共射放大電路的動(dòng)態(tài)分析2主講：李華1.三極管小信號(hào)微變等效電路模型條件：交流小信號(hào)。小信號(hào)模型：a、e兩級(jí)間等效為電阻rbe；集電結(jié)反偏截止，故b、c間開(kāi)路；c、e間等效為受控電流源βib?；竟采浞糯箅娐返膭?dòng)態(tài)分析22.共發(fā)射極放大電路的微變等效電路分析（1）畫(huà)直流通路，計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)（Q點(diǎn)）基本共射放大電路的動(dòng)態(tài)分析2電容器開(kāi)路2.共發(fā)射極放大電路的微變等效電路分析（2）畫(huà)微變等效電路，計(jì)算rbe（3）計(jì)算性能指標(biāo)基本共射放大電路的動(dòng)態(tài)分析2電容器短路，VCC短路謝謝！穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的放大電路——射極偏置電路1主講：李華1.溫度對(duì)三極管放大電路性能的影響射極偏置電路溫度

，輸入特性曲線

溫度

，輸出特性曲線

OT1T2>iCuCET1iB=0T2>iB=0iB=0O1）溫度對(duì)ICBO的影響溫度每升高10

C，ICBO

約增大1倍2）溫度對(duì)

的影響溫度每升高1

C，

(0.51)%3）

溫度對(duì)UBE的影響溫度每升高1

C，UBE

(22.5)mV輸出特性曲線間距增大溫度升高，管子的IC增大，促使管溫升高，造成惡性循環(huán)2.射極偏置電路穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的原理射極偏置電路+VCCRcC1C2RLRe++Rb1Rb2I1I2IBUBICIE+ui

+uo

1）Rb1

、Rb2的分壓作用固定UB選用Rb1

、Rb2

時(shí)，使I1(或I2)

>>IB

不受三極管和溫度變化的影響2）Re產(chǎn)生反映IC變化的UE，引起UBE變化，使

IC基本不變。

穩(wěn)定“Q”的原理：T

IC

UE

UB固定

UBE

IB

IC

射極偏置電路+VCCRcReRb1Rb2I1I2IBUBICIE

謝謝！穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的放大電路——射極偏置電路2主講：李華

射極偏置電路+VCCRcReRb1Rb2I1I2IBUBICIE

2.動(dòng)態(tài)參數(shù)的計(jì)算1）畫(huà)出微變等效電路，計(jì)算Au2）計(jì)算輸入電阻Ri3）計(jì)算輸出電阻RoRo=Rc射極偏置電路

3.思考：若在Re兩端并聯(lián)電容Ce會(huì)對(duì)Au、Ri、Ro有什么影響？1)靜態(tài)分析（畫(huà)出直流通路）射極偏置電路+VCCRcReRb1Rb2I1I2IBUBICIE3.思考：若在Re兩端并聯(lián)電容Ce會(huì)對(duì)Au、Ri、Ro有什么影響？2)動(dòng)態(tài)分析（畫(huà)出交流通路——Re被短路）1）計(jì)算Au

（放大倍數(shù)增大）2）計(jì)算輸入電阻RiRi=rbe∥Rb1∥Rb2(輸入電阻明顯減小)3）計(jì)算輸出電阻RoRo=Rc(輸出電阻不變)射極偏置電路

謝謝！共集電極放大電路主講：李華1.共集電極放大電路的組成共集電極放大電路基極偏置電阻耦合電容耦合電容信號(hào)是從三級(jí)管基極輸入、發(fā)射極輸出，集電極作為公共端，故為共集電極電路，又稱為射極輸出器或電壓跟隨器2.靜態(tài)分析1）畫(huà)出直流通路2）計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)共集電極放大電路3.動(dòng)態(tài)分析1）畫(huà)出交流通路共集電極放大電路(a)(c)(b)3.共集電極放大電路的特點(diǎn)與應(yīng)用1）特點(diǎn)①電壓放大倍數(shù)小于1，但約等于1，即電壓跟隨。②輸入電阻較高。③輸出電阻較低。2）應(yīng)用①放在多級(jí)放大器的輸入端，提高整個(gè)放大器的輸入電阻。②放在多級(jí)放大器的輸出端，減小整個(gè)放大器的輸出電阻。③放在兩級(jí)之間，起緩沖作用。共集電極放大電路謝謝！共基極放大電路主講：李華1.共基極放大電路的結(jié)構(gòu)共基極放大電路放大元件，工作在放大區(qū)，要保證集電結(jié)反偏，發(fā)射結(jié)正偏。也是一個(gè)控制元件。直流電源，為電路提供能量，并保證三極管處于放大狀態(tài)。集電極電阻RC，將變化的電流轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓碾妷骸８糁蓖ń桓糁蓖ń话l(fā)射極反饋電阻，穩(wěn)定Q點(diǎn)?；鶚O偏置電阻Rb1、

Rb1

，穩(wěn)定基極電位。2.靜態(tài)分析（畫(huà)出直流通路）共基極放大電路3.動(dòng)態(tài)分析共基極放大電路

4.三種放大電路組態(tài)比較（1）共射電路既有電壓放大倍數(shù)又有電流放大倍數(shù)，輸出電壓與輸入電壓相位相反；其輸入電阻不大，輸出電阻也不大；（2）共集電路只有電流放大倍數(shù)，沒(méi)有電壓放大倍數(shù)，它的輸入電壓和輸出電壓同相位，輸入電阻大，輸出電阻小，帶負(fù)載能力強(qiáng)；（3）共基電路只有電壓放大倍數(shù)，沒(méi)有電流放大倍數(shù)，輸入電壓與輸出電壓同相位，其輸入電阻較小。共基極放大電路謝謝！多級(jí)放大電路概述主講：李華1.多級(jí)放大電路的結(jié)構(gòu)多級(jí)放大電路概述輸入級(jí)：

與信號(hào)源相連接的第一級(jí)放大電路，要求有高的輸入電阻和低的靜態(tài)工作電流。中間級(jí)：

輸出級(jí)與輸入級(jí)之間的放大電路，主要進(jìn)行電壓放大。輸出級(jí)：

與負(fù)載相連接的末級(jí)放大電路，以足夠功率驅(qū)動(dòng)負(fù)載工作。2.多級(jí)放大電路的耦合方式多級(jí)放大電路概述直接耦合A1A2電路簡(jiǎn)單，能放大交、直流信號(hào)，“Q”互相影響，零點(diǎn)漂移嚴(yán)重。阻容耦合A1A2各級(jí)“Q”獨(dú)立，只放大交流信號(hào)，信號(hào)頻率低時(shí)耦合電容容抗大。光電耦合A1A2主要用于耦合開(kāi)關(guān)信號(hào)，抗干擾能力強(qiáng)。變壓器耦合A1A2用于選頻放大器、功率放大器等。3.多級(jí)放大電路的參數(shù)計(jì)算多級(jí)放大電路概述以兩級(jí)阻容耦合放大電路為例：Au2第二級(jí)UiUo1RLUoUi2.....=第一級(jí)Au1.Ri2

=RL1第一級(jí)電壓放大倍數(shù)第二級(jí)電壓放大倍數(shù)總的電壓放大倍數(shù)3.多級(jí)放大電路的參數(shù)計(jì)算多級(jí)放大電路概述n

級(jí)電壓放大電路：Au1第一級(jí)Au2第二級(jí)Aun末級(jí)UiUo1RLRSUoUsUo2Ui2Uin.........Ri=Ri1Ro=Ron總的電壓放大倍數(shù)：總的輸入電阻:總的輸出電阻:謝謝！放大電路的頻率特性主講：李華1.頻率特性的基本概念放大電路的頻率特性幅頻特性A(f)

：

相頻特性

(f)

：前面電路分析時(shí)假設(shè)：輸入信號(hào)為單一頻率的正弦波。實(shí)際需要放大的信號(hào)：非單一頻率，可分解成從幾赫茲~幾百兆赫茲的各種頻率和幅值的正弦波信號(hào)。當(dāng)輸入信號(hào)為幅度不變而頻率不斷連續(xù)改變的正弦波時(shí)，輸出信號(hào)的大小（放大倍數(shù)）隨頻率而改變的特性。輸出信號(hào)與輸入信號(hào)的相位差也隨信號(hào)頻率而改變的特性。頻率特性（頻率響應(yīng)）：反映放大電路對(duì)不同頻率的正弦信號(hào)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。2.幅頻和相頻特性曲線的分析放大電路的頻率特性+VCCRcC1C2RL+Rb+us

+uo

+RSCbcCbefOAuAusm

fO1.中頻區(qū)可視Cbe、Cbc開(kāi)路，C1、C2短路。中頻區(qū)Ausm和

不受影響。中頻區(qū)–180°2.低頻區(qū)(

幾十Hz)可視Cbe、Cbc開(kāi)路；C1、C2與輸入電阻、負(fù)載串聯(lián)并對(duì)信號(hào)分壓，形成高通電路，使Au減小、

超前。低頻區(qū)3.高頻區(qū)(

幾十千~幾百千Hz)C1、C2短路，Cbe、Cbc分流作用隨頻率升高顯著，形成低通電路，使Au減小、

滯后。高頻區(qū)0.707Ausm–135°–225°3.頻率特性指標(biāo)放大電路的頻率特性f

L

—下限截止頻率

f

H

—上限截止頻率

fBW(BandWidth)—通頻帶(帶寬)fBW

=f

H-f

L

f

H

fOAum0.707AumfOAufLfH4.頻率失真放大電路的頻率特性概念：通頻帶不夠?qū)?，?duì)信號(hào)中不同頻率的正弦波成分的放大倍數(shù)和附加相移不同，引起的失真。輸入波形幅頻失真相頻失真輸出的二次諧波放大倍數(shù)小于基波放大倍數(shù)輸出的二次諧波產(chǎn)生了附加相移頻率失真沒(méi)有產(chǎn)生新的頻率成分，屬于線性失真。謝謝！認(rèn)識(shí)結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管主講：李華場(chǎng)效應(yīng)管FET(FieldEffectTransistor)類型：結(jié)型JFET(JunctionFieldEffectTransistor)絕緣柵型IGFET(InsulatedGateFET)特點(diǎn)：1.單極性器件(一種載流子導(dǎo)電)2.輸入電阻高(107

1015

，IGFET可高達(dá)1015

)3.工藝簡(jiǎn)單、易集成、功耗小、體積小、成本低認(rèn)識(shí)結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管1.結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)與類型兩個(gè)PN結(jié)夾著一個(gè)N型溝道。三個(gè)電極：g：柵極d：漏極s：源極認(rèn)識(shí)結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管（a）N溝道JFET（b）P溝道JFET2.結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理——以N溝道為例1）柵源電壓uGS對(duì)溝道及iD的控制作用在柵源間加負(fù)電壓uGS

，令uDS=0①當(dāng)uGS=0時(shí)，導(dǎo)電溝道最寬，電阻最小，iD最大。②當(dāng)│uGS│↑時(shí)，導(dǎo)電溝道變窄，電阻增大，iD減小。③當(dāng)│uGS│↑到一定值UGS(off)時(shí)，導(dǎo)電溝道會(huì)完全合攏，iD很小，忽略不計(jì)。認(rèn)識(shí)結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管(c)(b)(a)型場(chǎng)效應(yīng)管利用uGS產(chǎn)生的電場(chǎng)變化改變導(dǎo)電溝道的電阻的大小，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)漏極電流iD的控制。2.結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理——以N溝道為例2）漏源電壓uDS對(duì)溝道及iD的影響在漏源間加電壓uDS

，令uGS=0①當(dāng)uDS=0時(shí)，iD=0

③當(dāng)uDS↑，使uGD=uGS-

uDS=UGS(off)時(shí)，預(yù)夾斷認(rèn)識(shí)結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管(a)(b)(c)②uDS↑→iD↑→溝道變窄④uDS再↑，預(yù)夾斷點(diǎn)下移2.結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理——以N溝道為例2）漏源電壓uDS對(duì)溝道及iD的影響通過(guò)uGS控制iD的大小，結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管為電壓控制型器件，其工作狀態(tài)可概括如下。（1）當(dāng)uGS<UGS(off)時(shí)，結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管截止，iD=0。（2）當(dāng)uGD=uGS-uDS>UGS(off)時(shí)，對(duì)應(yīng)于不同的uGS，漏極和源極之間可等效成不同阻值電阻。（3）當(dāng)uGD=uGS-uDS=UGS(off)時(shí)，導(dǎo)電溝道出現(xiàn)預(yù)夾斷。（4）當(dāng)uGD=uGS-uDS<UGS(off)時(shí)，iD幾乎僅僅由uGS決定，而與uDS無(wú)關(guān)，此時(shí)可以把iD看成受uGS控制的受控電流源。認(rèn)識(shí)結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管3.結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的伏安特性1）輸出特性曲線：iD=f（uDS）│uGS=常數(shù)認(rèn)識(shí)結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管uGS=0VuGS=-1V可變電阻區(qū)擊穿區(qū)截止區(qū)恒流區(qū)輸出特性曲線分為四個(gè)區(qū)：（a）可變電阻區(qū)（預(yù)夾斷前)

△iD=gm△uGS（放大原理）

（b）恒流區(qū)（預(yù)夾斷后)（c）夾斷區(qū)（截止區(qū)）

（d）擊穿區(qū)3.結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的伏安特性2）轉(zhuǎn)移特性曲線：iD=f（uGS

）│uDS=常數(shù)認(rèn)識(shí)結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管例：作uDS=10V的一條轉(zhuǎn)移特性曲線。謝謝！認(rèn)識(shí)絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管主講：李華(a)絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET分為：增強(qiáng)型

N溝道、P溝道耗盡型N溝道、P溝道1.N溝道增強(qiáng)型MOS管結(jié)構(gòu)4個(gè)電極：漏極D，源極S，柵極G和襯底B認(rèn)識(shí)絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管用擴(kuò)散的方法制作兩個(gè)N區(qū)在硅片表面生一層薄SiO2絕緣層用金屬鋁引出源極S和漏極D在絕緣層上噴金屬鋁引出柵極G(b)2.N溝道增強(qiáng)型MOS管工作原理1）uGS

對(duì)導(dǎo)電溝道的影響(uDS=0)a.

當(dāng)UGS=0

，ds間為兩個(gè)背對(duì)背的PN結(jié)。b.

當(dāng)0<UGS<UGS(th)(開(kāi)啟電壓)時(shí)，GB間的垂直電場(chǎng)吸引P區(qū)中電子形成離子區(qū)(耗盡層)。c.

當(dāng)uGS

UGS(th)

時(shí)，襯底中電子被吸引到表面，形成反型層，即導(dǎo)電溝道。uGS

越大溝道越厚。認(rèn)識(shí)絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管(a)(b)開(kāi)啟電壓UGS(th)：把形成導(dǎo)電溝道時(shí)的最小柵—源電壓uGS(a)(c)(b)2.N溝道增強(qiáng)型MOS管工作原理2）uDS

對(duì)

iD的影響(uGS>UGS(th))DS

間的電位差使溝道呈楔形，uDS

，靠近漏極端的溝道厚度變薄。認(rèn)識(shí)絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管預(yù)夾斷(UGD=

UGS(th))：漏極附近反型層消失。預(yù)夾斷發(fā)生之前：uDS

iD

。預(yù)夾斷發(fā)生之后：uDS

iD不變。N溝道增強(qiáng)型MOS管進(jìn)入恒流區(qū)iD幾乎僅僅決定于uGS。3.N溝道增強(qiáng)型MOS管伏安特性認(rèn)識(shí)絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管（3）輸出特性（a）轉(zhuǎn)移特性曲線

（b）輸出特性曲線（2）轉(zhuǎn)移特性可變電阻區(qū)uDS<uGS

UGS(th)uDS

iD

，直到預(yù)夾斷恒流區(qū)(飽和區(qū)或放大區(qū))uDS

，iD

不變

uDS加在耗盡層上，溝道電阻不變截止區(qū)（夾斷區(qū)）uGS

UGS(th)

全夾斷iD=0

4.N溝道耗盡型MOS管當(dāng)uGS=0時(shí)，就有溝道，加入uDS，就有iD。當(dāng)uGS＞0時(shí)，溝道增寬，iD進(jìn)一步增加。當(dāng)uGS＜0時(shí)，溝道變窄，iD減小。認(rèn)識(shí)絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管耗盡型MOS管的工作原理與增強(qiáng)型MOS管類似，只是其uGS可正可負(fù)4.MOS管使用注意事項(xiàng)（1）MOS管在存放或使用中避免柵