模擬電子技術(shù)課件第三章

第三章

半導(dǎo)體三極管及放大電路基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)第三章

半導(dǎo)體三極管及放大電路基礎(chǔ)§3.1

半導(dǎo)體三極管§3.2

共射極放大電路§3.3

圖解分析法§3.4

小信號(hào)模型分析法§3.5

放大電路的工作點(diǎn)穩(wěn)定問(wèn)題§3.6

共集電極電路和共基極電路§3.7

放大電路的頻率響應(yīng)3.1.1基本結(jié)構(gòu)BECNNP基極發(fā)射極集電極NPN型PNP型PNP集電極發(fā)射極CEB基極§3.1半導(dǎo)體三極管三極管符號(hào)NPNCBEPNPCBEBECPNP型三極管BECNPN型三極管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)：摻雜濃度較高三極管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)發(fā)射結(jié)集電結(jié)BECNNP基極發(fā)射極+++++++_______集電極______

+++++++3.1.2三極管的電流分配與放大作用BECNNPVBBRBVCC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。IE1進(jìn)入P區(qū)的電子少部分與基區(qū)的空穴復(fù)合，少部分形成電流IB，多數(shù)擴(kuò)散到集電結(jié)。IBBECNNPVBBRBVCCIE從基區(qū)擴(kuò)散來(lái)的電子漂移進(jìn)入集電結(jié)而被收集，形成IC。IC2ICIB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。靜態(tài)電流放大倍數(shù)靜態(tài)電流放大倍數(shù)，動(dòng)態(tài)電流放大倍數(shù)

=IC/

IBIC=

IB動(dòng)態(tài)電流放大倍數(shù)IB：IB+

IBIC：IC+

IC

=

IC/

IB一般認(rèn)為：

==，近似為一常數(shù)，

值范圍：20~100

IC=

IB3.1.3三極管的特性曲線ICmA

AVVVCEVBERBIBVSCVSB

實(shí)驗(yàn)線路(共發(fā)射極接法)CBERC

IB

與VBE的關(guān)系曲線（同二極管）（1）輸入特性IB(

A)VBE(V)204060800.40.8VCE1V

死區(qū)電壓，硅管0.5V工作壓降：硅管VBE0.7V（2）共射輸出特性(IC與VCE的關(guān)系曲線)IC(mA)1234VCE(V)3691240A60AQQ’

=IC/

IB=2mA/40A=50

=

IC/

IB

=(3-2)mA/(60-40)A=50

=IC/

IB=3mA/60A=50輸出特性IC(mA)1234VCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A當(dāng)VCE大于一定的數(shù)值時(shí)，IC只與IB有關(guān)，IC=IB,且

IC=

IB

。此區(qū)域稱為線性放大區(qū)。此區(qū)域中VCEVBE,集電結(jié)正偏，IB>IC，VCE0.3V稱為飽和區(qū)。此區(qū)域中:IB=0,IC=ICEO,VBE<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):(1)放大區(qū)：BE結(jié)正偏，BC結(jié)反偏，IC=IB,且

IC=

IB(2)飽和區(qū)：BE結(jié)正偏，BC結(jié)正偏

，即VCEVBE

，

IB>IC，VCE0.3V

(3)截止區(qū)：

VBE<死區(qū)電壓，IB=0，IC=ICEO0

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)？VSB=-2V，IB=0，IC=0，Q位于截止區(qū)

VSB=2V，IB=(VSB-VBE)/RB=(2-0.7)/70=0.019mA，IC=IB=500.019=0.95mA<

ICS=2mA

，Q位于放大區(qū)

。IC最大飽和電流ICS=(VSC-VCE)/RC=(12-0)/6=2mA

ICVCEIBVSCRBVSBCBERCVBE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)？VSB=5V，IB=(VSB-VBE)/RB=(5-0.7)/70=0.061mA

，IC=IB=500.061=3.05mA>

ICS=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）ICVCEIBVSCRBVSBCBERCVBE三極管的技術(shù)數(shù)據(jù)：（1）電流放大倍數(shù)

（2）集-射間穿透電流ICEO（3）集-射間反向擊穿電壓V(BR)CEO（4）集電極最大電流ICM（5）集電極最大允許功耗PCM3.1.4三極管的主要參數(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)：1.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：例：VCE=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：

=BECNNP3.集-射極反向截止電流ICEOICEO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。ICEO4.集電極最大電流ICM集電極的最大允許電流。5.集-射極反向擊穿電壓當(dāng)集---射極之間的電壓VCE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V(BR)CEO。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=ICVCE

必定導(dǎo)致結(jié)溫上升，所以PC

有限制。PC

PCMICVCEICVCE=PCMICMV(BR)CEO安全工作區(qū)§3.2

共射極放大電路放大的概念電子學(xué)中放大的目的是將微弱的變化信號(hào)放大成較大的信號(hào)。這里所講的主要是電壓放大電路。電壓放大電路可以用有輸入口和輸出口的四端網(wǎng)絡(luò)表示，如圖。vivoAv24三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RB+VCCVBBRCC1C2T共射放大電路放大元件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)RL共射放大電路組成使發(fā)射結(jié)正偏，并提供適當(dāng)?shù)撵o態(tài)工作點(diǎn)IB和VBE。RB+VCCVBBRCC1C2TRL基極電源與基極電阻共射放大電路集電極電源，為電路提供能量。并保證集電結(jié)反偏。RB+VCCVBBRCC1C2TRL共射放大電路集電極電阻，將變化的電流轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓碾妷?。RB+VCCVBBRCC1C2TRL共射放大電路組成耦合電容：電解電容，有極性，大小為10

F~50

F作用：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。RB+VCCVBBRCC1C2TRL++vivo單電源供電可以省去RB+VCCVBBRCC1C2TRL基本放大電路的工作原理RB+VCCRCC1C2Tvi=0時(shí)由于電源的存在IB0IC0ICIE=IB+ICRLIB無(wú)信號(hào)輸入時(shí)靜態(tài)工作點(diǎn)基本放大電路的工作原理RB+VCCRCC1C2TICVBEVCE(IC,VCE)(IB,VBE)RLIB靜態(tài)工作點(diǎn)(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)。IBVBEQIBVBEQVCEICICVCEIBRB+VCCRCC1C2開路開路RL放大電路的直流通道RB+VCCRC直流通道（1）估算IB（VBE

0.7V)RB+VCCRCIBVBERB稱為偏置電阻，IB稱為偏置電流。用估算法分析放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)（IB、VBE、IC、VCE）（2）估算VCE、IcRB+VCCRCICVCEIc=

IB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)

VBE

0.7ViCvCEVCE=VCC–ICRCVCC直流負(fù)載線與IB所決定的那一條輸出特性曲線的交點(diǎn)就是Q點(diǎn)QIB靜態(tài)VCE靜態(tài)IC§3.3

圖解分析法3.3.1

靜態(tài)工作情況分析iBvBEQiCvCEviibibicvCE怎么變化？交流放大原理假設(shè)vBE靜態(tài)工作點(diǎn)的基礎(chǔ)上有一微小的變化vi靜態(tài)工作點(diǎn)3.3.2動(dòng)態(tài)工作情況分析iCvCEicvCE的變化沿一條直線——交流負(fù)載線vCERB+VCCRCC1C2viiBiCvCEvo各點(diǎn)波形vo比vi幅度放大且相位相反實(shí)現(xiàn)放大的條件1、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。2、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)。放大電路的分析方法放大電路分析靜態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析估算法圖解法小信號(hào)模型分析法圖解法計(jì)算機(jī)仿真RB+VCCRCC1C2對(duì)交流信號(hào)(輸入信號(hào)vi)短路短路置零3.4.1三極管小信號(hào)建模RLvivo1/

C03.4

小信號(hào)模型分析法RBRCRLvivo交流通道RLRBRCvivoicvce其中：vce=-ic（RC//RL）

=-icRL三極管的小信號(hào)模型等效電路首先考察輸入回路iBvBE當(dāng)信號(hào)很小時(shí)，將輸入特性在小范圍內(nèi)近似線性。

vBE

iB對(duì)輸入的小交流信號(hào)而言，三極管BE間等效于電阻rbe。對(duì)輸入的小交流信號(hào)而言，三極管BE間等效于電阻rbe。becrbeibbevbevbeib對(duì)于小功率三極管：rbe的量級(jí)從幾百歐到幾千歐?？疾燧敵龌芈穒CvCE輸出端相當(dāng)于一個(gè)受ib控制的電流源。近似平行且電流源兩端還要并聯(lián)一個(gè)大電阻rce。vbeibvceicvberbe

ibibrcevceicrce很大，一般忽略。等效三極管的小信號(hào)模型等效電路ebcbecrbeic=ib3.4.2用小信號(hào)模型分析共射極放大電路將交流通道中的三極管用等效電路代替rbe

ibibiiicvivoRBRCRL注意：只有在放大電路輸入交流信號(hào)為小信號(hào)時(shí)上述等效才成立。RBRCRLvivorbe

ibibiiicvivoRBRCRL交流通道交流等效電路1、放大電路的性能指標(biāo)(1)電壓放大倍數(shù)AVVi和Vo分別是輸入和輸出電壓的有效值。vivoAV其中A=Vo/Vi，是Vo和Vi的相位差A(yù)V=Vo/Vi=A

·(2)輸入電阻ri輸入電阻是從放大電路輸入端看進(jìn)去的等效電阻iivi輸入電阻：ri=vi/ii（加壓求流法）ri~vSRS信號(hào)源一般來(lái)說(shuō)，ri越大越好。ri越大，ii就越小，vi就越接近vSAV輸入端輸出端(3)輸出電阻roAV~vS放大電路對(duì)其負(fù)載而言，相當(dāng)于信號(hào)源，我們可以將它等效為戴維寧等效電路，這個(gè)戴維寧等效電路的內(nèi)阻就是輸出電阻。輸出端~rovso輸出端?如何確定電路的輸出電阻？在電路的計(jì)算中求ro有兩個(gè)方法：1、電路中原有的信號(hào)源置零，然后采用加壓求流法。vi~rovsoro=v/ivo測(cè)量開路電壓vo

=vso2、開路電壓除以短路電流法。~rovso~rovsoio測(cè)量短路電流io

=vso

/ro輸出電阻：vo

/io

=vso

/（vso

/ro

）=ro

(4)通頻帶fAAm0.7AmfL下限截止頻率fH上限截止頻率通頻帶：fbw=fH–fL放大倍數(shù)隨頻率變化曲線——幅頻特性曲線帶寬符號(hào)規(guī)定VA大寫字母、大寫下標(biāo)，表示直流量。vA小寫字母、大寫下標(biāo)，表示全量。va小寫字母、小寫下標(biāo)，表示交流分量。vAva全量交流分量tVA直流分量2、電壓放大倍數(shù)（增益）的計(jì)算：負(fù)載電阻小，則放大倍數(shù)小。RBrbeRCRL3、計(jì)算輸入電阻和輸出電阻：對(duì)于為它提供信號(hào)的信號(hào)源來(lái)說(shuō)，電路是負(fù)載，這個(gè)負(fù)載的大小可以用輸入電阻來(lái)表示。輸入電阻的定義：輸入電阻是動(dòng)態(tài)電阻。rbeRBRCRL電路的輸入電阻越大，從信號(hào)源分得的電壓越多，因此一般總是希望得到較大的的輸入電阻。rbeRBRCRL4、輸出電阻的計(jì)算：對(duì)于負(fù)載而言，放大電路相當(dāng)于信號(hào)源，可以將它進(jìn)行戴維寧等效，戴維寧等效電路的內(nèi)阻就是輸出電阻。計(jì)算輸出電阻的方法：所有獨(dú)立電源置零，保留受控源，加壓求流法。rbeRBRC所以：用加壓求流法求輸出電阻：00上次課內(nèi)容回顧RB+VCCRCC1C2TRLvivo簡(jiǎn)單的共射極放大器§3.5

放大電路的工作點(diǎn)穩(wěn)定問(wèn)題電容開路，畫出直流通道上次課內(nèi)容回顧RB+VCCRC用估算法求靜態(tài)工作點(diǎn)IC=

IBIE=IC+IB=(+1)IB

IC

上次課內(nèi)容回顧電容短路,直流電源短路，畫出交流通道RBRCRLvivo上次課內(nèi)容回顧用晶體管的小信號(hào)等效電路代替晶體管，畫出該電路的小信號(hào)等效電路，并計(jì)算電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻rbe

ibibiiicvivoRBRCRLri=RB//rbero=RCRL=RC//RL若沒(méi)接RL，稱為空載，則

RL=RC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)。對(duì)于前面的電路（固定偏置電路）而言，靜態(tài)工作點(diǎn)受VBE、和ICEO的影響，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。Q變VBE

ICEO變T變IC變溫度對(duì)VBE的影響iBvBE25oC50oCTVBEIBIC溫度對(duì)值及ICEO的影響T,ICEOICiCvCEQQ′總的效果是：溫度上升時(shí)，輸出特性曲線上移，造成Q點(diǎn)上移?？傊篢IC常采用分壓式偏置電路來(lái)穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。電路見下頁(yè)。為此，需要改進(jìn)偏置電路，當(dāng)溫度升高時(shí),能夠自動(dòng)減少IB，IBIC，從而抑制Q點(diǎn)的變化。保持Q點(diǎn)基本穩(wěn)定。I1I2IB靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的放大器VBE=VB-VE=VB-IEREI2=（5~10）IBI1=I2+IB

I2RB1+VCCRCC1C2RB2CERERLvivoBECIE=

IC+IB

IC分壓式偏置電路RE射極直流負(fù)反饋電阻CE

交流旁路電容ICIERB1+VCCRCC1C2RB2CERERLvivoI1I2IB靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定過(guò)程TVBEICICIEVEVBE=VB-VE=VB-IEREVB被認(rèn)為較穩(wěn)定ICIEIB由輸入特性曲線本電路穩(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ECB直流通道及靜態(tài)工作點(diǎn)估算IB=IC/

VCE=VCC-ICRC-IEREIC

IE=VE/RE=（VB-VBE）/RE

VBE0.7V

+VCCRB1RCRB2REICIEIBVCE電容開路,畫出直流通道RB1+ECRCC1C2RB2CERERLvivo電容短路,直流電源短路，畫出交流通道交流通道及小信號(hào)等效電路BEC交流通道RB1RCRB2RLvivoBECibiciii2i1小信號(hào)等效電路rbeRCRLRB1RB2BECI1I2小信號(hào)等效電路及電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻的計(jì)算ri=

RB1//RB2//rbero=

RCrbeRCRLRB1RB2BECI1I2RL=RC//RL例：上述靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的放大器，各參數(shù)如下：RB1=100k

，RB2=33k

，RE=2.5k

，RC=5k

，RL=5k

，

=60。求：（1）估算靜態(tài)工作點(diǎn)；（2）空載電壓放大倍數(shù)、帶載電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻；（3）若信號(hào)源有RS=1k

的內(nèi)阻，帶載電壓放大倍數(shù)將變?yōu)槎嗌?？RB1=100k

RB2=33k

RE=2.5k

RC=5k

RL=5k

=60VCC=15V解：(1)估算靜態(tài)工作點(diǎn)=（3315）/（100+33）3.7VIC

IE=VE/RE=(VB-VBE)/RE

=(3.7-0.7)/2.5=1.2mAIB=IC/=1.2/60=0.02mA=20AVCE=VCC

-ICRC-IERE=12-1.2(5+2.5)=6VRB1=100k

RB2=33k

RE=2.5k

RC=5k

RL=5k

=60VCC=15V解：(2)空載電壓放大倍數(shù)、帶載電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻=300+61

(26/1.2)=1622

=1.62k

ri=

RB1//RB2//rbe

=100//33//1.62=1.52k

ro=

RC=5k

Av空=-

RC/rbe=-605/1.62=-186

Av載=-

RL/rbe=-60(5//5)/1.62=-93RB1=100k

RB2=33k

RE=2.5k

RC=5k

RL=5k

=60VCC=15V解：(2)空載電壓放大倍數(shù)、帶載電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻RB1=100k

RB2=33k

RE=2.5k

RC=5k

RL=5k

=60VCC=15V解:(3)信號(hào)源有RS=1k

內(nèi)阻時(shí)，帶載電壓放大倍數(shù)為Avs載rbeRCRLRB1RB2BECI1I2RSVSRSVSriBECRLri=RB1//RB2//rbeRL=RC//RLRSVSri=RB1//RB2//rbeBECRLriVi=Vsriri

+RS信號(hào)源內(nèi)阻為0時(shí)的電壓放大倍數(shù)：Av載=VoVi信號(hào)源內(nèi)阻為RS時(shí)電壓放大倍數(shù)：Avs載=VoVsVs=

Viri

+RSriri

+RSriAvs載=VoVs=Vo=Av載riri

+RSVi=RC//RLRLRSVSri=RB1//RB2//rbeBECRLriAvs載=Av載riri

+RS=-931.52/(1.52+1)=-56ri=

RB1//RB2//rbe

=1.52k

RS=1k

信號(hào)源有內(nèi)阻時(shí)，電壓放大倍數(shù)Avs減小。輸入電阻越大，若ri

RS，則Avs

AvAv載=-

RL/rbe=-93RL=RC//RLRB1+VCCRCC1C2RB2CERERLvivoBEC靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定且具有射極交流負(fù)反饋電阻的放大器RB1=100k

RB2=33k

RE=2.5k

RC=5k

RL=5k

=60VCC=15VRFRECERE=2.4k

RF=100

靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定且具有射極交流負(fù)反饋電阻的放大器直流通道及靜態(tài)工作點(diǎn)+VCCRB1RCRB2REICIEIBVCERFRE和RF共同起直流負(fù)反饋的作用，穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)因RE+RF=2.5k

，所以較上述電路靜態(tài)工作點(diǎn)不變靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定且具有射極交流負(fù)反饋電阻的放大器小信號(hào)等效電路及電壓放大倍數(shù)rbeRCRLRB1RB2BECI1I2IeRFRB1=100k

RB2=33k

RE=2.4k

RF=100

RC=5k

RL=5k

=60VCC=15VVi=Ibrbe+IeRF=Ibrbe

+（1+

）IbRF=Ib[rbe

+（1+

）RF]Vo=-Ic（RC//RL）=-

Ib

RL

Vi=Ibrbe+IeRF=Ibrbe

+（1+

）IbRF=Ib[rbe

+（1+

）RF]Vo=-Ic（RC//RL）=-

Ib

RL

Av=VoVi=-

Ib

RLIb[rbe

+（1+

）RF]=-

RLrbe

+（1+

）RF=-60（5//5）/[1.62+(1+60)0.1]=-19RB1=100k

RB2=33k

RE=2.4k

RF=100

RC=5k

RL=5k

=60EC=15V靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定且具有射極交流負(fù)反饋電阻的放大器小信號(hào)等效電路及輸入電阻輸出電阻rbeRCRLRB1RB2BECI1I2IeRFVi=Ib[rbe

+（1+

）RF]Ib=Vi/[rbe

+（1+

）RF]

Ii=I1+I1+Ib=Vi/RB1+Vi/RB2+Vi/[rbe+(1+

)RF]輸出電阻RO=RC輸入電阻靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定且具有射極交流負(fù)反饋電阻的放大器小信號(hào)等效電路及輸入電阻輸出電阻Vi=Ib[rbe

+（1+

）RF]Ib=Vi/[rbe

+（1+

）RF]

Ii=I1+I1+Ib=Vi/RB1+Vi/RB2+Vi/[rbe+(1+

）RF]

ri

=RB1//RB2///[rbe

+（1+

）RF]=5.9k

ri

=Vi/Ii=Vi

Vi/RB1+Vi/RB2+Vi/[rbe+(1+

)RF]

對(duì)比ri

=RB1//RB2///rbe

=1.52k

RB+VCCC1C2RERLvivo特點(diǎn)：同相放大，放大倍數(shù)約為1，輸入電阻大，輸出電阻小RB=570k

RE=5.6k

RL=5.6k

=100VCC=12V§3.6

共集電極電路--射極輸出器直流通道及靜態(tài)工作點(diǎn)分析：VCC=IBRB+VBE+IERE=IBRB+VBE+(1+

）IBRE=IB

RB+(1+

）RE

+VBERB+VCCREIBIEVBEVCEIC=IB或IC

IE靜態(tài)工作點(diǎn)估算舉例：RB=570k

RE=5.6k

RL=5.6k

=100EC=12VRB+VCCREIBIEVBEVCE=12-0.7570+(1+100)

5.6=0.01(mA)=(1+100)0.01=1.01(mA)IC=12-1.01

5.6=6.3(V)動(dòng)態(tài)分析--交流通道及小信號(hào)等效電路RB+ECC1C2RERLvivo交流通道及小信號(hào)等效電路rbeRERLEBCRBRERLvivoBCE動(dòng)態(tài)分析：1、電壓放大倍數(shù)rbeRERLRLIeLbbebLbRI)1(rIRI)1(￠b++￠b+=Av=VoVi1所以2輸入輸出同相，輸出電壓跟隨輸入電壓，故稱電壓跟隨器。討論輸出電壓與輸入電壓近似相等，電壓未被放大，但是電流放大了，即輸出功率被放大了。Av2、輸入電阻rbeRERLIRBIb=Virbe+(1+)RLIi=IRB+Ib=ViRB+Virbe+(1+)RLri=ViIi=ViViRB+Virbe+(1+)RL=RB//[rbe+(1+)RL]3、輸出電阻用加壓求流法求輸出電阻。rbeRERsro置0保留RsrbeRE輸出電阻ro=RE//rbe1+

當(dāng)RS=0時(shí)（加壓求流法）動(dòng)態(tài)分析及估算舉例：=300+101

(26/1.01)=2.9k

RB=570k

RE=5.6k

RL=5.6k

=100VCC=12VrbeRERLEBCIE=1.01mARB=570k

RE=5.6k

RL=5.6k

=100VCC=12VrbeRERLEBCAv=(1+100)(5.6//5.6)2.9+(1+100)(5.6//5.6)=0.99rbe=2.9k

(電壓放大倍數(shù)估算)動(dòng)態(tài)分析及估算舉例：=570//2.9+(1+100)(5.6//5.6)=190k

RS=0ro=5.6//2.91+100=28

(輸入/輸出電阻估算)動(dòng)態(tài)分析及估算舉例：rbeRERLEBCRB=570k

RE=5.6k

RL=5.6k

=100VCC=12Vrbe=2.9k

動(dòng)態(tài)分析及估算舉例：設(shè)信號(hào)源內(nèi)阻RS=1k

，求這時(shí)的電壓放大倍數(shù)Avs、輸入電阻、輸出電阻rbeRERLEBCRSVSri=190k

ro=5.6//2.9+1//5701+100=38

Avs=Avriri+RS=0.99190/(190+1)=0.985射極輸出器的輸出電阻很小，帶負(fù)載能力強(qiáng)。ro射極輸出器的輸入電阻很大，從信號(hào)源取得的信號(hào)大。討論所謂帶負(fù)載能力強(qiáng)，是指當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，放大倍數(shù)基本不變對(duì)上例射極輸出器：空載時(shí),Av=0.995RL=5.6k

時(shí),Av=0.990RL=1k

時(shí),Av=0.967對(duì)上例靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的放大器(共射放大器):空載時(shí),Av=-186RL=5k

時(shí),Av=-93RL=1k

時(shí),Av=-31討論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?！?.7放大電路的頻率響應(yīng)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。即幅度頻率特性相位頻率特性放大電路頻率特性的概念---為什么要研究放大電路的頻率特性？

放大電路的幅頻特性和相頻特性，也稱為頻率響應(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)生頻率失真的原因是: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。3.7.1RC電路的頻率響應(yīng)RC低通電路RC高通電路RC低通電路

RC低通電路如圖所示。

RC低通電路其電壓放大倍數(shù)(傳遞函數(shù))為RC低通電路的近似頻率特性曲線：RC低通電路的頻率特性曲線

幅頻特性的X軸和Y軸都是采用對(duì)數(shù)坐標(biāo),稱為上限截止頻率。當(dāng)時(shí)，幅頻特性將以十倍頻20dB的斜率下降，或?qū)懗?20dB/dec。在

處的誤差最大，有－3dB。

RC低通電路的頻率特性曲線

當(dāng)時(shí)，相頻特性將滯后45°，并具有-45

/dec的斜率。在0.1和10處與實(shí)際的相頻特性有最大的誤差，其值分別為+5.7°和－5.7°。這種折線化畫出的頻率特性曲線稱為波特圖。

RC低通電路的頻率特性曲線

RC高通電路其電壓放大倍數(shù)為：式中

RC高通電路如圖所示。下限截止頻率、模和相角分別為RC高通電路的近似頻率特性曲線。

RC高通電路的頻率特性曲線3.7.2三極管的高頻小信號(hào)模型三極管高頻小信號(hào)模型電流放大系數(shù)β的頻響三極管高頻小信號(hào)模型混合π型高頻小信號(hào)模型是通過(guò)三極管的物理模型而建立的，三極管的物理結(jié)構(gòu)如圖所示。rb'e---re歸算到基極回路的電阻

---發(fā)射結(jié)電容---集電結(jié)電阻

---集電結(jié)電容

rbb'---基區(qū)的體電阻，b'是假想的基區(qū)內(nèi)的一個(gè)點(diǎn)。三極管物理模型（1）物理模型

---發(fā)射結(jié)電阻

re根據(jù)物理模型可以畫出型高頻小信號(hào)模型三極管高頻小信號(hào)模型電路（2）用代替這一模型中用代替，這是因?yàn)棣卤旧砭团c頻率有關(guān)，而gm與頻率無(wú)關(guān)。推導(dǎo)如下:

三極管高頻小信號(hào)模型電路gm稱為跨導(dǎo)，可寫成

β0反映了三極管內(nèi)部，對(duì)流經(jīng)rb'e的電流的放大作用。是真正具有電流放大作用的部分，β0

即低頻時(shí)的β。而在三極管小信號(hào)模型中，因存在Cb’c

和rb’c,對(duì)求解不便，可通過(guò)單向化處理加以變換。首先因rb’c很大，可以忽略，只剩下Cb’c

?？梢杂幂斎雮?cè)的C

’和輸出側(cè)的C

’’兩個(gè)電容去分別代替Cb’c

，但要求變換前后應(yīng)保證相關(guān)電流不變。（3）單向化高頻混合π型小信號(hào)電路輸入側(cè)高頻混合π型小信號(hào)電路輸出側(cè)所以由于C“