晶體三極管及放大電路課件

第4章晶體三極管及放大電路4.1半導(dǎo)體三極管（BJT—雙結(jié)晶體管）4.2放大電路的組成原則4.3放大電路的基本分析方法4.4放大電路的三種接法4.5放大電路的頻率特性1第4章晶體三極管及放大電路4.1半導(dǎo)體三極管（B概況1

您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后。概況2

您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后。概況3

您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后。+++整體概況2概況1+++整體概況2雙極型晶體管(BJT)又稱(chēng)半導(dǎo)體三極管、晶體三極管，或簡(jiǎn)稱(chēng)晶體管。三極管的外形如下圖所示。三極管有兩種類(lèi)型：NPN型和PNP型。三極管的外形X：低頻小功率管D：低頻大功率管G：高頻小功率管為什么有孔？3雙極型晶體管(BJT)又稱(chēng)半導(dǎo)體三極管、晶體三極管，或簡(jiǎn)1、晶體管的結(jié)構(gòu)及類(lèi)型常用的三極管的結(jié)構(gòu)有硅平面管和鍺合金管兩種類(lèi)型。圖a三極管的結(jié)構(gòu)(a)平面型(NPN)(b)合金型(PNP)NecNPb二氧化硅becPNPe發(fā)射極，b基極，c集電極。發(fā)射區(qū)集電區(qū)基區(qū)基區(qū)發(fā)射區(qū)集電區(qū)41、晶體管的結(jié)構(gòu)及類(lèi)型常用的三極管的結(jié)構(gòu)有硅平面管和鍺合金圖(b)三極管結(jié)構(gòu)示意圖和符號(hào)NPN型ecb符號(hào)集電區(qū)集電結(jié)基區(qū)發(fā)射結(jié)發(fā)射區(qū)集電極c基極b發(fā)射極eNNP5圖(b)三極管結(jié)構(gòu)示意圖和符號(hào)NPN型ecb符號(hào)集集電區(qū)集電結(jié)基區(qū)發(fā)射結(jié)發(fā)射區(qū)集電極c發(fā)射極e基極b

cbe符號(hào)NNPPN圖?三極管結(jié)構(gòu)示意圖和符號(hào)(b)PNP型6集電區(qū)集電結(jié)基區(qū)發(fā)射結(jié)發(fā)射區(qū)集電極c發(fā)射極e基極b2、晶體管的電流放大作用以NPN型三極管為例討論cNNPebbec表面看三極管若實(shí)現(xiàn)放大，必須從三極管內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部所加電源的極性來(lái)保證。不具備放大作用72、晶體管的電流放大作用以NPN型三極管為例討論cNNP三極管內(nèi)部結(jié)構(gòu)要求：NNPebcNNNPPP1.發(fā)射區(qū)高摻雜。2.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。

三極管放大的外部條件：外加電源的極性應(yīng)使發(fā)射結(jié)處于正向偏置狀態(tài)，而集電結(jié)處于反向偏置狀態(tài)。3.集電結(jié)面積大。8三極管內(nèi)部結(jié)構(gòu)要求：NNPebcNNNPPP1.發(fā)射區(qū)3、晶體管的放大原理

擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)形成發(fā)射極電流IE，復(fù)合運(yùn)動(dòng)形成基極電流IB，漂移運(yùn)動(dòng)形成集電極電流IC。少數(shù)載流子的運(yùn)動(dòng)因發(fā)射區(qū)多子濃度高使大量電子從發(fā)射區(qū)擴(kuò)散到基區(qū)因基區(qū)薄且多子濃度低，使極少數(shù)擴(kuò)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(chǎng)作用下大部分?jǐn)U散到基區(qū)的電子漂移到集電區(qū)基區(qū)空穴的擴(kuò)散93、晶體管的放大原理擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)形成發(fā)射極電流IE，復(fù)合becRcRb一、晶體管內(nèi)部載流子的運(yùn)動(dòng)IEIB2.擴(kuò)散到基區(qū)的自由電子與空穴的復(fù)合運(yùn)動(dòng)形成基極電流電子到達(dá)基區(qū)，少數(shù)與空穴復(fù)合形成基極電流Ibn，復(fù)合掉的空穴由VBB補(bǔ)充。多數(shù)電子在基區(qū)繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，到達(dá)集電結(jié)的一側(cè)。晶體管內(nèi)部載流子的運(yùn)動(dòng)1.發(fā)射結(jié)加正向電壓，擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)形成發(fā)射極電流發(fā)射區(qū)的電子越過(guò)發(fā)射結(jié)擴(kuò)散到基區(qū)，基區(qū)的空穴擴(kuò)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，空穴電流可忽略)10becRcRb一、晶體管內(nèi)部載流子的運(yùn)動(dòng)IEIB2.擴(kuò)散becIEIBRcRb3.集電結(jié)加反向電壓，漂移運(yùn)動(dòng)形成集電極電流Ic，集電結(jié)反偏，有利于收集基區(qū)漂移過(guò)來(lái)的電子而形成集電極電流

Icn。其能量來(lái)自外接電源VCC。IC另外，集電區(qū)和基區(qū)的少子在外電場(chǎng)的作用下將進(jìn)行漂移運(yùn)動(dòng)而形成反向飽和電流，用ICBO表示。ICBO晶體管內(nèi)部載流子的運(yùn)動(dòng)11becIEIBRcRb3.集電結(jié)加反向電壓beceRcRb二、晶體管的電流分配關(guān)系IEpICBOIEICIBIEnIBnICn晶體管內(nèi)部載流子的運(yùn)動(dòng)與外部電流

IE＝IB＋I(xiàn)C

IE－擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)形成的電流

IB－復(fù)合運(yùn)動(dòng)形成的電流IC－漂移運(yùn)動(dòng)形成的電流12beceRcRb二、晶體管的電流分配關(guān)系IEpICBOIEIbeceRcRbIEpIEnIBnICBOIEICIBICn晶體管內(nèi)部載流子的運(yùn)動(dòng)與外部電流三、晶體管的電流放大系數(shù)ICBO稱(chēng)反向飽和電流ICEO稱(chēng)穿透電流1、直流電流放大系數(shù)2、交流電流放大系數(shù)13beceRcRbIEpIEnIBnICBOIEICIBICn

晶體管共射極特性曲線發(fā)射極是輸入回路、輸出回路的公共端輸入回路輸出回路ICEBmAAVUCEUBERBIBECV++––––++14晶體管共射極特性曲線發(fā)射極是輸入回路、輸出回路的公共1、輸入特性曲線為什么UCE增大曲線右移？由發(fā)射區(qū)注入基區(qū)的電子有一部分越過(guò)基區(qū)和集電結(jié)形成電流ic，而另一部分在基區(qū)參與復(fù)合運(yùn)動(dòng)的電子將隨Uce的增大而減少，所以要獲得同樣的ib，就必須加大Ube，使發(fā)射區(qū)向基區(qū)注入更多的電子。為什么像PN結(jié)的伏安特性？為什么UCE增大到一定值曲線右移就不明顯了？當(dāng)Uce增大到一定值后集電結(jié)電場(chǎng)足夠強(qiáng)，可以把將發(fā)射區(qū)注入基區(qū)的絕大部分電子都收集到集電區(qū)，因而再增大Uce，ic不能明顯增大，ib已基本不變。對(duì)于小功率晶體管，UCE大于1V的一條輸入特性曲線可以取代UCE大于1V的所有輸入特性曲線。描述管壓降UCE一定的情況下，基極電流iB與發(fā)射結(jié)壓降uBE之間的函數(shù)關(guān)系，即151、輸入特性曲線為什么UCE增大曲線右移？由發(fā)射區(qū)注入基區(qū)的輸入特性特點(diǎn):非線性開(kāi)啟電壓：硅管0.5V，鍺管0.1V。發(fā)射結(jié)正偏時(shí)發(fā)射結(jié)導(dǎo)通電壓：NPN型硅管

UBE0.6~0.7VPNP型鍺管

UBE0.2~0.3VIB(A)UBE(V)204060800.40.8UCE1VO16輸入特性特點(diǎn):非線性開(kāi)啟電壓：硅管0.5V，鍺管0.1V2.輸出特性對(duì)應(yīng)于一個(gè)IB就有一條iC隨uCE變化的曲線。為什么uCE較小時(shí)iC隨uCE變化很大？為什么uCE較大時(shí)曲線幾乎是橫軸的平行線？飽和區(qū)放大區(qū)截止區(qū)描述基極電流iB為一常量時(shí)，集電極電流ic與管壓降uCE之間的函數(shù)關(guān)系，即輸出回路的電流iC幾乎僅僅決定于輸入回路的電流iB，即可將輸出回路等效為電流iB控制的電流源iC。172.輸出特性對(duì)應(yīng)于一個(gè)IB就有一條iC隨uCE變化的曲線。IB=020A40A60A80A100A36IC(mA)1234UCE(V)912O放大區(qū)輸出特性曲線通常分三個(gè)工作區(qū)：(1)放大區(qū)在放大區(qū)有IC=IB

，也稱(chēng)為線性區(qū)，具有恒流特性。在放大區(qū)，發(fā)射結(jié)處于正向偏置、集電結(jié)處于反向偏置，晶體管工作于放大狀態(tài)。18IB=020A40A60A80A100A36IC(IB=020A40A60A80A100A36IC(mA)1234UCE(V)912O（2）截止區(qū)IB<0以下區(qū)域?yàn)榻刂箙^(qū)，有IC0

。在截止區(qū)發(fā)射結(jié)處于反向偏置，集電結(jié)處于反向偏置，晶體管工作于截止?fàn)顟B(tài)。飽和區(qū)截止區(qū)（3）飽和區(qū)

當(dāng)UCEUBE時(shí)，晶體管工作于飽和狀態(tài)。在飽和區(qū)，IBIC，發(fā)射結(jié)處于正向偏置，集電結(jié)也處于正偏。

深度飽和時(shí)，硅管UCES0.3V，

鍺管UCES0.1V。19IB=020A40A60A80A100A36IC(

測(cè)量三極管三個(gè)電極對(duì)地電位，試判斷三極管的工作狀態(tài)。

放大截止飽和-+正偏反偏-++-正偏反偏+-放大Vc>Vb>Ve放大Vc<Vb<Ve發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均為反偏。發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均為正偏。例1：20測(cè)量三極管三個(gè)電極對(duì)地電位，試判斷三極管的工作狀舉例圖中已標(biāo)出各硅晶體管電極的電位，判斷晶體管的狀態(tài)。放大放大飽和截止21舉例圖中已標(biāo)出各硅晶體管電極的電位，判斷晶體管的狀態(tài)。放大放4主要參數(shù)1.電流放大系數(shù)，直流電流放大系數(shù)交流電流放大系數(shù)當(dāng)晶體管接成發(fā)射極電路時(shí)，表示晶體管特性的數(shù)據(jù)稱(chēng)為晶體管的參數(shù)，晶體管的參數(shù)也是設(shè)計(jì)電路、選用晶體管的依據(jù)。注意：和

的含義不同，但在特性曲線近于平行等距并且ICE0較小的情況下，兩者數(shù)值接近。常用晶體管的

值在20~200之間。224主要參數(shù)1.電流放大系數(shù)，直流電流放大系數(shù)交流電例：在UCE=6V時(shí)，在Q1點(diǎn)IB=40A,IC=1.5mA；

在Q2點(diǎn)IB=60A,IC=2.3mA。在以后的計(jì)算中，一般作近似處理：=。IB=020A40A60A80A100A36IC(mA)1234UCE(V)9120Q1Q2在Q1點(diǎn)，有由Q1和Q2點(diǎn)，得23例：在UCE=6V時(shí)，在Q1點(diǎn)IB=40A,溫度對(duì)晶體管特性的影響24溫度對(duì)晶體管特性的影響241.集-基極反向截止電流（反向飽和電流）ICBO

ICBO是由少數(shù)載流子的漂移運(yùn)動(dòng)所形成的電流，受溫度的影響大。溫度ICBOICBOA+–EC2.集-射極反向截止電流(穿透電流)ICEOAICEOIB=0+–

ICEO受溫度的影響大。溫度ICEO，所以IC也相應(yīng)增加。三極管的溫度特性較差。2.極間反向電流251.集-基極反向截止電流（反向飽和電流）ICBOICB1.集電極最大允許電流ICM2.集-射極反向擊穿電壓U(BR)CEO集電極電流IC上升會(huì)導(dǎo)致三極管的值的下降，當(dāng)值下降到正常值的三分之二時(shí)的集電極電流即為ICM。小功率管可以達(dá)幾十毫安，大功率管可以達(dá)幾百安培。當(dāng)集—射極之間的電壓UCE超過(guò)一定的數(shù)值時(shí)，三極管就會(huì)被擊穿。手冊(cè)上給出的數(shù)值是25C、基極開(kāi)路時(shí)的擊穿電壓U(BR)

CEO。3.集電極最大允許耗散功耗PCMPCM取決于三極管允許的溫升，消耗功率過(guò)大，溫升過(guò)高會(huì)燒壞三極管。

PC

PCM=ICUCE

硅管允許結(jié)溫約為150C，鍺管約為7090C。3.極限參數(shù)：261.集電極最大允許電流ICM2.集-射極反向擊穿電壓UICUCE=PCMICMU(BR)CEO安全工作區(qū)由三個(gè)極限參數(shù)可畫(huà)出三極管的安全工作區(qū)ICUCEO27ICUCE=PCMICMU(BR)CEO安全工作區(qū)由三個(gè)極限輸出特性三個(gè)區(qū)域的特點(diǎn):(1)放大區(qū)BE結(jié)正偏，BC結(jié)反偏，IC=IB,且

IC=

IB(2)飽和區(qū)BE結(jié)正偏，BC結(jié)正偏，即UCEUBE

，

IB>IC，UCE0.3V

(3)截止區(qū)UBE<死區(qū)電壓，IB=0，IC=ICEO0

28輸出特性三個(gè)區(qū)域的特點(diǎn):(1)放大區(qū)(2)飽和區(qū)(3)三極管工作狀態(tài)的判斷[例1]：測(cè)量某NPN型BJT各電極對(duì)地的電壓值如下，試判別管子工作在什么區(qū)域？（1）

VC＝6VVB＝0.7VVE＝0V（2）VC＝6VVB＝4VVE＝3.6V（3）VC＝3.6VVB＝4VVE＝3.4V解：原則：正偏反偏反偏集電結(jié)正偏正偏反偏發(fā)射結(jié)飽和放大截止對(duì)NPN管而言，放大時(shí)VC＞VB＞VE

對(duì)PNP管而言，放大時(shí)VC＜VB＜VE

（1）放大區(qū)（2）放大區(qū)（3）飽和區(qū)29三極管工作狀態(tài)的判斷[例1]：測(cè)量某NPN型BJT各電極對(duì)地[例2]某放大電路中BJT三個(gè)電極的電流如圖所示。

IA＝-2mA,IB＝-0.04mA,IC＝+2.04mA,試判斷管腳。解：電流判斷法。電流的正方向和KCL。IE=IB+ICABC

IAIBICC為發(fā)射極B為基極A為集電極。管腳、管型的判斷法也可采用萬(wàn)用表電阻法。參考實(shí)驗(yàn)。30[例2]某放大電路中BJT三個(gè)電極的電流如圖所示。解：電流例[3]：測(cè)得工作在放大電路中幾個(gè)晶體管三個(gè)電極的電位U1、U2、U3分別為：

（1）U1=3.5V、U2=2.8V、U3=12V（2）U1=3V、U2=2.8V、U3=12V（3）U1=6V、U2=11.3V、U3=12V（4）U1=6V、U2=11.8V、U3=12V判斷它們是硅管還是鍺管？是NPN型還是PNP型？并確定e、b、c。（1）硅NPNU1b、U2e、U3c（2）鍺NPNU1b、U2e、U3c（3）硅PNPU1c、U2b、U3e（4）鍺PNPU1c、U2b、U3e原則：先求UBE，若等于0.6-0.7V，為硅管；若等于0.2-0.3V，為鍺管。發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。NPN管UBE＞0，UBC＜0，即UC＞UB＞UE

。PNP管UBE＜0，UBC＜0，即UC＜UB＜UE

。解：31例[3]：測(cè)得工作在放大電路中幾個(gè)晶體管三個(gè)電極的電位U1、5、光電三極管一、等效電路、符號(hào)ceceiCuCEO光電三極管的輸出特性E1E2E3E4E＝0325、光電三極管一、等效電路、符號(hào)ceceiCuCEO光電三極如何判斷三極管的三個(gè)電極方法一：看、讀33如何判斷三極管的三個(gè)電極方法一：看、讀33如何判斷三極管的三個(gè)電極方法二：數(shù)字萬(wàn)用表hFe三極管檔位判斷類(lèi)型和各個(gè)引腳，如果插入正確，顯示β值，否則無(wú)顯示值。34如何判斷三極管的三個(gè)電極方法二：數(shù)字萬(wàn)用表hFe三極管判斷類(lèi)①用指針式萬(wàn)用表判斷基極b和三極管的類(lèi)型:將萬(wàn)用表歐姆擋置"R×100"或"R×lk"處,先假設(shè)三極管的某極為"基極",并把黑表筆接在假設(shè)的基極上,將紅表筆先后接在其余兩個(gè)極上,如果兩次測(cè)得的電阻值都很小(或約為幾百歐至幾千歐),則假設(shè)的基極是正確的,且被測(cè)三極管為NPN型管；同上,如果兩次測(cè)得的電阻值都很大(約為幾千歐至幾十千歐),則假設(shè)的基極是正確的,且被測(cè)三極管為PNP型管。如果兩次測(cè)得的電阻值是一大一小,則原來(lái)假設(shè)的基極是錯(cuò)誤的,這時(shí)必須重新假設(shè)另一電極為"基極"，再重復(fù)上述測(cè)試。如何判斷三極管的三個(gè)電極方法三：模擬萬(wàn)用表測(cè)量35①用指針式萬(wàn)用表判斷基極b和三極管的類(lèi)型:如何判斷三極管②判斷集電極c和發(fā)射極e:仍將指針式萬(wàn)用表歐姆擋置“R×100”或“R×1k”處,以NPN管為例,把黑表筆接在假設(shè)的集電極c上,紅表筆接到假設(shè)的發(fā)射極e上,并用手捏住b和c極(不能使b、c直接接觸),通過(guò)人體,相當(dāng)b、c之間接入偏置電阻,讀出表頭所示的阻值,然后將兩表筆反接重測(cè)。若第一次測(cè)得的阻值比第二次小,說(shuō)明原假設(shè)成立,因?yàn)閏、e間電阻值小說(shuō)明通過(guò)萬(wàn)用表的電流大，偏置正常。如何判斷三極管的三個(gè)電極方法三：模擬萬(wàn)用表測(cè)量ecbNPN36②判斷集電極c和發(fā)射極e:仍將指針式萬(wàn)用表歐姆擋置如何判斷如何判斷三極管的三個(gè)電極方法三：模擬萬(wàn)用表測(cè)量37如何判斷三極管的三個(gè)電極方法三：模擬萬(wàn)用表測(cè)量37一、放大的概念放大的對(duì)象：變化量放大的本質(zhì)：能量的控制和轉(zhuǎn)換放大的特征：功率放大放大的基本要求：不失真——放大的前提判斷電路能否放大的基本出發(fā)點(diǎn)VCC至少一路直流電源供電電子學(xué)中放大的目的是將微弱的變化信號(hào)放大成較大的信號(hào)。這里所講的主要是電壓放大電路。38一、放大的概念放大的對(duì)象：變化量判斷電路能否放大的基本出發(fā)點(diǎn)二、性能指標(biāo)信號(hào)源信號(hào)源內(nèi)阻輸入電壓輸入電流輸出電壓輸出電流對(duì)信號(hào)而言，任何放大電路均可看成二端口網(wǎng)絡(luò)。39二、性能指標(biāo)信號(hào)源信號(hào)源內(nèi)阻輸入電壓輸入電流輸出電壓輸出電流1、放大倍數(shù)表示放大器的放大能力根據(jù)放大電路輸入信號(hào)的條件和對(duì)輸出信號(hào)的要求，放大器可分為四種類(lèi)型，所以有四種放大倍數(shù)的定義。（1）電壓放大倍數(shù)為:Auu=UO/UI（重點(diǎn)）（2）電流放大倍數(shù)為:Aii=IO/II

（4）互導(dǎo)放大倍數(shù)為:Aiu=IO/UI（3）互阻放大倍數(shù)為:Aui=UO/II電壓放大倍數(shù)是最常被研究和測(cè)試的參數(shù)401、放大倍數(shù)表示放大器的放大能力根據(jù)放大電路2、輸入電阻Ri放大電路一定要有前級(jí)（信號(hào)源）為其提供信號(hào)，那么就要從信號(hào)源取電流。輸入電阻是衡量放大電路從其前級(jí)取電流大小的參數(shù)。輸入電阻越大，從其前級(jí)取得的電流越小，對(duì)前級(jí)的影響越小。AuIi~USUiRi=Ui/Ii一般來(lái)說(shuō)，Ri越大越好。412、輸入電阻Ri放大電路一定要有前級(jí)（信號(hào)源）為3、輸出電阻Ro從放大電路輸出端看進(jìn)去的等效電阻。輸入端正弦電壓，分別測(cè)量空載和輸出端接負(fù)載RL的輸出電壓、。輸出電阻愈小，帶載能力愈強(qiáng)。423、輸出電阻Ro從放大電路輸出端看進(jìn)去的等效電阻。4.通頻帶

由于電容、電感及放大管PN結(jié)的電容效應(yīng)，使放大電路在信號(hào)頻率較低和較高時(shí)電壓放大倍數(shù)數(shù)值下降，并產(chǎn)生相移。衡量放大電路對(duì)不同頻率信號(hào)的適應(yīng)能力。下限頻率上限頻率通頻帶越寬，表明放大電路對(duì)不同頻率信號(hào)的適應(yīng)能力越強(qiáng)。放大倍數(shù)隨頻率變化曲線434.通頻帶由于電容、電感及放大管PN結(jié)的電容效應(yīng)，5、最大不失真輸出電壓在輸出波形沒(méi)有明顯失真情況下放大電路能夠提供給負(fù)載的最大輸出電壓(或最大輸出電流)可用峰-峰值(UOPP、IOPP)表示，或有效值表示(Uom、Iom)。6、最大輸出功率與效率輸出不產(chǎn)生明顯失真的最大輸出功率。用符號(hào)Pom表示。：效率PV：直流電源消耗的功率445、最大不失真輸出電壓在輸出波形沒(méi)有明顯失真情況下放大電§4.2基本共射放大電路的工作原理一、電路的組成及各元件的作用二、設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)的必要性三、波形分析四、放大電路的組成原則45§4.2基本共射放大電路的工作原理一、電路的組成及各元晶體管放大電路的工作原理基本共射放大電路的組成基本共射放大電路T:NPN型三極管，為放大元件輸出回路：VCC、RC

輸入回路：VBB、Rb動(dòng)態(tài)信號(hào)源ui46晶體管放大電路的工作原理基本共射放大電路的組成基本共射放大電

VBB

RB

RC

VCC晶體管放大電路的工作原理三極管放大的外部條件

發(fā)射結(jié)正偏，

集電結(jié)反偏。1、VBB：使UBE＞Uon，并且為基極輸入回路提供合適的直流電壓。2、VCC：使UCE≥Uon，形成集電極回路電流，同時(shí)作為負(fù)載的能源。一、晶體管放大電路的組成及各元件的作用兩個(gè)電源的作用：47VBBRBRCVCC晶體管放大電路的工作原理2、Rc：將ΔiC轉(zhuǎn)換成ΔuCE，使電路具有電壓放大作用。兩個(gè)電阻的功能：1、Rb：與VBB相配合為晶體管提供一個(gè)合適的直流電流IB。Rc

可以無(wú)限增大嗎？

VBB

RB

RC

VCC所以，在電子電路的設(shè)計(jì)中元件參數(shù)的選擇一定要合適，既要故此還又不失彼。482、Rc：將ΔiC轉(zhuǎn)換成ΔuCE，兩個(gè)電阻的功能：1、Rb：基本放大電路的習(xí)慣畫(huà)法49基本放大電路的習(xí)慣畫(huà)法49放大電路沒(méi)有輸入信號(hào)時(shí)的工作狀態(tài)稱(chēng)為靜態(tài)。靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置一、靜態(tài)工作點(diǎn)(QuiescentPoint)靜態(tài)工作點(diǎn)Q（直流值）：UBEQ、IBQ、ICQ

和UCEQ圖4.2.1基本共射放大電路TICQ=IBQ對(duì)于NPN硅管UBEQ＝0.7V，PNP鍺管UBEQ＝-0.2V50放大電路沒(méi)有輸入信號(hào)時(shí)的工作狀態(tài)稱(chēng)為靜態(tài)。靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置一二、設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)的必要性

輸出電壓必然失真！

設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，首先要解決失真問(wèn)題，但Q點(diǎn)幾乎影響著所有的動(dòng)態(tài)參數(shù)！

為什么放大的對(duì)象是動(dòng)態(tài)信號(hào)，卻要晶體管在信號(hào)為零時(shí)有合適的直流電流和極間電壓？51二、設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)的必要性輸出電壓必然失真！IBQuiOtiB

OtuCEOtuoOtiC

OtICQUCEQ-++VT123URBIRBBBECCCCb（+12V）IUVCE各電壓、電流的波形動(dòng)態(tài)信號(hào)馱載在靜態(tài)之上52IBQuiOtiBOtuCEOtuoOt共射極放大電路放大電路如圖所示。已知BJT的?=80，Rb=300k，Rc=2k，VCC=+12V，求：（1）放大電路的Q點(diǎn)。此時(shí)BJT工作在哪個(gè)區(qū)域？（2）當(dāng)Rb=100k時(shí)，放大電路的Q點(diǎn)。此時(shí)BJT工作在哪個(gè)區(qū)域？（忽略BJT的飽和壓降）解：（1）（2）當(dāng)Rb=100k時(shí)，靜態(tài)工作點(diǎn)為Q（40uA，3.2mA，5.6V），BJT工作在放大區(qū)。其最小值也只能為0，即IC的最大電流為：所以BJT工作在飽和區(qū)。UCEQ不可能為負(fù)值，此時(shí)，Q（120uA，6mA，0V），例題53共射極放大電路放大電二、放大電路的組成原則1.靜態(tài)工作點(diǎn)合適：必須有為放大管提供合適Q點(diǎn)的直流電源。保證晶體管工作在放大區(qū)；場(chǎng)效應(yīng)管工作在恒流區(qū)。2.電阻適當(dāng)，同電源配合，使放大管有合適Q點(diǎn)。3.輸入信號(hào)必須能夠作用于放大管的輸入回路。對(duì)于晶體管能產(chǎn)生△uBE，從而改變輸出回路的電流，放大輸入信號(hào)。

4.當(dāng)負(fù)載接入時(shí)，必須保證放大管的輸出回路的動(dòng)態(tài)電流能夠作用于負(fù)載，從而使負(fù)載獲得比輸入信號(hào)大得多的信號(hào)電流或信號(hào)電壓。5.對(duì)實(shí)用放大電路的要求：共地、直流電源種類(lèi)盡可能少、負(fù)載上無(wú)直流分量。54二、放大電路的組成原則1.靜態(tài)工作點(diǎn)合適：必須有為放大管提兩種實(shí)用型晶體管放大電路問(wèn)題：1.VBB、VCC兩種電源2.信號(hào)源與放大電路不“共地”3.輸出端除了動(dòng)態(tài)信號(hào)外還有直流干擾信號(hào)。將兩個(gè)電源合二為一單電源供電1、直接耦合放大電路55兩種實(shí)用型晶體管放大電路問(wèn)題：將兩個(gè)電源合二為一單電源供電1ICIEIB+UBE-+UCE-2、阻容耦合放大電路兩種實(shí)用型晶體管放大電路56ICIEIB++2、阻容耦合放大電路兩種實(shí)用型晶體管放大電路實(shí)用型晶體管放大電路實(shí)物效果圖57實(shí)用型晶體管放大電路實(shí)物效果圖57總結(jié)在電子電路的分析與設(shè)計(jì)中一定要選擇合適的直流電源和電路參數(shù)?？紤]電子線路的干擾問(wèn)題，設(shè)置相應(yīng)的抗干擾電路。晶體管放大電路理論設(shè)計(jì)完成后，需進(jìn)行Multisim模擬仿真，并對(duì)各個(gè)電路參數(shù)進(jìn)行微調(diào)，使之成為最佳狀態(tài)。然后才能購(gòu)買(mǎi)器件完成實(shí)際電路的焊接。58總結(jié)在電子電路的分析與設(shè)計(jì)中一定要選擇一、放大電路的直流通路和交流通路直流通路：①Us=0，保留Rs；②電容開(kāi)路；③電感相當(dāng)于短路（線圈電阻近似為0）2.交流通路：①大容量電容相當(dāng)于短路；②直流電源相當(dāng)于短路（內(nèi)阻為0）通常，放大電路中直流電源的作用和交流信號(hào)的作用共存，各自通路不同，這使得電路的分析復(fù)雜化。為簡(jiǎn)化分析，將它們分開(kāi)作用，引入直流通路和交流通路的概念。放大電路的分析方法59一、放大電路的直流通路和交流通路直流通路：①Us=0，保留例：畫(huà)出下圖放大電路的直流通路直流通路直流通路用來(lái)計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)Q(IB、IC、UCE)對(duì)直流信號(hào)電容C可看作開(kāi)路（即將電容斷開(kāi)）斷開(kāi)斷開(kāi)+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIBIE+UCCRSesRBRCC1C2T+++–RLui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE4.3.1直流通路與交流通路60例：畫(huà)出下圖放大電路的直流通路直流通路直流通路用來(lái)計(jì)算靜態(tài)工RBRCuiuORLRSes++–+––對(duì)交流信號(hào)(有輸入信號(hào)ui時(shí)的交流分量)XC0，C可看作短路。忽略電源的內(nèi)阻，電源的端電壓恒定，直流電源對(duì)交流可看作短路。短路短路對(duì)地短路交流通路用來(lái)計(jì)算電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻等動(dòng)態(tài)參數(shù)。+UCCRSesRBRCC1C2T+++–RLui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE61RBRCuiuORLRSes++–+––對(duì)交流信號(hào)(有輸入信當(dāng)VCC>>UBEQ時(shí)，已知：VCC＝12V，Rb＝600kΩ，Rc＝3kΩ，β＝100。Q＝？直流通路阻容耦合單管共射放大電路的直流通路和交流通路62當(dāng)VCC>>UBEQ時(shí)，已知：VCC＝12V，4.3.2圖解法

應(yīng)實(shí)測(cè)特性曲線

1.靜態(tài)分析：圖解二元方程輸入回路負(fù)載線QIBQUBEQQIBQICQUCEQ負(fù)載線634.3.2圖解法應(yīng)實(shí)測(cè)特性曲線

12.電壓放大倍數(shù)的分析斜率不變642.電壓放大倍數(shù)的分析斜率不變64在三極管的輸入、輸出特性曲線上直接用作圖的方法求解放大電路的工作情況。一、靜態(tài)工作點(diǎn)的分析1.先用估算的方法計(jì)算輸入回路IBQ、UBEQ。2.用圖解法確定輸出回路靜態(tài)值。方法：根據(jù)uCE=VCC

-

iCRc式確定兩個(gè)特殊點(diǎn)65在三極管的輸入、輸出特性曲線上直接用作圖的方法求解放大電輸出回路輸出特性直流負(fù)載線Q由靜態(tài)工作點(diǎn)Q確定的ICQ、UCEQ為靜態(tài)值。66輸出回路輸出特性直流負(fù)載線Q由靜態(tài)工作點(diǎn)Q確定的I【例】圖示單管共射放大電路及特性曲線中，已知Rb=280k，Rc=3k，集電極直流電源VCC=12V，試用圖解法確定靜態(tài)工作點(diǎn)。解：首先估算IBQ做直流負(fù)載線，確定Q點(diǎn)根據(jù)UCEQ=VCC–ICQ

RciC=0，uCE=12V；uCE=0，iC=4mA.T67【例】圖示單管共射放大電路及特性曲線中，已知Rb=0iB

=0μA20μA40μA60μA80μA134224681012MQ靜態(tài)工作點(diǎn)IBQ=40μA，ICQ=2mA，UCEQ=6V.uCE

/V由Q點(diǎn)確定靜態(tài)值為：iC

/mA680iB=0μA20μA40μA60μA80μ三、波形非線性失真的分析1.靜態(tài)工作點(diǎn)過(guò)低，引起iB、iC、uCE的波形失真ibui結(jié)論：iB波形失真為截止失真是在輸入回路首先產(chǎn)生失真！OQOttOuBE/ViB/μAuBE/ViB/μAIBQ——截止失真69三、波形非線性失真的分析1.靜態(tài)工作點(diǎn)過(guò)低，引起iiC

、uCE

(uo

)波形失真NPN管截止失真時(shí)的輸出uo波形。uo波形頂部失真uo=

uceOiCtOOQ

tuCE/VuCE/ViC

/mAICQUCEQ70iC、uCE(uo)波形失真NPN管截止失真時(shí)的輸截止失真分析2.消除方法：增大VBB，即向上平移輸入回路負(fù)載線。減小Rb能消除截止失真1.靜態(tài)工作點(diǎn)過(guò)低，引起iB、iC、uCE的波形失真71截止失真分析2.消除方法：增大VBB，即向上平移輸入回路OIB=0QtOONPN管uo波形tiCuCE/VuCE/ViC

/mAuo=

uceib(不失真)ICQUCEQ2.Q點(diǎn)過(guò)高，引起iC、uCE的波形失真—飽和失真結(jié)論：飽和失真是輸出回路產(chǎn)生失真。

uo波形底部失真72OIB=0QtOONPN管uo波形tiCuCE/Vu提問(wèn)與解答環(huán)節(jié)Questionsandanswers73提問(wèn)與解答環(huán)節(jié)73結(jié)束語(yǔ)

CONCLUSION

感謝參與本課程，也感激大家對(duì)我們工作的支持與積極的參與。課程后會(huì)發(fā)放課程滿意度評(píng)估表，如果對(duì)我們課程或者工作有什么建議和意見(jiàn)，也請(qǐng)寫(xiě)在上邊，來(lái)自于您的聲音是對(duì)我們最大的鼓勵(lì)和幫助，大家在填寫(xiě)評(píng)估表的同時(shí)，也預(yù)祝各位步步高升，真心期待著再次相會(huì)！74結(jié)束語(yǔ)

CONCLUSION

感謝參與本課程，也感激大家對(duì)我最后、感謝您的到來(lái)·講師：XXXX·時(shí)間：202X.XX.XX75最后、感謝您的到來(lái)75第4章晶體三極管及放大電路4.1半導(dǎo)體三極管（BJT—雙結(jié)晶體管）4.2放大電路的組成原則4.3放大電路的基本分析方法4.4放大電路的三種接法4.5放大電路的頻率特性76第4章晶體三極管及放大電路4.1半導(dǎo)體三極管（B概況1

您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后。概況2

您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后。概況3

您的內(nèi)容打在這里，或者通過(guò)復(fù)制您的文本后。+++整體概況77概況1+++整體概況2雙極型晶體管(BJT)又稱(chēng)半導(dǎo)體三極管、晶體三極管，或簡(jiǎn)稱(chēng)晶體管。三極管的外形如下圖所示。三極管有兩種類(lèi)型：NPN型和PNP型。三極管的外形X：低頻小功率管D：低頻大功率管G：高頻小功率管為什么有孔？78雙極型晶體管(BJT)又稱(chēng)半導(dǎo)體三極管、晶體三極管，或簡(jiǎn)1、晶體管的結(jié)構(gòu)及類(lèi)型常用的三極管的結(jié)構(gòu)有硅平面管和鍺合金管兩種類(lèi)型。圖a三極管的結(jié)構(gòu)(a)平面型(NPN)(b)合金型(PNP)NecNPb二氧化硅becPNPe發(fā)射極，b基極，c集電極。發(fā)射區(qū)集電區(qū)基區(qū)基區(qū)發(fā)射區(qū)集電區(qū)791、晶體管的結(jié)構(gòu)及類(lèi)型常用的三極管的結(jié)構(gòu)有硅平面管和鍺合金圖(b)三極管結(jié)構(gòu)示意圖和符號(hào)NPN型ecb符號(hào)集電區(qū)集電結(jié)基區(qū)發(fā)射結(jié)發(fā)射區(qū)集電極c基極b發(fā)射極eNNP80圖(b)三極管結(jié)構(gòu)示意圖和符號(hào)NPN型ecb符號(hào)集集電區(qū)集電結(jié)基區(qū)發(fā)射結(jié)發(fā)射區(qū)集電極c發(fā)射極e基極b

cbe符號(hào)NNPPN圖?三極管結(jié)構(gòu)示意圖和符號(hào)(b)PNP型81集電區(qū)集電結(jié)基區(qū)發(fā)射結(jié)發(fā)射區(qū)集電極c發(fā)射極e基極b2、晶體管的電流放大作用以NPN型三極管為例討論cNNPebbec表面看三極管若實(shí)現(xiàn)放大，必須從三極管內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部所加電源的極性來(lái)保證。不具備放大作用822、晶體管的電流放大作用以NPN型三極管為例討論cNNP三極管內(nèi)部結(jié)構(gòu)要求：NNPebcNNNPPP1.發(fā)射區(qū)高摻雜。2.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。

三極管放大的外部條件：外加電源的極性應(yīng)使發(fā)射結(jié)處于正向偏置狀態(tài)，而集電結(jié)處于反向偏置狀態(tài)。3.集電結(jié)面積大。83三極管內(nèi)部結(jié)構(gòu)要求：NNPebcNNNPPP1.發(fā)射區(qū)3、晶體管的放大原理

擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)形成發(fā)射極電流IE，復(fù)合運(yùn)動(dòng)形成基極電流IB，漂移運(yùn)動(dòng)形成集電極電流IC。少數(shù)載流子的運(yùn)動(dòng)因發(fā)射區(qū)多子濃度高使大量電子從發(fā)射區(qū)擴(kuò)散到基區(qū)因基區(qū)薄且多子濃度低，使極少數(shù)擴(kuò)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(chǎng)作用下大部分?jǐn)U散到基區(qū)的電子漂移到集電區(qū)基區(qū)空穴的擴(kuò)散843、晶體管的放大原理擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)形成發(fā)射極電流IE，復(fù)合becRcRb一、晶體管內(nèi)部載流子的運(yùn)動(dòng)IEIB2.擴(kuò)散到基區(qū)的自由電子與空穴的復(fù)合運(yùn)動(dòng)形成基極電流電子到達(dá)基區(qū)，少數(shù)與空穴復(fù)合形成基極電流Ibn，復(fù)合掉的空穴由VBB補(bǔ)充。多數(shù)電子在基區(qū)繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，到達(dá)集電結(jié)的一側(cè)。晶體管內(nèi)部載流子的運(yùn)動(dòng)1.發(fā)射結(jié)加正向電壓，擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)形成發(fā)射極電流發(fā)射區(qū)的電子越過(guò)發(fā)射結(jié)擴(kuò)散到基區(qū)，基區(qū)的空穴擴(kuò)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，空穴電流可忽略)85becRcRb一、晶體管內(nèi)部載流子的運(yùn)動(dòng)IEIB2.擴(kuò)散becIEIBRcRb3.集電結(jié)加反向電壓，漂移運(yùn)動(dòng)形成集電極電流Ic，集電結(jié)反偏，有利于收集基區(qū)漂移過(guò)來(lái)的電子而形成集電極電流

Icn。其能量來(lái)自外接電源VCC。IC另外，集電區(qū)和基區(qū)的少子在外電場(chǎng)的作用下將進(jìn)行漂移運(yùn)動(dòng)而形成反向飽和電流，用ICBO表示。ICBO晶體管內(nèi)部載流子的運(yùn)動(dòng)86becIEIBRcRb3.集電結(jié)加反向電壓beceRcRb二、晶體管的電流分配關(guān)系IEpICBOIEICIBIEnIBnICn晶體管內(nèi)部載流子的運(yùn)動(dòng)與外部電流

IE＝IB＋I(xiàn)C

IE－擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)形成的電流

IB－復(fù)合運(yùn)動(dòng)形成的電流IC－漂移運(yùn)動(dòng)形成的電流87beceRcRb二、晶體管的電流分配關(guān)系IEpICBOIEIbeceRcRbIEpIEnIBnICBOIEICIBICn晶體管內(nèi)部載流子的運(yùn)動(dòng)與外部電流三、晶體管的電流放大系數(shù)ICBO稱(chēng)反向飽和電流ICEO稱(chēng)穿透電流1、直流電流放大系數(shù)2、交流電流放大系數(shù)88beceRcRbIEpIEnIBnICBOIEICIBICn

晶體管共射極特性曲線發(fā)射極是輸入回路、輸出回路的公共端輸入回路輸出回路ICEBmAAVUCEUBERBIBECV++––––++89晶體管共射極特性曲線發(fā)射極是輸入回路、輸出回路的公共1、輸入特性曲線為什么UCE增大曲線右移？由發(fā)射區(qū)注入基區(qū)的電子有一部分越過(guò)基區(qū)和集電結(jié)形成電流ic，而另一部分在基區(qū)參與復(fù)合運(yùn)動(dòng)的電子將隨Uce的增大而減少，所以要獲得同樣的ib，就必須加大Ube，使發(fā)射區(qū)向基區(qū)注入更多的電子。為什么像PN結(jié)的伏安特性？為什么UCE增大到一定值曲線右移就不明顯了？當(dāng)Uce增大到一定值后集電結(jié)電場(chǎng)足夠強(qiáng)，可以把將發(fā)射區(qū)注入基區(qū)的絕大部分電子都收集到集電區(qū)，因而再增大Uce，ic不能明顯增大，ib已基本不變。對(duì)于小功率晶體管，UCE大于1V的一條輸入特性曲線可以取代UCE大于1V的所有輸入特性曲線。描述管壓降UCE一定的情況下，基極電流iB與發(fā)射結(jié)壓降uBE之間的函數(shù)關(guān)系，即901、輸入特性曲線為什么UCE增大曲線右移？由發(fā)射區(qū)注入基區(qū)的輸入特性特點(diǎn):非線性開(kāi)啟電壓：硅管0.5V，鍺管0.1V。發(fā)射結(jié)正偏時(shí)發(fā)射結(jié)導(dǎo)通電壓：NPN型硅管

UBE0.6~0.7VPNP型鍺管

UBE0.2~0.3VIB(A)UBE(V)204060800.40.8UCE1VO91輸入特性特點(diǎn):非線性開(kāi)啟電壓：硅管0.5V，鍺管0.1V2.輸出特性對(duì)應(yīng)于一個(gè)IB就有一條iC隨uCE變化的曲線。為什么uCE較小時(shí)iC隨uCE變化很大？為什么uCE較大時(shí)曲線幾乎是橫軸的平行線？飽和區(qū)放大區(qū)截止區(qū)描述基極電流iB為一常量時(shí)，集電極電流ic與管壓降uCE之間的函數(shù)關(guān)系，即輸出回路的電流iC幾乎僅僅決定于輸入回路的電流iB，即可將輸出回路等效為電流iB控制的電流源iC。922.輸出特性對(duì)應(yīng)于一個(gè)IB就有一條iC隨uCE變化的曲線。IB=020A40A60A80A100A36IC(mA)1234UCE(V)912O放大區(qū)輸出特性曲線通常分三個(gè)工作區(qū)：(1)放大區(qū)在放大區(qū)有IC=IB

，也稱(chēng)為線性區(qū)，具有恒流特性。在放大區(qū)，發(fā)射結(jié)處于正向偏置、集電結(jié)處于反向偏置，晶體管工作于放大狀態(tài)。93IB=020A40A60A80A100A36IC(IB=020A40A60A80A100A36IC(mA)1234UCE(V)912O（2）截止區(qū)IB<0以下區(qū)域?yàn)榻刂箙^(qū)，有IC0

。在截止區(qū)發(fā)射結(jié)處于反向偏置，集電結(jié)處于反向偏置，晶體管工作于截止?fàn)顟B(tài)。飽和區(qū)截止區(qū)（3）飽和區(qū)

當(dāng)UCEUBE時(shí)，晶體管工作于飽和狀態(tài)。在飽和區(qū)，IBIC，發(fā)射結(jié)處于正向偏置，集電結(jié)也處于正偏。

深度飽和時(shí)，硅管UCES0.3V，

鍺管UCES0.1V。94IB=020A40A60A80A100A36IC(

測(cè)量三極管三個(gè)電極對(duì)地電位，試判斷三極管的工作狀態(tài)。

放大截止飽和-+正偏反偏-++-正偏反偏+-放大Vc>Vb>Ve放大Vc<Vb<Ve發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均為反偏。發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均為正偏。例1：95測(cè)量三極管三個(gè)電極對(duì)地電位，試判斷三極管的工作狀舉例圖中已標(biāo)出各硅晶體管電極的電位，判斷晶體管的狀態(tài)。放大放大飽和截止96舉例圖中已標(biāo)出各硅晶體管電極的電位，判斷晶體管的狀態(tài)。放大放4主要參數(shù)1.電流放大系數(shù)，直流電流放大系數(shù)交流電流放大系數(shù)當(dāng)晶體管接成發(fā)射極電路時(shí)，表示晶體管特性的數(shù)據(jù)稱(chēng)為晶體管的參數(shù)，晶體管的參數(shù)也是設(shè)計(jì)電路、選用晶體管的依據(jù)。注意：和

的含義不同，但在特性曲線近于平行等距并且ICE0較小的情況下，兩者數(shù)值接近。常用晶體管的

值在20~200之間。974主要參數(shù)1.電流放大系數(shù)，直流電流放大系數(shù)交流電例：在UCE=6V時(shí)，在Q1點(diǎn)IB=40A,IC=1.5mA；

在Q2點(diǎn)IB=60A,IC=2.3mA。在以后的計(jì)算中，一般作近似處理：=。IB=020A40A60A80A100A36IC(mA)1234UCE(V)9120Q1Q2在Q1點(diǎn)，有由Q1和Q2點(diǎn)，得98例：在UCE=6V時(shí)，在Q1點(diǎn)IB=40A,溫度對(duì)晶體管特性的影響99溫度對(duì)晶體管特性的影響241.集-基極反向截止電流（反向飽和電流）ICBO

ICBO是由少數(shù)載流子的漂移運(yùn)動(dòng)所形成的電流，受溫度的影響大。溫度ICBOICBOA+–EC2.集-射極反向截止電流(穿透電流)ICEOAICEOIB=0+–

ICEO受溫度的影響大。溫度ICEO，所以IC也相應(yīng)增加。三極管的溫度特性較差。2.極間反向電流1001.集-基極反向截止電流（反向飽和電流）ICBOICB1.集電極最大允許電流ICM2.集-射極反向擊穿電壓U(BR)CEO集電極電流IC上升會(huì)導(dǎo)致三極管的值的下降，當(dāng)值下降到正常值的三分之二時(shí)的集電極電流即為ICM。小功率管可以達(dá)幾十毫安，大功率管可以達(dá)幾百安培。當(dāng)集—射極之間的電壓UCE超過(guò)一定的數(shù)值時(shí)，三極管就會(huì)被擊穿。手冊(cè)上給出的數(shù)值是25C、基極開(kāi)路時(shí)的擊穿電壓U(BR)

CEO。3.集電極最大允許耗散功耗PCMPCM取決于三極管允許的溫升，消耗功率過(guò)大，溫升過(guò)高會(huì)燒壞三極管。

PC

PCM=ICUCE

硅管允許結(jié)溫約為150C，鍺管約為7090C。3.極限參數(shù)：1011.集電極最大允許電流ICM2.集-射極反向擊穿電壓UICUCE=PCMICMU(BR)CEO安全工作區(qū)由三個(gè)極限參數(shù)可畫(huà)出三極管的安全工作區(qū)ICUCEO102ICUCE=PCMICMU(BR)CEO安全工作區(qū)由三個(gè)極限輸出特性三個(gè)區(qū)域的特點(diǎn):(1)放大區(qū)BE結(jié)正偏，BC結(jié)反偏，IC=IB,且

IC=

IB(2)飽和區(qū)BE結(jié)正偏，BC結(jié)正偏，即UCEUBE

，

IB>IC，UCE0.3V

(3)截止區(qū)UBE<死區(qū)電壓，IB=0，IC=ICEO0

103輸出特性三個(gè)區(qū)域的特點(diǎn):(1)放大區(qū)(2)飽和區(qū)(3)三極管工作狀態(tài)的判斷[例1]：測(cè)量某NPN型BJT各電極對(duì)地的電壓值如下，試判別管子工作在什么區(qū)域？（1）

VC＝6VVB＝0.7VVE＝0V（2）VC＝6VVB＝4VVE＝3.6V（3）VC＝3.6VVB＝4VVE＝3.4V解：原則：正偏反偏反偏集電結(jié)正偏正偏反偏發(fā)射結(jié)飽和放大截止對(duì)NPN管而言，放大時(shí)VC＞VB＞VE

對(duì)PNP管而言，放大時(shí)VC＜VB＜VE

（1）放大區(qū)（2）放大區(qū)（3）飽和區(qū)104三極管工作狀態(tài)的判斷[例1]：測(cè)量某NPN型BJT各電極對(duì)地[例2]某放大電路中BJT三個(gè)電極的電流如圖所示。

IA＝-2mA,IB＝-0.04mA,IC＝+2.04mA,試判斷管腳。解：電流判斷法。電流的正方向和KCL。IE=IB+ICABC

IAIBICC為發(fā)射極B為基極A為集電極。管腳、管型的判斷法也可采用萬(wàn)用表電阻法。參考實(shí)驗(yàn)。105[例2]某放大電路中BJT三個(gè)電極的電流如圖所示。解：電流例[3]：測(cè)得工作在放大電路中幾個(gè)晶體管三個(gè)電極的電位U1、U2、U3分別為：

（1）U1=3.5V、U2=2.8V、U3=12V（2）U1=3V、U2=2.8V、U3=12V（3）U1=6V、U2=11.3V、U3=12V（4）U1=6V、U2=11.8V、U3=12V判斷它們是硅管還是鍺管？是NPN型還是PNP型？并確定e、b、c。（1）硅NPNU1b、U2e、U3c（2）鍺NPNU1b、U2e、U3c（3）硅PNPU1c、U2b、U3e（4）鍺PNPU1c、U2b、U3e原則：先求UBE，若等于0.6-0.7V，為硅管；若等于0.2-0.3V，為鍺管。發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。NPN管UBE＞0，UBC＜0，即UC＞UB＞UE

。PNP管UBE＜0，UBC＜0，即UC＜UB＜UE

。解：106例[3]：測(cè)得工作在放大電路中幾個(gè)晶體管三個(gè)電極的電位U1、5、光電三極管一、等效電路、符號(hào)ceceiCuCEO光電三極管的輸出特性E1E2E3E4E＝01075、光電三極管一、等效電路、符號(hào)ceceiCuCEO光電三極如何判斷三極管的三個(gè)電極方法一：看、讀108如何判斷三極管的三個(gè)電極方法一：看、讀33如何判斷三極管的三個(gè)電極方法二：數(shù)字萬(wàn)用表hFe三極管檔位判斷類(lèi)型和各個(gè)引腳，如果插入正確，顯示β值，否則無(wú)顯示值。109如何判斷三極管的三個(gè)電極方法二：數(shù)字萬(wàn)用表hFe三極管判斷類(lèi)①用指針式萬(wàn)用表判斷基極b和三極管的類(lèi)型:將萬(wàn)用表歐姆擋置"R×100"或"R×lk"處,先假設(shè)三極管的某極為"基極",并把黑表筆接在假設(shè)的基極上,將紅表筆先后接在其余兩個(gè)極上,如果兩次測(cè)得的電阻值都很小(或約為幾百歐至幾千歐),則假設(shè)的基極是正確的,且被測(cè)三極管為NPN型管；同上,如果兩次測(cè)得的電阻值都很大(約為幾千歐至幾十千歐),則假設(shè)的基極是正確的,且被測(cè)三極管為PNP型管。如果兩次測(cè)得的電阻值是一大一小,則原來(lái)假設(shè)的基極是錯(cuò)誤的,這時(shí)必須重新假設(shè)另一電極為"基極"，再重復(fù)上述測(cè)試。如何判斷三極管的三個(gè)電極方法三：模擬萬(wàn)用表測(cè)量110①用指針式萬(wàn)用表判斷基極b和三極管的類(lèi)型:如何判斷三極管②判斷集電極c和發(fā)射極e:仍將指針式萬(wàn)用表歐姆擋置“R×100”或“R×1k”處,以NPN管為例,把黑表筆接在假設(shè)的集電極c上,紅表筆接到假設(shè)的發(fā)射極e上,并用手捏住b和c極(不能使b、c直接接觸),通過(guò)人體,相當(dāng)b、c之間接入偏置電阻,讀出表頭所示的阻值,然后將兩表筆反接重測(cè)。若第一次測(cè)得的阻值比第二次小,說(shuō)明原假設(shè)成立,因?yàn)閏、e間電阻值小說(shuō)明通過(guò)萬(wàn)用表的電流大，偏置正常。如何判斷三極管的三個(gè)電極方法三：模擬萬(wàn)用表測(cè)量ecbNPN111②判斷集電極c和發(fā)射極e:仍將指針式萬(wàn)用表歐姆擋置如何判斷如何判斷三極管的三個(gè)電極方法三：模擬萬(wàn)用表測(cè)量112如何判斷三極管的三個(gè)電極方法三：模擬萬(wàn)用表測(cè)量37一、放大的概念放大的對(duì)象：變化量放大的本質(zhì)：能量的控制和轉(zhuǎn)換放大的特征：功率放大放大的基本要求：不失真——放大的前提判斷電路能否放大的基本出發(fā)點(diǎn)VCC至少一路直流電源供電電子學(xué)中放大的目的是將微弱的變化信號(hào)放大成較大的信號(hào)。這里所講的主要是電壓放大電路。113一、放大的概念放大的對(duì)象：變化量判斷電路能否放大的基本出發(fā)點(diǎn)二、性能指標(biāo)信號(hào)源信號(hào)源內(nèi)阻輸入電壓輸入電流輸出電壓輸出電流對(duì)信號(hào)而言，任何放大電路均可看成二端口網(wǎng)絡(luò)。114二、性能指標(biāo)信號(hào)源信號(hào)源內(nèi)阻輸入電壓輸入電流輸出電壓輸出電流1、放大倍數(shù)表示放大器的放大能力根據(jù)放大電路輸入信號(hào)的條件和對(duì)輸出信號(hào)的要求，放大器可分為四種類(lèi)型，所以有四種放大倍數(shù)的定義。（1）電壓放大倍數(shù)為:Auu=UO/UI（重點(diǎn)）（2）電流放大倍數(shù)為:Aii=IO/II

（4）互導(dǎo)放大倍數(shù)為:Aiu=IO/UI（3）互阻放大倍數(shù)為:Aui=UO/II電壓放大倍數(shù)是最常被研究和測(cè)試的參數(shù)1151、放大倍數(shù)表示放大器的放大能力根據(jù)放大電路2、輸入電阻Ri放大電路一定要有前級(jí)（信號(hào)源）為其提供信號(hào)，那么就要從信號(hào)源取電流。輸入電阻是衡量放大電路從其前級(jí)取電流大小的參數(shù)。輸入電阻越大，從其前級(jí)取得的電流越小，對(duì)前級(jí)的影響越小。AuIi~USUiRi=Ui/Ii一般來(lái)說(shuō)，Ri越大越好。1162、輸入電阻Ri放大電路一定要有前級(jí)（信號(hào)源）為3、輸出電阻Ro從放大電路輸出端看進(jìn)去的等效電阻。輸入端正弦電壓，分別測(cè)量空載和輸出端接負(fù)載RL的輸出電壓、。輸出電阻愈小，帶載能力愈強(qiáng)。1173、輸出電阻Ro從放大電路輸出端看進(jìn)去的等效電阻。4.通頻帶

由于電容、電感及放大管PN結(jié)的電容效應(yīng)，使放大電路在信號(hào)頻率較低和較高時(shí)電壓放大倍數(shù)數(shù)值下降，并產(chǎn)生相移。衡量放大電路對(duì)不同頻率信號(hào)的適應(yīng)能力。下限頻率上限頻率通頻帶越寬，表明放大電路對(duì)不同頻率信號(hào)的適應(yīng)能力越強(qiáng)。放大倍數(shù)隨頻率變化曲線1184.通頻帶由于電容、電感及放大管PN結(jié)的電容效應(yīng)，5、最大不失真輸出電壓在輸出波形沒(méi)有明顯失真情況下放大電路能夠提供給負(fù)載的最大輸出電壓(或最大輸出電流)可用峰-峰值(UOPP、IOPP)表示，或有效值表示(Uom、Iom)。6、最大輸出功率與效率輸出不產(chǎn)生明顯失真的最大輸出功率。用符號(hào)Pom表示。：效率PV：直流電源消耗的功率1195、最大不失真輸出電壓在輸出波形沒(méi)有明顯失真情況下放大電§4.2基本共射放大電路的工作原理一、電路的組成及各元件的作用二、設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)的必要性三、波形分析四、放大電路的組成原則120§4.2基本共射放大電路的工作原理一、電路的組成及各元晶體管放大電路的工作原理基本共射放大電路的組成基本共射放大電路T:NPN型三極管，為放大元件輸出回路：VCC、RC

輸入回路：VBB、Rb動(dòng)態(tài)信號(hào)源ui121晶體管放大電路的工作原理基本共射放大電路的組成基本共射放大電

VBB

RB

RC

VCC晶體管放大電路的工作原理三極管放大的外部條件

發(fā)射結(jié)正偏，

集電結(jié)反偏。1、VBB：使UBE＞Uon，并且為基極輸入回路提供合適的直流電壓。2、VCC：使UCE≥Uon，形成集電極回路電流，同時(shí)作為負(fù)載的能源。一、晶體管放大電路的組成及各元件的作用兩個(gè)電源的作用：122VBBRBRCVCC晶體管放大電路的工作原理2、Rc：將ΔiC轉(zhuǎn)換成ΔuCE，使電路具有電壓放大作用。兩個(gè)電阻的功能：1、Rb：與VBB相配合為晶體管提供一個(gè)合適的直流電流IB。Rc

可以無(wú)限增大嗎？

VBB

RB

RC

VCC所以，在電子電路的設(shè)計(jì)中元件參數(shù)的選擇一定要合適，既要故此還又不失彼。1232、Rc：將ΔiC轉(zhuǎn)換成ΔuCE，兩個(gè)電阻的功能：1、Rb：基本放大電路的習(xí)慣畫(huà)法124基本放大電路的習(xí)慣畫(huà)法49放大電路沒(méi)有輸入信號(hào)時(shí)的工作狀態(tài)稱(chēng)為靜態(tài)。靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置一、靜態(tài)工作點(diǎn)(QuiescentPoint)靜態(tài)工作點(diǎn)Q（直流值）：UBEQ、IBQ、ICQ

和UCEQ圖4.2.1基本共射放大電路TICQ=IBQ對(duì)于NPN硅管UBEQ＝0.7V，PNP鍺管UBEQ＝-0.2V125放大電路沒(méi)有輸入信號(hào)時(shí)的工作狀態(tài)稱(chēng)為靜態(tài)。靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置一二、設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)的必要性

輸出電壓必然失真！

設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，首先要解決失真問(wèn)題，但Q點(diǎn)幾乎影響著所有的動(dòng)態(tài)參數(shù)！

為什么放大的對(duì)象是動(dòng)態(tài)信號(hào)，卻要晶體管在信號(hào)為零時(shí)有合適的直流電流和極間電壓？126二、設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)的必要性輸出電壓必然失真！IBQuiOtiB

OtuCEOtuoOtiC

OtICQUCEQ-++VT123URBIRBBBECCCCb（+12V）IUVCE各電壓、電流的波形動(dòng)態(tài)信號(hào)馱載在靜態(tài)之上127IBQuiOtiBOtuCEOtuoOt共射極放大電路放大電路如圖所示。已知BJT的?=80，Rb=300k，Rc=2k，VCC=+12V，求：（1）放大電路的Q點(diǎn)。此時(shí)BJT工作在哪個(gè)區(qū)域？（2）當(dāng)Rb=100k時(shí)，放大電路的Q點(diǎn)。此時(shí)BJT工作在哪個(gè)區(qū)域？（忽略BJT的飽和壓降）解：（1）（2）當(dāng)Rb=100k時(shí)，靜態(tài)工作點(diǎn)為Q（40uA，3.2mA，5.6V），BJT工作在放大區(qū)。其最小值也只能為0，即IC的最大電流為：所以BJT工作在飽和區(qū)。UCEQ不可能為負(fù)值，此時(shí)，Q（120uA，6mA，0V），例題128共射極放大電路放大電二、放大電路的組成原則1.靜態(tài)工作點(diǎn)合適：必須有為放大管提供合適Q點(diǎn)的直流電源。保證晶體管工作在放大區(qū)；場(chǎng)效應(yīng)管工作在恒流區(qū)。2.電阻適當(dāng)，同電源配合，使放大管有合適Q點(diǎn)。3.輸入信號(hào)必須能夠作用于放大管的輸入回路。對(duì)于晶體管能產(chǎn)生△uBE，從而改變輸出回路的電流，放大輸入信號(hào)。

4.當(dāng)負(fù)載接入時(shí)，必須保證放大管的輸出回路的動(dòng)態(tài)電流能夠作用于負(fù)載，從而使負(fù)載獲得比輸入信號(hào)大得多的信號(hào)電流或信號(hào)電壓。5.對(duì)實(shí)用放大電路的要求：共地、直流電源種類(lèi)盡可能少、負(fù)載上無(wú)直流分量。129二、放大電路的組成原則1.靜態(tài)工作點(diǎn)合適：必須有為放大管提兩種實(shí)用型晶體管放大電路問(wèn)題：1.VBB、VCC兩種電源2.信號(hào)源與放大電路不“共地”3.輸出端除了動(dòng)態(tài)信號(hào)外還有直流干擾信號(hào)。將兩個(gè)電源合二為一單電源供電1、直接耦合放大電路130兩種實(shí)用型晶體管放大電路問(wèn)題：將兩個(gè)電源合二為一單電源供電1ICIEIB+UBE-+UCE-2、阻容耦合放大電路兩種實(shí)用型晶體管放大電路131ICIEIB++2、阻容耦合放大電路兩種實(shí)用型晶體管放大電路實(shí)用型晶體管放大電路實(shí)物效果圖132實(shí)用型晶體管放大電路實(shí)物效果圖57總結(jié)在電子電路的分析與設(shè)計(jì)中一定要選擇合適的直流電源和電路參數(shù)?？紤]電子線路的干擾問(wèn)題，設(shè)置相應(yīng)的抗干擾電路。晶體管放大電路理論設(shè)計(jì)完成后，需進(jìn)行Multisim模擬仿真，并對(duì)各個(gè)電路參數(shù)進(jìn)行微調(diào)，使之成為最佳狀態(tài)。然后才能購(gòu)買(mǎi)器件完成實(shí)際電路的焊接。133總結(jié)在電子電路的分析與設(shè)計(jì)中一定要選擇一、放大電路的直流通路和交流通路直流通路：①Us=0，保留Rs；②電容開(kāi)路；③電感相當(dāng)于短路（線圈電阻近似為0）2.交流通