半导体三极管及放大电路基础-模电讲义

1、 3-1 半导体三极管（半导体三极管（BJT） 3.1. 1 BJT 的结构简介的结构简介 在一块半导体基片上制作两个相关的在一块半导体基片上制作两个相关的PN结而成结而成的的BJT(晶体管晶体管) PNP型和NPN型。 小、中、大功率管小、中、大功率管， 低、高频管低、高频管. 3 半导体三极管及放大电路基础半导体三极管及放大电路基础 制造时满足制造时满足内部条件内部条件: 发射区参杂浓度高发射区参杂浓度高, 基区和集电区参杂基区和集电区参杂低低,基区薄基区薄, 集电区面积比发射区大集电区面积比发射区大。 发射极箭头方向表发射极箭头方向表示晶体管的发射结示晶体管的发射结正向偏置时，管子正向偏

2、置时，管子发射极电流的实际发射极电流的实际流向。流向。 晶体管有两个结晶体管有两个结：发射结和集电结发射结和集电结。 3个区个区：发射区、发射区、基区、集电区基区、集电区。 3个极个极：发射极、发射极、基极、集电极。基极、集电极。 3. 1. 2 BJT 的电流分配及放大作用的电流分配及放大作用 1. 内部载流子的传输过程内部载流子的传输过程 晶体管的放大作用是通过内部载流子的传输和控制作用实现的，晶体管的放大作用是通过内部载流子的传输和控制作用实现的，即发射区向基区注入载流子，基区传输和控制载流子，集电区即发射区向基区注入载流子，基区传输和控制载流子，集电区收集载流子。为此，必须满足收集载流

3、子。为此，必须满足内部及外部条件内部及外部条件。 内部条件内部条件：发射区掺杂多，载流子浓度高；基区掺杂少载流发射区掺杂多，载流子浓度高；基区掺杂少载流子浓度低而且薄；集电结面积大。子浓度低而且薄；集电结面积大。 外部条件外部条件：发射结正向偏置，集电结反向偏置。发射结正向偏置，集电结反向偏置。 图图 3.1.4 表示表示NPN管的一种接法，叫做管的一种接法，叫做共基共基连接，其中连接，其中VCCVEE，并满足上述两个条件。以图，并满足上述两个条件。以图 3.1.4(a)为例说明内部载为例说明内部载流子的传输过程。流子的传输过程。ICBO(1) 发射区向基区注入电子过程发射区向基区注入电子过程

4、 发射结正向偏置，扩散大于漂移发射结正向偏置，扩散大于漂移，形成发射极电流形成发射极电流 IE 。(2)复合与扩散过程复合与扩散过程 大部分电子扩散到集电结，只有很少一部分电子与基区大部分电子扩散到集电结，只有很少一部分电子与基区中的空穴复合，形成基极复合电流中的空穴复合，形成基极复合电流IBN 。（这里为使基区空。（这里为使基区空穴浓度不变，复合掉的空穴由电源穴浓度不变，复合掉的空穴由电源VEE补充）补充）(3) 收集过程收集过程 由于集电结反向偏置，扩散到集电结的电子很快漂移到集电区，由于集电结反向偏置，扩散到集电结的电子很快漂移到集电区，形成集电极电流形成集电极电流 ICN。此外，集电结

5、两边原来的少数载流子，在此外，集电结两边原来的少数载流子，在集电结反偏下，漂移形成反向饱和电流集电结反偏下，漂移形成反向饱和电流 ICBO，其值很小其值很小。ICBO 2. 电流分配关系电流分配关系 发射极的总电流与发射结的电压发射极的总电流与发射结的电压 成指数关系成指数关系 (3.1.1) 共基电流放大系数共基电流放大系数 , (3.1.2) (3.1.3) 由此可导出由此可导出 (3.1.4) 称为共射电流放大系数，一般为几十至几百称为共射电流放大系数，一般为几十至几百。 CiBiEi ECii 990980. BEv)(/1 TBEVvESEeIiEiBi)( 1 1BCii 3. 放

6、大作用放大作用 则则 输出变化电压输出变化电压电压增益电压增益 )(mVvvII20 mAiCiE98. 0 VRCiovL9801980. )(mAiE1 kRL1980,. 49020980.IoVvvA 综上所述，可以归纳下面两点：综上所述，可以归纳下面两点： （1） BJT 的放大作用，主要是依靠它的发射极电流能的放大作用，主要是依靠它的发射极电流能够通过基区传输，然后到达集电极而实现的。为了保证这够通过基区传输，然后到达集电极而实现的。为了保证这一传输过程，必须满足外部和内部条件。一传输过程，必须满足外部和内部条件。 内部条件内部条件: 发射区的杂质浓度远大于基区，基区厚度小。发射区

7、的杂质浓度远大于基区，基区厚度小。 外部条件外部条件: 发射结要正向偏置，集电结反向偏置发射结要正向偏置，集电结反向偏置 。 BBCEBECi )(iiiiii 1,（2） BJT 各电极间的电流之间有确定的分配关系各电极间的电流之间有确定的分配关系 只要输入电流给定了，输出电流和输出电压便基本确定了。只要输入电流给定了，输出电流和输出电压便基本确定了。它是通过电流的控制作用来实现放大的，表征这种控制作用的它是通过电流的控制作用来实现放大的，表征这种控制作用的参数是电流放大系数参数是电流放大系数 和和 。 4. 共射极连接方式共射极连接方式 构成放大电路时构成放大电路时, 晶体管晶体管3个电极

8、中，一个作为放大电路个电极中，一个作为放大电路输入端输入端,一个作为输出端一个作为输出端 , 另一个作为输入、输出回路公共另一个作为输入、输出回路公共端。端。 根据输入、输出回路公共端的不同，根据输入、输出回路公共端的不同，BJT放大电路有放大电路有3种基本接法种基本接法(或组态或组态)：共射、共集、共基共射、共集、共基。 共基：共基：e 入入 ， c 出，出， b公共公共; 共射：共射：b 入入 ， c 出，出， e公共公共;共集：共集：b 入入 ， e 出，出， c 公共公共 特点特点 (1) 具有电流具有电流 放大作用放大作用 输入变化信号引起的相应基极电流和集电极电流的变化量输入变化信

9、号引起的相应基极电流和集电极电流的变化量 的比值为的比值为 (2) 具有电压放大作用具有电压放大作用 (3) 反相放大反相放大 输出电压输出电压 vo 与与 输入电压输入电压 vi 反相反相 , 即相位相差即相位相差180 。 1BiCiILCIoVvRivvA 3.1.3 特性曲线特性曲线常数CEvBEBvfi)(常数BiCECvfi)( 3.1.4 主要参数主要参数 1. 电流放大系数电流放大系数 和和 2. 极间反向电流极间反向电流 其值很小其值很小 , 但与但与 温度有关温度有关 。 3. 极限参数极限参数 CBOCEOCBOIII)( 1CEOBRCMCMVPI)(,作业作业 3.1

10、. 1 3. 1. 2 3. 1. 3 3. 1. 4 3.2 共射极放大电路共射极放大电路 (4) 电源、电路参数的选择，应保证电路有一个合适的电源、电路参数的选择，应保证电路有一个合适的静态工作点。静态工作点。 放大电路的构成原则放大电路的构成原则 : (1) 电源电源VCC的极性应保证的极性应保证T的发的发射结正向偏置，集电结反向偏射结正向偏置，集电结反向偏置而处于放大状态。置而处于放大状态。 (2) 输入回路的接法，使输入输入回路的接法，使输入信号信号 vi 加到放大电路的输入端加到放大电路的输入端并能产生相应的变化电流并能产生相应的变化电流 ib 。 (3) 输出回输出回 路的接法，

11、使输出路的接法，使输出信号信号 vo 几乎无衰减地加到负载几乎无衰减地加到负载上。上。 放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标 第一类指标为输入信号幅值一定，频率一定时的指标，适用第一类指标为输入信号幅值一定，频率一定时的指标，适用于低频小信号的场合。于低频小信号的场合。 1. 放大倍数放大倍数(增益增益) 放大倍数又叫增益，是衡量放大电路放大能力的指标。定放大倍数又叫增益，是衡量放大电路放大能力的指标。定义为输出与输入变化量之比。有种，常用的有：义为输出与输入变化量之比。有种，常用的有： 电压放大倍数电压放大倍数 电流放大倍数电流放大倍数 ioVVVAioIIIA2. 输入电阻输入电阻

12、 它是衡量放大电路对信号源影响程度的指标。其值越大，放它是衡量放大电路对信号源影响程度的指标。其值越大，放大电路从信号源索取的电流越小，对信号源影响就越小。大电路从信号源索取的电流越小，对信号源影响就越小。 3. 输出电阻输出电阻其值越小，接入负载其值越小，接入负载RL后，后，o下降越小。带负载能力越强。下降越小。带负载能力越强。iiiIVR0SLVRTToIVR,osocoIVR 第二类指标为输入信号第二类指标为输入信号Vs幅值一定，频率改变时的指标。适幅值一定，频率改变时的指标。适用于输入为小信号，但频率变化范围较宽的场合。用于输入为小信号，但频率变化范围较宽的场合。 4. 频率响应及带宽

13、频率响应及带宽 1) 用分贝表示增益用分贝表示增益 电压增益电压增益 = 20 l g dB 电流增益电流增益 = 20 l g dB 2) 频率响应及带宽频率响应及带宽 放大电路存在电抗性元件，放大倍数要随信号频率变化。在放大电路存在电抗性元件，放大倍数要随信号频率变化。在中间一段频率范围内，放大倍数基本不变。叫做中频放大倍数，中间一段频率范围内，放大倍数基本不变。叫做中频放大倍数，记作记作 Avm 。 放大倍数下降到放大倍数下降到0.707 Avm(3dB)所对应的高、低频率，分别所对应的高、低频率，分别叫做上限截止频率叫做上限截止频率 fH 及下限截止频率及下限截止频率 fL,，见下图，

14、见下图。VAIA带宽为带宽为通常有通常有故有故有 对于直接耦合对于直接耦合(直流放大直流放大)放大电路的下限截止频率放大电路的下限截止频率为零为零, 其频率响应如图其频率响应如图1.2.8所示。所示。LHffBWLHffHfBW3）频率失真）频率失真 第三类指标为输入信号频率不变，幅值改变时的指标，适用第三类指标为输入信号频率不变，幅值改变时的指标，适用于输入低频但输出幅值较大的场合。于输入低频但输出幅值较大的场合。 5. 非线性失真系数非线性失真系数 其值越小，失真越小。其值越小，失真越小。 6. 最大输出幅值最大输出幅值 它是指输入信号增加，输出波形的非线性失真系数达到额它是指输入信号增加

15、，输出波形的非线性失真系数达到额定值时的输出电压定值时的输出电压Vomax(或电流或电流omax)，一般指有效值。也有，一般指有效值。也有用峰峰值表示的。用峰峰值表示的。%100122 okokVV作业作业 3. 2. 1 3. 2. 2 3. 3 图解分析法图解分析法 3.3.1 静态工作情况分析静态工作情况分析 当放大电路没有输入信号当放大电路没有输入信号( vi =0 ) 时时, 电路中各处的电压、电电路中各处的电压、电流都是不变的直流，称为直流工作状态或静止状态，简称流都是不变的直流，称为直流工作状态或静止状态，简称静态静态。 静态时，静态时， 三极管各电极的直流电压和电流的值，在管子

16、的三极管各电极的直流电压和电流的值，在管子的特性曲线上确定一点，称为特性曲线上确定一点，称为静态工作点静态工作点 Q 。 当放大电路输入信号后，电路中各处的电压、电流便处于当放大电路输入信号后，电路中各处的电压、电流便处于变动状态，电路处于动态工作情况，简称变动状态，电路处于动态工作情况，简称动态动态 。 放大电路分析一般分为静态分析和动态分析放大电路分析一般分为静态分析和动态分析。 1. 近似估算近似估算Q点点 例例 3.3.1 电路如图所示电路如图所示 ,试试近似估算它的近似估算它的 Q 点。点。 CCBEBbVVIRCCCCCEIRVV解解： 1）画电路的直流通路）画电路的直流通路2）利

17、用）利用 VBE=Von， IC= IB 这一静态时这一静态时,工程上适用的晶工程上适用的晶体管的直流模型，由电路的体管的直流模型，由电路的直流通路列方程直流通路列方程：基射回路基射回路集电极回路集电极回路BCbCCbBECCBIIRVRVVI 直流通路有非线直流通路有非线性和线性两部分性和线性两部分 非线性部分非线性部分V-I 特特性由输入、输出特性性由输入、输出特性曲线来描述。曲线来描述。 线性部分，可列出线性部分，可列出V-I 特性电路方程为特性电路方程为BEbBCCVRIV CCCCCEIRVV2. 用图解法确定用图解法确定Q点点 图解法是以三极管的的特性曲线为基础，在特性曲线图上用图

18、解法是以三极管的的特性曲线为基础，在特性曲线图上用作图的方法来分析放大电路的工作状态或求解电路性能指标的作图的方法来分析放大电路的工作状态或求解电路性能指标的一种方法。一种方法。ARVIbCCB40 在输出特性上作出上述方程表示的直线在输出特性上作出上述方程表示的直线 称为直流负载线。称为直流负载线。直流负载线与输出特直流负载线与输出特性（性（ ）的）的交点交点 Q点。点。 由作图结果可得由作图结果可得AIB40VVmAIAICECB65140. 3.3.2 动态工作情况分析动态工作情况分析 1. 接入正弦信号的工作情况接入正弦信号的工作情况 1) 根据根据 vi 在输入特性上求在输入特性上求

19、iB 2）根据根据 iB 在输出特性上求在输出特性上求iC 、vCE 由上分析，可得如下结论：由上分析，可得如下结论： (1) 没有输入信号电压时没有输入信号电压时, 三极管的各电极电流及极间电三极管的各电极电流及极间电压均为直流压均为直流, 当加上输入信号电压后当加上输入信号电压后, 都是在原来静态直都是在原来静态直流量的基础上叠加了一个交流量流量的基础上叠加了一个交流量, 即即 (2) vCE 中的交流分量中的交流分量(交流输出交流输出vce )的幅度远比的幅度远比 vi 大大, 且且同为正弦波电压同为正弦波电压 , 具有具有电压放大作用电压放大作用。 (3) vO (vce) 与与 vi

20、 的相位相反的相位相反, 称为称为反相反相 , 共射放大电路为共射放大电路为反相放大电路。反相放大电路。 ceCECEcCCbBBvVviIiiIi 2. 交流负载线交流负载线 放大电路接上负载会对放大电路的动态工作情况有影响放大电路接上负载会对放大电路的动态工作情况有影响。 交流通路交流通路 仅考虑输入交流信号作用时的电流通路仅考虑输入交流信号作用时的电流通路。画交流通路的原则：画交流通路的原则：隔直电容隔直电容短接，直流电压源短路。短接，直流电压源短路。 kRRRCLL2/交流负载线交流负载线 考虑负载电阻考虑负载电阻 时，电路动态工作点移动的轨迹时，电路动态工作点移动的轨迹 。 由交流通

21、路，有由交流通路，有而而得得LCLCCECEceCECEcCCcLceRiRIVvvVviIiiRv 此方程代表的直线此方程代表的直线 交交流负载线流负载线 最大不失真输出幅度最大不失真输出幅度CESCEVV CECCVV Vom =Vcc VCEQ =3V3. BJT 的三个工作区域的三个工作区域 (1) 放大区放大区 当发射结正向偏置，集电结反向偏置当发射结正向偏置，集电结反向偏置，对应特性曲线比较平坦对应特性曲线比较平坦部分。此时部分。此时iC= iB，iC受受iB控制。控制。 (2) 饱和区饱和区 当发射结正偏，集电结当发射结正偏，集电结也正偏，也正偏，iC I，三极管，三极管失去了放

22、大作用失去了放大作用, vCE 0. 3 (3) 截止区截止区 当发射结反偏，集电结当发射结反偏，集电结也反偏，也反偏，在输出特性上在输出特性上iB0的区域为截止区。的区域为截止区。 iB=0时，时， iC=ICEO 0 。 饱和失真和截止失真饱和失真和截止失真 BJT 三种工作状态三种工作状态 的判断的判断 (常利用测量常利用测量BJT各电极各电极电位来判断它的工作状态电位来判断它的工作状态) 以以NPN为例：为例： 放大放大： 饱和：饱和： 截止：截止： 发射结正向导通电压：硅管发射结正向导通电压：硅管 为为 0.7 V; 锗管为锗管为 0.2 V.EBCVVV VVVVVVCEEBCB3

23、 . 0;, EBCVVV 截止失真截止失真饱和失真饱和失真例例 3.3.2 试分析图示电路对正弦交流信号有无放大作用试分析图示电路对正弦交流信号有无放大作用, 并简述并简述理由理由(设各电容的容抗可忽略设各电容的容抗可忽略). 解解: (1) 画直流通路画直流通路, 判断判断BJT 是否工作在放大状态及电路参已知是否工作在放大状态及电路参已知时估算静态工作点并判断位置是否恰当时估算静态工作点并判断位置是否恰当; 例例3.3.2 电路图电路图电路的直流通路电路的直流通路判断结果：判断结果： 发射结没加正向偏压发射结没加正向偏压 , BJT 为截止状态。为截止状态。 不能放大。不能放大。(2)

24、画交流通路画交流通路, 判断输入交流信号能否加到判断输入交流信号能否加到 BJT 发射结发射结及放大的集电极电流能否送到电路的负载上产生输出及放大的集电极电流能否送到电路的负载上产生输出交流电压；交流电压；例例 3.3.3 测量某硅测量某硅 BJT 各电极对地的电压如下各电极对地的电压如下, 试判别管试判别管子工作在什么区域子工作在什么区域? (1) (2) 解解: (1) 由由 知知 所以该管处于放大区域。所以该管处于放大区域。 (2) 由由 知知 所以该管处于临介饱和区域。所以该管处于临介饱和区域。VVVVVVEBC07 . 06 VVVVVVEBC4 . 566 VVVVVVEBC07

25、. 06 VVVVVBEEBC7 . 0, VVVVVVEBC4 . 566 VVVVVBEEBC6 . 0, 作业作业 3. 3. 1 3. 3. 2 3. 3. 4 3. 3. 5 3. 3. 6 3. 3. 8 3. 4 小信号模型分析法小信号模型分析法 对于低频小信号放大电路主要需计算的性能指标为电压对于低频小信号放大电路主要需计算的性能指标为电压放大倍数放大倍数AV，输入电阻，输入电阻 Ri，输出电阻，输出电阻 Ro。常采用的方法是常采用的方法是小信号模型分析法（微变等效电路法）。小信号模型分析法（微变等效电路法）。 低频小信号时，放大电分析变成了线性电路的求解低频小信号时，放大电分

26、析变成了线性电路的求解, 这就这就是小信号建模的指导思想。常用小信号模型是是小信号建模的指导思想。常用小信号模型是BJT 的的H 参数参数模型模型。 3. 4. 1 BJT 的小信号建模的小信号建模 1. BJT H 参数的引出参数的引出 共射接法时，晶体管的输入、输出特性为共射接法时，晶体管的输入、输出特性为 式中式中微变量间的关系为微变量间的关系为),(),(CEBCCEBBEvifivifv ceCEQCEbeBEQBEcCQCbBQBvVvvVviIiiIi CEICECBVBCCCEICEBEBVBBEBEdvvidiiididvvvdiivdvBQCEQBQCEQ 由于由于dvBE

27、代表代表vBE的变化部分，即输入的正弦信号的变化部分，即输入的正弦信号vbe。同。同理理diB=ib，diC=ic，dvCE=vce，于是有，于是有ceoebfeccerebiebevhihivhihv CEQVBBEieivh CEQVBCfeiih BQICEBErevvh BQICECoevih 输出交流短路的输入电阻输出交流短路的输入电阻 rbe （ ）；输出交流短路的电流传输系数输出交流短路的电流传输系数 （无量纲无量纲）；输入端交流开路时的反向电压传输输入端交流开路时的反向电压传输比 r（无量纲无量纲）输入端交流开路时的输出电导输入端交流开路时的输出电导 1/ rce （S）；2.

28、 H 参数模型参数模型 受控电流源受控电流源 大小受基极交流电流控制大小受基极交流电流控制 ( ib) ， 方向与方向与基极电流一致。基极电流一致。 模型的对象是变化量模型的对象是变化量 小信号模型的参数是在小信号模型的参数是在Q点求出来。点求出来。 3. H 参数的确定参数的确定 需确定的参数是需确定的参数是 和rbe 。 一般很易测得一般很易测得，rbe可用可用下式近似估算：下式近似估算：)()()1(200)1(mAImVVrrrETebbe 室温下，室温下，VT =24mV，只要计算出静态发射极电流，即，只要计算出静态发射极电流，即可估算出可估算出rbe ； 估算式适用范围估算式适用范

29、围mAImAE51 . 0 3.4.2 用用 H 参数模型分析共射基本放大电路参数模型分析共射基本放大电路 分析步骤：分析步骤： 1. 画出小信号等效电路画出小信号等效电路 2. 求电压增益求电压增益 由等效电路有由等效电路有 由电压增益定义可得由电压增益定义可得LCLLcoRRRRIV/. bcbeibIIrVI., beLbebLbbebLcioVrRrIRIrIRIVVA .3. 计算输入电阻和输出电阻计算输入电阻和输出电阻 (1) 输入电阻输入电阻 输入电阻的定义输入电阻的定义 由等效电路由等效电路 得得TTiIVR beTbTbRTrVRVIIIb bebirRR/ (2) 输出电阻

30、输出电阻 由输出电阻的定义由输出电阻的定义cocTTRVTToRRRVIIVRLs ,0 故故cobebiVsiisiiiosoVsbeLioVRRrRRARrrRrrVVVVArRVVA ,/)()(. 例例 3.4.1 计算电路的电压增益、输入和输出电阻，计算电路的电压增益、输入和输出电阻，BJT的的 = 40。 解解：(1) 计算计算 Q 点点VRIVVmAIIIARVICCCCCEBCEbCCB6 . 56 . 140 (2) 计算交流性能指标计算交流性能指标 866)()()1(200mAImVVrETbe kRRkrRRrRAcobebibeLV4866. 0866. 0/300/

31、92866. 0240. 3. 5 放大电路的工作点稳定问题放大电路的工作点稳定问题 3.5.1 温度对工作点的影响温度对工作点的影响 1) VBE 、ICBO(ICEO)、 随温度随温度 T 升高的升高的结果，都集中表现在结果，都集中表现在 Q 点电流点电流 IC 的增大；的增大； 2) 硅管硅管ICBO 小，受温度的影响可忽略，主要小，受温度的影响可忽略，主要考虑考虑VBE 和和 的温度影响；的温度影响； 3) 锗管的锗管的 ICBO 较大，其温度影响是主要要考较大，其温度影响是主要要考虑的。虑的。 2. 5 .2 射极偏置电路射极偏置电路 1. 计算计算Q点点 在直流通路上，如果流过电阻

32、的电流在直流通路上，如果流过电阻的电流 I1IB，则，则 CCbbbBVRRRV212 eBCRVI eBEBeEECRVVRVII CBII如果如果VB VBE ，则则)(eCCCCCERRIVV 电路具有工作点稳定的特点，因此，称具有这种直流通路电路具有工作点稳定的特点，因此，称具有这种直流通路结构的电路为工作点稳定电路。结构的电路为工作点稳定电路。 实际应用时，既要稳定工作点，又要兼顾放大电路的其它实际应用时，既要稳定工作点，又要兼顾放大电路的其它指标，一般常取指标，一般常取 1) I1 = （510）IB（硅管）（硅管） 或或 （1020）IB（锗管）（锗管） 2) VB = （35）

33、V （硅管）硅管） 或或 （13）V （锗管）（锗管） 2.计算电压增益、输入电阻和输出电阻计算电压增益、输入电阻和输出电阻 1) 电压放大倍数电压放大倍数 接入接入Re，虽然解决了工作，虽然解决了工作点稳定问题，却使电压增点稳定问题，却使电压增益下降。益下降。 解决方法：解决方法： 在在 Re 旁并接旁并接大电容大电容 Ce . i 加入加入Re 后，后，输输入电阻提高入电阻提高了。了。2) 输入电阻输入电阻 3) 输出电阻输出电阻由等效电路有由等效电路有cooRRR/ .cToIVR （1）（2）（3）将将(3)式式代入（代入（2）式得）式得考虑考虑 实际情况下，实际情况下， ，故有，故有

34、 eceRr )1(eSbeeceoRRrRrR 一般情况下，一般情况下， ，所以，所以coRR ccooRRRR /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 3. 6. 1 共集电极电路（射极输出器）共集电极电路（射极输出器） 图图3.6.1 放大电路的交流通路表明，输入、输出回路的公共端是集电极，因放大电路的交流通路表明，输入、输出回路的公共端是集电极，因此叫做共集放大电路。因为信号从发射极送出，所以又叫做射极输出器。此叫做共集放大电路。因为信号从发射极送出，所以又叫做射极输出器。1. 电路分析电路分析 (1) 求求 Q 点点 由直流通路由直流通路eBBEbBeEBEbB

35、CCRIVRIRIVRIV)1( eCCCeECCCEBCebBECCBRIVRIVVIIRRVVI )1(2) 电压增益电压增益 由小信号等效电路可得：由小信号等效电路可得：(3) 输入电阻输入电阻LbiLeLLbebTTiRRR/RRRR(rRIVR /)1/式中式中考虑考虑 及及 ，则，则 beLrR 1(4) 输出电阻输出电阻 由输出电阻定义画等效电路。由输出电阻定义画等效电路。 1/111)1()111(,beseooesbeTToesbesbeTRbbTTTorRRGRRRrVIGRRrRrVIIIIIVRebSSRRR/ besorRR 共集电路的特点共集电路的特点 共集电路具有

36、共集电路具有电压跟随电压跟随性能，电压增益电压增益小于小于 1 , 而接而接近近 1, 输入电阻高，输出电阻低输入电阻高，输出电阻低，常用于放大电路的输入常用于放大电路的输入级，功率输出级及起隔离作用的中间级。级，功率输出级及起隔离作用的中间级。 2. 采用复合管进一步提高输入电阻采用复合管进一步提高输入电阻 21121bebeberrr 互补型复合管互补型复合管 3.6.2 共基放大电路共基放大电路 图图3.6.6(a)电路的交电路的交流通路中输入、输出回流通路中输入、输出回路的公共端是基极，因路的公共端是基极，因此叫做共基放大电路。此叫做共基放大电路。 1 . 静态工作点静态工作点画放大电

37、路的直流通路画放大电路的直流通路 2) 输入电阻输入电阻 其值很小，一般为几欧至其值很小，一般为几欧至几十欧几十欧。 3) 输出电阻输出电阻beLbebLbiovrRrIRIVVA 1bebbbebiiirIIrIIVRcoRR 2. 动态分析动态分析1) 电压增益电压增益rr/RRbebeei 11 综上所述综上所述，3种基本组态的主要特点和应用大种基本组态的主要特点和应用大致归纳如下致归纳如下： 1) 共射放大电路具有较大的电压、电流及功率放大共射放大电路具有较大的电压、电流及功率放大作用，输入电阻适中。被广泛用作低频电压放大的作用，输入电阻适中。被广泛用作低频电压放大的输入级、输出级和中

38、间级。输入级、输出级和中间级。 2) 共集电路具有电压跟随性能，输入电阻高，输出共集电路具有电压跟随性能，输入电阻高，输出电阻低，常用于放大电路的输入级，功率输出级及电阻低，常用于放大电路的输入级，功率输出级及起隔离作用的中间级。起隔离作用的中间级。 3) 共基电路的主要特点是输入电阻低，晶体管的结共基电路的主要特点是输入电阻低，晶体管的结电容影响小，频率特性好，常用于宽频带放大器电容影响小，频率特性好，常用于宽频带放大器。3. 7 放大电路的频率响应放大电路的频率响应 3. 7. 1 频率响应的基本概念频率响应的基本概念 放大电路的频率响应就是放大电路的增益与信号频率的放大电路的频率响应就是

39、放大电路的增益与信号频率的关系关系, 即即)()(ffAAvv AV( f ) 表示电压增益的模与频率的关系，叫做表示电压增益的模与频率的关系，叫做幅频特性幅频特性。 ( f ) 表示输出电压与输入电压的相位差与频率的关系，表示输出电压与输入电压的相位差与频率的关系， 叫做叫做相频特性相频特性。 右图右图(a)、(b)分别分别是是 一个基本共射放一个基本共射放大电路的大电路的幅频特性幅频特性和和相频特性相频特性，统称统称为为频率特性频率特性。 f L以下的频率范围以下的频率范围叫做叫做低频区低频区。当频率。当频率降低时，容抗增加降低时，容抗增加，由于由于极间电容极间电容与电路与电路参数并联参数

40、并联，其影响可其影响可以以忽略忽略；而耦合电容而耦合电容与电路参数串联，分压作用增加，加到放大元件两端的有效信与电路参数串联，分压作用增加，加到放大元件两端的有效信号减小号减小，电压增益减小，且产生电压增益减小，且产生 090的超前附加相移的超前附加相移。 fH 以上的频率范围叫做以上的频率范围叫做高频区高频区。当频率升高时，容抗减小，当频率升高时，容抗减小，耦合电容的影响可以忽略，而极间电容的影响必须考虑，并耦合电容的影响可以忽略，而极间电容的影响必须考虑，并联结果使信号源电流增加，信号源内阻压降增加，放大元件联结果使信号源电流增加，信号源内阻压降增加，放大元件两端有效信号减小，放大倍数两端

41、有效信号减小，放大倍数 Av(f) 下降下降，且产生090的滞后附加相移滞后附加相移。 波特图波特图 电子技术中，信号频率大致是几赫兹至几十兆赫兹，放大倍数大致电子技术中，信号频率大致是几赫兹至几十兆赫兹，放大倍数大致是几倍到几百万倍。画频率响应曲线时，为了缩短坐标，扩大视野，简是几倍到几百万倍。画频率响应曲线时，为了缩短坐标，扩大视野，简化分析，代表频率的横坐标采用对数刻度，化分析，代表频率的横坐标采用对数刻度，用分贝表示电压增益和用分贝表示电压增益和用角度表示相位的纵坐标采用线性分度，这种半对数坐标图用角度表示相位的纵坐标采用线性分度，这种半对数坐标图，叫做叫做 对数频率响应或波特图对数频

42、率响应或波特图。 3.7.2 单级放大电路的频率响应单级放大电路的频率响应 h 参数等效电路用于高频信号时，必须考虑极间电容效参数等效电路用于高频信号时，必须考虑极间电容效应，应，4个参数将是随频率变化的复数，分析时很不方便。为个参数将是随频率变化的复数，分析时很不方便。为此，引出一种包括极间电容在内的高频小信号模型，即混此，引出一种包括极间电容在内的高频小信号模型，即混合合模型。模型。 高频高频混合混合模型模型1 混合混合模型模型 1) 模型的引出模型的引出 受控电流源为受控电流源为 gmvb e 它与加在发射结上的电压成正比。它与加在发射结上的电压成正比。 跨导跨导 gm 表示这种控制关系

43、，单位为表示这种控制关系，单位为 mS 。)(5 .38026. 026mSVmVCQCQCQebmIIIrg CQEQebIIr 2626)1( 2) 混合混合模型中的参数的确定模型中的参数的确定 高频等效模型的简化高频等效模型的简化 放大电路中，由于三极管的集电结处于反向偏置，放大电路中，由于三极管的集电结处于反向偏置，rb c 很大，可视很大，可视作开路。而作开路。而rce 与与 负载负载 RL 并联，一般并联，一般 rce RL，也可忽略，也可忽略, 并将集电结并将集电结结电容进行密勒处理结电容进行密勒处理, 于是得简化高频等效模型于是得简化高频等效模型cbCmebCRgCC )1(bbr 简化高频等效模型简化高频等效模型 值可由产品手册查到，值可由产品手册查到， 的值一般不给出，但的值一般不给出，但可通过手册中给定的特征频率可通过手册中给定的特征频率 f 计算出来。计算出来。 晶体管的频率参数晶体管的频率参数 频率比较低时，电流放大系数基本上是实数，用频率比较低时，电流放大系