晶体三极管及其基本放大电路 电子电路教学课件ppt

1,第5章 晶体三极管及其基本放大电路,晶体三极管放大电路的组成和工作原理放大电路的分析晶体管放大电路的三种接法 ,2,5.1 晶体三极管,几种常见晶体管的外形,晶体管的结构及其类型,3,5.1.1 晶体管的结构及其类型,晶体管的结构,晶体管的结构示意图和表示符号,4,晶体管的结构示意图和表示符号,晶体管的种类,5,晶体管的种类,按结构工艺分类，有NPN和PNP型；按制造材料分类，有锗管和硅管；按照工作频率分类，有低频管和高频管；按照容许耗散功率大小分类，有小功率管和大功率管。,晶体管的电流分配与放大作用,6,5.1.2 晶体管的电流分配与放大作用,NPN型晶体管的电流关系,当发射结正偏、集电结反偏时，电流分配关系为：,电流放大作用体现在：,【例】,7,【例】 一个晶体管的发射极电流为12.1mA，集电极电流为12.0mA，晶体管的 是多少？,解,求基极电流,晶体管的共射特性曲线,的物理意义就在于基极电流对集电极电流的控制作用,8,5.1.3 晶体管的共射特性曲线,共发射极放大电路,输入特性曲线,9,输入特性曲线,晶体管的输入特性曲线,输出特性曲线,10,输出特性曲线,晶体管的输出特性曲线,1.截止区： ,2.放大区：,两个PN结均反偏，晶体管处在“断开”状态,发射结正偏，集电结反偏，晶体管处在“放大“状态,3.饱和区：,两个PN结均正偏，晶体管处在“闭合”状态,晶体管的主要参数,11,5.1.4 晶体管的主要参数,1电流放大系数,2极间反向电流,3极限参数,（1）共射直流电流放大系数,（2）共射交流电流放大系数,（1）集电极-基极反向饱和电流ICBO,（2）集电极-发射极反向饱和电流ICEO,（1）集电极最大容许电流 ICM,（2）集电极最大容许耗散功率PCM,【例5.1.2】-教材P.125,12,5.2放大电路的组成和工作原理5.2.1 放大电路概述,放大电路的结构示意图,基本共射极放大电路,13,5.2.2 基本共射极放大电路,共发射极基本放大电路,物理量分析,14,物理量分析,无交流信号输入： 各电极物理量均为直流，IB、IC、UCE计作IBQ、ICQ、UCEQ，称作“静态工作点Q”。,有交流信号输入： ，各电极物理量为,令： ，则,那么，ib的变化被晶体管放大倍后， 所以，,而iC在经过RC和RL=时，在RC两端产生了电压 ，所以，,因为只有uCE中的交流分量才能通过C2，所以，输出电压,基本共射极放大电路的简化,15,基本共射极放大电路的简化,16,5.3 放大电路的分析,放大电路可分为静态和动态两种情况来分析。静态是当放大电路没有输入交流信号时的工作状态。动态则是有交流输入信号时的工作状态。,静态分析,17,5.3.1 静态分析方法一：用放大电路的直流通路计算静态值,静态值是直流，故可用放大电路的直流通路（直流流过的路径）来分析计算。,静态时的相应的物理量为：,用图解法确定静态值,举例：教材P130【例5.3.1】,18,5.3.1 静态分析方法二：用图解法确定静态值,步骤：画出直流通路利用输入特性曲线来确定IBQ和UBEQ利用输出特性曲线确定 ICQ和UCEQ,动态分析,19,5.3.2 动态分析,微变等效电路分析法 晶体管的微变等效电路模型放大电路的微变等效电路放大电路交流性能指标的计算图解分析法图解分析法图解法分析非线性失真、动态范围 阻容耦合单级共射放大电路的频率响应,晶体管的微变等效电路模型,20,晶体管的微变等效电路模型,放大电路的微变等效电路,晶体管的交流输出电阻,晶体管的交流输入电阻：,21,放大电路的微变等效电路,放大电路交流性能指标的计算,1、交流通道图,2、放大电路的微变等效电路,（画交流通道图的原则）,22,放大电路交流性能指标的计算,1、电压放大倍数的计算,2、输入电阻Ri,3、输出电阻Ro,4、源电压放大倍数,举例：教材P136【例5.3.2】,图解分析法,23,图解分析法-利用输入特性曲线画出与ui对应 的iB和uBE波形,图解分析法,24,图解分析法-利用输出特性曲线画出与iB对应 的iC和uCE波形,图解分析法,“交流负载线”方程,25,图解分析法-如何画“交流负载线”,步骤：, 由,得到：,；, 在纵轴上自点向上为,取一个值，从而计算出,在横轴上的值；, 连接和两点成一直线；, 将直线平移至静态工作点处。,非线性失真和动态范围,26,图解法分析放大电路的非线性失真 （3-1）,截止失真的图解分析,非线性失真和动态范围,27,图解法分析放大电路的非线性失真（3-2）,饱和失真的图解分析,估算动态范围,28,用图解法估算动态范围（3-3）,用图解法估算最大输出幅值,估算动态范围,29,阻容耦合单级共射放大电路的频率响应,30,5.4晶体管放大电路的三种接法5.4.1 静态工作点稳定的共射极放大电路,2、基极分压式射极偏置电路,1、基本共发射极放大电路存在的问题,Rb1：用于稳定基极电位；Re：用于提供直流负反馈；Ce：用于旁路交流信号，保持基本射极放大电路的Au不变(例子见教材P.144和145的例题)。,31,5.4.2 共集电极放大电路,1、电路,2、电压放大倍数,3、输入电阻（大）,4、输出电阻(小）,32,5.4.3 共基极放大电路,33,5.4.4 三种基本放大电路的性能比较, 共发射极电路既放大电压也放大电流，输入、输出电阻适中，被主要应用于低频多级放大电路的中间级； 共集电极电路只放大电流，不放大电压，在三种组态中，输入电阻最高，输出电阻最小，常被用于输入级、输出级或作为隔离用的缓冲级； 共基极电路只放大电压不放大电流，输入电阻小，高频特性很好，常被用于高频或宽频带低输入阻抗的场合。,34,5.5 多级放大器简介,阻容偶合电压放大器 电压放大倍数：输入电阻：第一级放大器的输入电阻输出电阻：最后一级放大器的输出电阻直接偶合电压放大器 使用的目的：解决阻容偶合放大器低频响应差的问题存在的问题及解决的方法：前后两级的Q点相互影响，