電工電子技術(shù) 課件 41.三極管的結(jié)構(gòu)與分類 -50.放大電路中的反饋

三極管的基本知識《電工電子技術(shù)》三極管的外形三極管的結(jié)構(gòu)目

錄三極管的基本知識三極管的電流放大作用1947年，科學(xué)家巴丁、布菜頓和肖克萊在美國的貝爾實驗室做實驗時，意外發(fā)現(xiàn)他們所發(fā)明的器件可以用一部分微量電流去控制另一部分大得多的電流，即電流產(chǎn)生了“放大”效應(yīng)，這個器件就是晶體管。晶體管很快成為放大電路的核心器件，3位科學(xué)家也因此榮獲了1956年諾貝爾物理學(xué)獎，以表彰他們對電子技術(shù)的重大貢獻。晶體管的發(fā)明三極管的外形半導(dǎo)體三極管也稱晶體三極管，簡稱晶體管，自晶體三極管問世以來，由于它可以放大微弱的電信號或作為無觸點開關(guān)這兩個特殊本領(lǐng)，使其幾乎涉足于每一個電子領(lǐng)域，尤其廣泛用于電信號的放大、振蕩、脈沖技術(shù)和數(shù)字技術(shù)中。三極管一般有塑料封裝、金屬封裝兩種形式。三極管的種類很多：按照頻率分，有高頻管、低頻管；按照功率來分，有大功率管、中功率管、小功率管；按半導(dǎo)體材料分，有硅管、鍺管等等。三極管的結(jié)構(gòu)從內(nèi)部結(jié)構(gòu)來看，三極管內(nèi)部是由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體組成的三層結(jié)構(gòu)，根據(jù)分層次序分為NPN型和PNP型兩大類。如圖（a）、（b）所示。如果兩邊是N型半導(dǎo)體，而中間夾著P型半導(dǎo)體，則稱為NPN型三極管；如果兩邊都是P型半導(dǎo)體，中間夾著N型半導(dǎo)體，那么就稱為PNP型三極管。三極管的結(jié)構(gòu)我國生產(chǎn)的NPN型3D系列為硅管，NPN型3A系列為鍺管。圖中展示的是兩種晶體三極管的電路符號，其文字符號為T。從圖中我們可以看到，不論NPN管，還是PNP管，三極管都有三個區(qū)，兩個PN結(jié)和三個電極。三極管的結(jié)構(gòu)位于中間較薄的一塊半導(dǎo)體叫基區(qū)；其中一側(cè)的半導(dǎo)體專門用來發(fā)射載流子，叫發(fā)射區(qū)；而另一側(cè)專門用來收集載流子，叫集電區(qū)。兩個PN結(jié)是：集電區(qū)與基區(qū)交界的PN結(jié)叫集電結(jié)；發(fā)射區(qū)與基區(qū)交界的PN結(jié)叫發(fā)射結(jié)，集電結(jié)的面積大于發(fā)射結(jié)截面積。三個電極是：由集電區(qū)引出的電極叫集電極C；由基區(qū)引出電極叫基極B；由發(fā)射區(qū)引出的電極叫發(fā)射極E。三極管的結(jié)構(gòu)在三極管的圖形符號中，箭頭表示發(fā)射極的電流方向，也是表示發(fā)射結(jié)正向偏置時電流的方向，因此我們根據(jù)電流的方向就能判斷三極管是NPN型，還是PNP型。三極管的結(jié)構(gòu)三極管具有放大性能，是由其內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定的。將小信號放大成大信號，用一個PN結(jié)的半導(dǎo)體二極管肯定不行，因為它只有單向?qū)щ娞匦?，所以必須采用三端器件（三極管），即由c端流向e端的大電流IE要由第三個端子b（極）的小電流IB來控制，也就是由基極電流IB按比例去控制集電極電流IC。這個比例就是三極管的電流放大系數(shù)β，即IC=βIB。猶如通過閥門來調(diào)節(jié)主管道的水流一樣，通過細管上閥門（b）處的水量控制粗管中的主閥門（c），注入細管中的水量多，則主閥門開得大，粗管的水流也就越大。三極管的結(jié)構(gòu)為了使三極管具有良好的放大作用，三極管在制造時必須滿足下面的工藝條件：基區(qū)應(yīng)該做得比較薄，一般只有1μm到幾十μm厚；發(fā)射區(qū)摻雜濃度要遠遠高于基區(qū)摻雜濃度，從而使發(fā)射區(qū)有足夠多的載流子發(fā)射；另外，集電區(qū)的面積比較大，保證集電區(qū)有足夠的收集能力。三極管的電流放大作用要想使三極管產(chǎn)生電流放大作用，從外部因素來看，必須滿足發(fā)射結(jié)加正向電壓（稱為正向偏置），集電結(jié)加反向電壓（稱反向偏置）這樣的條件。為了了解三極管的電流放大作用，我們以NPN型管為例，來做一個電路實驗。三極管電流放大電路圖三極管的電流放大作用在電路中，晶體三極管接成了兩個回路，即電源UBB、電阻RB、基極與發(fā)射極的回路，稱輸入回路，也稱偏置電路；而電源UCC、電阻RC、集電極與發(fā)射極的回路，稱為輸出回路。由于發(fā)射極是公共端，因此，這種接法稱為共發(fā)射極接法。當(dāng)改變RB時，就測得了基極電流IB、集電極電流IC和發(fā)射極電流IE的大小變化，圖中標(biāo)出了這些電流的方向。三極管電流放大電路圖三極管的電流放大作用經(jīng)過多次測量，我們得出了下面的測試數(shù)據(jù)：三極管電流放大電路測試數(shù)據(jù)三極管的電流放大作用經(jīng)過多次測量，我們得出了下面的測試數(shù)據(jù)：三極管電流放大電路測試數(shù)據(jù)

三極管的電流放大作用三極管電流放大電路測試數(shù)據(jù)

三極管的電流放大作用三極管電流放大電路測試數(shù)據(jù)分析這些數(shù)據(jù)，我們可以得出下面的結(jié)論：（2）在實驗中我們還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)改變RB使IB有一個變化量ΔIB時，相應(yīng)地就會有一個IC的變化量ΔIC，并且ΔIC/ΔIB也近似為一個常數(shù)，可以用β代表這個常數(shù)，因此就有ΔIC/ΔIB≈β，β稱為交流電放大系數(shù)。三極管的電流放大作用三極管電流放大電路測試數(shù)據(jù)

三極管的電流放大作用通過三極管電流放大作用的分析，可以知道：內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點加上一定的外部條件，使三極管具備了放大電流的作用。同樣地，生活中我們也應(yīng)該苦練內(nèi)功，當(dāng)我們自身具備了過硬的本領(lǐng)時，就更容易抓住外部的機遇，從而更好地成就自己、實現(xiàn)我們的人生價值。小結(jié)

三極管的外形三極管的結(jié)構(gòu)三極管的電流放大作用三極管集電極輸出電流IC=9mA，該管的電流放大系數(shù)為β=50，則其輸入電流IB是多少？思考題謝謝大家三極管的工作原理《電工電子技術(shù)》目

錄三極管的工作原理放大狀態(tài)飽和狀態(tài)截止?fàn)顟B(tài)三極管的工作原理我們使用的智能手機的核心部分是處理器，這個處理器有著大約20億個三極管，這些三極管處于放大狀態(tài)，可以用來放大微弱的信號，由于三極管的這一作用，使它廣泛用于集成芯片中。而實際上，除了放大狀態(tài)，當(dāng)三極管處于飽和及截止工作狀態(tài)時，也能實現(xiàn)不同的功能，都可以為我們服務(wù)。當(dāng)外接電路保證三極管的發(fā)射結(jié)正向編置，集電結(jié)反向偏置時，那么三極管具有電流放大作用，即工作在放大狀態(tài)。在放大狀態(tài)下，三極管就相當(dāng)于是一個受控制的水龍頭，水龍頭流出水流的大小受開關(guān)（基極）控制，開關(guān)擰大一點，流出的水就會大一點。放大狀態(tài)圖中基極電源EB和基極電阻RB構(gòu)成的基極電路保證發(fā)射結(jié)處于正向偏置，集電極電源Ec和集電極電阻Rc構(gòu)成的集電極電路保證集電結(jié)處于反向偏置(Ec＞EB)。由于發(fā)射極是基極電路和發(fā)射極電路的公共端，所以這種電路稱為共發(fā)射極電路。如果三極管為PNP型，只需將兩電源的極性顛倒即可。放大狀態(tài)放大狀態(tài)由于發(fā)射結(jié)處于正向偏置，因此該PN結(jié)導(dǎo)通，發(fā)射區(qū)的多數(shù)載流子會源源不斷地向基區(qū)擴散，形成發(fā)射極電流iE。發(fā)射區(qū)的電子注入基區(qū)后，除一小部分與基區(qū)的空穴復(fù)合，形成基極電流iB外，大部分電子將繼續(xù)向集電結(jié)擴散。擴散到集電結(jié)邊沿的電子在集電結(jié)反向電壓的作用下，被拉入集電區(qū)，形成集電極電流iC。在載流子的運動過程中，基極電流、集電極電流和發(fā)射極電流滿足下面的關(guān)系：iE=iC+iB放大狀態(tài)因為在三極管制成后，其內(nèi)部尺寸雜質(zhì)濃度是確定的，所以發(fā)射區(qū)所發(fā)射的電子在基區(qū)復(fù)合的百分數(shù)和被集電區(qū)收集的電子的百分數(shù)大體上是確定的。

放大狀態(tài)當(dāng)外加基極電壓的變化引起基極電流iB的微小變化時，集電極電流iC必將會發(fā)生較大的變化。這就是三極管的電流放大作用，也是我們通常所說的基極電流對集電極電流的控制作用。

放大狀態(tài)綜上所述，三極管工作在放大狀態(tài)的內(nèi)部條件是制造時使基區(qū)薄且摻雜濃度低，發(fā)射區(qū)的摻雜濃度遠大于集電區(qū)：外部條件是發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。如果為共射極接法，那么NPN管：VC＞VB＞VE；PNP管：VE＞VB＞Vc。三極管在放大狀態(tài)時，有iC=βiB三極管在放大工作狀態(tài)的基礎(chǔ)上，如果基極電流進一步增大許多，三極管將進入飽和狀態(tài)，電流放大倍數(shù)在飽和狀態(tài)下，三極管集電極電流的大小已經(jīng)不受基極電流的控制，它們之間也不再成比例關(guān)系，此時三極管沒有放大能力。這就相當(dāng)于水龍頭的開關(guān)已經(jīng)開到最大了，想要繼續(xù)開大開關(guān)，流出的水流也不會再變大了。飽和狀態(tài)飽和狀態(tài)當(dāng)三極管的發(fā)射結(jié)和集電結(jié)都處于正向偏置時，電路如圖所示，若減小基極電阻RB，使發(fā)射結(jié)電壓uBE增大，則基極電流iB增大，集電極電流iC隨之增大。

此時的三極管已處于飽和狀態(tài)，uCE＜uBE，集電結(jié)正向偏置。飽和狀態(tài)

當(dāng)三極管的發(fā)射結(jié)處于反向偏置時，理想狀態(tài)下基極電流為0，集電極電流也為0，此時三極管處于截止?fàn)顟B(tài)。這就相當(dāng)于一個關(guān)緊了的水龍頭，水龍頭里的水是流不出來的。截止?fàn)顟B(tài)截止?fàn)顟B(tài)下，集電極與發(fā)射極之間是不導(dǎo)通的，相當(dāng)于開關(guān)的斷開。截止?fàn)顟B(tài)三極管工作在截止?fàn)顟B(tài)的條件是：發(fā)射結(jié)反偏。其工作在截止?fàn)顟B(tài)的特點是：iB=0，iC≈0，管壓降uCE≈Ec。小結(jié)

三極管的放大狀態(tài)三極管的飽和狀態(tài)三極管的截止?fàn)顟B(tài)當(dāng)三極管的發(fā)射結(jié)處于正偏、集電結(jié)處于反偏；均處于正偏時分別處于哪種工作狀態(tài)？思考題謝謝大家三極管的伏安

特性和主要參數(shù)《電工電子技術(shù)》三極管輸入特性曲線三極管輸出特性曲線三極管主要參數(shù)目

錄三極管的伏安特性和主要參數(shù)與二極管一樣，三極管也存在著外部各極電流和電壓之間的關(guān)系曲線，稱為三極管的特性曲線。與二極管不同的是，由于三極管有三個極，需要分成兩個回路，因此有兩組曲線，即輸入特性曲線和輸出特性曲線。三極管的連接方式不同，特性曲線也不同，以下為最常用的共射極接法的輸入特性和輸出特性曲線。導(dǎo)入輸入特性曲線輸入特性曲線是指晶體管的集電極與發(fā)射極之間的電壓uCE一定時，基極電流iB隨基極與發(fā)射極之間的正向電壓uBE的變化而變化的曲線，這一關(guān)系可以表示為：iB=?（uBE）|uCE=常數(shù)。三極管的輸入特性特性曲線與二極管很相似，也有同樣的死區(qū)電壓和管壓降范圍，放大電路工作時要避開發(fā)射結(jié)的死區(qū)電壓，這樣才不會產(chǎn)生失真。輸入特性曲線三極管輸入特性還受集電極電壓影響，右面是測量三極管特性的實驗電路圖。uBE一定，uCE增大則iB減小。但當(dāng)uCE≥1V以后，這種影響可忽略不計，我們通常將uCE≥1V的輸入特性用一根曲線代表，作為分析電路的依據(jù)。實驗電路圖輸入特性曲線輸出特性曲線輸出特性曲線是指當(dāng)晶體管基極電流iB為常數(shù)時集電極的電流iC與集、射極間電壓uCE之間的關(guān)系，即iC=?（uCE）|iB=常數(shù)。三極管的輸出特性是一個曲線簇，根據(jù)晶體管的工作狀態(tài)不同可將輸出特性分為3個區(qū)域。輸出特性曲線（1）放大區(qū)：在iB=0的特性曲線上方，各條輸出特性曲線近似平行于橫軸的曲線族部分，稱為放大區(qū)。在uCE≥1V時，iC不隨uCE變化，呈現(xiàn)恒流特性。此時發(fā)射結(jié)處于正向偏置，集電結(jié)處于反向偏置。在放大區(qū)iC=βiB。（2）截止區(qū)：在iB=0的特性曲線以下的區(qū)域稱為截止區(qū)，這時iC≤ICEO≈0。此時兩個PN結(jié)均為反偏。輸出特性的3個區(qū)域：輸出特性曲線（3）飽和區(qū)：輸出特性曲線近似直線上升的部分稱為飽和區(qū)，在飽和區(qū)uCB≤0（或≤uBE）時，iC不再受iB的控制。此時發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均為正偏。輸出特性的3個區(qū)域：三極管的主要參數(shù)三極管的參數(shù)反映了三極管的性能和安全運用范圍，是正確使用和合理選擇管子的依據(jù)。1.電流放大系數(shù)??

?和β：

三極管的主要參數(shù)1.電流放大系數(shù)和??

?和β：

我們選擇三極管時，并不是β值越大越好，其β值應(yīng)適當(dāng)，β值過小，放大能力差；β值過大，則性能不穩(wěn)定。一般β值宜為30～120。三極管的主要參數(shù)2.穿透電流ICEOICEO是指基極開路時，集電極與發(fā)射極之間的反向電流。由于ICEO是從集電區(qū)穿過基區(qū)流至發(fā)射區(qū)的，因此也稱為穿透電流。一般鍺管的的ICEO要比硅管的ICEO大，小功率鍺管在幾十微安至幾百微安，而小功率硅管的ICEO值只有幾微安。溫度越高，ICEO值越大。在選用三極管時，ICEO越小，管子對溫度的穩(wěn)定性越好，工作就越穩(wěn)定，因此我們要選ICEO值小的管子。ICEO的測量電路三極管的主要參數(shù)3.集電極-基極反向飽和電流ICBOICBO是發(fā)射極斷開情況下，集電極、基極間加反向電壓UCB時流過集電結(jié)的反向電流，也稱集電結(jié)反向飽和電流，如圖所示。好的三極管，其ICBO很?。ㄎ布墸?。小功率硅管，ICBO≤1μA，鍺管ICBO值在10μA左右。ICBO值會隨溫度升高而增大，從溫度穩(wěn)定性考慮，宜選用ICBO值小且穩(wěn)定性好的硅管。ICBO的測量電路三極管的主要參數(shù)3.集電極最大允許電流ICM集電極電流IC增大到一定數(shù)值后，晶體管的β值就要明顯下降，性能變差，甚至有燒壞三極管的可能。為了使β值下降不超過規(guī)定值（取正常值的2/3），此時的集電極電流定義為集電極最大允許電流，記作ICM。三極管的主要參數(shù)4.集射極間反向擊穿電壓U（BRCEO）基極開路時，加在集電極與發(fā)射極之間的最大允許電壓稱為集射反向擊穿電壓。使用中如果管子兩端的電壓UCE＞U（BRCEO）時，集電極電流IC驟然大幅度上升，說明管子已被擊穿，此時將造成三極管永久性損壞。因此使用時，集射之間的電壓絕對不能超過。當(dāng)環(huán)境溫度較高時，U（BRCEO）值還要降低，使用時要留有裕量。三極管的主要參數(shù)5.集電極最大允許耗散功率PCM集電極電流通過晶體管時將引起功率損耗，并使集電結(jié)發(fā)熱，結(jié)溫升高，管子性能變壞。為了限制溫度不超過允許值。而規(guī)定集電極功耗的最大值，稱為集電極最大允許耗散功率，記作PCM。以上的ICM、PCM以及U（BRCEO）稱為三極管常用的極限參數(shù)，它們共同確定了三極管允許的工作范圍。三極管的主要參數(shù)ICM、PCM以及U（BRCEO）稱為三極管常用的極限參數(shù)，如同做人需要底線一樣，這些極限參數(shù)相當(dāng)于三極管的底線，圍起了三極管的安全工作區(qū)。平時的學(xué)習(xí)生活中，我們也要注意樹立底線思維、明確底線在哪里，做到有備無患、遇事不慌，防范和化解各種可能的風(fēng)險。小結(jié)

輸入特性曲線輸出特性曲線三極管的主要參數(shù)已知三極管的PCM＝100mW，ICM＝20mA，U（BRCEO）＝15V，試問在下列幾種情況下，哪個能正常工作？哪個不能正常工作？為什么？（1）

UCE

＝

3V，

IC

＝

10mA；（

2）

UCE

＝

2V，

IC

＝

40mA；（

3）

UCE

＝

10V，

IC

＝

20mA。思考題謝謝大家基本放大電路的

組成和工作原理《電工電子技術(shù)》什么是基本放大電路基本放大電路的組成基本放大電路的工作原理目

錄基本放大電路的組成和工作原理什么是基本放大電路

放大電路指的是能夠?qū)⑽⑷醯碾娦盘柗糯螅怪兂奢^大信號的一種電路。放大對象：變化量放大特征：功率的放大放大基本要求：不失真放大本質(zhì)：實現(xiàn)能量的控制和轉(zhuǎn)換基本放大電路的組成

三級管基極B發(fā)射極E集電極CUiUo基極B發(fā)射極E集電極C基本放大電路的組成

UiUo輸入回路輸出回路基本放大電路的組成

UiUo三極管要工作在放大區(qū)發(fā)射結(jié)BE結(jié)要處于正偏集電結(jié)BC結(jié)要處于反偏三極管1基本放大電路的組成

UiUo使發(fā)射結(jié)處于正偏的一個保證，并且產(chǎn)生合適的基極電流IB基極電阻和基極電源2基本放大電路的組成

UiUo

集電極電源和集電極電阻3基本放大電路的組成

UiUo具有隔直通交的作用，幫助傳輸純粹的交流信號耦合電容4基本放大電路的組成

UiUo電路中兩個電源如何處理?單電源供電:去掉基極電源,基極電阻改為下拉式,集電極電源用電位表示基本放大電路的組成

UiUo供電:直流電源UCC輸入:交流小信號ui輸出:交流大信號uo各級電壓、電流：iB、iC、uBE、uCE隨輸入電壓的變化而變化基本放大電路的工作原理

uiuoiBiCuBEuCE++++----正常工作：ui=0IBICUBEUCE都是直流基本放大電路的工作原理

兩種工作狀態(tài)：靜態(tài)uiuoiBiCuBEuCE++++----靜態(tài)工作點：Q基本放大電路的工作原理

兩種工作狀態(tài)：靜態(tài)uiuoiBiCuBEuCE++++----ui≠0iB

iC

uBE

uCE直流+交流基本放大電路的工作原理

兩種工作狀態(tài)：動態(tài)uiuoiBiCuBEuCE++++----小結(jié)

什么是基本放大電路基本放大電路的組成基本放大電路的工作原理1.單管共射放大電路的主要由哪幾部分組成？2.電路中的電容選用無極性電容能否滿足放大要求？思考題謝謝大家基本放大電路的性能指標(biāo)《電工電子技術(shù)》電壓放大倍數(shù)（增益）輸入電阻通頻帶目

錄基本放大電路的性能指標(biāo)輸出電阻導(dǎo)入古代擴音建筑：暢音閣電壓放大倍數(shù)：是衡量放大電路對輸入信號放大能力的主要指標(biāo)。電壓放大倍數(shù)（增益）

當(dāng)輸入信號為正弦交流信號時，可以表示為可以用電壓增益來表示放大電路的分貝值：電壓放大倍數(shù)是輸出電壓與輸入電壓的比，反映了放大電路的放大能力。電壓放大倍數(shù)越大越好。電壓放大倍數(shù)（增益）

輸入電阻輸入電阻：從放大電路的輸入端看進去的等效動態(tài)電阻放大電路輸入電阻當(dāng)信號源為電壓源時輸入電阻越大，Ri越大，從信號源獲取的電流Ii越小，那么放大電路所得到的輸入端電壓Ui會越接近于Us~此時輸入電阻越大越好輸入電阻當(dāng)信號源為電流源時~此時輸入電阻越小越好輸出電阻輸出電阻：從放大電路的輸出端看進去的等效動態(tài)電阻放大電路輸出電阻越小越好通頻帶通頻帶：是一個放大倍數(shù)隨頻率變化的曲線。電壓放大倍數(shù)與頻率的關(guān)系稱為放大器的幅頻特性通頻帶通頻帶：是一個放大倍數(shù)隨頻率變化的曲線。通頻帶是中頻段上限和下限截止頻率的差值通頻帶越大越好小結(jié)

電壓放大倍數(shù)：反映放大電路的放大能力，越大越好輸入電阻：反映放大電路對信號源的影響輸出電阻：反映放大電路對負載的影響，越小越好通頻帶：反映放大電路的頻率特性，越大越好放大電路中負載對哪些量有影響？思考題謝謝大家基本放大電路靜態(tài)分析《電工電子技術(shù)》放大電路靜態(tài)的基本概念圖解分析法估算分析法目

錄基本放大電路靜態(tài)分析靜態(tài)工作點的影響放大電路靜態(tài)的基本概念

靜態(tài)：ui=0基本放大電路之中沒有輸入正弦交流信號RBRCIBICUCE+VCC放大電路的直流通路圖解分析法圖解分析法是在已知輸入特性和輸出特性曲線的條件下，根據(jù)輸入、輸出回路方程在輸入、輸出特性曲線上用作圖的方法求解。圖解分析法圖解分析法IB與UBE之間關(guān)系符合輸入特性；滿足電路的基本電壓方程：UBE=UCC-IBRB

輸入特性曲線輸入特性曲線：圖解分析法在輸入特性坐標(biāo)平面內(nèi)作一條以IB為自變量的直線，與輸入特性曲線交于Q點，由Q點對應(yīng)的坐標(biāo)值得到電路的UBE和IB輸入特性曲線：輸入特性曲線圖解分析法IC與UCE間的關(guān)系應(yīng)符合求出IB的輸出特性曲線滿足電路基本電壓方程：UCE=UCC-ICRC輸出特性曲線：輸出特性曲線圖解分析法直流負載線：以IC為自變量斜率為?1/RC的直線方程直流負載線與輸出特性曲線交于Q點由Q點對應(yīng)的坐標(biāo)值可得到電路的IC、UCE和IB輸出特性曲線：輸出特性曲線估算分析法

估算法是利用電路的直流通路進行計算的一種方法，要使用這一方法的前提條件是電路的各元件參數(shù)是已知的。估算分析法RBRCIBICUCE+VCC根據(jù)直流通路可以求得單管共射放大電路的靜態(tài)基極的電流為由三極管的輸入特性可知UBE的變化范圍很小，當(dāng)UCC>>UBE時估算時常把UBE忽略不計，也就是已知三極管處于放大區(qū)時近似認為它的電流放大系數(shù)是不變的，因此當(dāng)基極電流過小時：工作點過低（I小，Ic小，Uc大），Q1點就會進入截止區(qū)，產(chǎn)生截止失真。靜態(tài)工作點的影響

在放大電路中設(shè)置靜態(tài)工作點的目的就是避免產(chǎn)生非線性失真。靜態(tài)工作點的影響

在放大電路中設(shè)置靜態(tài)工作點的目的就是避免產(chǎn)生非線性失真。當(dāng)基極電流過大時：工作點過高（I大，Ic大，Uc?。琎2點又會進入飽和區(qū)，產(chǎn)生飽和失真。小結(jié)

放大電路靜態(tài)的基本概念圖解分析法估算分析法靜態(tài)工作點的影響

思考題謝謝大家基本放大電路動態(tài)分析《電工電子技術(shù)》放大電路動態(tài)的基本概念微變等效電路分析法靜態(tài)工作點穩(wěn)定的共射放大電路目

錄基本放大電路動態(tài)分析放大電路動態(tài)的基本概念

動態(tài)：ui≠0基本放大電路中交流量和直流量共同作用放大電路的交流通路RBRCB+VTCE+--uiuo微變等效電路分析法

放大電路的微變等效電路法是把非線性元件晶體三極管線性化、等效為一個線性元件，把非線性元件晶體三極管組成的放大電路等效為一個線性電路。微變等效電路1微變等效電路分析法

（1）晶體三極管輸入端的等效當(dāng)UCE為常數(shù)時，ΔUBE與ΔIB的比值rbe稱為晶體三極管的輸入電阻。

低頻小功率晶體管的輸入電阻可用公式微變等效電路1微變等效電路分析法

（2）晶體三極管輸出端的等效當(dāng)UCE為常數(shù)時，ΔIC與ΔIB的比值β為晶體三極管的電流放大系數(shù)。++--uiuo晶體三極管的輸出電路：iC=βiB微變等效電路1微變等效電路分析法

（3）放大電路的微變等效電路+-uiuo微變等效電路1微變等效電路分析法

（1）電壓放大倍數(shù)的計算+-uiuo因此電壓放大倍數(shù)為

放大倍數(shù)為負值表示輸出電壓與輸入電壓相位相反微變等效電路的計算2微變等效電路分析法

（2）輸入電阻的計算+-uiuo

微變等效電路的計算2微變等效電路分析法

（3）輸出電阻的計算+-uiuo對于負載而言，放大器的輸出電阻ro越小，負載電阻RL的變化對輸出電壓的影響就越小，表明放大器帶負載的能力越強，因此ro越小越好。微變等效電路的計算2當(dāng)溫度升高時：IB↑，穿透電流ICEO↑，β↑，晶體管集電極靜態(tài)電流IC↑，管壓降UC↓，靜態(tài)工作點Q沿負載線上移而接近飽和區(qū)，嚴重時將發(fā)生飽和失真。靜態(tài)工作點穩(wěn)定的共射放大電路

溫度對靜態(tài)工作點的影響當(dāng)溫度降低時：IB↓，穿透電流ICEO↓，β↓，晶體管集電極靜態(tài)電流IC↓，管壓降UC↑，靜態(tài)工作點Q沿負載線下移而接近截止區(qū)，嚴重時將發(fā)生截止失真。靜態(tài)工作點穩(wěn)定的共射放大電路

靜態(tài)工作點穩(wěn)定的放大電路uoui共射放大電路直流通路靜態(tài)工作點穩(wěn)定的共射放大電路

uoui共射放大電路直流通路晶體管的基極電位VB可以由VB1和VB2分壓決定，不隨溫度變化而變化發(fā)射極與地之間接入電阻RE，該電阻上電流IE≈IC，晶體管的發(fā)射極電位

VE隨晶體管輸出電流變化而變化基極電流

IB的大小由發(fā)射結(jié)電壓UBE決定，UBE=VB-VE條件：I1≈I2>>IB靜態(tài)工作點穩(wěn)定的放大電路靜態(tài)工作點穩(wěn)定的共射放大電路

若IC增大，則使

IB減小若IC減小，則使

IB增大條件：I1≈I2>>IB負反饋的作用靜態(tài)工作點穩(wěn)定的放大電路uoui共射放大電路直流通路小結(jié)

放大電路動態(tài)的基本概念微變等效電路分析法靜態(tài)工作點穩(wěn)定的共射放大電路在什么情況下放大電路可以采用微變等效方法進行分析？三極管的放大倍β與放大電路的放大倍數(shù)Au是一回事嗎？思考題謝謝大家常用基本放大電路的類型及特點《電工電子技術(shù)》射極輸出器（共射極放大電路）差動放大電路互補對稱放大電路目

錄電路與電路模型射極輸出器（共射極放大電路）

射極輸出器是一種常用的共射極放大電路，交流信號由發(fā)射極經(jīng)耦合電容C2輸出。uoui射極輸出器（共射極放大電路）

靜態(tài)分析1射極輸出器（共射極放大電路）

ui+T-uo+-+-+-uiuo動態(tài)分析2射極輸出器的交流通路射極輸出器的動態(tài)等效電路射極輸出器（共射極放大電路）

（1）電壓放大倍數(shù)動態(tài)分析2+-+-uiuo射極輸出器的動態(tài)等效電路ui+T-uo+-射極輸出器的交流通路射極輸出器（共射極放大電路）

（2）輸入電阻動態(tài)分析2+-+-uiuo射極輸出器的動態(tài)等效電路ui+T-uo+-射極輸出器的交流通路射極輸出器（共射極放大電路）

+-+-uiuo射極輸出器的動態(tài)等效電路（3）輸出電阻ui+T-uo+-射極輸出器的交流通路動態(tài)分析2射極輸出器（共射極放大電路）

射極輸出器常用作多級放大器的第一級或最后一級，也可用于中間隔離級。電路的應(yīng)用3用作輸入級：減輕信號源的負擔(dān)，提高放大器的輸入電壓。用作輸出級：減小負載變化對輸出電壓的影響，并易于與低阻抗負載匹配，向負載傳送盡可能大的功率。作中間級：當(dāng)兩級放大電路中前級輸出電阻較高、后級輸入電阻較小時，提高交流信號傳送效率。在放大電路的應(yīng)用中，直流放大器不允許作用阻容耦合，應(yīng)采用直接耦合方式，也就是將輸入信號直接接至放大電路的輸入端，或前一級的輸出直接連到后一級的輸入端。而這種直接耦合方式會產(chǎn)生較大的零點飄移，如果沒有良好的抑制零點漂移的措施，放大電路將不能正常工作。差動放大電路是一種能很好的抑制零漂的電路，也叫差分放大電路。差動放大電路

差動放大電路的概念1差動放大電路

+-++--+-+-差動放大電路的電路結(jié)構(gòu)2差動放大電路

①共模輸入：ui1=ui2=uic即ui1與ui2大小相等、方向相同、稱為共模信號。②差模輸入：ui1=-ui2=uid即ui1與ui2大小相等、方向相反，稱為差模信號。③差動輸入：ui1和ui2的大小、方向任意，也稱為比較輸入。差動放大電路的工作原理3兩個輸入信號ui1和ui2存在三種狀態(tài)：差動放大電路

抑制共模信號減少能量損失控制輸出信號方向放大差分信號，識別小信號差動放大電路的主要特點4互補對稱放大電路

減少或避免失真盡可能提高放大電路的效率對互補對稱放大電路的基本要求1互補對稱放大電路

互補對稱放大電路的電路結(jié)構(gòu)2小結(jié)

射極輸出器（共射極放大電路）差動放大電路互補對稱放大電路這是一個射極輸出器，電路圖如下，已知:UCC=12V，RB=200kΩ，RE=2kΩ，RL=3kΩ，RS=100Ω，三極管為硅材，β=50。試估算靜態(tài)工作點，并求電壓放大倍數(shù)Au、輸入電阻ri、輸出電阻ro。思考題uoui謝謝大家集成運放概述《電工電子技術(shù)》導(dǎo)入世界上第一臺電子計算機的體積非常龐大，占據(jù)了167m2的大廳，而現(xiàn)在的計算機僅用一只手就可以輕松提起。導(dǎo)入

1964年美國仙童公司研制出第一個集成運算放大器，我國的集成電路產(chǎn)業(yè)于20世紀(jì)60年代誕生，但是我國的芯片卻沒有自己的核心技術(shù)。2019年開始，美國對華為芯片實施禁令，使華為受到很大打擊。目

錄集成運放概述集成運算放大器的組成集成運放的主要參數(shù)電路符號和引腳定義集成運放的傳輸特性集成運算放大器的組成集成運算放大器是一種放大倍數(shù)很高的，可以放大直流、交流信號的放大電路，簡稱運放。它主要由四部分組成，即輸入級、中間級、輸出級和偏置電路。電路符號和引腳定義集成運放的符號1輸出端反相輸入端同相輸入端差動輸入方式電路符號和引腳定義引腳2②腳：反相輸入端③腳：同相輸入端④腳：負電源端⑦腳：正電源端①腳和⑤腳：外接調(diào)零電位器的兩個端子⑧腳：空腳集成運放的主要參數(shù)開環(huán)電壓放大倍數(shù)Auo

輸出電壓uo與差模輸入電壓uid之比。差模輸入電阻rid

在uN與uP

輸入大小相等、相位相反電壓時運放的輸入電阻。開環(huán)輸出電阻ro

是衡量集成運放帶負載能力的參數(shù)。共模抑制比KCMR

差模電壓放大倍數(shù)與共模電壓放大倍數(shù)的比值。最大輸出峰－峰電壓UOPP

運放加上標(biāo)稱電源電壓、輸出端開路時，運放能輸出基本不失真的最大峰值電壓。集成運放的傳輸特性理想運放的條件1集成運放在分析的時候比較復(fù)雜，為了把這個過程簡化，我們一般把集成運放看成是一個理想的集成運放。作為理想的集成運放來分析的時候要滿足四個條件：開環(huán)電壓放大倍數(shù)Auo→∞開環(huán)輸入電阻rid→∞開環(huán)輸出電阻ro→0共模抑制比KCMR→∞集成運放的傳輸特性集成運放的傳輸特性曲線2理想運放的傳輸特性曲線研究的是輸出電壓與輸入電壓之間的關(guān)系。集成運放的傳輸特性集成運放的傳輸特性曲線2運放在線性區(qū)工作時由于rid→∞，兩個輸入端之間無電流，稱為“虛斷”iP＝iN≈0運放工作在線性區(qū)，則輸出信號與輸入信號之間必須滿足Uo＝Auo（uP–uN）uP–uN＝uo/Auo≈0uN≈uP由于Auo→∞，并且uo為有限值，可認為兩個輸入端的電位差為零，相當(dāng)于“短路”，

稱為“虛短”，即

集成運放的傳輸特性集成運放的傳輸特性曲線2當(dāng)運放工作在開環(huán)狀態(tài)或外接正反饋時，由于Auo很大，只要有微小的電壓信號輸入，運放就工作在非線性區(qū)。運放在非線性區(qū)工作時當(dāng)uP>uN

時，輸出高電平＋UOH當(dāng)uP<uN

時，輸出低電平?UOL小結(jié)

集成運算放大器的組成