项目简易扩音器的分析与检测学习教案

1、会计学1项目项目(xingm)简易扩音器的分析与检测简易扩音器的分析与检测第一页，共191页。2.1 2.1 简易简易(jiny)(jiny)扩音器的认扩音器的认识识 简易扩音器是将声音转换成电信号(xnho)，再由内部电路将小信号(xnho)放大后扬声器播放出来。 从以上图可知,简易扩音器主要由三部分组成：话筒、内部电路和简易扬声器。 简易扩音器的内部电路实物图如图所示。 第1页/共190页第二页，共191页。2.1 2.1 简易简易(jiny)(jiny)扩音器的认扩音器的认识识第2页/共190页第三页，共191页。2.2 2.2 三极管的特性三极管的特性(txng)(txng)与与检测检

2、测三极管的结构三极管的结构(jigu)与符号与符号 半导体三极管按使用材料(cilio)分硅管、锗管两大类；按功率分大功率管、中功率管、小功率管；按工作频率分低频管、高频管、超高频管；按用途分放大管、开关管、低噪声管、达林顿管等；按结构分PNP型管和NPN型管等。 第3页/共190页第四页，共191页。2.2 2.2 三极管的特性三极管的特性(txng)(txng)与与检测检测 为使三极管具有电流放大作用，在制造工艺中要具备为使三极管具有电流放大作用，在制造工艺中要具备以下内部条件：以下内部条件： 发射区高掺杂。其掺杂浓度要远大于基区掺杂浓度，发射区高掺杂。其掺杂浓度要远大于基区掺杂浓度，能发

3、射足够的载流子；能发射足够的载流子； 基区做得很薄且掺杂浓度低，以减小载流子在基区的基区做得很薄且掺杂浓度低，以减小载流子在基区的复合复合(fh)机会；机会； 集电结结面积比发射结大，便于收集发射区发射来的集电结结面积比发射结大，便于收集发射区发射来的载流子及利于散热。载流子及利于散热。第4页/共190页第五页，共191页。2.2 2.2 三极管的特性三极管的特性(txng)(txng)与与检测检测三极管的特性三极管的特性(txng)与参数与参数1 1三极管的工作电压三极管的工作电压 使三极管能正常放大使三极管能正常放大(fngd)(fngd)信号，让发射区发射电信号，让发射区发射电子，集电区

4、收集电子，所加的工作电压必须具有的条件是发射结子，集电区收集电子，所加的工作电压必须具有的条件是发射结加正向电压，即正向偏置，集电结加反向电压即反向偏置。加正向电压，即正向偏置，集电结加反向电压即反向偏置。2 2三极管内部载流子的传输过程三极管内部载流子的传输过程第5页/共190页第六页，共191页。2.2 2.2 三极管的特性三极管的特性(txng)(txng)与检与检测测（1 1）发射区向基区发射电子）发射区向基区发射电子 发射区的多数载流子电子不断通过发射结扩散到基区，形成发射区的多数载流子电子不断通过发射结扩散到基区，形成发射极电流发射极电流IE IE （2 2）电子在基区中扩散与复合

5、）电子在基区中扩散与复合 从发射区发射到基区的电子与基区内的空穴只有从发射区发射到基区的电子与基区内的空穴只有(zhyu)(zhyu)极小部分与空穴复合，形成基极电流极小部分与空穴复合，形成基极电流IBIB，且，且IBIB值很小。绝大部分值很小。绝大部分电子都会扩散到集电结。电子都会扩散到集电结。第6页/共190页第七页，共191页。2.2 2.2 三极管的特性三极管的特性(txng)(txng)与与检测检测（3 3）集电区收集扩散的电子）集电区收集扩散的电子 集电结对扩散来到达集电结边缘的电子有很强的吸引集电结对扩散来到达集电结边缘的电子有很强的吸引力，可使电子全部通过集电结为集电区所收集，

6、从而形成力，可使电子全部通过集电结为集电区所收集，从而形成集电极电流集电极电流ICIC。另一方面，集电结加反向电压使基区中的。另一方面，集电结加反向电压使基区中的少子电子和集电区的少子空穴通过集电结形成反向漂移电少子电子和集电区的少子空穴通过集电结形成反向漂移电流称为反向饱和电流流称为反向饱和电流ICBOICBO。它的数值很小，但受温度影响。它的数值很小，但受温度影响很大，造成管子工作性能不稳定。因此在制造过程中应尽很大，造成管子工作性能不稳定。因此在制造过程中应尽量减小量减小ICBOICBO。 由于三极管内部两种载流子（自由电子和空穴）均参由于三极管内部两种载流子（自由电子和空穴）均参与导电

7、，因此称为双极型三极管（以后与导电，因此称为双极型三极管（以后(yhu)(yhu)我们会了我们会了解到场效应管只依靠一种载流子导电而称为单极型晶体解到场效应管只依靠一种载流子导电而称为单极型晶体管）。管）。第7页/共190页第八页，共191页。2.2 2.2 三极管的特性三极管的特性(txng)(txng)与与检测检测 3 3电流分配关系电流分配关系 根据基尔霍夫电流定律，发射极电流根据基尔霍夫电流定律，发射极电流IEIE、基极电流、基极电流IBIB、发射极电流、发射极电流ICIC存存在以下关系：在以下关系： IE=IC+IB IE=IC+IB由以上分析可知，由以上分析可知，IBIB值很小，因

8、此值很小，因此(ync)(ync)有有IEICIEIC。这就是三极管电流分。这就是三极管电流分配关系。配关系。 4 4电流电流(dinli)(dinli)放放大作用大作用第8页/共190页第九页，共191页。2.2 2.2 三极管的特性三极管的特性(txng)(txng)与检测与检测 通过调节(tioji)是电位器RP改变基极电流IB，从而改变相应的IC值，通过实验发现，当IB有较的变化会引起IC较大的变化，这就是三极管的电流放大作用。将输入电流IB与输出电流IC之比定义为共发射极直流电流放大系数，定义式为 第9页/共190页第十页，共191页。2.2 2.2 三极管的特性三极管的特性(txn

9、g)(txng)与与检测检测 将输入(shr)电流变化量与输出电流相应的变化量之比定义为共发射极交流电流放大系数定义式为 一般情况一般情况(qngkung)(qngkung)下，下， ，可以通用，而，可以通用，而一般在几一般在几十十 几百之间几百之间 综上所述，三极管在同时满足内部和外部条件时，具有电流综上所述，三极管在同时满足内部和外部条件时，具有电流放大作用，且电流分配关系为：放大作用，且电流分配关系为： 由于三极由于三极管存在两种载流子导电，因此三极管又称为双极型半导体器管存在两种载流子导电，因此三极管又称为双极型半导体器件。件。第10页/共190页第十一页，共191页。2.2 2.2

10、三极管的特性三极管的特性(txng)(txng)与检与检测测5 5输入特性曲线输入特性曲线 输入特性是反映三极管输入回路中电流输入特性是反映三极管输入回路中电流(dinli)(dinli)和电和电压之间的关系曲线，即当集电极与发射极间电压压之间的关系曲线，即当集电极与发射极间电压UCEUCE为常数时，为常数时，基极电流基极电流(dinli)iB(dinli)iB与发射结电压与发射结电压UBEUBE之间的关系曲线，之间的关系曲线，表达式为表达式为 ，如图，如图2-2-42-2-4所示。所示。 图2-2-4 NPN型硅管共射极 第11页/共190页第十二页，共191页。2.2 2.2 三极管的特性

11、三极管的特性(txng)(txng)与与检测检测 a a当当UCE=0UCE=0时，相当于发射极与集电极短接，此时时，相当于发射极与集电极短接，此时(c sh)(c sh)发射结与集电结并联。输入特性与发射结与集电结并联。输入特性与PNPN结的伏安特性相似。结的伏安特性相似。 b b当当UCE=1VUCE=1V时，其特性曲线向右移。时，其特性曲线向右移。 c c当当UCEUCE1V1V时，其特性曲线与时，其特性曲线与UCE=1VUCE=1V时的特性曲线基本重合。时的特性曲线基本重合。 第12页/共190页第十三页，共191页。2.2 2.2 三极管的特性三极管的特性(txng)(txng)与检

12、与检测测6 6输出特性曲线输出特性曲线 输出特性曲线是反映三极管输出回路中电流和电压之间的关输出特性曲线是反映三极管输出回路中电流和电压之间的关系系(gun x)(gun x)曲线，即当基极电流曲线，即当基极电流IBIB为常数时，集电极电流为常数时，集电极电流iCiC与与集电极、发射极间电压集电极、发射极间电压UCEUCE之间的关系之间的关系(gun x)(gun x)曲线。表达式曲线。表达式为为 ，如图，如图2-2-52-2-5所示。所示。 图2-2-5 NPN型硅管共射极输出特性曲线(qxin)第13页/共190页第十四页，共191页。2.2 2.2 三极管的特性三极管的特性(txng)(

13、txng)与与检测检测 从图中可看出，改变基极电流从图中可看出，改变基极电流IB，可得到一组间隔基本，可得到一组间隔基本(jbn)均匀，比较平坦的平行直线，严格来说，由于基区宽度调制效应，特性曲线会向上倾斜。讨论输出特性曲线，一般分为三个区域，即截止区、放大区、饱和区。均匀，比较平坦的平行直线，严格来说，由于基区宽度调制效应，特性曲线会向上倾斜。讨论输出特性曲线，一般分为三个区域，即截止区、放大区、饱和区。三个工作区：三个工作区： 截止区：截止区：IB=0对应的曲线以下的区域，处于此区域时，三极管发射结处于反向偏置状态或零偏，集电结处反向偏置状态，相当于三极管内部各电极开路在对应的曲线以下的区

14、域，处于此区域时，三极管发射结处于反向偏置状态或零偏，集电结处反向偏置状态，相当于三极管内部各电极开路在IB=0时，有很小的集电极电流时，有很小的集电极电流IC，即集电极，即集电极-发射极反向饱和电流发射极反向饱和电流ICBO流过，但一般忽略不计流过，但一般忽略不计 。第14页/共190页第十五页，共191页。2.2 2.2 三极管的特性三极管的特性(txng)(txng)与检测与检测 放大区：在这个区域内发射结处正偏，集电结处反偏，放大区：在这个区域内发射结处正偏，集电结处反偏，ICIC受受IBIB控制，即具有电流放大作用。由于控制，即具有电流放大作用。由于ICIC与与UCEUCE无关，特性

15、无关，特性曲线平坦，呈现恒流特性，当曲线平坦，呈现恒流特性，当IBIB按等差变化时，输出特性是按等差变化时，输出特性是一族与横轴平行一族与横轴平行(pngxng)(pngxng)的等距离直线。的等距离直线。 饱和区：输出特性曲线上升到弯曲部分称为饱和区，饱和区：输出特性曲线上升到弯曲部分称为饱和区，此时，集电结和发射结均正偏，集电极电流此时，集电结和发射结均正偏，集电极电流ICIC不受不受IBIB控制，控制，三极管失去电流放大作用，三极管处于饱和状态时对应的管三极管失去电流放大作用，三极管处于饱和状态时对应的管压降称为饱和压降，用压降称为饱和压降，用UCESUCES表示，对于小功率硅管，其值表

16、示，对于小功率硅管，其值UCES0UCES03V3V，对锗管，对锗管UCES0UCES01V1V，这时管子的集电极与发，这时管子的集电极与发射极间呈现低电阻，相当于开关闭合。射极间呈现低电阻，相当于开关闭合。 第15页/共190页第十六页，共191页。2.2 2.2 三极管的特性三极管的特性(txng)(txng)与与检测检测 输出特性曲线三个工作输出特性曲线三个工作(gngzu)区域的特性如表区域的特性如表22所示。所示。 区域各结偏置状态条件（对NPN管）三极管特性特点发射结集电结截止区零偏或反偏反偏UBUEURUC相当于开关断开IB=0，IC=ICEO（穿透电流）放大区正偏反偏UCUBU

17、E放大作用IC=IB，具恒流特性，曲线平坦饱和区正偏正偏UBUEUBUC相当于开关闭合UCE=UCES，IC基本不受IB控制第16页/共190页第十七页，共191页。2.2 2.2 三极管的特性三极管的特性(txng)(txng)与检测与检测 例例2-12-1测得某放大电路中三极管的三个电极测得某放大电路中三极管的三个电极A A、B B、C C的对地电的对地电位位(din wi)(din wi)分别为分别为UA=UA=8V8V，UB=UB=5V5V，UC=UC=5 53V3V，试分析，试分析A A、B B、C C端分别属何电极及三极管的类型？端分别属何电极及三极管的类型？ 解：由UB=5V，U

18、C=5.3V相差0.3V，故必有一为基极，一为发射极，且该管为锗管。于是A是集电极。由于UA=8V，即UB、UC均高于UA则说明(shumng)该管为PNP管，从而可判断C为基极，B为发射极。因此可判断该管为PNP型锗管且A为集电极，B为发射极，C为基极。第17页/共190页第十八页，共191页。2.2 2.2 三极管的特性三极管的特性(txng)(txng)与与检测检测 例例2-2 2-2 电路如图所示。输入信号为电路如图所示。输入信号为 幅值的方波。若幅值的方波。若 时，晶体管工作在何种状态？如果将图中时，晶体管工作在何种状态？如果将图中 的改成的改成( (i i chnchn)3K)3K

19、，其余数据不变，其余数据不变， 时，晶体管又工作在何种状态？时，晶体管又工作在何种状态？第18页/共190页第十九页，共191页。当当 时，取时，取 ，则，则解：当解：当 时，时， 。所以。所以 ， 。则则 ，说明，说明(shumng)晶体管处于截止状态。晶体管处于截止状态。2.2 2.2 三极管的特性三极管的特性(txng)(txng)与检与检测测基极基极(j j)(j j)电流电流 集电极电流集电极电流 集射极电压集射极电压 晶体管工作在饱和状态。晶体管工作在饱和状态。 第19页/共190页第二十页，共191页。2.2 2.2 三极管的特性三极管的特性(txng)(txng)与与检测检测当

20、当 由由5.1 5.1 减小为减小为3 3 ，其余参数，其余参数(cnsh)(cnsh)不变不变时时 ， ， 、与前面分析相同。即、与前面分析相同。即 ， 。3iuV由由 可知可知(k zh)晶体管工作在放大状态。晶体管工作在放大状态。7. 7. 三极管的主要参数三极管的主要参数 （1 1）电流放大系数）电流放大系数反映三极管放大能力的强弱反映三极管放大能力的强弱 共发射极直流电流放大系数共发射极直流电流放大系数 （hFEhFE）; ; 共发射极交流电流放大系数共发射极交流电流放大系数 （hfehfe）：）： 第20页/共190页第二十一页，共191页。2.2 2.2 三极管的特性三极管的特性

21、(txng)(txng)与检测与检测（2 2）极间反向电流）极间反向电流 集电极集电极- -基极反向饱和电流基极反向饱和电流ICBOICBO：指发射极开路，在集电：指发射极开路，在集电极与基极之间加上一定的反向电压时所产生的反向电流，温度极与基极之间加上一定的反向电压时所产生的反向电流，温度升高，升高，ICBOICBO将增大，它是造成三极管工作不稳定将增大，它是造成三极管工作不稳定(wndng)(wndng)的的主要因素。主要因素。 集电极集电极- -发射极反向饱和电流发射极反向饱和电流ICEOICEO：指基极开路，集电极：指基极开路，集电极与发射极之间加一定反向电压时的反向电流与发射极之间加

22、一定反向电压时的反向电流. .如图如图2-2-82-2-8所示。所示。它与它与ICBOICBO存在这种关系：存在这种关系：ICEO=ICEO=（1+1+）ICBOICBO 第21页/共190页第二十二页，共191页。2.2 2.2 三极管的特性三极管的特性(txng)(txng)与与检测检测 图2-2-7 ICBO的测量(cling) 图2-2-8 ICEO的测量(cling)第22页/共190页第二十三页，共191页。2.2 2.2 三极管的特性三极管的特性(txng)(txng)与检测与检测（3 3）极限）极限(jxin)(jxin)参数参数 集电极最大允许电流集电极最大允许电流ICM：三

23、极管正常工作时：三极管正常工作时值基本不变，但值基本不变，但 当当IC很大时，很大时，值会逐渐下降。一般值会逐渐下降。一般(ybn)规定，在规定，在下降到额定值的下降到额定值的2/3（或（或1/2）时所对应的集电极电流即为）时所对应的集电极电流即为ICM，IC不允许超过不允许超过ICM。 集电极最大允许耗散功率集电极最大允许耗散功率PCM：是指三极管集电结受热而引起其参数的变化，在不超过所规定的允许值时，集电极消耗的最大功率，即：是指三极管集电结受热而引起其参数的变化，在不超过所规定的允许值时，集电极消耗的最大功率，即PCM=ICUCE，超过此值会使集电结温度升高，三极管过热而烧毁。，超过此值

24、会使集电结温度升高，三极管过热而烧毁。 第23页/共190页第二十四页，共191页。2.2 2.2 三极管的特性三极管的特性(txng)(txng)与与检测检测（3 3）极限）极限(jxin)(jxin)参数参数 极间反向击穿电压：晶体管的某电极开路时，另外两电极间所允许加的最高反向电压称为极间反向击穿电压，主要极间反向击穿电压：晶体管的某电极开路时，另外两电极间所允许加的最高反向电压称为极间反向击穿电压，主要(zhyo)包括以下几种：包括以下几种： a :指集电极开路时发射极与基极之间的反向击穿电压指集电极开路时发射极与基极之间的反向击穿电压 b :指发射极开路时集电极与基极之间的反向击穿电

25、压指发射极开路时集电极与基极之间的反向击穿电压 c :指基极开路时集电极与发射极之间的反向击穿电压指基极开路时集电极与发射极之间的反向击穿电压第24页/共190页第二十五页，共191页。2.2 2.2 三极管的特性三极管的特性(txng)(txng)与检测与检测 图2-2-9 三极管的安全(nqun)工作区 为保证三极管能可靠为保证三极管能可靠(kko)地工作，由极限参数地工作，由极限参数ICM、及及PCM可列出三极管的安全工作区如图可列出三极管的安全工作区如图2-2-9所示。所示。第25页/共190页第二十六页，共191页。2.2 2.2 三极管的特性三极管的特性(txng)(txng)与与

26、检测检测（4 4）频率参数：是反映三极管电流放大能力与工作频率关系）频率参数：是反映三极管电流放大能力与工作频率关系(gun x)(gun x)的参数，用于表达三极管的频率适用范围。的参数，用于表达三极管的频率适用范围。 共发射极截止频率共发射极截止频率 ：当：当值下降到中频段值下降到中频段00的的 倍时，所对应的频率倍时，所对应的频率 特征频率特征频率 ：当三极管：当三极管值下降到值下降到=1=1时所对应的频时所对应的频率率 第26页/共190页第二十七页，共191页。2.2 2.2 三极管的特性三极管的特性(txng)(txng)与检与检测测三极管的检测三极管的检测(jin c)：1. 1

27、. 使用指针式万用表对三极管进行简单检测使用指针式万用表对三极管进行简单检测 （1 1）三极管管脚极性的判别）三极管管脚极性的判别 首先要判断是首先要判断是NPNNPN管还是管还是PNPPNP型管，然后区别管脚的排列。型管，然后区别管脚的排列。 将万用表置于电阻将万用表置于电阻R R100100或或R R1K1K档，先假设三极管的一脚档，先假设三极管的一脚(y (y jio)jio)为基极，将红表笔接假定为基极，将红表笔接假定“基极基极”，黑表笔分别去接触另外两，黑表笔分别去接触另外两个管脚，如果两次测得的电阻值都很小，则红表笔所接触的管脚为基个管脚，如果两次测得的电阻值都很小，则红表笔所接触

28、的管脚为基极，且该管为极，且该管为PNPPNP型三极管；如果两次测得的电阻值都很大，则红表型三极管；如果两次测得的电阻值都很大，则红表笔接触的管脚也为基极，该管为笔接触的管脚也为基极，该管为NPNNPN型三极管；如果两次测量阻值相型三极管；如果两次测量阻值相差很大，则说明假设差很大，则说明假设“基极基极”不是实际的基极，可另假定其余管脚为不是实际的基极，可另假定其余管脚为“基极基极”，重复上述测量步骤，直到满足上述条件，这样可判断出管，重复上述测量步骤，直到满足上述条件，这样可判断出管子类型与基极。子类型与基极。第27页/共190页第二十八页，共191页。2.2 2.2 三极管的特性三极管的特

29、性(txng)(txng)与检测与检测 然后判定集电极和发射极，若确定三极管型为然后判定集电极和发射极，若确定三极管型为PNPPNP型和基型和基极极b b后，在剩下的两个管脚中先假设一个脚为集电极，另一后，在剩下的两个管脚中先假设一个脚为集电极，另一个脚为发射极，将红表笔接集电极，黑表笔接发射极，并在个脚为发射极，将红表笔接集电极，黑表笔接发射极，并在基极和集电极之间接一个电阻（也可用手握住基极和集电极，基极和集电极之间接一个电阻（也可用手握住基极和集电极，但两个管脚不能接触，这样用手指代替电阻），观察万用表但两个管脚不能接触，这样用手指代替电阻），观察万用表指针的偏转指针的偏转(pinzhu

30、n)(pinzhun)位置，然后对调红黑表笔再测一位置，然后对调红黑表笔再测一次，观察指针偏转次，观察指针偏转(pinzhun)(pinzhun)并读数，两次测量中指针并读数，两次测量中指针偏转偏转(pinzhun)(pinzhun)大（即电阻值小）的那次假设是正确的。大（即电阻值小）的那次假设是正确的。若为若为NPNNPN型管，先假设集电极和发射极，将黑表笔接集电极，型管，先假设集电极和发射极，将黑表笔接集电极，红表笔接发射极，操作和判断的方法与红表笔接发射极，操作和判断的方法与PNPPNP型管的方法一样。型管的方法一样。第28页/共190页第二十九页，共191页。2.2 2.2 三极管的特

31、性三极管的特性(txng)(txng)与检与检测测（2 2）估测穿透电流）估测穿透电流ICEOICEO 对对NPNNPN型管，将红表笔与发射极接触，黑表笔与集电极接触，型管，将红表笔与发射极接触，黑表笔与集电极接触，这时对锗管测出的阻值在几十千欧姆以上，硅管测出在几百千这时对锗管测出的阻值在几十千欧姆以上，硅管测出在几百千欧姆以上时，表示欧姆以上时，表示ICEOICEO不太大。如果测出的阻值小且指针缓慢不太大。如果测出的阻值小且指针缓慢地向低阻区移动，说明地向低阻区移动，说明ICEOICEO大且稳定性差，若阻值接近于零说大且稳定性差，若阻值接近于零说明三极管已被击穿损坏，如果阻值为无穷大，则说

32、明内部已开明三极管已被击穿损坏，如果阻值为无穷大，则说明内部已开路。路。2. 2. 使用数字万用表对三极管进行简单检测使用数字万用表对三极管进行简单检测 将万用表置于二级管档，先任意建设三极管的一脚为基极，将万用表置于二级管档，先任意建设三极管的一脚为基极，将红表笔接假定将红表笔接假定“基极基极”，黑表笔分别去接触另外两个，黑表笔分别去接触另外两个(lin(lin )管脚，如果两次测得的导通电压值都很小，则红表笔所接管脚，如果两次测得的导通电压值都很小，则红表笔所接触的触的 第29页/共190页第三十页，共191页。2.2 2.2 三极管的特性三极管的特性(txng)(txng)与与检测检测管

33、脚为基极，且该管为管脚为基极，且该管为NPNNPN型，如果两次测得的导通电压值都很大，型，如果两次测得的导通电压值都很大，则红表笔接触的管脚也为基极，该管为则红表笔接触的管脚也为基极，该管为PNPPNP型，如果两次测量导通型，如果两次测量导通电压值相差很大，则说明假设电压值相差很大，则说明假设“基极基极”不是实际的基极，可另假定不是实际的基极，可另假定其余管脚为其余管脚为“基极基极”。 确定了三极管的基极和管型后，将万用表置于确定了三极管的基极和管型后，将万用表置于hFEhFE档，将三极管档，将三极管的基极按照基极的位置和管型插入到的基极按照基极的位置和管型插入到hFEhFE值测量孔中，其他两

34、个引值测量孔中，其他两个引脚插入到余下的三个测量孔中的任意两个，观察显示屏上数据的大脚插入到余下的三个测量孔中的任意两个，观察显示屏上数据的大小，找出三极管的集电极和发射极，交换小，找出三极管的集电极和发射极，交换(jiohun)(jiohun)位置后再测位置后再测量一下，观察显示屏数值的大小，反复测量四次，对比观察。以所量一下，观察显示屏数值的大小，反复测量四次，对比观察。以所测的数值最大的一次为准，就是三极管的电流放大系数值，相对应测的数值最大的一次为准，就是三极管的电流放大系数值，相对应插孔的电极即是三极管的集电极和发射极。插孔的电极即是三极管的集电极和发射极。第30页/共190页第三十

35、一页，共191页。2.3 2.3 单管放大电路单管放大电路(dinl)(dinl)的分析的分析与检测与检测基本基本(jbn)(jbn)放大电路分析放大电路分析 1 1共射放大共射放大(fngd)(fngd)电路电路的组成的组成（a a） 基本共射放大电路基本共射放大电路 （b b）习惯画法）习惯画法图图2-3-1 2-3-1 基本共射放大电路基本共射放大电路第31页/共190页第三十二页，共191页。2.3 2.3 单管放大单管放大(fngd)(fngd)电路的分析电路的分析与检测与检测2 2放大放大(fngd)(fngd)电路中各元件电路中各元件的作用的作用（1 1）三极管）三极管VTVT

36、具有电流放大作用，是放大电路中的核心元件。具有电流放大作用，是放大电路中的核心元件。（2 2）集电极直流电源）集电极直流电源UCCUCC 使发射结获得正向偏置，集电结获得反向偏置，为三极管创使发射结获得正向偏置，集电结获得反向偏置，为三极管创造放大条件。造放大条件。UCC UCC 一般为几伏到几十伏。一般为几伏到几十伏。（3 3）基极直流电源）基极直流电源UBBUBB UBB UBB的作用是使发射结处于正向偏置，提供的作用是使发射结处于正向偏置，提供(tgng)(tgng)基极偏基极偏置电流。置电流。（4 4）集电极负载电阻）集电极负载电阻RcRc 将集电极电流的变化转换成电压的变化，以实现电

37、压放大功将集电极电流的变化转换成电压的变化，以实现电压放大功能。另一方面，电源能。另一方面，电源UCC UCC 可通过可通过RcRc加到三极管上，使三极管获得加到三极管上，使三极管获得正常的工作电压，正常的工作电压，RcRc的阻值一般为几千欧到几十千欧。的阻值一般为几千欧到几十千欧。第32页/共190页第三十三页，共191页。2.3 2.3 单管放大电路的分析单管放大电路的分析(fnx)(fnx)与检测与检测（5 5）基极偏置电阻）基极偏置电阻RbRb b b又称偏置电阻，向三极管的基极提供合适的偏置电流，使发射结又称偏置电阻，向三极管的基极提供合适的偏置电流，使发射结获得正向偏置电压。改变获

38、得正向偏置电压。改变RbRb的大小可使三极管获得合适的静态工作点，的大小可使三极管获得合适的静态工作点，RbRb的阻值一般取几十千欧到几百千欧。的阻值一般取几十千欧到几百千欧。（6 6）耦合电容）耦合电容(dinrng)C1(dinrng)C1和和C2C2 一方面它们起着隔离直流的作用，另一方面又起着交流耦合作用，保一方面它们起着隔离直流的作用，另一方面又起着交流耦合作用，保证交流信号畅通无阻地通过放大电路，通常为几微法到几十微法，一般用证交流信号畅通无阻地通过放大电路，通常为几微法到几十微法，一般用电解电容电解电容(dinrng)(dinrng)，连接时电容，连接时电容(dinrng)(di

39、nrng)的正极接高电位，负极的正极接高电位，负极接低电位。接低电位。（7 7）负载电阻）负载电阻RLRL RL RL是放大电路的外接负载是放大电路的外接负载第33页/共190页第三十四页，共191页。2.3 2.3 单管放大电路单管放大电路(dinl)(dinl)的分析的分析与检测与检测3 3电路电路(dinl)(dinl)的习惯画法的习惯画法电路的习惯电路的习惯(xgun)(xgun)画法如图画法如图2-3-12-3-1（b b）所示的习惯）所示的习惯(xgun)(xgun)画法。画法。 4 4电路中电流、电压的符号规定电路中电流、电压的符号规定电路中电流、电压的符号统一规定如表电路中电流

40、、电压的符号统一规定如表2 23 3中。中。 名名 称称 总电流总电流或总电压或总电压 直直 流流 量量（静态值）（静态值） 交交 流流 量量基基 本本关关 系系 式式瞬时值瞬时值有效值有效值基极电流基极电流iBIBibIbiBIBib集电极电流集电极电流iCICicIctCIcic基基-射电压射电压uBE UBEubeUbeuBEUBEube集集射电压射电压uCEUCEuceUceuCEUCEuce第34页/共190页第三十五页，共191页。2.3 2.3 单管放大单管放大(fngd)(fngd)电路的电路的分析与检测分析与检测5 5电路电路(dinl)(dinl)中电流、电压的波形中电流、

41、电压的波形 在图2-3-1（b）中，当无信号输入时，电路中只存在直流电流和直流电压，此时放大电路的工作状态称之为静态。 当交流信号电压ui通过耦合电容C1加到放大电路的基极和发射极之间时，即在基极直流电压UBE的基础上迭加了一个交流电压ui，使得基极发射极之间总电压变为uBEUBEui。由于(yuy)icib，所以ic随ib变化，ib对ic进行控制，因此有 iCiB(IBib)IBibICic可见，集电极总电流iC也是静态的集电极电流IC和交变的信号电流ic的迭加。第35页/共190页第三十六页，共191页。2.3 2.3 单管放大电路单管放大电路(dinl)(dinl)的分析的分析与检测与检

42、测 同样，集电极总电压也是由静态电压同样，集电极总电压也是由静态电压UCEUCE和交流电压和交流电压uceuce迭加而成。迭加而成。由电压关系式由电压关系式uCEuCEUCCUCCiCRCiCRC可知，当可知，当iCiC增大时，增大时，uCEuCE反而减小；反而减小；当当iCiC减小时，减小时，uCEuCE反而增大，所以反而增大，所以uCEuCE的波形是在直流的波形是在直流UCEUCE上叠加了上叠加了一个与一个与iCiC变化方向相反的交流电压变化方向相反的交流电压uceuce。由以上分析可知：由以上分析可知： （1 1）放大电路）放大电路(dinl)(dinl)工作在动态时，工作在动态时，uB

43、EuBE、iBiB、uCEuCE和和iCiC都是由直流分量和交流分量组成，其波形也是由两种分量合成的都是由直流分量和交流分量组成，其波形也是由两种分量合成的结果。结果。 （2 2）在共发射极电路）在共发射极电路(dinl)(dinl)中，输入信号电压中，输入信号电压uiui，基极，基极信号电流信号电流ibib和集电极信号电流和集电极信号电流icic相位相同。而输出电压相位相同。而输出电压uouo与输入与输入信号信号uiui相位相反，这在放大电路相位相反，这在放大电路(dinl)(dinl)中称之为中称之为“反相反相”。第36页/共190页第三十七页，共191页。2.3 2.3 单管放大单管放大

44、(fngd)(fngd)电路的分析电路的分析与检测与检测 （3 3）如果参数选择恰当，）如果参数选择恰当，uo uo 的幅值就远大于的幅值就远大于uiui的幅值，的幅值，即将直流电能转化为交流电能输出。这就是通常所说的放即将直流电能转化为交流电能输出。这就是通常所说的放大作用。电路中各极电流、电压大作用。电路中各极电流、电压(diny)(diny)的波形如图的波形如图2-2-3-23-2所示。所示。图图2-3-2 2-3-2 共射放大电路中的电压共射放大电路中的电压(diny)(diny)、电流波形、电流波形第37页/共190页第三十八页，共191页。2.3 2.3 单管放大电路的分析单管放大

45、电路的分析(fnx)(fnx)与与检测检测6 6放大电路放大电路(dinl)(dinl)中的直流通路与交流通路中的直流通路与交流通路（1 1）直流通路）直流通路(tngl)(tngl) 直流通路直流通路(tngl)(tngl)是指放大电路中直流电流通过的路是指放大电路中直流电流通过的路径。画直流通路径。画直流通路(tngl)(tngl)时，电容视为开路，电感视为短时，电容视为开路，电感视为短路，其它不变。如图路，其它不变。如图2-3-32-3-3（b b）所示。）所示。（2 2）交流通路）交流通路(tngl)(tngl) 交流通路交流通路(tngl)(tngl)是指放大电路中交流电流通过的路是

46、指放大电路中交流电流通过的路径。计算放大电路的放大倍数、输入电阻、输出电阻时用交径。计算放大电路的放大倍数、输入电阻、输出电阻时用交流通路流通路(tngl)(tngl)。由于容抗小的电容以及内阻小的直流电。由于容抗小的电容以及内阻小的直流电源，其交流压降很小，可以看作短路，因此其交流通路源，其交流压降很小，可以看作短路，因此其交流通路(tngl)(tngl)如图如图2-3-32-3-3（c c）所示。）所示。第38页/共190页第三十九页，共191页。2.3 2.3 单管放大电路单管放大电路(dinl)(dinl)的分析的分析与检测与检测 （a）电路 （b）直流通路 （c）交流(jioli)通

47、路图2-3-3 基本共射放大电路的交、直流通路第39页/共190页第四十页，共191页。2.3 2.3 单管放大单管放大(fngd)(fngd)电路的分析电路的分析与检测与检测8. 8. 静态工作情况分析静态工作情况分析 静态工作情况分析是指求出三极管的静态电流（静态工作情况分析是指求出三极管的静态电流（IBQIBQ、ICQICQ）和静态电压（）和静态电压（UBEQUBEQ、UCEQUCEQ）的值（）的值（Q Q表示在三级管特性曲线上表示在三级管特性曲线上静态电流、电压值所对应的点，即静态工作点）。由于发射结导通静态电流、电压值所对应的点，即静态工作点）。由于发射结导通直流压降直流压降UBEQ

48、UBEQ在估算时可以认为是定值（硅管约在估算时可以认为是定值（硅管约0.7V0.7V，锗管约，锗管约0.3V0.3V），因此），因此IBQIBQ可通过可通过(tnggu)(tnggu)直流通路的基极回路估算得到直流通路的基极回路估算得到9.9.动态工作情况分析动态工作情况分析 当放大电路加上输入信号后，电路中的电压、电流均在静态值当放大电路加上输入信号后，电路中的电压、电流均在静态值的基础上作相应的变化，通常把放大电路有输入信号时的工作状态的基础上作相应的变化，通常把放大电路有输入信号时的工作状态称之为动态。称之为动态。第40页/共190页第四十一页，共191页。2.3 2.3 单管放大电路单

49、管放大电路(dinl)(dinl)的分析的分析与检测与检测10. 10. 静态工作点与波形失真的关系静态工作点与波形失真的关系 波形失真是指输出波形不能很好地重现输入波形的形状，波形失真是指输出波形不能很好地重现输入波形的形状，即输出波形相对于输入波形发生了变形。对一个放大电路来说，即输出波形相对于输入波形发生了变形。对一个放大电路来说，要求输出波形的失真尽可能小。但是，当静态工作点位置选择要求输出波形的失真尽可能小。但是，当静态工作点位置选择(xunz)(xunz)不当时，将出现严重的非线性失真。不当时，将出现严重的非线性失真。 当当 Q Q点位置选得太高，接近饱和区时，见图点位置选得太高，

50、接近饱和区时，见图2-3-42-3-4中的中的Q1Q1点，点，这时尽管这时尽管iBiB的波形完好，但的波形完好，但iCiC的正半周和的正半周和uCEuCE的负半周都出现了的负半周都出现了畸变，这种由于动态工作点进入饱和区而引起的失真，称为畸变，这种由于动态工作点进入饱和区而引起的失真，称为“饱和饱和”失真。失真。 当当Q Q点位置选得太低，接近截止区时，见图点位置选得太低，接近截止区时，见图2-3-42-3-4中的中的Q2Q2点，点，这时由于在输入信的负半周，动态工作点进入管子的截止区，这时由于在输入信的负半周，动态工作点进入管子的截止区，使使iCiC的负半周和的负半周和uCEuCE的正半周波

51、形产生畸变，这种因的正半周波形产生畸变，这种因第41页/共190页第四十二页，共191页。2.3 2.3 单管放大单管放大(fngd)(fngd)电路的电路的分析与检测分析与检测工作点进入截止区而产生的失真称为工作点进入截止区而产生的失真称为“截止截止”失真。失真。 饱和失真和截止失真都是由于三极管工作在特性饱和失真和截止失真都是由于三极管工作在特性(txng)(txng)曲线的非线性区域所引起的，因此都叫做非线性失真。曲线的非线性区域所引起的，因此都叫做非线性失真。图图2-3-4 2-3-4 静态工作点与波形静态工作点与波形(b xn(b xn) )失真的关系失真的关系第42页/共190页第

52、四十三页，共191页。2.3 2.3 单管放大单管放大(fngd)(fngd)电路的分电路的分析与检测析与检测11. 11. 电路参数电路参数(cnsh)(cnsh)对静态工作点的影响对静态工作点的影响（1 1）RbRb的影响的影响 当当UCCUCC、RcRc不变时，输出回路直流负载线不变。这时增大不变时，输出回路直流负载线不变。这时增大RbRb，IBQIBQ将减小，静态工作点沿直流负载线下移，由将减小，静态工作点沿直流负载线下移，由Q Q点移向点移向Q2Q2点，见图点，见图2-3-52-3-5（a a）。反之，减小）。反之，减小RbRb，IBQIBQ将增大，静态工作点沿直流负载线将增大，静态

53、工作点沿直流负载线上移，由上移，由Q Q点移向点移向Q1Q1点。可见，调节点。可见，调节RbRb能改变静态工作点的位置。能改变静态工作点的位置。（2 2）RcRc的影响的影响 当当UCCUCC、RbRb不变时，不变时，IBQIBQ也不变。改变也不变。改变RcRc即改变了直流负载线的即改变了直流负载线的斜率，静态工作点也将随之改变。斜率，静态工作点也将随之改变。RcRc增加增加(zngji)(zngji)，直流负载线，直流负载线变得平坦，静态工作点由变得平坦，静态工作点由Q Q点移向点移向Q3Q3点；反之，当点；反之，当RcRc减小时，直流负减小时，直流负载线变陡，静态工作点移向载线变陡，静态工

54、作点移向Q4Q4点，如图点，如图2-3-52-3-5（b b）第43页/共190页第四十四页，共191页。2.3 2.3 单管放大单管放大(fngd)(fngd)电路的分析电路的分析与检测与检测2-3-5 2-3-5 电路参数电路参数(cnsh)(cnsh)对静态工作点的影响对静态工作点的影响RcRc太大，太大，Q3Q3点左移太多，点左移太多，UCEQUCEQ减小，易引起饱和失真；减小，易引起饱和失真；RcRc太小，交流太小，交流(jioli)(jioli)负载电阻减小，交流负载电阻减小，交流(jioli)(jioli)负载线变陡，使输出电负载线变陡，使输出电压幅度随之减小。压幅度随之减小。第

55、44页/共190页第四十五页，共191页。2.3 2.3 单管放大单管放大(fngd)(fngd)电路的分析电路的分析与检测与检测（3 3） UCC UCC的影响的影响 当当RcRc和和RbRb固定时，直流负载线的斜率不变。固定时，直流负载线的斜率不变。UCCUCC增加时，直流增加时，直流负载线平行负载线平行(pngxng)(pngxng)右移，因为右移，因为RbRb不变，不变，UCCUCC增加使增加使IBQIBQ也增也增加，因此静态工作点向右上方移动到处；反之，加，因此静态工作点向右上方移动到处；反之，UCCUCC减小时，减小时，IBQIBQ减减小，直流负载线平行小，直流负载线平行(pngx

56、ng)(pngxng)左移，使静态工作点向左下方移左移，使静态工作点向左下方移动到处，如图动到处，如图2-3-52-3-5（b b）所示。减小）所示。减小UCCUCC容易造成既有截止失真又容易造成既有截止失真又有饱和失真的非线性失真；增大有饱和失真的非线性失真；增大UCCUCC可改善非线性失真，但可改善非线性失真，但UCCUCC增大增大会使电路功率消耗增大，同时也受到管子击穿电压的限制。会使电路功率消耗增大，同时也受到管子击穿电压的限制。第45页/共190页第四十六页，共191页。2.3 2.3 单管放大电路单管放大电路(dinl)(dinl)的分的分析与检测析与检测12.12.微变等效电路分

57、析法微变等效电路分析法（1 1）静态）静态(jngti)(jngti)工作点的估算工作点的估算 静态静态(jngti)(jngti)值可以通过直流通路求得。由图可知：值可以通过直流通路求得。由图可知：UCEQUCCICQRc 式中各量的下标Q表示它们(t men)是静态值。三极管的UBEQ很小，对于硅管取0.7V，对锗管取0.3V，与电源UCC 相比可忽略不计。第46页/共190页第四十七页，共191页。2.3 2.3 单管放大电路单管放大电路(dinl)(dinl)的分析的分析与检测与检测（2 2）微变等效电路与动态分析）微变等效电路与动态分析a.a.三极管输入三极管输入(shr)(shr)

58、回路等效电路回路等效电路 当输入信号较小时(xiosh)，三极管B、E间就相当于一个线性电阻，如图2-3-6所示。结合输入特性曲线，则三极管的输入电阻可定义为 r rbebe叫三极管的输入电阻。它是从三极管的输入端（叫三极管的输入电阻。它是从三极管的输入端（B B、E E端）看进去的交流等效电阻，它的大小与静态工作点的位置有端）看进去的交流等效电阻，它的大小与静态工作点的位置有关，通常的值在几百欧到几千欧之间。关，通常的值在几百欧到几千欧之间。第47页/共190页第四十八页，共191页。2.3 2.3 单管放大电路单管放大电路(dinl)(dinl)的的分析与检测分析与检测 工程上常用工程上常

59、用(chn yn)下式来估算。下式来估算。 式中式中 叫三极管的基区体电阻叫三极管的基区体电阻(dinz)(dinz)，对于低频小，对于低频小功率管，通常取功率管，通常取300300为估算值。为估算值。b.b.三极管输出回路的等效电路三极管输出回路的等效电路 三极管在输入信号电流三极管在输入信号电流i ib b作用下，相应地产生输出信号电作用下，相应地产生输出信号电流流i ic c，并且有，并且有i ic ci ib b ，即集电极电流只受基极电流控制。因，即集电极电流只受基极电流控制。因此，从输出端此，从输出端C C、E E间看三极管是一个受控电流源，由于三极管的间看三极管是一个受控电流源，

60、由于三极管的输出电阻极大（输出恒流特性），所以在画微变等效电路时并不输出电阻极大（输出恒流特性），所以在画微变等效电路时并不画出。画出。第48页/共190页第四十九页，共191页。2.3 2.3 单管放大电路的分析单管放大电路的分析(fnx)(fnx)与检测与检测 图图2-3-7 2-3-7 三极管的微等效电路三极管的微等效电路(2)(2)动态分析动态分析 A. A.共射放大共射放大(fngd)(fngd)电路的简化微变电路的简化微变等效电路等效电路 共射放大电路以图2-3-8（a）进行分析(fnx)，先画出共射放大电路的交流通路，再用三极管的微变等效电路去替换交流通路中的三极管，即为简化微变