晶體三極管及其放大電路

Home基本要求習(xí)題3.晶體三極管及其放大電路3.1晶體三極管3.2三極管放大電路的基本分析方法3.3放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定3.4共集電極和共基極放大電路3.5多級(jí)放大電路3.6放大電路的頻率響應(yīng)Home基本要求3.晶體三極管及其放大電路1）熟悉晶體三極管結(jié)構(gòu)、工作原理及特性曲線；2）掌握基本放大電路的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)分析，即靜態(tài)工作點(diǎn)和動(dòng)態(tài)參數(shù)（電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻）的計(jì)算；多級(jí)放大電路的分析和計(jì)算；3）了解放大電路的頻率特性等。3.1晶體三極管11.晶體三極管的分類及結(jié)構(gòu)HomeNext圖3.1.1三極管的結(jié)構(gòu)示意圖及其符號(hào)

2

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：（1）基區(qū)很薄，且摻雜濃度很低；（2）發(fā)射區(qū)的摻雜濃度遠(yuǎn)大于基區(qū)和集電區(qū)的摻雜濃度；（3）集電結(jié)的結(jié)面積很大。上述結(jié)構(gòu)特點(diǎn)構(gòu)成了晶體管具有放大作用的內(nèi)部條件。BackHomeNext3.1晶體三極管圖3.1.2常用三極管的外形及管腳排列32.三極管的工作原理（1）三極管具有放大作用的外部條件

發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。對(duì)于NPN管，VC>VB>VE；對(duì)于PNP管，VE>VB>VC。（2）三極管內(nèi)部載流子的運(yùn)動(dòng)（如圖3.1.3所示）

發(fā)射區(qū)：發(fā)射載流子；集電區(qū)：收集載流子；基區(qū)：傳送和控制載流子

以上看出，三極管內(nèi)有兩種載流子(自由電子和空穴)參與導(dǎo)電，故稱為雙極型三極管?；駼JT(BipolarJunctionTransistor)。

BackNext3.1晶體三極管Home4（3）三極管的電流分配關(guān)系根據(jù)傳輸過(guò)程可知IC=InC+ICBOIB=IB’-ICBO通常

IC>>ICBOIE=IB+IC

為共基直流電流放大系數(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(wú)關(guān)。一般

=0.90.99圖3.1.4晶體管的電流分配關(guān)系BackHomeNext3.1晶體三極管5令I(lǐng)CEO=(1+

)ICBO（穿透電流）

是共射直流電流放大系數(shù)，同樣，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(wú)關(guān)。一般

當(dāng)輸入為變化量（動(dòng)態(tài)量）時(shí)，相應(yīng)的電流放大倍數(shù)為交流電流放大倍數(shù)：BackHomeNext3.1晶體三極管63.晶體管的共射特性曲線（1）輸入特性曲線

iB=f(vBE)

vCE=const(b)當(dāng)vCE≥1V時(shí)，vCB=vCE

-vBE>0，集電結(jié)已進(jìn)入反偏狀態(tài)，開始收集電子，基區(qū)復(fù)合減少，同樣的vBE下IB減小，特性曲線右移。(a)當(dāng)vCE=0V時(shí)，相當(dāng)于發(fā)射結(jié)的正向伏安特性曲線。vCE=0VvCE

1V圖3.1.6+-bce共射極放大電路VBBVCCvBEiCiB+-vCERbRc圖3.1.5BackHomeNext3.1晶體三極管7（2）輸出特性曲線圖3.1.7飽和區(qū)：iC明顯受vCE控制，該區(qū)域內(nèi)，vCE=VCES＜0.7V(硅管)。此時(shí)，發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏或反偏電壓很小。iC=f(vCE)

iB=const輸出特性曲線的三個(gè)區(qū)域:截止區(qū)：iC接近零的區(qū)域，相當(dāng)iB=0的曲線的下方。此時(shí)，vBE小于死區(qū)電壓，發(fā)射結(jié)反偏。放大區(qū)：iC平行于vCE軸的區(qū)域，曲線基本平行等距。此時(shí)，發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。圖3.1.7BackHomeNext3.1晶體三極管84.晶體管的主要參數(shù)（1）直流參數(shù)(a)共射直流電流放大系數(shù)

=（IC－ICEO）/IB≈IC/IB

vCE=const圖3.1.8BackHomeNext3.1晶體三極管9

(c)極間反向電流 (i)集電極基極間反向飽和電流ICBO

發(fā)射極開路時(shí)，集電結(jié)的反向飽和電流。

圖3.1.9(b)共基直流電流放大系數(shù)

=（IC－ICBO）/IE≈IC/IE

BackHomeNext3.1晶體三極管

(ii)集電極發(fā)射極間的穿透電流ICEO

ICEO=（1+）ICBO

10

基極開路時(shí)，集電極與發(fā)射極間的穿透電流。

圖3.1.10ICEO圖3.1.11BackHomeNext3.1晶體三極管（2）交流參數(shù)(a)共射交流電流放大系數(shù)(b)共基交流電流放大系數(shù)

當(dāng)ICBO和ICEO很小時(shí)，≈

、≈

，可以不加區(qū)分。11圖3.1.12BackHomeNext3.1晶體三極管（3）極限參數(shù)(a)集電極最大允許電流ICM(b)最大集電極耗散功率PCMPCM=iCvCE=const(c)反向擊穿電壓

V(BR)CBO—發(fā)射極開路時(shí)的集電結(jié)反向擊穿電壓。

V(BR)EBO—集電極開路時(shí)發(fā)射結(jié)的反向擊穿電壓。

V(BR)CEO—基極開路時(shí)C極和E極間的擊穿電壓。其關(guān)系為： V(BR)CBO＞V(BR)CEO＞V(BR)EBO12圖3.1.13BackHomeNext3.1晶體三極管

由PCM、ICM和V(BR)CEO在輸出特性曲線上可以確定過(guò)損耗區(qū)、過(guò)電流區(qū)和擊穿區(qū)。13圖3.1.14

輸出特性曲線上的過(guò)損耗區(qū)和擊穿區(qū)BackHomeNext3.1晶體三極管思考題171.既然BJT具有兩個(gè)PN結(jié)，可否用兩個(gè)二極管相聯(lián)以構(gòu)成一只BJT，試說(shuō)明其理由。2.能否將BJT的e、c兩個(gè)電極交換使用，為什么？3.為什么說(shuō)BJT是電流控制型器件？例題

例3.1.1

圖3.1.15所示各晶體管處于放大工作狀態(tài)，已知各電極直流電位。試確定晶體管的類型（NPN/PNP、硅/鍺），并說(shuō)明x、y、z代表的電極。圖3.1.15BackHomeNext3.1晶體三極管18提示：（1）晶體管工作于放大狀態(tài)的條件：NPN管：VC>VB>VE，PNP管：VE>VB>VC；（2）導(dǎo)通電壓：硅管|VBE|=0.6~0.7V，鍺管|VBE|=0.2~0.3V，BackHomeNext3.1晶體三極管19

例3.1.2

已知NPN型硅管T1~T4各電極的直流電位如表3.1.1所示，試確定各晶體管的工作狀態(tài)。晶體管T1T2T3T4VB/V0.71-10VE/V00.3-1.70VC/V50.7015工作狀態(tài)提示：

NPN管（1）放大狀態(tài)：VBE>Von,VCE>VBE;（2）飽和狀態(tài)：VBE>Von,VCE<VBE;（3）截止?fàn)顟B(tài)：VBE<Von表3.1.1放大飽和放大截止BackHomeNext3.1晶體三極管20

例3.1.3

圖3.1.16所示電路中，晶體管為硅管，VCES=0.3V。求：當(dāng)VI=0V、VI=1V和VI=2V時(shí)VO=?圖3.1.16

解：(1)VI=0V時(shí)，VBE<Von，晶體管截止，IC=IB=0，

VO=VCC=12V。BackHomeNext3.1晶體三極管21(3)VI=2V時(shí)：(2)VI=1V時(shí)：BackHomeNext3.1晶體三極管作業(yè)：P87—88：3-6，3-8小結(jié)本講主要介紹了以下基本內(nèi)容：三極管的結(jié)構(gòu)和類型：NPN、PNP

三極管的電流放大作用和電流分配關(guān)系三極管具有放大作用的內(nèi)部條件三極管具有放大作用的外部條件

IE=IB+IC=(1+

)IB，IC=

IB，三極管的特性及參數(shù)

VBE、Von

三極管的三個(gè)工作狀態(tài)22BackHome3.1晶體三極管Home1.放大的概念

Next3.2三極管放大電路的基本分析方法1放大的對(duì)象：變化量。放大的本質(zhì)：能量的控制和轉(zhuǎn)換。放大電路的特征：功率放大。放大電路的必備元件：有源器件（晶體管或場(chǎng)效應(yīng)管）。放大的前提：不失真。2.放大電路的性能指標(biāo)

2Back

輸入端口特性可以等效為一個(gè)輸入電阻

輸出端口可以等效成電壓源或電流源

放大電路是一個(gè)雙口網(wǎng)絡(luò)。從端口特性來(lái)研究放大電路，可將其等效成具有某種端口特性的等效電路。HomeNext3.2三極管放大電路的基本分析方法3（1）放大倍數(shù)及增益電壓放大倍數(shù)：（無(wú)量綱）互阻放大倍數(shù)：（歐姆）電流放大倍數(shù)：（無(wú)量綱）互導(dǎo)放大倍數(shù)：（西門子S)

對(duì)于小功率放大電路，人們往往只關(guān)心上述單一指標(biāo)的放大倍數(shù)，而不研究其功率放大能力。本章著重討論電壓放大倍數(shù)。

需要注意的是，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，只有在波形不失真的情況下，測(cè)試的放大倍數(shù)才有意義。BackHomeNext3.2三極管放大電路的基本分析方法4（2）輸入電阻：

對(duì)電壓源形式的信號(hào)源，放大電路的輸入電壓：所以，輸入電阻越大，信號(hào)電壓損失越小。

對(duì)電流源形式的信號(hào)源，放大電路的輸入電流：所以，輸入電阻越小，信號(hào)電流損失越小。BackHomeNext3.2三極管放大電路的基本分析方法

（3）輸出電阻：5

輸出電阻的大小，影響到輸出到負(fù)載信號(hào)的大小。當(dāng)放大電路輸出端等效為電壓源時(shí)，輸出電阻越小，則負(fù)載獲得的輸出電壓越大；當(dāng)放大電路輸出端等效為電流源時(shí)，輸出電阻越大，則負(fù)載獲得的輸出電流越大。

可以按照如圖3.2.3

所示方法求解輸出電阻。

輸入電阻和輸出電阻，都描述了電子電路相互連接時(shí)對(duì)信號(hào)所產(chǎn)生的影響。輸入電阻描述了放大電路對(duì)輸入信號(hào)源的影響，輸出電阻描述了放大電路的帶負(fù)載能力（當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，輸出信號(hào)保持穩(wěn)定的能力）。它們都是交流電阻，直接或間接地影響到放大電路的放大能力。BackHomeNext3.2三極管放大電路的基本分析方法

（4）通頻帶：用于衡量放大電路對(duì)不同頻率信號(hào)的放大能力。如圖3.2.4

所示。6其中通頻帶（帶寬）BackHomeNext3.2三極管放大電路的基本分析方法

（5）非線性失真：

由元器件非線性特性引起的失真。如圖3.2.5

所示。7

設(shè)輸出信號(hào)中的基波幅值為A1、諧波波幅值為A2、A3…，則非線性失真系數(shù)：BackHomeNext3.2三極管放大電路的基本分析方法

（6）最大不失真輸出電壓Vom：8（7）最大輸出功率Pom與效率：式中，PV為電源消耗的功率。

小寫字母、大寫下標(biāo)表示總量（含交、直流）。如vCE、iB等。

大寫字母、大寫下標(biāo)表示直流量。如VCE、IC等。

小寫字母、小寫下標(biāo)表示純交流量。如，vce、ib等。有關(guān)符號(hào)的約定上方有圓點(diǎn)的大寫字母、小寫下標(biāo)表示相量。如、等。

大寫字母、小寫下標(biāo)表示交流有效值。如Vce、Ie等。BackHomeNext3.2三極管放大電路的基本分析方法9思考題某放大電路的輸入信號(hào)為10pA，輸出為500mV，其源增益為多少？屬于哪一類放大器？例題

例3.2.1

某電唱機(jī)拾音頭內(nèi)阻為1M

，輸出電壓為1V（有效值），如果直接將它與10的揚(yáng)聲器相接，揚(yáng)聲器上的電壓和功率各為多少？如果在拾音頭和揚(yáng)聲器之間接入一個(gè)放大電路，其輸入電阻Ri=1M

，輸出電阻Ro=10

，開路電壓增益為1，則此時(shí)揚(yáng)聲器上的電壓和功率各為多少？解答B(yǎng)ackHomeNext3.2三極管放大電路的基本分析方法103.2三極管放大電路的基本分析方法BackHomeNext3.放大電路的組成及各元件的作用

晶體管：起放大作用的核心元件。Rc、VCC：集電極電阻和集電極電源，提供輸出回路的靜態(tài)工作點(diǎn)。同時(shí)，Rc還是集電極負(fù)載電阻，VCC還提供輸出所需的能量。Rb、VBB：基極電阻和基極電源，提供輸入回路的靜態(tài)工作點(diǎn)。113.2三極管放大電路的基本分析方法BackHomeNext4.放大電路的工作原理

ui=0靜態(tài)工作情況BackHomeNext123.2三極管放大電路的基本分析方法(b)ui=sint

動(dòng)態(tài)工作情況iB=IBQ+ibiC=ICQ+icuCE=UCEQ+uceuo=uceBackHomeNext133.2三極管放大電路的基本分析方法5.設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)的必要性

（1）靜態(tài)工作點(diǎn)

ui=0時(shí)，輸入特性曲線上的點(diǎn)（UBEQ,IBQ)和輸出特性曲線上的點(diǎn)（UCEQ,ICQ)，稱之為靜態(tài)工作點(diǎn)Q。（2）設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)的必要性

放大的對(duì)象是動(dòng)態(tài)信號(hào)，但前提是不失真。若去掉直流偏置，根據(jù)圖3.2.8(b)所示動(dòng)態(tài)工作情況，在ui負(fù)半周以及ui正半周其幅值小于晶體管發(fā)射結(jié)的導(dǎo)通電壓時(shí)，晶體管截止，輸出電壓不變，即動(dòng)態(tài)電壓為0，所以造成了嚴(yán)重的失真，從這個(gè)意義上講，設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)是十分必要的。此外，靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置，還影響到其它動(dòng)態(tài)參數(shù)，必須合理設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)，在以后各節(jié)再進(jìn)行說(shuō)明。BackHomeNext143.2三極管放大電路的基本分析方法6.放大電路的組成原則

（1）組成原則

根據(jù)所用放大管的類型設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)Q

。對(duì)于晶體管應(yīng)使發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，以使晶體管工作于線性放大區(qū)。

必須保證從輸入到輸出信號(hào)的正常流通途徑。輸入信號(hào)能有效地作用于放大電路的輸入回路；輸出信號(hào)能有效地加到負(fù)載上。BackHomeNext153.2三極管放大電路的基本分析方法（2）基本共射放大電路BackHomeNext163.2三極管放大電路的基本分析方法

思考題：為什么耦合電容可以起隔直通交的作用？解答放大電路的簡(jiǎn)化畫法（1）直流通路與交流通路

7.三極管放大電路的分析（a）直流通路：直流電流流經(jīng)的通路，用于靜態(tài)分析。對(duì)于直流通路：電容視為開路；電感視為短路；信號(hào)源視為短路，但保留其內(nèi)阻。（b）交流通路：交流電流流經(jīng)的通路，用于動(dòng)態(tài)分析。對(duì)于交流通路：大容量電容（耦合電容、旁路電容等）視為短路；大容量電感視為開路；直流電源視為短路。HomeNext173.2三極管放大電路的基本分析方法BackHomeNext183.2三極管放大電路的基本分析方法

思考題：

（1）為什么直流通路中“電容視為開路、電感視為短路、信號(hào)源視為短路”？（2）為什么交流通路中“大容量電容視為短路、大容量電感視為開路、直流電源視為短路”？解答B(yǎng)ackHomeNext193.2三極管放大電路的基本分析方法圖3.2.10阻容耦合共射放大電路的直流通路和交流通路

思考題：試分析圖3.2.11所示各電路是否可能不失真地放大交流信號(hào)，簡(jiǎn)述理由。設(shè)所有電容對(duì)交流信號(hào)均可視為短路。解答B(yǎng)ackHomeNext203.2三極管放大電路的基本分析方法（2）圖解分析法

（a）直流分析

圖解分析法，必須已知三極管的輸入、輸出特性曲線。

首先，畫出直流通路，如圖3.2.12所示。BackHomeNext213.2三極管放大電路的基本分析方法

在輸入特性曲線上，作直線VBE=VCC－IBRb，兩線的交點(diǎn)即是Q點(diǎn)，得到IBQ。如圖3.2.13所示。

列輸入回路方程：VBE=VCC－IBRb圖3.2.13輸入回路中的Q點(diǎn)BackHomeNext223.2三極管放大電路的基本分析方法

在輸出特性曲線上，作出直流負(fù)載線VCE=VCC－ICRc，與IBQ曲線的交點(diǎn)即為Q點(diǎn)，從而得到VCEQ

和ICQ。如圖3.2.14所示。圖3.2.14輸出回路中的Q點(diǎn)

列輸出回路方程：VCE=VCC－ICRcBackHomeNext233.2三極管放大電路的基本分析方法（b）交流分析

首先，畫出交流通路，如圖3.2.15所示。BackHomeNext243.2三極管放大電路的基本分析方法

由交流通路得純交流負(fù)載線：vce=-ic

(Rc//RL)=-ic

R’LR'L=RL∥Rc，是交流負(fù)載電阻。

因?yàn)榻涣髫?fù)載線必過(guò)Q點(diǎn)，即VCEQ=-ICQR

L則交流負(fù)載線為:vCE-VCEQ=-(iC-

ICQ)R

L

即iC

-ICQ=(-1/R

L)(vCE–VCEQ)BackHomeNext253.2三極管放大電路的基本分析方法

過(guò)輸出特性曲線上的Q點(diǎn)做一條斜率為-1/R

L

直線，該直線即為交流負(fù)載線。如圖3.2.16所示BackHomeNext263.2三極管放大電路的基本分析方法動(dòng)態(tài)工作情況如圖3.2.17所示。思考題：（1）動(dòng)態(tài)工作時(shí)，iB、iC的實(shí)際電流方向是否改變？vCE的實(shí)際電壓極性是否改變？（2）是否可以從圖3.2.17中求出電壓放大倍數(shù)？圖3.2.17動(dòng)態(tài)工作情況解答B(yǎng)ackHomeNext273.2三極管放大電路的基本分析方法（c）非線性失真分析和最大不失真輸出電壓①波形的失真：如圖3.2.18所示飽和失真截止失真

由于放大電路的工作點(diǎn)達(dá)到了三極管的飽和區(qū)而引起的非線性失真。對(duì)于NPN管，輸出電壓表現(xiàn)為底部失真。

由于放大電路的工作點(diǎn)達(dá)到了三極管的截止區(qū)而引起的非線性失真。對(duì)于NPN管，輸出電壓表現(xiàn)為頂部失真。

注意：對(duì)于PNP管，由于是負(fù)電源供電，失真的表現(xiàn)形式，與NPN管正好相反。BackHomeNext283.2三極管放大電路的基本分析方法

放大電路動(dòng)態(tài)范圍如圖3.2.19所示

放大電路要想獲得大的不失真輸出幅度，要求：

工作點(diǎn)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(fù)載線。

Vom1Vom2圖3.2.19最大不失真輸出電壓Vom=min{Vom1，Vom2}BackHomeNext293.2三極管放大電路的基本分析方法303.2三極管放大電路的基本分析方法（d）圖解法的適用范圍

圖解法的特點(diǎn)是直觀、形象，但要求實(shí)測(cè)晶體管的輸入、輸出曲線，而且用圖解法進(jìn)行定量分析的誤差較大。圖解法適于分析輸出幅值較大、頻率較低的情況。實(shí)際應(yīng)用中，常用于靜態(tài)工作點(diǎn)位置、最大不失真輸出電壓和失真情況分析，另外在大信號(hào)工作時(shí)，往往也采用圖解法。思考題：

在圖3.2.20所示阻容耦合放大電路中：

（1）增大Rc時(shí)，交流負(fù)載線將如何變化？Q點(diǎn)怎樣變化？

（2）增大Rb時(shí)，交流負(fù)載線將如何變化？Q點(diǎn)怎樣變化？

（3）減小VCC時(shí)，交流負(fù)載線將如何變化？Q點(diǎn)怎樣變化？

（4）減小RL時(shí)，交流負(fù)載線將如何變化？Q點(diǎn)怎樣變化？作業(yè)：P87：3-10~3-15解答B(yǎng)ackHomeNext（3）等效電路分析法

（a）直流分析

等效電路分析法，必須已知三極管的

值。

首先，畫出直流通路。BackHomeNext313.2三極管放大電路的基本分析方法VBEQ=VBE(on)，硅管：0.6-0.7V；鍺管：0.2-0.3VBackHomeNext323.2三極管放大電路的基本分析方法IBQ=(VCC-VBEQ)/RbICQ=

IBQVCEQ=VCC-ICQRc（b）交流分析①

晶體管的小信號(hào)模型

建立小信號(hào)模型的意義：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(hào)模型，就是將非線性器件做線性化處理，從而簡(jiǎn)化放大電路的分析和設(shè)計(jì)。

建立小信號(hào)模型的思路：當(dāng)放大電路的輸入信號(hào)電壓足夠小時(shí)，晶體管工作于線性區(qū)，就可以把三極管小范圍內(nèi)的特性曲線近似地用直線來(lái)代替，從而可以把三極管這個(gè)非線性器件所組成的電路當(dāng)作線性電路來(lái)處理。BackHomeNext333.2三極管放大電路的基本分析方法②

晶體管共射h參數(shù)的引出

對(duì)于BJT雙口網(wǎng)絡(luò)，可以根據(jù)輸入輸出特性曲線得到：在小信號(hào)情況下，對(duì)上兩式取全微分得vBEvCEiBcebiC圖3.2.22BJT雙口網(wǎng)絡(luò)BackHomeNext343.2三極管放大電路的基本分析方法用小信號(hào)交流分量表示：輸出端交流短路時(shí)的輸入電阻；四個(gè)參數(shù)量綱各不相同，故稱為混合參數(shù)（H參數(shù)）。輸出端交流短路時(shí)的正向電流傳輸比或電流放大系數(shù)；輸入端交流開路時(shí)的反向電壓傳輸比；輸入端交流開路時(shí)的輸出電導(dǎo)。BackHomeNext353.2三極管放大電路的基本分析方法據(jù)此可得小信號(hào)模型（如圖3.2.23所示）圖3.2.23BJT的H參數(shù)模型hrehiehoehfe

h參數(shù)都是小信號(hào)參數(shù)，即微變參數(shù)或交流參數(shù)。

h參數(shù)與工作點(diǎn)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(duì)交流信號(hào)的分析。BackHomeNext363.2三極管放大電路的基本分析方法③

H參數(shù)簡(jiǎn)化模型

一般采用習(xí)慣符號(hào)，即rbe=hie

=hfe；

hre很小，一般為10-310-4；

ib

是受控源

，且為電流控制電流源(CCCS)。

電流方向與ib的方向是關(guān)聯(lián)的。

圖3.2.24BJT的H參數(shù)簡(jiǎn)化模型rbe

于是得到簡(jiǎn)化電路（如圖3.2.24所示）

rce=1/hoe很大，約為100k。故一般可忽略它們的影響；BackHomeNext373.2三極管放大電路的基本分析方法④

rbe的近似計(jì)算

rbe

與Q點(diǎn)有關(guān)，可用圖示儀測(cè)出。對(duì)于低頻小功率管rbb’≈200

則

而

(T=300K)

一般也用公式估算:rbe=rbb’+(1+

)rb’eBackHomeNext383.2三極管放大電路的基本分析方法⑤

微變等效電路法進(jìn)行共射放大電路的動(dòng)態(tài)分析

首先，畫出交流通路，如圖3.2.25所示。BackHomeNext393.2三極管放大電路的基本分析方法

畫出放大電路的微變等效電路如圖3.2.26所示。RbRcRLRs圖3.2.26微變等效電路RiRoBackHomeNext403.2三極管放大電路的基本分析方法

解：（1）（2）例3.2.1

放大電路如圖所示。試求:(1)Q點(diǎn)；(2)、、。已知

=50。BackHomeNext413.2三極管放大電路的基本分析方法小結(jié)本講主要介紹了以下基本內(nèi)容：三極管基礎(chǔ)知識(shí)三極管的結(jié)構(gòu)和類型三極管的電流放大作用和電流分配關(guān)系三極管具有放大作用的內(nèi)部條件和外部條件三極管的特性及參數(shù)三極管放大電路的分析方法三極管放大電路的組成及工作原理、性能指標(biāo)靜態(tài)分析：求解靜態(tài)工作點(diǎn)Q，可以用圖解法和估算法求解，在直流通路上進(jìn)行。動(dòng)態(tài)分析：求解放大電路的動(dòng)態(tài)參數(shù)和進(jìn)行波形分析。通常利用H參數(shù)等效模型計(jì)算放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻；用圖解法求解最大不失真輸出電壓和進(jìn)行失真分析,在交流通路上進(jìn)行。BackHome423.2三極管放大電路的基本分析方法作業(yè)：P89-90：3-16，3-171.靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的必要性

3.3放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定1（1）必要性靜態(tài)工作點(diǎn)決定放大電路是否產(chǎn)生失真；靜態(tài)工作點(diǎn)影響電壓放大倍數(shù)、輸入電阻等動(dòng)態(tài)參數(shù)；靜態(tài)工作點(diǎn)的不穩(wěn)定，將導(dǎo)致動(dòng)態(tài)參數(shù)不穩(wěn)定，甚至使放大電路無(wú)法正常工作。（2）影響靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的因素電源電壓波動(dòng)、元件老化、環(huán)境溫度變化等，都會(huì)引起晶體管和電路元件參數(shù)的變化，造成靜態(tài)工作點(diǎn)的不穩(wěn)定。其中，溫度對(duì)晶體管參數(shù)的影響是最為主要的。HomeNext2（3）溫度對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響（如圖3.3.1所示）(a)溫度變化對(duì)ICBO的影響(b)溫度變化對(duì)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(c)溫度變化對(duì)

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總之：

ICBO

ICEO

T

VBE

IB

IC

BackHomeNext3.3放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定32.典型的靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定電路

（1）電路組成BackHomeNext3.3放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定4（2）Q點(diǎn)穩(wěn)定原理目標(biāo)：溫度變化時(shí)，使IC維持恒定。

如果溫度變化時(shí)，b點(diǎn)電位能基本不變，則可實(shí)現(xiàn)靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定。b點(diǎn)電位基本不變的條件：IB1>>IB，VB>>VBE，則T

IC

IE

IC

VE

、VB不變

VBE

IB

（反饋控制）（一般取IB1=(5~10)IB，VB=3V~5V

）BackHomeNext3.3放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定5（3）Q點(diǎn)的估算BackHomeNext3.3放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定6（4）動(dòng)態(tài)參數(shù)的估算圖3.3.4微變等效電路作業(yè)：P90：3-19,3-20,3-21BackHomeNext3.3放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定小結(jié)本講主要介紹了靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定問題：靜態(tài)工作點(diǎn)不僅決定了波形是否失真，還影響動(dòng)態(tài)參數(shù)的穩(wěn)定性。影響靜態(tài)工作點(diǎn)最主要的因素是溫度。溫度變化對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響集中表現(xiàn)在Ic的變化上，采用射極偏置電路，利用直流負(fù)反饋可以穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。射極偏置放大電路的靜態(tài)分析和動(dòng)態(tài)分析在方法上與固定偏置放大電路沒本質(zhì)的區(qū)別，但在計(jì)算的具體過(guò)程是不同的，不僅如此，當(dāng)電路的形式稍作變化，各放大電路的計(jì)算過(guò)程都有區(qū)別，所以不能死記公式，生搬硬套。7BackHome3.3放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定1.共集電極放大電路

3.4共集電極和共基極放大電路1（1）電路組成HomeNext（2）靜態(tài)分析VBEQ=VBE(on)

硅管：0.6-0.7V

鍺管：0.2-0.3V2（3）動(dòng)態(tài)分析BackHomeNext3.4共集電極和共基極放大電路共集電極電路特點(diǎn)：

電壓增益小于1但接近于1，

輸入電阻大，對(duì)電壓信號(hào)源衰減小

輸出電阻小，帶載能力強(qiáng)3BackHomeNext3.4共集電極和共基極放大電路2.共基極放大電路

4（1）電路組成BackHomeNext3.4共集電極和共基極放大電路（2）靜態(tài)分析5（3）動(dòng)態(tài)分析BackHomeNext3.4共集電極和共基極放大電路共基極放大電路電路特點(diǎn)：

只能放大電壓，不能放大電流，

輸入電阻小

頻率特性好6BackHomeNext3.4共集電極和共基極放大電路作業(yè)：P91：3-22，3-23，3-243.復(fù)合管放大電路

7（1）復(fù)合管的組成及其電流放大系數(shù)組成原則：各管工作于放大區(qū)，且各極電流有合適的通路；第一只管子的射極（或集電極）接第二只管子的基極。HomeNext3.4共集電極和共基極放大電路8（2）復(fù)合管共射放大電路BackHomeNext3.4共集電極和共基極放大電路9復(fù)合管共射放大電路特點(diǎn)：電壓放大倍數(shù)基本不變；電流放大倍數(shù)增加，減小了對(duì)信號(hào)源驅(qū)動(dòng)電流的要求；輸入電阻增加。BackHomeNext3.4共集電極和共基極放大電路（3）復(fù)合管共集放大電路BackHomeNext3.4共集電極和共基極放大電路10

復(fù)合管共集放大電路特點(diǎn)：電壓跟隨特點(diǎn)不變；電流放大倍數(shù)增加；輸入電阻顯著增加，輸出電阻顯著減小。BackHomeNext3.4共集電極和共基極放大電路11小結(jié)共發(fā)射極放大電路既能放大電壓，也能放大電流，輸入電阻居中，輸出電阻較大，頻帶較窄。常作低頻電壓放大。共集電極放大電路只能放大電流，不能放大電壓。輸入電阻最大、輸出電阻最小，具有電壓跟隨的特點(diǎn)常用于多級(jí)放大的輸入級(jí)和輸出級(jí)，有時(shí)還用作中間隔離級(jí)（緩沖級(jí)），起阻抗變換的作用。共基極放大電路只能放大電壓，不能放大電流。輸入電阻最小，頻率特性最好。復(fù)合管的組成原則和電流放大系數(shù)。復(fù)合管放大電路的分析方法。3.4共集電極和共基極放大電路12BackHomeNextHome1.直接耦合

Next1

級(jí)間耦合：多級(jí)放大電路的每一個(gè)基本放大電路稱為一級(jí)；級(jí)與級(jí)之間的連接稱之為耦合。多級(jí)放大電路有四種基本耦合方式：直接耦合、阻容耦合、變壓器耦合和光電耦合。

將前一級(jí)的輸出用導(dǎo)線直接連接到后一級(jí)的輸入端的耦合方式，稱之為直接耦合。一、直接耦合放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置

例3.5.1

計(jì)算圖示直接耦合放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)，并在輸出特性曲線上標(biāo)出該靜態(tài)工作點(diǎn)，進(jìn)行動(dòng)態(tài)范圍和失真的定性分析。計(jì)算放大電路的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻。3.5多級(jí)放大電路Back

已知：Rs=1.5k

，Rb1=20k

，Rc1=2.2k

，Rc2=720

，Vcc=12V，1=2=50，T1、T2均為硅管。HomeNext23.5多級(jí)放大電路

從計(jì)算的過(guò)程可以看出，直接耦合放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)是相互影響的；從圖中可以看出，T1的靜態(tài)工作點(diǎn)靠近飽和區(qū)，容易產(chǎn)生飽和失真。BackHomeNext33.5多級(jí)放大電路BackHomeNext43.5多級(jí)放大電路直接耦合放大電路的改進(jìn)形式：

問題：Re2的接入將大大降低第二級(jí)的電壓放大倍數(shù)，從而影響整個(gè)放大電路的放大能力。

問題：DZ的接入將逐級(jí)抬高集電極的靜態(tài)電位，使之接近于電源電壓，引起后級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)不合適。BackHomeNext53.5多級(jí)放大電路二、直接耦合放大電路的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：具有良好的低頻特性，可以放大緩慢變化的信號(hào)；無(wú)大電容和電感，容易集成。

缺點(diǎn)：靜態(tài)工作點(diǎn)相互影響，分析、計(jì)算、設(shè)計(jì)較復(fù)雜；存在零點(diǎn)漂移。2.阻容耦合

將前一級(jí)的輸出用電容連接到后一級(jí)的輸入端的耦合方式，稱之為阻容耦合。

例3.5.2圖示阻容耦合放大電路，推導(dǎo)靜態(tài)工作點(diǎn)、電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻的表達(dá)式。BackHomeNext63.5多級(jí)放大電路

提示：（1）在直流通路上求解靜態(tài)工作點(diǎn)，此時(shí)電容相當(dāng)于開路；（2）在微變等效電路上求解交流參數(shù)，此時(shí)電容和直流電源均相當(dāng)于短路。

阻容耦合放大電路的直流通路是相互獨(dú)立的，電路的分析、計(jì)算和調(diào)試比較容易，是分立元件放大電路的主要耦合方式。其缺點(diǎn)是低頻特性差，不能放大緩慢變化的信號(hào)；由于耦合電容容量較大，所以不便于集成化。BackHomeNext73.5多級(jí)放大電路

提示：（1）在直流通路上求解靜態(tài)工作點(diǎn)，此時(shí)電容相當(dāng)于開路，電感相當(dāng)于短路；（2）在微變等效電路上求解交流參數(shù)，此時(shí)電容和直流電源均相當(dāng)于短路，變壓器相當(dāng)于阻抗變換器。3.變壓器耦合

將前一級(jí)的輸出通過(guò)變壓器連接到后一級(jí)的輸入端（或負(fù)載上）的耦合方式，稱之為變壓器耦合。

例3.5.3對(duì)圖示放大電路進(jìn)行靜態(tài)和動(dòng)態(tài)分析。BackHomeNext83.5多級(jí)放大電路

變壓器耦合放大電路的直流通路也是相互獨(dú)立的，電路的分析、計(jì)算和調(diào)試比較容易；可以實(shí)現(xiàn)阻抗變換，在分立元件功率放大電路中應(yīng)用廣泛。其缺點(diǎn)是低頻特性差，不能放大緩慢變化的信號(hào)；體積大，而且非常笨重，不能集成化。4.光電耦合

光電耦合：以光信號(hào)為媒質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)電信號(hào)的耦合與傳遞。BackHomeNext93.5多級(jí)放大電路輸出特性：傳輸比：

光電耦合放大電路的最大優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)輸入回路和輸出回路的電氣隔離，從而可有效地抑制電干擾。但其放大能力較差，可用集成光電耦合放大器解決。BackHomeNext3.5多級(jí)放大電路10小結(jié)

本講主要介紹以下內(nèi)容：放大電路的耦合方式及各自的特點(diǎn)；不同耦合方式放大電路的分析計(jì)算方法。作業(yè)：P92:3-28,3-30BackHome3.5多級(jí)放大電路11Home1.研究放大電路頻率響應(yīng)的必要性

Next3.6放大電路的頻率響應(yīng)1

在放大電路中，當(dāng)輸入信號(hào)頻率過(guò)高或過(guò)低時(shí)，其放大倍數(shù)的值會(huì)減小，并產(chǎn)生相移（超前或滯后）。說(shuō)明放大倍數(shù)是信號(hào)頻率的函數(shù)，這種函數(shù)關(guān)系稱之為頻率響應(yīng)或頻率特性。

產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因：放大電路中存在電抗元件（電容、電感等）及晶體管存在極間電容。

在前面討論的放大電路中，我們忽略了電路中的電抗元件及晶體管極間電容的影響，認(rèn)為在輸入信號(hào)的頻率范圍內(nèi)，其放大倍數(shù)的幅度和相位均保持不變，此頻率范圍稱之為中頻段。2.頻率響應(yīng)的基本概念

2（1）高通電路BackHomeNext3.6放大電路的頻率響應(yīng)3

高通電路的幅頻特性曲線BackHomeNext

高通電路的相頻特性曲線

采用對(duì)數(shù)坐標(biāo)繪制的頻率特性曲線，稱之為波特圖。

fL稱之為下限截止頻率（下限頻率）。3.6放大電路的頻率響應(yīng)4（2）低通電路BackHomeNext3.6放大電路的頻率響應(yīng)5

低通電路的幅頻特性曲線

低通電路的相頻特性曲線

fH稱之為上限截止頻率（上限頻率）。3.6放大電路的頻率響應(yīng)BackHomeNext1.晶體管的高頻混合模型（1）完整的混合模型

rbb'---基區(qū)的體電阻，b'是假想的基區(qū)內(nèi)的一個(gè)點(diǎn)。rb’e---發(fā)射結(jié)電阻rb’e’與發(fā)射區(qū)體電阻re折算到基極回路的電阻。---發(fā)射結(jié)電容---集電結(jié)電阻---集電結(jié)電容互導(dǎo)63.6放大電路的頻率響應(yīng)BackHomeNextrce---c-e間的動(dòng)態(tài)電阻。HomeNext（2）簡(jiǎn)化的混合模型Back解答73.6放大電路的頻率響應(yīng)HomeNext（3）混合模型的單向化Back83.6放大電路的頻率響應(yīng)2.晶體管電流放大系數(shù)

的頻率響應(yīng)（低通特性）HomeNextBack共射截止頻率93.6放大電路的頻率響應(yīng)幅頻特性相頻特性HomeNextBack共基截止頻率特征頻率3.6放大電路的頻率響應(yīng)10BackHomeNext（1）中頻特性1.單管共射放大電路的頻率響應(yīng)3.6放大電路的頻率響應(yīng)12（2）低頻特性(a)僅考慮C1的影響HomeNextBack3.6放大電路的頻率響應(yīng)13(