第四章BJT及放大电路基础

1、 基本要求：基本要求： （1 1）掌握）掌握BJTBJT输入及输出特性，了解其工作原理。输入及输出特性，了解其工作原理。 （2 2）掌握）掌握 BJTBJT放大、饱和、截止三种工作状态条件及放大、饱和、截止三种工作状态条件及 特点。特点。 （3 3）了解）了解BJTBJT主要参数。主要参数。 （4 4）掌握放大电路组成原则、工作原理及基本分析方法。）掌握放大电路组成原则、工作原理及基本分析方法。 （5 5）熟悉放大电路三种基本组态及特点。）熟悉放大电路三种基本组态及特点。 （6 6）了解频率响应的概念。）了解频率响应的概念。 4.1 4.1 双极结型三极管（双极结型三极管（BJTBJT） 4.

2、2 4.2 基本共射极放大电路基本共射极放大电路 4.3 4.3 放大电路的分析方法放大电路的分析方法 4.4 4.4 放大电路静态工作点的稳定问题放大电路静态工作点的稳定问题 4.5 4.5 共集电极放大电路与共基极放大共集电极放大电路与共基极放大 电路电路 4.4.6 6 组合放大电路及多级放大电路组合放大电路及多级放大电路 4.7 4.7 放大电路的频率响应放大电路的频率响应 主要内容：主要内容： (The Bipolar Junction Transistor) 4.1.1 BJT的结构简介的结构简介 一、分类：一、分类： 4.1双极结型三极管（BJT） 按频率：按频率：低频管和高频管

3、低频管和高频管 按功率：按功率：小功率管、中功率管和大功率管小功率管、中功率管和大功率管 按材料：按材料：硅管和锗管硅管和锗管 按类型：按类型：NPN型、型、PNP型型 发射极发射极 Emitter 集电极集电极 Collector 基极基极 Base 发射结发射结Je 集电结集电结Jc 发射区发射区 基区基区 集电区集电区 二、结构及符号：二、结构及符号： E C B NPN T C B E T PNP 结构特点：结构特点： 发射区的掺杂浓度最高；发射区的掺杂浓度最高； 集电区掺杂浓度低于发射区，集电区掺杂浓度低于发射区， 且面积大；且面积大； 基区很薄，且掺杂浓度最低，基区很薄，且掺杂浓度

4、最低， 一般在几个微米至几十个微米一般在几个微米至几十个微米 作作 用用 发射载流子发射载流子 传送控制载流子传送控制载流子 收集载流子收集载流子 二、结构及符号二、结构及符号 E EB RB RC 二、内部载流子传输过程二、内部载流子传输过程（以以NPNNPN型为例型为例） 动画 Re VEE Rc VCC 三、三、 ： 以以 I 为已知量： 为已知量： IC=ICN+ ICBO IE + ICBO IB=IBP+IBNICBO （ ） IE ICBO IE=IC+IB 其中：其中： 共基极电流放大系数共基极电流放大系数 电流分配关系电流分配关系 发射极发射电流 集电极的收集电流 E C E

5、 CN I I I I 集电极集电极-基极间基极间 反向饱和电流反向饱和电流 说明：说明： 只与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与只与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与 外在电压无关，其值小于外在电压无关，其值小于1。 取值取值 =0.9-0.99 以以 I 为已知量 为已知量： 由由 IE=IC+IB IC= IE + ICBO （ IB IC ）CBO 其中：其中： 共射极电流放大系数共射极电流放大系数 CEOBE III)1 ( CEOBCBOBC III 1 1 I 1 I B C B CEOC 1 I I I II ICEO= ICBO /（1- ） =(1+ ) ICBO（穿透电流穿透

6、电流） 说明：说明： 只与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与只与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与 外在电压无关。外在电压无关。 1 四四. . 三极管的三种基本组态三极管的三种基本组态 共集电极接法共集电极接法:集电极作为公共电极，集电极作为公共电极，用用CC表示表示; 共共 基基 极极 接法接法:基基 极作为公共电极，用极作为公共电极，用CB表示表示; 共发射极接法共发射极接法:发射极作为公共电极，用发射极作为公共电极，用CE表示；表示； 共射极电路特性曲线共射极电路特性曲线及及共基极电路特性曲线共基极电路特性曲线。 一、共射极连接时特性曲线一、共射极连接时特性曲线 (以以NPN为例为例) 输

7、入特性曲线输入特性曲线 iB=f(vBE) const CE v 4.1.3BJT的的VI特性曲线：特性曲线： + - b c e 共射极连接共射极连接 VBB VCC vBE iC iB+ - vCE RB RC 常数 CE )( BEB v vfi iB( A) vBE(V) 20 40 60 80 0.40.8 vCE 1V iB=0 20 A 40 A 60 A 80 A 100 A 常数 B )( CEC i vfi 36 iC(mA ) 1 2 3 4 vCE(V) 912 0 放大区放大区 测量测量BJTBJT三个电极对地电位如图所示，三个电极对地电位如图所示， 试判断试判断BJ

8、TBJT的工作区域的工作区域 ？ 放大区放大区 截止区截止区 饱和区饱和区 在三极管放大电路中，测得在三极管放大电路中，测得BJTBJT各个电极对地电各个电极对地电 位如图所示，试判断位如图所示，试判断BJTBJT的类型、材料、电极。的类型、材料、电极。 (a)(a)(b)(b) (c)(c) NPNNPN硅管硅管PNPPNP硅管硅管PNPPNP锗管锗管 E B C EC B C E B 4.1.4 4.1.4 主要参数主要参数 1 1、电流放大倍数、电流放大倍数 、 一般一般 = 0.9 0.99， 1 、只与管子的结构尺只与管子的结构尺 寸和掺杂浓度有关，与外加寸和掺杂浓度有关，与外加 电

9、压无关。电压无关。 共发射极直流电流放大系数共发射极直流电流放大系数 4.1.4 4.1.4 主要参数主要参数 2 2、极间反向饱和电流、极间反向饱和电流 集电极基极间集电极基极间 反向饱和电流反向饱和电流ICBO 交流电流放大系数交流电流放大系数 = IC/ IB vCE=const + b c e - uA Ie=0 VCC ICBO 4.1.4 4.1.4 主要参数主要参数 2 2、极间反向饱和电流、极间反向饱和电流 (2) 集电极发射极间集电极发射极间 反向饱和电流反向饱和电流ICEO + b c e - VCC ICEO uA ICEO 即输出特性曲即输出特性曲 线线IB=0那条曲线

10、所那条曲线所 对应的对应的Y坐标的数值。坐标的数值。 ICEO也称为集电极也称为集电极 发射极间穿透电流。发射极间穿透电流。 iC vCE ICM V(BR)CEO 安全工作区安全工作区 VBE 温度升高，发射结电压下降温度升高，发射结电压下降 （T T升高升高1 1 ， VBE减小2-2.5mV2-2.5mV） 温度升高，温度升高， 增大增大 （T T升高升高1 1 ， 增大增大0.5%-1%0.5%-1%） 4.1.5 温度对温度对BJT主要参数的影响主要参数的影响(P114)了解了解 （ VBE具有负温度系数） BJTBJT的选择及注意事项的选择及注意事项 1 1、BJTBJT必须工作在

11、安全工作区必须工作在安全工作区 2 2、要依使用要求：要依使用要求： 小功率还是大功率，低频还是高频，小功率还是大功率，低频还是高频，值大小等要求值大小等要求 3、注意对应型号选用。、注意对应型号选用。 4、要特别注意温度对三极管的影响要特别注意温度对三极管的影响 。 思考题思考题 1、可否用两个二极管背靠背地相联以构成一个、可否用两个二极管背靠背地相联以构成一个BJT？ 2、BJT符号中的箭头方向代表什么？符号中的箭头方向代表什么？ 3、能否将、能否将BJT的的e、c两电极交换使用？两电极交换使用？ 4、要使、要使BJT具有放大作用，具有放大作用，Je和和Jc的偏置电压应如何连接？的偏置电压

12、应如何连接？ 5、如何判断、如何判断BJT 的三种组态？的三种组态？ 6、有哪几个参数确定、有哪几个参数确定BJT的安全工作区的安全工作区 7 7、三极管组成电路如左图所示，试分析、三极管组成电路如左图所示，试分析 （1 1）当）当Vi=0VVi=0V时时 （2 2）当）当Vi=3VVi=3V时时 电路中三极管的工作状态。电路中三极管的工作状态。 解：（解：（1 1）当）当Vi=0VVi=0V时时 （2 2）当）当Vi=3VVi=3V时时 Vbe=0V,Ib0 Vbe=0V,Ib0 此时三极管处于放大状态。此时三极管处于放大状态。 三极管三极管JeJe结处于正偏，结处于正偏， JcJc结处于反

13、偏状态结处于反偏状态 三极管处于截止状态三极管处于截止状态, , Vo=Vcc=12V Vo=Vcc=12V 8、设某三极管的极限参数、设某三极管的极限参数PCM150mW，ICM 100mA，V（ （BR）CEO 30V。试问：。试问： 分析：（分析：（1） PCMICVCE150mW，所以当，所以当VCE=10V时，时，IC 150/1015mA是最大工作电流是最大工作电流 （2） PCMICVCE150mW，当，当VCE=1V时，时，IC150/1 150mA，超过其最大工作电流，超过其最大工作电流，所以所以I ICM CM 100mA100mA （3） PCMICVCE150mW，当，

14、当IC1mA，V VCE CE 150/1=150V150/1=150V, 超过其最大工作电压，超过其最大工作电压，所以所以VCE CE 30V30V 1、若它的工作电压、若它的工作电压VCE=10V，则工作电流，则工作电流IC最大不得超过多少？最大不得超过多少？ 2、若它的工作电压、若它的工作电压VCE=1V，则工作电流，则工作电流IC最大不得超过多少？最大不得超过多少？ 3、若它的工作电流、若它的工作电流IC =1mA, 则工作电压则工作电压VCE最大不得超过多少？最大不得超过多少？ 作业：作业：P186 4.1.1 4.2.2 4.2.3(a、e、d) (Common- Emitter

15、Amplifier Circuit） (CE) 4.2.1 4.2.1 放大电路基本知识放大电路基本知识(P7)(P7) 4.2基本共射极放大电路 4.2.24.2.2共射极放大电路的组成及放大作用共射极放大电路的组成及放大作用 放大的放大的概念概念： 一是要求一是要求放大电信号放大电信号，即能将微弱的电信号，即能将微弱的电信号 增强到人们所需的数值，以便于人们测量和使用；增强到人们所需的数值，以便于人们测量和使用； 如高温计，其输出电压仅有毫伏量级。如高温计，其输出电压仅有毫伏量级。 二是要求二是要求信号不能失真信号不能失真，即放大后的信号波形，即放大后的信号波形 与放大前的波形的形状相同或

16、基本相同，否则就会与放大前的波形的形状相同或基本相同，否则就会 丢失要传送的信息，失去了放大的意义。丢失要传送的信息，失去了放大的意义。 放大的本质放大的本质是小能量对大能量的控制作用。是小能量对大能量的控制作用。 4.2.1 4.2.1 放大电路基本知识放大电路基本知识 4. 2. 14. 2. 1放大电路的基本知识放大电路的基本知识 输入电阻输入电阻 输出电阻输出电阻 电压放大模型电压放大模型 电流放大模型电流放大模型 放大电路模型放大电路模型(P7)(P7) 放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标(P12)(P12) 增益增益 互阻放大模型互阻放大模型 互导放大模型互导放大模型 隔

17、离放大电路模型隔离放大电路模型 频率响应及带宽频率响应及带宽 非线性失真非线性失真 4.2.1 放大电路模型及其性能指标放大电路模型及其性能指标 电压增益（电压放大倍数）电压增益（电压放大倍数） Rs 放放大大电电路路 IoIi + Vo + Vs + Vi RL i o V V A V 电流增益电流增益 i o I I AI 互阻增益互阻增益 )( i o I V AR 互导增益互导增益 )S( i o V I AG 信号源信号源 负载负载 放大电路模型放大电路模型 放大电路是一个双口网络。从端口特性来研究放大放大电路是一个双口网络。从端口特性来研究放大 电路，可将其等效成具有某种端口特性的

18、等效电路。电路，可将其等效成具有某种端口特性的等效电路。 Rs 放放大大电电路路 IoIi + Vo + Vs + Vi RL 信号源信号源 负载负载 输入端口特性可以等效为一个输入电阻输入端口特性可以等效为一个输入电阻 输出端口可以根据不同情况等效成不同的电路形式输出端口可以根据不同情况等效成不同的电路形式 放大电路模型放大电路模型 负载开路时的负载开路时的 电压增益电压增益 1. 电压放大模型电压放大模型 Rs + Vi + Vo + RLVs Rs + Vs Vi + Vo + RiRL Rs + Vs Vi + Vo + + RiRLViAVO Rs + Vs Vi + Ro Vo +

19、 + RiRLViAVO OV A i R输入电阻输入电阻 o R输出电阻输出电阻 由输出回路得由输出回路得 Lo L iOo RR R VAV V 则电压增益为则电压增益为 i o V V A V Lo L O RR R A V 由此可见由此可见 L R V A 即负载的大小会影响增益的大小即负载的大小会影响增益的大小 要想减小负载的影响，则希望要想减小负载的影响，则希望？ （考虑改变放大电路的参数）（考虑改变放大电路的参数） Lo RR 理想情况理想情况0 o R 放大电路模型放大电路模型 另一方面，考虑到另一方面，考虑到 输入回路对信号源的输入回路对信号源的 衰减衰减 Rs + Vs V

20、i + Ro Vo + + RiRLViAVO si RR 理想理想 有有 s is i i V RR R V 要想减小衰减，则希望要想减小衰减，则希望？ i R Rs 放放大大电电路路 IoIi + Vo + Vs + Vi RL Rs + Vs Vi + Ro Vo + + RiRLViAVO 电压放大模型电压放大模型 电流放大模型电流放大模型 放大电路模型放大电路模型 关 心 输 出 电关 心 输 出 电 流与输入电流的流与输入电流的 关系关系 2. 电流放大模型电流放大模型 放大电路模型放大电路模型 负载短路时的负载短路时的 电流增益电流增益 2. 电流放大模型电流放大模型 IS A

21、由输出回路得由输出回路得 Lo o io RR R IAI IS 则电流增益为则电流增益为 i o I I AI Lo o RR R AIS 由此可见由此可见 L R I A 要想减小负载的影响，则希望要想减小负载的影响，则希望？ Lo RR 理想情况理想情况 o R 由输入回路得由输入回路得 is s si RR R II 要想减小对信号源的衰减，则希望要想减小对信号源的衰减，则希望？ si RR 理想理想 0 i R 放大电路模型放大电路模型 3. 互阻放大模型（自看）互阻放大模型（自看） 输入输出回路没有公共端输入输出回路没有公共端 安全性强，抗干扰能力强安全性强，抗干扰能力强 4. 互

22、导放大模型（自看）互导放大模型（自看） 5. 隔离放大电路模型隔离放大电路模型 Ro + RiViAV O V o + Vi + 放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标 1. 输入电阻输入电阻 i i i I V R Rs + Vs Vi + Ri Ii 放放 大大 电电 路路 放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标 2. 输出电阻输出电阻 iOo VAV V Ro Vo + + RLViAVO 放放 大大 电电 路路 Ro + ViAVO 放放 大大 电电 路路 + Vo Lo L iOo RR R VAV V 所以所以 LL o o o RR V V R 放放大大电电路路 IT

23、 + VT Ro + Vs=0 另一方法另一方法 L RV I V R 0 T T o s 放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标 3. 增益增益 反映放大电路在输入信号控制下，将供电电源能量反映放大电路在输入信号控制下，将供电电源能量 转换为输出信号能量的能力转换为输出信号能量的能力 其中其中 )dB(lg20 V A 电电压压增增益益 “ “甲放大电路的增益为甲放大电路的增益为-20-20倍倍”和和“乙放大电路的增益为乙放大电路的增益为-20dB”-20dB”， 问哪个电路的增益大？问哪个电路的增益大？ 四种增益四种增益 i o V V A V i o I I AI i o I V

24、AR i o V I AG IV AA 、常用分贝（常用分贝（dBdB）表示）表示 )dB(lg20 I A 电电流流增增益益 )dB(lg10 P A 功率增益功率增益 放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标 4. 频率响应及带宽（频域指标）频率响应及带宽（频域指标） A.A.频率响应及带宽频率响应及带宽 电压增益可表示为电压增益可表示为 )( )( )( i o jV jV jA V 在输入正弦信号情况下，输出随输入信号频率连续变化的稳态在输入正弦信号情况下，输出随输入信号频率连续变化的稳态 响应，称为放大电路的频率响应。响应，称为放大电路的频率响应。 Rs 放放大大电电路路 IoI

25、i + Vo + Vs + Vi RL )()( )( )( io i o jV jV 或写为或写为)()( VV AA 其中其中称为幅频响应称为幅频响应 )( )( )( i o jV jV A V 称称为为相相频频响响应应)()()( io 放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标 4. 频率响应及带宽（频域指标）频率响应及带宽（频域指标） A.A.频率响应及带宽频率响应及带宽 普通音响系统放大电路的幅频响应普通音响系统放大电路的幅频响应 该图称为波特图该图称为波特图 纵轴：纵轴：dBdB 横轴：对数坐标横轴：对数坐标 放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标 4. 频率响应及带宽

26、（频域指标）频率响应及带宽（频域指标） A.A.频率响应及带宽频率响应及带宽 其中其中上上限限频频率率 H f 普通音响系统放大电路的幅频响应普通音响系统放大电路的幅频响应 0 3dB 20lg|AV|/dB 带宽带宽 2 20 40 60 202 1022 1032 104f/Hz fLfH 高频区高频区 中频区中频区 低频区低频区 3dB 频率点频率点 （半功率点）（半功率点） 3dB 频率点频率点 （半功率点）（半功率点） 下下限限频频率率 L f 称称为为带带宽宽 LH ffBW HLH fBWff 时时，当当 直流直流( (直接耦合直接耦合) )放大电路放大电路 的幅频响应与此有何区

27、别？的幅频响应与此有何区别？ （P16 P16 图图1.5.51.5.5） 放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标 4. 频率响应及带宽（频域指标）频率响应及带宽（频域指标） B.B.频率失真（线性失真）频率失真（线性失真） 幅度失真：幅度失真： 对不同频率的信号增对不同频率的信号增 益不同，产生的失真。益不同，产生的失真。 O t I O t O 基波基波 二次谐波二次谐波 输入信号输入信号 输出信号输出信号 基波基波 二次谐波二次谐波 放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标 4. 频率响应及带宽（频域指标）频率响应及带宽（频域指标） B.B.频率失真（线性失真）频率失真（线性失

28、真） 幅度失真：幅度失真： 对不同频率的信号增对不同频率的信号增 益不同，产生的失真。益不同，产生的失真。 相位失真：相位失真： 对不同频率的信号相对不同频率的信号相 移不同，产生的失真。移不同，产生的失真。 放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标 5. 非线性失真非线性失真 由元器件非线性特性由元器件非线性特性 引起的失真。引起的失真。 非线性失真系数非线性失真系数 O t I O t O 一、电路组成：一、电路组成： 输入回路输入回路输出回路输出回路 输入端输入端-b(基极）基极）输出端输出端-c(集电极）集电极） 公共端（地点）公共端（地点）-e(发射极）发射极） 4.2.2 基本

29、共射极放大电路组成及放大作用：基本共射极放大电路组成及放大作用： 二、各器件作用：二、各器件作用： 1 1 三三 极极 管管T核心部件，起放大作用。核心部件，起放大作用。 V VBB：保证：保证J Je正偏，取值一般为正偏，取值一般为几几V-V-几十几十V V。 R Rb：基极偏置电阻。保证：基极偏置电阻。保证v vi 输入至基极，取值一般为输入至基极，取值一般为 几十几十-几百几百K K 。 2 2 输入回路输入回路 V VBB + R+ Rb基极偏置电路，为基极偏置电路，为BJTBJT提供提供 基极偏置电流使其工作在线性区基极偏置电流使其工作在线性区 。 3 3 输出回路输出回路 V VC

30、C + R+ RC R RC ：集电极电阻。将变化的集电极电流转换为电压：集电极电阻。将变化的集电极电流转换为电压 输出取值一般输出取值一般 为为几几-几十几十K K 。 V VCC：保证：保证J JC反偏，为输出提供能量。取值一般为反偏，为输出提供能量。取值一般为 几几V-V-几十几十V V。 通常通常V VCC = V = VBB 4 4 耦合电容耦合电容Cb1，Cb2隔断直流传送交流。隔断直流传送交流。 取值一般为取值一般为几几-几十几十uFuF电解电容。电解电容。 电容极性：电容极性： Cb1 + -b+ -b Cb2 + -c+ -c 简化电路简化电路 4.2.3 基本共射极放大电路

31、的工作原理：基本共射极放大电路的工作原理： 一、符号表示规则：一、符号表示规则： 总瞬时值：总瞬时值：小小大 大 如 如 iB iB 直流分量：直流分量：大大大 大 如 如 IB IB 交流分量：交流分量： 瞬时值瞬时值：小小小 小 如 如 ib ib 峰峰 值值：大大小 小m 如 如 Ibm Ibm 有效值有效值：大大小 小 如 如 Ib 相相 量量：大大小 小 如 如 Ib = IB + ib 二、二、工作原理工作原理： 1 直流工作状态：直流工作状态： vi =0V=0V I IB = = （V VBB - - V VBE）/R/Rb IC = IB VCE = V VCC - IC R

32、 RC vo=0V=0V I IB I IC V VCE Vcb1 = VBE Vcb2 = VCE 2、交流工作状态：、交流工作状态： vi = = V Vimsin(wt) sin(wt) vBE = =vi+ +Vcb1 = =vi+ +VBE i iB = =i ib+ +IB i iC= =i ic+ +IC vCE = =vce+ +VCE = =V VCC- - iC R RC vo = =vCE- -Vcb2 = =vCE- -VCE 结论：结论： （1）直流直流为基础，为基础，交流交流为对象为对象。交直共存。交直共存。 （2）相位关系：）相位关系： v vo 与与v vi相位

33、相反。共射极放相位相反。共射极放 大电路为大电路为反相放大电路反相放大电路。 放大电路的本质：放大电路的本质： 能量转换器。能量转换器。 直流电源直流电源V VCC直流能量直流能量 交流能量交流能量 BJT （3 3）放大电路的静态和动态）放大电路的静态和动态 静态：静态：输入信号为零（输入信号为零（v vi i= 0 = 0 或或 i ii i= 0= 0）时，）时， 放大电路的工作状态，也称放大电路的工作状态，也称直流工作状态直流工作状态。 动态：动态：输入信号不为零时，放大电路的工作输入信号不为零时，放大电路的工作 状态，也称状态，也称交流工作状态交流工作状态。 电路处于静态时，三极管各

34、电极的电压、电电路处于静态时，三极管各电极的电压、电 流在特性曲线上确定为一点，称为流在特性曲线上确定为一点，称为静态工作点静态工作点， 常称为常称为Q点。一般用点。一般用IB、 IC、和、和VCE （或（或IBQ、ICQ、 和和VCEQ ）表示。）表示。 （4 4）直流通路与交流通路：直流通路与交流通路： 静态分析：静态分析：分析电路的直流工作状态分析电路的直流工作状态 求求Q(I IB 、 I IC、 V VCE )-电路静态工作点。电路静态工作点。 直流通路直流通路：直流信号的流通路径直流信号的流通路径 确定方法：确定方法： 电容开路电容开路 动态分析：动态分析：分析电路的交流工作状态分

35、析电路的交流工作状态 交流通路：交流通路：交流信号的流通路径交流信号的流通路径 确定方法：确定方法： 大电容短路大电容短路 直流电源短接直流电源短接 例：画出下面电路的直流通路。例：画出下面电路的直流通路。 例：画出下面电路的交流通路。例：画出下面电路的交流通路。 C e (5) (5) 用估算法确定静态值用估算法确定静态值 BEBCC V : KVLVRI b 由 bR VV I BECC B bR V I CC B 根据电流放大作用根据电流放大作用 C I B I 当当VBEIB ， CC b2b1 b2 B V RR R V 若若 不随温度变化而变化。不随温度变化而变化。 一般取一般取

36、I1 =(510)IB ， VB =3V5V 且且Re可取大些，反馈控制作用更强。可取大些，反馈控制作用更强。 1. 稳定工作点原理稳定工作点原理 基极分压式射极偏置电路基极分压式射极偏置电路 b点电位基本不变的条件点电位基本不变的条件 I1 IB ，VB VBE 4.4.2 4.4.2 射极偏置电路射极偏置电路 2. 放大电路指标分析放大电路指标分析 静态工作点静态工作点 CC b2b1 b2 B V RR R V e BEB EC R VV II )( ecCCCeEcCCCCE RRIVRIRIVV C B I I 电容开路电容开路,画出直流通道画出直流通道 +VCC Rb1Rc Rb2

37、 Re IC IE IB VCE 4.4.2 4.4.2 射极偏置电路射极偏置电路 2. 放大电路指标分析放大电路指标分析 ib ib vi vo Rb1 b e RC RL rbe c Rb1 小信号电路小信号电路 2. 2. 放大电路指标分析放大电路指标分析 电压放大倍数电压放大倍数 输出回路：输出回路： )/( Lcbo RRIV 输入回路：输入回路： ebbebeebebi )1(RIrIRIrIV 电压增益：电压增益： ebe Lc ebeb Lcb i o V )1( )/( )1( )/( Rr RR RrI RRI V V A 2. 放大电路指标分析放大电路指标分析 输入电阻输

38、入电阻 )1(/ ebeb2b1 T T i RrRR I V R bRT b III ebbebeebebT )1(RIrIRIrIV )/( b2b1RT b RRIV 根据定义根据定义 由电路列出方程由电路列出方程 则输入电阻则输入电阻 放大电路的输入电阻不包含信号源的内阻放大电路的输入电阻不包含信号源的内阻 T T i I V R 2. 放大电路指标分析放大电路指标分析 输出电阻输出电阻 求输出电阻的等效电路求输出电阻的等效电路 网络内独立源置零网络内独立源置零 负载开路负载开路 输出端口加测试电压输出端口加测试电压 不考虑电阻不考虑电阻r rce ce， co RR 考虑电阻考虑电阻

39、r rce ce，是什么情况？自学 是什么情况？自学P137P137 3. 基本射极放大电路与分压式射极偏置电路的比较基本射极放大电路与分压式射极偏置电路的比较 共射极放大电路共射极放大电路 静态：静态： b BECC B R VV I BC II cCCCCE RIVV CC b2b1 b2 B V RR R V e BEB EC R VV II )( eeCCCCE RRIVV C B I I 分压式射极偏置电路分压式射极偏置电路 3.基本射极放大电路基本射极放大电路与与分压式射极偏置分压式射极偏置电路的比较电路的比较 基本共射极放大电路基本共射极放大电路 电压增益：电压增益： be Lc

40、 )/( r RR A V ebe Lc V )1( )/( Rr RR A Rb vi RcRLi V b I c I O V b I 基本共射极放大电路基本共射极放大电路 输入电阻：输入电阻： beb i i i /rR I V R ebeb2b1i )1(/RrRRR 输出电阻：输出电阻： Ro = Rc co RR be Lc ebe Lc V )/( )1( )/( r RR Rr RR A beb2b1ebeb2b1i /)1(/rRRRrRRR end 例：如图所示，例：如图所示，VCC=12V， Rb1=5k，Rb2=15k ， Re=2.3k ，Rc=5.1k ， RL=5.

41、1k ；=50，rbe=1.5k， VBEQ= 0.7V。 (1).估算静态工作点估算静态工作点Q (2).分别求有、无分别求有、无Ce时的时的Au和和Ri 解：解： (1)静态工作点静态工作点: CC b2b1 b1 BQ V RR R V e BEQBQ EQCQ R VV II )( ecCQCCCEQ RRIVV V312 155 5 mA1 3 . 2 7 . 03 V6 . 4) 3 . 21 . 5(112 1 BQ EQ I ImA02. 0 501 1 Rb1 +VCC Rc C1 C2 T Rb2 Ce Re1 RL ui uo Re2 + + - - + + - - (2

42、)求求AU和和Ri 当有当有Ce时时: be L u r R A bebbi rRRR/ 21 当无当无Ce时，因为时，因为(1+)Rerbe 且且1，所以，所以 e L u R R A ebebbi RrRRR1/ 21 可以看出，当无可以看出，当无Ce时，时， 电压放大倍数很低电压放大倍数很低 85 5 . 1 2/ 1 . 5 50 / be cL r RR kkkk07. 15 . 1/15/5 7 .1 3 .2 2/1 .5 k75. 33 . 25015 . 1/15/5 解决办法如图：解决办法如图： Re1较小，直流通路中较小，直流通路中Re1 与与Re2均起作用均起作用 交流

43、通路中只有交流通路中只有Re1起作用起作用 这样既能保证静态工作点这样既能保证静态工作点 稳定又能使电路有较高的稳定又能使电路有较高的 放大倍数放大倍数 二、含双电源的射极偏置电路：二、含双电源的射极偏置电路： (P139) (P139) ( (自学自学) ) 三、含有恒流源的射极偏置电路：三、含有恒流源的射极偏置电路： (P139) (P139) ( (自学自学) ) 4.5.1 共集电极电路共集电极电路 共集电极电路如图示共集电极电路如图示 该电路也称为该电路也称为射极输出器射极输出器 求静态工作点求静态工作点 eb BECC B )1(RR VV I eCCCeECCCE RIVRIVV

44、 BC II eEBEbBCC RIVRIV BE )1(II 由由 得得 小信号电路小信号电路 iV iI bI cI oV bI B R RERL 4.5.1 共集电极电路共集电极电路 rbe L eoRIV LEL R/RR L bRI1 ）（ L e be biRIrIV L b be bRI )1 (rI L b be b L b RI)1(rI RI)1( Lbe L R)1(r R1 ）（ 电压放大倍数电压放大倍数 rbe iV iI bI cI oV bI B R RERL Ie u A = Vo Vi 4.5.1 共集电极电路共集电极电路 输入电阻输入电阻 rbe iV iI

45、 bI cI oV bI B R RERL IR L e be biRIrIV L b be bRI )1 (rI Ib= Vi rbe+(1+ )RL ri= Vi Ii = Vi Vi RB + Vi rbe+(1+ )RL =R B/rbe+(1+ )RL Ii=IRB+Ib = Vi RB + Vi rbe+(1+ )RL 4.5.1 共集电极电路共集电极电路 用加压求流法求输出电阻。用加压求流法求输出电阻。 rbe iV iI bI cI sV bI B R RE Rs Ro 置置0 保留保留 输出电阻输出电阻 4.5.1 共集电极电路共集电极电路 ebbIIII Esbesbe R

46、 V Rr V Rr V Bss R/R R V I bI bI Rs rbe B R RE eI I V r o E sbe R 1 Rr 1 1 1 Rr /R sbe E （加压求流法）（加压求流法） 4.5.1 共集电极电路共集电极电路 输出电阻输出电阻 Lbe L v R) 1(r R) 1( A Lbebi R) 1(r/RR 1 Rr R sbe o 4.5.2 4.5.2 共基极电路共基极电路 静态工作点静态工作点 直流通路与射极直流通路与射极 偏置电路相同偏置电路相同 CC b2b1 b2 B V RR R V e BEB EC R VV II )( ecCCCeEcCCCC

47、E RRIVRIRIVV C B I I 3.6 3.6 共集电极电路和共基极电路共集电极电路和共基极电路 4.5.2 4.5.2 共基极电路共基极电路 小信号电路小信号电路 4.5.3 三种组态的比较三种组态的比较 P148 电压增益：电压增益： be Lc )/( r RR 输入电阻：输入电阻： beb /rR 输出电阻：输出电阻： c R )/)(1( )/()1( Lebe Le RRr RR )/)(1(/ Lebeb RRrR 1 )/( / bebs e rRR R be Lc )/( r RR 1 / be e r R c R 4.6 组合放大电路 概念：多只概念：多只BJT构

48、成复合管构成复合管 或两个不同组态电路配合使用，或两个不同组态电路配合使用， 如：如：CC-CE，CC-CC，CE-CB等等 改善放大改善放大 电路性能电路性能 ic1= 1 ib1 , ic2= 2 ib2 = 2 (1+ 1 ) ib1, ic = ic1+ ic2 = 1+ 2 (1+ 1 ) ib. ib2= ie1=(1+ 1 ) ib1 , T1 NPN T2 NPN ib ic ie B E C ib b ic c ie NPN ib= ib1 , E B C T2 NPN ib ic ie B C E ib b ic c ie PNP 结论：结论： A 复合管类型同复合管类型同

49、T1管；管； B 连接原则：连接原则： T1、T2中实际电流不中实际电流不 冲突且都工作在放大区。冲突且都工作在放大区。 C 复合管复合管 = 1 2 ； 同类型同类型 rbe = (1+ 1 ) rbe2 + rbe1 互补型 互补型 rbe = rbe1 作用：提高电流放大系数，增大电阻作用：提高电流放大系数，增大电阻r rbe be 复合管也称为复合管也称为达林顿管达林顿管 4.6.2 基本放大电路派生电路 电压放大倍数？ RB +VCC RC1 C1 C2 + + ui uo RC2 RE1 RE2 4.6.2 基本放大电路派生电路 l复合管共射放大电路 电路电路 交流等效电路交流等效

50、电路 0 2 . 1 . 0 . ccIII1 . 21 bI 2 2 . 1 1 . be b be birIrIU 21 . 1 1 . 1 bebbe brIrI 0 LC OoRRIU/ . iOUUUA . / 211 21 1 / bebe LC rr RR 时，1,1 1121 bebe rr LC bRRI/1 . 21 2 2 / . be LC r RR U A 2 . 1 1/ bebebi rrRR 可见，电压放大倍数与没用复合管时相当，输入电阻明显增大，可见，电压放大倍数与没用复合管时相当，输入电阻明显增大， 电流放大能力明显增强。电流放大能力明显增强。 4.6.1

51、共射共射- -共基放大电路：共基放大电路：(CE-CB) (CE-CB) P149 CE CB 特点：特点： 1.高频信能好，高频信能好， 有较宽的带宽。有较宽的带宽。 2.增益较大，增益较大， 放大能力强。放大能力强。 自学自学 4.7 多级放大电路多级放大电路(补充补充) 为获得足够大的放大倍数，为获得足够大的放大倍数， 将若干单级放大器按一定方式串接，将若干单级放大器按一定方式串接， 组成多级放大器组成多级放大器 第一级第一级第二级第二级第第n-1级级第第n级级 输入输入 输出输出 耦合耦合 级级 (1)(1)直接耦合直接耦合 (2)(2)阻容耦合阻容耦合 (3)(3)变压器耦合变压器耦

52、合 4.7.1 4.7.1 基本概念基本概念 1、多级放大器、多级放大器 2、级、级 3、耦合方式、耦合方式 级与级之间的连接方式级与级之间的连接方式 直接耦合：直接耦合： 将放大电路的前级输出端直接将放大电路的前级输出端直接 接至后级输入端。接至后级输入端。 缺点：缺点：各级各级Q Q互相影响，设计互相影响，设计 调试不便，有严重漂移问题。调试不便，有严重漂移问题。 优点：优点：可放大低频甚至直流信号，可放大低频甚至直流信号， 利于集成利于集成。 应用：应用：交直流集成放大器交直流集成放大器。 将放大电路的前级输出端将放大电路的前级输出端 通过通过电容电容接至后级输入端。接至后级输入端。 耦

53、合电容耦合电容 缺点：缺点：只能传输交流信号，只能传输交流信号， 漂移信号和低频信漂移信号和低频信 号不能通过，不利号不能通过，不利 于集成。于集成。 优点：优点：各级各级Q Q独立，设计、独立，设计、 调试方便，体积调试方便，体积 小、成本低。小、成本低。 应用：应用：交流放大器交流放大器。 阻容耦合：阻容耦合： 变压器耦合变压器耦合 放大电路的前级放大电路的前级 输出端通过输出端通过变压器变压器接接 至后级输入端或负载至后级输入端或负载 上。上。 优点：优点：各级各级Q Q独立，独立， 设计、调试方便，能实现阻抗变换。设计、调试方便，能实现阻抗变换。 缺点：缺点：低频特性差，不能放大缓变信

54、号，笨重，低频特性差，不能放大缓变信号，笨重， 不利于集成不利于集成。 应用：应用：分立器件功率放大电路。分立器件功率放大电路。 变压器变压器变压器变压器 4.7 多级放大电路多级放大电路 4.7.2多级放大电路分析多级放大电路分析 由于电容的隔直作用，各级放大器的由于电容的隔直作用，各级放大器的Q Q点相互独立。点相互独立。 (2) (2) 前一级的输出电压是后一级的输入电压。前一级的输出电压是后一级的输入电压。 (3) (3) 后一级的输入电阻是前一级的交流负载电阻。后一级的输入电阻是前一级的交流负载电阻。 (4) (4) 总电压放大倍数总电压放大倍数= =各级放大倍数的乘积。各级放大倍数

55、的乘积。 (5)(5)总输入电阻总输入电阻r ri i即为第一级的输入电阻即为第一级的输入电阻r ri1 i1 。 。 (6)(6)总输出电阻即为最后一级的输出电阻总输出电阻即为最后一级的输出电阻. . 以阻容耦合为例以阻容耦合为例 R11RC1 C11 C12 R12 C E1 RE1 u i R21 +EC RC2 C21 C22 R22 C E2 RE2 RL u o 4.7 多级放大电路多级放大电路 R11RC1 C11 C12 R12 CE1 RE1ui R21 +EC RC2 C21 C22 R22 CE2 RE2 RL uo ri=ri1 ro ri2 uo1 ui2 前一级的输

56、出电压前一级的输出电压 是后一级的输入电压是后一级的输入电压 后一级的输入后一级的输入 电阻是前一级的电阻是前一级的 交流负载电阻交流负载电阻。 4.7 多级放大电路多级放大电路 ri2 rbe1 RC1 iU R11R12 B E C Ic1 Ib1 Uo1 第一级的微变等效电路第一级的微变等效电路 第二级的第二级的 输入电阻输入电阻 ri= ri 1 = R11/ R12/ rbe1=- 1 RC1/ri2 rbe1 Au1= Uo1 Ui 4.7 多级放大电路多级放大电路 ri 2 = R21/ R22/ rbe2 =- 2 RC2/RL rbe2 Au2= Uo Ui2 ro = RC

57、2 rbe2 RC2 RL oU R22 B E C Ic2 Ib2 R21 Ui2 第二级的微变等效电路第二级的微变等效电路 4.7 多级放大电路多级放大电路 Au= Uo Ui = Uo1 Ui Uo Ui2 = Au1Au2 = 1 RC1/ri2 rbe1 2 RC2/RL rbe2 Au为正，输入输出同相为正，输入输出同相 总放大倍数等于各级总放大倍数等于各级 放大倍数的乘积放大倍数的乘积 R11RC1 C11 C12 R12 CE1 RE1 u i R21 +EC RC2 C21 C22 R22 CE 2 RE2 RL uo 例：例： 如图，如图，R1=15k, R2=R3 =5k

58、 , R4=2.3k , R5=100k , R6=RL=5k ; VCC=12V; =50, rbe1=1.2k , rbe2=1k, , VBEQ1 =VBEQ2=0.7V 求求:Q点、点、Av、Ri和和Ro VV RR R V CCB 3 21 2 1 解解：1、求静态工作点、求静态工作点Q mA R VV I BEB E 1 4 11 1 mA I I E B 02. 0 1 1 1 VRRIVV ECCCE 7 . 4)( 4311 mA RR VV I BECC B 032. 0 )1 ( 65 2 2 mAII BE 6 .1)1 ( 22 VRIVV ECCCE 4 622 2

59、、求、求Av、Ri和和Ro 首先求出第一首先求出第一 级的负载电阻级的负载电阻 即第二级的输即第二级的输 入电阻：入电阻： kRRrRR Lbei 56)/)(1 (/ 6252 191 )/( 1 231 1 be i v r RR A 992.0 )/)(1( )/)(1( 622 62 2 Lbe L v RRr RR A 189 21 vvv AAA krRRR bei 1.1/ 121 118 1 / / 2 532 6 RRr RR be o 4.8 4.8 放大电路的频率响应放大电路的频率响应（了解）（了解）(P154) 一、研究放大电路频率响应的必要性：一、研究放大电路频率响应

60、的必要性： 放大倍数放大倍数( (增益增益) )是信号频率的函数，是信号频率的函数，这种函数关系称为这种函数关系称为 频率响应或频率特性（简称为频响）。频率响应或频率特性（简称为频响）。 实际放大电路的输入信号实际放大电路的输入信号不是单一频率不是单一频率的信号：的信号： 如：广播中语音及音乐如：广播中语音及音乐 20Hz 20Hz 20KHz20KHz 视频信号视频信号 DC DC 4.5MHz4.5MHz 放大电路中存在放大电路中存在电抗元件电抗元件(耦合电容、旁路电容、耦合电容、旁路电容、 BJT结电容结电容)，其电抗随信号频率变化而变化，放大，其电抗随信号频率变化而变化，放大 电路对不