半导体三极管及放大电路基础3.ppt

3.4.3 晶体管的微变等效电路和微变等效电路法,( 1 )微变等效电路的来由,( a ) 晶体管的伏安特性为非线性，所以含晶体管的放大电路交流通路仍然是一个非线性电路。,( b ) 找出一个线性网络来等效非线性的晶体管，以简化放大电路的动态分析。,( c ) 在交流小信号作用下，晶体管只在其伏安特性曲线的很小的一个区间工作，这一小区间的伏安特性可以近似地认为是线性的，因而可以找出一个线性网络来等效晶体管。,( 2 )晶体管h参数微变等效电路,h参数微变等效电路,也称混合参数微变等效电路,常在分析晶体管低频电路时应用。,r,be,b,e,(a),(b),i,b, i,b,B,E,C,i b,i c,i b,h ie,h reVCE,1hoe,VCE,B,C,E,i b,i c,VCE,i b,r be,晶体管h参数微变等效电路,晶体管简化的h参数微变等效电路，(交流小信号工作时),晶体管h参数微变等效电路如下图所示。,晶体管共射极 输入电阻:,B,E,C,i b,i c,i b,h ie,h reVCE,1hoe,VCE,反向电压比(也称为内电压反馈系数:,电流放大系数:,输出电导:,h ie常用r be表示; h fe就是; h oe的倒数就是晶体管输出电阻,用r ce表示.,VA称为欧拉电压,约为50100V。,由于和一般很小，可以忽略，因此，就有了简化的电路。,( 3) 微变等效电路法,h参数微变等效电路只能在交流小信号下于晶体管等效，微变等效电路法也只能用来分析交流小信号作用下的放大电路的动态。具体分析步骤如下： 在放大电路静态分析基础上，根据静态工作点值，求出晶体管的r be 。 画出放大电路的交流通路。 将交流通路中的晶体管用它的微变等效电路等效，画出放大电路的微变等效电路，使非线性电路分析简化为线性电路分析。 根据微变等效电路及Av、Ri的定义式，求得Av和Ri值。 根据Ro的定义式，由微变等效电路画出求Ro的等效电路，并求出Ro 。,3.4.5 静态工作点的稳定,1.放大电路的非线性失真与静态工作点,由于晶体管输入特性的非线性和动态时管子工作点进入饱和区和截止区所引起的vo波形失真，称为非线性失真。输入信号过大和静态工作点设置不合理，是产生非线性失真的主要原因。非线性失真主要有： (1)截止失真：动态时，晶体管工作点沿交流负载线移动，有部分时间进入截止区，会产生截止失真。 (2)饱和失真：动态时，晶体管工作点沿交流负载线移动，有部分时间进入饱和区，会产生饱和失真。 静态工作点偏低、靠近截止区时，输出电压容易产生截止失真；静态工作点偏高、靠近饱和区时，输出电压容易产生饱和失真；只要有一种失真产生，放大电路的输出就有非线性失真。,2. 静态工作点的选择,(1)静态工作点应该在晶体管的安全工作区，静态工作点数值应不超过晶体管的极限参数，即： ICQ ICM ， VCEQ V（BR）CEO， PC(= ICQ VCEQ) PCM 。 (2)要求放大电路的动态范围大时，静态工作点应设在交流负载线的中间部位。 (3)为了提高电压放大倍数，应增大ICQ ，以降低rbe ，使|AV |提高。 (4) ICQ越大，rbe越小，会降低放大电路的输入电阻。 (5)在满足电压放大能力的前提下，放大的信号越小，应尽可能使ICQ小些，这样，既可以减小管子的功耗，也可以降低管子工作中产生的噪声。,3. 引起静态工作点不稳定的原因,(1) 元器件长期使用后，因老化而导致的参数变化，是引起静态工作点改变的原因之一 。 (2) 温度对元器件参数，特别是晶体管参数的影响，导致静态工作点不稳定。这是影响静态工作点的主要原因。,4. 稳定静态工作点的途径,(1) 选用温度系数小的元器件及硅晶体管 。 (2) 元器件使用前进行“老化”工艺处理。 (3) 采用补偿、负反馈等电路技术。,5. 负反馈稳定工作点的常用电路,(1) 电流负反馈稳定工作点电路,电路通常要求 IRB (510) IBQ VBQ (510) VBEQ,稳定静态工作点的原理如下,T,ICEQ,vBE,(i B一定),ICQ,IEQ,VEQ,VBEQ,IBQ,VBEQ基本不变,(1) 电压负反馈稳定工作点电路,稳定静态工作点的原理如下：,T,ICEQ,vBE,(i B一定),ICQ,VCEQ,3.4.6 放大电路的频率特性,1. 影响放大电路频率的因素,放大电路中有电抗性元件（如耦合电容、射极旁路电容、负载电容等）、电抗性参数（如晶体管的结电容、引线或元件间的分布电容、分布电感等），它们的阻抗是信号频率的函数，这使放大电路的放大倍数,2. 表征放大电路频率特性的两种方法,稳态法：也称频域法。是在不同频率的正弦小信号作用下，通过测得不同频率的,和后，用右,图表示幅频特性曲线和相频特性曲线来描述放大电路的频率特性。,(2) 瞬态法：也称时域法。用阶跃信号或矩形脉冲信号驱动放大电路的输入端，然后用示波器测出输出电压 vo 的波形，如右图，并用 vo 波形中得到（或经计算）的上升时间 tr 和 vi 阶跃后经一定时间 tp 时 vo 的平顶降落率 来描述放大电路的频率特性。其中,3. 频率失真,4. 晶体管的混合型高频等效电路,h参数微变等效电路在导出过程中，没有考虑结电容的影响，只适用于低频情况下的放大电路分析。混合型高频等效电路是在考虑结电容的条件下导出的，在放大电路频率特性分析中应用得很广泛。 经简化后的混合型等效电路如下图所示，其中rbb为基区电阻，rbe和Cbe为折合到基极回路后的发射结电阻和发射结电容，Cbc为集电结电容，Cce 为c e极间等效电容，gm为管子的跨导，为,3.4.4 三种基本放大电路比较,1.三种基本组态的判别 共发射极、共集电极、共基极是晶体管放大电路的