第7讲 晶体三极管及基本放大电路改ppt课件

1、重点与难点1、了解三极管结构与内部载流子的运动，掌握其外特性，在实际应用中正确选择三极管的参数；2、理解基本放大电路的组成原则，掌握基本放大电路的图解分析法和等效电路分析法； 3、掌握三种基本放大电路的特点及其应用；4、了解放大电路的频率响应。重点：三极管的放大作用，三极管的外特性，放大电路的基本分析方法，三种基本放大电路的特点及其应用。难点： 三极管内部载流子运动，图解分析法，频率响应。 1、掌握射极偏置放大电路的原理及分析方法； 2、掌握基本共集放大电路的原理及分析方法； 3、掌握基本共基放大电路的原理及分析方法； 4、掌握三种基本放大电路各自的特点，在实际应用中根据设计要求合理选择。第第

2、4章章 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4.1 半导体三极管半导体三极管BJT） 4.2 放大电路的组成原则 4.3 放大电路的基本分析法放大电路的基本分析法4.4 基本放大电路的三种接法基本放大电路的三种接法4.5 放大电路的频率响应放大电路的频率响应4.4 基本放大电路的三种接法4.4.1 静态工作点稳定的典型电路4.4.2 基本共集放大电路4.4.3 基本共基放大电路4.4.3 基本放大电路三种接法的性能比较4.4.1 4.4.1 静态工作点稳定的典型电路静态工作点稳定的典型电路射极偏置放大电路射极偏置放大电路1、温度对静态工作点的影响2、静态工作点稳定的典型电路3、

3、定量分析QvCE/ViC/mAiB =0IBQ11） 温度变化对温度变化对ICBO的影响的影响2） 温度变化对输入特性曲线的影响温度变化对输入特性曲线的影响温度温度T 输出特性曲线上移输出特性曲线上移10TT0CBOCBO02)T(I)T(I V102 . 2)(30)C25BE(BE0 TTVVT温度温度T 输入特性曲线左移输入特性曲线左移3） 温度变化对温度变化对 的影响的影响温度每升高温度每升高1 C ， 要增加要增加0.5%1.0%温度温度T 输出特性曲线族间距增大输出特性曲线族间距增大QvCE/ViC/mAiB =0IBQ1总之：总之： ICBO ICEO T VBE IB IC 1

4、、 温度对工作点的影响温度对工作点的影响)TT)(T(C)T()T(000 所谓Q点稳定，是指ICQ和UCEQ在温度变化时基本不变，这是靠IBQ的变化得来的。1） 电路组成电路组成直流通路？直流通路？Ce为旁路电容，在交流为旁路电容，在交流通路中可视为短路通路中可视为短路2、静态工作点稳定的典型电路 -射极偏置电路(基极分压式射极偏置电路）2、射极偏置电路续）、射极偏置电路续）2） 稳定工作点原理演示）稳定工作点原理演示）目的：温度变化时，使目的：温度变化时，使ICIC维持恒定。维持恒定。 如果温度变化时，如果温度变化时，b b点电位能基点电位能基本不变，则可实现静态工作点的稳本不变，则可实现

5、静态工作点的稳定。定。T 稳定原理：稳定原理： IC IE IC UE 、UB不不变变 UBE IB （反馈控制）（反馈控制）3、射极偏置电路续）、射极偏置电路续）2） 稳定工作点原理续）稳定工作点原理续）b点电位基本不变的条件：点电位基本不变的条件：I1 IB ，CCb2b1b1BVRRRU 此时，此时，不随温度变化而变化。不随温度变化而变化。UB UBE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。 一般取一般取 I1 =(510)IB ， UB =3V5V 3、射极偏置电路续）、射极偏置电路续）3） 偏置电路参数的确定偏置电路参数的确定4） 静态分析静态分析eBEQBQ

6、EQCCb21b1bBQRUUIVRRRU分压式电流负反馈工作点稳定电路分压式电流负反馈工作点稳定电路什么条件下成立？什么条件下成立？)( ecEQCCeEQcCQCCCEQRRIVRIRIVUEQBQIIb21bbCCb21b1bBBRRRVRRRVeBQBEQBQeBQBEQbBQeEQBEQbBQBB)1 ()1 (RIUURIURIRIURIV利用戴维宁定理等效变换后求解利用戴维宁定理等效变换后求解Q点点*Rb上静态电压上静态电压可忽略不计！可忽略不计！CCb21b1bBQbe )1 ( VRRRURR，则若5） 动态分析动态分析beLio rRUUAubeb2b1irRRRcoRR

7、ee)1 ( )( beLebebLcbioRrRRIrIRRIUUAu)1 (ebeb2b1iRrRRR利?弊?eLbee)1 (RRArRu，则若无旁路电容无旁路电容Ce时：时： 4.4.1 射射极偏置电极偏置电路路)1(/ebeb2b1TTiRrRRIVR bRTbIII ebbebeebebT)1(RIrIRIrIV )/(b2b1RTbRRIV 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TTiIVR 输入电阻输入电阻5） 动态分析续）动态分析续） 4.4.1 射射极偏置电极偏置电路路输出电阻

8、输出电阻oco/ RRR 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对回路对回路1和和2列列KVL方程方程rcerce对分析过程影响很大，此处不能忽略对分析过程影响很大，此处不能忽略0)()(ecbsbeb RIIRrI0)()(ebccebcTRIIrIIV其中其中b2b1ss/RRRR 那那么么)1(esbeececToRRrRrIVR 当当coRR 时，时，coRR 一般一般cceoRrR （）5） 动态分析续）动态分析续）输出电阻输出电阻3. 稳定静态工作点的方法 引入直流负反馈引入直流负反馈 温度补偿：

9、利用对温度温度补偿：利用对温度敏感的元件，在温度变敏感的元件，在温度变化时直接影响输入回路。化时直接影响输入回路。 例如，例如，Rb1或或Rb2采用热采用热敏电阻。敏电阻。 它们的温度系它们的温度系数？数？Bb1CBBEEC )(URIIUUIT 4.4.2 4.4.2 基本共集放大电路基本共集放大电路eEQCEQCCeEQBEQbBQBBRIUVRIURIVeEQCCCEQBQEQebBEQBBBQ)1 ()1 (RIVUIIRRUVI1. 1. 静态分析静态分析2. 动态分析：电压放大倍数动态分析：电压放大倍数ebebeeebebbeeio)1 ()1 ( )(RrRRRIrRIRIUUA

10、u。，即，则）若（ 1 1iobebeUUArRRu故称之为射故称之为射极跟随器极跟随器Uo Ui2. 动态分析：输入电阻的分析动态分析：输入电阻的分析ebebbiiii)1 (RrRIUIURRi与负载有关！与负载有关！RL)/)(1 (LebebiRRrRR带负载电阻后带负载电阻后2. 动态分析：输出电阻的分析动态分析：输出电阻的分析1 )1 (bebebeboeooeooooerRRrRURUUIIUIURRRo与信号源内阻有关！与信号源内阻有关！特点特点 输入电阻大，输出电阻小；只放大电流，不放大电压；输入电阻大，输出电阻小；只放大电流，不放大电压；在一定条件下有电压跟随作用！在一定条

11、件下有电压跟随作用！oU令令Us为零，保留为零，保留Rs，在输出端加，在输出端加Uo，得：，得：计算举例计算举例 P102 例例4.4.1共集电极电路共集电极电路结构如图示结构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静态工作点静态工作点ebBECCBR)1(RUVI eCCCeECCCERIVRIVU BCII eEBEbBCCRIURIV BEI )1(I 由由得得3 阻容耦合共集电极电路阻容耦合共集电极电路（1） 静态分静态分析析输出回路：输出回路：输入回路：输入回路：LbbebLbbbebiR)1(IrI R)II (rIU 电压增益：电压增益：1RrRR)1(rR)1(R)1

12、(r IR)1(IUUALbeLLbeLLbebLbiou 画小信号等效电路画小信号等效电路确定模型参数确定模型参数 知，求知，求rberbe)mA()mV(26)1(200EQbeIr 增益增益其中其中LeL/ RRR LbLbboR)1(IR)II (U 一般一般beLrR ，则电压增益接近于，则电压增益接近于1 1，1Au 即即同同相相与与ioUU电压跟随器电压跟随器（2） 动态分析动态分析电压增益电压增益输入电阻输入电阻R)1(r/RIURLbebiii bRiIIIb LbbebiR)1(IrIU bRiRIUb 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iii

13、IUR LeLR/RR 当当beLrR 1 ，时，时，LbiR/RR （2） 动态分析续）动态分析续）输出电阻输出电阻由电路列出方程由电路列出方程eRbbTIIII )Rr (IUsbebT eRTRIUe 其中其中bssR/RR 则输出电阻则输出电阻 1rR/RIURbeseTTo当当 1rRRbese，1 时，时， besorRR输出电阻小输出电阻小（2） 动态分析续）动态分析续）同相同相与与ioUU 电压增益小于电压增益小于1 1但接近于但接近于1 1， 输入电阻大，对电压信号源衰减小输入电阻大，对电压信号源衰减小 输出电阻小，带负载能力强输出电阻小，带负载能力强（2） 动态分析续）动态

14、分析续）共集电极电路特点共集电极电路特点4.4.3 4.4.3 基本共基放大电路基本共基放大电路1. 静态分析静态分析eBEQBBEQRUVI1EQBQIIBEQcEQCCCEQURIVUCCBEQCEQcCQBBeEQBEQVUURIVRIU2. 动态分析动态分析3. 特点：特点：输入电阻小，频带宽！只放大电压，不放大电流！输入电阻小，频带宽！只放大电压，不放大电流！)1 (beeirRRcoRR ebecbebeeccio)1 ( RrRrIRIRIUUAu4.4.4 基本放大电路三种接法的性能比较1、一般规律、一般规律 接法 共射 共集 共基 Au 大 小于1 大 Ai(空载) 1 Ri

15、 中 大 小 Ro 大 小 大 频带 窄 中 宽电压增益：电压增益：beLc)/(rRR 输入电阻：输入电阻：beb/rR输出电阻：输出电阻：cR)/)(1()/()1(LebeLeRRrRR )/)(1(/LebebRRrR 1)/(/bebserRRRbeLc)/(rRR 1/beerRcR2、 三种组态阻容耦合基本放大电路电路的比较三种组态阻容耦合基本放大电路电路的比较3.3.三种组态的特点及用途三种组态的特点及用途共射极放大电路：共射极放大电路： 电压和电流增益都大于电压和电流增益都大于1 1，输入电阻在三种组态中居中，输出电阻与集，输入电阻在三种组态中居中，输出电阻与集电极电阻有很大

16、关系。适用于低频情况下，作多级放大电路的中间级。电极电阻有很大关系。适用于低频情况下，作多级放大电路的中间级。共集电极放大电路：共集电极放大电路： 只有电流放大作用，没有电压放大，有电压跟随作用。在三种组态中，只有电流放大作用，没有电压放大，有电压跟随作用。在三种组态中，输入电阻最高，输出电阻最小，频率特性好。可用于输入级、输出级或缓冲输入电阻最高，输出电阻最小，频率特性好。可用于输入级、输出级或缓冲级。级。共基极放大电路：共基极放大电路： 只有电压放大作用，没有电流放大，有电流跟随作用，输入电阻小，输只有电压放大作用，没有电流放大，有电流跟随作用，输入电阻小，输出电阻与集电极电阻有关。高频特

17、性较好，常用于高频或宽频带低输入阻抗出电阻与集电极电阻有关。高频特性较好，常用于高频或宽频带低输入阻抗的场合，模拟集成电路中亦兼有电位移动的功能。的场合，模拟集成电路中亦兼有电位移动的功能。 放大电路三种组态的比较放大电路三种组态的比较end3、三种接法的组合形式 为使单级放大电路具有多方面的优良性能，有时为使单级放大电路具有多方面的优良性能，有时采用组合接法。例如：采用组合接法。例如： 共集共基形式：输入电阻高、电压放大倍数较共集共基形式：输入电阻高、电压放大倍数较大、频带宽大、频带宽 共集共射形式：输入电阻高、电压放大倍数较共集共射形式：输入电阻高、电压放大倍数较大大 具有什么特具有什么特

18、点？是为了增点？是为了增强电压放大能强电压放大能力吗？力吗？共射共基级联放大电路重要优点：高频特性好，共射共基级联放大电路重要优点：高频特性好，具有较宽的频带。具有较宽的频带。 3.6.1 共共集电极电集电极电路路作用：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rberbe复合管也称为达林顿管复合管也称为达林顿管2. 复合管复合管一般规律：1、复合管的类型极性与第一个管相同；2、第二个管的集电结CB电极与第一个管的CE电极相连，电流的方向与箭头一致；3、一般情况下，第一个管为小功率管，第二个管为大功率管；4、可以用两个及更多的三极管构成复合管，复合管的 约为各管 之积。把两只或三只BJT按一定原则连接起来所构成的三端器件叫做复合管又称达林顿管。讨论一图示电路为哪种基本接法的放大电路？它们的静态工作图示电路为哪种基本接法的放大电路？它们的静态工作点有可能稳定吗？求解静态工作点、电压放大倍数、输点有可能稳定吗？求解静态工作点、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻的表达