1、上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎2.1 晶體管晶體管晶體管又稱半導體三極管晶體管又稱半導體三極管晶體管是最重要的一種半導體器件之一，它的放晶體管是最重要的一種半導體器件之一，它的放大作用和開關作用，促使了電子技術的飛躍。大作用和開關作用，促使了電子技術的飛躍。第第2章章 晶體管及放大電路基礎晶體管及放大電路基礎上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎 部分三極管的外形部分三極管的外形 上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎三極管的不同封裝形式三極管的不同封裝形式金屬封裝金屬封裝塑料封裝塑料封裝大功率管大功率管中功率管中功率管上頁上頁下頁

2、下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎半導體三極管圖片半導體三極管圖片上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎2.1.1 晶體管的結構晶體管的結構(2) 根據使用的半導體材料分為根據使用的半導體材料分為: : 硅管和鍺管硅管和鍺管 (1) 根據結構分為根據結構分為: NPN型和型和PNP型型晶體管的主要類型晶體管的主要類型上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎集電區集電區EBC發射區發射區基區基區平面型晶平面型晶體管的結體管的結構示意圖構示意圖2.1.1 晶體管的結構晶體管的結構2.1.1 晶體管的結構晶體管的結構NPN型型PNP型型-NNP發射區發射區

3、集電區集電區基區基區發射結發射結 集電結集電結ecb發射極發射極集電極集電極基極基極-PPN發射區發射區集電區集電區基區基區發射結發射結 集電結集電結ecb發射極發射極集電極集電極基極基極ecb符號符號cbe符號符號模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎上一頁上一頁下一頁下一頁回目錄回目錄退出退出第第2 2章章 晶體管及其放大電路晶體管及其放大電路多子濃度高多子濃度高多子濃度很多子濃度很低，且很薄低，且很薄面積大面積大晶體管有三個極、三個區、兩個晶體管有三個極、三個區、兩個PN結。結。 三極管的結構特點三極管的結構特點:（1）發射區的摻雜濃度基區摻雜濃度。）發射區的摻雜濃度基區摻雜濃度。（2）基區要

4、制造得很薄且濃度很低。）基區要制造得很薄且濃度很低。（3）集電結面積大）集電結面積大模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎上一頁上一頁下一頁下一頁回目錄回目錄退出退出第第2 2章章 晶體管及其放大電路晶體管及其放大電路 三極管的三種組態三極管的三種組態(c) (c) 共集電極接法共集電極接法，集電極作為公共電極。，集電極作為公共電極。(b) (b) 共發射極接法共發射極接法，發射極作為公共電極；，發射極作為公共電極；(a) (a) 共基極接法共基極接法，基極作為公共電極；，基極作為公共電極；BJTBJT的三種組態的三種組態上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎晶體管共射極接法晶體管

5、共射極接法原理圖原理圖電路圖電路圖IBBBVBRCCVCRcN NPBEU CBU EIbeICICBO CEU TCI CEUCRCCVEIBBVBRBEUBI 2.1.2 晶體管的工作原理晶體管的工作原理1發射結正向偏置、集電結反向偏置發射結正向偏置、集電結反向偏置放大狀放大狀態態 模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎上一頁上一頁下一頁下一頁回目錄回目錄退出退出第第2 2章章 晶體管及其放大電路晶體管及其放大電路 擴散運動形成發射極電流擴散運動形成發射極電流IE，復合運動形成基極，復合運動形成基極電流電流IB，漂移運動形成集電極電流，漂移運動形成集電極電流IC。少數載流少數載流子的運動子的運動

6、因發射區多子濃度高使大量電子從發因發射區多子濃度高使大量電子從發射區擴散到基區射區擴散到基區因基區薄且多子濃度低，使擴散到基因基區薄且多子濃度低，使擴散到基區的電子中的極少數與空穴復合區的電子中的極少數與空穴復合因集電區面積大，在外電場作用下大因集電區面積大，在外電場作用下大部分擴散到基區的電子漂移到集電區部分擴散到基區的電子漂移到集電區基區空穴基區空穴的擴散的擴散2.1.2 晶體管的工作原理晶體管的工作原理1發射結正向偏置、集電結反向偏置發射結正向偏置、集電結反向偏置放大狀態放大狀態 模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎上一頁上一頁下一頁下一頁回目錄回目錄退出退出第第2 2章章 晶體管及其放大電

7、路晶體管及其放大電路每個電極上的電流分別表示為：每個電極上的電流分別表示為：IC=ICN+ICBO (2)IB=IBN-ICBO (3)IE=ICN+IBN (4)IE擴散運動形成的電流擴散運動形成的電流 IB復合運動形成的電流復合運動形成的電流 IC漂移運動形成的電流漂移運動形成的電流三極管的電流關系：三極管的電流關系：IEIBIC (1)模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎上一頁上一頁下一頁下一頁回目錄回目錄退出退出第第2 2章章 晶體管及其放大電路晶體管及其放大電路定義共發射極直流定義共發射極直流電流放大系數電流放大系數)5(BNCNII將和代入將和代入)6()1 (BCEOBCBOBCII

8、IIIICBOCEOII)1 (-稱為穿透電流稱為穿透電流上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎 對于已經制成的晶體管，對于已經制成的晶體管，I ICNCN和和I IBNBN的比值基本的比值基本上是一定的，因此，上是一定的，因此，I IB B微小的變化會引起微小的變化會引起I IC C很大的變化，這就是晶體管的電流放大很大的變化，這就是晶體管的電流放大作用。作用。模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎上一頁上一頁下一頁下一頁回目錄回目錄退出退出第第2 2章章 晶體管及其放大電路晶體管及其放大電路CBOCEOBCBC)(1 IIiiII穿透電流穿透電流集電結反向電流集電結反向電流直流

9、電流直流電流放大系數放大系數交流電流放大系數交流電流放大系數一般認為：一般認為：BcBCiiII三極管的電流關系：三極管的電流關系：IEIBIC 上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎2.1.3 晶體管共射極的伏安特性曲線晶體管共射極的伏安特性曲線 1共射極輸入特性共射極輸入特性 一一定定CEBEBu)u( fi 共射極輸入特性共射極輸入特性三極管共射極接法三極管共射極接法BiBEuCiCEu Ei4 . 08 . 0ABiVBEu0uCE=0VuCE1V上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎(1) 輸入特性是非線性的，輸入特性是非線性的， 有死區。有死區。

10、 (2) 當當uBE不變，不變，uCE從零增大從零增大 時，時，iB將將減小。減小。輸入特性的特點輸入特性的特點(3) 當當uCE1V，輸入特性曲線幾乎重合在一起，輸入特性曲線幾乎重合在一起， 即即uCE對輸入特性幾乎無影響。對輸入特性幾乎無影響。 4 . 08 . 0ABiVBEu0uCE=0VuCE1V上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎一一定定BiCEC)u( fi 2共射極輸出特性共射極輸出特性 輸出特性曲線輸出特性曲線飽和區飽和區截止區截止區放大區放大區iB=20A0406080100246801234iC/ mA uCE/ V BiBEuCiCEu Ei上頁上頁

11、下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎各區的特點各區的特點(1) 飽和區飽和區a. UCEUBEb. ICIBc. UCE增大增大， IC 增大增大飽和區飽和區iB=20A0406080100246801234iC/ mA uCE/ V 上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎(3) 截止區截止區a. IB0b. IC0(2) 放大區放大區a. UCEUBEb. IC=IBc. IC與與UCE無關無關飽和區飽和區放大區放大區iB=20A0406080100246801234iC/ mA uCE/ V 上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎NPN管與管

12、與PNP管的區別管的區別iB、uBE、iC、 iE 、uCE的極性二者相反。的極性二者相反。NPN管電路管電路BiBEuCiCEu EiPNP管電路管電路BiBEuCiCEu Ei上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎硅管與鍺管的主要區別硅管與鍺管的主要區別(3) 鍺管的鍺管的ICBO比硅管大比硅管大(1) 死區電壓約為死區電壓約為硅管硅管0 0.5 V鍺管鍺管0.1 V(2) 導通壓降導通壓降| |uBE| |約為約為鍺管鍺管0.3V硅管硅管0 0.7 V模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎上一頁上一頁下一頁下一頁回目錄回目錄退出退出第第2 2章章 晶體管及其放大電路晶體管及其

13、放大電路三極管工作狀態的判斷三極管工作狀態的判斷例例1：測量某測量某NPN型硅晶體管各電極對地的電壓值如下，型硅晶體管各電極對地的電壓值如下，試判別管子工作在什么區域？試判別管子工作在什么區域？ 解：原則：原則：正偏正偏反偏反偏反偏反偏集電結正偏正偏正偏正偏反偏反偏發射結飽和飽和放大放大截止截止對NPN管而言，放大時（1）放大區（）放大區（2）截止區（）截止區（3）飽和區）飽和區對對PNPPNP管而言，放大時管而言，放大時模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎上一頁上一頁下一頁下一頁回目錄回目錄退出退出第第2 2章章 晶體管及其放大電路晶體管及其放大電路截止狀態截止狀態ecb放大狀態放大狀態UDIB

14、ICIBecb發射結導通壓降發射結導通壓降UD硅管硅管0.7V鍺管鍺管0.3V飽和狀態飽和狀態ecbUDUCES飽和壓降飽和壓降UCES三極管直流等效電路三極管直流等效電路模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎上一頁上一頁下一頁下一頁回目錄回目錄退出退出第第2 2章章 晶體管及其放大電路晶體管及其放大電路例例2某放大電路中晶體管三個電極的電流如圖所示。某放大電路中晶體管三個電極的電流如圖所示。 IA2mA, IB0.04mA, IC2.04mA, 試判斷管腳、管型。試判斷管腳、管型。解：電流判斷法：解：電流判斷法：KCL：IE=IB+ IC 電流的方向電流的方向ABC IAIBICC為發射極；為發射

15、極；B為基極；為基極；A為集電極。為集電極。管型為管型為NPN管。管。上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎2.1.4 晶體管的主要電參數晶體管的主要電參數1. 直流參數直流參數(3) 集電極集電極基極間反向飽和電流基極間反向飽和電流ICBO (2) 共基極直流電流放大系數共基極直流電流放大系數 (1) 共射極直流電流放大系數共射極直流電流放大系數 (4) 集電極集電極發射極間反向飽和電流發射極間反向飽和電流ICEO ECII上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎 1 1的關系的關系 995. 095. 0 20020 一般情況一般情況上頁上頁下頁下頁返回返

16、回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎2. 交流參數交流參數 (1) 共基極交流電流放大系數共基極交流電流放大系數 (2) 共射極交流電流放大系數共射極交流電流放大系數 上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎為共基極交流電流放大系數為共基極交流電流放大系數 為共射極交流電流放大系數為共射極交流電流放大系數 ECII BCII 定義定義與與的關系的關系 1 1 ，一般可以認為一般可以認為上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎3. 極限參數極限參數(4) 集電極最大允許電流集電極最大允許電流ICM下降下降(1) 集電極開路時發射極集電極開路時發射極基極間反向擊穿基極

17、間反向擊穿 電壓電壓U(BR)EBO (2) 發射極開路時集電極發射極開路時集電極基極間反向擊穿基極間反向擊穿 電壓電壓U(BR)CBO (3) 基極開路時集電極基極開路時集電極發射極間反向擊穿發射極間反向擊穿 電壓電壓U(BR)CBO 上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎不安全區不安全區iCuCEOU (BR)CEOICM安全區安全區(5) 集電極最大允許功率耗散集電極最大允許功率耗散PCM等功耗線等功耗線PC=PCM =uCEiC上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎2.1.5 溫度對管子參數的影響溫度對管子參數的影響 1對對的影響的影響C/)%15

18、. 0( T 10)CBO()CBO(002TTTTII 2對對ICBO的影響的影響3對對UBE的影響的影響 C/mV)5 . 22(BE TU4溫度升高，管子的死區電壓降低。溫度升高，管子的死區電壓降低。 上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎2.2 共射極放大電路的組成和工作原理共射極放大電路的組成和工作原理 2.2.1 放大電路概述放大電路概述 1放大電路的用途放大電路的用途 應用舉例應用舉例放放大大器器直直 流流 電電 源源話筒話筒 輸入輸入揚聲器揚聲器輸出輸出把微弱的電信把微弱的電信號不失真地放號不失真地放大到負載所需大到負載所需的數值的數值上頁上頁下頁下頁返回返回

19、模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎2放大電路的主要性能指標放大電路的主要性能指標 放大器性能指標測量原理方框圖放大器性能指標測量原理方框圖 被被 測測 放放 大大 電電 路路負負載載正正弦弦波波信信號號源源+ +直直 流流 電電 源源SUiUoULRoRSRoUoIiIiR+ + + +上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎ioIIAi 電流放大倍數電流放大倍數AiioUUAu 電壓放大倍數電壓放大倍數Au (1) 放大倍數放大倍數 A 功率放大倍數功率放大倍數ApiiooioIUIUPPAp 上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎(2) 輸入電阻輸入電阻Ri

20、 iiiIUR Ri越大，越大，Ui也就越大。也就越大。SiSiiURRRU a. 由于由于b. Ri越大，輸入電流越大，輸入電流ii越小，對越小，對信號源索取電流越小。信號源索取電流越小。上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎(3) 輸出電阻輸出電阻Ro a. 輸出電阻輸出電阻Ro的的定義定義 LSoR0UIUR測量電路測量電路被被+ +測測 放放大大 電電 路路直直 流流 電電源源0S uSRu+ +iRo上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎即即 Ro越小，輸出電壓越穩定，電路帶負載能力越強。越小，輸出電壓越穩定，電路帶負載能力越強。ooLLoURRR

21、U由圖可知由圖可知b. Ro對對輸出電壓輸出電壓的的影響影響ooUU0oR當當時，時，oU-負載開路時的輸出電壓負載開路時的輸出電壓oU-帶負載時的輸出電壓帶負載時的輸出電壓上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎(4) 動態范圍動態范圍Uopp使輸出電壓使輸出電壓uo的非線性失真度達到某一規定數值時的非線性失真度達到某一規定數值時的的uo的的峰峰- -峰值峰值上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎(5) 頻帶寬度頻帶寬度fbw)( f 相頻特性相頻特性 uuAUUAio由由幅頻特性幅頻特性)( fAAuu 2muA幅頻特性曲線幅頻特性曲線fLfHfuAmuA

22、fbw相頻特性曲線相頻特性曲線90_o180_o225_o270_o135_ofbwf上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎2.2.2 共射極放大電路的組成及其工作原理共射極放大電路的組成及其工作原理 1. 共射極放大電路的組成共射極放大電路的組成ou2CiuCCV BRCR1C TLR不畫電源符號，只不畫電源符號，只寫出電源正極對地寫出電源正極對地的電位的電位VCC,RB:使發使發射極正偏置，射極正偏置，并提供合適的并提供合適的基極偏置電流基極偏置電流RC:將集電極電流信號將集電極電流信號轉換為電壓信號。轉換為電壓信號。三極管三極管 T 起放大作用。起放大作用。C1 ,C2

23、 起隔直作用。起隔直作用。上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎各元器件的作用各元器件的作用T 放大器件放大器件隔離放大電路對信號源和負載隔離放大電路對信號源和負載的直流影響。的直流影響。溝通信號源、放大電路、負載溝通信號源、放大電路、負載之間的信號傳遞通道。之間的信號傳遞通道。耦合電容耦合電容C1、 C2上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎為為T提供提供Je正偏電壓正偏電壓UBEVCC、RB提供基極偏置電流提供基極偏置電流IBVCC為為T提供提供Jc反偏電壓反偏電壓UCE及集電極及集電極電流電流IC為電路提供能量為電路提供能量RC 將集電極電流的變化變換

24、為電壓電壓的將集電極電流的變化變換為電壓電壓的 變化變化模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎上一頁上一頁下一頁下一頁回目錄回目錄退出退出第第2 2章章 晶體管及其放大電路晶體管及其放大電路 組成原則組成原則1. 直流電源的極性大小要保證使晶體管發射結正向偏直流電源的極性大小要保證使晶體管發射結正向偏 置，集電結反向偏置置，集電結反向偏置。2.電阻適當，同電源配合，使放大管有合適電阻適當，同電源配合，使放大管有合適Q點。點。3.輸入信號必須能夠作用于放大管的輸入回路輸入信號必須能夠作用于放大管的輸入回路, 放大管放大管的輸出必須夠作用于負載。的輸出必須夠作用于負載。4.對實用放大電路的要求：對實用放

25、大電路的要求：直流電源種類盡可能少、負直流電源種類盡可能少、負載上無直流分量。載上無直流分量。上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎放大電路的兩種工作狀態放大電路的兩種工作狀態靜態靜態 當輸入信號為零時電路的工作狀態當輸入信號為零時電路的工作狀態靜態時放大電路中只有直流分量。靜態時放大電路中只有直流分量。動態動態 有輸入信號時電路的工作狀態有輸入信號時電路的工作狀態 動態時電路中的信號為交、直流混合信號。動態時電路中的信號為交、直流混合信號。ou2CiuCCV BRCR1C TLR模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎上一頁上一頁下一頁下一頁回目錄回目錄退出退出第第2 2章章 晶體

26、管及其放大電路晶體管及其放大電路 靜 態靜靜 態工作點態工作點Q： UBEQ、IBQ、 ICQ 和和UCEQ放大電路放大電路沒有輸入信號沒有輸入信號時的工作狀態稱為靜態時的工作狀態稱為靜態,或稱直流工作狀態或稱直流工作狀態動 態uBEuiUBEQ，信號疊加在靜態之上。，信號疊加在靜態之上。上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎2. 共射極放大電路的工作原理共射極放大電路的工作原理ceouu bBQBiIi cCQCiIi iBEQBEuUu C2隔直作用隔直作用ou2CiuCCV BRCR1C TLR CEuBEuCiBiiuceCEQCEuUu 模擬電子技術基礎模擬電子技術

27、基礎上一頁上一頁下一頁下一頁回目錄回目錄退出退出第第2 2章章 晶體管及其放大電路晶體管及其放大電路IBQuiOt iB OtuCEOtuoOt iC OtICQUCEQceCEQCEcCQCbBQBBEQBEuUuiIiiIiuUu i 各電壓、電流的波形各電壓、電流的波形ceouu 上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎注注 不同書寫體字母的含義不同書寫體字母的含義UBE、IB 大寫字母，大寫下標，表示直流量。大寫字母，大寫下標，表示直流量。ube、ib小寫字母，小寫下標，表示交流瞬時值。小寫字母，小寫下標，表示交流瞬時值。uBE 、iB小寫字母，大寫下標，表示交、直混合

28、量。小寫字母，大寫下標，表示交、直混合量。上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎2.3 放大電路的靜態分析放大電路的靜態分析 靜態分析靜態分析就是通過放大就是通過放大電路的直流通路求解靜態工電路的直流通路求解靜態工作點值作點值IBQ、ICQ、UCEQ等。等。直流通路直流通路CEQUCCV BRCRTBEQUCQIBQIou2CiuCCV BRCR1C TLR畫直流通路方法：畫直流通路方法：所有電容開路所有電容開路所有電量大寫所有電量大寫上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎2.3.1 估算法在放大電路靜態分析中的應用估算法在放大電路靜態分析中的應用 BQCQ

29、II UCEQ=VCCICQRC式中，式中，|UBEQ |凡硅管可取為凡硅管可取為0.7 V、鍺管鍺管0.3 V。 由輸入回路方程由輸入回路方程VCC=IBQRB+UBEQBBEQCCBQRUVI 得得由輸出回路方程由輸出回路方程模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎上一頁上一頁下一頁下一頁回目錄回目錄退出退出第第2 2章章 晶體管及其放大電路晶體管及其放大電路解解 1. 作直流通路作直流通路VRIVUmAIIuAKRUVI42412440100403007 . 012cCQCCCEQBQCQbBEQCCBQ 試求該電路的靜態工作點。試求該電路的靜態工作點。例如圖，已知例如圖，已知BJTBJT的的=

30、100=100，U UBEBE=0.7V=0.7V，2.求求Q點點上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎2.3.2 圖解法在放大電路靜態分析中的應用圖解法在放大電路靜態分析中的應用 求解靜態工作點的常用方法求解靜態工作點的常用方法估算法估算法圖解法圖解法2. 輸出回路輸出回路CEuCCV BRCRTBEuCiBi 輸出回路輸出回路 非線性部分：非線性部分：BQBIiCECufi)( 得出得出Q（ IBQ，ICQ，VCEQ ）線性部分：線性部分：稱為直流負載線稱為直流負載線直流負載線與晶體管輸出直流負載線與晶體管輸出特性曲線的交點，即為放特性曲線的交點，即為放大電路的輸入靜態工

31、作點大電路的輸入靜態工作點Qo。CCCCVRiuCE 上頁上頁下頁下頁返回返回模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎iCOuCECCC/ RVCCVMN直流負載線直流負載線輸出輸出特性特性曲線曲線oQCQICEQUBQI模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎上一頁上一頁下一頁下一頁回目錄回目錄退出退出第第2 2章章 晶體管及其放大電路晶體管及其放大電路LR畫出放大電路交流通路畫出放大電路交流通路畫交流通路方法：畫交流通路方法：所有電容短路所有電容短路VCC短路短路所有電量小寫所有電量小寫2.4 放大電路的動態分析放大電路的動態分析2.4.1 圖解法在放大電路圖解法在放大電路 的動態分析中的應用的動態分析中

32、的應用模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎上一頁上一頁下一頁下一頁回目錄回目錄退出退出第第2 2章章 晶體管及其放大電路晶體管及其放大電路tUsinimiu u的波形在晶體管輸入特性的波形在晶體管輸入特性曲線上求曲線上求 的波形。的波形。Bi 根據輸入根據輸入1. 輸入電壓電流波形iBEQBEuUubBQBiIi模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎上一頁上一頁下一頁下一頁回目錄回目錄退出退出第第2 2章章 晶體管及其放大電路晶體管及其放大電路0.680.72 uBE iBtQ000.7t6040200uBE/ViB / AuBE/ViBUBEQ（動畫3-1）模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎上一頁上一頁

33、下一頁下一頁回目錄回目錄退出退出第第2 2章章 晶體管及其放大電路晶體管及其放大電路LRceLcuRi1 根據交流通路得到 交流負載線LcceRiu2. 輸出電壓電流波形模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎上一頁上一頁下一頁下一頁回目錄回目錄退出退出第第2 2章章 晶體管及其放大電路晶體管及其放大電路 過過Q點做一條斜率點做一條斜率 為為 的的直線直線:交流負載線作法： 交流負載線與橫軸交交流負載線與橫軸交點點A A的坐標為：的坐標為： UCEQ +ICQ , 0 LR 在輸出特性曲線上畫交流負載線直流負載線和交流負載線相交于直流負載線和交流負載線相交于Q點；點；交流負載線比直流負載線陡。交流負載

34、線比直流負載線陡。LR1 模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎上一頁上一頁下一頁下一頁回目錄回目錄退出退出第第2 2章章 晶體管及其放大電路晶體管及其放大電路根據基極電流 的變化和交流負載線 求得 和BiCiCEu模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎上一頁上一頁下一頁下一頁回目錄回目錄退出退出第第2 2章章 晶體管及其放大電路晶體管及其放大電路交流負載線交流負載線直流負載線直流負載線4.57.5 uCE912t0ICQiC / mA0IB = 4 0 A2060804Q260uCE/ViC / mA0tuCE/VUCEQ iC輸出回路工作輸出回路工作情況分析情況分析模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎上一

35、頁上一頁下一頁下一頁回目錄回目錄退出退出第第2 2章章 晶體管及其放大電路晶體管及其放大電路電壓放大倍數BECEIOuuuuAu模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎上一頁上一頁下一頁下一頁回目錄回目錄退出退出第第2 2章章 晶體管及其放大電路晶體管及其放大電路NPN 管截止失真時管截止失真時的輸出的輸出 uo 波形。波形。uo 波形頂部失真波形頂部失真uo = uceOiCtOOQ tuCE/VuCE/ViC / mAICQUCEQ 3. 波形非線性失真的分析 靜態工作點過低，引起 iC、uCE 的波形失真模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎上一頁上一頁下一頁下一頁回目錄回目錄退出退出第第2 2章章

36、晶體管及其放大電路晶體管及其放大電路OIB = 0QtOO NPN 管管 uo波形波形tiCuCE/VuCE/ViC / mAuo = uceib( (不失真不失真) )ICQUCEQ Q 點過高，引起 iC、uCE的波形失真飽和失真uo 波形底部失真波形底部失真模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎上一頁上一頁下一頁下一頁回目錄回目錄退出退出第第2 2章章 晶體管及其放大電路晶體管及其放大電路用圖解法估算最大輸出幅度OiB = 0QuCE/ViC / mAACBDE交流負載交流負載線線 輸出波形沒有輸出波形沒有明顯失真時能夠輸明顯失真時能夠輸出最大電壓。即輸出最大電壓。即輸出特性的出特性的 A、B

37、 所所限定的范圍。限定的范圍。 Q 盡量設在線段盡量設在線段 AB 的的中點中點。則。則 AQ = QB，CD = DE問題：如何求最大不失真輸出電壓？問題：如何求最大不失真輸出電壓？ Uomax=min(UCEQ-UCES) , (UCCUCEQ)模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎上一頁上一頁下一頁下一頁回目錄回目錄退出退出第第2 2章章 晶體管及其放大電路晶體管及其放大電路 圖解分析法的適用范圍圖解分析法的適用范圍幅度較大而工作頻率不太高的情況幅度較大而工作頻率不太高的情況優點：優點： 直觀、形象。有助于建立和理解交、直流共存，靜態和直觀、形象。有助于建立和理解交、直流共存，靜態和動態等重要

38、概念；有助于理解正確選擇電路參數、合理設置動態等重要概念；有助于理解正確選擇電路參數、合理設置靜態工作點的重要性。能全面地分析放大電路的靜態、動態靜態工作點的重要性。能全面地分析放大電路的靜態、動態工作情況。工作情況。缺點：缺點： 不能分析工作頻率較高時的電路工作狀態，也不能用來不能分析工作頻率較高時的電路工作狀態，也不能用來分析放大電路的輸入電阻、輸出電阻等動態性能指標。分析放大電路的輸入電阻、輸出電阻等動態性能指標。模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎上一頁上一頁下一頁下一頁回目錄回目錄退出退出第第2 2章章 晶體管及其放大電路晶體管及其放大電路晶體管在小信號晶體管在小信號( (微變量微變量)

39、 )情況下工作時，可以在靜情況下工作時，可以在靜態工作點附近的小范圍內態工作點附近的小范圍內用直線段近似地代替三極管的用直線段近似地代替三極管的特性曲線特性曲線，三極管就可以，三極管就可以等效為一個線性元件等效為一個線性元件。這樣就。這樣就可以將非線性元件晶體管所組成的放大電路等效為一個可以將非線性元件晶體管所組成的放大電路等效為一個線性電路。線性電路。微變等效條件微變等效條件研究的對象僅僅是研究的對象僅僅是變化量變化量信號的信號的變化范圍很小變化范圍很小2.4.22.4.2微變等效電路法在放大電路動態分析中的應用微變等效電路法在放大電路動態分析中的應用模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎上一頁上

40、一頁下一頁下一頁回目錄回目錄退出退出第第2 2章章 晶體管及其放大電路晶體管及其放大電路一一 、H(hybrid)參數的引出參數的引出),(CEBBEuifu在交流小信號情況下，對上兩式取全微分得在交流小信號情況下，對上兩式取全微分得用小信號交流分量表示用小信號交流分量表示ube= hieib+ hreuceic= hfeib+ hoeuce可以寫成：可以寫成：),(CEBCuifi uBEuCEiBcebiC雙口網絡雙口網絡1.晶體管共射晶體管共射H參數微變等效電路參數微變等效電路CECECBBCCCECEBEBBBEBEddddddBQCEQBQCEQuuiiiiiuuuiiuuIUIU輸

41、入輸入電阻電阻rbe電壓反饋電壓反饋即即 輸出輸出電導電導模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎上一頁上一頁下一頁下一頁回目錄回目錄退出退出第第2 2章章 晶體管及其放大電路晶體管及其放大電路CEQBBEie Uiuh輸出端交流短路時的輸入電阻，輸出端交流短路時的輸入電阻，即即 rbe輸出端交流短路時的正向電流放大系數輸出端交流短路時的正向電流放大系數即即 輸入端交流開路時的電壓反饋系數輸入端交流開路時的電壓反饋系數輸入端交流開路時的輸出電導輸入端交流開路時的輸出電導其中：其中：四個參數量綱各不相同，故稱為混合參數。四個參數量綱各不相同，故稱為混合參數。二二、H參數的物理意義參數的物理意義CEQBC

42、fe UiihBQCEBEre IuuhBQCECoe Iuihhybrid （H H參數）參數）hiehfehrehoe模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎上一頁上一頁下一頁下一頁回目錄回目錄退出退出第第2 2章章 晶體管及其放大電路晶體管及其放大電路bbebeirubciiube= hieib+ hreuceic= hfeib+ hoeuce hre和和hoe都很小，可忽略它們的影響。都很小，可忽略它們的影響。 三、模型的簡化三、模型的簡化uBEuCEiBcebiC雙口網絡雙口網絡模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎上一頁上一頁下一頁下一頁回目錄回目錄退出退出第第2 2章章 晶體管及其放大電路晶體管及其放大電路四四、H H參數的確定參數的確定 一般用測試儀測出；一般用測試儀測出；rbe 一般用公式估算一般用公式估算 rbe= rbb + (1+ ) 其中對于低頻小功率管其中對于低頻小功率管 rbb300 則則 )mA()mV(26)1 (300EQbeIr)()(26mAImVEQ模擬電子技術基礎模擬電子技術基礎上一頁上一頁下一頁下一頁回目錄回目錄退出退出第第2 2章章 晶體管及其放大電路晶體管及其放大電路電路動態參數的分析就是電路動態參數的分析就是求解電路電壓放大倍數、求解電路電壓放大倍數、輸