分立元件放大電路

1、分立元件放大電路第1頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一 對于元器件，重點(diǎn)放在特性、參數(shù)、技術(shù)指標(biāo)和正確使用方法，不要過分追究其內(nèi)部機(jī)理。討論器件的目的在于應(yīng)用。 學(xué)會用工程觀點(diǎn)分析問題，就是根據(jù)實(shí)際情況，對器件的數(shù)學(xué)模型和電路的工作條件進(jìn)行合理的近似，以便用簡便的分析方法獲得具有實(shí)際意義的結(jié)果。 對電路進(jìn)行分析計(jì)算時(shí)，只要能滿足技術(shù)指標(biāo)，就不要過分追究精確的數(shù)值。 器件是非線性的、特性有分散性、RC的值有誤差、工程上允許一定的誤差、采用合理估算的方法。前一頁后一頁返回第2頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一7.1 半導(dǎo)體器件前一頁后一頁返回物

2、質(zhì)（導(dǎo)電能力）導(dǎo)體：絕緣體：半導(dǎo)體：導(dǎo)電能力很強(qiáng)不導(dǎo)電導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間第3頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一1. 本征半導(dǎo)體 完全純凈的、結(jié)構(gòu)完整的半導(dǎo)體晶體，稱為本征半導(dǎo)體。硅和鍺的晶體結(jié)構(gòu)前一頁后一頁返回7.1.1 PN結(jié)第4頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一硅和鍺的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)共價(jià)鍵共用電子對 共價(jià)鍵中的兩個(gè)電子被緊緊束縛在共價(jià)鍵中，稱為束縛電子。+4+4+4+4前一頁后一頁返回第5頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一+4+4+4+4自由電子空穴 在常溫下，共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定。但如果受到熱激發(fā)，一些價(jià)電子

3、可獲得足夠的能量而脫離共價(jià)鍵的束縛，成為自由電子（帶負(fù)電），同時(shí)共價(jià)鍵上留下一個(gè)空位，稱為空穴（帶正電）。自由電子和空穴都稱為載流子。 本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理這一現(xiàn)象稱為本征激發(fā)。前一頁后一頁返回第6頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理 在其它力的作用下，空穴吸引臨近的電子來填補(bǔ)，其結(jié)果相當(dāng)于空穴的遷移。 空穴的遷移相當(dāng)于正電荷的移動，因此可以認(rèn)為是空穴電流。 因常溫下束縛電子很難脫離共價(jià)鍵成為自由電子，因此本征半導(dǎo)體中的自由電子和空穴很少，所以本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力很弱。 當(dāng)半導(dǎo)體外加電壓時(shí)，在電場的作用下將出現(xiàn)兩部分電流： 1）自由電子作定向移動 電

4、子電流 2）價(jià)電子遞補(bǔ)空穴 空穴電流+4+4+4+4前一頁后一頁返回第7頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一2. N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體N 型半導(dǎo)體 自由電子濃度遠(yuǎn)大于空穴濃度，電子導(dǎo)電是這種半導(dǎo)體的主要導(dǎo)電方式。 自由電子稱為多數(shù)載流子（多子）， 空穴稱為少數(shù)載流子（少子）。+4+4+4+4+5多余電子磷原子摻入五價(jià)元素在常溫下即可變?yōu)樽杂呻娮邮ヒ粋€(gè)電子變?yōu)檎x子返回前一頁后一頁第8頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一前一頁后一頁P(yáng) 型半導(dǎo)體 空穴濃度遠(yuǎn)大于自由電子濃度，空穴導(dǎo)電是這種半導(dǎo)體的主要導(dǎo)電方式。 空穴稱為多數(shù)載流子（多子）， 自由

5、電子稱為少數(shù)載流子（少子）。+4+4+4+4+3硼原子空穴摻入三價(jià)元素接受一個(gè)電子變?yōu)樨?fù)離子返回第9頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一雜質(zhì)半導(dǎo)體的示意表示法P 型半導(dǎo)體+N 型半導(dǎo)體前一頁后一頁無論N型或P型半導(dǎo)體都是中性的，對外不顯電性。返回第10頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一 1. 在雜質(zhì)半導(dǎo)體中多子的數(shù)量與 （a. 摻雜濃度、b.溫度）有關(guān)。 2. 在雜質(zhì)半導(dǎo)體中少子的數(shù)量與 （a. 摻雜濃度、b.溫度）有關(guān)。 3. 當(dāng)溫度升高時(shí)，少子的數(shù)量 （a. 減少、b. 不變、c. 增多）。abc 4. 在外加電壓的作用下，P 型半導(dǎo)體中的

6、電流主要是 ， N 型半導(dǎo)體中的電流主要是 （a. 電子電流、b.空穴電流） ba前一頁后一頁返回第11頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一3. PN結(jié)的形成多子的擴(kuò)散運(yùn)動內(nèi)電場E少子的漂移運(yùn)動濃度差P 型半導(dǎo)體+N 型半導(dǎo)體空間電荷區(qū) 內(nèi)電場越強(qiáng)，漂移運(yùn)動越強(qiáng)，而漂移使空間電荷區(qū)變窄。 擴(kuò)散的結(jié)果使空間電荷區(qū)變寬。 擴(kuò)散和漂移這一對相反的運(yùn)動最終達(dá)到動態(tài)平衡，空間電荷區(qū)的厚度固定不變?？臻g電荷區(qū)也稱 PN 結(jié) 前一頁后一頁返回第12頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一前一頁后一頁4、 PN結(jié)的導(dǎo)電特性PN 結(jié)加正向電壓（正向偏置）PN 結(jié)變窄

7、P接正、N接負(fù) +U內(nèi)電場外電場PNIF 內(nèi)電場被削弱，多子的擴(kuò)散加強(qiáng)，形成較大的擴(kuò)散電流。 PN結(jié)正向電阻較小，正向電流較大，PN結(jié)處于導(dǎo)通狀態(tài)。返回第13頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一PN 結(jié)加反向電壓（反向偏置）+U內(nèi)電場外電場PN 內(nèi)電場被加強(qiáng)，少子的漂移加強(qiáng)，由于少子數(shù)量很少，形成很小的反向電流。IRPN 結(jié)變寬 P接負(fù)、N接正 PN結(jié)反向電阻較大，反向電流很小，PN結(jié)處于截止?fàn)顟B(tài)。溫度越高少子的數(shù)量越多，反向電流將隨溫度增加前一頁后一頁返回第14頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一PN 結(jié)的單向?qū)щ娦?、PN 結(jié)加正向電壓（正向

8、偏置，P 接正、N 接負(fù) ）時(shí)， PN 結(jié)處于正向?qū)顟B(tài)，PN 結(jié)正向電阻較小，正向電流較大。2、PN 結(jié)加反向電壓（反向偏置，P接負(fù)、N 接正 ）時(shí)， PN 結(jié)處于反向截止?fàn)顟B(tài)，PN 結(jié)反向電阻較大，反向電流很小。前一頁后一頁返回第15頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一7.1.2 半導(dǎo)體二極管1、基本結(jié)構(gòu)和類型（a）點(diǎn)接觸型結(jié)構(gòu) ：按結(jié)構(gòu)可分三類(b)面接觸型 結(jié)面積小、結(jié)電容小、正向電流小。用于檢波和變頻等高頻電路。 結(jié)面積大、正向電流大、結(jié)電容大，用于工頻大電流整流電路。前一頁后一頁(c)平面型 用于集成電路制作工藝中。PN結(jié)結(jié)面積可大可小，用于高頻整流和開關(guān)

9、電路中。返回第16頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一二極管的結(jié)構(gòu)示意圖符號：PN陽極陰極VD前一頁后一頁返回第17頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一二極管的單向?qū)щ娦郧耙豁摵笠豁?1. 二極管加正向電壓（正向偏置，陽極接正、陰極接負(fù) ）時(shí)， 二極管處于正向?qū)顟B(tài)，二極管正向電阻較小，正向電流較大。 2. 二極管加反向電壓（反向偏置，陽極接負(fù)、陰極接正 ）時(shí)， 二極管處于反向截止?fàn)顟B(tài)，二極管反向電阻較大，反向電流很小。 3. 外加電壓大于反向擊穿電壓二極管被擊穿，失去單向?qū)щ娦浴?4. 二極管的反向電流受溫度的影響，溫度愈高反向電流愈大。返回

10、第18頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一 二極管電路分析舉例 定性分析：判斷二極管的工作狀態(tài)導(dǎo)通截止否則，正向管壓降硅0.60.7V鍺0.20.3V 分析方法：將二極管斷開，分析二極管兩端電位的高低或所加電壓UD的正負(fù)。若 V陽 V陰或 UD為正，二極管導(dǎo)通（正向偏置）若 V陽 V陰 二極管導(dǎo)通若忽略管壓降，二極管可看作短路，UAB = 6V否則， UAB低于6V一個(gè)管壓降，為6.3或6.7V例1：后一頁取 B 點(diǎn)作參考點(diǎn)，斷開二極管，分析二極管陽極和陰極的電位。跳轉(zhuǎn)D6V12V3kBAUAB+返回第20頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一兩個(gè)

11、二極管的陰極接在一起求：UAB取 B 點(diǎn)作參考點(diǎn)，斷開二極管，分析二極管陽極和陰極的電位。V1陽 =6 V，V2陽 =0 V ，V1陰 = V2陰 = 12 VUD1 = 6V，UD2 =12V UD2 UD1 VD2 優(yōu)先導(dǎo)通， VD1截止。若忽略管壓降，二極管可看作短路，UAB = 0 VVD6V12V3kBAVD2VD1承受反向電壓為6 V流過VD2的電流為例2:前一頁后一頁UAB+返回第21頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一ui 8V 二極管導(dǎo)通，可看作短路 uo = 8V ui 8V 二極管截止，可看作開路 uo = ui已知： 二極管是理想的，試畫出 uo

12、 波形。ui18V參考點(diǎn)8V例3二極管的用途： 整流、檢波、限幅、箝位、開關(guān)、元件保護(hù)、溫度補(bǔ)償?shù)取Ｇ耙豁摵笠豁揇8VRuoui+返回uo第22頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一7.1.3 晶體三極管1. 基本結(jié)構(gòu)與類型BECNNP基極發(fā)射極集電極PNP集電極基極發(fā)射極BCENPN型PNP型后一頁前一頁返回第23頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一BECNNP基極發(fā)射極集電極后一頁前一頁集電區(qū)：面積最大基區(qū)：最薄，摻雜濃度最低發(fā)射區(qū)：摻雜濃度最高發(fā)射結(jié)集電結(jié)返回第24頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一符號：BECIBI

13、EICNPN型三極管BECIBIEICPNP型三極管型號：3A、3C是PNP3B、3D是NPN3A、3B是鍺管3C、3D是硅管后一頁前一頁返回第25頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一2.電流放大原理BECNNPEBRBECRC三極管放大的外部條件發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏PNP VBVE VCVE 集電結(jié)反偏 VCVB后一頁前一頁返回第26頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一三極管內(nèi)部載流子的運(yùn)動規(guī)律BECNNPEBRBEC 基區(qū)空穴向發(fā)射區(qū)的擴(kuò)散可忽略。 發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)射區(qū)電子不斷向基區(qū)擴(kuò)散，形成發(fā)射極電流IE。IE進(jìn)入P 區(qū)的電子少部分與基區(qū)的

14、空穴復(fù)合，形成電流IBE ，多數(shù)擴(kuò)散到集電結(jié)。IBE從基區(qū)擴(kuò)散來的電子作為集電結(jié)的少子，漂移進(jìn)入集電結(jié)而被收集，形成ICE。ICE 集電結(jié)反偏，有少子形成的反向電流ICBO。ICBO后一頁前一頁第27頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一三極管內(nèi)部載流子的運(yùn)動規(guī)律BECNNPEBRBECIEIBEICEICBOICIBIC=ICE+ICBOICE后一頁前一頁IB=IBE-ICBOIBE返回第28頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一ICE 與IBE 之比稱為共發(fā)射極電流放大倍數(shù)集射極穿透電流常用公式后一頁前一頁返回第29頁，共106頁，2022年，5

15、月20日，19點(diǎn)53分，星期一各電極電流關(guān)系及電流放大作用IB(mA)IC(mA)IE(mA)00.010.020.030.040.050.0010.501.001.702.503.300.0010.511.021.732.543.35結(jié)論1）三電極電流關(guān)系 IE = IB + IC2） IC IE ， IC IB3） IC IB 把基極電流的微小變化能夠引起集電極電流較大變化的特性稱為晶體管的電流放大作用。 實(shí)質(zhì):用一個(gè)微小電流的變化去控制一個(gè)較大電流的變化。后一頁前一頁返回第30頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一3. 特性曲線 即管子各電極電壓與電流的關(guān)系曲線，是

16、管子內(nèi)部載流子運(yùn)動的外部表現(xiàn)，反映了晶體管的性能，是分析放大電路的依據(jù)。為什么要研究特性曲線： 重點(diǎn)討論應(yīng)用最廣泛的共發(fā)射極接法的特性曲線后一頁前一頁返回 1）直觀地分析管子的工作狀態(tài) 2）合理地選擇偏置電路的參數(shù)，設(shè)計(jì)性能良好 的電路第31頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一 實(shí)驗(yàn)線路輸入回路輸出回路發(fā)射極是輸入、輸出回路的公共端 EBICmAAVUCEUBERBIBECV共發(fā)射極電路后一頁前一頁返回第32頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一1） 輸入特性IB(A)UBE(V)204060800.40.8UCE1V特點(diǎn):非線性死區(qū)電壓：硅管0.

17、5V，鍺管0.2V。工作壓降： 硅UBE 0.60.7V,鍺UBE 0.20.3V。后一頁前一頁返回第33頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一2） 輸出特性IC(mA )1234UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A當(dāng)UCE大于一定的數(shù)值時(shí)，IC只與IB有關(guān)，即IC=IB。后一頁前一頁此區(qū)域滿足IC=IB 稱為線性區(qū)（放大區(qū)），具有恒流特性。返回第34頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一IC(mA )1234UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A UCEUBE,集電結(jié)正偏，IBIC，稱為飽和區(qū)。此區(qū)

18、域中IC受UCE的影響較大后一頁前一頁返回第35頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一IC(mA )1234UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A此區(qū)域中:IB= 0,IC =ICEO,UBE 死區(qū)電壓，稱為截止區(qū)。后一頁前一頁為可靠截止，常取發(fā)射結(jié)零偏壓或反偏壓。返回第36頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一 輸出特性可劃分為三個(gè)區(qū)，分別代表晶體管的三種工作狀態(tài)。1）放大區(qū)(線性區(qū)，具有恒流特性)放大狀態(tài) IC =IB ，發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏。2）截止區(qū)（晶體管處于截止?fàn)顟B(tài)）開關(guān)斷開 IB=0，IC=ICEO0，UBE

19、死區(qū)電壓 發(fā)射結(jié)反偏或零偏、集電結(jié)反偏。3）飽和區(qū)(管子處于飽和導(dǎo)通狀態(tài))開關(guān)閉合 IBIC， UCEUBE, 發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏。后一頁前一頁返回第37頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一4. 主要參數(shù)前面的電路中，三極管的發(fā)射極是輸入輸出的公共點(diǎn)，稱為共射接法。相應(yīng)地還有共基、共集接法。直流電流放大系數(shù)：1）電流放大系數(shù)和 工作于動態(tài)的三極管，真正的信號是疊加在直流上的交流信號?；鶚O電流的變化量為IB，相應(yīng)的集電極電流變化為IC 。交流電流放大系數(shù)：一般小功率三極管大功率三極管后一頁前一頁返回第38頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一 例

20、： UCE=4.7 V時(shí)， IB=30A, IC=1.48mA； IB=45 A, IC=2.2mA。在以后的計(jì)算中，一般作近似處理： =后一頁前一頁返回第39頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一1、了解放大電路的基本性能指標(biāo)；2、掌握共發(fā)射極放大電路的分析方法；7.2 基本放大電路第40頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一放大的概念: 放大的目的是將微弱的變化信號放大成較大的信號。 放大電路的性能指標(biāo)（用來衡量放大電路的品質(zhì)優(yōu)劣）:電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻、通頻帶、非線性失真等第41頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，

21、星期一7.2.1 基本放大電路的組成及工作原理RBEBRCC1C2T+ECuo+ui+RSes+RL+1. 電路組成 參考點(diǎn)ui+uo+第42頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一7.2.1 基本放大電路的組成及工作原理RBEBRCC1C2T+ECuo+ui+RSes+RL+2. 元件作用 放大元件, iC=iB。要保證集電結(jié)反偏,發(fā)射結(jié)正偏,使T工作在放大區(qū) 。使發(fā)射結(jié)正偏，并提供適當(dāng)?shù)幕鶚O電流。 基極電源與基極電阻參考點(diǎn)第43頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一7.2.1 基本放大電路的組成及工作原理RBEBRCC1C2T+ECuo+ui+RS

22、es+RL+2. 元件作用 集電極電源，為電路提供能量。并保證集電結(jié)反偏。集電極電阻，將變化的電流轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓碾妷?。耦合電容隔離輸入、輸出與放大電路直流的聯(lián)系，同時(shí)使信號順利輸入、輸出。信號源負(fù)載第44頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一單電源供電時(shí)常用的畫法后一頁前一頁RBEBRCC1C2T+ECuo+ui+RSes+RL+可以省去RB參考點(diǎn)+VCC輸入輸出返回第45頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一7.2.2 放大電路的分析放大電路的分析靜態(tài)分析：無輸入信號，用大寫字母加大寫下標(biāo)表示，如IB、IC、UCE代表直流分量動態(tài)分析：加入輸入信號，

23、用小寫字母加小寫下標(biāo)表示，如ib、ic、uce代表交流分量瞬時(shí)值直流分量和交流分量的和用小寫字母加大寫下標(biāo)表示，如iB、iC、uCE第46頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一共射放大電路的電壓放大作用uBEtiBtiCtUBEIBICUCE無輸入信號(ui = 0)時(shí)RCC1C2+VCCRBiBiCuCEui+uo+uBE+ uo = 0uC1 = UBEuC2 = UCEuCEt第47頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一共射放大電路的電壓放大作用uBEtuitiBtiCtuCEtuotUBEIBICUCE？無輸入信號時(shí)有輸入信號時(shí) uCE= V

24、CC iC RC uo = 0uC1 = UBEuC2 = UCE uo 0uC1 UBEuC2 UCERCC1C2+VCCRBiBiCuCEui+uo+uBE+第48頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一表達(dá)式分析：則，負(fù)載開路時(shí)：可見，ic流經(jīng)RC引起電壓icRC的變化，即通過集電極電阻RC晶體管的電流放大作用轉(zhuǎn)化為電壓的放大作用。第49頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一一、放大電路的靜態(tài)分析靜態(tài)：放大電路無交流信號輸入（ui =0）時(shí)的 工作狀態(tài)。分析方法：估算法、圖解法所用電路：放大電路的直流通路設(shè)置Q點(diǎn)的目的： 1）使放大電路不失真的放

25、大信號； 2）使放大電路工作在較佳的工作狀態(tài)，靜 態(tài)是動態(tài)的基礎(chǔ)。靜態(tài)工作點(diǎn)Q：IB、IC、UCE 、UBE 。靜態(tài)分析:確定放大電路的靜態(tài)值。第50頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一1. 估算法：1）根據(jù)直流通路估算 IBRBRCIB RB稱為 偏置電阻，IB 稱為 偏置電流。+VCCUBE+第51頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一RBRC+VCC2）根據(jù)直流通道估算UCE、ICIC根據(jù)電流放大作用UCE+第52頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一RBRCIB+UCCIC例1：用估算法計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)。已知：UCC=1

26、2V，RC=4K，RB=300K，=37.5。(UBE =0.7V)解：請注意電路中IB和 IC的數(shù)量級UCE+UBE+第53頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一2、圖解法： 輸入特性曲線上交點(diǎn)Q的坐標(biāo)(IB、UBE) 即為所求靜態(tài)工作點(diǎn)。IBUBEQIBUBEUBE = VCCIBRB由輸入特性確定IB 和UBERBRCIBICUCE+UBE+VCC用作圖的方法確定靜態(tài)值直流偏置線第54頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一ICUCE由輸出特性確定IC 和UCE。UCE =VCCICRC直流負(fù)載線直流負(fù)載線斜率RBRCIBICUCE+UBE+VC

27、CVCCQ由IB確定的那條輸出特性與直流負(fù)載線的交點(diǎn)就是Q點(diǎn)，得到靜態(tài)值Ic和UCE第55頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一二、放大電路的動態(tài)分析動態(tài)：放大電路有交流信號輸入（ui 0）時(shí)的 工作狀態(tài)。動態(tài)分析: 計(jì)算電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻等。對象：各極電壓和電流的交流分量。目的：找出它們與電路參數(shù)的關(guān)系，為設(shè)計(jì)打 基礎(chǔ)。分析方法：微變等效電路法，圖解法（略）所用電路：放大電路的交流通路第56頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一3、 微變等效電路法1）輸入回路iBuBE 當(dāng)輸入信號很小時(shí)，電路工作在靜態(tài)工作點(diǎn)附近，輸入特性在小范圍內(nèi)近

28、似線性。 對輸入的小交流信號而言，三極管相當(dāng)于電阻。rbe稱為晶體管輸入電阻。對于小功率三極管：rbe的量級從幾百歐到幾千歐。三極管的微變等效電路UBEIB第57頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一2）輸出回路iCuCE所以：輸出端相當(dāng)于一個(gè)受 ib控制的電流源。ICUCE特性曲線近似平行輸出端還要并聯(lián)一個(gè)大電阻rce。rce愈大，恒流特性愈好rce稱為晶體管輸出電阻第58頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一ibicicBCEibib rceCrbeBE晶體三極管微變等效電路ube+-uce+-ube+-uce+-rce很大，一般忽略。第59頁，

29、共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一2. 放大電路的微變等效電路將交流通路中的三極管用微變等效電路代替 分析時(shí)假設(shè)輸入為正弦交流電，所以等效電路中的電壓與電流可用相量表示。RBRCuiuoRL+-rbeibibicRBRCRLEBCui+-uo+-rbeRBRCRL+-+第60頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一3. 電壓放大倍數(shù)的計(jì)算：負(fù)載電阻越小，放大倍數(shù)越小。放大倍數(shù)與靜態(tài) IE有關(guān)。rbeRBRCRL+-+第61頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一輸入電阻是表明放大電路從信號源吸取電流大小的參數(shù)。電路的輸入電阻越大，從

30、信號源取得的電流越小，因此一般總是希望得到較大的的輸入電阻。rbeRBRCRL+-+4. 輸入電阻的計(jì)算定義：第62頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一 5. 輸出電阻的計(jì)算對于負(fù)載而言，放大電路相當(dāng)于信號源，可以將它進(jìn)行戴維南等效，等效電源的內(nèi)阻就是輸出電阻。+_RLr0+_Au+_RL放大電路RS+_第63頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一輸出電阻的定義：+_無 源網(wǎng) 絡(luò)將信號源 短路負(fù)載RL開路Au+_RL放大電路RS+_+_ro第64頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一RL000rbeRBRC外加求ro的步驟：1

31、）斷開負(fù)載RL2）令Ui=0或ES=03）外加電壓4）求共發(fā)射極放大電路輸出電阻共射極放大電路特點(diǎn)： 1. 放大倍數(shù)高;2. 輸入電阻低;3. 輸出電阻高.+-加壓求流法 輸出電阻是動態(tài)電阻，與負(fù)載無關(guān)。第65頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一rbeRCRLRE+-+-ibicBCE+-RE常用電路第66頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一rbeRCRLRE+-第67頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一 7.2.3 非線性失真： 如果Q設(shè)置不合適或信號過大，晶體管的動態(tài)工作點(diǎn)進(jìn)入非線性區(qū)而引起信號失真，稱為非線性失真。

32、如果Q設(shè)置過高，管子工作進(jìn)入飽和區(qū)，造成飽和失真（P160圖7-34）。減小基極電流可消除失真。 如果Q設(shè)置過低，管子工作進(jìn)入截止區(qū)，造成截止失真（P160圖7-35） ，增加基極電流可消除失真。 如果Q設(shè)置合適，信號幅值過大也可產(chǎn)生失真，減小信號幅值可消除失真。第68頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一本節(jié)小結(jié)1、靜態(tài)分析：靜態(tài)工作點(diǎn)（IB，IC，UCE）圖解法：估算法：2、動態(tài)分析：微變等效電路法第69頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一ibicicBCEibib rceCrbeBE晶體三極管微變等效電路ube+-uce+-ube+-uce+

33、-rce很大，一般忽略。第70頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一rbeRBRCRL+-+rbeRCRLRE+-第71頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一7.3 放大電路中靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定 合理設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)是保證放大電路正常工作的先決條件。但是放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)常因外界條件的變化而發(fā)生變動。 前述的固定偏置放大電路，簡單、容易調(diào)整，但在溫度變化、三極管老化、電源電壓波動等外部因素的影響下，將引起靜態(tài)工作點(diǎn)的變動，嚴(yán)重時(shí)將使放大電路不能正常工作，其中影響最大的是溫度的變化。后一頁前一頁返回第72頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53

34、分，星期一7.3.1 溫度變化對靜態(tài)工作點(diǎn)的影響在固定偏置放大電路中 上式表明，當(dāng)VCC和 RB一定時(shí)， IC與 UBE、 以及 ICEO 有關(guān)，而這三個(gè)參數(shù)隨溫度而變化。 當(dāng)溫度升高時(shí)， UBE、 、 ICBO 。溫度升高時(shí)， IC將增加，使Q點(diǎn)沿負(fù)載線上移。后一頁前一頁返回第73頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一iCuCEQ溫度升高時(shí)，輸出特性曲線上移結(jié)論： 當(dāng)溫度升高時(shí)， IC將增加，使Q點(diǎn)沿負(fù)載線上移，容易使T進(jìn)入飽和區(qū)造成飽和失真，甚至引起過熱燒壞三極管。Q 固定偏置電路的Q點(diǎn)是不穩(wěn)定的，為此需要改進(jìn)偏置電路。當(dāng)溫度升高使 IC 增加時(shí)，能夠自動減少IB，從

35、而抑制Q點(diǎn)的變化，保持Q點(diǎn)基本穩(wěn)定。后一頁前一頁返回第74頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一7.3.2 分壓式偏置電路1、穩(wěn)定Q點(diǎn)的原理 基極電位基本恒定， 不隨溫度變化。后一頁前一頁RB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IBVB+UCCuiuo+返回第75頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一 集電極電流基本恒定，不隨溫度變化。后一頁前一頁RB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IBVB+UCCuiuo+返回第76頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一參數(shù)的選擇在估算時(shí)一般選?。篒2=（5 10）IB，VB=（5

36、 10）UBE， RB1、RB2的阻值一般為幾十千歐。后一頁前一頁RB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IBVB+UCCuiuo+返回第77頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一Q點(diǎn)穩(wěn)定的過程TUBEIBICVEICVB固定 RE:溫度補(bǔ)償電阻 對直流：RE越大穩(wěn)Q效果越好； 對交流： RE越大交流損失越大,為避免交流損失加旁路電容CE。后一頁前一頁I1I2IBVB+RB1RCC1C2RB2CERERL+UCCuo+ui+返回第78頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一2. 靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算估算法:后一頁前一頁RB1RCC1C2RB2CERER

37、LI1I2IBVB+VCCuiuo+返回課本P162例7-6第79頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一3. 動態(tài)分析對交流:CE將RE短路，RE不起作用， Au，ri，ro與固定偏置電路相同。后一頁前一頁I1I2IBVB+RB1RCC1C2RB2CERERL+UCCuo+ui+旁路電容返回第80頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一rbeRCRL+_+_第81頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一I1I2IBVB+RB1RCC1C2RB2CERERL+UCCuo+ui+旁路電容討論：如果去掉CE， Au，ri，ro怎樣？第82

38、頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一 去掉CE后的微變等效電路+UCC短路對地短路后一頁前一頁C1RB1RCC2RB2RERLuo+ui+rbeRCRLRE+-返回第83頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一(1) 電壓放大倍數(shù)后一頁前一頁rbeRCRLRE+_+_返回(2) 輸入電阻ri 和輸出電阻r0第84頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一無旁路電容CE有旁路電容CEAu減小ri 提高ro不變分壓式偏置電路后一頁前一頁返回第85頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一 第86頁，共106頁，2022

39、年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一例2:. 在圖示放大電路中，已知UCC=12V, RC= 6k, RE1= 300， RE2= 2.7K， RB1= 60k， RB2= 20k RL= 6k ，晶體管=50， UBE=0.6V, 試求:(1) 靜態(tài)工作點(diǎn)IB、IC及UCE；(2) 畫出微變等效電路；(3) 輸入電阻ri、r0及u。RB1+UCCRCC1C2RB2CERE2RLuiuoRE1+返回第87頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一【解】RB1+UCCRCRB2RE2RE1直流通路如圖所示。返回后一頁前一頁第88頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53

40、分，星期一（2）微變等效電路如圖rbeRCRLRE1+返回后一頁前一頁第89頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一7.4 共集電極放大電路后一頁前一頁RB+UCCC1C2RERLuiuo+返回又稱：射極輸出器第90頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一求Q點(diǎn)：RB+UCCRE直流通路7.4.1 靜態(tài)分析：后一頁前一頁返回RB+UCCC1C2RERLuiuo+第91頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一7.4.2 動態(tài)分析1. 電壓放大倍數(shù) 電壓放大倍數(shù) 且輸入 輸出同相，輸出 電壓跟隨輸入電 壓，故稱電壓跟 隨器。rbeRERL+后一頁前一頁返回第92頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一2. 輸入電阻后一頁前一頁rbeRERL+ri與負(fù)載有關(guān)返回第93頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一3. 輸出電阻 斷開負(fù)載電阻，用加壓求流法求輸出電阻。置0后一頁前一頁+RsrbeRERL+ro返回第94頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一一般所以后一頁前一頁RsrbeRE+_射極輸出器的輸出電阻很小，帶負(fù)載能力強(qiáng)。返回第95頁，共106頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)53分，星期一共集放大電路（射極輸出器）的特點(diǎn)1. 電壓放大倍數(shù)小于1，約等于12.