1、第第 4章半導(dǎo)體電路基礎(chǔ)章半導(dǎo)體電路基礎(chǔ) 本章將介紹常用半導(dǎo)體器件二極管、三極本章將介紹常用半導(dǎo)體器件二極管、三極管和場(chǎng)效應(yīng)晶體管管和場(chǎng)效應(yīng)晶體管 本章還將討論半導(dǎo)體器件的基本原理、特本章還將討論半導(dǎo)體器件的基本原理、特性以及非線性器件基本電路的分析和運(yùn)用。性以及非線性器件基本電路的分析和運(yùn)用。4.1半導(dǎo)體器件的基本知識(shí)及半導(dǎo)體半導(dǎo)體器件的基本知識(shí)及半導(dǎo)體二極管二極管4.2雙極型三極管及其放大電路雙極型三極管及其放大電路4.3場(chǎng)效應(yīng)晶體管放大電路場(chǎng)效應(yīng)晶體管放大電路4.4 多級(jí)放大電路多級(jí)放大電路4.5 負(fù)反饋放大電路負(fù)反饋放大電路4.6 差分放大電路差分放大電路4.1半導(dǎo)體器件的基本知識(shí)及半

2、導(dǎo)體器件的基本知識(shí)及半導(dǎo)體二極管半導(dǎo)體二極管半導(dǎo)體：導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間，材料有：硅、鍺、砷摻雜性：摻雜性：摻入微量雜質(zhì)元素，導(dǎo)電能力增強(qiáng)摻入微量雜質(zhì)元素，導(dǎo)電能力增強(qiáng)熱敏性：熱敏性：溫度升高，導(dǎo)電能力增加溫度升高，導(dǎo)電能力增加光敏性：光敏性：受光照射后，電阻變小，產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)受光照射后，電阻變小，產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)1本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體就是完全純凈的、具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體。本征半導(dǎo)體就是完全純凈的、具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體。 SiSiSiSi本征半導(dǎo)體中自由本征半導(dǎo)體中自由電子和空穴的形成電子和空穴的形成共價(jià)鍵共價(jià)鍵用得最多的半導(dǎo)體是硅或鍺用得最多的半導(dǎo)體是硅或鍺, ,它們它們都是四價(jià)元

3、素。將硅或鍺材料提純并形都是四價(jià)元素。將硅或鍺材料提純并形成單晶體后，便形成共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)。在獲成單晶體后，便形成共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)。在獲得一定能量得一定能量( (熱、光等熱、光等) )后，少量?jī)r(jià)電子后，少量?jī)r(jià)電子即可掙脫共價(jià)鍵的束縛成為即可掙脫共價(jià)鍵的束縛成為自由電子自由電子，同時(shí)在共價(jià)鍵中就留下一個(gè)空位，稱為同時(shí)在共價(jià)鍵中就留下一個(gè)空位，稱為空穴空穴。自由電子和空穴總是成對(duì)出現(xiàn)。自由電子和空穴總是成對(duì)出現(xiàn), ,同時(shí)又不斷復(fù)合。同時(shí)又不斷復(fù)合。自由電子自由電子空穴空穴在外電場(chǎng)的作用下，在外電場(chǎng)的作用下，自由電子逆著電場(chǎng)方向定自由電子逆著電場(chǎng)方向定向運(yùn)動(dòng)形成向運(yùn)動(dòng)形成電子電流電子電流。帶。帶正電的空穴吸引

4、相鄰原子正電的空穴吸引相鄰原子中的價(jià)電子來(lái)填補(bǔ)，而在中的價(jià)電子來(lái)填補(bǔ)，而在該原子的共價(jià)鍵中產(chǎn)生另該原子的共價(jià)鍵中產(chǎn)生另一個(gè)空穴?？昭ū惶钛a(bǔ)和一個(gè)空穴?？昭ū惶钛a(bǔ)和相繼產(chǎn)生的現(xiàn)象，可以看相繼產(chǎn)生的現(xiàn)象，可以看成空穴順著電場(chǎng)方向移動(dòng)，成空穴順著電場(chǎng)方向移動(dòng)，形成形成空穴電流空穴電流?？梢?jiàn)在半導(dǎo)體中有可見(jiàn)在半導(dǎo)體中有自由電子自由電子和和空穴空穴兩兩種載流子，它們都能參與導(dǎo)電。種載流子，它們都能參與導(dǎo)電。空穴移動(dòng)方向空穴移動(dòng)方向 電子移動(dòng)方向電子移動(dòng)方向 外電場(chǎng)方向外電場(chǎng)方向SiSiSiSiSiSiSi2雜質(zhì)半導(dǎo)體雜質(zhì)半導(dǎo)體N 型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體SiSiSiSiSiSiSiP多余價(jià)電子多余價(jià)電子在硅或鍺

5、的晶體中摻入五價(jià)元素磷，當(dāng)某一個(gè)硅原子被在硅或鍺的晶體中摻入五價(jià)元素磷，當(dāng)某一個(gè)硅原子被磷原子取代時(shí)，磷原子的五個(gè)價(jià)電子中只有四個(gè)用于組成共磷原子取代時(shí)，磷原子的五個(gè)價(jià)電子中只有四個(gè)用于組成共價(jià)鍵，多余的一個(gè)很容易掙脫磷原子核的束縛而成為自由電價(jià)鍵，多余的一個(gè)很容易掙脫磷原子核的束縛而成為自由電子。因而自由電子的數(shù)量大大增加，是多數(shù)載流子，空穴是子。因而自由電子的數(shù)量大大增加，是多數(shù)載流子，空穴是少數(shù)載流子，將這種半導(dǎo)體稱為少數(shù)載流子，將這種半導(dǎo)體稱為 N 型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體。 P 型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體在硅或鍺的晶體中摻在硅或鍺的晶體中摻入三價(jià)元素硼，在組成共入三價(jià)元素硼，在組成共價(jià)鍵時(shí)將因缺少一個(gè)

6、電子價(jià)鍵時(shí)將因缺少一個(gè)電子而產(chǎn)生一個(gè)空位，相鄰硅而產(chǎn)生一個(gè)空位，相鄰硅原子的價(jià)電子很容易填補(bǔ)原子的價(jià)電子很容易填補(bǔ)這個(gè)空位，而在該原子中這個(gè)空位，而在該原子中便產(chǎn)生一個(gè)空穴，使空穴便產(chǎn)生一個(gè)空穴，使空穴的數(shù)量大大增加，成為多的數(shù)量大大增加，成為多數(shù)載流子，電子是少數(shù)載數(shù)載流子，電子是少數(shù)載流子，將這種半導(dǎo)體稱為流子，將這種半導(dǎo)體稱為 P 型半導(dǎo)體。型半導(dǎo)體。 SiSiSiSiSiSiSiB空位空位B空穴空穴價(jià)電子填補(bǔ)空位價(jià)電子填補(bǔ)空位用專門的制造工藝在同一塊半導(dǎo)體單晶上，形成用專門的制造工藝在同一塊半導(dǎo)體單晶上，形成 P 型半型半導(dǎo)體區(qū)域和導(dǎo)體區(qū)域和 N 型半導(dǎo)體區(qū)域型半導(dǎo)體區(qū)域,在這兩個(gè)區(qū)域

7、的交界處就形成了在這兩個(gè)區(qū)域的交界處就形成了一個(gè)特殊的薄層，稱為一個(gè)特殊的薄層，稱為 PN 結(jié)。結(jié)。 P 區(qū)區(qū)N 區(qū)區(qū)N區(qū)的電子向區(qū)的電子向P區(qū)擴(kuò)散并與空穴復(fù)合區(qū)擴(kuò)散并與空穴復(fù)合PN結(jié)結(jié)內(nèi)電場(chǎng)方向內(nèi)電場(chǎng)方向3PN結(jié)及其單向?qū)щ娦越Y(jié)及其單向?qū)щ娦酝饧诱螂妷和饧诱螂妷簝?nèi)電場(chǎng)方向內(nèi)電場(chǎng)方向E外電場(chǎng)方向外電場(chǎng)方向RIP 區(qū)區(qū)N 區(qū)區(qū)外電場(chǎng)驅(qū)使外電場(chǎng)驅(qū)使 P 區(qū)的空穴進(jìn)入空間區(qū)的空穴進(jìn)入空間電荷區(qū)抵消一部分負(fù)空間電荷電荷區(qū)抵消一部分負(fù)空間電荷N 區(qū)電子進(jìn)入空間電荷區(qū)區(qū)電子進(jìn)入空間電荷區(qū)抵消一部分正空間電荷抵消一部分正空間電荷空間電荷區(qū)變窄空間電荷區(qū)變窄 擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，形擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，形成較大的正向電

8、流成較大的正向電流P 區(qū)區(qū)N 區(qū)區(qū)內(nèi)電場(chǎng)方向內(nèi)電場(chǎng)方向ER外電場(chǎng)方向外電場(chǎng)方向IR外加反向電壓外加反向電壓外電場(chǎng)驅(qū)使空間電荷區(qū)兩側(cè)的空穴和外電場(chǎng)驅(qū)使空間電荷區(qū)兩側(cè)的空穴和自由電子移走自由電子移走少數(shù)載流子越過(guò)少數(shù)載流子越過(guò) PN 結(jié)結(jié)形成很小的反向電流形成很小的反向電流 多數(shù)載流子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)難于進(jìn)行多數(shù)載流子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)難于進(jìn)行空間電荷區(qū)變寬空間電荷區(qū)變寬 將將 PN 結(jié)加上相應(yīng)的電極引線和管殼，就成為半導(dǎo)體二極結(jié)加上相應(yīng)的電極引線和管殼，就成為半導(dǎo)體二極管。按結(jié)構(gòu)分，有點(diǎn)接觸型和面接觸型兩類。管。按結(jié)構(gòu)分，有點(diǎn)接觸型和面接觸型兩類。點(diǎn)接觸型點(diǎn)接觸型金銻合金金銻合金面接觸型面接觸型N型鍺型鍺 正

9、極引線正極引線負(fù)極引線負(fù)極引線 PN 結(jié)結(jié)底座底座鋁合金小球鋁合金小球引線引線觸絲觸絲N 型鍺型鍺外殼外殼4半導(dǎo)體二極管半導(dǎo)體二極管表示符號(hào)表示符號(hào)正極正極負(fù)極負(fù)極D二極管和二極管和 PN 結(jié)一樣，具有單向?qū)щ娦?，由伏安特性曲結(jié)一樣，具有單向?qū)щ娦?，由伏安特性曲線可見(jiàn)，當(dāng)外加正向電壓很低時(shí)，電流很小，幾乎為零。正線可見(jiàn)，當(dāng)外加正向電壓很低時(shí)，電流很小，幾乎為零。正向電壓超過(guò)一定數(shù)值后，電流很快增大，將這一定數(shù)值的正向電壓超過(guò)一定數(shù)值后，電流很快增大，將這一定數(shù)值的正向電壓稱為死區(qū)電壓。通常，硅管的死區(qū)電壓約為向電壓稱為死區(qū)電壓。通常，硅管的死區(qū)電壓約為 0.5 V。導(dǎo)。導(dǎo)通時(shí)的正向壓降，硅管約

10、為通時(shí)的正向壓降，硅管約為 0.6 0.7 V。 604020 0.02 0.0400.4 0.82550I / mAU / V正向特性正向特性硅管的伏安特性硅管的伏安特性死區(qū)電壓死區(qū)電壓擊穿電壓擊穿電壓U(BR)反向特性反向特性在二極管上加反向電壓在二極管上加反向電壓時(shí)，反向電流很小。但當(dāng)反時(shí)，反向電流很小。但當(dāng)反向電壓增大至某一數(shù)值時(shí)，向電壓增大至某一數(shù)值時(shí)，反向電流將突然增大。這種反向電流將突然增大。這種現(xiàn)象稱為現(xiàn)象稱為擊穿擊穿，二極管失去，二極管失去單向?qū)щ娦?。產(chǎn)生擊穿時(shí)的單向?qū)щ娦?。產(chǎn)生擊穿時(shí)的電 壓 稱 為 反 向 擊 穿 電 壓電 壓 稱 為 反 向 擊 穿 電 壓 U(BR)。

11、 I / mAU / V0.20.4 25 50510150.010.02鍺管的伏安特性鍺管的伏安特性0鍺管死區(qū)電壓為鍺管死區(qū)電壓為 0.1V，導(dǎo)通時(shí)的正向壓降為，導(dǎo)通時(shí)的正向壓降為 0.2 0.3 V。死區(qū)正向?qū)ǚ聪蚪刂箙^(qū)反向擊穿區(qū)1最大整流電流最大整流電流 ICM最大整流電流是指二極管長(zhǎng)時(shí)間使用時(shí)，允許流過(guò)二極最大整流電流是指二極管長(zhǎng)時(shí)間使用時(shí)，允許流過(guò)二極管的最大正向平均電流。管的最大正向平均電流。2反向工作峰值電壓反向工作峰值電壓 URM它是保證二極管不被擊穿而給出的反向峰值電壓，一般它是保證二極管不被擊穿而給出的反向峰值電壓，一般是反向擊穿電壓的一半或三分之二。是反向擊穿電壓的一半

12、或三分之二。3反向峰值電流反向峰值電流 IRM它是指二極管上加反向工作峰值電壓時(shí)的反向電流值。它是指二極管上加反向工作峰值電壓時(shí)的反向電流值。 例例 在圖中，輸入電位在圖中，輸入電位 VA = +3 V， VB = 0 V， 電阻電阻 R 接負(fù)電源接負(fù)電源 12 V。求輸出端電位。求輸出端電位 VY。 解解 因?yàn)?VA 高于 VB ，所以 DA 優(yōu)先導(dǎo)通。如果二極管的正向壓降是 0.3 V，則 VY = +2.7 V。當(dāng) DA 導(dǎo)通后，DB 因反偏而截止。在這里，DA 起鉗位作用，將輸出端電位鉗制在 +2.7 V。 二極管的應(yīng)用范圍很廣二極管的應(yīng)用范圍很廣, ,主要都是利用它的單向?qū)щ娦?。主?/p>

13、都是利用它的單向?qū)щ娦?。它可用作它可用作整流、檢波、限幅、元件保護(hù)整流、檢波、限幅、元件保護(hù)以及在數(shù)字電路中作以及在數(shù)字電路中作為為開關(guān)開關(guān)元件。元件。DA 12VYVAVBDBR整流整流：iu0uR檢波檢波：iu0uLRC發(fā)射出去。信號(hào)上由天線將低頻信號(hào)裝載在高頻載波削波削波：iu0uRE續(xù)流續(xù)流：ERLuSDL穩(wěn)壓二極管是一種特殊的面穩(wěn)壓二極管是一種特殊的面接觸型半導(dǎo)體硅二極管。其表示接觸型半導(dǎo)體硅二極管。其表示符號(hào)如下圖所示。符號(hào)如下圖所示。 穩(wěn)壓穩(wěn)壓二極管工作于反二極管工作于反向擊穿區(qū)。向擊穿區(qū)。I/mAU/VOUZIZIZM+ 正向正向 +反向反向 UZ IZ5特殊二極管特殊二極管

14、穩(wěn)壓二極管的主要參數(shù)有下面幾個(gè)：穩(wěn)壓二極管的主要參數(shù)有下面幾個(gè)：1穩(wěn)定電壓穩(wěn)定電壓 UZ4穩(wěn)定電流穩(wěn)定電流 IZ 3動(dòng)態(tài)電阻動(dòng)態(tài)電阻 rZ2電壓溫度系數(shù)電壓溫度系數(shù) U5最大允許耗散功率最大允許耗散功率 PZMZZZIUr 例例 圖中通過(guò)穩(wěn)壓管的電流圖中通過(guò)穩(wěn)壓管的電流 IZ 等于多少？等于多少？R 是限流電是限流電阻，其值是否合適阻，其值是否合適？IZDZ+20 VR = 1.6 k UZ = 12 V IZM = 18 mAIZIZ IZM ，電阻值合適。，電阻值合適。 解解 mA5A105A106 . 1122033Z I) 1 . 1 . 4(142.P發(fā)光二極管通常用砷化鎵、發(fā)光二極

15、管通常用砷化鎵、磷化鎵等制成。通以電流發(fā)出能磷化鎵等制成。通以電流發(fā)出能量。其表示符號(hào)如下圖所示。量。其表示符號(hào)如下圖所示。 作業(yè):P.199 2、3、5、6N 型硅型硅二氧化硅保護(hù)膜二氧化硅保護(hù)膜BECN 型硅型硅P 型硅型硅( (a) ) 平面型平面型N 型鍺型鍺ECB銦球銦球銦球銦球PP( (b) )合金型合金型4.24.2雙極型三極管及其放大電路雙極型三極管及其放大電路NPN 型三極管型三極管集電區(qū)集電區(qū)集電結(jié)集電結(jié)基區(qū)基區(qū)發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)發(fā)射區(qū)發(fā)射區(qū)NN集電極集電極 C基極基極 B發(fā)射極發(fā)射極 EP不論平面型或合金型，都分成不論平面型或合金型，都分成 NPN 或或 PNP 三層，因此三層

16、，因此又把晶體管分為又把晶體管分為 NPN 型型和和 PNP 型型兩類。兩類。ECB符號(hào)符號(hào)T集電區(qū)集電區(qū)集電結(jié)集電結(jié)基區(qū)基區(qū)發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)發(fā)射區(qū)發(fā)射區(qū)N集電極集電極 C發(fā)射極發(fā)射極 E基極基極 BNPPNPNP 型三極管型三極管CBET符號(hào)符號(hào)我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)明晶體管的放大原理和其中的電流分我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)明晶體管的放大原理和其中的電流分配，實(shí)驗(yàn)電路采用共發(fā)射極接法，發(fā)射極是基極電路和集電配，實(shí)驗(yàn)電路采用共發(fā)射極接法，發(fā)射極是基極電路和集電極電路的公共端。實(shí)驗(yàn)中用的是極電路的公共端。實(shí)驗(yàn)中用的是 NPN 型管，為了使晶體管具型管，為了使晶體管具有放大作用，電源有放大作用，電源 EB 和和 EC

17、 的極性必須使的極性必須使發(fā)射結(jié)上發(fā)射結(jié)上加正向電加正向電壓壓( (正向偏置正向偏置) )，集電結(jié)加反向電壓，集電結(jié)加反向電壓( (反向偏置反向偏置) )。mA AVVmAICECIBIERB+UBE +UCE EBCEB3DG100設(shè)設(shè)EC = 6 V；改變可變電阻改變可變電阻 RB ，則，則基極電流基極電流 IB、集電極電、集電極電流流 IC 和發(fā)射極電流和發(fā)射極電流 IE都發(fā)生變化，測(cè)量結(jié)果都發(fā)生變化，測(cè)量結(jié)果如下表：如下表：基極電路基極電路集電極電路集電極電路1三極管的伏安特性及主要參數(shù)三極管的伏安特性及主要參數(shù)mA AVVmAICECIBIERB+UBE +UCE EBCEB3DG1

18、00基極電路基極電路集電極電路集電極電路IB/mA 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10IC/mA 0.001 0.70 1.50 2.30 3.10 3.95IE/mA 0.001 0.72 1.54 2.36 3.18 4.05晶體管電流測(cè)量數(shù)據(jù)晶體管電流測(cè)量數(shù)據(jù)結(jié)論結(jié)論：( (1) )BCEIII 符合符合KCL定律定律( (2) ) IC 和和 IE 比比 IB 大得多。從第三列和第四列的數(shù)據(jù)可得大得多。從第三列和第四列的數(shù)據(jù)可得這就是晶體管的電流放大作用。這就是晶體管的電流放大作用。 稱為共發(fā)射極靜態(tài)稱為共發(fā)射極靜態(tài)電電流流( (直流直流) )放大放大系數(shù)。電流放大作

19、用還體現(xiàn)在基極電流的少量系數(shù)。電流放大作用還體現(xiàn)在基極電流的少量變化變化 IB 可以引起集電極電流較大的變化可以引起集電極電流較大的變化 IC 。 4002. 080. 004. 006. 050. 130. 2BC II 式中，式中， 稱為稱為動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)電流電流( (交流交流) )放大放大系數(shù)。系數(shù)。CB1.5037.50.04II ，3 .3806. 030. 2BC II ( (3) ) 當(dāng)當(dāng) IB = 0( (將基極開路將基極開路) )時(shí)，時(shí)，IC = ICEO，表中，表中 ICEO 0UBC VB VE對(duì)于對(duì)于 PNP 型晶體管應(yīng)滿足：型晶體管應(yīng)滿足： UEB 0UCB 0即即 VC

20、VB 0，UBC UBE。BCII 飽和區(qū)飽和區(qū)截止區(qū)截止區(qū)( (2) )截止區(qū)截止區(qū) IB = 0 的曲線以下的曲線以下的區(qū)域稱為截止區(qū)。的區(qū)域稱為截止區(qū)。IB = 0 時(shí)，時(shí)，IC = ICEO( (很小很小) )。( (3) )飽和區(qū)飽和區(qū)當(dāng)當(dāng) UCE 0) )，晶體管工作，晶體管工作于飽和狀態(tài)。在飽和區(qū)，于飽和狀態(tài)。在飽和區(qū)，IC 和和 IB 不成正比。此時(shí)，不成正比。此時(shí)，發(fā)射結(jié)也處于正向偏置，發(fā)射結(jié)也處于正向偏置，UCE 0 ， IC UCC/RC 。IC / mAUCE /V100 A80A60 A40 A20 AIB =0O 3 6 9 1243212.31.5放放 大大 區(qū)區(qū)

21、 當(dāng)晶體管飽和時(shí)，當(dāng)晶體管飽和時(shí)， UCE 0，發(fā)射極與集電極之間如同一，發(fā)射極與集電極之間如同一個(gè)開關(guān)的接通，其間電阻很?。划?dāng)晶體管截止時(shí)，個(gè)開關(guān)的接通，其間電阻很??；當(dāng)晶體管截止時(shí)，IC 0 ，發(fā)，發(fā)射極與集電極之間如同一個(gè)開關(guān)的斷開，其間電阻很大，可射極與集電極之間如同一個(gè)開關(guān)的斷開，其間電阻很大，可見(jiàn)，晶體管除了有放大作用外，還有開關(guān)作用。見(jiàn)，晶體管除了有放大作用外，還有開關(guān)作用。晶體管的三種工作狀態(tài)如下圖所示。晶體管的三種工作狀態(tài)如下圖所示。+ UBE 0 ICIB+UCE ( (a) )放大放大 UBC 0+IC 0 IB = 0+ UCE UCC ( (b) )截止截止 UBC

22、0 IB+ UCE 0 ( (c) )飽和飽和 UBC 0+CCCCRUI 管管 型型 工工 作作 狀狀 態(tài)態(tài) 飽和飽和 放大放大 截止截止UBE/VUCE/VUBE/VUBE/V開始截止開始截止可靠截止可靠截止硅管硅管( (NPN) )鍺管鍺管( (PNP) ) 0.7 0.3 0.3 0.1 0.6 0.7 0.2 0.3 0.5 0.1 0 0.1晶體管結(jié)電壓的典型值晶體管結(jié)電壓的典型值當(dāng)晶體管接成共發(fā)射極電路時(shí)當(dāng)晶體管接成共發(fā)射極電路時(shí), ,在靜態(tài)在靜態(tài)( (無(wú)輸入信號(hào)無(wú)輸入信號(hào)) )時(shí)集時(shí)集電極電流與基極電流的比值稱為電極電流與基極電流的比值稱為靜態(tài)電流靜態(tài)電流( (直流直流) )放

23、大系數(shù)放大系數(shù) BCII . 電流放大系數(shù)電流放大系數(shù) ， 3三極管的主要參數(shù)三極管的主要參數(shù)當(dāng)晶體管工作在當(dāng)晶體管工作在動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)( (有輸入信號(hào)有輸入信號(hào)) )時(shí)，基極電流的變化量時(shí)，基極電流的變化量為為 IB ，它引起集電極電流的變化量為，它引起集電極電流的變化量為 IC 。 IC 與與 IB 的比的比值稱為值稱為動(dòng)態(tài)電流動(dòng)態(tài)電流( (交流交流) )放大系數(shù)放大系數(shù) BCII 集集-基極反向截止電流基極反向截止電流 ICBOICBO 是當(dāng)發(fā)射極開路時(shí)流經(jīng)集電結(jié)的反向電流，其值很小。是當(dāng)發(fā)射極開路時(shí)流經(jīng)集電結(jié)的反向電流，其值很小。集集-射極反向截止電流射極反向截止電流 ICEOICEO 是當(dāng)

24、基極開路是當(dāng)基極開路( (IB = 0) )時(shí)的集電極電流，也稱為時(shí)的集電極電流，也稱為穿透穿透電流電流，其值越小越好。，其值越小越好。集電極最大允許電流集電極最大允許電流 ICM當(dāng)當(dāng) 值下降到正常數(shù)值的三分之二時(shí)的集電極電流，稱為值下降到正常數(shù)值的三分之二時(shí)的集電極電流，稱為集電極集電極最大允許電流最大允許電流 ICM 。 集集- -射射反向擊穿電壓反向擊穿電壓 U(BR)CEO集電極最大允許耗散功率集電極最大允許耗散功率 PCM基極開路時(shí)，加在集電極和發(fā)射極之間的最大允許電壓，基極開路時(shí)，加在集電極和發(fā)射極之間的最大允許電壓，稱為集稱為集-射反相擊穿電壓射反相擊穿電壓 U(BR)CEO 。

25、當(dāng)晶體管因受熱而引起當(dāng)晶體管因受熱而引起的參數(shù)變化不超過(guò)允許值時(shí)，的參數(shù)變化不超過(guò)允許值時(shí)，集電極所消耗的最大功率，集電極所消耗的最大功率，稱為集電極最大允許耗散功稱為集電極最大允許耗散功率率 PCM。ICICMU(BR)CEOUCEPCMOICEO安安全全 工工 作作 區(qū)區(qū)由由 ICM 、U(BR)CEO 、PCM三者共同確定晶體管的安全三者共同確定晶體管的安全工作區(qū)。工作區(qū)。2放大電路的基本概念及性能指標(biāo)放大電路的基本概念及性能指標(biāo)放大電路是指輸出信號(hào)電量能反映輸入信號(hào)電量的變化規(guī)律信號(hào)源負(fù)載放大元器件iu0uiR0RA增益iR輸入電阻0R輸出電阻iuuuA0iiiIUR 輸入電阻SESR

26、iIiUiRSESRiIiUoUoEoooIUR輸出電阻：oUSEECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+uBEuCEiCiBiE3共發(fā)射極共發(fā)射極放大電路放大電路ECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+uBEuCEiCiBiE+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiEECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+uBEuCEiCiBiEUBEIBICUCE無(wú)輸入信號(hào)無(wú)輸入信號(hào)(ui = 0)時(shí)時(shí) uo = 0uBE = UBEuCE = UCEuBEtOiBtOiCtOuCEtO+UCCRBRCC1C2T+ui+uo+uB

27、EuCEiCiBiEICUCEOIBUBEO結(jié)論：結(jié)論：QIBUBEQUCEIC+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiE直流通路直流通路( IB 、 IC 、 UCE )對(duì)直流信號(hào)電容對(duì)直流信號(hào)電容 C 可看作開路（即將電容斷開）可看作開路（即將電容斷開）斷開斷開斷開斷開+UCCRBRCT+UBEUCEICIBIE放大電路無(wú)信號(hào)輸入（放大電路無(wú)信號(hào)輸入（ui = 0）時(shí)的工作狀態(tài)。）時(shí)的工作狀態(tài)。估算法、圖解法。估算法、圖解法。各極電壓電流的直流分量。各極電壓電流的直流分量。放大電路的直流通路。放大電路的直流通路。 (1)靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn)Q：IB、IC、

28、UCE 。靜態(tài)分析：靜態(tài)分析：確定放大電路的靜態(tài)值。確定放大電路的靜態(tài)值。BBECCB RUUI 所以所以BCCBRUI 根據(jù)電流放大作用根據(jù)電流放大作用CEOBC III BB II當(dāng)當(dāng)UBE 0 時(shí)，時(shí)，P P型襯底中的電子受到電場(chǎng)力的吸型襯底中的電子受到電場(chǎng)力的吸引到達(dá)表層，填補(bǔ)空穴形成負(fù)離子的耗盡層；引到達(dá)表層，填補(bǔ)空穴形成負(fù)離子的耗盡層；N型導(dǎo)電溝道型導(dǎo)電溝道IDEGP型硅襯底型硅襯底N+N+GSD+UGSED+N型導(dǎo)電溝道型導(dǎo)電溝道當(dāng)UGS UGS(th）后，場(chǎng)效應(yīng)管才形成導(dǎo)電溝道，開始導(dǎo)通，若漏源之間加上一定的電壓UDS，則有漏極電流ID產(chǎn)生。在一定的UDS下漏極電流ID的大小與

29、柵源電壓UGS有關(guān)。所以，場(chǎng)效應(yīng)管是一種電壓控制電流的器件。 在一定的漏在一定的漏源電壓源電壓UDS下，使管子由不導(dǎo)通變下，使管子由不導(dǎo)通變?yōu)閷?dǎo)通的臨界柵源電壓稱為為導(dǎo)通的臨界柵源電壓稱為開啟電壓開啟電壓UGS(thth）。IDN 溝道增強(qiáng)型絕緣柵場(chǎng)效晶體管的特性曲線溝道增強(qiáng)型絕緣柵場(chǎng)效晶體管的特性曲線轉(zhuǎn)移特性轉(zhuǎn)移特性柵柵 - 源電壓對(duì)漏極電源電壓對(duì)漏極電流的控制特性流的控制特性輸出特性輸出特性ID /mAOUDS / VUGS = 1V2V4V3VID /mAOUGS / V無(wú)溝道無(wú)溝道有溝道有溝道UGS(th)UDS = 常數(shù)常數(shù))() 1()(2)(thGSGSthGSGSDDDUuUu

30、Ii 絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管N溝道增強(qiáng)型P溝道增強(qiáng)型)() 1()(2)(thGSGSthGSGSDDDUuUuIi 開啟電壓絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管 N溝道耗盡型P 溝道耗盡型)0()1 ()(2)(offGSGSoffGSGSDDSDUuUuIi 夾斷電壓1) 開啟電壓開啟電壓 UGS(th)：是增強(qiáng)型是增強(qiáng)型MOS管的參數(shù)管的參數(shù)2) 夾斷電壓夾斷電壓 UGS(off)：3) 飽和漏電流飽和漏電流 IDSS：是結(jié)型和耗盡型是結(jié)型和耗盡型MOS管的參數(shù)管的參數(shù)4) 低頻跨導(dǎo)低頻跨導(dǎo) gm：表示柵源電壓對(duì)漏極電流的控制能力表示柵源電壓對(duì)漏極電流的控制能力極限參數(shù)：極限參數(shù)：最大漏極電流、耗散功率、擊穿電壓。最

31、大漏極電流、耗散功率、擊穿電壓。DSGSm UDUIg 柵源電壓柵源電壓UGS是由場(chǎng)效應(yīng)管自身的電流提的，是由場(chǎng)效應(yīng)管自身的電流提的，故稱自給偏壓。故稱自給偏壓。+UDD RSCSC2C1RDRG+T+_ _+_ _uiuOIS +_ _UGST為為N溝道耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管溝道耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管2 2場(chǎng)效應(yīng)管放大電路場(chǎng)效應(yīng)管放大電路+UDD RSCSC2C1RDRG+T+_ _+_ _uiuOIS +_ _UGS估算法：估算法：UGS = RSID2GS(OFF)GSDSSD)1 (UUII 將已知的將已知的UGS(off)、IDSS代入上兩式，代入上兩式，解出解出UGS、ID; 由由 UDS= =

32、UDD ID（RD+ RS）解出）解出UDS列出靜態(tài)時(shí)的關(guān)系式列出靜態(tài)時(shí)的關(guān)系式+UDD RSCSC2C1RDRG+T+_ _+_ _uiuOIS +_ _UGS 例例 已知已知UDD =20V、RD=3k 、 RS=1k 、 RG=500k 、UGS(off)= 4V、IDSS=8mA，確定靜態(tài)工作點(diǎn)。確定靜態(tài)工作點(diǎn)。用估算法UGS = 1 ID2GSD)41 ( 8 UIUDS= = 20 2（ 3 + 1 ）= 12 V列出關(guān)系式列出關(guān)系式解出解出 UGS1 = 2V、UGS2 = 8V、ID1=2mA、ID2=8mA 因因UGS2 UGS(off) 故舍去故舍去 ，所求靜態(tài)解為所求靜態(tài)

33、解為UGS = 2V ID=2mA、解：一般rds很大，可忽略，得簡(jiǎn)化小信號(hào)模型:場(chǎng)效應(yīng)管的小信號(hào)模型場(chǎng)效應(yīng)管的小信號(hào)模型GDSDSuGSuGDSDiGSmugdsrDSuGSuGDSDiGSmug+UDD RSCSC2C1RG1RDRG2RG+RLuu估算法：估算法：SDDDG2G1G2GSRIURRRU 將已知的將已知的UGS(off)、IDSS代入上兩式，解出代入上兩式，解出UGS、ID; 由由 UDS= = UDD ID（RD+ RS）解出）解出UDS列出靜態(tài)時(shí)的關(guān)系式列出靜態(tài)時(shí)的關(guān)系式2GS(OFF)GSDSSD)1 (UUII 流過(guò)流過(guò) RG 的電流為零的電流為零GSuu i)(L

34、DdRRiuo/RG1RDRG2RG+RL+SDGTOUiUdI交流通路交流通路)( LDGSmRRug/)(G2G1GRRRR/iDORR輸入電阻輸入電阻輸出電阻輸出電阻 RG是為了提是為了提高輸入電阻高輸入電阻Ri而設(shè)置的。而設(shè)置的。)(LDmRRguuA/iouiu1i3GR2GR1GRGGSuSLRDR0uDGSmugdi1ikRRkRRIDGGGDSS30M1047M2mA5 . 0321 ，電路參數(shù)，例V1(off)GSU溝道耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管的電路如圖示，已知N點(diǎn)電壓、電流。試確定場(chǎng)效應(yīng)管的工作 , , V182DDSUkR解：+UDD RSCSC2C1RG1RDRG2RG3+RLu

35、u由直流通路列寫方程：1GR2GR3GRDRSRDDUDSG1GR2GR3GRDRSRDDUDSGDQSDQDDGGGGSQIRIURRRU2000413. 0212 22)()1 ( 5 . 0)1 (GSQoffGSGSQDSSDQUUUII聯(lián)立求解得)V(79. 2A6 . 1舍GSQDQUmI , V21. 0A31. 0GSQDQUmI , V1 . 8)(SDDQDDDSQRRIUUiu1i3GR2GR1GRGGSuSLRDR0uDGSmugdi1i+UDD RSC2C1RG1RG2RG3+RLuu共漏極放大電路（源極輸出器）共漏極放大電路（源極輸出器）1GR2GR3GRSRDDU

36、DSGSDDDG2G1G2GSRIURRRU 2GS(OFF)GSDSSD)1 (UUII +UDD RSC2C1RG1RG2RG3+RLuuiu1i3GR2GR1GRG GSuDLRSR0uSGSmugSiiR0R短路短路對(duì)地短接iu1i3GR2GR1GRG GSuDLRSR0uSGSmugSiiR0RLmLmRgRguuA1iouLSLRRR/213i/GGGiRRRiuRiSmSRgRiuR10000i雙極型三極管雙極型三極管場(chǎng)效應(yīng)三極管場(chǎng)效應(yīng)三極管結(jié)構(gòu)NPN型PNP型結(jié)型耗盡型 N溝道 P溝道絕緣柵增強(qiáng)型 N溝道 P溝道絕緣柵耗盡型 N溝道 P溝道C與E一般不可倒置使用D與S可倒置使用

37、載流子多子擴(kuò)散少子漂移多子漂移控制電流控制電流源CCCS()電壓控制電流源VCCS(gm)噪聲較大較小溫度特性受溫度影響較大較小，可有零溫度系數(shù)點(diǎn)輸入電阻幾十到幾千歐姆幾兆歐姆以上靜電影響不受靜電影響易受靜電影響集成工藝不易大規(guī)模集成適宜大規(guī)模和超大規(guī)模集成4.44.4多級(jí)放大電路多級(jí)放大電路1 1多級(jí)放大器及級(jí)間耦合方式多級(jí)放大器及級(jí)間耦合方式11BR12BR1CR2CR1T2T2ERiu0uCCU直接耦合放大器直接耦合放大器零漂零漂：輸入短路時(shí)，輸：輸入短路時(shí)，輸出仍有緩慢變化的電壓出仍有緩慢變化的電壓產(chǎn)生。產(chǎn)生。主要原因主要原因：溫度變化引起，：溫度變化引起，也稱也稱溫漂溫漂。電源電壓波

38、動(dòng)、。電源電壓波動(dòng)、元件老化等也會(huì)產(chǎn)生輸出元件老化等也會(huì)產(chǎn)生輸出電壓的漂移。電壓的漂移。溫漂指標(biāo)溫漂指標(biāo)：溫度每升高：溫度每升高1度時(shí)，輸出漂移電壓按電壓增益度時(shí)，輸出漂移電壓按電壓增益折算到輸入端的等效輸入漂移電壓值。折算到輸入端的等效輸入漂移電壓值。2 2多級(jí)放大器的交流分析多級(jí)放大器的交流分析SRLR1 iiRR oonRR1uA2uAunA suiu1ou2iu2ouinuou1oR2oR2iR3iRunuuinoioioiouAAAuuuuuuuuA 212211 iiRR onoRR 例例 電阻表達(dá)式。增益、輸入電阻、輸出寫出電路的電壓變等效電路如圖示，請(qǐng)已知兩級(jí)放大電路的微iuo

39、u1ber1BR2ber2BR1CR11 bi22 bi1bi2bi1ci2ci2CR2iiiR2iR1oRoRLR1ou解：電壓增益2111uuooioiouAAuuuuuuA)/(1211111iCbeiouRRruuA)/(1121211LCbeoouRRruuA222121121)/()/(beLCbeiCuuurRRrRRAAA輸入電阻11/beBirRR iuou1ber1BR2ber2BR1CR11 bi22 bi1bi2bi1ci2ci2CR2iiiR2iR1oRoRLR1ou輸出電阻2CoRRSR Suiu1BR2BR1CR2CRLRou1C2C3C1T2TCCU3 3互補(bǔ)對(duì)

40、稱功率放大器互補(bǔ)對(duì)稱功率放大器EoPP電源供給的直流功率率負(fù)載得到的交流信號(hào)功ICUCEOQiCtOICUCEOQiCtOICUCEOQiCtO晶體管在輸入信號(hào)晶體管在輸入信號(hào)的整個(gè)周期都導(dǎo)通的整個(gè)周期都導(dǎo)通,靜態(tài)靜態(tài)IC較大，波形好較大，波形好, 管耗大效率低。管耗大效率低。晶體管只在輸入信號(hào)晶體管只在輸入信號(hào)的半個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)通，的半個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)通， 靜態(tài)靜態(tài)IC=0，波形嚴(yán)重，波形嚴(yán)重失真失真, 管耗小效率高。管耗小效率高。晶體管導(dǎo)通的時(shí)間大于晶體管導(dǎo)通的時(shí)間大于半個(gè)周期，靜態(tài)半個(gè)周期，靜態(tài)IC 0，一般功放常采用。一般功放常采用。 互補(bǔ)對(duì)稱電路是集成功率放大電路輸出級(jí)的基本互補(bǔ)對(duì)稱電路是集成

41、功率放大電路輸出級(jí)的基本形式。當(dāng)它通過(guò)容量較大的電容與負(fù)載耦合時(shí)，由形式。當(dāng)它通過(guò)容量較大的電容與負(fù)載耦合時(shí)，由于省去了變壓器而被稱為無(wú)輸出變壓器于省去了變壓器而被稱為無(wú)輸出變壓器()電路，簡(jiǎn)稱電路，簡(jiǎn)稱OTL電路。若互補(bǔ)對(duì)稱電路。若互補(bǔ)對(duì)稱電路直接與負(fù)載相連，輸出電容也省去，就成為無(wú)電路直接與負(fù)載相連，輸出電容也省去，就成為無(wú)輸出電容輸出電容(電路，簡(jiǎn)稱電路，簡(jiǎn)稱OCL電電路。路。 OTL電路采用單電源供電，電路采用單電源供電， OCL電路采用雙電源電路采用雙電源供電。供電。T1、T2的特性一致；的特性一致；一個(gè)一個(gè)NPN型、一個(gè)型、一個(gè)PNP型型兩管均接成射極輸出器；兩管均接成射極輸出器；

42、輸出端有大電容；輸出端有大電容；單電源供電。單電源供電。ui= 02 CCCUu 2CCAUV , IC1 0， IC2 0OTL原理電路原理電路RLuiT1T2+UCCCAuO+ +- -+ +- -RLuiT1T2Auo+ +- -+ +- - 設(shè)輸入端在設(shè)輸入端在UCC/2 直流直流基礎(chǔ)上加入正弦信號(hào)?；A(chǔ)上加入正弦信號(hào)。 若輸出電容足夠大，其上電壓基本保持不變，若輸出電容足夠大，其上電壓基本保持不變，則負(fù)載上得到的交流信號(hào)正負(fù)半周對(duì)稱。則負(fù)載上得到的交流信號(hào)正負(fù)半周對(duì)稱。ic1ic2交流通路交流通路uo (4) 交越失真交越失真 當(dāng)輸入信號(hào)當(dāng)輸入信號(hào)ui為正弦波時(shí)，為正弦波時(shí)，輸出信號(hào)

43、在過(guò)零前后出現(xiàn)的輸出信號(hào)在過(guò)零前后出現(xiàn)的失真稱為交越失真。失真稱為交越失真。 交越失真產(chǎn)生的原因交越失真產(chǎn)生的原因 由于晶體管特性存在非線性，由于晶體管特性存在非線性， ui 1，稱為，稱為深度負(fù)反饋深度負(fù)反饋，此時(shí)：，此時(shí)：FA1f 加入加入負(fù)反饋負(fù)反饋無(wú)負(fù)反饋無(wú)負(fù)反饋FufAuiuo大大小小接近正弦波接近正弦波uouiA+uidufuiubeib+在同樣的在同樣的 ib下下，ui= ube + uf ube，所以所以 Rif 提高。提高。i01RFAR)(ifbiiiuR 無(wú)負(fù)反饋時(shí)：無(wú)負(fù)反饋時(shí)：有負(fù)反饋時(shí)：有負(fù)反饋時(shí)：biifiuRuf+bbeiu FARR0i1fiifbbeiuR i

44、無(wú)負(fù)反饋時(shí)：無(wú)負(fù)反饋時(shí)：有負(fù)反饋時(shí)：有負(fù)反饋時(shí)：ibeifiuRiiibube+o01RFAR)(ofFARR0o1of 電壓負(fù)反饋具有穩(wěn)定輸出電壓的作用，即有電壓負(fù)反饋具有穩(wěn)定輸出電壓的作用，即有恒壓輸出特性，故輸出電阻降低。恒壓輸出特性，故輸出電阻降低。 電流負(fù)反饋具有穩(wěn)定輸出電流的作用，即有電流負(fù)反饋具有穩(wěn)定輸出電流的作用，即有恒流輸出特性，故輸出電阻提高。恒流輸出特性，故輸出電阻提高。四種負(fù)反饋對(duì)四種負(fù)反饋對(duì) Ri 和和 Ro 的影響的影響串聯(lián)電壓串聯(lián)電壓 串聯(lián)電流串聯(lián)電流并聯(lián)電壓并聯(lián)電壓并聯(lián)電流并聯(lián)電流思考題：為了分別實(shí)現(xiàn)：思考題：為了分別實(shí)現(xiàn)： (1) 穩(wěn)定輸出電壓；穩(wěn)定輸出電壓；

45、 (2) 穩(wěn)定輸出電流；穩(wěn)定輸出電流； (3) 提高輸入電阻；提高輸入電阻； (4) 降低輸出電阻。降低輸出電阻。應(yīng)引入哪種類型的負(fù)反饋？應(yīng)引入哪種類型的負(fù)反饋？RiRo減低減低增高增高增高增高增高增高增高增高減低減低減低減低減低減低將前級(jí)的輸出端直接接后級(jí)的輸入端。將前級(jí)的輸出端直接接后級(jí)的輸入端。可用來(lái)放大緩慢變化的信號(hào)或直流量變化的信號(hào)?？捎脕?lái)放大緩慢變化的信號(hào)或直流量變化的信號(hào)。4.64.6差分放大器差分放大器1 1. . +UCCuoui1RCRB2T1RB1RCui2RB2RB1+T2 電路結(jié)構(gòu)對(duì)稱，在理想的情況下，兩管的特性及對(duì)電路結(jié)構(gòu)對(duì)稱，在理想的情況下，兩管的特性及對(duì)應(yīng)電阻元

46、件的參數(shù)值都相等。應(yīng)電阻元件的參數(shù)值都相等。差分放大電路是抑制零點(diǎn)漂移最有效的電路結(jié)構(gòu)。差分放大電路是抑制零點(diǎn)漂移最有效的電路結(jié)構(gòu)。差分放大原理電路差分放大原理電路 +UCCuoui1RCRB2T1RB1RCui2RB2RB1+T2兩個(gè)輸入、兩個(gè)輸入、兩個(gè)輸出兩個(gè)輸出兩管兩管靜態(tài)工靜態(tài)工作點(diǎn)相同作點(diǎn)相同2 2. . uo= VC1 VC2 = 0uo= (VC1 + VC1 ) (VC2 + VC2 ) = 0靜態(tài)時(shí)，靜態(tài)時(shí)，ui1 = ui2 = 0當(dāng)溫度升高時(shí)當(dāng)溫度升高時(shí)ICVC （兩管變化量相等）（兩管變化量相等）+UCCuoui1RCRB2T1RB1RCui2RB2RB1+T2+共模信

47、號(hào)共模信號(hào) 需要抑制需要抑制+UCCuoui1RCRB2T1RB1RCui2RB2RB1+T2+UCCuoui1RCRB2T1RB1RCui2RB2RB1+T2差模信號(hào)差模信號(hào) 是有用信號(hào)是有用信號(hào)例例1: ui1 = 10 mV, ui2 = 6 mV ui2 = 8 mV 2 mV 例例2: ui1 =20 mV, ui2 = 16 mV 可分解成可分解成: : ui1 = 18 mV + 2 mV ui2 = 18 mV 2 mV 可分解成可分解成: : ui1 = 8 mV + 2 mV 這種輸入常作為比較放大來(lái)應(yīng)用，在自動(dòng)控制這種輸入常作為比較放大來(lái)應(yīng)用，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中是常見(jiàn)的。系

48、統(tǒng)中是常見(jiàn)的。 +Uuoui1RCRPT1RBRCui2RERB+TEE+穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)，限制每個(gè)管子的漂移。穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)，限制每個(gè)管子的漂移。EE：用于補(bǔ)償用于補(bǔ)償RE上的壓降，以獲得合適的工作點(diǎn)。上的壓降，以獲得合適的工作點(diǎn)。電位器電位器 RP : 起調(diào)零作用。起調(diào)零作用。1. .靜態(tài)分析靜態(tài)分析 在靜態(tài)時(shí)，設(shè)在靜態(tài)時(shí)，設(shè) IB1 = IB2 = IB， IC1= IC2 = IC，忽略，忽略阻值很小的阻值很小的 RP 可列出可列出 EEEBEBB12EIRUIR 上式中前兩項(xiàng)較第三項(xiàng)小得多略去，上式中前兩項(xiàng)較第三項(xiàng)小得多略去，則每管的集電極電流則每管的集電極電流EEEC2REII 發(fā)射

49、極電位發(fā)射極電位 VE 0每管的基極電流每管的基極電流EECB2 REII 每管的集每管的集 射極電壓射極電壓ECECCCCCCCE2RREUIRUU RC+UCCRB1T1RE -EEIB2IEICIE+UCE+UBE+單管直流通路單管直流通路2. .動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析單管差模信號(hào)通路單管差模信號(hào)通路 由于差模信號(hào)使兩管的集電極電流一增一減，由于差模信號(hào)使兩管的集電極電流一增一減，其變化量相等，通過(guò)其變化量相等，通過(guò) RE 的電流近于不變，的電流近于不變，RE 上沒(méi)上沒(méi)有差模信號(hào)壓降，故有差模信號(hào)壓降，故 RE 對(duì)差模信號(hào)不起作用，可得對(duì)差模信號(hào)不起作用，可得出下圖所示的單管差模信號(hào)通路。出下

50、圖所示的單管差模信號(hào)通路。單管差模電壓放大倍數(shù)單管差模電壓放大倍數(shù)beBCbeBbCbi1o1d1rRR)rR(iRiuuA 同理可得同理可得d1beBCi2o2d2ArRRuuA T1RCibic+uo1RB+ ui1 雙端輸入雙端輸入雙端輸出差分電路的差模電壓放大倍數(shù)為雙端輸出差分電路的差模電壓放大倍數(shù)為beBCd1i2i1odrRRAuuuA 當(dāng)在兩管的集電極之間接入負(fù)載電阻時(shí)當(dāng)在兩管的集電極之間接入負(fù)載電阻時(shí)beBLdrRRA 式中式中LCL21/RRR 兩輸入端之間的差模輸入電阻為兩輸入端之間的差模輸入電阻為)( 2beBirRr 兩集電極之間的差模輸出電阻為兩集電極之間的差模輸出電

51、阻為Co2Rr 例例1: :在在前圖所示的差分放大電路中前圖所示的差分放大電路中,已知已知UCC=12V， EE = 12V, = 50, RC = 10 k , RE =10 k , RB = 20 k ， RP =100 , 并在輸出端接負(fù)載電阻并在輸出端接負(fù)載電阻RL = 20k , 試求試求電路的靜態(tài)值和差模電壓放大倍數(shù)電路的靜態(tài)值和差模電壓放大倍數(shù)。解解: :mA0.6A101021223EEC REImA0.012mA500.6CB IIV6V)100.6101012(33CCCCCE IRUU112.4120550beBLd rRRA 式中式中 k521/LCLRRR k 2.4

52、1)0.626(20026)1()(200EbeIr 單端輸出時(shí)差分電路的差模電壓放大倍數(shù)為單端輸出時(shí)差分電路的差模電壓放大倍數(shù)為)(beBCi1o1i2i1o1d212反相輸出反相輸出rRRuuuuuA )(212beBCi2o2i2i1o2d相輸出相輸出同同rRRuuuuuA 即：?jiǎn)味溯敵霾罘蛛娐返碾妷悍糯蟊稊?shù)只有雙端輸出即：?jiǎn)味溯敵霾罘蛛娐返碾妷悍糯蟊稊?shù)只有雙端輸出差分電路的一半。差分電路的一半。 雙端輸入分雙端輸出和單端輸出兩種。此外，還雙端輸入分雙端輸出和單端輸出兩種。此外，還有單端輸入的有單端輸入的, 即將即將T1輸入端或輸入端或T2輸入端接輸入端接“地地”, 而而另另一端接輸入信

53、號(hào)一端接輸入信號(hào)ui 。同樣單端輸入也分為雙端輸出和。同樣單端輸入也分為雙端輸出和單端輸出兩種。四種差分放大電路的比較見(jiàn)表單端輸出兩種。四種差分放大電路的比較見(jiàn)表15.7.1。(Common Mode Rejection Ratio)CdCMRAAK ) (lg20(dB)CdCMR分貝AAK KCMR越大，說(shuō)明差放分辨越大，說(shuō)明差放分辨差模信號(hào)的能力越強(qiáng)，而抑制差模信號(hào)的能力越強(qiáng)，而抑制共模信號(hào)的能力越強(qiáng)。共模信號(hào)的能力越強(qiáng)。 若電路完全對(duì)稱，理想情況下共模放大倍數(shù)若電路完全對(duì)稱，理想情況下共模放大倍數(shù) Ac = 0 輸出電壓輸出電壓 若電路不完全對(duì)稱，則若電路不完全對(duì)稱，則 Ac 0，實(shí)際

54、輸出電壓實(shí)際輸出電壓 即共模信號(hào)對(duì)輸出有影響即共模信號(hào)對(duì)輸出有影響 。DC交流負(fù)載線交流負(fù)載線 直流負(fù)載線直流負(fù)載線L1tanR 流負(fù)載線更陡。流負(fù)載線更陡。交流負(fù)載線比直交流負(fù)載線比直所以所以因?yàn)橐驗(yàn)?RRCL IC/mA4321O4812162080 AA60 A40 A20 AUCE/VQQuCE/VttiB/ AIBtiC/mAICiB/ AuBE/VtuBE/VUBEUCEiC/mAuCE/VOOOOOOQiCQ1Q2ibuiuo 阻容耦合放大電路由于存在級(jí)間耦合電容、發(fā)射阻容耦合放大電路由于存在級(jí)間耦合電容、發(fā)射極旁路電容及三極管的結(jié)電容等，它們的容抗隨頻極旁路電容及三極管的結(jié)電容

55、等，它們的容抗隨頻率變化，故當(dāng)信號(hào)頻率不同時(shí)，放大電路的輸出電率變化，故當(dāng)信號(hào)頻率不同時(shí)，放大電路的輸出電壓相對(duì)于輸入電壓的幅值和相位都將發(fā)生變化。壓相對(duì)于輸入電壓的幅值和相位都將發(fā)生變化。f|Au |0.707| Auo |fLfH| Auo |幅頻特性幅頻特性f 270 180 90相頻特性相頻特性 iUbIcIoUbISErbeRBRCRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSbeU+ +- -oUbeUiUiUbIcIoUbISErbeRBRCRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSbeU+ +- -C1C2oUiUbIcIoUbISErbeRBRCRLEBC+ +-

56、 -+ +- -+ +- -RSCo 在圖示放大電路中，已知在圖示放大電路中，已知UCC=12V, RC= 6k, RE1= 300， RE2= 2.7k， RB1= 60k， RB2= 20k RL= 6k ，晶體管，晶體管=50， UBE=0.6V, 試求試求: :(1) (1) 靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn) IB、IC 及及 UCE；(2) (2) 畫出微變等效電路；畫出微變等效電路；(3) (3) 輸入電阻輸入電阻Ri、Ro及及 Au。RB1RCC1C2RB2CERE1RL+UCCuiuo+RE2V3V12206020CCB2B1B2B URRRVmA8 . 0 mA36 . 032E1EBE

57、BEC RRUVII A16 A500.8CB IIV8 . 4V38 . 068 . 012)(2E1EECCCCCE RRIRIUURB1RCRB2RE1+UCCRE2+UCEIEIBICVBk6Co RRk86. 18 . 02651200I26) 1(200Ebe rk 15/2B1BB RRR其其中中1EbeBi1/RrRR) ( k03.8 1EbeL) 1 (RrRAu 69. 8 SEiUiIbIcIoUbIeIBRI 在圖示放大電路中，已知在圖示放大電路中，已知UCC=12V, RE= 2k, RB= 200k， RL= 2k ，晶體管，晶體管=60， UBE=0.6V, 信

58、號(hào)源內(nèi)阻信號(hào)源內(nèi)阻RS= 100，試求試求: :(1) 靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn) IB、IE 及及 UCE； 畫出微變等效電路；畫出微變等效電路；(3) Au、Ri 和和 Ro 。.RB+UCCC1C2RRLui+uo+es+RSmA035. 0mA260)(12006 . 012) (1EBBECCB RRUUImA14. 2 0.035mA60)(1 )(1BE II V727V142212EECCCE.RIUU +UCCRBR+UCE+UBEIIBICSbe3 .176010094. 0oRrRk94. 024. 1266120026) (1200Ebe Ir LbeB) (RrRR1/ik

59、7 .41 LbeL) 1()(1RrRAu 98.0 rbeRBRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSiUbIcIoUbISEeIRE兩級(jí)之間通過(guò)耦合電容兩級(jí)之間通過(guò)耦合電容 C2 與下級(jí)輸入電阻連接與下級(jí)輸入電阻連接RB1RC1C1C2RB2CE1RE1+RS+RC2C3CE2RE2RL+UCC+oU1OUiUSEB1R B2R T1T2 由于電容有隔直作用，所以每級(jí)放大電路的直流由于電容有隔直作用，所以每級(jí)放大電路的直流通路互不相通，通路互不相通，。RB1RC1C1C2RB2CE1RE1+RS+RC2C3CE2RE2RL+UCC+oU1OUiUSEB1R B2R T1T2第一

60、級(jí)第一級(jí)第二級(jí)第二級(jí)212ioi1oiouuAAUUUUUUAu電壓放大倍數(shù)2iR1bI2bI1cI2cIrbeRB2RC1EBC+ +- -+ +- -+ +- -RSiUiI1oU1b1ISErbeRC2RLEBC+ +- -oU2b2IB1R B2R RB12i1C1L/ RRR1be1L1i1rRUUAuo1be2L2rRUUAu22io21iiRR 2ooRR LCL2RRR/2 如圖所示的兩級(jí)電壓放大電路，如圖所示的兩級(jí)電壓放大電路，已知已知1= 2 =50, T1和和T2均為均為3DG8D。 RB1C1C2RE1+RC2C3CE+24V+OUiUB1R B2R T1T2E2R E