模拟电子技术基础 第四章 -1双极结型三极管及放大电路基础

1、、基于4双极结晶体管和放大器电路、4.1半导体晶体管、4.3放大器电路分析方法、4.4放大电路静态工作点稳定性问题、4.5公用集电极放大器和公用基极放大电路、4.2公用电场放大电路的工作原理、4.6耦合放大电路、4.7放大电路的频率响应、4.1半导体晶体管、4.1.1 BJT有两种类型：NPN和PNP。4.1.1 BJT的结构简介，(a) NPN-管道结构图，(b) PNP-管道结构图，(c) NPN管道的电路符号，(d) PNP管道的电路符号，集成电路典型NPN-类型BJT的剖面图，(4.1)外部条件：辐射连接正收集器连接偏移，BJT在4.1.2放大状态下的工作原理，1 .内部载波传输过程，

2、传输区域：发射载波收集器区域：载流量收集基本区域：传输和控制载流量(例如，以NPN为例，晶体管内的两种载流量(自由电子和孔)参与电导率，因此双极型三极管或双极调制转换器(BJT)，IC=InC ICBO，IE=IB IC，扩展状态下BJT的载流量传输过程，2。电流分配关系，根据传输过程，IC=InC ICBO，通常IC ICBO，IE=IB IC，扩展状态下BJT的载流量传输过程，以及2。电流分配关系，3 .3.晶体管配置、作为公共电极的收集器连接方法、标有CC的收集器。共同电极，基作为共同电极，用CB表示；总发射极连接方法，用共电极发射极，用CE表示；BJT的三个配置，公用基极放大电路，4

3、.放大，电压放大，电压放大，RL=0.98 V，概括地说，晶体管放大主要是其发射极电流通过基带传输，到达集电极。实现这一转移过程的两个条件是：(1)内部条件：发射区域的杂质浓度大于基本区域的杂质浓度，基本区域非常薄。(2)外部条件：发射连接正向偏移，收集器连接反向偏移。4.1.3 BJT的V-I特性曲线，IB=f (vBE) VCE=const，(2) vCE1V时vCB=vCE-vBE0，集电极结进入偏置，集电子，(1)当vCE=0V时，对应于辐射结的正向伏安特性曲线。1 .输入特性曲线，(用于施工极放大回路)，施工极连接，饱和区域：iC明显受vCE控制的区域，此区域内的普通vCE v (b

4、r) CEO v (br) ebo，4.1.5温度对BJT参数和特性的影响，(1)温度对ICBO的影响，每次温度增加10 时ICBO，(2)温度对的影响每增加1 ，值就增加约0.5%1%。(3)温度对反向屈服电压V(BR)CBO、V(BR)CEO的影响和温度升高将导致V(BR)CBO和V(BR)CEO均增大。2 .温度对BJT特性曲线的影响，1 .温度对BJT参数的影响，end，4.2施工极放大电路的工作原理，4.2.1基本施工极放大电路的配置，基本施工极放大电路，4.2.2基本施工极放大电路的工作原理，1 .静态(直流操作状态)，输入信号VI=0处放大电路的操作状态称为静态或直流操作状态。直

5、流路径，vceq=VCC-ICQ RC，4.2.2基本施工极放大电路的工作方式，2。动态、正弦信号对输入后电路动态工作。BJT中的每个极电流和电压根据输入信号根据静态值发生变化。交流路径，4.3放大器电路分析方法，4.3.1图形分析，4.3.2小型信号模型分析，1 .静态工作点的图形分析，2 .动态工作情况的图形分析，3 .非线性失真的图形分析，4 .图形分析的适用范围，1 .BJT的h参数和小信号模型，2 .使用h参数小信号模型的基本施工极放大电路分析，3 .小信号模型分析的适用范围，4.3.1图形分析，1 .静态工作点的图形分析，要使用此方法分析静态工作点，晶体管输入和输出特性曲线必须已知

6、。工地放大电路，4.3.1图解分析，1。静态工作点的图解分析、热输入回路方程式、热输出回路方程式(直流负载线)VCE=VCC-ICRC，首先，绘制直流通道，在输出性质曲线上使用直流负载线VCE=VCC-ICRC，与IBQ曲线相交点QQ VCEQ在输入特性曲线中，创建两条直线的交点为q点、IBQ的直线。在BJT的输入特性打印中绘制vBE，根据vs的波形绘制iB的波形，2 .动态工作情况的图形分析，根据iB的变化范围在输出特性图形中绘制iC和vCE的波形，2 .动态工作情况的图形分析，2 .动态工作情况的图形分析，施工极放大电路的电压，电流波形，3。静态工作点对波形扭曲的影响，截止扭曲波形，饱和扭

7、曲波形，3 .静态工作点对波形失真的影响，4 .图形分析的适用范围，范围大，运行频率不高，优点：直观，图像。有助于建立和理解交流、直流共存、静态和动态等重要概念。有助于理解正确选择回路参数和合理设置静态工作点的重要性。能全面分析放大电路的静态和动态运行。缺点：不能用于在工作频率高的情况下分析电路工作状态，也不能用于分析放大电路的输入电阻、输出电阻等动态性能指标。4.3.2小信号模型分析，1 .BJT的h参数和小信号模型，建立小信号模型的重要性，建立小信号模型的想法，在电路的输入信号电压很高的情况下，将晶体管小范围的特性曲线近似地替换为直线，从而将晶体管由非线性设备组成的电路作为线性电路进行处理

8、。晶体管是非线性设备，所以放大电路很困难。将非线性设备线性化，建立简化放大电路分析和设计的小信号模型。1 .BJT的h参数和小信号模型、h参数的引出、用小信号交换组件表示、vbe=hiib hre VCE、IC=hfeib hoe VCE、BJT双端口网络的已知输入输出特性曲线如下：IB=f (vbe) VCE=const，IC=f (VCE) IB=const，可编写：BJT双端口网络，输出端子交流短路的输入电阻；输出端交流短路的正向电流传输比或电流放大系数；输入部交流开路逆电压传输比；输入部交流开路输出电导。其中：4个参数的尺寸各不相同，因此称为混合参数(h参数)。1 .BJT的h和小信号

9、模型，h参数的前导，1。BJT的h和小信号模型，h参数小信号模型，根据小信号模型，BJT的h参数模型，BJT双端口网络，1。BJT的h和小信号模型、h参数小信号模型和h参数是小信号参数，即微变量或AC参数。h参数与工作点相关，默认情况下在放大区域中保持不变。h参数都是转折参数，仅适用于交流信号分析。控制电流源hfeib，反映BJT对集电极电流的基准电流的控制效果。电流源的流量由IB的流量决定。Hrevce是控制电压源。反映BJT输出电路电压对输入电路的影响。1 .BJT的h参数和小信号模型、模型的简化、hre和hoe小且经常忽略其影响。BJT进行工程连接时，h参数的数量通常为，1 .BJT的h

10、参数和小信号模型，h参数的确定，通常用测试仪测量；Rbe与qpoint相关，可以用显示设备测量。rbe=rbb (1) re，其中低频低功率管rbb 200，4.3.2小信号模型分析，2 .使用h参数小信号模型分析基本施工剧放大电路，(1)使用直流路径的qpoint，施工剧放大电路，一般硅管VBE=0.7V，锗管VBE=0.2V。2 .使用h参数小信号模型分析基本施工极放大电路，(2)绘制小信号等效电路，h参数小信号等效电路，2。使用h参数小信号模型分析基本施工极放大器，(3)查找放大电路动态指示器，电压增益，(可用作公式)电压增益，h参数小信号等效电路分析，(2)使用h参数小信号模型分析基本

11、施工极放大电路，(3)放大电路动态指示器，输入电阻寻找小信号模型分析的适用范围，放大电路的输入信号范围较小，BJT在v-t特性曲线的线性范围(即放大区域)内工作。h参数的值从静态工作点取得。因此，放大电路的动态性能与静态工作点参数值的大小和稳定性密切相关。优点：便于分析放大电路的动态性能指标(Av、Ri和Ro等)，适用于高频率分析。4.3.2小信号模型分析，缺点：在BJT和放大电路的小信号等效电路中，电压、电流和BJT的h参数用于变化量(AC)，不能用于分析计算静态工作点。施工极放大电路，放大电路如下。已知的BJT为=80、Rb=300k 6152、RC=2k、VCC=12V、goo:(1)放

12、大电路为qpoint。此时，BJT在哪个区域工作？(2) Rb=100k时放大回路的q点。此时，BJT在哪个区域工作？(忽略BJT的饱和压力降)，解决方案：(1)，(2) Rb，最小值可以为0万。也就是说，IC的最大电流为，因此BJT在饱和区域中工作。，VCE不能为负值。此时Q(120uA，6mA，0V)，是，end，4.4放大电路的静态工作点稳定性问题，4.4.1温度对静态工作点的影响，4.4.2四重偏置电路，1。基准分压偏压电路，2 .具有双电源的四重偏置电路，3 .具有恒流源的极偏压电路，4.4.1温度对静态工作点的影响，如4.1.6节所述，温度升高将导致BJT的反向电流ICBO、ICEO和电流放大系数或增加，释放接头正向压力降VBE降低。这些参数随温度变化，放大电路的集电极静态电流ICQ随温度升高而增加(ICQ=ibq iceo)，qpoint随温度变化。为了使ICQ基本稳定，电路必须在温度升高时自动相应地降低基准电流IBQ。4.4.2四极偏置电路，(1)稳定工作点原理，目标：在温度变化时保持IC不变。如果b点位移在温度变化时基本不变，则可以稳定静态工作点。T，IC，(反馈控制)，VE，VB保持不变，vbe，IB，(反馈控制)，基准分压偏压电路，(a)基准电路，(b)直流路径，b点电位基本不变的条件：I1 IBQ，此时，VBQ与温度无关。VBQ VBEQ