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電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路2023/7/27電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路4.1.1BJT的結(jié)構(gòu)簡介4.1雙極結(jié)型三極管(BJT)4.1.2BJT的電流分配與放大原理4.1.3BJT的特性曲線4.1.4BJT的主要參數(shù)電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路
從外形可看出,其共同特征就是具有三個電極,習(xí)慣上稱為“晶體三極管”,簡稱晶體管或三極管。
4.1.1BJT的結(jié)構(gòu)簡介電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路CETBIBIEICETCBIBIEIC根據(jù)結(jié)構(gòu)不同,BJT有兩種類型:NPN型和PNP型。發(fā)射區(qū)發(fā)射極Emitter基區(qū)基極Base集電區(qū)集電極Collector發(fā)射結(jié)(Je)集電結(jié)(Jc)發(fā)射區(qū)發(fā)射極基區(qū)基極集電區(qū)集電極發(fā)射結(jié)(Je)集電結(jié)(Jc)表示符號電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路基區(qū):最薄,摻雜濃度最低發(fā)射區(qū):面積小,摻雜濃度最高,多子數(shù)量多發(fā)射結(jié)集電結(jié)BECNNP基極發(fā)射極集電極集電區(qū):面積最大,摻雜濃度次于發(fā)射區(qū)而高于基區(qū)
結(jié)構(gòu)特點:三層兩結(jié)電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路4.1.2BJT的電流分配與放大原理發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏從電位的角度看:NPN型
VB>VEVC>VB
PNP型VB<VEVC<VB發(fā)射區(qū):發(fā)射載流子基區(qū):傳送和控制載流子集電區(qū):收集載流子三極管的放大作用是在一定的外部條件控制下,通過載流子傳輸體現(xiàn)出來的。BECNNPEBRBECRCIBIEIC共發(fā)射極輸入回路(控制回路)12輸出回路(工作回路)電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路1.內(nèi)部載流子的傳輸過程BECNNPEBRBECIEIBNICNICBO
基區(qū)空穴向發(fā)射區(qū)的擴散可忽略。
發(fā)射結(jié)正偏,發(fā)射區(qū)電子不斷向基區(qū)擴散,形成擴散電流IEN。
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IBN,多數(shù)擴散到集電結(jié)。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ICN。
集電結(jié)反偏,有少子形成的反向電流ICBO。IBIC雙極結(jié)型晶體管或BJT
(BipolarJunctionTransistor)
IEN電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路BECNNPEBRBECIEIBNICNICBOICIB2.電流分配關(guān)系根據(jù)傳輸過程可知IC=ICN+ICBOIB=IBN–ICBOIE≈IEN
=IBN+ICN=IB+IC
為共射極直流電流放大系數(shù),它只與管子的結(jié)構(gòu)尺寸和摻雜濃度有關(guān),與外加電壓無關(guān)。一般,值范圍:20~100電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路根據(jù)傳輸過程可知IC=ICN+ICBOIB=IBN-ICBOIE=IB+ICBECNNPEBRBECIEIBNICNICBOICIBIC=βIB電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路通常IC>>ICBO根據(jù)傳輸過程可知IC=ICN+ICBOIB=IBN-ICBOIE=IB+IC共基極
為共基極直流電流放大系數(shù),它也只與管子的結(jié)構(gòu)尺寸和摻雜濃度有關(guān),與外加電壓無關(guān)。一般
=0.90.99電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路3.BJT的三種組態(tài)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;BJT的三種組態(tài)電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路+-bceRL1k共射極放大電路RbVBBVCCVBEIBIEIC+-vI+vBEvO+-+iC+iE+iBvI=20mV
設(shè)若則電壓放大倍數(shù)iB=20uAvO=-iC?
RL=-1V,
=50使4.BJT的電流放大作用電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路我們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。綜上所述,三極管的放大作用,主要是依靠它的發(fā)射極電流能夠通過基區(qū)傳輸,然后到達集電極而實現(xiàn)的。實現(xiàn)這一傳輸過程的兩個條件是:(1)內(nèi)部條件:發(fā)射區(qū)雜質(zhì)濃度遠大于基區(qū)雜質(zhì)濃度,且基區(qū)很薄。(2)外部條件:發(fā)射結(jié)正向偏置,集電結(jié)反向偏置。三極管的電流放大作用電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路4.1BJT1.既然BJT具有兩個PN結(jié),可否用兩個二極管相聯(lián)以構(gòu)成一只BJT,試說明其理由。?思考題2.能否將BJT的e、c兩個電極交換使用,為什么?3.為什么說BJT是電流控制器件?電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路特性曲線即管子各電極電壓與電流的關(guān)系曲線,是管子內(nèi)部載流子運動的外部表現(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:
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)計性能良好的電路重點討論應(yīng)用最廣泛的共發(fā)射極接法的輸入特性曲線和輸出特性曲線。4.1.3BJT的特性曲線電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路vCE≥1VvCE=0V80604020vBE/ViB/AO0.40.8iC
+vCE
-+vBE-iBBEC特點:PN結(jié)的伏安特性,非線性
iB=f(vBE)
vCE=const1.輸入特性曲線※硅管:VBE0.7V鍺管:VBE0.2V電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路放大區(qū)iC/mA4321369vCE/VOiB=020A40A60A80A100AiC
+vCE
-+vBE-iBBEC(1)放大區(qū)在放大區(qū)iC只與iB有關(guān),也稱為線性區(qū)。發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏,晶體管工作于放大狀態(tài)。iC=f(vCE)
iB=const2.輸出特性曲線
VC>VB>VE,
iC=iB電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路放大區(qū)iC/mA4321369vCE/VOiB=020A40A60A80A100A飽和區(qū)iC
+uCE
-+uBE-iBBEC(2)飽和區(qū)
vCE<vBE,
iC<iB發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)正偏,晶體管工作于飽和狀態(tài)。深度飽和時,硅管VCES0.3V,鍺管VCES0.1V。iC=f(vCE)
iB=const2.輸出特性曲線電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路放大區(qū)iC/mA4321369vCE/VOiB=020A40A60A80A100A截止區(qū)iC
+uCE
-+uBE-iBBEC(3)截止區(qū)vBE<死區(qū)電壓iB≤0,
iC=ICEO0
發(fā)射結(jié)反偏、集電結(jié)反偏,晶體管工作于截止狀態(tài)。iC=f(vCE)
iB=const2.輸出特性曲線電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路例:電路如圖所示,
=50,VCC=12V,RB=70k,RC=6k,試判斷當VBB分別
為-2V,2V,5V時,晶體管的工作狀態(tài)?解:
(1)VBB=-2V時,發(fā)射結(jié)反偏,集電結(jié)反偏晶體管處于截止狀態(tài)
IB=0,IC=0。ICVCEIBVCCRBVBBCBERCVBE電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路(2)VBB=2V時,
發(fā)射結(jié)正偏IB=(VBB–VBE)/RB
≈VBB/RB=
2/70=0.028mA假設(shè)晶體管處于放大狀態(tài),則
IC=IB=500.028=1.4mAVCE=VCC-RCIC
=(12-6×1.4)V=3.6V>0假設(shè)成立,晶體管處于放大狀態(tài)。例:電路如圖所示,
=50,VCC=12V,RB=70k,RC=6k,試判斷當VBB分別
為-2V,2V,5V時,晶體管的工作狀態(tài)?ICVCEIBVCCRBVBBCBERCVBE電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路(3)VBB=5V,發(fā)射結(jié)正偏
IB≈VBB/RB=5/70=0.071mA假設(shè)晶體管處于放大狀態(tài),則
IC=IB=500.071=3.57mAVCE=VCC-RCIC
=(12-6×3.57)V=-9.42<0假設(shè)不成立,晶體管處于飽和狀態(tài)IC為其最大飽和電流IC=ICS≈
VCC/RC=(12-0)/6=2mA
例:電路如圖所示,
=50,VCC=12V,RB=70k,RC=6k,試判斷當VBB分別
為-2V,2V,5V時,晶體管的工作狀態(tài)?ICVCEIBVCCRBVBBCBERCVBE電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路課后思考題:電路如圖所示,VCC=15V,VBB1=5V,VBB2=1.5V,RB1=
500k,RB2=
50k,RC=
5k,晶體管的=100,求開關(guān)S合向a、b、c時的IB、IC
和VCE,并指出晶體管的工作狀態(tài)(忽略VBE、VCES)。VBB1SBCERCVCCRB1VBB2RB2abc電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路4.1.4BJT的主要參數(shù)
(1)共發(fā)射極直流電流放大系數(shù)1.電流放大系數(shù)電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路(2)共發(fā)射極交流電流放大系數(shù)
和的含義不同,但在特性曲線近于平行等距并且ICEO較小的情況下,兩者數(shù)值接近。電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路例:在VCE=6V時,在Q1點IB=40A,IC=1.5mA;在Q2點IB=60A,IC=2.3mA。1)求Q1點的直流電流放大系數(shù);2)求交流放大系數(shù)。在以后的計算中,一般作近似處理:=。iB=020A40A60A80A100A36iC(mA)1234vCE(V)9120Q1Q2在Q1點,有由Q1和Q2點,得電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路(3)共基極直流電流放大系數(shù)(4)共基極交流電流放大系數(shù)當ICBO很小時,≈,可以不加區(qū)分。電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路2.極間反向電流 (1)集電極-基極反向飽和電流ICBO
發(fā)射極開路時,集電結(jié)的反向飽和電流ICBO是由少數(shù)載流子的漂移運動所形成的電流,受溫度的影響大。溫度ICBO電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路(2)集電極-發(fā)射極反向飽和電流ICEOICEOICEO也稱為集電極發(fā)射極間穿透電流電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路(1)集電極最大允許電流ICM(2)集電極最大允許功率損耗PCMPC=ICVCE≤
PCM
3.極限參數(shù)集電極電流IC上升會導(dǎo)致三極管的值的下降,當值下降到正常值的30~70%時的集電極電流即為ICM。PCM取決于三極管允許的溫升,消耗功率過大,溫升過高會導(dǎo)致管子性能變差或燒毀。電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路(3)反向擊穿電壓
V(BR)EBO——集電極開路時的發(fā)射結(jié)反向擊穿電壓。V(BR)CBO——發(fā)射極開路時的集電結(jié)反向擊穿電壓。
V(BR)CEO——基極開路時集電極和發(fā)射極間的擊穿電壓。V(BR)CBO>V(BR)CEO>V(BR)EBO電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路由PCM、ICM和V(BR)CEO在輸出特性曲線上可以確定過損耗區(qū)、過電流區(qū)和擊穿區(qū)。4321369ICVCEO放大區(qū)截止區(qū)飽和區(qū)過損耗區(qū)安全工作區(qū)V(BR)CEOICMPCM功耗曲線電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路溫度對晶體管參數(shù)及特性的影響1、溫度每增加10C,ICBO增大一倍。硅管優(yōu)于鍺管。2、溫度每升高1C,VBE將減小(2~2.5)mV,即晶體管具有負溫度系數(shù)。3、溫度每升高1C,增加0.5%~1.0%。4、溫度升高時,V(BR)CBO和V(BR)CEO都會有所提高。
電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路放大電路的作用:將微弱的電信號放大成較大的信號。實例:擴音器、熱電偶測溫電路按信號波形的不同,放大電路可分交流放大電路和直流放大電路。對放大電路的基本要求:1.要有足夠的放大倍數(shù)(電壓、電流、功率)。2.盡可能小的波形失真。另外還有輸入電阻、輸出電阻等其它技術(shù)指標。4.2基本共發(fā)射極放大電路電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路4.2基本共發(fā)射極放大電路電路組成簡化電路及習(xí)慣畫法工作原理放大電路的靜態(tài)和動態(tài)放大電路的組成原則電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路1.電路組成基本共發(fā)射極放大電路VCCRBVBBRCC1C2T++vi+–vo+–晶體管T——放大元件,要保證Je正偏,Jc反偏,使晶體管工作在放大區(qū),則有iC=iB?;鶚O電源VBB與基極電阻RB——使Je正偏,并提供大小適當?shù)幕鶚O電流IB。(偏置電路)電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路共發(fā)射極基本放大電路VCCRBVBBRCC1C2T++vi+–vo+–集電極電源VCC——使Jc反偏,并為電路提供能量。集電極電阻RC——將電流的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷旱淖兓?。耦合電容C1、C2——隔離輸入、輸出與放大電路直流的聯(lián)系,同時使交流信號順利輸入、輸出。電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路VCCRBVBBRCC1C2T++vi+–vo+–VCCRBRCC1C2T++vivoVCCRBRCC1C2T++vi+–vo+–2.簡化電路及習(xí)慣畫法電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路小寫字母、大寫下標表示總量(含交、直流)。如,vCE、iB等。大寫字母、大寫下標表示直流量。如,VCE、IC等。小寫字母、小寫下標表示純交流量。如,vce、ib等。上方有圓點的大寫字母、小寫下標表示相量。如,、等。書中有關(guān)符號的約定電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路VCCRBRCC1C2T++vivo+vCE–iE+–vBEiCiB3.工作原理VBEQIBQICQVCEQ無輸入信號(vi
=0)時vBEtOiBtOiCtOvCEtOvBE=VBEQvCE=VCEQvo=0電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路無輸入信號(vi
=0)時VBEQIBQ?有輸入信號(vi
≠0)時vCE=VCC-iC
RCICQvBEtOiBtOiCtOvCEtOvitOVCEQvotOVCCRBRCC1C2T++vivo+vCE–iE+–vBEiCiBvo0vBE=VBEQ+vivCE=VCEQ+vo電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路iCvCEOiBvBEO結(jié)論:(1)無輸入信號電壓時,三極管各電極都是恒定的電壓和電流:IBQ、VBEQ和ICQ、VCEQ。
(IBQ、VBEQ)和(ICQ、VCEQ)分別對應(yīng)于輸入、輸出特性曲線上的一個點,稱為靜態(tài)工作點。QIBQVBEQQVCEQICQ電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路結(jié)論:(2)加上輸入信號電壓后,各電極電流和電壓的大小均發(fā)生了變化,都在直流量的基礎(chǔ)上疊加了一個交流量,但方向始終不變。+集電極電流直流分量交流分量動態(tài)分析iCtOiCtICOiCticO靜態(tài)分析電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路結(jié)論:(3)若參數(shù)選取得當,輸出電壓可比輸入電壓大,即電路具有電壓放大作用。(4)輸出電壓與輸入電壓在相位上相差180°,即共發(fā)射極電路具有反相作用。vitOvotO電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路共射極放大電路中的電壓、電流波形#
動態(tài)工作時,
iB、
iC的實際電流方向是否改變,vCE的實際電壓極性是否改變?電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路放大電路的組成原則:(1)必須給放大電路設(shè)置合適的靜態(tài)工作點,使BJT工作于放大區(qū),以保證放大電路不失真;(2)在輸入回路加入ui應(yīng)能引起uBE的變化,從而引起iB和iC的變化;(3)輸出回路將變化的集電極電流轉(zhuǎn)化成變化的集電極電壓,經(jīng)電容耦合只輸出交流信號。電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路4.3放大電路分析方法
4.3.1圖解分析法
4.3.2小信號模型分析法靜態(tài)分析:直流通路動態(tài)分析:交流通路因電容對交、直流的作用不同,交直流所走的通路是不同的。電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路放大電路的靜態(tài)分析:靜態(tài):放大電路無信號輸入(vi
=0)時的工作狀態(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點的目的:(1)
使放大電路的放大信號不失真;
(2)靜態(tài)分析是動態(tài)分析的基礎(chǔ)。靜態(tài)分析的目的:確定放大電路的靜態(tài)值——靜態(tài)工作點Q:IB、IC、VBE、VCE。電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路動態(tài):放大電路有信號輸入(vi
0)時的工作狀態(tài)。分析方法:小信號模型分析法、圖解法。動態(tài)分析的目的:
計算放大電路的主要性能指標,如電壓放大倍數(shù)Av、輸入電阻ri、輸出電阻ro等。通過動態(tài)分析,找出Av、ri、ro與電路參數(shù)的關(guān)系,為設(shè)計電路打基礎(chǔ)。分析對象:各極電壓和電流的交流分量。所用電路:放大電路的交流通路。放大電路的動態(tài)分析:電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路
首先,畫出直流通路VCCRBRCC1C2T++vivoRL+-+-20uF20uF300kΩ4kΩ4kΩ12VVCCRBRCT直流通路300kΩ4kΩ12V對直流信號,耦合電容可看作開路(即將電容斷開)
4.3.1圖解分析法1.求靜態(tài)工作點電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路(1)估算法求靜態(tài)工作點當VBEQ<<VCC時,由KVL:VCC=IBQRB+
VBEQ所以VCEQ=VCC–
ICQRCVCCRBRCT+VCE–+–VBEICIB直流通路300kΩ4kΩ12V一般硅管VBEQ=0.7V,鍺管VBEQ=0.2V電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路VCCRBRCC1C2T++vivo例:在如圖所示的固定偏置放大電路中,已知
VCC=6V,RB
=180kΩ,RC=2kΩ,
=50,晶體管為硅管。試求放大電路的靜態(tài)工作點。解:ICQ
=IBQVCEQ=VCC-RCICQVCC-VBEQRBIBQ=6-0.7180=mA
=0.0294mA=29.4uA
=50×0.0294mA=1.47mA=(6-2×1.47)V=3.06V電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路在輸入特性曲線上,作出輸入負載線,兩線的交點即是Q點,得到IBQ,
VBEQ。vBE=VCC-iBRBVCCRBRCT+vCE–+–vBEiCiB直流通路300kΩ4kΩ12V列輸入回路KVL方程:(2)
圖解分析法求靜態(tài)工作點電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路列輸出回路KVL方程:在輸出特性曲線上,作出直流負載線,其與iB=IBQ輸出曲線的交點即為Q點,從而得到VCEQ和ICQ。vCE=VCC-iCRcVCCRBRCT+VCE–+–VBEICIB直流通路300kΩ4kΩ12V電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路
首先,畫出交流通路VCCRBRCC1C2T++vivoRL+-+-20uF20uF300kΩ4kΩ4kΩ12VRBRCTvi+–vo+–交流通路RL300kΩ4kΩ4kΩ2.動態(tài)工作情況的圖解分析作法:C短路,VCC短路。短路對地短路電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路在靜態(tài)分析的基礎(chǔ)上,根據(jù)vi的波形,在輸入特性曲線上畫出vBE、iB的波形RBRCTvi+–vo+–交流通路RL+–vbeicib+vce–ie300kΩ4kΩ4kΩ電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路在靜態(tài)分析的基礎(chǔ)上,根據(jù)iB的變化范圍在輸出特性曲線圖上畫出iC和vCE的波形RBRCTvi+–vo+–交流通路RL+–vbeicib+vce–ie?過輸出特性曲線上的Q點做一條斜率為-1/RL直線,該直線即為交流負載線。交流負載電阻電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路飽和區(qū)特點:
iC
<
iB,vCE=VCES
(飽和壓降VCES
≈
0.3V
/0.1V)截止區(qū)特點:iB≤0,iC=ICEO3.靜態(tài)工作點對波形失真的影響如果靜態(tài)工作點Q設(shè)置不合適,晶體管進入截止區(qū)或飽和區(qū)工作,將造成非線性失真。電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路Q’’voVCEQQvCE/VttiC/mAICQiC/mAvCE/VOOOQ’若Q點設(shè)置過高晶體管進入飽和區(qū)工作,造成飽和失真電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路若Q點設(shè)置過低
晶體管進入截止區(qū)工作,造成截止失真vivotiB/AiB/AvBE/VtvBE/VVBEQOOOQQvCE/VtiC/mAvCE/VOOVCEQtiC/mAOICQQ’Q’’Q’Q’’電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路為了減小和避免非線性失真,必須合理設(shè)置Q點的位置Q點的設(shè)置應(yīng)滿足下列條件:ICQ
>Icm
+
ICEO且VCEQ>Vcem+VCES當vi較大時,應(yīng)把Q點設(shè)置在交流負載線的中點。這樣可達到輸出電壓的最大動態(tài)范圍。保證不失真的前提下,可把Q點選擇低一些,以降低電路的功率損耗。電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路圖解分析法的適用范圍:輸入信號幅度較大而工作頻率不太高的情況。優(yōu)點:直觀、形象。能全面地分析放大電路的靜態(tài)、動態(tài)工作情況。有助于建立和理解交、直流共存,靜態(tài)和動態(tài)等重要概念;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。缺點:不能分析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。電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路4.4.2小信號模型分析法BJT的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)小信號模型模型的簡化H參數(shù)的確定(意義、思路)利用直流通路求Q點畫小信號等效電路求放大電路動態(tài)指標電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路建立小信號模型的意義建立小信號模型的思路當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,就是將非線性器件做線性化處理,從而簡化放大電路的分析和設(shè)計。一、BJT的小信號建模電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路1.H參數(shù)的引出對于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:vBEvCEiBcebiCBJT雙口網(wǎng)絡(luò)電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路在小信號情況下,對上式取全微分得:iB=f(vBE)vCE=constvBEvCEiBcebiCBJT雙口網(wǎng)絡(luò)⑴輸入端口dvBEdiBQ輸入特性iBvBEO輸出端交流短路時的輸入電阻:電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路在小信號情況下,對上式取全微分得:iB=f(vBE)vCE=constvBEvCEiBcebiCBJT雙口網(wǎng)絡(luò)⑴輸入端口輸入端交流開路時的反向電壓傳輸比:vCE=0VvCE
1V電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路在小信號情況下,對上式取全微分得:vBEvCEiBcebiCBJT雙口網(wǎng)絡(luò)(2)輸出端口iC=f(vCE)iB=const輸出特性iCvCEQOdiBdiC輸出端交流短路時的正向電流放大系數(shù):電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路在小信號情況下,對上式取全微分得:vBEvCEiBcebiCBJT雙口網(wǎng)絡(luò)(2)輸出端口iC=f(vCE)iB=const輸出特性iCvCEQO輸入端交流開路時的輸出電導(dǎo):電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路輸出端交流短路時的輸入電阻;輸出端交流短路時的正向電流傳輸比或電流放大系數(shù);輸入端交流開路時的反向電壓傳輸比;輸入端交流開路時的輸出電導(dǎo)。其中:四個參數(shù)量綱各不相同,故稱為混合參數(shù)(H參數(shù))。用小信號交流分量表示vbe=hieib+hrevceic=hfeib+hoevce電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路2.H參數(shù)小信號模型根據(jù)可得小信號模型BJT的H參數(shù)模型hfeibicvceibvbehrevcehiehoevbe=hieib+hrevceic=hfeib+hoevcevBEvCEiBcebiCBJT雙口網(wǎng)絡(luò)H參數(shù)都是小信號參數(shù),即微變參數(shù)或交流參數(shù),所以只適合對交流信號的分析。H參數(shù)與工作點有關(guān),但在放大區(qū)基本不變。電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路3.模型的簡化hfeibicvceibvbehrevcehiehoerbe=hie
=hfe采用習(xí)慣符號,即BJT的H參數(shù)模型如右圖所示
hre很小,一般為10-310-4,
1/hoe很大,約為100k。故一般可忽略它們的影響,得到簡化電路vBEvCEiBcebiCBJT雙口網(wǎng)絡(luò)vbe=hieib+hrevceic=hfeib+hoevce電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路4.H參數(shù)的確定
一般用測試儀測出;
rbe與Q點有關(guān),可用圖示儀測出。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)
電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路
+Vce
-CIcIb+Vbe
-BErbe
Ib共射極接法iC
+vCE
-+vBE-iBBEC晶體管的小信號模型共集電極接法共基極接法CE
IbIcBIbrbeCE
IbIcBIbrbe電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路
將交流通路中的晶體管用晶體管微變等效電路代替即可得小信號等效電路。交流通路RBRCvivORL++--ibicbceiiibicrbeibRBRCRLebcvo+-iiH參數(shù)小信號等效電路vi+-1.畫出小信號等效電路二、基本共射極放大電路的小信號模型分析法電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路
假設(shè)分析時輸入為正弦交流信號,所以等效電路中的電壓與電流可用相量表示。ibicrbeibRBRCRLebcvo+-iivi+-IbIcrbeIbRBRCRLebcVo+-IiH參數(shù)小信號等效電路Vi+-電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路(1)電壓增益根據(jù)則電壓增益為(可作為公式)IbIcrbeIbRBRCRLebcVo+-IiH參數(shù)小信號等效電路Vi+-負號表示輸出電壓的相位與輸入相反。2.計算主要性能指標電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路(2)輸入電阻IbrbeIbRBRCRLebcVo+-IiH參數(shù)小信號等效電路Vi+-Ic根據(jù)電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路(3)輸出電阻(方法1)所以IbIcrbeIbRBRCRLebcVo+-IiH參數(shù)小信號等效電路Vi+-IbrbeIbRBRCebcIiH參數(shù)小信號等效電路VtIc+-It求Ro的步驟:3)外加電壓4)求1)令2)斷開負載RL電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路(3)輸出電阻(方法2)IbIcrbeIbRBRCRLebcVo+-IiH參數(shù)小信號等效電路Vi+-IbIcrbeIbRBRCebcVoc+-IiH參數(shù)小信號等效電路Vi+-IbIcrbeIbRBRCebcIscIiVi+-電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路解:(1)Q點VCCRBRCC1C2T++vivoRL+-+-50uF50uF300kΩ4kΩ4kΩ12VRS500Ω-+vs例題放大電路如圖所示。試求:(1)Q點;(2)、、、Ri和Ro。已知=50。電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路VCCRBRCC1C2T++vivoRL+-+-50uF50uF300kΩ4kΩ4kΩ12VRS500Ω-+vsRBRCTvi+–vo+–交流通路RL300kΩ4kΩ4kΩRS500Ω-+vsIbIcrbeIbRBRCRLVo+-IiH參數(shù)小信號等效電路Vi+-RS500Ω-+Vs300kΩ4kΩ4kΩ(2)電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路IbIcrbeIbRBRCRLVo+-IiH參數(shù)小信號等效電路Vi+-RS500Ω-+Vs300kΩ4kΩ4kΩ電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路IbIcrbeIbRBRCRLVo+-IiH參數(shù)小信號等效電路Vi+-RS500Ω-+Vs300kΩ4kΩ4kΩ電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路4.4放大電路靜態(tài)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穩(wěn)定工作點原理放大電路指標分析固定偏流電路與射極偏置電路的比較4.4.1溫度對工作點的影響4.4.2射極偏置電路電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路4.4.1溫度對工作點的影響2.溫度變化對ICBO的影響1.溫度變化對VBE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溫度每增加10C,ICBO增大一倍。溫度每升高1C,VBE將減小(2~2.5)mV電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路當溫度升高時:當溫度升高時,ICQ將增加,使Q點沿負載線上移容易使晶體管T進入飽和區(qū)造成飽和失真,甚至引起過熱燒壞三極管。iCvCEQOQ′VCCRBRCT固定偏置電路電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路4.4.2基本分壓式射極偏置電路RB1RCC1C2RB2RERL+++VCCvivo++––RSvs+–射極偏置放大電路TRB1RCRB2RE+VCC直流通路T電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路1.穩(wěn)定Q點的原理基極電位基本恒定,不隨溫度變化。VBRB1RCRB2REI1I2IB+VCCIC直流通路IE+-VBE電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路集電極電流基本恒定,不隨溫度變化。VBRB1RCRB2REI1I2IB+VCCIC直流通路IE+-VBE電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路RE:溫度補償電阻VBRB1RCRB2REI1I2IB+VCCIC直流通路IE+-VBE穩(wěn)定Q點的過程:(直流負反饋)TVBEIBQICQVE=IEQREICQVB固定IEQ電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路從Q點穩(wěn)定的角度來看似乎I1、VB越大越好。但I1越大,RB1、RB2必須取得較小,將降低輸入電阻,增加損耗。而VB過高必使VE也增高,在VCC一定時,勢必使VCEQ減小,從而減小放大電路輸出電壓的動態(tài)范圍。在估算時一般選?。篒1=(5~10)IBQ,VB=3~5V,RB1、RB2的阻值一般為幾十千歐。參數(shù)的選擇:VBRB1RCRB2REI1I2IB+VCCIC直流通路IE+-VBE電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路2.靜態(tài)工作點的估算VBRB1RCRB2REI1I2IB+VCCIC直流通路IE+-VBE電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路RB1RCC1C2RB2RERL+++VCCvivo++––RSvs+–射極偏置放大電路T3.動態(tài)分析短路對地短路①畫交流通路RSvsRB1RCRB2RLvivo++––+–RE電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路②畫小信號等效電路確定模型參數(shù)RSvsRB1RCRB2RLvivo++––+–RErbeRBRCRL+-+-+-RSRE電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路電壓增益rbeRBRCRL+-+-+-RSRE③求動態(tài)性能指標當電路不同時,計算電壓放大倍數(shù)Av的公式也不同。要根據(jù)等效電路找出vi與ib的關(guān)系、vo與ic
的關(guān)系。電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路rbeRBRCRL+-+-+-RSRE輸入電阻(方法1)由電路列出方程則輸入電阻放大電路的輸入電阻不包含信號源的內(nèi)阻電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路rbeRBRCRL+-+-+-RSRE輸入電阻(方法2)RiR'i則輸入電阻電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路輸出電阻rbeRBRCRL+-+-+-RSRE電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路4.固定偏置電路與射極偏置電路的比較靜態(tài):固定偏置電路射極偏置電路靜態(tài)工作點的計算公式不同電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路Ro=RC動態(tài):減小增大不變固定偏置電路射極偏置電路電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路RB1RCC1C2RB2RERL+++VCCvivo++––RSvs+–射極偏置放大電路TRB1RCC1C2RB2RERL+++VCCvivo++––RSvs+–TC3+#射極偏置電路做如何改進,既可以使其具有溫度穩(wěn)定性,又可以使其具有與固定偏流電路相同的動態(tài)指標?加旁路電容C3電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路RB1RCC1C2RB2C3RERL++++VCCvivo++––RSvS+–短路對地短路RSvSRB1RCRB2RLvivo++––+–Av,Ri,Ro?與固定偏置電路相同。電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路例:電路如下圖所示,各參數(shù)如下:RB1=100k,RB2=33k,RE=2.5k,RC=5k,RL=5k,=60,VCC=15V,晶體管為硅管。求:(1)估算靜態(tài)工作點;(2)空載電壓放大倍數(shù)、帶載電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻。解:(1)估算靜態(tài)工作點RB1RCC1C2RB2CERERL++++VCCvivo++––RSvS+–電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路RB1=100kRB2=33kRE=2.5kRC=5kRL=5k=60VCC=15V(2)空載電壓放大倍數(shù)、帶載電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻=200+61(26/1.2)≈1.52kRi=
RB1//RB2//rbe=100//33//1.52≈1.52kRo=
RC=5kAvo=-RC/rbe=-605/1.52=-197.4
Av=-RL/rbe=-60(5//5)/1.52=-98.7電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路例:電路如圖所示,若測得輸出波形為,判斷放大器出現(xiàn)的是何種失真,如何消除失真?tvoO上一頁下一頁返回上一節(jié)若要消除失真必須改變RB1與RB2的比例,適當抬高放大器的靜態(tài)工作點。如:增大RB2或減小RB1。據(jù)vo的波形可以判斷出由于放大器的靜態(tài)工作點太低,使輸出發(fā)生了截止失真。ictRB1RCC1C2RB2CERERL++++VCCvivo++––RSvS+–電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路4.5共集電極電路和共基極電路4.5.3
三種組態(tài)的比較4.5.1共集電極電路4.5.2共基極電路電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路4.5.1共集電極電路該電路也稱為射極輸出器RB+VCCC1C2RERLvi+–vo+–++vs+–RS共集電極放大電路交流通路RBRERLvi+–vo+–vs+–RS交流通路RBRERLvi+–vo+–vs+–RS電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路RB+VCCC1C2RERLvi+–vo+–++vs+–RS1.靜態(tài)分析得RB+VCCRE+-VBEIEICIB直流通路電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路2.動態(tài)分析rbeRBRL+-+-+-RSRE小信號等效電路交流通路RBRERLvi+–vo+–vs+–RS電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路電壓增益電壓增益:其中一般,則電壓增益接近于1,即電壓跟隨器rbeRBRL+-+-+-RSRE小信號等效電路電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路輸入電阻當,時,,輸入電阻大rbeRBRL+-+-+-RSRERiR’i電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路rbeRBRL+-+-+-RSRE當,時,輸出電阻小輸出電阻rbeRB+-RSRE}R’S電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路例:在圖示放大電路中,已知VCC=12V,RE=2kΩ,RB=200kΩ,RL=2kΩ,晶體管β=60,VBE=0.7V,信號源內(nèi)阻RS=100Ω,試求:(1)靜態(tài)工作點;(2)畫出微變等效電路;(3)求Av、Ri和Ro。RB+VCCC1C2RERLvi+–vo+–++vs+–RS(1)求靜態(tài)工作點。解:電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路(2)由小信號等效電路求Av、Ri、
RorbeRBRLEBC+-+-+-RSRE小信號等效電路電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路4.5.2共基極電路RB1RC+VCC+vo-+vi-CBC2++RB2RE+C1IiRERC+vo-+vi-IoBECRB1RC+VCC+vo-+vi-CBC2++RB2RE+C1電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路RB1RC+VCC+vo-+vi-CBC2++RB2RE+C11.靜態(tài)分析RB1RC+VCCRB2RE共基放大電路直流通路電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路2.動態(tài)分析IiRERC+Vo-+Vi-IoBEC共基放大電路的交流通路+_VSRSRL
IbIiRERC+Vo-+Vi-IoBECrbeβ
Ib共基放大電路的微變等效電路電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路其中:RL=RC∥RL
′+_VSRSRL
IbIiRERC+Vo-+Vi-IoBECrbeβ
Ib共基放大電路的微變等效電路電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路電壓增益:輸入電阻:輸出電阻:4.5.3三種組態(tài)的比較電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路三種組態(tài)的特點及用途共射極放大電路:電壓和電流增益都大于1,輸入電阻在三種組態(tài)中居中,輸出電阻與集電極電阻有關(guān)。適用于低頻情況下,作多級放大電路的中間級。共集電極放大電路:只有電流放大作用二沒有電壓放大作用,有電壓跟隨作用。在三種組態(tài)中,輸入電阻最高,輸出電阻最小,頻率特性好??捎糜谳斎爰?、輸出級或緩沖級。共基極放大電路:只有電壓放大作用,沒有電流放大,有電流跟隨作用,輸入電阻小,輸出電阻與集電極電阻有關(guān)。高頻特性較好,常用于高頻或?qū)掝l帶低輸入阻抗的場合。電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路4.6.1多級放大電路4.6組合放大電路4.6.2共射-共基放大電路4.6.3共集-共集放大電路電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路
耦合方式:在多級放大電路中,每兩個單級放大器之間的連接方式。常用的耦合方式:直接耦合、阻容耦合和變壓器耦合。第二級
推動級
輸入級輸出級輸入輸出多級放大電路的框圖4.6.1多級放大電路動態(tài):傳送信號減少壓降損失
靜態(tài):保證各級都有合適的Q點波形不失真對耦合電路的要求電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路第一級第二級負載信號源兩級之間通過耦合電容
與下級偏置電阻連接。兩級放大電路均為分壓式射極偏置共射極放大電路RB1RC1C1C2RB2CE1RE1+++++–RS+–RC2C3CE2RE2RL+++VCC+––T1T2一、阻容耦合電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路1.靜態(tài)分析
由于電容有隔直作用,所以每級放大電路的直流通路互不相通,每級的靜態(tài)工作點互相獨立,互不影響,可以各級單獨計算。RB1RC1C1C2RB2CE1RE1+++++–RS+–RC2C3CE2RE2RL+++VCC+––T1T2電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路2.動態(tài)分析1、多級放大電路總的電壓增益等于組成它的各級單管放大電路電壓增益的乘積。特別注意:必須考慮級間的相互影響,即后級的輸入電阻就是前級的負載電阻;前級的輸出電阻就是后級的信號源內(nèi)阻。2、多級放大電路的輸入電阻是其輸入級的輸入電阻。3、多級放大電路的輸出電阻是其輸出級的輸出電阻。電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路例:如圖所示的兩級電壓放大電路,已知β1=β2=50。試(1)計算前、后級放大電路的靜態(tài)值(VBE=0.7V);(2)求放大電路的輸入電阻和輸出電阻;(3)求各級電壓的放大倍數(shù)及總電壓放大倍數(shù)。
RB1C1C2RE1+++–RC2C3CE+++24V+–T1T21M27k82k43k7.5k51010k電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路解:
(1)靜態(tài)值分別計算即可。第一級是射極輸出器:
RB1C1C2RE1+++–RC2C3CE+++24V+–T1T21M27k82k43k7.5k51010k電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路解:第二級是分壓式偏置共射極電路:
RB1C1C2RE1+++–RC2C3CE+++24V+–T1T21M27k82k43k7.5k51010k電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路(2)計算Ri和Ro
RB1C1C2RE1+++–RC2C3CE+++24V+–T1T21M27k82k43k7.5k51010k電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路(3)求各級電壓的放大倍數(shù)及總電壓放大倍數(shù)第一級放大電路為射極輸出器第二級放大電路為共發(fā)射極放大電路總電壓放大倍數(shù)電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路二、直接耦合將前級的輸出端直接接后級的輸入端。+VCCvoRC2T2viRC1R1T1R2––++RE2電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路4.6.2共射—共基放大電路共射—共基放大電路交流通路電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路共射—共基放大電路直流通路1.靜態(tài)分析前后級靜態(tài)工作點相互影響電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路其中所以因為因此電壓增益2.動態(tài)分析電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路輸入電阻Ri==Rb//rbe1=Rb11//Rb21//rbe1
輸出電阻Ro=Ro2
Rc2
共射-共基組合放大電路的優(yōu)點:高頻特性好,具有較寬的頻帶。電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路共集—共集放大電路T1、T2構(gòu)成復(fù)合管,可等效為一個NPN管4.6.3共集—共集放大電路交流通路電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路1.復(fù)合管兩只NPN型BJT組成的復(fù)合管rbe=rbe1+(1+1)rbe2
復(fù)合管的組成原則:1)同一類型的BJT構(gòu)成復(fù)合管時,應(yīng)將前一個管子的發(fā)射極接至后一個管子的基極;兩只PNP型BJT組成的復(fù)合管PNP電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路PNP與NPN型BJT組成的復(fù)合管NPN與PNP型BJT組成的復(fù)合管rbe=rbe1復(fù)合管的組成原則:2)不同類型的BJT構(gòu)成復(fù)合管時,應(yīng)將前一個管子的集電極接至后一個管子的基極。3)必須保證兩個三極管均工作在放大狀態(tài)。電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路2.共集共集放大電路的Av、Ri、Ro
式中≈12rbe=rbe1+(1+1)rbe2RL=Re||RL
Ri=Rb||[rbe+(1+)RL]
共集共集組合放大電路的優(yōu)點:電壓跟隨特性更好電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路4.7.1單時間常數(shù)RC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放大電路的頻率響應(yīng)4.7.4多級放大電路的頻率響應(yīng)4.7.2BJT的高頻小信號模型及頻率參數(shù)電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路頻率響應(yīng)A.頻率響應(yīng)的表示方法電壓增益可表示為:在輸入正弦信號情況下,放大電路增益隨輸入信號頻率變化的函數(shù)關(guān)系,稱為放大電路的頻率響應(yīng)(頻率特性)。幅頻響應(yīng)
——
相頻響應(yīng)
——電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路該圖稱為波特圖縱軸:dB橫軸:對數(shù)坐標其中普通音響系統(tǒng)放大電路的幅頻響應(yīng)曲線3dB電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路B.頻率失真(線性失真)幅度失真:對不同頻率的信號放大倍數(shù)不同,產(chǎn)生的失真。電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光04半導(dǎo)體三極管及放大電路B.頻率失真(線性失真)幅度失真:對不同頻率的信號
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