极管及放大电路课件

1、极管及放大电路课件 2 2 晶体三极管及放大电路基础晶体三极管及放大电路基础 2.1 晶体三极管 2.2 放大电路的基本组成和主要性能指标放大电路的基本组成和主要性能指标 2.3 放大电路的分析法放大电路的分析法 2.4 晶体管偏置电路晶体管偏置电路 2.5 放大电路三种组态放大电路三种组态 2.6 多级放大电器多级放大电器(理解理解) 4.7 放大器的频率响应放大器的频率响应(了解了解) 三极管及放大电路三极管及放大电路 极管及放大电路课件 2.1 晶体三极管晶体三极管 一、一、 基本结构基本结构 N N P NPN型型 P N P 集电极集电极 集电极集电极 基极基极 基极基极 发射极发射

2、极 发射极发射极 B B CC EE PNP型型 基区：较薄，基区：较薄， 掺杂浓度低掺杂浓度低 集电区：集电区： 面积较大面积较大 发射区：发射区： 掺杂浓度较高掺杂浓度较高 极管及放大电路课件 B E C N N P 基极基极 发射极发射极 集电极集电极 发射结发射结 集电结集电结 极管及放大电路课件 B E C N N P B E C P P N E B C B E C * 三极管的符号三极管的符号 NPN型三极管型三极管 PNP型三极管型三极管 极管及放大电路课件 二、二、IE， IB， IC 电流形成电流形成 B E C N N P EB RB EC IE 进入进入P区的电子区的电子

3、 少部分与基区的少部分与基区的 空穴复合，形成空穴复合，形成 电流电流IB ，多数扩，多数扩 散到集电结。散到集电结。 发射结正偏，发射结正偏， 发射区电子发射区电子 不断向基区不断向基区 扩散，形成扩散，形成 发射极电流发射极电流 IE。 I IB B 极管及放大电路课件 B E C N N P EB RB EC IE 集电结反偏，有集电结反偏，有 少子形成的反向少子形成的反向 电流电流ICBO。 ICBO IC=ICE+ICBO ICE ICE 从基区扩从基区扩 散到集电散到集电 区的电子，区的电子， 被收集，被收集， 形成形成ICE。 内部载流子的传输过程：内部载流子的传输过程：（1）E

4、区向区向B区注入电子区注入电子,形成形成 I IE E （2）电子在）电子在B区复合，形成区复合，形成I IB B （3） C区收集电子，形成区收集电子，形成I IC C I IB B 极管及放大电路课件 三、三、 V-IV-I特性曲线及结特性曲线及结 论论 iC mA A VVuCEuBE RB iB EC EB 实验线路实验线路 极管及放大电路课件 三、三、 V-IV-I特性曲线及结特性曲线及结 论论 iC mA A VVuCEuBE RB iB EC EB 实验线路实验线路 极管及放大电路课件 (一一)、输入特性输入特性: : uCE 1V iB( A) uBE(V) 20 40 60

5、80 0.40.8 发射结压降：发射结压降： 硅管硅管UBE 0.60.8V,锗锗 管管UBE 0.20.3V。 uCE=0V uCE =0.5V 死区电压死区电压: 硅硅 管约管约0.5V，锗，锗 管约管约0.1V。 () BBECE if uu 常数 极管及放大电路课件 (二二)、输出特性输出特性: : iC(mA ) 1 2 3 4 uCE(V)3 6912 IB=0 20 A 40 A 60 A 80 A 100 A uBuE和和uCuB ， iC 只与只与iB有关且有关且iC= iB， 称为放大区称为放大区 () BECCE if uu 常数 uCE 0.3V, uBuE和和 uBu

6、C ， ，称 称 为饱和区。为饱和区。 iB=0,iC=iCEO, uB uE和和 uBiC，uCE 0.3V (3) 截止区：截止区：发射结反偏，集电结反偏发射结反偏，集电结反偏， iB=0 ， iC=iCEO 0 1、三极管工作在三个区域的条件及特点、三极管工作在三个区域的条件及特点: C C、E E间相当于短路间相当于短路 C C、E E间相当于开路间相当于开路 极管及放大电路课件 C B I I 直流电流放大系数： 2、电流的放大作用及分配、电流的放大作用及分配 C B I I 交流电流放大系数： ，大约为10-100 电流分配关系 (1) CB EBCB I III I I IB=0

7、 20 A 40 A 60 A 80 A iC(mA) 1 2 3 4 uCE(V) 36912 极管及放大电路课件 思考：思考：处于放大区时，处于放大区时，NPN型、型、PNP型两种三极管的各型两种三极管的各 电极电位如何？电极电位如何？ E B C B E C N N N N P P P P P P N N UB、UC、UE大于零大于零 UB、UC、UE小于零小于零 且且UC UBUE 且且-UC - UB-UE 总的来说总的来说:处于放大区时，处于放大区时，NPN型、型、PNP型两种三极管，型两种三极管， 满足满足 CBE U U U 极管及放大电路课件 四、主要参数四、主要参数 前面的

8、电路中，三极管的发射极是输入输出的前面的电路中，三极管的发射极是输入输出的 公共点，称为共射接法，相应地还有共基、共公共点，称为共射接法，相应地还有共基、共 集接法。集接法。共射共射直流电流放大倍数直流电流放大倍数： B C I I _ 工作于动态的三极管，真正的信号是叠加在工作于动态的三极管，真正的信号是叠加在 直流上的交流信号。基极电流的变化量为直流上的交流信号。基极电流的变化量为 IB， 相应的集电极电流变化为相应的集电极电流变化为 IC，则则交流电流放交流电流放 大倍数大倍数为：为： B I IC 1. 电流放大倍数电流放大倍数和和 _ 极管及放大电路课件 四、主要参数四、主要参数 前

9、面的电路中，三极管的发射极是输入输出的前面的电路中，三极管的发射极是输入输出的 公共点，称为共射接法，相应地还有共基、共公共点，称为共射接法，相应地还有共基、共 集接法。集接法。共射共射直流电流放大倍数直流电流放大倍数： B C I I _ 工作于动态的三极管，真正的信号是叠加在工作于动态的三极管，真正的信号是叠加在 直流上的交流信号。基极电流的变化量为直流上的交流信号。基极电流的变化量为 IB， 相应的集电极电流变化为相应的集电极电流变化为 IC，则则交流电流放交流电流放 大倍数大倍数为：为： B I IC 1. 电流放大倍数电流放大倍数和和 _ 极管及放大电路课件 2.集集- -基极反向饱

10、和电流基极反向饱和电流ICBO A ICBO ICBO是集是集 电结反偏电结反偏 由少子的由少子的 漂移形成漂移形成 的反向电的反向电 流，受温流，受温 度的变化度的变化 影响。影响。 极管及放大电路课件 B E C N N P ICBO ICEO= IBE+ICBO IBE IBE ICBO进入进入N 区，形成区，形成 IBE。 根据放大关系，根据放大关系， 由于由于IBE的存的存 在，必有电流在，必有电流 IBE。 集电结反集电结反 偏有偏有ICBO 3. 集集- -射极反向饱和电流射极反向饱和电流ICEO ICEO受温度影响受温度影响 很大，当温度上很大，当温度上 升时，升时，ICEO增

11、加增加 很快，所以很快，所以IC也也 相应增加。相应增加。三极三极 管的温度特性较管的温度特性较 差差。 极管及放大电路课件 4.集电极最大电流集电极最大电流ICM 集电极电流集电极电流IC上升会导致三极管的上升会导致三极管的 值的下降，值的下降， 当当 值下降到正常值的三分之二时的集电极电值下降到正常值的三分之二时的集电极电 流即为流即为ICM 。 。 5.集集-射极反向击穿电压射极反向击穿电压U(BR)CEO 当集当集-射极之间的电压射极之间的电压UCE超过一定的数值超过一定的数值 时，三极管就会被击穿。手册上给出的数值是时，三极管就会被击穿。手册上给出的数值是 25 C、基极开路时的击穿

12、电压。基极开路时的击穿电压。 极管及放大电路课件 6. 集电极最大允许功耗集电极最大允许功耗PCM 集电极电流集电极电流IC 流过三极管，流过三极管， 所发出的焦耳所发出的焦耳 热为：热为： PC =ICUCE 必定导致结温必定导致结温 上升，所以上升，所以PC 有限制。 有限制。 PC PCM IC UCE ICUCE=PCM ICM U(BR)CEO 安全工作区安全工作区 极管及放大电路课件 五、温度对五、温度对参数及特性参数及特性的影响的影响 T 、 ICEO 、 ICBOIC iC uCE 温度上升时，温度上升时， 输出特性曲输出特性曲 线上移线上移 极管及放大电路课件 六、常见三极管

13、实物外形六、常见三极管实物外形 极管及放大电路课件 三极管放三极管放 大电路有大电路有 三种形式三种形式 共发射极放大电路共发射极放大电路 共基极放大电路共基极放大电路 共集电极放大电路共集电极放大电路 以共发射以共发射 极放大电极放大电 路为例讲路为例讲 解工作原解工作原 理理 一、放大电路的分类一、放大电路的分类 2.2 放大电路的基本组成和放大电路的基本组成和 主要性能指标主要性能指标 极管及放大电路课件 二、二、 共发射极放大电路的基本组成共发射极放大电路的基本组成 iC iB Rs uS C1 uBE EC RC T RB EB C2 RB +EC uo t uS t ui t iC

14、 t u0 t 未加电容未加电容 加电容加电容 ui u0 极管及放大电路课件 三、三、 符号规定符号规定 IB :大写字母、大写下标，表示直流量。大写字母、大写下标，表示直流量。 iB :小写字母、大写下标，表示交直小写字母、大写下标，表示交直 流量流量(全量全量)。 ib : 小写字母、小写下标，表示交流分量。小写字母、小写下标，表示交流分量。 iB 全量全量 i ib交流分量交流分量 t IB直流分量直流分量 极管及放大电路课件 四、四、 放大的概念、放大器的组成框图放大的概念、放大器的组成框图 、放大就是将微弱的、放大就是将微弱的变化信号变化信号放大成较大的放大成较大的 信号，包括对电

15、压、电流的放大。信号，包括对电压、电流的放大。 、放大器的一般组成框图：、放大器的一般组成框图： 电压放大电压放大功率放大功率放大负载负载 输输 入入 信信 号号 放大器放大器 极管及放大电路课件 五、五、 放大电路的性能指标放大电路的性能指标 、静态性能指标：、静态性能指标： 静态值：静态值：I 、 、IC 、 、UCE 静态值决定了三极管的直流偏置，从而决定了放大静态值决定了三极管的直流偏置，从而决定了放大 电路能否正常工作，也决定了放大电路能否不失真电路能否正常工作，也决定了放大电路能否不失真 地放大信号。地放大信号。 放大电路的性能指标主要包括静态性能指标和放大电路的性能指标主要包括静

16、态性能指标和 动态性能指标动态性能指标 RB +C RC C1 C2 T Rs uS RLu0 极管及放大电路课件 2、动态性能指标：、动态性能指标： (1)、输入电阻、输入电阻i 输入电阻输入电阻是衡量放是衡量放 大电路从其前级信大电路从其前级信 号源获取信号大小号源获取信号大小 的参数。输入电阻的参数。输入电阻 越大，从其前级取越大，从其前级取 得的信号越大。得的信号越大。 i i i u R i RS Us Ri . ui ii Ro u0 RL uo i0 RB +EC RC C1 C2 T Rs uS RL u0 0 i 放大电路放大电路 放大电路放大电路 定义为：定义为： 输入电阻

17、的意义：输入电阻的意义： iS S i i uu R RR 极管及放大电路课件 ()、输出电阻、输出电阻Ro 放大电路的输出对其放大电路的输出对其 负载负载而言，相当于信而言，相当于信 号源，其内阻就是输号源，其内阻就是输 出电阻。出电阻。 输出电阻输出电阻是衡量放大电路是衡量放大电路 带动负载能力大小的参数。带动负载能力大小的参数。 输出电阻越小，带动负载输出电阻越小，带动负载 的能力越大。的能力越大。 0 0 0 u R i RB +EC RC C1 C2 T Rs uS RL u0 R0 Ri放大电路放大电路 RS us Ri ui ii Ro u0 RL uo i0 放大电路放大电路

18、定义为：定义为： 输入电阻的意义：输入电阻的意义： 00 0 L L uu R RR 极管及放大电路课件 0 00 iS u i ii usu ssi RR u u uuu A uuu A R A a、电压放大倍数、电压放大倍数Au 、Aus RS us Riui ii Ro Auui RL uo i0 放大放大 电路电路 ii uS ui RLuo i0RS （3）、放大倍数）、放大倍数 极管及放大电路课件 放大倍数放大倍数 b、电流放大倍数、电流放大倍数Ai 0 00 iS i i is isi ssi RR i i iii A iii A R A RSis Riui ii Ro Auui

19、 RL uo i0 极管及放大电路课件 (4)、通频带、通频带 f Av Avm 0.7Avm fl下限截下限截 止频率止频率 fh上限截上限截 止频率止频率 通频带：通频带：fbw=fhfl 放大倍数放大倍数 随频率变随频率变 化曲线化曲线 极管及放大电路课件 放大放大 电路电路 分析分析 静态分析静态分析 动态分析动态分析 估算法估算法 图解法图解法 微变等效法微变等效法 图解法图解法 计算机仿真计算机仿真 2.3 放大电路分析方法放大电路分析方法 极管及放大电路课件 一、静态分析一、静态分析 放大电路中各点的电压或电流都是在直流上放大电路中各点的电压或电流都是在直流上 附加了小的交流信号

20、。附加了小的交流信号。 在令交流信号在令交流信号us=0,只考虑直流信号单独作用时只考虑直流信号单独作用时 放大电路的工作状态称为静态。放大电路的工作状态称为静态。 静态分析静态分析着重计算静态值（着重计算静态值（I Q Q、 、ICQ Q、UCEQ Q）和）和 画出静态工作点画出静态工作点Q Q。 估算法：估算法： 图解法：图解法： 主要用于计算静态值（主要用于计算静态值（I Q Q、 、ICQ Q、UCEQ Q） 主要用于画出静态工作点主要用于画出静态工作点Q Q并找出最佳并找出最佳Q Q。 极管及放大电路课件 步骤：原电路步骤：原电路 直流通道直流通道 RB +EC RC (一一)、静态

21、、静态(估算法估算法) 分析的步骤分析的步骤 直流通道直流通道计算计算I Q Q、 、ICQ Q、UCEQ Q 开路开路 开路开路 RB +EC RC C1 C2 T Rs uS 原电路原电路 令令uS=0 极管及放大电路课件 根据直流通道估算根据直流通道估算IBQ Q、 、 ICQ Q、 UCEQ Q、 IBQ Q UBEQ Q E C CB BE EQ Q B BQ Q B B - -U U I I = = R R 0.7 C B E R （RB称为称为偏置电阻偏置电阻，IB称为称为 偏置电流偏置电流） 估算法估算法 ICQ UCEQ Q CQBQ II CECCC UEI R 直流负直流

22、负 载线的载线的 方程方程 +EC RB RC CEQCCCQ UER I C B E R 极管及放大电路课件 IC UCE EC C C E R 直流直流 负载线负载线 与输出与输出 特性的特性的 交点就交点就 是是Q点点 IB (二二)、静态、静态(图解法图解法) 分析的步骤及应用分析的步骤及应用 1、步骤：、步骤： 画出三极管画出三极管 的输出特性的输出特性 画出直流负载线画出直流负载线 （UCE=ECICRC） 计算计算I 直流负载线与直流负载线与 i iB B=I=IB B的输出特性的输出特性 的交点就是的交点就是Q Q点点 Q Q iB 极管及放大电路课件 iC、 uCE变化，使工

23、作点将移动 变化，使工作点将移动 iB uBE vI t iB t IBQ iC t ICQ Q Q iC uCE Q Q2 2 Q Q1 1 UCEQ t iB iC uO iB Rs uS C1 uBE RC T ui i C2 RB +EC （1）、分析）、分析uS造成工作点造成工作点 在在Q点上下移动的原因点上下移动的原因 uS的变化，使的变化，使ui 、 uBE有一有一 微小的变化微小的变化,从而造成从而造成iB、 2 2、图解法的应用、图解法的应用 极管及放大电路课件 （2）、运用图解法选择最佳的静态工作点）、运用图解法选择最佳的静态工作点 可输出的可输出的 最大不失最大不失 真信

24、号真信号 iC uCE uo uBE Q iB t ui iB t vi t EC a、 Q点在直流负载线的中点：点在直流负载线的中点： 可输出的最大不失真信号可输出的最大不失真信号 u0= uCE 极管及放大电路课件 b、 Q点过低：点过低： 放大电路放大电路 产生截止产生截止 失真失真 iC uCE vo uBE iB t ui iB t ui Q t 放大电路产生截止失真放大电路产生截止失真 u0= uCE 极管及放大电路课件 c、 Q点过高：点过高： 放大电路放大电路 产生饱和产生饱和 失真失真 iC uCE uo uBE iB t ui t iB t ui Q t 放大电路产生饱和失

25、真放大电路产生饱和失真 u0= uCE 极管及放大电路课件 思考：思考： 电源电压电源电压VCC，电阻，电阻RB，RC，温度的变化，温度的变化 对静态工作点的影响如何？对静态工作点的影响如何？ iC uCE EC C C E R IB 1 C C E R Q Q Q Q1 1 I1B E1C 以以EC降低为例降低为例 以以RB降低为例降低为例 Q Q3 3 IB I2B Q Q2 2 以以RC增大为例增大为例 Q Q4 4 以温度上升为例以温度上升为例 极管及放大电路课件 例：例： 已知：已知：EC=12V，RC=4k ，RB=300k ， =37.5。用用 估算法计算静态工作点估算法计算静态

26、工作点 解：解： 12 0.0440 300 C BQ B E I R m mA AA A 37.5 0.041.5 CQBQ II m mA A 12 1.5 46 CEQCCQC UEIR V V RB +EC RC C1 C2 T Rs uS IBQ UBEQ +EC RB RC ICQ UCEQ 极管及放大电路课件 二、动态分析二、动态分析 放大电路中各点的电压或电流都是在直流上放大电路中各点的电压或电流都是在直流上 附加了小的交流信号。附加了小的交流信号。 在令直流信号在令直流信号EC=0,只考虑交流信号单独作用时只考虑交流信号单独作用时 放大电路的工作状态称为动态。放大电路的工作状

27、态称为动态。 微变等效法：微变等效法： 图解法：图解法： 用于计算动态值用于计算动态值 略略 动态分析动态分析着重计算动态值（着重计算动态值（ Au 、Aus 、Ri、R0） 分析分析 方法方法 极管及放大电路课件 (一一)、三极管的微变等效电路、三极管的微变等效电路 1、 输入回路的等效输入回路的等效（b、e间的等效）间的等效） 从输入特性可知，当从输入特性可知，当 工作点围绕工作点围绕Q点作小点作小 幅波动时，可将幅波动时，可将Q1、 Q2曲线近似为线段。曲线近似为线段。 26 2001 26 200 beie EQ BQ rh I I () ()( ) () () () ( ) () 或

28、或 m mV V m mA A m mV V m mA A rbe (hie)的量级从几百欧到几千欧。的量级从几百欧到几千欧。 c ube ib uce ic b e iB uBE uBE iBQ Q2 Q1 三极管的三极管的b、e间间 可等效为电阻可等效为电阻 rbe (或或hie) 等等 效效 h hie ie ib b e (rbe) 极管及放大电路课件 iC uCE 从输出特性从输出特性 可知，三极可知，三极 管处于放大管处于放大 区时，区时，i iC C与与uce 无关无关 2、 输出回路的等效输出回路的等效（c、e间的等效）间的等效） 三极管的微变三极管的微变 等效电路等效电路 c

29、 ube ib uce ic b e 三极管的三极管的c、e间间 可等效为一个受可等效为一个受 ib 控制的电流源控制的电流源 c e 简易等效简易等效 完全等效完全等效 c hoe e rce (hoe) 很大很大 可认为可认为 开路开路 (rce) hfeib ( ib) ( ib) hfeib 极管及放大电路课件 三极管的微变等效电路三极管的微变等效电路 等等 效效 c ube ib uce ic b e hoe (rce )很大，很大， 可认为开路可认为开路 ibic c e hfeib ( ib) ic hie (rbe ) ib b 简易等效简易等效 c hoe e (rce) (

30、 ib) hfeib hie (rbe) b 完全等效完全等效 极管及放大电路课件 (二二)、动态分析的步骤、动态分析的步骤 步骤：原电路步骤：原电路交流通道交流通道 短路短路 短路短路 置零置零 Rs uS RB +EC RC C1 C2 T RL u0 ui RB T Rs uS uiRL u0 RB C1 RC C2 RC 原电路原电路 交流通路交流通路 极管及放大电路课件 方法方法:将交流通道中的三极管用微变等效电路代替将交流通道中的三极管用微变等效电路代替 hie 步骤：原电路步骤：原电路交流通道交流通道微变等效电路微变等效电路 交流通路交流通路 RB RCRL ui uo b c

31、e 微变等效电路微变等效电路 iiib Rs uS RB RC RL b c u0 ui us Rs hfeib ic e 动态分析的步骤动态分析的步骤 (rbe) ( ib) 极管及放大电路课件 1、电压放大倍数的计算、电压放大倍数的计算 ib be ui r ocL ui R LLC RRR/令令 特点：特点：负载电阻越小，放负载电阻越小，放 大倍数越小。大倍数越小。 步骤：原电路步骤：原电路交流通道交流通道 计算动态值计算动态值 微变等效电路微变等效电路 hie iiib RB RC RL b c u0 ui us Rs ic e bL i R 0 u i L be uR A ur 动态

32、分析的步动态分析的步 骤骤 (rbe) ( ib) hfeib 极管及放大电路课件 2、输入电阻、输入电阻Ri及放大倍数及放大倍数Aus的计算的计算 beB rR / be r i i i u R i rbe iiib RB RC RL b c u0 ui Rs us ib ic e Ri 26 2001 be EQ r I (mV) ( ) () (mA) 式中：式中： i i S L be RR R r R 动态分析的步骤动态分析的步骤 00 iS ii usu ssi RR uuu A uuu R A 极管及放大电路课件 微变等效法微变等效法 3、输出电阻的计算、输出电阻的计算 R 0

33、0 0 C u RR i rbe ii ib RB RC b c u0 vi Rs ib ic e R i0 求求R0的无源二端网络的无源二端网络 置零置零 rbe iiib RB RC RL b c u0 ui us Rs ib ic e 极管及放大电路课件 2.4 晶体管偏置电路晶体管偏置电路 放大电路的性能与放大电路的静态工作点有着放大电路的性能与放大电路的静态工作点有着 密切的关系。而静态工作点由偏置电路所决定，故密切的关系。而静态工作点由偏置电路所决定，故 偏置电路决定了放大电路的性能。偏置电路决定了放大电路的性能。 偏置电路偏置电路 固定偏置电路（基本共射放大电路）固定偏置电路（基

34、本共射放大电路） 分压式偏置分压式偏置共射放大共射放大电路电路 电流源偏置电路电流源偏置电路 极管及放大电路课件 CBEQ C BQ BB EU E I RR iC vO iB Rs vS C1 vBE RC T vI I C2 RB +VCC IB VBE +VCC RB RC IC VCE .固定偏置电路固定偏置电路 一、固定偏置电路（基本共射放大电路）一、固定偏置电路（基本共射放大电路） 极管及放大电路课件 1、温度对固定偏置电路（基本共射放大电路）静态、温度对固定偏置电路（基本共射放大电路）静态 工作点的影响工作点的影响 T 、 ICEOIC iC uCE Q Q 总的效果是：温度上升

35、时，总的效果是：温度上升时，Q点上移；点上移； 温度下降时，温度下降时，Q点下移；点下移； 温度上升温度上升 时，输出时，输出 特性曲线特性曲线 上移，造上移，造 成成Q点上移。点上移。 极管及放大电路课件 2、稳定静态工作点的措施、稳定静态工作点的措施 固定偏置电路的固定偏置电路的Q点是不稳定的。点是不稳定的。 Q点点 不稳定可能会导致静态工作点靠近饱和区或不稳定可能会导致静态工作点靠近饱和区或 截止区，从而导致饱和失真或截止失真。为截止区，从而导致饱和失真或截止失真。为 此，需要改进偏置电路，使此，需要改进偏置电路，使IC不随温度变化不随温度变化 而变化，而变化， 即做到即做到IC固定，从

36、而就可以抑制固定，从而就可以抑制Q 点的变化，保持点的变化，保持Q点基本稳定。点基本稳定。 （3）、常采用电流源偏置电路。）、常采用电流源偏置电路。 具体方法有具体方法有: （1）、采用热敏电阻的补偿电路。）、采用热敏电阻的补偿电路。 （2）、常采用分压式偏置共射极放大电路）、常采用分压式偏置共射极放大电路 极管及放大电路课件 uO Rs uS C1 RC T ui i C2 RB +EC 0C 采用热敏电阻的补偿电路采用热敏电阻的补偿电路分压式偏置分压式偏置共射极放大共射极放大电路电路 uo RB1 +EC RC C1 C2 RB2 CE RE RL ui Rs uS 极管及放大电路课件 二

37、、分压式偏置电路二、分压式偏置电路 （一）、静态分析（一）、静态分析 I1 I2 IBQ RB1 +EC RC RB2 RE 直流通路直流通路 UCEQ uo RB1 +EC RC C1 C2 RB2 CE RE RL ui Rs uS 极管及放大电路课件 1212BQBQ IIIIII， 、 12 II B2 BQC B1B2 E R U= R+R EBQBEQEQ UUIR BQBEQBQ CQEQ EE UUU II RR 静态值计算静态值计算 ICQ Q可以认为与温度无关，可以认为与温度无关， Q Q点基本稳定。点基本稳定。 CCCECEQEQCQ UUIRIR I1 I2 IBQ Q

38、 RB1 +EC RC RB2 RE 直流通路直流通路 U UCEQ CEQ UBQ Q UBEQ 极管及放大电路课件 （二）、动态分析（二）、动态分析 iBbebe RRrr | oC RR L u be R A r +C uo RB1RC C1 C2 RB2 CE RE RL ui Rs uS uo RB1 RC RL ui RB2 交流通路交流通路 Rs uS rbe RC RL o u i u i i b i c i b i RB 微变等效电路微变等效电路 Rs us 极管及放大电路课件 CE的作用：交流通路中，的作用：交流通路中， CE将将RE短路，短路， RE对交流不起作用，放大倍

39、数、输入电对交流不起作用，放大倍数、输入电 阻不受影响。阻不受影响。 问题问题1：如果去掉如果去掉CE， 静态值会变化吗？静态值会变化吗？ +EC uo RB1RC C1 C2 RB2 CE RE RL ui Rs uS 问题问题2：如果去掉如果去掉CE， 放大倍数、输入电放大倍数、输入电 阻会变化吗？阻会变化吗？ 极管及放大电路课件 去掉去掉 CE 后的交流通路和微变等效电路：后的交流通路和微变等效电路： rbe 1 () Eib beb ui ri R oLb ui R 1 () o i L Ebe u uR A urR uo RB1 RC RL ui RB2 RE Rs uS b c e

40、 RC RL o u RE i u i i b i c i RB Rs us b c e b I 交流通路交流通路 微变等效电路微变等效电路 (1)、电压放大倍数、电压放大倍数 .电压放大倍数降低电压放大倍数降低 极管及放大电路课件 1 / ()/ beEiBiB rRRRRR 1 () Eib beb ui ri R Ri Ri 1 / () i b Ebei rR u R i RC RL o u RE i u i i b i c i RB Rs us b c e rbe b i iiicib RB RC b c ui Rs e R rbe b i RE 0 0 0 C u RR i （2）

41、、输入电阻）、输入电阻 （3）、输出电阻）、输出电阻 .输入电阻增大输入电阻增大 .输出电阻不变输出电阻不变 极管及放大电路课件 RB1 +EC RC C1 C2 T RB2 CE RE1 RL uiuo RE2 问题问题3：如果电路如下图所示，如何分析？如果电路如下图所示，如何分析？ 极管及放大电路课件 （一）、电流源在放大（一）、电流源在放大电路中作为直流偏置的应用及作用电路中作为直流偏置的应用及作用 RC uO C2 +EC ui C1 RB ro Is RC uO C2 +EC ui C1 RB 作用作用: :. .提供稳定偏置电流提供稳定偏置电流 I IE E和和I IC C , ,

42、稳定静态工作点； 稳定静态工作点； 2.2.提高电压放大倍数。提高电压放大倍数。 ro Is 作用作用: :. .提供稳定偏置电流提供稳定偏置电流 I IE E和和I IC C , ,稳定静态工作点； 稳定静态工作点； 2.2.提高输入电阻，提高输入电阻， 1 ()/ beoiB rrRR 三、电流源偏置电路三、电流源偏置电路 极管及放大电路课件 1 1、基本电流源、基本电流源 ( (镜像电流源镜像电流源) ) 2C I (1).(1).参数计算参数计算: : ( (二）、用晶体三极管构成电流源二）、用晶体三极管构成电流源 12BEBEBE UUU ， 1 2 CB III 2() B I 1

43、 1 2 2 1 CB IIII CBEC EUE I RR 12BBB III 12CCB III （当很大时）（当很大时） RoI I IC2 C2I I与三极管参数及温 与三极管参数及温 度无关，相当于电流源度无关，相当于电流源, , 且电流较大。且电流较大。 因为因为T T1 1、T T2 2参数完全相同参数完全相同 I R T1 T2 2IB Ic2 Ic1 +EC I UBE1 UBE2 IB1IB2 极管及放大电路课件 (2)(2)、电流源在放大电路的应用、电流源在放大电路的应用 电流源在电路中，一方面提供集电极电流；另一方电流源在电路中，一方面提供集电极电流；另一方 面它也起集

44、电极电阻面它也起集电极电阻 的作用。 的作用。 由于电流源的交流电阻大，常常在由于电流源的交流电阻大，常常在ICIC中作为有源负中作为有源负 载，提高电压放大倍数。载，提高电压放大倍数。 R RL L T T1 1 T T2 2 +EC I T3 u ui u u0 极管及放大电路课件 2、威尔逊电流源、威尔逊电流源 R Ic3 +EC I T2 T1 2IB Ic1 UBE2 UBE2 IB1IB1 T3 IC2 IB3 IE3 12BEBEBE UUU ， 3 13 1 E CBB I IIII CBEC EUE I RR 12BBB III 12 , CCB III 因为因为T T1 1

45、、T T2 2参数完全相同参数完全相同 32 222() , ECBBBB IIIIII 2 22 1 B I 3 3 2 11 () E CB I II 2 1 22 B II 2 2 2 21 2 22 1 2 II （当（当较较大时）大时）I 极管及放大电路课件 、微电流源、微电流源 12CC III 2212e Ce EBEBE RIRIUU e R用用不不大大的的 2c I就就可可到到得得微微小小的的 T T1 1、T T2 2参数不要求对称参数不要求对称 特点：特点： Ic c1 IR T1 T2 Ic c2 +EC UBE1 UBE2 Re Ie2 1 , CBEC EUE I

46、RR 12 , BEBE UU 1 1 111 ,ln C BE CESBET T S I U III eUU U I 2 2 222 ,ln C BE CESBET T S I U III eUU U I 12 12 lnln CC BEBETT SS II UUUU II 1 2 22 lnln C e CTT CC II RIUU II 极管及放大电路课件 3 3、多路电流源、多路电流源 . 21CC II 、可获得多个恒定电流可获得多个恒定电流 （1 1）、电路结构：）、电路结构： REF I用用一一个个基基准准电电流流 R T1 T3 IBIc3 Ic1 + +C C I Re1 R

47、e2Re3Re4 Ic4 Ic2 T2 T4 极管及放大电路课件 11ECB IIIII BE U 、相相同同 11223344EeeEeEeEe IRIRIRIRIR 11 1 , e CE e R I II R 22 2 , e CE e R I II R 33 3 . e CE e R I II R （2 2）、参数计算）、参数计算 R T1 T3 IBIc3 Ic1 + +C C I Re1 Re2Re3Re4 Ic4 Ic2 T2 T4 1CBEC EUE I RR . 21CC II、电流电流可获得不同比例的输出可获得不同比例的输出 极管及放大电路课件 2.5 放大器三种基本组态放

48、大器三种基本组态 放大器有放大器有 三种组态三种组态 共基极放大电路共基极放大电路 共集电极放大电路共集电极放大电路 共发射极放大电路共发射极放大电路 一、共发射极放大电路一、共发射极放大电路 共发射极放大电路共发射极放大电路 基本型共发射极放大电路基本型共发射极放大电路 分压偏置型共发射极放大电路分压偏置型共发射极放大电路 极管及放大电路课件 二、共基极放大电路二、共基极放大电路 （一）、静态分析（一）、静态分析 Rs uS +EC RC C1C2 u0 ui Cb RB1 RB2 RE +EC RC RB1 RB 2 RE 直流通路直流通路 I1 I2 IBQ RB1 +EC RC RB2

49、 RE UCEQ 极管及放大电路课件 （二）、动态分析（二）、动态分析 Rs uS +EC RC C1C2 u0ui Cb RB1 RB 2 RE Rs uS RCu0 ui RE ec b Rs uS RCu0 ui RE e c b b i 交流通路交流通路 微变等效电路微变等效电路 ib RL RL RL rbe 极管及放大电路课件 1、电压放大倍数的计算、电压放大倍数的计算 ib be ui r obL ui R LLC RRR/令令 0 u i L be uR A ur Rs uS RCu0 ui RE e c b b i ibRL r rbe be 同相电压放大 同相电压放大 RC

50、u0 ui RE e c b b i ibRL r rbe be Ri Ri 2、输入电阻的计算、输入电阻的计算 ie ib be ui r 1() ib be i eb ui r R ii 1 be r 1 R /R / ieie be RR r 输入电阻很小 输入电阻很小 求求i的电路的电路 极管及放大电路课件 Rs uS RCu0 ui RE ec b b i ibRL r rbe be Rs RCu0 ui RE ec b b i ib r rbe be R 求求0的电路的电路 、输出电阻的计算、输出电阻的计算 Rs uS +EC RC C1C2 u0ui Cb RB1 RB 2 RE

51、 0C .输出电阻较大 输出电阻较大 思考思考:共基极放大电路是否共基极放大电路是否 有电流放大作用有电流放大作用? Ai1 极管及放大电路课件 三三 、共集电极放大电路共集电极放大电路 RB +EC RE 直流通道直流通道 RB +EC C1 C2 RE RL uiuo Rs uS （一）、静态分析（一）、静态分析 (又称为射极输出器、电压跟随器）又称为射极输出器、电压跟随器） 极管及放大电路课件 I IBQ BQ I IEQ EQ 1 () C CB BB BQ QE EB BQ QB BE EQ Q E ER R I IR R I IU U C CQ QB BQ Q I II I C C

52、E EQ QC CE EQ QE E U UE EI I R R R RB B + +E EC C R RE E 直流通道直流通道 1 () C CB BE EQ Q B BQ Q B BE E E EU U I I R RR R U UBEQ BEQ I ICQ CQ U UCEQ CEQ 静态分析静态分析 1() CBQECBQE EIREIR 极管及放大电路课件 (二二)、动态分析、动态分析 RB +EC C1 C2 RE RL uiuo Rs uS 交流通路交流通路 i u b i RERL RB o u e i i i Rs us b c e c i 极管及放大电路课件 动态分析动态

53、分析 rbe 微变等效电路微变等效电路 us RE RL RB Rs b c e b i i u b i o u c i i i e i o i 交流通路交流通路 i u b i RERL RB o u e i i i Rs us b c e c i 极管及放大电路课件 微变等效电路微变等效电路 RB +EC C1 C2 RE RL u i uo Rs uS 交流通路交流通路 i u b i RERL RB o u e i i i Rs us b c e c i rbe us RE RL RB Rs b c e b i i u b i o u c i i i e i o i 极管及放大电路课件

54、 oeL u i R / LEL RRR 1 bL i R （） ib beeL ui r i R 1 () b bebL i ri R 1 1 () () bL u b bebL i R A i ri R 1 (1) L beL R rR （） 1. 电压放大倍数电压放大倍数动态分析动态分析 令：令： 1(1), beL rR 、 所以所以 1 u A ， 但电流但电流ie增加了、故输出电流增加了、故输出电流io被放大了被放大了 。 2、输入输出同相且即输出电压跟输入输出同相且即输出电压跟 随输入电压，故称随输入电压，故称电压跟随器电压跟随器。 结论：结论： 1 u A ， rbe us R

55、E RL RB Rs b c e b i i u b i o u c i i i e i o i 极管及放大电路课件 2. 输入电阻输入电阻 1 / /() iBbeL RRrR Ri Ri Ri 1 / () Lib beb ui ri R 1 / () i b Lbei rR u R i / / LEL RRR 令令： 动态分析动态分析 输入电阻较大输入电阻较大 rbe RE RL RB b c e b i i v b i o u c i i i e i o i rbe us RE RL RB Rs b c e b i i u b i o u c i i i e i o i 极管及放大电路

56、课件 3. 输出电阻输出电阻: 用加压求流法求输出电阻用加压求流法求输出电阻。 :/ ssB RRR 设设 R b bes u i rR 动态分析动态分析 置零置零 rbe RE RB Rs b c e b i b i u c i i i e ii R iRE rbe us RE RL RB Rs b c e b i i u b i o u c i i i e i o i 极管及放大电路课件 3. 输出电阻输出电阻用加压求流法求输出电阻。用加压求流法求输出电阻。 1 () REeREb i iiii 11 Ebes i uRrR 0 1 / bes E rR RR 动态分析动态分析 11 Eb

57、es uu RrR 1 o R 11 1 bes E rR R 1 bes rR 输出电阻很小输出电阻很小 rbe RE RB Rs b c e b i b i u c i i i e ii R iRE :/ ssB RRR 设设 b bes u i rR 极管及放大电路课件 四、共射、共集、共基放大电路的比较四、共射、共集、共基放大电路的比较 共射放大电路共射放大电路: 具有反相电压放大和电流放大，输具有反相电压放大和电流放大，输 入、输出电阻适中，可用于输入级入、输出电阻适中，可用于输入级 和中间级。和中间级。 共集放大电路共集放大电路:只对电流放大，对电压有跟随作用，只对电流放大，对电压

58、有跟随作用， 输入电阻大、输出电阻小，可用于输入电阻大、输出电阻小，可用于 输入级、中间级、输出级。输入级、中间级、输出级。 共集放大电路共集放大电路:只对电压同相放大，对电流有跟随作只对电压同相放大，对电流有跟随作 用，输入电阻小、输出电阻大，高频用，输入电阻小、输出电阻大，高频 特性好，可用于高频放大电路。特性好，可用于高频放大电路。 （一）、特点比较（一）、特点比较 极管及放大电路课件 （二）、使用比较（二）、使用比较 1.1.由于输入电阻大，可将共发射极、共集电极放大电由于输入电阻大，可将共发射极、共集电极放大电 路放在放大电路的首级（输入级），提高信号的获路放在放大电路的首级（输入级

59、），提高信号的获 取能力。取能力。 .由于输出电阻小，可将共集电极放大电路放在放大电路由于输出电阻小，可将共集电极放大电路放在放大电路 的末级（输出级），提高带负载能力。的末级（输出级），提高带负载能力。 4. 可将共集电极放大电路放在放大电路的中间（缓冲可将共集电极放大电路放在放大电路的中间（缓冲 级），可以起到电路的阻抗匹配作用。级），可以起到电路的阻抗匹配作用。 放大放大 电路电路1 负载负载 放大放大 电路电路2 放大放大 电路电路3 放大放大 电路电路n 输入输入 信号信号 .由于电压放大倍数大，可将共发射极放大电路放在由于电压放大倍数大，可将共发射极放大电路放在 放大电路的中间（中间级），起电压放大作用。放大电路的中间（中间级），起电压放大作用。 极管及放大电路课件 （三）、共集电极放大电路作为缓冲级，起阻抗匹配作（三）