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文檔簡(jiǎn)介

精選ppt14雙極結(jié)型三極管及放大電路基礎(chǔ)4.1半導(dǎo)體三極管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(wèn)題4.5共集電極放大電路和共基極放大電路4.2共射極放大電路的工作原理4.6組合放大電路4.7放大電路的頻率響應(yīng)精選ppt2

1.掌握BJT的電流分配、放大原理、特性曲線和主要參數(shù);

重點(diǎn)

3.能熟練地利用圖解分析法確定靜態(tài)工作點(diǎn),掌握工作點(diǎn)的設(shè)置與非線性失真的關(guān)系;

2.掌握共射、共集電路的組成、工作原理和計(jì)算;

4.能熟練地應(yīng)用H參數(shù)小信號(hào)等效電路計(jì)算放大電路的電壓增益、輸入電阻和輸出電阻;

5.掌握射極偏置電路的工作原理和靜態(tài)、動(dòng)態(tài)指標(biāo)的計(jì)算;

6.正確理解影響放大電路頻率特性的因素,重點(diǎn)掌握放大電路的高頻特性;4雙極結(jié)型三極管及放大電路基礎(chǔ)精選ppt3難點(diǎn)

1.H參數(shù)小信號(hào)等效電路的分析和計(jì)算;

2.放大電路的頻率特性及高頻響應(yīng);

3.組合放大電路的分析和計(jì)算。4雙極結(jié)型三極管及放大電路基礎(chǔ)精選ppt44.1半導(dǎo)體三極管4.1.1BJT的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介4.1.2放大狀態(tài)下BJT的工作原理4.1.3BJT的V-I特性曲線4.1.4BJT的主要參數(shù)精選ppt5?按頻率分:高頻管、低頻管;?按功率分:小、中、大功率管;?按半導(dǎo)體材料分:硅、鍺管;4.1.1BJT的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介BJT的類型:?按結(jié)構(gòu)分:NPN和PNP管;精選ppt64.1.1BJT的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介(a)小功率管(b)小功率管(c)大功率管(d)中功率管精選ppt7

半導(dǎo)體三極管的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。它有兩種類型:NPN型和PNP型。4.1.1BJT的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介(a)NPN型管結(jié)構(gòu)示意圖(b)PNP型管結(jié)構(gòu)示意圖(c)NPN管的電路符號(hào)(d)PNP管的電路符號(hào)精選ppt8集成電路中典型NPN型BJT的截面圖4.1.1BJT的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介

結(jié)構(gòu)特點(diǎn):?發(fā)射區(qū)的摻雜濃度最高;?集電區(qū)摻雜濃度低于發(fā)射區(qū),且面積大;?基區(qū)很薄,一般在幾個(gè)微米至幾十個(gè)微米,且摻雜濃度最低。精選ppt9

三極管的放大作用是在一定的外部條件控制下,通過(guò)載流子傳輸體現(xiàn)出來(lái)的。外部條件:發(fā)射結(jié)正偏集電結(jié)反偏4.1.2放大狀態(tài)下BJT的工作原理1.內(nèi)部載流子的傳輸過(guò)程發(fā)射區(qū):發(fā)射載流子集電區(qū):收集載流子基區(qū):傳送和控制載流子

(以NPN為例)

由于三極管內(nèi)有兩種載流子(自由電子和空穴)參與導(dǎo)電,故稱為雙極型三極管或BJT(BipolarJunctionTransistor)。

IC=ICN+ICBOIB=IEP+IBN-ICBO

=IEP+IEN-ICN–ICBO

=

IE-

IC放大狀態(tài)下BJT中載流子的傳輸過(guò)程IE=IEN+IEP精選ppt102.電流分配關(guān)系根據(jù)傳輸過(guò)程可知IC=ICN+ICBO通常

IC>>ICBO

為電流放大系數(shù)。它只與管子的結(jié)構(gòu)尺寸和摻雜濃度有關(guān),與外加電壓無(wú)關(guān)。一般

=0.90.99

。IE=IB+IC放大狀態(tài)下BJT中載流子的傳輸過(guò)程4.1.2放大狀態(tài)下BJT的工作原理精選ppt11

是另一個(gè)電流放大系數(shù)。同樣,它也只與管子的結(jié)構(gòu)尺寸和摻雜濃度有關(guān),與外加電壓無(wú)關(guān)。一般

>>1。根據(jù)IE=IB+ICIC=ICN+ICBO且令I(lǐng)CEO=(1+

)ICBO(穿透電流)2.電流分配關(guān)系4.1.2放大狀態(tài)下BJT的工作原理精選ppt123.三極管的三種組態(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;BJT的三種組態(tài)4.1.2放大狀態(tài)下BJT的工作原理精選ppt13共基極放大電路4.放大作用若

vI=20mV電壓放大倍數(shù)使

iE=-1mA,則

iC=

iE=-0.98mA,

vO=-iC?

RL=0.98V,當(dāng)

=0.98時(shí),4.1.2放大狀態(tài)下BJT的工作原理精選ppt14

綜上所述,三極管的放大作用,主要是依靠它的發(fā)射極電流能夠通過(guò)基區(qū)傳輸,然后到達(dá)集電極而實(shí)現(xiàn)的。實(shí)現(xiàn)這一傳輸過(guò)程的兩個(gè)條件是:(1)內(nèi)部條件:發(fā)射區(qū)雜質(zhì)濃度遠(yuǎn)大于基區(qū)雜質(zhì)濃度,且基區(qū)很薄。(2)外部條件:發(fā)射結(jié)正向偏置,集電結(jié)反向偏置。4.1.2放大狀態(tài)下BJT的工作原理精選ppt154.1.3BJT的V-I特性曲線

iB=f(vBE)

vCE=const(2)當(dāng)vCE≥1V時(shí),vCB=vCE

-vBE>0,集電結(jié)已進(jìn)入反偏狀態(tài),開始收集電子,基區(qū)復(fù)合減少,同樣的vBE下IB減小,特性曲線右移。(1)當(dāng)vCE=0V時(shí),相當(dāng)于發(fā)射結(jié)的正向伏安特性曲線。1.輸入特性曲線(以共射極放大電路為例)共射極連接精選ppt16飽和區(qū):iC明顯受vCE控制的區(qū)域,該區(qū)域內(nèi),一般vCE<0.7V(硅管)。此時(shí),發(fā)射結(jié)正偏,集電結(jié)正偏或反偏電壓很小。iC=f(vCE)

iB=const2.輸出特性曲線輸出特性曲線的三個(gè)區(qū)域:截止區(qū):iC接近零的區(qū)域,相當(dāng)iB=0的曲線的下方。此時(shí),vBE小于死區(qū)電壓。放大區(qū):iC平行于vCE軸的區(qū)域,曲線基本平行等距。此時(shí),發(fā)射結(jié)正偏,集電結(jié)反偏。4.1.3BJT的V-I特性曲線精選ppt17

(1)共發(fā)射極直流電流放大系數(shù)

=(IC-ICEO)/IB≈IC/IB

vCE=const1.電流放大系數(shù)

4.1.4BJT的主要參數(shù)與iC的關(guān)系曲線(2)共發(fā)射極交流電流放大系數(shù)

=

IC/

IB

vCE=const精選ppt181.電流放大系數(shù)

(3)共基極直流電流放大系數(shù)

=(IC-ICBO)/IE≈IC/IE

(4)共基極交流電流放大系數(shù)α

α=

IC/

IE

vCB=const

當(dāng)ICBO和ICEO很小時(shí),≈

、≈

,可以不加區(qū)分。4.1.4BJT的主要參數(shù)精選ppt192.極間反向電流 (1)集電極基極間反向飽和電流ICBO

發(fā)射極開路時(shí),集電結(jié)的反向飽和電流。

4.1.4BJT的主要參數(shù)精選ppt20

(2)集電極發(fā)射極間的反向飽和電流ICEO

ICEO=(1+)ICBO

2.極間反向電流4.1.4BJT的主要參數(shù)精選ppt21(1)集電極最大允許電流ICM(2)集電極最大允許功率損耗PCM

PCM=ICVCE

3.極限參數(shù)4.1.4BJT的主要參數(shù)精選ppt223.極限參數(shù)(3)反向擊穿電壓

V(BR)CBO——發(fā)射極開路時(shí)的集電結(jié)反 向擊穿電壓。

V(BR)EBO——集電極開路時(shí)發(fā)射結(jié)的反 向擊穿電壓。

V(BR)CEO——基極開路時(shí)集電極和發(fā)射極間的擊穿電壓。幾個(gè)擊穿電壓有如下關(guān)系

V(BR)CBO>V(BR)CEO>V(BR)EBO4.1.4BJT的主要參數(shù)精選ppt234.1.5溫度對(duì)BJT參數(shù)及特性的影響(1)溫度對(duì)ICBO的影響溫度每升高10℃,ICBO約增加一倍。(2)溫度對(duì)

的影響溫度每升高1℃,

值約增大0.5%~1%。

(3)溫度對(duì)反向擊穿電壓V(BR)CBO、V(BR)CEO的影響溫度升高時(shí),V(BR)CBO和V(BR)CEO都會(huì)有所提高。

2.溫度對(duì)BJT特性曲線的影響1.溫度對(duì)BJT參數(shù)的影響精選ppt24討論一1、分別分析uI=0V、5V時(shí)T是工作在截止?fàn)顟B(tài)還是導(dǎo)通狀態(tài);2、已知T導(dǎo)通時(shí)的UBE=0.7V,若當(dāng)uI=5V,則β在什么范圍內(nèi)T處于放大狀態(tài),在什么范圍內(nèi)T處于飽和狀態(tài)?

通過(guò)uBE是否大于Uon判斷管子是否導(dǎo)通。臨界飽和時(shí)的精選ppt25討論二由圖示特性求出PCM、ICM、U(BR)CEO、β。2.7ΔiCuCE=1V時(shí)的iC就是ICMU(BR)CEOend精選ppt264.2.1

電路組成4.2.2共射放大電路的工作原理4.2.3兩種實(shí)用放大電路4.2共射極放大電路精選ppt274.2.1電路組成輸入回路(基極回路)輸出回路(集電極回路)精選ppt28習(xí)慣畫法

共射極基本放大電路習(xí)慣畫法4.2.1電路組成精選ppt294.2.2共射放大電路的工作原理Vi=0Vi=Vsin

t1.簡(jiǎn)單的工作原理精選ppt302.靜態(tài)

電路處于靜態(tài)時(shí),三極管三個(gè)電極的電壓、電流在特性曲線上確定為一點(diǎn),稱為靜態(tài)工作點(diǎn),常稱為Q點(diǎn)。一般用IB、

IC和VCE

(或IBQ、ICQ和VCEQ

)表示。#思考題:放大電路為什么要建立正確的靜態(tài)?

輸入信號(hào)為零(vi=0或ii=0)時(shí),放大電路的工作狀態(tài),也稱直流工作狀態(tài)。4.2.2共射放大電路的工作原理精選ppt31設(shè)置正確靜態(tài)的必要性設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn),主要是為了解決失真問(wèn)題;但Q點(diǎn)將影響所有動(dòng)態(tài)參數(shù)!

電路的放大對(duì)象是動(dòng)態(tài)信號(hào),為什么要求晶體管在信號(hào)為零時(shí)有合適的直流電流和極間電壓?不設(shè)置正確的靜態(tài):輸出電壓必然失真!4.2.2共射放大電路的工作原理精選ppt32

(1)畫直流通路①Us=0,保留Rs;②電容開路;③電感相當(dāng)于短路(線圈電阻近似為0)

3.靜態(tài)工作點(diǎn)(Q點(diǎn))的分析計(jì)算步驟:直流電流流經(jīng)的通路

直流通路

共射極放大電路原則:求IB、IC、VCE4.2.2共射放大電路的工作原理精選ppt33(2)計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)VCEQ=VCC-ICQRc

直流通路

3.靜態(tài)工作點(diǎn)(Q點(diǎn))的分析計(jì)算4.2.2共射放大電路的工作原理精選ppt344.動(dòng)態(tài)

輸入信號(hào)不為零時(shí),放大電路的工作狀態(tài),也稱交流工作狀態(tài)。

輸入正弦信號(hào)vs后,電路將處在動(dòng)態(tài)工作情況。此時(shí),BJT各極電流及電壓都將在靜態(tài)值的基礎(chǔ)上隨輸入信號(hào)作相應(yīng)的變化。

4.2.2共射放大電路的工作原理精選ppt35②直流電源相當(dāng)于交流接地。交流通路:信號(hào)電流流經(jīng)的通路①大容量電容相當(dāng)于短路;原則:

共射極放大電路交流通路4.動(dòng)態(tài)4.2.2共射放大電路的工作原理精選ppt364.2.3兩種實(shí)用放大電路問(wèn)題:1、兩種電源2、信號(hào)源與放大電路不“共地”將兩個(gè)電源合二為一共地,且要使信號(hào)馱載在靜態(tài)之上靜態(tài)時(shí),動(dòng)態(tài)時(shí),

uBE=uI+URb11.直接耦合放大電路精選ppt37

耦合電容的容量應(yīng)足夠大,即對(duì)于交流信號(hào)近似為短路。其作用是“隔離直流、通過(guò)交流”。靜態(tài)時(shí),C1、C2上電壓?動(dòng)態(tài)時(shí),C1、C2為耦合電容?。璘BEQ-+UCEQuBE=uI+UBEQ,信號(hào)馱載在靜態(tài)之上。負(fù)載上只有交流信號(hào)。2.阻容耦合放大電路4.2.3兩種實(shí)用放大電路精選ppt38共射極放大電路

放大電路如圖所示。已知BJT的?=80,Rb=300k

,Rc=2k

,VCC=+12V,求:(1)放大電路的Q點(diǎn)。此時(shí)BJT工作在哪個(gè)區(qū)域?(2)當(dāng)Rb=100k

時(shí),放大電路的Q點(diǎn)。此時(shí)BJT工作在哪個(gè)區(qū)域?(忽略BJT的飽和壓降)解:(1)(2)當(dāng)Rb=100k

時(shí),靜態(tài)工作點(diǎn)為Q(40

A,3.2mA,5.6V),BJT工作在放大區(qū)。其最小值也只能為0,即IC的最大電流為:,所以BJT工作在飽和區(qū)。VCE不可能為負(fù)值,此時(shí),Q(120uA,6mA,0V),

例題精選ppt39討論1放大電路的組成原則靜態(tài)工作點(diǎn)合適:合適的直流電源合適的電路參數(shù)輸入信號(hào)能夠作用于晶體管的輸入端,輸出信號(hào)能夠傳送給負(fù)載。對(duì)實(shí)用放大電路的要求:

共地;直流電源種類盡可能少;負(fù)載上無(wú)直流分量。精選ppt401.用NPN型管組成一個(gè)在本節(jié)課中未見過(guò)的共射放大電路。2.用PNP型管組成一個(gè)共射放大電路。照葫蘆畫瓢!討論2end精選ppt414.3放大電路的分析方法4.3.1圖解分析法4.3.2小信號(hào)模型分析法1.靜態(tài)工作點(diǎn)的圖解分析2.動(dòng)態(tài)工作情況的圖解分析3.非線性失真的圖解分析4.圖解分析法的適用范圍1.BJT的H參數(shù)及小信號(hào)模型2.用H參數(shù)小信號(hào)模型分析基本共射極放大電路3.小信號(hào)模型分析法的適用范圍精選ppt421.靜態(tài)工作點(diǎn)的圖解分析

采用該方法分析靜態(tài)工作點(diǎn),必須已知三極管的輸入輸出特性曲線。

共射極放大電路4.3.1圖解分析法—靜態(tài)精選ppt431.靜態(tài)工作點(diǎn)的圖解分析

列輸入回路方程

列輸出回路方程(直流負(fù)載線)

VCE=VCC-iCRc

首先,畫出直流通路直流通路4.3.1圖解分析法—靜態(tài)精選ppt44

在輸出特性曲線上,作出直流負(fù)載線VCE=VCC-iCRc,與IBQ曲線的交點(diǎn)即為Q點(diǎn),從而得到VCEQ

和ICQ。

在輸入特性曲線上,作出直線

,兩線的交點(diǎn)即是Q點(diǎn),得到IBQ。4.3.1圖解分析法—靜態(tài)精選ppt45

根據(jù)vs的波形,在BJT的輸入特性曲線圖上畫出vBE

、iB

的波形2.動(dòng)態(tài)工作情況的圖解分析4.3.1圖解分析法—?jiǎng)討B(tài)精選ppt46

根據(jù)iB的變化范圍在輸出特性曲線圖上畫出iC和vCE

的波形4.3.1圖解分析法—?jiǎng)討B(tài)精選ppt47共射極放大電路中的電壓

電流波形4.3.1圖解分析法—?jiǎng)討B(tài)精選ppt48波形的失真飽和失真截止失真

由于放大電路的工作點(diǎn)達(dá)到了三極管的飽和區(qū)而引起的非線性失真。對(duì)于NPN管,輸出電壓表現(xiàn)為底部失真。

由于放大電路的工作點(diǎn)達(dá)到了三極管的截止區(qū)而引起的非線性失真。對(duì)于NPN管,輸出電壓表現(xiàn)為頂部失真。注意:對(duì)于PNP管,由于是負(fù)電源供電,失真的表現(xiàn)形式,與NPN管正好相反。#

放大區(qū)是否為絕對(duì)線性區(qū)?3.靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)波形失真的影響4.3.1圖解分析法—波形失真精選ppt49截止失真消除方法:增大VBB,即向上平移輸入回路負(fù)載線。截止失真是在輸入回路首先產(chǎn)生失真!減小Rb能消除截止失真嗎?4.3.1圖解分析法—波形失真精選ppt50飽和失真飽和失真產(chǎn)生于晶體管的輸出回路!4.3.1圖解分析法—波形失真精選ppt51消除飽和失真的方法消除方法:增大Rb,減小VBB,減小β,減小Rc,增大VCC。Rb↑或β↓或VBB↓Rc↓或VCC↑

最大不失真輸出電壓Uom

:比較UCEQ與(VCC-UCEQ

),取其小者,除以。這可不是好辦法!4.3.1圖解分析法—波形失真精選ppt524.圖解分析法的適用范圍適用范圍:幅度較大而工作頻率不太高的情況優(yōu)點(diǎn):直觀、形象有助于建立和理解交、直流共存,靜態(tài)和動(dòng)態(tài)等重要概念;有助于理解正確選擇電路參數(shù)、合理設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)的重要性能全面地分析放大電路的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)工作情況。缺點(diǎn):不能分析工作頻率較高時(shí)的電路工作狀態(tài)不能用來(lái)分析放大電路的輸入電阻、輸出電阻等動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)。4.3.1圖解分析法—適用范圍精選ppt534.3.2小信號(hào)模型分析法1.BJT的H參數(shù)及小信號(hào)模型建立小信號(hào)模型的意義建立小信號(hào)模型的思路

當(dāng)放大電路的輸入信號(hào)電壓很小時(shí),就可以把三極管小范圍內(nèi)的特性曲線近似地用直線來(lái)代替,從而可以把三極管這個(gè)非線性器件所組成的電路當(dāng)作線性電路來(lái)處理。

由于三極管是非線性器件,這樣就使得放大電路的分析非常困難。建立小信號(hào)模型,就是將非線性器件做線性化處理,從而簡(jiǎn)化放大電路的分析和設(shè)計(jì)。精選ppt541.BJT的H參數(shù)及小信號(hào)模型

H參數(shù)的引出在小信號(hào)情況下,對(duì)上兩式取全微分得用小信號(hào)交流分量表示vbe=hieib+hrevceic=hfeib+hoevce

對(duì)于BJT雙口網(wǎng)絡(luò),已知輸入輸出特性曲線如下:iB=f(vBE)

vCE=constiC=f(vCE)

iB=const可以寫成:BJT雙口網(wǎng)絡(luò)精選ppt55輸出端交流短路時(shí)的輸入電阻;輸出端交流短路時(shí)的正向電流傳輸比或電流放大系數(shù);輸入端交流開路時(shí)的反向電壓傳輸比;輸入端交流開路時(shí)的輸出電導(dǎo)。其中:四個(gè)參數(shù)量綱各不相同,故稱為混合參數(shù)(H參數(shù))。vbe=hieib+hrevceic=hfeib+hoevce1.BJT的H參數(shù)及小信號(hào)模型

H參數(shù)的引出精選ppt561.BJT的H參數(shù)及小信號(hào)模型

H參數(shù)小信號(hào)模型根據(jù)可得小信號(hào)模型BJT的H參數(shù)模型vbe=hieib+hrevceic=hfeib+hoevceBJT雙口網(wǎng)絡(luò)精選ppt571.BJT的H參數(shù)及小信號(hào)模型

H參數(shù)小信號(hào)模型

H參數(shù)都是小信號(hào)參數(shù),即微變參數(shù)或交流參數(shù)。

H參數(shù)與工作點(diǎn)有關(guān),在放大區(qū)基本不變。

H參數(shù)都是微變參數(shù),所以只適合對(duì)交流信號(hào)的分析。

受控電流源hfeib,反映了BJT的基極電流對(duì)集電極電流的控制作用。電流源的流向由ib的流向決定。

hrevce是一個(gè)受控電壓源。反映了BJT輸出回路電壓對(duì)輸入回路的影響。精選ppt581.BJT的H參數(shù)及小信號(hào)模型

模型的簡(jiǎn)化hre和hoe都很小,常忽略它們的影響。

BJT在共射連接時(shí),其H參數(shù)的數(shù)量級(jí)一般為精選ppt591.BJT的H參數(shù)及小信號(hào)模型

H參數(shù)的確定

一般用測(cè)試儀測(cè)出;rbe

與Q點(diǎn)有關(guān),可用圖示儀測(cè)出。rbe=rbb’+(1+

)re其中對(duì)于低頻小功率管rbb’≈200

(T=300K)

一般也用公式估算rbe

(忽略r’e

)精選ppt604.3.2小信號(hào)模型分析法2.用H參數(shù)小信號(hào)模型分析基本共射極放大電路(1)利用直流通路求Q點(diǎn)

共射極放大電路一般硅管VBE=0.7V,鍺管VBE=0.2V,

已知。精選ppt612.用H參數(shù)小信號(hào)模型分析基本共射極放大電路(2)畫小信號(hào)等效電路H參數(shù)小信號(hào)等效電路精選ppt622.用H參數(shù)小信號(hào)模型分析基本共射極放大電路(3)求放大電路動(dòng)態(tài)指標(biāo)根據(jù)則電壓增益為(可作為公式)電壓增益H參數(shù)小信號(hào)等效電路精選ppt632.用H參數(shù)小信號(hào)模型分析基本共射極放大電路(3)求放大電路動(dòng)態(tài)指標(biāo)輸入電阻輸出電阻令Ro=Rc所以精選ppt643.小信號(hào)模型分析法的適用范圍

放大電路的輸入信號(hào)幅度較小,BJT工作在其V-T特性曲線的線性范圍(即放大區(qū))內(nèi)。H參數(shù)的值是在靜態(tài)工作點(diǎn)上求得的。所以,放大電路的動(dòng)態(tài)性能與靜態(tài)工作點(diǎn)參數(shù)值的大小及穩(wěn)定性密切相關(guān)。優(yōu)點(diǎn):分析放大電路的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)(Av

、Ri和Ro等)非常方便,且適用于頻率較高時(shí)的分析。4.3.2小信號(hào)模型分析法缺點(diǎn):在BJT與放大電路的小信號(hào)等效電路中,電壓、電流等電量及BJT的H參數(shù)均是針對(duì)變化量(交流量)而言的,不能用來(lái)分析計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)。end精選ppt654.4放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定問(wèn)題4.4.1溫度對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響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精選ppt664.4.1溫度對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響4.1.6節(jié)討論過(guò),溫度上升時(shí),BJT的反向電流ICBO、ICEO及電流放大系數(shù)

都會(huì)增大,而發(fā)射結(jié)正向壓降VBE會(huì)減小。這些參數(shù)隨溫度的變化,都會(huì)使放大電路中的集電極靜態(tài)電流ICQ隨溫度升高而增加(ICQ=

IBQ+ICEO),從而使Q點(diǎn)隨溫度變化。

要想使ICQ基本穩(wěn)定不變,就要求在溫度升高時(shí),電路能自動(dòng)地適當(dāng)減小基極電流IBQ

。精選ppt674.4.2射極偏置電路(1)穩(wěn)定工作點(diǎn)原理

目標(biāo):溫度變化時(shí),使IC維持恒定。

如果溫度變化時(shí),b點(diǎn)電位能基本不變,則可實(shí)現(xiàn)靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定。T

穩(wěn)定原理:

IC

IE

VE

、VB不變

VBE

IB

IC

(反饋控制)1.基極分壓式射極偏置電路(a)原理電路(b)直流通路精選ppt68b點(diǎn)電位基本不變的條件:I1>>IBQ,此時(shí),VBQ與溫度無(wú)關(guān)VBQ>>VBEQRe取值越大,反饋控制作用越強(qiáng)一般取I1=(5~10)IBQ,VBQ=3~5V

1.基極分壓式射極偏置電路(1)穩(wěn)定工作點(diǎn)原理精選ppt691.基極分壓式射極偏置電路(2)放大電路指標(biāo)分析①靜態(tài)工作點(diǎn)精選ppt70②電壓增益<A>畫小信號(hào)等效電路(2)放大電路指標(biāo)分析1.基極分壓式射極偏置電路精選ppt71②電壓增益輸出回路:輸入回路:電壓增益:<A>畫小信號(hào)等效電路<B>確定模型參數(shù)

已知,求rbe<C>增益(2)放大電路指標(biāo)分析(可作為公式用)1.基極分壓式射極偏置電路精選ppt72③輸入電阻則輸入電阻放大電路的輸入電阻不包含信號(hào)源的內(nèi)阻(2)放大電路指標(biāo)分析1.基極分壓式射極偏置電路精選ppt73④輸出電阻輸出電阻求輸出電阻的等效電路

網(wǎng)絡(luò)內(nèi)獨(dú)立源置零

負(fù)載開路

輸出端口加測(cè)試電壓其中則當(dāng)時(shí),一般()(2)放大電路指標(biāo)分析1.基極分壓式射極偏置電路精選ppt742.含有雙電源的射極偏置電路(1)阻容耦合靜態(tài)工作點(diǎn)精選ppt752.含有雙電源的射極偏置電路(2)直接耦合精選ppt763.含有恒流源的射極偏置電路靜態(tài)工作點(diǎn)由恒流源提供分析該電路的Q點(diǎn)及、、end精選ppt774.5共集電極放大電路和共基極放大電路4.5.1共集電極放大電路4.5.2共基極放大電路4.5.3放大電路三種組態(tài)的比較精選ppt784.5.1共集電極放大電路1.靜態(tài)分析共集電極電路結(jié)構(gòu)如圖示該電路也稱為射極輸出器由得直流通路精選ppt79①小信號(hào)等效電路4.5.1共集電極放大電路2.動(dòng)態(tài)分析交流通路精選ppt804.5.1共集電極放大電路2.動(dòng)態(tài)分析②電壓增益輸出回路:輸入回路:電壓增益:其中一般,則電壓增益接近于1,電壓跟隨器即。精選ppt814.5.1共集電極放大電路2.動(dòng)態(tài)分析③輸入電阻當(dāng),時(shí),輸入電阻大精選ppt82④輸出電阻由電路列出方程其中則輸出電阻當(dāng),時(shí),輸出電阻小4.5.1共集電極放大電路2.動(dòng)態(tài)分析精選ppt83共集電極電路特點(diǎn):◆電壓增益小于1但接近于1,◆輸入電阻大,對(duì)電壓信號(hào)源衰減小◆輸出電阻小,帶負(fù)載能力強(qiáng)。4.5.1共集電極放大電路精選ppt844.5.2共基極放大電路1.靜態(tài)工作點(diǎn)

直流通路與射極偏置電路相同精選ppt852.動(dòng)態(tài)指標(biāo)①電壓增益輸出回路:輸入回路:電壓增益:交流通路小信號(hào)等效電路4.5.2共基極放大電路精選ppt86②輸入電阻③輸出電阻2.動(dòng)態(tài)指標(biāo)小信號(hào)等效電路共基極電路特點(diǎn):◆電壓增益較高,◆輸入電阻小◆輸出電阻和共射放大電路類似4.5.2共基極放大電路精選ppt874.5.3放大電路三種組態(tài)的比較1.三種組態(tài)的判別以輸入、輸出信號(hào)的位置為判斷依據(jù):信號(hào)由基極輸入,集電極輸出——共射極放大電路信號(hào)由基極輸入,發(fā)射極輸出——共集電極放大電路信號(hào)由發(fā)射極輸入,集電極輸出——共基極電路精選ppt882.三種組態(tài)的比較4.5.3放大電路三種組態(tài)的比較精選ppt893.三種組態(tài)的特點(diǎn)及用途共射極放大電路:電壓和電流增益都大于1,輸入電阻在三種組態(tài)中居中,輸出電阻與集電極電阻有很大關(guān)系。適用于低頻情況下,作多級(jí)放大電路的中間級(jí)。共集電極放大電路:只有電流放大作用,沒有電壓放大,有電壓跟隨作用。在三種組態(tài)中,輸入電阻最高,輸出電阻最小,頻率特性好。可用于輸入級(jí)、輸出級(jí)或緩沖級(jí)。共基極放大電路:只有電壓放大作用,沒有電流放大,有電流跟隨作用,輸入電阻小,輸出電阻與集電極電阻有關(guān)。高頻特性較好,常用于高頻或?qū)掝l帶低輸入阻抗的場(chǎng)合,模擬集成電路中亦兼有電位移動(dòng)的功能。4.5.3放大電路三種組態(tài)的比較end精選ppt904.6組合放大電路4.6.1共射—共基放大電路4.6.2共集—共集放大電路精選ppt914.6.1共射—共基放大電路共射-共基放大電路精選ppt924.6.1共射—共基放大電路其中所以因?yàn)橐虼?/p>

組合放大電路總的電壓增益等于組成它的各級(jí)單管放大電路電壓增益的乘積。前一級(jí)的輸出電壓是后一級(jí)的輸入電壓,后一級(jí)的輸入電阻是前一級(jí)的負(fù)載電阻RL。電壓增益精選ppt934.6.1共射—共基放大電路輸入電阻Ri==Rb||rbe1=Rb1||Rb2||rbe1

輸出電阻Ro

Rc2

精選ppt94T1、T2構(gòu)成復(fù)合管,可等效為一個(gè)NPN管(a)原理圖(b)交流通路4.6.2共集—共集放大電路精選ppt954.6.2共集—共集放大電路1.復(fù)合管的主要特性兩只NPN型BJT組成的復(fù)合管兩只PNP型BJT組成的復(fù)合管rbe=rbe1+(1+

1)rbe2

精選ppt964.6.2共集—共集放大電路1.復(fù)合管的主要特性PNP與NPN型BJT組成的復(fù)合管NPN與PNP型BJT組成的復(fù)合管rbe=rbe1精選ppt974.6.2共集—共集放大電路end2.共集

共集放大電路的Av、Ri

、Ro

式中

1

2rbe=rbe1+(1+

1)rbe2R

L=Re||RL

Ri=Rb||[rbe+(1+

)R

L]精選ppt984.7放大電路的頻率響應(yīng)4.7.1單時(shí)間常數(shù)RC電路的頻率響應(yīng)4.7.2BJT的高頻小信號(hào)模型及頻率參數(shù)4.7.3單級(jí)共射極放大電路的頻率響應(yīng)4.7.4單級(jí)共集電極和共基極放大電路的高頻響應(yīng)4.7.5多級(jí)放大電路的頻率響應(yīng)

精選ppt994.7.1單時(shí)間常數(shù)RC電路的頻率響應(yīng)1.RC低通電路的頻率響應(yīng)(電路理論中的穩(wěn)態(tài)分析)RC電路的電壓增益(傳遞函數(shù)):則且令又電壓增益的幅值(模)(幅頻響應(yīng))電壓增益的相角(相頻響應(yīng))①增益頻率函數(shù)RC低通電路精選ppt100最大誤差-3dB②頻率響應(yīng)曲線描述幅頻響應(yīng)1.RC低通電路的頻率響應(yīng)相頻響應(yīng)精選ppt1012.RC高通電路的頻率響應(yīng)RC電路的電壓增益:幅頻響應(yīng)相頻響應(yīng)輸出超前輸入RC高通電路精選ppt1024.7.2BJT的高頻小信號(hào)模型及頻率參數(shù)1.BJT的高頻小信號(hào)模型①模型的引出rb'e---發(fā)射結(jié)電阻re歸算到基極回路的電阻---發(fā)射結(jié)電容---集電結(jié)電阻---集電結(jié)電容

rbb'---基區(qū)的體電阻,b'是假想的基區(qū)內(nèi)的一個(gè)點(diǎn)互導(dǎo)BJT的高頻小信號(hào)模型精選ppt103②簡(jiǎn)化模型混合型高頻小信號(hào)模型1.BJT的高頻小信號(hào)模型精選ppt1042.BJT高頻小信號(hào)模型中元件參數(shù)值的獲得低頻時(shí),混合

模型與H參數(shù)模型等價(jià)所以精選ppt105又因?yàn)閺氖謨?cè)中查出所以2.BJT高頻小信號(hào)模型中元件參數(shù)值的獲得低頻時(shí),混合模型與H參數(shù)模型等價(jià)精選ppt1063.BJT的頻率參數(shù)由H參數(shù)可知即根據(jù)混合

模型得低頻時(shí)所以當(dāng)時(shí),精選ppt107令

的幅頻響應(yīng)——共發(fā)射極截止頻率——特征頻率——共基極截止頻率3.BJT的頻率參數(shù)

的相頻響應(yīng)f

=(1+

0)f

≈f

+fT

精選ppt1084.7.3單級(jí)共射極放大電路的頻率響應(yīng)1.高頻響應(yīng)①

型高頻等效電路精選ppt1094.7.3單級(jí)共射極放大電路的頻率響應(yīng)1.高頻響應(yīng)①

型高頻等效電路對(duì)節(jié)點(diǎn)c列KCL得由于輸出回路電流比較大,所以可以忽略的分流,得稱為密勒電容而輸入回路電流比較小,所以不能忽略的電流。目標(biāo):斷開輸入輸出之間的連接精選ppt1104.7.3單級(jí)共射極放大電路的頻率響應(yīng)同理,在c、e之間也可以求得一個(gè)等效電容CM2,且等效后斷開了輸入輸出之間的聯(lián)系1.高頻響應(yīng)①

型高頻等效電路精選ppt1114.7.3單級(jí)共射極放大電路的頻率響應(yīng)1.高頻響應(yīng)①

型高頻等效電路目標(biāo):簡(jiǎn)化和變換

輸出回路的時(shí)間常數(shù)遠(yuǎn)小于輸入回路時(shí)間常數(shù),考慮高頻響應(yīng)時(shí)可以忽略CM2的影響。精選ppt1124.7.3單級(jí)共射極放大電路的頻率響應(yīng)1.高頻響應(yīng)①

型高頻等效電路目標(biāo):簡(jiǎn)化和變換精選ppt1134.7.3單級(jí)共射極放大電路的頻率響應(yīng)1.高頻響應(yīng)②高頻響應(yīng)和上限頻率由電路得電壓增益頻響其中中頻增益或通帶源電壓增益上限頻率精選ppt1141.高頻響應(yīng)②高頻響應(yīng)和上限頻率RC低通電路共射放大電路頻率響應(yīng)曲線變化趨勢(shì)相同

=-180

-arctg(f/fH)相頻響應(yīng)幅頻響應(yīng)精選ppt115③增益-帶寬積BJT一旦確定,帶寬增益積基本為常數(shù)1.高頻響應(yīng)當(dāng)Rb>>Rs及Rb>>rbe時(shí),有精選ppt116例題

解:模型參數(shù)為例3.7.1設(shè)共射放大電路在室溫下運(yùn)行,其參數(shù)為:負(fù)載開路,Rb足夠大忽略不計(jì)。試計(jì)算它的低頻電壓增益和上限頻率。低頻電壓增益為又因?yàn)樗陨舷揞l率為精選ppt1172.低頻響應(yīng)①低頻等效電路精選ppt1182.低頻響應(yīng)①低頻等效電路Rb=(Rb1//Rb2)遠(yuǎn)大于R’i

,Ce>>Cb2

R’i精選ppt119中頻區(qū)(即通常內(nèi))源電壓增益當(dāng)則下限頻率取決于2.低頻響應(yīng)②低頻響應(yīng)當(dāng)精選ppt1202.低頻響應(yīng)②低頻響應(yīng)

下限頻率取決于當(dāng)時(shí),相頻響應(yīng)

=-180

-arctg(-fL1/f)=-180+arctg(fL1/f)幅頻響應(yīng)精選ppt1212.低頻響應(yīng)②低頻響應(yīng)包含fL2的幅頻響應(yīng)精選ppt1224.7.4單級(jí)共集電極和共基極放大電路的高頻響應(yīng)1.共基極放大電路的高頻響應(yīng)①高頻等效電路精選ppt123②高頻響應(yīng)特征頻率1.共基極放大電路的高頻響應(yīng)其中由于re很小由于Cb

c很小,fH2也很高。精選ppt1244.7.4單級(jí)共集電極和共基極放大電路的高頻響應(yīng)2.共集電極放大電路的上限頻率精

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