模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)_黃瑞祥_課件__第3章_半導(dǎo)體三極管放大電路基礎(chǔ)

1、晶體二極管晶體二極管: : D Diodeiode半導(dǎo)體器件的基礎(chǔ)；半導(dǎo)體器件的基礎(chǔ)；主要特性是單向?qū)ㄐ?；主要特性是單向?qū)ㄐ?；二端器件，?yīng)用時(shí)不易控制。二端器件，應(yīng)用時(shí)不易控制。晶體三極管：晶體三極管：Bipolar Junction Transistors (BJT) 三端器件，應(yīng)用時(shí)易于控制；三端器件，應(yīng)用時(shí)易于控制；用來實(shí)現(xiàn)受控源，它是放大器設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。用來實(shí)現(xiàn)受控源，它是放大器設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。晶體三極管是由晶體三極管是由兩個(gè)兩個(gè)靠得很近并且背對(duì)背排列的靠得很近并且背對(duì)背排列的PNPN結(jié)，它是由結(jié)，它是由自由電子自由電子與與空穴空穴作為載流子共同參作為載流子共同參與導(dǎo)電的，因此晶體三極管

2、也稱為與導(dǎo)電的，因此晶體三極管也稱為雙極型晶體管雙極型晶體管( (B Bipolar ipolar J Junction unction T Transistorsransistors) )，簡(jiǎn)稱，簡(jiǎn)稱BJTBJT。 3.1 3.1 晶體三極管的物理結(jié)構(gòu)與工作模式晶體三極管的物理結(jié)構(gòu)與工作模式 3.2 3.2 晶體管放大模式的工作原理晶體管放大模式的工作原理 3.3 3.3 晶體管的實(shí)際結(jié)構(gòu)與等效電路模型晶體管的實(shí)際結(jié)構(gòu)與等效電路模型 3.4 3.4 晶體管的飽和與截止模式晶體管的飽和與截止模式 3.5 3.5 晶體管特性的圖形表示晶體管特性的圖形表示3.6 3.6 晶體管電路的直流分析晶體管

3、電路的直流分析3.7 3.7 晶體管放大器晶體管放大器3.8 3.8 晶體管的交流小信號(hào)等效模型晶體管的交流小信號(hào)等效模型3.9 3.9 放大器電路的圖解分析放大器電路的圖解分析 3.103.10晶體管放大器的直流偏置晶體管放大器的直流偏置 3.113.11單級(jí)晶體管放大器電路單級(jí)晶體管放大器電路 3.1.13.1.1物理結(jié)構(gòu)與電路符號(hào)物理結(jié)構(gòu)與電路符號(hào)根據(jù)根據(jù)PN結(jié)的排列方式不同，晶體三極管結(jié)的排列方式不同，晶體三極管NPNNPN型型和和PNPPNP型兩種。型兩種。qNPNNPN型型三極管的物理結(jié)構(gòu)和電路符號(hào)如圖三極管的物理結(jié)構(gòu)和電路符號(hào)如圖3-1-13-1-1所示。所示。 發(fā)射極（發(fā)射極（

4、E E） 集電極（集電極（C C） 基極（基極（B B） 發(fā)射結(jié)（發(fā)射結(jié)（EBJEBJ） 集電結(jié) （集電結(jié) （CBJCBJ） 金屬接觸金屬接觸 C B E (a) (b) 基區(qū)基區(qū) P P 型型 發(fā)射區(qū)發(fā)射區(qū) N N+ +型型 集電區(qū)集電區(qū) N N 型型 圖圖3-1-1 NPN3-1-1 NPN型型(a)(a)物理結(jié)構(gòu)物理結(jié)構(gòu) (b)(b)電路符號(hào)電路符號(hào)3.1.13.1.1物理結(jié)構(gòu)與電路符號(hào)物理結(jié)構(gòu)與電路符號(hào)qPNPPNP型型三極管的物理結(jié)構(gòu)和電路符號(hào)如圖三極管的物理結(jié)構(gòu)和電路符號(hào)如圖3-1-23-1-2所示。所示。 發(fā)射極（發(fā)射極（E E） 集電極（集電極（C C） 基極（基極（B B）

5、發(fā)射結(jié)（發(fā)射結(jié)（EBJEBJ） 集電結(jié) （集電結(jié) （CBJCBJ） 金屬接觸金屬接觸 C B E (a) (b) 基區(qū)基區(qū) N N 型型 發(fā)射區(qū)發(fā)射區(qū) P P+ +型型 集電區(qū)集電區(qū) P P 型型 圖圖3-1-2 PNP3-1-2 PNP型型(a)(a)物理結(jié)構(gòu)物理結(jié)構(gòu) (b)(b)電路符號(hào)電路符號(hào)q結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：基區(qū)的寬度很基區(qū)的寬度很薄薄(m(m級(jí)級(jí)) )，發(fā)射區(qū)的摻雜濃度遠(yuǎn)大于，發(fā)射區(qū)的摻雜濃度遠(yuǎn)大于基區(qū)，集電結(jié)的面積大于發(fā)射結(jié)面積基區(qū)，集電結(jié)的面積大于發(fā)射結(jié)面積。3.1.23.1.2三極管的工作模式三極管的工作模式依據(jù)晶體管的發(fā)射結(jié)依據(jù)晶體管的發(fā)射結(jié)(EBJ)(EBJ)和集電結(jié)和集

6、電結(jié)(CBJ)(CBJ)的的偏置偏置情況，情況，晶體管的工作模式如表晶體管的工作模式如表3-1-13-1-1所示：所示： 表表3-1-1： 晶體管的工作模式晶體管的工作模式工作模式工作模式發(fā)射結(jié)（發(fā)射結(jié)（EBJ）集電結(jié)（集電結(jié)（CBJ）放大模式放大模式正偏正偏反偏反偏截止模式截止模式反偏反偏反偏反偏飽和模式飽和模式正偏正偏正偏正偏3. .2.1 晶體管內(nèi)部載流子的傳遞晶體管內(nèi)部載流子的傳遞( (以以NPNNPN為例為例) ) VBE VCB IB IC IE E B C N+ N P IEN IB1 IB2 復(fù)復(fù)合合電電子子 IEP ICN1 ICN2 ICP ICBO 漂漂移移電電子子 漂漂

7、移移空空穴穴 收收集集電電子子 擴(kuò)擴(kuò)散散電電子子 注注入入電電子子 注注入入空空穴穴 發(fā)發(fā)射射結(jié)結(jié) 集集電電結(jié)結(jié) 偏置電壓偏置電壓V VBEBE保證發(fā)射結(jié)正向偏置，偏置電壓保證發(fā)射結(jié)正向偏置，偏置電壓V VCBCB保證集電結(jié)反向偏置，保證集電結(jié)反向偏置，放大模式時(shí)晶體管內(nèi)部的載流子運(yùn)動(dòng)如圖放大模式時(shí)晶體管內(nèi)部的載流子運(yùn)動(dòng)如圖3-2-1所示。所示。 圖圖3-2-1 VBE VCB IB IC IE E B C N+ N P IEN IB1 IB2 復(fù)復(fù)合合電電子子 IEP ICN1 ICN2 ICP ICBO 漂漂移移電電子子 漂漂移移空空穴穴 收收集集電電子子 擴(kuò)擴(kuò)散散電電子子 注注入入電電子

8、子 注注入入空空穴穴 發(fā)發(fā)射射結(jié)結(jié) 集集電電結(jié)結(jié) q在發(fā)射結(jié)處在發(fā)射結(jié)處( (正偏正偏) ) ：由兩邊的多子通過發(fā)射結(jié)由兩邊的多子通過發(fā)射結(jié)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)而形成的電流。包括：而形成的電流。包括： 發(fā)射區(qū)中的多子發(fā)射區(qū)中的多子( (自由電子自由電子) )通過發(fā)射結(jié)注入到基區(qū)而形成的電子電流通過發(fā)射結(jié)注入到基區(qū)而形成的電子電流 基區(qū)的多子基區(qū)的多子( (空穴空穴) )通過發(fā)射結(jié)注入到發(fā)射區(qū)而形成的空穴電流通過發(fā)射結(jié)注入到發(fā)射區(qū)而形成的空穴電流 圖圖3-2-1ENI 1BEPII2BI注意：注意：注入到基區(qū)的自由電子邊擴(kuò)散邊注入到基區(qū)的自由電子邊擴(kuò)散邊復(fù)合，同時(shí)向集電結(jié)邊界行進(jìn)。因基區(qū)復(fù)合，同時(shí)向

9、集電結(jié)邊界行進(jìn)。因基區(qū)很薄，絕大部分都到達(dá)了集電結(jié)邊界，很薄，絕大部分都到達(dá)了集電結(jié)邊界，僅有很小部分被基區(qū)中的空穴復(fù)合掉僅有很小部分被基區(qū)中的空穴復(fù)合掉（形成電流（形成電流 ）。）。 q在集電結(jié)處在集電結(jié)處( (反偏反偏):):兩邊的少子通過集電結(jié)漂移而形成的。包括：兩邊的少子通過集電結(jié)漂移而形成的。包括：集電區(qū)中少子集電區(qū)中少子( (空穴空穴) )漂移而形成的漂移電流漂移而形成的漂移電流基區(qū)中少子基區(qū)中少子( (自由電子自由電子) )漂移而形成的漂移電流漂移而形成的漂移電流發(fā)射區(qū)注入的大量自由電子經(jīng)集電結(jié)被集電區(qū)發(fā)射區(qū)注入的大量自由電子經(jīng)集電結(jié)被集電區(qū)收集而形成的電流收集而形成的電流 CP

10、I2CNI1CNI VBE VCB IB IC IE E B C N+ N P IEN IB1 IB2 復(fù)復(fù)合合電電子子 IEP ICN1 ICN2 ICP ICBO 漂漂移移電電子子 漂漂移移空空穴穴 收收集集電電子子 擴(kuò)擴(kuò)散散電電子子 注注入入電電子子 注注入入空空穴穴 發(fā)發(fā)射射結(jié)結(jié) 集集電電結(jié)結(jié) 說明：說明：q發(fā)射區(qū)為高摻雜濃度、基區(qū)為低摻雜的濃度，因此有發(fā)射區(qū)為高摻雜濃度、基區(qū)為低摻雜的濃度，因此有q集電區(qū)中因集電區(qū)中因 由少數(shù)載流子形成的，因此有由少數(shù)載流子形成的，因此有 圖圖3-2-1q正向受控的電流正向受控的電流：發(fā)射區(qū)中的自由電子通過發(fā)射結(jié)注入、基區(qū)擴(kuò)散發(fā)射區(qū)中的自由電子通過發(fā)

11、射結(jié)注入、基區(qū)擴(kuò)散( (復(fù)合復(fù)合) )和集電區(qū)收集三個(gè)環(huán)節(jié)將發(fā)射區(qū)的注入電子轉(zhuǎn)化為集電結(jié)電流，和集電區(qū)收集三個(gè)環(huán)節(jié)將發(fā)射區(qū)的注入電子轉(zhuǎn)化為集電結(jié)電流，成為正向受控的電流，且其大小僅受發(fā)射結(jié)的正向偏置電壓成為正向受控的電流，且其大小僅受發(fā)射結(jié)的正向偏置電壓V VBEBE控制，而控制，而幾乎與集電結(jié)反向偏置電壓幾乎與集電結(jié)反向偏置電壓V VCBCB無關(guān)。無關(guān)。q寄生電流寄生電流：其它載流子運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的電流對(duì)正向受控作用都是無用的，其它載流子運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的電流對(duì)正向受控作用都是無用的，稱為寄生電流。稱為寄生電流。2CNCPII、EPENIICPCNCNIII、21、 q一般情況下，由少子形成的電流一般情況

12、下，由少子形成的電流 可忽略不計(jì)。但隨著可忽略不計(jì)。但隨著溫溫度升高度升高，本征激發(fā)的增強(qiáng)，基區(qū)和，本征激發(fā)的增強(qiáng)，基區(qū)和集電區(qū)的少子劇增，則該電流顯著集電區(qū)的少子劇增，則該電流顯著增大。增大。 2CNCPII、3. .2.2晶體管的各極電流晶體管的各極電流 IC C N B2 ICN1 ICN2 ICP ICBO 收收集集電電子子 q集電極電流集電極電流 CI CBOCNCPCNCNCIIIIII 121CPCNCBOIII 2其中：其中： 為反向飽和電流，為反向飽和電流，常溫下很小，可忽略不計(jì)。常溫下很小，可忽略不計(jì)。但與溫度密切相關(guān)，溫度每升高但與溫度密切相關(guān)，溫度每升高1010度，度，

13、 約增大一倍。約增大一倍。因此，集電極的電流主要是因此，集電極的電流主要是 ，它主要受發(fā)射結(jié)的正向偏置電壓，它主要受發(fā)射結(jié)的正向偏置電壓VBE影響。集電極的電流可表示為：影響。集電極的電流可表示為：CBOI1CNITBEVVSCeII 其中其中I IS S 為飽和電流，與基區(qū)的寬度成反比，與發(fā)射結(jié)的面積成正比，為飽和電流，與基區(qū)的寬度成反比，與發(fā)射結(jié)的面積成正比，也稱為比例也稱為比例( (刻度刻度) )電流。典型范圍為：電流。典型范圍為：1010-12-121010-18-18A A。它也與溫度有關(guān)，溫度每升高它也與溫度有關(guān)，溫度每升高5 5度，約增大一倍。度，約增大一倍。 3. .2.2晶體

14、管的各極電流晶體管的各極電流 IB N P IB1 IB2 復(fù)復(fù)合合電電子子 ICN1 ICN2 ICP ICBO 漂漂移移電電子子漂漂移移空空穴穴 收收集集電電子子 擴(kuò)擴(kuò)散散電電子子 注注入入電電子子 注注入入空空穴穴 集集電電結(jié)結(jié) q基極電流基極電流 BI2121BBCBOBBBIIIIII 其中其中稱為稱為共發(fā)射極的電流放大系數(shù)共發(fā)射極的電流放大系數(shù)，反映了基極電流對(duì)集電極電，反映了基極電流對(duì)集電極電流的控制能力。流的控制能力。對(duì)于給定的晶體管，其對(duì)于給定的晶體管，其值為常數(shù)，一般在值為常數(shù)，一般在5050到到200200之間，但會(huì)受溫之間，但會(huì)受溫度影響。度影響。 TBEVVSCBeI

15、II 其中：其中：IB1是由基區(qū)注入到發(fā)射區(qū)的空穴產(chǎn)生的電流，是由基區(qū)注入到發(fā)射區(qū)的空穴產(chǎn)生的電流，IB2是基區(qū)中的空穴與發(fā)射區(qū)注入的自由電子復(fù)合引起的電流。是基區(qū)中的空穴與發(fā)射區(qū)注入的自由電子復(fù)合引起的電流。兩者均與兩者均與 成比例關(guān)系?；鶚O電流也與集電極電流成比例關(guān)系，成比例關(guān)系?；鶚O電流也與集電極電流成比例關(guān)系，它可表示為：它可表示為：TBEVVe3. .2.2晶體管的各極電流晶體管的各極電流 q發(fā)射極電流發(fā)射極電流 EIEPENEIII CCCBEIIIII 11 其中其中為為共基極電流放大倍數(shù)共基極電流放大倍數(shù)，它反映了發(fā)射極電流，它反映了發(fā)射極電流 轉(zhuǎn)化為集電轉(zhuǎn)化為集電極電流極電流

16、 的能力。其值一般的能力。其值一般小于約等于小于約等于1 1 。 與與 的關(guān)系滿足：的關(guān)系滿足： 或者或者注意：注意：PNPPNP型晶體管的工作原理與型晶體管的工作原理與NPNNPN型晶體管對(duì)應(yīng)，外部各極電流型晶體管對(duì)應(yīng)，外部各極電流的大小與的大小與NPNNPN型一樣，但其實(shí)際電流的型一樣，但其實(shí)際電流的流向流向則與則與NPNNPN型晶體管型晶體管相反相反。 VBE VCB IB IC IE E B C N+ N P IEN IB1 IB2 IEP ICN1 ICN2 ICP ICBO 收收集集電電子子 擴(kuò)擴(kuò)散散電電子子 注注入入電電子子 注注入入空空穴穴 1 1EICI 內(nèi)部看內(nèi)部看外部看外

17、部看例例3. .1 對(duì)于一個(gè)對(duì)于一個(gè)NPN型晶體管，當(dāng)型晶體管，當(dāng) 時(shí)，時(shí)， 。求。求當(dāng)當(dāng) 和和 時(shí)，對(duì)應(yīng)的時(shí)，對(duì)應(yīng)的V VBEBE分別為多少？分別為多少？ 解：解：mAIC1 VVBE7 . 0 mAIC1 . 0 mAIC10 SCTBESCTBEVVSCIIVVIIVVeIITBE11ln,lnBECCTBECCTBEBEVIIVVIIVVV 1111lnlnmAIC1 . 01 VIIVVVCCTBEBE64. 006. 07 . 011 . 0ln267 . 0ln11 mAIC102 VIIVVVCCTBEBE76. 006. 07 . 0110ln267 . 0ln22 當(dāng)當(dāng) 時(shí)

18、：時(shí)：則則當(dāng)當(dāng) 時(shí)：時(shí)：則則例例3 3. .2 2 對(duì)某電路中對(duì)某電路中NPNNPN晶體管測(cè)量晶體管測(cè)量, ,其基極電流為其基極電流為14.46A14.46A，發(fā)射，發(fā)射極電流為極電流為1.461.46mAmA，發(fā)射結(jié)電壓為，發(fā)射結(jié)電壓為0.7V0.7V。求該條件下的。求該條件下的 、 和和 解：解：mAAmAIIIBEC446. 146.1446. 1 mAIC46. 1 TBEVVSCeII 因?yàn)橐驗(yàn)?則有則有所以所以因?yàn)橐驗(yàn)橛袆t有則 SIAIB 46.14 10046.14446. 1 AmAIIBC 99. 010011001 AeeIImVVVCSTBE15267 . 031094.

19、 210446. 1 VVBE7 . 0 3. .3.1 晶體管的實(shí)際結(jié)構(gòu)晶體管的實(shí)際結(jié)構(gòu) ( (以以NPNNPN為例為例) )NPN型晶體管的橫截面如圖型晶體管的橫截面如圖3-3-1所示。所示。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 集電區(qū)是包圍著發(fā)射區(qū)的，所以集電區(qū)是包圍著發(fā)射區(qū)的，所以集電結(jié)比發(fā)射結(jié)有更大的結(jié)面積，這集電結(jié)比發(fā)射結(jié)有更大的結(jié)面積，這樣使得被注入到薄基區(qū)的自由電子很樣使得被注入到薄基區(qū)的自由電子很難逃脫被收集的命運(yùn)。因此，難逃脫被收集的命運(yùn)。因此， 就非常就非常接近于接近于1， 非常大。非常大。 圖圖3-3-1 BCENNP3. .3.2晶體管的等效電路模型晶體管的等效電路模型 在正偏電壓在

20、正偏電壓V VBEBE及反偏電壓及反偏電壓V VCBCB作用下，作用下，集電極電流為：集電極電流為：并且與集電結(jié)反偏電壓并且與集電結(jié)反偏電壓V VCBCB大小無關(guān)，大小無關(guān)，相當(dāng)于一個(gè)受相當(dāng)于一個(gè)受V VBEBE控制的控制的壓控電流源壓控電流源。等效電路模型如圖等效電路模型如圖3-3-23-3-2所示。所示。該模型實(shí)際上是一個(gè)該模型實(shí)際上是一個(gè)非線性非線性的電壓控的電壓控制電流源制電流源 圖圖3-3-1 EBCBIEICITBEVVSeIBEVEDSSEIITBEVVSCeII 3. .4.1晶體管的飽和模式晶體管的飽和模式 飽和模式飽和模式：發(fā)射結(jié)與集電結(jié)電壓均為正偏。：發(fā)射結(jié)與集電結(jié)電壓均

21、為正偏。內(nèi)部多數(shù)載流子（自由電子）的傳遞如圖內(nèi)部多數(shù)載流子（自由電子）的傳遞如圖3-4-1所示。所示。圖圖3-4-1載流子運(yùn)動(dòng)載流子運(yùn)動(dòng)v在發(fā)射結(jié)在發(fā)射結(jié)VBE正偏作用下：多正偏作用下：多子正向傳遞，將發(fā)射結(jié)的子正向傳遞，將發(fā)射結(jié)的IEN1傳傳遞到集電結(jié)的遞到集電結(jié)的ICN1。v在集電結(jié)在集電結(jié)VBC正偏作用下：多正偏作用下：多子逆向傳遞，將集電結(jié)的子逆向傳遞，將集電結(jié)的ICN2傳傳遞到發(fā)射結(jié)的遞到發(fā)射結(jié)的IEN2。 VBE VBC IB IC IE E B C N+ N P IEN1 IEN2 ICN1 ICN2 注注入入空空穴穴 發(fā)發(fā)射射結(jié)結(jié) 集集電電結(jié)結(jié) 3. .4.1晶體管的飽和模式晶

22、體管的飽和模式 圖圖3-4-1發(fā)射極與集電極電流發(fā)射極與集電極電流： VBE VBC IB IC IE E B C N+ N P IEN1 IEN2 ICN1 ICN2 注注 入入 空空 穴穴 發(fā)發(fā) 射射 結(jié)結(jié) 集集 電電 結(jié)結(jié) 2121CNCNCENENEIIIIIIv各電流同時(shí)受各電流同時(shí)受VBE 、VBC正偏作用控制，正偏作用控制，不具有不具有正向受控正向受控作用作用 ；v隨隨VBC的增大，的增大， ICN2增大，使得增大，使得IE、IC迅速減??；迅速減小；v基區(qū)復(fù)合增加，基區(qū)復(fù)合增加，基極電流基極電流I IB B比放大模式時(shí)增大；比放大模式時(shí)增大；則有各電流則有各電流不再滿足放大模式下

23、的各電流關(guān)系不再滿足放大模式下的各電流關(guān)系 ：BCII 3. .4.1晶體管的飽和模式晶體管的飽和模式 圖圖3-4-2飽和模式等效電路模型飽和模式等效電路模型：如：如圖圖3-4-2在飽和模式下，兩個(gè)結(jié)均為正偏，近似用兩個(gè)在飽和模式下，兩個(gè)結(jié)均為正偏，近似用兩個(gè)飽和導(dǎo)通電壓飽和導(dǎo)通電壓： 表示表示 。工程上取值工程上取值(硅晶體管硅晶體管)則有：則有： satBCsatBEVV、 satBEVsatCEVECB VVVVsatBCsatBE4 . 07 . 0 VVVVVVsatBCsatBEsatEBsatCBsatCE3 . 04 . 07 . 0 大小與摻雜濃度有關(guān)大小與摻雜濃度有關(guān) 3.

24、 .4.2晶體管的截止模式晶體管的截止模式 圖圖3-4-3截止模式等效電路模型截止模式等效電路模型：如：如圖圖3-4-3若忽略反向飽和電流若忽略反向飽和電流 ，則各極電流均為零，則各極電流均為零 ，可可用開路表示用開路表示 。 0BIECB0 EI0 CI截止模式截止模式：發(fā)射結(jié)與集電結(jié)電壓均為反偏。：發(fā)射結(jié)與集電結(jié)電壓均為反偏。圖圖3-5-1伏安特性曲線伏安特性曲線：用曲線來描述晶體三極管各端的電流與電壓關(guān)系。：用曲線來描述晶體三極管各端的電流與電壓關(guān)系。以以共發(fā)射極共發(fā)射極為例為例( (如圖如圖3-5-1)3-5-1)輸入特性曲線輸入特性曲線：是以輸出電壓為參變量，描述輸入端口的輸入電流：

25、是以輸出電壓為參變量，描述輸入端口的輸入電流與輸入電壓之間的關(guān)系曲線。即：與輸入電壓之間的關(guān)系曲線。即： vBE vCE iB iC 常數(shù)常數(shù) CEvBEBvfi1輸出特性曲線輸出特性曲線：以輸入電流：以輸入電流( (有時(shí)也用輸入電壓有時(shí)也用輸入電壓) )為參變量，描述輸為參變量，描述輸出端口的輸出電流與輸出電壓之間的關(guān)系曲線。即：出端口的輸出電流與輸出電壓之間的關(guān)系曲線。即： 常數(shù)常數(shù) BiCECvfi2圖圖3-5-2當(dāng)參變量當(dāng)參變量V VCECE增大時(shí)，曲線向右移動(dòng)，或者當(dāng)增大時(shí)，曲線向右移動(dòng)，或者當(dāng)v vBEBE一定時(shí)，一定時(shí)，i iB B隨隨V VCECE的增大的增大而減小。而減小。

26、3.5.13.5.1輸入特性曲線輸入特性曲線當(dāng)當(dāng)V VCECE為常數(shù)時(shí)，輸入特性曲線是描述輸入端口為常數(shù)時(shí)，輸入特性曲線是描述輸入端口電流電流i iB B隨端口電壓隨端口電壓v vBEBE變化的曲線。改變參變量變化的曲線。改變參變量V VCECE的值，得到一組曲線的值，得到一組曲線, ,如圖如圖3-5-23-5-2所示。所示。qV VCECE在在00.3V00.3V內(nèi)變化時(shí)，集電結(jié)正偏，內(nèi)變化時(shí)，集電結(jié)正偏，BJTBJT工作在工作在飽和飽和模式。在模式。在v vBEBE一一定時(shí)，隨定時(shí)，隨V VCECE減小，飽和程度加深，導(dǎo)致減小，飽和程度加深，導(dǎo)致i iB B迅速增大，即曲線迅速增大，即曲線

27、向左向左移動(dòng)較大移動(dòng)較大。qV VCECE大于大于0.3V0.3V時(shí)，集電結(jié)反偏，時(shí)，集電結(jié)反偏，BJTBJT工作在工作在放大放大模式。模式。 i iB B幾乎不隨幾乎不隨V VCECE而變化。實(shí)際上，而變化。實(shí)際上， i iB B隨隨V VCECE增大而略有減小，即曲線向右略有移增大而略有減小，即曲線向右略有移動(dòng)。動(dòng)。 vBE/V iB 0 0.5 vCE=0V 0.7 0.3V 10V 圖圖3-5-3它分為四個(gè)區(qū)域：它分為四個(gè)區(qū)域：v放大區(qū)放大區(qū)v截止區(qū)截止區(qū)v飽和區(qū)飽和區(qū)v擊穿區(qū)擊穿區(qū)3.5.2 3.5.2 輸出特性曲線輸出特性曲線 vCE iC 0 VCE(sat) V(BR)CEO

28、AiB10AiB20AiB30AiB40AiB50AiB0放大區(qū) 截止區(qū) Ci飽和區(qū) 當(dāng)當(dāng)i iB B為常數(shù)時(shí)，輸出特性曲線是描述輸出端口電流為常數(shù)時(shí)，輸出特性曲線是描述輸出端口電流i iC C隨端口電壓隨端口電壓v vCECE變化的曲線。改變參變量變化的曲線。改變參變量i iB B的值，得到一組曲線的值，得到一組曲線, ,如圖如圖3-5-33-5-3所示。所示。理想情況：理想情況：放大區(qū)內(nèi)放大區(qū)內(nèi)i iC C的不隨的不隨v vCECE變化而變化的變化而變化的。實(shí)際器件：實(shí)際器件：外加電壓外加電壓v vCECE的變化導(dǎo)致基區(qū)的寬度發(fā)生變化，該效應(yīng)稱的變化導(dǎo)致基區(qū)的寬度發(fā)生變化，該效應(yīng)稱為基區(qū)的

29、為基區(qū)的寬度調(diào)制效應(yīng)寬度調(diào)制效應(yīng)。當(dāng)當(dāng)v vCECE的增大時(shí)，基區(qū)中復(fù)合減少，的增大時(shí)，基區(qū)中復(fù)合減少， 和和 略有增大，曲線略有上翹。略有增大，曲線略有上翹。 q放大區(qū)放大區(qū) vCE iC 0 VCE(sat) V(BR)CEO AiB10AiB20AiB30AiB40AiB50AiB0放大區(qū) 截止區(qū) Ci飽和區(qū) 區(qū)域區(qū)域： 且且 特點(diǎn)特點(diǎn)：滿足：滿足 satCECEVv AiB 0 BCii 當(dāng)當(dāng)i iB B等量增加時(shí)，輸出特性曲線等量增加時(shí)，輸出特性曲線也將等間隔地平行上移。也將等間隔地平行上移。 集電極電流公式修正為：集電極電流公式修正為：q放大區(qū)放大區(qū)VVA10050 參變量由參變量

30、由i iB B變?yōu)樽優(yōu)関 vBEBE，并反向延長(zhǎng)相交于公共點(diǎn)，并反向延長(zhǎng)相交于公共點(diǎn)A A上，如圖上，如圖3-5-43-5-4所示。所示。對(duì)應(yīng)的電壓用表示對(duì)應(yīng)的電壓用表示( (V VA A) )，稱為，稱為厄爾利電壓。厄爾利電壓。一般情況：一般情況： vCE iC 0 A vBE6vBE5 vBE1 VA 1BEv6BEv5BEv4BEv3BEv2BEv圖圖3-5-4TBEVvSCeIi 常數(shù)常數(shù) BEvCECovigCQAooIVgr 1輸出電導(dǎo)為：輸出電導(dǎo)為：輸出電阻為：輸出電阻為： 其中其中 為靜態(tài)工為靜態(tài)工作電流。作電流。 ACEVv1TBEQBEQBETBEVVSVvVvSCQeIe

31、II 當(dāng)當(dāng) 時(shí)，晶體管的兩個(gè)結(jié)均為正偏，晶體管工作在飽和時(shí)，晶體管的兩個(gè)結(jié)均為正偏，晶體管工作在飽和模式。模式。 隨著隨著 的減小而迅速減小。的減小而迅速減小。 q截止區(qū)截止區(qū)AiB0 工程上規(guī)定工程上規(guī)定 以下的區(qū)域稱為截止區(qū)。以下的區(qū)域稱為截止區(qū)。晶體管工作在截止模式時(shí)各極電流均為零，即：晶體管工作在截止模式時(shí)各極電流均為零，即： CEv工程上規(guī)定工程上規(guī)定： 作為飽和區(qū)與放大區(qū)的分界線作為飽和區(qū)與放大區(qū)的分界線0 ECBiiiq飽和區(qū)飽和區(qū) satCECEVv CiBCii VVsatCE3 . 0 q擊穿區(qū)擊穿區(qū)CEv當(dāng)當(dāng) 增大到一定值時(shí)增大到一定值時(shí) ，集電結(jié)發(fā)生反向擊穿，導(dǎo)致集，集

32、電結(jié)發(fā)生反向擊穿，導(dǎo)致集電極電流電極電流 劇增，此現(xiàn)象稱為劇增，此現(xiàn)象稱為擊穿。擊穿。擊穿類型為擊穿類型為雪崩擊穿。雪崩擊穿。稱為擊穿電壓。稱為擊穿電壓。Ci CEOBRV CEOBRV圖圖3-5-5晶體管安全工作區(qū)域：晶體管安全工作區(qū)域：q極限參數(shù)極限參數(shù) vCE iC 0 ICM V(BR)CEO 安全區(qū) PCM -最大允許集電極電流最大允許集電極電流 CMICMP-最大允許集電極耗散功率最大允許集電極耗散功率 CEOBRV-集電極反向擊穿電壓集電極反向擊穿電壓 CMCCMCCEOBRCEPPIiVv 且且且且圖圖3-5-6轉(zhuǎn)移特性曲線轉(zhuǎn)移特性曲線：是指將輸入端口的控制變量：是指將輸入端口

33、的控制變量轉(zhuǎn)移到輸出端口的輸出變量上。轉(zhuǎn)移到輸出端口的輸出變量上。對(duì)于對(duì)于BJTBJT晶體管，即晶體管，即 關(guān)系，如圖關(guān)系，如圖3-5-6 當(dāng)當(dāng) 小于小于0.5V0.5V時(shí)，電流很小，可以忽略。時(shí)，電流很小，可以忽略。 通常在通常在0.6V0.8V0.6V0.8V之間。之間。 vBE vCE iB iC BECvi3.5.3 3.5.3 轉(zhuǎn)移特性曲線轉(zhuǎn)移特性曲線 TBEVvSCeIi vBE/V iC 0 0.5 0.7 工程估算時(shí)：工程估算時(shí)：一般取一般取 BEvBEv PNPVVNPNVVEBBE7 . 07 . 03. .6.1分析方法分析方法 若若 ，則晶體管工作在截止模式，則晶體管工

34、作在截止模式， ，依據(jù)電路，依據(jù)電路情況進(jìn)一步確定晶體管各極的電壓；情況進(jìn)一步確定晶體管各極的電壓； 若若 ，假設(shè)晶體管工作在放大模式，則取，假設(shè)晶體管工作在放大模式，則取 ，計(jì)算晶，計(jì)算晶體管的各極電壓和電流；體管的各極電壓和電流； 依據(jù)依據(jù)中各極的電壓判斷晶體管的工作狀態(tài)。若中各極的電壓判斷晶體管的工作狀態(tài)。若 ，則，則晶體管工作在放大模式，假設(shè)正確，分析結(jié)束。若晶體管工作在放大模式，假設(shè)正確，分析結(jié)束。若 ，則，則晶體管工作在飽和模式，假設(shè)不正確，轉(zhuǎn)入步驟晶體管工作在飽和模式，假設(shè)不正確，轉(zhuǎn)入步驟； 利用晶體管的飽和模型代入直流電路中晶體管，重新分析晶體管利用晶體管的飽和模型代入直流電路

35、中晶體管，重新分析晶體管的各極電壓和電流。的各極電壓和電流。 分析方法分析方法(NPN(NPN型型) )：導(dǎo)通電壓：導(dǎo)通電壓 ，飽和電壓，飽和電壓 分析目的分析目的：分析晶體管的各極電壓，確定晶體管的各個(gè)結(jié)的偏置，：分析晶體管的各極電壓，確定晶體管的各個(gè)結(jié)的偏置，進(jìn)而確定晶體管的工作模式進(jìn)而確定晶體管的工作模式。VVBE7 . 0 0 ECBIIIVVBE7 . 0 VVBE7 . 0 satCECEVV satCECEVV PNPPNP型型：僅將：僅將 、 、 用分別代替用分別代替 、 、 即可即可 BEVECV satECVEBVCEV satCEVVVBE7 . 0 VVsatCE3 .

36、 0 圖圖3-6-1解：因?yàn)榻猓阂驗(yàn)?，發(fā)射極通過電阻發(fā)射極通過電阻 接地，因接地，因此，發(fā)射結(jié)正偏，此，發(fā)射結(jié)正偏，取取 ，則有：，則有：100 KRE3 . 3KRC7 . 4VVCC10VVB4CIEIBIB C E VVB4 VVBE7 . 0 VVVVBEBE3 . 37 . 04 mAKVRVIEEE13 . 33 . 3 mAIIIEEC99. 01 AmAIIICEB 1001. 099. 01 VRIVVCCCCC3 . 57 . 499. 010 VVVVVVsatCEECCE3 . 023 . 33 . 5 判斷判斷：晶體管確實(shí)工作在放大模式，假設(shè)正確，則上述求得的各極電

37、晶體管確實(shí)工作在放大模式，假設(shè)正確，則上述求得的各極電壓、電流即為電路的解壓、電流即為電路的解 。ER圖圖3-6-2解：因?yàn)榻猓阂驗(yàn)?，發(fā)射極通過電阻發(fā)射極通過電阻 接地，接地， ，因此發(fā)射結(jié)反偏，晶體管，因此發(fā)射結(jié)反偏，晶體管 工作在截止模式，則有：工作在截止模式，則有：100 VVB0 VVBE7 . 0 KRE3 . 3KRC7 . 4VVCC10CIEIBIB C E ER0 ECBIIIVVE0 VRIVVCCCCC107 . 4010 圖圖3-6-3解：因?yàn)榻猓阂驗(yàn)?，假設(shè)放大模式，取，假設(shè)放大模式，取 ，則有：，則有：100 VVB6 VVBE7 . 0 VVVVBEBE3 .

38、57 . 06 mAKVRVIEEE61. 13 . 33 . 5 判斷：判斷：因此晶體管工作在飽和模式，采用飽和模型如圖因此晶體管工作在飽和模式，采用飽和模型如圖(b)(b)所示所示 KRE3 . 3KRC7 . 4VVCC10VVB6CIEIBIB C E KRE3 . 3KRC7 . 4VVCC10VVB6CIEIBIB C E VVsatBE7 . 0VsatVCE3 . 0(a) (b) mAIIIEEC59. 11 VRIVVCCCCC53. 27 . 459. 110 satCEECCEVVVVV 77. 23 . 553. 2 VVVVsatBEBE3 . 57 . 06 mA

39、KVRVIEEE61. 13 . 33 . 5 VVVVsatCEEC6 . 53 . 03 . 5 mAKRVVICCCCC94. 07 . 46 . 510 mAIIICEB67. 094. 061. 1 注意：注意：以上三個(gè)例子以上三個(gè)例子的電路一樣，的電路一樣，但工作模式不但工作模式不一樣。一樣。圖圖3-6-4解：假設(shè)晶體管工作在放大模式，取解：假設(shè)晶體管工作在放大模式，取 ，則有：則有：100 VVBE7 . 0 假設(shè)正確假設(shè)正確( (判斷忽略判斷忽略) )。 KRB100 KRC2VVCC10VVBB5CIEIBIB C E VVVBEB7 . 0 AKRVVIBBBBB 4310

40、07 . 05 mAAIIBC3 . 443100 mAIIICBE343. 4 VRIVVCCCCC4 . 13 . 4210 圖圖3-6-5解：因?yàn)榻猓阂驗(yàn)?，發(fā)射極通過電阻發(fā)射極通過電阻 接正電源，因接正電源，因此，發(fā)射結(jié)正偏，此，發(fā)射結(jié)正偏，取取 ，則有：，則有：100 VVB4 VVEB7 . 0 ER KRE2 KRC1VVCC10VVEE10CIEIBIB C E VVVVBEBE7 . 0 mAKRVVIEECCE65. 427 . 010 mAIIIEEC6 . 41 mAIIICEB05. 0 VRIVVCCEEC4 . 56 . 4110 KRB1001 KRC5VVCC

41、15CIEIB C E KRE3BBR KRC5VVCC15BBVCIEIBIB C E KRE3VVCC15KRB502(a) (b) 圖圖3-6-6解：將左邊部分等效為戴維南形解：將左邊部分等效為戴維南形式，如式，如(b)圖所示，其中：圖所示，其中：100 VVRRRVCCBBBBB5155010050212 KRRRBBBB3 .33/21EEBEBBBBBRIVRIV BEII 1 EBBBEBBBRRVVI 1 1BBEBEBBERRVVIAIB 8 .12 mAIE29. 1 mAIIBC28. 1 VRIVEEE87. 3 VVVVEBEB57. 4 VRIVVCCCCC6 .

42、8 可求得：可求得：或者或者 1BRCRCCVCIEIB C E ERBBRCRCCVBBVCIEIBIB C E ERCCV2BR(a) (b) EBBBEBBBRRVVI 1 1BBEBEBBERRVVI發(fā)射極與基極的電阻可以發(fā)射極與基極的電阻可以互相折算互相折算： v計(jì)算基極的電流：將發(fā)射極的電阻計(jì)算基極的電流：將發(fā)射極的電阻 折算到基極中，其折算方法折算到基極中，其折算方法為乘上系數(shù)為乘上系數(shù) ，即為，即為 ；v計(jì)算發(fā)射極電流：將基極的電阻計(jì)算發(fā)射極電流：將基極的電阻 折算到發(fā)射極中，其折算方法折算到發(fā)射極中，其折算方法為乘上系數(shù)為乘上系數(shù) ，即為，即為 。ER 1 ER 1BBR 1

43、1 1BBR若若 足夠大，則有足夠大，則有 ， ，工程估算時(shí)方便。，工程估算時(shí)方便。 EBEBBERVVI CEII q放大對(duì)象放大對(duì)象交流信號(hào)的幅度；交流信號(hào)的幅度；q晶體管工作模式晶體管工作模式放大模式放大模式需要直流偏置；需要直流偏置；q處理方式處理方式線性放大線性放大工作點(diǎn)應(yīng)處在特性曲線的線性區(qū)域；工作點(diǎn)應(yīng)處在特性曲線的線性區(qū)域；q實(shí)現(xiàn)方法實(shí)現(xiàn)方法v將晶體管偏置在關(guān)系曲線上相對(duì)比較直線的工作點(diǎn)將晶體管偏置在關(guān)系曲線上相對(duì)比較直線的工作點(diǎn)Q的位置上的位置上(對(duì)應(yīng)的電壓電流分別為對(duì)應(yīng)的電壓電流分別為VBEQ，ICQ)；v將要放大的交流信號(hào)將要放大的交流信號(hào)vbe疊加在直流電壓疊加在直流電壓

44、VBEQ上，要求交流信號(hào)上，要求交流信號(hào)vbe的幅度足夠小，可認(rèn)為晶體管被約束在特性曲線的一小段幾乎的幅度足夠小，可認(rèn)為晶體管被約束在特性曲線的一小段幾乎是線性的線段上，可以實(shí)現(xiàn)線性放大。是線性的線段上，可以實(shí)現(xiàn)線性放大。q注意變量符號(hào)區(qū)別注意變量符號(hào)區(qū)別交流量：交流量：小寫符號(hào)小寫下標(biāo)，如小寫符號(hào)小寫下標(biāo)，如直流量：直流量：大寫符號(hào)大寫下標(biāo)，如大寫符號(hào)大寫下標(biāo)，如總瞬時(shí)量：總瞬時(shí)量：小寫符號(hào)大寫下標(biāo)，如小寫符號(hào)大寫下標(biāo)，如bbeivBBEIVBBEiv其中：其中： 為待放大的交流小信號(hào)為待放大的交流小信號(hào) 為晶體管提供直流偏為晶體管提供直流偏置電壓，保證晶體管工作在放大模式置電壓，保證晶體管

45、工作在放大模式3. .7.1晶體管放大器的電路晶體管放大器的電路 圖圖3-7-1 BEQVCiEiBiB CCVbevBEvCvCRbevBEQVCCVq基本電路基本電路：如圖：如圖3.7.13.7.1 CRBEQVCQIEQIBQIB CCVCQVq直流分析直流分析：令：令 得直流通路，如下圖所示，得直流通路，如下圖所示， 則有：則有：0 bevTBEQVVSCQeII CQEQII CQBQII CCQCCCEQCQRIVVV 直流通路直流通路3. .7.2集電極電流與跨導(dǎo)集電極電流與跨導(dǎo) 當(dāng)滿足當(dāng)滿足 時(shí)，則有時(shí)，則有 集電極的總瞬時(shí)電流：集電極的總瞬時(shí)電流： 基極與發(fā)射極之間總瞬時(shí)電壓

46、基極與發(fā)射極之間總瞬時(shí)電壓 ： BEQVCiEiBiB CCVbevBEvCvCRbeBEQBEvVv TbeTbeTBEQTbeBEQTBEVvCQVvVVSVvVSVvSCeIeeIeIeIi TbeVvcCQbeTCQCQTbeCQVvCQCiIvVIIVvIeIiTbe 1直流與交流疊加直流與交流疊加 bembeTCQcvgvVIi 其中其中TCQmVIg 稱為稱為跨導(dǎo)，跨導(dǎo)，將將 轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為 的能力，它與的能力，它與 成正比成正比關(guān)系。其單位為西門子關(guān)系。其單位為西門子( (S)S)。 bevciCQI-交流信號(hào)電流交流信號(hào)電流TBEQVVSCQeII -直流偏置電流直流偏置電流跨

47、導(dǎo)的圖形求解跨導(dǎo)的圖形求解 跨導(dǎo)是在跨導(dǎo)是在 特性曲線上對(duì)應(yīng)的直特性曲線上對(duì)應(yīng)的直流工作點(diǎn)流工作點(diǎn)Q Q處的斜率處的斜率，如圖如圖3-7-2，即：，即： vBE iC 0 Q ICQ mgbevcittBEQVBECviBEQBEVvBECmvig TCQVVSTVvVvSSTVvVvSBEVvBECmVIeIVeIIVeIvvigTBEQBEQBETBEBEQBETBEBEQBE 11則有：則有：如圖如圖3-7-2與直流工作點(diǎn)與直流工作點(diǎn)Q Q有關(guān)，即與直流偏置電流有關(guān)，即與直流偏置電流I ICQCQ有關(guān)有關(guān)3. .7.3基極電流與基極輸入阻抗基極電流與基極輸入阻抗 -基極交流信號(hào)電流基極交

48、流信號(hào)電流 基極總瞬時(shí)電流：基極總瞬時(shí)電流： q基極電流基極電流 bBQbemCQcCQCBiIvgIiIii 111 cbembivgi q基極輸入阻抗基極輸入阻抗 定義：從基極看進(jìn)去的基極與發(fā)射極之間的定義：從基極看進(jìn)去的基極與發(fā)射極之間的交流交流電阻，記作電阻，記作 berBQTCQTTCQmbbebeIVIVVIgivr cieibiB bevberCR其中其中-基極直流偏置電流基極直流偏置電流 CQBQII 3. .7.4發(fā)射極電流與發(fā)射極輸入阻抗發(fā)射極電流與發(fā)射極輸入阻抗 -發(fā)射極直流偏置電流發(fā)射極直流偏置電流 發(fā)射極總瞬時(shí)電流：發(fā)射極總瞬時(shí)電流： q發(fā)射極電流發(fā)射極電流 ciei

49、bibeverCRq發(fā)射極輸入阻抗發(fā)射極輸入阻抗 定義：從發(fā)射極看進(jìn)去的發(fā)射極與基極之間的定義：從發(fā)射極看進(jìn)去的發(fā)射極與基極之間的交流交流電阻，記作電阻，記作 er eEQbemCQcCQCEiIvgIiIii 111 CQEQII EQTCQTTCQmebeeIVIVVIgivr -發(fā)射極交流信號(hào)電流發(fā)射極交流信號(hào)電流 cbembivgi 1 其中其中基極輸入電阻與發(fā)射極輸入電阻的關(guān)系基極輸入電阻與發(fā)射極輸入電阻的關(guān)系 BQEQII 1基極輸入阻抗：基極輸入阻抗： BQTbeIVr 發(fā)射極輸入阻抗：發(fā)射極輸入阻抗： EQTeIVr 因?yàn)橐驗(yàn)?或者或者 兩者關(guān)系：兩者關(guān)系： eberr 1 e

50、beebebberiririv 1說明說明：滿足：滿足基極電阻與發(fā)射極電阻之間的折算關(guān)系基極電阻與發(fā)射極電阻之間的折算關(guān)系 3. .7.5電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù) 集電極的總瞬時(shí)電壓：集電極的總瞬時(shí)電壓： q定義定義電壓放大倍數(shù)定義為輸出交流電壓與輸入電壓放大倍數(shù)定義為輸出交流電壓與輸入交流電壓的比值，也稱為交流電壓的比值，也稱為電壓增益電壓增益。 BEQVCiEiBiB CCVbevBEvCvCR其中其中 CCQCcCQccCCQCCCcCQCCCCCCCvVRiVRiRIVRiIVRiVv beCmCbemCccvRgRvgRiv -交流信號(hào)電壓交流信號(hào)電壓q電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù) be

51、CCeCeCmbecVrRRrRrRgvvA 1-負(fù)號(hào)表示負(fù)號(hào)表示反相反相 常用公式小結(jié)常用公式小結(jié) beCCmbecVrRRgvvA ebciii TBEVvSCeIi bbceiiii 1 eberr 1eebeTCQmrrrVIg1 EQTeIVr 11CQAoIVr q信號(hào)組成信號(hào)組成： 總瞬時(shí)量總瞬時(shí)量 = 直流分量直流分量 + 交流分量；交流分量； 直流分量直流分量-決定晶體管的工作模式?jīng)Q定晶體管的工作模式 交流分量交流分量-信號(hào)放大的對(duì)象信號(hào)放大的對(duì)象q電路組成電路組成： 直流通路直流通路 + 交流通路；交流通路； 直流通路直流通路-分析晶體管電路的直流分量分析晶體管電路的直流分

52、量 交流通路交流通路-分析晶體管放大器的相關(guān)性能分析晶體管放大器的相關(guān)性能 (要求必須在直流通路基礎(chǔ)上進(jìn)行分要求必須在直流通路基礎(chǔ)上進(jìn)行分)q直流通路與交流通路的畫法直流通路與交流通路的畫法: 直流通路：令所有交流分量為零所得電路，即將交流獨(dú)立電直流通路：令所有交流分量為零所得電路，即將交流獨(dú)立電 流源開路，交流獨(dú)立電壓源短路。流源開路，交流獨(dú)立電壓源短路。 交流通路：令所有直流分量為零所得電路，即將直流獨(dú)立電交流通路：令所有直流分量為零所得電路，即將直流獨(dú)立電 流源開路，直流獨(dú)立電壓源短路。流源開路，直流獨(dú)立電壓源短路。 CRBEQVCQIEQIBQIB (b) CCVBEQVCiEiBiB

53、 (a) CCVbevBEvCvCQVCR cieibiB bevberCR(c) 直流通路、交流通路畫法實(shí)例直流通路、交流通路畫法實(shí)例(a)(a)圖為晶體管放大器基本電路圖為晶體管放大器基本電路(b)(b)圖為晶體管放大器的直流通路：在圖為晶體管放大器的直流通路：在(a)(a)圖中將圖中將 短路即可。短路即可。(c)(c)圖為晶體管放大器的交流通路：在圖為晶體管放大器的交流通路：在(a)(a)圖中將圖中將 、 短路即可。短路即可。bevCCVBEQV對(duì)交流通路的分析通常采用對(duì)交流通路的分析通常采用交流小信號(hào)等效模型交流小信號(hào)等效模型來分析來分析基極輸入的交流電阻為基極輸入的交流電阻為 ，集電

54、極的交流電流為，集電極的交流電流為 ，是電流控制電流源，是電流控制電流源，交流小信號(hào)等效模型如圖交流小信號(hào)等效模型如圖3-8-2( (a) )所示。所示。3. .8. .1混合混合 型模型型模型( (適合適合NPNNPN、PNP)PNP) berbemvgbcibevceberbibcibice(a) (b) ebrbibcibice(c) (d) orebrebmvgbciebvcorbbrebbbbrberbcii 圖圖3-8-2bembcvgii 圖圖( (b)b)是電壓控制電流源。是電壓控制電流源。圖圖( (c)c)考慮基極引線接觸電考慮基極引線接觸電阻阻 和厄爾利效應(yīng)的輸出和厄爾利效

55、應(yīng)的輸出電阻電阻 的電流控制電流源的電流控制電流源形式。一般取形式。一般取則有：則有：圖圖( (d)d)考慮基極引線接觸電考慮基極引線接觸電阻阻 和厄爾利效應(yīng)的輸出和厄爾利效應(yīng)的輸出電阻電阻 的電壓控制電流源的電壓控制電流源形式。形式。bbr 200bbr ebbberrr 1orbbror發(fā)射極輸入的交流電阻為發(fā)射極輸入的交流電阻為 ，集電極的交流電流為，集電極的交流電流為 ，是電壓控，是電壓控制電流源，交流小信號(hào)等效模型如圖制電流源，交流小信號(hào)等效模型如圖3-8-3( (b) )所示。所示。3. .8. .2 T T型模型型模型( (適合適合NPNNPN、PNP)PNP) 共基極放大器er

56、bemcvgi 圖圖3-8-3因此集電極的交流電流也可以看成是一個(gè)電流控制的受控源，如圖因此集電極的交流電流也可以看成是一個(gè)電流控制的受控源，如圖3-3-8-3(8-3(c)c)所示。所示。 erbemvgbcibevceerei bcieice(a) (b) ecb(c) eiciei eeemeembemciirgirgvgi 又因?yàn)橛忠驗(yàn)榉治龇椒ǚ治龇椒╭在實(shí)際放大器電路中，得到晶體管放大器的在實(shí)際放大器電路中，得到晶體管放大器的直流通路直流通路，并在此電路上，并在此電路上確定晶體管的直流工作點(diǎn)的電壓與電流，如確定晶體管的直流工作點(diǎn)的電壓與電流，如 或或 q由直流工作點(diǎn)狀態(tài)確定晶體管的交

57、流小信號(hào)模型的有關(guān)由直流工作點(diǎn)狀態(tài)確定晶體管的交流小信號(hào)模型的有關(guān)參數(shù)參數(shù)：如：如：q在實(shí)際放大器電路中，得到晶體管放大器的在實(shí)際放大器電路中，得到晶體管放大器的交流通路交流通路( (將隔直電容和旁將隔直電容和旁路電容短路路電容短路) )q選用一種盡可能簡(jiǎn)單的交流小信號(hào)選用一種盡可能簡(jiǎn)單的交流小信號(hào)模型模型代替交流通路中的晶體管代替交流通路中的晶體管q分析電路，求解所需的量分析電路，求解所需的量( (如如電壓增益、電流增益、輸入阻抗、輸出阻電壓增益、電流增益、輸入阻抗、輸出阻抗抗及各部分的交流量等及各部分的交流量等) )q如有必要求解如有必要求解總瞬時(shí)量總瞬時(shí)量，則將相應(yīng)的直流量與交流量進(jìn)行線

58、性疊加，則將相應(yīng)的直流量與交流量進(jìn)行線性疊加 3. .8. .3 交流小信號(hào)等效模型應(yīng)用交流小信號(hào)等效模型應(yīng)用 CQIEQITCQmVIg mEQTegIVr ebbberrr 1CQAoIVr 實(shí)例分析：實(shí)例分析：試分析圖試分析圖3-8-4所示的晶體管放大器電路的電壓增益所示的晶體管放大器電路的電壓增益 ，假設(shè)假設(shè) 。若輸入信號(hào)。若輸入信號(hào) (mV) ，請(qǐng)寫出集電極的輸出電，請(qǐng)寫出集電極的輸出電壓壓 的表達(dá)式。的表達(dá)式。 iovv100 tvi sin10 Ov KRBB100VVBB3OvVVCC10iv KRC3圖圖3-8-4解：直流通路如圖解：直流通路如圖 KRBB100CQIEQIB

59、QIVVBB3VVCC10CQV KRC3直流通路直流通路AKRVVIBBBEBBBQ 231007 . 03 mAIIBQCQ3 . 2 VRIVVVCCQCCOCQ1 . 333 . 210 交流小信號(hào)參數(shù)為交流小信號(hào)參數(shù)為 2 .1199. 03 . 226mAmVIVIVrCQTEQTe Krrebe13. 12 .1110011 mSmVmAVIgTCQm46.88263 . 2 交流通路如圖交流通路如圖( (a)a) 總瞬時(shí)值為：總瞬時(shí)值為： biov( a) biivBBRCRberbibcibevceivovCRBBR(b) ci代入模型如圖代入模型如圖( (b)b) iBBb

60、ebebevRrrv CmbCCboRgiRRiv VVRrrRgvvvvvvABBbebeCmibebeoioV97. 2 當(dāng)輸入信號(hào)當(dāng)輸入信號(hào) (mV)，則有，則有tvi sin10 mVtvAviVo sin7 .29 )(sin7 .291 . 3mVtVvVvoCQO q第一步第一步，確定晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)，確定晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)Q，利用晶體管的輸入特性，利用晶體管的輸入特性曲線曲線 來確定晶體管的基極電流來確定晶體管的基極電流 ，如圖，如圖3-9-2所示，其所示，其中中 輸入負(fù)載線。輸入負(fù)載線。 BRBBVCiBiB CCVivBEvCEvCR放大器電路分析也可以利用圖形的方式進(jìn)行