3.1半導體三極管（BJT）

3.2共射極放大電路

3.3圖解分析法3.4小信號模型分析法3.5放大電路的工作點穩定問題3.6共集電極電路和共基極電路3.7放大電路的頻率響應3半導體三極管及放大電路基礎3.1.1BJT的結構簡介3.1半導體三極管（BJT）3.1.2BJT的電流分配與放大原理3.1.3BJT的特性曲線3.1.4BJT的主要參數(SemiconductorBipolarJunctionTransistor)半導體三極管頻率：高頻管、低頻管功率：材料：小、中、大功率管硅管、鍺管類型：NPN型、PNP型半導體三極管是具有電流放大功能的元件3.1.1BJT的結構簡介

半導體三極管的結構示意圖如圖03.1.01所示。它有兩種類型:NPN型和PNP型。兩種類型的三極管發射結(Je)

集電結(Jc)

基極，用B或b表示（Base）

發射極，用E或e表示（Emitter）；集電極，用C或c表示（Collector）。

發射區集電區基區三極管符號

結構特點：?發射區的摻雜濃度最高；?集電區摻雜濃度低于發射區，且面積大；?基區很薄，一般在幾個微米至幾十個微米，且摻雜濃度最低。管芯結構剖面圖3.1.2BJT的電流分配與放大原理1.內部載流子的傳輸過程

三極管的放大作用是在一定的外部條件控制下，通過載流子傳輸體現出來的。外部條件：發射結正偏，集電結反偏。發射區：發射載流子集電區：收集載流子基區：傳送和控制載流子

（以NPN為例）

載流子的傳輸過程

以上看出，三極管內有兩種載流子(自由電子和空穴)參與導電，故稱為雙極型三極管。或BJT(BipolarJunctionTransistor)。

3.1.2BJT的電流分配與放大原理2.晶體三極管的電流分配及放大作用1)

發射區向基區注入多子電子，形成發射極電流

IE。ICN多數向BC結方向擴散形成ICN。IE少數與空穴復合，形成IBN。IBN基區空穴來源基極電源提供(IB)集電區少子漂移(ICBO)ICBOIB即：IB=IBN

–ICBO2)電子到達基區后(基區空穴運動因濃度低而忽略)ICNIEIBNICBOIB3)

集電區收集擴散過來的載流子形成集電極電流ICICIC=ICN+ICBO2.電流分配關系根據傳輸過程可知IC=ICN+ICBOIB=IBN-ICBO通常

IC>>ICBO

為電流放大系數，它只與管子的結構尺寸和摻雜濃度有關，與外加電壓無關。一般

=0.90.99IE=IB+IC根據

是另一個電流放大系數，同樣，它也只與管子的結構尺寸和摻雜濃度有關，與外加電壓無關。一般

>>1P106總結IE=IB+ICIC=ICN+ICBO且令ICEO=(1+)ICBO（穿透電流）2.電流分配關系3.三極管的三種組態共集電極接法，集電極作為公共電極，用CC表示;共基極接法，基極作為公共電極，用CB表示。共發射極接法，發射極作為公共電極，用CE表示；BJT的三種組態RLecb1k

圖03.1.05共基極放大電路4.放大作用若vI=20mV使當則電壓放大倍數VEEVCCVEBIBIEIC+-vI+vEBvO+-+iC+iE+iBiE=-1mA，iC=iE=-0.98mA，vO=-iC?

RL=0.98V，=0.98時，+-bceRL1k共射極放大電路

圖03.1.06共射極放大電路VBBVCCVBEIBIEIC+-vI+vBEvO+-+iC+iE+iBvI=20mV

設若則電壓放大倍數iB=20uAvO=-iC?

RL=-0.98V，=0.98使4.放大作用

綜上所述，三極管的放大作用，主要是依靠它的發射極電流能夠通過基區傳輸，然后到達集電極而實現的。實現這一傳輸過程的兩個條件是：（1）內部條件：發射區雜質濃度遠大于基區雜質濃度，且基區很薄。（2）外部條件：發射結正向偏置，集電結反向偏置。3.1.2BJT的電流分配與放大原理

測量三極管三個電極對地電位，試判斷三極管的工作狀態。

放大截止飽和-+正偏反偏-++-正偏反偏+-放大Vc>Vb>Ve放大Vc<Vb<Ve發射結和集電結均為反偏。發射結和集電結均為正偏。例1：

測得VB=4.5

V、VE=3.8

V、VC=8

V，試判斷三極管的工作狀態。放大例2：(a)(b)(c)(d)(f)(e)？思考題1.下列a~f電路哪些具有放大作用？endvCE=0V+-bce共射極放大電路VBBVCCvBEiCiB+-vCE

iB=f(vBE)

vCE=const(2)當vCE≥1V時，vCB=vCE

-vBE>0，集電結已進入反偏狀態，開始收集電子，基區復合減少，同樣的vBE下IB減小，特性曲線右移。vCE=0VvCE

1V(1)當vCE=0V時，相當于發射結的正向伏安特性曲線。1.輸入特性曲線3.1.3BJT的特性曲線（以共射極放大電路為例）(3)輸入特性曲線的三個部分①死區

②非線性區③線性區

1.輸入特性曲線3.1.3BJT的特性曲線飽和區：iC明顯受vCE控制的區域，該區域內，一般vCE＜0.7V(硅管)。此時，發射結正偏，集電結正偏或反偏電壓很小。iC=f(vCE)

iB=const2.輸出特性曲線輸出特性曲線的三個區域:3.1.3BJT的特性曲線截止區：iC接近零的區域，相當iB=0的曲線的下方。此時，vBE小于死區電壓，集電結反偏。放大區：iC平行于vCE軸的區域，曲線基本平行等距。此時，發射結正偏，集電結反偏。三極管輸出特性輸出特性三個區域的特點:放大區：發射結正偏，集電結反偏。即：IC=IB,且IC

=

IB(2)飽和區：發射結正偏，集電結正偏。即：UCEUBE

，

IB>IC，UCE0.3V

(3)截止區：

UBE<死區電壓，IB=0，IC=ICEO

0

例：

=50，USC

=12V，

RB

=70k，RC

=6k

當USB

=-2V，2V，5V時，晶體管的靜態工作點Q位于哪個區？當USB

=-2V時：ICUCEIBUSCRBUSBCBERCUBEIB=0，IC=0IC最大飽和電流：Q位于截止區

例：

=50，USC

=12V，

RB

=70k，RC

=6k

當USB

=-2V，2V，5V時，晶體管的靜態工作點Q位于哪個區？IC<

ICmax(=2mA)

，

Q位于放大區。ICUCEIBUSCRBUSBCBERCUBEUSB

=2V時：USB

=5V時:例：

=50，USC

=12V，

RB

=70k，RC

=6k

當USB

=-2V，2V，5V時，晶體管的靜態工作點Q位于哪個區？ICUCEIBUSCRBUSBCBERCUBEQ位于飽和區，此時IC和IB

已不是倍的關系。

3.1.4BJT的主要參數(1)共發射極直流電流放大系數

=（IC－ICEO）/IB≈IC/IBvCE=const1.電流放大系數

(2)共發射極交流電流放大系數

=IC/IBvCE=const3.1.4BJT的主要參數1.電流放大系數

例：UCE=6V時：IB=40A,IC=1.5mA；IB=60A,IC=2.3mA。在以后的計算中，一般作近似處理：=(3)共基極直流電流放大系數

=（IC－ICBO）/IE≈IC/IE

(4)共基極交流電流放大系數α

α=IC/IE

VCB=const

當ICBO和ICEO很小時，≈、≈，可以不加區分。3.1.4BJT的主要參數1.電流放大系數

(2)集電極發射極間的反向飽和電流ICEO

ICEO=（1+）ICBO

2.極間反向電流ICEO (1)集電極基極間反向飽和電流ICBO

發射極開路時，集電結的反向飽和電流。

3.1.4BJT的主要參數

即輸出特性曲線IB=0那條曲線所對應的Y坐標的數值。ICEO也稱為集電極發射極間穿透電流。BECNNPICBOICEO=

IBE+ICBO

IBEIBEICBO進入N區，形成IBE。根據放大關系，由于IBE的存在，必有電流IBE。集電結反偏有ICBO集-射極反向截止電流ICEOICEO受溫度影響很大，當溫度上升時，ICEO增加很快，所以IC也相應增加。三極管的溫度特性較差。(1)集電極最大允許電流ICM(2)集電極最大允許功率損耗PCM

PCM=ICVCE

3.極限參數3.1.4BJT的主要參數(3)反向擊穿電壓

V(BR)CBO——發射極開路時的集電結反向擊穿電壓。V(BR)EBO——集電極開路時發射結的反 向擊穿電壓。

V(BR)CEO——基極開路時集電極和發射極間的擊穿電壓。幾個擊穿電壓有如下關系

V(BR)CBO＞V(BR)CEO＞V(BR)EBO

3.極限參數3.1.4BJT的主要參數

由PCM、ICM和V(BR)CEO在輸出特性曲線上可以確定過損耗區、過電流區和擊穿區。

輸出特性曲線上的過損耗區和擊穿區end復習1.三極管NPN和PNP的基本概念2.三極管放大的條件：內部條件：發射區雜質濃度遠大于基區雜質濃度，且基區很薄.。外部條件：發射結正向偏置，集電結反向偏置。3.BJT的三種工作狀態：放大、截止、飽和。

BJT的三種工作組態：CE、CB、CC4.BJT的特性曲線（1）輸入特性曲線（2）輸出特性曲線

iB=f(vBE)

vCE=constiC=f(vCE)

iB=const3.2共射極放大電路

電路組成

簡化電路及習慣畫法

簡單工作原理

放大電路的靜態和動態

直流通路和交流通路

書中有關符號的約定3.2共射極放大電路1.電路組成輸入回路（基極回路）輸出回路（集電極回路）2.簡化電路及習慣畫法習慣畫法

共射極基本放大電路3.2共射極放大電路3.簡單工作原理Vi=0Vi=Vsint3.2共射極放大電路4.

放大電路的靜態和動態

靜態：輸入信號為零（vi=0或ii=0）時，放大電路的工作狀態，也稱直流工作狀態。

動態：輸入信號不為零時，放大電路的工作狀態，也稱交流工作狀態。

電路處于靜態時，三極管個電極的電壓、電流在特性曲線上確定為一點，稱為靜態工作點，常稱為Q點。一般用IB、IC、和VCE

（或IBQ、ICQ、和VCEQ

）表示。#

放大電路為什么要建立正確的靜態？3.2共射極放大電路3.2共射極放大電路5.直流通路和交流通路交流通路

直流通路耦合電容：通交流、隔直流直流電源：內阻為零直流電源和耦合電容對交流相當于短路

共射極放大電路3.3圖解分析法

用近似估算法求靜態工作點用圖解分析法確定靜態工作點

交流通路及交流負載線輸入交流信號時的圖解分析

BJT的三個工作區輸出功率和功率三角形

3.3.1

靜態工作情況分析

3.3.2

動態工作情況分析

共射極放大電路

3.3.1

靜態工作情況分析1.用近似估算法求靜態工作點根據直流通路可知：

采用該方法，必須已知三極管的值。一般硅管VBE=0.7V，鍺管VBE=0.2V。直流通路+-

采用該方法分析靜態工作點，必須已知三極管的輸入輸出特性曲線。

共射極放大電路2.用圖解分析法確定靜態工作點首先，畫出直流通路直流通路IBVBE+-ICVCE+-

3.3.1

靜態工作情況分析3.3圖解分析法直流通路IBVBE+-ICVCE+-列輸入回路方程：

VBE=VCC－IBRb列輸出回路方程（直流負載線）：

VCE=VCC－ICRc在輸入特性曲線上，作出直線VBE=VCC－IBRb，兩線的交點即是Q點，得到IBQ。在輸出特性曲線上，作出直流負載線VCE=VCC－ICRc，與IBQ曲線的交點即為Q點，從而得到VCEQ

和ICQ。

3.3.2

動態工作情況分析由交流通路得純交流負載線：

共射極放大電路交流通路icvce+-vce=-ic(Rc//RL)

因為交流負載線必過Q點，即vce=

vCE-VCEQ

ic=

iC-ICQ

同時，令RL=Rc//RL1.交流通路及交流負載線則交流負載線為vCE-VCEQ=-(iC-

ICQ)RL

即iC

=(-1/RL)vCE+(1/RL)VCEQ+

ICQ3.3圖解分析法

過輸出特性曲線上的Q點做一條斜率為-1/RL直線，該直線即為交流負載線。R'L=RL∥Rc，是交流負載電阻。

交流負載線是有交流輸入信號時Q點的運動軌跡。

3.3圖解分析法2.輸入交流信號時的圖解分析

3.3.2

動態工作情況分析

共射極放大電路通過圖解分析，可得如下結論：

1.vivBEiBiCvCE|-vo|

2.vo與vi相位相反；

3.可以測量出放大電路的電壓放大倍數；

4.可以確定最大不失真輸出幅度。#

動態工作時，

iB、

iC的實際電流方向是否改變，vCE的實際電壓極性是否改變？

3.3.2

動態工作情況分析3.BJT的三個工作區3.3圖解分析法當工作點進入飽和區或截止區時，將產生非線性失真。飽和區特點：

iC不再隨iB的增加而線性增加，即此時截止區特點：iB=0，iC=ICEO

發射結反偏，集電結反偏。vCE=VCES，典型值為0.3V。發射結正偏，集電結正偏。放大區特點：發射結正偏，集電結反偏。正偏反偏反偏集電結正偏正偏反偏發射結飽和放大截止交流動態范圍變化非線性失真P122靜態工作點Q設置得不合適，會對放大電路的性能造成影響。導致輸出信號的波形不能完全重現輸入信號的波形。(1)定義(2)飽和失真若Q點偏高，當ib按正弦規律變化時，Q/

進入飽和區，造成ic和uce的波形與ib（或ui）的波形不一致，對NPN管輸出電壓uo（即uce）的負半周出現平頂畸變。飽和失真也稱為底部失真若Q點偏低，則Q//進入截止區，對NPN管而言，輸出電壓uo的正半周出現平頂畸變，稱為截止失真。(3)截止失真截止失真也稱為頂部失真飽和失真和截止失真統稱為非線性失真。飽和失真和截止失真放大電路的動態范圍

放大電路要想獲得大的不失真輸出幅度，要求：

工作點Q要設置在輸出特性曲線放大區的中間部位；

3.3.2

動態工作情況分析3.3圖解分析法

要有合適的交流負載線。

VCC/4.輸出功率和功率三角形

要想PO大，就要使功率三角形的面積大，即必須使Vom

和Iom

都要大。功率三角形放大電路向電阻性負載提供的輸出功率

在輸出特性曲線上，正好是三角形ABQ的面積，這一三角形稱為功率三角形。

3.3.2

動態工作情況分析3.3圖解分析法（思考題）例：測得工作在放大電路中幾個晶體管三個電極的電位U1、U2、U3分別為：（1）U1=3.5V、U2=2.8V、U3=12V

（2）U1=3V、U2=2.8V、U3=12V

（3）U1=6V、U2=11.3V、U3=12V

（4）U1=6V、U2=11.8V、U3=12V試判斷它們是NPN型還是PNP型？是硅管還是鍺管？并確定e、b、c。（1）U1b、U2e、U3cNPN硅（2）U1b、U2e、U3cNPN鍺（3）U1c、U2b、U3ePNP硅（4）U1c、U2b、U3ePNP鍺如何判斷三極管的管腳、管型？電位判斷法，電流判斷法。原則：發射結正偏，集電結反偏。NPN管UBE＞0，UBC＜0。先求UBE，若等于0.6-0.7V，為硅管；若等于0.2-0.3V，為鍺管。

PNP管自己分析。解：例某放大電路中BJT三個電極的電流如圖所示。

IA＝-2mA,IB＝-0.04mA,IC＝+2.04mA,試判斷管腳、管型。解：電流判斷法。電流的正方向和KCL。IE=IB+ICABC

IAIBICC為發射極B為基極A為集電極。管型為NPN管。管腳、管型的判斷法也可采用萬用表電阻法。參考實驗。三極管工作區域的判斷例：測量某硅BJT各電極對地的電壓值如下，試判別管子工作在什么區域？（1）

VC

＝6V

VB

＝0.7V

VE

＝0V（2）VC

＝6V

VB

＝4V

VE

＝3.6V（3）VC

＝3.6V

VB

＝4V

VE

＝3.4V解：原則：正偏反偏反偏集電結正偏正偏反偏發射結飽和放大截止對NPN管而言，放大時VC

＞VB

＞VE

對PNP管而言，放大時VC

＜VB

＜VE

（1）放大區（2）截止區（3）飽和區

共射極放大電路

放大電路如圖所示。已知BJT的?=80，Rb=300k，Rc=2k，VCC=+12V，求：

（1）放大電路的Q點。此時BJT工作在哪個區域？（2）當Rb=100k時，放大電路的Q點。此時BJT工作在哪個區域？（忽略BJT的飽和壓降）解：（1）（2）當Rb=100k時，靜態工作點為Q（40uA，3.2mA，5.6V），BJT工作在放大區。其最小值也只能為0，即IC的最大電流為：所以BJT工作在飽和區。VCE不可能為負值，此時，Q（120uA，6mA，0V），

例題end3.4小信號模型分析法3.4.1BJT的小信號建模3.4.2共射極放大電路的小信號模型分析

H參數的引出H參數小信號模型模型的簡化H參數的確定（意義、思路）利用直流通路求Q點畫小信號等效電路求放大電路動態指標建立小信號模型的意義建立小信號模型的思路

當放大電路的輸入信號電壓很小時，就可以把三極管小范圍內的特性曲線近似地用直線來代替，從而可以把三極管這個非線性器件所組成的電路當作線性電路來處理。

由于三極管是非線性器件，這樣就使得放大電路的分析非常困難。建立小信號模型，就是將非線性器件做線性化處理，從而簡化放大電路的分析和設計。3.4.1BJT的小信號建模1.H參數的引出3.4.1BJT的小信號建模

對于BJT雙口網絡，我們已經知道輸入輸出特性曲線如下：iB=f(vBE)

vCE=constiC=f(vCE)

iB=const可以寫成：vBEvCEiBcebiCBJT雙口網絡在小信號情況下，對上兩式取全微分得用小信號交流分量表示vbe=hieib+hrevceic=hfeib+hoevce3.4.1BJT的小信號建模輸出端交流短路時的輸入電阻；輸出端交流短路時的正向電流傳輸比或電流放大系數；輸入端交流開路時的反向電壓傳輸比；輸入端交流開路時的輸出電導。1.H參數的引出vbe=hieib+hrevceic=hfeib+hoevce四個參數量綱各不相同，故稱為混合參數（H參數）。模型中的主要參數進一步理解：rbe

交流輸入電阻

iB——輸出電流源表示三極管的電流放大作用①hie為輸入電阻，即rbe。②hre為電壓反饋系數，即ur。③hfe為電流放大系數，即。

④hoe為輸出電導，即1/rce。三極管的微變等效電路（1）輸入回路iBvBE當信號很小時，將輸入特性在小范圍內近似線性。vBEiB對輸入的小交流信號而言，三極管相當于電阻rbe。rbe的量級從幾百歐到幾千歐。對于小功率三極管：（2）輸出回路所以：(1)輸出端相當于一個受ib控制的電流源。(2)考慮vCE對iC的影響，輸出端還要并聯一個大電阻rce。rce的含義vbeibvceicvbevceicrce很大，一般忽略。（3）三極管的微變等效電路rbeibibrcerbeibibbce等效cbe2.H參數小信號模型根據可得小信號模型BJT的H參數模型hfeibicvceibvbehrevcehiehoevbe=hieib+hrevceic=hfeib+hoevcevBEvCEiBcebiCBJT雙口網絡三極管用一個模型來代替。對于低頻模型可以不考慮結電容的影響。H參數都是小信號參數，即微變參數或交流參數。小信號意味著三極管在線性條件下工作，微變也具有線性同樣的含義。H參數與工作點有關，在放大區基本不變。H參數都是微變參數，所以只適合對交流信號的分析。3.模型的簡化hfeibicvceibvbehrevcehiehoe即rbe=hie

=hfe

ur

=hre

rce=1/hoe一般采用習慣符號ibicvceibvbeur

vcerberce

ur很小，一般為10-310-4，

rce很大，約為100k。故一般可忽略它們的影響，得到簡化電路

ib

是受控源

，且為電流控制電流源(CCCS)。電流方向與ib的方向是關聯的。

4.H參數的確定

一般用測試儀測出；

rbe

與Q點有關，可用圖示儀測出。一般也用公式估算rbe

rbe=rb+(1+

)re其中對于低頻小功率管rb≈300

則

而

(T=300K)

低頻等效電路的畫法3.4.2用H參數小信號模型分析共射極基本放大電路

共射極放大電路1.利用直流通路求Q點一般硅管VBE=0.7V，鍺管VBE=0.2V，已知。2.畫出小信號等效電路RbviRbRbviRc共射極放大電路icvce+-交流通路RbviRcRLH參數小信號等效電路3.求電壓增益根據RbviRcRL則電壓增益為（可作為公式）求輸入電阻Ri求輸出電阻Ro令Ro=Rc

解（1）求Q點，作直流通路直流通路+-例1：如圖，已知BJT的β=100，VBE=-0.7V。（1）試求該電路的靜態工作點；（2）畫出簡化的小信號等效電路；（3）求該電路的電壓增益AV，輸出電阻Ro、輸入電阻Ri。2.畫出小信號等效電路RbviRcRL3.求電壓增益

＝300+（1+100）26/4=965歐4.求輸入電阻RbviRcRL5.求輸出電阻Ro=Rc＝2K例2：解：求電路的靜態參數（IB、IC、VCE)，及動態參數（AV、Ri、Ro)。根據直流通路求靜態參數VBIBIC根據微變等效電路求動態參數1.電壓放大倍數2.輸入電阻Ri3.輸出電阻Ro（輸出端開路，輸入電壓為零）RiRi'根據微變等效電路求動態參數例3：解：求電路的靜態參數（IB、IC、VCE)，及動態參數（AV、Ri、Ro)。根據直流通路求靜態參數與例2結果完全相同VBIBIC根據微變等效電路求動態參數1.電壓放大倍數根據微變等效電路求動態參數2.輸入電阻Ri3.輸出電阻Ro（輸出端開路，輸入電壓為零）RiRi'RB1+ECRCC1C2TRB2CERE1RLuiuoRE2思考題：如果電路如下圖所示，如何分析？1.首先利用圖解法或近似估算法確定放大電路的靜態工作點Q

。2.求出靜態工作點處的微變等效電路參數

和rbe

。3.畫出放大電路的微變等效電路。可先畫出三極管的等效電路，然后畫出放大電路其余部分的交流通路。4.列出電路方程并求解。

總結等效電路法的步驟：3.5放大電路的工作點穩定問題溫度變化對ICBO的影響溫度變化對輸入特性曲線的影響溫度變化對的影響穩定工作點原理放大電路指標分析固定偏流電路與射極偏置電路的比較3.5.1溫度對工作點的影響3.5.2射極偏置電路3.5.1溫度對工作點的影響1.溫度變化對ICBO的影響2.溫度變化對輸入特性曲線的影響溫度T

輸出特性曲線上移溫度T

輸入特性曲線左移3.溫度變化對的影響溫度每升高1°C，要增加0.5%1.0%溫度T

輸出特性曲線族間距增大總之：

ICBO

ICEOT

VBE

IB

IC

射極偏置電路穩定靜態工作點此時，不隨溫度變化而變化。一般取I1=(5~10)IB，VB=3V~5V

3.5.2射極偏置電路1.穩定工作點原理目標：溫度變化時，使IC維持恒定。

如果溫度變化時，b點電位能基本不變，則可實現靜態工作點的穩定。T穩定原理：

ICIEIC

VE、VB不變

VBE

IB（反饋控制）3.5.2射極偏置電路2.放大電路指標分析①靜態工作點3.5.2射極偏置電路2.放大電路指標分析②電壓增益輸出回路：輸入回路：電壓增益：<A>畫小信號等效電路<B>確定模型參數已知，求rbe<C>增益3.5.2射極偏置電路2.放大電路指標分析③輸入電阻根據定義由電路列出方程則輸入電阻放大電路的輸入電阻不包含信號源的內阻3.5.2射極偏置電路2.放大電路指標分析④輸出電阻輸出電阻求輸出電阻的等效電路網絡內獨立源置零負載開路輸出端口加測試電壓對回路1和2列KVL方程rce對分析過程影響很大，此處不能忽略其中則當時，一般（）3.5.2射極偏置電路3.固定偏流電路與射極偏置電路的比較

共射極放大電路靜態：3.5.2射極偏置電路3.固定偏流電路與射極偏置電路的比較

固定偏流共射極放大電路電壓增益：RbviRcRL固定偏流共射極放大電路輸入電阻：輸出電阻：Ro=Rc#

射極偏置電路做如何改進，既可以使其具有溫度穩定性，又可以使其具有與固定偏流電路相同的動態指標？例:電路如下圖所示，已知β=60。（1）用估算法計算Q點；（2）求輸入電阻；（3）用小信號模型分析法求電壓增益。

解：(1)靜態工作點直流通路BRCIC

UCERB1IBVCCIEI1I2RB2RE（3）求電壓增益(2)求輸入電阻

＝1.2K3.6共集電極電路和共基極電路

靜態工作點動態指標

三種組態的比較3.6.1共集電極電路3.6.2共基極電路3.6.1共集電極電路1.電路分析共集電極電路結構如圖示該電路也稱為射極輸出器①求靜態工作點由得②電壓增益輸出回路：輸入回路：電壓增益：<A>畫小信號等效電路<B>確定模型參數已知，求rbe<C>增益3.6.1共集電極電路1.電路分析其中一般，則電壓增益接近于1，即電壓跟隨器③輸入電阻根據定義由電路列出方程則輸入電阻當，時，3.6.1共集電極電路1.電路分析輸入電阻大④輸出電阻由電路列出方程其中則輸出電阻當，時，輸出電阻小共集電極電路特點：◆電壓增益小于1但接近于1，◆輸入電阻大，對電壓信號源衰減小◆輸出電阻小，帶負載能力強#

既然共集電極電路的電壓增益小于1（接近于1），那么它對電壓放大沒有任何作用。這種說法是否正確？VT所謂帶負載能力強，是指當負載變化時，放大倍數基本不變。RB+ECC1C2RERLuiuo例：已知射極輸出器的參數如下：RB=570k，RE=5.6k，RL=5.6k，=100，EC=12V求Au、

ri和ro

。設：RS=1k，求：Aus、ri和ro

。3.RL=1k時，求Au。RB+ECC1C2RERLuiuoRB=570k，RE=5.6k，RL=5.6k，=100，EC=12VRB=570k，RE=5.6k，RL=5.6k，=100，EC=12V1.求Au、

ri和ro

。rbeRERLRB微變等效電路rbe=2.9k，RS=0rbeRERLRB微變等效電路2.設：RS=1k，求：Aus、ri和roRB=570k，RE=5.6k，RL=5.6k，=100，EC=12Vrbe=2.9k，RS=0RL=1k時3.RL=1k和時，求Au。比較：空載時,Au=0.995

RL=5.6k時,Au=0.990

RL=1k時,Au=0.967RL=時可見：射極輸出器帶負載能力強。射極輸出器的使用1.將射極輸出器放在電路的首級，可以提高輸入電阻。2.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。3.將射極輸出器放在電路的兩級之間，可以起到電路的匹配作用。3.6.2共基極電路1.靜態工作點

直流通路與射極偏置電路相同3.6.2共基極電路2.動態指標①電壓增益輸出回路：輸入回路：電壓增益：3.6.2共基極電路#

共基極電路的輸入電阻很小，最適合用來放大何種信號源的信號？2.動態指標②輸入電阻③輸出電阻3.三種組態的比較電壓增益：輸入電阻：輸出電阻：3.6.2共基極電路例3.6.1如圖屬于何種組態？其輸出電壓的波形是否正確？若有錯，請改正。Vo

Vo

Vi

-Vcc

R2

R3

ReR1

+解共集電極組態共集電極電路特點：◆電壓增益小于1但接近于1，◆輸入電阻大，對電壓信號源衰減小◆輸出電阻小，帶負載能力強不正確。Vi

例：電路如圖題所示，BJT的電流放大系數為β，輸入電阻為rbe，略去了偏置電路。試求下列三種情況下的電壓增益AV、輸入電阻Ri和輸出電阻RO①vs2=0，從集電極輸出；②vs1=0，從集電極輸出；③vs2=0，從發射極輸出。vs2vs1+--+ReRcTbec解①共發射極接法bRcvivoec++--rbeβIbReIbIe③共集電極組態vs2vs1+--+ReRcTbecvs1ecbRcRevo++--IcIe++vs1--ecbrbeReRcvoβIbIb2復合管

作用：提高電流放大系數，增大電阻rbe注意組成原則P151

復合管1.組成原則：T1管的c或e極接T2管的b極； 兩管都處于放大區（電流走的通）。2.復合管等效管類型由第一個管子決定。3.復合管也稱為達林頓管3.7.1單時間常數RC電路的頻率響應3.7.2單極放大電路的高頻響應

RC低通電路的頻率響應

RC高通電路的頻率響應3.7放大電路的頻率響應3.7.3單極放大電路的低頻響應3.7.4多級放大電路的頻率響應

多級放大電路的增益

多級放大電路的頻率響應

低頻等效電路

低頻響應放大電路的頻率響應

在放大電路的通頻帶中給出了頻率特性的概念---

幅度頻率特性相位頻率特性

幅頻特性是描繪：輸入信號幅度固定，輸出信號的幅度隨頻率變化而變化的規律。即∣∣=∣∣=

相頻特性是描繪：輸出信號與輸入信號之間相位差隨頻率變化而變化的規律。即

放大電路的幅頻特性和相頻特性，稱為頻率響應。因放大電路對不同頻率成分信號的增益不同，從而使輸出波形產生失真，稱為幅度頻率失真，簡稱幅頻失真。放大電路對不同頻率成分信號的相移不同，從而使輸出波形產生失真，稱為相位頻率失真，簡稱相頻失真。幅頻失真和相頻失真是線性失真。產生頻率失真的原因1.放大電路中存在電抗性元件，例如耦合電容、旁路電容、分布電容、變壓器、分布電感等;

2.三極管的()是頻率的函數。在研究頻率特性時，三極管的低頻小信號模型不再適用，而要采用高頻小信號模型。3.7.1單時間常數RC電路的頻率響應1.RC低通電路的頻率響應（電路理論中的穩態分析）RC電路的電壓增益（傳遞函數）：則且令又電壓增益的幅值（模）（幅頻響應）電壓增益的相角（相頻響應）①增益頻率函數

研究放大電路的動態指標（主要是增益）隨信號頻率變化時的響應。最大誤差-3dB②頻率響應曲線描述3.7.1RC電路的頻率響應幅頻響應0分貝水平線斜率為-20dB/十倍頻程的直線1.RC低通電路的頻率響應相頻響應表示輸出與輸入的相位差高頻時，輸出滯后輸入因為所以3.7.1RC電路的頻率響應2.RC高通電路的頻率響應RC電路的電壓增益：幅頻響應相頻響應一、RC高通電路的波特圖+_+_CR

RC

高通電路令：則有：對數幅頻特性：

實際幅頻特性曲線：幅頻特性當f≥

fL(高頻)，當f<fL(低頻)，高通特性：且頻率愈低，的值愈小，低頻信號不能通過。0.1fLfL

10fLf0-20-403dB最大誤差為3dB，發生在f=fL處-20dB/十倍頻對數相頻特性相頻特性5.71o-45o/十倍頻fL0.1fL

10fL45o90o0f誤差由式可得，

在低頻段，高通電路產生0~90°的超前相移。5.71o

幅頻特性的X軸和Y軸都是采用對數坐標,稱為上限截止頻率。當時，幅頻特性將以十倍頻20dB的斜率下降，或寫成-20dB/dec。在處的誤差最大，有－3dB。

當時，相頻特性將滯后45°，并具有

-45/dec的斜率。在0.1和10處與實際的相頻特性有最大的誤差，其值分別為+5.7°和－5.7°。

這種折線化畫出的頻率特性曲線稱為波特圖，是分析放大電路頻率響應的重要手段。3.7.2單極放大電路的高頻響應1.BJT的高頻小信號建模◆

模型的引出◆

模型簡化◆

模型參數的獲得◆

的頻率響應2.共射極放大電路的高頻響應◆

型高頻等效電路◆

高頻響應3.共基極放大電路的高頻響應◆

增益-帶寬積◆

高頻等效電路◆

高頻響應◆

幾個上限頻率的比較三極管的頻率參數三極管f

：為值下降至時的頻率。0：低頻共射電流放大系數；對數幅頻特性fTfOf20lg0-20dB/十倍頻f0對數相頻特性10f0.1f-45o-90o共射截止頻率f

值下降到0.7070

(即)時的頻率。當

f=f

時，值下降到中頻時的70%左右。或對數幅頻特性下降了3dB。特征頻率fT

值降為1時的頻率。f>fT

時，，三極管失去放大作用；

f

=

fT

時，由式得：共基截止頻率f

值下降為低頻0時

的0.707時的頻率。

f

與f

、

fT

之間關系：因為可得說明：所以：1.f

比f

高很多，等于f

的(1+0)倍；2.f

<fT<

f

3.低頻小功率管f

值約為幾十至幾百千赫，高頻小功率管的

fT約為幾十至幾百兆赫。3.7.2單極放大電路的高頻響應1.BJT的高頻小信號建模①模型的引出rb'e---發射結電阻re歸算到基極回路的電阻

---發射結電容---集電結電阻---集電結電容

rbb'---基區的體電阻，b'是假想的基區內的一個點。互導c

be

一、混合

型等效電路混合

型等效電路(a)三極管結構示意圖c

be

(b)等效電路

++bce3.7.2單極放大電路的高頻響應1.BJT的高頻小信號建模②模型簡化混合型高頻小信號模型3.7.2單級高頻響應又因為所以③模型參數的獲得（與H參數的關系）1.BJT的高頻小信號建模低頻時，混合模型與H參數模型等效所以又rbe=rb+(1+

)re從手冊中查出3.7.2單級高頻響應④的頻率響應由H參數可知1.BJT的高頻小信號建模即根據混合模型得低頻時所以當時，——共發射極截止頻率3.7.2單級高頻響應④的頻率響應1.BJT的高頻小信號建模的幅頻響應令則——特征頻率fTfOf20lg0-20dB/十倍頻f010f0.1f-45o-90o二、混合

參數與h參數的關系

低頻時，不考慮極間電容作用，混合

等效電路和h參數等效電路相仿，即：

bce

bce混合

參數與h參數之間的關系通過對比可得則則一般小功率三極管三、混合

型等效電路中電容

++bce等效電路：可從器件手冊中查到；并且(估算，fT

要從器件手冊中查到)注意：

將輸入回路與輸出