晶体三极管及其基本放大电路PPT教案

1、会计学1晶体三极管及其基本放大电路晶体三极管及其基本放大电路2021-12-15电路与模拟电子技术基础25.1晶体三极管晶体三极管晶体三极管又称为半导体三极管、双极晶体三极管又称为半导体三极管、双极型晶体管，简称晶体管。是电子电路主要的有型晶体管，简称晶体管。是电子电路主要的有源器件，可用来放大、振荡、调制等。源器件，可用来放大、振荡、调制等。第1页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础3几种常见晶体管的外形 第2页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础4ecb发射极发射极基极基极集电极集电极发射结发射结集电结集电结基基区区发射发射区区集电集电区区NPNcbeN

2、PN(a) NPN管的管的原理结构原理结构示意示意图图(b) 电路符号电路符号（base） （collector ）（emitter）符号中发射极上的符号中发射极上的箭头方向，箭头方向，表示表示发射结正偏时电流的流向。发射结正偏时电流的流向。晶体三极管的结构示意图如下图所示。晶体三极管的结构示意图如下图所示。它有两种类型它有两种类型:NPN型和型和PNP型。型。第3页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础5晶体管的结构第4页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础6PNPcbe(b) 电路符号电路符号(a) PNP型三极管的型三极管的原理结原理结构构符号中发射极上

3、的符号中发射极上的箭头方向，箭头方向，表示表示发射结正偏时电流的流向。发射结正偏时电流的流向。第5页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础7P集电极基极发射极集电结发射结发射区集电区(a)NPNcebPNPcebb基区ec(b)N衬底N型外延PNcebSiO2绝缘层集电结基区发射区发射结集电区(c)NN图图2-3 平面管结构剖面图平面管结构剖面图结构特点结构特点1、三区两结、三区两结2、基区很、基区很薄薄3、e区区重重掺杂掺杂 c区区轻轻掺杂掺杂 b区掺杂区掺杂最轻最轻4、集电区集电区的的面积面积则比发射区做得则比发射区做得大大，这，这是三极管实现电流放大的内部条件。是三极管实

4、现电流放大的内部条件。第6页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础8BJT BJT 处于放大状态的条件：处于放大状态的条件：内部条件内部条件：发射区重掺杂(故管子e、 c极不能互换)基区很薄(几个m)集电结面积大外部条件：外部条件：发射结正偏集电结反偏第7页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础9对晶体管对晶体管 发射区的作用是：向基区注入载流子；发射区的作用是：向基区注入载流子； 基区的作用是：传送和控制载流子；基区的作用是：传送和控制载流子； 集电区的作用是：收集载流子。集电区的作用是：收集载流子。管内载流子的运动情况如下图所示。管内载流子的运动情况如下图所

5、示。第8页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础102.电子在基区中的扩散与复合电子在基区中的扩散与复合3.集电区收集扩散过来的电子集电区收集扩散过来的电子另外另外, ,基区集电区本身存在的少子，基区集电区本身存在的少子，在集电结上存在漂移运动，由此形成电流在集电结上存在漂移运动，由此形成电流ICBO三极管内有两种载流子参与导电，故称此种三极管三极管内有两种载流子参与导电，故称此种三极管为双极型三极管，记为为双极型三极管，记为BJT1.发射区向基区注入电子发射区向基区注入电子第9页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础11 对对 NPN管管UC UB UE UC

6、 UEUB对对 PNP管管 要求要求 UC UB UE UC UEUB第10页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础12CBEIIIcICeIENPNIBRCUCCUBBRBICBO15VbIBNIEPIENICN晶体管三个电极上的电流与内部晶体管三个电极上的电流与内部载流子传输形成的电流之间有如下关系：载流子传输形成的电流之间有如下关系：CBOCNCCBOBNBCNBNENEIIIIIIIIII第11页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础13共射极直流电流放大系数共射极直流电流放大系数 反映扩散到集电区的反映扩散到集电区的电流电流ICN与基区复合电流与基区复

7、合电流IBN之间的比例关系，之间的比例关系， CBII 一般20020直流电流放大系数直流电流放大系数CBOBCBOCBNCNIIIIII含义：基区每复合一个电子，就有含义：基区每复合一个电子，就有个电个电子扩散到集电区去。子扩散到集电区去。 若忽略若忽略 ICBO , 则则第12页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础14晶体管的共射特性曲线晶体管的共射特性曲线 晶体管伏安特性曲线是描述晶体管各极晶体管伏安特性曲线是描述晶体管各极电流与极间电压关系的曲线，它对于了解晶电流与极间电压关系的曲线，它对于了解晶体管的导电特性非常有用。晶体管有三个电体管的导电特性非常有用。晶体管有三

8、个电极，通常用其中两个分别作输入、输出端，极，通常用其中两个分别作输入、输出端，第三个作公共端，这样可以构成输入和输出第三个作公共端，这样可以构成输入和输出两个回路。实际中，有下图所示的三种基本两个回路。实际中，有下图所示的三种基本接法接法(组态组态)，分别称为共发射极、共集电极和，分别称为共发射极、共集电极和共基极接法。其中，共发射极接法更具代表共基极接法。其中，共发射极接法更具代表性，所以我们主要讨论共发射极伏安特性曲性，所以我们主要讨论共发射极伏安特性曲线。线。 第13页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础15icebiBC输出回路输入回路ecbiBiEceiEiCb(

9、a)共发射极(b)共集电极(c)共基极 晶体管的三种基本接法（晶体管的三种基本接法（组态组态）晶体管在电路中的连接方式晶体管在电路中的连接方式第14页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础16晶体管的特性曲线晶体管的特性曲线特性曲线是特性曲线是指各电极之指各电极之间的间的电压与电压与电流电流之间的之间的关系曲线关系曲线概概念念输入特性曲线输入特性曲线输出特性曲线输出特性曲线第15页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础17常数CEuBEBufi)(AmAVViBiCUCCUBBRCRBuBEuCE共发射极放大电路见图。共射输入特性曲线是以共发射极放大电路见图。共

10、射输入特性曲线是以uCE为参变量时，为参变量时，iB与与uBE间的关系曲线，即间的关系曲线，即 典型的共发射极输入特性曲线如下图所示。典型的共发射极输入特性曲线如下图所示。 。第16页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础18iB/AuBE/V060900.50.70.930UCE0 UCE1共发射极输入特性曲线共发射极输入特性曲线 典型的共发射极输入特典型的共发射极输入特性曲线。性曲线。(1)当当vCE=0V时，晶体管相当于两时，晶体管相当于两个并联二极管，个并联二极管，i B 很大，曲线很大，曲线明显左移。明显左移。(2) 1 uCE 0时，时，uCE，曲线右移，特别工作在

11、饱和区时，移动量更大。曲线右移，特别工作在饱和区时，移动量更大。当当 vCE1V以后，由于集电结的反偏电压可以在单位时间内将所有到达集电结边上的载流子拉到集电极，故以后，由于集电结的反偏电压可以在单位时间内将所有到达集电结边上的载流子拉到集电极，故iC不随不随vCE变化，所以同样的变化，所以同样的vBE下的下的 iB不变，特性曲线几乎重叠。不变，特性曲线几乎重叠。第17页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础19常数BiCECufi 典型的共射输出特性曲线如图所示。由典型的共射输出特性曲线如图所示。由图可见，输出特性可以划分为三个区域图可见，输出特性可以划分为三个区域，对应于三

12、种工作状态。现分别讨论如，对应于三种工作状态。现分别讨论如下。下。 第18页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础20 共射输出特性曲线uCE/V5101501234截止区截止区IB40 A30 A20 A10 A0AiBICBO放放大大区区iC/mAuCEuBE饱和区饱和区第19页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础21uCE/ V5101501234饱饱和和区区截止区截止区iBICBO放放大大区区iC/ m AuCEuBEIB40 A 30 A 20 A 10 A 0 A 常数CEuBCII在数值上近似等于在数值上近似等于 问题：问题：特性图中特性图中=？

13、=100第20页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础22uCE/ V5101501234饱饱和和区区截止区截止区iBICBO放放大大区区iC/ m AuCEuBEIB40 A 30 A 20 A 10 A 0 A 即即： iC 仅决定于仅决定于iB ，与输出环路的外电路无关，与输出环路的外电路无关。 第21页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础23uCE/ V5101501234饱饱和和区区截止区截止区iBICBO放放大大区区iC/ m AuCEuBEIB40 A 30 A 20 A 10 A 0 A 临界饱和：临界饱和：uCE=uBE，uCB=0(集电结零

14、偏集电结零偏)第22页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础24IcCeIENPNIBRCUCCUBBRBIbIBNIEPIENICNC1（1） iB一定时，一定时，iC比放大时要小比放大时要小 三极管的电流放大能力下降，通常有三极管的电流放大能力下降，通常有iCRs ,则：则：uusAA UiRiRsRB2rbeIiRCRLUoeIbIbrceRoIcIobcRB1Us第86页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础88UoUiUsRsRB2C1RERLUCCRCRB1C2 共射极放大器及其交流等效电路共射极放大器及其交流等效电路(a)电路电路 5、带有射极电阻

15、、带有射极电阻RE时的交流指标时的交流指标CE第87页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础89 发射极接电阻时的交流等效电路发射极接电阻时的交流等效电路EmLmEbeLiouRgRgRrRUUA 1)1( 时）时）当当beEELurRRRA )1( EbeiRrR)1( Ri=RB1/RB2/RicUooORIURS 0UsRsUiRb2Rb1RErbeIbRCRLUoIbRi第88页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础90例：例： 下图电路中，若下图电路中，若RB1=75k，RB2=25k, RC=RL=2k，RE=1k,UCC=12V，晶体管的晶体管的=

16、80，rbb=100,信号源内阻信号源内阻Rs=0.6k,试求直流工作点试求直流工作点ICQ、UCEQ及及Au，Ri，Ro和和Aus。UoUiUsRsRB2C1RECERLUCCRCRB1C2第89页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础91VRRIUUmARUUIIVURRRUECCQCCCEQEBEQBEQCQCCBBBB1 . 5) 12(3 . 212)(3 . 217 . 03312257525212 解：解： 按估算法计算按估算法计算Q点：点： RB2REUCCRCRB1直流通路直流通路 第90页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础92UiRiRs

17、RB2rbeIiRCRLUoeIbIbrceRoIcIobcRB1Us kRRRkIrrrRUUALCLCQbbbebeLiou12213 . 2268010026 式中：式中：第91页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础9350)80(16 . 01211157580118021 uisisousCobeBBiuARRRUUAkRRkrRRRA的阻值代入上式，得的阻值代入上式，得，将将LbeRr UiRiRsRB2rbeIiRCRLUoeIbIbrceRoIcIobcRB1Us第92页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础94UoUiUsRsRB2C1RE1

18、CERLUCCRCRB1C2RE2例：在上例中，将例：在上例中，将RE变为两个电阻变为两个电阻RE1和和RE2串联，且串联，且RE1=100,RE2=900，而旁通电容，而旁通电容CE接在接在RE2两端，其它条件不变，试求此时的交流两端，其它条件不变，试求此时的交流指标。指标。第93页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础95UsRsUiRb2Rb1RErbeIbRCRLUoIb1解：解： 由于由于RE=RE1+RE2=1k，所以，所以Q点不变点不变。对于交流通路，现在射极通过。对于交流通路，现在射极通过RE1接地。交流接地。交流等效电路为：等效电路为：第94页/共177页20

19、21-12-15电路与模拟电子技术基础968)8 . 8(66 . 0626 1 . 0811 2575)1(8 . 81 . 0811180)1(1211 uisisousCoEbeBBiEbeLiouARRRUUAkRRkRrRRRRrRUUA UsRsUiRb2Rb1RErbeIbRCRLUoIb1第95页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础97，RE1的接入，使得的接入，使得Au减小了约减小了约10倍。倍。但是，由于输入电阻增大，因而但是，由于输入电阻增大，因而Aus与与Au的差异的差异明显减小了。明显减小了。第96页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术

20、基础982 交流图解分析法交流图解分析法交流图解分析是在输入信号作用下，通过交流图解分析是在输入信号作用下，通过作图来确定晶体管各极电流和极间电压的作图来确定晶体管各极电流和极间电压的变化变化量量。由于交流信号是叠加在静态工作点上的，。由于交流信号是叠加在静态工作点上的，因此交流状态的图解法必须在静态分析的基础因此交流状态的图解法必须在静态分析的基础上分析。上分析。 ceCEQCEcCQCuUuiIi,瞬时值瞬时值 直流值直流值 交流值交流值第97页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础99RCVRBUCCuoC2RLuiC1 阻容耦合共射放大电路 RCuousRsRBRLIi

21、Io交流通路 RBUCCRC直流通路 第98页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础100步骤：步骤：1）由直流通路确定静态工作点）由直流通路确定静态工作点2）根据）根据ui利用输入特性曲线画出利用输入特性曲线画出ib和和uBE的波形的波形第99页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础101iBIBQtiBIBQuBEuBEtiBmaxiBminQUBEQ(a)输入回路的工作波形输入回路的工作波形RCVRBUCCuoC2RLuiC1第100页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础102iBIBQuCE0NQMiCUCEQUCCICQUCCRC i

22、B变化时，在输出特性曲线上瞬时工作点（变化时，在输出特性曲线上瞬时工作点（uCE和和iC）移动的轨迹称为）移动的轨迹称为交流负载线交流负载线。 RCVRBUCCuoC2RLuiC13）根据）根据iB利用输出特性曲线画出利用输出特性曲线画出iC和和uCE的波形的波形第101页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础103，其中，其中RL=RC/RL RCUoUiRBRLibicuceRL因此：因此：-交流负载方程交流负载方程 交流量瞬时值直流量LcecRui)(1CEQCELCQCUuRIi第102页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础104uCE-UCEQ= -

23、(iC-ICQ)RL 特点特点:RCUoUiRBRLibicuceRL第103页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础105 放大器的交流图解分析放大器的交流图解分析(b)输出回路的输出回路的工作波形工作波形QiCiBmaxiBminiCICQtuCEtuCEUCCUCEQICQUCCRCQ1Q2IBQICQRLA交流负载线交流负载线 kRL1交流负载线：交流负载线：uCE= UCEQ-(iC-ICQ)RL直流负载线直流负载线 kRC1第104页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础106 tuBE0QuBEiB0iCuCE0Q tiBIBQiC tICQ tu

24、CE0- -1/R LVC EQibtuituBEUBEQiBtIBQiCtICQuCEtUCEQuo000000tRCUoUsVRsUiC1RB(UCC)C2RLUCCuCEiCiB第105页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础107tuituBEUBEQiBtIBQiCtICQuCEtUCEQuo000000tRCUoUsVRsUiC1RB(UCC)C2RLUCCuCEiCiB tuBE0QuBEiB0iCuCE0Q tiBIBQiC tICQ tuCE0- -1/R LVC EQib第106页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础108tuituBEUB

25、EQiBtIBQiCtICQuCEtUCEQuo000000t 共射极放大器的电压、电流波形共射极放大器的电压、电流波形叠加交流信号叠加交流信号后，晶体管各极电流后，晶体管各极电流方向、极间电压极性方向、极间电压极性与静态时相同。与静态时相同。放大器的输出放大器的输出与输入信号是反相（与输入信号是反相（或称倒相）的。或称倒相）的。结论：结论：第107页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础109直流量保证了直流量保证了交流量的不失真。交流量的不失真。tuituBEUBEQiBtIBQiCtICQuCEtUCEQuo000000t 共射极放大器的电压、电流波形共射极放大器的电压、

26、电流波形RCUoUsVRsUiC1RB(UCC)C2RLUCCuCEiCiB第108页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础110非线性失真非线性失真:对放大电路有一个基本要求，就对放大电路有一个基本要求，就是输出信号尽可能不失真。所谓失真就是输出波形是输出信号尽可能不失真。所谓失真就是输出波形与输入波形不完全一样。引起失真的原因很多，其与输入波形不完全一样。引起失真的原因很多，其中最常见的是静态工作点不适合或输入信号太大，中最常见的是静态工作点不适合或输入信号太大，使放大电路的工作范围超出了晶体管曲线的线性范使放大电路的工作范围超出了晶体管曲线的线性范围。这种失真为非线性失真

27、。围。这种失真为非线性失真。1.非线性失真非线性失真（1）.截止失真截止失真第109页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础111Q交流负载线交流负载线iC0t0iCiBuCEuCE0t(a)截止失真截止失真Q点过低点过低动态工作点进入截止区，出现截止失真。动态工作点进入截止区，出现截止失真。对对NPN管的共射极放大器，发生截止失真时，其输出管的共射极放大器，发生截止失真时，其输出电压出现电压出现“胖顶胖顶”的现象（顶部限幅），的现象（顶部限幅）， ICQRLUCEQ第110页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础112 Q点不合适产生的非线性失真点不合适产生的

28、非线性失真(b)饱和失真饱和失真Q交流负载线交流负载线iCiCiB0tuCEuCE0t0Q点过高点过高动态工作点进入饱和区，出现饱和失真。动态工作点进入饱和区，出现饱和失真。对对NPN管的共射极放大器，发生饱和失真时，其输出管的共射极放大器，发生饱和失真时，其输出电压出现电压出现“削底削底”现象（底部限幅）现象（底部限幅） UCEQUCES第111页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础1132.用图解法估算动态范围：用图解法估算动态范围：动态范围是指放大电路的输出端不产生非线动态范围是指放大电路的输出端不产生非线性失真的最大输出电压的峰性失真的最大输出电压的峰-峰值，即峰值，

29、即 Up-p=2Uomax式中式中Uomax为不失真输出电压的最大值。为不失真输出电压的最大值。第112页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础114Q交流负载线交流负载线iC0t0iCiBuCEuCE0t(a)截止失真截止失真LCQomRIU1受截止失真限制，其最大不失真输出电压的幅度为受截止失真限制，其最大不失真输出电压的幅度为ICQRLUCEQ第113页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础115 Q点不合适产生的非线性失真点不合适产生的非线性失真(b)饱和失真饱和失真Q交流负载线交流负载线iCiCiB0tuCEuCE0t0CESCEQomUUU2因饱和失

30、真的限制，最大不失真输出电压的幅度为因饱和失真的限制，最大不失真输出电压的幅度为UCEQUCES第114页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础116LCQomRIUCESCEQomUUU Uopp=2Uom 放大器输出动态范围：放大器输出动态范围：受截止失真限制，其最大不失真输出电压的幅度为受截止失真限制，其最大不失真输出电压的幅度为因饱和失真的限制，最大不失真输出电压的幅度为因饱和失真的限制，最大不失真输出电压的幅度为其中较小的即为放大器最大不失真输出电压其中较小的即为放大器最大不失真输出电压的幅度，而输出动态范围的幅度，而输出动态范围Uopp则为该幅度的两倍则为该幅度的两

31、倍，即，即第115页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础117第116页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础118RCVRBUCCuoC2RLuiC1 解题思路：第一步：求出ICQ 比较Uom1=ICQRL和Uom2=UCEQ- UCES临界大小 忽略晶体管的饱和压降 UCES临界=0 第117页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础119结论：结论：动态范围决定于动态范围决定于Uom1、 Uom2 中的小者。中的小者。当当Uom1 = Uom2时，动态范围最大。时，动态范围最大。（Q点在有效交流负载线中央）点在有效交流负载线中央）第118页

32、/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础120第119页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础1215.4 晶体管放大电路的三种接法晶体管放大电路的三种接法静态工作点稳定的共射级放大电路静态工作点稳定的共射级放大电路晶体管在放大应用时，要求外电路将晶体管晶体管在放大应用时，要求外电路将晶体管偏置在放大区，而且在信号的变化范围内，偏置在放大区，而且在信号的变化范围内，管子始终工作在放大状态。此时，对偏置电管子始终工作在放大状态。此时，对偏置电路的要求是：电路形式要简单。例如采用路的要求是：电路形式要简单。例如采用一路电源，尽可能少用电阻等；偏置下的一路电源，尽可能少

33、用电阻等；偏置下的工作点在环境温度变化或更换管子时应力求工作点在环境温度变化或更换管子时应力求保持稳定；对信号的传输损耗应尽可能小保持稳定；对信号的传输损耗应尽可能小。下面将介绍几种常用的偏置电路。下面将介绍几种常用的偏置电路。 第120页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础122第121页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础123单电源供电。单电源供电。UEE=0，UBB由由UCC提供提供 只要合理选择只要合理选择RB，RC的阻值，晶体管将处于的阻值，晶体管将处于放大状态。放大状态。 固定偏流电路第122页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术

34、基础124 固定偏流电路固定偏流电路缺点：工作点稳定性差。（缺点：工作点稳定性差。（IBQ固定，当固定，当、ICBO等变化等变化ICQ、UCEQ的变化的变化工作点产生较大的工作点产生较大的漂移漂移使管子进入饱和或截止区）使管子进入饱和或截止区） BCCBonBECCBQRURUUI)(,IIBQCQCCQCCCEQRIUU优点：电路结构简单。优点：电路结构简单。第123页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础125二、电流负反馈型偏置电路二、电流负反馈型偏置电路RBUCCRCRE1.电路：在固定偏置电路的发射极加一个RE2.工作点稳定原理：ICQIEQUEQUBEQIBQICQ

35、负反馈负反馈机制的作用：负反馈机制的作用：克服克服Q点的漂移现象，保证点的漂移现象，保证Q点的稳定。点的稳定。第124页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础126RBUCCRCREEB)on(BECCBQR)(RUUI1工作点计算式：工作点计算式：BQCQIIECCQCCCEQRRIUU第125页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础127三、分压式直流电流负反馈偏置电路三、分压式直流电流负反馈偏置电路分压式直流电流负反馈偏置电路分压式直流电流负反馈偏置电路电路：在电流负反馈型偏置电电路：在电流负反馈型偏置电路的基极加一个偏置电阻路的基极加一个偏置电阻RB2。

36、 RB2的作用：与的作用：与RB1组成串联分压电路，组成串联分压电路，保证保证UB的固定的固定。UB固定的条件：流过电阻固定的条件：流过电阻RB1、RB2的的电流电流I1IBQ，因此，因此，RB1、RB2越小越小越好，但过小将增大越好，但过小将增大UCC的无谓损耗。的无谓损耗。两者要兼顾。两者要兼顾。第126页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础128CCBBBBQURRRU212（c）分压式直流电流负反馈偏置电路）分压式直流电流负反馈偏置电路EonBEBQEQRUUI)(EQCQII)(ECCQCCCEQRRIUU1EQBQII第127页/共177页2021-12-15电路

37、与模拟电子技术基础129例例5 电路如图电路如图 (a)所示。已知所示。已知=100, UCC=12V,RB1=39k,RB2=25k,RC=RE=2k，试计算工作点试计算工作点ICQ和和UCEQ。(a)电路电路RB1UCCRCRERB2第128页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础130kRRRBBB15253921 解：解： (a)电路电路RB1UCCRCRERB2=100, UCC=12V, RB1=39k, RB2=25k, RC=RE=2kVURRRUCCBBBBB7 . 412253925212mARRUUIEBonBEBBBQ019. 02101157 . 07

38、 . 4)1 ()(mAIIBQCQ9 . 1019. 0100VRRIUUECCQCCCEQ4 . 4)22(9 . 112)(第129页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础131若按估算法直接求若按估算法直接求ICQ，则：，则：mARUUIEonBEBQCQ227 . 07 . 4)(时，误差很小。按估算法求，CQBEIRR)1 (第130页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础132若若增加，工作点增加，工作点是 否 发 生 改 变 ？ 设是 否 发 生 改 变 ？ 设=150。 mA.R)(RUUIEB)on(BEBBBQ012702151157074

39、1mA.IIBQCQ9101270150(a)电路电路RB1UCCRCRERB2V.)(.)RR(IUUECCQCCCEQ44229112第131页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础133结论：结论：从从10100 0变化到变化到150150，各个，各个Q Q点参数值基本没有变点参数值基本没有变化，说明电路的静态工作点化，说明电路的静态工作点Q Q的稳定性。的稳定性。第132页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础134设计注意点：设计注意点： RB1、RB2选取适当小选取适当小的数值的数值 R选取足够大的数值选取足够大的数值（c）分压式直流电流负反馈偏置电

40、路）分压式直流电流负反馈偏置电路第133页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础135 为确保为确保UB固定固定，要求，要求RB1、RB2的取值愈小愈好。的取值愈小愈好。但是但是RB1、RB2过小，将增过小，将增大电源大电源UCC的无谓损耗，因此的无谓损耗，因此要二者兼顾。通常选取要二者兼顾。通常选取1I锗管）锗管）硅管）硅管）()2010()105(BQBQII并兼顾并兼顾UCEQ而取而取CCBUU)3151(（c）分压式直流电流负反馈偏置电路）分压式直流电流负反馈偏置电路第134页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础136（c）分压式直流电流负反馈偏置电路

41、）分压式直流电流负反馈偏置电路第135页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础137第136页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础138第137页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础139UoUiUsRsRB2C1RERLUCCRB1C2(a)电路电路第138页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础140 1.静态分析（电路如图静态分析（电路如图(a)蓝底部分所示蓝底部分所示）CCBBBBQURRRU212EonBEBQEQRUUI)(EQCQIICEQCCCQEUUIR1EQBQII2.动态分析（等效电路如图动态分析（等效电

42、路如图(b) 所示）所示）第139页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础141 共集电极放大器及交流等效电路共集电极放大器及交流等效电路(b)交流等效电路交流等效电路UiRiRsUsRB1IbRoRB2rbeIbbcIcIeRERLIoRiIieRL第140页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础142一、电压放大倍数一、电压放大倍数AuLELLbeLiouLbbebobebiLbLEeoRRRRrRUUARIrIUrIURIRRIU)1 ()1 ()1 ()1 ()(因而因而 式中：式中： Au1，而且，而且Uo与与Ui同相。同相。射极跟随器射极跟随器第14

43、1页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础143 共集电极放大器及交流等效电路共集电极放大器及交流等效电路(b)交流等效电路交流等效电路UiRiRsUsRB1IbRoRB2rbeIbbcIcIeRERLIoRiIie二、输入电阻二、输入电阻RiRL第142页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础144iBBiRRRR21LbeiRrR)1 (KRKrLbe1,100,1若KRi102则：Ri显著增大，所以共集电极电路的具有高输入电显著增大，所以共集电极电路的具有高输入电阻的特性阻的特性UiRiRsUsRB1IbRoRB2rbeIbbcIcIeRERLIoRiIi

44、eRi与与RL有关有关第143页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础145 共集电极放大器及交流等效电路共集电极放大器及交流等效电路(b)交流等效电路交流等效电路UiRiRsUsRB1IbRoRB2rbeIbbcIcIeRERLIoRiIie三、输出电阻三、输出电阻Ro第144页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础146UorbeRsRB2RB1IbRoRERoIoIeIoIb 求共集放大器求共集放大器Ro的等效电路的等效电路UiRiRsUsRB1IbRoRB2rbeIbbcIcIeRERLIoRiIie第145页/共177页2021-12-15电路与模拟电

45、子技术基础147UorbeRsRB2RB1IbRoRERoIoIeIoIb0sooUEooURRRI 11beBsbbeBsbeoooorRRIrRRIIUIUR01sobesoUEoEoUrRRRRRI 21BBssRRRR 式中：式中：Ro与与Rs有关有关第146页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础148KRKrSbe1,100,2若7 .29oR则：UorbeRsRB2RB1IbRoRERoIoIeIoIb1besrR是基极支路的电阻折合到射极的等效是基极支路的电阻折合到射极的等效电阻电阻 输出电阻小。输出电阻小。第147页/共177页2021-12-15电路与模拟电

46、子技术基础149共集电路的特点：共集电路的特点： 电压放大倍数小于电压放大倍数小于1而近于而近于1；输出电压与输入电压同相；输出电压与输入电压同相；输入电阻高；输入电阻高；输出电阻低。输出电阻低。第148页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础150第149页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础151C1UiREC2RCRB1RB2CBUoRLUCC(a)共基极放大电路共基极放大电路第150页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础152 1.静态分析（电路如图）静态分析（电路如图）CCBBBBQURRRU212EonBEBQEQRUUI)(EQ

47、CQII)(ECCQCCCEQRRIUU1EQBQII2.动态分析（等效电路如图动态分析（等效电路如图(b) 所示）所示）第151页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础153 共基极放大器及其交流等效电路共基极放大器及其交流等效电路(b)交流等效电路交流等效电路IiUiRERiIerbeRiIbRCRoRLIoUoIbecb第152页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础154IiUiRERiIerbeRiIbRCRoRLIoUoIbecb一、一、1.电压放大倍数电压放大倍数AuLCLbeLiouLCbobebiRRRrRUUARRIUrIU)(,式中：式中：

48、 Au与共射电路大小与共射电路大小相等，但同相。相等，但同相。第153页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础155二、二、 输入电阻输入电阻Ri三、输出电阻三、输出电阻Ro(1)11ib bebeiebbeiEiEUI rrRIIrRRRR CoRR IiUiRERiIerbeRiIbRCRoRLIoUoIbecb第154页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础156 三种基本放大器性能比较三种基本放大器性能比较第155页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础157第156页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础1581 . 频

49、率响应的基本概念频率响应的基本概念如放大器的电压放大倍数也是频率的函数，可表示为如放大器的电压放大倍数也是频率的函数，可表示为uu( ) |( )|( )AfAff第157页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础159相频特性：相频特性：放大电路放大倍数的相位与频放大电路放大倍数的相位与频率的关系。如上式中率的关系。如上式中 (f)。幅频特性幅频特性相频特性相频特性第158页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础160频率失真：频率失真：在输入信号的幅度不变而改变在输入信号的幅度不变而改变其频率时，输出信号的幅度和相位都会其频率时，输出信号的幅度和相位都会随着频

50、率改变，由此产生的失真。属于随着频率改变，由此产生的失真。属于线性失真线性失真。（1）幅频失真：）幅频失真：。（2）相频失真：）相频失真：第159页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础161 频率失真现象频率失真现象第160页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础162fAuIf2uIAAuI(a)理想幅频特性理想幅频特性(b)直接耦合放大电路的幅频特性直接耦合放大电路的幅频特性fH 幅频特性幅频特性第161页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础163AuI2uIAuIuIHuAAjfA707.021(c)阻容耦合放大电路的幅频特性阻容耦合放

51、大电路的幅频特性中频放大中频放大倍数倍数上限频率上限频率fH：为高频区放大倍数下降为中频区的为高频区放大倍数下降为中频区的1/ 时所对应的频率。时所对应的频率。 2第162页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础164下限频率下限频率fL：为低频区放大倍数下降为中频区的为低频区放大倍数下降为中频区的1/ 时所对应的频率。时所对应的频率。 2AuI2uIAuIuILuAAjfA707. 021(c)阻容耦合放大电路的幅频特性阻容耦合放大电路的幅频特性dBAjfAjfAuILuHu3lg20lg20lg20第163页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础165AuI

52、2uIA(c)阻容耦合放大电路的幅频特性阻容耦合放大电路的幅频特性通频带通频带BW(Band Width)： fH和和fL之间形成的频带为中之间形成的频带为中频区，中频区的频带宽度。频区，中频区的频带宽度。 BW=fH-fL描述电路对不同频率信描述电路对不同频率信号适应能力的动态参数号适应能力的动态参数 第164页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础166fH(a)理想相频特性理想相频特性(b)直接耦合电路的相频特性直接耦合电路的相频特性 相频特性相频特性第165页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础167fHfL(c)阻容耦合电路的相频特性阻容耦合电路的相

53、频特性0)(dtj延迟时间延迟时间初始相移初始相移理想情况下：理想情况下：第166页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础168波特图波特图对数幅频特性对数幅频特性对数相频特性对数相频特性第167页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础169iU（a）高通电路）高通电路oURCCjRRUUAiou/ j11/1令令2121RCfL（以高通电路为例）（以高通电路为例） 高通电路的频响及其波特图高通电路的频响及其波特图RCf2RCL1ffjjALLu1111第168页/共177页2021-12-15电路与模拟电子技术基础170iU（a）高通电路）高通电路oUffffAALLuuarct