模電晶體三極管及基本放大電路2PPT課件

1、 1、掌握射極偏置放大電路的原理及分析方法； 2、掌握基本共集放大電路的原理及分析方法； 3、掌握基本共基放大電路的原理及分析方法； 4、掌握三種基本放大電路各自的特點，在實際應用中根據(jù)設計要求合理選擇。第1頁/共37頁第第4章章 半導體半導體三極管三極管及放大電路基及放大電路基礎礎4.1 半導體三極管（半導體三極管（BJT） 4.2 放大電路的組成原則放大電路的組成原則 4.3 放大電路的基本分析法放大電路的基本分析法4.4 基本放大電路的三種接法基本放大電路的三種接法4.5 放大電路的頻率響應放大電路的頻率響應第2頁/共37頁4.4 4.4 基本放大電路的三種接法基本放大電路的三種接法靜態(tài)

2、工作點穩(wěn)定的典型電路基本共集放大電路基本共基放大電路基本放大電路三種接法的性能比較第3頁/共37頁靜態(tài)工作點穩(wěn)定的典型電路靜態(tài)工作點穩(wěn)定的典型電路射極偏置射極偏置放大電路放大電路1、溫度對靜態(tài)工作點的影響2、靜態(tài)工作點穩(wěn)定的典型電路3、定量分析第4頁/共37頁QvCE/ViC/mAiB =0IBQ11） 溫度變化對溫度變化對ICBO的影響的影響2） 溫度變化對輸入特性曲線的影響溫度變化對輸入特性曲線的影響溫度溫度T 輸出特性曲線上移輸出特性曲線上移10TT0CBOCBO02)T(I)T(I V102 . 2)(30)C25BE(BE0 TTVVT溫度溫度T 輸入特性曲線左移輸入特性曲線左移3）

3、 溫度變化對溫度變化對 的影響的影響溫度每升高溫度每升高1 C ， 要增加要增加0.5% 1.0%溫度溫度T 輸出特性曲線族間距增大輸出特性曲線族間距增大QvCE/ViC/mAiB =0IBQ1總之：總之： ICBO ICEO T VBE IB IC 1、 溫度對工作點的影響溫度對工作點的影響)TT)(T(C)T()T(000 所謂Q點穩(wěn)定，是指ICQ和UCEQ在溫度變化時基本不變，這是靠IBQ的變化得來的。第5頁/共37頁第6頁/共37頁1） 電路組成直流通路？Ce為旁路電容，在交流通路中可視為短路2、靜態(tài)工作點穩(wěn)定的典型電路 -射極偏置電路(基極分壓式射極偏置電路）第7頁/共37頁2、射極

4、偏置電路（續(xù)）、射極偏置電路（續(xù)）2） 穩(wěn)定工作點原理（演示）穩(wěn)定工作點原理（演示）第8頁/共37頁目標：溫度變化時，使I IC C維持恒定。 如果溫度變化時，b b點電位能基本不變，則可實現(xiàn)靜態(tài)工作點的穩(wěn)定。T 穩(wěn)定原理：穩(wěn)定原理： IC IE IC UE 、UB不變不變 UBE IB （反饋控制）3、射極偏置電路（續(xù)）、射極偏置電路（續(xù)）2） 穩(wěn)定工作點原理（續(xù)）穩(wěn)定工作點原理（續(xù)）第9頁/共37頁b點電位基本不變的條件：點電位基本不變的條件：I1 IB ，CCb2b1b1BVRRRU 此時，不隨溫度變化而變化。UB UBE且Re可取大些，反饋控制作用更強。 一般取 I1 =(510)IB

5、 ， UB =3V5V 3、射極偏置電路（續(xù)）、射極偏置電路（續(xù)）3） 偏置電路參數(shù)的確定偏置電路參數(shù)的確定第10頁/共37頁4） 靜態(tài)分析eBEQBQEQCCb21b1bBQRUUIVRRRU分壓式電流負反饋工作點穩(wěn)定電路什么條件下成立？)( ecEQCCeEQcCQCCCEQRRIVRIRIVUEQBQII第11頁/共37頁b21bbCCb21b1bBBRRRVRRRVeBQBEQBQeBQBEQbBQeEQBEQbBQBB)1 ()1 (RIUURIURIRIURIV利用戴維寧定理等效變換后求解Q點*Rb上靜態(tài)電壓可忽略不計！CCb21b1bBQbe )1 ( VRRRURR，則若第12

6、頁/共37頁5） 動態(tài)分析beLio rRUUAubeb2b1irRRRcoRR ee)1 ( )( beLebebLcbioRrRRIrIRRIUUAu)1 (ebeb2b1iRrRRR利?弊?eLbee)1 (RRArRu，則若無旁路電容Ce時：第13頁/共37頁 4.4.1 射極偏置電路)1(/ebeb2b1TTiRrRRIVR bRTbIII ebbebeebebT)1(RIrIRIrIV )/(b2b1RTbRRIV 根據(jù)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TTiIVR 輸入電阻輸入電阻5） 動態(tài)分析（續(xù)）動態(tài)分析（續(xù)）第14頁/共37頁 4.4.1 射極

7、偏置電路輸出電阻oco/ RRR 求輸出電阻的等效電路網(wǎng)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r rcece對分析過程影響很大，此處不能忽略0)()(ecbsbeb RIIRrI0)()(ebccebcTRIIrIIV其中b2b1ss/RRRR 則)1(esbeececToRRrRrIVR 當coRR 時，coRR 一般cceoRrR （）5） 動態(tài)分析（續(xù)）動態(tài)分析（續(xù)）輸出電阻輸出電阻第15頁/共37頁3.3. 穩(wěn)定靜態(tài)工作點的方法穩(wěn)定靜態(tài)工作點的方法 引入直流負反饋 溫度補償：利用對溫度敏感的元件，在溫度變化時直接影響輸入回路。 例如，Rb1或Rb2采用熱敏電阻

8、。 它們的溫度系數(shù)？Bb1CBBEEC )(URIIUUIT 第16頁/共37頁基本共集放大電路基本共集放大電路eEQCEQCCeEQBEQbBQBBRIUVRIURIVeEQCCCEQBQEQebBEQBBBQ)1 ()1 (RIVUIIRRUVI1. 1. 靜態(tài)分析靜態(tài)分析第17頁/共37頁2. 動態(tài)分析：電壓放大倍數(shù)ebebeeebebbeeio)1 ()1 ( )(RrRRRIrRIRIUUAu。，即，則）若（ 1 1iobebeUUArRRu故稱之為射極跟隨器Uo Ui第18頁/共37頁2. 動態(tài)分析：輸入電阻的分析ebebbiiii)1 (RrRIUIURRi與負載有關！RL)/)

9、(1 (LebebiRRrRR帶負載電阻后第19頁/共37頁2. 動態(tài)分析：輸出電阻的分析1 )1 (bebebeboeooeooooerRRrRURUUIIUIURRRo與信號源內阻有關！特點 輸入電阻大，輸出電阻?。恢环糯箅娏?，不放大電壓；在一定條件下有電壓跟隨作用！oU令Us為零，保留Rs，在輸出端加Uo，得：計算舉例 P102 例第20頁/共37頁共集電極電路結構共集電極電路結構如圖示如圖示該電路也稱為該電路也稱為射極射極輸出器輸出器靜態(tài)工作點靜態(tài)工作點ebBECCBR)1(RUVI eCCCeECCCERIVRIVU BCII eEBEbBCCRIURIV BEI )1(I 由由得得

10、3 阻容耦合共集電極電路阻容耦合共集電極電路（1） 靜態(tài)分靜態(tài)分析析第21頁/共37頁輸出回路：輸入回路：LbbebLbbbebiR)1(IrI R)II (rIU 電壓增益：1RrRR)1(rR)1(R)1(r IR)1(IUUALbeLLbeLLbebLbiou 畫小信號等效電路確定模型參數(shù) 已知，求r rbebe)mA()mV(26)1(200EQbeIr 增益其中LeL/ RRR LbLbboR)1(IR)II (U 一般beLrR ，則電壓增益接近于1 1，1Au 即同同相相與與ioUU電壓跟隨器（2） 動態(tài)分析動態(tài)分析電壓增益電壓增益第22頁/共37頁輸入電阻輸入電阻R)1(r/R

11、IURLbebiii bRiIIIb LbbebiR)1(IrIU bRiRIUb 根據(jù)定義由電路列出方程則輸入電阻iiiIUR LeLR/RR 當beLrR 1 ，時，LbiR/RR （2） 動態(tài)分析（續(xù)）動態(tài)分析（續(xù)）第23頁/共37頁輸出電阻輸出電阻由電路列出方程eRbbTIIII )Rr (IUsbebT eRTRIUe 其中bssR/RR 則輸出電阻 1rR/RIURbeseTTo當 1rRRbese，1 時， besorRR輸出電阻?。?） 動態(tài)分析（續(xù)）動態(tài)分析（續(xù)）第24頁/共37頁同同相相與與ioUU 電壓增益小于1 1但接近于1 1， 輸入電阻大，對電壓信號源衰減小 輸出電

12、阻小，帶負載能力強（2） 動態(tài)分析（續(xù)）動態(tài)分析（續(xù)）共集電極電路特點第25頁/共37頁基本共基放大電路基本共基放大電路1. 靜態(tài)分析eBEQBBEQRUVI1EQBQIIBEQcEQCCCEQURIVUCCBEQCEQcCQBBeEQBEQVUURIVRIU第26頁/共37頁2. 動態(tài)分析3. 特點：輸入電阻小，頻帶寬！只放大電壓，不放大電流！)1 (beeirRRcoRR ebecbebeeccio)1 ( RrRrIRIRIUUAu第27頁/共37頁基本放大電路三種接法的性能比較基本放大電路三種接法的性能比較1、一般規(guī)律 接法 共射 共集 共基 Au 大 小于1 大 Ai(空載) 1 R

13、i 中 大 小 Ro 大 小 大 頻帶 窄 中 寬第28頁/共37頁電壓增益：電壓增益：beLc)/(rRR 輸入電阻：輸入電阻：beb/rR輸出電阻：輸出電阻：cR)/)(1()/()1(LebeLeRRrRR )/)(1(/LebebRRrR 1)/(/bebserRRRbeLc)/(rRR 1/beerRcR2、 三種組態(tài)阻容耦合基本放大電路電路的比三種組態(tài)阻容耦合基本放大電路電路的比較較第29頁/共37頁3.3.三種組態(tài)的特點及用途三種組態(tài)的特點及用途共射極放大電路：共射極放大電路： 電壓和電流增益都大于電壓和電流增益都大于1 1，輸入電阻在三種組態(tài)中居中，輸出電阻與集，輸入電阻在三種

14、組態(tài)中居中，輸出電阻與集電極電阻有很大關系。適用于低頻情況下，作多級放大電路的中間級。電極電阻有很大關系。適用于低頻情況下，作多級放大電路的中間級。共集電極放大電路：共集電極放大電路： 只有電流放大作用，沒有電壓放大，有電壓跟隨作用。在三種組態(tài)中，只有電流放大作用，沒有電壓放大，有電壓跟隨作用。在三種組態(tài)中，輸入電阻最高，輸出電阻最小，頻率特性好。可用于輸入級、輸出級或緩沖輸入電阻最高，輸出電阻最小，頻率特性好?？捎糜谳斎爰?、輸出級或緩沖級。級。共基極放大電路：共基極放大電路： 只有電壓放大作用，沒有電流放大，有電流跟隨作用，輸入電阻小，輸只有電壓放大作用，沒有電流放大，有電流跟隨作用，輸入電

15、阻小，輸出電阻與集電極電阻有關。高頻特性較好，常用于高頻或寬頻帶低輸入阻抗出電阻與集電極電阻有關。高頻特性較好，常用于高頻或寬頻帶低輸入阻抗的場合，模擬集成電路中亦兼有電位移動的功能。的場合，模擬集成電路中亦兼有電位移動的功能。 放大電路三種組態(tài)的比較放大電路三種組態(tài)的比較end第30頁/共37頁3 3、三種接法的組合形式、三種接法的組合形式 為使單級放大電路具有多方面的優(yōu)良性能，有時采用組合接法。例如： 共集共基形式：輸入電阻高、電壓放大倍數(shù)較大、頻帶寬 共集共射形式：輸入電阻高、電壓放大倍數(shù)較大 具有什么特點？是為了增強電壓放大能力嗎？共射共基級聯(lián)放大電路重要優(yōu)點：高頻特性好，具有較寬的頻帶。第31頁/共37頁 3.6.1 共集電極電路作用：提高電流放大系數(shù)，增大電阻r rbebe復合管也稱為達林頓管2. 復合管復合管一般規(guī)律：1、復合管的類型（極性）與第一個管相同；2、第二個管的集電結（CB電極）與第一個管的CE電極相連，電流的方向與箭頭一致；3、一般情況下，第一個管為小功率管，第二個管為大功率管；4、可以用兩個及更多的三極管構成復合管，復合管的 約為各管 之積。把兩只或三只BJT按一定原則連接起來所構成的三端器件叫做復合管又稱達林頓管。第32頁/共37頁討論一討論一圖示電路為哪種基本接法的放大電路？求解靜態(tài)工作點、電壓放大倍數(shù)、