半导体三极管及放大电路基础课件1

半導體三極管及放大電路基礎1例題：放大電路如下圖所示，估算Q點。射極偏置電路固定偏流電路分壓式射極偏置電路集電極－基極偏置電路共射例1：放大電路如下圖所示，估算Q點。射極偏置固定偏流Je回路KVL方程解：即：Jc回路KVL方程（直流負載線）T放大例1：放大電路如下圖所示，估算Q點。解：對Je回路，有分壓式射極偏置電路方法一：方法二：從b極向左側求戴維南等效電路則Je回路KVL方程4集電極－基極偏置電路例1：放大電路如下圖所示，估算Q點。解：Je回路KVL方程Jc回路KVL方程（直流負載線）T放大小結：近似估算法求Q點T放大的基本條件＝Je正偏；Jc反偏3個方程解3個變數（IBQ、ICQ、VCEQ）關鍵方程——Je回路KVL方程53.5放大電路的工作點穩定問題

溫度變化對ICBO的影響

溫度變化對輸入特性曲線的影響

溫度變化對

的影響

穩定工作點原理

放大電路指標分析

固定偏流電路與射極偏置電路的比較3.5.1溫度對工作點的影響3.5.2射極偏置電路63.5.1溫度對工作點的影響7溫度T

少子濃度

IC

ICBO,

ICEO

IC=IB+(1+)ICBOIB

VBE

載流子運動加劇，發射相同數量載流子所需電壓

輸入特性曲線左移

載流子運動加劇，多子穿過基區的速度加快，複合減少

IC

IB輸出特性曲線上移輸出特性曲線族間隔加寬3.5.1溫度對工作點的影響

Q點上移

rbe

AV

3.5.2射極偏置電路1.穩定工作點原理 目標：溫度變化時，使IC維持恒定。射極偏置電路固定偏流電路分壓式射極偏置電路只能單向設置具有檢測Q點位置，並自動調整的功能T

IC

～IE

IC

VE=IERe

IB

（回饋控制）分壓式射極偏置電路

如果溫度變化時，b點電位能基本不變，則可實現靜態工作點的穩定。T

IC

～IE

IC

VE

VBE

利用穩定Q思路則可實現如下自動調整過程b點電位基本不變的條件：I1>>IBVB>>VBEI1=(5~10)IB(矽)I1=(10~20)IB(鍺)VB=3V~5V

(矽)VB=1V~3V

(鍺)求Q點方法三2.放大電路指標分析3.5.2射極偏置電路①確定靜態工作點Je回路KVL方程一般採用方法三②畫小信號等效電路並確定模型參數112.放大電路指標分析3.5.2射極偏置電路輸出回路：輸入回路：電壓增益：③電壓增益(1+

)Re>>rbe

>>1若：④輸入電阻⑤輸出電阻12④輸入電阻2.放大電路指標分析3.5.2射極偏置電路RiR’i證明如下：從b極看e極的電阻，要擴大(1+)倍！那從e極看b極的電阻，要？⑤輸出電阻Ro133.5.2射極偏置電路2.放大電路指標分析⑤輸出電阻輸出電阻求輸出電阻的等效電路網路內獨立源置零負載開路輸出端口加測試電壓求R’o，可對回路1和2列KVL方程rce對分析過程影響很大，此處不能忽略其中則當時，一般（）143.固定偏流電路與射極偏置電路的比較

共射極放大電路靜態：3.5.2射極偏置電路153.5.2射極偏置電路3.固定偏流電路與射極偏置電路的比較

固定偏流共射極放大電路電壓增益：RbviRcRL固定偏流共射極放大電路輸入電阻：輸出電阻：Ro=Rc

#

射極偏置電路做如何改進，既可以使其具有溫度穩定性，又可以使其具有與固定偏流電路相同的動態指標？163.5.2射極偏置電路1713.5.2射極偏置電路end183.6共集電極電路和共基極電路

電路分析

複合管

靜態工作點

動態指標

三種組態的比較3.6.1共集電極電路3.6.2共基極電路193.6.1共集電極電路1.電路分析結構特點…也稱為射極輸出器①求靜態工作點②畫小信號等效電路20

電壓增益1.電路分析3.6.1

共集電極電路一般有即電壓跟隨器（射極輸出器）其中④輸入電阻Ri大？⑤輸出電阻Ro小21⑤輸出電阻1.電路分析3.6.1

共集電極電路證明如下：電路變換對e極列KCL方程：將各支路關係代入：證畢！◆電壓增益小於1但接近於1，◆輸入電阻大，對電壓信號源衰減小◆輸出電阻小，帶負載能力強共集電極電路特點：222.複合管3.6.1

共集電極電路作用：提高電流放大係數達林頓管233.6.2共基極電路結構特點…1.靜態工作點直流通路與分壓式射極偏置電路相同242.動態指標①電壓增益輸出回路：輸入回路：電壓增益：畫小信號等效電路3.6.2共基極電路25#

共基極電路的輸入電阻很小，最適合用來放大何種信號源的信號？2.動態指標②輸入電阻③輸出電阻3.6.2共基極電路263.三種組態的比較電壓增益：輸入電阻：輸出電阻：3.6.2共基極電路end27多級放大電路引出…

例如，要求AV>2000、Ri

>2M

和Ro<100

級聯（級間耦合）：直接、阻容和變壓器耦合性能分析靜態分析——求Q（見例題）動態分析——求AV、Ri和Ro方法1：…習題1.2.5方法2：例如求AV1——計算第一級電壓增益時，將第二級的輸入電阻Ri2作為第一級的負載28例題1

為提高放大電路的帶負載能力，多級放大器的末級常採用共集電路。共射-共集兩級阻容耦合放大電路如圖所示。已知電路中

1=

2=50，VBE=0.7V。

(1)求各級的靜態工作點；

(2)

求電路的輸入電阻Ri和輸出電阻Ro；

(3)

試分別計算RL接在第一級輸出端和第二級輸出端時，電路的電壓放大倍數。29

各級靜態工作點彼此獨立，可分級計算。解：

(1)求各級的靜態工作點；

第二級：射極偏置第一級：分壓式射極偏置電容開路，所以…阻容耦合的特點變壓器耦合30RiRoRo1(2)

求Ri和Ro；

=Ri=Ri1=R1//R2//[rbe1+(1+

1)R4]≈2.66k

31(3)

分別計算RL接在第一級輸出端和第二級輸出端時,電壓增益Ri1=Ri2=R6//[rbe2+(1+

)(R7//RL)]=150//104=61.11k

32級間耦合的優、缺點及應用比較耦合方式優點缺點應用直流或交流放大，分立或積體電路。

可放大直流及緩慢變化的信號，低頻回應好

便於集成

有嚴重的零點漂移問題

各級Q不獨立，設計計算及調試不便直接耦合阻容耦合

各級Q獨立

體積小成本低

無法集成

傳輸交流信號損失小，增益高

不能放大直流及緩慢變化的信號，低頻回應差交流放大分立電路變壓器耦合

無法集成功率放大調諧放大

高頻和低頻回應差

體積大，笨重

各級Q獨立

可以改變交流信號的電壓、電流和阻抗(a)直接連接(b)第2級加射極電阻或二極體(c)第2級發射極加穩壓二極體(d)NPN型管和PNP型管混合使用直接耦合放大電路靜態工作點的設置34例題2

多級放大器如圖所示。設電路中rbe1、rbe2、

1、

2、

3及各參數均已知。

(1)判斷電路中T1、T2和T3各組成什麼組態的電路；(2)求各級的靜態工作點；(3)推導AV、Ri及Ro的運算式。結構特點…解：(1)

判斷電路的組成形式

由三種不同組態的基本放大電路組合而成的共射-共基-共集組合放大電路。級間耦合：直接耦合輸入和輸出耦合：阻容耦合35(2)求各級的靜態工作點；T1:

分壓式射極偏置T3:射極偏置T2:

分壓式射極偏置36(3)推導AV、Ri及Ro的運算式。共射-共基組合又稱串接放大器37多級放大電路輸入級—Ri

中間放大級—AV

輸出級—R