電子技術(shù)基礎(chǔ)

四川大學(xué)

電氣信息學(xué)院

電工電子基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心第3章雙極性晶體管及其應(yīng)用3.1雙極性晶體管的放大和開(kāi)關(guān)作用3.2基本共射極放大電路的組成及各元件的作用3.3放大電路的分析方法3.4放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定問(wèn)題3.5放大電路的頻率響應(yīng)3.6射極輸出器3.7多級(jí)放大電路3.8差分放大電路3.9功率放大電路3.9功率放大電路3.9功率放大電路本章要求：1.理解三極管的電流分配和電流放大作用；了解晶體管的基本結(jié)構(gòu)、工作原理和特性曲線(xiàn)，理解主要參數(shù)的意義；2.理解單管交流放大電路的放大作用和共發(fā)射極、共集電極放大電路的性能特點(diǎn)。3.掌握靜態(tài)工作點(diǎn)的估算方法和放大電路的微變等效電路分析法。4.理解放大電路輸入、輸出電阻的概念。5.了解放大電路的頻率特性、互補(bǔ)功率放大電路的工作原理，了解差動(dòng)放大電路的工作原理和性能特點(diǎn)。LED電池R3u2TrD~220VR2S50mA100mADZ6V6V+R5R4R1C+–T鎳鎘電池恒流充電電路3.1雙極性晶體管的放大和開(kāi)關(guān)作用雙極型半導(dǎo)體三極管theBipolarJunctionTransistor(BJT)是由兩種載流子參與導(dǎo)電的半導(dǎo)體器件，它由兩個(gè)PN結(jié)組合而成，是一種CCCS(電流控制電流源)器件。晶體管圖片小功率管中功率管大功率管為什么有孔？晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖和表示符號(hào)(a)NPN型晶體管；(a)NNCEBPCETBIBIEIC(b)BECPPNETCBIBIEIC(b)PNP型晶體管CE發(fā)射區(qū)集電區(qū)基區(qū)集電結(jié)發(fā)射結(jié)NNP基極發(fā)射極集電極BCE發(fā)射區(qū)集電區(qū)基區(qū)P發(fā)射結(jié)P集電結(jié)N集電極發(fā)射極基極B（Emitter）（Collector）（Base）3.1.1晶體管的基本結(jié)構(gòu)基區(qū)：最薄，摻雜濃度最低發(fā)射區(qū)：摻雜濃度最高發(fā)射結(jié)集電結(jié)BECNNP基極發(fā)射極集電極結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(NPN)：集電區(qū)：面積最大方向B→EB→C3.1.2晶體管的電流放大作用1.晶體管放大的外部條件BECNNPEBRBECRC發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏PNP發(fā)射結(jié)正偏VB<VE集電結(jié)反偏VC<VB從電位的角度看：

NPN

發(fā)射結(jié)正偏VB>VE集電結(jié)反偏VC>VB

+

IE=IEN+IEP

且有IEN>>IEP

IEN=ICN+IBN

且有IEN>>IBN

，ICN>>IBN

IC=ICN+ICBO

IB=IEP+IBN－ICBOIE=IEP+IEN=IEP+ICN+IBN

=(ICN+ICBO)+(IBN+IEP－ICBO)

IE=IC+IBICmA

AVVUCEUBERBIBECEB

CBERC2.各電極電流關(guān)系及電流放大作用IB(mA)IC(mA)IE(mA)00.020.040.060.080.10<0.0010.701.502.303.103.95<0.0010.721.542.363.184.052.各電極電流關(guān)系及電流放大作用IB(mA)IC(mA)IE(mA)00.020.040.060.080.10<0.0010.701.502.303.103.95<0.0010.721.542.363.184.05結(jié)論:1）三電極電流關(guān)系IE=IB+IC2）IC

IB

，

IC

IE

3）

IC

IB

把基極電流的微小變化能夠引起集電極電流較大變化的特性稱(chēng)為晶體管的電流放大作用。

實(shí)質(zhì):用一個(gè)微小電流的變化去控制一個(gè)較大電流的變化，是CCCS器件。3.晶體管內(nèi)部載流子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律BECNNPEBRBECIEIBEICEICBO

基區(qū)空穴向發(fā)射區(qū)的擴(kuò)散可忽略。

發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)射區(qū)電子不斷向基區(qū)擴(kuò)散，形成發(fā)射極電流IE。

進(jìn)入P區(qū)的電子少部分與基區(qū)的空穴復(fù)合，形成電流IBE，多數(shù)擴(kuò)散到集電結(jié)。從基區(qū)擴(kuò)散來(lái)并到達(dá)集電結(jié)的電子在集電結(jié)反偏電壓的作用下，進(jìn)入集電結(jié)而被收集，形成ICE。

集電結(jié)反偏，有少子形成的反向電流ICBO。3.晶體管內(nèi)部載流子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律IC=ICE+ICBO

ICEICIBBECNNPEBRBECIEIBEICEICBOIB=IBE-ICBO

IBEICE與IBE之比稱(chēng)為

共發(fā)射極電流放大倍數(shù)集－射極穿透電流,溫度

ICEO

(常用公式)若IB=0,則

IC

ICE0動(dòng)畫(huà)由以上分析可知，發(fā)射區(qū)摻雜濃度高，基區(qū)很薄，是保證晶體管能夠?qū)崿F(xiàn)電流放大的關(guān)鍵。若兩個(gè)PN結(jié)對(duì)接，相當(dāng)基區(qū)很厚，所以沒(méi)有電流放大作用，基區(qū)從厚變薄，兩個(gè)PN結(jié)演變?yōu)榫w管，這是量變引起質(zhì)變的又一個(gè)實(shí)例。圖電流方向和發(fā)射結(jié)與集電結(jié)的極性（a)NPN型晶體管（b)PNP型晶體管晶體管實(shí)現(xiàn)電流放大的條件：內(nèi)部條件：發(fā)射區(qū)摻雜濃度高，基區(qū)很薄外部條件：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏晶體管的三種組態(tài)

晶體管有三個(gè)電極，其中兩個(gè)可以作為輸入,兩個(gè)可以作為輸出，這樣必然有一個(gè)電極是公共電極。三種接法也稱(chēng)三種組態(tài)。

共集電極接法，集電極作為公共電極，用CC表示;

共基極接法，基極作為公共電極，用CB表示。共發(fā)射極接法，發(fā)射極作為公共電極，用CE表示；晶體管的三種組態(tài)3.1.3

晶體管的共射特性曲線(xiàn)

即管子各電極電壓與電流的關(guān)系曲線(xiàn)，是管子內(nèi)部載流子運(yùn)動(dòng)的外部表現(xiàn)，反映了晶體管的性能，是分析放大電路的依據(jù)。為什么要研究特性曲線(xiàn)：

1）直觀地分析管子的工作狀態(tài)

2）合理地選擇偏置電路的參數(shù)，設(shè)計(jì)性能良好的電路

重點(diǎn)討論應(yīng)用最廣泛的共發(fā)射極接法的特性曲線(xiàn)發(fā)射極是輸入回路、輸出回路的公共端共發(fā)射極電路輸入回路輸出回路

測(cè)量晶體管特性的實(shí)驗(yàn)線(xiàn)路ICEBmA

AVUCEUBERBIBECV++––––++1.

輸入特性特點(diǎn):非線(xiàn)性死區(qū)電壓：硅管0.5V，鍺管0.1V。正常工作時(shí)發(fā)射結(jié)電壓：NPN型硅管

UBE0.6~0.7VPNP型鍺管

UBE0.2~0.3VIB(

A)UBE(V)204060800.40.8UCE1VO2.輸出特性IB=020A40A60A80A100A36IC(mA)1234UCE(V)912O放大區(qū)輸出特性曲線(xiàn)通常分三個(gè)工作區(qū)：(1)放大區(qū)

在放大區(qū)有IC=

IB

，也稱(chēng)為線(xiàn)性區(qū)，具有恒流特性。

在放大區(qū)，發(fā)射結(jié)處于正向偏置、集電結(jié)處于反向偏置，晶體管工作于放大狀態(tài)。動(dòng)畫(huà)IB=020A40A60A80A100A36IC(mA)1234UCE(V)912O（2）截止區(qū)IB<0以下區(qū)域?yàn)榻刂箙^(qū)，有IC0

。

在截止區(qū)發(fā)射結(jié)處于反向偏置，集電結(jié)處于反向偏置，晶體管工作于截止?fàn)顟B(tài)。飽和區(qū)截止區(qū)（3）飽和區(qū)

當(dāng)UCE

UBE時(shí)，晶體管工作于飽和狀態(tài)。在飽和區(qū)，

IB

IC，發(fā)射結(jié)處于正向偏置，集電結(jié)也處于正偏。

深度飽和時(shí)，硅管UCES0.3V，

鍺管UCES0.1V。

輸出特性曲線(xiàn)的三個(gè)區(qū)域:飽和區(qū)——發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏或反偏電壓很小截止區(qū)——發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏。放大區(qū)——發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏例3.1：測(cè)量晶體管三個(gè)電極對(duì)地電位如圖

16.04所示，試判斷晶體管的工作狀態(tài)。

圖16.04晶體管工作狀態(tài)判斷

放大截止飽和例：

=50，EC=12V，RB=70k，RC=6k。當(dāng)EB=-2V，2V，5V時(shí)，晶體管的工作狀態(tài)在哪個(gè)區(qū)域？EB=-2V，IB=0，IC=0時(shí)，工作于截止區(qū)

EB=2V，IB=(EB-UBE)/RB=(2-0.7)/70=0.019mAIC最大飽和電流ICS=(EC-UCE)/RC=(12-0)/6=2mA

IC=IB=500.019=0.95mA<

ICS=2mA

，工作于放大區(qū)ICUCEIBECRBEBCBERCUBEICUCEIBECRBEBCBERC例：

=50，USC=12V，

RB=70k，RC=6k

當(dāng)EB=-2V，2V，5V時(shí)，晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)Q位于哪個(gè)區(qū)？EB=5V，IB=(EB-UBE)/RB=(5-0.7)/70=0.061mAIC=IB=500.061=3.05mA>

ICS=2mA

，工作于飽和區(qū)(實(shí)際上，此時(shí)IC和IB已不是的關(guān)系）3.1.4

晶體管的主要參數(shù)1.電流放大系數(shù)，

直流電流放大系數(shù)交流電流放大系數(shù)當(dāng)晶體管接成共發(fā)射極電路時(shí)，

表示晶體管特性的數(shù)據(jù)稱(chēng)為晶體管的參數(shù)，晶體管的參數(shù)也是設(shè)計(jì)電路、選用晶體管的依據(jù)。注意：

和

的含義不同，但在特性曲線(xiàn)近于平行等距并且ICE0較小的情況下，兩者數(shù)值接近。常用晶體管的

值在20~200之間。IB=020A40A60A80A100A36IC(mA)1234UCE(V)912O例：在UCE=6V時(shí)，在Q1點(diǎn)IB=40A,IC=1.5mA；

在Q2點(diǎn)IB=60A,IC=2.3mA。在以后的計(jì)算中，一般作近似處理：

=。IB=020A40A60A80A100A36IC(mA)1234UCE(V)9120Q1Q2在Q1點(diǎn)，有由Q1和Q2點(diǎn)，得2.集-基極反向截止電流ICBO

ICBO是由少數(shù)載流子的漂移運(yùn)動(dòng)所形成的電流，受溫度的影響大。溫度

ICBO

ICBO

A+–EC3.集-射極反向截止電流(穿透電流)ICEO

AICEOIB=0+–

ICEO受溫度的影響大。溫度

ICEO

，所以IC也相應(yīng)增加。三極管的溫度特性較差。4.

集電極最大允許電流ICM

集電極電流IC超過(guò)一定值時(shí)，會(huì)導(dǎo)致三極管的

值的下降，當(dāng)

值下降到正常值的三分之二時(shí)的集電極電流即為ICM。5.

集-射極反向擊穿電壓U(BR)CEO

當(dāng)集—射極之間的電壓UCE超過(guò)一定的數(shù)值時(shí)，晶體管就會(huì)被擊穿。手冊(cè)上給出的數(shù)值是25C、基極開(kāi)路時(shí)的擊穿電壓U(BR)

CEO。6.

集電極最大允許耗散功耗PCMPCM取決于晶體管允許的溫升，消耗功率過(guò)大，溫升過(guò)高會(huì)燒壞晶體管。

PC

PCM=ICUCE

硅管允許結(jié)溫約為150C，鍺管約為70

90C。ICUCE=PCMICMU(BR)CEO安全工作區(qū)由三個(gè)極限參數(shù)可畫(huà)出晶體管的安全工作區(qū)ICUCEO集電極最大允許電流集-射極反向擊穿電壓集電極最大允許耗散功耗晶體管參數(shù)與溫度的關(guān)系1、溫度每增加10

C，ICBO增大一倍，ICBO越小越好。硅管在溫度穩(wěn)定性方面優(yōu)于鍺管。2、溫度每升高1

C，UBE將減小–(2~2.5)mV，即晶體管具有負(fù)溫度系數(shù)。3、溫度每升高1

C，

增加0.5%~1.0%。3.1.5光電晶體管用入射光強(qiáng)度E的強(qiáng)度來(lái)控制集電極電流uCEOicICEOPCME=0E1E2E3E4E51．符號(hào)和特性CECEIB=020A40A60A80A100A36IC(mA)1234UCE(V)912O放大區(qū)應(yīng)用：與發(fā)光二極管組成光電耦合放大電路，作光電開(kāi)關(guān)用：R1+ECR3T1R2LEDT光電耦合其中發(fā)光二極管是起著把輸入電流變換成光信號(hào)的作用；而光電晶體管則起著把光信號(hào)變換成電(流)信號(hào)的作用。

單片機(jī)系統(tǒng)的、前向通道和后向通道有時(shí)干擾較嚴(yán)重．同時(shí)前向通道的模數(shù)轉(zhuǎn)換、后向通道有數(shù)模轉(zhuǎn)換必須進(jìn)行電氣隔離使模擬地和數(shù)字地不共地,將強(qiáng)電和弱電隔離,故采用光電耦合器達(dá)到這些要求。3.2基本共射極放大電路的組成及各元件的作用3.2.1放大的概念:

放大的目的是將微弱的變化信號(hào)放大成較大的信號(hào)。輸出電壓或電流在幅度上得到了放大，輸出信號(hào)的能量得到了加強(qiáng)。

基本放大電路一般是指由一個(gè)晶體管組成的放大電路。放大的實(shí)質(zhì):

用小能量的信號(hào)通過(guò)晶體管的電流控制作用，將放大電路中直流電源的能量轉(zhuǎn)化成交流能量輸出。

對(duì)放大電路的基本要求：

1.要有足夠的放大倍數(shù)(電壓、電流、功率)。

2.盡可能小的波形失真。另外還有輸入電阻、輸出電阻、通頻帶等其它技術(shù)指標(biāo)。本章主要討論電壓放大電路，同時(shí)介紹功率放大電路。3.2.2放大電路的性能指標(biāo)+_放大電路+_+_+_1.放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)源電壓放大倍數(shù)+_放大電路+_+_+_2.輸入電阻源電壓放大倍數(shù)放大電路對(duì)信號(hào)源(或?qū)η凹?jí)放大電路)來(lái)說(shuō)，是一個(gè)負(fù)載，可用一個(gè)電阻來(lái)等效代替。這個(gè)電阻是信號(hào)源的負(fù)載電阻,也就是放大電路的輸入電阻。3輸出電阻放大電路對(duì)負(fù)載(或?qū)蠹?jí)放大電路)來(lái)說(shuō)，是一個(gè)信號(hào)源，可以將它進(jìn)行戴維寧等效，等效電源的內(nèi)阻即為放大電路的輸出電阻。+_RLro+_定義：

輸出電阻是動(dòng)態(tài)電阻，與負(fù)載無(wú)關(guān)。+_放大電路+_+_+_

輸出電阻是表明放大電路帶負(fù)載能力的參數(shù)。電路的輸出電阻愈小，負(fù)載變化時(shí)輸出電壓的變化愈小，因此一般總是希望得到較小的輸出電阻。+_放大電路+_+_+_3.2.3基本共射極放大電路的組成及各元件的作用共發(fā)射極基本電路UCCRSesRBUBBRCC1C2T+++–RL++––ui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiERB+UCCUBBRCC1C2T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。uiuo輸入輸出參考點(diǎn)RL+_+_使發(fā)射結(jié)正偏，并提供適當(dāng)?shù)撵o態(tài)工作點(diǎn)IB和UBE。RB+UCCUBBRCC1C2TRL基極電源與基極電阻集電極電源，為電路提供能量。并保證集電結(jié)反偏。RB+UCCUBBRCC1C2TRL集電極電阻，將變化的電流轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓碾妷?。RB+UCCUBBRCC1C2TRL共射放大電路組成耦合電容：電解電容，有極性，大小為10

F~50

F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。RB+UCCUBBRCC1C2TRL++uiuo+_+_單電源供電可以省去RB+UCCUBBRCC1C2TRL單電源供電RB+UCCRCC1C2TRL單電源供電時(shí)常用的畫(huà)法共發(fā)射極基本電路+UCCRSesRBRCC1C2T+++–RLui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiEUCCRSesRBUBBRCC1C2T+++–RL++––ui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE3.3.1共射放大電路的電壓放大作用UBEIBICUCE無(wú)輸入信號(hào)(ui

=0)時(shí):

uo

=0uBE

=UBEuCE

=UCE+UCCRBRCC1C2T++ui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiEuBEtOiBtOiCtOuCEtO3.3放大電路的分析方法ICUCEOIBUBEO結(jié)論：無(wú)輸入信號(hào)電壓時(shí)，晶體管各電極都是恒定的電壓和電流:IB、UBE和

IC、UCE

。

(IB、UBE)

和(IC、UCE)分別對(duì)應(yīng)于輸入、輸出特性曲線(xiàn)上的一個(gè)點(diǎn)，稱(chēng)為靜態(tài)工作點(diǎn)。QIBUBEQUCEICUBEIB無(wú)輸入信號(hào)(ui

=0)時(shí):

uo

=0uBE

=UBEuCE

=UCE？有輸入信號(hào)(ui

≠0)時(shí)

uCE

=UCC－iC

RC

uo

0uBE

=UBE+uiuCE

=UCE+uoIC+UCCRBRCC1C2T++ui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiEuBEtOiBtOiCtOuCEtOuitOUCEuotO有輸入信號(hào):結(jié)論：(2)加上輸入信號(hào)電壓后，各電極電流和電壓的大小均發(fā)生了變化，都在直流量的基礎(chǔ)上疊加了一個(gè)交流量，但方向始終不變。+集電極電流直流分量交流分量動(dòng)態(tài)分析iCtOiCtICOiCticO靜態(tài)分析符號(hào)規(guī)定IB大寫(xiě)字母、大寫(xiě)下標(biāo)，表示直流量。iB小寫(xiě)字母、大寫(xiě)下標(biāo)，表示全量。ib小寫(xiě)字母、小寫(xiě)下標(biāo)，表示交流分量。結(jié)論：(3)若參數(shù)選取得當(dāng)，輸出電壓可比輸入電壓大，即電路具有電壓放大作用。(4)輸出電壓與輸入電壓在相位上相差180°，即共發(fā)射極電路具有反相作用。uitOuotO1.實(shí)現(xiàn)放大的條件(1)晶體管必須工作在放大區(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)，使晶體管工作于放大區(qū)。(3)輸入回路將變化的電壓轉(zhuǎn)化成變化的基極電流。(4)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)電容耦合只輸出交流信號(hào)。3.3.2.直、流通路和交流通路

因電容對(duì)交、直流的作用不同。在放大電路中如果電容的容量足夠大，可以認(rèn)為它對(duì)交流分量不起作用，即對(duì)交流短路。而對(duì)直流可以看成開(kāi)路。這樣，交直流所走的通路是不同的。直流通路：無(wú)信號(hào)時(shí)電流（直流電流）的通路，用來(lái)計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)。交流通路：有信號(hào)時(shí)交流分量（變化量）的通路，用來(lái)計(jì)算電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻等動(dòng)態(tài)參數(shù)。例：畫(huà)出下圖放大電路的直流通路直流通路直流通路用來(lái)計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)Q(IB

、IC

、UCE)對(duì)直流信號(hào)電容C可看作開(kāi)路（即將電容斷開(kāi)）斷開(kāi)斷開(kāi)+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIBIE+UCCRSesRBRCC1C2T+++–RLui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiERBRCuiuORLRSes++–+––對(duì)交流信號(hào)(有輸入信號(hào)ui時(shí)的交流分量)XC0，C可看作短路。忽略電源的內(nèi)阻，電源的端電壓恒定，直流電源對(duì)交流可看作短路。短路短路對(duì)地短路交流通路

用來(lái)計(jì)算電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻等動(dòng)態(tài)參數(shù)。+UCCRSesRBRCC1C2T+++–RLui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE3.3.3

放大電路的靜態(tài)分析靜態(tài)：放大電路無(wú)信號(hào)輸入（ui

=0）時(shí)的工作狀態(tài)。分析方法：估算法、圖解法。分析對(duì)象：各極電壓電流的直流分量。所用電路：放大電路的直流通路。設(shè)置Q點(diǎn)的目的：

(1)

使放大電路的放大信號(hào)不失真；

(2)

使放大電路工作在較佳的工作狀態(tài)，靜態(tài)是動(dòng)態(tài)的基礎(chǔ)?！o態(tài)工作點(diǎn)Q：IB、IC、UCE

。靜態(tài)分析：確定放大電路的靜態(tài)值。1

用放大電路的直流通路確定靜態(tài)值1.

直流通路估算IB根據(jù)電流放大作用2.由直流通路估算UCE、IC當(dāng)UBE<<UCC時(shí)，+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIB由KVL:UCC=IBRB+

UBE由KVL:UCC=ICRC+

UCE所以UCE=UCC–

ICRC例1：用估算法計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)。已知：UCC=12V，RC=4k

，RB=300k，

=37.5。解：注意：電路中IB

和IC

的數(shù)量級(jí)不同+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIB例2：用估算法計(jì)算圖示電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。

由例1、例2可知，當(dāng)電路不同時(shí)，計(jì)算靜態(tài)值的公式也不同。由KVL可得：由KVL可得：IE+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIB2

用圖解法確定靜態(tài)值用作圖的方法確定靜態(tài)值優(yōu)點(diǎn)：

能直觀地分析和了解靜態(tài)值的變化對(duì)放大電路的影響。+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIB

直流負(fù)載線(xiàn)斜率ICQUCEQUCCUCE/VIC/mA直流負(fù)載線(xiàn)Q由IB確定的那條輸出特性與直流負(fù)載線(xiàn)的交點(diǎn)就是Q點(diǎn)O由直流負(fù)載列出方程UCE=UCC－ICRcUCC、UCC/Rc3.在輸入回路列方程式UBE=UCC－IBRb,4.5.得到Q點(diǎn)的參數(shù)IBQ、ICQ和UCEQ。2.在輸出特性曲線(xiàn)上確定兩個(gè)特殊點(diǎn),即可畫(huà)出直流負(fù)載線(xiàn)步驟：3.3.4

放大電路的動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)：放大電路有信號(hào)輸入（ui

0）時(shí)的工作狀態(tài)。分析方法：微變等效電路法，圖解法。所用電路：放大電路的交流通路。

動(dòng)態(tài)分析:

計(jì)算電壓放大倍數(shù)Au、輸入電阻ri、輸出電阻ro等。分析對(duì)象：各極電壓和電流的交流分量。目的：找出Au、ri、ro與電路參數(shù)的關(guān)系，為設(shè)計(jì)打基礎(chǔ)。1微變等效電路法

微變等效電路：把非線(xiàn)性元件晶體管所組成的放大電路等效為一個(gè)線(xiàn)性電路。即把非線(xiàn)性的晶體管線(xiàn)性化，等效為一個(gè)線(xiàn)性元件。線(xiàn)性化的條件：晶體管在小信號(hào)（微變量）情況下工作。因此，在靜態(tài)工作點(diǎn)附近小范圍內(nèi)的特性曲線(xiàn)可用直線(xiàn)近似代替。微變等效電路法：利用放大電路的微變等效電路分析計(jì)算放大電路電壓放大倍數(shù)Au、輸入電阻ri、輸出電阻ro等。

晶體管的微變等效電路可從晶體管特性曲線(xiàn)求出。

當(dāng)信號(hào)很小時(shí)，在靜態(tài)工作點(diǎn)附近的輸入特性在小范圍內(nèi)可近似線(xiàn)性化。(1).晶體管的微變等效電路

UBE

IB對(duì)于小功率三極管：rbe一般為幾百歐到幾千歐。輸入回路Q(chēng)輸入特性晶體管的輸入電阻

晶體管的輸入回路(B、E之間)可用rbe等效代替，即由rbe來(lái)確定ube和ib之間的關(guān)系。IBUBEO輸出回路rce愈大，恒流特性愈好因rce阻值很高，一般忽略不計(jì)。晶體管的輸出電阻輸出特性

輸出特性在線(xiàn)性工作區(qū)是一組近似等距的平行直線(xiàn)。晶體管的電流放大系數(shù)

晶體管的輸出回路(C、E之間)可用一受控電流源ic=

ib等效代替，即由

來(lái)確定ic和ib之間的關(guān)系。

一般在20～200之間，在手冊(cè)中常用hfe表示。OIB=020A40A60A80A100A36IC(mA)1234UCE(V)912OibicicBCEib

ib晶體管微變等效電路ube+-uce+-ube+-uce+-晶體管的微變等效電路rbeBEC

晶體管的B、E之間可用rbe等效代替。

晶體管的C、E之間可用一受控電流源ic=

ib等效代替。(2).

放大電路的微變等效電路

將交流通路中的晶體管用晶體管微變等效電路代替即可得放大電路的微變等效電路。ibiceSrbe

ibRBRCRLEBCui+-uo+-+-RSii交流通路微變等效電路RBRCuiuORL++--RSeS+-ibicBCEii

分析時(shí)假設(shè)輸入為正弦交流，所以等效電路中的電壓與電流可用相量表示。微變等效電路

將交流通路中的晶體管用晶體管微變等效電路代替即可得放大電路的微變等效電路。ibiceSrbe

ibRBRCRLEBCui+-uo+-+-RSiirbeRBRCRLEBC+-+-+-RS（動(dòng)畫(huà)）(3)電壓放大倍數(shù)的計(jì)算當(dāng)放大電路輸出端開(kāi)路(未接RL)時(shí)，因rbe與IE有關(guān)，故放大倍數(shù)與靜態(tài)IE有關(guān)。負(fù)載電阻愈小，放大倍數(shù)愈小。

式中的負(fù)號(hào)表示輸出電壓的相位與輸入相反。例1：rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSrbeRBRCRLEBC+-+-+-RSRE例2：

由例1、例2可知，當(dāng)電路不同時(shí)，計(jì)算電壓放大倍數(shù)Au

的公式也不同。要根據(jù)微變等效電路找出ui與ib的關(guān)系、uo與ic

的關(guān)系。4.放大電路輸入電阻的計(jì)算放大電路對(duì)信號(hào)源(或?qū)η凹?jí)放大電路)來(lái)說(shuō)，是一個(gè)負(fù)載，可用一個(gè)電阻來(lái)等效代替。這個(gè)電阻是信號(hào)源的負(fù)載電阻,也就是放大電路的輸入電阻。定義：輸入電阻是對(duì)交流信號(hào)而言的，是動(dòng)態(tài)電阻。+-信號(hào)源Au放大電路+-放大電路信號(hào)源+-+-1、輸入電阻是表明放大電路從信號(hào)源吸取電流大小的參數(shù)。電路的輸入電阻愈小，從信號(hào)源取得的電流愈大，增加信號(hào)源負(fù)擔(dān)；放大電路信號(hào)源+-+-2、經(jīng)Rs、ri分壓，ri越小，Ui下降，Uo下降；3、后級(jí)放大電路的ri，前級(jí)的ro，將使前級(jí)Av下降。因此一般總是希望得到較大的輸入電阻。rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSRE例2：rbeRBRCRLEBC+-+-+-RS例1：riri5.輸出電阻的計(jì)算+_RLro+_+_放大電路+_+_+_?如何確定電路的輸出電阻？在電路的計(jì)算中求ro有兩個(gè)方法：（1）、所有的獨(dú)立電源（包括信號(hào)源）置零，保留受控源。然后采用加壓求流法。ui~rousoro=u/iuo測(cè)量開(kāi)路電壓uo

=uso（2）、開(kāi)路電壓除以短路電流法。~rouso~rousoio測(cè)量短路電流io

=uso

/ro輸出電阻：uo

/io

=uso

/（uso

/ro

）=ro

rbeRBRCRLEBC+-+-+-RS共射極放大電路特點(diǎn)：

1.放大倍數(shù)高;2.輸入電阻低;3.輸出電阻高.例3：求ro的步驟：1)

斷開(kāi)負(fù)載RL3)外加電壓4)求外加2)令或rbeRBRLEBC+-+-+-RSRE外加例4：求ro的步驟：1)

斷開(kāi)負(fù)載RL3)外加電壓4)求2)令或rbeRBRLEBC+-+-+-RSRE2

圖解法

（1）交流負(fù)載線(xiàn)（2）圖解分析

（3）非線(xiàn)性失真

對(duì)放大電路的動(dòng)態(tài)分析也可以應(yīng)用圖解法，就是利用晶體管的特性曲線(xiàn)在靜態(tài)分析的基礎(chǔ)上，用作圖的方法來(lái)分析各個(gè)電壓和交流交流分量之間的傳輸情況和相互關(guān)系。

（1）交流負(fù)載線(xiàn)1.通過(guò)輸出特性曲線(xiàn)上的Q點(diǎn)做一條直線(xiàn)，其斜率為-1/R'L

2.R'L=

RL∥Rc交流負(fù)載電阻3.交流負(fù)載線(xiàn)是有交流輸入信號(hào)時(shí)Q點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。

4.交流負(fù)載線(xiàn)與直流負(fù)載線(xiàn)相交Q點(diǎn)。放大電路的動(dòng)態(tài)工作狀態(tài)的圖解分析交流負(fù)載線(xiàn)確定方法：rbeRBRCRL+UCCRSesRBRCC1C2T+++–RLui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE

交流負(fù)載線(xiàn)

0UCEQU'CCUCC

Q直流負(fù)載線(xiàn)iCuCEICQ動(dòng)態(tài)分析圖解法QuCE/VttiB/

AIBtiC/mAICiB/

AuBE/VtuBE/VUBEUCEiC/mAuCE/VOOOOOOQicQ1Q2ibuiuoRL=

由uo和ui的峰值（或峰峰值）之比可得放大電路的電壓放大倍數(shù)。RB+ECRCC1C2uiiBiCuCEuo各點(diǎn)波形uo比ui幅度放大且相位相反假設(shè)uBE靜態(tài)工作點(diǎn)的基礎(chǔ)上有一微小的變化ui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)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)化成變化的集電極電壓，經(jīng)電容濾波只輸出交流信號(hào)。

注意：放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻通常都是在正弦信號(hào)下的交流參數(shù)，只有在放大電路處于放大狀態(tài)且輸出不失真的條件下才有意義。

放大器要求輸出信號(hào)與輸入信號(hào)之間是線(xiàn)性關(guān)系，不能產(chǎn)生失真。由于晶體管存在非線(xiàn)性，可能使輸出信號(hào)產(chǎn)生非線(xiàn)性失真。

(3)非線(xiàn)性失真如果Q設(shè)置不合適，晶體管進(jìn)入截止區(qū)或飽和區(qū)工作，將造成非線(xiàn)性失真。動(dòng)畫(huà)若Q設(shè)置過(guò)高，由于放大電路的工作點(diǎn)達(dá)到了晶體管的飽和區(qū)而引起的非線(xiàn)性失真。對(duì)于NPN管，輸出電壓表現(xiàn)為底部失真。Q2uo

適當(dāng)減小基極電流可消除失真。UCEQuCE/VttiC/mAICiC/mAuCE/VOOOQ1+UCCRSesRBRCC1C2T+++–RLui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE若Q設(shè)置過(guò)低，動(dòng)畫(huà)由于放大電路的工作點(diǎn)達(dá)到了晶體管的截止區(qū)而引起的非線(xiàn)性失真。對(duì)于NPN管，輸出電壓表現(xiàn)為頂部失真。

適當(dāng)增加基極電流可消除失真。uiuotiB/

AiB/

AuBE/VtuBE/VUBEOOOQQuCE/VtiC/mAuCE/VOOUCE

如果Q設(shè)置合適，信號(hào)幅值過(guò)大也可產(chǎn)生失真，減小信號(hào)幅值可消除失真。（動(dòng)畫(huà)）通過(guò)圖解分析，可得如下結(jié)論：

1.vi

vBE

iB

iC

vCE

|-vo|

2.vo與vi相位相反；

3.可以測(cè)量出放大電路的電壓放大倍數(shù)；

4.可以確定最大不失真輸出幅度。放大器截止失真和飽和失真(a)截止失真(b)飽和失真（動(dòng)畫(huà)）（動(dòng)畫(huà)）放大電路的最大不失真輸出幅度

放大電路要想獲得大的不失真輸出幅度，需要：1.工作點(diǎn)Q要設(shè)置在輸出特性曲線(xiàn)放大區(qū)的中間部位；2.要有合適的交流負(fù)載線(xiàn)。

圖放大器的最大不失真輸出幅度（動(dòng)畫(huà)）3.4放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定問(wèn)題偏置電流為IB=(UCC

–

UBE)/RB

≈UCC/RB

當(dāng)RB一經(jīng)選定，IB也就固定不變，故其電路稱(chēng)為固定偏置電路。

RB+UCCRCC1C2TRLuiuo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)。3.4.1靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的必要性

前述的固定偏置放大電路，簡(jiǎn)單、容易調(diào)整，但在溫度變化、晶體管老化、電源電壓波動(dòng)等外部因素的影響下，將引起靜態(tài)工作點(diǎn)的變動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)將使放大電路不能正常工作，其中影響最大的是溫度的變化。溫度對(duì)UBE的影響iBuBE25oC50oCTUBEIBIC溫度變化對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響當(dāng)溫度升高時(shí)，UBE

、

、ICBO

。

對(duì)于前面的電路（固定偏置電路）而言，靜態(tài)工作點(diǎn)由UBE、和ICBO決定，這三個(gè)參數(shù)隨溫度而變化，溫度對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響主要體現(xiàn)在這一方面溫度對(duì)值及集-射極反相截止電流ICEO的影響T

、ICEOIC

上式表明，當(dāng)UCC和

RB一定時(shí)，IC與UBE、

以及ICEO有關(guān)，而這三個(gè)參數(shù)隨溫度而變化。溫度升高時(shí)，

IC將增加，使Q點(diǎn)沿負(fù)載線(xiàn)上移。iCuCEQQ′OiCuCEQ溫度升高時(shí)，輸出特性曲線(xiàn)上移Q′

固定偏置電路的工作點(diǎn)Q點(diǎn)是不穩(wěn)定的，為此需要改進(jìn)偏置電路。當(dāng)溫度升高使IC

增加時(shí)，能夠自動(dòng)減少I(mǎi)B，從而抑制Q點(diǎn)的變化，保持Q點(diǎn)基本穩(wěn)定。結(jié)論：

當(dāng)溫度升高時(shí)，

IC將增加，使Q點(diǎn)沿負(fù)載線(xiàn)上移，容易使晶體管T進(jìn)入飽和區(qū)造成飽和失真，甚至引起過(guò)熱燒壞晶體管。O常采用分壓式偏置電路來(lái)穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。3.4.2靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定電路1.穩(wěn)定Q點(diǎn)的原理

基極電位基本恒定，不隨溫度變化。VBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB++++UCCuiuo++––ICRSeS+–1.穩(wěn)定Q點(diǎn)的原理VB

集電極電流基本恒定，不隨溫度變化。RB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB++++UCCuiuo++––ICRSeS+–從Q點(diǎn)穩(wěn)定的角度來(lái)看似乎I2、VB越大越好。但I(xiàn)2越大，RB1、RB2必須取得較小，將增加損耗，降低輸入電阻。而VB過(guò)高必使VE也增高，在UCC一定時(shí)，勢(shì)必使UCE減小，從而減小放大電路輸出電壓的動(dòng)態(tài)范圍。在估算時(shí)一般選取：I2=(5~10)IB，VB=(5~10)UBE， RB1、RB2的阻值一般為幾十千歐。參數(shù)的選擇VEVBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB++++UCCuiuo++––ICRSeS+–QuCE/VtUCEiC/mAuCE/VOOOQ1Q2uoUOMVCCQ點(diǎn)穩(wěn)定的過(guò)程VEVBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB++++UCCuiuo++––ICRSeS+–TUBEIBICVEICVB固定

RE：溫度補(bǔ)償電阻

對(duì)直流：RE越大,穩(wěn)定Q點(diǎn)效果越好；

對(duì)交流：RE越大,交流損失越大,為避免交流損失加旁路電容CE。本電路穩(wěn)壓的過(guò)程實(shí)際是由于加了RE形成了負(fù)反饋過(guò)程VBRB1RCRB2REI1I2IB+UCCIC靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算估算法:RB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB++++UCCuiuo++––ICRSeS+–動(dòng)態(tài)分析對(duì)交流：旁路電容CE

將RE

短路，RE不起作用，Au，ri，ro與固定偏置電路相同。如果去掉CE，Au，ri，ro

？旁路電容RB1RCC1C2RB2CERERL++++UCCuiuo++––RSeS+–RB1RCC1C2RB2CERERL++++UCCuiuo++––RSeS+–

去掉CE后的微變等效電路短路對(duì)地短路如果去掉CE，Au，ri，ro

?rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSRErbeRBRCRLEBC+-+-+-RSREri無(wú)旁路電容CE有旁路電容CEAu減小分壓式偏置電路ri

提高ro不變r(jià)beRBRCRLEBC+-+-+-RSRErbeRBRCRLEBC+-+-+-RS對(duì)信號(hào)源電壓的放大倍數(shù)？信號(hào)源考慮信號(hào)源內(nèi)阻RS時(shí)RB1RCC1C2RB2CERERL++++UCCuiuo++––RSeS+–放大電路信號(hào)源+-+-例1：靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定放大器的參數(shù)如下：RB1=100k

，RB2=33k

，RE=2.5k

，RC=5k

，RL=5k

，

=60。求：（1）估算靜態(tài)工作點(diǎn)；（2）空載電壓放大倍數(shù)、帶載電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻;（3）若信號(hào)源有RS=1k

的內(nèi)阻，帶載電壓放大倍數(shù)將變?yōu)槎嗌?？RB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuoI1I2IBICIEECBRB1=100k

RB2=33k

RE=2.5k

RC=5k

RL=5k

=60EC=15V解：(1)估算靜態(tài)工作點(diǎn)UB=（3315）/（100+33）=3.7VIC

IE=UE/RE

=(UB-UBE)/RE

=(3.7-0.7)/2.5=1.2mAIB=IC/=1.2/60=0.02mA=20AUCE=EC-ICRC-IERE=12-1.2(5+2.5)=6V+ECRB1RCRB2REICIEIBUCERB1=100k

RB2=33k

RE=2.5k

RC=5k

RL=5k

=60EC=15V解：(2)空載電壓放大倍數(shù)、帶載電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻=200+61

(26/1.2)=1622=1.62k

rbeRCRLRB1RB2BECI1I2ri=

RB1//RB2//rbe

=100//33//1.62=1.52k

ro=

RC=5k

Au空=-

RC/rbe=-605/1.62=-186

Au載=-

RL/rbe=-60(5//5)/1.62=-93rbeRCRLRB1RB2BECI1I2RL=RC//RLRB1=100k

RB2=33k

RE=2.5k

RC=5k

RL=5k

=60EC=15V解：(3)信號(hào)源有RS=1k

的內(nèi)阻時(shí)，帶載電壓放大倍數(shù)為Aus載rbeRCRLRB1RB2BECI1I2RSUSRSUSriBECRLri=RB1//RB2//rbeRL=RC//RLRSUSri=RB1//RB2//rbeBECRLriUi=Usriri

+RS信號(hào)源內(nèi)阻為0時(shí)的電壓放大倍數(shù)：Au載=UoUi信號(hào)源內(nèi)阻為RS時(shí)的電壓放大倍數(shù)：Aus載=UoUsUs=

Uiri

+RSriRL=RC//RLri

+RSriAus載=UoUs=Uo=Au載riri

+RSUiRSUSri=RB1//RB2//rbeBECRLriAus載=Au載riri

+RS=-931.52/(1.52+1)=-56ri=

RB1//RB2//rbe

=1.52k

RS=1k

信號(hào)源有內(nèi)阻時(shí)，電壓放大倍數(shù)Aus減小。輸入電阻越大，若ri

RS，則Aus

AuAu載=-

RL/rbe=-93RL=RC//RLRB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuoBEC例2、靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定且具有射極交流負(fù)反饋電阻RF的放大器RB1=100k

RB2=33k

RE=2.5k

RC=5k

RL=5k

=60EC=15VRFRECERE=2.4k

RF=100

靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定且具有射極交流負(fù)反饋電阻的放大器直流通道及靜態(tài)工作點(diǎn)+ECRB1RCRB2REICIEIBUCERFRE和RF共同起直流負(fù)反饋的作用，穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)RE+RF=2.5k

靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定且具有射極交流負(fù)反饋電阻的放大器微變等效電路及電壓放大倍數(shù)rbeRCRLRB1RB2BECI1I2IeRFRB1=100k

RB2=33k

RE=2.4k

RF=100

RC=5k

RL=5k

=60EC=15VUi=Ibrbe+IeRF=Ibrbe

+（1+

）IbRF=Ib[rbe

+（1+

）RF]Uo=-Ic（RC//RL）=-

Ib

RL

Au=UoUi=-

Ib

RLIb[rbe

+（1+

）RF]=-

RLrbe

+（1+

）RF=-60

（5//5）/[1.62+(1+60)0.1]=-19rbeRCRLRB1RB2BECI1I2IeRFrbeRCRLRB1RB2BECI1I2Ie=-93靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定且具有射極交流負(fù)反饋電阻的放大器微變等效電路及輸入電阻輸出電阻rbeRCRLRB1RB2BECI1I2IeRFUi=Ib[rbe

+（1+

）RF]Ib=Ui/[rbe

+（1+

）RF]Ii=I1+I2+Ib=Ui

/RB1+Ui

/RB2+Ui/[rbe

+（1+

）RF]輸出電阻RO=RC輸入電阻靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定且具有射極交流負(fù)反饋電阻的放大器微變等效電路及輸入電阻輸出電阻Ui=Ib[rbe

+（1+

）RF]Ib=Ui/[rbe

+（1+

）RF]Ii=I1+I1+Ib=Ui

/RB1+Ui

/RB2+Ui/[rbe

+（1+

）RF]

ri

=RB1//RB2///[rbe

+（1+

）RF]=5.9k

ri

=Ui/Ii=

Ui

Ui

/RB1+Ui

/RB2+Ui/[rbe

+（1+

）RF]

對(duì)比ri

=RB1//RB2///rbe

=1.52k

rbeRCRLRB1RB2BECI1I2IeRF應(yīng)用舉例

鎳鎘電池恒流充電電路原理:晶體管工作于恒流狀態(tài)，基極電位恒為6V；調(diào)整轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)Ｓ使充電電流限制在50mA和100mA;性能:正常充電時(shí)間7小時(shí)左右;充電電流為恒定值；充電電流大小由電池額定容量確定。LED電池R3u2TrD~220VR2S50mA100mADZ6V6V+R5R4R1C+–T

LED發(fā)光二極管承受正向電壓導(dǎo)通發(fā)光,發(fā)光強(qiáng)度與通過(guò)的電流大小有關(guān)。LED與R5串聯(lián)后，接于R4兩端，R4兩端電壓的大小，反映充電電流的大小，LED發(fā)光的亮、暗指示S的位置,R5是LED的限流電阻,使通過(guò)LED的電流限制在一定數(shù)值。LED電池R3u2TrD~220VR2S50mA100mADZ6V6V+R5R4R1C+–T討論課

從靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置和微變等效電路上，判斷各電路對(duì)輸入的正弦交流信號(hào)ui有無(wú)放大作用，并說(shuō)明原因。假設(shè)各電容對(duì)交流信號(hào)均可視為短路。ui

幅度很小，在10mV以?xún)?nèi)。RB+ECREC1C2Tuiuo無(wú)放大作用靜態(tài)IB、IC=0題1RE+ECRCC1C2TuiuoCE無(wú)放大作用。輸入信號(hào)通過(guò)直流電源對(duì)地短路題2題3無(wú)放大作用。輸入信號(hào)通過(guò)電容C3及直流電源對(duì)地短路RE+ECRCC1C2TuiuoCEC3RB題4無(wú)放大作用。無(wú)RC，輸出電壓=0RE+ECC1C2TuiuoRB題5RB+ECRCC1C2Tuiuo無(wú)放大作用。PNP三極管，無(wú)靜態(tài)電流題6PNP晶體管，接負(fù)電源-ECICIEIB電解電容極性倒過(guò)來(lái)RB+ECRCC1C2Tuiuo++電解電容-EC++題7（PNP晶體管放大器）R1-ECRCC1C2TuiuoR2RE+++RL電解電容3.5

放大電路的頻率特性

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。頻率特性幅頻特性：電壓放大倍數(shù)的模|Au|與頻率f

的關(guān)系相頻特性：輸出電壓相對(duì)于輸入電壓的相位移

與頻率f的關(guān)系這些統(tǒng)稱(chēng)放大電路的頻率響應(yīng)。幅頻特性偏離中頻值的現(xiàn)象稱(chēng)為幅度頻率失真;

相頻特性偏離中頻值的現(xiàn)象稱(chēng)為相位頻率失真。

放大電路的幅頻特性和相頻特性，也稱(chēng)為頻率響應(yīng)。因放大電路對(duì)不同頻率成分信號(hào)的增益不同，從而使輸出波形產(chǎn)生失真，稱(chēng)為幅度頻率失真，簡(jiǎn)稱(chēng)幅頻失真。放大電路對(duì)不同頻率成分信號(hào)的相移不同，從而使輸出波形產(chǎn)生失真，稱(chēng)為相位頻率失真，簡(jiǎn)稱(chēng)相頻失真。(動(dòng)畫(huà))

產(chǎn)生頻率失真的原因是:1.放大電路中存在電抗性元件，例如耦合電容、旁路電容、分布電容、變壓器、分布電感等;

2.三極管的

(

)是頻率的函數(shù)。在研究頻率特性時(shí)，三極管的低頻小信號(hào)模型不再適用，而要采用高頻小信號(hào)模型。通頻帶f|Au

|0.707|Auo

|fLfH|Auo

|幅頻特性下限截止頻率上限截止頻率耦合、旁路電容造成。三極管結(jié)電容、

造成f–270°–180°–90°相頻特性

O共發(fā)射極放大電路的頻率特性的特點(diǎn)：（1）、在一段頻率范圍內(nèi)，電壓放大倍數(shù)與f無(wú)關(guān)，相位移φ與f無(wú)關(guān)。（2）、隨著頻率的上升或下降，電壓放大倍數(shù)下降，φ變化。

通頻帶：fL和fH間的頻率范圍。

在中頻段

三極管的極間電容和導(dǎo)線(xiàn)的分布電容很小，可認(rèn)為它們的等效電容CO與負(fù)載并聯(lián)。由于CO的電容量很小，它對(duì)中頻段信號(hào)的容抗很大，可視作開(kāi)路。

由于耦合電容C1、C2和發(fā)射極旁路電容Ce的容量較大，故對(duì)中頻段信號(hào)的容抗很小，可視作短路。在中頻段可認(rèn)為電容不影響交流信號(hào)的傳送，放大電路的放大倍數(shù)與信號(hào)頻率無(wú)關(guān)。(前面所討論的放大倍數(shù)及輸出電壓相對(duì)于輸入電壓的相位移均是指中頻段的)rbeRBRCRLEBC+-+-+-RS+-通頻帶f|Au

|fLfH|Auo

|幅頻特性f–270°–180°–90°相頻特性

O

CO的容抗比中頻段還大，仍可視作開(kāi)路。rbeRBRCRLEBC+-+-+-RS+-C1C2

由于信號(hào)的頻率較低，耦合電容和發(fā)射極旁路電容的容抗較大，其分壓作用不能忽略。以至實(shí)際送到三極管輸入端的電壓

比輸入信號(hào)

要小，故放大倍數(shù)降低，并使產(chǎn)生越前的相位移（相對(duì)于中頻段）。

在低頻段：

所以，在低頻段放大倍數(shù)降低和相位移越前的主要原因是耦合電容和發(fā)射極旁路電容的影響。rbeRBRCRLEBC+-+-+-RS+-C1C2通頻帶f|Au

|fLfH|Auo

|幅頻特性f–270°–180°–90°相頻特性

O耦合、旁路電容造成。

由于信號(hào)的頻率較高，耦合電容和發(fā)射極旁路電容的容抗比中頻段還小，仍可視作短路。

在高頻段：CO的容抗將減小，它與負(fù)載并聯(lián)，使總負(fù)載阻抗減小，在高頻時(shí)三極管的電流放大系數(shù)

也下降，因而使輸出電壓減小，電壓放大倍數(shù)降低，并使產(chǎn)生滯后的相位移（相對(duì)于中頻段）。rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSCo所以，在高頻段放大倍數(shù)降低和相位移滯后的主要原因是三極管電流放大系數(shù)

、極間電容和導(dǎo)線(xiàn)的分布電容的影響。rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSCo通頻帶f|Au

|fLfH|Auo

|幅頻特性f–270°–180°–90°相頻特性

O三極管結(jié)電容、

造成3.6

射極輸出器

因?qū)涣餍盘?hào)而言，集電極是輸入與輸出回路的公共端，所以是共集電極放大電路。因從發(fā)射極輸出，所以稱(chēng)射極輸出器。RB+UCCC1C2RERLui+–uo+–++es+–RS求Q點(diǎn)：3.6.1靜態(tài)分析直流通路+UCCRBRE+–UCE+–UBEIEIBICRB+UCCC1C2RERLui+–uo+–++es+–RSUCC=IBRB+UBE+IERE

=IBRB+UBE+(1+

）IBRE

=IB

RB+(1+

）RE

+UBEIC=IB或IC

IE3.6.2動(dòng)態(tài)分析交流通道及微變等效電路RB+ECC1C2RERLuiuo交流通道及微變等效電路rbeRERLEBCRBRERLuiuoBCE1.

電壓放大倍數(shù)

電壓放大倍數(shù)Au

1且輸入輸出同相微變等效電路rbeRBRLEBC+-+-+-RSRE1、所以2、輸入輸出同相，輸出電壓跟隨輸入電壓，故稱(chēng)電壓跟隨器。討論輸出電壓與輸入電壓近似相等，電壓未被放大，但是電流放大了，即輸出功率被放大了。Au2.

輸入電阻Ib=Uirbe+(1+)RLIi=IRB+Ib=UiRB+Uirbe+(1+)RLri=UiIi=UiUiRB+Uirbe+(1+)RL=RB//[rbe+(1+)RL]rbeRBRLEBC+-+-+-RSRE放大電路信號(hào)源+-+-

射極輸出器的輸入電阻高，對(duì)前級(jí)有利。

ri

與負(fù)載有關(guān)rbeRBRLEBC+-+-+-RSRE3、輸出電阻用加壓求流法求輸出電阻。rbeRERsro置0保留RsrbeRE輸出電阻ro=RE//rbe1+

當(dāng)RS=0時(shí)（加壓求流法）射極輸出器的輸出電阻很小，帶負(fù)載能力強(qiáng)。rbeRBRLEBC+-+-+-RSRE+_RLro+_共集電極放大電路(射極輸出器)的特點(diǎn)：1.

電壓放大倍數(shù)小于1，約等于1;2.

輸入電阻高；3.

輸出電阻低；4.輸出與輸入同相。動(dòng)畫(huà)射極輸出器的應(yīng)用主要利用它具有輸入電阻高和輸出電阻低的特點(diǎn)。1.

因輸入電阻高，從信號(hào)源取得的信號(hào)大。它常被用在多級(jí)放大電路的第一級(jí)，可以提高輸入電阻，減輕信號(hào)源負(fù)擔(dān)。2.

因輸出電阻低，它常被用在多級(jí)放大電路的末級(jí)，可以降低輸出電阻，提高帶負(fù)載能力。(所謂帶負(fù)載能力強(qiáng)，是指當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，放大倍數(shù)基本不變)3.

利用ri

大、ro小以及Au

1的特點(diǎn)，也可將射極輸出器放在放大電路的兩級(jí)之間，起到阻抗匹配作用，這一級(jí)射極輸出器稱(chēng)為緩沖級(jí)或中間隔離級(jí)。RB+ECC1C2RERLuiuoRB=570k

RE=5.6k

RL=5.6k

=100EC=12V例：靜態(tài)工作點(diǎn)估算舉例：RB=570k

RE=5.6k

RL=5.6k

=100EC=12VRB+ECREIBIEUBEUCE=12-0.7570+(1+100)

5.6=0.01(mA)=(1+100)0.01=1.01(mA)IC=12-1.01

5.6=6.3(V)動(dòng)態(tài)分析及估算舉例：=300+101

(26/1.01)=2.9k

RB=570k

RE=5.6k

RL=5.6k

=100EC=12VrbeRERLEBCIE=1.01mARB=570k

RE=5.6k

RL=5.6k

=100EC=12VrbeRERLEBCAu=(1+100)(5.6//5.6)2.9+(1+100)(5.6//5.6)=0.99rbe=2.9k

(電壓放大倍數(shù)估算)動(dòng)態(tài)分析及估算舉例：=570//2.9+(1+100)(5.6//5.6)=190k

RB=570k

RE=5.6k

RL=5.6k

=