4雙極結(jié)型三極管及放大電路基礎(chǔ)本章內(nèi)容

4.1

BJT

4.2

基本共射極放大電路

4.3

放大電路的分析方法

4.4

放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定問題

4.5

共集電極放大電路和共基極放大電路

4.6

組合放大電路

4.7

放大電路的頻率響應(yīng)4雙極結(jié)型三極管及放大電路基礎(chǔ)本章內(nèi)容4.4雙極結(jié)型三極管及放大電路基礎(chǔ)本章要求

1.

了解雙極結(jié)型三極管

(BJT)

的結(jié)構(gòu)、工作原理、溫度對參數(shù)及特性的影響，掌握其符號、電流關(guān)系、特性曲線、參數(shù)、使用和應(yīng)用，三種工作狀態(tài)

(

區(qū)

)

的條件、特點(diǎn)和判斷。

2.

掌握基本共射極放大電路的組成、工作原理、靜態(tài)分析和動(dòng)態(tài)分析。

3.

熟悉放大電路的圖解分析法、靜態(tài)工作點(diǎn)對波形失真的影響，掌握基本共射極放大電路的動(dòng)態(tài)分析、性能特點(diǎn)和用途。

4.

了解溫度對靜態(tài)工作點(diǎn)的影響，熟悉穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的措施，掌握基極分壓式射極偏置放大電路的組成、工4雙極結(jié)型三極管及放大電路基礎(chǔ)本章要求1.4雙極結(jié)型三極管及放大電路基礎(chǔ)

5.

掌握共集電極放大電路和共基極放大電路的組成、工作原理、靜態(tài)分析、動(dòng)態(tài)分析、性能特點(diǎn)和用途。

6.

熟悉組合放大電路的特點(diǎn)及分析方法、復(fù)合管的特點(diǎn)和判斷。

7.

了解放大電路的頻率響應(yīng)，幅度失真、相位失真、頻率失真、線性失真、產(chǎn)生頻率響應(yīng)的原因、上限頻率、下限頻率、通頻帶。作原理、靜態(tài)分析、動(dòng)態(tài)分析、性能特點(diǎn)和用途。4雙極結(jié)型三極管及放大電路基礎(chǔ)5.掌握共4雙極結(jié)型三極管及放大電路基礎(chǔ)重點(diǎn)難點(diǎn)

重點(diǎn)：雙極結(jié)型三極管

(BJT)

的符號、電流關(guān)系、特性曲線、參數(shù)、使用和應(yīng)用；三種基本放大電路

(

共射、共集和共基

)

的組成、工作原理、靜態(tài)分析

(

估算法

)、動(dòng)態(tài)分析

(

小信號模型分析法

)

、性能特點(diǎn)和用途；穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的措施，基極分壓式射極偏置電路的組成、工作原理、靜態(tài)分析、動(dòng)態(tài)分析、性能特點(diǎn)和用途。難點(diǎn)：雙極結(jié)型三極管(BJT)的工作原理和特性曲線,放大電路的工作原理、靜態(tài)分析

(

圖解分析法、估算法

)

和動(dòng)態(tài)分析

(

圖解分析法、小信號模型分析法

)，放大電路的頻率響應(yīng)。4雙極結(jié)型三極管及放大電路基礎(chǔ)重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)

4.4.1

溫度對靜態(tài)工作點(diǎn)的影響

★1.

影響Q的原因

☆2.

抑制溫度影響Q的措施4.4放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定問題本節(jié)內(nèi)容

4.4.2

射極偏置電路

1.

基極分壓式射極偏置電路

2.

含有雙電源的射極偏置電路

3.

含有恒流源的射極偏置電路

☆4.

溫度補(bǔ)償法4.4.1溫度對靜態(tài)工作點(diǎn)的影響

4.4放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定問題本節(jié)要求

1.

了解溫度對靜態(tài)工作點(diǎn)的影響的原因和危害，熟悉穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的措施。

2.

掌握基極分壓式射極偏置電路穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的原理，靜態(tài)分析方法

(

畫直流通路、估算靜態(tài)工作點(diǎn)

)

及動(dòng)態(tài)分析方法(畫交流通路、畫等效電路、計(jì)算動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)),熟悉含有雙電源的射極偏置電路、含有恒流源的射極偏置電路穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的原理、特點(diǎn)，了解溫度補(bǔ)償法的原理、特點(diǎn)。4.4放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定問題本節(jié)要求1.了4.4放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定問題重點(diǎn)難點(diǎn)

重點(diǎn)：基極分壓式射極偏置電路穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的原理，靜態(tài)分析方法

(畫直流通路、估算靜態(tài)工作點(diǎn))

及動(dòng)態(tài)分析方法(畫交流通路、等效電路，計(jì)算動(dòng)態(tài)性能指標(biāo))。難點(diǎn)：基極分壓式射極偏置電路靜態(tài)分析方法

(

畫直流通路、估算靜態(tài)工作點(diǎn)

)

及動(dòng)態(tài)分析方法

(

畫交流通路、等效電路，計(jì)算動(dòng)態(tài)性能指標(biāo))。4.4放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定問題重點(diǎn)難點(diǎn)4.4放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定問題為什么要穩(wěn)定Q？A.

不穩(wěn)定的危害B.

對Q的要求4.4放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定問題為什么要穩(wěn)定Q？A.不4.4.2射極偏置電路射極偏置電路為何能穩(wěn)定Q？

1.

基極分壓式射極偏置電路

2.

含有雙電源的射極偏置電路

3.

含有恒流源的射極偏置電路

☆4.

溫度補(bǔ)償法4.4.2射極偏置電路射極偏置電路為何能穩(wěn)定Q？前述的固定偏置放大電路，簡單、易調(diào)整，但溫度變化會(huì)引起靜態(tài)工作點(diǎn)變動(dòng)，4.4.2射極偏置電路––Tvi+VCCRsvsRbRcCb1Cb2+++RL+vo+–

T℃ICQ

某種作用IBQICQ自動(dòng)調(diào)節(jié)嚴(yán)重時(shí)將使放大電路不能正常工作。為此，需要改進(jìn)偏置電路，當(dāng)溫度升高使ICQ增加時(shí)，希望能夠自動(dòng)減少IBQ，從而抑制Q點(diǎn)的變化，保持Q點(diǎn)基本穩(wěn)定。固定偏置電路前述的固定偏置放大電4.4.2射極偏置電路––Tv

直流電源

VCC，基極

電阻Rb1、Rb2，射極電阻

Re

組成分壓式偏置電路，

為三極管提供合適的Q點(diǎn)。

基極電阻Rb1、Rb2的

取值使I1

>>IBQ。4.4.2射極偏置電路1.

基極分壓式射極偏置電路(1)

電路結(jié)構(gòu)+++iCiBi2i1+VCCRb1RCCb1Cb2Rb2ReRLvivo+––RSvS+–

射極電阻Re與Rb1和

Rb2配合，使I1>>IBQ。雖然射極沒直接接地，但還是從基極輸入、從集極輸出，與共射電路有相同特性，仍歸為共射電路。直流電源VCC，基極

電阻Rb1、Rb2，4.4.2射極偏置電路(2)

靜態(tài)工作點(diǎn)的估算①

畫直流通路+++iCiBi2i1+VCCRb1RCCb1Cb2Rb2ReRLvivo+––RSvS+–+VBQVEQVCEQ+--VBEQI2Rb1RCRb2ReIEQI1+VCCICQIBQ思路：輸入為

0、電容開路、其它照畫→標(biāo)出直流。4.4.2射極偏置電路(2)靜態(tài)工作點(diǎn)的估算+++iCi

設(shè)計(jì)時(shí)取I1

>>

IBQ，∴Rb1和Rb2可近似看作串聯(lián)。4.4.2射極偏置電路②

估算QIBQI2Rb1RCRb2ReIEQI1+VCCICQVBQVEQVCEQ++--VBEQ

電阻Rb1、Rb2，直流電源VCC受溫度影響很小，基極電位

VBQ

基本不隨溫度變化，保持恒定?；蚍謮涸O(shè)計(jì)時(shí)取I1>>IBQ，∴Rb14.4.24.4.2射極偏置電路IBQI2Rb1RCRb2ReIEQI1+VCCICQVBQVEQVCEQ++--VBEQ設(shè)計(jì)時(shí)取VBQ>>VBEQ

VEQ

=

VBQ

-

VBEQ

VBEQ

受溫度影響變化時(shí)，射極電位

VEQ

基本恒定。

集電極電流

ICQ

基本恒定。

IBQ

=

ICQ/

VCEQ

=VCC

-

ICQRc

-

IEQRe

≈VCC

-

ICQ

(Rc

+

Re)

≈VCC

-

IEQ

(Rc

+

Re)

∴溫度變化時(shí)，靜態(tài)工作點(diǎn)基本穩(wěn)定。4.4.2射極偏置電路IBQI2Rb1RCRb2ReIEQ解：①畫出直流通路

已知

=100，VCC=12V，Rb1=75k，Rb2=25

k，Rc=2k，Re=1k。畫直流通路，求Q點(diǎn)。4.4.2射極偏置電路例1+VCCRCCb1Cb2TRL

Rb2Re

+Ce

`++Rb1

vORSvS++--VBQ

RC

ICQ

Rb1

IBQ

+VCC

IEQ

Rb2

Re

VEQVCEQ+-解：①畫出直流通路已知4.4.2

射極偏置電路VBQ

RC

ICQ

Rb1

IBQ

+VCC

IEQ

Rb2

Re

VEQVCEQ+-②估算靜態(tài)工作點(diǎn)IBQ

=

ICQ

/

=

2.3mA/100

=

23μA4.4.2射極偏置電路VBQRCICQRb1IBQ

：換一個(gè)

=

80的管子，Q點(diǎn)有何變化?4.4.2射極偏置電路?思考題23μA12

1086421430

2iC/mA

iB=10μA

20μA40μAvCE/V30μA23μAvBE/ViB/μA00.7

ICQ

=

(VBQ

-

VBEQ)

/Re

=

2.3mA

IBQ

=

ICQ

/

=

2.3mA

/

80

=

29μA

VCEQ

=VCC

-

ICQ

(Rc

+

Re)

=

5.1VQQ29μA29μA在輸出特性上，靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定：換一個(gè)=4.4.2射極偏置電路(3)

穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的原理①

更換管子+VBQVEQVCEQ+--VBEQI2Rb1RCRb2ReIEQI1+VCCICQIBQ更換

不同的管子，Q點(diǎn)有何變化?

ICQ

=

(VBQ

-

VBEQ)

/Re

VCEQ

=VCC

-

ICQ

(Rc

+

Re)

IBQ

=

ICQ

/

不變。

不變。隨

不同而變化，

增大時(shí)IBQ

減小，

減小時(shí)IBQ

增大。更

換

不同的管

子，在

輸出

特

性上Q點(diǎn)(VCEQ，ICQ)位置不變。4.4.2射極偏置電路(3)穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的原理+VBQ4.4.2射極偏置電路②

溫度變化

T℃→ICQ→IEQ→VEQ

↓VBEQIBQ←ICQ←自動(dòng)調(diào)節(jié)iBvBE0+VBQVEQVCEQ+--VBEQI2Rb1RCRb2ReIEQI1+VCCICQIBQ溫度變化時(shí)，Q點(diǎn)有何變化?

VEQ

=

IEQ

Re

，VBEQ

=

VBQ

-

VEQ

。溫度變化時(shí)，

在

輸出

特性上Q

點(diǎn)(VCEQ，ICQ)

位置不變。4.4.2射極偏置電路②溫度變化T℃

B.

Re

把

輸出

直

流

電

流

ICQ

的變化返送回輸入端，轉(zhuǎn)換成直流電壓VEQ

=

IEQ

Re

的變化，影響輸入直

流電

壓

VBEQ=

VBQ

–

VEQ

向

相4.4.2射極偏置電路③

原因+VBQVEQVCEQ+--VBEQI2Rb1RCRb2ReIEQI1+VCCICQIBQ

A.

I1>>IBQ，使基極電位基本恒定。

反方向變化，從而使

IBQ

產(chǎn)生相反的變化以抵消

ICQ

的變化，稱為直流電流負(fù)反饋

(

詳見第

7

章

)，Re

稱為負(fù)反饋電阻、溫度補(bǔ)償電阻。B.Re把輸出直流電流ICQ23μA29μA4.4.2射極偏置電路穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)，是指靜態(tài)集電極電流

ICQ

和管壓降

VCEQ

基本不變，在輸出特性上

Q點(diǎn)

(VCEQ，ICQ)

位

置

基

本不變，IBQ是會(huì)產(chǎn)生相反變化的，以抵消ICQ的變化。

如例1，

=100時(shí)ICQ=2.3mA，VCEQ=5.1V，IBQ=23μA；23μA12

1086421430

2iC/mA

iB=10μA

20μA40μAvCE/V30μAvBE/ViB/μA00.7Q29μAQ

=80時(shí)ICQ=2.3mA，VCEQ=5.1V，IBQ=29μA23μA29μA4.4.2射極偏置電路穩(wěn)定4.4.2射極偏置電路☆(4)

參數(shù)的選擇IBQI2Rb1RCRb2ReIEQI1+VCCICQVBQVEQVCEQ++--VBEQ

I1、VBQ

越大

Q點(diǎn)會(huì)越穩(wěn)定。但

Rb1、Rb2

就

越

小,將

增

加損耗、降低輸入電阻。VBQ過高使VEQ

增高，VCEQ

減小，易飽和，減小最大不失真輸出電壓。

工程上一般選?。?/p>

Rb1、Rb2一般取幾十

k。

I1

=(

5

~

10

)

IBQ

(硅管)(

10

~

20

)

IBQ

(鍺管)(

3

~

5

)V

(硅管)(

1

~

3

)V

(鍺管)

VBQ

=4.4.2射極偏置電路☆(4)參數(shù)的選擇IBQI2Rb1iC/mA

12

1086421430

2iB=10μA

20μA40μAvCE/V30μA4.4.2射極偏置電路IBQI2Rb1RCRb2ReIEQI1+VCCICQVBQVEQVCEQ++--VBEQ

Re

越大，VEQ

=

IEQ

Re

受溫度影響變化越大，穩(wěn)定Q點(diǎn)效果越好；VCEQ

=

VCC

-

ICQ

Rc-

IEQRe越小，越易進(jìn)入飽和區(qū),使輸出電壓的動(dòng)態(tài)范圍減小。

Re

=

幾百~幾千

(小電流)、幾~幾十

(大電流)QQ

,iC/mA1210864214302iB=10μA2IBQ恒定,

ICQ隨

變化。

固定偏置電路和基極分壓式射極偏置電路更換

大的三極管后

IBQ、ICQ、VCEQ

是否改變？+++iCiBi2i1+VCCRb1RcCb1Cb2Rb2ReRLvivo+––RSvS+–4.4.2射極偏置電路?思考題+Cb1––vi+VCCRsvsRbRcCb2+++RLvo+–ICQ恒定,

IBQ隨

變化。IBQ恒定,

ICQ隨

變化。4.4.2射極偏置電路(5)

動(dòng)態(tài)性能分析①

畫交流通路

思路：電源短路、電容短路、其它照畫→標(biāo)出交流。

+++iCiB+VCCRb1RCCb1Cb2Rb2ReRLvivo+––RSvS+–Rb2+iCibieiiRb1RCiRb1iRb2ReRLvivo+––RSvS+–4.4.2射極偏置電路(5)動(dòng)態(tài)性能分析4.4.2射極偏置電路RLRb2+iCibieiiRb1RCiRb1iRb2Revivo+––RSvS+–bcebce②畫小信號等效電路

思路：交流通路

→

be間為電阻rbe、ce間為受控電流源

ib

→

標(biāo)出交流?！飅b、ic

別標(biāo)錯(cuò)位置。4.4.2射極偏置電路RLRb2+iCibieiiRb1Rbce

Re能穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)，但使放大倍數(shù)大大下降。4.4.2射極偏置電路rbe

(1+

)

Re+-ibvibe折算③

求電壓增益Av

ve

=

[(1

+

)

ib]

Re

=

ib[(1

+

)

Re]bceRe能穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)，但使放大倍數(shù)大大

Re使輸入電阻增大。bce4.4.2射極偏置電路R’irbe

(1

+

)

Re+-ibvibeR’iRi=Rb1//Rb2//R’i=Rb1//Rb2//[rbe+(1+)Re]折算④

求輸入電阻

RiRiRe使輸入電阻增大。bce4.4.2射極偏在輸出端加測試電壓vt，產(chǎn)生測試電流4.4.2射極偏置電路ii

令信號源置零(保留其內(nèi)阻和受控源)，負(fù)載開路

it

=

vt

/Rc。Ro

=

vt

/it

=

Rc+-vS+-viitRb1

rbeRb2Rcibebcic

ibieRSReRL+-vo+-vt=

0Ro⑤

求輸出電阻Ro

Re

不影響輸出電阻。=

0在輸出端加測試電壓vt，產(chǎn)生測試電流4.44.4.2射極偏置電路itRb1

rbeRb2Rcibebcic

ibieRSRe+-vt≠0Ro若考慮三極管輸出電阻

rce

(1/hoe)R’oircerce≠

ib

得由R’Sib

=

?4.4.2射極偏置電路itRb1rbeRb2Rcibeb4.4.2射極偏置電路實(shí)際上

rce

(

≥100k

)

>>

Re

(

≤幾k

)

R’oircerceitRb1

rbeRb2Rcibebcic

ibieRSRe+-vt≠0≠

ib

所以R’S很大(

＞幾M)4.4.2射極偏置電路實(shí)際上rce(≥100k)4.4.2射極偏置電路ircerceitRb1

rbeRb2Rcibebcic

ibieRSRe+-vt≠0≠

ibR’oRo

一般所以R’o

RcRo

Re使三極管部分的輸出電阻R’o

增大，恒流性好

(

ic

恒定

)。4.4.2射極偏置電路ircerceitRb1rbeRb4.4.2射極偏置電路(6)

與基本共射電路比較

①電路+++iCiBi2i1+VCCRb1RCCb1Cb2Rb2ReRLvivo+––RSvS+–––Tvi+VCCRsvsRbRcCb1Cb2+++RL+vo+–4.4.2射極偏置電路(6)與基本共射電路比較不能4.4.2射極偏置電路

VCC

-

IBQ

Rb

=

VBEQ=

VBEQ

+

IEQ

ReVCC

-

ICQ

(Rc

+

Re)VCC

-

ICQ

Rc

IBQIBQVBQICQVCEQ參數(shù)

基本共射電路

射極偏置電路穩(wěn)定性②靜態(tài)工作點(diǎn)

不同的電路Q點(diǎn)的計(jì)算式可能不同。能不能4.4.2射極偏

不同的電路動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)的計(jì)算式可能不同。4.4.2射極偏置電路③動(dòng)態(tài)性能RiAvRo

參數(shù)

基本共射電路射極偏置電路

=

幾十

~

幾百Rb1//Rb2//

[rbe+(1+

)Re]

=

十幾

~

幾十kRc

=

幾k大小低高高高Rc

=

幾kRb//rbe=

幾百

~

幾千

=

0.幾

~

幾不同的電路動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)的計(jì)算式可能不同。4.已知VCC

=

12V，Rb1

=

20k，Rb2

=10k，Rc

=

2k，Re

=

2k，RL=

6k，

=

40。畫小信號等效電路，求Av、Ri、Ro。+VCCRCCb1Cb2TRL

Rb2Re

`++Rb1

vORSvS++--4.4.2射極偏置電路例2解：①求IEQ、rbe已知VCC=12V，4.4.2射極偏置電路②畫小信號等效電路ie-vo++ReβibviicrbeRcRLRb1Rb2bec-vsiiib-+RS③求Av、Ri、Ro很小

Re能穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)，但使放大倍數(shù)大大下降。4.4.2射極偏置電路②畫小信號等效電路4.4.2射極偏置電路ie-vo++ReβibviicrbeRcRLRb1Rb2bec-vsiiib-+RSRi

=

Rb1//Rb2//[rbe+(1+

)Re]

=

20//10//[0.846+(1+40)×2]=6.17k

Ro

=

Rc

=

2kRiRo接入

Re

能穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)，增大輸入電阻，但使放大倍數(shù)大大下降。如何解決這個(gè)矛盾？較大4.4.2射極偏置電路ie-vo++Reβibviicrb4.4.2射極偏置電路(7)

有旁路電容時(shí)

Re并聯(lián)電容Ce。+++iCiBi2i1+VCCRb1RCCb1Cb2Rb2ReRLvivo+––RSvS+–Ce+①

靜態(tài)分析

B.

靜態(tài)工作點(diǎn)

A.

直流通路與Re沒有并聯(lián)電容

Ce時(shí)相同。

C.

穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)與Re沒有并聯(lián)電容Ce時(shí)一樣可以穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。電容Ce對直流開路。與Re沒有并聯(lián)電容

Ce時(shí)相同。4.4.2射極偏置電路(7)有旁路電容時(shí)4.4.2射極偏置電路Rb2+iCibieiiRb1RCiRb1iRb2RLvivo+––RSvS+–②

動(dòng)態(tài)分析

Ce

對交流短路，Re

被旁路，對交流相當(dāng)于

Re

=

0。

A.

交流通路+++iCiB+VCCRb1RCCb1Cb2Rb2ReRLvivo+––RSvS+–+Ce與固定偏置電路類似4.4.2射極偏置電路Rb2+iCibieiiRb1RCi4.4.2射極偏置電路B.

小信號等效電路根據(jù)交流通路畫小信

號等效電路。-vo++βibviicRb2rbeRcRLRb1-vs-+RSiiibbceRLRb2+iCibiiRb1RCiRb1iRb2vivo+––RSvS+–bce與固定偏置電路類似Rb4.4.2射極偏置電路B.小信號等效電路4.4.2射極偏置電路

C.

動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)-vo++βibviicRb2rbeRcRLRb1-vs-+RSiiibbce

Ri

=

Rb1//Rb2//rbe

=

Rb//rbe

Ro

=

RcRiRo與固定偏置電路類似Rb4.4.2射極偏置電路C.動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)-電路參數(shù)同例2：VCC

=

12V，Rb1

=

20k，Rb2

=

10

k，Rc

=

2

k，Re

=

2k，RL

=

6k，=

40。求

Av、Ri、Ro。4.4.2射極偏置電路例3解：例2已求得

IEQ

=1.65mA，rbe=0.846k。

Ri=Rb1//Rb2//rbe=20//10//0.846=0.75k

Ro

=Rc

=

2k+VCCRCCb1Cb2TRL

Rb2Re

`++Rb1

vORSvS++--Ce+旁路電容使Av不減小，但又使Ri下降。怎樣改進(jìn)?例2-0.7246.17k2k電路參數(shù)同例2：4.4.4.4.2射極偏置電路☆(8)

Re部分旁路

Re分為兩部分，Re1不旁路、Re2旁路。①

靜態(tài)分析

直流通路、靜態(tài)工作點(diǎn)、穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)與Re沒有并聯(lián)電容

Ce

時(shí)相同，令

Re

=

Re1

+

Re2

即可。②

動(dòng)態(tài)分析

交流通路、小信號等效電路、Av、Ri、Ro

與

Re

沒有并聯(lián)電容

Ce

時(shí)相同，令

Re

=

Re1

即可。+++iCiBi2i1+VCCRb1RCCb1Cb2Rb2Re1RLvivo+––RSvS+–Ce+Re24.4.2射極偏置電路☆(8)Re部分旁路Re1=0.2k，Re2=

1.8

k，電路其它參數(shù)同例2，求Av、Ri、Ro。4.4.2射極偏置電路例4Re2

+VCCRL

RCCb1Cb2TRb2Re1

`++Rb1

vORSvS++--+Ce解：例2已求得IEQ

=1.65mA，rbe=0.846k。

Ri

=

Rb1//Rb2//[rbe

+

(1

+

)

Re1]

=

20//10//[0.846+(1+40)×0.2]

=

3.84k

Ro

=

Rc

=

2k例3-70.90.75k2kRe1=0.2k，Re24.4.4.2射極偏置電路☆(9)

三種電路比較

2k2k2kRoRiAv例2(Re沒旁路)例3(Re旁路)

例4(Re部分旁路)

-0.724-70.9-6.63

6.17k0.75k3.84k

Rc

Rc

RcRb1//Rb2//Rb1//Rb2//rbe

Rb1//Rb2//

[rbe+(1+

)Re]

[rbe+(1+

)Re1]

Re沒旁路Re被旁路

Re部分旁路RoRiAv大小中高低中高高高4.4.2射極偏置電路☆(9)三種電路比較4.4.2射極偏置電路

Re

除了引入直流電流負(fù)反饋，可穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)外，沒被交流旁路時(shí)還引入交流電流串聯(lián)負(fù)反+++iCiBi2i1+VCCRb1RCCb1Cb2Rb2ReRLvivo+––RSvS+–關(guān)于負(fù)反饋的內(nèi)容詳見第7章。饋，可降低放大倍數(shù)、提高反饋環(huán)內(nèi)輸入電阻、提高反饋環(huán)內(nèi)輸出電阻以及改變其他動(dòng)態(tài)指標(biāo)。4.4.2射極偏置電路Re除了引入直流電

前述的單電源射極偏置電路中Re

越大，VEQ=

IEQ

Re

受溫度影響變化越大，穩(wěn)定

Q點(diǎn)效果越好；但

VCEQ

=

VCC4.4.2射極偏置電路2.

含有雙電源的射極偏置電路IBQI2Rb1RCRb2ReIEQI1+VCCICQVBQVEQVCEQ++--VBEQ-

ICQ

RC-

IEQ

Re

越小，越易進(jìn)入飽和區(qū)，使最大不失真輸出電壓減小。為此，在發(fā)射極接上負(fù)電源，把VEQ拉低，從而使VCEQ

=VCQ

-VEQ不會(huì)太小，既有好的穩(wěn)定

Q

點(diǎn)效果又有較大的最大不失真輸出電壓。前述的單電源射極偏置電4.4.2射極偏置電路2.4.4.2射極偏置電路

A.

靜態(tài)工作點(diǎn)

VEE

=

IBQ

Rb

+VBEQ+(1+

)IBQ

(Re1

+

Re2)

VCC

=

ICQ

Rc

+VCEQ+

IEQ

(Re1

+

Re2)

-VEE(1)

阻容耦合VEEIBQIEQVCCICQVCEQ+-VCEQ

=

VCC

+

VEE

-

ICQ

Rc

-

IEQ

(Re1

+

Re2)

=

VCC

+

VEE

-

ICQ

(Rc

+

Re1

+

Re2)ICQ

=

IBQ4.4.2射極偏置電路A.靜態(tài)工作點(diǎn)4.4.2射極偏置電路

B.

小信號等效電路ie-vo++Re1

ibviicrbeRcRLRbbec-vsiiib-+RSVEEibieVCC

ic

思路：交流通路

(電源短路、電容短路、其它照畫)→

b

e

間為電阻

rbe、c

e

間為受控電流源

ib

→

標(biāo)出交流。4.4.2射極偏置電路B.小信號等效電路VEE

=

IBQ

RS

+

VBEQ

+(1

+

)IBQ

Re4.4.2射極偏置電路(2)

直接耦合

A.

靜態(tài)工作點(diǎn)VCC

=

IRc

Rc

+

VCEQ

+

IEQ

Re

-

VEEIBQIEQVEEIRcVCCVCEQ+-ICQ

=

IBQVCEQ

=ICQ

VCEQ

+

IEQ

Re

-

VEE

=

(IRc-ICQ)

RL

VEE=IBQRS+VBEQ+4.4.4.2射極偏置電路

B.

小信號等效電路ie-vo++

Re

ibviicrbeRcRLbec-vsiiib-+RSibieVEEic

思路：交流通路(電源短路、其它照畫)

→

b

e

間為電阻

rbe、c

e

間為受控電流源

ib

→

標(biāo)出交流。VCC4.4.2射極偏置電路B.小信號等效電路4.4.2射極偏置電路3.

含有恒流源的射極偏置電路ebib

ii

cvo

ibRcRLvivs

RsicRbrbe

+++–––

A.

靜態(tài)工作點(diǎn)發(fā)射極靜態(tài)電流由恒流源Io提

供。ICQ

≈

IEQ

=

Io

很

穩(wěn)

定，靜態(tài)工作點(diǎn)也就很穩(wěn)定。

B.

小信號等效電路IEQICQ4.4.2射極偏置電路3.含有恒流源的射極偏置電路ebi

二極管反向電流隨溫度變化，升高10℃約增加1倍。––Tvi+VCCRsvsRbRcCb1Cb2+++RL+vo+–IRbIBQIRRb、VCC受溫度影響很小，電阻電流

IRb基本恒定。4.4.2射極偏置電路☆4.

溫度補(bǔ)償法(1)

利用二極管反向電流T℃↓IR→IBQ

→ICQ

取

VCC＞＞VBEQ。

IBQ

=

IRb-

IR自動(dòng)調(diào)節(jié)

ICQ

二極管反向電流隨溫度變化，升高10℃約增加14.4.2射極偏置電路(2)

利用二極管正向壓降+++iCiBi2i1+VCCRb1RCCb1Cb2Rb2ReRLvivo+––RSvS+–T℃↓ICQ

→VEQ

→VD→VBQ

VBEQ

IBQ←

ICQ←

二極管正向壓降

隨溫度變化，溫度升高1℃，vD約降低2~2.5mV。還利用

Re的直流負(fù)反饋?zhàn)饔谩?/p>

VEQ

=

IEQ

Re≈ICQ

Re

VBEQ

=

VBQ

-

VEQ

自動(dòng)調(diào)節(jié)D+–vD4.4.2射極偏置電路(2)利用二極管正向壓降+++iC

正溫度系數(shù)(PTC)熱敏

電阻隨溫度升高阻值增大。4.4.2射極偏置電路(3)

利用正溫度系數(shù)熱敏電阻+++iCiBi2i1+VCCRb1RCCb1Cb2Rb2ReRLvivo+––RSvS+–Rb1采用正溫度系數(shù)(PTC)熱敏電阻。T℃→Rb1→VBQ

↓ICQ

→VEQ

VBEQ

IBQ←

ICQ←

自動(dòng)調(diào)節(jié)

VEQ

=

IEQ

Re≈ICQRe

VBEQ

=

VBQ

-

VEQ

RT正溫度系數(shù)(PTC)熱敏

電阻隨溫度升高阻值負(fù)溫度系數(shù)(NTC)熱敏

電阻隨溫度升高阻值減小。4.4.2射極偏置電路(4)

利用負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻+++iCiBi2i1+VCCRb1RCCb1Cb2Rb2ReRLvivo+––RSvS+–

Rb2采用負(fù)溫度系數(shù)(NTC)熱敏電阻。RT

VEQ

=

IEQ

Re≈ICQRe

VBEQ

=

VBQ

-

VEQ

T℃→Rb2→VBQ

↓ICQ

→VEQ

VBEQ

IBQ←

ICQ←

自動(dòng)調(diào)節(jié)負(fù)溫度系數(shù)(NTC)熱敏

電阻隨溫度升高阻值4.4放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定問題本節(jié)小結(jié)

2.

基極分壓式射極偏置電路

(沒、有及部分旁路)

穩(wěn)定Q

點(diǎn)原理、Q

點(diǎn)估算、動(dòng)態(tài)參數(shù)計(jì)算，含雙電源、恒流源的射極偏置電路及溫度補(bǔ)償法穩(wěn)定

Q

點(diǎn)原理、特點(diǎn)。

0.

穩(wěn)定Q點(diǎn)的重要性、對Q點(diǎn)的要求。

1.

影響

Q

點(diǎn)不穩(wěn)定的原因

(

電源電壓、電路

參

數(shù)及溫度

)、抑制溫度影響

Q

點(diǎn)的措施

(

恒溫箱、散熱、溫度補(bǔ)償及直流負(fù)反饋

)。

靜態(tài)分析：直流通路(輸入為0，電容開路，其它照畫,標(biāo)出直流)

→VBQ

→IEQ

→IBQ

→VCEQ。

動(dòng)態(tài)分析：交流通路

(電源、電容短路)→等效電路

(

b

e間為電阻rbe、ce間為電流源

ib

)→rbe、Av、Ri、Ro

4.4放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定問題本節(jié)小結(jié)4雙極結(jié)型三極管及放大電路基礎(chǔ)本章內(nèi)容

4.1

BJT

4.2

基本共射極放大電路

4.3

放大電路的分析方法

4.4

放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定問題

4.5

共集電極放大電路和共基極放大電路

4.6

組合放大電路

4.7

放大電路的頻率響應(yīng)4雙極結(jié)型三極管及放大電路基礎(chǔ)本章內(nèi)容4.4雙極結(jié)型三極管及放大電路基礎(chǔ)本章要求

1.

了解雙極結(jié)型三極管

(BJT)

的結(jié)構(gòu)、工作原理、溫度對參數(shù)及特性的影響，掌握其符號、電流關(guān)系、特性曲線、參數(shù)、使用和應(yīng)用，三種工作狀態(tài)

(

區(qū)

)

的條件、特點(diǎn)和判斷。

2.

掌握基本共射極放大電路的組成、工作原理、靜態(tài)分析和動(dòng)態(tài)分析。

3.

熟悉放大電路的圖解分析法、靜態(tài)工作點(diǎn)對波形失真的影響，掌握基本共射極放大電路的動(dòng)態(tài)分析、性能特點(diǎn)和用途。

4.

了解溫度對靜態(tài)工作點(diǎn)的影響，熟悉穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的措施，掌握基極分壓式射極偏置放大電路的組成、工4雙極結(jié)型三極管及放大電路基礎(chǔ)本章要求1.4雙極結(jié)型三極管及放大電路基礎(chǔ)

5.

掌握共集電極放大電路和共基極放大電路的組成、工作原理、靜態(tài)分析、動(dòng)態(tài)分析、性能特點(diǎn)和用途。

6.

熟悉組合放大電路的特點(diǎn)及分析方法、復(fù)合管的特點(diǎn)和判斷。

7.

了解放大電路的頻率響應(yīng)，幅度失真、相位失真、頻率失真、線性失真、產(chǎn)生頻率響應(yīng)的原因、上限頻率、下限頻率、通頻帶。作原理、靜態(tài)分析、動(dòng)態(tài)分析、性能特點(diǎn)和用途。4雙極結(jié)型三極管及放大電路基礎(chǔ)5.掌握共4雙極結(jié)型三極管及放大電路基礎(chǔ)重點(diǎn)難點(diǎn)

重點(diǎn)：雙極結(jié)型三極管

(BJT)

的符號、電流關(guān)系、特性曲線、參數(shù)、使用和應(yīng)用；三種基本放大電路

(

共射、共集和共基

)

的組成、工作原理、靜態(tài)分析

(

估算法

)、動(dòng)態(tài)分析

(

小信號模型分析法

)

、性能特點(diǎn)和用途；穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的措施，基極分壓式射極偏置電路的組成、工作原理、靜態(tài)分析、動(dòng)態(tài)分析、性能特點(diǎn)和用途。難點(diǎn)：雙極結(jié)型三極管(BJT)的工作原理和特性曲線,放大電路的工作原理、靜態(tài)分析

(

圖解分析法、估算法

)

和動(dòng)態(tài)分析

(

圖解分析法、小信號模型分析法

)，放大電路的頻率響應(yīng)。4雙極結(jié)型三極管及放大電路基礎(chǔ)重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)

4.4.1

溫度對靜態(tài)工作點(diǎn)的影響

★1.

影響Q的原因

☆2.

抑制溫度影響Q的措施4.4放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定問題本節(jié)內(nèi)容

4.4.2

射極偏置電路

1.

基極分壓式射極偏置電路

2.

含有雙電源的射極偏置電路

3.

含有恒流源的射極偏置電路

☆4.

溫度補(bǔ)償法4.4.1溫度對靜態(tài)工作點(diǎn)的影響

4.4放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定問題本節(jié)要求

1.

了解溫度對靜態(tài)工作點(diǎn)的影響的原因和危害，熟悉穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的措施。

2.

掌握基極分壓式射極偏置電路穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的原理，靜態(tài)分析方法

(

畫直流通路、估算靜態(tài)工作點(diǎn)

)

及動(dòng)態(tài)分析方法(畫交流通路、畫等效電路、計(jì)算動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)),熟悉含有雙電源的射極偏置電路、含有恒流源的射極偏置電路穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的原理、特點(diǎn)，了解溫度補(bǔ)償法的原理、特點(diǎn)。4.4放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定問題本節(jié)要求1.了4.4放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定問題重點(diǎn)難點(diǎn)

重點(diǎn)：基極分壓式射極偏置電路穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的原理，靜態(tài)分析方法

(畫直流通路、估算靜態(tài)工作點(diǎn))

及動(dòng)態(tài)分析方法(畫交流通路、等效電路，計(jì)算動(dòng)態(tài)性能指標(biāo))。難點(diǎn)：基極分壓式射極偏置電路靜態(tài)分析方法

(

畫直流通路、估算靜態(tài)工作點(diǎn)

)

及動(dòng)態(tài)分析方法

(

畫交流通路、等效電路，計(jì)算動(dòng)態(tài)性能指標(biāo))。4.4放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定問題重點(diǎn)難點(diǎn)4.4放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定問題為什么要穩(wěn)定Q？A.

不穩(wěn)定的危害B.

對Q的要求4.4放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定問題為什么要穩(wěn)定Q？A.不4.4.2射極偏置電路射極偏置電路為何能穩(wěn)定Q？

1.

基極分壓式射極偏置電路

2.

含有雙電源的射極偏置電路

3.

含有恒流源的射極偏置電路

☆4.

溫度補(bǔ)償法4.4.2射極偏置電路射極偏置電路為何能穩(wěn)定Q？前述的固定偏置放大電路，簡單、易調(diào)整，但溫度變化會(huì)引起靜態(tài)工作點(diǎn)變動(dòng)，4.4.2射極偏置電路––Tvi+VCCRsvsRbRcCb1Cb2+++RL+vo+–

T℃ICQ

某種作用IBQICQ自動(dòng)調(diào)節(jié)嚴(yán)重時(shí)將使放大電路不能正常工作。為此，需要改進(jìn)偏置電路，當(dāng)溫度升高使ICQ增加時(shí)，希望能夠自動(dòng)減少IBQ，從而抑制Q點(diǎn)的變化，保持Q點(diǎn)基本穩(wěn)定。固定偏置電路前述的固定偏置放大電4.4.2射極偏置電路––Tv

直流電源

VCC，基極

電阻Rb1、Rb2，射極電阻

Re

組成分壓式偏置電路，

為三極管提供合適的Q點(diǎn)。

基極電阻Rb1、Rb2的

取值使I1

>>IBQ。4.4.2射極偏置電路1.

基極分壓式射極偏置電路(1)

電路結(jié)構(gòu)+++iCiBi2i1+VCCRb1RCCb1Cb2Rb2ReRLvivo+––RSvS+–

射極電阻Re與Rb1和

Rb2配合，使I1>>IBQ。雖然射極沒直接接地，但還是從基極輸入、從集極輸出，與共射電路有相同特性，仍歸為共射電路。直流電源VCC，基極

電阻Rb1、Rb2，4.4.2射極偏置電路(2)

靜態(tài)工作點(diǎn)的估算①

畫直流通路+++iCiBi2i1+VCCRb1RCCb1Cb2Rb2ReRLvivo+––RSvS+–+VBQVEQVCEQ+--VBEQI2Rb1RCRb2ReIEQI1+VCCICQIBQ思路：輸入為

0、電容開路、其它照畫→標(biāo)出直流。4.4.2射極偏置電路(2)靜態(tài)工作點(diǎn)的估算+++iCi

設(shè)計(jì)時(shí)取I1

>>

IBQ，∴Rb1和Rb2可近似看作串聯(lián)。4.4.2射極偏置電路②

估算QIBQI2Rb1RCRb2ReIEQI1+VCCICQVBQVEQVCEQ++--VBEQ

電阻Rb1、Rb2，直流電源VCC受溫度影響很小，基極電位

VBQ

基本不隨溫度變化，保持恒定?；蚍謮涸O(shè)計(jì)時(shí)取I1>>IBQ，∴Rb14.4.24.4.2射極偏置電路IBQI2Rb1RCRb2ReIEQI1+VCCICQVBQVEQVCEQ++--VBEQ設(shè)計(jì)時(shí)取VBQ>>VBEQ

VEQ

=

VBQ

-

VBEQ

VBEQ

受溫度影響變化時(shí)，射極電位

VEQ

基本恒定。

集電極電流

ICQ

基本恒定。

IBQ

=

ICQ/

VCEQ

=VCC

-

ICQRc

-

IEQRe

≈VCC

-

ICQ

(Rc

+

Re)

≈VCC

-

IEQ

(Rc

+

Re)

∴溫度變化時(shí)，靜態(tài)工作點(diǎn)基本穩(wěn)定。4.4.2射極偏置電路IBQI2Rb1RCRb2ReIEQ解：①畫出直流通路

已知

=100，VCC=12V，Rb1=75k，Rb2=25

k，Rc=2k，Re=1k。畫直流通路，求Q點(diǎn)。4.4.2射極偏置電路例1+VCCRCCb1Cb2TRL

Rb2Re

+Ce

`++Rb1

vORSvS++--VBQ

RC

ICQ

Rb1

IBQ

+VCC

IEQ

Rb2

Re

VEQVCEQ+-解：①畫出直流通路已知4.4.2

射極偏置電路VBQ

RC

ICQ

Rb1

IBQ

+VCC

IEQ

Rb2

Re

VEQVCEQ+-②估算靜態(tài)工作點(diǎn)IBQ

=

ICQ

/

=

2.3mA/100

=

23μA4.4.2射極偏置電路VBQRCICQRb1IBQ

：換一個(gè)

=

80的管子，Q點(diǎn)有何變化?4.4.2射極偏置電路?思考題23μA12

1086421430

2iC/mA

iB=10μA

20μA40μAvCE/V30μA23μAvBE/ViB/μA00.7

ICQ

=

(VBQ

-

VBEQ)

/Re

=

2.3mA

IBQ

=

ICQ

/

=

2.3mA

/

80

=

29μA

VCEQ

=VCC

-

ICQ

(Rc

+

Re)

=

5.1VQQ29μA29μA在輸出特性上，靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定：換一個(gè)=4.4.2射極偏置電路(3)

穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的原理①

更換管子+VBQVEQVCEQ+--VBEQI2Rb1RCRb2ReIEQI1+VCCICQIBQ更換

不同的管子，Q點(diǎn)有何變化?

ICQ

=

(VBQ

-

VBEQ)

/Re

VCEQ

=VCC

-

ICQ

(Rc

+

Re)

IBQ

=

ICQ

/

不變。

不變。隨

不同而變化，

增大時(shí)IBQ

減小，

減小時(shí)IBQ

增大。更

換

不同的管

子，在

輸出

特

性上Q點(diǎn)(VCEQ，ICQ)位置不變。4.4.2射極偏置電路(3)穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的原理+VBQ4.4.2射極偏置電路②

溫度變化

T℃→ICQ→IEQ→VEQ

↓VBEQIBQ←ICQ←自動(dòng)調(diào)節(jié)iBvBE0+VBQVEQVCEQ+--VBEQI2Rb1RCRb2ReIEQI1+VCCICQIBQ溫度變化時(shí)，Q點(diǎn)有何變化?

VEQ

=

IEQ

Re

，VBEQ

=

VBQ

-

VEQ

。溫度變化時(shí)，

在

輸出

特性上Q

點(diǎn)(VCEQ，ICQ)

位置不變。4.4.2射極偏置電路②溫度變化T℃

B.

Re

把

輸出

直

流

電

流

ICQ

的變化返送回輸入端，轉(zhuǎn)換成直流電壓VEQ

=

IEQ

Re

的變化，影響輸入直

流電

壓

VBEQ=

VBQ

–

VEQ

向

相4.4.2射極偏置電路③

原因+VBQVEQVCEQ+--VBEQI2Rb1RCRb2ReIEQI1+VCCICQIBQ

A.

I1>>IBQ，使基極電位基本恒定。

反方向變化，從而使

IBQ

產(chǎn)生相反的變化以抵消

ICQ

的變化，稱為直流電流負(fù)反饋

(

詳見第

7

章

)，Re

稱為負(fù)反饋電阻、溫度補(bǔ)償電阻。B.Re把輸出直流電流ICQ23μA29μA4.4.2射極偏置電路穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)，是指靜態(tài)集電極電流

ICQ

和管壓降

VCEQ

基本不變，在輸出特性上

Q點(diǎn)

(VCEQ，ICQ)

位

置

基

本不變，IBQ是會(huì)產(chǎn)生相反變化的，以抵消ICQ的變化。

如例1，

=100時(shí)ICQ=2.3mA，VCEQ=5.1V，IBQ=23μA；23μA12

1086421430

2iC/mA

iB=10μA

20μA40μAvCE/V30μAvBE/ViB/μA00.7Q29μAQ

=80時(shí)ICQ=2.3mA，VCEQ=5.1V，IBQ=29μA23μA29μA4.4.2射極偏置電路穩(wěn)定4.4.2射極偏置電路☆(4)

參數(shù)的選擇IBQI2Rb1RCRb2ReIEQI1+VCCICQVBQVEQVCEQ++--VBEQ

I1、VBQ

越大

Q點(diǎn)會(huì)越穩(wěn)定。但

Rb1、Rb2

就

越

小,將

增