双极结型三极管及放大电路基础

双极结型三极管及放大电路基础第1页/共115页第4章

双极结型三极管及放大电路基础4.1晶体管半导体三极管（BJT），又称双极结型晶体管，通常称晶体管。

(a)小功率管(b)小功率管(c)大功率管(d)中功率管第2页/共115页4.1.1结构简介(a)NPN型管结构示意图NPN管的电路符号基极集电极发射极第3页/共115页4.1.1结构简介(b)PNP型管结构示意图PNP管的电路符号集电极基极发射极第4页/共115页工艺特点：发射区为高浓度参杂区，基区很薄且掺杂浓度很低，集电结面积大且掺杂浓度低。集成电路中典型NPN型BJT的截面图第5页/共115页条件：集电结反偏4.1.2放大状态下BJT的工作原理1．BJT内部载流子的传输过程三个区的作用（NPN）：发射区：多子（电子）浓度高，负责向基区发射电子载流子。基区：薄、掺杂浓度很低；负责传送和控制从发射区来的电子

载流子。集电区：掺杂浓度低，负责收集经基区传输而来的发射区发射的电子载流子。发射结正偏

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。外部条件：发射结正偏集电结反偏第6页/共115页放大状态下BJT中载流子的传输过程发射区：向基区发射载流子。基区：传送和控制从发射区来的载流子。集电区：收集经基区传输来载流子。IE=IB+IC第7页/共115页（1）发射区向基区扩散载流子形成发射极电流IE

发射结正偏、内电场减小，E区多子（电子）扩散

b区，形成IE；

同时B区多子（空穴）

E区，形成IEP。放大状态下BJT中载流子的传输过程故，IE=IEN+IEP第8页/共115页（2）载流子在基区扩散与复合，形成复合电流IBN

放大状态下BJT中载流子的传输过程

电子载流子经B区向C区扩散，其中一部分与b区的空穴复合，形成基极电流IBN。第9页/共115页（2）载流子在基区扩散与复合，形成复合电流IBN

放大状态下BJT中载流子的传输过程

基极电流IBN

，就是电子在基区中与空穴复合的电流，即有部分电子未达到C结，对C极收集电子载流子不利。措施：基区薄，减小复合机会；掺杂低，即空穴少，使大部分电子到达集电结。 第10页/共115页（3）集电区收集载流子，形成集电极电流IC

放大状态下BJT中载流子的传输过程

集电结反偏，内电场加大，对电子有很强的吸引力，使其很快地漂移过集电结为集电区收集，形成集电极电流ICN。第11页/共115页（3）集电区收集载流子，形成集电极电流IC

放大状态下BJT中载流子的传输过程

集电结反偏，b区少子（电子）和C区的少子（空穴）在结电场的作用下，形成反向漂移电流ICBO。故，IC=ICN+ICBOIB=IEP+IBN

+ICBO=IEP+IEN-ICN

+ICBO=IE－IC第12页/共115页放大状态下BJT中载流子的传输过程注：

①

C区面积大、掺杂低。与e区差别很大，故e极和C极不可互换。②

BJT中有两种载流子参与导电，故称为双极型晶体管第13页/共115页2.电流分配关系根据传输过程可知IC=ICN+ICBO通常

IC>>ICBO

为电流放大系数。它只与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与外加电压无关。一般

=0.90.99

。IE=IB+IC放大状态下BJT中载流子的传输过程第14页/共115页

是另一个电流放大系数。同样，它也只与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与外加电压无关。一般

>>1。根据IE=IB+ICIC=ICN+ICBO且令ICEO=(1+)ICBO（穿透电流）2.电流分配关系第15页/共115页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CC表示。共基极接法，基极作为公共电极，用CB表示；共发射极接法，发射极作为公共电极，用CE表示；BJT的三种组态第16页/共115页共基极放大电路4.放大作用若vI=20mV电压放大倍数使iE=-1mA，则iC=iE=-0.98mA，vO=-iC•

RL=0.98V，当=0.98时，第17页/共115页

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，然后到达集电极而实现的。实现这一传输过程的两个条件是：（1）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。（2）外部条件：发射结正向偏置，集电结反向偏置。第18页/共115页1．共射极电路的特性曲线1）输入特性以vCE为参变量时，iB和vBE间的关系函数关系：iB=f(vBE)|vCE

=常数说明：

①

vCE

=0，b-e极相当于二极管;②

vCE

≥1V，集电极反偏，吸引电子强，且集电结的空间电荷区变宽，基区变薄，复合机会减少，在同等vbe下，iB减小，曲线右移；

vCE再，曲线基本不变。4.1.3晶体管的V-I特性曲线

表示各极电压与电流之间的关系曲线,是内部载流子运动的外部表现,更重要。常用的有输入、输出特性曲线（可测量）共射极连接第19页/共115页2）输出特性输入电流iB一定，vCE与iC的关系。即：

iC=f(vCE)|iB=常数vCE

1V，为非线性区域；

vCE

≥1V，为线性区域，模拟信号放大选用这一区域，但放大信号幅度过大，峰落在非线性区域，即造成“非线性失真”。共射极连接第20页/共115页说明：

①曲线的起始部分很陡，受vCE的影响大。当vCE

1V后，曲线变得较平坦，符合电流分配原则。②输出曲线随iB的不同由多条基本相同的曲线组成，间隔较均匀；∵

=IC

IB≈△IC/

△IB在很宽的范围内基本不变。③“基区宽度调制效应”：曲线随vCE的增加而略有上倾。原因：

在VBE基本不变时，当VCEVCB

集电极反偏集电极空间电荷区基区有效宽度基区载流子复合机会略有；在iB不变时，iC略有加。IB=20AIC=1.0mAβICIB=50第21页/共115页饱和区—集电结正偏（集电区收集电子的能力很弱，电子堆积在基区，饱和），IC

IB；当VCE=VBE（即VCB=0），称为临界饱和。3）输出特性曲线分成三个区输出特性曲线的三个区域:截止区—IB0的区域（IE=IC=ICEO，管子并非完全截止，但一般ICEO很小）放大区：iC平行于vCE轴的区域，曲线基本平行等距。此时，发射结正偏，集电结反偏。ic/ib第22页/共115页

(1)共发射极直流电流放大系数

=（IC－ICEO）/IB≈IC/IBvCE=const1.电流放大系数

4.1.4BJT的主要参数(2)共发射极交流电流放大系数

=iC/iBvCE=const

(3)共基极直流电流放大系数

=（IC－ICBO）/IE≈IC/IE

(4)共基极交流电流放大系数α

α=iC/iEvCB=const

当ICBO和ICEO很小时，≈、≈，可以不加区分。共射极连接共基极连接第23页/共115页

2.极间反向电流 (1)集电极基极间反向饱和电流ICBO

发射极开路时，集电结的反向饱和电流。

4.1.4BJT的主要参数

只决定于温度和少子浓度，数值越小越好。硅管<锗管。下标说明（以下极限参数亦如此）—CBO表示C极至B极的电流（或电压），o表示e极开路。第24页/共115页

(2)集电极发射极间的反向饱和电流ICEO

4.1.4BJT的主要参数

2.极间反向电流（VCC加上后，集电结反偏、发射结正偏——少子漂移、多子扩散——一分复合，份被收集。）∴ICEO=ICBO+βICBO=（1+β）ICBO说明：

①ICEO

>ICBO，较易测得（小功率管中，锗：几十几百A；硅：几A）

②

ICEO随温度的变化比ICBO更大。

③

ICEO大的管子性能也不稳定。第25页/共115页(1)集电极最大允许电流ICM(2)集电极最大允许功率损耗PCM

PCM=ICVCE

3.极限参数4.1.4BJT的主要参数第26页/共115页

3.极限参数4.1.4BJT的主要参数(3)反向击穿电压

V(BR)CBO——发射极开路时的集电结反 向击穿电压。V(BR)EBO——集电极开路时发射结的反 向击穿电压。

V(BR)CEO——基极开路时集电极和发射极间的击穿电压。几个击穿电压有如下关系

V(BR)CBO＞V(BR)CEO＞V(BR)EBO第27页/共115页4.1.5温度对BJT参数及特性的影响(1)温度对ICBO的影响温度每升高10℃，ICBO约增加一倍。(2)温度对的影响温度每升高1℃，值约增大0.5%~1%。

(3)温度对反向击穿电压V(BR)CBO、V(BR)CEO的影响温度升高时，V(BR)CBO和V(BR)CEO都会有所提高。

2.温度对BJT特性曲线的影响1.温度对BJT参数的影响第28页/共115页思考题：在放大电路中，如何根据BJT的三个电极的电位，来判断此BJT是锗管还是硅管？其中哪个是基极b、哪个是发射极e、哪个是集电极C？是NPN管还是PNP管？答：1）Vbe=0.7V为硅管

Vbe=0.2V为锗管

2）NPN：VCVBVE

PNP：VEVBVC

∴电压值在中间的是基极b，比基极高（或低）0.7V（或0.3V）的是发射极e，另外的一个电极为集电极C

。3）VBVE

：

NPNVEVB

：

PNP

第29页/共115页作业：

4.1.1第30页/共115页4.2基本共射极放大电路放大的能量是由直流转换而来的——即放大电路是对能量的控制。基本共射极放大电路4.2.1基本共射极放大电路的组成特点：交、直流共存，总的响应是两个单独响应的叠加。第31页/共115页交流通路4.2.2基本共射极放大电路的工作原理直流通路直流通路交流通路基本共射极放大电路规定：瞬时值——iB；交流分量——ib；直流分量——IB；

三者之间的关系：

iB

=IB+ib第32页/共115页4.2.2基本共射极放大电路的工作原理直流通路

1.静态(直流工作状态)

输入信号vi＝0时，放大电路的工作状态称为静态或直流工作状态。VCEQ=VCC－ICQRc

静态时，BJT各电极的直流电流及各电极间的直流电压IB、IC、VBE、VCE可在BJT的特性曲线上确定一个点，该点称为静态工作点，分别用IBQ、

ICQ

、VBEQ

、VCEQ表示

。其中VBEQ基本为定值硅管约为0.7V，锗管约为0.2V直流通路的画法：交流源置零；电容开路第33页/共115页4.2.2基本共射极放大电路的工作原理

2.动态(交流工作状态)基本共射极放大电路交流通路

输入正弦信号vs后，电路将处在动态工作情况。此时，vBE=VBEQ+vbe→iB=IBQ+ib→iC=ICQ+ic→vCE=VCC-iCRc=VCEQ+vce交流通路—画法：直流电源置零、电容短路第34页/共115页4.3放大电路的分析方法静态：无输入信号时，电路中的电压、电流为静止直流。

动态：有输入信号中时，电路中各处的电压、电流随输入信号而变化。

方法：图解分析法；小信号模型分析法。4.3.1图解分析法（1）静态工作点的图解分析

静态：vs

0时，得到直流通路。

采用该方法分析静态工作点，必须已知三极管的输入输出特性曲线。输入端管外电路BJT输出端管外电路第35页/共115页输入端管外电路BJT输出端管外电路4.3.1图解分析法（1）静态工作点的图解分析

首先，画出直流通路列输入回路方程

列输出回路方程（直流负载线）

VCE=VCC－iCRc第36页/共115页在输出特性曲线上，作出直流负载线

VCE=VCC－iCRc，与IBQ曲线的交点即为Q点，从而得到VCEQ

和ICQ。在输入特性曲线上，作出直线

，两线的交点即是Q点，得到IBQ。最佳工作点：直流负载线的中点。第37页/共115页注：静态工作点Q的数值与直流通路中的参数有关，当Rb、RC、

VBB、和VCC改变时，Q会改变，直流负载线也会改变。如：①Rb变化：Ib（VBB-vBE）/Rb变，直流负载线不变，↖Q↘

②

Rc变化：–1/RC变化，直流负载线的斜率改变：←Q→③

VBB

VCC变化：IB变化、斜率不变，直流负载线左、右平移，↙Q↗直流负载线：

VCE=VCC－iCRc或基本共射极放大电路第38页/共115页（2）动态工作情况的图解分析

动态：vs0时的工作情况；放大电路在动态情况下，交、直流共存于同一电路中1．输入正弦波信号时的工作情况（图解法）静态时：iB

=IB；iC

=IC；vCE

=VCE动态时：输入信号为第39页/共115页输入端管外电路BJT输出端管外电路根据vs的波形，在BJT的输入特性曲线图上画出vBE

、iB

的波形第40页/共115页根据iB的变化范围在输出特性曲线图上画出iC和vCE

的波形第41页/共115页第42页/共115页2.动态工作情况的图解分析共射极放大电路中的电压、电流波形vs和vce是反相的

共射极放大电路的输出电压跟输入电压反相。第43页/共115页3.静态工作点对波形失真的影响截止失真的波形第44页/共115页饱和失真的波形3.静态工作点对波形失真的影响第45页/共115页4.图解分析法的适用范围幅度较大而工作频率不太高的情况优点：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。缺点：不能分析工作频率较高时的电路工作状态，也不能用来分析放大电路的输入电阻、输出电阻等动态性能指标。第46页/共115页例4.3.1电路如图，设VBEQ=0.7V。（1）试从电路组成上说明它下图的主要区别。（2）画出该电路的直流通路与交流通路。（3）估算静态电流IBQ，并用图解法确定ICQ、VCEQ。（4）写出加上输入信号后，电压vBE的表达式及输出交流负载线。1(b)是原理图，不实用，信号源没有接地，易受干扰。（a）图信号源接地。(b)(a)

(a)图中基极直流电源与集电极直流电源VCC合并，通过Rb提供基极偏流和偏压。

(a)Cb1和Cb2耦合电容，起隔直，通交的作用。称为阻容耦合共射极放大电路。第47页/共115页例4.3.1电路如图，设VBEQ=0.7V。（1）试从电路组成上说明它下图的主要区别。（2）画出该电路的直流通路与交流通路。（3）估算静态电流IBQ，并用图解法确定ICQ、VCEQ。（4）写出加上输入信号后，电压vBE的表达式及输出交流负载线。(2)直流通路画法：电容开路，交流源置零(a)第48页/共115页例4.3.1电路如图，设VBEQ=0.7V。（1）试从电路组成上说明它下图的主要区别。（2）画出该电路的直流通路与交流通路。（3）估算静态电流IBQ，并用图解法确定ICQ、VCEQ。（4）写出加上输入信号后，电压vBE的表达式及输出交流负载线。(2)交流通路画法：电容短路，直流电源置0(a)第49页/共115页例4.3.1电路如图，设VBEQ=0.7V。（1）试从电路组成上说明它下图的主要区别。（2）画出该电路的直流通路与交流通路。（3）估算静态电流IBQ，并用图解法确定ICQ、VCEQ。（4）写出加上输入信号后，电压vBE的表达式及输出交流负载线。（3）估算静态电流IBQ，并用图解法确定ICQ、VCEQVCEQ=VCC－ICQRc=12-4ic

第50页/共115页Q(VCEQ,ICQ)直流负载线,斜率-1/Rc交流负载线M(12V,0mA)N(0V,3mA)M’N’VCEQ=6V

VCEQ=VCC－ICQRc=12-4ic

第51页/共115页例4.3.1电路如图，设VBEQ=0.7V。（1）试从电路组成上说明它下图的主要区别。（2）画出该电路的直流通路与交流通路。（3）估算静态电流IBQ，并用图解法确定ICQ、VCEQ。（4）写出加上输入信号后，电压vBE的表达式及输出交流负载线。交流通路(a)(4)静态时（vi=0）：vBE=VBEQ

加输入信号：vBE=VBEQ+vi交流负载线，斜率-1/RL’，必过Q点第52页/共115页作业：4.2.1

4.3.2

4.3.5第53页/共115页1.BJT的H参数及小信号模型把BJT看作二端口有源网络通过vi

、ii

、vo

、io

来研究网络的特性。不同的网络参数：4.3.2小信号模型分析法（微变等效电路分析法）

晶体管的特性曲线并非直线，即是非线性的；

小信号输入时，可以把小范围的曲线看成直线，即线性化；分析思路：把非线性器件组成的电路当作线性电路来处理。Z参数（开路阻抗）Y参数（短路导纳）H参数（混合参数）

在低频条件下，H参数物理意义明确且为一实数，通常用来分析三极管电路。共射极电路V1=H11I1+H12V2I2=H21I1+H22V2第54页/共115页

（1）．H参数的引出BJT的特性曲线——用图形描述晶体管内部电压、电流的关系；BJT的H参数——用数学表达式表示内部电压、电流微变量的关系。四个参数的物理意义（共射极）下标的含义：i—输入；r—反向传输；

f—正向传输；

o—输出；第二下标e表示共射接法。BJT双口网络vbe=hieib+hrevceic=hfeib+hoevce输入电阻反向电压传输比电流传输比（电流放大系数）输出电导第55页/共115页（2）.H参数小信号模型（微变等效电路）

晶体管本是个非线性器件，小信号时可以看成线性器件，以便计算简化。电路计算采用近似计算方法。

输入回路，hie看作电阻；第二项是输出对输入的影响，以受控源表示。

输出回路，hfe为正向传输比，hoe看成导纳的作用线性化后的线性模型共有四个H参数，分析时可以用来代替BJT。rbe:10310-3-10-5：102rce：105

vbe=hieib+hrevceic=hfeib+hoevceBJT双口网络第56页/共115页(3)晶体管小信号模型的简化：输入端口，hrevce比vbe小得多；输出端口，BJT的输出电阻1/hoe很大，两者均可忽略。所以，等效电路可进一步简化。通常使用简化电路模型注：1）受控源（虚拟的）的特点。2）图中应标明βib、ib的方向；ib方向相反时，βib的方向也相反。3）PNP管，其H参数等效电路与NPN管相同。第57页/共115页(4)．H参数的确定应用H参数等效电路来分析放大电路时，必须了解晶体管在Q点的H参数，必要时进行测定。也可以用图示仪测定和rbe

。通常用近似计算公式：注：

VT

：室温（300K）时为26mV基区体电阻

发射区体电阻，数值较小，可以忽略

发射结电阻，其数值为（300K）第58页/共115页4.3.2小信号模型分析法2.用H参数小信号模型分析基本共射极放大电路（1）利用直流通路求Q点

共射极放大电路一般硅管VBE=0.7V，锗管VBE=0.2V，已知。第59页/共115页2.用H参数小信号模型分析基本共射极放大电路（2）画小信号等效电路H参数小信号等效电路交流通路第60页/共115页H参数小信号等效电路2.用H参数小信号模型分析基本共射极放大电路（3）求放大电路动态指标根据则电压增益为（可作为公式）电压增益第61页/共115页2.用H参数小信号模型分析基本共射极放大电路（3）求放大电路动态指标输入电阻输出电阻令Ro=Rc所以第62页/共115页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，BJT工作在其V－T特性曲线的线性范围（即放大区）内。H参数的值是在静态工作点上求得的。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。优点：分析放大电路的动态性能指标(Av

、Ri和Ro等)非常方便，且适用于频率较高时的分析。4.3.2小信号模型分析法缺点：在BJT与放大电路的小信号等效电路中，电压、电流等电量及BJT的H参数均是针对变化量(交流量)而言的，不能用来分析计算静态工作点。第63页/共115页共射极放大电路

放大电路如图所示。已知BJT的ß=40，Rb=300k

，Rc=4k，VCC=+12V，求：（1）放大电路的Q点。（2）Av、Ri、Ro解：静态工作点为Q（40A，1.6mA，5.6V），BJT工作在放大区。

例题VCEQ=VCC－ICQRc=12-4ICQ=5.6V（1）求静态工作点（3）若RL开路，Av如何变化第64页/共115页共射极放大电路

放大电路如图所示。已知BJT的ß=40，Rb=300k

，Rc=4k，VCC=+12V，求：（1）放大电路的Q点。（2）Av、Ri、Ro解：画交流等效电路

例题（2）求Av交流等效电路微变等效电路（3）若RL开路，Av如何变化第65页/共115页

放大电路如图所示。已知BJT的ß=40，Rb=300k

，Rc=4k，VCC=+12V，求：（1）放大电路的Q点。（2）Av、Ri、Ro解：

例题（2）求Av微变等效电路（3）若RL开路，Av如何变化第66页/共115页

放大电路如图所示。已知BJT的ß=40，Rb=300k

，Rc=4k，VCC=+12V，求：（2）Av、Ri、Ro解：

例题（2）求Ro微变等效电路（3）若RL开路，Av如何变化（3）若RL开路，Av如何变化Av变大第67页/共115页例：试画出图示各放大电路的简化微变等效电路（即小信号模型）。交流通路（C1、C2短路、Vcc置零）小信号模型İb第68页/共115页交流通路（C1、C2、C3短路、Vcc置零）例：试画出图示各放大电路的简化微变等效电路（即小信号模型）。极性错极性错第69页/共115页例：Vo的波形出现下列三种情况。说明各是什么失真？应调节什么参数才能使失真改善？解：∵共射极放大电路有倒相作用∴在NPN电路中（a）为截止失真，Q点偏低，减小Rb（使Ib↑），可使Q点向左上方移动。（b）为饱和失真，Q点偏高，增大Rb（使Ib↓），可使Q点向右下方移动。（c）为双向失真，可通过增加Vcc或减小Vi来消除（负载线向右边平移）。第70页/共115页例：放大电路如图示。设电容C1、C2、C3对交流可视为短路。1、画出直流通路，写出ICQ、VCEQ的表达式；2、画出交流通路及H参数小信号等效电路；解：1、IBQ=(VCC–VBE)

R1；

ICQ=

IBQ；

VCEQ=VCC

–ICQ

(R2+R3)2、交流通路；小信号等效电路3、写出AV=Vo∕Vi、Ri、Ro的表达式；4、若将C3开路，对电路的工作有何影响。第71页/共115页3、ÀV=ÚoÚi=–RL’rbe

(RL’=R2//

RL)

Ri=R1

//

rbeRo=R24、C3开路对Q点无影响，但影响ÀV

和Ro；

∵RL’=(R2+R3)//RL

；

∴

ÀV

；

Ro

=(R2+R3)

第72页/共115页作业：4.3.8(b)

4.3.9第73页/共115页4.4放大电路的工作点稳定问题在固定偏流电路中，IB固定，Q点易受管子参数或温度的影响。温度是最主要的因素。4.4.1温度对工作点的影响1）对ICBO的影响：TICBO

IC=

ICN

+ICBO

注：锗管比硅管大。2）对VBE的影响

TIE

（IC

）

VBE

（输入特性左移）注：VBE具有负温度系数；锗管小，可忽略；对硅管影响大。3）对的影响

T扩散速度基区本身的复合IC

.对硅管影响大。结论：

TIC

解决的方法：采用射极偏置（引入负反馈）。第74页/共115页4.4.2射极偏置电路1．电路结构增加Rb2和Re，可稳定VB、IC。2．稳定Q点的定性分析(a)原理电路(b)直流通路VB第75页/共115页2．稳定Q点的定性分析假定：静态时，I1IBQ，则VBQ=VCC·Rb2

/(Rb1+Rb2)基本固定

调节过程：TICVE=ICRe

VBE=VB–VE

IbIC———————————————|3．假定条件的实际应用

I1IBQ，硅管：I1=（5—10）IBQ；锗管：I1=（10—20）IBQ。VBQVBEQ，硅管：VBQ=（3—5）V；锗管：VBQ=（1—3）V。第76页/共115页VBQ=VCCRb2

（Rb1+Rb2）IBQ

=ICQ

ICQ

IEQ=(VBQ–VBEQ)ReVCEQ

=VCC-ICQ(RC+Re)4．求Q点、Av、Ri、Ro1）估算Q点：由直流通路，采用：Rb1

、Rb2

分压来确定b极电位，第77页/共115页VCEQ=VCC－ICQRc=12-4ic

注：对射极偏置电路，由VB

IE(IC)VCEIB

对固定偏置电路，由IBICVCE

来求Q点。固定偏流电路第78页/共115页2)电压增益：<A>画小信号等效电路交流通路<a>交流通路第79页/共115页②电压增益<b>画小信号等效电路第80页/共115页②电压增益输出回路：输入回路：电压增益：<A>画小信号等效电路<B>确定模型参数已知，求rbe<C>增益（2）放大电路指标分析（可作为公式用）第81页/共115页③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（2）放大电路指标分析第82页/共115页④输出电阻输出电阻求输出电阻的等效电路

网络内独立源置零

负载开路

输出端口加测试电压其中则当时，一般（）（2）放大电路指标分析第83页/共115页小信号模型分析：1、估算Q点（略）；2、Áv

=

-

R’L[rbe+

(1+

)Re1]

3、Ri=Ri’Rb=[rbe

+

(1+)Re1]Rb4、Ro

Rc实际应用电路1：实际应用电路2：小信号模型分析：1、Q点（略）；2、Av–

R’Lrbe

3、

Ri=Rb

rbe4、Ro

Rc第84页/共115页4.5.1共集电极放大电路1.静态分析共集电极电路结构如图示该电路也称为射极输出器由得直流通路第85页/共115页①小信号等效电路4.5.1共集电极放大电路2.动态分析交流通路第86页/共115页4.5.1共集电极放大电路2.动态分析②电压增益输出回路：输入回路：电压增益：其中一般，则电压增益接近于1，电压跟随器即。第87页/共115页4.5.1共集电极放大电路2.动态分析③输入电阻当，时，输入电阻大第88页/共115页④输出电阻由电路列出方程其中则输出电阻当，时，输出电阻小4.5.1共集电极放大电路2.动态分析第89页/共115页共集电极电路特点：◆电压增益小于1但接近于1，◆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。4.5.1共集电极放大电路第90页/共115页4.5.2共基极放大电路1.静态工作点

直流通路与射极偏置电路相同第91页/共115页2.动态指标①电压增益输出回路：输入回路：电压增益：交流通路小信号等效电路第92页/共115页②输入电阻③输出电阻2.动态指标第93页/共115页4.5.3放大电路三种组态的比较1.三种组态的判别以输入、输出信号的位置为判断依据：信号由基极输入，集电极输出——共射极放大电路信号由基极输入，发射极输出——共集电极放大电路信号由发射极输入，集电极输出——共基极电路第94页/共115页2.三种组态的比较第95页/共115页解：1、VCC=IBQRb+VBEQ+VEQ=IBQRb+(1+

)IBQ(Re1+Re2)∴IBQ=VCC

[Rb+(1+

)(Re1+Re2)]=10A

ICQ=IBQ=1mA

VCEQVCC–IC(RC+Re1+Re2

)

=8V例：已知

=100，rb=300

，VBE可忽略，电容对交流可看作短路。求：1、Q点；2、Av=vo

vi、Ri、Ro；3、AvS=vo

vs。第96页/共115页2、求Av，Ri，RoRo=Rc=10k

第97页/共115页3、求AvS第98页/共115页AvS=vovs=vovivivs=vsRi

(Ri+Rs)vsAv+-11’vsRsRivi放大电路=AvRi

Ri+RsAvS与Av之间的关系第99页/共115页作业：4.4.3

4.4.4

4.5.3第100页/共115页4.6组合放大电路（多级放大器）由多级放大器可得到较大的电压、电流增益，改善电路的性能指标。组成原理：输入级：共射极放大电路或射极跟随器。中间放大级：共射极电路或共射与共基的组合电路。末前级和输出级：功率放大器注：有特殊要求时各级亦可采用其它型式的电路组成。级间耦合方式：直接耦合、阻容耦合、变压器耦合、光电耦合等。

总的原则是：有效地传输信号、减小损失、避免失真、尽量不影响各工作点的设置。信号源输入级中间放大级末前级输出级负载一、放大倍数的计算：多级放大器所研究的主要问题是级间的相互影响，主要体现在各级的输入、输出电阻上第101页/共115页两种方法：1）将后级的输入电阻作为前级的负载来考虑，即通过后级的R来研究后级对前级的影响。2）将前级等效为一个具有电阻的信号源来考虑，即通过Ro来研究前级对后级的影响。注：两种方法不能同时使用，否则会产生错误的结果。一般采用第一种方法例：用两种方法求图示电路的Av。设1=30。

2=20，rbe1=rbe2=1K。第102页/共115页Àv=ÚO2Úi1=（

ÚO2Úo1）

•（ÚO1

Úi1）=Àv1•

Àv2Àv=ÚO2Úi1=（

ÚO2Úo1’）

•（ÚO1’Úi1）

=

Àv

1’

•

Àv2’注：

Ú

o1’是第一级放大器输出端开路时的输出电压。第103页/共115页解：方法一（通过Ri来研究后级对前级的影响）

Àv=ÚO2Úi1=（

ÚO2Úo1）

•（ÚO1

Úi1）=Àv1•

Àv2

∵Ri2=Rb21

//Rb22

//rbe2

rbe2

∴Àv1=–1（RC1

//

Ri2）

rbe1

–1（RC1

//

rbe2

）

rbe1=–25

Àv2=–2（RC2

//

RL）

rbe2=–33

Àv=Àv1•

Àv2=（–25）（–33）

827ÚO1第104页/共115页方法二：通过Ro来研究前级对后级的影响。Àv=ÚO2Úi1=（

ÚO2Úo1’）

•（ÚO1’Úi1）

=

Àv

1’

•

Àv2’∵Àv

1’

=ÚO1’Úi1=–1RC1

rbe1

=–153

Àv2’=ÚO2Úo1’

=[–2（RC2

//

RL）

rbe2]

•

[

Ri2

（Ro1+Ri2)]

[–2（RC2

//

RL）

rbe2

]

•

[rbe2

（RC1+rbe2)]

=–5.4

∴Àv=

Àv

1’

•

Àv2’=(–153)(–5.4)827.7第105页/共115页二、耦合方式及特点：1、直接耦合方式即前级输出与后级输入直接相连。由于级与级之