模电第二章-三极管课件

1、三极管及放大电路基础2.1 半导体三极管半导体三极管2.3 放大电路的分析方法放大电路的分析方法2.4 放大电路静态工作点的稳定问题放大电路静态工作点的稳定问题2.5 共集电极放大电路和共基极放大电路共集电极放大电路和共基极放大电路2.2 共射极放大电路的工作原理共射极放大电路的工作原理2.6 多级放大电路多级放大电路三极管及放大电路基础2.1 半导体三极管半导体三极管2.1.1 BJT的结构简介的结构简介2.1.2 放大状态下放大状态下BJT的工作原理的工作原理2.1.3 BJT的的VI特性曲线特性曲线2.1.4 BJT的主要参数的主要参数三极管及放大电路基础2.1.1 BJT的结构简介的结

2、构简介(a) 小功率管小功率管 (b) 小功率管小功率管 (c) 大功率管大功率管 (d) 中功率管中功率管按照所用的半导体材料分：硅管、锗管；按照所用的半导体材料分：硅管、锗管；按照工作频率分：低频管、高频管；按照工作频率分：低频管、高频管；按照功率分：小、中、大功率管。按照功率分：小、中、大功率管。三极管及放大电路基础 半导体三极管的结半导体三极管的结构示意图如图所示。构示意图如图所示。它有两种类型它有两种类型:NPN型型和和PNP型。型。2.1.1 BJT的结构简介的结构简介(a) NPN型管结构示意图型管结构示意图(b) PNP型管结构示意图型管结构示意图(c) NPN管的电路符号管的

3、电路符号(d) PNP管的电路符号管的电路符号三极管及放大电路基础集成电路中典型集成电路中典型NPNNPN型型BJTBJT的截面图的截面图2.1.1 BJT的结构简介的结构简介三极管及放大电路基础 三极管的放大作用是在一定的外部条件控制下，通过载三极管的放大作用是在一定的外部条件控制下，通过载流子传输体现出来的。流子传输体现出来的。2.1.2 放大状态下放大状态下BJT的工作原理的工作原理1. 内部载流子的传输过程内部载流子的传输过程发射区：发射载流子发射区：发射载流子集电区：收集载流子集电区：收集载流子基区：传送和控制载流子基区：传送和控制载流子 （以（以NPNNPN为例）为例） 由于三极管

4、内有两种载流子由于三极管内有两种载流子( (自自由电子和空穴由电子和空穴) )参与导电，故称为双参与导电，故称为双极型三极管或极型三极管或BJTBJT ( (Bipolar Junction Transistor) )。 IC= ICN+ ICBOIE=IB+ IC放大状态下放大状态下BJTBJT中载流子的传输过程中载流子的传输过程外部条件：外部条件： 发射结正偏发射结正偏 集电结反偏集电结反偏三极管及放大电路基础放大状态下放大状态下BJTBJT中载流子的传输过程中载流子的传输过程发射结正偏发射结正偏多子扩散多子扩散IE=IEN+ IEP很多电很多电子扩散子扩散到基区到基区IEIEN发射极电流

5、发射极电流IE三极管及放大电路基础放大状态下放大状态下BJTBJT中载流子的传输过程中载流子的传输过程基极复合电流基极复合电流IBN 扩散到基区的电子与基区的多子（空穴）扩散到基区的电子与基区的多子（空穴）复合，形成复合电流复合，形成复合电流IBN三极管及放大电路基础放大状态下放大状态下BJTBJT中载流子的传输过程中载流子的传输过程集电极电流集电极电流IC集电结反偏集电结反偏漂移增强漂移增强载流子被集载流子被集电极收集形电极收集形成电流成电流ICN加上集电极和加上集电极和基极间的反相基极间的反相饱和电流饱和电流集电极电流集电极电流三极管及放大电路基础2. 电流分配关系电流分配关系根据传输过程

6、可知根据传输过程可知 IC= ICN+ ICBO通常通常 IC ICBO 为为共基极直流共基极直流电流放大系电流放大系数。它只与管子的结构尺寸和数。它只与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与外加电压无掺杂浓度有关，与外加电压无关。关。一般一般 = 0.9 0.99 。IE=IB+ IC放大状态下放大状态下BJTBJT中载流子的传输过程中载流子的传输过程发射极注入电流传输到集电极的电流设 ECN II即EC II则有 三极管及放大电路基础1 设 是是共射极直流共射极直流电流放大系数。同样，它也只电流放大系数。同样，它也只与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与外加电压无与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与外

7、加电压无关。一般关。一般 1 。根据根据IE=IB+ IC IC= ICN+ ICBOECN IIBCCEOC IIII时，当2. 电流分配关系电流分配关系CBOECIIICBOBCCIIII)(CBOBCIII111CBOCEOII11OCBCIIIE则则三极管及放大电路基础3. 三极管的三种组态三极管的三种组态共集电极接法共集电极接法，集电极作为公共电极。，集电极作为公共电极。共基极接法共基极接法，基极作为公共电极；基极作为公共电极；共发射极接法共发射极接法，发射极作为公共电极；，发射极作为公共电极；BJT的三种组态的三种组态三极管及放大电路基础共基极放大电路共基极放大电路4. 放大作用放

8、大作用若若 vI = 20mV电压放大倍数电压放大倍数4920mVV98. 0IO vvvA使使 iE = -1 mA，则则 iC = iE = -0.98 mA， vO = - iC RL = 0.98 V，当 = 0.98 时，时，三极管及放大电路基础 综上所述，三极管的放大作用，主要是依综上所述，三极管的放大作用，主要是依靠它的发射极电流能够通过基区传输，然后到靠它的发射极电流能够通过基区传输，然后到达集电极而实现的。达集电极而实现的。实现这一传输过程的两个条件是：实现这一传输过程的两个条件是：（1）内部条件：内部条件：发射区杂质浓度远大于基区发射区杂质浓度远大于基区杂质浓度，且基区很薄

9、。杂质浓度，且基区很薄。（2）外部条件：外部条件：发射结正向偏置，集电结反发射结正向偏置，集电结反向偏置。向偏置。三极管及放大电路基础2.1.3 BJT的的V-I 特性曲线特性曲线 iB=f(vBE) vCE=const(2) 当当vCE1V时，时， vCB= vCE - - vBE0，集电结已进入反偏状态，开始收，集电结已进入反偏状态，开始收 集电子，基区复合减少，同样的集电子，基区复合减少，同样的vBE下下 IB减小，特性曲线右移。减小，特性曲线右移。(1) 当当vCE=0V时，相当于发射结的正向伏安特性曲线。时，相当于发射结的正向伏安特性曲线。1. 输入特性曲线输入特性曲线（以共射极放大

10、电路为例）（以共射极放大电路为例）共射极连接共射极连接三极管及放大电路基础饱和区：饱和区：iC明显受明显受vCE控制的区域，控制的区域，该区域内，一般该区域内，一般vCE0.7V (硅管硅管)。此时，此时，发射结正偏，集电结正偏或反发射结正偏，集电结正偏或反偏电压很小偏电压很小。iC=f(vCE) iB=const2. 2. 输出特性曲线输出特性曲线输出特性曲线的三个区域输出特性曲线的三个区域: :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。此时，的曲线的下方。此时， vBE小于死区小于死区电压电压。放大区：放大区：iC平行于平行于vCE轴的区域，曲轴的区域，

11、曲线基本平行等距。此时，线基本平行等距。此时，发射结正偏，发射结正偏，集电结反偏集电结反偏。2.1.3 BJT的的V-I 特性曲线特性曲线三极管及放大电路基础（1）共发射极直流电流放大系数共发射极直流电流放大系数 =（ICICEO）/ IBIC / IB vCE=常数常数1. 电流放大系数电流放大系数 2.1.4 BJT的主要参数的主要参数与与iC的关系曲线的关系曲线 （2） 共发射极交流电流放大系数共发射极交流电流放大系数 = IC/ IB vCE=常数常数三极管及放大电路基础1. 电流放大系数电流放大系数 （3） 共基极直流电流放大系数共基极直流电流放大系数 =（ICICBO）/ IEIC

12、/IE （4） 共基极交流电流放大系数共基极交流电流放大系数 = IC/ IE vCB=常数常数 当当ICBO和和ICEO很小时，很小时， 、 ，可以不，可以不加区分。加区分。2.1.4 BJT的主要参数的主要参数三极管及放大电路基础 2. 极间反向电流极间反向电流 （1） 集电极基极间反向饱和电流集电极基极间反向饱和电流ICBO 发射极开发射极开路时，集电结的反向饱和电流。路时，集电结的反向饱和电流。 2.1.4 BJT的主要参数的主要参数三极管及放大电路基础（2） 集电极发射极间的反向饱和电流集电极发射极间的反向饱和电流ICEO ICEO=（1+ ）ICBO 2.1.4 BJT的主要参数的

13、主要参数 2. 极间反向电流极间反向电流三极管及放大电路基础（1） 集电极最大允许电流集电极最大允许电流ICM（2） 集电极最大允许功率损耗集电极最大允许功率损耗PCM PCM= ICVCE 3. 极限参数极限参数2.1.4 BJT的主要参数的主要参数三极管及放大电路基础 3. 极限参数极限参数2.1.4 BJT的主要参数的主要参数（3） 反向击穿电压反向击穿电压 V(BR)CBO发射极开路时的集电结发射极开路时的集电结反反 向击穿电压。向击穿电压。 V(BR) EBO集电极开路时发射结的反集电极开路时发射结的反 向击穿电压。向击穿电压。 V(BR)CEO基极开路时集电极和发射基极开路时集电极

14、和发射 极间的击穿电压。极间的击穿电压。几个击穿电压有如下关系几个击穿电压有如下关系 V(BR)CBOV(BR)CEOV(BR) EBO三极管及放大电路基础2.1.5 温度对温度对BJT参数及特性的影响参数及特性的影响(1) 温度对温度对ICBO的影响的影响温度每升高温度每升高10，ICBO约增加一倍。约增加一倍。 (2) 温度对温度对 的影响的影响温度每升高温度每升高1， 值约增大值约增大0.5%1%。 (3) 温度对反向击穿电压温度对反向击穿电压V(BR)CBO、V(BR)CEO的影响的影响温度升高时，温度升高时，V(BR)CBO和和V(BR)CEO都会有所提高。都会有所提高。 2. 温度

15、对温度对BJT特性曲线的影响特性曲线的影响1. 温度对温度对BJT参数的影响参数的影响三极管及放大电路基础2.2 共射极放大电路的工作原理共射极放大电路的工作原理2.2.1 基本共射极放大电路的组成基本共射极放大电路的组成基本共射极放大电路基本共射极放大电路 偏置电路：偏置电路：直流电源直流电源V VBBBB通过电通过电阻阻R Rb b给给BJTBJT的发射结提供正的发射结提供正偏电压，并产生基极直流偏电压，并产生基极直流电流电流I IB B( (常称为偏流，而提常称为偏流，而提供偏流的电路称为偏置电供偏流的电路称为偏置电路路) ) 三极管及放大电路基础2.2 共射极放大电路的工作原理共射极放

16、大电路的工作原理基本共射极放大电路基本共射极放大电路 直流电源直流电源V VCCCC是放大电路是放大电路的能源，为输出信号提供的能源，为输出信号提供能量，通过集电极负载电能量，通过集电极负载电阻阻R Rc c，并与，并与V VBBBB和和R Rb b配合，配合，给集电结提供反偏电压，给集电结提供反偏电压，使使BJTBJT工作于放大状态。工作于放大状态。 三极管及放大电路基础2.2 共射极放大电路的工作原理共射极放大电路的工作原理基本共射极放大电路基本共射极放大电路 vs是待放大的时变输入是待放大的时变输入信号，加在基极与发射极信号，加在基极与发射极间的输入回路中，输出信间的输入回路中，输出信号

17、从集电极一发射极间取号从集电极一发射极间取出出 三极管及放大电路基础2.2. 2 基本共射极放大电路的工作原理基本共射极放大电路的工作原理1. 静态静态(直流工作状态直流工作状态) 输入信号输入信号vs0时，时，放大电路的工作状态称放大电路的工作状态称为静态或直流工作状态。为静态或直流工作状态。 直流通路直流通路 bBEQBBBQRVVIBQCEOBQCQIIII VCEQ=VCCICQRc 三极管及放大电路基础2.2.2 基本共射极放大电路的工作原理基本共射极放大电路的工作原理2. 动态动态 输入正弦信号输入正弦信号vs后，电路后，电路将处在动态工作情况。此时，将处在动态工作情况。此时，BJ

18、T各极电流及电压都将在各极电流及电压都将在静态值的基础上随输入信号静态值的基础上随输入信号作相应的变化。作相应的变化。 交流通路交流通路 cevVvCEOCE集电极集电极-发射极间的电压发射极间的电压三极管及放大电路基础2.3 放大电路的分析方法放大电路的分析方法2.3.1 图解分析法图解分析法2.3.2 小信号模型分析法小信号模型分析法1. 静态工作点的图解分析静态工作点的图解分析2. 动态工作情况的图解分析动态工作情况的图解分析3. 非线性失真的图解分析非线性失真的图解分析4. 图解分析法的适用范围图解分析法的适用范围1. BJT的的H参数及小信号模型参数及小信号模型2. 用用H参数小信号

19、模型分析基本共射极放大电路参数小信号模型分析基本共射极放大电路3. 小信号模型分析法的适用范围小信号模型分析法的适用范围三极管及放大电路基础直流通路原则：直流通路原则：（1）信号源（交流信号）视为短路；）信号源（交流信号）视为短路；（2）电容开路；）电容开路；（3）电感短路。）电感短路。交流通路原则：交流通路原则：（1）直流源视为短路；）直流源视为短路；（2）电容短路；）电容短路；（3）电感开路。）电感开路。三极管及放大电路基础2.3.1 图解分析法图解分析法1. 静态工作点的图解分析静态工作点的图解分析 采用该方法分析静态工作点，必须已知三极管的输入采用该方法分析静态工作点，必须已知三极管的

20、输入输出特性曲线。输出特性曲线。 共射极放大电路共射极放大电路三极管及放大电路基础2.3.1 图解分析法图解分析法1. 静态工作点的图解分析静态工作点的图解分析列输入回路方程列输入回路方程（输入直流负载线）（输入直流负载线）列输出回路方程列输出回路方程（输出直流负载线）（输出直流负载线） VCE=VCCiCRc 首先，画出直流通路首先，画出直流通路直流通路直流通路 bBBBBERiV v三极管及放大电路基础 在输出特性曲线上，作出直流负载线在输出特性曲线上，作出直流负载线 VCE=VCCiCRc，与，与IBQ曲曲线的交点即为线的交点即为Q点，从而得到点，从而得到VCEQ 和和ICQ。 在输入特

21、性曲线上，作出直线在输入特性曲线上，作出直线 ，两线的交点，两线的交点即是即是Q点，得到点，得到IBQ。bBBBBERiV v三极管及放大电路基础 根据根据vs的波形，在的波形，在BJT的的输入特性曲线图输入特性曲线图上画出上画出vBE 、 iB 的的波形波形2. 动态工作情况的图解分析动态工作情况的图解分析tsinsmsV vbBsBBBERiV vv三极管及放大电路基础 根据根据iB的变化范围在的变化范围在输出特性曲线图输出特性曲线图上画出上画出iC和和vCE 的波形的波形2. 动态工作情况的图解分析动态工作情况的图解分析cCCCCERiV v三极管及放大电路基础2. 动态工作情况的图解分

22、析动态工作情况的图解分析 共射极放大电路中的电压、共射极放大电路中的电压、电流波形电流波形三极管及放大电路基础3. 静态工作点对波形失真的影响静态工作点对波形失真的影响截止失真的波形截止失真的波形 截止失真：截止失真： 因静态工作点因静态工作点Q Q偏低而产生的失真称为截止失真。偏低而产生的失真称为截止失真。三极管及放大电路基础饱和失真的波形饱和失真的波形3. 静态工作点对波形失真的影响静态工作点对波形失真的影响饱和失真：饱和失真： 因静态工作点因静态工作点Q Q偏高而产生的失真称为饱和失真。偏高而产生的失真称为饱和失真。三极管及放大电路基础例例画出电路的直流通路。直流通路：直流通路：解：解：

23、+ +VCCvsRbRcvoCb1Cb2RL4.交流负载线交流负载线三极管及放大电路基础动态工作情况分析动态工作情况分析将电路中的直流电源置零、耦合电容及旁路电容将电路中的直流电源置零、耦合电容及旁路电容短路。短路。举例：举例：+ +VCCvsRbRcvoCb1Cb2RLvsRbRcvoRLU U UD D D三极管及放大电路基础ocecCL(/ /)vi RRv交流负载线交流负载线ocecCLcL(/ /)vi RRi R vCECEQceCEQcCQLCEQCQLcL () VvViIRVIRi Rv三极管及放大电路基础5.图解分析法的适用范围图解分析法的适用范围幅度较大而工作频率不太高的

24、情况幅度较大而工作频率不太高的情况优点：优点： 直观、形象。有助于建立和理解交、直流共存，静态和直观、形象。有助于建立和理解交、直流共存，静态和动态等重要概念；有助于理解正确选择电路参数、合理设置动态等重要概念；有助于理解正确选择电路参数、合理设置静态工作点的重要性。能全面地分析放大电路的静态、动态静态工作点的重要性。能全面地分析放大电路的静态、动态工作情况。工作情况。缺点：缺点： 不能分析工作频率较高时的电路工作状态，也不能用来不能分析工作频率较高时的电路工作状态，也不能用来分析放大电路的输入电阻、输出电阻等动态性能指标。分析放大电路的输入电阻、输出电阻等动态性能指标。三极管及放大电路基础2

25、.3.2 小信号模型分析法小信号模型分析法1. BJT的的H参数及小信号模型参数及小信号模型建立小信号模型的意义建立小信号模型的意义建立小信号模型的思路建立小信号模型的思路 当放大电路的输入信号电压很小时，就可以把三极当放大电路的输入信号电压很小时，就可以把三极管小范围内的特性曲线近似地用直线来代替，从而可以管小范围内的特性曲线近似地用直线来代替，从而可以把三极管这个非线性器件所组成的电路当作线性电路来把三极管这个非线性器件所组成的电路当作线性电路来处理。处理。 由于三极管是非线性器件，这样就使得放大电路的由于三极管是非线性器件，这样就使得放大电路的分析非常困难。建立小信号模型，就是将非线性器

26、件做分析非常困难。建立小信号模型，就是将非线性器件做线性化处理，从而简化放大电路的分析和设计。线性化处理，从而简化放大电路的分析和设计。三极管及放大电路基础1. BJT的的H参数及小信号模型参数及小信号模型 H参数的引出参数的引出),(CEB1BEvvif 在小信号情况下，对上两式取全微分得在小信号情况下，对上两式取全微分得CECEBEBBBEBEdddBCEvvvvv IVii用小信号交流分量表示用小信号交流分量表示vbe= hieib+ hrevceic= hfeib+ hoevce 对于对于BJT双口网络，已知输入双口网络，已知输入输出特性曲线如下：输出特性曲线如下：iB=f(vBE)

27、vCE=constiC=f(vCE) iB=const可以写成：可以写成：),(CEB2Cvifi CECECBBCCdddBCEvv IViiiiiBJT双口网络双口网络三极管及放大电路基础CEBBEie Vih v输出端交流短路时的输入电阻；输出端交流短路时的输入电阻；输出端交流短路时的正向电流传输比或电输出端交流短路时的正向电流传输比或电流放大系数；流放大系数；输入端交流开路时的反向电压传输比；输入端交流开路时的反向电压传输比；输入端交流开路时的输出电导。输入端交流开路时的输出电导。其中：其中：四个参数量纲各不相同，故称为混合参数（四个参数量纲各不相同，故称为混合参数（H参数）。参数）。

28、vbe= hieib+ hrevceic= hfeib+ hoevceCEBCfe Viih BCEBEre Ihvv BCECoe Iihv 1. BJT的的H参数及小信号模型参数及小信号模型 H参数的引出参数的引出三极管及放大电路基础1. BJT的的H参数及小信号模型参数及小信号模型 H参数小信号模型参数小信号模型根据根据可得小信号模型可得小信号模型BJT的的H参数模型参数模型vbe= hieib+ hrevceic= hfeib+ hoevceBJT双口网络双口网络三极管及放大电路基础1. BJT的的H参数及小信号模型参数及小信号模型 H参数小信号模型参数小信号模型 H H参数都是小信号

29、参数，即微变参数或交流参数。参数都是小信号参数，即微变参数或交流参数。 H H参数与工作点有关，在放大区基本不变。参数与工作点有关，在放大区基本不变。 H H参数都是微变参数，所以只适合对交流信号的分析。参数都是微变参数，所以只适合对交流信号的分析。 受控电流源受控电流源h hfefei ib b ，反，反映了映了BJTBJT的基极电流对集电的基极电流对集电极电流的控制作用。电流源极电流的控制作用。电流源的流向由的流向由ib的流向决定。的流向决定。 hrevce是一个受控电压是一个受控电压源。反映了源。反映了BJT输出回路电输出回路电压对输入回路的影响。压对输入回路的影响。三极管及放大电路基础

30、1. BJT的的H参数及小信号模型参数及小信号模型 模型的简化模型的简化 hre和和hoe都很小，常忽都很小，常忽略它们的影响。略它们的影响。 BJT在共射连接时，其在共射连接时，其H参数的数量级一般为参数的数量级一般为 S101010101052433oefereieehhhhh三极管及放大电路基础1. BJT的的H参数及小信号模型参数及小信号模型 H参数的确定参数的确定 一般用测试仪测出；一般用测试仪测出；rbe 与与Q点有关，可用图示仪测出。点有关，可用图示仪测出。rbe= rbb + (1+ ) re其中对于低频小功率管其中对于低频小功率管 rbb200 则则 )mA()mV(26)1

31、(200EQbeIr )mA()mV(26)mA()mV(EQEQeIIVrT 而而 (T=300K) 一般也用公式估算一般也用公式估算 rbe （忽略（忽略 re ）三极管及放大电路基础2.3.2 小信号模型分析法小信号模型分析法2. 用用H参数小信号模型分析基本共射极放大电路参数小信号模型分析基本共射极放大电路前提前提:利用直流通路求利用直流通路求Q点点 共射极放大电路共射极放大电路bBEBBBRVVI 一般硅管一般硅管VBE=0.7V，锗管，锗管VBE=0.2V， 已知已知。BCII LCcCECCCE)(RIRVVV 求求IEQ，估算估算rbe三极管及放大电路基础2. 用用H参数小信号

32、模型分析基本共射极放大电路参数小信号模型分析基本共射极放大电路第一步：画小信号等效电路第一步：画小信号等效电路H参数小信号等效电路参数小信号等效电路三极管及放大电路基础2. 用用H参数小信号模型分析基本共射极放大电路参数小信号模型分析基本共射极放大电路第三步：求放大电路动态指标第三步：求放大电路动态指标根据根据)(bebbirRi vbcii )/(LccoRRi v则电压增益为则电压增益为)()/()()/()()/(bebLcbebbLcbbebbLcciorRRRrRiRRirRiRRiA vvv（可作为公式）（可作为公式）电压增益电压增益H参数小信号等效电路参数小信号等效电路三极管及放

33、大电路基础2. 用用H参数小信号模型分析基本共射极放大电路参数小信号模型分析基本共射极放大电路第四步：求输入和输出电阻第四步：求输入和输出电阻输入电阻输入电阻输出电阻输出电阻令令0i v0b i0b iRo = Rc 所以所以bebbbebbbiiiirRirRiiiR )( vv LsR,0ttovviR三极管及放大电路基础3. 小信号模型分析法的适用范围小信号模型分析法的适用范围 放大电路的输入信号幅度较小，放大电路的输入信号幅度较小，BJTBJT工作在其工作在其V VT T特性特性曲线的线性范围（即放大区）内。曲线的线性范围（即放大区）内。H H参数的值是在静态工作参数的值是在静态工作点

34、上求得的。所以，放大电路的动态性能与静态工作点参数点上求得的。所以，放大电路的动态性能与静态工作点参数值的大小及稳定性密切相关。值的大小及稳定性密切相关。优点优点： 分析放大电路的动态性能指标分析放大电路的动态性能指标(Av 、Ri和和Ro等等)非常方便，非常方便，且适用于频率较高时的分析。且适用于频率较高时的分析。2.3.2 小信号模型分析法小信号模型分析法缺点缺点： 在在BJT与放大电路的小信号等效电路中，电压、电流等与放大电路的小信号等效电路中，电压、电流等电量及电量及BJT的的H参数均是针对变化量参数均是针对变化量(交流量交流量)而言的，不能用而言的，不能用来分析计算静态工作点。来分析

35、计算静态工作点。三极管及放大电路基础共射极放大电路共射极放大电路 放大电路如图所示。已知放大电路如图所示。已知BJT的的 =80， Rb=300k ， Rc=2k ， VCC= +12V，求：，求：（1）放大电路的）放大电路的Q点。此时点。此时BJT工作在哪个区域？工作在哪个区域？（2）当）当Rb=100k 时，放大电路的时，放大电路的Q点。此时点。此时BJT工工作在哪个区域？（忽略作在哪个区域？（忽略BJT的饱和压降）的饱和压降）解：解：（1）A40300k2V1bBECCBQ RVVI（2）当）当Rb=100k 时，时，3.2mAA4080BQCQII5.6V3.2mA2k-V12CQcC

36、CCEQ IRVV静态工作点为静态工作点为Q（40 A，3.2mA，5.6V），），BJT工作在放大区。工作在放大区。其最小值也只能为其最小值也只能为0，即，即IC的最大电流为：的最大电流为：A120100k2V1bCCBQ RVImA6 . 9A12080BQCQ II V2 . 79.6mA2k-V12CQcCCCEQ IRVVmA62k2V1cCESCCCM RVVICMBQ II 由由于于，所以，所以BJT工作在饱和区。工作在饱和区。VCE不可能为负值，不可能为负值，此时，此时，Q（120uA，6mA，0V），），三极管及放大电路基础 图示电路中，已知三极管的图示电路中，已知三极管的=

37、100，VBE=0.7V，并假设通过，并假设通过Rb1的电流远大于的电流远大于iB。试求电路的。试求电路的 、以及、以及Ri、Ro。VA解：解：CC2b1b2bBVRRRV V12. eBEBERVVI mA41. + +VCC+18V Rb1 75K Re 1KvoC1C2Ce Rc 8.2K RL 6.2Kvs Rs 1K Rb2 10K三极管及放大电路基础EbeImV261200r)( K082. 画出电路的小信号模型：画出电路的小信号模型：求电压放大倍数：求电压放大倍数：ioVVVA bebLbrIRI beLCrRR)/( be2b1birRRR/ CoRR 输入电阻：输入电阻：输出

38、电阻：输出电阻：7169. ber K082. K28. RcRb2RLRsrbeSViVbIbI cIoVRb1三极管及放大电路基础2.4 共集电极放大电路和共集电极放大电路和共基极放大电路共基极放大电路2.4.1 共集电极放大电路共集电极放大电路2.4.2 共基极放大电路共基极放大电路2.4.3 放大电路三种组态的比较放大电路三种组态的比较三极管及放大电路基础2.4.1 共集电极放大电路共集电极放大电路1.1.静态分析静态分析共集电极电路结构如图示共集电极电路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ebBEQCCBQ)1(RRVVI eCQCCeEQCCCEQRIVRIVV

39、BQCQII eEQBEQbBQCCRIVRIV BQEQ)1(II 由由得得直流通路直流通路 三极管及放大电路基础小信号等效电路小信号等效电路2.4.1 共集电极放大电路共集电极放大电路2.2.动态分析动态分析交流通路交流通路 三极管及放大电路基础2.4.1 共集电极放大电路共集电极放大电路2.2.动态分析动态分析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( )(RiriRiiri v电压增益：电压增益：1)1()1()1()1(LbeLLbeLLbebLbio RrRRrRRriRiAvvv其中其中LeL/ RRR LbLbbo)1()(RiRii

40、 v一般一般beLrR ，则电压增益接近于，则电压增益接近于1 1，同相与iovv电压跟随器电压跟随器1 vA即即。三极管及放大电路基础2.4.1 共集电极放大电路共集电极放大电路2.2.动态分析动态分析输入电阻输入电阻当当1 ，beLrR 时，时，Lbi/RRR 输入电阻大输入电阻大)1(| )1(LbLibiiiiiRrRRrRiR bebevvvv三极管及放大电路基础输出电阻输出电阻由电路列出方程由电路列出方程ebbtRiiii )(sbebtRri veteRiR v其中其中bss/ RRR 则则输出电阻输出电阻rRRiR 1/besettov当当 1beserRR，1 时，时， be

41、sorRR 输出电阻小输出电阻小2.4.1 共集电极放大电路共集电极放大电路2.2.动态分析动态分析三极管及放大电路基础rRRR 1/beseo共集电极电路特点：共集电极电路特点：同同相相与与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，带负载能力强输出电阻小，带负载能力强)1(/LbebiRrRR 1 vA2.4.1 共集电极放大电路共集电极放大电路三极管及放大电路基础2.4.2 共基极放大电路共基极放大电路1.1.静态工作点静态工作点 直流通路与射极偏置电路相同直流通路与射极偏置电路相同CCb2b

42、1b2BQVRRRV eBEQBQEQCQRVVII )( ecCQCCeEQcCQCCCEQRRIVRIRIVV IICQBQ 三极管及放大电路基础2.2.动态指标动态指标电压增益电压增益输出回路：输出回路：输入回路：输入回路：电压增益：电压增益：LcL/ RRR 交流通路交流通路 小信号等效电路小信号等效电路 LboRi vbebiri vbeLiorRA vvv三极管及放大电路基础 输入电阻输入电阻 输出电阻输出电阻coRR 2.2.动态指标动态指标小信号等效电路小信号等效电路 beeeiiiiiRR)1(i eeRiR/iv bebri/iv beieiiiii)1(/rRiRvvvv

43、rR 1|bee三极管及放大电路基础2.4.3 放大电路三种组态的比较放大电路三种组态的比较1.1.三种组态的判别三种组态的判别以输入、输出信号的位置为判断依据：以输入、输出信号的位置为判断依据： 信号由基极输入，集电极输出信号由基极输入，集电极输出共射极放大电路共射极放大电路 信号由基极输入，发射极输出信号由基极输入，发射极输出共集电极放大电路共集电极放大电路 信号由发射极输入，集电极输出信号由发射极输入，集电极输出共基极电路共基极电路 三极管及放大电路基础例：例：图示各电路具有不同的结构，请问：它们各属于什么组态？哪些电路的输出电压波形是正确的？哪些是错误的？并加以改正。设各vi 均为正弦

44、波。tvi00tvo解：解： 共基组态； 输出波形错误，0tvo vo中的交流分量应与vi同相。 - -VCCRb1RevoC1RcRb2viCb（a）三极管及放大电路基础解：解： 共集组态； 输出波形正确。0tvotvi0Rb2voReC1+ +VCCRb1vi（b）三极管及放大电路基础2.2.三种组态的比较三种组态的比较三极管及放大电路基础2.5 放大电路静态工作点放大电路静态工作点的稳定问题的稳定问题2.5.1 温度对静态工作点的影响温度对静态工作点的影响2.5.2 射极偏置电路射极偏置电路1. 基极分压式射极偏置电路基极分压式射极偏置电路2. 含有双电源的射极偏置电路含有双电源的射极偏

45、置电路3. 含有恒流源的射极偏置电路含有恒流源的射极偏置电路三极管及放大电路基础2.5.1 温度对静态工作点的影响温度对静态工作点的影响 讨论过，温度上升时，讨论过，温度上升时，BJT的反向电流的反向电流ICBO、ICEO及电流放大系数及电流放大系数 或或 都会增大，而发射结正向导通压都会增大，而发射结正向导通压降降VBE会减小。这些参数随温度的变化，都会使放大电会减小。这些参数随温度的变化，都会使放大电路中的集电极静态电流路中的集电极静态电流ICQ随温度升高而增加随温度升高而增加（ICQ= IBQ+ ICEO） ，从而使，从而使Q点随温度变化。点随温度变化。 要想使要想使ICQ基本稳定不变，

46、就要求在温度升高时，基本稳定不变，就要求在温度升高时，电路能自动地适当减小基极电流电路能自动地适当减小基极电流IBQ 。三极管及放大电路基础2.5.2 射极偏置电路射极偏置电路（1 1）稳定工作点原理）稳定工作点原理目标：温度变化时，使目标：温度变化时，使IC维持恒定。维持恒定。 如果温度变化时，如果温度变化时，b点电位能基本不变点电位能基本不变，则可实现，则可实现静态工作点的稳定。静态工作点的稳定。1. 基极分压式射极偏置电路基极分压式射极偏置电路(a) 原理电路原理电路 (b) 直流通路直流通路三极管及放大电路基础b点电位基本不变的条件点电位基本不变的条件：I1 IBQ CCb2b1b2B

47、QVRRRV此时，此时，VBQ与温度无关与温度无关Re取值越大，反馈控制作用越强取值越大，反馈控制作用越强一般取一般取 I1 =(510)IBQ ， VBQ =35V 1. 基极分压式射极偏置电路基极分压式射极偏置电路（1 1）稳定工作点原理）稳定工作点原理三极管及放大电路基础T 稳定原理：稳定原理： IC IE VE 、VB不变不变 VBE IB IC （反馈控制）（反馈控制）b点电位基本不变点电位基本不变三极管及放大电路基础1. 基极分压式射极偏置电路基极分压式射极偏置电路（2 2）放大电路指标分析）放大电路指标分析静态工作点静态工作点CCb2b1b2BQVRRRV eBEQBQEQCQRVVII )(ecCQCCeEQcCQCCCEQRRIVRIRIVV IICQBQ 三极管及放大电路基础电压增益电压增益 画小信号等效电路画小信号等效电路（2 2）放大电路指标分析）放大