電子技術(shù)電路(模擬部分)第五版康華光版課件-第四章

4.1半導(dǎo)體三極管（BJT）

4.2共射極放大電路

4.3放大電路的分析方法4.4放大電路靜態(tài)工作點的穩(wěn)定問題4.5共集電極和共基極放大電路4.6組合放大電路4.7放大電路的頻率響應(yīng)4

半導(dǎo)體三極管及基本電路14.1.1BJT的結(jié)構(gòu)簡介4.1半導(dǎo)體三極管（BJT）4.1.2放大狀態(tài)下BJT的工作原理4.1.3BJT的特性曲線4.1.4BJT的主要參數(shù)4.1.5溫度對BJT參數(shù)及特性的影響2三極管（BipolarJunctionTransistor)圖片§3.1.1

BJT的結(jié)構(gòu)簡介3§4.1.1

BJT的結(jié)構(gòu)簡介BECNNP基極發(fā)射極集電極NPN型PNP集電極基極發(fā)射極BCEPNP型4BECNPN型三極管BECPNP型三極管三極管符號NPNCBEPNPCBE§4.1.1

BJT的結(jié)構(gòu)簡介5發(fā)射結(jié)集電結(jié)BECNNP基極發(fā)射極集電極++++++++++____________________++++++++++§4.1.1

BJT的結(jié)構(gòu)簡介6BECNNP基極發(fā)射極集電極基區(qū)(base)

：較薄，摻雜濃度低集電區(qū)(collector)

：面積較大發(fā)射區(qū)(emitter)

：摻雜濃度較高§4.1.1

BJT的結(jié)構(gòu)簡介7集電結(jié)外加反壓發(fā)射結(jié)外加正壓BECNNPVBBRBVCCIE由于基區(qū)摻雜濃度很低，基區(qū)空穴向發(fā)射區(qū)的擴散電流可忽略。IBE進入P區(qū)的電子少部分與基區(qū)的空穴復(fù)合，形成電流IBE

，多數(shù)擴散到集電結(jié)。發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)射區(qū)電子不斷向基區(qū)擴散，形成發(fā)射極電流IE。§

4.1.2放大狀態(tài)下BJT的工作原理BJT起放大作用的條件：內(nèi)部條件和外部條件1.BJT內(nèi)部載流子的傳輸過程8BECNNPVBBRBVCCIE集電結(jié)反偏，有少子形成反向電流ICBO。ICBOIC=ICE+ICBOICEIBEICE從基區(qū)擴散來的電子作為集電結(jié)的少子，漂移進入集電結(jié)而被收集，形成ICE。§

4.1.2放大狀態(tài)下BJT的工作原理9IB=IBE-ICBOIBEIBBECNNPVBBRBVCCIEICBOICEIC=ICE+ICBO

ICEIBE反向飽和電流ICBO，這個電流對放大沒有貢獻動畫演示§

4.1.2放大狀態(tài)下BJT的工作原理10§

4.1.2放大狀態(tài)下BJT的工作原理BJT的三種連接方式共集電極接法：集電極作為公共電極，用CC表示共基極接法：基極作為公共電極，用CB表示共發(fā)射極接法：發(fā)射極作為公共電極，用CE表示11§

4.1.2放大狀態(tài)下BJT的工作原理iC與iB之比稱為電流放大倍數(shù)：對于正向偏置的發(fā)射結(jié)：集電結(jié)收集的電子流是發(fā)射結(jié)的總電子流的一部分：共基極電流放大倍數(shù)一般在0.98以上，共射極電流放大倍數(shù)一般為10～1002.BJT的電流分配關(guān)系12§

4.1.2放大狀態(tài)下BJT的工作原理3.BJT在電壓放大電路中的應(yīng)用舉例RLecb1kVEEVCCVEBIBIEIC+-vI+vEBvO+-+iC+iE+iB若vI

=20mV，電壓放大倍數(shù)使iE

=-1mA，則iC

=iE

=-0.98mA，當(dāng)

=0.98時，131.共射極連接時的V－I特性曲線§

4.1.3BJT的特性曲線mAAVVvCE

vBERBiBVCCVBB共射極接法的實驗線路14vCE1ViB(A)vBE(V)204060800.40.8工作壓降：硅管vBE0.6~0.7V,鍺管vBE0.2~0.3V。一般用這一條曲線。vCE=0VvCE=0.5V

死區(qū)電壓，硅管0.6V，鍺管0.2V。（1）輸入特性(inputcharacteristic)§

4.1.3BJT的特性曲線15IC(mA)1234VCE(V)3691240A60AQQ’=IC/

IB=2mA/40A=50=IC/

IB

=(3-2)mA/(60-40)A=50=IC/

IB=3mA/60A=50（2）輸出特性(outputcharacteristic)§

4.1.3BJT的特性曲線16（2）輸出特性(outputcharacteristic)§

4.1.3BJT的特性曲線對共射極電路有：vBE不變，vCE→vCB反壓→集電結(jié)的空間電荷區(qū)寬度→基區(qū)的有效寬度→基區(qū)內(nèi)的載流子復(fù)合的機會→增大在基極電流不變的情況下，集電極電流將隨vCE的增大而增大，輸出特性比較平坦的部分隨著vCE的增加略向上傾斜，稱為Early效應(yīng)基區(qū)寬度調(diào)制效應(yīng)17§

4.1.3BJT的特性曲線（2）輸出特性(outputcharacteristic)當(dāng)工作點進入飽和區(qū)或截止區(qū)時，將產(chǎn)生非線性失真。飽和區(qū)特點：

iC不再隨iB的增加而線性增加，即此時截止區(qū)特點：iB=0，iC=ICEOvCE=VCES，典型值為0.3V18輸出特性三個區(qū)域的特點：a.放大區(qū)(amplifierregion)BE結(jié)正偏，BC結(jié)反偏，IC=IB,且

IC=

IB。b.飽和區(qū)(saturationregion)BE結(jié)正偏，BC結(jié)正偏，即VCEVBE

，

IB>IC，VCE0.3V。

c.截止區(qū)(cut-offregion)VBE<死區(qū)電壓，IB=0，IC=ICEO0

。§

4.1.3BJT的特性曲線（2）輸出特性(outputcharacteristic)19§

4.1.3BJT的特性曲線

iE=f(vBE)

vCB=constiC=f(vCB)

iE=const2.共基極電路的特性曲線20前面的電路中，三極管的發(fā)射極是輸入輸出的公共點，稱為共射接法，相應(yīng)地還有共基、共集接法。則共射直流電流放大倍數(shù)為：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。基極電流的變化量為iB，相應(yīng)的集電極電流變化為iC，則交流電流放大倍數(shù)為：1.電流放大倍數(shù)§

4.1.4BJT的主要參數(shù)21例：VCE=6V時：IB=40A,IC=1.5mA；IB=60A,IC=2.3mA。在以后的計算中，一般作近似處理：=一般放大電路采用=30～80。1.電流放大倍數(shù)§

4.1.4BJT的主要參數(shù)22（1）集-基極反向截止電流ICBOAICBOICBO是集電結(jié)反偏由少子的漂移形成的反向電流，受溫度變化的影響。2.極間反向電流§

4.1.4BJT的主要參數(shù)23ECNNPIB=0B由BJT的電流分配規(guī)律，此處電流為ICBO集電結(jié)反偏，空穴漂移到基區(qū)。發(fā)射結(jié)正偏，電子擴散到基區(qū)。復(fù)合形成ICBO（1＋β）ICBO（2）集-射極反向截止電流ICEO2.極間反向電流§

4.1.4BJT的主要參數(shù)24（1）集電極最大允許電流ICM

BJT的參數(shù)變化不超過允許值時集電極允許的最大電流即為ICM。當(dāng)電流超過時，管子的性能將顯著下降，甚至有燒壞管子的可能。3.極限參數(shù)§

4.1.4BJT的主要參數(shù)25

集電結(jié)上允許損耗功率的最大值。

PCPCMICVCEICVCE=PCMICMV(BR)CEO安全工作區(qū)（2）集電極最大允許功耗PCM3.極限參數(shù)§

4.1.4BJT的主要參數(shù)26（3）反向擊穿電壓3.極限參數(shù)§

4.1.4BJT的主要參數(shù)V(BR)EBO，集電極開路時，發(fā)射極－基極間的反向擊穿電壓。V(BR)CBO，發(fā)射極開路時，集電極－基極間的反向擊穿電壓。V(BR)CEO，基極開路時，集電極－發(fā)射極間的反向擊穿電壓。27當(dāng)VCEICEO集電結(jié)出現(xiàn)雪崩擊穿V(BR)CEO<<V(BR)CBOV(BR)CBO>V(BR)CES>V(BR)CER>V(BR)CEO射－基間有電阻時射－基間短路時基極開路時（3）反向擊穿電壓3.極限參數(shù)§

4.1.4BJT的主要參數(shù)V(BR)CEO與ICEO的大小有關(guān)：28§

4.1.5溫度對BJT參數(shù)及特性的影響（1）溫度對ICBO的影響（2）溫度對的影響溫度每升高1oC，增加0.5%1%1.溫度對BJT參數(shù)的影響溫度每升高10oC，ICBO約增加一倍（3）溫度對反向擊穿電壓V(BR)CBO、V(BR)CEO的影響集電結(jié)的反向擊穿為雪崩擊穿，具有正的溫度系數(shù)，溫度升高，反向擊穿電壓提高29§

4.1.5溫度對BJT參數(shù)及特性的影響2.溫度對BJT特性曲線的影響溫度T輸出特性曲線上移，曲線族間距增大溫度T

輸入特性曲線左移溫度每升高1oC，vBE減小2mV~2.5mV動畫演示304.2共射極放大電路

電路組成

共射極放大電路的工作原理311.電路組成§

4.2共射極放大電路放大元件iC=iB，工作在放大區(qū)，要保證集電結(jié)反偏，發(fā)射結(jié)正偏。+++iB++b2b-ivC+R-b1vTo+CcRVCCBBViCiEcommon－emitterconfiguration321.電路組成§

4.2共射極放大電路+++iB++b2b-ivC+R-b1vTo+CcRVCCBBViCiE基極電源與基極電阻使發(fā)射結(jié)正偏，并提供適當(dāng)?shù)撵oIB和VBE。集電極電阻RC，將變化的電流轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓碾妷?。集電極電源，為電路提供能量。并保證集電結(jié)反偏。33簡化電路及習(xí)慣畫法§

4.2共射極放大電路++iB++b2b-ivC+R-b1vTo+CcRVCCBBViCiE+CTb1CCRbV+vov+ib2CcR34§

4.2共射極放大電路2.基本共射極放大電路的工作原理根據(jù)直流通路可知：采用該方法，必須已知三極管的值。一般硅管VBE=0.7V，鍺管VBE=0.2V。+CTb1CCRbV+vov+ib2CcRa.靜態(tài)(直流工作狀態(tài))35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。此時BJT工作在哪個區(qū)域？（2）當(dāng)Rb=100k時，放大電路的Q點。此時BJT工作在哪個區(qū)域？（忽略BJT的飽和壓降）解：（1）（2）當(dāng)Rb=100k時，靜態(tài)工作點為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)。VCE不可能為負值，此時，Q（120uA，6mA，0V），

例題+++CTb1CCRbVL+voR-v+-ib2CcR++36§

4.2共射極放大電路2.基本共射極放大電路的工作原理b.動態(tài)+++CTb1CCRbVL+voR-v+-ib2CcR++++TRbL+voR-v+-icR輸入信號不為零時，放大電路的工作狀態(tài)，即交流工作狀態(tài)耦合電容：通交流、隔直流直流電源：內(nèi)阻為零直流電源和耦合電容對交流相當(dāng)于短路37vi=0vi=Vsint先靜態(tài)：確定靜態(tài)工作點Q（IBQ、ICQ、VCEQ）后動態(tài)：確定性能指標（AV

、Ri

、Ro

等）放大電路為什么要建立正確的靜態(tài)？§

4.2共射極放大電路2.基本共射極放大電路的工作原理38§

4.2共射極放大電路2.基本共射極放大電路的工作原理工作點合適工作點偏低合適的靜態(tài)工作點保證Je正偏，Jc反偏保證有較大的線性工作范圍39(a)(b)1.下列a~f電路哪些具有放大作用？(c)(d)(f)(e)404.3放大電路的分析方法

靜態(tài)工作點的圖解分析動態(tài)工作情況的圖解分析

BJT的H參數(shù)及小信號模型用小信號模型分析共射極放大電路

小信號模型分析法的適用范圍

4.3.1

圖解分析法

4.3.2

小信號模型分析法靜態(tài)工作點對波形失真的影響414.3放大電路的分析方法放大電路分析靜態(tài)分析動態(tài)分析估算法圖解法微變等效電路法圖解法計算機仿真放大電路性能指標的定義放大電路中各個元件的作用放大電路的直流通路與交流通路本節(jié)重點42

采用該方法分析靜態(tài)工作點，必須已知三極管的輸入輸出特性曲線。共射極放大電路+CTb1CCRbV+vov+ib2CcR直流通路TCCRbVcRVBEVCEIBIC+－+－1.靜態(tài)工作點的圖解分析§

4.3.1圖解分析法431.靜態(tài)工作點的圖解分析§

4.3.1圖解分析法VCE=VCC–ICRC直流負載線由估算法求出IB，IB對應(yīng)的輸出特性與直流負載線的交點就是工作點Q直流通路TCCRbVcRVBEVCEIBIC+－+－442.動態(tài)工作情況的圖解分析§

4.3.1圖解分析法斜率1Rc//

RL+++CTb1CCRbVL+voR-v+-ib2CcR++由交流通路得純交流負載線：vce=-ic(Rc

//RL)

因為交流負載線必過Q點，則交流負載線為++TRbL+voR-v+-icR452.動態(tài)工作情況的圖解分析§

4.3.1圖解分析法通過圖解分析，可得如下結(jié)論：

1.vo與vi相位相反；

2.可以測量出放大電路的電壓放大倍數(shù)；

3.可以確定最大不失真輸出幅度。463.靜態(tài)工作點對波形失真的影響§

4.3.1圖解分析法在放大電路中，輸出信號應(yīng)該成比例地放大輸入信號（即線性放大）；如果兩者不成比例，則輸出信號不能反映輸入信號的情況，放大電路產(chǎn)生非線性失真。為了得到盡量大的輸出信號，要把Q設(shè)置在交流負載線的中間部分。如果Q設(shè)置不合適，信號進入截止區(qū)或飽和區(qū)，則造成非線性失真。動畫演示動畫演示473.靜態(tài)工作點對波形失真的影響§

4.3.1圖解分析法iCvCEvoiCvCEvo對于PNP管，由于是負電源供電，失真的表現(xiàn)形式，與NPN管正好相反Vom=ICQRcVom=VCEQ-VCES48§

4.3.1圖解分析法放大電路的動態(tài)范圍iCvCEvo可輸出的最大不失真信號工作點Q要設(shè)置在輸出特性曲線放大區(qū)的中間部位要有合適的交流負載線信號幅度不大，不產(chǎn)生失真和保證一定的電壓增益，Q可選得低些49？思考題1.試分析下列問題：共射極放大電路（1）增大Rc時，負載線將如何變化？Q點怎樣變化？（2）增大Rb時，負載線將如何變化？Q點怎樣變化？（3）減小VCC時，負載線將如何變化？Q點怎樣變化？（4）減小RL時，負載線將如何變化？Q點怎樣變化？50共射極放大電路？思考題2.放大電路如圖所示。當(dāng)測得BJT的VCE

接近VCC=的值時，問管子處于什么工作狀態(tài)？可能的故障原因有哪些？截止狀態(tài)答：故障原因可能有：?Rb支路可能開路，IB=0，IC=0，VCE=VCC-IC

Rc=VCC

。?C1可能短路，

VBE=0，IB=0，IC=0，VCE=VCC-IC

Rc=VCC

。514.圖解分析法的適用范圍§

4.3.1圖解分析法特別適用于分析信號幅度較大而工作頻率不太高的情況直觀、形象，有助于一些重要概念的建立和理解，如交直流共存、靜態(tài)和動態(tài)等能全面分析放大電路的靜態(tài)、動態(tài)工作情況，有助于理解正確選擇電路參數(shù)、合理設(shè)置靜態(tài)工作點的重要性不能分析信號幅值太小或工作頻率較高時的電路工作狀態(tài)，也不能用來分析放大電路的輸入電阻、輸出電阻等動態(tài)性能指標524.3.2小信號模型分析法

BJT的H參數(shù)及小信號建模共射極放大電路的小信號模型分析

H參數(shù)的引出

H參數(shù)小信號模型小信號模型的簡化利用直流通路確定Q點畫小信號等效電路H參數(shù)的確定求放大電路動態(tài)指標小信號模型分析法的適用范圍53

BJT的H參數(shù)及小信號建模建立小信號模型(smallsignalmodel)的意義建立小信號模型(smallsignalmodel)的思路

當(dāng)放大電路的輸入信號電壓很小時，就可以把三極管小范圍內(nèi)的特性曲線近似地用直線來代替，從而可以把三極管這個非線性器件所組成的電路當(dāng)作線性電路來處理。

由于三極管是非線性器件，這樣就使得放大電路的分析非常困難。建立小信號模型，就是將非線性器件作線性化處理，從而簡化放大電路的分析和設(shè)計。541.H參數(shù)的引出在小信號情況下，對上兩式取全微分得用小信號交流分量表示vbe=hieib+hrevceic=hfeib+hoevce

對于BJT雙口網(wǎng)絡(luò)，我們已經(jīng)知道輸入輸出特性曲線如下：iB=f(vBE)

vCE=constiC=f(vCE)

iB=const可以寫成：BJT雙口網(wǎng)絡(luò)vBEvCEiBcebiCBJT雙口網(wǎng)絡(luò)++T+-++-55iBvBEvBEiB——輸出端交流短路時的輸入電阻，用rbe表示?！斎攵碎_路時的電壓反饋系數(shù)，用uT表示。iBvBEvBEvCE1.H參數(shù)的引出56iCiBiCvCE——輸出端交流短路時的電流放大系數(shù)，用β表示?！斎攵碎_路時的輸出電導(dǎo)，用1/rce表示。iCvCEiCvCE1.H參數(shù)的引出572.H參數(shù)小信號模型根據(jù)可得小信號模型vbe=hieib+hrevceic=hfeib+hoevcevBEvCEiBcebiCBJT雙口網(wǎng)絡(luò)++T+-++-H參數(shù)都是小信號參數(shù)，即微變參數(shù)或交流參數(shù)。H參數(shù)與工作點有關(guān)，在放大區(qū)基本不變。H參數(shù)都是微變參數(shù)，所以只適合對交流信號的分析。BJT的H參數(shù)模型v-+

ceebccbiiiehv-+be+-hfeibhrevce58即rbe=hie

=hfe

uT

=hre

rce=1/hoe一般采用習(xí)慣符號則BJT的H參數(shù)模型為uT很小，一般為10-310-4，

rce很大，約100k。故一般可忽略它們的影響，得到簡化電路v-+

ceebccbiiberv-+be

ceuT

vcev-+ebccbiiberv-+becer+-3.小信號模型的簡化594.H參數(shù)的確定

一般用萬用表測出；

rbe

與Q點有關(guān)，可用示波器測出。一般也用公式估算rbe

rbe=rb+(1+

)re其中對于低頻小功率管rb≈200

則

而

(T=300K)

v-+

ceebccbiiberv-+be60

用H參數(shù)小信號模型分析共射極基本放大電路1.

利用直流通路求Q點一般硅管VBE=0.7V，鍺管VBE=0.2V，已知。+++CTb1CCRbVL+voR-v+-ib2CcR++612.

畫小信號等效電路共射極放大電路..H參數(shù)小信號等效電路.+ebcVo-i-+VcbI+.IcLbbeRrRR+++CTb1CCRbVL+voR-v+-ib2CcR++交流通路++TRbL+voR-v+-icR623.

求放大電路動態(tài)指標根據(jù)則電壓增益為...+ebcVo-i-+VcbI+.IcLbbeRrRR63對于為放大電路提供信號的信號源來說，放大電路是負載，這個負載的大小可以用輸入電阻來表示。輸入電阻的定義：是動態(tài)電阻。電路的輸入電阻越大，從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。3.

求放大電路動態(tài)指標ebccbII..cLbbeRrRRV-+T.TI.Ri643.

求放大電路動態(tài)指標V-+T.ebccbII..cbbeRrRTRsI.Ro對于負載而言，放大電路相當(dāng)于信號源，可以將它進行戴維南等效，戴維南等效電路的內(nèi)阻就是輸出電阻。計算輸出電阻的方法：所有獨立電源置零，保留受控源，加壓求電流法。65

小信號模型分析法的適用范圍用圖解法定出靜態(tài)工作點當(dāng)輸入電壓幅度較小或BJT基本工作在線性區(qū)，放大電路較復(fù)雜，可用小信號模型分析當(dāng)輸入電壓幅度較大，BJT的工作點延伸到特性曲線的非線性部分，需要采用圖解法。分析放大電路輸出電壓的最大幅值等應(yīng)用圖解法較方便66

例題放大電路如圖所示。試求：（1）Q點；（2）（已知=40）67空載時的電壓放大系數(shù)：有載時的電壓放大系數(shù)：

例題684.4放大電路工作點的穩(wěn)定問題溫度變化對ICBO的影響溫度變化對輸入特性曲線的影響溫度變化對的影響基極分壓式射極偏置電路含有雙電源的射極偏置電路4.4.1溫度對工作點的影響4.4.2射極偏置電路含有恒流源的射極偏置電路69§

4.4.1溫度對工作點的影響1.溫度變化對ICBO的影響2.溫度變化對輸入特性曲線的影響溫度T

輸出特性曲線上移溫度T

輸入特性曲線左移3.溫度變化對的影響溫度每升高1°C，

要增加0.5%1.0%溫度T

輸出特性曲線族間距增大QvCE/ViC/mAiB

=0IBQ1動畫演示70§

4.4.1溫度對工作點的影響小結(jié)：

固定偏置電路的Q點是不穩(wěn)定的。Q點不穩(wěn)定可能會導(dǎo)致靜態(tài)工作點靠近飽和區(qū)或截止區(qū)，從而導(dǎo)致失真。為此，需要改進偏置電路，當(dāng)溫度升高、IC增加時，能夠自動減少IB，從而抑制Q點的變化。保持Q點基本穩(wěn)定。常采用分壓式偏置電路來穩(wěn)定靜態(tài)工作點。電路見下頁。

ICBO

ICEO

T

VBE

IB

IC71§

4.4.2射極偏置電路（1）穩(wěn)定工作點原理目標：溫度變化時，使IC維持恒定。如果溫度變化時，b點電位能基本不變，則射極偏置電路(four-resistorcircuit)

可實現(xiàn)靜態(tài)工作點的穩(wěn)定。T穩(wěn)定原理：

ICIEIC

VE、VB不變

VBE

IB（反饋控制）+++CTb1CCRb1VL+voR-v+-ib2CcR++eRb2R1.基極分壓式射極偏置電路72（2）

放大電路指標分析①靜態(tài)工作點+++CTb1CCRb1VL+voR-v+-ib2CcR++eRb2R§

4.4.2射極偏置電路73②電壓增益...Voi-+VcbI.I+++ebcRRb1berRc+-LRb2ReeI.動畫演示§

4.4.2射極偏置電路74③輸入電阻根據(jù)定義則輸入電阻放大電路的輸入電阻不包含信號源的內(nèi)阻VcbII.+ebcRRb1berRcLRb2ReRbI.Rib-+TR.TI..§

4.4.2射極偏置電路75④輸出電阻輸出電阻其中當(dāng)時，一般（）

可見三極管電流源的內(nèi)阻比三極管的輸出電阻rce還要大。coRR?.IRc.cbII.ebcRRsberRcbResV-+TR'.TI.rceoRoR'動畫演示§

4.4.2射極偏置電路76§

4.4.2射極偏置電路2.含有雙電源的射極偏置電路RcRsReRLvs+VCCT+--VEERcRsCb1Cb2RbRe1RLvs+VCCT+--VEERe2Ce77§

4.4.2射極偏置電路3.含有恒流源的射極偏置電路+VCCRcRsCbRbRLvsT+--VEECerbeRbRCRLib+-voicib-+-vi784.5共集電極電路和共基極電路

靜態(tài)分析動態(tài)分析

靜態(tài)分析

動態(tài)分析4.5.1共集電極電路4.5.2共基極電路4.5.3三種組態(tài)的比較79§

4.5.1共集電極放大電路1.靜態(tài)分析該電路也稱為射極跟隨器(emitterfollower)。由得++-RvRVevib-+CCoTRL+-RSsv++802.動態(tài)分析++-RvRVevib-+CCoTRL+-RSsv++ebcRberLRi-+VbIcbIRV-+SseR.....+Vo-+動畫演示動畫演示§

4.5.1共集電極放大電路81電壓增益其中一般，則電壓增益接近于1，即電壓跟隨器ebcRberLRi-+VbIcbIRV-+SseR.....+Vo-+§

4.5.1共集電極放大電路82輸入電阻根據(jù)定義由電路列出方程則輸入電阻當(dāng)，時，輸入電阻大+ebcRiRberLRbIcbIV-+TeR...TI.IRb.§

4.5.1共集電極放大電路83輸出電阻由電路列出方程其中則輸出電阻.+ebcRberVT-bTbI+RseRI..ReI.RoRs動畫演示§

4.5.1共集電極放大電路84§

4.5.1共集電極放大電路射極輸出器的輸入輸出同相，電壓增益小于1而近似于1，輸出電壓跟隨輸入電壓，故稱電壓跟隨器。沒有電壓放大能力，仍具有電流和功率放大能力輸入電阻大，作為前一級的負載，對前一級的放大倍數(shù)影響較小且取得的信號大。常用作放大器的輸入級輸出電阻很小，帶負載能力強，用于輸出級用于中間級起阻抗變換的作用，隔離前后級間的影響85§

4.5.2共基極放大電路+s+Vb11b2vi-v+2SCbCbR-RCCRcRR+vLo-eRCB+++T共基極放大電路(common-baseamplifier)如圖所示。86電流分配關(guān)系當(dāng)

=0.98時，+s+Vb11b2vi-v+2SCbCbR-RCCRcRR+vLo-eRCB+++T§

4.5.2共基極放大電路87直流通路：1.靜態(tài)分析+s+Vb11b2vi-v+2SCbCbR-RCCRcRR+vLo-eRCB+++T§

4.5.2共基極放大電路882.動態(tài)分析+s+Vb11b2vi-v+2SCbCbR-RCCRcRR+vLo-eRCB+++T++ebcRiberi-+VeRiIceIIiRV-+SSR+oVLR-RcIb.......電壓增益§

4.5.2共基極放大電路89輸入電阻輸出電阻++ebcRiberi-+VeRiIceIIiRV-+SSR+oVLR-RcIb.......§

4.5.2共基極放大電路904.5.3三種組態(tài)的比較電壓增益：輸入電阻：輸出電阻：914.6組合放大電路

復(fù)合管的主要特征

共集－共集放大電路的動態(tài)分析4.6.1共射－共基放大電路4.6.2共集－共集放大電路92§

4.6.1共射－共基極放大電路++++Rb11Rb21Rb12Rb22Cb1Cb2Cb3Ce1Re1Rc2RLvivoVCCT1T2串接放大電路高頻特性好，具有較寬的頻帶+++RbRc2RLvivoT1T2---vo1iiib1ic2ic1=ie2Ri=Rb11||Rb21||Rbe1RoRc293§

4.6.1共射－共基極放大電路+++RbRc2RLvivoT1T2---vo1iiib1ic2ic1=ie2在計算各級電壓增益時，必須考慮級間的相互影響，前一級的輸出電壓是后一級的輸入電壓，后一級的輸入電阻是前一級的負載電阻94作用：提高電流放大系數(shù)，增大電阻rbe。復(fù)合管（darlingdonconnection）也稱為達林頓管。§

4.6.2共集－共集放大電路T1T2TT1T2TT1T2TT1T2T必須保證兩只管子均工作在放大狀態(tài)1.復(fù)合管的主要特征95§

4.6.2共集－共集放大電路IC

=IC1+IC2

=1IB+2(1+1)IB

=[1+2(1+1)]IB=IC/IB

=1+

2(1+1)12ICIBIE12IC1IC2IB296§

4.6.2共集－共集放大電路++RbReRLvivoT1T2--Rsvs++RbRsCb1Cb2Re1ReRLvsvoVCCT1T2+-+-vi例4.6.12.動態(tài)分析974.7.1單時間常數(shù)RC電路的頻率響應(yīng)4.7.2BJT的高頻小信號模型及頻率參數(shù)

RC低通電路的頻率響應(yīng)

RC高通電路的頻率響應(yīng)4.7放大電路的頻率響應(yīng)4.7.3單極共射極放大電路的頻率響應(yīng)4.7.4單級共基極和共集電極放大電路的頻率響應(yīng)4.7.5多級放大電路的頻率響應(yīng)98（1）頻率響應(yīng)表達式：幅頻響應(yīng)：相頻響應(yīng)：§

4.7.1單時間常數(shù)RC電路的頻率響應(yīng)1.RC低通電路頻率響應(yīng)(frequencyresponse)C1VoR1+－.Vi+－.99（2）RC低通電路的波特圖(bodeplot)最大誤差

-3dB0分貝水平線斜率為

-20dB/十倍頻程

的直線幅頻響應(yīng)：f0.1fH0fH10fH100fH-20-40-20dB/十倍頻程-3dB§

4.7.1單時間常數(shù)RC電路的頻率響應(yīng)100相頻響應(yīng)其中fH是一個重要的頻率點，稱為上限截止頻率。

f0.1fH0fH10fH100fH-20-40-20dB/十倍頻程f0.1fH0°fH10fH100fH-45°-90°這種對數(shù)頻率特性曲線稱為波特圖(bodeplot)，-3dB§

4.7.1單時間常數(shù)RC電路的頻率響應(yīng)動畫演示101（1）頻率響應(yīng)表達式：幅頻響應(yīng)：相頻響應(yīng)：§

4.7.1單時間常數(shù)RC電路的頻率響應(yīng)2.RC高通電路頻率響應(yīng)C2VoR2+－.Vi+－.102f0.01fL00.1fL

fL10fL-20-4020dB/十倍頻f0.01fL0°0.1fL

fL10fL90°45°其中，fL是一個重要的頻率點，稱為下限截止頻率。幅頻響應(yīng)：相頻響應(yīng)：（2）RC高通電路的波特圖§

4.7.1單時間常數(shù)RC電路的頻率響應(yīng)動畫演示103基區(qū)電阻50～300發(fā)射結(jié)參數(shù)，結(jié)電容幾十～幾百pF集電結(jié)參數(shù)，由于反偏，結(jié)電阻約100k～10M；結(jié)電容2～10pF約為100k關(guān)于受控電流源：高頻時發(fā)射結(jié)電容分流的影響，IC與Ib不能保持比例關(guān)系；因而用發(fā)射結(jié)電壓表示控制量，該電壓直接決定發(fā)射極電流和集電極電流。++++Cb'ccb'eC－reg+bb'bb‘e－mVb'b'erb'crVb'erceVbe+－Vce+IcIb......受控電流源，gm稱為互導(dǎo)，幾十mS1.BJT高頻小信號模型動畫演示§

4.7.2BJT的高頻小信號模型及頻率參數(shù)104rb'c很大，可以忽略。rce很大，也可以忽略。模型的簡化++++Cb'ccb'eC－reg+bb'bb‘e－mVb'b'er'Vb'eVbe+－Vce+IcIb......動畫演示§

4.7.2BJT的高頻小信號模型及頻率參數(shù)105低頻時，忽略電容，混合模型與H參數(shù)模型等效所以由：.++++IVbcc－+bbe+Ircebe－Veβib....++++b'ebb'ceVrm+g－－Vrb'Ibcb'eeb'eI+c－beVb+V....2.BJT高頻小信號模型中元件參數(shù)值的獲得動畫演示§

4.7.2BJT的高頻小信號模型及頻率參數(shù)106又因為從手冊中查出所以++++IVbcc－+bbe+Ircebe－Veβib....++++b'eb'bceVrm+g－－Vrb'Ibcb'eeb'eI+c－beVb+V.....§

4.7.2BJT的高頻小信號模型及頻率參數(shù)2.BJT高頻小信號模型中元件參數(shù)值的獲得1073.

BJT的頻率參數(shù)

根據(jù)β定義：

將c、e短路。得:動畫演示§

4.7.2BJT的高頻小信號模型及頻率參數(shù)..++eV+V－bb'bb'eIrbe－C+Cb'eb'eb'ccVmbb'eb'grIc...108

做出β的幅頻特性曲線：當(dāng)β=1時對應(yīng)的頻率

當(dāng)20lgβ下降3dB時對應(yīng)的頻率fβf0-20dB/十倍頻程fTfβ——共發(fā)射極截止頻(3-dBfrequency)fT——特征頻率(transitionfrequency

)其中：3.

BJT的頻率參數(shù)動畫演示§

4.7.2BJT的高頻小信號模型及頻率參數(shù)109

fβ并非是BJT具有電流放大作用的最高極限頻率。定義當(dāng)β下降到1時對應(yīng)的頻率為BJT的特征頻率fT，顯然fT>>fβ§

4.7.2BJT的高頻小信號模型及頻率參數(shù)3.

BJT的頻率參數(shù)1104.7.3單極共射極放大電路的頻率響應(yīng)1.高頻響應(yīng)

求密勒電容

高頻響應(yīng)與上限頻率

增益-帶寬積2.低頻響應(yīng)1111.共射極放大電路的高頻響應(yīng)共射放大電路的中頻響應(yīng)在中頻段，耦合電容的容抗遠小于串聯(lián)回路中的其它阻抗值，故視其為交流短路；BJT的發(fā)射結(jié)電容的容納遠小于發(fā)射結(jié)的電導(dǎo)，視其為交流開路；結(jié)電容的容抗很大，視其為開路；(忽略Rb)中頻電壓放大倍數(shù)：+TVCb2v+b1RCRoCC-b1cS+-R-+SvviRLb2RReCe1121.共射極放大電路的高頻響應(yīng)KZV1V2I2I112KZ1Z2V1V2I2I112*密勒定理1131.共射極放大電路的高頻響應(yīng)在高頻段，耦合電容的容抗遠小于串聯(lián)回路中的其它阻抗值，故視其為交流短路；BJT的發(fā)射結(jié)電容的容納和結(jié)電容的容抗不能忽略。

（1）求密勒電容高頻等效電路如圖所示。用“密勒定理”將集電結(jié)電容單向化。bcRsVsrb'eCVb'eVb'egmiVeb'Vorbb'++－－－+Cb'c.....+－b'e動畫演示1141.共射極放大電路的高頻響應(yīng)用“密勒定理”將集電結(jié)電容單向化：其中：忽略CN，并將兩個電容合并成一個電容:得簡化的高頻等效電路。RsVsrb'eCb'eVb'eVb'egmiVebb'cVorbb'++－－－+.....+－CMCN1151.共射極放大電路的高頻響應(yīng)用戴維南定理將C左端的電路進行變換：（2）高頻響應(yīng)與上限頻率b'b'eb'bV++－－br+mb'e－－rgV...oec.VC.Vb'esVRs+i動畫演示cRV++－+mb'e－－gV..oe.VC.b'eVs/b'1161.共射極放大電路的高頻響應(yīng)b'b'eb'bV++－－br+mb'e－－rgV...