1、1,4.1 雙極結(jié)型三極管（BJT）,4.2 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)工作點的穩(wěn)定問題,4.5 共集電極電路和共基極電路,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),2,4.1.1 BJT的結(jié)構(gòu)簡介,4.1 雙極結(jié)型三極管（BJT）,4.1.2 BJT的電流分配與放大原理,4.1.3 BJT的特性曲線,4.1.4 BJT的主要參數(shù),3,從外形可看出，其共同特征就是具有三個電極，習(xí)慣上稱為“晶體三極管”，簡稱晶體管或三極管。,4.1.1 BJT的結(jié)構(gòu)簡介,4,根據(jù)結(jié)構(gòu)不同，BJT有兩種類型:NPN型和PNP型。,發(fā)射

2、極 Emitter,基極 Base,集電極Collector,表示符號,5,基區(qū)：最薄， 摻雜濃度最低,發(fā)射區(qū)：面積小， 摻雜濃度最高，多 子數(shù)量多,發(fā)射結(jié),集電結(jié),集電區(qū)：面積最大， 摻雜濃度次于發(fā)射區(qū) 而高于基區(qū),結(jié)構(gòu)特點：三層兩結(jié),6,4.1.2 BJT的電流分配與放大原理,發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏,從電位的角度看：NPN型 VBVE VCVB PNP型 VBVE VCVB,發(fā)射區(qū)：發(fā)射載流子 基區(qū)：傳送和控制載流子 集電區(qū)：收集載流子,三極管的放大作用是在一定的外部條件控制下，通過載流子傳輸體現(xiàn)出來的。,輸入回路 （控制回路）,1,2,輸出回路 （工作回路）,7,1. 內(nèi)部載流子的傳輸過

3、程,基區(qū)空穴向發(fā)射區(qū)的擴散可忽略。,發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)射區(qū)電子不斷向基區(qū)擴散，形成擴散電流IEN。,進入P 區(qū)的電子少部分與基區(qū)的空穴復(fù)合，形成電流IBN ，多數(shù)擴散到集電結(jié)。,從基區(qū)擴散來的電子作為集電結(jié)的少子，漂移進入集電結(jié)而被收集，形成ICN。,集電結(jié)反偏，有少子形成的反向電流ICBO。,雙極結(jié)型晶體管或BJT (Bipolar Junction Transistor),8,2. 電流分配關(guān)系,根據(jù)傳輸過程可知,IC= ICN+ ICBO,IB=IBN ICBO,IE IEN =IBN+ ICN =IB+ IC,9,根據(jù)傳輸過程可知,IC= ICN+ ICBO,IB= IBN - ICBO,

4、IE=IB+ IC,IC=IB,10,通常 IC ICBO,根據(jù)傳輸過程可知,IC= ICN+ ICBO,IB= IBN - ICBO,IE=IB+ IC,共基極,11,3. BJT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),12,VBB,VCC,VBE,IB,IE,IC,vI,+vBE,+iC,+iE,+iB,vI = 20mV,設(shè),若,則,電壓放大倍數(shù),iB = 20 uA,vO = -iC RL = -1V，, = 50,使,4. BJT的電流放大作用,13,我們

5、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為晶體管的電流放大作用。綜上所述，三極管的放大作用，主要是依靠它的發(fā)射極電流能夠通過基區(qū)傳輸，然后到達集電極而實現(xiàn)的。 實現(xiàn)這一傳輸過程的兩個條件是： （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。,三極管的電流放大作用,14,1. 既然BJT具有兩個PN結(jié)，可否用兩個二極管相聯(lián)以構(gòu)成一只BJT，試說明其理由。,？,思 考 題,2. 能否將BJT的e、c兩個電極交換使用，為什么？,3. 為什么說BJT是電流控制器件？,15,特性曲線即管子各電極電壓與電流的關(guān)系曲線，是管子內(nèi)部

6、載流子運動的外部表現(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： 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)計性能良好的電路,重點討論應(yīng)用最廣泛的共發(fā)射極接法的輸入特性曲線和輸出特性曲線。,4.1.3 BJT的特性曲線,16,vCE1V,vCE=0V,特點: PN結(jié)的伏安特性，非線性,iB=f(vBE) vCE=const,1. 輸入特性曲線, 硅管：VBE 0.7 V 鍺管：VBE 0.2 V,17,放 大 區(qū),(1) 放大區(qū),在放大區(qū)iC只與iB 有關(guān)， 也稱為線性區(qū)。,發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏，晶體管工作于放大狀態(tài)。,iC=f(vCE) iB=c

7、onst,2. 輸出特性曲線,VCVBVE ， iC =iB,18,放 大 區(qū),飽和區(qū),(2) 飽和區(qū),vCEvBE ， iC iB,發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)正偏， 晶體管工作于飽和狀態(tài)。,深度飽和時， 硅管VCES 0.3V， 鍺管VCES 0.1V。,iC=f(vCE) iB=const,2. 輸出特性曲線,19,放 大 區(qū),截止區(qū),(3) 截止區(qū),vBE 死區(qū)電壓 iB 0 ， iC =ICEO 0,發(fā)射結(jié)反偏、集電結(jié)反偏， 晶體管工作于截止?fàn)顟B(tài)。,iC=f(vCE) iB=const,2. 輸出特性曲線,20,例：電路如圖所示， =50， VCC =12V，RB =70k， RC =6k，試

8、判斷當(dāng)VBB分別 為 -2V，2V，5V時，晶體管的工作狀態(tài)？,解: (1)VBB =-2V時， 發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏 晶體管處于截止?fàn)顟B(tài) IB=0 ， IC=0。,21,(2)VBB =2V時， 發(fā)射結(jié)正偏 IB= (VBB VBE)/ RB VBB / RB = 2/70=0.028mA 假設(shè)晶體管處于放大狀態(tài)，則 IC= IB =500.028=1.4 mA VCE = VCCRCIC = (1261.4) V = 3.6V0 假設(shè)成立，晶體管處于放大狀態(tài)。,例：電路如圖所示， =50， VCC =12V，RB =70k， RC =6k，試判斷當(dāng)VBB分別 為 -2V，2V，5V時，晶

9、體管的工作狀態(tài)？,22,(3) VBB =5V，發(fā)射結(jié)正偏 IB VBB/ RB =5/70=0.071 mA 假設(shè)晶體管處于放大狀態(tài)，則 IC= IB =500.071=3.57 mA VCE = VCCRCIC = (1263.57) V = -9.420 假設(shè)不成立，晶體管處于飽和狀態(tài) IC為其最大飽和電流 IC = ICS VCC / RC =(12-0)/6=2mA,例：電路如圖所示， =50， VCC =12V，RB =70k， RC =6k，試判斷當(dāng)VBB分別 為 -2V，2V，5V時，晶體管的工作狀態(tài)？,23,課后思考題: 電路如圖所示，VCC = 15 V，VBB1 = 5

10、V ，VBB2 = 1.5 V，RB1 = 500 k，RB2 = 50 k，RC = 5 k，晶體管的 = 100，求開關(guān) S合向 a、b、c 時的 IB、IC 和 VCE，并指出晶體管的工作狀態(tài)（忽略 VBE 、VCES ）。,24,4.1.4 BJT的主要參數(shù),(1)共發(fā)射極直流電流放大系數(shù),1. 電流放大系數(shù),25,(2) 共發(fā)射極交流電流放大系數(shù),和 的含義不同，但在特性曲線近于平行等距并且ICEO 較小的情況下，兩者數(shù)值接近。,26,例：在VCE= 6 V時， 在 Q1 點IB=40A, IC=1.5mA； 在 Q2 點IB=60 A, IC=2.3mA。1) 求Q1點的直流電 流

11、放大系數(shù)；2) 求交流放大系數(shù)。,在以后的計算中，一般作近似處理： = 。,Q1,Q2,在 Q1 點，有,由 Q1 和Q2點，得,27,(3) 共基極直流電流放大系數(shù),(4) 共基極交流電流放大系數(shù),當(dāng)ICBO很小時， ，可以不加區(qū)分。,28,2. 極間反向電流,(1) 集電極基極反向飽和電流ICBO,發(fā)射極開路時，集電結(jié)的反向飽和電流,ICBO是由少數(shù)載流子的漂移運動所形成的電流，受溫度的影響大。溫度ICBO,29,(2) 集電極發(fā)射極反向飽和電流ICEO,ICEO,ICEO也稱為集電極發(fā)射極間穿透電流,30,(1) 集電極最大允許電流ICM,(2) 集電極最大允許功率損耗PCM,PC =

12、ICVCE PCM,3. 極限參數(shù),集電極電流 IC上升會導(dǎo)致三極管的值的下降，當(dāng)值下降到正常值的3070時的集電極電流即為 ICM。,PCM取決于三極管允許的溫升，消耗功率過大，溫升過高會導(dǎo)致管子性能變差或燒毀。,31,(3) 反向擊穿電壓, V(BR)EBO集電極開路時的發(fā)射結(jié) 反向擊穿電壓。,V(BR) CBO發(fā)射極開路時的集電結(jié) 反向擊穿電壓。, V(BR)CEO基極開路時集電極和發(fā)射 極間的擊穿電壓。,V(BR)CBOV(BR)CEO V(BR)EBO,32,由PCM、 ICM和V(BR)CEO在輸出特性曲線上可以確定過損耗區(qū)、過電流區(qū)和擊穿區(qū)。,過 損 耗 區(qū),安 全 工 作 區(qū),

13、功耗曲線,33,溫度對晶體管參數(shù)及特性的影響,1、溫度每增加10C，ICBO增大一倍。硅管優(yōu)于鍺管。,2、溫度每升高 1C，BE將減小 (22.5)mV，即晶體管具有負(fù)溫度系數(shù)。,3、溫度每升高 1C， 增加 0.5%1.0%。,4、溫度升高時，V(BR)CBO和V(BR)CEO都會有所提高。,34,放大電路的作用：將微弱的電信號放大成較大的信號。,實例：擴音器、熱電偶測溫電路,按信號波形的不同,放大電路可分交流放大電路和直流放大電路。,對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、輸出電阻等其它技術(shù)指標(biāo)。,4.2 基本

14、共發(fā)射極放大電路,35,4.2 基本共發(fā)射極放大電路, 電路組成, 簡化電路及習(xí)慣畫法, 工作原理, 放大電路的靜態(tài)和動態(tài), 放大電路的組成原則,36,1. 電路組成,基本共發(fā)射極放大電路,晶體管T放大元件， 要保證Je正偏，Jc反偏，使晶體管工作在放大區(qū)，則有 iC= iB。,基極電源VBB與基極電阻RB使Je正偏，并提供大小適當(dāng)?shù)幕鶚O電流IB。（偏置電路）,37,共發(fā)射極基本放大電路,集電極電源VCC 使Jc反偏，并為電路提供能量。,集電極電阻RC將電流的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷旱淖兓?耦合電容C1 、C2 隔離輸入、輸出與放大電路直流的聯(lián)系，同時使交流信號順利輸入、輸出。,38,2. 簡化電路及

15、習(xí)慣畫法,39,40,3. 工作原理,無輸入信號(vi = 0)時,vBE = VBEQ vCE = VCEQ vo = 0,41,無輸入信號(vi = 0)時,VBEQ,？,有輸入信號(vi 0)時,vCE = VCC iC RC,vo 0 vBE = VBEQ+ vi vCE = VCEQ+ vo,42,結(jié)論：,(1) 無輸入信號電壓時，三極管各電極都是恒定的電壓和 電流:IBQ、VBEQ和 ICQ、VCEQ 。,(IBQ、VBEQ) 和(ICQ、VCEQ)分別對應(yīng)于輸入、輸出特性曲線上的一個點，稱為靜態(tài)工作點。,43,結(jié)論：,(2) 加上輸入信號電壓后，各電極電流和電壓的大小均發(fā)生了變化

16、，都在直流量的基礎(chǔ)上疊加了一個交流量，但方向始終不變。,+,集電極電流,直流分量,交流分量,動態(tài)分析,靜態(tài)分析,44,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。,45,共射極放大電路中的電壓、電流波形,# 動態(tài)工作時， iB、 iC的實際電流方向是否改變，vCE的實際電壓極性是否改變？,46,放大電路的組成原則：,(1) 必須給放大電路設(shè)置合適的靜態(tài)工作點，使BJT工作于放大區(qū)，以保證放大電路不失真； (2) 在輸入回路加入ui應(yīng)能引起uBE的變化，從而引起iB和iC的變化； (3

17、) 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。,47,4.3 放大電路分析方法,4.3.1 圖解分析法,4.3.2 小信號模型分析法,因電容對交、直流的作用不同，交直流所走的通路是不同的。,48,放大電路的靜態(tài)分析：,靜態(tài)：放大電路無信號輸入（vi = 0）時的工作狀態(tài)。,分析方法：估算法、圖解法。 所用電路：放大電路的直流通路。,設(shè)置Q點的目的： (1) 使放大電路的放大信號不失真； (2) 靜態(tài)分析是動態(tài)分析的基礎(chǔ)。,靜態(tài)分析的目的：確定放大電路的靜態(tài)值,靜態(tài)工作點Q：IB、IC、 VBE 、VCE 。,49,動態(tài)：放大電路有信號輸入（vi 0）時的工作狀

18、態(tài)。,分析方法：小信號模型分析法、圖解法。,動態(tài)分析的目的: 計算放大電路的主要性能指標(biāo)，如電壓放大倍數(shù)Av、輸入電阻ri、輸出電阻ro等。 通過動態(tài)分析，找出Av、 ri、 ro與電路參數(shù)的關(guān)系，為設(shè)計電路打基礎(chǔ)。,分析對象：各極電壓和電流的交流分量。,所用電路：放大電路的交流通路。,放大電路的動態(tài)分析：,50, 首先，畫出直流通路,對直流信號，耦合電容可看作開路（即將電容斷開）,4.3.1 圖解分析法,1. 求靜態(tài)工作點,51,(1) 估算法求靜態(tài)工作點,當(dāng)VBEQ VCC時，,由KVL: VCC = IBQ RB+ VBEQ,所以 VCEQ = VCC ICQRC,一般硅管VBEQ=0.

19、7V，鍺管VBEQ=0.2V,52,例：在如圖所示的固定偏置放大電路中，已知 VCC = 6 V， RB = 180 k， RC = 2 k, = 50，晶體管為硅管。試求放大電路的靜態(tài)工作點。,解：,ICQ = IBQ VCEQ = VCCRC ICQ,= 0.0294 mA=29.4uA,= 500.0294 mA,= 1.47 mA,= (621.47 ) V,=3.06 V,53, 在輸入特性曲線上，作出輸入負(fù)載線，兩線的交點即是Q點，得到IBQ ， VBEQ 。,vBE =VCC - iBRB, 列輸入回路KVL方程：,(2) 圖解分析法求靜態(tài)工作點,54, 列輸出回路KVL方程：,

20、 在輸出特性曲線上，作出直流負(fù)載線 ，其與iB=IBQ輸出曲線的交點即為Q點，從而得到VCEQ 和ICQ。,vCE=VCCiCRc,55, 首先，畫出交流通路,2. 動態(tài)工作情況的圖解分析,作法: C 短路，VCC 短路。,56, 在靜態(tài)分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)vi的波形，在輸入特性曲線上畫出vBE 、 iB 的波形,57, 在靜態(tài)分析的基礎(chǔ)上，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,？, 過輸出特性曲線上的Q點做一條斜率為-1/RL 直線，該直線即為交流負(fù)載線。,交流負(fù)載電阻,58,飽和區(qū)特點： iC iB ， vCE= VCES ( 飽和壓降VCES 0.3V /0.1V)

21、,截止區(qū)特點： iB0， iC= ICEO,3. 靜態(tài)工作點對波形失真的影響,如果靜態(tài)工作點Q 設(shè)置不合適，晶體管進入截止區(qū)或飽和區(qū)工作，將造成非線性失真。,59,若Q點設(shè)置過高,晶體管進入飽和區(qū)工作，造成飽和失真,60,若Q點設(shè)置過低,晶體管進入截止區(qū)工作，造成截止失真,61,為了減小和避免非線性失真，必須合理設(shè)置Q點的位置,Q點的設(shè)置應(yīng)滿足下列條件：,ICQ Icm + ICEO,且VCEQ Vcem + VCES,當(dāng)vi較大時，應(yīng)把Q點設(shè)置在交流負(fù)載線的中點。這樣可達到輸出電壓的最大動態(tài)范圍。,保證不失真的前提下，可把Q點選擇低一些，以降低電路的功率損耗。,62,圖解分析法的適用范圍：,

22、輸入信號幅度較大而工作頻率不太高的情況。,優(yōu)點： 直觀、形象。能全面地分析放大電路的靜態(tài)、動態(tài)工作情況。有助于建立和理解交、直流共存，靜態(tài)和動態(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)工作點的重要性。,缺點： 不能分析工作頻率較高時的電路工作狀態(tài)，也不能用來分析放大電路的輸入電阻、輸出電阻等動態(tài)性能指標(biāo)。,63,4.4.2 小信號模型分析法,BJT的小信號建模,共射極放大電路的小信號模型分析, H參數(shù)的引出, H參數(shù)小信號模型, 模型的簡化, H參數(shù)的確定,（意義、思路）, 利用直流通路求Q點, 畫小信號等效電路, 求放大電路動態(tài)指標(biāo),64,建立小信號模型的意義,建立小信號模型的思

23、路,當(dāng)放大電路的輸入信號電壓很小時，就可以把三極管小范圍內(nèi)的特性曲線近似地用直線來代替，從而可以把三極管這個非線性器件所組成的電路當(dāng)作線性電路來處理。,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。建立小信號模型，就是將非線性器件做線性化處理，從而簡化放大電路的分析和設(shè)計。,一、BJT的小信號建模,65,1. H參數(shù)的引出,對于BJT雙口網(wǎng)絡(luò)，我們已經(jīng)知道輸入、輸出特性曲線如下：,iB = f(vBE)vCE=const,iC = f(vCE)iB=const,可以寫成：,66,在小信號情況下，對上式取全微分得：,iB = f(vBE)vCE=const, 輸入端口,dvBE,輸出

24、端交流短路時的輸入電阻：,67,在小信號情況下，對上式取全微分得：,iB = f(vBE)vCE=const, 輸入端口,輸入端交流開路時的反向電壓傳輸比：,68,在小信號情況下，對上式取全微分得:,(2) 輸出端口,iC = f(vCE)iB=const,輸出特性,輸出端交流短路時的正向電流放大系數(shù)：,69,在小信號情況下，對上式取全微分得:,(2) 輸出端口,iC = f(vCE)iB=const,輸出特性,輸入端交流開路時的輸出電導(dǎo)：,70,輸出端交流短路時的輸入電阻；,輸出端交流短路時的正向電流傳輸比或電流放大系數(shù)；,輸入端交流開路時的反向電壓傳輸比；,輸入端交流開路時的輸出電導(dǎo)。,其

25、中：,四個參數(shù)量綱各不相同，故稱為混合參數(shù)（H參數(shù)）。,用小信號交流分量表示,vbe= hieib+ hrevce,ic= hfeib+ hoevce,71,2. H參數(shù)小信號模型,根據(jù),可得小信號模型, H參數(shù)都是小信號參數(shù)，即微變參數(shù)或交流參數(shù)，所以只適合對交流信號的分析。 H參數(shù)與工作點有關(guān)，但在放大區(qū)基本不變。,72,3. 模型的簡化,rbe= hie = hfe,采用習(xí)慣符號，即,BJT的H參數(shù)模型如右圖所示, hre很小，一般為10-310-4 ， 1/hoe很大，約為100k。故一般可忽略它們的影響，得到簡化電路,73,4. H參數(shù)的確定, 一般用測試儀測出；, rbe 與Q點有

26、關(guān)，可用圖示儀測出。,一般也用公式估算 rbe,rbe= rb + (1+ ) re,其中對于低頻小功率管 rb200,則,74,晶體管的小信號模型,共集電極接法,共基極接法,75,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小信號等效電路。,1. 畫出小信號等效電路,二、基本共射極放大電路的小信號模型分析法,76,假設(shè)分析時輸入為正弦交流信號，所以等效電路中的電壓與電流可用相量表示。,77,(1) 電壓增益,根據(jù),則電壓增益為,（可作為公式）,2. 計算主要性能指標(biāo),78,(2) 輸入電阻,根據(jù),79,(3) 輸出電阻(方法1),所以,求Ro的步驟：,3) 外加電壓,4) 求,1) 令

27、,2) 斷開負(fù)載RL,80,(3) 輸出電阻(方法2),81,解：,（1） Q點,82,（2）,83,84,85,4.4 放大電路靜態(tài)工作點的穩(wěn)定問題, 溫度變化對ICBO的影響, 溫度變化對輸入特性曲線的影響, 溫度變化對 的影響, 穩(wěn)定工作點原理, 放大電路指標(biāo)分析, 固定偏流電路與射極偏置電路的比較,4.4.1 溫度對工作點的影響,4.4.2 射極偏置電路,86,4.4.1 溫度對工作點的影響,2. 溫度變化對ICBO的影響,1. 溫度變化對BE的影響,溫度T 輸出特性曲線上移,溫度T 輸入特性曲線左移,3. 溫度變化對 的影響,溫度每升高1 C ， 要增加0.5%1.0%,溫度T 輸出

28、特性曲線族間距增大,溫度每增加10C，ICBO增大一倍。,溫度每升高 1C，BE將減小 (22.5)mV,87,當(dāng)溫度升高時：,當(dāng)溫度升高時，ICQ將增加，使Q點沿負(fù)載線上移容易使晶體管T進入飽和區(qū)造成飽和失真，甚至引起過熱燒壞三極管。,88,4.4.2 基本分壓式射極偏置電路,89,1. 穩(wěn)定Q點的原理,基極電位基本恒定， 不隨溫度變化。,90,集電極電流基本恒定， 不隨溫度變化。,91,RE：溫度補償電阻,（直流負(fù)反饋）,VB 固定,92,從Q點穩(wěn)定的角度來看似乎I1、VB越大越好。 但 I1 越大，RB1、RB2必須取得較小，將降低輸入電阻，增加損耗。 而VB過高必使VE也增高，在VCC

29、一定時，勢必使VCEQ減小，從而減小放大電路輸出電壓的動態(tài)范圍。,在估算時一般選?。?I1 = (5 10) IBQ， VB = 3 5V， RB1、RB2的阻值一般為幾十千歐。,參數(shù)的選擇：,93,2. 靜態(tài)工作點的估算,94,3. 動態(tài)分析, 畫交流通路,95, 畫小信號等效電路,確定模型參數(shù),96,電壓增益, 求動態(tài)性能指標(biāo),當(dāng)電路不同時，計算電壓放大倍數(shù) Av 的公式也不同。 要根據(jù)等效電路找出 vi與 ib的關(guān)系、 vo與ic 的關(guān)系。,97,輸入電阻(方法1),由電路列出方程,則輸入電阻,放大電路的輸入電阻不包含信號源的內(nèi)阻,98,輸入電阻(方法2),則輸入電阻,99,輸出電阻,1

30、00,4. 固定偏置電路與射極偏置電路的比較,固定偏置電路,射極偏置電路,靜態(tài)工作點的計算公式不同,101,Ro = RC,減小,增大,不變,固定偏置電路,射極偏置電路,102,# 射極偏置電路做如何改進，既可以使其具有溫度穩(wěn)定性，又可以使其具有與固定偏流電路相同的動態(tài)指標(biāo)？,加旁路電容C3,103,Av，Ri，Ro ? 與固定偏置電路相同。,104,例：電路如下圖所示，各參數(shù)如下：RB1=100k，RB2=33k， RE=2.5k， RC=5k，RL=5k， =60，VCC=15V ，晶體管為硅管。求：（1）估算靜態(tài)工作點；（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。,解：

31、(1) 估算靜態(tài)工作點,105,RB1=100k RB2=33k RE=2.5k RC=5k RL=5k =60 VCC=15V,(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,Ri= RB1/ RB2/ rbe =100/33/1.521.52 k,Ro= RC =5k,106,上一頁,下一頁,返 回,上一節(jié),若要消除失真必須改變RB1與RB2的比例，適當(dāng)抬高放大器的靜態(tài)工作點。如：增大RB2或減小RB1 。,據(jù)vo的波形可以判斷出由于放大器的靜態(tài)工作點太低，使輸出發(fā)生了截止失真。,107,4.5 共集電極電路和共基極電路,4.5.3 三種組態(tài)的比較,4.5.1 共集電極電路

32、,4.5.2 共基極電路,108,4.5.1 共集電極電路,該電路也稱為射極輸出器,109,1. 靜態(tài)分析,得,110,2. 動態(tài)分析,111,電壓增益,電壓增益：,其中,一般,，則電壓增益接近于1，,即,電壓跟隨器,112,輸入電阻,當(dāng),，,時，,，輸入電阻大,113,當(dāng),，,時，,輸出電阻小,輸出電阻,114,例:在圖示放大電路中，已知VCC=12V, RE= 2k, RB= 200k， RL= 2k ，晶體管=60， VBE=0.7V, 信號源內(nèi)阻RS= 100，試求:(1) 靜態(tài)工作點；(2) 畫出微變等效電路；(3) 求Av、Ri 和 Ro 。,(1) 求靜態(tài)工作點。,解:,115,

33、(2) 由小信號等效電路求Av、 Ri 、 Ro,小信號等效電路,116,4.5.2 共基極電路,117,1. 靜態(tài)分析,共基放大電路,直流通路,118,2. 動態(tài)分析,119,120,4.5.3 三種組態(tài)的比較,121,三種組態(tài)的特點及用途,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關(guān)。適用于低頻情況下，作多級放大電路的中間級。 共集電極放大電路： 只有電流放大作用二沒有電壓放大作用，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、輸出級或緩沖級。 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

34、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帶低輸入阻抗的場合。,122,4.6.1 多級放大電路,4.6 組合放大電路,4.6.2 共射-共基放大電路,4.6.3 共集-共集放大電路,123,耦合方式：在多級放大電路中，每兩個單級放大器之間的連接方式。,常用的耦合方式：直接耦合、阻容耦合和變壓器耦合。,4.6.1 多級放大電路,124,第一級,第二級,負(fù)載,信號源,兩級之間通過耦合電容 與下級偏置電阻連接。,兩級放大電路均為分壓式射極偏置共射極放大電路,一、阻容耦合,125,1. 靜態(tài)分析,由于電容有隔直作用，所以每級放大電路的直流通路互不相通，每級的靜態(tài)工作點

35、互相獨立，互不影響，可以各級單獨計算。,126,2. 動態(tài)分析,1、多級放大電路總的電壓增益等于組成它的各級單管放大電路電壓增益的乘積。特別注意：必須考慮級間的相互影響，即后級的輸入電阻就是前級的負(fù)載電阻；前級的輸出電阻就是后級的信號源內(nèi)阻。 2、多級放大電路的輸入電阻是其輸入級的輸入電阻。 3、多級放大電路的輸出電阻是其輸出級的輸出電阻。,127,例:如圖所示的兩級電壓放大電路，已知1= 2 =50。試 (1) 計算前、后級放大電路的靜態(tài)值(VBE=0.7V); (2) 求放大電路的輸入電阻和輸出電阻； (3) 求各級電壓的放大倍數(shù)及總電壓放大倍數(shù)。,128,解:,(1) 靜態(tài)值分別計算即可

36、。,第一級是射極輸出器:,129,解:,第二級是分壓式偏置共射極電路:,130,(2) 計算 Ri和 Ro,131,(3) 求各級電壓的放大倍數(shù)及總電壓放大倍數(shù),第一級放大電路為射極輸出器,第二級放大電路為共發(fā)射極放大電路,總電壓放大倍數(shù),132,二、直接耦合,將前級的輸出端直接接后級的輸入端。,133,4.6.2 共射共基放大電路,共射共基放大電路,交流通路,134,共射共基放大電路,直流通路,1. 靜態(tài)分析,前后級靜態(tài)工作點相互影響,135,其中,所以,因為,因此,電壓增益,2. 動態(tài)分析,136,輸入電阻,輸出電阻,Ro = Ro2 Rc2,共射-共基組合放大電路的優(yōu)點： 高頻特性好，具

37、有較寬的頻帶。,137,共集共集放大電路,T1、T2構(gòu)成復(fù)合管，可等效為一個NPN管,4.6.3 共集共集放大電路,交流通路,138,1. 復(fù)合管,兩只NPN型BJT組成的復(fù)合管,rberbe1(11)rbe2,復(fù)合管的組成原則： 1）同一類型的BJT構(gòu)成復(fù)合管時，應(yīng)將前一個管子的發(fā)射極接至后一個管子的基極；,139,PNP與NPN型BJT組成的復(fù)合管,NPN與PNP型BJT組成的復(fù)合管,rberbe1,復(fù)合管的組成原則： 2）不同類型的BJT構(gòu)成復(fù)合管時，應(yīng)將前一個管子的集電極接至后一個管子的基極。 3）必須保證兩個三極管均工作在放大狀態(tài)。,140,2. 共集共集放大電路的Av、 Ri 、R

38、o,式中 12 rberbe1(11)rbe2 RLRe|RL,RiRb|rbe(1)RL,共集共集組合放大電路的優(yōu)點： 電壓跟隨特性更好,141,4.7.1 單時間常數(shù)RC電路的頻率響應(yīng),4.7.3 單極共射極放大電路的頻率響應(yīng),4.7 放大電路的頻率響應(yīng),4.7.4 多級放大電路的頻率響應(yīng),4.7.2 BJT的高頻小信號模型及頻率參數(shù),142,頻率響應(yīng),A.頻率響應(yīng)的表示方法,電壓增益可表示為：,在輸入正弦信號情況下，放大電路增益隨輸入信號頻率變化的函數(shù)關(guān)系，稱為放大電路的頻率響應(yīng)（頻率特性）。,幅頻響應(yīng) ,相頻響應(yīng) ,143,該圖稱為波特圖 縱軸：dB 橫軸：對數(shù)坐標(biāo),其中,普通音響系統(tǒng)放大電路的幅頻響應(yīng)曲線,3dB,144,B.頻率失真（線性失真）,幅度失真：,對不同頻率的信號放大倍數(shù)不同，產(chǎn)生的失真。,145,B.頻率失真（線性失真）,幅度失真：,對不同頻率的信號放大倍數(shù)不同，產(chǎn)生的失真。,相位失真：,對不同頻率的信號相移不同，產(chǎn)生的失真。,146,思考題：對于具有下圖幅頻響應(yīng)的放大電路，若輸入50Hz的正弦波，是否會產(chǎn)生頻率失真？ 30kHz的正弦波呢？,147,4.7.1 單時間常數(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）,則,令,電壓增益的幅值,（幅頻響應(yīng)）,電壓增益的相