第四章半導(dǎo)體器件

1Chapter4半導(dǎo)體分立器件及其基本電路2/22第1講半導(dǎo)體的基本知識(shí)PN結(jié)及其單向?qū)щ娞匦?/224.1半導(dǎo)體的基本知識(shí)與PN結(jié)4.1.1

半導(dǎo)體的基本知識(shí)1.本征半導(dǎo)體導(dǎo)體：自然界中很容易導(dǎo)電的物質(zhì)。金屬一般都是導(dǎo)體。絕緣體：幾乎不導(dǎo)電的物質(zhì)。如橡膠、陶瓷、塑料和石英。半導(dǎo)體：導(dǎo)電特性處于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì)。如鍺、硅、砷化鎵和一些硫化物、氧化物等。物質(zhì)按導(dǎo)電性可分為4/22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。

+4+4+4+4+4+4+4+4共價(jià)鍵通過(guò)一定的工藝過(guò)程，可以將半導(dǎo)體制成晶體。有時(shí)把半導(dǎo)體叫做晶體。在硅和鍺晶體中，每個(gè)原子與其相臨的原子之間形成共價(jià)鍵，共用一對(duì)價(jià)電子。5/22本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理6/22本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理共價(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，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)體中的自由電子很少，因此本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力很弱。7/22本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理在絕對(duì)零度（T=0K）和沒有外界激發(fā)時(shí)，價(jià)電子完全被共價(jià)鍵束縛著，本征半導(dǎo)體中沒有可以運(yùn)動(dòng)的帶電粒子（即載流子），它的導(dǎo)電能力為0，相當(dāng)于絕緣體。8/22本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理在常溫下，由于熱激發(fā)，使一些價(jià)電子獲得足夠的能量而脫離共價(jià)鍵的束縛，成為自由電子，同時(shí)共價(jià)鍵上留下一個(gè)空位，稱為空穴。這種現(xiàn)象稱為本征激發(fā)。自由電子和空穴的數(shù)量是一樣多的。9/22本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理在其它力的作用下，空穴吸引鄰近的電子來(lái)填補(bǔ)，這樣的結(jié)果相當(dāng)于空穴的遷移，而空穴的遷移相當(dāng)于正電荷的移動(dòng)，因此可以認(rèn)為空穴是載流子。10/22本征半導(dǎo)體中存在數(shù)量相等的兩種載流子，即自由電子和空穴。溫度越高，載流子的濃度越高，本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力越強(qiáng)。因此，溫度是影響半導(dǎo)體性能的一個(gè)重要的外部因素，這是半導(dǎo)體的一大特點(diǎn)。本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力取決于載流子的濃度。本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理11/22半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理不同于導(dǎo)體，所以它具有不同于導(dǎo)體的特點(diǎn)。比如：當(dāng)受外界熱和光的作用時(shí)，它的導(dǎo)電能力明顯變化。往純凈的半導(dǎo)體中摻入某些雜質(zhì)，會(huì)使它的導(dǎo)電能力明顯改變。本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理12/222.雜質(zhì)半導(dǎo)體半導(dǎo)體的基本知識(shí)與PN結(jié)在本征半導(dǎo)體中摻入某些微量的雜質(zhì)，就會(huì)使半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能發(fā)生顯著變化。其原因是摻雜使半導(dǎo)體的某種載流子濃度大大增加。使自由電子濃度大大增加的雜質(zhì)半導(dǎo)體稱為N型半導(dǎo)體（電子半導(dǎo)體），使空穴濃度大大增加的雜質(zhì)半導(dǎo)體稱為P型半導(dǎo)體（空穴半導(dǎo)體）。13/22N型半導(dǎo)體在硅或鍺晶體中摻入少量的五價(jià)元素磷（或銻），晶體點(diǎn)陣中的某些半導(dǎo)體原子被雜質(zhì)取代，磷原子的最外層有五個(gè)價(jià)電子，其中四個(gè)與相臨的半導(dǎo)體原子形成共價(jià)鍵，必定多出一個(gè)電子，這個(gè)電子很容易被激發(fā)而成為自由電子，這樣磷原子就成了不能移動(dòng)的帶正電的離子。每個(gè)磷原子因給出一個(gè)電子，被稱為施主原子。+4+4+4+4+4+4+4+5+5自由電子正離子14/22N型半導(dǎo)體中的載流子是什么？1、由施主原子提供的自由電子，濃度與施主原子相同。2、本征半導(dǎo)體中成對(duì)產(chǎn)生的自由電子和空穴。3、摻雜濃度遠(yuǎn)大于本征半導(dǎo)體中載流子濃度。所以，自由電子的濃度遠(yuǎn)大于空穴的濃度。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）。15/22P型半導(dǎo)體在硅或鍺晶體中摻入少量的三價(jià)元素，如硼。晶體點(diǎn)陣中的某些半導(dǎo)體原子被雜質(zhì)取代，硼原子的最外層有三個(gè)價(jià)電子，與相臨的半導(dǎo)體原子形成共價(jià)鍵時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)空穴。這個(gè)空穴可能吸引束縛電子來(lái)填補(bǔ)，使得硼原子成為不能移動(dòng)的帶負(fù)電的離子。硼原子因接受電子，被稱為受主原子。+4+4+4+4+4+4+4+3+3空穴負(fù)離子16/22P型半導(dǎo)體中的載流子是什么？1、由受主原子提供的空穴，濃度與受主原子相同。2、本征半導(dǎo)體中成對(duì)產(chǎn)生的自由電子和空穴。3、摻雜濃度遠(yuǎn)大于本征半導(dǎo)體中載流子濃度。所以，空穴的濃度遠(yuǎn)大于自由電子的濃度?？昭ǚQ為多數(shù)載流子（多子），自由電子稱為少數(shù)載流子（少子）。17/22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18/224.1.2PN結(jié)半導(dǎo)體的基本知識(shí)與PN結(jié)1.PN結(jié)的形成

在一塊完整的硅片上，用不同的摻雜工藝使其一邊形成N型半導(dǎo)體，另一邊形成P型半導(dǎo)體。在兩種半導(dǎo)體交界面，離子薄層形成的空間電荷區(qū)稱為PN結(jié)。19/22P型半導(dǎo)體－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－N型半導(dǎo)體++++++++++++++++++++++++擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)內(nèi)電場(chǎng)E漂移運(yùn)動(dòng)空間電荷區(qū)PN結(jié)處載流子的運(yùn)動(dòng)20/22漂移運(yùn)動(dòng)P型半導(dǎo)體－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－N型半導(dǎo)體++++++++++++++++++++++++擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)內(nèi)電場(chǎng)E內(nèi)電場(chǎng)越強(qiáng)，就使漂移運(yùn)動(dòng)越強(qiáng)，而漂移使空間電荷區(qū)變薄。擴(kuò)散的結(jié)果是使空間電荷區(qū)逐漸加寬，空間電荷區(qū)越寬。21/22漂移運(yùn)動(dòng)P型半導(dǎo)體－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－N型半導(dǎo)體++++++++++++++++++++++++擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)內(nèi)電場(chǎng)E所以擴(kuò)散和漂移這一對(duì)相反的運(yùn)動(dòng)最終達(dá)到平衡，相當(dāng)于兩個(gè)區(qū)之間沒有電荷運(yùn)動(dòng)，空間電荷區(qū)的厚度固定不變。22/221、空間電荷區(qū)中沒有載流子。2、空間電荷區(qū)中內(nèi)電場(chǎng)阻礙P區(qū)中的空穴、N區(qū)中的自由電子（都是多子）向?qū)Ψ竭\(yùn)動(dòng)（擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)）。3、P區(qū)中的自由電子和N區(qū)中的空穴（都是少子），數(shù)量有限，因此由它們形成的電流很小。注意23/222.PN結(jié)的單向?qū)щ娦园雽?dǎo)體的基本知識(shí)與PN結(jié)

PN結(jié)加上正向電壓、正向偏置的意思都是：當(dāng)PN結(jié)加外電壓時(shí)，外電壓的正極接P區(qū)、負(fù)極接N區(qū)。

PN結(jié)加上反向電壓、反向偏置的意思都是：當(dāng)PN結(jié)加外電壓時(shí)，外電壓的負(fù)極接P區(qū)、正極接N區(qū)。常用術(shù)語(yǔ)：24/22PN結(jié)正向偏置－－－－++++內(nèi)電場(chǎng)外電場(chǎng)變薄PN+_內(nèi)電場(chǎng)被削弱,多子的擴(kuò)散加強(qiáng)能夠形成較大的擴(kuò)散電流25/22－－－－++++內(nèi)電場(chǎng)外電場(chǎng)變厚NP_內(nèi)電場(chǎng)被加強(qiáng),多子的擴(kuò)散受抑制。少子漂移加強(qiáng),但少子數(shù)量有限,只能形成較小的反向電流。PN結(jié)反向偏置26/22PN結(jié)的特性當(dāng)PN結(jié)外加正向電壓時(shí)，有較大的正向電流，PN結(jié)導(dǎo)通，呈現(xiàn)一低電阻。當(dāng)PN結(jié)外加反向電壓時(shí)，電流很小，PN結(jié)截止，呈現(xiàn)一高電阻。單向?qū)щ娦訮N結(jié)是組成各種半導(dǎo)體器件的基礎(chǔ)單元27/17第2講半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用電路28/174.2半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用電路4.2.1半導(dǎo)體二極管

將PN結(jié)加上相應(yīng)的電極引線和管殼，就成為半導(dǎo)體二極管。+?iDuD電路符號(hào)1、二極管的符號(hào)29/17(2)面接觸型二極管(1)點(diǎn)接觸型二極管PN結(jié)面積大，用于工頻大電流整流電路。PN結(jié)面積小，結(jié)電容小，用于檢波和變頻等高頻路。二極管按結(jié)構(gòu)可分為：30/222、二極管伏安特性(1)正向特性當(dāng)V>0即處于正向特性區(qū)域，正向區(qū)又分為兩段當(dāng)0<V<Vth時(shí)，正向電流為零，Vth稱為死區(qū)電壓或開啟電壓。當(dāng)V>Vth時(shí)，開始出現(xiàn)正向電流，并按指數(shù)規(guī)律增長(zhǎng)。604020–0.02–0.0400.40.8–25–50I/mAU/V正向特性死區(qū)電壓31/17604020–0.02–0.0400.40.8–25–50I/mAU/V死區(qū)電壓硅管：0.5V，鍺管：0.1V。導(dǎo)通時(shí)的正向壓降硅管：0.6~0.7V，鍺管：0.2~0.3V。(1)正向特性2、二極管伏安特性正向特性死區(qū)電壓第一象限是毫安級(jí)的，第三象限是微安級(jí)。正向?qū)▔航凳窃诠茏诱驅(qū)ǖ臅r(shí)候，二極管兩端的電壓，也就是它引起的壓降；32/222、二極管伏安特性(2)反向特性當(dāng)V<0時(shí)，即處于反向特性區(qū)域，反向區(qū)也分為兩個(gè)區(qū)域當(dāng)VBR<V<0時(shí)，反向電流很小，且基本不隨反向電壓的變化而變化，此時(shí)的反向電流也稱為反向飽和電流IS

。希望這個(gè)電流越小越好。當(dāng)V>VBR時(shí)，反向電流急劇增加，VBR稱為反向擊穿電壓。33/17

當(dāng)反向電壓增大至U(BR)時(shí)，反向電流將突然增大。二極管失去單向?qū)щ娦浴?3)反向擊穿特性604020–0.02–0.0400.40.8–25–50I/mAU/V(2)反向特性小功率硅管：＜1A小功率鍺管：10~100A當(dāng)u＜0時(shí)，i=?Is（反向飽和電流）擊穿電壓U(BR)反向特性反向擊穿34/173、主要參數(shù)

(2)最高反向工作電壓UDRM

保證二極管不被擊穿而給出的最高反向電壓，一般是擊穿電壓的一半。(1)最大整流電流IFM

二極管長(zhǎng)時(shí)間使用時(shí)允許流過(guò)的最大正向平均電流。(3)最大反向電流IRM指二極管在常溫下承受最高反向工作電壓時(shí)的反向飽和電流。反向電流大，說(shuō)明管子的單向?qū)щ娦圆睿虼朔聪螂娏髟叫≡胶?。反向電流受溫度的影響，溫度越高反向電流越大。所以在使用二極管時(shí)要注意溫度的影響。硅二極管在nA級(jí)，鍺二極管在uA級(jí)。35/174、二極管的電路模型

二極管是一種非線性器件，一般采用非線性電路的模型分析法。+?iDuD在正向偏置時(shí)，其管壓降為零，相當(dāng)于開關(guān)的閉合。當(dāng)反向偏置時(shí)，其電流為零，阻抗為無(wú)窮，相當(dāng)于開關(guān)的斷開。具有這種理想特性的二極管也稱為理想二極管(1)理想模型+?iDuD在實(shí)際電路中，當(dāng)電源電壓遠(yuǎn)大于二極管管壓降時(shí)，利用此模型分析是可行的。36/174、二極管的電路模型

二極管是一種非線性器件，一般采用非線性電路的模型分析法。oiDuD二極管導(dǎo)通后，硅管：uD＝0.7V，鍺管：uD＝0.3V。(2)恒壓降模型是指二極管正向?qū)〞r(shí)，其管壓降為恒定值，且不隨電流而變化。只有當(dāng)二極管的電流ID大于等于1mA時(shí)才是正確的。反偏時(shí)與理想模型是一樣的。37/174.2.2二極管應(yīng)用電路

利用二極管的單向?qū)щ娦裕山M成整流、檢波、限幅、保護(hù)等電路。例圖示電路是一限幅電路。當(dāng)tui/V畫出輸出電壓波形(用理想模型)。uiuO＋－UREFRD＋－＋－R=1k，UREF=3V時(shí)，38/17常用的判斷方法是：

首先假設(shè)二極管斷開，然后求得二極管陽(yáng)極與陰極之間將承受的電壓UU>導(dǎo)通電壓，二極管正向偏置，導(dǎo)通；U<導(dǎo)通電壓，二極管反向偏置，截止；理想二極管的導(dǎo)通電壓＝0分析：

判斷二極管在電路中的狀態(tài)：導(dǎo)通還是截止。陽(yáng)極電位和陰極電位做比較。uiuO＋－UREFRD＋－＋－39/17uAB＝ui－3二極管導(dǎo)通當(dāng)ui>3時(shí)，uAB>0ui＋－R＋－3V＋－uo當(dāng)ui<3時(shí)，uAB<0二極管截止uiR＋－＋－uo＋－3Vui＋－R＋－3VABuo＝3Vuo＝ui斷開二極管40/17tui/V33uo/Vt2）畫輸出波形圖當(dāng)ui>3時(shí)，uo＝3V當(dāng)ui<3時(shí)，uo＝uiuiuO＋－UREFRD＋－＋－R=1k，UREF=3V41/174.2.3特殊二極管

是應(yīng)用在反向擊穿區(qū)的特殊硅二極管。穩(wěn)壓二極管的伏安特性曲線與硅二極管的伏安特性曲線完全一樣。I/mAOUZIZIZM+正向+反向UZIZU/V1.穩(wěn)壓管

穩(wěn)壓管反向擊穿后，電流雖在很大范圍內(nèi)變化，但其兩端的電壓變化很小?！€(wěn)壓特性42/17

電阻R的作用:起限流作用，以保護(hù)穩(wěn)壓管；

當(dāng)輸入電壓或負(fù)載電流變化時(shí)，通過(guò)該電阻上電壓降的變化，取出誤差信號(hào)以調(diào)節(jié)穩(wěn)壓管的工作電流，從而起到穩(wěn)壓作用。穩(wěn)壓二極管在工作時(shí)應(yīng)反接，并串入一個(gè)調(diào)節(jié)電阻R。穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路43/17穩(wěn)壓原理分析：例：假設(shè)RL不變，UI增大UIUO

IZIUR

UO基本不變電阻R上電壓的增加量與輸入電壓UI的增加量差不多44/172.發(fā)光二極管

當(dāng)電流流過(guò)時(shí)，發(fā)光二極管發(fā)光。光的顏色由二極管材料（如砷化鎵、磷化鎵）決定。發(fā)光二極管通常用作顯示器件，工作電流一般在幾mA至幾十mA之間。另一重要作用：將電信號(hào)變?yōu)楣庑盘?hào)，通過(guò)光纜傳輸，然后用光電二極管接收，再現(xiàn)電信號(hào)。發(fā)光二極管的符號(hào)45/173.光電二極管

光電二極管工作于反向運(yùn)用狀態(tài)，可將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。其特點(diǎn)是它的反向電流與照度成正比。IV照度增加I光電二極管的符號(hào)46/20第3講半導(dǎo)體三極管47/204.4.1半導(dǎo)體三極管1、三極管的結(jié)構(gòu)和符號(hào)NNPBEC基極發(fā)射極集電極NPNPPNBEC基極發(fā)射極集電極PNP按結(jié)構(gòu)可分為：NPN型和PNP型。48/20BECNNP基極發(fā)射極集電極基區(qū)：較薄，摻雜濃度低集電區(qū)：面積較大發(fā)射區(qū)：摻雜濃度較高49/20BECNNP基極發(fā)射極集電極發(fā)射結(jié)集電結(jié)50/20BECNPN型三極管BECPNP型三極管三極管的符號(hào)

發(fā)射極的箭頭代表發(fā)射結(jié)正向偏置時(shí)發(fā)射極電流的實(shí)際方向。51/202、三極管的電流分配與放大作用

用實(shí)驗(yàn)說(shuō)明三極管的電流分配與放大作用。

為了使三極管具有放大作用，電源UB和UC

必須使發(fā)射結(jié)加正向電壓，集電結(jié)加反向電壓。

改變可變電阻RB，則基極電流IB、集電極電流IC和發(fā)射極電流IE

都發(fā)生變化，52/20IB/mA00.020.040.060.080.10IC/mA<0.0010.701.502.303.103.95IE/mA<0.0010.721.542.363.184.05三極管電流測(cè)量數(shù)據(jù)結(jié)論：(1)符合KCL，且

IC≈IE(2)

有電流放大作用。電流放大系數(shù)：前者表示直流，后者表示交流。53/20BECIBIEICNPN型三極管BECIBIEICPNP型三極管NPN型與PNP型三極管的工作原理相同，只是使用時(shí)所加電源的極性不同。54/203、特性曲線

實(shí)驗(yàn)電路三極管各電極電壓與電流之間的關(guān)系曲線55/20（1）輸入特性iB(A)uBE(V)204060800.40.8UCE1V

死區(qū)電壓，硅管0.5V，鍺管0.2V。工作壓降：硅管UBE0.6~0.7V鍺管UBE0.2~0.3V56/20（2）輸出特性iC(mA)1234uCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A此區(qū)域滿足IC=IB稱為放大區(qū)。當(dāng)UCE大于一定的數(shù)值，使集電結(jié)反偏時(shí)，IC只與IB有關(guān)，IC=IB。發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏57/20iC(mA)1234uCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A此區(qū)域中UCEUBE,集電結(jié)正偏，IB>IC，UCE0.3V稱為飽和區(qū)。發(fā)射結(jié)、集電結(jié)均正偏58/20iC(mA)1234uCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A此區(qū)域中:IB=0,IC=ICEOUBE<死區(qū)電壓，稱為截止區(qū)。發(fā)射結(jié)、集電結(jié)均反偏59/20iC(mA)1234uCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A截止區(qū)放大區(qū)飽和區(qū)發(fā)射結(jié)正偏集電結(jié)反偏發(fā)射結(jié)正偏集電結(jié)正偏發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏小結(jié)60/20（a）3V3.7V8V-3V2V2.3V（b）例判斷工作在放大狀態(tài)的三極管的型號(hào)、材料、管腳。61/20分析：1）工作于放大狀態(tài)的三極管，發(fā)射結(jié)應(yīng)正偏，集電結(jié)應(yīng)反偏，因而NPN型有VC>VB>VE，PNP型有VC<VB<VE?？梢娀鶚O電位總是居中，據(jù)此可確定基極。2）硅管|UBE|=0.6~0.8V，鍺管|UBE|=0.2~0.4V，則與基極電位相差此值的電極為發(fā)射極，并可判斷是硅管還是鍺管。3）余下一電極為集電極。4）集電極電位為最高的是NPN型管，集電極電位為最低的是PNP型管。62/20（a）NPN型硅管，-發(fā)射極，-基極，-集電極（b）PNP型鍺管，-集電極，-基極，-發(fā)射極（a）3V3.7V8V-3V2V2.3V（b）63/20例

測(cè)得電路中三極管3個(gè)電極的電位如圖所示。問哪些管子工作于放大狀態(tài)，哪些處于截止、飽和狀態(tài)，哪些已損壞？硅管-3V0V-2.7V發(fā)射結(jié)、集電結(jié)均反偏，管子工作于截止?fàn)顟B(tài)。硅管?2.8V?1.4V?3.5V發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏，管子工作于放大狀態(tài)。64/20鍺管1.2V1.3V1.5V發(fā)射結(jié)、集電結(jié)均正偏，管子工作于飽和狀態(tài)。鍺管?0.3V?3V0V發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏，管子工作于放大狀態(tài)。硅管2V12V?0.7VUBE=2.7V，遠(yuǎn)大于發(fā)射結(jié)正偏時(shí)的電壓，故管子已損壞。65/23第4講放大電路的基本概念共發(fā)射極放大電路66/234.3放大電路的基本概念及其性能指標(biāo)4.3.1放大電路的基本概念電子學(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)。放大電路RL++Rs+信號(hào)源負(fù)載放大的對(duì)象：輸入信號(hào)（電壓或電流）放大的本質(zhì)：能量的控制放大的特征：功率放大放大的基本要求：不失真放大67/234.3.2放大電路的性能指標(biāo)1.放大倍數(shù)

電壓增益（電壓放大倍數(shù)）電流增益

表征放大電路對(duì)微弱信號(hào)的放大能力，又稱增益。放大電路RL++Rs+68/232.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。放大電路RL++Rs+69/23放大電路輸入電阻：RSIi.Ui.70/233.輸出電阻ro放大電路對(duì)其負(fù)載而言，相當(dāng)于信號(hào)源，我們可以將它等效為戴維寧等效電路，這個(gè)戴維寧等效電路的內(nèi)阻就是輸出電阻。ro是衡量放大電路帶負(fù)載能力的指標(biāo)。ARSUS.ro71/23?如何確定電路的輸出電阻？1、所有的電源置零。2、加壓求流法。將獨(dú)立源置零，保留受控源。ARS+-U.I.72/234.4.2共發(fā)射極放大電路以共發(fā)射極放大電路為例講解放大電路的分析方法

利用三極管組成的放大電路，其中一個(gè)電極作為信號(hào)輸入端，另一個(gè)電極作為信號(hào)輸出端，第三個(gè)電極作為輸入、輸出回路的公共端。根據(jù)公共端的不同，三極管放大電路有三種形式BEC共發(fā)射極放大電路共基極放大電路共集電極放大電路73/23RB+ECEBRCC1C2T共發(fā)射放大電路的組成放大元件iC=iB，工作在放大區(qū)，條件發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。uiuo輸入輸出？參考點(diǎn)74/23集電極電源，為電路提供能量。并保證集電結(jié)反偏。RB+ECEBRCC1C2T75/23集電極電阻，將變化的電流轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓碾妷骸B+ECEBRCC1C2T76/23使發(fā)射結(jié)正偏，并提供合適的基極電流。RB+ECEBRCC1C2T基極電源與基極電阻77/23耦合電容RB+ECEBRCC1C2T隔離輸入輸出與電路直流的聯(lián)系,同時(shí)能使信號(hào)順利輸入輸出。78/23單電源供電可以省去RB+ECEBRCC1C2T79/23RB+ECRCC1C2T80/23uiuoRB+ECRCC1C2T放大電路工作時(shí)交、直流共存共發(fā)射放大電路的工作原理iBuCEiC81/23符號(hào)規(guī)定：直流量：字母大寫，下標(biāo)大寫。IB，IC，UCE。交流量：字母小寫，下標(biāo)小寫。ib，ic，uce。瞬時(shí)量：字母小寫，下標(biāo)大寫。iB，iC，uCE。82/232.靜態(tài)分析

當(dāng)輸入信號(hào)ui=0時(shí)，電路中各電壓、電流均為直流，故稱靜態(tài)。靜態(tài)分析：確定電路靜態(tài)時(shí)的IB、IC、UCE即靜態(tài)工作點(diǎn)Q。（1）用估算法確定靜態(tài)工作點(diǎn)QC開路83/23輸入回路輸出回路由直流通路85/23電路如圖所示。已知三極管的UBE=0.7V，β=50，Rb=377kΩ，Rc=6kΩ，RL=3kΩ，Rs=100Ω，VCC=12V。試計(jì)算：電路的靜態(tài)工作點(diǎn)Q。例86/23根據(jù)直流通路，有則ICQ=βIBQ

=500.03=1.5（mA）

UCEQ=VCC－ICQRc

=12－1.56=3V解：IBQICQ87/18第5講共發(fā)射極放大電路的分析88/183.動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)

當(dāng)放大電路輸入信號(hào)ui后，電路中各電壓、電流在其靜態(tài)值附近隨信號(hào)變化的工作狀態(tài)。動(dòng)態(tài)分析

分析信號(hào)的傳輸情況，即計(jì)算放大電路的性能指標(biāo)如Au、ri、ro等。89/18（1）三極管的小信號(hào)模型首先考察輸入回路iBuBE

當(dāng)信號(hào)很小時(shí)，將輸入特性在小范圍內(nèi)近似線性。uBEiB對(duì)輸入的小交流信號(hào)而言，三極管相當(dāng)于電阻rbe。90/18對(duì)于小功率三極管：rbe的數(shù)量級(jí)從幾百歐到幾千歐。91/18考察輸出回路iCuCE所以：輸出端相當(dāng)于一個(gè)受ib控制的電流源。近似平行輸出端還要并聯(lián)一個(gè)大電阻rce。92/18iCuCEiCuCErce的含義數(shù)百kΩ93/18ubeibuceicuberbeibib

rceuceicrce很大，一般忽略94/18弄清楚等效的概念：1、對(duì)誰(shuí)等效。2、怎么等效。++??ibicubeucebeecib+?uceiccerbeubeib+?be95/18（2）放大電路的小信號(hào)等效電路將交流通道中的三極管用小信號(hào)模型代替a.畫交流通路規(guī)則：C短路VCC對(duì)地短路整理得交流通路96/18b.畫出小信號(hào)等效電路三極管用小信號(hào)模型代替放大電路的小信號(hào)等效電路97/18（3）計(jì)算放大電路的性能指標(biāo)電壓放大倍數(shù)Au由輸入回路：由輸出回路：負(fù)號(hào)表示uo與ui反相98/18輸入電阻ri電路的輸入電阻越大，從信號(hào)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。共發(fā)射極放大電路的輸入電阻低。99/18輸出電阻ro受控電流源相當(dāng)于開路，ro100/18(4)riC1C2RB+VCCRCT-+uiRL+-uO(1)靜態(tài)值IB、IC、UCE例已知：VCC=12V，RC=3k，RB=300k，=50。試求：(2)輸出端開路時(shí)的電壓放大倍數(shù)；(3)輸出端接上RL時(shí)的電壓放大倍數(shù)；(5)ro101/18(1)解：直流通路RB+VCCRCTIBIC102/18rbe＋－ibicibRBuiRC＋－uO（2）畫出小信號(hào)等效電路103/18rbe＋－ibicibRBuiRCRL＋－uO（3）畫出小信號(hào)等效電路(4)(5)104/17第6講放大電路的失真分析射極偏置電路射極輸出器105/174.放大電路失真分析為了得到盡