[经济学]第四章 双极结型三极管及放大电路基础ppt课件

1、2电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子根底教研室电气信息学院电工电子根底教研室4.1 BJT4.2 根本共射极放大电路第四章 双极结型三极管及放大电路根底4.3 放大电路的分析方法4.4 放大电路静态任务点的稳定问题4.5 共集电极放大电路和共基极放大电路4.6 组合放大电路3电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室本章重点内容第四章 双极结型三极管及放大电路根底1. 1. 半导体三极管特性半导体三极管特性3. 3. 放大电路的分析方法放大电路的分析方法4. 4. 不同放大电路的特点和运用不同放大电路的特点和运用2. 2. 共射极

2、放大电路的任务原理共射极放大电路的任务原理5. 5. 放大电路的频率呼应的概念放大电路的频率呼应的概念本章学习方法：本章学习方法：例题学习法，实验、仿真协助了解。例题学习法，实验、仿真协助了解。4电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底4.1 BJT 4.1.1 BJT的构造简介 4.1.2 放大形状下BJT的任务原理4.1.3 BJT4.1.3 BJT的的V-IV-I特性曲线特性曲线4.1.4 BJT4.1.4 BJT的主要参数的主要参数4.1.4 4.1.4 温度对温度对BJTBJT参数及特性的影响参数及特性的影响5电气信息学院电工电

3、子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底4.1.1 BJT的构造简介(a) (a) 小功率管小功率管 (b) (b) 小功率管小功率管 (c) (c) 大功率管大功率管 (d) (d) 中功率管中功率管6电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底4.1.1 BJT的构造简介(a) NPN(a) NPN型管构造表示图型管构造表示图(b) PNP(b) PNP型管构造表示图型管构造表示图(c) NPN(c) NPN管的电路符号管的电路符号(d) PNP(d) PNP管的电路符号管的电路符号 半导体三极管的构

4、造表半导体三极管的构造表示图如下图。它有两种类型示图如下图。它有两种类型:NPN:NPN型和型和PNPPNP型。型。7电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底4.1.1 BJT的构造简介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8电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底4.1.2 放大形状下BTJ的任务原理1. BJT内部载流子的传输过程 三极管的放大作用是在一定的外部条件控制下，经三极管的放大作用是在一定的外部条件控制下，经过载流子传输表达出来的。过载

5、流子传输表达出来的。外部条件：发射结正偏；集电结反偏外部条件：发射结正偏；集电结反偏放大形状下放大形状下BJTBJT中载流子的传输过程中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：搜集载流子集电区：搜集载流子基区：传送和控制载流基区：传送和控制载流子以子以NPNNPN为例为例 IC= InC+ ICBO IC= InC+ ICBOIE=IB+ ICIE=IB+ IC由于三极管内有两种载流子由于三极管内有两种载流子( (自在电子自在电子和空穴和空穴) )参与导电，故称为双极型三极参与导电，故称为双极型三极管或管或BJT (Bipolar Junction BJT (Bipolar

6、 Junction Transistor)Transistor)。 9电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底4.1.2 放大形状下BTJ的任务原理2. 电流分配关系根据传输过程可知：根据传输过程可知： IC= InC+ICBO IC= InC+ICBOIE=IB+ ICIE=IB+ IC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设设 EnCII 即即通常通常 IC ICBO IC ICBOECII 则有则有放大形状下放大形状下BJTBJT中载流子的传输过程中载流子的传输过程 为电流放大系数。它只与管子的构造尺寸和掺

7、杂浓度有关，与外加电压无关。普通 = 0.90.99 。10电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底4.1.2 放大形状下BTJ的任务原理2. 电流分配关系 1 又设又设BCEOCIII 则则根据根据IE=IB+ IC IC= InC+ ICBOEnCII 且令且令BCCEOCIIII 时时，当当ICEO= (1+ ) ICBO穿透电流穿透电流 是另一个电流放大系数。同样，它也只与管子是另一个电流放大系数。同样，它也只与管子的构造尺寸和掺杂浓度有关，与外加电压无关。的构造尺寸和掺杂浓度有关，与外加电压无关。普通普通 1 1 。11电气信息

8、学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底4.1.2 放大形状下BTJ的任务原理3. 三极管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CCCC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CBCB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CECE表示；表示；BJTBJT的三种衔接方式组态的三种衔接方式组态12电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底4.1.2 放大形状下BTJ的任务原

9、理4. 放大作用共基极放大电路共基极放大电路假假设设 vI = 20mV4920mVV98. 0IO vvvA使使 iE = -1 mA，那那么么 iC = iE = -0.98 mA， vO = -vO = - iC RL = 0.98 ViC RL = 0.98 V，当当 = 0.98 时，时，电压放大倍数：电压放大倍数：13电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底4.1.2 放大形状下BTJ的任务原理 综上所述，三极管的放大作用，主要是依托它的综上所述，三极管的放大作用，主要是依托它的发射极电流可以经过基区传输，然后到达集电极而实发

10、射极电流可以经过基区传输，然后到达集电极而实现的。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 1内部条件：发射区杂质浓度远大于基区杂质浓度，内部条件：发射区杂质浓度远大于基区杂质浓度，且基区很薄。且基区很薄。2 2外部条件：发射结正向偏置，集电结反向偏置。外部条件：发射结正向偏置，集电结反向偏置。14电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底4.1.3 BJT的V-I 特性曲线 iB=f(vBE) iB=f(vBE)vCE=constvCE=const(2) (2) 当当vCE1VvCE1V时，时， vCB= vC

11、EvBE0 vCB= vCEvBE0，集电结已进入，集电结已进入反偏形状，开场搜集电子，基区复合减少，同样的反偏形状，开场搜集电子，基区复合减少，同样的vBEvBE下下,IB,IB减小，特性曲线右移。减小，特性曲线右移。(1) (1) 当当vCE=0VvCE=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. 输入特性曲线以共射极放大电路为例以共射极放大电路为例共射极衔接共射极衔接15电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底4.1.3 BJT的V-I 特性曲线2. 输出特性曲线iC=f(vCE)iC=f(vC

12、E)iB=constiB=const输出特性曲线的三个区域输出特性曲线的三个区域: :饱和区：饱和区：iCiC明显受明显受vCEvCE控制的区控制的区域，该区域内，普通域，该区域内，普通vCEvCE0.7V 0.7V ( (硅管硅管) )。此时，发射结正偏，。此时，发射结正偏，集电结正偏或反偏电压很小。集电结正偏或反偏电压很小。截止区：截止区：iCiC接近零的区域，相当接近零的区域，相当iB=0iB=0的曲线的下方。此的曲线的下方。此时，时，vBEvBE小于死区电压。小于死区电压。放大区：放大区：iCiC平行于平行于vCEvCE轴的区域，曲线根本平行等距。轴的区域，曲线根本平行等距。此时，发射

13、结正偏，集电结反偏。此时，发射结正偏，集电结反偏。16电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底4.1.4 BJT的主要参数1. 电流放大系数 (1) (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 与与iC的关系曲线的关系曲线 (2) (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/IC/ IB IB vCE=constvCE=constBJTBJT特性较平坦时：特性较平坦时：CCCECEOvconstBBIIIII17电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放

14、大电路根底4.1.4 BJT的主要参数1. 电流放大系数 (3) (3) 共基极直流电流放大系数共基极直流电流放大系数 = =ICICICBOICBO/IEIC/IE /IEIC/IE (4) (4) 共基极交流电流放大系数共基极交流电流放大系数 = = IC/IC/ IEIEvCB=constvCB=const当当ICBOICBO和和ICEOICEO很小时，很小时， 、 ，可以不加区，可以不加区分。分。18电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底4.1.4 BJT的主要参数2. 极间反向电流集电极基极间反向饱和电流集电极基极间反向饱和电

15、流ICBOICBO。 发射极开路时，集电结的反向饱和电流。发射极开路时，集电结的反向饱和电流。 19电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底4.1.4 BJT的主要参数2. 极间反向电流(2) (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 ICEO=1+ ICBO 20电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底4.1.4 BJT的主要参数3. 极限参数(1) (1) 集电极最大允许电流集电极最大允许电流ICMICM(2) (2) 集电极最大允许功率

16、损耗集电极最大允许功率损耗PCMPCMPCM=ICVCE PCM=ICVCE 21电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底4.1.4 BJT的主要参数3. 极限参数(3) (3) 反向击穿电压反向击穿电压V(BR)CBO V(BR)CBO 发射极开路时的集电结反向击穿电发射极开路时的集电结反向击穿电压。压。V(BR) EBOV(BR) EBO集电极开路时发射结的反向击穿电压。集电极开路时发射结的反向击穿电压。V(BR)CEOV(BR)CEO基极开路时集电极和发射极间的击穿电基极开路时集电极和发射极间的击穿电压。压。几个击穿电压有如下关系几

17、个击穿电压有如下关系 V(BR)CBOV(BR)CBOV(BR)CEOV(BR)CEOV(BR)EBOV(BR)EBO22电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底4.1.5 温度对BJT参数及特性的影响1. 温度对BJT参数的影响(1) (1) 温度对温度对ICBOICBO的影响的影响温度每升高温度每升高1010，ICBOICBO约添加一倍。约添加一倍。 (2) (2) 温度对温度对 的影响的影响温度每升高温度每升高11， 值约增大值约增大0.5%-1%0.5%-1%。 (3) (3) 温度对反向击穿电压温度对反向击穿电压V(BR)CBO

18、V(BR)CBO、V(BR)CEOV(BR)CEO的影的影响响温度升高时，温度升高时，V(BR)CBOV(BR)CBO和和V(BR)CEOV(BR)CEO都会有所提高。都会有所提高。 2. 温度对BJT特性曲线的影响23电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室4.1.14.1.1、 4.1.3 4.1.3下次课内容：下次课内容：4.2 4.2 共射级放大电路任务原理共射级放大电路任务原理本次课作业本次课作业 P185P185：第7次课作业第四章 双极结型三极管及放大电路根底25电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室本次课主要内容1.1.共射极放大电路任

19、务原理共射极放大电路任务原理2.2.图解分析法图解分析法第四章 双极结型三极管及放大电路根底26电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室4.2共射极放大电路任务原理4.2.1 根本共射极放大电路的组成根本共射极放大电路根本共射极放大电路 发射结正偏发射结正偏集电结反偏集电结反偏第四章 双极结型三极管及放大电路根底27电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室4.2.2 根本共射极放大电路的任务原理1. 静态(直流任务形状)直流任务形状静态直流任务形状静态输入信号输入信号vivi0 0时的形状时的形状直流通路直流通路 bBEQBBBQRVVI CQBQCEQ

20、BQIIIIVCEQ=VCCVCEQ=VCCICQRc ICQRc 第四章 双极结型三极管及放大电路根底28电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室4.2.2 根本共射极放大电路的任务原理2. 动态动态任务情况动态任务情况: : 输入正弦信号输入正弦信号vsvs后，后，此时，此时，BJTBJT各极电流及电压各极电流及电压都将在静态值的根底上，随都将在静态值的根底上，随输入信号作相应的变化。输入信号作相应的变化。 交流通路交流通路 第四章 双极结型三极管及放大电路根底29电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第三章 二极管及其根本电路4.3 放大电路的分

21、析方法4.3.1 4.3.1 图解分析法图解分析法4.3.2 4.3.2 小信号模型分析法小信号模型分析法1.1.静态任务点的图解分析静态任务点的图解分析2.2.动态任务情况的图解分析动态任务情况的图解分析3.3.非线性失真的图解分析非线性失真的图解分析4.4.图解分析法的适用范围图解分析法的适用范围1.BJT1.BJT的的H H参数及小信号模型参数及小信号模型2.2.用用H H参数小信号模型分析根本共射极放大电路参数小信号模型分析根本共射极放大电路3.3.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30电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管

22、及放大电路根底4.3.1 图解分析法1. 静态任务点的图解分析 采用该方法分析静态任务点，必需知三极管的输入采用该方法分析静态任务点，必需知三极管的输入输出特性曲线。输出特性曲线。共射极放大电路共射极放大电路31电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底4.3.1 图解分析法1. 静态任务点的图解分析列输出回路方程直流负载线列输出回路方程直流负载线VCE=VCCVCE=VCCiCRciCRc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 v32电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极

23、结型三极管及放大电路根底4.3.1 图解分析法1. 静态任务点的图解分析 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=VCCVCE=VCCiCRciCRc，与与IBQIBQ曲线的交点即为曲线的交点即为Q Q点，从而得到点，从而得到VCEQVCEQ和和ICQICQ。 在输入特性曲线上，作出直线在输入特性曲线上，作出直线 ，两线的交点即是两线的交点即是Q Q点，得到点，得到IBQIBQ。BEBBBbVi Rv33电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底4.3.1 图解分析法2. 动态任务情况的图解分析1 1在在BJ

24、TBJT的输入特性曲线图上画出的输入特性曲线图上画出vB E vB E 、iBiB的波形的波形tsinsmsV vBEBBsBbVi R（）vv静态时：静态时：BEBBBbV0I R（）V动态时：动态时：34电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底4.3.1 图解分析法2 2依依iBiB的变化在输出特性曲线上画出的变化在输出特性曲线上画出iCiC和和vCEvCE的波形的波形CECCCcVi Rv2. 动态任务情况的图解分析35电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底4.3.1 图解分

25、析法3 3共射极放大电路中的电压、电流波形共射极放大电路中的电压、电流波形2. 动态任务情况的图解分析交、直流共存交、直流共存36电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底4.3.1 图解分析法3. 静态任务点对波形失真的影响截止失真的波形截止失真的波形 37电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底4.3.1 图解分析法3. 静态任务点对波形失真的影响饱和失真的波形饱和失真的波形38电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底4.3.

26、1 图解分析法4. 图解分析法的适用范围幅度较大而任务频率不太高的情况幅度较大而任务频率不太高的情况优点：优点： 1. 1.直观、笼统。有助于了解交、直流共存，静态和直观、笼统。有助于了解交、直流共存，静态和动态等重要概念；动态等重要概念； 2. 2. 有助于了解正确选择电路参数、合理设置静态有助于了解正确选择电路参数、合理设置静态任务点的重要性。任务点的重要性。 3. 3.能全面地分析放大电路的静态、动态任务情况。能全面地分析放大电路的静态、动态任务情况。缺陷：不能分析任务频率较高时的电路任务形状，不能缺陷：不能分析任务频率较高时的电路任务形状，不能用来分析放大电路的输入电阻、输出电阻等动态

27、性能目用来分析放大电路的输入电阻、输出电阻等动态性能目的。的。39电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底补充：实践共射极放大电路发射结正偏发射结正偏集电结反偏集电结反偏 共射极放大电路共射极放大电路根本共射极放大电路根本共射极放大电路 40电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底思索题1.1.试分析以下问题：试分析以下问题： 共射极放大电路共射极放大电路1 1增大增大RcRc时，负载线将如时，负载线将如何变化？何变化？Q Q点怎样变化？点怎样变化？2 2增大增大RbRb时，负载线将

28、如时，负载线将如何变化？何变化？Q Q点怎样变化？点怎样变化？3 3减小减小VCCVCC时，负载线将时，负载线将如何变化？如何变化？Q Q点怎样变化？点怎样变化？ 斜率斜率 - 1 Rc Q ICQ IBQ Rc VCC VCEQ vCE iC VCC 4 4减小减小RLRL时，负载线将如时，负载线将如何变化？何变化？Q Q点怎样变化？点怎样变化？41电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底思索题2.2.放大电路如下图。当测得放大电路如下图。当测得BJTBJT的的VCE VCE 接近接近VCC=VCC=的值时，的值时，问管子处于什么任务形

29、状？能问管子处于什么任务形状？能够的缺点缘由有哪些？够的缺点缘由有哪些？答：答：缺点缘由能够有：缺点缘由能够有：RbRb支路能够开路，支路能够开路，IB=0IB=0，IC=0IC=0，VCE= VCC-IC Rc=VCC VCE= VCC-IC Rc=VCC 。C1C1能够短路，能够短路，VBE=0VBE=0，IB=0IB=0，IC=0IC=0，VCE=VCC-VCE=VCC-ICRc=VCC ICRc=VCC 。 共射极放大电路共射极放大电路截止形状截止形状42电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底例题P123 P123 例题例题4.

30、3.1 4.3.1 课后自学课后自学典型例题典型例题熟习适用放大电路的画法和原理熟习适用放大电路的画法和原理. .掌握直流分析方法。掌握直流分析方法。43电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室4.2.24.2.2、4.3.54.3.5下次课内容：下次课内容：小信号模型分析法小信号模型分析法本次课作业本次课作业 P188P188：第8次课作业第三章 二极管及其根本电路45电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底4.3.2 小信号模型分析法重点掌握内容：重点掌握内容： 小信号模型小信号模型 放大电路的小信号等效电路放大电

31、路的小信号等效电路小信号模型分析法小信号模型分析法46电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底4.3.2 小信号模型分析法1. BJT的H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绪建立小信号模型的思绪 当放大电路的输入信号电压很小时，就可以把三极管小范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替代，从而可以把三极管这个围内的特性曲线近似地用直线来替代，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处置。非线性器件所组成的电路当作线性电路来处置。 三极管是非线性

32、器件，放大电路的分析非常困难三极管是非线性器件，放大电路的分析非常困难; ;建立小信号模型，就是将非线性器件做线性化处置，从建立小信号模型，就是将非线性器件做线性化处置，从而简化放大电路的分析和设计。而简化放大电路的分析和设计。47电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底4.3.2 小信号模型分析法1 1H 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v be= h ie

33、ib+ h revcei c= h feib+ h oevce对于对于BJT双口网络，知输入输出特性曲线如下：双口网络，知输入输出特性曲线如下：iB=f( vBE) 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48电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底4.3.2 小信号模型分析法1 1H H参数的引出参数的引出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

34、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：四个参数量纲各不一样，故称为混合参数四个参数量纲各不一样，故称为混合参数H参数。参数。CEBCfe Viih BCEBEre Ihvv BCECoe Iihv v be= h ieib+ h revcei c= h feib+ h oevce49电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底4.3.2 小信号模型分析法2 2H H参数

35、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BJTBJT的的H H参数模型参数模型v be= h ieib+ h revcei c= h feib+ h oevceBJTBJT双口网络双口网络50电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底4.3.2 小信号模型分析法2 2H H参数小信号模型参数小信号模型H H参数都是微变参数，所以只适宜对交流信号的分析。参数都是微变参数，所以只适宜对交流信号的分析。 受控电流源受控电流源hfeib hfeib ，反映，反映了了BJTBJT的基极电流对集电极电流的基极电流对集电极电流的控制造

36、用。电流源的流向由的控制造用。电流源的流向由i i b b的流向决议。的流向决议。 h revce h revce是一个受控电是一个受控电压源。反映了压源。反映了BJTBJT输出回路电压输出回路电压对输入回路的影响。对输入回路的影响。H H参数都是小信号参数，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参数与任务点有关，在放大区根本不变。参数与任务点有关，在放大区根本不变。51电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底4.3.2 小信号模型分析法3 3模型简化模型简化 h re和和hoe都很小，常都很小，常忽略它们

37、的影响。忽略它们的影响。 BJT BJT在共射衔接时，其在共射衔接时，其H H参数的数量级普通为：参数的数量级普通为： S101010101052433oefereieehhhhh模型简化模型简化52电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底4.3.2 小信号模型分析法4 4H H参数确实定参数确实定1) 1) 普通用测试仪测出；普通用测试仪测出；r be与与Q点有关，可用图示仪测出。点有关，可用图示仪测出。r be= r bb + (1+ ) re其中对于低频小功率管其中对于低频小功率管 rbb200 那那么么 )mA()mV(26)1(

38、200EQbeIr )mA()mV(26)mA()mV(EQEQeIIVrT 而而 (T=300K) 2)2)普通也用公式估算普通也用公式估算rbe rbe 忽略忽略 r e 53电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底4.3.2 小信号模型分析法2. 用H参数小信号模型分析根本共射极放大电路1 1利用直流通路求利用直流通路求Q Q点点 共射极放大电路共射极放大电路bBEBBBRVVI 普通硅管普通硅管VBE=0.7V，锗管，锗管VBE=0.2V， 知。知。BCII LCcCECCCE)(RIRVVV 54电气信息学院电工电子基础教研室电

39、气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底4.3.2 小信号模型分析法2. 用H参数小信号模型分析根本共射极放大电路2 2画小信号等效电路画小信号等效电路H H参数小信号等效电路参数小信号等效电路55电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底4.3.2 小信号模型分析法2. 用H参数小信号模型分析根本共射极放大电路3 3求放大电路动态目的求放大电路动态目的根据根据)(bebbirRi vbcii )/(LccoRRi v那么电压增益为那么电压增益为)()/()()/()()/(bebLcbebbLcbbebbLccio

40、rRRRrRiRRirRiRRiA vvv可作为公式可作为公式目的一目的一: :电压增益电压增益H H参数小信号等效电路参数小信号等效电路56电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底4.3.2 小信号模型分析法2. 用H参数小信号模型分析根本共射极放大电路3 3求放大电路动态目的求放大电路动态目的目的二目的二: :输入电阻输入电阻bbbeiiiibbbbe() i RrRiiiRrvv目的三目的三: :输出电阻输出电阻令令0i v0b i0b iRo = R c 所以所以 LsR,0ttovviR57电气信息学院电工电子基础教研室电气信息

41、学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底4.3.2 小信号模型分析法3. 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任务在其任务在其V VT T特性曲线的线性范围即放大区内特性曲线的线性范围即放大区内; ;H H参数的值是在静态任务点上求得的参数的值是在静态任务点上求得的, ,放大电路的动态放大电路的动态性能与静态任务点参数值的大小及稳定性亲密相关。性能与静态任务点参数值的大小及稳定性亲密相关。 分析放大电路的动态性能目的分析放大电路的动态性能目的(Av (Av 、RiRi和和RoRo等等) )非非常方便，且适用于频率较高

42、时的分析。常方便，且适用于频率较高时的分析。 电压、电流等电量及电压、电流等电量及BJTBJT的的H 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，不能用来分析计算静态任务点。而言的，不能用来分析计算静态任务点。4. 优点与缺陷58电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底例题共射极放大电路共射极放大电路 放大电路如下图。知放大电路如下图。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任务在哪个区域？任务在哪个区域？2当当Rb=

43、100k时，放大电路的时，放大电路的Q点。此时点。此时BJT任任务在哪个区域？忽略务在哪个区域？忽略BJT的饱和压降的饱和压降解：解：1A40300k2V1bBECCBQ RVVI2当当Rb=100k 时，时，3.2mAA4080BQCQ II 5.6V3.2mA2k-V12CQcCCCEQ IRVV静态任务点为静态任务点为Q40A，3.2mA，5.6V，BJT任务在放大区。任务在放大区。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

44、IRVVmA62k2V1cCESCCCM RVVICMBQ II 由由于于，所以，所以BJT任务在饱和区。任务在饱和区。VCE不能够为负值，不能够为负值，此时，此时，Q120uA，6mA，0V，59电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底例题放大电路如下图。知放大电路如下图。知BJTBJT的的 =80 =80， Rb=300k Rb=300k ，Rc=2kRc=2k ，VCC= +12VVCC= +12V，求：，求：共射极放大电路共射极放大电路(3)(3)画出放大电路的小信号等画出放大电路的小信号等效电路效电路; ;(4)(4)小信号模型

45、分析其性能目小信号模型分析其性能目的的; ;60电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底例题共射极放大电路共射极放大电路icvce+-交流通路交流通路RbviRcRLiVbIcIOVbI小信号等效电路小信号等效电路:61电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底例题求电压增益求电压增益:根据根据RbviRcRLiVbIcIOVbIbebirIV bcII )/(LccORRIV 那么电压增益那么电压增益为为beLcbebLcbbebLcciO)/()/()/(rRRrIRRIrIRRI

46、VVAV 可作为公式可作为公式62电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底例题求输入电阻求输入电阻:RbviRcRLiVbIcIOVbI求输出电阻：求输出电阻：bebiii/rRIVR 令令0i V0b I0b I Ro = Rc 所以所以63电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室4.3.94.3.9、 4.3.10 4.3.10下次课内容：下次课内容：4.4 4.4 放大电路静态任务点的稳定问题放大电路静态任务点的稳定问题本次课作业本次课作业 P188P188：第9次课第四章 双极结型三极管及放大电路根底65电气信

47、息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底4.4 放大电路静态任务点的稳定问题4.4.1 4.4.1 温度对静态任务点的影响温度对静态任务点的影响4.4.2 4.4.2 射极偏置电路射极偏置电路1. 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. 含有双电源的射极偏置电路含有双电源的射极偏置电路3. 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66电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底4.4.1 温度对静态任务点的影响温度上升温度上升 ICBO ICEO T VBE

48、 IB IC 参数随温度的变化，都会使集电极静态电流参数随温度的变化，都会使集电极静态电流ICQICQ随随温度升高而添加温度升高而添加ICQ= ICQ= IBQ+ICEOIBQ+ICEO，从而使，从而使Q Q点随温点随温度变化。度变化。 67电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底4.4.1 温度对静态任务点的影响1. 基极分压式射极偏置电路1 1稳定任务点原理稳定任务点原理目的：温度变化时，使目的：温度变化时，使ICIC维持恒定。维持恒定。假设温度变化时，假设温度变化时，b b点电点电位能根本不变，那么可位能根本不变，那么可实现静态任务

49、点的稳定。实现静态任务点的稳定。(a) (a) 原理电路原理电路 (b) (b) 直流通路直流通路T T 稳定原理：稳定原理： IC IC IE IE VE VE 、VBVB不变不变 VBE VBE IB IB IC反响控制反响控制68电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底4.4.1 温度对静态任务点的影响1. 基极分压式射极偏置电路1 1稳定任务点原理稳定任务点原理I1 IBQ I1 IBQ ，CCb2b1b2BQVRRRV 此时，此时，VBQVBQ与温度无关与温度无关VBQ VBEQVBQ VBEQReRe取值越大，反响控制造用越强

50、取值越大，反响控制造用越强普通取普通取I1 =(5-10)IBQ I1 =(5-10)IBQ ，VBQ=3-5V VBQ=3-5V b b点电位根本不变的条件：点电位根本不变的条件：69电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底4.4.1 温度对静态任务点的影响1. 基极分压式射极偏置电路2 2放大电路目的分析放大电路目的分析1 1静态任务点静态任务点CCb2b1b2BQVRRRV eBEQBQEQCQRVVII )(ecCQCCeEQcCQCCCEQRRIVRIRIVV IICQBQ 70电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子

51、基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底4.4.1 温度对静态任务点的影响1. 基极分压式射极偏置电路2 2放大电路目的分析放大电路目的分析2 2电压增益电压增益画小信号等效电路画小信号等效电路71电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底4.4.1 温度对静态任务点的影响2 2电压增益电压增益输出回路：输出回路：)/(LcboRRi v输入回路：输入回路：ebbebeebebi)1(RiriRiri v电压增益：电压增益：ebeLcebebLcbio)1()/()1()/(RrRRRriRRiA vvv确定模型参数确定模型参数 知，

52、求知，求r ber be)mA()mV(26)1(200EQbeIr 增益增益可作为公式用可作为公式用72电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底4.4.1 温度对静态任务点的影响3 3输入电阻输入电阻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)1(ebebiRri vb2ib1iei)1( RRRriiivvv bebibRb2b1eiii11)1(11RRRriR bev)1(|ebeb2b1RrRR 73电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型

53、三极管及放大电路根底4.4.1 温度对静态任务点的影响4 4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0)()(ecbsbeb RiiRri0)()(ebccebct Riiriiv其中其中b2b1ss/RRRR 那那么么)1(esbeecectoRRrRriR v当当coRR 时，时，coRR 普通普通 cceoRrR 74电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底4.4.1 温度对静态任务点的影响2. 含有

54、双电源的射极偏置电路1 1阻容耦合阻容耦合静态任务点静态任务点00EEEe2e1BEBb )()(VIRRVIRECII )()(e1e1EcCEECCCERRIRIVVV CBII BE1II)( 75电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底4.4.1 温度对静态任务点的影响2. 含有双电源的射极偏置电路2 2直接耦合直接耦合76电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底4.4.1 温度对静态任务点的影响3. 含有恒流源的射极偏置电路静态任务点由恒流源提供静态任务点由恒流源提供分析该

55、电路的分析该电路的Q点及点及 、 、 vAiRoR77电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底4.4.1 温度对静态任务点的影响思索题：思索题：在射极电阻在射极电阻ReRe两端两端并联一个大电容，对并联一个大电容，对电路会有哪些影响？电路会有哪些影响？78电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室4.1.14.1.1、 4.1.3 4.1.3下次课内容：下次课内容：共集、共基电路共集、共基电路本次课作业本次课作业 P185P185：第十次课第四章 双极结型三极管及放大电路根底80电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院

56、电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底4.5 共集电极放大电路和共基极放大电路4.5.1 4.5.1 共集电极放大电路共集电极放大电路4.5.2 4.5.2 共基极放大电路共基极放大电路4.5.3 4.5.3 放大电路三种组态的比较放大电路三种组态的比较81电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底4.5.1 共集电极放大电路1.静态分析共集电极电路也称为射极输出器共集电极电路也称为射极输出器ebBEQCCBQ)1(RRVVI eCQCCeEQCCCEQRIVRIVV BQCQII eEQBEQbBQCCRIVRIV BQE

57、Q)1(II 由由得得直流通路直流通路 82电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底4.5.1 共集电极放大电路2. 动态分析1 1小信号等效电路小信号等效电路交流通路交流通路 83电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底4.5.1 共集电极放大电路2. 动态分析2 2电压增压电压增压输出回路：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 RrRRrRRriRiA

58、vvv其中其中LeL/RRR LbLbbo)1()(RiRii v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，oivv与与 同同相相电压跟随器电压跟随器1 vA即即。84电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底4.5.1 共集电极放大电路2. 动态分析3 3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 bebevvvv85电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底4.5.1

59、 共集电极放大电路2. 动态分析4 4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 那么输出电阻那么输出电阻rRRiR 1/besettov当当 1beserRR1 时，时， besorRR 输出电阻小输出电阻小86电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底4.5.1 共集电极放大电路rRRR 1/beseo共集电极电路特点：共集电极电路特点：oivv与与 同同相相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

60、，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)1(/LbebiRrRR 1 vA。总结：运用：输入、输出级缓冲。运用：输入、输出级缓冲。87电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底4.5.2 共基极放大电路1. 静态任务点直流通路与射极偏置电路一样直流通路与射极偏置电路一样CCb2b1b2BQVRRRV eBEQBQEQCQRVVII )( ecCQCCeEQcCQCCCEQRRIVRIRIVV IICQBQ 88电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路根底4.5