半导体三极管及放大电路基础ppt课件

1、1河北工程大学 信电学院电子技术基础电子技术基础2022-5-913.1 3.1 半导体三极管半导体三极管 3.2 3.2 共射极放大电路共射极放大电路 3.3 3.3 图解分析法图解分析法3.4 3.4 小信号模型分析法小信号模型分析法3.5 3.5 放大电路的任务点稳定问题放大电路的任务点稳定问题3.6 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 3.7 放大电路的频率呼应放大电路的频率呼应 半导体三极管及放大电路根底半导体三极管及放大电路根底2河北工程大学 信电学院电子技术基础电子技术基础2022-5-92又称半导体三极管、晶体管，或简称为三极管。又称半导体三极管、晶

2、体管，或简称为三极管。( B i p o l a r J u n c t i o n ( B i p o l a r J u n c t i o n Transistor)Transistor)三极管的外形如以下图所示。三极管的外形如以下图所示。三极管有两种类型：三极管有两种类型：NPN 和和 PNP 型。型。 图 3.1.1三极管的外形3河北工程大学 信电学院电子技术基础电子技术基础2022-5-93常用的三极管的构造有硅平面管和锗合金管两种类型。常用的三极管的构造有硅平面管和锗合金管两种类型。图3.1.2三极管的构造(a)(a)平面型平面型(NPN)(NPN)(b)(b)合金型合金型(PN

3、P)(PNP)becPNPNcSiO2b硼杂质分散硼杂质分散e磷杂质分散磷杂质分散磷杂质分散磷杂质分散磷杂质分散磷杂质分散硼杂质分散硼杂质分散硼杂质分散硼杂质分散PN4河北工程大学 信电学院电子技术基础电子技术基础2022-5-94图 3.1.3三极管构造表示图和符号(a)NPN 型ecb符号符号集电区集电区集电结集电结基区基区发射结发射结发射区发射区集电极集电极 c基极基极 b发射极发射极 eNNP5河北工程大学 信电学院电子技术基础电子技术基础2022-5-95集电区集电区集电结集电结基区基区发射结发射结发射区发射区集电极集电极 c发射极发射极 e基极基极 bcbe符号符号NNPPN图 3

4、.1.3三极管构造表示图和符号(b)PNP 型6河北工程大学 信电学院电子技术基础电子技术基础2022-5-96以以 NPN 型三极管为例讨论型三极管为例讨论图3.1.4三极管中的两个 PN 结cNNPebbec外表看外表看三极管假设三极管假设实现放大，必需实现放大，必需从三极管内部构从三极管内部构造和外部条件来造和外部条件来保证。保证。不具备放不具备放大作用大作用7河北工程大学 信电学院电子技术基础电子技术基础2022-5-97三极管内部构造要求：三极管内部构造要求：NNPebcN N NP P P1. 发射区高掺杂。发射区高掺杂。2. 基区做得很薄。通常只需基区做得很薄。通常只需几微米到几

5、十微米，而且掺杂较几微米到几十微米，而且掺杂较少。少。三极管放大的外部条件：外加电源的极性应使发射三极管放大的外部条件：外加电源的极性应使发射结处于正向偏置形状，而集电结处于反向偏置形状。结处于正向偏置形状，而集电结处于反向偏置形状。3. 集电区面积大。集电区面积大。8河北工程大学 信电学院电子技术基础电子技术基础2022-5-98becRcRb1.BJT内部载流子的传输过程内部载流子的传输过程I EIB 1发射发射区的电发射发射区的电子越过发射结分散到基子越过发射结分散到基区，基区的空穴分散到区，基区的空穴分散到发射区发射区构成发射极电构成发射极电流流 IE (基区多子数目较少，基区多子数目

6、较少，空穴电流可忽略空穴电流可忽略)。 2复合和分散电子复合和分散电子到达基区，少数与空穴复到达基区，少数与空穴复合构成基极电流合构成基极电流 Ibn，复，复合掉的空穴由合掉的空穴由 VBB 补充。补充。多数电子在基区继续分多数电子在基区继续分散，到达集电结的一侧。散，到达集电结的一侧。图 3.1.5三极管中载流子的运动9河北工程大学 信电学院电子技术基础电子技术基础2022-5-99becI EI BRcRb3 搜集集电结反搜集集电结反偏，有利于搜集基区分散偏，有利于搜集基区分散过来的电子而构成集电极过来的电子而构成集电极电流电流 Icn。其能量来自外。其能量来自外接电源接电源 VCC 。I

7、 C另外，集电区和基区另外，集电区和基区的少子在外电场的作用下的少子在外电场的作用下将进展漂移运动而构成反将进展漂移运动而构成反向饱和电流，用向饱和电流，用ICBO表示。表示。ICBO图 3.1.5三极管中载流子的运动 以上看出，三极管内有两种载流子以上看出，三极管内有两种载流子(自在电子和空穴自在电子和空穴)参参与导电，故称为双极型三极管。或与导电，故称为双极型三极管。或BJT (Bipolar Junction Transistor)。 10河北工程大学 信电学院电子技术基础电子技术基础2022-5-910beceRcRbICBOIEICIBIBnICn2. 2. 电流分配关系电流分配关系

8、发射极注入电流发射极注入电流传输到集电极的电流传输到集电极的电流 ECn II即根据传输过程可知根据传输过程可知 IC= ICn+ ICBOIB= IBn - ICBO通常通常 IC ICBOEC II则有IE=IB+ IC 为电流放大系数，为电流放大系数，与管子的构造尺寸和掺杂与管子的构造尺寸和掺杂浓度有关普通浓度有关普通 = 0.9 0.9911河北工程大学 信电学院电子技术基础电子技术基础2022-5-911BBBEIIII)1 (1 ，根据根据IE=IB+ ICEC II可得可得BC II令 是另一个电流放大系数，同样，它也与管子是另一个电流放大系数，同样，它也与管子的构造尺寸和掺杂浓

9、度有关。普通的构造尺寸和掺杂浓度有关。普通 112河北工程大学 信电学院电子技术基础电子技术基础2022-5-912一组三极管电流关系典型数据一组三极管电流关系典型数据IB/mA -0.001 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05IC/mA 0.001 0.01 0.56 1.14 1.74 2.33 2.91 IE/mA 0 0.01 0.57 1.16 1.77 2.37 2.961. 任何一列电流关系符合任何一列电流关系符合 IE = IC + IB，IB IC 0 (2) UCE 0 时的输入特性曲线时的输入特性曲线当当 UCE 0 UCE 0 时，这个电压有利于将发射

10、区分散到基区时，这个电压有利于将发射区分散到基区的电子搜集到集电极。的电子搜集到集电极。UCE UBE，三极管处于放大形状。，三极管处于放大形状。 * 特性右移特性右移(因集电结开场吸引电子因集电结开场吸引电子)V2CE UV/BEUO0CE UIB/A * UCE 1 V，特性曲线重合。，特性曲线重合。图 3.1.8三极管的输入特性UCE = 1 V20河北工程大学 信电学院电子技术基础电子技术基础2022-5-920二、输出特性二、输出特性图 3.1.9NPN 三极管的输出特性曲线IC / mAUCE /V100 A80A60 A40 A20 AIB = 0O 5 10 154321截止区

11、截止区放放大大区区饱饱和和区区放放大大区区1. 截止区截止区条件：两个结都处于条件：两个结都处于反向偏置。反向偏置。I B = 0 时 ，时 ，I C = ICEO。 硅管约等于硅管约等于 1 A，锗管约为几十，锗管约为几十 几几百微安。百微安。常数常数 B)(CECIUfI截止区截止区截止区截止区21河北工程大学 信电学院电子技术基础电子技术基础2022-5-9212. 放大区放大区条件：发射结正偏条件：发射结正偏集电结反偏集电结反偏特点：各条输出特性曲特点：各条输出特性曲线比较平坦，近似为程度线，线比较平坦，近似为程度线，且等间隔。且等间隔。IC / mAUCE /V100 A80A60

12、A40 A20 AIB =0O 5 10 154321放放大大区区集电极电流和基极电流集电极电流和基极电流表达放大作用，即表达放大作用，即BC II 放放大大区区放放大大区区对对 NPN 管管 UBE 0，UBC 0 UBC 0 特点：特点：IC 根本上不随根本上不随 IB 而变化，在饱和区三极管失而变化，在饱和区三极管失去放大作用。去放大作用。 I C IB。 当当 UCE = UBE，即，即 UCB = 0 时，称临界饱和，时，称临界饱和，UCE UBE时称为过饱和。时称为过饱和。饱和管压降饱和管压降 UCES 0.4 V(硅管硅管)，UCES 0. 2 V(锗管锗管)饱饱和和区区饱饱和和

13、区区饱饱和和区区23河北工程大学 信电学院电子技术基础电子技术基础2022-5-923例例1:三极管任务形状的判别三极管任务形状的判别例：丈量某硅资料例：丈量某硅资料NPN型型BJT各电极对地的电压值如各电极对地的电压值如下，试判别管子任务在什么区域？下，试判别管子任务在什么区域？1 VC 6V VB 0.7V VE 0V2 VC 6V VB 4V VE 4.6V3 VC 3V VB 4V VE 3V解：解：原那么：原那么：正偏正偏反偏反偏反偏反偏集电结正偏正偏正偏正偏反偏反偏发射结饱和饱和放大放大截止截止对对NPN管而言，放大时管而言，放大时VC VB VE 1放大区放大区2截止区截止区3饱

14、和区饱和区24河北工程大学 信电学院电子技术基础电子技术基础2022-5-924一、电流放大系数一、电流放大系数表征管子放大作用的参数，有以下几个：表征管子放大作用的参数，有以下几个：1. 共射电流放大系数共射电流放大系数 BCII 2. 共射直流电流放大系数共射直流电流放大系数 忽略穿透电流忽略穿透电流 ICEO 时，时，BCII 25河北工程大学 信电学院电子技术基础电子技术基础2022-5-9253. 共基电流放大系数共基电流放大系数 ECII 4. 共基直流电流放大系数共基直流电流放大系数 忽略反向饱和电流忽略反向饱和电流 ICBO 时，时，ECII 和和 这两个参数不是独立的，而是相

15、互联络，关系为：这两个参数不是独立的，而是相互联络，关系为： 1 1或或26河北工程大学 信电学院电子技术基础电子技术基础2022-5-926二、极间反向饱和电流二、极间反向饱和电流1. 集电极和基极之间的反向饱和电流集电极和基极之间的反向饱和电流 ICBO2.集电极和发射极之间的反向饱和电流集电极和发射极之间的反向饱和电流 ICEO(a)ICB(a)ICBO O丈量丈量电路电路(b)ICEO(b)ICEO丈量电丈量电路路ICBOceb AICEO Aceb 小功率锗管小功率锗管 ICBO 约为几约为几微安；硅管的微安；硅管的 ICBO 小，有的小，有的为纳安数量级。为纳安数量级。当当 b 开

16、路时，开路时， c 和和 e 之间的电流。之间的电流。CBOCEO)1(II 值愈大，那么该管的值愈大，那么该管的 ICEO 也愈也愈大。大。 图 3.1.11反向饱和电流的丈量电路27河北工程大学 信电学院电子技术基础电子技术基础2022-5-927三、三、 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 BJT的参数变化不超越允许值时集电极允许的最大的参数变化不超越允许值时集电极允许的最大电流。电流。2. 集电极最大允许耗散功率集电极最大允许耗散功率 PCM过过损损耗耗区区安安全全 工工 作作 区区 将将 IC 与与 UCE 乘积等乘积等于规定的于规定的 PCM 值各点

17、衔接值各点衔接起来，可得一条双曲线。起来，可得一条双曲线。ICUCE PCM 为过损耗区为过损耗区ICUCEOPCM = ICUCE安安全全 工工 作作 区区安安全全 工工 作作 区区过过损损耗耗区区过过损损耗耗区区图 3.1.11三极管的平安任务区28河北工程大学 信电学院电子技术基础电子技术基础2022-5-9283. 极间反向击穿电压极间反向击穿电压外加在三极管各电极之间的最大允许反向电压。外加在三极管各电极之间的最大允许反向电压。U(BR)CEO：基极开：基极开路时，集电极和发射极之路时，集电极和发射极之间的反向击穿电压。间的反向击穿电压。U(BR)CBO：发射极：发射极开路时，集电极

18、和基极之开路时，集电极和基极之间的反向击穿电压。间的反向击穿电压。平安任务区同时要受平安任务区同时要受 PCM、ICM 和和U(BR)CEO限制。限制。过过电电压压ICU(BR)CEOUCEO过过损损耗耗区区安安全全 工工 作作 区区ICM过流区过流区图 1.3.11三极管的平安任务区29河北工程大学 信电学院电子技术基础电子技术基础2022-5-929例例2某放大电路中某放大电路中BJT三个电极的电流如下图。三个电极的电流如下图。 IA-2mA,IB-0.04mA,IC+2.04mA,试判别管脚、管型。试判别管脚、管型。解：电流判别法。解：电流判别法。电流的正方向和电流的正方向和KCL。IE

19、=IB+ ICABC IAIBICC为发射极为发射极B为基极为基极A为集电极。为集电极。管型为管型为NPN管。管。30河北工程大学 信电学院电子技术基础电子技术基础2022-5-930分析：分析： NPN：UBE0，UCB0 ， Uc Ub Ue PNP： UBE0，UCB0， Uc Ub rbe 与三极管的参数与三极管的参数 、rbe 无关。无关。uA69河北工程大学 信电学院电子技术基础电子技术基础2022-5-9692. 放大电路的输入电阻放大电路的输入电阻 bebeiii/)1(RRrIUR 引入引入 Re 后，输入电阻后，输入电阻增大了。增大了。3. 放大电路的输出电阻放大电路的输出

20、电阻coRR rbe ebcRcRLRboUbIcIbI +ReeIcIrbe bcRcRbbIbI ReeIe将放大电路的输入将放大电路的输入端短路，负载电阻端短路，负载电阻 RL 开路开路 ，忽略，忽略 c 、e 之间之间的内电阻的内电阻 rce 。RLiU图 2.4.14(b)70河北工程大学 信电学院电子技术基础电子技术基础2022-5-970解：解：1求求Q点，作直流通路点，作直流通路直流通路直流通路+-VRIVVmAIIuAKRVVI424124)40(10040300) 2 . 0(12cCCCCEBCbBECCB例：如图，知例：如图，知BJTBJT的的=100=100，VBE=

21、-0.2VVBE=-0.2V。1 1试求该电路的静态任务点；试求该电路的静态任务点；2 2画出简化的小信号等效电路；画出简化的小信号等效电路；3 3求该电路的电压增益求该电路的电压增益AVAV， 输出电阻输出电阻RoRo、输入电阻、输入电阻RiRi。71河北工程大学 信电学院电子技术基础电子技术基础2022-5-9712. 2. 画出小信号等效电路画出小信号等效电路3. 3. 求电压增益求电压增益 )()(26)1 (300mAmVEQbeIr300+1+10026/4=965欧6 .155)/()/()/(beLcbebLcbbebLcciOrRRrIRRIrIRRIVVAVRbviRcRL

22、iVbIcIOVbI72河北工程大学 信电学院电子技术基础电子技术基础2022-5-9724.4.求输入电阻求输入电阻965/bebiiirRIVR5.5.求输出电阻求输出电阻Ro = Rc =2KRbviRcRLiVbIcIOVbI73河北工程大学 信电学院电子技术基础电子技术基础2022-5-973 三极管是一种对温度非常敏感的元件。温度变化对管三极管是一种对温度非常敏感的元件。温度变化对管子参数的影响主要表现有：子参数的影响主要表现有： 1. UBE 改动。改动。UBE 的温度系数约为的温度系数约为 2 mV/C，即，即温度每升高温度每升高 1C，UBE 约下降约下降 2 mV 。 2.

23、 改动。温度每升高改动。温度每升高 1C， 值约添加值约添加 0.5% 1 %， 温度系数分散性较大。温度系数分散性较大。 3. ICBO 改动。温度每升高改动。温度每升高 10C ，ICBQ 大致将添大致将添加一倍，阐明加一倍，阐明 ICBQ 将随温度按指数规律上升。将随温度按指数规律上升。74河北工程大学 信电学院电子技术基础电子技术基础2022-5-974QvCE/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温度温度T 输入特性曲线左移输入特性曲线左移

24、3. 温度变化对温度变化对 的影响的影响温度温度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 75河北工程大学 信电学院电子技术基础电子技术基础2022-5-975一、电路组成一、电路组成 分压式偏置电路分压式偏置电路由于由于 UBQ 不随温度变化，不随温度变化，电流负反响式任务点稳定电路电流负反响式任务点稳定电路T ICQ IEQ UEQ UBEQ (= UBQ UEQ) IBQ ICQ 76河北工程大学 信电学院电子技术基础电子技术基础2022-5-976二、静态与动态分析二、静态与动态分析

25、静态分析静态分析C1RcRb2+VCCC2RL+CeuoRb1ReiBiCiEiRuiuEuB由于由于 IR IBQ， 可得可得(估算估算)CCb2b1b1BQVRRRU eBEQBQeEQEQCQ RUURUII 则则)(ecCQCCeEQcCQCCCEQRRIVRIRIVU 静态基极电流静态基极电流 CQBQII Rb2Rb2Rb1Rb1IBQIRIEQICQ77河北工程大学 信电学院电子技术基础电子技术基础2022-5-977电压增益电压增益输出回路：输出回路：)/(LcboRRIV 输入回路：输入回路：ebbebeebebi)1(RIrIRIrIV 电压增益：电压增益：ebeLcebe

26、bLcbioV)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 知，求知，求rberbe)mA()mV(26)1 (300EQbeIr增益增益动态分析动态分析78河北工程大学 信电学院电子技术基础电子技术基础2022-5-978输入电阻输入电阻)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那么输入电阻那么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 79

27、河北工程大学 信电学院电子技术基础电子技术基础2022-5-979输出电阻输出电阻输出电阻输出电阻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 普通普通cceoRrR 80河北工程大学 信电学院电

28、子技术基础电子技术基础2022-5-980三种根本接法三种根本接法共射组态共射组态CE共集组态共集组态CC共基组态共基组态CB81河北工程大学 信电学院电子技术基础电子技术基础2022-5-981 三极管的三种组态三极管的三种组态BJT的三种组态的三种组态共集电极接法，集电极作为公共电极，用共集电极接法，集电极作为公共电极，用CC表示。表示。共基极接法，基极作为公共电极，用共基极接法，基极作为公共电极，用CB表示；表示；共发射极接法，发射极作为公共电极，用共发射极接法，发射极作为公共电极，用CE表示；表示；82河北工程大学 信电学院电子技术基础电子技术基础2022-5-9823.6.1 共集电

29、极电路共集电极电路1. 电路分析电路分析共集电极电路共集电极电路构造如图示构造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任务点求静态任务点ebBECCB)1(RRVVI eCCCeECCCERIVRIVV BCII eEBEbBCCRIVRIV BE)1(II 由由得得83河北工程大学 信电学院电子技术基础电子技术基础2022-5-983电压增益电压增益输出回路：输出回路：输入回路：输入回路：LbbebLbbbebi)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

30、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 (300EQbeIr增益增益其中其中LeL/ RRR LbLbbo)1()(RIRIIV 普通普通beLrR ，那么电压增益接近于，那么电压增益接近于1 1，1V A即即同相同相与与ioVV电压跟随器电压跟随器84河北工程大学 信电学院电子技术基础电子技术基础2022-5-984输入电阻输入电阻)1(/LbebTTiRrRIVR 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那么输入电阻那么输入电阻TTiIVR LeL/ RRR 当当beLrR 1

31、 ，时，时，Lbi/RRR 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 那么输出电那么输出电阻阻 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，带负载才干强输出电阻小，带负载才干强85河北工程大学 信电学院电子技术基础电子技术基础2022-5-98

32、52. 复合管复合管作用：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86河北工程大学 信电学院电子技术基础电子技术基础2022-5-986复合管的组成原那么复合管的组成原那么 在正确的外加电压下每虽然子的各极电流均有适宜的通路，在正确的外加电压下每虽然子的各极电流均有适宜的通路，且均任务在放大区。且均任务在放大区。 为实现电流放大，将第一虽然的集电极或发射极电流作为第为实现电流放大，将第一虽然的集电极或发射极电流作为第二虽然子的基极电流。二虽然子的基极电流。87河北工程大学 信电学院电子技术基础电子技术基础2022-5-987

33、结结 论论1. 两个同类型的三极管组成复合管，其类型与原来一样。两个同类型的三极管组成复合管，其类型与原来一样。复合管的复合管的 1 2，复合管的，复合管的 rbe = rbe1+1+ 1 rbe2 。2. 两个不同类型的三极管组成复合管，其类型与前级三两个不同类型的三极管组成复合管，其类型与前级三极管一样。复合管的极管一样。复合管的 1 2，复合管的，复合管的 rbe = rbe1 。88河北工程大学 信电学院电子技术基础电子技术基础2022-5-9883.6.2 共基极电路共基极电路1. 静态任务点静态任务点 直流通路与射极直流通路与射极偏置电路一样偏置电路一样CCb2b1b2BVRRRV

34、 eBEBECRVVII )(ecCCCeEcCCCCERRIVRIRIVV CBII 89河北工程大学 信电学院电子技术基础电子技术基础2022-5-9892. 动态目的动态目的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 90河北工程大学 信电学院电子技术基础电子技术基础2022-5-990 输入电阻输入电阻 输出电阻输出电阻 1)(1bebbebeiebirIrIIVrR 11/bebeeebeiiirrRrRIVRcoRR 91河北工程大学 信电学院电子技术基

35、础电子技术基础2022-5-9913. 三种组态的比较三种组态的比较电压增益：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/beerRcR92河北工程大学 信电学院电子技术基础电子技术基础2022-5-9923.7 放大电路的频率呼应放大电路的频率呼应 放大电路中，由于电抗元件及半导体三极管放大电路中，由于电抗元件及半导体三极管极间电容的存在，当输入信号的频率过高或过低极间电容的存在，当输入信号的频率过高或过低时，放大

36、倍数的数值会变小，而且会产生超前或时，放大倍数的数值会变小，而且会产生超前或滞后的相移。这阐明放大倍数是信号频率的函数滞后的相移。这阐明放大倍数是信号频率的函数，这种函数关系成为频率呼应或频率特性。，这种函数关系成为频率呼应或频率特性。低频端低频端耦合电容、旁路电容耦合电容、旁路电容高频端高频端极间电容、连线电容极间电容、连线电容93河北工程大学 信电学院电子技术基础电子技术基础2022-5-9933.7.1 单时间常数单时间常数RC电路的频率呼应电路的频率呼应1. RC低通电路的频率呼应低通电路的频率呼应RC电路的电压增益传送函数：电路的电压增益传送函数：那那么么11111ioH11/1/1

37、)()()(CsRsCRsCsVsVsAV fs j2j 且令且令11H21CRf 又又)/j(11HioHffVVAV 电压增益的幅值模电压增益的幅值模2HH)/(11ffAV 幅频呼应幅频呼应电压增益的相角电压增益的相角)/(arctgHHff 相频呼应相频呼应增益频率函数增益频率函数94河北工程大学 信电学院电子技术基础电子技术基础2022-5-994频率呼应曲线描画频率呼应曲线描画幅频呼应幅频呼应2HH)/(11ffAV 时时，当当 Hff 1)/(112HH ffAVdB 01lg20lg20HH VVAA时时，当当 Hff ffffAV/)/(11H2HH )/lg(20lg20H

38、HffAV 0分贝程度线分贝程度线斜率为斜率为 -20dB/十倍频程十倍频程 的直线的直线相频呼应相频呼应时时，当当 Hff 时时，当当 Hff )/(arctgHHff 0H 90H 时时，当当 Hff 45H 时时，当当 100.1 HHfff 十十倍倍频频程程的的直直线线斜斜率率为为/45 VVAVVAioio 表示输出与输入的相位差表示输出与输入的相位差高频时，输出滞后输入高频时，输出滞后输入由于由于所以所以95河北工程大学 信电学院电子技术基础电子技术基础2022-5-99596河北工程大学 信电学院电子技术基础电子技术基础2022-5-9962. RC高通电路的频率呼应高通电路的频

39、率呼应RC电路的电压增益：电路的电压增益：22222ioH/1 /1)()()(CRsssCRRsVsVsAV 幅频呼应幅频呼应2LL)/(11ffAV 相频呼应相频呼应)/(arctgLHff fs j2j 且令且令22H21CRf 又又那那么么ffjVVALVL 11io97河北工程大学 信电学院电子技术基础电子技术基础2022-5-997频率呼应曲线描画频率呼应曲线描画幅频呼应幅频呼应时时，当当 Lff LLffffA 2VL)/(11LVLffAlg20lg20 时时，当当 Lff 1)/(112L ffALV01lg20lg20L VA0分贝程度线分贝程度线时时，当当 Lff 22)

40、/(112 ffALVLdB 322lg20lg20L VA2LL)/(11ffAV 相频呼应相频呼应时时，当当 Lff 时时，当当 Lff 90L 0L 时时，当当 Lff 45L 时时，当当 100.1 LLfff 十倍频程的直线十倍频程的直线斜率为斜率为/45 VVAVVAioio 表示输出与输入的相位差表示输出与输入的相位差输出超前输入输出超前输入由于由于所以所以)/(arctgLffL 98河北工程大学 信电学院电子技术基础电子技术基础2022-5-99899河北工程大学 信电学院电子技术基础电子技术基础2022-5-9993.7.2 单极放大电路的高频呼应单极放大电路的高频呼应1.

41、 BJT的高频小信号建模的高频小信号建模模型的引出模型的引出 rbe-发射结电阻发射结电阻re归算归算到基极回路的电阻到基极回路的电阻 -发射结电容发射结电容Cbe-集电结电阻集电结电阻rbc -集电结电容集电结电容 Cbc rbb -基区的体电阻，基区的体电阻，b是假想的基区内的一个点。是假想的基区内的一个点。互导互导CECEEBCEBCmVVvivig 100河北工程大学 信电学院电子技术基础电子技术基础2022-5-9100模型简化模型简化混合混合型高频小信号模型型高频小信号模型 cecbrr和和忽忽略略 101河北工程大学 信电学院电子技术基础电子技术基础2022-5-9101又由于又

42、由于所以所以模型参数的获得模型参数的获得与与H参数的关系参数的关系低频时，混合低频时，混合模型与模型与H H参数模型等参数模型等效效ebbbbe rrrebbeb rIVbebmIVg 所以所以又又 rbe= rb + (1+ ) re ETb)1(IVr ETeb)1(IVr ebbebb rrrTmeb2 fgC 从手册中查出从手册中查出 TcbfC和和 TEebmVIrg TEebmVIrg 102河北工程大学 信电学院电子技术基础电子技术基础2022-5-9102的频率呼应的频率呼应由由H参数可知参数可知CEBCfeViih 即即0bcce VII 根据混合根据混合模型得模型得cbeb

43、ebmc1/j CVVgI )/1/1/(cbebebbeb CjCjrIV 低频时低频时ebm0 rg 所以所以)(j1/jcbebebcbmbc CCrCgII 当当cbm Cg 时，时，ebcbeb0)(j1 rCC 103河北工程大学 信电学院电子技术基础电子技术基础2022-5-9103共发射极截止频率共发射极截止频率的频率呼应的频率呼应ebcbeb0)(j1 rCC 的幅频呼应的幅频呼应令令ebcbeb)(21 rCCf 那那么么20)/(1 ff f特征频率特征频率Tfebmcbebm0T2)(2 CgCCgff 可求得可求得Cbe104河北工程大学 信电学院电子技术基础电子技术基础2022-5-91042. 共射极放大电路的高频呼应共射极放大电路的高频呼应型高频等效电路型高频等效电路等效电路等效电路105河北工程大学 信电学院电子技术基础电子技术基础2022-5-9105对节点对节点 c 列列KCL得得电路简化电路简