电子技术-基本放大电路知识点

1、电子技术电子技术9.7 场效应型晶体管基本放大电路场效应型晶体管基本放大电路 9.8 多级放大电路多级放大电路 9.9 差分放大电路差分放大电路 9.10 功率放大电路功率放大电路 电子技术电子技术最新第最新第9章放大电路章放大电路-知识点知识点13基本结构基本结构 按按PN结结的的组合方式可分为组合方式可分为NPN型和型和PNP型型。PNP型：型：NPN型型：N P N基极基极 基区基区 集电极集电极 集电区集电区 集电结集电结 发射极发射极 发射区发射区 发射结发射结 N P N P N P基极基极 基区基区 集电极集电极 集电区集电区 集电结集电结 发射极发射极 发射区发射区 发射结发射

2、结 P N P 结构示意图结构示意图最新第最新第9章放大电路章放大电路-知识点知识点14 其结构特点：其结构特点： 1)三个导电区三个导电区 发射区：参杂浓度最大发射区：参杂浓度最大, , 发射载流子。发射载流子。 基区：很薄，参杂浓度最小基区：很薄，参杂浓度最小, , 控制载流子。控制载流子。 集电区：体积大，参杂浓度小于发射区，集电区：体积大，参杂浓度小于发射区， 收集载流子。收集载流子。 2)两个两个PN结：结：发射结、集电结。发射结、集电结。 3)三个电极三个电极：发射极发射极E、基极、基极B、集电极、集电极C。N P N基极基极基区基区集电极集电极集电区集电区集电结集电结发射极发射极

3、发射区发射区发射结发射结N P NBECCBENPN管图形符号管图形符号PNP管图形符号管图形符号最新第最新第9章放大电路章放大电路-知识点知识点15BECBECBEC共发射极接法共发射极接法 共集电极接法共集电极接法 共基极接法共基极接法 工作状态取决于两个工作状态取决于两个PN结的偏置方向。结的偏置方向。 工作状态有三种：放大、饱和、截止。工作状态有三种：放大、饱和、截止。 晶体管的接法：晶体管的接法：以下将以共发射极接法为主，以以下将以共发射极接法为主，以NPN管为例介绍工作状态。管为例介绍工作状态。最新第最新第9章放大电路章放大电路-知识点知识点16条件条件: 发射结正偏发射结正偏,

4、集电结反偏。集电结反偏。 发射区发射载流子发射区发射载流子 形成电流形成电流IE ; 少部分在基区被复合少部分在基区被复合 形成形成IB ; 大部分被集电区收集大部分被集电区收集 形成形成IC。1放大状态放大状态电流的形成电流的形成NPNB E CRCUCC UBB RB晶体管中载流子的运动过程晶体管中载流子的运动过程IEICIB最新第最新第9章放大电路章放大电路-知识点知识点17 电流的关系电流的关系 IE= IB +IC 当当 IB = 0 时，时， 直流直流 (静态静态) 电流放大系数电流放大系数 交流交流 (动态动态) 电流放大系数电流放大系数 IC IBICICEO IB0 = IC

5、 IB= UCE =常数常数 IC IB IC = ICEO （穿透电流）（穿透电流）电路图电路图NPNB E CRCUCC UBB RBIEICIB最新第最新第9章放大电路章放大电路-知识点知识点18 IB 微小的变化，会产生微小的变化，会产生 IC 很大的变化。很大的变化。 IC =IB 。 UCE = UCCRC IC 0UCEUCC。 晶体管相当于通路。晶体管相当于通路。 特点特点:电路图电路图NPNB E CRCUCC UBB RBIEICIB最新第最新第9章放大电路章放大电路-知识点知识点19特点：特点： IB,IC 基本不变基本不变; ICUCC / RC ; UCE0 ; 晶体

6、管相当于短路。晶体管相当于短路。条件条件: 发射结正偏发射结正偏, 集电结正偏。集电结正偏。 IB,IC UCE = (UCCRC IC) ICM = UCC / RC 2. 饱和状态饱和状态电路图电路图NPNB E CRCUCC UBB RBIEICIBCERCUCC 饱和状态时的晶体管饱和状态时的晶体管最新第最新第9章放大电路章放大电路-知识点知识点110特点：特点： IB= 0 IC= 0 UCE= UCC 晶体管相当于开路。晶体管相当于开路。3. 截止状态截止状态条件条件: 发射结反偏发射结反偏, 集电结反偏。集电结反偏。电路图电路图CERCUCC 截止状态时的晶体管截止状态时的晶体管

7、NPNB E CRCUCC UBB RBIEICIB最新第最新第9章放大电路章放大电路-知识点知识点111 IB受受UBE控制，与控制，与UCE 关系不大。关系不大。 晶体管有死区电压晶体管有死区电压 （锗管（锗管0.2V, 硅管硅管0.6V）。）。 T ， 曲线向左平移曲线向左平移 。1.输入特性输入特性从输入端看从输入端看: IB=f(UBE) UCE=常数常数三、特性曲线三、特性曲线UCE1V25 UCE1V7580604020UBE / VIB/ AO0.4 0.8iC uCE uBE iBBEC最新第最新第9章放大电路章放大电路-知识点知识点112截止区截止区: IB =0, IC=

8、ICEO 0。放大区放大区: IB 很小的变化很小的变化, 引起引起IC很大的变化。很大的变化。 饱和区饱和区: IB , IC变化很小。变化很小。 从输出端看从输出端看: 即即IC= f(UCE) IB= 常数常数 2. 输出特性曲线输出特性曲线 43213 6 9 IC/mA UCE/VO IB = 0 20 A 40 A 60 A 80 A 100 A 放放 大大 区区饱和区饱和区截截止止区区iC uCE uBE iBBEC最新第最新第9章放大电路章放大电路-知识点知识点113 动态电流放大系数动态电流放大系数 2.穿透电流穿透电流 ICEO3.集电极最大允许电流集电极最大允许电流 IC

9、M4.集电极最大耗散功率集电极最大耗散功率 PCM PC = UCEIC5.反向击穿电压反向击穿电压BU(BR)CEO静态电流放大系数静态电流放大系数 四、主要参数四、主要参数1.电流放大系数电流放大系数过过 损损 耗耗 区区 安安 全全 工工 作作 区区 PCM功耗曲线功耗曲线43213 6 9 IC/mA UCE/VO IB = 0 20 A 40 A 60 A 80 A 100 A 放放 大大 区区饱和区饱和区截止区截止区最新第最新第9章放大电路章放大电路-知识点知识点114晶体管处于放大状态。晶体管处于放大状态。 (2) 开关开关 S 合向合向 b 时时 例例 图示电路，晶体管的图示电

10、路，晶体管的 = 100，求开关，求开关 S合向合向 a、b、c 时的时的 IB、IC 和和 UCE，并指出晶体管的工作状态，并指出晶体管的工作状态（忽略（忽略 UBE ）。）。解解 (1) 开关开关 S 合向合向 a 时时 UBB1 RB1 5 500103 IB = = A = 0.01 mAIC = IB = 1000.01 mA = 1 mA UCE = UCCRCIC = (1551031103) V = 10 VUCC = 15 V UBB1 = 5 V UBB2 = 1.5 VRB1 = 500 k RB2 = 50 k RC = 5 k UBB1 S BCERCUCC RB1

11、UBB2 RB2 a b c 最新第最新第9章放大电路章放大电路-知识点知识点115IC = IB = 1000.1mA = 10 mA UCE = UCCRCIC = V =35 V UCE0，这是不可能的，即不可能处于放大状态。，这是不可能的，即不可能处于放大状态。 晶体管处于饱和状态。晶体管处于饱和状态。UCE = 0 V (3) 开关开关 S 合向合向 c 时时 IB = 0，IC = 0，UCE = UCC = 15 V 晶体管处于截止状态。晶体管处于截止状态。 IC UCC RC15 5103 ICM = = A = 3 mA UBB1 S BCERCU

12、CC RB1 UBB2 RB2 a b c UBB1 RB2 5 50103 IB = = A = 0.1 mA 最新第最新第9章放大电路章放大电路-知识点知识点116本知识点结束本知识点结束最新第最新第9章放大电路章放大电路-知识点知识点117第 9 章 基本放大电路最新第最新第9章放大电路章放大电路-知识点知识点118一、一、简述简述 放大电路或称放大器，其作用是把微弱的电放大电路或称放大器，其作用是把微弱的电信号放大到所需的量级，而且输出信号的功率要信号放大到所需的量级，而且输出信号的功率要比输入信号的功率大，输出信号的波形要与输入比输入信号的功率大，输出信号的波形要与输入信号的波形相同

13、。信号的波形相同。 （a）扩音器）扩音器 放大电路按信号波形的不同可分为放大电路按信号波形的不同可分为交流放大交流放大电路电路和和直流放大电路直流放大电路两类。两类。（b）测温电路）测温电路最新第最新第9章放大电路章放大电路-知识点知识点119BCERBRCUCCUBBUCCBCERBRC两个电源的放大电路两个电源的放大电路一个电源的放大电路一个电源的放大电路C1C2加耦合电容后的电路加耦合电容后的电路UCCBERBRC最新第最新第9章放大电路章放大电路-知识点知识点120RBRC+ UCC uo ui C1C2RBRC- UCC uo ui C1C2NPN 管放大电路管放大电路PNP 管放大

14、电路管放大电路放大电路的放大电路的简化画法：简化画法：UCCBERBRC最新第最新第9章放大电路章放大电路-知识点知识点121当输入端未加输入信号当输入端未加输入信号 时放大电路的工作状态时放大电路的工作状态。 此时此时ui = 0，直流电源单独作用。，直流电源单独作用。 提供偏流电流提供偏流电流IB 。 UCE = UCC ICRC直流负载线直流负载线 。 RBRC+ UCC uo ui C1C2 t UBEOIB tO t UCEO t ICO静态直流量静态直流量最新第最新第9章放大电路章放大电路-知识点知识点122 ube = ui uo= uce = - icRC =UCE icRC

15、= UCE + uceiB= IB + ib iC= IC + ic uBE= UBE+ ube uCE=UCC-( IC+ ic)RC =UCCICRC icRC RBRC+ UCC uo ui C1C2iB uBE Oui t iC uCE t uo O t UBEOIB tO t UCEO t ICO信号的放大过程信号的放大过程O t ui t uo2. 动态：动态：当输入端加上输入信号当输入端加上输入信号 时放大电路的工作状态时放大电路的工作状态。最新第最新第9章放大电路章放大电路-知识点知识点123总结总结必须必须建立合适的静态工作点建立合适的静态工作点，即，即设置偏置设置偏置电阻或偏置电路，以产生合适的偏流电阻或偏置电路，以产生合适的偏流IB ，才能保证输入信号和输出信号的波形一致。才能保证输入信号和输出信号的波形一致。2. 通过集电极电阻将晶体管的电流放大作用转通过集电极电阻将晶体管的电流放大作用转 换成电压放大。换成电压放大。3. 输出信号与输入信号的输出