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8:36:57模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)信息科學(xué)與工程學(xué)院·基礎(chǔ)電子教研室8:36:57第一章
常用半導(dǎo)體器件
1.1
半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí)
1.2
半導(dǎo)體二極管
1.3
雙極型晶體管8:36:57
第一章
常用半導(dǎo)體器件
內(nèi)容提要
本章介紹了半導(dǎo)體的基本知識(shí),然后闡述了三種常用半導(dǎo)體器件:半導(dǎo)體二極管、晶體管和場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理和基本特性。本著“管為路用”的原則,在了解其基本原理的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)掌握他們的外特性—基本應(yīng)用。8:36:571.1
半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí)8:36:571.1
半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí)導(dǎo)體:自然界中很容易導(dǎo)電的物質(zhì)稱為導(dǎo)體,金屬一般都是導(dǎo)體。絕緣體:有的物質(zhì)幾乎不導(dǎo)電,稱為絕緣體,如橡皮、陶瓷、塑料和石英。半導(dǎo)體:另有一類物質(zhì)的導(dǎo)電特性處于導(dǎo)體和絕緣體之間,稱為半導(dǎo)體,如鍺、硅、砷化鎵和一些硫化物、氧化物等。8:36:57
1.1.1
本征半導(dǎo)體
純凈的具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體稱為本征半導(dǎo)體。一、半導(dǎo)體
導(dǎo)電特性處于導(dǎo)體(低價(jià)元素構(gòu)成)和絕
緣體(高價(jià)元素構(gòu)成)之間,稱為半導(dǎo)體,如
鍺、硅等,均為四價(jià)元素。8:36:57共價(jià)鍵價(jià)電子共有化,形成共價(jià)鍵的晶格結(jié)構(gòu)8:36:57
1.1.1
本征半導(dǎo)體
純凈的具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體稱為本征半導(dǎo)體。一、半導(dǎo)體二、本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電情況金屬導(dǎo)電是由于其內(nèi)部有自由電子存在(載流子),在外電場(chǎng)的作用下,自由電子定向移動(dòng),形成電流.8:36:57半導(dǎo)體中有兩種載流子:自由電子和空穴自由電子空穴8:36:57++++++++
-
-
-
-
-
-
-
-在外電場(chǎng)作用下,電子的定向移動(dòng)形成電流8:36:57++++++++
-
-
-
-
-
-
-
-在外電場(chǎng)作用下,空穴的定向移動(dòng)形成電流8:36:571.本征半導(dǎo)體中載流子為電子和空穴;2.電子和空穴成對(duì)出現(xiàn),濃度相等;3.由于熱激發(fā)可產(chǎn)生電子和空穴,因此半導(dǎo)體的導(dǎo)電性和溫度有關(guān),對(duì)溫度很敏感。8:36:571.1.2
雜質(zhì)半導(dǎo)體
一、N型半導(dǎo)體
在純凈的硅晶體
中摻入五價(jià)元素
(如磷),使之取
代晶格中硅原子的
位置,就形成了N
型半導(dǎo)體。
電子----多子;
空穴----少子.8:36:57雜
質(zhì)半導(dǎo)
多
,1.1.2
雜質(zhì)半導(dǎo)體
二、P型半導(dǎo)體
在純凈的硅晶體
中摻入三價(jià)元素
(如硼),使之取
代晶格中硅原子的
位置,就形成了P
型半導(dǎo)體。
注意
空穴----
體中
子;多子的濃度決定于摻雜原子的濃度;
少8:36:571.1.3
PN結(jié)
采用不同的摻雜工藝,將P型半導(dǎo)體與N型半導(dǎo)體制作
在同一塊硅片上,在它們的交界面就形成PN結(jié)。PN結(jié)
具有單向?qū)щ娦浴?/p>
一、PN結(jié)的形成P區(qū)N區(qū)8:36:57一、PN結(jié)的形成在交界面,由于兩種載流子的濃度差,出現(xiàn)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)。8:36:57一、PN結(jié)的形成在交界面,由于擴(kuò)散運(yùn)動(dòng),經(jīng)過復(fù)合,出現(xiàn)空間電荷區(qū)
耗盡層空間電荷區(qū)8:36:57一、PN結(jié)的形成當(dāng)擴(kuò)散電流等于漂移電流時(shí),達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡,形成PN結(jié)。PN結(jié)8:36:571.由于擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)形成空間電荷區(qū)和內(nèi)電場(chǎng);2.內(nèi)電場(chǎng)阻礙多子擴(kuò)散,有利于少子漂移;3.當(dāng)擴(kuò)散電流等于漂移電流時(shí),達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡,形成PN結(jié)。8:36:57二、PN結(jié)的單向?qū)щ娦?/p>
1.
PN結(jié)外加正向電壓時(shí)處于導(dǎo)通狀態(tài)
加正向電壓是指P端加正電壓,N端加負(fù)電
壓,也稱正向接法或正向偏置。8:36:57內(nèi)電場(chǎng)外電場(chǎng)外電場(chǎng)抵消內(nèi)電場(chǎng)的作用,使耗盡層變窄,形成較大的擴(kuò)散電流。8:36:572.
PN結(jié)外加反向電壓時(shí)處于截止?fàn)顟B(tài)外電場(chǎng)和內(nèi)電場(chǎng)的共同作用,使耗盡層變寬,形成很小的漂移電流。8:36:57三、PN結(jié)的伏安特性正向特性反向特性
反向擊穿PN結(jié)的電流方程為
1
)U
TuS(ei
I其中,
IS
為反向飽和電流,
UT≈26mV,8:36:571.2
半導(dǎo)體二極管8:36:57
1.2
半導(dǎo)體二極管
將PN結(jié)用外殼封裝起來,并加上電極引線就構(gòu)成了半導(dǎo)體二極管。由P區(qū)引出的電極為陽極(A)
,由N區(qū)引出的電極為陰極(
K
)。二極管的符號(hào):PN陽極陰極8:36:57I0.3V導(dǎo)通壓降:
硅管0.6~0.7V,鍺管0.2~0.3V。
U一、伏安特性
死區(qū)電壓
硅管0.6V,鍺管0.2V。
反向擊穿
電壓UBR8:36:57
環(huán)境溫度升高時(shí),二極管的正向特性曲線將左移,反向特性曲線下移。在室溫附近,溫度每升高1°C,正向壓降減小2~2.5mV;溫度每升高10°C,反向電流約增大1倍。二極管的特性對(duì)溫度很敏感。8:36:57二、
二極管的主要參數(shù)
半導(dǎo)體的參數(shù)是對(duì)其特性和極限應(yīng)用的定量描述,
是設(shè)計(jì)電路時(shí)選擇器件的主要依據(jù)。
1.最大整流電流IF
二極管長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)允許通過的最大平均電流。
2.最高反向工作電壓UR
二極管工作時(shí)允許加的最大反向電壓,通常為擊
穿電壓的一半。8:36:57由于二極管的特性是非線性的,為了分析問題的簡(jiǎn)單、方便,可在特定情況下對(duì)其進(jìn)行線性化處理,即用線性化的等效模型來代替二極管。三、二極管的等效電路當(dāng)二極管兩端電壓遠(yuǎn)小于與之串聯(lián)的元器件電壓,流過二極管的電流遠(yuǎn)小于與之并聯(lián)分支電流時(shí),可將二極管理想化。認(rèn)為:二極管正向?qū)?,?dǎo)通電壓為0,反向截止,截止電流為0。8:36:57三、二極管的等效電路當(dāng)二極管兩端電壓超過導(dǎo)通電壓時(shí),認(rèn)為二極管導(dǎo)通,導(dǎo)通電壓為Uon,當(dāng)二極管兩端電壓小與導(dǎo)通電壓或者為負(fù)電壓時(shí),認(rèn)為二極管截止,截止電流為0。8:36:57QiDuD三、二極管的等效電路二極管整流
t8:36:57tuo00D+
ui-+
uoRL四、二極管的應(yīng)用【例1】畫出二極管電路的輸出波形(設(shè)UD=0)。
u
iEWB
仿真8:36:57【例2】畫出二極管電路的輸出波形(設(shè)UD=0.7V)
。-3VEWB
仿真
0.7V二極管限幅
0.7V8:36:57【例3】電路如圖所示,二極管的導(dǎo)通電壓UD約為0.7V。試分別計(jì)算開關(guān)斷開和閉合時(shí)輸出電壓的數(shù)值。當(dāng)開關(guān)斷開時(shí),二極管因加正向電壓而處于(
導(dǎo)通
)狀態(tài),故輸出電壓為
U
OV1U
D(60.7)V5.3V分析8:36:57【例3】電路如圖所示,二極管的導(dǎo)通電壓UD約為0.7V。試分別計(jì)算開關(guān)斷開和閉合時(shí)輸出電壓的數(shù)值。當(dāng)開關(guān)閉合時(shí),二極管外加反向電壓,因而(
),故輸出電壓為
UO
V
2
12
V分析截止)【例4】寫出圖T1.3所示各電路的輸出電壓值,設(shè)二極管導(dǎo)通電壓UD
=0.7V。(
)
0UO1
≈
1.3V
)
,
UO2
=
(
-1.3V
,UO3≈(
2V
),
1.3V
-2VUO4≈(
),UO5≈(
),UO6≈(
8:36:578:36:57五、
穩(wěn)壓二極管及應(yīng)用
1.
穩(wěn)壓管的工作原理穩(wěn)壓管的符號(hào)8:36:572.
穩(wěn)壓管的主要參數(shù)
①穩(wěn)定電壓UZ
UZ是指擊穿后在電流為規(guī)定值時(shí),管子兩端的電壓值。
②穩(wěn)壓電流IZ
IZ是穩(wěn)壓二極管正常工作時(shí)的參考電流。工作電流小
于此值時(shí),穩(wěn)壓二極管將失去穩(wěn)壓作用。
③額定功耗PZM
PZM
等于穩(wěn)定電壓UZ與最大穩(wěn)定電流IZM(或IZmax)
的乘積。3.
穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓條件穩(wěn)壓管正向工作時(shí)和二極管的特性完全相同。
8:36:57必須工作在反向擊穿狀態(tài);流過穩(wěn)壓管的電流在IZ和IZM之間
。
注意!4.
穩(wěn)壓管的應(yīng)用
【例1】典型應(yīng)用電路:RL為負(fù)載電阻,R限流電阻當(dāng)UI變化時(shí),由于穩(wěn)壓管的作用,輸出UO不變。
8:36:57【例2】已知穩(wěn)壓管的UZ=6V,
最小電流IZmin=5mA,最大電流IZmax=25mA。(1)分別計(jì)算UI為10V、15V、35V時(shí)輸出UO的值。(2)若UI為35V時(shí)負(fù)載開路,則會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象?
解題思路首先假設(shè)穩(wěn)壓管不工作(開路),求出其兩端電壓,是否滿足穩(wěn)壓條件①;然后假設(shè)穩(wěn)壓管工作(文雅),看其是否滿足穩(wěn)壓條件②。
8:36:578:36:57Uo’UI為10V時(shí)
UO’=RL/(RL+R)=3.33V∵
UO’
<UZ∴穩(wěn)壓管不工作,UO=3.33V【例2】已知穩(wěn)壓管的UZ=6V,
最小電流IZmin=5mA,最大電流IZmax=25mA。(1)分別計(jì)算UI為10V、20V、35V時(shí)輸出UO的值。(2)若UI為35V時(shí)負(fù)載開路,則會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象?
解:假設(shè)穩(wěn)壓管不工作∴
UO=6V
8:36:57【例2】已知穩(wěn)壓管的UZ=6V,
最小電流IZmin=5mA,最大電流IZmax=25mA。(1)分別計(jì)算UI為10V、20V、35V時(shí)輸出UO的值。(2)若UI為35V時(shí)負(fù)載開路,則會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象?
解:假設(shè)穩(wěn)壓管不工作
UI為20V時(shí)
UO’=RL/(RL+R)=6.7V
UO’
>UZ
假設(shè)穩(wěn)壓管工作
IL=UZ/RL=12mA∵
IZmin
<
IDZ
<
IZmaxIR=(UI-UZ)/R=18mA
IDZ
=
IR-
IL=6mA8:36:57∴穩(wěn)壓管將因功耗過大而損壞IR=(UI-UZ)/R=29mA∵
IDZ
>
IZmaxIDZ
=
IR-
IL=29mA【例2】已知穩(wěn)壓管的UZ=6V,
最小電流IZmin=5mA,最大電流IZmax=25mA。(1)分別計(jì)算UI為10V、20V、35V時(shí)輸出UO的值。(2)若UI為35V時(shí)負(fù)載開路,則會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象?
UI為35V時(shí),同理可求出
UO=6
V
UI為35V時(shí)負(fù)載開路
UO’
>UZ
假設(shè)穩(wěn)壓管工作8:36:57【例3】?jī)芍环€(wěn)壓管的穩(wěn)壓值分別為5V和10V,正向?qū)妷簽?.7V,將他們串聯(lián)或者并聯(lián),可能得到幾種電壓值?15V5.7V10.7V1.4V5V0.7V8:36:57六、
特殊二極管
1.
光電二極管是一種將光能轉(zhuǎn)換為電能的半
導(dǎo)體器件,其結(jié)構(gòu)與普通二極管相似,只是
管殼上留有一個(gè)能入射光線的窗口。8:36:572.
發(fā)光二極管是一種將電能轉(zhuǎn)換為光能的半導(dǎo)體器件。它由一個(gè)PN結(jié)構(gòu)成,當(dāng)發(fā)光二極管正偏時(shí),注入到N區(qū)和P區(qū)的載流子被復(fù)合時(shí),會(huì)發(fā)出可見光和不可見光。8:36:57§1.3
雙極型晶體管8:36:57
§1.3
雙極型晶體管一、晶體管的結(jié)構(gòu)和類型NPN型基區(qū)發(fā)射區(qū)集電區(qū)發(fā)射結(jié)集電結(jié)
b基極
e發(fā)射極
c集電極發(fā)射極箭頭的方向
為電流的方向8:36:57集電極b
基極c
P
N
P
e發(fā)射極PNP型8:36:57二、
晶體管的電流放大作用
放大是對(duì)模擬信號(hào)最基本的處理。晶體管是放大電路的核
心元件,它能夠控制能量的轉(zhuǎn)換,將輸入的任何微小變化不失
真的放大輸出,放大的對(duì)象是變化量。
晶體管工作在放大狀態(tài)的外部條件是發(fā)射結(jié)正向偏置且集電結(jié)反向偏置。晶體管的放大作用表現(xiàn)為小的基極電流可以控制大的集電極電流。共射放大電路8:36:572.
擴(kuò)散到基區(qū)的自由電子與空穴的復(fù)合運(yùn)動(dòng)形成基極電流IB3.集電結(jié)加反向電壓,漂移運(yùn)動(dòng)形成集電極電流ICIBICIE晶體管內(nèi)部載流子的運(yùn)動(dòng)
1.
發(fā)射結(jié)加正向電壓,擴(kuò)散運(yùn)
動(dòng)形成發(fā)射極電流IE8:36:57晶體管的電流分配關(guān)系IBICIE1
IE
IC
IB
IC
IB
共射直流電流放大系數(shù)
I
C
I
B
I
E
(
1
)
I
BΔ
i
C8:36:57晶體管的電流分配關(guān)系
IE
IC
IB1
IC
IB
共射直流電流放大系數(shù)
I
C
I
B
I
E
(
1
)
I
B
ΔiB共射交流電流放大系數(shù)
通常認(rèn)為:
8:36:57晶體管的電流分配關(guān)系IBICIEIBICIE8:36:57三、晶體管的共射特性曲線IC+IB+實(shí)驗(yàn)線路mAAV
UBE
-V
UCE
-RBECEBRC8:36:571.
輸入特性IB(A)UBE(V)
80
6040
200.40.8工作壓降:
硅管UBE0.6~0.7V,鍺管UBE0.2~0.3V。
死區(qū)電壓,硅管0.5V,鍺管0.2V。此區(qū)域滿8:36:57IC(mA
)336912
UCE(V)2.
輸出特性
4
足IC=IB
稱為線性
區(qū)(放大
區(qū))。2
1IC=IIC只與IB有關(guān),
100AB。
80A
60A
40A
20A
IB=0此區(qū)域中
U
CE
100
U
BE
A
,8:36:57IC(mA
)36912
UCE(V)
80A
集電結(jié)正偏,IB>IC,UCE
0.3V稱為飽和區(qū)。
60A
40A
20A
IB=02.
輸出特性
4
3
2
1此區(qū)域中
:UBE
80
<
死區(qū)電8:36:57IC(mA
)432136912
UCE(V)60A
100AIB=0,IC=ICEO,
A壓,稱為截止區(qū)。
40A
20A
IB=02.
輸出特性8:36:57輸出特性三個(gè)區(qū)域的特點(diǎn):
放大區(qū):發(fā)射結(jié)正偏,集電結(jié)反偏。
即:
IC=IB
,
且
IC=
IB
(2)
飽和區(qū):發(fā)射結(jié)正偏,集電結(jié)正偏。
即:UCEUBE
,
IB>IC,UCE0.3V
(3)
截止區(qū):
UBE<
死區(qū)電壓,
IB=0
,
IC=ICEO08:36:57iBVCC
RC
iCvO+vi+三極管工作狀態(tài)判斷方法:
RB
-①當(dāng)vBE
-
<0.7V時(shí),截止≥0.7V時(shí),放大或飽和8:36:57iBVCC
RC
iC++vi
-vO-三極管工作狀態(tài)判斷方法:
RB②當(dāng)vBC
<0時(shí),放大≥0時(shí),飽和8:36:570.7V4V0.7V0.3V04V
0放大
0飽和
0截止四、例題分析
【例1】判斷以下三極管的工作狀態(tài)。晶體管T1T2T3T4基極直流電位UB/V0.71-10發(fā)射極電位UE/V00.3-1.70集電極直流電位UC/V50.7015工作狀態(tài)放大飽和放大截止8:36:57【例2】現(xiàn)已測(cè)得某電路中幾只晶體管三個(gè)極的直流電位如下,各晶體管開啟電壓均為0.5V。試判斷各管的工作狀態(tài)。8:36:57【例3】測(cè)得放大電路中六只晶體管的直流電位如圖所示。在圓圈中畫出管子,并分別說明它們是硅管還是鍺管。
解題思路(1)三極管處于放大狀態(tài)(2)確定三個(gè)電極(3)確定三極管為硅管還是鍺管(4)確定為何種類型8:36:57【例3】測(cè)得放大電路中六只晶體管的直流電位如圖所示。在圓圈中畫出管子,并分別說明它們是硅管還是鍺管。cPNPcNPN
cbNPN
c
bPNP
bPNP
c
bbbeeeeeNPN
e
c8:36:57下集預(yù)告第二章
基本放大電路8:36:57小結(jié)
基本要求:
1.掌握二極管的特性曲線及其等效電路;
2.掌握穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓條件。
3.掌握三極管的結(jié)構(gòu);
4.掌握三極管的輸入輸出特性,會(huì)進(jìn)行
狀態(tài)判斷。
作業(yè):
P66
1.3
、
1.4、1.7題
1.14
1.16(只判斷工作狀態(tài))
1.2
半導(dǎo)體二極管二極管的符號(hào):內(nèi)容回顧【
】I一、伏安特性
死區(qū)電壓
硅管
0.6V,鍺管0.2V。
反向擊穿
電壓UBR
內(nèi)容
回顧導(dǎo)通壓降:
硅管0.6~0.7V,鍺管0.2~0.3V。
U【
】二、
二極管的主要參數(shù)
1.最大整流電流IF
2.最高反向工作電壓UR內(nèi)容回顧【
】當(dāng)二極管兩端電壓遠(yuǎn)小于與之串聯(lián)的元器件電壓,流過二極管的電流遠(yuǎn)小于與之并聯(lián)分支電流時(shí),可將二極管理想化。認(rèn)為:二極管正向?qū)?,?dǎo)通電壓為0,反向截止,截止電流為0。當(dāng)二極管兩端電壓超過導(dǎo)通電壓時(shí),認(rèn)為二極管導(dǎo)通,導(dǎo)通電壓為Uon,當(dāng)二極管兩端電壓小與導(dǎo)通電壓或者為負(fù)電壓時(shí),認(rèn)為二極管截止,截止電流為0。三、二極管的等效電路
內(nèi)容回顧ttuo00D+
ui-+
uo-RL
二極管整流電路四、二極管的應(yīng)用
內(nèi)容【例1】畫出二極管電路的輸出波形(設(shè)U回)。
u
iD
=0
顧【例2】畫出二極管電路的輸出波形(設(shè)UD=0.7V)
。0.7V0.7V
-3V
二極管限幅電路【
】五、
穩(wěn)壓二極管及應(yīng)用
1.
穩(wěn)壓管的工作原理
內(nèi)容
回顧穩(wěn)壓管的符號(hào)2.
穩(wěn)壓管的主要參數(shù)①穩(wěn)定電壓UZUZ是指擊穿后在電流為規(guī)定值時(shí),管子兩端的電壓值。②穩(wěn)壓電流IZ
③額定功耗PZMIZ是穩(wěn)壓二極管正常工作時(shí)的參考電流。工作電流小于此值時(shí),穩(wěn)壓二極管將失去穩(wěn)壓作用。PZM
等于穩(wěn)定電壓UZ與最大穩(wěn)定電流IZM(或IZmax)的乘積。3.
穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓條件穩(wěn)壓管正向工作時(shí)和二極管的特性完全相同。必須工作在反向擊穿狀態(tài);流過穩(wěn)壓管的電流在IZ和IZM之間
。
注意!4.
穩(wěn)壓管的應(yīng)用
【例1】典型應(yīng)用電路:RL為負(fù)載電阻,R限流電阻當(dāng)UI變化時(shí),由于穩(wěn)壓管的作用,輸出UO不變?!?/p>
】晶體管的電流分配關(guān)系
IE
IC
IBICIB
共射直流電流放大系數(shù)
ic
ib共射交流電流放大系數(shù)通常認(rèn)為:
IBICIB
IEICIE內(nèi)容回顧【
】晶體管的電流分配關(guān)系
IE
IC
IBICIB
共射直流電流放大系數(shù)ΔiCΔiB
共射交流電流放大系數(shù)通常認(rèn)為:
IBICIEIBICIE內(nèi)容回顧【
】1.
輸入特性IB(A)UBE(V)
80
6040
200.40.8內(nèi)容回顧【
】IC(mA
)3212.
輸出特性
436912
UCE(V)
內(nèi)容
回顧100A
80A60A40A
放大區(qū)
20A
IB=0截止區(qū)飽和區(qū)【
】輸出特性三個(gè)區(qū)域的特點(diǎn):bcb放大區(qū):發(fā)射結(jié)正偏,集電結(jié)反偏。
即:
IC=IB
,
且
IC=
IB
c
N
P
N
eUC>UB>UE
P
N
P
eUC<UB<UE內(nèi)容回顧【
】輸出特性三個(gè)區(qū)域的特點(diǎn):內(nèi)容回顧bb(2)
飽和區(qū):發(fā)射結(jié)正偏,集電結(jié)正偏。
即:
IB>IC,UCE0.3V
c
(3)
截止區(qū):
UBE<UON
,IB=0
,
IC=ICEO0
N
P
N
eUb
U
c
U
e
P
N
P
eUe
Uc
Ub第二章
基本放大電路2.1
放大電路的概念和主要性能指標(biāo)2.2
基本共射放大電路的工作原理2.3
放大電路的分析方法2.4
放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定2.5
晶體管單管放大電路的三種基本接法2.6
單管放大電路的派生電路2.7
場(chǎng)效應(yīng)管放大電路2.1
放大電路的概念和主要性能指標(biāo)2.1.1
放大的概念2.1
放大的概念和放大電路的主要性能指標(biāo)放大是對(duì)變化量而言的,即放大的對(duì)象是變化量;放大的本質(zhì)是能量的控制和轉(zhuǎn)換;放大的前提是不失真。放大的特點(diǎn)是:能量的放大;2.1.2
放大電路的性能指標(biāo)
放大電路常以正弦波作為測(cè)試信號(hào)。放大電路測(cè)試示意圖一、放大倍數(shù)
------衡量放大電路放大能力的指標(biāo)。定義為輸出量(電壓或電流)和輸入量(電壓或U
o
U
i
I
o
I
i
電流)的比值。A
uu
A
u
A
ii
A
i
A
uiA
iuU
o
Ii
IoU
i二、輸入電阻Ri------體現(xiàn)了放大電路對(duì)信號(hào)源的影響程度
(或向信號(hào)源索取電流的能力)。
從放大電路輸入端看進(jìn)去的等效內(nèi)阻,定義為輸入電壓有效值與輸入電流有效值之比。即:Ri越大,Ii
就越小,ui就越接近uSU
i
I
iR
i
AuUS
~三、輸出電阻Ro
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。roUS'
~U
IRo
U如何確定電路的輸出電阻Ro
?
方法一:計(jì)算。
步驟:
1.
所有的電源置零
(將獨(dú)立源置零,保留受控源)。
2.
加壓求流法。
Iro
Uo'Ro
(ro
Us'
~Uo'
1)RL
UoRLUo方法二:測(cè)量。
步驟:
1.
測(cè)量開路電壓。
2.
測(cè)量接入負(fù)載后的輸出電壓。Us'
~
3.
計(jì)算。四、通頻帶
-----通頻帶用于衡量放大電路對(duì)不同頻率信號(hào)的放大能力。fL
-----下限截止頻率
fbw-----通頻帶
(fbw=fH-fL)
m
-----中頻放大倍數(shù)
fH
-----上限截止頻率A
2
2A
3
2五、非線性失真系數(shù)
輸出波形中諧波的成分總量與基波成分之比。)
)
((A
1A
1D
六、最大不失真輸出電壓
輸入電壓再增大就會(huì)使輸出波形產(chǎn)生非線性失真時(shí)的輸
出電壓。七、最大輸出功率與效率
在輸出信號(hào)不失真的情況下,負(fù)載上能夠獲得的最大功率稱為最大輸出功率。直流電源能量的利用率稱為效率。om
VP
P2.2
基本共射放大電路的工作原理輸入回路與輸出回路以發(fā)射極為公共端,故稱之為共射放大電路,并稱公共端為“地”。
2.2
基本共射放大電路的工作原理2.2.1
基本共射放大電路的組成及各元件的作用2.2.1
基本共射放大電路的組成及各元件的作用2.2
基本共射放大電路的工作原理T:放大作用2.2.1
基本共射放大電路的組成及各元件的作用2.2
基本共射放大電路的工作原理T:放大作用VBB,Rb:保證發(fā)射結(jié)正偏2.2.1
基本共射放大電路的組成及各元件的作用2.2
基本共射放大電路的工作原理T:放大作用VBB,Rb:保證發(fā)射結(jié)正偏VCC,RC:保證集電結(jié)反偏VCC:為輸出提供能量RC:將電流的變化轉(zhuǎn)換為電壓的變化?UBEQUCEQ2.2.2
設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)的必要性
當(dāng)ui=0時(shí),稱放大電路處于靜態(tài)。
ICQ
IBQ(IBQ,UBEQ)
和(
ICQ,UCEQ)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)。IBUBEQIBQUBEQICUCEQUCEQICQICQUBEQUCEQIBQ2.2.2
設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)的估算BEQI
BQV
BB
U
R
bU
CEQ
V
CC
ICQR
cI
CQ
I
BQUBEQ已知
(Si:
0.7V,Ge:0.2V)uitiBtiCtuCEtiCuCEiB2.2.3
基本共射電路的工作原理uAua全量交流分量tUA直流分量UA
uA
ua
Ua大寫字母、大寫下標(biāo),表示直流量。
小寫字母、大寫下標(biāo),表示瞬時(shí)值(全量)。小寫字母、小寫下標(biāo),表示交流分量。
大寫字母、小寫下標(biāo),表示有效值。i
BEQ
BB
u
U
V
i
u2.2.3
基本共射電路的工作原理R
bi
B
R
b
I
BQ
I
BQ
i
b2.2.3
基本共射電路的工作原理iC
iB
(I
BQ
ib)
I
CQ
ic很重要呦!2.2.3
基本共射電路的工作原理u
CE
V
CC
iCR
c
V
CC
(ICQ
ic)R
c
U
CEQ
icR
cRC將電流的變化轉(zhuǎn)化成電壓的變化對(duì)外輸出放大電路的組成原則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.
輸入信號(hào)能通過輸入回路作用于放大管。4.
輸出回路將變化的電流作用于負(fù)載。放大電路的組成原則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.
輸入信號(hào)能通過輸入回路作用于放大管。4.
輸出回路將變化的電流作用于負(fù)載。1、三極管的靜態(tài)工作點(diǎn)必須合適2、交流信號(hào)在放大電路中能順暢傳輸2.2.4
常見的兩種共射放大電路
1.
直接耦合共射放大電路信號(hào)源和放大電路以及放大電路和負(fù)載的連接關(guān)系2.2.4
常見的兩種共射放大電路
1.
直接耦合共射放大電路BEQU
BEQ
R
b1I
BQV
CC
U
R
b
2
ICQ
IBQU
CEQ
V
CC
ICQR
cIBQI1I2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。2.
阻容耦合共射放大電路作用:使發(fā)射結(jié)正偏,并提供適當(dāng)?shù)撵o態(tài)工作點(diǎn)。集電極電源,為電路提供能量。并保證集電結(jié)反偏。集電極電阻,將變化的電流轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓碾妷骸?/p>
耦合電容:電解電容,有極性。
大小為10F~50F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。BEQI
BQV
CC
U
R
b
ICQ
IBQU
CEQ
V
CC
ICQR
c2.3
放大電路的分析方法放大電路分析微變等效電路法
圖解法動(dòng)態(tài)分析
計(jì)算機(jī)仿真§2.3
放大電路的分析方法
估算法
靜態(tài)分析
圖解法2.3.1
直流通道和交流通道放大電路中各點(diǎn)的電壓或電流都是在靜態(tài)直流上附加了小的交流信號(hào)。直流通路:在直流電源作用下直流電流流經(jīng)的通路,用于研究靜態(tài)工作點(diǎn)。對(duì)于直流通路,1.
電容視為開路;2.
電感線圈視為短路(即忽略線圈電阻);3.
信號(hào)源視為短路,但應(yīng)保留其內(nèi)阻。交流通路:在輸入信號(hào)作用下交流信號(hào)流經(jīng)的通路,用于研究動(dòng)態(tài)參數(shù)。對(duì)于交流通路,1.
容量大的電容(如耦合電容)視為短路;2.
無內(nèi)阻的直流電源(如+VCC)視為短路。直流通路:在直流電源作用下直流電流流經(jīng)的通路,用于研究靜態(tài)工作點(diǎn)。對(duì)于直流通路,1.
電容視為開路;2.
電感線圈視為短路(即忽略線圈電阻);3.
信號(hào)源視為短路,但應(yīng)保留其內(nèi)阻。交流通路:在輸入信號(hào)作用下交流信號(hào)流經(jīng)的通路,用于研究動(dòng)態(tài)參數(shù)。對(duì)于交流通路,1.
容量大的電容(如耦合電容)視為短路;2.
無內(nèi)阻的直流電源(如+VCC)視為短路?!纠?】對(duì)直流信號(hào)(只有+VCC)開路開路+VCCRC
RBC1C2T直流通道RB+VCCRC短路短路置零對(duì)交流信號(hào)(輸入信號(hào)ui)
+VCCRC
RBC1C2TRBRCRLuiuo交流通路線性部分:外圍電路非線性部分:T,即iB和uBE、iC和uCE的關(guān)系2.3.2
圖解法
利用晶體管的特性曲線和放大電路其他元件
的特性,用作圖的方法來求解。一、靜態(tài)工作點(diǎn)的分析(ui=0)iBuBEVBBV
BB
R
bQI
BQBEQU1.
輸入回路,IBQ和UBEQ的求解
u
BE
V
BB
iBR
bQ
iCV
CC
R
C
I
CQI
BQ
i2.
輸出回路,ICQ和UCEQ的求解
u
CE
V
CC
iCR
C二、電壓放大倍數(shù)的分析之輸入回路u
BE
V
BB
u
I
iBR
b動(dòng)態(tài)工作點(diǎn)在Q點(diǎn)附近沿特性曲線移動(dòng)??!二、電壓放大倍數(shù)的分析之輸入回路
u
BE
V
BB
u
I
iBR
bAB二、電壓放大倍數(shù)的分析之輸出回路u
CE
V
CC
iCR
C二、電壓放大倍數(shù)的分析之輸出回路
u
CE
V
CC
iCR
C動(dòng)態(tài)工作點(diǎn)在Q點(diǎn)附近沿負(fù)載線移動(dòng)??!ABO
CE
u
u
電路各處(
i
B
,i
C
BE
,u
CE
)是交、
直
流的疊加;二、電壓放大倍數(shù)的分析A
1.
共射電路uo和ui反相;
2.3.
交流信號(hào)反應(yīng)信號(hào),直流信號(hào)不包括在內(nèi)。三、圖解法的應(yīng)用1.
計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)。2.
計(jì)算電壓放大倍數(shù)。3.
分析放大電路的非線性失真。Q點(diǎn)不合適產(chǎn)生的非線性失真-------截止失真Q交流負(fù)載線iC0iCiBuCEuCEt
0
0t(a)Q點(diǎn)不合適產(chǎn)生的非線性失真-------飽和失真Q交流負(fù)載線iCiCiBtuCEuCE0(b)t00三、圖解法的應(yīng)用1.
計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)。2.
計(jì)算電壓放大倍數(shù)。3.
分析放大電路的非線性失真。
4.
分析電路參數(shù)放大電路的影響。Rc對(duì)放大電路的影響RcQRb對(duì)放大電路的影響RbQQ三、圖解法的應(yīng)用1.
計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)。2.
計(jì)算電壓放大倍數(shù)。3.
分析放大電路的非線性失真。
4.
分析電路參數(shù)放大電路的影響。5.
分析放大電路最大輸出電壓。分析放大電路最大輸出電壓分析放大電路最大輸出電壓最大輸出電壓的值為VCC-UCEQ和UCEQ-UCES中較小的。UCEQ-UCESVCC-UCEQ【例1】用圖解法分析帶負(fù)載電阻RL的直耦共射
電路。UBEQ已知,
IBQ用估算法得到BEQI
BQV
BB
U
R
bC
i【例1】用圖解法分析帶負(fù)載電阻RL的直耦共射V
CC
電路。
R
C
I
BQ
)1.靜態(tài)工作點(diǎn)Q
U
CE
V
CC
ICR
CCEQI
CQU
R
L
R
CR
L
R
C
R
LV
CCR
L
R
CC
i【例1】用圖解法分析帶負(fù)載電阻RL的直耦共射V
CC
電路靜態(tài)和動(dòng)態(tài)指標(biāo)。
R
CI
BQ
)1.靜態(tài)工作點(diǎn)Q
R
LV
CC
V
CC
U
CEQ
U
CEQ
R
L
R
C
LQQ’Ce(RC//RL)RC’
'
'CC
CVCC’()
RLRC
RL【例2】用圖解法分析帶負(fù)載電阻RL的阻容共射
電路。UBEQ已知,
IBQ用估算法得到BEQI
BQV
CC
U
R
bC
i【例2】用圖解法分析帶負(fù)載電阻RL的阻容共射V
CC
電路。
R
C
I
BQ
)1.靜態(tài)工作點(diǎn)Q
U
CE
V
CC
ICR
CU
CE
R
CV
CC
R
C即:
I
CtttiBEQtui【例2】用圖解法分析帶負(fù)載電阻RL的阻容共射
電路靜態(tài)和動(dòng)態(tài)指標(biāo)。
iB
ibu
BE
U
BEQ
u
i【例2】用圖解法分析帶負(fù)載電阻RL的阻容共射
電路靜態(tài)和動(dòng)態(tài)指標(biāo)。
icu
ce
1R
C
//
R
L
只考慮交流信號(hào)時(shí),輸出回路的外電路特性稱為交流負(fù)載線。BQ
uCE
IVCC
直流負(fù)載線
iC
V
CC
交流負(fù)載線
R
C一、靜態(tài)工作點(diǎn)的分析(ui=0)
1.靜態(tài)工作點(diǎn)Q
U
CEQ
I
CQ
(R
L
//
RC
)
動(dòng)態(tài)工作點(diǎn)在Q點(diǎn)附近沿交流負(fù)載線移動(dòng)??!最大輸出電壓的值為
I
CQ
(R
L
//
R
C
)
和UCEQ-UCES中較小的。圖解分析法的解題步驟:
1.
認(rèn)為UBEQ已知,用估算法求出IBQ
2.
由直流通路畫出輸出回路直流負(fù)載線,
確定ICQ和UCEQ
3.
由交流通路畫出輸出回路交流負(fù)載線,
確定動(dòng)態(tài)指標(biāo)。直耦共射電路的直流和交流負(fù)載線重合;阻容共射電路交流負(fù)載線比直流負(fù)載線陡,當(dāng)負(fù)載電阻RL開路時(shí),兩負(fù)載線重合。圖解法的特點(diǎn):
直觀形象,可以分析Q點(diǎn)位置是否合適
分析非線性失真。依賴于特性曲線;易產(chǎn)生測(cè)量誤差;不適于頻率較高的情況;較復(fù)雜的電路無法分析;不易計(jì)算Ro、Ri等技術(shù)指標(biāo)。bec2.3.3
等效電路法
一、三極管的直流模型1.
畫出直流通路;2.
用晶體管直流模型代替晶體管;3.
根據(jù)等效電路計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)。
注意:要求用估算法
計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)。2.3.3
等效電路法
放大電路的直流等效電路
u
BE
u
be1.
輸入回路iB當(dāng)信號(hào)很小時(shí),將輸入特性iB在小范圍內(nèi)近似線性。
rbe
iB
ib
uBE
uBE對(duì)輸入的小交流信號(hào)而言,三極管相當(dāng)于電阻rbe。26(mV)
IE(mA)r
be
r
bb'
(1)rbb’的量級(jí)一般為100~300歐,可取300歐。對(duì)于小功率三極管:2.3.3
等效電路法
二、晶體管共射h參數(shù)等效模型2.
輸出回路iC近似平行
iCuCE
ic
ib輸出端相當(dāng)于一個(gè)受ib控制的電流源。ibuceic3.
三極管的微變等效電路rbeibibbcc
bubee
重
非
1.
微變等效電路模型僅對(duì)變化量而言的;
2.
h參數(shù)與Q有關(guān)。三、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:交流通路RbRCRLuiuo三、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:RbRCRLuiuo
交流通路常用有效值表示UiIbIbIiIcRbRCRL
Uorbe
微變等效電路1.
電壓放大倍數(shù)的計(jì)算
U
i
I
b(rbe
Rb)
U
o
IbR'L
R'Lr
be
RbAu
R'L
RC
//
RL注意:負(fù)號(hào)表示輸入和輸出電壓相位相反。
Ibrbe
IiUi
IcIbRbRCRL
UoIi(r
be
Rb)2.
輸入電阻的計(jì)算
輸入電阻指的是向放大電路輸入端看進(jìn)去的等效iUi
Ii
Iir
be
Rb電路的輸入電阻越大,從信號(hào)源取得的電流越小,對(duì)信號(hào)源的影響程度也越小。UirbeIb電阻。
輸入電阻的定義:R
Ii
Ib
IcRb
RL
UoRCiUi
IiR
3.
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,向放大電路輸出端看進(jìn)去的等效電阻即輸出電阻。輸出電阻體現(xiàn)了放大電路帶負(fù)載能力。U
o
Io
RCRo
所以:用加壓求流法求輸出電阻:UorbeRbRCIiIbIcIb00Io【例1】電路如圖所示:已知VCC=12V,Rb=510kΩ,RC=3kΩ;晶體管的rbb’=150Ω,β=80,導(dǎo)通時(shí)的UBEQ=0.7V;RL=3
k
Ω。
(1)求出電路的Au、Ri和Ro;
(2)若所加信號(hào)源內(nèi)阻為Rs,求出
?U
oU
sA
us
解:
(1)首先求出Q點(diǎn)和rbe,再求出Au、Ri和Ro。mA
0.022
mA
22.2A12
0.7
510VCC
UBEQ
RbIBQ
I
BQICQI
BQICQ)
UTrbe
rbb
ICQ
26
(150
80
1.77
1.325
1.33k畫出交流等效電路如下:
ICQ
IBQ
(80
0.022
)mA
1.77
mAU
CEQ
V
CC
ICQR
c
(12
1.77
3)V
6.69V
UCEQ大于UBEQ,說明Q點(diǎn)在晶體管的放大區(qū)。Uo
UiRL'
rbe
Au
Ui
Ibrbe
Uo
Ic(Rc
//
RL)
Ib(Rc//
RL)(RL'
Rc
//
RL)Au
80
3//3
90
1.330U
i
Ii
Rb
//
rbeRi
Ri
510
//1.33
1.33kRo
Rc
3k(2)U
oU
sA
us
A
u
R
iR
s
R
iU
i
U
o
U
s
U
i(90
)
36
1.332
1.33A
us
ROIO0bRi
R//{r
be
(1)Re}
L
Rrbe
(1
)ReAu
【例2】分析圖中帶射極電阻的共射電路的Q、Au、Ri和Ro。動(dòng)態(tài)性能分析
U
o
IbRL
Ui
Ibr
be
(1)IbRe用加壓求流法求輸出電阻。IUIb
rbeRCRe
IcIbRbRS
(1)IbIb(RS
//
Rb
r
be)(1
)IbRe
0Ib
0Ic
0ro
RC可見,加射極電阻后,放大倍數(shù)減小、輸出電阻不變,但輸入電阻增大了。1.
首先利用估算法(或圖解法)確定靜態(tài)工作點(diǎn)Q;2.
求靜態(tài)工作點(diǎn)處的rbe的值;3.
畫出微變等效電路。可先畫出三極管的等效模型,然后畫出放大電路其他部分的交流通路;4.
列出電路方程求解。2.4
靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定TICEO
2.4
靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定2.4
.1
靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的必要性
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)。電源電壓的波動(dòng)、元件的老化以及因溫度變
化所引起晶體管參數(shù)的變化,都會(huì)造成靜態(tài)工作點(diǎn)的不穩(wěn)
定。其中溫度對(duì)晶體管參數(shù)的影響是最主要的。
UBEICiCuCEQ′Q溫度上升時(shí),輸出特性曲線上移,造成Q點(diǎn)上移。
2.4
靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定2.4
.1
靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的必要性+VCCRC
Rb1C1Rb2CeReC2
RLuiuo2.4
.2
靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定電路
一、電路組成和Q點(diǎn)穩(wěn)定原理交流旁路
電容
基極分
壓電阻射極直流負(fù)
反饋電阻直流通路2.4
.2
靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定電路
一、電路組成和Q點(diǎn)穩(wěn)定原理
I2
I1
IBQ
I1
IBQUBQVCC
Rb1Rb1Rb2TUBEICUEIC
IB
將輸出量通過一定方式引回到輸入回路來影響輸入量的措施稱為反饋。由于反饋的結(jié)果使輸出量的變化減小,故稱為負(fù)反饋;又由于反饋出現(xiàn)在直流通路中,故稱為直流反饋。Re為負(fù)反饋電阻。二
、
靜態(tài)工作點(diǎn)的估算UBQVCC
Rb1Rb1Rb2UBQUBEQ
ReICQ
I
EQ
U
CEQ
V
CC
ICQ
(R
c
Re)
IEQ1
IBQuo三、動(dòng)態(tài)分析
Rb1
RC
C1+VCCC2Rb2CeReRLui微變等效電路uoRb1uiRb2
RL
RC交流通路微變等效電路UO
UiRC
//
RL
rbe
Au
R'L
rbeAu
i
b
bR
R1//R
2//r
beRiROUi=0Ib=0IC=0oR
R
CIO
四、旁路電容的作用
1、靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算沒變
2、動(dòng)態(tài)性能的計(jì)算(1)放大電路的交流等效電路UO
Ui
AU
IbRC
//
RLIbrbe
1
IbRe
R
C
//RLr
be1Re四、旁路電容的作用Au
RC
//
RLrbe
1
Re無旁路電容的電壓放大倍數(shù)Au
RC
//RL
rbe帶旁路電容的電壓放大倍數(shù)旁路電容的作用是消除射極電阻對(duì)交流性能的影響IO
ROUi=0Ib=0IC=0RO
RC注意:射極電阻能大大降低放大倍數(shù);
射極帶電阻的放大電路的計(jì)算和此例類似,應(yīng)熟悉其計(jì)算。
Ri
Rb1
//
Rb2
//1
rbeIb(RS
//
Rb
rbe)(1)IbRe
0Ib
0Ic
0Ro
RCCC
V
注意PNP型三極管ICQ
UCEQ
IBQUBEQRb五、熟悉PNP型三極管的計(jì)算
1.
靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算:
I
BQ
在求解直流量時(shí)的
電流流向和電壓方向
ICQ
I
BQ
UCEQ
VCC
ICQRC
2.
動(dòng)態(tài)參數(shù)的計(jì)算
RC
//
RL
Au
rbe2.5
晶體管單管放大電路的三種基本接法2.5
晶體管單管放大電路的三種基本接法(1)(2)共射放大電路:輸入和輸出共用射極;
共集放大電路:輸入和輸出共用集電極;
(3)共基放大電路:輸入和輸出共用基極;注:這里所示各圖均指交流通路2.5.1
基本共集放大電路一、電路的組成二、靜態(tài)分析I
BQ
R
b
(1
)
e
IBQRbUBEQ(1R)IBQReb
U
IVBB
IBQR
V
BBUBEQ
BEQ
EQRe基極輸入信號(hào),發(fā)射極輸出信號(hào),從交流通路可看出:其輸入回路和輸出回路共用集電極。IEQ
(1
)IBQU
CEQ
V
CC
IEQ
R
e三、動(dòng)態(tài)分析
1
I
b
R
eIbR
b
rbe
1
I
b
R
e1
(1)ReRbrbe(1)ReAu
注意:三極管的交流等效電路因此共集電極放大電路又稱為射極跟隨器Uo
UiAu
R
i
Ri
Rb
rbe
(1
)
R
eIb(Rbrbe)
IeRe
IbU
i
Ui
Ii
Ib注:發(fā)射極電阻放到基極回路的阻值將增大到(1+β)倍,因此共集放大電路的輸入電阻要比共射放大電路的輸入電阻大的多。Ri注:基極電
阻等效到射極b
回路時(shí),應(yīng)減小到原來的
U
I
o
e
放
大
電
路小的
多
。
UoRo
Io
Uo
Uo
Uo
(1)
Re
Rbrbe
Rbrbe
Ro
Re//
1
R
b
,
rbe
Ro
Io
I
Re
Ie
U
o
I1/(1+β)
所以共集放大電路的輸出電阻要比共射
1
Rb
rbe
共集放大電路常用于多級(jí)放大電路的輸入級(jí)和輸出級(jí);也可用它連接兩電路,減小電路間直接相連所帶來的影響,起緩沖作用??偨Y(jié):1.
共集放大電路沒有電壓放大作用;2共集放大電路的輸入電阻大,從信號(hào)源索取的電流小。
3.輸出電阻小,因而帶負(fù)載能力強(qiáng)。BEQV
BB
U
R
e
IEQ1
I
EQIBQU
EQ
U
BEQU
CQ
V
CC
ICQR
c
2.5.2
共基放大電路
一、電路組成
發(fā)射極輸入信號(hào),集電極輸出信號(hào),從交流通路看,輸入回路和輸出回路共用基極。
二、靜態(tài)分析U
CEQ
U
CQ
U
EQ
VCC
ICQRC
UBEQ三、動(dòng)態(tài)分析A
u
U
o
IcRc
RcU
i
Ibrbe
IeRe
rbe
(1
)Re
0:1.
用;注:1.共基放大電路
有電壓放大能力,但無電流放大作用;
2.在上圖求解過程中的電流參考方向和我們以前規(guī)定的
方向相反。U
i
IiR
i
Ro
RcUi
IeIeRe
Ibrbe
Ie
Re
rbe1
IO注意受控電流源的電流控制關(guān)系!2.5.3
三種接法的比較
A
u
A
uAu
Rc
RbrbeRi
Rb
rbeRo
Rc
(1)Re
Rbrbe(1)ReR
i
R
b
rbe
(1
)
R
e
Rbrbe
Ro
Re//
1
Rc
rbe
(1
)
R
e
r
beR
i
R
e
1
Ro
Rc2.5.3
三種接法的比較1.
共射電路既能放大電流又能放大電壓,輸入電阻在
三種電路中居中,輸出電阻較大,頻帶較窄。常作
為低頻電壓放大電路的單元電路。2.
共集電路只能放大電流不能放大電壓,是三種接法
中輸入電阻最大、輸出電阻最小的電路,并具有電
壓跟隨的特點(diǎn)。常用于電壓放大電路的輸入級(jí)和輸
出級(jí),在功率放大電路中也常采用射極輸出的形式。3.
共基電路只能放大電壓不能放大電流,輸入電阻
小,電壓放大倍數(shù)、輸出電阻與共射電路相當(dāng),頻
率特性是三種接法中最好的電路。常用于寬頻帶放
大電路。
RbC1+EC
C2ReRLuiuo例:已知射極輸出器的參數(shù)如下:Rb=570k,
Re=5.6k,RL=5.6k,=100,EC=12V1.
求Au、Ri和Ro
。2.
設(shè):RS=1
k,
求:Aus、
Ri和Ro
。3
.
RL=1k時(shí),求Au。
EC
UBERB
(1
)REIB
IE
(1
)IB
1.01mARBC1C2RERLuiuo+EC
RB=570k,RE=5.6k,
RL=5.6k,=100,EC=12V
300
10126
2.9k1.0126(mV)
IE(mA)rbe
300()
(1
)1.
求Au、ri和ro
。RB=570k,RE=5.6k,RL=5.6k,=100,EC=12V
rbe=2.9
k,RS=01
Ri
Rb
//[rbe
(1
)R'L
]
570
//[2
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