1、Chp7 半導體三極管及交流放大電半導體三極管及交流放大電路路校園廣播微弱信號合適信號檢測處理顯示驅動負載放大放大電路放大電路：將微弱信號加以放大的電路本章主要內容 半導體三極管 基本交流放大電路 微變等效電路分析法 放大器中的負反饋 功率放大器 頻率特性及多級放大器7-1 半導體三極管半導體三極管三極管的分類三極管的分類電路符號高頻管低頻管工作頻率功率小功率管大功率管半導體材料硅管鍺管結構NPN管PNP管一、NPN管的基本結構集電結集電結發射結發射結bceNPN管的符號bcePNP管的符號結構示意圖二、電流放大作用集電結發射結BICIEIEBCIIICBIICEIICBII 可見：可見： 三

2、極管的放大作用三極管的放大作用就在于基極電流就在于基極電流IB的微的微小變化能引起集電極電小變化能引起集電極電流流IC很大的變化。很大的變化。電流放大、電壓放大電流放大、電壓放大bce(P158 表表7-1)二、電流放大作用集電結發射結BICIEI共射極放大電路三 、特性曲線1.輸入特性曲線()|CEBBEUIf U一定0.7死區電壓（門坎電壓）硅管約0.5V鍺管約0.1VUCE1V正常工作時的UBE硅管約0.7V鍺管約0.3V三 、特性曲線1.輸入特性曲線()|BCCEIIf U一定2.輸出特性曲線40 A1.520 A0 A60 A80 A100 A120 A2.33.1三種工作狀態：放大

3、、飽和、截止飽飽和和區區截止區截止區放放大大區區工作狀態發射結集電結其它放大正偏反偏飽和正偏正偏截止反偏反偏0CEUCBII0,0BCII四、主要參數 表征管子性能優劣和適用范圍bce1.電流放大系數直流電流放大系數CBIICBII交流電流放大系數2.集電極基極反向截止電流CBOI3.集電極發射極反向穿透電流CEOI4.集電極最大允許電流CMI5.集電極發射極反向擊穿電壓CEOBU6.集電極最大允許功率損耗受溫度影響較大 練習與思考練習與思考P161 7-1-1 7-1-2 7-1-3 7-1-47-2 基本交流放大電路基本交流放大電路分類分類電壓放大電路得到足夠大的輸出電壓功率放大電路得到足

4、夠大的輸出功率以驅動負載基本要求基本要求不不失真失真地放大輸入信號地放大輸入信號放放大大電電路路輸入信號輸出信號iu靜態工作點需正確設置！靜態工作點需正確設置！BI靜態工作點靜態工作點一、放大電路的組成一、放大電路的組成共發射極基本交流放大電路共發射極基本交流放大電路習慣畫法習慣畫法1.三極管能量控制2.直流電源UCC5.耦合電容C1、C23.基極偏流電阻RB使BJT處于放大區提供能量4.集電極電阻RCCCEiu 隔直通交1CXC選用C較大的電解電容二、放大電路的靜態分析二、放大電路的靜態分析放大電路工作狀態的劃分靜態動態0iu 0iu 1.靜態工作點的估算直流通路IB、IC、UCE、UBEC

5、CBEBBUUIRCCBURCBIICECCCCUUI R2. 圖解法二、放大電路的靜態分析二、放大電路的靜態分析 IB、IC、UCE、UBE1. 估算法tan()|BCCEIconstIf U20 A0 A60 A80 A100 A120 A2.33.140 ACCCECCI RUU0CCECCIUU0CCCECCUUIR Q直流負載線直流負載線三、放大電路的動態分析三、放大電路的動態分析直流分量,BCCEIIU交流分量, ,bccei i u總的電壓、電流,BCCEiiuBBbiIiCCciIiCECEceuUu/BEuVtoCEUQQQto/BiABI疊加三、放大電路的動態分析三、放大電

6、路的動態分析/BEuVtoCEUQQQto/BiABIto/CimACI/CimA/CEuVoQQQt/CEuVoCEU/B EuVtoC EUQQ Q to/BiABIto/Cim ACI/Cim A/C EuVoQQ Q t/C EuVoC EU動態分析小結：1. ui0時，各處電壓電流為靜態值；加入ui后，各量在原靜態 值基礎上疊加交流分量。2. 輸入電壓ui與輸出電壓uo是頻率相同的正弦量，且相位相反3. 由于三極管的電流放大作用，以及集電極電阻RC的共同作用，使得uo幅值比ui幅值大很多三、放大電路的動態分析三、放大電路的動態分析交流通路交流通路LRocLui R ceouuCECE

7、ceCEouUuUu()CECCLUiIRCEcLUi R11()CCECECLLLiuUI RRR 負載開路時LR ,LCRR 11()CCECECCCCiuUI RRR /CimA/CEuVoQ直流負載線直流負載線交流負載線交流負載線四四非非線線性性失失真真/CimA/CEuVo1Q2Q2CI1CI/CimAot/CEuVt飽和失真飽和失真截止失真截止失真 練習與思考 P168 7-2-17-2-27-2-37-2-4P190 7-1/CimAo/CEuV7-3 微變等效電路分析法微變等效電路分析法當輸入信號是微小信號（小信號）時的近似處理方式一、三極管的微變等效電路模型一、三極管的微變等

8、效電路模型QQQBiBEuBEbeBuri26()300(1)()beEmVrImA（經驗公式）（經驗公式）CEuCiCEceCuri（很大）（很大）微變等效電路模型1Q2Q（c）放大電路的微變等效電路二、放大電路的微變等效電路二、放大電路的微變等效電路（a）放大電路（b）交流通路三、電壓放大倍數三、電壓放大倍數ouiuAu定義：(|)obcLui RR ib beui r(|)|obcLcLuib bebeui RRRRAui rr 1.負號代表uo與ui反相2.未接負載（RL0）時，電壓放大倍數最大四、輸入電阻ri與輸出電阻ro輸入輸入信號信號ir輸入電阻iiuri|iibbeurRrii

9、r四、輸入電阻ri與輸出電阻ro輸入輸入信號信號ro輸出電阻令0iu 則0bi 顯然ocrR例 圖示交流放大電路中(2)電壓放大倍數，并與負載端開路時的電壓放大倍數作比較(3)放大電路的輸入電阻ri和輸出電阻ro(1)畫出微變等效電路(1)微變等效電路50(5|5)1300.963obuibuiAui 26300519632ber 解:(2)2040500BEBUIA(1)2.042EBIImAmA負載開路時5052600.963obuibuiAui 微變等效電路(3)求放大電路的輸入電阻ri和輸出電阻ro由微變等效電路可得500|iberkr963ber5ork 練習與思考練習與思考 P17

10、17-3-1 使用微變等效電路分析放大電路的前提是什么？能否用它確定放大電路的靜態參數？（不能）（輸入信號是小信號）7-3-2 rbe是三極管的什么電阻，它是靜態參數還是動態參數？（輸入端等效電阻，動態參數）QQQBiBEu它與靜態工作點有無關系？（有關系）7-3-3 計算放大電路的輸出電阻時為什么不包括負載電阻RL？（RL是放大電路的負載，不是放大電路的一部分）7-3-4 為什么希望放大器輸入電阻ri高些，輸出電阻ro小些？ri越高，輸入信號源的損失越小ro越小，輸出電壓受負載影響越小，即電路的帶負載能力越強 練習與思考練習與思考 P1717-4 分壓式偏置電路分壓式偏置電路（a）基本放大電

11、路（b）分壓式偏置電路溫度變化，IC變化，Q漂移基極偏置電阻和射極電阻使得Q點穩定一、一、Q點的估算點的估算（a）分壓式偏置電路（b）直流通路基極電位112bBCCbbRUURR射極電流BBEEeUUIRCECCCcUUI R射極電流1EBII1CEII集電極電流二、動態參數的計算二、動態參數的計算（a）分壓式偏置電路（b）交流通路（c）微變等效電路(|)(|)obcLcLuib bebeui RRRRAui rr 1.電壓放大倍數2.輸入電阻12|ibbberRRr3.輸出電阻ocrR三、射極無旁路電容的分壓式偏置電路三、射極無旁路電容的分壓式偏置電路（a）交流通路（b）微變等效電路動態參數

12、Au、ri、ro1.電壓增益(|)(|)(1)(1)obcLcLuib bebebeeui RRRRAui ri RrR 微變等效電路三、射極無旁路電容的分壓式偏置電路三、射極無旁路電容的分壓式偏置電路動態參數Au、ri、ro1.電壓增益2.輸入電阻ir(1)(1)ib bebeibeebbui ri RrrRii12|ibbirRRr3.輸出電阻ocrR(|)(|)(1)(1)obcLcLuib bebebeeui RRRRAui ri RrR 7-5 射極輸出器射極輸出器（a）射極輸出器（b）交流通路初步分析：1.共集電極放大電路2.輸出電壓uo取自發射極3.輸出電壓uo與輸入電壓ui十分

13、相近，僅相差ube一、靜態工作點一、靜態工作點Q（a）射極輸出器（b）直流通路BbBEEeCCI RUI RU(1)EBIICEeECCUR IUUBE可忽略可確定Q點二、動態參數二、動態參數（a）射極輸出器（b）微變等效電路1.電壓放大倍數(1)(|)ib beobbeeLui rui rRR(1)(|)obbLuiRR(1)(|)(1)(|)oeLuibeeLuRRAurRR1(1)且(1)(|)eLbeRRr射極跟隨器射極跟隨器二、動態參數二、動態參數（b）微變等效電路1.電壓放大倍數2.輸入電阻ir(1)(|)ib beobbeeLui rui rRR|ibirRr(1)(|)iibe

14、eLburrRRi3.輸出電阻|11bebeoerrrR1uA ri大、大、ro小小射極輸出器特點：射極輸出器特點：射極輸出器1.電壓放大倍數近似為1，但恒小于1，且RL對其影響甚小2.輸入電阻高，且與負載電阻RL有關3.輸出電阻小，帶負載能力強 練習與思考練習與思考P1777-5-1 射極輸出器有無電壓放大作用？有無電流放大作用？（無）（有）7-5-2 射極輸出器有哪些特點？7-6 頻率特性及多級放大器頻率特性及多級放大器一、單級放大器的頻率特性一、單級放大器的頻率特性容抗12CXfCC1、C2大C0小f 較大時，C1，C2可忽略f 較小時，C0可忽略中頻區通頻帶90180270umA2um

15、A低頻區高頻區ofuA（a）幅頻特性of（b）相頻特性HfLf二、多級放大器二、多級放大器（a）阻容耦合（b）直接耦合（a）變壓器耦合多級放大器的級間耦合方式（前置級）（直流放大電路）（功率輸出級）耦合方式的選擇的原則1.各級靜態工作點能正常設置2.前一級輸出的交流信號能暢通地傳送到后一級3.信號在耦合電路中傳遞時不產生失真，信號損失要小12uuuAAA電壓增益12.uuuunAAAA例 圖示電路中，已知1211121150,15,5,5,2.4bbceRkRkRkRk221200,5,20,12 ,0.6beLCCBERkRkRkUV UV求：（1）第一級與第二級的靜態工作點Q1、Q2（2）畫出微變等效電路（3）各級電壓增益Au1、Au2及總的電壓增益Au7-9 功率放大器功率放大器一、特點1.輸入信號是大信號2.要求輸出信號具備足夠大