Corresponding:Telmail:zhudm@下次課前選出課代表并發短信到我手機,短信內容:班級,姓名1緒論課程簡況:

課程地位,研究內容,教學要求課程特點:

理論嚴謹,內容豐富,系統性強課程安排:

考試課,

總學時56學時(包括6個實驗12學時)

2模快6.1半導體二極管的認識與檢測任務內容了解半導體的導電機理和PN結的形成過程;

掌握PN結的單向導電特性;

理解二極管的伏安特性;

掌握二極管主要參數,測試方法和選用能力目標半導體的基礎知識;半導體二極管的結構,伏安特性,主要參數,使用常識及檢測任務半導體二極管的認識與檢測項目6半導體器件的認識與檢測3在熱力學溫度零度和沒有外界激發時,本征半導體不導電.把純凈的沒有結構缺陷的半導體單晶稱為本征半導體(intrinsicsemiconductor).

它是共價鍵結構.(1)半導體的導電特性1.半導體的基本知識晶體(本征半導體)的共價鍵結構SiSiSiSiSiSiSiSiSi共價鍵價電子4自由電子在常溫下自由電子和空穴的形成SiSiSiSiSiSiSiSiSi本征半導體中的自由電子(freeelectron)和空穴(hole)空穴空穴導電的實質是共價鍵中的束縛電子依次填補空穴形成電流.故半導體中有電子(electron)和空穴(hole)兩種載流子(carriers).在外電場作用下,電子和空穴均能參與導電.兩種載流子5P型半導體(P-typesemiconductor)和N型半導體(N-typesemiconductor)(dopedsemiconductor)在硅或鍺的晶體中摻入少量的五價元素,如磷(P),則形成N型半導體.SiSiSiSiPSiSiSiSi自由電子SiSiSiSiBSiSiSiSi空穴在硅或鍺的晶體中摻入少量的三價元素,如硼(B),則形成P型半導體.6在N型半導中,電子是多數載流子,

空穴是少數載流子.N型半導體結構示意圖正離子多數載流子少數載流子P型半導體結構示意圖負離子多數載流子少數載流子在P型半導中,空穴是多數載流子,

電子是少數載流子.半導體結構7用專門制造工藝在同一塊半導體單晶上,形成P型半導體區域和N型半導體區域,在這兩個區域的交界處就形成了一個PN結.(2)PN結(PNjunction)及其單向導電性多數載流子的擴散運動電子空穴N區P區8在一定的條件下,多子擴散(diffusion)與少子漂移(drift)達到動態平衡,空間電荷區的寬度基本上穩定下來.擴散和漂移運動平衡后形成的空間電荷區(PN結)N區P區空間電荷區內電場方向空穴擴散運動方向9PN結的單向導電性外加正向電壓變窄空穴電子PN內電場外電場IFRUmA+-PN結加正向電壓10外加反向電壓外電場驅使空間電荷區兩側的空穴和自由電子移走多數載流子的擴散運動難于進行電子變寬PN內電場外電場IRRUmA+-PN結加反向電壓空穴11PN結加正向電壓:PN結所處的狀態稱為正向導通,PN結正向電流大,PN結電阻小.PN結的單向導電性:PN結加反向電壓:PN結所處的狀態稱為反向截止,PN結反向電流小,PN結電阻大.相當于開關斷開相當于開關閉合12

正極引線觸絲N型鍺支架外殼負極引線點接觸型二極管(1)二極管的結構和符號2.半導體二極管(diode)

正極引線二氧化硅保護層P型區負極引線

面接觸型二極管N型硅PN結PN結二極管的符號正極(anode)負極(cathode)PN結面積大,用于工頻大電流整流電路.PN結面積小,結電容小,用于檢波和變頻等高頻電路.1314Light-emittingdiode,LEDPhotodiode15引線LEADWIRE晶片DICE玻殼GLASSSLEEVE二極管實物模型16600400200–0.1––50–100I/mAU/V反向擊穿特性硅管(silicondiode)的伏安特性(2)二極管的伏安特性(volt-amperecharacteristic)U=f(I)I/mAU/V0.40.8–40–80246–0.1–0.2鍺管(germaniumdiode)的伏安特性正向特性反向特性0死區電壓反向特性正向特性死區電壓17U/V600400200–0.1––50–100I/mA反向擊穿特性硅管的伏安特性正向特性:二極管加正向電壓反向特性:二極管加反向電壓理想二極管鍺管正向壓降0.2~0.3V硅管正向壓降0.5~0.7V–++–18(3)二極管的主要參數最大整流電流IOM反向工作峰值電壓URM反向峰值電流IRM例1下圖中,已知VA=3V,VB=0V.DA,DB為鍺管,求輸出端Y的電位并說明二極管的作用.解:DA優先導通,則VY=3–0.3=2.7VDA導通后,DB因反偏而截止,起隔離作用,DA起鉗位作用,將Y端的電位鉗制在+2.7V.DA

–12VYABDBR二極管的應用范圍很廣,它可用于整流、檢波、限幅、元件保護以及在數字電路中作為開關元件.+0.3V–19DE3VRuiuouRuD例2下圖是二極管限幅電路,D為理想二極管,ui

=6sintV,E=3V,試畫出

uo波形.ttui/Vuo/V6330022–620t6302例3雙向限幅電路

t03–3DE3VRDE3VuiuouRuDui/Vuo/V–3213.特殊二極管IFUF0正向特性反向擊穿區UZIZminIZmax伏安特性穩壓管(Zenerdiode)是一種特殊的面接觸型半導體二極管.工作在反向擊穿區DZ正極負極符號22IZmin工作在反向擊穿區:負載電流變化時,負載電壓幾乎不變.0穩壓管的主要參數穩定電壓UZ

最小穩定電流IZmin

最大穩定電流IZmaxIZUZ動態電阻(dynamicresistance)rZrZ=IZ

UZ電壓溫度系數VZT最大允許耗散功率PMIFUFIZmaxUZ230Imin例題:已知ui

=10sintV,UZ=5.5V(穩壓值),正向壓降為0.7V,試畫出

uo波形.DZUZRuiuouRt

t

ui/Vuo/V105.55.50022–0.7解:IUUZIZmax-0.724二極管在整流電路中的應用整流電路將交流電變換成單向脈動的直流電的過程叫做整流.單相半波整流(half-waverectifier)電路T+-u2+-u1VDiVDRL+-uLiL單相半波整流電路圖25VD:整流二極管,把交流電變成脈動直流電.Tr:電源變壓器,把u1變成整流電路所需的電壓值u2.tu2tuLtiLULmaxILmax000U2U223(b)波形Tr+-u2+-u1VDiVDRL+-uLiL(a)單相半波整流電路圖26b．工作原理由波形可見,u2一周期內,負載只用單方向的半個波形,這種大小波動、方向不變的電壓或電流稱為脈動直流電.上述過程說明,利用二極管單向導電性可把交流電u2變成脈動直流電uL.由于電路僅利用u2的半個波形,故稱為半波整流電路.

u2負半周時,A點電位低于B點電位,二極管VD反偏截止,則uL≈0.

u2正半周時,A點電位高于B點電位,二極管VD正偏導通,則uL≈u2;設u2為正弦波,波形如圖(b)所示.27c.負載和整流二極管上的電壓和電流二極管反向峰值電壓URM

負載電壓ULUL=0.45U2負載電流IL二極管正向電流IV

28單相全波整流(full-waverectifier)電路a.電路圖Tr單相橋式整流電路圖+-u2+-u1VD1+-uLiLVD2VD3VD4RL29u2正半周時,如圖(a)所示,A點電位高于B點電位,則VD1&VD3導通(VD2&VD4截止),i1自上而下流過負載RL;u2負半周時,如圖(b)所示,A點電位低于B點電位,則VD2&VD4導通(VD1&VD3截止),i2自上而下流過負載RL.b.工作原理Tr+-u2+-u1VD1i1u2為正半周時的電流方向VD2VD3VD4RLTr+-u2+-u1VD1u2為負半周時的電流方向VD2VD3VD4RL30由波形圖可見,u2一周期內,兩組整流二極管輪流導通產生的單方向電流i1和i2疊加形成了iL.于是負載得到全波脈動直流電壓uL.tu2tuLtiLULmaxILmax000U2U223橋式整流電路工作波形圖31優點:輸出電壓高,紋波小,較低,應用廣泛.c.負載和整流二極管上的電壓和電流負載電壓UL

負載電流IL

二極管的平均電流IV

二極管承受反向峰值電壓32例

有一直流負載,需要直流電壓UL=60V,直流電流IL=4A.若采用橋式整流電路,求電源變壓器次級電壓U2,并選擇整流二極管.查晶體管手冊,可選用整流電流為3安培,額定反向工作電壓為100伏的整流二極管2CZ12A(3A/100V)四只.二極管承受的反向峰值電壓流過二極管的平均電流因為所以解33模快6.1半導體三極管的認識與檢測任務內容了解半導體三極管的結構,電流放大作用;

掌握三極管的伏安特性,主要參數,測試方法和選用能力目標半導體三極管的結構,伏安特性,主要參數,溫度對三極管特性參數的影響,三極管的使用常識及檢測任務半導體三極管的認識與檢測34環氧樹脂注脂注塑外殼EPOXYMOLDINGCAP晶片DICE引線LEADFRAME焊線(金)GOLDWIRE三極管實物圖35二氧化硅保護膜N型硅BECN+P型硅1.半導體三極管(transistor)的結構與分類N型鍺ECB銦球銦球PP+發射極Emitter,集電極Collector,基極Base36三極管的結構,分類和符號ECB發射結集電區基區發射區集電結NPNBCENPN型三極管(NPNtransistor)的結構符號發射區發射結PNP集電區基區集電結BCEECBPNP型三極管(PNPtransistor)的結構符號發射極Emitter,集電極Collector,基極Base37

UCEUCCRCICCEBUBE共發射極(commonemitteramplifier)放大電路2.三極管的電流控制作用三極管具有電流控制作用的外部條件:發射結正向偏置(forwardbias);集電結反向偏置(backwardbias)

UBRBIB38UCE由于基區很薄,摻雜濃度又很小,電子在基區擴散的數量遠遠大于復合的數量.所以:IC>>IB同樣有:IC>>

IB所以三極管具有電流控制作用,也稱之為電流放大作用.電流關系:IE=IB+ICUCCRCICCEBUBEUBRBIBIEIC=IB直流電流放大系數(DCcurrentamplification)

=IC

IB39UCE對于PNP型三極管應滿足:UCCRCICCEBUBE共發射極接法放大電路三極管的電流控制作用三極管具有電流控制作用的外部條件:發射結正向偏置,集電結反向偏置.UBRBIBIE即

VC

<VB<

VEUBC

>0UBE<

0輸出回路輸入回路公共端40UCE三極管的輸入特性IB=f(UBE)UCE=C三極管的特性曲線UCCRCICCEBUBE輸出回路輸入回路公共端UBRBIBIEIBUBE0UCE

≥

1V死區電壓數設10241IC/mAUCE/V0IB=0μA20μA40μA截止區(cut-offregion)60μA80μAUCE小IC小IC=f(UCE)IB=C三極管的輸出特性及三個工作區

飽和區(saturationregion)放大區(amplifierregion)42發射結正向偏置集電結反向偏置對于NPN型三極管應滿足:VC>

VB>

VE且IC=IB對于PNP型三極管應滿足:VC

<VB<

VE且IC=IB放大狀態三極管在三個區的工作狀態共發射極接法放大電路UCEUCCRCICCEBUBEUBRBIBIE43飽和狀態集電結,發射結均反向偏置.即UBE<=0(2)IB增加時,IC基本不變,且IC

UCC/RC

UCE0晶體管C,E之間相當于短路截止狀態即UCE<UBE

(1)IB=0,IC

0(2)UCE

UCC晶體管C,E極之間相當于開路(1)發射結正向偏置;集電結正向偏置共發射極接法放大電路UCEUCCRCICCEBUBEUBRBIBIE44三極管的主要參數電流放大系數交流電流放大系數

=

IC

IB

穿透電流ICEO

集電極最大允許電流ICM集--射反相擊穿電壓U(BR)CEO集電極最大允許耗散功率PCM極限參數IB直流電流放大系數

=IC

45在輸出特性上求

,1.5mA40μAIC

IB

===37.5

=IC

IB

=2.3–1.5(mA)60–40(μA)=40設UCE=6V,IB由40μA加為60μA.60μA020μA1.52.3IC/mAUCE/VIB

=40μA646一、選擇題1.在放大電路中,若測得某管的三個極電位分別為–2.5V,–3.2V,–9V.這三極管的類型是（1）PNP型鍺管 （2）PNP型硅管 （3）NPN型鍺管 （4）NPN型硅管 2.在放大電路中,若測得某管三個極電位分別為–2.5V,–3.2V,–9V.則分別代表管子的三個極是（1）e,c,b（3）b,c,e（4）c,b,e（2）e,b,c3.在放大電路中,若測得某管的三個極電位分別為1V,1.3V,6V.這三極管的類型是（1）PNP型鍺管 （2）PNP型硅管 （3）NPN型鍺管 （4）NPN型硅管 474.在放大電路中,若測得某管的三個極電位分別為1V,1.3V,6V.則分別代表管子的三個極是(1)e,c,b(3)b,c,e(4)c,b,e(2)e,b,c5.一個NPN管在電路中正常工作,現測得UBE>0,UBC>0,UCE>0.則此管工作區為(1)飽和區(2)截止區(3)放大區6.一個NPN管在電路中正常工作,現測得UBE>0,UBC<0,UCE>0.則此管工作區為(1)飽和區(2)截止區(3)放大區487.一個NPN管在電路中正常工作,現測得UBE<0,UBC<0,UCE>0.則此管工作區為(1)飽和區(2)截止區(3)放大區8.穩壓管工作在------狀態.(1)正向導通(2)反向截止(3)反向擊穿9.穩壓管穩壓電路如圖所示,其中UZ1=7V,UZ2=3V,它們的正向導通壓降為0.7V.其輸出電壓為DZ1UZ1RuiuoUZ2DZ2(1)0.7V(2)1.7V(3)3V(4)7.7V491.在圖所示電路中,E=5V,ui=10sintV,D為理想二極管,試畫出輸出uO的波形.DERuiuott

ui

/Vuo/V10550022–10二、計算下列各題502.兩個穩壓管的穩壓值分別為5.5V和8.5V,正向壓降均為0.5V.若得到6V電壓,試畫出穩壓電路.DZ15.5VRuiuoDZ2解:0.5V3.兩個穩壓管的穩壓值分別為5.5V和8.5V,正向壓降均為0.5V.若得到14V電壓,試畫出穩壓電路.DZ18.5VRuiuoDZ2解:5.5V51模快7.1單管放大電路的分析與實踐任務內容掌握單管放大電路的組成;

理解其工作原理;

掌握單管共射放大電路的靜態工作點的設置與穩定,放大電路的微變等效電路分析方法;

掌握單管共射放大電路的安裝與測試能力目標單管放大電路的組成,靜態和動態分析;

單管放大電路的制作任務7.1.1單管放大電路的分析與實踐項目7電子助聽器電路的分析與制作52放大電路的目的是將微弱的變化信號不失真的放大成較大的信號.這里所講的主要是電壓放大電路.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:uiuoAu1.單管共射極基本放大電路(common-emitteramplifier)的組成53基本放大電路的組成三種三極管放大電路共基極放大電路,共集電極放大電路共射極放大電路,省去一個直流電源共發射極放大電路RB

RC

T+UCC簡單畫法CEBEBUCCRCRBT54+UCCRBRCC1C2Truo耦合電容C(coupledcapacitor)偏置電阻RB集電極負載電阻RC基本交流放大電路的組成直流電源UCCui55uiuoRB+UCCUBRCC1C2Tr放大元件Tr,iC=iB,工作在放大區,要保證集電結反偏,發射結正偏.RB,UB基極電阻與基極電源,使發射結正偏,并提供適當的靜態工作點.UCC集電極電源,為電路提供能量.并保證集電結反偏.RC集電極負載電阻,將變化的電流轉變為變化的電壓.耦合電容C1,C2為電解電容,有極性.大小10F~50F.隔離輸入輸出與電路直流的聯系,同時能使信號順利輸入輸出.RB56符號規定UA大寫字母,大寫下標,表示直流量.uA小寫字母,大寫下標,表示交直流量.ua小寫字母,小寫下標,表示交流分量.uauAt放大電路的分析方法靜態分析動態分析估算法圖解法微變等效電路法圖解法572.共射放大電路(commonemitteramplifier)的工作原理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.電容對交直流的作用不同.如果電容容量足夠大,可以認為它對交流不起作用,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.直流通路(directcurrentpath):

只考慮直流信號的分電路.交流通路(alternatingcurrentpath):

只考慮交流信號的分電路.信號的不同分量可以分別在不同的通路分析.58對直流信號(只有+UCC)RB+UCCRCC1C2T直流通道(directcurrentpath)RB+UCCRC59對交流信號(輸入信號ui)短路短路置零RB+UCCRCC1C2TRBRCRLuiuo交流通路(alternatingcurrentpath)RL60放大電路的靜態分析靜態分析的任務是根據電路參數和三極管的特性確定靜態值(直流值)UBE,IB,IC

和UCE.可用放大電路的直流通路來分析.放大電路沒有輸入信號時的工作狀態稱為靜態.ui

=0C1TRLuoRCRB+UCCC261ui=0時IBQICQIEQ=IBQ+ICQ靜態工作點(quiescentpoint,Q-point)RB+UCCRCC1C2T62(IBQ,UBEQ)

和(ICQ,UCEQ)分別對應于輸入輸出特性曲線上的一個點稱為靜態工作點.IBUBEQIBQUBEQICUCEQUCEQICQIBQ63放大電路分析方法----估算法(1)根據直流通道估算IBIBUBERB稱為偏置電阻,IB稱為偏置電流.+UCC直流通路RBRC(2)根據直流通道估算IC,UCE.64IC直流負載線UCEICUCEUCCDCpathRB+UCCRC放大電路分析方法----圖解法1.畫出三極管的輸出特性2.根據UCE=UCC–ICRC作直流負載線3.先估算IB

,然后在輸出特性曲線上作出直流負載線,與IB

對應的輸出特性曲線與直流負載線的交點就是Q點.IBQQICQUCEQ65例:用估算法計算靜態工作點.已知:UCC=12V,RC=4K,RB=300K,=37.5.解:注意電路中IB

和IC

的數量級66放大電路的動態分析----微變等效電路法iBuBE輸入回路:當信號很小時,將輸入特性在小范圍內近似線性.uBEiB

對輸入的小交流信號而言,三極管相當于電阻rbe.rbe從幾百歐到幾千歐.對于小功率三極管:三極管的微變等效電路(equivalentcircuit)Q67輸出回路iCuCE(1)輸出端相當于一個受ib

控制的電流源.(2)考慮uCE對iC的影響,輸出端還要并聯一個大電阻rce.iCuCE68ic

rcerbeubeuceibibicbibubeucece三極管的微變等效電路erbeibibbcrce很大,可忽略.69放大電路的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:交流通路RBRCRLuiuouoRBibiiicuirbeibRCRL微變等效電路70電壓放大倍數(voltagegain)的計算特點:負載電阻越小,放大倍數越小.RBrbeRCRL71輸入電阻(inputresistance)的計算對于為放大電路提供信號的信號源來說,放大電路是負載,這個負載的大小可以用輸入電阻來表示.輸入電阻的定義:(動態電阻).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較大的的輸入電阻.RBrbeRCRL72輸出電阻(outputresistance)的計算對于負載而言,放大電路相當于信號源,可以將它進行戴維南等效,戴維南等效電路的內阻就是輸出電阻.計算輸出電阻的方法:所有獨立電源置零,保留受控源,加壓求流法.rbeRBRC73C2C1+iB放大電路的動態分析----圖解法放大電路有輸入信號時的工作狀態稱為動態.加入輸入信號后,三極管的各個電壓和電流都含有直流分量和交流分量.輸出端開路,參數如下:設

ui=Uim

sint=0.02sint(v)iCUCCRBRCTuBEuCE

uiuo+IC=1.5mA,UCE=6V,IB=40μA740.02–0.020.68tUBE/V00.7=tuBE/V00.70.72ube

UBE

uBE=UBEUim

sint+=0.7+0.02sint(V)ube

注意各種符號的不同含義+tui(ube)/V0Ubem直流分量(directcurrentcomponent)交流分量(alternatingcurrentcomponent)交直流總量根據輸入回路的KVL方程:IC=1.5mA,UCE=6V,IB=40μA75ib0iB/μAuBE/VQ1QQ260402000604020IB0.680.70.72UBEttib==IBiBiB-在輸入特性上ubeuBE/V(IC=1.5mA,UCE=6V,IB=40μA)iB/μAiB760IB=40μA2060803Q612N0Mt0Q1ICicUCEUcemuce

(uo)39uCE/VtQ2iC/mAiC/mA5在輸出特性上77iCiEC1+UCCRBRCC2T

信號的放大過程+tui0uBEt0UBEt0iBIBiBuBEuCEt0UCEuCEtuo0+uBE=UBE+uiiB=IB+ibiC=IC

+icuCE=UCC-

RCiCuo=-RCict0iCIC78失真(distortion)分析在放大電路中,輸出信號應該成比例地放大輸入信號(即線性放大);如果兩者不成比例,則輸出信號不能反映輸入信號的情況,放大電路產生非線性失真.為了得到盡量大的輸出信號,要把Q設置在交流負載線的中間部分.如果Q點設置不合適,信號進入截止區或飽和區,則造成非線性失真.下面將分析失真的原因.為簡化分析,假設負載為空載(RL=).79uo選擇靜態工作點iciCuCEQib80iCuCEiCuCE1.Q點過低,信號進入截止區,放大電路產生截止失真(cut-offdistortion).2.Q點過高,信號進入飽和區,放大電路產生飽和失真(saturationdistortion).uoicicuoibib81實現放大的條件1.晶體管必須偏置在放大區.發射結正偏,集電結反偏.2.正確設置靜態工作點,使整個波形處于放大區.3.輸入回路將變化的電壓轉化成變化的基極電流.4.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號.82如何判斷一個電路是否能實現放大？3.晶體管必須偏置在放大區.發射結正偏,集電結反偏.4.正確設置靜態工作點,使整個波形處于放大區.

如果已給定電路的參數,則計算靜態工作點來判斷;如果未給定電路的參數,則假定參數設置正確.1.信號能否輸入到放大電路中.2.信號能否輸出.與實現放大的條件相對應,判斷的過程如下:83當T發生變化,和ICE發生變化,使IC和

UCE發生變化,引起靜態工作點不穩定.+UCCRBRCC1C2TRLuoRsusIB=UCC-UBERBIB固定,稱固定偏置放大電路3.靜態工作點的穩定電路溫度對靜態工作點的影響84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,溫度的變化嚴重影響靜態工作點.對于前面的電路（固定偏置電路）而言,靜態工作點由UBE、和ICEO決定,這三個參數隨溫度而變化,溫度對靜態工作點的影響主要體現在這一方面.Q變UBEICEO變T變IC變85溫度對UBE的影響IBUBET2>T1TUBE

IBIC溫度對值及ICEO的影響總的效果是:T,ICEOICICUCEQTQ′86總之

T

IC常采用分壓式偏置電路來穩定靜態工作點.為此,需要改進偏置電路,當溫度升高時,能夠自動減少IB,IB

IC

,從而抑制Q點的變化.保持Q點基本穩定.87電路組成及其靜態分析UBE=VB-VE=VB-IE

REI2=(5~10)IBI1=I2+IBI2IE=

IC+IBICECI1I2IBRB1+UCCRCC1C2RB2CERERLuiuoBICIE88穩定靜態工作點的原理RB1VB=UCCRB2RB2+DCpathUBE=VB–

VEIB溫度升高ICIEVEUBEICUCCRCC1C2TRLRB2RE+CE++RB1uoRSus

UCEBRCICRB1IBUCCIEI1I2RB2RE89(1)計算靜態值IB

,IC

和UCE

;例在分壓式偏置電路中,已知:UCC=12V,RB1=30K,RB2=10K,RC=4K,RE=2.2K,RL=4K,CE=100μF,C1=C2=20μF,三極管的=50.(2)計算和ro,riAu?RCC1C2TRLRB2RE+CE++RB1uoRsus90

UCEUCC(1)估算法求靜態值VB=UCCRB1RB2RB2+=121030+10=3VIC≈IE=VB–UBERE=3–0.62.2=1.09mAIB==IC

1.0950=21.8μAUCE=UCC–ICRC–ICRE=12–1.09(4+2.2)=5.24V(2)動態分析畫出微變等效電路對于設計好的電路均能滿足I1>>IB

,I2>>IB,認為I1≈

I2

直流通路BRCICRB1IBIEI1I2RB2RE91微變等效電路

分壓式偏置電路的微變等效電路RCC1C2TRLRB2RE+CE++RB1uoRsusUo?RCRLUi?RB2RB1rbe

Ib?Ib?92

分壓式偏置電路的微變等效電路4//41.59kRC//RLrbeAu=–

=–50=–62.9?ri

=RB1//RB2

//rbe

=30//10//1.59=1.31k

ro=RC=

4

k

Uo?RCRLUi?RB2RB1rbe

Ib?Ib?__rbe=300+(1+)26IE=300+51261.09=1.59k93IbRE1RsRCRLRE2UCCRCC1C2TRLRB2+CE++RB1uousUi?rbe

Uo?ri?

Ib?RB2RB1RE1例

分析RE1對Au?和ri的影響94?RL+(1+)RE1rbe

Uo?Ui?

Ib

Ib?RCRB2RB1RE1畫出微變等效電路riAu=–RC//RLrbe?=

RB1//RB2

//[rbe

+(1+)RE1]ri=RB1//RB2//ri

RE1使Au減小,ri增加.ri'=[rbe+(1+)RE1]Ui=Ib[rbe+(1+)RE1]··95模快7.1單管放大電路的分析與實踐任務內容了解單管共集放大電路的組成,動態性能及應用場合;

理解其工作原理;

掌握單管共射放大電路的安裝與測試能力目標單管共集放大電路的組成,靜態和動態分析;

單管共集放大電路的制作任務7.1.2單管共集放大電路的分析與實踐961.共集電極放大電路---射極輸出器(emitterfollower)從發射極和地之間取輸出電壓.UCE=UCC-IEREIE=(1+

)IB靜態分析RBUCEIE+UCCREIBUCCT++usuoRsC1RBC2RERL97由交流通路可以看出,對交流信號而言,集電極C接地,集電極是輸入和輸出電路的公共端,所以射極輸出器是共集電極放大電路.動態分析射極輸出器的交流通路TusuoRERBRLRsBECrbe

EBCRERLRBRsUo?Us?Ui?射極輸出器的微變等效電路98電壓放大倍數rbe+(1+)(RE//RL)Au=(1+)(RE//RL)?輸入電阻ri=RB//[rbe+(1+)(RE//RL)]ri'=[rbe+(1+)RE//RL]Ui=Ib[rbe+(1+)RE//RL]··Ibrbe

EBCRERLRBRs?Uo?Ie?ri'riUs?Ui?

Ib?輸出電阻ro=ro'//RE=1+Rs'+rbe//RE992.射極輸出器的特點:(1)電壓放大倍數小于1,近似等于1;(2)輸出電壓與輸入電壓同相,具有跟隨作用;(3)輸入電阻高;(4)輸出電阻低.100射極輸出器的應用可以用射極輸出器作多級放大電路的輸入級、輸出級或中間級.3.將射極輸出器接在兩級共發射級放大電路之間,可以起阻抗變換作用,改善整個放大電路的性能.1.用射極輸出器作輸入級時,因其輸入電阻高,可以減小放大電路對信號源的影響;2.作輸出級時,利用它輸出電阻低的,可以穩定輸出電壓,提高帶負載能力;101例:在圖所示電路中,已知1=50,rbe1=0.96k,(1)負載RL=3k,試計算電壓放大倍數;(2)如果在這個放大電路和負載之間加一級射極輸出器作輸出級,并已知:三極管T2的2=50,rbe2=1k,再計算RL=3k總電壓放大倍數.UCCRB1RCC1C2TRLuo

RB2RE+CE++12k2k27k3kui(a)102UCCRB1RCC1C2T1RLuo

RB2RE1+CE++RB3RE2C3+T227k12k3k2k300k3kui+15V(b)解:當RL=3k時(1)只有第一級:Au=–1RC1//RLrbe=–503//30.96=–78?103+RLRB3

rbe2

2Ib2?Ib2?RE2Uo?RLuo

RB3RE2C3+T2300k3kUCCRB1RCC1C2T1RB2RE1+CE+27k12k3k2kui+15VRC1rbe1

RB1Ib1?RB2

1Ib1?Ui?104(RL=3k時)ri2=RB3//[rbe2+(1+2)(RE2//RL)]=61.6kRC1//ri2Au1=–1rbe1?=–50×3//61.60.96=–149Au2=(1+2)(RE2//RL)?rbe2+(1+2)(RE2//RL)=(1+50)(3//3)1+(1+50)(3//3)=0.987Au=Au1Au2????=(–149)0.987=–147RLrbe1

RC1RB1RB3

rbe2

2Ib2?Ib1?Ib2?RB2RE2Uo?ri2

1Ib1?Ui?105接入射極輸出器作輸出級后,盡管射極輸出器本身的電壓放大倍數近似等于1,但由于它的輸入電阻高,提高了第一級的電壓放大倍數,因而總電壓放大倍數比單獨用第一級時也提高了很多.106任務內容了解多極大放大電路的組成,動態性能及工作原理應用場合;

熟悉多級放大電路的耦合方式及性能指標;

掌握多極放大電路的安裝與測試能力目標多極放大電路的組成,靜態和動態分析;

多極放大電路的制作任務7.1.3多極放大電路的分析與實踐107多級放大器正常工作的基本要求:1.多極放大(multistageamplifier)電路的組成第1級放大器第2級放大器第n級放大器負載+Uo-多級放大器的方框圖+Ui-保證信號能順利地由前級傳送到后級;連接后仍能使各級放大器有正常的靜態工作點;信號在傳送過程中失真要小,級間傳輸效率要高.108多級放大電路的連接,產生了單元電路間的級聯問題,即耦合問題.放大電路的級間耦合必須要保證信號的傳輸,且保證各級的靜態工作點正確.直接耦合(direct-coupledamplifier)電抗性元件耦合根據輸入信號性質決定級間耦合電路的形式.2.多極放大電路的耦合方式耦合電路采用直接連接或電阻連接,不采用電抗性元件.直接耦合電路可傳輸低頻甚至直流信號.因而緩慢變化的漂移信號也可以通過直接耦合放大電路.級間采用電容或變壓器耦合.電抗性元件耦合,只能傳輸交流信號.漂移信號和低頻信號不能通過.109直接耦合放大器直接耦合方式及其存在的兩個特殊問題放大變化緩慢的甚低頻“直流信號”,應采用直接耦合方式,即用導線將前、后兩級聯接起來,稱為“直流放大器”.RB1RC1uiuoT1T2+UCC

RC2R簡單的直接耦合電路110以兩級阻容耦合放大電路為例兩級靜態工作點之間有影響嗎？阻容耦合(resistance-capacitancecoupledamplifier)多級放大電路RB1RC1C1C2RsT1RB2RE1+CEusUCCRB3RC2C3T2RLuo+++第一級第二級111兩級阻容耦合放大電路的微變等效電路1.電壓放大倍數Au=Au1Au2×???Au1=–1RC1//ri2rbe1?Au2=–2?RC2//RLrbe22.輸入電阻ri

=ri1=RB1//RB2

//rbe1

3.輸出電阻ro

=ro2=RC2

rbe1RC1RLRB1RsRB3rbe2

RB2RC2Uo1?Ui2?ri2US?Ui?Uo??Ib2?Ib1?Ib1?Ib21123.阻容耦合放大電路的頻率特征單級放大電路的頻率特性放大電路放大倍數的幅值隨頻率變化的關系稱為幅頻特性;輸出信號與輸入信號的相位差隨頻率變化的關系稱為相頻特性.UCCTCo++C1RCRBC2uoRLui113所以C1、C2可視為短路,Co可視為開路.

(1)中頻段