1、n半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管n共射放大電路共射放大電路n共集放大電路與共基放大電路共集放大電路與共基放大電路n場效應(yīng)管及其放大電路場效應(yīng)管及其放大電路n繼承運(yùn)算放大電路繼承運(yùn)算放大電路6.1 半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管n半導(dǎo)體三極管的結(jié)構(gòu)n三極管內(nèi)部的電流分配與控制n三極管的特性曲線n三極管的微變等效電路n半導(dǎo)體三極管的參數(shù)n三極管的型號(hào)n三極管應(yīng)用圖圖 常見三極管的外形常見三極管的外形6.1.1 6.1.1 半導(dǎo)體三極管的結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體三極管的結(jié)構(gòu) 雙極型半導(dǎo)體三極管的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。雙極型半導(dǎo)體三極管的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。它有兩種類型它有兩種類型:NPN型和型和PNP型。型。e-b間的PN結(jié)稱

2、為發(fā)射結(jié)(Je) c-b間的PN結(jié)稱為集電結(jié)(Jc) 中間部分稱為基區(qū)，連上電極稱為基極，用B或b表示（Base）； 一側(cè)稱為發(fā)射區(qū)，電極稱為發(fā)射極，用E或e表示（Emitter）； 另一側(cè)稱為集電區(qū)和集電極，用C或c表示（Collector）。雙極型三極管的符號(hào)中，發(fā)射極的箭頭代表發(fā)射極電流的實(shí)際方向。半導(dǎo)體三極管的結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體三極管的結(jié)構(gòu) 從外表上看兩個(gè)從外表上看兩個(gè)N區(qū)區(qū),(或兩個(gè)或兩個(gè)P區(qū)區(qū))是對稱的，實(shí)際上是對稱的，實(shí)際上發(fā)射區(qū)的發(fā)射區(qū)的摻雜濃度大摻雜濃度大，集電區(qū)摻雜濃度低集電區(qū)摻雜濃度低，且，且集電結(jié)面積大集電結(jié)面積大?；鶇^(qū)要基區(qū)要制造得很薄制造得很薄，其厚度一般在幾個(gè)微米至幾十個(gè)

3、微米。，其厚度一般在幾個(gè)微米至幾十個(gè)微米。6.1.2 三極管的工作原理三極管的工作原理 雙極型半導(dǎo)體三極管在工作時(shí)一定要加上雙極型半導(dǎo)體三極管在工作時(shí)一定要加上適當(dāng)?shù)闹绷髌秒妷?。適當(dāng)?shù)闹绷髌秒妷骸?若在放大工作狀態(tài)：發(fā)射結(jié)加正向電壓，若在放大工作狀態(tài)：發(fā)射結(jié)加正向電壓，集電結(jié)加反向電壓，集電結(jié)加反向電壓，如圖所示。如圖所示。 現(xiàn)以現(xiàn)以 NPN型三型三極管的放大狀態(tài)為極管的放大狀態(tài)為例，來說明三極管例，來說明三極管內(nèi)部的電流關(guān)系。內(nèi)部的電流關(guān)系。NPNRCRbVCCVBB+_IBICIEVoVcVbVe 在發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏條件下在發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏條件下，三極管中載，三極管中載流子

4、的運(yùn)動(dòng)：流子的運(yùn)動(dòng)：(1)發(fā)射區(qū)向基發(fā)射區(qū)向基區(qū)注入電子：區(qū)注入電子：在在VBB作用下，作用下，發(fā)射區(qū)向基區(qū)發(fā)射區(qū)向基區(qū)注入電子形成注入電子形成IEN，基區(qū)空穴，基區(qū)空穴向發(fā)射區(qū)擴(kuò)散向發(fā)射區(qū)擴(kuò)散形成形成IEP。 IEN IEP方向方向相同相同VBBVCC(2) 電子在基區(qū)復(fù)合和擴(kuò)散電子在基區(qū)復(fù)合和擴(kuò)散 由發(fā)射區(qū)注入基區(qū)的電子繼續(xù)向集電結(jié)擴(kuò)散，擴(kuò)由發(fā)射區(qū)注入基區(qū)的電子繼續(xù)向集電結(jié)擴(kuò)散，擴(kuò)散過程中少部分電子與基區(qū)空穴復(fù)合形成電流散過程中少部分電子與基區(qū)空穴復(fù)合形成電流IBN。由。由于基區(qū)薄且濃度低，所以于基區(qū)薄且濃度低，所以IBN較小。較小。(3) 集電結(jié)收集電子集電結(jié)收集電子 由于集電結(jié)反由于集

5、電結(jié)反偏，所以基區(qū)中擴(kuò)偏，所以基區(qū)中擴(kuò)散到集電結(jié)邊緣的散到集電結(jié)邊緣的電子在電場作用下電子在電場作用下漂移過集電結(jié)，到漂移過集電結(jié)，到達(dá)集電區(qū)，形成電達(dá)集電區(qū)，形成電流流ICN。VBBVCC(4) 集電極的反向電流集電極的反向電流 集電結(jié)收集到的電子包括兩部分：集電結(jié)收集到的電子包括兩部分：發(fā)射區(qū)擴(kuò)散到基區(qū)的電子發(fā)射區(qū)擴(kuò)散到基區(qū)的電子ICN基區(qū)的少數(shù)載流子基區(qū)的少數(shù)載流子ICBOVBBVCC IE= IEN+ IEP 且有IENIEP IEN=ICN+ IBN 且有IEN IBN ，ICNIBN IC=ICN+ ICBO IB=IEP+ IBNICBOIE =IC+IBVBBVCC三極管各電極

6、的電流關(guān)系三極管各電極的電流關(guān)系3. 三極管的三種組態(tài)三極管的三種組態(tài)共集電極接法共集電極接法，集電極作為公共電極，用，集電極作為公共電極，用CC表示。表示。共基極接法共基極接法，基極作為公共電極，用基極作為公共電極，用CB表示；表示；共發(fā)射極接法共發(fā)射極接法，發(fā)射極作為公共電極，用，發(fā)射極作為公共電極，用CE表示；表示；BJT的三種組態(tài)的三種組態(tài)6.1.36.1.3三極管的特性曲線三極管的特性曲線n什么叫三極管的特性曲線？ 三極管伏安特性曲線是指三極管各電極電壓與各電極電流之間關(guān)系的曲線，它是管子內(nèi)部載流子運(yùn)動(dòng)規(guī)律的外部體現(xiàn)。1.4.31.4.3三極管的特性曲線三極管的特性曲線bceCRCC

7、UCiBiBEUCEU常數(shù)BREiBBU輸入回路輸入回路輸出回路輸出回路常常數(shù)數(shù) CE)(BEBuufi1、輸入特性曲線、輸入特性曲線: (1)是研究當(dāng)是研究當(dāng)UCE=常數(shù)常數(shù) 時(shí)，時(shí)，UBE 和和iB之間的關(guān)系曲之間的關(guān)系曲 線，線，用函數(shù)關(guān)系式表示為用函數(shù)關(guān)系式表示為:(1)UBE 和和i iB B之間的關(guān)系曲線之間的關(guān)系曲線(2)用用 UCE=1V 的輸入特性曲的輸入特性曲線來代表線來代表UCE1V 所有輸所有輸入特性曲線入特性曲線(3)輸入特性的死區(qū)電壓：輸入特性的死區(qū)電壓： 硅管約為硅管約為0.5V； 鍺管約為鍺管約為0.1V。 發(fā)射結(jié)正偏導(dǎo)通后：發(fā)射結(jié)正偏導(dǎo)通后： 硅管硅管 UBE

8、=0.7V； 鍺管鍺管 UBE=0.3V1 1、輸入特性曲線、輸入特性曲線常常數(shù)數(shù) CEu)u(fiBEB200.40.60.8100608040A/iB V/uBE0.21CEuV5 . 07 . 0bceCRCCUCiBiBEUCEU常數(shù)BREiBBU輸入回路輸入回路輸出回路輸出回路1.4.31.4.3三極管的特性曲線三極管的特性曲線常常數(shù)數(shù) Bi)u(fiCEC2 2、輸出特性曲線、輸出特性曲線: : (1) (1) 是研究當(dāng)是研究當(dāng) i iB B= =常數(shù)常數(shù) 時(shí)，時(shí)，U UCECE和和i iC C之間的關(guān)系曲之間的關(guān)系曲線，用函數(shù)表示為線，用函數(shù)表示為: :bceCRCCUCi常數(shù)

9、BiBEUBREiBBU輸入回路輸入回路輸出回路輸出回路CEU2 2、輸出特性曲線、輸出特性曲線CiCEuBBIiCEC| )u(fi (2)輸出特性曲線輸出特性曲線,當(dāng)當(dāng)UCE較小時(shí)起始部份很陡，較小時(shí)起始部份很陡，當(dāng)當(dāng)UCE 略有增加，略有增加，iC 增加很快，當(dāng)增加很快，當(dāng)UCE1V 以后，再增加以后，再增加UCE、iC 增加不明顯。增加不明顯。(3)如改變?nèi)绺淖僆B 則得到另一則得到另一條輸出特性曲線。條輸出特性曲線。18264100A20IB A40 A80 A60 A100 A0 （a） 輸入特性曲線輸入特性曲線; （b） 輸出特性曲線輸出特性曲線 圖圖 三極管的輸入、三極管的輸入

10、、 輸出特性曲線輸出特性曲線3 3、把輸出特性曲線劃分成三個(gè)區(qū)、把輸出特性曲線劃分成三個(gè)區(qū)常常數(shù)數(shù) B)(CECiufi5101520Vuce/mAic/123400BiAA20A100A80A60A40BICI飽和區(qū)飽和區(qū)截止區(qū)截止區(qū)放大區(qū)放大區(qū)擊穿區(qū)擊穿區(qū)(3)飽和區(qū)飽和區(qū) 區(qū)域：區(qū)域： uCE 0.7v 以左部分以左部分 條件：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏。條件：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏。uBE0, uBC0 特點(diǎn)：失去放大能力，即特點(diǎn)：失去放大能力，即iCiB不成立不成立,即即iB不能控制不能控制iC 的變化。的變化。(1)截止區(qū)：截止區(qū)： 區(qū)域：區(qū)域：iB0 輸出特性曲線以下的區(qū)域?yàn)榻刂箙^(qū)輸

11、出特性曲線以下的區(qū)域?yàn)榻刂箙^(qū) 條件：發(fā)射結(jié)、集電結(jié)均反偏條件：發(fā)射結(jié)、集電結(jié)均反偏 uBE0, uBC0, 集電結(jié)反偏集電結(jié)反偏 ， uBC0 特點(diǎn)：特點(diǎn)：(A)有放大特性：有放大特性： iCiB (B)有恒流特性：有恒流特性： iC與與uCE無關(guān)。無關(guān)。ICEO輸出特性曲線總結(jié)輸出特性曲線總結(jié)飽和區(qū)iC受受vCE顯著控制的區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)顯著控制的區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)vCE的的 數(shù)值較小，一般數(shù)值較小，一般vCE0.7 V(硅管硅管)。此時(shí)。此時(shí) 發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏集電結(jié)正偏或反偏電壓很小或反偏電壓很小。截止區(qū)iC接近零的區(qū)域，相當(dāng)接近零的區(qū)域，相當(dāng)iB=0的曲線的下方。的曲線的下方

12、。 此時(shí)，此時(shí)，發(fā)射結(jié)反偏，發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏。集電結(jié)反偏。放大區(qū)iC平行于平行于vCE軸的區(qū)域，曲線基軸的區(qū)域，曲線基本平行等距。本平行等距。 此時(shí)，此時(shí)，發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反集電結(jié)反偏，偏，電壓大于電壓大于0.7 V左右左右(硅管硅管) 。三極管工作情況總結(jié)三極管工作情況總結(jié)狀狀態(tài)態(tài)發(fā)發(fā)射射結(jié)結(jié)集集電電結(jié)結(jié)IC截止反偏或零偏反偏0放大正偏反偏 IB飽和正偏正偏VbVe放大放大VcVbiCuCE T1iB = 0T2 iB = 0iB = 0溫度每升高溫度每升高 1 C， (0.5 1)%。輸出特性曲線間距增大。輸出特性曲線間距增大。O6.1.5 半導(dǎo)體三極管的參數(shù)半導(dǎo)體三極

13、管的參數(shù)半導(dǎo)體三極管的參數(shù)分為三大類: 直流參數(shù) 交流參數(shù) 極限參數(shù)1. 直流參數(shù) 直流電流放大系數(shù) a.共基極直流電流放大系數(shù) = IC/IE= IB/1+ IB= /1+ 三極管的三極管的直流參數(shù)直流參數(shù) 在放大區(qū)基本不變。在共發(fā)射極輸出特性曲線上，通過垂直于X軸的直線(vCE=const)來求取IC / IB ，如下左圖所示。在IC較小時(shí)和IC較大時(shí)， 會(huì)有所減小，這一關(guān)系見下右圖。b.共射極直流電流放大系數(shù)： =（ICICEO）/IBIC / IB vCE=const三極管的三極管的直流參數(shù)直流參數(shù)b.集電極發(fā)射極間的反向飽和電流ICEO ICEO和ICBO之間的關(guān)系： ICEO=（1

14、+ ）ICBO相當(dāng)于基極開路時(shí)，集電極和發(fā)射極間的反向飽和電流，即輸出特性曲線IB=0時(shí)曲線所對應(yīng)的Y坐標(biāo)的數(shù)值,如圖所示。 極間反向電流a.集電極基極間反向飽和電流ICBO ICBO的下標(biāo)CB代表集電極和基極，O是Open的字頭，代表第三個(gè)電極E開路。它相當(dāng)于集電結(jié)的反向飽和電流。 三極管的三極管的交流交流參數(shù)參數(shù)2.交流參數(shù)交流電流放大系數(shù) a.共發(fā)射極交流電流放大系數(shù) =IC/IBvCE=const在放大區(qū) 值基本不變，可在共射接法輸出特性曲線上通過垂直于X 軸的直線求取IC/IB?；蛟趫D上通過求某一點(diǎn)的斜率得到。具體方法如圖所示。 三極管的三極管的交流交流參數(shù)參數(shù) b.共基極交流電流放

15、大系數(shù)=IC/IE VCB=const 當(dāng)ICBO和ICEO很小時(shí)， 、 ，可以不加區(qū)分。 特征頻率特征頻率fT 三極管的值不僅與工作電流有關(guān)，而且與工作頻率有關(guān)。由于結(jié)電容的影響，當(dāng)信號(hào)頻率增加時(shí)，三極管的將會(huì)下降。當(dāng)下降到1時(shí)所對應(yīng)的頻率稱為特征頻率，用fT表示。三極管的三極管的極限極限參數(shù)參數(shù) 如圖所示，當(dāng)集電極電流增加時(shí)， 就要下降，當(dāng)值下降到線性放大區(qū)值的7030時(shí)，所對應(yīng)的集電極電流稱為集電極最大允許電流ICM。至于值下降多少，不同型號(hào)的三極管，不同的廠家的規(guī)定有所差別?？梢?，當(dāng)ICICM時(shí)，并不表示三極管會(huì)損壞。 (3)極限參數(shù)集電極最大允許電流ICM三極管的三極管的極限極限參數(shù)

16、參數(shù)集電極最大允許功率損耗PCM 集電極電流通過集電結(jié)時(shí)所產(chǎn)生的功耗， PCM= ICVCBICVCE， 因發(fā)射結(jié)正偏，呈低阻，所以功耗主要集中在集電結(jié)上。 在計(jì)算時(shí)往往用VCE取代VCB。三極管的三極管的極限極限參數(shù)參數(shù)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，其測試時(shí)的原理電路如圖所示。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)CBOV(BR)CESV(BR)CERV(BR)CEOV(BR) EBO三極管的三極管的極限極限參數(shù)參數(shù) 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

17、 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。 對于V(BR)CER表示BE間接有電阻，V(BR)CES表示BE間是短路的。三極管的安全工作區(qū)三極管的安全工作區(qū)由PCM、 ICM和V(BR)CEO在輸出特性曲線上可以確定過損耗區(qū)、過電流區(qū)和擊穿區(qū)，見下圖。三極管的參數(shù)三極管的參數(shù)參 數(shù)型 號(hào) PCM mW ICM mAVR CBO VVR CEO VVR EBO V IC BO A f T MHz3AX31D 125 125 20 126* 83BX31C 125 125 40 246* 83CG101C3CG1

18、01C 100 30 450.1 1003DG123C3DG123C 500 50 40 300.353DD101D3DD101D 5A 5A 300 25042mA3DK100B3DK100B 100 30 25 150.1 3003DKG23 250W 30A 400 325 8注：*為 f 6.1.7 三極管應(yīng)用三極管應(yīng)用Vi=5V時(shí)，IB=(5-0.7)/10K=0.43mAICS=10V/5K=2mA IB=22mA三極管飽和，VO=0V; Vi=0V時(shí)，三極管截止,VO=10V。5V10VttViVOce10K5K10Vb+ +_ _+ +_ _ViVO例如：三極管用作可控開關(guān) (

19、=50)例例 判斷三極管的工作狀態(tài)判斷三極管的工作狀態(tài)用數(shù)字電壓表測得VB =4.5 V 、VE = 3.8 V 、VC =8 V，試判斷三極管的工作狀態(tài)，設(shè)=100，求IE和VCE。 6.2 共射放大電路共射放大電路三極管放三極管放大電路有大電路有三種形式三種形式共射放大器共射放大器共基放大器共基放大器共集放大器共集放大器以共射放以共射放大器為例大器為例講解工作講解工作原理原理放大的概念放大的概念電子學(xué)中放大的目的是將微弱的電子學(xué)中放大的目的是將微弱的變化信號(hào)變化信號(hào)放大放大成較大的信號(hào)。這里所講的主要是電壓放大電路。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

20、出口的四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：端網(wǎng)絡(luò)表示，如圖：uiuoAu6.2.1 放大電路的概念與技術(shù)指標(biāo)放大電路的概念與技術(shù)指標(biāo)一、電壓放大倍數(shù)一、電壓放大倍數(shù)AuiouUUA |Ui 和和Uo 分別是輸入和輸出電壓分別是輸入和輸出電壓的有效值。的有效值。二、輸入電阻二、輸入電阻ri放大電路一定要有前級(jí)（信號(hào)源）為其提供信號(hào)，放大電路一定要有前級(jí)（信號(hào)源）為其提供信號(hào)，那么就要從信號(hào)源取電流。那么就要從信號(hào)源取電流。輸入電阻輸入電阻是衡量放大是衡量放大電路從其前級(jí)取電流大小的參數(shù)。輸入電阻越大，電路從其前級(jí)取電流大小的參數(shù)。輸入電阻越大，從其前級(jí)取得的電流越小，對前級(jí)

21、的影響越小。從其前級(jí)取得的電流越小，對前級(jí)的影響越小。AuIiUSUiiiiIUr 三、輸出電阻三、輸出電阻roAuUS放大電路對其放大電路對其負(fù)載負(fù)載而言，相當(dāng)于信號(hào)源，我們而言，相當(dāng)于信號(hào)源，我們可以將它等效為戴維南等效電路，這個(gè)戴維南可以將它等效為戴維南等效電路，這個(gè)戴維南等效電路的內(nèi)阻就是輸出電阻。等效電路的內(nèi)阻就是輸出電阻。roUS如何確定電路的輸出電阻如何確定電路的輸出電阻ro ？步驟：步驟：1. 所有的電源置零所有的電源置零 (將獨(dú)立源置零，保留受控源將獨(dú)立源置零，保留受控源)。2. 加壓求流法。加壓求流法。UIIUro方法一：方法一：計(jì)算。計(jì)算。方法二：方法二：測量。測量。Uo

22、1. 測量開路電壓。測量開路電壓。roUs2. 測量接入負(fù)載后的輸出電壓。測量接入負(fù)載后的輸出電壓。LoooR)UU(r1roUsRLUo步驟：步驟：3. 計(jì)算。計(jì)算。四、通頻帶四、通頻帶fAuAum0.7AumfL下限截下限截止頻率止頻率fH上限截上限截止頻率止頻率通頻帶：通頻帶：fbw=fHfL放大倍數(shù)放大倍數(shù)隨頻率變隨頻率變化曲線化曲線符號(hào)規(guī)定符號(hào)規(guī)定UA大寫字母、大寫下標(biāo)，表示直流量。大寫字母、大寫下標(biāo)，表示直流量。uA小寫字母、大寫下標(biāo)，表示全量。小寫字母、大寫下標(biāo)，表示全量。ua小寫字母、小寫下標(biāo)，表示交流分量。小寫字母、小寫下標(biāo)，表示交流分量。uAua全量全量交流分量交流分量tU

23、A直流分量直流分量 6.2.2 共射放大電路的基本組成共射放大電路的基本組成放大元件放大元件iC= iB，工作在放大區(qū)，工作在放大區(qū)，要保證集電結(jié)反要保證集電結(jié)反偏，發(fā)射結(jié)正偏。偏，發(fā)射結(jié)正偏。uiuo輸入輸入輸出輸出參考點(diǎn)參考點(diǎn)RB+ECEBRCC1C2T集電極電源，集電極電源，為電路提供能為電路提供能量。并保證集量。并保證集電結(jié)反偏。電結(jié)反偏。RB+ECEBRCC1C2T集電極電阻，集電極電阻，將變化的電流將變化的電流轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓霓D(zhuǎn)變?yōu)樽兓碾妷?。電壓。RB+ECEBRCC1C2T使發(fā)射結(jié)正偏，使發(fā)射結(jié)正偏，并提供適當(dāng)?shù)牟⑻峁┻m當(dāng)?shù)撵o態(tài)工作點(diǎn)。靜態(tài)工作點(diǎn)?；鶚O電源與基極電源與基極電阻基極電

24、阻RB+ECEBRCC1C2T耦合電容耦合電容隔離輸入輸隔離輸入輸出與電路直出與電路直流的聯(lián)系，流的聯(lián)系，同時(shí)能使信同時(shí)能使信號(hào)順利輸入號(hào)順利輸入輸出。輸出。RB+ECEBRCC1C2T可以省去可以省去電路改進(jìn)：采用單電源供電電路改進(jìn)：采用單電源供電RB+ECEBRCC1C2T單電源供電電路單電源供電電路+ECRCC1C2TRB靜態(tài)：只考慮直流信號(hào)，即靜態(tài)：只考慮直流信號(hào)，即vi=0，各點(diǎn)電位不變，各點(diǎn)電位不變 （直流工作狀態(tài)）。（直流工作狀態(tài)）。直流通路：電路中無變化量，電容相當(dāng)于開路，直流通路：電路中無變化量，電容相當(dāng)于開路， 電感相當(dāng)于短路電感相當(dāng)于短路交流通路：電路中電容短路，電感開路

25、，直流交流通路：電路中電容短路，電感開路，直流 電源對公共端短路電源對公共端短路 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)分直流通道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)分直流通道和交流通道。和交流通道。動(dòng)態(tài)：只考慮交流信號(hào)，即動(dòng)態(tài)：只考慮交流信號(hào)，即vi不為不為0，各點(diǎn)電位變化，各點(diǎn)電位變化 （交流工作狀態(tài)）。（交流工作狀態(tài)）。6.2.3 共射放大電路的工作原理共射放大電路的工作原理ui=0時(shí)時(shí)由于電源的由于電源的存在存在IB 0IC 0IBQICQIEQ=IBQ+ICQ一、靜態(tài)工作

26、點(diǎn)一、靜態(tài)工作點(diǎn)RB+ECRCC1C2TIBQICQUBEQUCEQ( ICQ,UCEQ )(IBQ,UBEQ)RB+ECRCC1C2T(IBQ,UBEQ) 和和( ICQ,UCEQ )分別對應(yīng)于輸入輸出分別對應(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)。特性曲線上的一個(gè)點(diǎn)稱為靜態(tài)工作點(diǎn)。IBUBEQIBQUBEQICUCEQUCEQICQIBUBEQICUCEuCE怎么變化怎么變化假設(shè)假設(shè)uBE有一微小的變化有一微小的變化ibtibtictuituCE的變化沿一的變化沿一條直線條直線uce相位如何相位如何uce與與ui反相！反相！ICUCEictucet各點(diǎn)波形各點(diǎn)波形RB+ECRCC1C2

27、uitiBtiCtuCtuotuiiCuCuoiB實(shí)現(xiàn)放大的條件實(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)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。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)。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。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)。極電壓，經(jīng)電容濾波只輸出交流信號(hào)。6.2.4 放大電路的分析方法放大電路的分析方法放大放大電路電路分析分析靜態(tài)分析靜

28、態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析估算法估算法圖解法圖解法微變等效電微變等效電路法路法圖解法圖解法計(jì)算機(jī)仿真計(jì)算機(jī)仿真例：例：對直流信號(hào)（只有對直流信號(hào)（只有+EC）開路開路開路開路RB+ECRCC1C2T直流通道直流通道RB+ECRC 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 。TRRVvvb1b2bCCCCCio+vovi直流電源和耦合電容對交流相當(dāng)于短路TRRbC+_+_vovi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

29、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 。對交流信號(hào)對交流信號(hào)(輸入信號(hào)輸入信號(hào)ui)靜態(tài)分析靜態(tài)分析(1) 靜態(tài)工作點(diǎn)的近似估算法靜態(tài)工作點(diǎn)的近似估算法 已知硅管導(dǎo)通時(shí)VBE0.7V， 鍺管VBE 0.2V以及 =40， 根據(jù)直流通路則有：VRIVVmAIIARVVICCQCCCEQBQCQbBECCBQ6 .5=6 .1=40=-Q:（40uA，1.6mA，5.6V）RRbVCCC12V300K4K=40固定偏流電路固定偏流電路RbRCvoviCb1Cb2VCC+Re0.5K330K4K15V =50例例1：電路及參數(shù)如圖，求：電路及參數(shù)如圖，求Q點(diǎn)值點(diǎn)值直流通

30、路RbRCVCC330K4K15V =50Re0.5K例例1VRIVIRIVVcCCCEcCCCCE65 . 4215)R(ReeuARVVIbBECCB405 . 0513307 . 015R)1 (e mAuAIIEC24050150 直流通路RbRCVCC330K4K15V =50Re0.5K例：電路及參數(shù)如圖，求例：電路及參數(shù)如圖，求Q點(diǎn)值點(diǎn)值固定偏壓電路，射極偏置電路Rb1RCvoviCb1Cb2VCC+Re0.5K68K4K15VRb212K=40直流通路Rb1RCVCCRe0.5K68K4K15VRb212K=40例例2Rb1RCRe0.5K68K4KRb212K15VVCC15

31、VVCC直流通路Rb1RCVCCRe0.5K68K4K15VRb212K=40例例2VVRRRVKRRRRRRRCCbbbBBbbbbbbb25. 2=+=2 .10=+=/=21221212168KRb212K15VVCCRb2.25V10.2KRb1VBB 例例2uARRVIebBBB50)1 (7 . 0-VIRRRVVCeeCCCCE6)5 .4(2-15)(-21mAIIIBEC2 )6 ,2 ,50( :VmAAQRCRe0.5K4K2.25VVBB15V10.2KRbVCCRRVIVBBbCCCV+_+_CEBEVBCI求VBE、IB的方法同二極管圖解分析輸入特性VBE=VBB-

32、IBRb輸出特性VCE=VCC-ICRCb、e回路回路c、e回路回路(a) 畫直流通路(b) 把基極回路和集電極回路電路分為線性和非線性兩部分如圖IB=40uA、RC=4K、VCC=12V二、二、 圖解法圖解法 1、直流負(fù)載線和交流負(fù)載線、直流負(fù)載線和交流負(fù)載線vCE(v)i C (mA)32124680101220uA40uA60uA80uAIB =100uA(c)作非線性部分的伏安特性曲線BCECIvfi)(=40uA(d) 作線性部分的伏安特性曲線直流負(fù)載線VCE=12 - 4 IC (VCC=12V , RC=4K)用兩點(diǎn)法做直線M(12V,0)，N(0,3mA)MN(e)直線MN與I

33、B=40uA曲線的交點(diǎn)(5.6V,1.6mA) 就是靜態(tài)工作點(diǎn)Q（5.6V，1.6mA）Q直流直流負(fù)載線負(fù)載線IB=40uA、RC=4K、VCC=12V討論：電路參數(shù)變化對討論：電路參數(shù)變化對Q點(diǎn)的影響點(diǎn)的影響vi (mA)3212468C EC01012I =20uABI =40uABI =60uABI =80uABI =100uABMNQRb改變： Q點(diǎn)沿MN向下移動(dòng)CECBbVIIRQRRbVCCC12V300K4K=40固定偏流電路固定偏流電路電路參數(shù)變化對電路參數(shù)變化對Q點(diǎn)的影響點(diǎn)的影響vi (mA)3212468C EC01012I =20uABI =40uABI =60uABI

34、=80uABI =100uABMNQRC改變：點(diǎn)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)繞的斜率變小MMNMNRRIVVCCCCCCEQRRbVCCC12V300K4K=40固定偏流電路固定偏流電路電路參數(shù)變化對電路參數(shù)變化對Q點(diǎn)的影響點(diǎn)的影響vi (mA)3212468CEC010 12I =20uABI =40uABI =60uABI =80uABI =100uABMNQVCC改變：向右平移不變MNVIVRIVVCECCCCCCCCEQRRVIBVBBbCCCV+_+_CEBEVICTRRbC+_+_voviRL交流通路交流負(fù)載線交流負(fù)載線TRRVvvb1b2bCCCCCio+vo -viRLRL=RC/RL交流負(fù)載線

35、交流負(fù)載線交流負(fù)載線確定方法：a.通過輸出特性曲線上的Q點(diǎn)做一條直線，其斜率 為-1/RL 。 RL= RLRc 是交流負(fù)載電阻。c. 交流負(fù)載線和直 流負(fù)載線相交與 Q點(diǎn)。 b. 交流負(fù)載線是有 交流輸入信號(hào)時(shí) Q點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。三、三、 等效電路法等效電路法 1）靜態(tài)分析）靜態(tài)分析一、估算法一、估算法（1）根據(jù)直流通道估算）根據(jù)直流通道估算IBIBUBEBBECBRUEIBCRE7 . 0BCRERB稱為稱為偏置電阻偏置電阻，IB稱為稱為偏偏置電流置電流。+EC直流通道直流通道RBRC（2）根據(jù)直流通道估算）根據(jù)直流通道估算UCE、IBICUCECEOBCIIICCCCERIEUBI直流通道

36、直流通道RBRC二、圖解法二、圖解法先估算先估算 IB ，然后在輸出特性曲線上作出直，然后在輸出特性曲線上作出直流負(fù)載線，與流負(fù)載線，與 IB 對應(yīng)的輸出特性曲線與直流負(fù)對應(yīng)的輸出特性曲線與直流負(fù)載線的交點(diǎn)就是載線的交點(diǎn)就是Q點(diǎn)。點(diǎn)。ICUCEBBECBRUEIQCCREEC例：例：用估算法計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)。用估算法計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)。已知：已知：EC=12V，RC=4k ，RB=300k ， =37.5。解：解：A40mA04. 030012BCBREImA51040537.IIIBBCV645 . 112CCCCCERIUU請注意電路中請注意電路中IB 和和IC 的數(shù)量級(jí)。的數(shù)量級(jí)。2） 動(dòng)態(tài)分

37、析動(dòng)態(tài)分析一、三極管的微變等效電路一、三極管的微變等效電路1. 輸入回路輸入回路iBuBE當(dāng)信號(hào)很小時(shí)，將輸入特性當(dāng)信號(hào)很小時(shí)，將輸入特性在小范圍內(nèi)近似線性。在小范圍內(nèi)近似線性。 uBE iBbbeBBEbeiuiur對輸入的小交流信號(hào)而言，對輸入的小交流信號(hào)而言，三極管相當(dāng)于電阻三極管相當(dāng)于電阻rbe。rbe的量級(jí)從幾百歐到幾千歐。的量級(jí)從幾百歐到幾千歐。對于小功率三極管：對于小功率三極管：26()( )(1)()bebbEmVrrImA 2. 輸出回路輸出回路iCuCE)(bBcCCiIiIibBiI所以：所以：bcii(1) 輸出端相當(dāng)于一個(gè)受輸出端相當(dāng)于一個(gè)受ib 控制控制的電流源。的

38、電流源。近似平行近似平行(2) 考慮考慮 uCE對對 iC的影響，輸出的影響，輸出端還要并聯(lián)一個(gè)大電阻端還要并聯(lián)一個(gè)大電阻rce。cceceiurrce的含義的含義 iC uCEubeibuceicubeuceicrce很大，很大，一般忽略。一般忽略。3. 三極管的微變等效電路三極管的微變等效電路rbe ibib rcerbe ibibbce等等效效cbe二、放大電路的微變等效電路二、放大電路的微變等效電路將交流通道中的三極管用微變等效電路代替將交流通道中的三極管用微變等效電路代替:交流通路交流通路RBRCRLuiuouirbe ibibiiicuoRBRCRL三、電壓放大倍數(shù)的計(jì)算三、電壓放大倍數(shù)的計(jì)算bebirIULboRIUbeLurRALCLRRR/特點(diǎn)：特點(diǎn)：負(fù)載電阻越小，放大倍數(shù)越小。負(fù)載電阻越小，放大倍數(shù)越小。rbeRBRCRLiUiIbIcIoUbI四、輸入電阻的計(jì)算四、輸入電阻的計(jì)算對于為放大電路提供信號(hào)的信號(hào)源來說，放大電對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。路是負(fù)載，這個(gè)負(fù)載的大小可以用輸入電阻來表示。輸入電