第二章晶體管

1、第二章 雙極型三極管及其放大電路2.1 雙極型三極管雙極型三極管2.2 基本共射放大電路基本共射放大電路2.3 基本共射放大電路的圖解分析法基本共射放大電路的圖解分析法2.4 放大電路的小信號模型分析法放大電路的小信號模型分析法2.5 放大電路的靜態(tài)工作點穩(wěn)定問題放大電路的靜態(tài)工作點穩(wěn)定問題2.6 共集電極放大電路和共基極放大電路共集電極放大電路和共基極放大電路2022-6-5- 由一種載流子參與導(dǎo)電的半導(dǎo)由一種載流子參與導(dǎo)電的半導(dǎo)體器件，是一種體器件，是一種VCCS器件。器件。- 由兩種載流子參與導(dǎo)電的半導(dǎo)由兩種載流子參與導(dǎo)電的半導(dǎo)體器件，它由兩個體器件，它由兩個 PN 結(jié)組合而成結(jié)組合而成

2、，是一種，是一種CCCS器件。器件。場效應(yīng)半導(dǎo)體三極管（場效應(yīng)管）場效應(yīng)半導(dǎo)體三極管（場效應(yīng)管）2.1 雙極型三極管雙極型三極管半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管雙極型半導(dǎo)體三極管（雙極型晶體雙極型半導(dǎo)體三極管（雙極型晶體管、晶體管、管、晶體管、BJT）2022-6-52.1 雙極型三極管雙極型三極管半導(dǎo)體三極管的應(yīng)用：半導(dǎo)體三極管的應(yīng)用：在模擬電路中，作為放大元件；在模擬電路中，作為放大元件；在數(shù)字電路中，作為開關(guān)元件。在數(shù)字電路中，作為開關(guān)元件。2022-6-52.1.1 晶體管的結(jié)構(gòu)及類型晶體管的結(jié)構(gòu)及類型2.1.2 晶體管的電流放大作用晶體管的電流放大作用2.1.3 晶體管的共射特性曲線晶體管的

3、共射特性曲線2.1.4 晶體管的主要參數(shù)晶體管的主要參數(shù)2.1 雙極型三極管雙極型三極管小功率管小功率管中功率管中功率管大功率管大功率管為什么有孔？為什么有孔？2.1.1 晶體管的結(jié)構(gòu)及類型晶體管的結(jié)構(gòu)及類型晶體管有三個極、三個區(qū)、兩個晶體管有三個極、三個區(qū)、兩個PN結(jié)。結(jié)。多子濃度高多子濃度高多子濃度很多子濃度很低，且很薄低，且很薄面積大面積大箭頭代表發(fā)射箭頭代表發(fā)射結(jié)正偏時的電結(jié)正偏時的電流方向流方向2.1.1 晶體管的結(jié)構(gòu)及類型晶體管的結(jié)構(gòu)及類型uI+-IEIBIC輸輸入入電電路路輸輸出出電電路路公共端公共端發(fā)射結(jié)正向偏置發(fā)射結(jié)正向偏置集電結(jié)反向偏置集電結(jié)反向偏置NPN 管：管： UBE

4、0 UBCVBVE共發(fā)射極放大電路共發(fā)射極放大電路 UBE0即即V VCVBVEC CE EB BPNP 管：管：uI+-電源？電源？RbVBBVCCRcbce+ +- -uO2.1.2 晶體管的電流放大作用晶體管的電流放大作用一、晶體管內(nèi)部載流子的運動一、晶體管內(nèi)部載流子的運動 （集集電電結(jié)結(jié)反反偏偏），即即（發(fā)發(fā)射射結(jié)結(jié)正正偏偏）放放大大的的條條件件BECECBONBE0uuuUu漂移運動形成集電極電流漂移運動形成集電極電流IC。少數(shù)載少數(shù)載流子的流子的運動運動因發(fā)射區(qū)多子濃度高使大量因發(fā)射區(qū)多子濃度高使大量電子從發(fā)射區(qū)擴散到基區(qū)電子從發(fā)射區(qū)擴散到基區(qū)因基區(qū)薄且多子濃度低，使極少因基區(qū)薄且

5、多子濃度低，使極少數(shù)擴散到基區(qū)的電子與空穴復(fù)合數(shù)擴散到基區(qū)的電子與空穴復(fù)合因集電區(qū)面積大，在外電場作用下大因集電區(qū)面積大，在外電場作用下大部分?jǐn)U散到基區(qū)的電子漂移到集電區(qū)部分?jǐn)U散到基區(qū)的電子漂移到集電區(qū)基區(qū)空穴基區(qū)空穴的擴散的擴散IE=IC+IB擴散運動形成發(fā)射極電流擴散運動形成發(fā)射極電流IE， 復(fù)合運動形成基極電流復(fù)合運動形成基極電流IB，2.1.2 晶體管的電流放大作用晶體管的電流放大作用電流分配：電流分配： IEIBIC IE擴散運動形成的電流擴散運動形成的電流 IB復(fù)合運動形成的電流復(fù)合運動形成的電流 IC漂移運動形成的電流漂移運動形成的電流CBOCEOBCBC)(1 IIiiII穿透

6、電流穿透電流集電結(jié)反向電流集電結(jié)反向電流共射直流電共射直流電流放大系數(shù)流放大系數(shù)共射交流電共射交流電流放大系數(shù)流放大系數(shù)二、晶體管的二、晶體管的共射共射電流放大系數(shù)電流放大系數(shù)cccBBBiIiiIi 2.1.2 晶體管的電流放大作用晶體管的電流放大作用ECII 數(shù)數(shù)為共基直流電流放大系為共基直流電流放大系 BCEIII 11或或數(shù)數(shù)為為共共基基交交流流電電流流放放大大系系 1ECii ，且有且有；，通常通常11二、晶體管的二、晶體管的共射共射電流放大系數(shù)電流放大系數(shù)BCII 2.1.2 晶體管的電流放大作用晶體管的電流放大作用一、輸入特性曲線一、輸入特性曲線常數(shù)常數(shù)CE)(BEBUufi 2

7、.1.3 晶體管的共射特性曲線晶體管的共射特性曲線常數(shù)常數(shù) B)(CECIufi對應(yīng)于一個對應(yīng)于一個IB就有一條就有一條iC隨隨uCE變化的曲線。變化的曲線。飽和區(qū)飽和區(qū)放大區(qū)放大區(qū)截止區(qū)截止區(qū)BiCi二、輸出特性曲線二、輸出特性曲線2.1.3 晶體管的共射特性曲線晶體管的共射特性曲線2.2.1 放大的概念放大的概念放大現(xiàn)象存在于各種場合，放大現(xiàn)象存在于各種場合， 其共同特點是：其共同特點是： 將將“原物原物”形狀或大小按一定比例放大；形狀或大小按一定比例放大； 放大前后能量守恒；放大前后能量守恒； 電子學(xué)中的放大電子學(xué)中的放大 （以擴音機為例）：（以擴音機為例）：放大電路放大電路 話筒話筒

8、（傳感器）（傳感器） 揚聲器揚聲器 （執(zhí)行機構(gòu)）（執(zhí)行機構(gòu)） 聲音聲音 聲音聲音 +V2.2 基本共射放大電路基本共射放大電路放大放大電路電路 Rs sU+-+-iUiIRiRo oU +-oI+-oURL 一、放大倍數(shù) 衡量放大電路放大能力的指標(biāo)。衡量放大電路放大能力的指標(biāo)。 電壓放大倍數(shù)：電壓放大倍數(shù)： iouuuUUAA 電壓放大倍數(shù)：電壓放大倍數(shù)： 2.2.2 放大電路的性能指標(biāo)放大電路的性能指標(biāo)放大放大電路電路 Rs sU+-+-iUiIRiRo oU +-oI+-oURL 二、輸入電阻 表明放大電路對信號源的影響程度的指標(biāo)。表明放大電路對信號源的影響程度的指標(biāo)。 輸入電阻是從放大電

9、路輸入端看進(jìn)去的等效電阻。輸入電阻是從放大電路輸入端看進(jìn)去的等效電阻。 若要使放大電路獲得較大的輸入電壓，若要使放大電路獲得較大的輸入電壓， Ri 應(yīng)大一些；應(yīng)大一些； 若要使放大電路獲得較大的輸入電流，若要使放大電路獲得較大的輸入電流， Ri 應(yīng)小一些。應(yīng)小一些。 iiiIUR 2.2.2 放大電路的性能指標(biāo)放大電路的性能指標(biāo)ooLLoURRRU 放大放大電路電路 Rs sU+-+-iUiIRiRo oU +-oI+-oURL 三、輸出電阻 任何放大電路的輸出都可以等效成一個有內(nèi)阻的電壓任何放大電路的輸出都可以等效成一個有內(nèi)阻的電壓源。源。 輸出電阻是從放大電路輸出端看進(jìn)去的等效電阻。輸出電

10、阻是從放大電路輸出端看進(jìn)去的等效電阻。 LoooRUUR )(1Ro愈小，負(fù)載電阻愈小，負(fù)載電阻RL變化時，變化時，Uo的變化愈小，的變化愈小，稱為稱為放大電路的帶負(fù)載能力愈強。放大電路的帶負(fù)載能力愈強。要使要使RL獲得的信號電流大獲得的信號電流大一些，一些，則則Ro應(yīng)大一些。應(yīng)大一些。2.2.2 放大電路的性能指標(biāo)放大電路的性能指標(biāo) 放大器件均具有非線性特性，放大器件均具有非線性特性，它們的線性放大范圍有它們的線性放大范圍有 一定的限度，一定的限度，當(dāng)輸入信號幅度超過一定值后，當(dāng)輸入信號幅度超過一定值后， 輸出電壓輸出電壓 將會產(chǎn)生非線性失真。將會產(chǎn)生非線性失真。 四、最大不失真輸出電壓 當(dāng)

11、輸入電壓再增大就會使輸出波形產(chǎn)生非線性失真時當(dāng)輸入電壓再增大就會使輸出波形產(chǎn)生非線性失真時 的輸出電壓即為最大不失真輸出電壓。的輸出電壓即為最大不失真輸出電壓。 有效值有效值Uom 峰峰值峰峰值Uopp omU22 2.2.2 放大電路的性能指標(biāo)放大電路的性能指標(biāo)2022-6-52.3.1 放大電路的兩種分析方法放大電路的兩種分析方法2.3.2 直流通路與交流通路直流通路與交流通路2.3.3 具有放大功能的放大電路的具有放大功能的放大電路的 組成原則組成原則2.3.4 基本共射放大電路的圖解基本共射放大電路的圖解 分析方法分析方法2.3 基本共射放大電路的圖解分析方法基本共射放大電路的圖解分析

12、方法 在放大電路中，在放大電路中， 直流量和交流信號是共存的。直流量和交流信號是共存的。 直流量是電路中的直流電源提供的直流電壓和電流；直流量是電路中的直流電源提供的直流電壓和電流； 交流量是交流信號在電路中引起的交流電壓和電流。交流量是交流信號在電路中引起的交流電壓和電流。 為便于分析和計算，為便于分析和計算， 把直流電源對電路的作用把直流電源對電路的作用 和輸入和輸入 信號對電路的作用信號對電路的作用 分開來討論。分開來討論。 靜態(tài)分析：靜態(tài)分析：靜態(tài)是指放大電路沒有輸入信號時的工作狀態(tài)；靜態(tài)是指放大電路沒有輸入信號時的工作狀態(tài)；分析方法：分析方法：圖解分析法、圖解分析法、 近似估算法近似

13、估算法 動態(tài)分析：動態(tài)分析：動態(tài)分析就是討論放大電路對信號的放大和傳輸能力。動態(tài)分析就是討論放大電路對信號的放大和傳輸能力。分析方法：分析方法：圖解分析法、圖解分析法、 等效電路法等效電路法2.3.1 放大電路的兩種分析方法2.3.2 直流通路與交流通路 在放大電路中，在放大電路中， 直流量和交流信號是共存的。直流量和交流信號是共存的。 由于放大電路中含有電抗元件，由于放大電路中含有電抗元件， 直流量所流經(jīng)的通路直流量所流經(jīng)的通路 與交流信號所流經(jīng)的通路是不同的。與交流信號所流經(jīng)的通路是不同的。 直流通路：直流通路： 在直流電源作用下直流電流流經(jīng)的通路。在直流電源作用下直流電流流經(jīng)的通路。 畫

14、法：畫法： 電容視為開路，電容視為開路， 交流信號源視為短路交流信號源視為短路 （保留其內(nèi)阻）（保留其內(nèi)阻） 交流通路：交流通路： 在輸入信號作用下交流電流流經(jīng)的通路。在輸入信號作用下交流電流流經(jīng)的通路。 畫法：畫法： 容量大的電容視為短路容量大的電容視為短路 無內(nèi)阻的直流電源視為短路無內(nèi)阻的直流電源視為短路 電感視為短路電感視為短路 C1+ C2+TRbRcVCCvivoiBiCiEvCvB直流通路直流通路 TRbRcVCCIB IC IE+UBE-+UCE-交流通路交流通路 TRb+uiRc+uoibicie2.3.2 直流通路與交流通路2.3.3 具有放大功能的放大電路的組成原則具有放大

15、功能的放大電路的組成原則一、靜態(tài)工作點的分析 RbRcVCC+ui-+uo-iBiCiE+uCE-+uBE-C1+ C2+ 當(dāng)輸入信號當(dāng)輸入信號ui = 0時，時， 電路中各處的電壓電流都是電路中各處的電壓電流都是 直流量，直流量， 稱為直流工作狀態(tài)，稱為直流工作狀態(tài)， 簡稱靜態(tài)。簡稱靜態(tài)。靜態(tài)時晶體管各電極直流電壓與電流在其特性曲線靜態(tài)時晶體管各電極直流電壓與電流在其特性曲線上能夠確定一個點，上能夠確定一個點， 稱為靜態(tài)工作點稱為靜態(tài)工作點 oiBuBEUBEIBQiCuCEoIBICUCEQ（Q點）。點）。 UBE, IB, IC, UCE近似估算法近似估算法 圖解分析法圖解分析法 2.3

16、.4 基本共射放大電路的圖解分析方法基本共射放大電路的圖解分析方法RbRcVCC+ui-+uo-iBiCiE+uCE-+uBE-C1+ C2+一、靜態(tài)工作點的分析 1、近似估算、近似估算Q點點直流通路直流通路RbRcVCCIBIC+UBE +UCE RbRcVCCIBIC+UBE +UCE VCC = RbIB +UBE VCC = RcIC +UCE 晶體管工作在線性放大區(qū)時：晶體管工作在線性放大區(qū)時： 硅管：硅管： |UBE|=0.60.8V 鍺管：鍺管： |UBE|=0.10.3V 當(dāng)當(dāng)VCC大于大于10V時，時， UBE可忽略?？珊雎?。 IC IB2.3.4 基本共射放大電路的圖解分析

17、方法基本共射放大電路的圖解分析方法RbRcVCC+ui-+uo-iBiCiE+uCE-+uBE-C1+ C2+一、靜態(tài)工作點的分析 例題例題。確定靜態(tài)工作點。確定靜態(tài)工作點。,V12V,k4R,k300RCCcb 5 .37 解：解：直流通路直流通路RbRcVCCIBIC+UBE +UCE 由由VCC=RbIB+UBE 得得IB = VCCUBERb VCCRb=12V300k =40A IC =IB=37.5 40A =1.5mA 由由VCC=RcIC+UCE 得得UCE =VCC-RcIC =12V 4k 1.5mA =6V 2.3.4 基本共射放大電路的圖解分析方法基本共射放大電路的圖解

18、分析方法1、近似估算、近似估算Q點點RbRcVCC+ui-+uo-iBiCiE+uCE-+uBE-C1+ C2+一、靜態(tài)工作點的分析 2、用圖解法確定、用圖解法確定Q點點 從輸入回路看從輸入回路看IB與與UBE的關(guān)系滿足：的關(guān)系滿足：)u( fiBEB CEu常數(shù)常數(shù)輸入特性輸入特性BEBbCCUIRV 直線方程直線方程uBEiBo)u ( fiBEB 令令I(lǐng)B=0則則UBE=VCCCCV令令UBE=0 則則IB=bCCRVbCCRVQUBEQIBQUBEQ、IBQ通常采用估算法確定通常采用估算法確定IBQ。 輸入回路輸入回路負(fù)載線負(fù)載線bR1 2.3.4 基本共射放大電路的圖解分析方法基本共

19、射放大電路的圖解分析方法RbRcVCC+ui-+uo-iBiCiE+uCE-+uBE-C1+ C2+一、靜態(tài)工作點的分析 2、用圖解法確定、用圖解法確定Q點點 從輸出回路看從輸出回路看IC與與UCE的關(guān)系滿足：的關(guān)系滿足：)u( fiCEC Bi常數(shù)常數(shù)輸出特性輸出特性CECCCCUIRV 直線方程直線方程iCuCEoIBQ令令I(lǐng)C=0則則UCE=VCCCCV令令UCE=0 則則IC=VCC /RCCCCRVQUCEQICQUCEQ、ICQ直線方程的斜率直線方程的斜率CR1 與集電極負(fù)載電阻與集電極負(fù)載電阻Rc有關(guān)有關(guān) 故稱之為故稱之為直流負(fù)載線直流負(fù)載線2.3.4 基本共射放大電路的圖解分析

20、方法基本共射放大電路的圖解分析方法RbRcVCC+ui-+uo-iBiCiE+uCE-+uBE-C1+ C2+一、靜態(tài)工作點的分析 例題例題300k 4k +12V 2043212 4 6 8 10 12iC(mA)uCE(V)06080IB= 100A040求靜態(tài)工作點。求靜態(tài)工作點。 解：解：估算估算IB VCC=12VIB bCCRV k300V12A40 CECCCCURIV 令令I(lǐng)C= 0， 則則UCE= VCC=12V令令UCE= 0，則則IC=VCC/RC= 3mAQ61.5IBQ =40AICQ =1.5mAUCEQ = 6V2.3.4 基本共射放大電路的圖解分析方法基本共射放

21、大電路的圖解分析方法2、用圖解法確定、用圖解法確定Q點點二、動態(tài)工作情況分析 當(dāng)有信號輸入時，當(dāng)有信號輸入時，電路中各處的電壓和電流都處于變電路中各處的電壓和電流都處于變動狀態(tài)，動狀態(tài)，稱為交流工作狀態(tài)，稱為交流工作狀態(tài)，簡稱動態(tài)。簡稱動態(tài)。 動態(tài)時電路中同時存在著直流量和交流量，動態(tài)時電路中同時存在著直流量和交流量，而且交流而且交流分量疊加在直流分量上。分量疊加在直流分量上。 電路的動態(tài)分析必須在靜態(tài)分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行。電路的動態(tài)分析必須在靜態(tài)分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行。圖解分析法圖解分析法 等效電路法等效電路法2.3.4 基本共射放大電路的圖解分析方法基本共射放大電路的圖解分析方法二、動態(tài)工作情況分析

22、 (1) 根據(jù)根據(jù)ui在輸入特性上求在輸入特性上求iB(2) 根據(jù)根據(jù)iB在輸出特性上求在輸出特性上求iC和和uCEoiB uBE QuBE toUBE ui (ube ) Q1Q2oiB tIB (ib ) uCE oIBiCQQ1Q2iCotIC(ic )uCE toUCE (uce )uo ui iB iC uCE uo iouuuA 2.3.4 基本共射放大電路的圖解分析方法基本共射放大電路的圖解分析方法三、直流負(fù)載線與交流負(fù)載線 放大電路在工作時，放大電路在工作時，輸出端總要接上一定的負(fù)載；輸出端總要接上一定的負(fù)載；+ui-TRbRcVCCC1 +uo- C2+RL 靜態(tài)時靜態(tài)時 直

23、流通路直流通路 RbRcVCCIC+UCE 負(fù)載對電路的工作狀態(tài)負(fù)載對電路的工作狀態(tài) 沒有影響，沒有影響，直流負(fù)載線方程為：直流負(fù)載線方程為：CECCCCUIRV iC(mA)2043212 4 6 8 10 12 uCE(V)0IB=40 A6080100直流直流斜率斜率 CR1 Q2.3.4 基本共射放大電路的圖解分析方法基本共射放大電路的圖解分析方法三、直流負(fù)載線與交流負(fù)載線 放大電路在工作時，放大電路在工作時，輸出端總要接上一定的負(fù)載；輸出端總要接上一定的負(fù)載；+ui-TRbRcVCCC1 +uo- C2+RLiC(mA)2043212 4 6 8 10 12uCE(V)0IB=40

24、A6080100直流直流Q 動態(tài)時動態(tài)時 交流通路交流通路 RbRc+uo-RL+ui-ic交流負(fù)載電阻交流負(fù)載電阻 LcLR/RR 負(fù)載線負(fù)載線 的斜率的斜率 LR1 交流交流t交流交流2.3.4 基本共射放大電路的圖解分析方法基本共射放大電路的圖解分析方法三、直流負(fù)載線與交流負(fù)載線 iC(mA)2043212 4 6 8 10 12 uCE(V)0IB=40 A6080100直流直流Q交流交流由斜率由斜率 定出的負(fù)載線稱為定出的負(fù)載線稱為直流負(fù)載線直流負(fù)載線；CR1 它由直流通路決定，它由直流通路決定，反映了靜態(tài)時電路的工作狀態(tài)；反映了靜態(tài)時電路的工作狀態(tài)；由斜率由斜率 定出的負(fù)載線稱為定

25、出的負(fù)載線稱為交流負(fù)載線交流負(fù)載線；LR1 它由交流通路決定；它由交流通路決定； 表示動態(tài)時工作點移動的軌跡。表示動態(tài)時工作點移動的軌跡。由于由于 CLRR 所以所以 CLR1R1 故交流負(fù)載線比直流負(fù)載線故交流負(fù)載線比直流負(fù)載線更陡，更陡，結(jié)果使放大能力降低。結(jié)果使放大能力降低。UoppUopp 負(fù)載電阻越大，負(fù)載電阻越大， 最大不失真最大不失真 輸出電壓越大。輸出電壓越大。 當(dāng)當(dāng)RL=時，時， 交流負(fù)載線交流負(fù)載線與直流負(fù)載線重合。與直流負(fù)載線重合。 2.3.4 基本共射放大電路的圖解分析方法基本共射放大電路的圖解分析方法四、波形非線性失真的分析 oiBuBEQuBEtooiBtuCEoi

26、CQuCEto截止失真截止失真增大基極電源增大基極電源Vcc2.3.4 基本共射放大電路的圖解分析方法基本共射放大電路的圖解分析方法四、波形非線性失真的分析 oiBuBEQuBEtooiBtuCEoiCQuCEto飽和失真飽和失真增大基極電阻增大基極電阻Rb減小集電極電阻減小集電極電阻Rc，以改變負(fù)載線斜率，以改變負(fù)載線斜率更換更換較小的管子較小的管子2.3.4 基本共射放大電路的圖解分析方法基本共射放大電路的圖解分析方法五、圖解法的適用范圍 圖解法能夠直觀形象地反映晶體管的工作情況，便圖解法能夠直觀形象地反映晶體管的工作情況，便于對放大電路工作原理的理解。于對放大電路工作原理的理解。 做圖過

27、程很麻煩，做圖過程很麻煩，容易產(chǎn)生誤差，容易產(chǎn)生誤差，不容易獲得準(zhǔn)確不容易獲得準(zhǔn)確的特性曲線。的特性曲線。 圖解法適用于分析輸出信號幅度比較大時的情況。圖解法適用于分析輸出信號幅度比較大時的情況。更多地用于分析更多地用于分析Q點位置、點位置、最大不失真輸出電壓最大不失真輸出電壓和失真和失真情況。情況。 當(dāng)放大電路的輸入信號電壓很小時，當(dāng)放大電路的輸入信號電壓很小時，采用微變等效采用微變等效電路的方法來獲得準(zhǔn)確的分析結(jié)果。電路的方法來獲得準(zhǔn)確的分析結(jié)果。2.3.4 基本共射放大電路的圖解分析方法基本共射放大電路的圖解分析方法2022-6-52.4.1 晶體管共射晶體管共射 h參數(shù)等效模型參數(shù)等效

28、模型2.4.2 共射放大電路動態(tài)參數(shù)的分析共射放大電路動態(tài)參數(shù)的分析2.4 放大電路的小信號模型分析法放大電路的小信號模型分析法 晶體管電路分析的復(fù)雜性在于晶體管特性的非線性。晶體管電路分析的復(fù)雜性在于晶體管特性的非線性。當(dāng)放大電路的輸入信號電壓很小時，當(dāng)放大電路的輸入信號電壓很小時， 可以把晶體管在小可以把晶體管在小范圍內(nèi)的特性曲線近似地用直線來代替。范圍內(nèi)的特性曲線近似地用直線來代替。oiBuBEQuCEoiCQ用線性電路來描述非線性特性，用線性電路來描述非線性特性， 建立線性模型。建立線性模型。 2.4.1 晶體管共射 h參數(shù)等效模型 在共射接法放大電路中，在共射接法放大電路中， 在在低

29、頻小信號低頻小信號作用下，作用下， 將晶將晶 體管看成一個線性二端口體管看成一個線性二端口( 雙口雙口)網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)， 利用網(wǎng)絡(luò)的利用網(wǎng)絡(luò)的 h參參數(shù)來表示輸入、輸出端口的電壓與電流的相互關(guān)系，數(shù)來表示輸入、輸出端口的電壓與電流的相互關(guān)系， 由由此得出的等效電路，此得出的等效電路， 稱為共射稱為共射 h 參數(shù)等效模型。參數(shù)等效模型。 ibic+uce -+ube -bce 雙口雙口有源器件有源器件i1i2+u2-+u1-該模型是在小信號變化量作用下的等效電路，該模型是在小信號變化量作用下的等效電路， 只能用只能用 于放大電路動態(tài)小信號參數(shù)的分析。于放大電路動態(tài)小信號參數(shù)的分析。 2.4.1 晶體

30、管共射 h參數(shù)等效模型1、 h 參數(shù)等效模型的由來參數(shù)等效模型的由來 ibic+uce -+ube -bce 雙口雙口有源器件有源器件i1i2+u2-+u1- 1u111ih212uh 2i121ih222uh beUbeIh11ceeUh12 cIbeIh21ceeUh22 +ube -bi+uce -ciiehcereuh+-bfeihoehbce beUbieIhcereUh cIbfeIhceoeUh BEuCEu )(f,BiCi CEu)(f,BiBEduCEBEuu BBEiu CEUBdi CEduBICdiCECui BCii CEUBdi CEduBI2.4.1 晶體管共射

31、 h參數(shù)等效模型+ube -bi+uce -ciiehcereuh+-bfeihoehbce2、 h 參數(shù)的物理意義參數(shù)的物理意義 hie iBuBEoQ uBE iB iehBEu Bi CEu常數(shù)常數(shù) beubi小信號作用下小信號作用下b-e間的動態(tài)電阻：間的動態(tài)電阻： iehrbe 表示晶體管基極電壓對基極電表示晶體管基極電壓對基極電流的控制關(guān)系。流的控制關(guān)系。rbe一般在一般在1k左右。左右。 beUbieIhcereUh cIbfeIhceoeUh CEuUCEQQ點越高，點越高，rbe值越小。值越小。 2.4.1 晶體管共射 h參數(shù)等效模型2、 h 參數(shù)的物理意義參數(shù)的物理意義 +

32、ube -bi+uce -ciiehcereuh+-bfeihoehbce beubieihcereuh cibfeihceoeuh hfe uCEoiCQ iB iC fehCi Bi CEu常數(shù)常數(shù) cibi表示晶體管在表示晶體管在Q點附近的電點附近的電流放大系數(shù)：流放大系數(shù)： feh表示晶體管電流放大能力。表示晶體管電流放大能力。 無量綱，無量綱， 一般在一般在100左右。左右。 CEuUCEQ2.4.1 晶體管共射 h參數(shù)等效模型2、 h 參數(shù)的物理意義參數(shù)的物理意義 +ube -bi+uce -ciiehcereuh+-bfeihoehbce beubieihcereuh cibfe

33、ihceoeuh hre iBuBEoQ uCE uBE rehBEu CEu 常常數(shù)數(shù) Bi beuceu 輸出回路電壓輸出回路電壓uCE對輸入回路電對輸入回路電壓壓uBE的影響，的影響，內(nèi)反饋系數(shù)：內(nèi)反饋系數(shù)： rehr r無量綱，無量綱，一般在一般在 10-3以下。以下。 BQBIi 2.4.1 晶體管共射 h參數(shù)等效模型2、 h 參數(shù)的物理意義參數(shù)的物理意義 +ube -bi+uce -ciiehcereuh+-bfeihoehbce beubieihcereuh cibfeihceoeuh hoe uCEoiCQ uCE iC oehCi CEu Bi常數(shù)常數(shù) ciceu表示輸出特性

34、曲線上翹的程度：表示輸出特性曲線上翹的程度： fehcer1 表示輸出電壓對集電極電流的表示輸出電壓對集電極電流的影響。影響。hoe一般在一般在10-5 S 以下。以下。 輸出電阻：輸出電阻： rce105以上。以上。 BiIBQ2.4.1 晶體管共射 h參數(shù)等效模型2、 h 參數(shù)的物理意義參數(shù)的物理意義 +ube -bi+uce -ciiehcereuh+-bfeihoehbce beubieihcereuh cibfeihceoeuh beubbeirceru cibi ceceur1 +ube -bi+uce -ciberceru +-bi cerbce2.4.1 晶體管共射 h參數(shù)等效

35、模型3、 簡化的簡化的 h參數(shù)等效模型參數(shù)等效模型 +ube -bi+uce -ciiehcereuh+-bfeihoehbce beubieihcereuh cibfeihceoeuh beubbeirceru cibi ceceur1 +ube -bi+uce -ciberceru +-bi cerbcerbe 1k左右左右 100左右左右 r10-3以下以下 1/rce10-5S 以下以下 rce105以上以上 beubbeir cibi bce+-beubi+-ceuciberbi 2.4.1 晶體管共射 h參數(shù)等效模型4、 h 參數(shù)的獲得參數(shù)的獲得 rbe的近似表達(dá)式的近似表達(dá)式be

36、r bbr )1 ( TUEQI集電區(qū)集電區(qū)基區(qū)基區(qū)發(fā)射區(qū)發(fā)射區(qū)集電結(jié)集電結(jié)發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)becbbr b ebr cbr cerbi bbr 基區(qū)體電阻基區(qū)體電阻TU溫度電壓當(dāng)量溫度電壓當(dāng)量, 常溫下常溫下UT =26mV EQI發(fā)射極靜態(tài)電流發(fā)射極靜態(tài)電流)mA(ImV26)1(rrEQbbbe 適用范圍：適用范圍：mA5ImA1 . 0EQ 2.4.1 晶體管共射 h參數(shù)等效模型berbebebbbebbbbbebeIrIrIUUIUrh 參數(shù)等效模型用于放大電路的動態(tài)參數(shù)的分析，參數(shù)等效模型用于放大電路的動態(tài)參數(shù)的分析， 關(guān)于等效模型的討論：關(guān)于等效模型的討論：但是它的四個參數(shù)都是在確定

37、的但是它的四個參數(shù)都是在確定的Q點處得到的。點處得到的。 研究的對象是變化量，研究的對象是變化量， 不能計算靜態(tài)工作點不能計算靜態(tài)工作點; h 參數(shù)等效模型只適用于低頻小信號放大電路。參數(shù)等效模型只適用于低頻小信號放大電路。2.4.1 晶體管共射 h參數(shù)等效模型例題例題 畫出圖示放大電路的畫出圖示放大電路的h參數(shù)交流等效電路。設(shè)電路中各電容參數(shù)交流等效電路。設(shè)電路中各電容 容抗均可忽略。容抗均可忽略。 (a)+ui-TR1VCCC1 C2RL+R3C3+uo-R2TR1+ui-R2RL+uo-berbibi ciR1+ui-R2RL+uo-2.4.1 晶體管共射 h參數(shù)等效模型例題例題 畫出圖

38、示放大電路的畫出圖示放大電路的h參數(shù)交流等效電路。設(shè)電路中各電容參數(shù)交流等效電路。設(shè)電路中各電容 容抗均可忽略。容抗均可忽略。 (b)+ui-TRb1Rc-VCCC1 +uo-C2RLRb2Re+TReRb2+ui-RcRb1RL+uo-berbibi Re Rb2 +ui-Rc Rb1 RL+uo-ci2.4.1 晶體管共射 h參數(shù)等效模型例題例題畫出圖示放大電路的畫出圖示放大電路的h參數(shù)交流等效電路。設(shè)電路中各電容參數(shù)交流等效電路。設(shè)電路中各電容 容抗均可忽略。容抗均可忽略。 TRe1+uo-Rb3Rb1Rb2+ui-berbibi Re1+uo-Rb1Rb3Rb2+ui-berbiRe1

39、+uo-Rb1Rb3Rb2+ui-bi (c)+ui-TRb1VCCCb1 Cb2Rb2Re1+Rb3Re2Ce+uo-2.4.1 晶體管共射 h參數(shù)等效模型對放大電路的分析有兩個方面：對放大電路的分析有兩個方面：靜態(tài)分析：靜態(tài)分析：確定靜態(tài)工作點確定靜態(tài)工作點 IBQ、ICQ、UCEQ工具工具: 直流通路直流通路方法方法 近似估算法近似估算法圖解分析法圖解分析法特性曲線特性曲線直流負(fù)載線直流負(fù)載線動態(tài)分析：動態(tài)分析：討論放大電路的動態(tài)參數(shù)討論放大電路的動態(tài)參數(shù) Au、Ri、Ro工具工具: 交流通路交流通路方法方法 圖解分析法圖解分析法等效電路法等效電路法特性曲線特性曲線交流負(fù)載線交流負(fù)載線利

40、用利用h參數(shù)等效模型求解放大電路的動態(tài)參數(shù)。參數(shù)等效模型求解放大電路的動態(tài)參數(shù)。2.4.2 共射放大電路動態(tài)參數(shù)的分析共射放大電路動態(tài)參數(shù)的分析+ui-TRbRcVCCC1+vo-+C2+畫放大電路的畫放大電路的h參數(shù)等效電路參數(shù)等效電路步驟：步驟： 畫出放大電路的交流通路畫出放大電路的交流通路 TRb+ui-Rc+uo- 畫出晶體管的畫出晶體管的h參數(shù)等效模型參數(shù)等效模型 bibercibi 畫出放大電路的交流等效電路畫出放大電路的交流等效電路 Rb+ui-Rc+uo-bIbercIbI Rb+-Rc+-oUiU2.4.2 共射放大電路動態(tài)參數(shù)的分析共射放大電路動態(tài)參數(shù)的分析1、電壓放大倍數(shù)

41、、電壓放大倍數(shù) bIbercIbI Rb+-Rc+-oUiU根據(jù)定義根據(jù)定義 iouUUA 而而 oUccIR bcIR iUbbeIr故故 uAbcIR bbeIrbecrR 共發(fā)射極基本放大電路的電壓增益比較高；共發(fā)射極基本放大電路的電壓增益比較高； 輸出電壓與輸入電壓反相；輸出電壓與輸入電壓反相； 2.4.2 共射放大電路動態(tài)參數(shù)的分析共射放大電路動態(tài)參數(shù)的分析2、輸入電阻、輸入電阻 放大電路放大電路+-RssURLRi放大電路放大電路RLRi+-iUiIiiiIUR bIbercIbI Rb+-Rc+-oUiUiRiI ibebIrR)/(iIbebir/RR ber Ri 是放大電路

42、的輸入電阻，是放大電路的輸入電阻，rbe 是晶體管的輸入電阻，是晶體管的輸入電阻，兩者在數(shù)值上接近，兩者在數(shù)值上接近，意義完全不同。意義完全不同。 共射放大電路的共射放大電路的輸入電阻比較小輸入電阻比較小。放大電路的輸入電阻與信號源內(nèi)阻無關(guān)。放大電路的輸入電阻與信號源內(nèi)阻無關(guān)。 2.4.2 共射放大電路動態(tài)參數(shù)的分析共射放大電路動態(tài)參數(shù)的分析3、輸出電阻、輸出電阻 放大電路放大電路+-RssURL+-RooU 放大電路放大電路Rs+-RooU +-oUoI0UoooSIUR bIbercIbI Rb+-Rc+-oUiUoRoIcoRR Ro 是放大電路的輸出電阻，是放大電路的輸出電阻， Rc

43、是晶體管的集電極負(fù)是晶體管的集電極負(fù)載電阻，載電阻，兩者在數(shù)值上接近，兩者在數(shù)值上接近，意義完全不同。意義完全不同。 共射放大電路的共射放大電路的輸出電阻比較大。輸出電阻比較大。放大電路的輸出電阻與負(fù)載無關(guān)。放大電路的輸出電阻與負(fù)載無關(guān)。 2.4.2 共射放大電路動態(tài)參數(shù)的分析共射放大電路動態(tài)參數(shù)的分析 ICQ UBEQ Rb 電路如圖所示，已知電路如圖所示，已知VCC=12V，Rb=510k，Rc=3k，晶晶 求出電路的求出電路的 ，Ri，Ro 和和 。 體管的體管的rbb =150，=80，導(dǎo)通時導(dǎo)通時UBE=0.7V，RL=3k，Rs=2k。 例題例題uA+ui-TRbRcVCC+uo-

44、 +C2RLRs+-us C1+ 解：解：(1) 求靜態(tài)值求靜態(tài)值TRbRcVCCIBQICQVCC =120.7 510 103 = 22.2 106A =22.2A =80 2.22 106=1.77 103A =1.77mA =1.77mA (2) 求求 rberbe rbb + (1+) 26mV = 150+ (1+80) 26 1.77 1325 1.3k =12-1.77 103 103 3=6.69V (求求IEQ )IBQ = ICQIEQ =UCEQ =IEQ (mA) IBQ ICQ+IBQ VCC-ICQRCQsuA+ui-TRbRcVCC+uo- +C2RLRs+-u

45、s C1+ 解：解：(3) 求求Au.TRbRs+-us+ui-RcRL+uo-berbIbI cIRbRs+-Us.+-iURcRL+-oU uAioUU )R/R(LcbI bbeIr LR berLLR/RcR 交流負(fù)載交流負(fù)載 k5 . 13333 uA80 5 . 1 3 . 190 電路如圖所示，已知電路如圖所示，已知VCC=12V，Rb=510k，Rc=3k，晶晶 求出電路的求出電路的 ，Ri，Ro 和和 。 體管的體管的rbb =150，=80，導(dǎo)通時導(dǎo)通時UBE=0.7V，RL=3k，Rs=2k。 例題例題uAsuA+ui-TRbRcVCC+uo- +C2RLRs+-us C

46、1+ 解：解：(4) 求求RiberbIbI cIRbRcRLRi +-iUiI iRbebr/R3 . 15103 . 1510 k297. 1ber k3 . 1(5) 求求RoberbIbI cIRbRsRcRo +-oUoI因為因為 0Ib 0Ib 所以所以 coRR k3電路如圖所示，已知電路如圖所示，已知VCC=12V，Rb=510k，Rc=3k，晶晶 求出電路的求出電路的 ，Ri，Ro 和和 。 體管的體管的rbb =150，=80，導(dǎo)通時導(dǎo)通時UBE=0.7V，RL=3k，Rs=2k。 例題例題uAsuA+ui-TRbRcVCC+uo- +C2RLRs+-us C1+ 解：解：

47、(6) 求求Aus .放大電路放大電路Rs+-Us.RiRL+-iU+-oU iUsisiURRR usAsoUUioUU siUU uA isiRRR )90( 3 . 13 . 12 36 電路如圖所示，已知電路如圖所示，已知VCC=12V，Rb=510k，Rc=3k，晶晶 求出電路的求出電路的 ，Ri，Ro 和和 。 體管的體管的rbb =150，=80，導(dǎo)通時導(dǎo)通時UBE=0.7V，RL=3k，Rs=2k。 例題例題uAsuA二、靜態(tài)工作點和動態(tài)參數(shù)的估算 例題例題在圖所示電路中在圖所示電路中, 已知已知VCC=12V, Rb1=5k , Rb2=15k , Re=2.3k , Rc=

48、5.1k , RL=5.1k ; 晶體管晶體管 =100, rbe=1.5k , UBE=0.7V。 (1)估算靜態(tài)工作點估算靜態(tài)工作點Q；(2)分別求出有發(fā)射極電容和無分別求出有發(fā)射極電容和無 發(fā)射極電容兩種情況下的電壓發(fā)射極電容兩種情況下的電壓放大倍數(shù)和輸入、輸出電阻。放大倍數(shù)和輸入、輸出電阻。+ui-T+uo-2C cR2bR1bR1C eRLRCCV 例題例題在圖所示電路中在圖所示電路中, 已知已知VCC=12V, Rb1=5k , Rb2=15k , Re=2.3k , Rc=5.1k , RL=5.1k ; 晶體管晶體管 =100, rbe=1.5k , UBE=0.7V。 解：解

49、： (1) 靜態(tài)分析靜態(tài)分析 VBQ Rb1+Rb2 Rb1 VCC = 5+15 5 12 =3V IEQ= VBQ UBEQ Re (30.7)V 2.3k =1mAICQ IEQ =1mA UCEQ= VCC RcICQ ReIEQ VCC (Rc+Re)ICQ =121 (5.1+2.3)=4.6VIBQ = ICQ 1mA 100 =10 A 因為因為2b1beR/RR)1( 所以所以TcR2bR1bReRBQICQIEQICCV +ui-T+uo-2C cR2bR1bR1C eRLRCCV 例題例題 在圖所示電路中在圖所示電路中, 已知已知VCC=12V, Rb1=5k , Rb2=15k , Re=