1第9章基本放大電路9.1雙極型晶體管9.2放大電路的工作原理9.3放大電路的靜態(tài)分析9.4放大電路的動態(tài)分析9.5雙極型晶體管基本放大電路9.6場效應(yīng)型晶體管9.7場效應(yīng)型晶體管基本放大電路9.8多級放大電路9.9差分放大電路9.10功率放大電路當(dāng)前第1頁\共有25頁\編于星期六\13點第9章基本放大電路知識點1雙極型晶體管當(dāng)前第2頁\共有25頁\編于星期六\13點3一、基本結(jié)構(gòu)

按PN結(jié)的組合方式可分為NPN型和PNP型。

PNP型：NPN型：NPN基極

基區(qū)

集電極

集電區(qū)

集電結(jié)

發(fā)射極

發(fā)射區(qū)

發(fā)射結(jié)

NPNPNP基極

基區(qū)

集電極

集電區(qū)

集電結(jié)

發(fā)射極

發(fā)射區(qū)

發(fā)射結(jié)

PNP結(jié)構(gòu)示意圖大連理工大學(xué)電氣工程學(xué)院當(dāng)前第3頁\共有25頁\編于星期六\13點大連理工大學(xué)電氣工程學(xué)院4

其結(jié)構(gòu)特點：

1)三個導(dǎo)電區(qū)

發(fā)射區(qū)：參雜濃度最大,

——發(fā)射載流子?；鶇^(qū)：很薄，參雜濃度最小,

——控制載流子。集電區(qū)：體積大，參雜濃度小于發(fā)射區(qū)，

——收集載流子。2)兩個PN結(jié)：發(fā)射結(jié)、集電結(jié)。

3)三個電極：發(fā)射極E、基極B、集電極C。NPN基極基區(qū)集電極集電區(qū)集電結(jié)發(fā)射極發(fā)射區(qū)發(fā)射結(jié)NPNBECCBENPN管圖形符號PNP管圖形符號當(dāng)前第4頁\共有25頁\編于星期六\13點5二、工作狀態(tài)BECBECBEC共發(fā)射極接法共集電極接法共基極接法工作狀態(tài)取決于兩個PN結(jié)的偏置方向。工作狀態(tài)有三種：放大、飽和、截止。晶體管的接法：以下將以共發(fā)射極接法為主，以NPN管為例介紹工作狀態(tài)。大連理工大學(xué)電氣工程學(xué)院當(dāng)前第5頁\共有25頁\編于星期六\13點條件:發(fā)射結(jié)正偏,集電結(jié)反偏。

發(fā)射區(qū)發(fā)射載流子

→形成電流IE;

少部分在基區(qū)被復(fù)合

→形成IB;

大部分被集電區(qū)收集

→形成IC。1．放大狀態(tài)⑴電流的形成NPNB

E

CRCUCCUBBRB晶體管中載流子的運動過程IEICIB大連理工大學(xué)電氣工程學(xué)院6當(dāng)前第6頁\共有25頁\編于星期六\13點7⑵電流的關(guān)系

IE=IB+IC

當(dāng)IB=0時，

直流(靜態(tài))電流放大系數(shù)

交流(動態(tài))電流放大系數(shù)≈ICIBIC－ICEOIB－0

β

=ICIBβ=

UCE=常數(shù)

ICIB≈IC=ICEO（穿透電流）電路圖NPNB

E

CRCUCCUBBRBIEICIB大連理工大學(xué)電氣工程學(xué)院當(dāng)前第7頁\共有25頁\編于星期六\13點8IB微小的變化，會產(chǎn)生IC很大的變化。IC

=βIB

。UCE

=UCC－RC

IC

0＜UCE＜UCC。晶體管相當(dāng)于通路。⑶特點:電路圖NPNB

E

CRCUCCUBBRBIEICIB大連理工大學(xué)電氣工程學(xué)院當(dāng)前第8頁\共有25頁\編于星期六\13點9特點：

IB↑,IC基本不變;

IC≈UCC

/RC;

UCE≈0;

晶體管相當(dāng)于短路。條件:發(fā)射結(jié)正偏,集電結(jié)正偏。IB↑,IC

↑UCE=(UCC－RCIC)↓

ICM=UCC/RC2.飽和狀態(tài)電路圖NPNB

E

CRCUCCUBBRBIEICIBCERCUCC飽和狀態(tài)時的晶體管大連理工大學(xué)電氣工程學(xué)院當(dāng)前第9頁\共有25頁\編于星期六\13點10特點：

IB=0IC=0UCE=UCC

晶體管相當(dāng)于開路。3.截止?fàn)顟B(tài)條件:發(fā)射結(jié)反偏,集電結(jié)反偏。電路圖CERCUCC截止?fàn)顟B(tài)時的晶體管NPNB

E

CRCUCCUBBRBIEICIB大連理工大學(xué)電氣工程學(xué)院當(dāng)前第10頁\共有25頁\編于星期六\13點11⑴IB受UBE控制，與UCE關(guān)系不大。⑵晶體管有死區(qū)電壓（鍺管0.2V~,硅管0.6V~）。⑶T，曲線向左平移。1.輸入特性從輸入端看:IB=f(UBE)UCE=常數(shù)三、特性曲線UCE≥1V25℃UCE≥1V75℃80604020UBE/VIB/AO0.40.8iC

＋

uCE

－

＋

uBE

－iBBEC大連理工大學(xué)電氣工程學(xué)院當(dāng)前第11頁\共有25頁\編于星期六\13點12截止區(qū):IB=0,IC=ICEO

≠0。放大區(qū):ΔIB

很小的變化,引起ΔIC很大的變化。飽和區(qū):ΔIB

,ΔIC變化很小。

從輸出端看:即IC=f(UCE)∣IB=常數(shù)

2.輸出特性曲線4321369IC/mAUCE/VOIB=020A40A60A80A100A放大區(qū)飽和區(qū)截止區(qū)iC

＋

uCE

－

＋

uBE

－iBBEC大連理工大學(xué)電氣工程學(xué)院當(dāng)前第12頁\共有25頁\編于星期六\13點13

動態(tài)電流放大系數(shù)

2.穿透電流ICEO3.集電極最大允許電流

ICM4.集電極最大耗散功率

PCM

PC

=UCE×IC5.反向擊穿電壓BU(BR)CEO靜態(tài)電流放大系數(shù)

四、主要參數(shù)1.電流放大系數(shù)過損耗區(qū)安全工作區(qū)PCM功耗曲線4321369IC/mAUCE/VOIB=020A40A60A80A100A放大區(qū)飽和區(qū)截止區(qū)大連理工大學(xué)電氣工程學(xué)院當(dāng)前第13頁\共有25頁\編于星期六\13點大連理工大學(xué)電氣工程系14晶體管處于放大狀態(tài)。

(2)開關(guān)S合向b時

[例]

圖示電路，晶體管的=100，求開關(guān)S合向a、b、c

時的IB、IC

和UCE，并指出晶體管的工作狀態(tài)（忽略UBE

）。[解](1)開關(guān)S合向a時

UBB1RB15

500×103

IB==A=0.01mAIC=IB

=100×0.01mA=1mAUCE=UCC－RCIC

=(15－5×103×1×10－3)V=10VUCC=15V

UBB1=5V

UBB2=1.5VRB1=

500kRB2=

50kRC=

5kUBB1SBCERCUCCRB1UBB2RB2abc當(dāng)前第14頁\共有25頁\編于星期六\13點大連理工大學(xué)電氣工程系15IC=IB=100×0.1mA=10mA

UCE=UCC－RCIC

=(15－5×103×10×10－3)V=－35VUCE＜0，這是不可能的，即不可能處于放大狀態(tài)。晶體管處于飽和狀態(tài)。UCE=0V

(3)開關(guān)S合向c時

IB=0，IC=0，UCE=UCC=15V晶體管處于截止?fàn)顟B(tài)。<IC

UCCRC15

5×103

ICM==A=3mAUBB1SBCERCUCCRB1UBB2RB2abcUBB1RB25

50×103

IB==A=0.1mA當(dāng)前第15頁\共有25頁\編于星期六\13點本知識點結(jié)束16當(dāng)前第16頁\共有25頁\編于星期六\13點17第9章基本放大電路知識點2放大電路的工作原理當(dāng)前第17頁\共有25頁\編于星期六\13點大連理工大學(xué)電氣工程學(xué)院18一、簡述

放大電路或稱放大器，其作用是把微弱的電信號放大到所需的量級，而且輸出信號的功率要比輸入信號的功率大，輸出信號的波形要與輸入信號的波形相同。例如：

（a）擴音器

放大電路按信號波形的不同可分為交流放大電路和直流放大電路兩類。（b）測溫電路當(dāng)前第18頁\共有25頁\編于星期六\13點19二、電路組成BCERBRCUCCUBBUCCBCERBRC兩個電源的放大電路一個電源的放大電路C1C2加耦合電容后的電路UCCBERBRC大連理工大學(xué)電氣工程學(xué)院當(dāng)前第19頁\共有25頁\編于星期六\13點20RBRC+UCC

＋

uo

－

＋

ui

－C1C2＋＋RBRC-UCC

＋

uo

－

＋

ui

－C1C2＋＋NPN管放大電路PNP管放大電路放大電路的簡化畫法：UCCBERBRC大連理工大學(xué)電氣工程學(xué)院當(dāng)前第20頁\共有25頁\編于星期六\13點21二、信號的放大過程1.靜態(tài):當(dāng)輸入端未加輸入信號

時放大電路的工作狀態(tài)。此時ui=0，直流電源單獨作用。

提供偏流電流IB。

UCE=UCC–ICRC——直流負(fù)載線

。

RBRC+UCC

＋

uo

－

＋

ui

－C1C2＋＋t

UBEOIBtOt

UCEOt

ICO靜態(tài)直流量大連理工大學(xué)電氣工程學(xué)院當(dāng)前第21頁\共有25頁\編于星期六\13點22二、信號的放大過程

ube

=ui

uo=uce

=-icRC

=UCE–icRC=UCE+uceiB=IB+ibiC=IC+ic

uBE=UBE+ubeuCE=UCC-(IC+ic)RC

=UCC–ICRC–icRCRBRC+UCC

＋

uo

－

＋

ui

－C1C2＋＋iBuBEOuit

iCuCEt

uoOt

UBEOIBtOt

UCEOt

ICO信號的放大過程Otuit