放大器的基本原理晶体二极管PPT学习教案

1、会计学1放大器的基本原理晶体二极管放大器的基本原理晶体二极管第1页/共93页第2页/共93页第3页/共93页第4页/共93页第5页/共93页杂质半导体本征半导体半导体型半导体型半导体杂质半导体PN第6页/共93页二、PN结及其单向导电性：1、 PN结的形成：扩散复合空间电荷区 内电场Ei 漂移运动扩散=漂移（动态平衡）耗尽层 PN结。2、 PN结的导电特性：（1）正向（偏置）：外加正向电压（正向偏置）（P区接正， N区接负） 削弱内电场空间电荷区变窄扩散大于漂移形成大的正向电流，电阻小称正向导通。第7页/共93页（2）反向（偏置）：外加反向电压（反向偏置）（P区接负， N区接正） 加强内电场空

2、间电荷区变宽漂移大于扩散反向电流很小，电阻大称反向截止。结论：PN结正向导通，反向截止，即为单向导电性。第8页/共93页三、晶体二极管及其特性：1、结构与符号：2、伏安特性：.3.0,7.0:.2.0,5.0).(1VVUVVUUfIasaa锗管硅管为管压降锗管硅管为死区电压：）正向特性：（第9页/共93页损坏单向导电性失去增大则若外加电压超过为反向击穿电压流基本不变称反向饱和电）反向特性：（.,.).(2RBRBRRRRIUUIUfI第10页/共93页第11页/共93页第12页/共93页第13页/共93页3、参数：（1）最大整流电流：（2）反向工作峰值电压：（3）反向峰值电流：（4）最高工作

3、频率：第14页/共93页四、特殊二极管：1、稳压二极管：（1）符号及性质：（2）参数： 2、变容二极管：（1）符号及性质：（2）应用： 第15页/共93页第16页/共93页3、光敏二极管：（1）符号及性质：（2）应用： 4、发光二极管：（1）符号及性质：（2）应用： 第17页/共93页第二节第二节 晶体三极管晶体三极管一、晶体三极管（晶体管）的结构和符号：晶体三极管（晶体管）的结构和符号：NPN型型,PNP型型“三区三极两结三区三极两结”元件元件构造特点构造特点：（）发射区面积小，掺杂浓度高；（）基区极薄，掺杂浓度低；：（）发射区面积小，掺杂浓度高；（）基区极薄，掺杂浓度低； （）集电区面积大

4、，掺杂浓度略高；（）集电区面积大，掺杂浓度略高；第18页/共93页.EBCEBCUUUPNPUUUNPN管：即管：即1、三极管放大的偏置条件：发射结正偏，集电结反偏。三极管放大的偏置条件：发射结正偏，集电结反偏。二、晶体三极管的放大作用：晶体三极管的放大作用：第19页/共93页2、三极管的放大作用三极管的放大作用（1）三种接法：（a）共发射极接法（发射极接法（b）共基极接法；基极接法； （c）共集电极接法集电极接法第20页/共93页（a）发射区向基区发射电子：（b）电子在基区中扩散与复合：（c）集电区收集电子：3、说明两点： (1)放大输入信号；（2）能量来自电源。（2）电流放大的物理过程：第

5、21页/共93页第22页/共93页第23页/共93页第24页/共93页第25页/共93页第26页/共93页 .1KCLIIICBE满足基尔霍夫电流定律结论：第27页/共93页 大作用。这就是晶体管的电流放交流电流放大系数直流电流放大系数看，从第三列和第四列数据.4004. 006. 050. 130. 2. 3 .3806. 030. 2, 5 .3704. 050. 1.2BCBCBCBCBCBECIIIIIIIIIIIII第28页/共93页 .3一般或BCBCIIII第29页/共93页第30页/共93页第31页/共93页第32页/共93页一、晶体三极管的特性曲线：晶体三极管的特性曲线：.1

6、常数、输入特性曲线：CEUBEBUfI.)3()2() 1 ( :.2饱和区截止区放大区三个工作区是一个曲线族、输出特性曲线：常数BICECUfI第33页/共93页（1）放大区：输出曲线的近于水平部分发射结正偏，集电结反偏，三极管导通，有放大作用。）放大区：输出曲线的近于水平部分发射结正偏，集电结反偏，三极管导通，有放大作用。., 1BCCEIIU., 0, 0EBCBCBEUUUUUNPN即管：第34页/共93页（2）截止区：）截止区：IB的一条曲线与横轴之间的一条曲线与横轴之间的区域两个的区域两个PN结均为反偏。结均为反偏。. 0BI., 0, 0BECBCBEUUUUUNPN即管：第35

7、页/共93页（3）饱和区：输出曲线的直线上升和弯曲部分饱和区：输出曲线的直线上升和弯曲部分的区域两个的区域两个PN结均为正偏结均为正偏。)(0BECECBUUU或., 0, 0ECBBCBEUUUUUNPN即管：第36页/共93页第37页/共93页第38页/共93页第39页/共93页第40页/共93页第41页/共93页第42页/共93页第43页/共93页四、晶体三极管的 主要参数：:) 1 (和电流放大系数.10Bff第44页/共93页：和、极间反向电流002CECBII3、极常参数：:1CMI）集电极最大允许电流（:2CMP功率）集电极最大允许耗散（.)3(0, 0, 0EBCBCEUUU反

8、向击穿电压第45页/共93页第三节第三节 基本放大电路基本放大电路一、放大电路的基本概念一、放大电路的基本概念1、放大电路的基本组成：、放大电路的基本组成：2、放大器的性能指标：、放大器的性能指标：第46页/共93页第47页/共93页).(lg20).(lg20.)1(00dBAAdBAAiiAuuAiiuuiiiu电流增益电压增益电流放大倍数电压放大倍数放大倍数（增益）：第48页/共93页.:)2(iiruiirr输入电阻（阻抗）.) 1:)3(0000LuuRrr（输出电阻（阻抗）第49页/共93页.21)4(LHumuffBWAA即所对应的频率范围。时的最大电压放大倍数降到通频带：电压放

9、大倍数通频带和频率特性：第50页/共93页第51页/共93页).( fAAuu变化的关系。即倍数随信号频率幅频特性：放大器放大).( f。即随信号频率变化的关系也称相移）与输入信号的相位差（信号相频特性：放大器输出第52页/共93页 .)(0fjuiuefAUUA.)(.)()5(00NSNISINSPPPPNFbPPa输出端信噪比输入端信噪比噪声系数噪声功率信号功率信噪比信噪比和噪声系数：第53页/共93页二、基本放大电路极其工作状态分析：二、基本放大电路极其工作状态分析：1、基本放大电路：基本放大电路：（1）共发射极放大电路的组成：）共发射极放大电路的组成：各元件作用：各元件作用：（2）工

10、作过程：）工作过程：uiiB iC uCE u0.（3）结论结论：共发射极放大器的二作用：共发射极放大器的二作用： （a）放大作用放大作用（b）反相作用反相作用.第54页/共93页第55页/共93页第56页/共93页第57页/共93页2、放大器的静态工作点：静态点（Q）：UBE,IB,UCE,IC.CCCCCEBCBCCBBECCBRIUUIIRURUUI方法一：计算法：第58页/共93页第59页/共93页第60页/共93页方法二：图解法。一般步骤：给出输出曲线；作出直流负载线；求出偏流IB；得出静态点；找出Q.第61页/共93页3、放大电路的动态分析：（1）概念：静态：动态：交流通路：第62

11、页/共93页第63页/共93页第64页/共93页（2）动态分析过程：交流信号传输流程：Ui(即ube)ib ic uo(即uce).第65页/共93页电压和电流均含有直流分量和交流分量即.ceCECEcCCbBBbeBEBEuUuiIiiIiuUu第66页/共93页 交载线：通过Q且斜率为-1/RL的直线。ui与uo反相：).LLCECCECRRuiUI交载线比直载线陡（的变化关系和电压交载线：动态电流的变化关系和电压直载线：静态电流第67页/共93页4、放大器的非线形失真：失真：产生原因：非线形失真：截止失真(Q太低）：饱和失真(Q太高） ：第68页/共93页第69页/共93页第70页/共9

12、3页三、放大电路性能指标的计算：（一）晶体管的微变等效电路：1、图解法优缺点：2、微变等效电路：3、分析：输入回路：可用一只电阻rbe等效代替：第71页/共93页第72页/共93页第73页/共93页第74页/共93页第75页/共93页CECEUbbeUBBEbeiuIUr mAImVrEQbe261200低频小功率管：第76页/共93页输出回路：可等效一个恒流源，大小ic=ib.为常数）（小信号，电流放大系数：.CCEUCEbcCUBCiiII第77页/共93页).(.ceceIcceICCEcerriuIUrBB很高晶体管输出电阻：第78页/共93页4、结论：由电阻和电流源的线形元件所组成的

13、等效电路称三极管的微变等效电路。5、条件：低频；小信号。第79页/共93页（一）用微变等效电路计算放大器性能指标：.10beLiurRuuA、电压放大倍数：第80页/共93页.2beiiiriur、输入阻抗（电阻）：./30CCCERRrr：电阻、输出阻抗第81页/共93页四、静态工作点稳定电路四、静态工作点稳定电路1、电路改进原因：固定偏置电路受温度影、电路改进原因：固定偏置电路受温度影响大响大分压式偏置电路。分压式偏置电路。2、分压式偏置电路分析：、分压式偏置电路分析： .:.:1212221EBEEBBEECCBBBBBBBBBRURUIUUbURRRRIUUIIa稳定使两个条件：第82

14、页/共93页第83页/共93页第84页/共93页(c)结论：满足以上二条件使Q稳定. CBBEECIIUIITQ的过程：稳定2(3)元件作用：RB1、RB2分压电阻（分压）；RE负反馈电阻（电流负反馈）；CE发发射极交流旁路电容（减小交流成分）第85页/共93页 .)105(.)105(42BEBBBUUII：硅管取值 ./.:521CobeBBibeLuCEBCBRrrRRrrRAUIIUQ求第86页/共93页五、多级放大电路、目的：获得足够大的电压幅值（或功率）以推动负载工作。、耦合方式：阻容耦合、变压器耦合和直接耦合。、阻容耦合优缺点：、用途：第87页/共93页第88页/共93页第89页