雙極型晶體管BJT解析

1、1第3章 雙極型晶體管（BJT）21947年的晶體管（transistor） 1947年12月16日，美國新澤西州的貝爾實驗室里，3位科學家威廉肖克利（William Shockley）、約翰巴頓（John Bardeen）和沃特布拉頓（Walter Brattain）成功地制造出第一個晶體管，改變了人類的歷史。 1950年，William Shockley開發(fā)出雙極性接面晶體管 （bipolar junction transistor, BJT），也就是現(xiàn)在俗稱的晶體管。3 他們在導體電路中正在進行用半導體晶體把聲音信號放大的實驗。3位科學家驚奇地發(fā)現(xiàn)，在他們發(fā)明的器件中通過的一部分微量電流

2、，竟然可以控制另一部分流過的大得多的電流，因而產(chǎn)生了放大效應。這個器件，就是在科技史上具有劃時代意義的成果晶體管。 1956年，這3位科學家共同榮獲了1956年諾貝爾物理學獎。晶體管之父 William Shockley43.1 BJT的結構及內部載流子的傳輸 晶體管是通過一定的工藝，將兩個PN結結合在一起的器件。兩個PN結互相影響，使晶體管表現(xiàn)出不同于單個PN結的特性而具有信號放大功能，因而成為各種電子電路的核心元件。 在晶體管中，參與導電的有空穴和電子兩種載流子，又因為它是由兩個PN結構成，所以被稱為雙極型晶體管(Bipolar Junction Transistor)。 由于BJT有三個

3、電極, 因而又稱為三極管。它有很多種類。按頻率分有高頻管、低頻管；按功率分有大、中、小功率管；按材料分有Si和Ge管。 根據(jù)結構的不同，三極管一般有兩種類型：NPN 型和 PNP 型。5NPN 型三極管結構示意圖e ec cb b符號集電區(qū)集電結基區(qū)發(fā)射結發(fā)射區(qū)集電極 c基極 b發(fā)射極 eN NN NP P3.1.1 晶體管的結構、示意圖和符號 圖中箭頭表示發(fā)射圖中箭頭表示發(fā)射結在正向偏置電壓接結在正向偏置電壓接法下的電流方向。法下的電流方向。6集電區(qū)集電結基區(qū)發(fā)射結發(fā)射區(qū)集電極 c發(fā)射極 e基極 bc cb be e符號N NN N P PP PN NPNP 型三極管結構示意圖 圖中箭頭表示

4、發(fā)射圖中箭頭表示發(fā)射結在正向偏置電壓接結在正向偏置電壓接法下的電流方向。法下的電流方向。3.1.2 3.1.2 晶體管放大狀態(tài)下內部載流子的運晶體管放大狀態(tài)下內部載流子的運動動7以以 NPN NPN 型三極管為例討論型三極管為例討論c cN NN NP Pe eb bb be ec c表面看表面看三極管若實現(xiàn)放大，必須從三極管內部結構和外部所加電源的極性來保證。不具備不具備放大作用放大作用三極管內部結構要求： 1. 1. 發(fā)射區(qū)高摻雜。發(fā)射區(qū)高摻雜。2. 2. 基區(qū)做得很薄。通常只有幾基區(qū)做得很薄。通常只有幾微米到幾十微米，而且摻雜較少。微米到幾十微米，而且摻雜較少。外加電源的極性應使發(fā)射結處

5、于正向偏置狀態(tài)，而集電結處于反向偏置狀態(tài)。3. 3. 集電結面積大。集電結面積大。N Ne ec cN NP Pb b二氧化硅集電區(qū)基區(qū)發(fā)射區(qū)8三極管放大的外部條件：e ec cR Rc cR Rb b一、晶體管內部載流子的運動I EIB1. 發(fā)射結加正向電壓，擴散運動形成發(fā)射極電流發(fā)射區(qū)的電子越過發(fā)射結擴散到基區(qū)，基區(qū)的空穴擴散到發(fā)射區(qū)形成發(fā)射極電流 IE (基區(qū)多子數(shù)目較少，空穴電流IEP可忽略)。2. 擴散到基區(qū)的自由電子與空穴的復合運動形成基極電流電子到達基區(qū)，少數(shù)與空穴復合形成基極電流Ibn，復合掉的空穴由 VBB 補充。多數(shù)電子在基區(qū)繼續(xù)擴散，到達集電結的一側。晶體管內部載流子的運

6、動9b bIEIENIEP IEN IBIBNIEP b be ec cI EI BR Rc cR Rb b3.集電結加反向電壓，漂移運動形成集電極電流Ic 集電結反偏，結電場的方向阻止集電區(qū)的多子（電子）向基區(qū)運動，但卻將基區(qū)擴散進來的電子收集到集電極，形成電流ICN。其能量來自外接電源 VCC 。I C 同時，結電場把基區(qū)的本征少子（電子）抽取到集電區(qū)，把集電區(qū)的本征少子（空穴）抽取到基區(qū)，形成很小的少子漂移電流,即反向飽和電流，用ICBO表示。ICBO晶體管內部載流子的運動晶體管內部載流子的運動10 IC=ICN+ICBO 二、晶體管的電流分配關系IC = ICn + ICBO IE =

7、 IEn+ IEp IB=IEP+ IBNIE =IC+IB晶體管內部載流子的運動與外部電流11= ICn + IBn + IEp三、共射電流放大系數(shù)、共基電流放大系數(shù)12 I IE E=I=IB B+I+IC C I ICNCN I IE E )(ECIII IC C (1(1 )= )= I IB B+I+ICBOCBO I IB BI IBNBNI IEPEP有有1令令 CBOBCIII)1 (BCII-共射電流放大系數(shù) ECBCEOBCBBCEIIIIIIIIII)1 (TBETBETBEVvSCBVvSECVvSEeIIieIIieIi/ECnII 11或或4、共基交流電流放大系數(shù)E

8、Cii直流參數(shù)直流參數(shù) 與交流參數(shù)與交流參數(shù) 、 的含義是不的含義是不同的，但是，對于大多數(shù)三極管來說，同的，但是，對于大多數(shù)三極管來說， 與與 ， 與與 的數(shù)值卻差別不大，計算中，可不將它們嚴格區(qū)分。的數(shù)值卻差別不大，計算中，可不將它們嚴格區(qū)分。 、 5. 5. 與與 的關系的關系133.2 晶體管共射電路的伏安特性14 i iB B= =f f( (v vBEBE) ) V VCE CE = Const= Const一. 輸入特性曲線+ +- -b bc ce e共射極放大電路U UBBBBU UCCCCv vBEBEi iC Ci iB B+ +- -v vCECE 指當集射間電壓不變時

9、，輸入回路中加在基極和發(fā)射極間的電壓vBE和基極電流iB間的關系曲線。15V VCECE = 0V = 0VV VCECE 1V1VvBE /V(2)當VCE0時，這個電壓的極性有利于把發(fā)射區(qū)擴散到基極的電子收集到集電極。如果VCEVBE，則發(fā)射結正偏，集電結反偏。集電極開始收集電子，基區(qū)復合減少，在同樣的vBE下,IB減小，特性曲線右移。(1) 當VCE=0V時，從輸入回路看，由于發(fā)射結正偏，輸入特性與半導體二極管的正向特性曲線類似。 若VCE繼續(xù)增加，輸入特性應繼續(xù)右移。但當VCE1后，在一定的VBE之下，集電結的反向偏壓已足以將注入基區(qū)的電子基本上都收集到集電極，此時即使VCE再增加，I

10、B也不會減少很多。因此，VCE1V后，不同的VCE值的輸入特性幾乎重疊。通常用VCE1V來代表VCE更高的情況。i iC C= =f f( (v vCECE) ) I IB B = Const= Const二、輸出特性曲線16 指當基極電流不變時，輸出回路中取自集電極和發(fā)射極間的電壓vCE與集電極電流iC間的關系曲線。1）vCE很小時，當vCE略有增加，iC增加很快。故曲線起始部分較陡。這是由于vCE很?。ㄐ∮?V）時，集電結反向電壓較小，對到達基區(qū)的電子吸引力不夠。此時，iC受vCE影響很大，vCE稍有增加，則從基區(qū)到集電區(qū)電子增加很快，此時iC增加很大。2）當vCE超過某數(shù)值后，曲線變得比

11、較平坦，近似于水平直線。這表示當iB一定時，iC的值基本上不隨vCE變化。這是由于vCE大，集電結的電場足夠強，能使發(fā)射區(qū)擴散到基區(qū)的絕大部分電子到達集電區(qū)，此時vCE再增大，iC增加就不多了。17飽和區(qū)：在特性曲線的起始部分，不同iB值的各條曲線幾乎重疊。iC基本上不隨iB而變。這稱為飽和現(xiàn)象。iC明顯受vCE控制，該區(qū)域內，一般vCE0.7V(硅管)。此時，發(fā)射結正偏，集電結正偏或反偏電壓很小。 隨著iB的不同，可以畫出一族特性曲線。放大區(qū)：iC平行于vCE軸的區(qū)域，曲線基本平行等距。此時，發(fā)射結正偏，集電結反偏。截止區(qū)：iC接近零的區(qū)域，相當iB=0的曲線的下方。此時，vBE小于死區(qū)電壓

12、，集電結反偏。18 一般，放大區(qū)的曲線相對水平軸有一點傾斜，這是由于基區(qū)調制效應引起的。所謂基區(qū)調制效應，是指當VBE為常量時，基區(qū)寬度隨著VCE的增加而減小，發(fā)射區(qū)發(fā)射到基區(qū)的電子與基區(qū)空穴復合幾率變小，導致IC增加。為了形象化地表示這一結果，我們可以認為集電極特性曲線族的每一條曲線都是由電壓橫軸負半軸上的一點發(fā)出射線延長得到的。這一點稱為Early電壓，用VA表示。Early 電壓 VA不是實際的電壓，但它描述了對于固定的IB，vCE變化對iC的影響。三極管的參數(shù)分為三大類：直流參數(shù)、交流參數(shù)、極限參數(shù)一、直流參數(shù)1.共射直流放大系數(shù) 3.3 BJT的主要參數(shù)3.集電極基極間反向飽和電流I

13、CBO集電極發(fā)射極間的反向飽和電流ICEO192.共基直流電流放大系數(shù)是電流的直流量之比，也用hFE標記。BCBCEOCIIIII當忽略反向飽和電流ICBO時， ECII 發(fā)射極開路時，在集電結加上一定反向電壓時的反向電流。它的大小標志著集電結的質量，即單向導電性的優(yōu)劣。ICBO越小越好。 基極開路時，從集電極直通到發(fā)射極間的電流。ICEO越小，放大管的質量越好。OCBOCEII)1 (二、交流參數(shù)1.共射交流放大系數(shù)2. 共基極交流電流放大系數(shù) 20 三極管工作時，基極電流產(chǎn)生一個ib，相應地集電極電流有ic，則 ，是電流的變化量之比，也用hfe標記。BCii 與共射直流放大系數(shù)的含義不同。

14、后者反映靜態(tài)（直流工作狀態(tài)）時IC與IB之比。而前者反映的是動態(tài)（交流工作狀態(tài)）時電流的增量之比，表征的是共射極電路的電流放大能力。ECii，體現(xiàn)的是共基接法下的電流放大作用。 與與 之間的關系是：之間的關系是：1或或1 三、 極限參數(shù)1.最大集電極電流ICM3. 反向擊穿電壓 VCBO發(fā)射極開路時的集電結所允許加的最高反向電壓。VEBO-集電極開路時發(fā)射結所允許加的最高反向電壓。 VCEO基極開路時集電極和發(fā)射極間所允許加的最高反向電壓。21極限參數(shù)指使用三極管時不得超過的限度。極限參數(shù)指使用三極管時不得超過的限度。2.最大集電極耗散功率PCM ICM指三極管的參數(shù)變化不超過規(guī)定值時允許的最

15、大集電極電流。當集電極電流大于ICM時，值明顯變小，三極管性能下降。 由于三極管處于放大狀態(tài)時，有一個PN結是反偏的。因此就有外加在各電極間的最大允許反向電壓的限制。否則反向電流上升，導致管子擊穿而損壞。 三極管工作時，損耗功率為PC=iCvCE， PCM表示集電結上允許損耗功率的最大值。超過此值會使管子性能變壞或燒毀。PCM值與環(huán)境溫度有關。溫度越高，則PCM越小。 由PCM、ICM、V（BR）CEO在輸出特性曲線上可以確定過損耗區(qū)、過電流區(qū)和擊穿區(qū)、安全工作區(qū)。如圖所示。22溫度對晶體管特性及參數(shù)的影響 溫度對輸入特性的影響：溫度升高時正向特性左移，反之右移。6060404020200 0

16、 0.40.4 0.80.8I I / mA/ mAU U / V / V溫度對輸入特性的影響200600 溫度對輸出特性的影響溫度升高將導致IC增大。i iC CV VCECEO Oi iB B200600溫度對輸出特性的影響23三極管工作狀態(tài)的判斷例1：測量某NPN型BJT各電極對地的電壓值如下，試判別管子工作在什么區(qū)域？ 解：解：原則：正偏反偏反偏集電結正偏正偏反偏發(fā)射結飽和放大截止對NPN管而言，放大時對PNP管而言，放大時（1）放大區(qū)（2）截止區(qū)（3）飽和區(qū)24例2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：

17、電流的正方向和KCL。IE=IB+ ICA AB BC C IAIBICC為發(fā)射極B為基極A為集電極。管型為NPN管。25分析：先求UBE，若等于0.6-0.7V，為硅管；若等于0.2-0.3V，為鍺管。 NPN管UBE0， UBC0，即。 PNP管UBE0， UBC 0，即。263.4 BJT的直流模型和微變等效電路27(a) 等效電路 正偏的發(fā)射結 PN結；反偏的集電結 基極集電極開路；集電極電流IC由基極電流IB控制 受控電流源。 直流模型用于：確定直流工作點。（b）簡化的直流模型3.4.1 BJT的等效電路和直流模型28【例例3.4-13.4-1】基本的共射放大電路如圖基本的共射放大電

18、路如圖 3.43.4 2 2所示（圖中未所示（圖中未畫出交流部分），求三極管各極的電流及集畫出交流部分），求三極管各極的電流及集- -射間電壓射間電壓V VCECE。設設V VBEBE0.7V0.7V， 已知。已知。解：根據(jù)三極管的直流模型，得到等效電路如圖，列出基極回路方程： 得BEbBBBVRIVbBEBBBRVVI，可求得BCIIBEII) 1(由集電極回路，列方程得：cCCCCERIVV3.4.2 BJT的交流小信號模型29 只要滿足vbe VT，則高階項可忽略不計，取前兩項，iB對于vbe就是線性的。TbeTbeBEVvBVvVSBeIeIi/)( 小信號條件小信號條件將指數(shù)項展開，

19、.! 3121132/TbeTbeTbeVvVvVvVveTbe 小信號線性模型即微變等效電路，用于交流信號分析。 晶體管是非線性器件，這將使放大電路的分析變得復雜。因此試圖對它進行適當?shù)慕铺幚恚沟迷谝欢l件下表現(xiàn)為線性特性，以便分析計算。這個一定條件就是：當信號變化的范圍很小時，可以認為三極管電壓、電流變化量之間的關系基本上是線性的。也就是說，在一個很小的范圍內，輸入、輸出特性曲線可以近似看作一段直線。即需滿足小信號條件(小信號下變量之間滿足線性關系)。小信號模型假設30最直接的想法：二極管等效于一個動態(tài)電阻。BJT的小信號模型H參數(shù)等效電路31輸入回路 ),(1CEBBEvifv輸出回

20、路 ),(2CEBCvifi復習：二端口網(wǎng)絡的H參數(shù)：22212122121111UHIHIUHIHU32由于 代表 的變化部分，也就是可以用 的交流分量來代替，即：BEdvBEvBEvbeBEvdvbBidi ceCEvdvcCidi cerebiebevhihvceboefereiebevihhhhivc三極管在共射接法下的H參數(shù) 假定三極管工作在小信號下，取全微分，得 CEBCEBEBCEBBEBEdvIvvdiVivdvCEBCEcBCEBcCdvIvidiViidiceoebfevhihicCEBBEieVivh輸出端交流短路時的輸入電阻（歐姆） CEBCfeViih輸出端交流短路時

21、的正向電流傳輸比或電流放大系數(shù)BCEBEreIvvh輸入端交流開路時的反向電壓傳輸比 BCECoeIvih輸入端交流開路時的輸出電導（西門子） 33 由此，可得到三極管H參數(shù)微變等效電路。 這是將三極管線性化后的線性模型，從而可將三極管電路當線性電路處理。忽略過小的參數(shù)（hre,hoe），不會帶來顯著誤差，即為設想的小信號模型。ceoebfecvhihicerebiebevhihv34r rbebe可用公式估算：可用公式估算：)()(26)1 (200mAImVrEbe公式的適用范圍：小信號（0.1mAIE5mA）。 rbe的計算（公式來源可參考第2章二極管的微變等效模型部分。）小信號模型的另

22、一種形式35bembvgi bembbemrgivg用跨導表示的BJT小信號模型3.5 BJT共射電路的工作原理36通常畫法基本的共射電路直流電源：保證發(fā)射結正偏、集電結反偏；電容：隔直通交；注意交流輸入回路和輸出回路。oCCERciiBBECivviivvCBC21通過上產(chǎn)生壓降在加到三極管的基極通過信號放大過程：信號放大過程：判斷一個電路有無放大作用37應該主要根據(jù)以下幾條原則：n外加電源的極性是否能保證三極管的發(fā)射結正向偏置，集電結反向偏置，實現(xiàn)iB到 iC的轉化。n輸入回路的接法是否能將信號送進，實現(xiàn)輸入vi到iB的轉化。n輸出回路的接法是否能將放大了的信號送出，實現(xiàn)iC 到輸出vo的

23、轉化?！纠?.5-1】 根據(jù)上面討論的放大電路組成原則，判斷圖示電路有無放大作用。設電路中的電容足夠大，交流情況下可視為短路。 （a a）（b）38分析： (a) Cb足夠大，視作短路，從而使得輸入vi0，即信號不能送進放大管。改正方法是去掉Cb。(b) Vcc使發(fā)射結反偏，集電結正偏。改正方法是把Vcc倒過來。(c) 由于Ce的存在使發(fā)射極對地短路，vo=0，即輸出信號vo送不出去。改正方法是去掉Ce。(d) 缺少集電極電阻RC，使得集電極電流iC的變化不能產(chǎn)生vo。改正方法是接入Rc。（c）（d）3.6.1 靜態(tài)與動態(tài)、直流通路與交流通路39 直流電壓源的存在能保證晶體管處于放大區(qū)，即放大

24、器需要直流偏置才能處于放大區(qū)；同時，信號源是時變的，各項參數(shù)隨Q點位置而不同，希望輸出信號與輸入信號呈線性關系。 由此可見，對放大電路存在著兩方面的分析： (1)靜態(tài)（直流）分析，確定靜態(tài)工作點Q（僅直流電源作用時三極管各極電流和電壓）； (2)動態(tài)（交流）分析，即在輸入信號作用下，分析放大電路的增益、輸入電阻、輸出電阻、最大輸出幅度等。 根據(jù)疊加原理，線性放大器總的響應是兩個單獨響應的疊加。 一個電路的靜態(tài)和動態(tài)之間既有不變與變的區(qū)別，又有聯(lián)系。動態(tài)所討論的變化量，是在某一個特定的“靜態(tài)”的基礎上變化的，放大管的電流和電壓都是在原來直流量的基礎上又疊加了一個交流成份，形成電路中交、直流并存的

25、現(xiàn)象。3.6 BJT放大電路的分析方法407568. 072. 05 . 75 . 4BECEvvvA例：某電路靜態(tài)VBEQ=0.7（V），VCEQ=6（V），加輸入信號后， 的變化范圍為0.68V-0.72V, 的變化范圍為7.5V-4.5V， BEvCEv7.06vA? 0.02V VBEQ -0.02V vi vCE t 0.68V vBE 0.72V t 7.5V 4.5V VCEQ t 由于三極管是非線性元件，各項動態(tài)參數(shù)隨靜態(tài)工作點Q點位置的變化而有所不同。嚴格說來，放大電路的性能指標如Av等，也將隨Q點位置而異。而且，若Q點設置不當，在截止區(qū)或飽和區(qū)的話，則信號不僅得不到放大，而

26、且將產(chǎn)生嚴重的非線性失真。因此，為了得到Av、Ri、Ro等動態(tài)指標，首先要估算或者設置好電路的靜態(tài)工作點。也就是說，分析和設計電路的一般進程是先靜態(tài)后動態(tài)。41（1）直流通路：電容開路；電感短路；（2）交流通路：電容短路；電感感抗；理想電壓源短路（等效交流電阻=0）；理想電流源開路（等效交流電阻=） 電路靜態(tài)時討論的對象是直流成分。但放大電路中常有電抗性元件，如電容、電感等，這時直流和交流成分的通路將有所不同。直流通路和交流通路分析靜態(tài)分析靜態(tài)根據(jù)直流通路；分析動態(tài)根據(jù)直流通路；分析動態(tài)根據(jù)交流通路根據(jù)交流通路 【例1】直流通路和交流通路42【例例2 2】直流通路和交流通路直流通路和交流通路3

27、.6.2 圖解分析法43 利用三極管的特性曲線，通過作圖法分析放大器的基本特性，稱為圖解法。圖解法是放大電路的基本分析方法之一。【例】設Rb=300K, VCC= 12V, RC=4K。我們用圖解法來確定電路的靜態(tài)工作點。1.用圖解分析法作靜態(tài)分析44 首先，根據(jù)三極管的直流模型，由電路的直流通路，對三極管輸入端列出輸入回路方程，得到)(4010300123ARVRVVIbCCbBECCB 然后，寫出三極管輸出端輸出回路的直流伏安特性（這個方程稱為三極管輸出回路的直流負載方程）kIRIVVCCCCCCE412直流負載線 兩部分伏安特性的交點即為靜態(tài)工作點Q,由圖可讀出IC和 VCE ： 由圖可

28、讀出Q點坐標：ICQ=1.5mA，VCEQ=6V，IBQ=40uA。幾個參數(shù)對靜態(tài)工作點Q的影響45（1）Rb對Q點的影響bBECCBRVVI（1）當電路中Rb很大，使得VBEVon，基極電流IB0，則Q點處于負載線的下端，三極管處于截止狀態(tài)。這種情況下，三極管所有電流均為0，忽略漏電流時，VCE=VCC。（2）當Rb減小時，使得VBEVon，基極電流IB增大，Q點沿負載線上移至中間部分，三極管處于線性放大狀態(tài)。這種情況下， IC IB 。（3）當Rb繼續(xù)減小，VBE繼續(xù)增大，IB也增大，Q點沿負載線上移至上端集電極電流無法再增大的點，三極管處于飽和狀態(tài)。此時集電結正偏，IC和IB不再成比例關

29、系，此時CCCSCRVIbCCbBECCBRVRVVIonCEVV46（2）Rc對Q點的影響 當VCC固定，RC改變時，負載線和靜態(tài)工作點Q的移動 當RC固定，VCC改變時，負載線和靜態(tài)工作點Q的移動（3）Vcc對Q點的影響(RC3 RC2 RC1)(VCC1 VCC2 VCC3)47【例】如圖所示，已知=50，判斷電路工作在什么區(qū)域？解： 由輸入回路，得 )(193. 01007 . 020mARVVIbBECCB設三極管處于放大狀態(tài)，得)(65. 9193. 050mAIIBC)V(5 .761065. 920RIVVCCCCCE 這個結果顯然不對。因為，電路只有+20V的電源，在它的作用

30、下，放大管各極對地電壓不可能小于0，問題出在哪里？48 對三極管“處于線性放大區(qū)”的假設不正確！事實上它處于飽和狀態(tài)！)(21020mAKRVICCCCS)(04. 0502mAIICSBS臨界飽和時的基極電流：而現(xiàn)在mAImAIBSB04. 0913. 0說明放大管確實已進入飽和區(qū)，無放大作用。即ICIB所以，正確的結論是：)mA(913. 0IB)mA(2IICSConCESCEVVV49重要結論BSCSBIIIbCCbBECCBRVRVVIcCCCSBSRVIIcCCbCCRVRVcbRR從上面的討論可見，當 時，放大管處在飽和區(qū)。因此，為了避免Q點進入飽和區(qū)，電路中各有關參數(shù)應滿足一定

31、關系。下面我們考察這種定量關系： 因為， 臨界飽和時， 若要Q點不進入飽和區(qū)，必須滿足：IBIBS， 即 于是，就有 這就告訴我們，可以根據(jù)基本放大電路中Rb、RC和的參數(shù)值，迅速判斷出Q點是否在飽和區(qū)內。502.用圖解分析法作動態(tài)分析（1）電路未接負載l 直流量VBEQ之上疊加交流量vbe(vi)；l 輸入信號很小時，ib變化規(guī)律與vbe相同；l 若三極管處于放大區(qū)，ic變化規(guī)律同ibbBBiIivBE=VBE+vi靜態(tài)工作點確定后，就可以在此基礎上進行動態(tài)分析了。51iC=IC+ic vCE=VCE+vce根據(jù)vCE與iC的線性關系CCCCCERiVvvCE隨著ic按正弦規(guī)律反方向變化。v

32、CE中的交流量vce的波形即輸出電壓vo的波形。52總結1）當沒有輸入信號時，三極管有靜態(tài)電流、電壓IBQ、ICQ、VCEQ等值；而加入輸入信號后，ceCEQCEcCQCbeBEQBEbBQBvVviIivVviIi 三極管電流、電壓的瞬時值隨信號的變化而變化，但方向（即極性）始終不變。2)由于輸入信號很小，在信號的變化過程中，其動態(tài)范圍在三極管的伏安特性曲線上近似于直線，因而管子是在近似線性狀態(tài)下工作的，電路中的各交流量均與輸入信號成線性關系。所以電路能基本實現(xiàn)不失真放大。放大倍數(shù)為交流量之比；3)輸出與輸入相位差180，這稱之為反相，是共射放大電路的一個特點。53（2）電路接負載放大器工作

33、時，輸出端接有負載RL。這時放大器的工作情況是否會因為RL的接入而受影響呢？ 靜態(tài)時，由于C2隔直流，Q點不會因RL的接入發(fā)生改變。直流負載線為： CECCCCVRIV. Q 動態(tài)時，輸出回路中RCRL，并聯(lián)值稱為放大器的交流負載電阻 ，即，LRLCLCLCLRRRRRRR/54V V CCCC0LcceRiv此時，交流通路集射回路方程為 0LcceRiv 這條斜率為 的直線稱為交流負載線，它由交流通路決定。 此外，負載線必須經(jīng)過Q點（ICQ ,VCEQ）。ceLcvR1i1LR)(1CEQCELCQCVvRIi交直流共存時，負載直線方程：55LCQCEQCCRIVV)(1CEQCELCQCV

34、vRIiCEQCELCQLCVvRIRi令iC=0，有CEQCELCQVvRI此時的vCE是負載線與橫坐標軸的交點，記為CCV 計算出VCC,(VCC,0)點與Q點連線即為交流負載線。 注意：未接負載時電路的交、直流負載線是重合的。 因此，當放大電路接上負載并考慮有交流輸入信號時，動態(tài)的工作情況圖解就不是在直流負載線上，而是在交流負載線上進行了。當輸入信號變化時，動態(tài)工作點將以直流工作點Q為中心，沿交流負載線上下移動。56用圖解法分析波形的非線性失真 （1）Q點適當工作點都在放大區(qū)，輸出不失真。57（2）Q點偏低- 波形上半部失真信號幅度相對大，工作點有一部分進入截止區(qū) 截止失真 Q點偏低，而信號幅度相對大時，動態(tài)工作點有一部分進入截止區(qū)。如圖所示，ib 的波形已出現(xiàn)失真，則ic、 vce 的波形也出現(xiàn)失真,這種現(xiàn)象稱為截止失真。58（3）Q點偏高- 波形下半部失真工作點一部分進入飽和區(qū) 飽和失真 Q點偏高，而信號幅度相對大時，動態(tài)工作點有一部分進入飽和區(qū)。如圖所示，則ic、 vce 的波形也出現(xiàn)失真,這種現(xiàn)象稱為飽和失真。59Q點已定（放大區(qū)內），能輸出的不失真最大幅度值是多大？用圖解法分析波形的不失真最大幅度值 當Q點處于放大區(qū)時，若信號幅度相