1、2.1 半導體三極管半導體三極管基本結構基本結構BECNNP基極基極發射極發射極集電極集電極NPN型型PNP集電極集電極基極基極發射極發射極BCEPNP型型第1頁/共218頁BECNNP基極基極發射極發射極集電極集電極基區：較薄，基區：較薄，摻雜濃度低摻雜濃度低集電區：面集電區：面積較大，摻積較大，摻雜濃度較大雜濃度較大發射區：摻發射區：摻雜濃度最高雜濃度最高第2頁/共218頁BECNNP基極基極發射極發射極集電極集電極發射結發射結集電結集電結第3頁/共218頁 電流放大原理電流放大原理BECNNPEBRBEc發射結正發射結正偏，發射偏，發射區電子不區電子不斷向基區斷向基區擴散，形擴散，形成發

2、射極成發射極電流電流IE。IE基區空基區空穴向發穴向發射區的射區的擴散可擴散可忽略。忽略。IBE1進入進入P區的電子區的電子少部分與基區的少部分與基區的空穴復合，形成空穴復合，形成電流電流IBE ，多數，多數擴散到集電結。擴散到集電結。第4頁/共218頁BECNNPEBRBEcIE集電結反偏，集電結反偏，有少子形成的有少子形成的反向電流反向電流ICBO。ICBO從基區擴從基區擴散來的電散來的電子作為集子作為集電結的少電結的少子，漂移子，漂移進入集電進入集電結而被收結而被收集，形成集，形成ICE。IC=ICE+ICBO ICEIBE2ICE第5頁/共218頁IB=IBE-ICBO IBEIB3B

3、ECNNPEBRBEcIEICBOICEIC=ICE+ICBO ICEIBE第6頁/共218頁4ICE與與IBE之比稱為之比稱為電流電流放大倍數放大倍數要使三極管能放大電流，必須使要使三極管能放大電流，必須使發發射結正偏，集電結反偏射結正偏，集電結反偏。BCCBOBCBOCBECEIIIIIIII 第7頁/共218頁BECIBIEICNPN型三極管型三極管BECIBIEICPNP型三極管型三極管第8頁/共218頁第9頁/共218頁 實驗線路實驗線路ICmA AVVUCEUBERBIBECEB放大作用放大作用第10頁/共218頁（1）輸入特性）輸入特性IB( A)UBE(V)204060800.

4、40.8UCE 1V 死區電死區電壓，硅管壓，硅管0.5V，鍺，鍺管管0.1V。工作壓降：工作壓降： 硅管硅管UBE 0.60.7V,鍺管鍺管UBE 0.20.3V。第11頁/共218頁（2）輸出特性）輸出特性IC(mA )1234UCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A100 A此區域滿此區域滿足足IC= IB稱為線性稱為線性區（放大區（放大區）。區）。當當UCE大于一大于一定的數值時，定的數值時，IC只與只與IB有關，有關，IC= IB。第12頁/共218頁IC(mA )1234UCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A100 A此區域中此區域中U

5、CE UBE,集電結正偏，集電結正偏， IBIC，UCE 0.3V稱為飽和區。稱為飽和區。第13頁/共218頁IC(mA )1234UCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A100 A此區域中此區域中 : IB=0,IC=ICEO,UBE 死區電死區電壓，稱為截壓，稱為截止區。止區。第14頁/共218頁（3）主要參數）主要參數前面的電路中，三極管的發射極是輸前面的電路中，三極管的發射極是輸入輸出的公共點，稱為共射接法，相應地入輸出的公共點，稱為共射接法，相應地還有共基、共集接法。還有共基、共集接法。共射共射直流電流放大倍數直流電流放大倍數：BC_II 1.電流放大倍數電流放

6、大倍數 第15頁/共218頁工作于動態的三極管，真正的信號工作于動態的三極管，真正的信號是疊加在直流上的交流信號。基極電流是疊加在直流上的交流信號。基極電流的變化量為的變化量為 IB，相應的集電極電流變，相應的集電極電流變化為化為 IC，則，則交流電流放大倍數交流電流放大倍數為：為：BIIC 第16頁/共218頁例：例：UCE=6V時時：IB=40 A, IC=1.5mA； IB=60 A, IC=2.3mA。5 .3704. 05 . 1_BCII4004. 006. 05 . 13 . 2IIBC 在以后的計算中，一般作近似處理：在以后的計算中，一般作近似處理： = 第17頁/共218頁2

7、.集集-基極反向截止電流基極反向截止電流ICBO AICBOICBO是集是集電結反偏電結反偏由少子的由少子的漂移形成漂移形成的反向電的反向電流，受溫流，受溫度的變化度的變化影響。影響。第18頁/共218頁3.集集-射極反向截止電流射極反向截止電流ICEO AICEO第19頁/共218頁BECNNPICBOICEO= IBE+ICBO IBE IBEICBO進入進入N區，區，形成形成IBE。根據放大關系，根據放大關系，由于由于IBE的存在，的存在，必有電流必有電流 IBE。集電結反偏集電結反偏有有ICBO第20頁/共218頁4.集電極最大電流集電極最大電流ICM集電極電流集電極電流IC上升會導致

8、三極管的上升會導致三極管的 值的下降，當值的下降，當 值下降到正常值的三分值下降到正常值的三分之二時的集電極電流即為之二時的集電極電流即為ICM。所以集電極電流應為：所以集電極電流應為：IC= IB+ICEO而而ICEO受溫度影響很大，當溫度上升受溫度影響很大，當溫度上升時，時，ICEO增加很快，所以增加很快，所以IC也相應增加。也相應增加。三極管的溫度特性較差三極管的溫度特性較差。第21頁/共218頁5.集集-射極反向擊穿電壓射極反向擊穿電壓當集當集-射極之間的電壓射極之間的電壓UCE超過一超過一定的數值時，三極管就會被擊穿。手定的數值時，三極管就會被擊穿。手冊上給出的數值是冊上給出的數值是

9、25 C C、基極開路時基極開路時的擊穿電壓的擊穿電壓U(BR)CEO。第22頁/共218頁6.集電極最大允許功耗集電極最大允許功耗PCM集電極電流集電極電流IC流過三極管，所發出的流過三極管，所發出的焦耳熱為：焦耳熱為：PC=ICUCE必定導致結溫上升，所以必定導致結溫上升，所以PC有限制。有限制。PC PCM第23頁/共218頁ICUCEICUCE=PCMICMU(BR)CEO安全工作區安全工作區第24頁/共218頁電路中增加復合管電路中增加復合管增加復合管的目的是：擴大電流的驅動能力增加復合管的目的是：擴大電流的驅動能力復合管的構成復合管的構成cbeT1T2ibicbecibicic1=

10、 1 ib ,ib2= ie1=(1+ 1) ib,ic2= 2 ib2,ic=ic1+ic2= 1+ 2(1+1)ib.方式方式 1第25頁/共218頁cbeT1T2ibicbecibic 復合管構成方式很多。不論哪種等效方式，等效復合管構成方式很多。不論哪種等效方式，等效后晶體管的性能均如下確定：后晶體管的性能均如下確定： 1 2晶體管的類型由復合管中的第一支管子決定。晶體管的類型由復合管中的第一支管子決定。方式方式 2第26頁/共218頁場效應管與雙極型晶體管不同，它場效應管與雙極型晶體管不同，它是多子導電，輸入阻抗高，溫度穩定是多子導電，輸入阻抗高，溫度穩定性好。性好。結型場效應管結型

11、場效應管JFET絕緣柵型場效應管絕緣柵型場效應管MOS場效應管有兩種場效應管有兩種:2.2 場效應晶體管第27頁/共218頁N基底基底 ：N型半導體型半導體PP兩邊是兩邊是P區區G(柵極柵極)S源極源極D漏極漏極（1）結構）結構結型場效應管結型場效應管:導電溝道導電溝道第28頁/共218頁NPPG(柵極柵極)S源極源極D漏極漏極N溝道結型場效應管溝道結型場效應管DGSDGS第29頁/共218頁PNNG(柵極柵極)S源極源極D漏極漏極P溝道結型場效應管溝道結型場效應管DGSDGS第30頁/共218頁PGSDUDSUGSNN（2）工作原理（以）工作原理（以P溝道為例）溝道為例）NNPN結反偏，結反

12、偏，UGS越大則耗越大則耗盡區越寬，導盡區越寬，導電溝道越窄。電溝道越窄。UDS較小時較小時第31頁/共218頁UDS較小時較小時PGSDUDSUGSNNNN但當但當UGS較小時，耗較小時，耗盡區寬度有限，存盡區寬度有限，存在導電溝道。在導電溝道。DS間間相當于線性電阻。相當于線性電阻。UGS越大耗盡區越越大耗盡區越寬，溝道越窄，寬，溝道越窄，電阻越大。電阻越大。第32頁/共218頁PGSDUDSUGSNNUDS較小時較小時UGS達到一定值時達到一定值時（夾斷電壓夾斷電壓VP）,耗盡區碰到一起，耗盡區碰到一起，DS間被夾斷，漏間被夾斷，漏極電流是極電流是ID=0。第33頁/共218頁PGSDU

13、DSUGSUGSVp且且UDS較大時較大時UGDVP時耗盡區的形狀時耗盡區的形狀NN越靠近漏端，越靠近漏端，PN結反壓越大結反壓越大第34頁/共218頁PGSDUDSUGSUGSVp且且UDS較大時較大時UGDVP時耗盡區的形狀時耗盡區的形狀NN溝道中仍是電阻溝道中仍是電阻特性，但是是非特性，但是是非線性電阻。線性電阻。第35頁/共218頁GSDUDSUGSUGSVpUGD=VP時時NN漏端的溝道被夾斷，漏端的溝道被夾斷，稱為稱為予夾斷。予夾斷。UDS增大則被夾增大則被夾斷區向下延伸。斷區向下延伸。第36頁/共218頁GSDUDSUGSUGS0時時UGS足夠大時足夠大時（UGSVT）感應出足夠

14、多感應出足夠多電子，這里以電子，這里以電子導電為主電子導電為主出現出現N型的導型的導電溝道。電溝道。感應出電子感應出電子VT稱為閾值電壓稱為閾值電壓第50頁/共218頁PNNGSDUDSUGSUGS較小時，較小時，導電溝道相當導電溝道相當于電阻將于電阻將D-S連接起來，連接起來，UGS越大此電越大此電阻越小。阻越小。第51頁/共218頁PNNGSDUDSUGS當當UDS不太大時，不太大時，導電溝道在兩個導電溝道在兩個N區間是均勻的。區間是均勻的。當當UDS較大較大時，靠近時，靠近D區的導電溝區的導電溝道變窄。道變窄。第52頁/共218頁PNNGSDUDSUGSUDS增加，增加，UGD=VT時，

15、時，靠近靠近D端的溝端的溝道被夾斷，道被夾斷，稱為予夾斷。稱為予夾斷。夾斷后夾斷后ID呈呈恒流特性。恒流特性。ID第53頁/共218頁（3）增強型）增強型N溝道溝道MOS管的特性曲線管的特性曲線轉移特性曲線轉移特性曲線0IDUGSVT第54頁/共218頁輸出特性曲線輸出特性曲線IDU DS0UGS0第55頁/共218頁耗盡型耗盡型N溝道溝道MOS管的特性曲線管的特性曲線耗盡型的耗盡型的MOS管管UGS=0時就有導電溝道，時就有導電溝道，加反向電壓才能夾斷。加反向電壓才能夾斷。轉移特性曲線轉移特性曲線0IDUGSVT第56頁/共218頁輸出特性曲線輸出特性曲線IDU DS0UGS=0UGS0第5

16、7頁/共218頁放大的概念放大的概念電子學中放大的目的是將微弱的電子學中放大的目的是將微弱的變化信變化信號號放大成較大的信號。這里所講的主要是電放大成較大的信號。這里所講的主要是電壓放大電路。壓放大電路。電壓放大電路可以用有輸入口和輸出口電壓放大電路可以用有輸入口和輸出口的四端網絡表示，如圖。的四端網絡表示，如圖。uiuoAu 2.4 電壓放大電路第58頁/共218頁 放大電路的性能指標放大電路的性能指標(1)電壓放大倍數電壓放大倍數AuiouUUA Ui和和Uo分別是輸入和輸出電壓的有效值。分別是輸入和輸出電壓的有效值。(2)輸入電阻輸入電阻ri放大電路一定要有前級（信號源）放大電路一定要有

17、前級（信號源）為其提供信號，那么就要從信號源取電為其提供信號，那么就要從信號源取電流。流。輸入電阻輸入電阻是衡量放大電路從其前級是衡量放大電路從其前級取電流大小的參數。輸入電阻越大，從取電流大小的參數。輸入電阻越大，從其前級取得的電流越小，對前級的影響其前級取得的電流越小，對前級的影響越小。越小。第59頁/共218頁AuIiUSUiiiiIUr 輸入電阻：輸入電阻：第60頁/共218頁(3)輸出電阻輸出電阻roAuUS放大電路對其放大電路對其負載負載而言，相當于信號而言，相當于信號源，我們可以將它等效為戴維南等效電路，源，我們可以將它等效為戴維南等效電路，這個戴維南等效電路的內阻就是輸出電阻。

18、這個戴維南等效電路的內阻就是輸出電阻。rosU 第61頁/共218頁如何確定電路的輸出電阻？如何確定電路的輸出電阻？在電路的計算中求在電路的計算中求ro有兩個方法：有兩個方法：1、所有的電源置零。、所有的電源置零。2、加壓求流法。、加壓求流法。UIIUro 將獨立源置零將獨立源置零，保留受控源，保留受控源。第62頁/共218頁輸出電阻輸出電阻的的測量測量方法方法rosU Uo測量開路電壓測量開路電壓第63頁/共218頁輸出電阻的輸出電阻的測量方法測量方法rosU RLoU 測量接入負載測量接入負載后的輸出電壓后的輸出電壓LoooR) 1UU(R 第64頁/共218頁(4)通頻帶通頻帶fAuAu

19、m0.7AumfL下限截下限截止頻率止頻率fH上限截上限截止頻率止頻率通頻帶：通頻帶： fbw=fHfL放大倍數放大倍數隨頻率變隨頻率變化曲線化曲線第65頁/共218頁符號規定符號規定UA大寫字母、大寫下標，大寫字母、大寫下標，表示表示直流量直流量。uA小寫字母、大寫下標，小寫字母、大寫下標，表示表示全量全量。ua小寫字母、小寫下標，小寫字母、小寫下標，表示表示交流分量交流分量。第66頁/共218頁uAua全量全量交流分量交流分量tUA直流分量直流分量 第67頁/共218頁三極管放三極管放大電路有大電路有三種形式三種形式共射放大器共射放大器共基放大器共基放大器共集放大器共集放大器以共射放以共射

20、放大器為例大器為例講解工作講解工作原理原理放大電路的基本組成第68頁/共218頁RB+ECEBRCC1C2T共射放大電路共射放大電路放大元件放大元件iC= iB，工作在放大區，工作在放大區，要保證集電結反要保證集電結反偏，發射結正偏。偏，發射結正偏。uiuo輸入輸入輸出輸出參考點參考點第69頁/共218頁共射放大電路共射放大電路集電極電源，集電極電源，為電路提供能為電路提供能量。并保證集量。并保證集電結反偏。電結反偏。RB+ECEBRCC1C2T第70頁/共218頁共射放大電路共射放大電路集電極電阻，集電極電阻，將變化的電流將變化的電流轉變為變化的轉變為變化的電壓。電壓。RB+ECEBRCC1

21、C2T第71頁/共218頁共射放大電路組成共射放大電路組成使發射結正偏，使發射結正偏，并提供適當的靜并提供適當的靜態工作點。態工作點?；鶚O電源與基極電源與基極電阻基極電阻RB+ECEBRCC1C2T第72頁/共218頁共射放大電路組成共射放大電路組成耦合電容耦合電容隔離輸入輸出隔離輸入輸出與電路直流的與電路直流的聯系，同時能聯系，同時能使信號順利輸使信號順利輸入輸出。入輸出。RB+ECEBRCC1C2T第73頁/共218頁單電源供電單電源供電可以省去可以省去RB+ECEBRCC1C2T第74頁/共218頁RB單電源供電單電源供電+ECRCC1C2T第75頁/共218頁基本放大電路的靜態工作原理

22、基本放大電路的靜態工作原理RB+ECRCC1C2Tui=0時時由于電源由于電源的存在的存在IB 0IC 0IBICIE=IB+IC第76頁/共218頁基本放大電路的靜態工作原理基本放大電路的靜態工作原理RB+ECRCC1C2TIBICUBEUCE( IC,UCE )(IB,UBE)第77頁/共218頁(IB,UBE) 和和( IC,UCE )分別對應于輸入輸出分別對應于輸入輸出特性曲線上的一個點稱為特性曲線上的一個點稱為靜態工作點靜態工作點。IBUBEQIBQUBEICUCEQUCEIC第78頁/共218頁IBUBEQICUCEuiibibicuCE怎么變化怎么變化交流放大原理交流放大原理假設

23、假設uBE有一微小的變化有一微小的變化第79頁/共218頁ICUCEicuCE的變化沿一的變化沿一條直線條直線ucuCE相位如何相位如何uCE與與uBE反相反相！第80頁/共218頁RB+ECRCC1C2uiiBiCuCuo各點波形各點波形第81頁/共218頁實現放大的條件實現放大的條件1、晶體管必須偏置在放大區。發射結正偏，、晶體管必須偏置在放大區。發射結正偏，集電結反偏。集電結反偏。2、正確設置靜態工作點，使整個波形處于放、正確設置靜態工作點，使整個波形處于放大區。大區。3、輸入回路將變化的電壓轉化成變化的基極、輸入回路將變化的電壓轉化成變化的基極電流。電流。4、輸出回路將變化的集電極電流

24、轉化成變化、輸出回路將變化的集電極電流轉化成變化的集電極電壓，經電容濾波只輸出交流信的集電極電壓，經電容濾波只輸出交流信號。號。第82頁/共218頁放大電路的分析放大電路的分析放大放大電路電路分析分析靜態分析靜態分析動態分析動態分析估算法估算法圖解法圖解法微變等效微變等效電路法電路法圖解法圖解法計算機仿真計算機仿真第83頁/共218頁直流通道和交流通道直流通道和交流通道 放大電路中各點的電壓或電流都是在靜放大電路中各點的電壓或電流都是在靜態直流上附加了小的交流信號。態直流上附加了小的交流信號。但是但是,電容對交、直流的作用不同。如果電容對交、直流的作用不同。如果電容容量足夠大，可以認為它對交流

25、不起電容容量足夠大，可以認為它對交流不起作用，即對交流短路。而對直流可以看成作用，即對交流短路。而對直流可以看成開路，這樣，交直流所走的通道是不同的。開路，這樣，交直流所走的通道是不同的。這樣就有了這樣就有了交流通道交流通道（只考慮交流信號（只考慮交流信號的分電路）和的分電路）和直流通道直流通道（只考慮直流信號（只考慮直流信號的分電路）。不同的信號可以分別在不同的分電路）。不同的信號可以分別在不同的通道分析。的通道分析。第84頁/共218頁RB+ECRCC1C2例：例：對直流信號（只有對直流信號（只有+EC）開路開路開路開路第85頁/共218頁RB+ECRC直流通道直流通道第86頁/共218頁

26、RB+ECRCC1C2對交流信號對交流信號(輸入信號輸入信號ui)短路短路短路短路置零置零第87頁/共218頁RBRCRLuiuo交流通道交流通道第88頁/共218頁直流負載線直流負載線RB+ECRCICUCEUCEIC滿足什滿足什么關系？么關系？1、輸出特性。、輸出特性。2、UCE=ECICRC。第89頁/共218頁ICUCEUCE=ECICRCECCCRE直流負載線直流負載線與輸出特與輸出特性的交點性的交點就是就是Q點點QIB第90頁/共218頁交流負載線交流負載線RBRCRLuiuoicuceLcecR1ui 其中：其中：CLLR/RR 第91頁/共218頁iC 和和 uCE是全量，與交

27、流量是全量，與交流量ic和和uce有如下關系有如下關系Ccii CEceuu 所以：所以：LCECR1ui 這就是說，交流信號的變化沿著斜率為：這就是說，交流信號的變化沿著斜率為：LR1 的直線。的直線。這條直線通過這條直線通過Q點，稱為點，稱為交流負載線交流負載線。第92頁/共218頁交流負載線的作法交流負載線的作法ICUCEECCCREQIB過過Q點作一條直線點作一條直線,斜率為斜率為:LR1 交流負載線交流負載線第93頁/共218頁靜態分析靜態分析1、估算法：、估算法：（1） 根據直流通道估算根據直流通道估算IBRB+ECRCIBUBEBBECBRUEIBCR7 . 0E BCRE RB

28、稱為稱為偏置電阻偏置電阻，IB稱稱為為偏置電流偏置電流。第94頁/共218頁（2）根據直流通道估算根據直流通道估算UCE、IBRB+ECRCICUCECCCCERIEU CEOBCIII BI第95頁/共218頁2、圖解法：、圖解法：先估算先估算IB，然后在輸出特性曲線上作，然后在輸出特性曲線上作出直流負載線，與出直流負載線，與IB對應的輸出特性曲線對應的輸出特性曲線與直流負載線的交點就是與直流負載線的交點就是Q點。點。ICUCEBBECBRUEI QCCREEC第96頁/共218頁例：用估算法計算靜態工作點。例：用估算法計算靜態工作點。已知：已知：EC=12V，RC=4K ，RB=300K

29、， =37.5。解：解：A40mA04. 030012REIBCB mA5 . 104. 05 .37IIBC V645 . 112RIUUCCCCCE 請注意電路中請注意電路中IB和和IC的數量級的數量級第97頁/共218頁動態分析動態分析三極管的三極管的微變等效電路微變等效電路首先考察輸入回路首先考察輸入回路iBuBE當信號很小時，將輸當信號很小時，將輸入特性在小范圍內近入特性在小范圍內近似線性似線性。 uBE iBbbeBBEbeiuiur 對輸入的小交流信對輸入的小交流信號而言，三極管相號而言，三極管相當于電阻當于電阻rbe。第98頁/共218頁對于小功率三極管：對于小功率三極管：)m

30、A(I)mV(26)1 ()(200rEberbe的量級從幾百歐到幾千歐。的量級從幾百歐到幾千歐。第99頁/共218頁考察輸出回路考察輸出回路iCuCE)iI (iIibBcCC bBiI 所以：所以：bcii 輸出端相當于一個受輸出端相當于一個受 ib控制的電流源?？刂频碾娏髟?。近似平行近似平行輸出端還要并聯一個輸出端還要并聯一個大電阻大電阻rce。第100頁/共218頁iCuCE iC uCEcceceiur rce的含義的含義第101頁/共218頁ubeibuceicuberbe ibib rceuceicrce很大，一般忽略。很大，一般忽略。第102頁/共218頁等效等效弄清楚等效的概

31、念：弄清楚等效的概念：1、對誰等效。、對誰等效。2、怎么等效。、怎么等效。ebcbec第103頁/共218頁2、放大電路的、放大電路的微變等效電路微變等效電路將交流通道中的三極管用微變等效電路代替將交流通道中的三極管用微變等效電路代替rbe ibibrceiiicuiuoRBRCRL第104頁/共218頁3、電壓放大倍數的計算：、電壓放大倍數的計算：bebirIU LboRIU beLurRA LCLR/RR 負載電阻越小，放大倍數越小。負載電阻越小，放大倍數越小。rbeRBRCRLiU iI bI cI oU BI 第105頁/共218頁4、輸入電阻的計算：、輸入電阻的計算：對于為它提供信號

32、的信號源來說，電路是對于為它提供信號的信號源來說，電路是負載，這個負載的大小可以用輸入電阻來表負載，這個負載的大小可以用輸入電阻來表示。示。輸入電阻的定義：輸入電阻的定義：iiIUri 輸入電阻是動態電阻。輸入電阻是動態電阻。第106頁/共218頁iiIUri beBr/R 電路的輸入電阻越大，從信號源取電路的輸入電阻越大，從信號源取得的電流越小，因此一般總是希望得到得的電流越小，因此一般總是希望得到較大的的輸入電阻。較大的的輸入電阻。rbeRBRCRLiU iI bI cI oU bI第107頁/共218頁5、輸出電阻的計算：、輸出電阻的計算：對于負載而言，放大電路相當于信號源，對于負載而言

33、，放大電路相當于信號源，可以將它進行戴維南等效，戴維南等效電路可以將它進行戴維南等效，戴維南等效電路的內阻就是輸出電阻。的內阻就是輸出電阻。計算輸出電阻的方法：計算輸出電阻的方法：1、所有電源置零，然后計算電阻（對、所有電源置零，然后計算電阻（對有受控源的電路不適用）。有受控源的電路不適用）。2、所有獨立電源置零，保留受控源，加壓、所有獨立電源置零，保留受控源，加壓求流法。求流法。第108頁/共218頁rbeRBRCiI bI cI bI oU oI 00coooRIUr 所以：所以：用加壓求用加壓求流法求輸流法求輸出電阻：出電阻：第109頁/共218頁為了得到盡量大的輸出信號，要把為了得到盡

34、量大的輸出信號，要把Q設置在設置在交流負載線的中間部分。如果交流負載線的中間部分。如果Q設置不合適，設置不合適，信號進入截止區或飽和區，造成信號進入截止區或飽和區，造成非線性失真。非線性失真。失真分析：失真分析：第110頁/共218頁iCuCEuo可輸出可輸出的最大的最大不失真不失真信號信號合適的靜態工作點合適的靜態工作點ib第111頁/共218頁iCuCEuoQ點過低，信號進入截止區點過低，信號進入截止區稱為截止失真稱為截止失真信號波形信號波形第112頁/共218頁iCuCEuoQ點過高，信號進入飽和區點過高，信號進入飽和區稱為飽和失真稱為飽和失真信號波形信號波形第113頁/共218頁為了保

35、證放大電路的穩定工作，必須有合為了保證放大電路的穩定工作，必須有合適的、穩定的靜態工作點。但是，溫度的變適的、穩定的靜態工作點。但是，溫度的變化嚴重影響靜態工作點?；瘒乐赜绊戩o態工作點。對于前面的電路（固定偏置電路）而言，對于前面的電路（固定偏置電路）而言，靜態工作點由靜態工作點由UBE、 和和ICEO決定，這三個參決定，這三個參數隨溫度而變化，溫度對靜態工作點的影響數隨溫度而變化，溫度對靜態工作點的影響主要體現在這一方面。主要體現在這一方面。TUBE ICEOQ靜態工作點的穩定靜態工作點的穩定第114頁/共218頁溫度對溫度對UBE的影響的影響iBuBE25 C50CTUBEIBICBBEC

36、BRUEI 第115頁/共218頁溫度對溫度對 值及值及ICEO的影響的影響T 、 ICEOICiCuCEQQ 總的效果是：總的效果是：溫度上升時，溫度上升時，輸出特性曲輸出特性曲線上移，造線上移，造成成Q點上移。點上移。第116頁/共218頁總之：總之：TIC固定偏置電路的固定偏置電路的Q點是不穩定的。為此，需點是不穩定的。為此，需要改進偏置電路，當溫度升高、要改進偏置電路，當溫度升高、 IC增加時，增加時，能夠自動減少能夠自動減少IB，從而抑制，從而抑制Q點的變化。保持點的變化。保持Q點基本穩定。點基本穩定。常采用分壓式偏置電路來穩定靜態工作點。常采用分壓式偏置電路來穩定靜態工作點。電路見

37、下頁。電路見下頁。第117頁/共218頁RB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuo偏置電路偏置電路I1I2IBB2II 2B1BC21RREII2B2BRIU C2B1B2BERRR EEBEBBERIUUUU EBEBEBECRURUUII 第118頁/共218頁RB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuoI1I2IBEBCRUI 可以認為與溫度無關?？梢哉J為與溫度無關。似乎似乎I2越大越好，越大越好，但是但是RB1、RB2太小，太小，將增加損耗，降低輸將增加損耗，降低輸入電阻。因此一般取入電阻。因此一般取幾十幾十K。第119頁/共218頁RB1+ECRCC1C2RB2CERE

38、RLuiuoI1I2IBTUBEIBICUEIC本電路穩壓本電路穩壓的過程實際的過程實際是由于加了是由于加了RE形成了形成了負負反饋反饋過程過程第120頁/共218頁RB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuoI1I2IBCE將將RE短路，短路，RE對交流不起作對交流不起作用，放大倍數不受影響。用，放大倍數不受影響。如果去掉如果去掉CE，放大倍數怎樣？放大倍數怎樣？第121頁/共218頁rbeRCRLiU iI bI cI oU bI BR RE去掉去掉CE后的微變等效電路后的微變等效電路EbeiRI )1 (rIUbb LRIUbo EbeLuR)1 (rRA 將將RE折算折算到基極到

39、基極第122頁/共218頁去掉去掉CE后的微變等效電路后的微變等效電路R)1 (r/RrEbeBi CoRr rbeRCRLiU iI bI cI oU bI BR RE第123頁/共218頁RB+ECRCC1C2RERLuiuo 2.5 射極輸出器射極輸出器工作情況分析第124頁/共218頁靜態分析：靜態分析：RB+ECRCC2REIBIEEBBECBR)1 (RUEI BEI )1 (I EECCERIEU 折算折算第125頁/共218頁動態分析：動態分析：LeoRIU LELR/RR LbRI1 ）（LebebiRIrIU LbbebRI )1 (rI LbbebLbuRI )1 (rI

40、RI )1 (A LbeLR)1 (rR1 ）（1、電壓放大倍數、電壓放大倍數rbeiU iI bI cI oU bI BRRERL第126頁/共218頁1、,R)1 (rLbe 所以所以，1Au 但是，輸出電流但是，輸出電流Ie增加了。增加了。2、輸入輸出同相，輸出電壓跟隨輸入輸入輸出同相，輸出電壓跟隨輸入電壓，故稱電壓，故稱電壓跟隨器電壓跟隨器。討論討論第127頁/共218頁2、輸入電阻、輸入電阻R)1 (r/RrLbeBi 輸入電阻高，輸入電阻高，對前級有利。對前級有利。rbeiU iI bI cI oU bI BRRERL第128頁/共218頁3、輸出電阻、輸出電阻用加壓求流法求輸出電

41、阻。用加壓求流法求輸出電阻。rbeiU iI bI cI sU bI BRRERsro置置0第129頁/共218頁ebbIIII EsbesbeRURrURrU BssR/RR U IrbeiU iI bI bI BRRERseI 第130頁/共218頁 IUroEsbeR1Rr11 EESSbeEESbeRRRrbeRrRRRr)1 ()()1 ()( U IrbeiU iI bI bI BRRERseI 第131頁/共218頁一般一般sbeERrR1 ）（所以所以 sbesbeoRrRrr1射極輸出器的輸出電阻很小，帶負載射極輸出器的輸出電阻很小，帶負載能力強。能力強。第132頁/共218

42、頁討論討論1、將射極輸出器放在電路的首級，可以、將射極輸出器放在電路的首級，可以提高輸入電阻。提高輸入電阻。2、將射極輸出器放在電路的末級，可以、將射極輸出器放在電路的末級，可以降低輸出電阻，提高帶負載能。降低輸出電阻，提高帶負載能。3、將射極輸出器放在電路的兩級之間，、將射極輸出器放在電路的兩級之間，可以起到電路的可以起到電路的匹配作用匹配作用。第133頁/共218頁1. 電路的組成原則及分析方法電路的組成原則及分析方法(1).靜態：適當的靜態工作點，使靜態：適當的靜態工作點，使FET工作在工作在恒流區，場效應管的偏置電路相對簡單。恒流區，場效應管的偏置電路相對簡單。 (2).動態動態: 能

43、為交流信號提供通路。能為交流信號提供通路。組成原則組成原則靜態分析：靜態分析： 估算法、圖解法。估算法、圖解法。動態分析：動態分析：微變等效電路法。微變等效電路法。分析方法分析方法2.6 場效應管放大電路第134頁/共218頁2. 靜態分析：靜態分析：求：求：UDS和和 ID。+UDD+20VuoRSuiCSC2C1R1RDRGR2RL150K50K1M10K10KGDS10K第135頁/共218頁設：設：UGUGS則：則：UG US而：而：IG=0所以：所以：V5URRRUDD212G mA5 . 0RURUISGSSD V10)RR(IUUDSDDDDS +UDD+20VuouiCSC2C

44、1R1RDRGR2RL150K50K1M10K10KGDS10KRs第136頁/共218頁3. 場效應管的微變等效電路場效應管的微變等效電路GSDGSuDiDSu)u,u( fiDSGSD DSDSDGSGSDDuuiuuii DSDSGSmur1ug GSDmuig 跨導跨導DDSDSiur 漏極輸漏極輸出電阻出電阻第137頁/共218頁gsdgsudidsuSGDrDSgsugsmugdsu很大，可忽略。很大，可忽略。第138頁/共218頁4. 動態分析：動態分析：UgsUiUgsgmUoIdrirogsiUU )R/R(UgULDgsmo LmuRgA sgR2R1RGRL dRLRD第

45、139頁/共218頁21GiR/RRr M0375. 1ro=RD=10KsgR2R1RGRL dRLRD第140頁/共218頁源極輸出器：源極輸出器：uo+UDDRSuiC1R1RGR2RL150K50K1M10KDSC2G10K第141頁/共218頁微變等效電路：微變等效電路：iU gsU oU dI gsmUg LgsmgsLgsmiouRUgURUgUUA 1Rg1RgLmLm riro ro gR2R1RGsdRLRS第142頁/共218頁求求ro加壓求流法。加壓求流法。mgsmgsdoog1UgUIUr SooR/rr ro ro gR2R1RGsRSgsU oU dI gsmUg

46、 第143頁/共218頁+UDD+20VuouiCSC2C1RDRGRLRsGDS耗盡型自給偏壓偏置電路1.靜態分析UGS=-ISRS=-IDRS（RS控制靜態工作點）2.動態分析.第144頁/共218頁第一級第一級第二級第二級第第n-1級級第第n級級輸入輸入輸出輸出功放級功放級耦合耦合耦合方式：耦合方式：直接耦合；直接耦合；阻阻容耦合；容耦合；變壓器耦合。變壓器耦合。2.7 多級阻容耦合放大電路多級阻容耦合放大電路第145頁/共218頁設設: 1= 2=50, rbe1 = 2.9K , rbe2 = 1.7K典型電路典型電路 。、求：求： rrAoi +UCCRS1M(+24V)R120K

47、Ui27KC2C3R3R2RLRE282K43K10K8KUo10KC1RC2T1RE1CET2US前級前級后級后級第146頁/共218頁對耦合電路要求：對耦合電路要求：要求要求 動態動態: 傳送信號傳送信號減少壓降損失減少壓降損失 耦合電路：耦合電路：靜態：靜態：保證保證各級各級Q點點設置設置波形不失真波形不失真第147頁/共218頁阻容耦合電路的頻率特性阻容耦合電路的頻率特性fA耦合電耦合電容造成容造成三極管結三極管結電容造成電容造成第148頁/共218頁關鍵關鍵 :考慮考慮級間影響級間影響1. 靜態靜態: Q點同單級點同單級2. 動態動態性能性能:方法方法:ri2 = RL1ri2Uo1

48、Ui2性能分析性能分析+UCCRS1M(+24V)R120KUi27KC2C3R3R2RLRE282K43K10K8KUo10KC1RC2T1RE1CET2US2i1oUU 第149頁/共218頁考慮級間影響考慮級間影響2ri , ro :概念同單級概念同單級1riro2u1uss1o2iosousAAUUUUUUA ri2Uo1Ui2+UCCRS1M(+24V)R120KUi27KC2C3R3R2RLRE282K43K10K8KUo10KC1RC2T1RE1CET2US第150頁/共218頁解解: 1. 微變等效電路微變等效電路:RE1R2R3RC2RLRSR1sU iU 1ber2ber1

49、bi1bi 2bi1bi 2bi oU ir2irorri2Uo1Ui2+UCCRS1M(+24V)R120KUi27KC2C3R3R2RLRE282K43K10K8KUo10KC1RC2T1RE1CET2US第151頁/共218頁2.動態參數：動態參數：1ri = R1 / rbe1 +（ +1)RL1 其中其中 RL1 = RE1/ ri2 = RE1/ R2 / R3 / rbe1=RE1/RL1=RE1/ri2= 27 / 1.7 1.7K ri =1000K/(2.9+511.7)K 82K2ro = RC2= 10KRE1R2R3RC2RLRSR1sU iU 1ber2ber1bi

50、1bi 2bi1bi 2bi oU ir2iror第152頁/共218頁3 中頻電壓放大倍數中頻電壓放大倍數:其中：其中： RE1R2R3RC2RLRSR1sU iU 1ber2ber1bi1bi 2bi1bi 2bi oU ir2iror1usii1usARrrA 968. 07 . 1519 . 27 . 151R) 1(rR) 1(A1L11be1L11u 778. 0968. 0208282A1us 第153頁/共218頁RE1R2R3RC2RLRSR1sU iU 1ber2ber1bi1bi 2bi1bi 2bi oU ir2iror1477 . 1)10/10(50rRA1be2L

51、22u 4 .114778. 0147AAA2us1usus 第154頁/共218頁2.8 差動放大電路差動放大電路直接耦合放大電路的特殊問題直接耦合放大電路的特殊問題基本型差動放大器基本型差動放大器雙電源長尾式差放雙電源長尾式差放恒流源式差放恒流源式差放差動電路的幾種接法差動電路的幾種接法 第155頁/共218頁直接耦合電路的特殊問題直接耦合電路的特殊問題特殊問題特殊問題:R2 、RE2 : 為設置合適的為設置合適的Q點而增加。點而增加。1.前后級前后級Q點相互影響點相互影響:+UCCuoRC2T2uiRC1R1T1R2RE2第156頁/共218頁2. .零點漂移零點漂移: :uot0 當當

52、 u ui i= 0 = 0 時：時：特殊問題特殊問題: :uiRC1R1T1R2+UCCuoRC2T2RE2有時會將有時會將信號淹沒信號淹沒第157頁/共218頁1.結構結構: 對稱對稱差動放大電路基本原理差動放大電路基本原理uoui1+UCCRCR1T1RBRCR1T2RBui2第158頁/共218頁2.抑制零漂的原理抑制零漂的原理:uo= uC1 - uC2 = 0uo= (uC1 + uC1 ) - (uC2 + uC2 ) = 0當當ui1 = ui2 = 0 時時：當溫度變化時：當溫度變化時：uoui1+UCCRCR1T1RBRCR1T2RBui2uc1uc2第159頁/共218頁

53、1.結構結構:為了使左右平衡，為了使左右平衡，可設置調零電位器可設置調零電位器: 雙電源長尾式差放雙電源長尾式差放ui1uo+UCCRCT1RBRCT2RBui2-UEERE第160頁/共218頁2. 靜態分析靜態分析: 溫度溫度TICIE = 2ICUEUBEIBIC1).RE 抑制抑制溫度漂移溫度漂移ui1 = ui2 = 0自動穩定自動穩定RE : 強負反饋作用強負反饋作用ui1uo+UCCRCT1RBRCT2RBui2-UEERE第161頁/共218頁2). Q點的計算點的計算:直流通路直流通路IC1= IC2= IC= IB UC1= UC2= UCCICRC UE1= UE2 =I

54、BRBUBE UCE1= UCE2 = UC1UE1IC1IC2IBIBIEEBBEEEBR)1 ( 2RUUI ui1uo+UCCRCT1RBRCT2RBui2-UEERE第162頁/共218頁3. 動態分析動態分析: 1) 輸入信號分類輸入信號分類1 差模輸入差模輸入:ui1 = -ui2= ud差模電壓放大倍數差模電壓放大倍數:共模輸入共模輸入:2ui1 = ui2 = uC共模電壓放大倍數共模電壓放大倍數: 共模抑制比共模抑制比:KCMRR =KCMRR (dB) =(分貝分貝)（Common - Mode Rejection Ratio)(differential mode)( co

55、mmon mode) dodduuA coccuuA cdAAcdAAlog20第163頁/共218頁3 任意輸入任意輸入: ui1 , ui2差模分量差模分量:共模分量共模分量:uduCui1 = uC + udui2 = uC - ud 疊加疊加分解分解2ui1 - ui2=2ui1 + ui2=例題例題: ui1 = 20 mv , ui2 = 10 mv 則：則：ud = 5mv , uc = 15mv ui1 = 15mv + 5mv,ui2= 15mv - 5mv第164頁/共218頁ui = ui1 - ui2 = 2ud即即:2) 差模輸入差模輸入+UCC-UEEuiuoRCT

56、1RBRCT2RBRERR均壓器均壓器di1 iuu21u di2iuu21u 第165頁/共218頁1RE對差模信號作用對差模信號作用: : ui1 ui2ib1 , ic1ib2 , ic2ic1 = - ic2iRE = ie1+ ie2 = 0uRE = 0ib2ib1ic2ic1iRERE對差模信號對差模信號不起不起作用作用+UCC-UEEuiuoRCT1RBRCT2RBRERR第166頁/共218頁2差模信號通路差模信號通路:T1單邊微變等效電路 ui2 ui1RR uod1 uod2 uodC1B1C2EB2RCT1RBRCT2RBib2ib1ic1ic2uod1RBB1EC1R

57、C ib1ui1rbe1ib1第167頁/共218頁3 放大倍數放大倍數: :差模電壓放大倍數差模電壓放大倍數: :i1od1d1uuA iodduuA 單邊差模放大倍數單邊差模放大倍數: :1beBC1beB1bC1b1drRR)rR(iRiA 2d1dAA uod1RBB1EC1RC ib1ui1rbe1ib1第168頁/共218頁1di2i2d1 i1di2od1oddAuuAuAuuuA 若差動電路帶負載若差動電路帶負載RL(接在接在c1與與c2之之間間), 對于差動信號而言，對于差動信號而言，RL中點電位中點電位為為0, 所以放大倍數：所以放大倍數：1beBLC1drR21)R/R(

58、A 總的差動電壓放大倍數：總的差動電壓放大倍數：第169頁/共218頁ro = 2 RC ri ri ro)Rr/(R 2rB1bei 輸入電阻：輸入電阻：輸出電阻：輸出電阻：4 輸入輸出電阻輸入輸出電阻: :RR C1B1C2EB2RCT1RBRCT2RB第170頁/共218頁3) 共模輸入共模輸入uC uoc2 uoc1 uocic1ic2iREuRERE對共模信號起作用，并且對共模信號起作用，并且iRE=2ie1。-UEE+UCREC1B1C2EB2RCT1RBRCT2RB第171頁/共218頁共共模信號通路模信號通路: :uC1 uoc2 uoc1uoc2REERCT1RBRCT2RB

59、 ic1 ic2ie1uC22RE ie2第172頁/共218頁T T1 1單邊微變等效電路單邊微變等效電路E1bBc1c1oc1cR)1 ( 2rRRuuA 2cA ic1uc1RBuoc1ib1RC ib12REie1rbe1第173頁/共218頁uoc2 = AC2 uc2uoc= uoc1 uoc2 0KCMRR uoc1 = AC1 uc1AC 0負載影響共模放大倍數嗎？負載影響共模放大倍數嗎？不影響！不影響！第174頁/共218頁恒流源式差放電路恒流源式差放電路電路結構電路結構:IC3ui1+UCCui2uoC1B1C2EB2RCT1RBRCT2RBR2T3R1R3-UEE第175

60、頁/共218頁 rce3 1M 恒流源uCEIB3iCUCE3IC3QUCE3 T3 :放大區IC3ui1+UCCui2uoC1B1C2EB2RCT1RBRCT2RBR2T3R1R3-UEE3c3ce3ceIUr 第176頁/共218頁恒流源相當于阻值很大的電阻。恒流源相當于阻值很大的電阻。恒流源不影響差模放大倍數。恒流源不影響差模放大倍數。恒流源影響共模放大倍數，使共模放恒流源影響共模放大倍數，使共模放大倍數減小，從而增加共模抑制比，大倍數減小，從而增加共模抑制比，理想的恒流源相當于阻值為無窮的電理想的恒流源相當于阻值為無窮的電阻，所以共模抑制比是無窮。阻，所以共模抑制比是無窮。恒流源的作用