第七讲半导体三极管与放大电路基础

1、第七讲半导体三极管与放大电路基础3 半导体半导体三极管三极管及放大电路基础（续）及放大电路基础（续）3.1 半导体三极管（半导体三极管（BJT） 3.2 共射极放大电路共射极放大电路 3.3 图解分析法图解分析法3.4 小信号模型分析法小信号模型分析法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3.6 共集电极电路和共基极电路共集电极电路和共基极电路3.7 放大电路的频率响应放大电路的频率响应 温度变化对温度变化对ICBO的影响的影响 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 温度变化对温度变化对 的影响的影响 稳定工作点原理稳定工作点原理 放大电路指标分析放大电路

2、指标分析 固定偏流电路与射极偏置电路的比较固定偏流电路与射极偏置电路的比较3.5.1 温度对工作点的影响温度对工作点的影响3.5.2 射极偏置电路射极偏置电路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)()C25CBO(CBO00TTkTeII 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

3、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 3.5.1 温度对工作点的影响温度对工作点的影响3.5.2 射极偏置电路射极偏置电路1. 稳定工作点原理（演示）稳定工作点原理（演示）目标：温度变化时，使目标：温度变化时，使I IC C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本不变，则可实现静态工作点的稳，则可实现静态工作点的稳定。定。T 稳定原理：稳定原理： IC IE IC VE 、VB不

4、变不变 VBE IB （反馈控制）（反馈控制）b点电位基本不变的条件：点电位基本不变的条件：I1 IB ，CCb2b1b2BVRRRV 此时，此时，不随温度变化而变化。不随温度变化而变化。VB VBE 且且Re可取可取大些，反馈控制作用更强。大些，反馈控制作用更强。 一般取一般取 I1 =(510)IB ， VB =3V5V 3.5.2 射极偏置电路射极偏置电路1. 稳定工作点原理稳定工作点原理 3.5.2 射射极偏置电极偏置电路路CCb2b1b2BVRRRV eBEBECRVVII )(ecCCCeEcCCCCERRIVRIRIVV CBII 2. 放大电路指标分析放大电路指标分析静态工作点

5、静态工作点 3.5.2 射射极偏置电极偏置电路路输出回路：输出回路：)/(LcboRRIV 输入回路：输入回路：ebbebeebebi)1(RIrIRIrIV 电压增益：电压增益：ebeLcebebLcbioV)1()/()1()/(RrRRRrIRRIVVA 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 已知，求已知，求r rbebe)mA()mV(26)1(200EQbeIr 增益增益2. 放大电路指标分析（续）放大电路指标分析（续）电压增益电压增益 3.5.2 射射极偏置电极偏置电路路)1(/ebeb2b1TTiRrRRIVR bRTbIII ebbebeebebT)1(RI

6、rIRIrIV )/(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 2. 放大电路指标分析放大电路指标分析（续）（续）输入电阻输入电阻 3.5.2 射射极偏置电极偏置电路路输出电阻输出电阻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r rcece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

7、RIIRrI0)()(ebccebcTRIIrIIV其中其中b2b1ss/RRRR 则则)1(esbeececToRRrRrIVR 当当coRR 时，时，coRR 一般一般cceoRrR （）2. 放大电路指标分析（续）放大电路指标分析（续）输出电阻输出电阻 3.5.2 射射极偏置电极偏置电路路 共射极放大电路共射极放大电路静态：静态：bBECCBRVVI BCII cCCCCERIVV CCb2b1b2BVRRRV eBEBECRVVII )(eeCCCCERRIVV CBII 3. 固定偏流电路与射极偏置电路的比较固定偏流电路与射极偏置电路的比较 3.5.2 射射极偏置电极偏置电路路 固定

8、偏流共射极放大电路固定偏流共射极放大电路电压增益：电压增益：beLc)/(rRRAV ebeLcV)1()/(RrRRA RbviRcRLiVbIcIOVbI固定偏流共射极放大电路固定偏流共射极放大电路输入电阻：输入电阻：bebiii/rRIVR ebeb2b1i)1(/RrRRR 输出电阻：输出电阻：Ro = Rc coRR 3. 固定偏流电路与射极偏置电路的比较固定偏流电路与射极偏置电路的比较Re接有旁路电容的射极偏置电路接有旁路电容的射极偏置电路 3.5.2 射射极偏置电极偏置电路路beLcebeLcV)/()1()/(rRRRrRRA beb2b1ebeb2b1i/)1(/rRRRrR

9、RR end 电路分析电路分析 复合管复合管 静态工作点静态工作点 动态指标动态指标 三种组态的比较三种组态的比较3.6.1 共集电极电路共集电极电路3.6.2 共基极电路共基极电路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求静态工作点求静态工作点ebBECCB)1(RRVVI eCCCeECCCERIVRIVV BCII eEBEbBCCRIVRIV BE)1(II 由由得得3.6.1 共集电极电路共集电极电路1. 电路分析电路分析输出回路：输出回路：输入回路：输入回路：LbbebLbbbe

10、bi)1( )(RIrIRIIrIV 电压增益：电压增益：1)1()1()1()1(LbeLLbeLLbebLbioV RrRRrRRrIRIVVA 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 已知，求已知，求r rbebe)mA()mV(26)1(200EQbeIr 增益增益 3.6.1 共共集电极电集电极电路路其中其中LeL/ RRR LbLbbo)1()(RIRIIV 一般一般beLrR ，则电压增益接近于，则电压增益接近于1 1，1V A即即同相同相与与ioVV电压跟随器电压跟随器1. 电路分析（续）电路分析（续）电压增益电压增益输入电阻输入电阻)1(/LbebTTiRr

11、RIVR bRTbIII LbbebT)1(RIrIV bRTbRIV 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TTiIVR LeL/ RRR 当当beLrR 1 ，时，时，Lbi/RRR 3.6.1 共共集电极电集电极电路路输入电阻大输入电阻大输出电阻输出电阻由电路列出方程由电路列出方程eRbbTIIII )(sbebTRrIV eRTeRIV 其中其中bss/ RRR 则则输出电阻输出电阻 1/beseTTorRRIVR当当 1beserRR，1 时，时， besorRR 输出电阻小输出电阻小共集电极电路特点：共集电极电路特点：同相同相与与ioVV 电压增益小于电压

12、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1. 电路分析（续）电路分析（续）共集电路工作原理动画 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r rbebe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

13、管，复合管的 约为各管 之积。 直流通路与射极直流通路与射极偏置电路相同偏置电路相同CCb2b1b2BVRRRV eBEBECRVVII )(ecCCCeEcCCCCERRIVRIRIVV CBII 3.6.2 共基极电路共基极电路1. 静态工作点静态工作点 3.6.2 共基极共基极电路电路电压增益电压增益输出回路：输出回路：输入回路：输入回路：bebirIV 电压增益：电压增益：beLbebLbioVrRrIRIVVA LbLcoRIRIV LcL/ RRR 2. 动态指标动态指标 3.6.2 共基极共基极电路电路 输出电阻输出电阻 1)(1bebbebeiebirIrIIVrR 11/be

14、beeebeiiirrRrRIVRcoRR 2. 动态指标动态指标(续续 ) 输入电阻输入电阻电压增益：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 3.6.2 共基极共基极电路电路)/)(1()/()1(LebeLeRRrRR )/)(1(/LebebRRrR 1)/(/bebserRRRbeLc)/(rRR 1/beerRcR3. 三种组态的比较三种组态的比较ioVVVA 1. 放大电路如图所示。试求放大电路如图所示。试求。已知已知 =50。mA69. 1B2C2 II 解：解：uA9 .33)1(ebBECCB2 RRVVI 6 .984 )mA()mV(26)1(200Ebe2Ir k61k/4k)4)(1(k/150be2i2 rR5 .217)/(be1i2c1io1V1 rRRVVA 1o1oV2 VVA5 .217V2V1o1oio1ioV A