3 双极型三极管及放大电路.ppt

1、1、3双极晶体管及其放大电路、3.2共发射极放大电路、3.3图解分析法、3.4小信号模型分析法、3.5放大电路的动作点稳定问题、3.6共集电极电路和共基极电路、3.7放大电路的频率响应、3.1半导体BJT、2、3.1双极晶体管晶体管有NPN和PNP两种。 主要以NPN型为例进行研究。 三极管的外形，3，4，NPN型，PNP型，构造和分类2个PN结，3个引线，2个类型： NPN和PNP型。 另一方面，由于PN结之间的相互影响，BJT的结构、符号和放大条件、集电结、发射结、5、BJT符号显示出与单一PN结不同的特性，具有电流放大作用。 基极区域：薄、掺杂浓度最低、集电极区域：面积大、发射极区域：掺

2、杂浓度最高、结构特征、7、BJT放大的内部条件、发射极区域的掺杂浓度最高的集电极区域的掺杂浓度比发射极区域低、面积大、模具结构剖面示意图、8、发射极结的正偏压、发射极区域的电子不断向基极区域扩散，形成发射极电流IE。 进入p区的电子少的部分与基区的空穴再结合形成电流IB，大多扩散到总线接点。 BJT放大的外部条件：发射结正偏压、集电结反偏压、9、EB、RB、Ec，从基极区域扩散来的电子漂移进行集电结收集，形成IC。三极管能放大电流的必要条件：发射结正偏压、集电结反偏压。 KCL IE=IB IC， 根据10，由于将=IC/IE设为公共基极电流的放大率(系数)数1 (0.90.99 )，根据KC

3、L IE=IB IC，设为=，11，IC=IE，IB=IEIC=IE IE=IE(1)，因此，=IC/IB=ie/ie (1)=/(1) vCE=const，(在vCE1V的情况下，vCB=vCE - vBE0，集电结成为反向偏置状态，在相同的vBE，IB减少，特性曲线向右移动。 (vCE=0V时，相当于发送接合的前向伏安特性曲线。 1 .输入特性曲线。 在这种情况下，曲线基本相同，是一种常用的曲线。 (13 )输入特性曲线的3个部分，死区，非线性区域，线性区域，1 .输入特性曲线，14，iC=f(vCE) iB=const在该区域内，一般有vCE 1V (硅)。 放大区域： Je正偏压、Jc

4、反偏压。 曲线几乎是平行等距的。 截止区： Je反向偏差，Jc反向偏差。 ic轴接近零的区域，相当于iB=0的曲线下。 此时，vBE比死区电压小。 输出特性曲线的3个区域，15，(1)共发射极直流电流放大率=(ICICEO)/IBIC/IB vCE=const，1 .电流放大率，3，BJT (3)共同基极直流电流放大率=(ICICBO)/IEIC/IE，(4)共同基极交流电流放大率=IC /。 在ICBO和ICEO较小的情况下，也可以不相加、三、BJT的主要残奥仪表，1 .电流放大率、17、(2)集电极发射极间的逆饱和电流ICEO ICEO=(1 )ICBO、2 .极间逆电流、ICEO、()

5、、三、BJT的主要残奥仪表、17 V(BR) EBO集电极开路时的发射极接合的逆耐压。V(BR)CEO基极开路时的集电极和发射极之间的反向耐压。 一些击穿电压具有以下关系： (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。输出特性曲线上的过损耗区域和破坏区域、end、20、3.2共发射极放大电路、共发射极电路结构、简单的工作原理、放大电路的静态和动态、直流路径和交流路径、放大电路的基本概念、21、放大电路的作用：微弱，放大电路的分类：分类1 :连接方式不同(结构不同) 共发射极放大电路共集电极放大电路共基极放大电路，分类2 :放大元件个数不同的单级放大电路多级放大电

6、路，分类3 :放大信号不同的直流放大电路交流放大电路，一、放大电路的基本概念输入电路(基极电路)、输出电路(集电极电路)，23，2 .惯用法， BJT:放大器电路的核Vcc:电路的能量Rb:基极电阻器设置有偏压Rc:的集电极电阻，以实现集电极的电流和电压的转换C1)通过交流电，并且没有衰减地传递交流信号。 注意：零电位点是指电路内各点的电位以此点为参考。 24，3 .简单的工作原理，vi=0(静态)，vi=Vsint (动态)，25，4 .放大电路的静态和动态。 可以用估计法和图解法进行分析。 动态：输入信号不为零时的放大电路的动作状态，也称为交流动作状态，可以用图解法和小信号模型法进行分析。

7、 其主要性能指标为Av、Ri、Ro。 电路静态时，三极管各电极的电流、电压在特性曲线上确定为一点，称为静态工作点，多称为q点。 以IB、IC、VCE (或IBQ、ICQ、VCEQ )表示。 综合考虑电路的静态分析结果和动态分析结果，即电路的实际工作状况，26，1 .静态工作点q合适，放大电路为什么做出合适的静态工作点？ 2 .静态工作点q过高可能引起饱和变形，3 .静态工作点q过低可能引起切断变形，27、直流通路，5 .直流通路与交流通路，耦合电容：隔开直流，可视为开路。 信号源：没有考虑删除支路。直流电源：内阻为零、相当于对地短路的耦合电容：相当于通交流、短路、end、交流路径、28、3.3

8、放大电路的分析法、3.3.1静态动作状况分析、3.3.2动态动作状况分析、30、输出特性曲线上，与直流负载线vCE=VCCiCRC、IBQ曲线的交点为q点列输出电路方程(直流负载线):vCE=VCCiCRC，2 .用图解法确定静态工作点，用这种方法分析静态工作点，必须知道晶体管的输出特性曲线。 已知在图示的单管共射放大电路及特性曲线中，根据直流电路求出Rb=280 k、Rc=3 k、集电极直流电源VCC=12 V，并通过试用解法决定静态工作点。 解：首先估计IBQ，建立直流负载线，确定q点，依据vCE=VCC iC Rc、iC=0、vCE=12 V。 由vCE=0、iC=4 mA .32、0、

9、iB=0 A、20 A、40 A、60 A、80 A q点决定的静态值是：iC /mA、33、基于交流路径的纯交流负载线：共射极放大电路、vce=-ic (Rc /RL )、1、交流路径及35、单管共射放大电路正弦波ui被输入时，放大电路中对应的uBE、iB、iC、uCE、uO波形。单管共射放大电路的电压电流波形、36、3.bjt这三个工作区域，截止区域： iB=0、iC=ICEO，当工作点进入饱和区域或截止区域时，产生非线性失真。 放大区域(线性区域):o、37、图解法的应用、(1)在图解法中分析非线性失真、1 .静态动作点过低、会引起iB、iC、uCE的波形失真、uo=uce、39、IB=

10、0、iC， 引起uCE的波形失真饱和失真，用40，(2)图解法估计最大输出幅度，输出波形没有明显失真时可以输出最大电压。 即由输出特性的a、b规定的范围。 q尽量作为线段AB的中点。 用图解法分析AQ=QB、CD=DE、41、(3)电路残奥仪表对静态工作点的影响，变更1.rb，保持VCC、Rc，不变更。 Rb增大，Rb减小，q点下降。 q点向上移动，、2 .更改VCC，保持Rb、Rc，不更改。 提高VCC，直流负载线平行向右移动，动态动作范围增大，但管道的动态功耗也增大。 变更q2、42、3.rc，保持Rb、VCC，不变更。 4 .在变更、Rb、Rc、VCC的状态下，增大Rc，当直流负载线的斜

11、率变化时，q点接近饱和区域。Q2、增大、ICQ增大、UCEQ减少时，q点接近饱和区域。 43、图解法的总结1 .可以直观地显示静态工作点的位置和非线性失真的关系2 .容易估计最大输出振幅的数值3 .可以直观地显示电路残奥仪表对静态工作点的影响4 .有利于静态工作点q的检测等。 图中示出了放大电路、44、动态范围、45、共发射极放大电路、放大电路。 已知BJT的=80、Rb=300k、Rc=2k、VCC= 12V，(1)求出放大电路的q点。 此时BJT在哪个区域工作？ 当Rb=100k时，放大电路的q点。 此时BJT在哪个区域工作？ (忽略BJT的饱和电压降)，解： (1)，(Rb=100k的情

12、况下，静态工作点是Q(40uA，3.2mA，5.6V )，BJT工作在放大区域。 中的组合图层性质变更选项。 由于最小值也为0，即IC的最大电流为：因此BJT在饱和区域工作。 VCE虽然不能为负值，但这种情况下，Q(120uA、6mA、0V )、例题、end、46、小信号模型分析法也被称为微变等效电路法，晶体管在以小信号(微变量)工作时，能够静态地工作，由此，非线性元件的晶体管微变等效条件，研究的对象只是变化量，信号的变化范围小，3.3.3小信号模型分析法，47，制作小信号模型的意义，制作小信号模型的想法，放大电路的输入信号电压小的情况下，能够用近似直线置换晶体管的小范围内的特性曲线的三极管建

13、立一个小的信号模型是对非线性器件进行线性化处理，简化放大电路的分析和设置修正。 对于BJT的小信号建模、48、1.h残奥表引出、BJT双输入网络，输入输出特性曲线是、49、1.h残奥表引出、小信号的情况下，对、输出端交流短路时的正向电流传输比或电流放大率、输入端交流开路时的反向电压传输可归因于小信号模型(BJT的h残奥仪表模型)，其是50、2.h残奥仪表的小信号模型，所有h残奥仪表都是小的信号残奥仪表，即微变残奥仪表或交流残奥仪表。 h残奥仪表与工作点有关，在放大区域几乎没有变化。h残奥表仅适用于交流信号的解析。 模型的简化，即rbe=hie=hfe uT=hre rce=1/hoe，一般采用习惯符号时，BJT的h残奥仪表模型为(b )图： 因此，可以忽略这些影响，得到简化的电路(c )图：52、4.h残奥仪表，通常可以用测试器进行测量，rbe涉及q点，可以用图形显示器进行测量。 也可以用公式估计rbe、rbe=rb (1 ) re，其中对于低频小功率