3.1雙極型三極管（BJT）3.2放大電路的基本概念

3.3基本共射放大電路的工作原理3.4基本共射極放大電路的靜態分析3.5小信號模型分析法3.6射極偏置放大電路3.7共集電極電路(自主)3.8

共基放大極電路(自主)3.9

多級放大電路3雙極結型三極管及其放大電路(P35)20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎基本要求:1了解半導體三極管的工作原理、特性曲線及主要參數2了解半導體三極管放大電路的分類3熟練掌握用估算法、小信號分析法對放大電路進行靜態及動態分析4掌握放大電路的頻率響應及各元件參數對其性能的影響問題：1)放大電路的主要性能指標？2)靜態分析的目的、方法、求解的參數？3)動態分析的目的、方法、求解的參數？4)放大電路頻率響應分析的目的？3雙極結型三極管及其放大電路作業：7(3.3.4),8(3.4.1)，12(3.5.1),13,14,15(3.7.1),16(3.6.1)17(3.6.2)20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎3.1.1BJT簡介3.1.2BJT三極管的電流分配關系3.1.3BJT的特性曲線3.1.4BJT的主要參數3.1.5BJT的選型3.1雙極型三極管（BJT）20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎NNP發射極E基極B集電極C發射結集電結—基區—發射區—集電區emitterbasecollectorNPN型PPNEBCPNP型ECBECB符號中發射極上的箭頭方向，表示發射結正偏時電流的流向。3.1.1BJT簡介3.1雙極型三極管（BJT）20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎

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－－內部條件BJT的兩個PN結分別是正偏還是反偏，決定了BJT可能工作于四種工作狀態：放大、飽和、截止和倒置。這取決于外加電壓－－外部工作條件。3.1.1BJT的結構簡介20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎2、內部載流子的傳輸過程（以NPN為例）

發射結正偏，集電結反偏。3.1.2BJT的電流分配關系1、放大條件

?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。

1）內部條件

2）外部條件20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎2、內部載流子的傳輸過程（以NPN為例）3.1.2BJT的電流分配關系20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎三極管內部載流子的傳輸過程歸納為：①發射區向基區擴散多子電子形成IE。ICN多數向BC結方向擴散形成

InC。IE少數與空穴復合，形成

IB'。IB'基區空穴來源基極電源提供(IB)集電區少子漂移(ICBO)I

CBOIB有：IB=IB'

–

ICBO②載流子在基區擴散與復合形成IB’。

③集電區收集漂移到達的載流子形成集電極電流ICIC=InC+ICBOIC(忽略了基區空穴擴散運動形成的電流，因參雜濃度低)發射結正偏，有利于多子擴散。20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎載流子的傳輸過程3、電流分配關系據傳輸過程:IC=InC+ICBOIB=IB'

-ICBO通常IC>>ICBO

、

為電流放大系數，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+ICIB=IE-IC=(1-

)IE20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎三極管的放大作用，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。決定了、參數。（2）外部條件：發射結正向偏置，集電結反向偏置。取決于外加工作電源。為保證外部條件NPN管：VE<VB<VCPNP管：VC<VB<VE4、放大作用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BJT三極管。

20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎+-bce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。(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O20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎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20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎iC=f(vCE)

iB=const（2）輸出特性曲線bceRLVBBVCCiBiEiCvi+-3.1.3BJT的特性曲線20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎iC=f(vCE)

iB=const（2）輸出特性曲線0uA20uA40uA60uA80uA100uAVCE較小時，集電結反向電壓很小，對到達基區的電子吸引力不夠，iC

受vCE影響較大，iC隨vCE增加而增加；當vCE>某值，集電結電場足夠強，能使到達基區的電子絕大部分到達集電區，vCE再增加，iC也增加不多了。

0iC

vCE3.1.3BJT的特性曲線20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎飽和區：iC明顯受vCE控制的區域，該區域內，一般vCE＜0.7V(硅管)。條件：兩個結均正偏(含集電結反偏電壓很小)。截止區：iC接近零的區域，相當iB=0的曲線的下方。條件：

兩個結均反偏(含發射結正偏時vBE小于死區電壓)。放大區：iC平行于vCE軸的區域，曲線基本平行等距。條件：發射結正偏，集電結反偏。輸出特性曲線的三個區域:3.1.3BJT的特性曲線20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎BJT三個工作區的電量特點飽和區特點：

iC不再隨iB的增加而線性增加，即且vCE=VCES，典型值為0.3V3.1.3BJT的特性曲線截止區特點：iB=0，iC=ICEO0，VCE接近Vcc。線性放大區特點：近似線性，VCE大小適中，約為1/2Vcc20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎例3-1：測得某放大電路中BJT的三個電極A、B、C的對地電位分別為VA=-9V，VB=-6V，Vc=-6.2V，試分析A、B、C中哪個是基極b、發射極e、集電極c，并說明此BJT是什么材料的管子，是NPN管還是PNP管？判斷依據

(1)三個極中發射結的電位差最小且為固定值，硅為0.7V左右，鍺為0.2V左右；(2)滿足放大條件：發射結正偏，集電結反偏。解：據(1)B、C間壓差為0.2V，所以可以確定A為集電極c；據(2)C為基極、B為發射極，且為PNP型鍺管。

NPN管：c極電位最高，b極居中，e極最低；

PNP管：c極電位最低，b極居中，e極最高。例題20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎判斷依據

(1)三個極中發射結的電位差最小且為固定值，硅為0.7V左右，鍺為0.2V左右；(2)滿足放大條件：發射結正偏，集電結反偏。若已知A管：Ux=12V,Uy=11.7V,Uz=6V;B管:Ux=-5.2v,Uy=-1V,Uz=-5.5V.試判斷A、B的各極和類型

NPN管：c極電位最高，b極居中，e極最低；

PNP管：c極電位最低，b極居中，e極最高。思考？解：A管為PNP型鍺管，x-發射極，y-基極，z-集電極

B管為NPN型鍺管，x-基極，y-集電極，z-發射極例題20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎(1)共發射極直流電流放大系數

=（IC－ICEO）/IB≈IC/IB

vCE=const3.1.4BJT的主要參數1）電流放大系數

(2)共發射極交流電流放大系數

=

IC/

IB

vCE=const =（IC－ICBO）/IE≈IC/IE

(4)共基極交流電流放大系數α

α=

IC/

IE

VCB=const(3)共基極直流電流放大系數當ICBO和ICEO很小時，≈

、≈

。20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎

(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。

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。3.1.4BJT的主要參數20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎(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)EBO20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎

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3.1.4BJT的主要參數20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎1)類型與符號按材料分：硅管、鍺管按功率分：小功率管<500mW按結構分：NPN、PNP按使用頻率分：低頻管、高頻管大功率管>1W中功率管0.5

1W3.1.5BJT的選型20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎3.1.5BJT的選型小功率封裝中功率封裝大功率封裝1)類型與符號20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎3.1.5BJT的選型中國半導體器件型號命名方法(見國標GB249-74)

半導體器件型號由五部分（場效應器件、半導體特殊器件、復合管、PIN型管、激光器件的型號命名只有第三、四、五部分）組成。五個部分意義如下：第一部分：用數字表示半導體器件有效電極數目。2-二極管、3-三極管第二部分：用漢語拼音字母表示半導體器件的材料和極性。表示二極管時：A-N型鍺材料、B-P型鍺材料、C-N型硅材料、D-P型硅材料。表示三極管時：A-PNP型鍺材料、B-NPN型鍺材料、C-PNP型硅材料、D-NPN型硅材料。20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎3.1.5BJT的選型中國半導體器件型號命名方法(見國標GB249-74)

第三部分：用漢語拼音字母表示半導體器件的內型。P-普通管、V-微波管、W-穩壓管、C-參量管、Z-整流管、L-整流堆、S-隧道管、N-阻尼管、U-光電器件、K-開關管、X-低頻小功率管(F<3MHz,Pc<1W)、G-高頻小功率管（f>3MHz,Pc<1W)、D-低頻大功率管（f<3MHz,Pc>1W)、A-高頻大功率管（f>3MHz,Pc>1W)、T-半導體晶閘管（可控整流器）、Y-體效應器件、B-雪崩管、J-階躍恢復管、CS-場效應管、BT-半導體特殊器件、FH-復合管、PIN-PIN型管、JG-激光器件。第四部分：用數字表示序號第五部分：用漢語拼音字母表示規格號例如：3DG18表示NPN型硅材料高頻三極管20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎3.1.5BJT的選型2）選型原則

①在同型號的三極管中，應選用反向電流小的管子，以保證有較好的溫度特性；②在同型號的三極管中，小功率管的

值應該值應選高些(70~150)，大功率管的應選小些(30~70)，值太高性能不穩定；③要求反向電流較小、工作溫度較高的場合，應選用硅三極管；要求正向導通電壓低的場合，應選用鍺三極管；④根據電路的電源電壓及各電極間的工作電壓確定三極管的各個反向擊穿電壓；根據器件流過的電流和管壓降確定器件的功耗，確保器件工作在安全區；對于工作電流較大的器件應加裝散熱器。20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎附日本半導體分立器件型號命名方法

日本生產的半導體分立器件，由五至七部分組成。通常只用到前五個部分，其各部分的符號意義如下：第一部分：用數字表示器件有效電極數目或類型。0-光電（即光敏）二極管三極管及上述器件的組合管、1-二極管、2三極或具有兩個pn結的其他器件、3-具有四個有效電極或具有三個pn結的其他器件、┄┄依此類推。第二部分：日本電子工業協會JEIA注冊標志。S-表示已在日本電子工業協會JEIA注冊登記的半導體分立器件。20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎

第三部分：用字母表示器件使用材料極性和類型。A-PNP型高頻管、B-PNP型低頻管、C-NPN型高頻管、D-NPN型低頻管、F-P控制極可控硅、G-N控制極可控硅、H-N基極單結晶體管、J-P溝道場效應管、K-N溝道場效應管、M-雙向可控硅。

第四部分：用數字表示在日本電子工業協會JEIA登記的順序號。兩位以上的整數-從“11”開始，表示在日本電子工業協會JEIA登記的順序號；不同公司的性能相同的器件可以使用同一順序號；數字越大，越是近期產品。

第五部分：用字母表示同一型號的改進型產品標志。A、B、C、D、E、F表示這一器件是原型號產品的改進產品。附20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎

美國半導體分立器件型號命名方法

美國晶體管或其他半導體器件的命名法較混亂。美國電子工業協會半導體分立器件命名方法如下：第一部分：用符號表示器件用途的類型。JAN-軍級、JANTX-特軍級、JANTXV-超特軍級、JANS-宇航級、（無）-非軍用品。第二部分：用數字表示pn結數目。1-二極管、2=三極管、3-三個pn結器件、n-n個pn結器件。第三部分：美國電子工業協會（EIA）注冊標志。N-該器件已在美國電子工業協會（EIA）注冊登記。第四部分：美國電子工業協會登記順序號,多位數字。第五部分：用字母表示器件分檔。A、B、C、D、┄┄-同一型號器件的不同檔別。如：JAN2N3251A表示PNP硅高頻小功率開關三極管。附20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎

國際電子聯合會半導體器件型號命名方法

德國、法國、意大利、荷蘭、比利時等歐洲國家以及匈牙利、羅馬尼亞、南斯拉夫、波蘭等東歐國家，大都采用此命名方法。該方法由四個基本部分組成：

第一部分：字母表示器件使用的材料。A-器件使用材料的禁帶寬度Eg=0.6~1.0eV如鍺、B-器件的Eg=1.0~1.3eV如硅、C-器件的Eg>1.3eV如砷化鎵、D-器件的Eg<0.6eV如銻化銦、E-器件使用復合材料及光電池使用的材料第二部分：字母表示器件的類型及主要特征。A-檢波開關混頻二極管、B-變容二極管、C-低頻小功率三極管、D-低頻大功率三極管、E-隧道二極管、F-高頻小功率三極管、G-復合器件及其他器件、H-磁敏二極管、K-開放磁路中的霍爾元件、L-高頻大功率三極管、M-封閉磁路中的霍爾元件、P-光敏器件、Q-發光器件、R-小功率晶閘管、S-小功率開關管、T-大功率晶閘管、U-大功率開關管、X-倍增二極管、Y-整流二極管、Z-穩壓二極管。附20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎第三部分：數字或字母加數字表示登記號。三位數字-代表通用半導體器件的序號、一個字母加二位數字-表示專用半導體器件。第四部分：用字母對同一類型號器件進行分檔。A、B、C、D、E┄┄-表示同一型號的器件按某一參數進行分檔的標志。

除四個基本部分外，有時還加后綴，以區別特性或進一步分類。常見后綴如下：1）穩壓二極管型號的后綴。首先是一個字母，表示穩壓值的容許誤差，字母A、B、C、D、E分別表示容許誤差為±1%、±2%、±5%、±10%、±15%；其后是數字，表示標稱穩定電壓的整數數值；最后是字母V加數字，代表穩壓管標稱穩定電壓的小數值。2）整流二極管后綴是數字，表示器件的最大反向峰值耐壓值(V)。3、晶閘管型號的后綴也是數字，通常標出最大反向峰值耐壓值和最大反向關斷電壓中數值較小的那個電壓值。如：BDX51-表示NPN硅低頻大功率三極管，AF239S-表示PNP鍺高頻小功率三極管。附20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎3.2.1放大電路的信號圖3.2.1放大電路結構示意圖3.2放大電路的基本概念一般選用正弦信號作為分析信號。3.2.2放大電路的放大作用直流電源Vcc?電壓放大電路----輸入取電壓、輸出取電壓?電流放大電路?互阻放大電路?互導放大電路20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎BJT的三種組態3.2.3三極管放大電路的三種組態共集電極接法，集電極作為公共電極，CC(Common-collector)共基極接法，基極作為公共電極，CB(CommonBase)。

共發射極接法，發射極作為公共電極，用CE(Common-emitter)；3.2放大電路的基本概念20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎根據放大電路輸入信號的條件和對輸出信號的要求，可將放大電路分為:電壓增益?電壓放大電路?電流放大電路?互阻放大電路?互導放大電路3.2.4放大電路的性能指標3.2放大電路的基本概念20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎放大電路分為四種類型電壓放大電流放大互阻放大互導放大信號源負載為了等效放大電路的輸入輸出特性，而忽略實際放大電路的內部結構，采用一些基本元件來構成模型電路。放大電路模型四種放大電路模型電壓放大電路模型電流放大電路模型互阻放大電路模型互導放大電路模型3.2放大電路的基本概念20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎放大電路模型電壓放大電路模型電流放大模型思考？互阻放大電路模型、互導放大電路模型是什么樣的？電流放大電路模型3.2放大電路的基本概念20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎1）輸入電阻－－決定放大電路從信號源吸取信號幅值的大小方法：端口電壓、電流法定量分析外加測試電壓+–RLRi放大電路3.2.4放大電路的性能指標3.2放大電路的基本概念20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎2）輸出電阻－－決定放大電路帶負載的能力所以②電壓、電流法(定義法)Rs方法：3.2放大電路的基本概念計算測量方法20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎3）增益（放大倍數）反映放大電路在輸入信號控制下，將供電電源能量轉換為輸出信號能量的能力。其中四種增益常用分貝（dB）(10為底的對數增益)表示3.2放大電路的基本概念20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎3.3基本共射極放大電路的工作原理3.3.1基本共射極放大電路的組成3.3.2放大電路的兩點規定3.3.3

交變信號的傳輸3.3.4放大電路的兩種工作狀態3.3.5兩種工作狀態的分析思路3.3.6三極管放大電路的特點20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎小寫字母、大寫下標表示總量(總瞬時量)（含交、直流）。如，vCE、iB等。大寫字母、大寫下標表示直流量。如，VCE、IC等。小寫字母、小寫下標表示純交流量。如，vce、ib等。上方有圓點的大寫字母、小寫下標表示相量。如，、等。書中有關符號的約定3.3基本共射極放大電路的工作原理20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎基極偏置電阻幾十K～幾百K

將iC的變化變為vCE的變化幾K～幾十K

保證Jc反偏RCRbVBBVCC保證Je正偏并提供偏流IBiBiCTiE+vCE-+vBE-+vs-參考點原理電路3.3.1基本共射極放大電路的組成3.3基本共射極放大電路的工作原理20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎iBiCiE+vi-+vo-隔直/耦合電容,幾～幾十uF3.3.1基本共射極放大電路的組成+vCE-+vi-+vo-vivo20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎+vCE-+vi-+vo-3.3.2放大電路的兩點規定iBiCiE共同端為參考點電壓電流的假定正向+vCE-+vi-+vo-20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎+vCE-+vi-+vo-iBiCiE+-vBE3.3.3

交變信號的傳輸放大作用實質上是三極管的電流控制作用，放大是針對變化量的瞬時電量=直流分量+交流分量，僅交流分量隨輸入信號而變vitiBtiCtvCEtvotIBICVCE20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎

放大電路中的電量交直流成分共存，直流分量與輸入交流信號無關，由電源提供，交流分量取決于輸入交流信號，所以分析放大電路時，可以將交、直流分量分開分析。

直流分量由直流通路分析求解；交流分量由交流通路分析求解。

通常，將放大電路的工作狀態分為兩種：直流工作狀態(靜態)、交流工作狀態(動態)。3.3.4放大電路的兩種工作狀態20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎+vCE-+vi-+vo-iBiCiE+-vBE1）靜態（直流工作狀態）----vi=0時，放大電路的工作狀態。靜態時，電路中的電量都是直流量，由直流通路決定，用IB……表示。

直流的各電量在BJT特性曲線上可以確定一個點，稱為靜態工作點Q，一般用：=0IB、IC、和VCE

（或IBQ、ICQ、和VCEQ）表示。3.3.4放大電路的兩種工作狀態此時，vo=？vo=020142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎+vCE-+vi-+vo-iBiCiE+-vBE2）動態(交流工作狀態)----輸入vi≠0時，放大電路的工作狀態。BJT各電量在靜態值的基礎上隨輸入信號相應變化。交流量用交流通路（交流電流流通的路徑）分析。各電量為總瞬時量。vCE

=vce+VCEQ,iC=ic+ICQ、iB=ib+IBQ總瞬時電量=交流量+直流量如：3.3.4放大電路的兩種工作狀態20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎+vCE-+vi-+vo-iBiCiE+-vBE靜態分析分析放大電路工作狀態的步驟：先靜態后動態直流通路:用于直流分析，求Q點3.3.5

兩種工作狀態的分析思路1）畫直流通路①輸入交流信號源為0(短路)；②直流電源不變(保留)；③大電容開路、大電感短路。畫直流通路的原則：2）利用估算法或圖解法求解靜態工作點20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎例：畫出下圖直流通路3.3.5

兩種工作狀態的分析思路①輸入交流信號源為0(短路)；②直流電源不變(保留)；③大電容開路、大電感短路。畫直流通路的原則：20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎+vCE-+vi-+vo-iBiCiE+-vBE交流通路，用于交流信號分析3.3.5

兩種工作狀態的分析思路動態分析1）畫交流通路因為，對交流信號而言，即：

②直流電壓源對地短路；

電流源對地開路；

③

耦合電容交流短路。畫交流通路的原則：①vi≠0

直流電壓源視為短路(因內阻近似為零)；電流源或恒流源視為開路(因內阻很大)。大電容視為短路。2）利用小信號模型求解交流參數(放大倍數、輸入電阻、輸出電阻)20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎3.3.5

兩種工作狀態的分析思路例：畫出下圖的交流通路原則：①vi≠0，即保留；②直流電壓源對地短路；

電流源對地開路；③耦合電容交流短路。20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎靜態分析，采用估算法或圖解法；動態分析，采用圖解分析法(定性)或小信號模型分析法3.3.6

三極管放大電路的特點①交直流共存大小合適的直流信號是保證交流信號不失真放大的前提；交流信號是放大的對象和放大的結果。②是非線性電路，一般采用工程近似分析方法20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎

基于直流通路近似計算求解。（1）畫出直流通路，標出各電量。RCRbVCCVCCIBICT+VCE-+VBE-(2)近似認為發射結正向導通電壓VBE為常數。

硅管為0.6~0.7V，鍺管為0.2~0.3V。(3)近似處理BJT的電流分配關系

IC=βIB+ICEO≈βIB(4)列含有b-e極和c-e極回路電壓方程求解Q（IB、IC、VCE）3.4.1靜態工作點(Q)估算法3.4基本共射極放大電路的靜態分析IBICIE+VCE-20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎IBIC+VCE-則：IC≈βIB由集電極-發射極回路求VCEVCE=VCC-ICRC3.4.1靜態工作點(Q)估算法由基極b-發射極e回路求IB。RbRCVCCVCCIBICT+VCE-+VBE-20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎解：1)確定晶體管的靜態工作點參數：ICQ=βIBQ=50*0.04=2mAUCEQ=Vcc-ICQRc=12-2*2.4=7.2V=(12-0.7)/（300*1000）=0.04mA例:如圖所示為共射基本放大電路，已知晶體管的β=50，Vcc=12V。1）當Rc=2.4KΩ，Rb=300KΩ時，確定晶體管的靜態工作點參數IBQ、ICQ、UCEQ。2）若要求UCEQ=6V，ICQ=2mA，問Rb和Rc應改為多少？由直流通路：3.4.1靜態工作點(Q)估算法20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎2）若要求符合條件則：

=12/0.00004=300KΩ=（12-6）/0.002=3KΩ3.4.1靜態工作點(Q)估算法20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎

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。用于求解Q點。1）將電路分成三部分：非線性部分的BJT，線性部分的管外輸入和管外輸出。也可以又估算法直接確定IB。

靜態工作點的圖解分析(基于直流通路、分析的是直流量)

3.4.2

靜態工作點的圖解分析法BJT管外輸入管外輸出+vce-+vbe-RCibicT2）若已知輸入特性曲線，列輸入回路(b-e)方程：VBE=VCC－IBRb（輸入直流負載線）在BJT的輸入特性曲線上畫輸入直流負載線，確定Q點的IB；

QIBQVBEQiB

VBB/Rb8400.30.6vBEVCC0.9VCC/Rb20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎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。用于求解Q點。3）根據IB在輸出特性曲線族上確定相應的一條輸出特性曲線。

靜態工作點的圖解分析(基于直流通路、分析的是直流量)

3.4.2

靜態工作點的圖解分析法BJT管外輸入管外輸出+vce-+vbe-RCibicT4）列輸出回路(c-e)方程,在BJT的輸出特性曲線上畫直流負載線，確定Q的IC和VCE：VCE=VCC－ICRc

(直流負載線)VCC/RcICQVCEQiC

0vCEVCCiB=IBQQ從而得到Q(IC，IC，VCE)20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎+vCE-+vi-+vo-iBiCiE+-vBE已知三極管的輸出特性曲線，用圖解法求解Q點。

解：(1)由直流通路的直流偏置電路求解IB，確定BJT的輸出伏安特性曲線（3）由交點得到Q例3.4.1(P48)iC

0vCE321080uA60uA40uA20uA0uA36912V≈12V/300K=40uA(2)畫直流負載線VCE=12V－4IC

(直流負載線)Q∴Q(40uA,1.5mA,6V)

3.4.2

靜態工作點的圖解分析法20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎動態圖解分析是基于靜態分析的。（1)根據vs的波形在BJT的輸入特性曲線上畫出vBE、iB的波形；

3.4.3

動態工作的圖解分析法2）動態工作狀態的圖解法（分析的是總瞬時量）----用于直觀地了解放大電路中輸入、輸出各電量波形的幅值大小和相位關系，對動態工作情況全面地了解。分析步驟為：由輸入回路方程

vBE=VBB+vs-iBRb

在輸入特性曲線上畫出輸入負載線。確定Q、Q’、Q’‘知：輸入負載線是一組斜率為-1/Rb、且隨vs變化而平行移動的直線。vs=+vsmvs=-vsm20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎(1)根據vs的波形在BJT的輸入特性曲線上畫出vBE、iB的波形；分析步驟：(2)根據iB的變化范圍在輸出特性曲線上畫出iC、vCE的波形；

①空載時：輸出負載線方程：vCE=VCC-iCRC

3.4.3

動態工作的圖解分析法2）動態工作狀態的圖解法（分析的是總瞬時量）20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎將相關電量波形畫在對應ωt軸上；可知：各電量直接的變化規律和相位關系。vsωtωtωtωtωtiBiCvCEvceIBQICQVCEQ輸出、輸入電壓相位相反----共射組態的特點。

3.4.3

動態工作的圖解分析法2）動態工作狀態的圖解法（分析的是總瞬時量）20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎由交流通路得交流負載線方程：vce=-ic

(Rc//RL)(純交流量)交流負載線以-1/RL'為斜率。

因為交流負載線必過Q點，所以

②帶負載時(RL接于輸出端和地)稱R'L=RL∥Rc為交流負載電阻。

過輸出特性曲線上的Q點做一條斜率為-1/R

L

直線，即得交流負載線。交流負載線是有交流輸入信號時Q點的運動軌跡。

交流負載線方程又可變形為：1）交流通路與交流負載線交流通路ibicT+vce-+vbe-+vi-RLRCRb

3.4.3

動態工作的圖解分析法20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎∵動態時，總瞬時電量=交流量+靜態量有：vCE

=vce+VCEQ,iC=ic+ICQ

由交流負載線vce=-ic

(Rc//RL)

vCE-VCEQ=-(iC-ICQ)RL'

vCE=VCEQ-(iC

-

ICQ

)RL‘=VCEQ-(iC

-

ICQ

)RL'

=VCEQ+ICQ

RL'-iCRL'

(交流負載線方程)則畫交流負載線時，也可以

(1)先計算出ICQ

RL‘，在橫

軸上確定A點；

(2)連接A、Q點并延長。

（常用此法）AICQ

RL'

3.4.3

動態工作的圖解分析法20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎靜態工作點對波形失真的影響Q點不合適會產生非線性失真：要使BJT工作在線性放大區，保證信號不失真。過高，飽和失真過低，截止失真

3.4.4

靜態工作點與失真1）失真類型20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎3）Q點過高引起飽和失真ICS集電極臨界飽和電流NPN管：

底部失真為飽和失真。PNP管：頂部失真為飽和失真。IBS—基極臨界飽和電流。不發生飽和失真的條件：IBQ+Ibm

IBSuCEiCtOOiCOtuCEQV

CC

3.4.3

動態工作的圖解分析法

2）產生失真的原因①工作點不合適；②輸入信號幅度過大20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎

4）產生失真的原因①工作點不合適；

②輸入信號幅度過大

Q點過低引起截止失真NPN：頂部失真為截止失真PNP：底部失真為截止失真不發生截止失真的條件：IBQ>Ibm。OQibOttOuBE/ViBuBE/ViBuiuCEiCictOOiCOtuCEQuce交流負載線

3.4.3

動態工作的圖解分析法20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎飽和失真截止失真由于放大電路的工作點達到了三極管的飽和區而引起的非線性失真。對于NPN管，輸出電壓表現為底部失真。由于放大電路的工作點達到了三極管的截止區而引起的非線性失真。對于NPN管，輸出電壓表現為頂部失真。注意：對于PNP管，由于是負電源供電，失真的表現形式，與NPN管正好相反。當工作點進入飽和區或截止區時，將產生非線性失真。飽和失真、截止失真

3.4.3

動態工作的圖解分析法20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎放大電路要想獲得最大的動態范圍，要求：工作點Q要設置在輸出特性曲線放大區的中間部位；要有合適的交流負載線。6）最大不失真輸出幅度動態范圍----不產生截止或飽和失真的最大輸出電量的幅度。（最大不失真輸出幅度）

最大動態范圍----不同時產生截止和飽和失真的最大輸出電量的幅度。

3.4.3

動態工作的圖解分析法20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎通過基本共射電路的圖解分析，可得如下結論：(1)vi＝0時為恒定的靜態電量；vi0時，各電量都疊加了交流量。(2)vCE中的交流分量幅度>>vi，具有電壓放大作用；(3)vo與vi相位相反,為反相電壓放大器；(4)可以確定最大不失真輸出幅度。圖解分析法的適用范圍特別適用于分析信號幅度較大而工作頻率不太高的情況。能全面分析放大電路的靜態和動態工作情況。不適合分析信號幅度較小或工作頻率太高的情況。

3.4.5圖解分析法的應用范圍20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎選擇工作點的原則：

?當ui較小時，為減少功耗和噪聲，“Q”可設得低一些；

?為提高電壓放大倍數，“Q”可以設得高一些；

?為獲得最大輸出，“Q”可設在交流負載線中點。#

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？思考？#放大電路為什么要建立正確的靜態？20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎設VBEQ=0.7V，Rb=300K，Rc=4K，RL=4K（1）比較原理電路與基本共射電路的區別；（2）畫出該電路的直流通路與交流通路；（3）估算IBQ，并用圖解法確定ICQ、VCEQ；（4）寫出加入輸入信號后，電壓vBE的表達式及輸出交流負載線方程。例：

解：當（1）自看；信號源、負載與Q點無關。直流通路（2）ibicT+vce-+vbe-+vi-RLRCRb20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎參數變化對靜態工作點的影響1）改變RB，其他參數不變uBEiBuCEiCVCCVBBVBBRBQQ如，RB

IB

Q點下移，趨近截止區；RB

IB

Q點上移，趨近飽和區。

VBE=VCC－IBRb

VCE=VCC－ICRcic/mAMuCE/vIBQ1IBQIBQ20（a）Rb變化對Q點的影響aQ1Rb1>RbQ2Rb2<RbNQVCCiB=IBQ輸入方程斜率改變；輸出方程不變；Q點沿輸出負載線改變；20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎iCuBEiBuCEVCCUCEQQQICQVCCRC2）改變RC，其他參數不變如，RC

Q趨近飽和區。

VBE=VCC－IBRb

VCE=VCC－ICRc∵輸入方程不變，IBQ不變；∴輸出特性曲線不變；（b）Rc變化對Q點的影響Rc<Rc1Q1Q

Q2IBQRc>Rc20MNuCE/vic/mAQ點沿輸出特性曲線左右移動；參數變化對靜態工作點的影響20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎M0VCC1<VCCVCC2>VCCQ2QQ1NuCE/vic/mA（c）VCC變化對Q點的影響3）改變VCC，其他參數不變

VBE=VCC－IBRb

VCE=VCC－ICRc輸入、輸出方程都改變；斜率不變，平行移動；如，VCC

IBIC

Q點上移；VCC

IBIC

Q點下移。參數變化對靜態工作點的影響20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎放大電路如圖所示。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）由直流通路靜態工作點為Q（40uA，3.2mA，5.6V），BJT工作在放大區。例題參數變化對靜態工作點的影響20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎（2）當Rb=100k時，所以BJT工作在飽和區。VCE不可能為負值，其最小值也只能為0，即IC的最大電流為：此時，Q（120uA，6mA，0V），仿真參數變化對靜態工作點的影響20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎3.5.1指導思想當放大電路的輸入信號電壓很小時，在工作點附近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。小信號模型僅適用于小的交流信號的分析，不適用于大信號及靜態工作點的分析；在頻率范圍內，小信號模型適用于通頻帶范圍內的放大電路，即在中頻范圍內，可以不考慮放大電路的結電容、分布電容、耦合電容及旁路電容的影響。3.5小信號模型分析法20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎vBEvCEiBcebiC（1）三極管H參數在小信號情況下，對上兩式取全微分得對于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：1）BJT的H參數及小信號模型BJT雙口網絡3.5.2三極管的h參數及其等效電路用小信號交流分量表示vbe=hieib+hrevceic=hfeib+hoevce20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎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。其中：四個參數量綱各不相同，故稱為混合參數（H參數）。vbe=hieib+hrevceic=hfeib+hoevcevBEvCEiBcebiC3.5.2三極管的h參數及其等效電路20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎(2)H參數的等效電路（小信號模型）根據可得小信號模型hfeibicvceibvbehrevcehiehoeBJT的H參數模型vbe=hieib+hrevceic=hfeib+hoevcevBEvCEiBcebiC

H參數都是小信號參數，即微變參數或交流參數。

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。3.5.2三極管的h參數及其等效電路20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎(3)模型的簡化hfeibicvceibvbehrevcehiehoe即

rbe=hie

=hfe

uT=hre

rce=1/hoe一般采用習慣符號則BJT的H參數模型為

ibicvceibvbeuT

vcerberce

uT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。

3.5.2三極管的h參數及其等效電路20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎(4)H參數的確定

用測試儀測出或給定；

rbe

與Q點有關，可用圖示儀測出。也可以用公式估算rbe

rbe=rb+(1+

)re其中對于低頻小功率管rb≈200

則

而

(T=300K)

*記憶

3.5.2三極管的h參數及其等效電路20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎3.5.3用H參數等效電路分析基本共射放大電路（1）確定靜態工作點Q(利用直流通路)一般硅管VBE=0.7V，鍺管VBE=0.2V，

已知。1）小信號模型法分析步驟20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎（2）基于交流通路畫小信號等效電路H參數小信號等效電路ibicT+vce-+vbe-+vi-RLRCRbrbeibβibBCERbRcRL＋Vi－＋Vo－C、E之間有Rc、RL、vo發射極接地B、E之間有vi、Rb用小信號模型代替T3.5.3用H參數等效電路分析基本共射放大電路iiio20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎（3）求電壓增益根據則電壓增益為rbeibβibBCERbRcRL＋vi－＋vo－3.5.3用H參數等效電路分析基本共射放大電路iiio關鍵：用BJT管極電流

表示vi、vo

20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎（4）求輸入電阻（5）求輸出電阻Ro=Rc所以rbeibβibBCERbRcRL＋vi－＋vo－RiRo3.5.3用H參數等效電路分析基本共射放大電路由定義法：20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎用小信號等效電路分析法分析放大電路的求解步驟①用公式估算法估算Q點值，并計算Q點處的參數rbe值②由放大電路的交流通路，畫出小信號等效電路。③根據小信號等效電路分析求解Av、Ri、Ro。注意：放大電路的輸入電阻不包含信號源的內阻放大電路的輸出電阻不包含負載電阻3.5.3用H參數等效電路分析基本共射放大電路20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎1.電路如圖所示。試畫出其小信號等效模型電路。解：例題步驟：(1)畫出三極管的內部小信號等效模型(2)連接各極之間以及與地之間的有關元件(3)標注有關電量3.5.3用H參數等效電路分析基本共射放大電路20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎例題解：（1）由直流通路求Q點2.放大電路如圖所示。試求：（1）Q點；（2）、、。已知

=50。3.5.3用H參數等效電路分析基本共射放大電路20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎RbRcRLRovs（2）由小信號等效電路求解3.5.3用H參數等效電路分析基本共射放大電路iiio20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎穿透電流ICEO也將上升。(1)溫度對ICBO的影響------主要針對鍺管溫度10°CICBO增加約一倍。溫度每升高1°C，

要增加0.5%1.0%(3)溫度變化對

的影響一般發射結正向壓降具有負溫度系數，溫度VBE↓，

IB

(固定偏流直流)

IC

。(2)溫度變化對VBE的影響------主要針對硅管3.6射極偏置放大電路3.6.1溫度對工作點的影響

IC

=βIB+ICEO≈βIB20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎溫度T

輸出特性曲線上移1)溫度變化對輸入特性曲線的影響溫度T

輸出特性曲線族間距增大溫度T

輸入特性曲線左移硅管主要考慮VBE和的影響；鍺管主要考慮ICBO的影響

ICBO

ICEO

∵T

VBE

IB

IC

(4)溫度對BJT的影特性曲線的影響溫度每升高1

C，UBE

(22.5)mV。O2)溫度變化對輸出特性曲線的影響iCuCET1iB=0T2>iB=0iB=03.6.1溫度對工作點的影響20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎穩定工作點的指導思想

ICBO

ICEO

∵T

VBE

IB

IC

使Q點隨溫度變化而變化。如果溫度，電路能自動使IBQ↓下降，就可以穩定工作點。穩定工作點原理目標：溫度變化時，使IC維持恒定。思路：溫度↑→Ic↑變化時，通過電路參數的反饋調節→使IC↓

維持恒定。3.6.1溫度對工作點的影響20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎IBIEICI1+vo-+vi-3.6.2射極偏置電路靜態分析1)電路組成2）穩定過程T

IC

IE

IC

VE、VB不變

VBE

IB

（反饋控制）條件：I1>>IB，此時，不隨溫度變化而變化。VB>>VBE且Re可取大些，反饋控制作用更強。一般取

I1=(5~10)IB，VB=3V~5V

20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎IBIEICI1+vo-+vi-3）靜態工作情況分析計算+_+_3.6.2射極偏置電路靜態分析20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎IBIEICI1+vo-+vi-<A>畫小信號等效電路<B>確定模型參數已知，求rbeebc3.6.2射極偏置電路動態分析20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎①

電壓增益Avbc#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？關鍵：用BJT管極電流

表示vi、vo

3.6.2射極偏置電路動態分析<C>求交流參數20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎②

輸入電阻根據定義由電路列出方程注意：放大電路的輸入電阻不包含信號源的內阻bc3.6.2射極偏置電路動態分析20142021/5/242023/9/2電子技術精品課程--模擬電子技術基礎rbeibibiicvieRobec③輸出電阻--定義法求輸出電阻的等效電路1)網絡內獨立源置零2)負載開路3)輸出端口加測試