模拟电子技术第二章

1、第二章第二章 晶体三极管晶体三极管 及其放大电路基础及其放大电路基础2.2 2.2 三极管放大电路的各项指标三极管放大电路的各项指标 2.3 2.3 放大电路的分析方法放大电路的分析方法 2.4 2.4 放大电路静态工作点放大电路静态工作点Q Q的设置的设置 2.5 2.5 三极管组合放大电路三极管组合放大电路 * * 2.6 2.6 放大电路的频率响应放大电路的频率响应 2.1 2.1 晶体三极管晶体三极管 内容提要： 本章首先介绍晶体三极管的基本结构、放大原理，共射极条件下的输入、输出VI特性曲线，以及晶体三极管的主要参数。然后以共射极放大电路为例，介绍放大电路的基本分析方法，即图解法和小

2、信号模型法。接着讨论晶体三极管的另外两种放大组态：共基极、共集电极放大组态。重点对晶体三极管三种组态的增益、输入电阻、输出电阻和频率响应进行分析，最后总结三种组态的特点。 基本概念：发射极、基极、集电极，三极管的放大区、饱和区、截止区，放大电路的直流通路、静态工作点，放大电路的交流通路、h参数微变小信号模型、输入电阻、输出电阻、电压增益、失真、频率响应、通频带。2.1 2.1 晶体三极管晶体三极管2.1.1 三极管的结构及类型半导体三极管，也叫晶体三极管。由于工作时，半导体三极管，也叫晶体三极管。由于工作时，多数载流子和少数载流子都参与运行，因此，多数载流子和少数载流子都参与运行，因此，还被称

3、为还被称为双极型晶体管双极型晶体管（Bipolar Junction Transistor,简称简称BJT）。）。 BJT是由两个是由两个PN结组成的。结组成的。分为:NPN、PNP两种类型NPNNPN型三极管的截面图型三极管的截面图NPN型PNP型符号符号:-bce-ebc 三极管的结构特点三极管的结构特点:（1）发射区的掺杂浓度集电区掺杂浓度。）发射区的掺杂浓度集电区掺杂浓度。（2）基区要制造得很薄且浓度很低。）基区要制造得很薄且浓度很低。-NNP发射区集电区基区发射结 集电结ecb发射极集电极基极-PPN发射区集电区基区发射结 集电结ecb发射极集电极基极BJT的结构的结构半导体三极管的

4、型号半导体三极管的型号第二位：第二位：A锗锗PNP管、管、B锗锗NPN管、管、 C硅硅PNP管、管、D硅硅NPN管管 第三位：第三位：X低频小功率管、低频小功率管、D低频大功率管、低频大功率管、 G高频小功率管、高频小功率管、A高频大功率管、高频大功率管、K开关管开关管用字母表示材料用字母表示材料用字母表示器件的种类用字母表示器件的种类用数字表示同种器件型号的序号用数字表示同种器件型号的序号用字母表示同一型号中的不同规格用字母表示同一型号中的不同规格三极管三极管国家标准对半导体器件型号的命名举例如下：国家标准对半导体器件型号的命名举例如下：3DG110B处于放大工作状态：处于放大工作状态：发射

5、结正偏：发射结正偏：+UCE UBEUCB集电结反偏：集电结反偏：由由VBB保证保证由由VCC、 VBB保证保证UCB=UCE - UBE 0NNPBBVCCVRbRCebc共发射极接法共发射极接法c区区b区区e区区 三极管在工作时要加三极管在工作时要加上适当的直流偏置电压。上适当的直流偏置电压。2.1.2 三极管的放大原理以以NPNNPN管为例：管为例：NNPBBVCCVRbRCebcBI（1 1）因为发射结正偏，所以发射）因为发射结正偏，所以发射区向基区注入电子区向基区注入电子 ，形成了扩散形成了扩散电流电流IEN 。同时从基区向发射区也。同时从基区向发射区也有空穴的扩散运动，形成的电流有

6、空穴的扩散运动，形成的电流为为IEP。但其数量小，可忽略。但其数量小，可忽略。 所所以发射极电流以发射极电流I E I EN 。1BJT内部的载流子传输过程内部的载流子传输过程（2）发射区的电子注入基）发射区的电子注入基区后，变成了少数载流子。区后，变成了少数载流子。少部分遇到空穴后复合掉，少部分遇到空穴后复合掉，形成形成IBN。所以。所以基极电流基极电流I B I BN 。大部分到达了集电。大部分到达了集电区的边缘。区的边缘。IENEPIIEIBN基区缺失的电子，由电源拉走的电子补充。NNPBBVCCVRbRCebcIENEPIIEBICNICICBOI 另外，集电结区的另外，集电结区的少子

7、形成漂移电流少子形成漂移电流ICBO。（3）因为集电结反偏，）因为集电结反偏，收集扩散到集电区边缘的收集扩散到集电区边缘的电子（漂移运动），形成电子（漂移运动），形成电流电流ICN 。三个电极上的电流关系三个电极上的电流关系: IE =IC+IBNNPBBVCCVRbRCebcIENEPIIEBICNICICBOI定义：定义：ECNII (1)(1) IC 与与 I E之间的关系之间的关系:所以所以:ECII其值的大小约为其值的大小约为0.90.90.990.99。 2电流分配关系电流分配关系因为: IC ICN(2) (2) IC与与 IB 之间的关系：之间的关系：NNPBBVCCVRbRC

8、ebcIENEPIIECNICICBOI联立以下两式联立以下两式：CBOECIII BCEIII得：得：CBOBCCBOECIIIIII）（ 所以所以：CBOBC111III BCEOBCIIII 得：得： 1令令：CBOCEO11II BI，可见三极管具有电流放大作用：IC 是 IB 的倍。(1) (1) 输入特性曲线输入特性曲线 iB=f (uBE) uCE=const+i-uBE+-uBTCE+Ci（1）uCE=0V时，相当于两个时，相当于两个PN结并联。等同结并联。等同PN结的特性曲线结的特性曲线0.40.2i(V)(uA)BE80400.80.6Bu=0VuCE 1VCEu（3）uC

9、E 1V再增加时，曲线右移很不明显。再增加时，曲线右移很不明显。（2）当）当uCE=1V时，时， 集电结已进入反偏状态，开始收集电子，所以基区复集电结已进入反偏状态，开始收集电子，所以基区复合减少，合减少， 在同一在同一uBE 电压下，电压下，iB 减小。特性曲线将向右稍微移动一些。减小。特性曲线将向右稍微移动一些。死区电压死区电压硅硅 0.5V锗锗 0.1V导通压降导通压降硅硅 0.7V锗锗 0.3V2.1.3 三极管共发射极组态的伏安特性曲线（2） uCE Ic 。 （3） 当当uCE 1V后，后，收集电子的能力足够强。收集电子的能力足够强。这时，发射到基区的电这时，发射到基区的电子都被集

10、电极收集，形子都被集电极收集，形成成iC。所以。所以uCE再增加，再增加，iC基本保持不变。基本保持不变。同理，可作出同理，可作出iB=其他值的曲线。其他值的曲线。 iCCE(V)(mA)=60uAIBu=0BBII=20uABI=40uAB=80uAI=100uAIB(2)(2)输出特性曲线输出特性曲线 iC= f(uCE) iB = const现以现以iB=60uA一条加以说明。一条加以说明。（1）当）当uCE=0 V时，因集电极无收集作用，时，因集电极无收集作用，iC=0。饱和区饱和区iC受受uCE显著控制的区域，该区域内显著控制的区域，该区域内uCE0.7 V。 此时发射结正偏，集电结

11、也正偏。此时发射结正偏，集电结也正偏。截止区截止区iC接近零的区域，相当接近零的区域，相当iB=0的曲线的下方。的曲线的下方。 此时，发射结反偏，集电结反偏。此时，发射结反偏，集电结反偏。放大区放大区 曲线基本平行等曲线基本平行等 距。距。 此时，发此时，发 射结正偏，集电射结正偏，集电 结反偏。结反偏。 该区中有：该区中有：BCII iCIBIB=0uCE(V)(mA)=20uABI=40uABI=60uABI=80uABI=100uA饱和区饱和区放大区放大区截止区截止区输出特性曲线可以分为三个区域输出特性曲线可以分为三个区域:1.1.电流放大系数电流放大系数（2 2）共基极电流放大系数：）

12、共基极电流放大系数： BCII BCii ECII ECii iCE=20uA(mA)B=40uAICu=0(V)=80uAIBBBIBiIBI =100uACBI=60uAi一般在一般在 20 200 之间之间2.31.538A60mA3.2BCII40A40)-(60mA)5 .13 .2(BCii（1 1）共发射极电流放大系数：）共发射极电流放大系数：2.1.4 三极管的主要参数 2.2.极间反向电流极间反向电流 （2）集电极）集电极-发射极间的穿透发射极间的穿透电流电流ICEO 基极开路时，集电极到发射基极开路时，集电极到发射极间的电流极间的电流穿透电流穿透电流 。其大小与温度有关。其

13、大小与温度有关。 （1）集电极）集电极 -基极间反向饱和电流基极间反向饱和电流ICBO 发射极开路时，在其集电结上加反向电压，得到反向电流。发射极开路时，在其集电结上加反向电压，得到反向电流。它实际上就是它实际上就是一个一个PNPN结的反向电流。结的反向电流。其大小与温度有关。其大小与温度有关。 锗管：锗管：I CBO为微安数量级，为微安数量级， 硅管：硅管：I CBO为纳安数量级。为纳安数量级。CBOCEO)1 (II+ICBOecbICEO 3.3.极限参数极限参数（1）集电极最大允许电流）集电极最大允许电流ICM（2）集电极最大允许）集电极最大允许功率损耗功率损耗PCM 集电极电流通过集

14、集电极电流通过集电结时所产生的功耗，电结时所产生的功耗， PC= ICUCE BICEui(V)IBC=100uAB=80uA=60uA(mA)IIB=0B=40uA=20uABIIPCM PCMIc增加时，增加时， 要下降。当要下降。当 值值下降到线性放大区下降到线性放大区 值的值的70时，所对应的集电极电流称为集电极最大允许电时，所对应的集电极电流称为集电极最大允许电流流ICM。 U（BR）EBO集电极开路时，发射极与基极之间允许的最大集电极开路时，发射极与基极之间允许的最大反向电压。其值一般几伏十几伏。反向电压。其值一般几伏十几伏。 U（BR）CBO发射极开路时，集电极与基极之间允许的最

15、大发射极开路时，集电极与基极之间允许的最大反向电压。其值一般为几十伏几百伏。反向电压。其值一般为几十伏几百伏。 U（BR）CEO基极开路基极开路时，集电极与发射极之间时，集电极与发射极之间允许的最大反向电压。允许的最大反向电压。 在实际使用时，还有在实际使用时，还有U（BR）CER、U（BR）CES等击穿电压。等击穿电压。 -(BR)CEOU(BR)CBOU(BR)EBOU（3）反向击穿电压）反向击穿电压BJT有两个有两个PN结，其反向击穿电压有以下几种：结，其反向击穿电压有以下几种：2.2 2.2 三极管放大电路的各项技术指标三极管放大电路的各项技术指标 1.1.放大倍数放大倍数表示放大器的

16、放大能力表示放大器的放大能力 根据放大电路输入信号的条件和对输出信号的要求，放大器可分为四种根据放大电路输入信号的条件和对输出信号的要求，放大器可分为四种类型，所以有四种类型，所以有四种放大倍数的定义。放大倍数的定义。（1）电压放大倍数）电压放大倍数定义为定义为: AU=uo/ui（2）电流放大倍数）电流放大倍数定义为定义为: AI=io/ii （3）互阻增益）互阻增益定义为定义为: Ar=uo/ii（4）互导增益）互导增益定义为定义为: Ag=io/ui+-uo+u+-i放大电路u-R+SSRL信号源负载iiio2. 2. 输入电阻输入电阻R Ri i ：从放大电路输入端看进去的等效电阻：从

17、放大电路输入端看进去的等效电阻Ri=ui / ii一般来说，一般来说， Ri越大越好。越大越好。（1）Ri越大，越大，ii就越小，从信号源索取的电流越小。就越小，从信号源索取的电流越小。（2）当信号源有内阻时，）当信号源有内阻时， Ri越大，越大， ui就越接近就越接近uS。+i-oiii+-信号源S放大电路oS-LuR负载RuuRiRi+S+o负载LS+信号源-u-oiiiRR放大电路-+iuuRiRiouoRRo 输出电阻是表明放大电路带负载能力的，输出电阻是表明放大电路带负载能力的，Ro越越小，放大电路带负载的能力越强，反之则差。小，放大电路带负载的能力越强，反之则差。 0,ooosL=

18、 uRiuR 输出电阻输出电阻的定义：的定义：3. 3. 输出电阻输出电阻R Ro o从放大电路输出端看进去的等效电阻从放大电路输出端看进去的等效电阻fAAm0.7AmfL下限截下限截止频率止频率fH上限截上限截止频率止频率通频带：通频带： fbw=fHfL放大倍数随频放大倍数随频率变化曲线率变化曲线幅频特性曲幅频特性曲线线 3dB带宽带宽4. 4. 通频带通频带2.3 2.3 放大电路的分析方法放大电路的分析方法 放大元件放大元件iC= iB，工作在放大区，要工作在放大区，要保证集电结反偏，保证集电结反偏，发射结正偏。发射结正偏。单管共射极放大电路的结构单管共射极放大电路的结构及各元件的作用

19、及各元件的作用+b2b-iuC+R-b1RuToL+CcRVCCBBV2.3.1 单管共发射极基本放大电路的组成各元件作用：各元件作用：使发射结正偏，使发射结正偏，并提供适当的静并提供适当的静态的态的IB和和VBE。基极电源与基极电源与基极电阻基极电阻+b2b-iuC+R-b1RuToL+CcRVCCBBV集电极电源，为集电极电源，为电路提供能量。电路提供能量。并保证集电结反并保证集电结反偏。偏。集电极电阻集电极电阻RC，将变化的电流转将变化的电流转变为变化的电压。变为变化的电压。耦合电容：耦合电容：电解电容，有极性，电解电容，有极性，大小为大小为10 F50 F作用：作用：隔直通交隔直通交隔

20、离隔离输入输出与电路直流输入输出与电路直流的联系，同时能使信的联系，同时能使信号顺利输入输出。号顺利输入输出。+b2b-iuC+R-b1RuToL+CcRVCCBBV各元件作用：各元件作用：基本放大电路的习惯画法基本放大电路的习惯画法+CTb1CCRbVL+uoR-u+-ib2CcR+b2b-iuC+R-b1RuToL+CcRVCCBBV+CTb1CCRbVL+uoR-u+-ib2CcR适当调节Rb、Rc用VCC代替VBB 工程上的习惯画法 静态：当输入电压 u ui i = 0时，电路中各点的电压及电流都是不变的直流，电路此时的工作状态叫直流工作状态，也叫静止状态，简称静态。Q点：在静态时，

21、BJT各极的电压及电流，在其特性曲线 上会确定一个点，这个点就叫做Q点动态：当输入电压u ui i= 0时，电路中各点的电压及电流都会处于变动状态，电路此时工作在交流状态，简称动态直流工作状态、交流工作状态 将交流电压源短路，将电容开路。将交流电压源短路，将电容开路。直流通路的画法：直流通路的画法：直流通路 - 分析静态工作情况+TRbRCCVc开路开路开路开路-u+TRb2Lb oCRCub1+R+CC-.iVc对交流信号对交流信号(输入信号输入信号ui)交流通路交流通路 - 分析动态工作情况分析动态工作情况 -u+T+b2V-uRc.ob1RLC+b1CCCRi 将直流电压源短路，将电容短

22、路。将直流电压源短路，将电容短路。短路短路短路短路置零置零交流通路的画法：交流通路的画法：+-+-RbRcRLvivo2.3.2 估算分析法对放大电路分析时，通常是把直流、交流分开进行的。估算法，是电路直流分析时采用的一种方法。 可以求出电路在直流状态下各点的电压、电流。+CTb1CCRbVL+uoR-u+-ib2CcR求电路中的IBQ、ICQ、VCEQ（静态工作点Q）+TRbRCCVc+-VCEQIBQICQ画直流通路Rb称为称为偏置电阻偏置电阻，IBQ称为称为偏置电流偏置电流。ICQ= IBQCCBEQBQbVVIRbCCV7 . 0RV CEQCCCQCVVIR+TRbRCCVc+-VC

23、EQIBQICQ例：用估算法计算静态工作点。例：用估算法计算静态工作点。已知：已知： VCC=12V， RC=4K ，Rb=300K ， =37.5。解：解：CCBQb120.04mA40A300VIRCQBQ37.50.041.5mAIICEQCCCQC121.546VVVIR请注意电路中请注意电路中IB和和IC的数量级的数量级+CTb1CCRbVL+uoR-u+-ib2CcR2.3.3 图解分析法 图解分析法：是利用三极管的输入、输出伏安特性曲线及管外电路的特性，通过作图的方法对放大电路的工作状态进行分析。 图解分析法：既可以对电路的直流状态进行分析，也可以对电路的交流状态进行分析。VCE

24、 =VCC ICRCICVCE直流负载线直流负载线由估算法求出由估算法求出I IBQBQ，I IBQBQ对应的对应的输出特性与直输出特性与直流负载线的交流负载线的交点就是工作点点就是工作点Q QVCCC CCVRQIBQ VCEQICQVCCVBBRbRc12V6V4K150K+uCEIB=40AiC非线性部分非线性部分线性部分线性部分iC = f(uCE) iB=40A斜率：斜率：CCCCCC1RVRVtgK直流分析：求Q点iC=f(uCE) iB=40ACCCCCERiVuM(VCC,0)(12 , 0)(0 , 3), 0(CCCRVNiCCE(V)(mA)=60uAIBu=0BBII=

25、20uABI =40uAB=80uAI=100uAIB例题例题:斜率：斜率：CCCCCC1RVRVtgKUCEQ6VICQ1.5mAIBQ=40AICQ=1.5mAVCEQ=6V 直流直流工作点工作点Q+CRciub1Tu+b2-oC+-+12VRb 300KRC 4KiBuBEQuiibic1. 放大电路在接入正弦信号时的工作情况（设输出空载）放大电路在接入正弦信号时的工作情况（设输出空载）假设在静态工作点的基础上，输假设在静态工作点的基础上，输入一微小的正弦信号入一微小的正弦信号 uiib静态工作点静态工作点iCiCEuce注意：注意：uce与与ui反相！反相！交流分析：结论：结论：（1）

26、放大电路中的信）放大电路中的信号是交直流共存，可表示成：号是交直流共存，可表示成：BEBEbeBBbCCcCECEcevVviIiiIivVv虽然交流量可正负变化，但虽然交流量可正负变化，但瞬时量方向始终不变瞬时量方向始终不变（2 2）输出）输出vo与输入与输入vi i相比，幅度相比，幅度被放大了，频率不变，但相位相被放大了，频率不变，但相位相反。反。vitvBEtiBtiCtvCEtvotVBEIBICVCEic其中：其中：LLC/RRR vce= - ic（RC/RL） = - ic RL+R-uoTuRbRLic+2.2.交流负载线交流负载线+CTb1CCRbVL+uoR-u+-ib2C

27、cR交流量交流量ic和和vce有如下关系：有如下关系：即：交流负载线的斜率为：即：交流负载线的斜率为：L1Rvce=-ic（RC/RL）= -ic RL或或ic=（-1/ RL） vce交流负载线的作法：交流负载线的作法：斜斜 率为率为- -1/RL 。（。（ RL= RLRc ）经过经过Q点。点。 交流负载线的作法：交流负载线的作法：iCiCECCCVRQIB交流负载线交流负载线直流负载线直流负载线斜斜 率为率为- -1/RL 。（ RL= RLRc ）经过经过Q点。点。 注意：注意：（1）交流负载线是有交流）交流负载线是有交流 输入信号时工作点的运动轨迹。输入信号时工作点的运动轨迹。 （2

28、）空载时，交流负载线与直流负载线重合。）空载时，交流负载线与直流负载线重合。 （3）输出端接入负载）输出端接入负载RL：不影响不影响Q点，点， 影响动态！影响动态！VCCiCvCEvo可输出可输出的最大的最大不失真不失真信号信号（1）合适的静态工作点）合适的静态工作点ib3 3非线性失真与非线性失真与Q Q点的关系点的关系iCvCEvo（2）Q点过低点过低信号进入截止区信号进入截止区称为截止失真称为截止失真信号波形信号波形iCuCEuo（3）Q点过高点过高信号进入饱和区信号进入饱和区称为饱和失真称为饱和失真信号波形信号波形动画演示动画演示截止失真和饱和失真截止失真和饱和失真统称统称“非线性失真

29、非线性失真”EWB演示演示放大器的饱和与截止失真放大器的饱和与截止失真思路：将非线性的思路：将非线性的BJT等效成一个线性电路等效成一个线性电路条件：交流小信号条件：交流小信号+i-ube+-ubTce+ci+bucei+-+ibecu-二端口网络2.3.4 小信号模型分析法1、三极管的、三极管的h参数参数等效电路等效电路根据网络参数理论：根据网络参数理论：),(CEB1BEuifu ),(CEB2Cuifi 求变化量：求变化量：CECEBEBBBEBEBCEduuudiiuduiu CECECBBCCBCEduuidiiidiiu 在小信号情况下：在小信号情况下：cerebiebeuhihu

30、 ceoebfecuhihi +i-uBE+-uBTCE+Ci各各h参数的物理意义：参数的物理意义：CEBBEieuiuh BCEBEreiuuh iBuBE uBE iB输出端交流短路时的输出端交流短路时的 输入电阻，用输入电阻，用rbe表示。表示。输入端开路时的电压反馈系数，输入端开路时的电压反馈系数， 用用r表示。表示。iBuBE uBE uCEcerebiebeuhihuceoebfecuhihiCEBCfeuiih BCECoeiuih iC iBiCuCE输出端交流短路时的电流放大输出端交流短路时的电流放大 系数，系数，用用表示。表示。输入端开路时的输出电导，用输入端开路时的输出电

31、导，用1/rce表示。表示。iCuCE iC uCEcerebiebeuhihuceoebfecuhihi该式可写为：该式可写为：cerbbebeuiru cecebc/ruii 由此画出三极管的由此画出三极管的h参数等效电路参数等效电路：+i-ube+-ubTce+ci+icbebicrcebe+r-cece-u+biru+-beu2 2、简化的、简化的h h参数参数等效电路等效电路+icbebicrcebe+r-cece-u+biru+-beu（1）r10-3，忽略。，忽略。（2）rce105，忽略。，忽略。得三极管简化的得三极管简化的h h参数等效电路。参数等效电路。+iibebb-ce

32、be-+rccubie+u3 3、rbe的计算：的计算：由由PN结的电流公式：结的电流公式：B ET/VES(e)VII1EeB EdIrdV1B ET/VSETT(e)VIIVVTeEEmVVrII26（常温下）（常温下）beb bbb ebebbebb(1)(1)rvi i rrrrii其中：其中：rbb=200+bceberbbrBICIIEber)mA(mV26)(1200EbeIr所以：所以：4. 4. 用用h h参数小信号模型分析共射级基本放大电路参数小信号模型分析共射级基本放大电路 画出放大器的微变等效电路画出放大器的微变等效电路动画演示动画演示（1）画出放大电路的交流通路）画出

33、放大电路的交流通路（2）将交流通路中的三极管用）将交流通路中的三极管用h参参数等效电路代替数等效电路代替-+.cuLoibbeRricibi.iiRubR+CTb1CCRbVL+uoR-u+-ib2CcR电压放大倍数的计算：电压放大倍数的计算：bebiriu obLui R oLuibeuRAur LCLRRR/ 负载电阻越小，放大倍数越小。负载电阻越小，放大倍数越小。-+.cuLoibbeRricibi.iiRubR定义：定义：放大+iuR+uS-S电路iRRL+Ou-当信号源有内阻时：当信号源有内阻时：iouuuA sousuuA 由图知：由图知：ssiiiuRRRu 所以：所以：siio

34、sousuuuuuuA usiiARRR iiiuRibeb/rRber电路的输入电阻越大，从信号源取电路的输入电阻越大，从信号源取得的电流越小，因此一般总是希望得到得的电流越小，因此一般总是希望得到较大的的输入电阻。较大的的输入电阻。输入电阻的计算：输入电阻的计算：根据输入电阻的定义：根据输入电阻的定义：-+-+RbrbeibbiiicioLcRu.Ru.iiRRocibbeRricbibRiioRcoooRiuR 所以：所以： 输出电阻的计算：输出电阻的计算：根据定义：根据定义：oi00,ooosL= uRiuRou+-例例 共射放大电路如图所示。设：共射放大电路如图所示。设：VCC12V

35、12V，Rb=300k=300k, ,Rc=3k=3k, , RL=3k=3k,BJTBJT的的 =50=50。+CTb1CCRbVL+uoR-u+-ib2CcR1 1、试求电路的静态工试求电路的静态工作点作点Q Q。CCBQb12V40 A300kVIR2mAA4050QBCQ II6V3k2mAV12CCQCCCEQ RIVU解：解：+CTb1CCRbVL+uoR-u+-ib2CcR2 2、计算电路的电压放大倍数、输入电阻计算电路的电压放大倍数、输入电阻Ri和输出电阻和输出电阻Ro。解：画微变等效电路解：画微变等效电路-+.cuLoibbeRricibi.iiRubR)mA(mV26)(1

36、200EbeIr 26mV200518632(mA)Lube50k 3k870.863kRAr Ri=rbe/Rbrbe=863Ro=Rc=3k+CTb1CCRbVL+uoR-u+-ib2CcR 3. 若输出电压的波形出现如若输出电压的波形出现如 下失真下失真 ，是截止还是饱和，是截止还是饱和 失真？失真？应调节哪个元件？如何调节？应调节哪个元件？如何调节？解：解：为截止失真。为截止失真。 应减小应减小Rb。 共集电极放大电路共集电极放大电路1. 结构：结构：+-RuRVeuib-C1+CCoTRL2C+-RSSu2. 直流通道及静态工作点分析：直流通道及静态工作点分析：ebCCRRUVI)1

37、(BEB IBIEUBEUCEBCII eCCCeECCCERIVRIVU eEBEbBCCRIURIV eBBEbB)1(RIURI +RVebCCR3. 动态分析动态分析（1）交流通道及微变等）交流通道及微变等效电路效电路+-RuRVeuib-C1+CCoTRL2C+-RSSu+ebbciRiRberuo-LRi-+ubRiicbiii+Ru-+SSeR（2）电压放大倍数：）电压放大倍数：)/)(1)/)(1LebeLeiouRRrRRuuA )/)(1(LebebiR ib Rriu )/()1(LeboRRiu +ebbciRiRberuo-LRi-+ubRiicbiii+Ru-+SS

38、eR1 （2）输入电阻）输入电阻+ebbciRiRberuo-LRi-+ubRiicbiii+Ru-+SSeR)/)(1LebebiiRRriuR biiR/RR bLebe)(1R/)R/Rr 3、输出电阻、输出电阻+SbuRRberiRbecbe+-iiboRsbeoesbee(1)1RruuRR uuiRrRbRe)1(iii be)1(iRu besbrRui bSs/ RRR射极输出器的特点：电压放大倍数射极输出器的特点：电压放大倍数=1， 输入阻抗高，输出阻抗小。输入阻抗高，输出阻抗小。演示：演示：射极输出器的应用射极输出器的应用1、放在多级放大器的输入端，提高整个放、放在多级放大

39、器的输入端，提高整个放大器的输入电阻。大器的输入电阻。2、放在多级放大器的输出端，减小整个放、放在多级放大器的输出端，减小整个放大器的输出电阻。大器的输出电阻。2、放在两级之间，起缓冲作用。、放在两级之间，起缓冲作用。 共基极电路共基极电路+S+Vb11b2ui-u+2SCCR-RCCRcRR+uLo-eR1. 静态工作点静态工作点直流通路：直流通路：CCb2b1b2BVRRRU eBEBECRUUII )(ecCCCeEcCCCCERRIVRIRIVU CBII +S+Vb11b2ui-u+2SCCR-RCCRcRR+uLo-eR+b2Rb1RRVRceCC2. 动态分析动态分析画出电路的交

40、流小信号画出电路的交流小信号等效电路等效电路+S+Vb11b2ui-u+2SCCR-RCCRcRR+uLo-eR（1 1）电压放大倍数）电压放大倍数beLciou)/(rRRuuA bebiriu )/(LCboRRiu +ebbciRiberi-+ueRiiceiiiRu-+SSR+ouLR-Rcib（2 2）输入电阻）输入电阻eiiiuR ii/ ReRR （3）输出电阻）输出电阻coRR )(1)(1bebbebriri )(1/bebrR +ebbciRiberi-+ueRiiceiiiRu-+SSR+ouLR-Rcib3. 三种组态的比较三种组态的比较电压增益：电压增益：beLc)/

41、(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/beerRcR+-RuRVeuib-C1+CCoTRL2C+-RSSu共集共集+S+Vb11b2ui-u+2SCCR-RCCRcRR+uLo-eR共基共基共射共射+b2b-iucC+RR-CCb1RuToL+CV2.4 2.4 放大电路静态工作点放大电路静态工作点Q Q的设置的设置 静态工作点的设置，在放大电路中是非常重要的。它不仅影响电路的增益，同时还会在设置不当时，使信号的放大产生失真。 固

42、定偏置电路的优点是：电路简单，调整Q点方便；缺点是：更换电路的管子、或者在环境温度发生变化使管子的参数有所改变时，会使Q点移动。这会给放大电路带来不稳定的的因素，严重时会使放大电路无法正常工作。 所以，有必要讨论Q点的稳定问题。对于前面的电路（固定偏置电路）而言，对于前面的电路（固定偏置电路）而言，静态工作点由静态工作点由VBE、 和和ICEO决定，这三个参决定，这三个参数随温度而变化。数随温度而变化。Q变变VBE ICEO变变T变变IC变变2.4.1 温度对静态工作点的影响1、温度对、温度对UBE的影响的影响iBuBE25 C50CTUBEIBIC2、温度对、温度对 值及值及ICEO的影响的

43、影响T 、 ICEOICiCuCEQQ 温度上升时温度上升时，输出特性，输出特性曲线上移，曲线上移，造成造成Q点上点上移。移。总之：总之：TIC动画演示动画演示+CTb1CCRbVL+uoR-u+-ib2CcR+TRbRCCVc+-VCEQIBQICQ画直流通路2.4.2 固定偏置电路 该电路的的直流通路被称为固定偏置电路。优点：电路形式简单；只要调整Rb的值，就可以改变工作点Q。缺点：当环境温度发生变化时，Q点会发生改变。I1I2IBCCb2b1b2BRRRVU 选选I2=（510）IB I1 I2ICIE+b2Rb1b1CCTCRRVRu+-Lo-+uiCb2Rce（1） 结结构及工作构及

44、工作原理原理2.4.3 射极偏置电路静态工作点静态工作点稳定过程：稳定过程：TUBEICICIEUECCb2b1b2BRRRVU UBE=UB-UE =UB - IE ReUB稳定稳定IB由输入特性曲线由输入特性曲线演示演示I1I2IBICIE+b2Rb1b1CCTCRRVRu+-Lo-+uiCb2Rce（2）直流通道及静态工作点估算）直流通道及静态工作点估算:CCb2b1b2BVRRRU IB=IC/ UCE = VCC - ICRC - IEReIC IE =UE/Re = （UB- UBE）/ Re 电容开路电容开路,画出直流通道画出直流通道+b2cReVRRRb1TCC 将电容短路将电

45、容短路,直流电源短路，画出电路的交直流电源短路，画出电路的交流小信号等效电路流小信号等效电路（3）动态分析：）动态分析：+ebbciRiRRb1berRuoC+-LRi-+ub2RRiicbiii电压放大倍数：电压放大倍数：RL= RC / RL+ebbciRiRRb1berRuoC+-LRi-+ub2RRiicbiiiebeLebebLbiou)(1)(1RrRRriRiuuA ebbebi)1(Ririu )/(LCboRRiu 输入电阻：输入电阻：ebebii)(1RriuR b2b1ii/RRRR b2b1ebe/)(1RRRr 输出电阻：输出电阻：coRR iii+ebbciRiRR

46、eb1berRuoC+-LRi-+ub2RRicbioR思考：思考：若在若在Re两端并电容两端并电容Ce会对会对Au、Ri、Ro有什么影响？有什么影响？+b2Rb1b1CCTCRRVRu+-Lo-+uiCb2RceCe2.5 2.5 三极管组合放大电路三极管组合放大电路 多级放大电路多级放大电路一一. 多级放大器的耦合方式多级放大器的耦合方式1.阻容耦合阻容耦合优点：优点： 各级放大器静态工作点独立。各级放大器静态工作点独立。 输出温度漂移比较小。输出温度漂移比较小。缺点：缺点： 不适合放大缓慢变化的信号。不适合放大缓慢变化的信号。 不便于作成集成电路。不便于作成集成电路。+Re1b12Rb1

47、1Rc1RRb2b1Cb2CT1ou_uib3LTV2CRCCRe2+第一级A1第二级A2An第n级uoiu2.直接耦合直接耦合优点：优点： 各级放大器静态工作点相互影响。各级放大器静态工作点相互影响。 输出温度漂移严重。输出温度漂移严重。缺点：缺点： 可放大缓慢变化的信号。可放大缓慢变化的信号。 电路中无电容，便于集成化。电路中无电容，便于集成化。+-uR21oVTTRie1e2CCuc1RRb11EEV多级放大电路的分析多级放大电路的分析i.o.uUUA o1.o.i.o1.UUUU u2u1AA 前级的输出阻抗是后级的信号源阻抗前级的输出阻抗是后级的信号源阻抗 后级的输入阻抗是前级的负载

48、后级的输入阻抗是前级的负载1. 两级之间的相互影响两级之间的相互影响2. 电压放大倍数（以两级为例）电压放大倍数（以两级为例）注意：在算前级放大注意：在算前级放大倍数时，要把后级的倍数时，要把后级的输入阻抗作为前级的输入阻抗作为前级的负载！负载！unu2u1uAAAA 扩展到扩展到n级：级：+io1Ruo1-u+i1Ro2oR-LuuRA2+o1i2oRR-u+负载o2A1iR3. 输入电阻输入电阻4. 输出电阻输出电阻Ri=Ri（最前级）（最前级） (一般情况下）一般情况下）Ro=Ro（最后级）（最后级） (一般情况下）一般情况下）+io1Ruo1-u+i1Ro2oR-LuuRA2+o1i2

49、oRR-u+负载o2A1iR设：设： 1= 2= =100，UBE1=UBE2=0.7=0.7 V。举例举例1：两级放大电路如下图示，求：两级放大电路如下图示，求Q、Au、Ri、Ro+Rb1Vi+c1RRub2e1b1Te1CCCR-CRe2c2R+ou-1T251k20k5.1k2.7k3.9k4.3kCe2(2.5.1 共射共射放大电路)解：解：（1 1）求静态工作点）求静态工作点0.99mA=7 . 27 . 038. 3=e1BEB1C1 RUUIuA9 .9/C1B1 IIV6 . 48 . 799. 012)(e1c1C1ccCE1 RRIVUV2 . 71 . 599. 012c1C1ccB2C1 RIVUU3.38V=b2b1b2CCB1 RRRVU+Rb1Vi+c1RRub2e1b1Te1CCCR-CRe2c2R+ou-1T251k20k5.1k2.7k3.9k4.3kCe2(+12V)mA04. 19 . 3/ ) 9 . 712(/ )(e2E2CCC2E2 RUUIIV47. 43 . 404. 1c2