電工電子技術(shù)應(yīng)用 課件 項目五晶體管放大電路分析與應(yīng)用

電工電子技術(shù)應(yīng)用項目六

晶體管放大電路分析與應(yīng)用學(xué)習(xí)任務(wù)一識別與檢測晶體管一、晶體管的結(jié)構(gòu)及電路符號學(xué)習(xí)任務(wù)一識別與檢測晶體管幾種常見三極管外形圖一、晶體管的結(jié)構(gòu)及電路符號學(xué)習(xí)任務(wù)一識別與檢測晶體管二、晶體管的分類（1）按材料分：硅管、鍺管（2）按結(jié)構(gòu)分：

NPN、PNP（3）按使用頻率分：低頻管、高頻管（4）按功率分：小功率管、中功率管、大功率管（5）按工作狀態(tài)分：放大管和開關(guān)管學(xué)習(xí)任務(wù)一識別與檢測晶體管1.三極管實現(xiàn)電流放大作用的條件發(fā)射區(qū)摻雜濃度很高基區(qū)很薄且摻雜濃度很低集電結(jié)面積大內(nèi)部條件外部條件集電結(jié)反偏發(fā)射結(jié)正偏三、晶體管各極間的電流分配與放大原理學(xué)習(xí)任務(wù)一識別與檢測晶體管2.三極管內(nèi)部載流子的運動過程（1）發(fā)射結(jié)加正向電壓，擴(kuò)散運動形成發(fā)射極電流IE（2）擴(kuò)散到基區(qū)的自由電子與空穴的復(fù)合運動形成基極電流IB（3）集電結(jié)反向偏置,擴(kuò)散到集電結(jié)附近的電子收集到集電區(qū),形成IC三、晶體管各極間的電流分配與放大原理學(xué)習(xí)任務(wù)一識別與檢測晶體管3.三極管電流分配關(guān)系與放大作用（1）三極管電流放大，三個電極之間的電位關(guān)系NPN：PNP：（2）電流關(guān)系1）2）直流放大能力3）交流流放大系數(shù)三、晶體管各極間的電流分配與放大原理學(xué)習(xí)任務(wù)一識別與檢測晶體管1.輸入特性曲線1)當(dāng)時，相當(dāng)于發(fā)射結(jié)的正向伏安特性曲線。2)當(dāng)UCE增大時，曲線將右移。當(dāng)時，各曲線幾乎重合。3)硅管導(dǎo)通壓降一般取0.7V，鍺管取0.3V。四、

晶體管的伏安特性學(xué)習(xí)任務(wù)一識別與檢測晶體管2.輸出特性曲線1）截止區(qū)：集電結(jié)、發(fā)射結(jié)均反偏I(xiàn)B=0IC=ICEO2）放大區(qū)：集電結(jié)反偏、發(fā)射結(jié)正偏I(xiàn)C=

IB3）飽和區(qū)：集電結(jié)、發(fā)射結(jié)均正偏UCE0.3V四、

晶體管的伏安特性學(xué)習(xí)任務(wù)一識別與檢測晶體管（1）共射電流放大系數(shù)發(fā)射極是輸入輸出的公共點，稱為共射接法直流電流放大倍數(shù)交流電流放大倍數(shù)（2）反向飽和電流1）集-基極反向飽和電流ICBO一般ICBO很小，越小，管子質(zhì)量越好2）集-射極反向穿透電流ICEOICEO=（1+）ICBO

ICEO受溫度影響很大，當(dāng)溫度上升時，ICEO增加很快五、晶體管的主要參數(shù)學(xué)習(xí)任務(wù)一識別與檢測晶體管（3）極限參數(shù)極限參數(shù)是指為使晶體管安全工作對它的電壓、電流和功率損耗的限制1）集電極最大允許電流ICMiCICMU(BR)CEOuCEPCMOICEO安全工作區(qū)2）集電極最大允許功率損耗PCM3）集-射間反向擊穿電壓

U(BR)CEO為保證三極管正常工作，必須滿足五、晶體管的主要參數(shù)學(xué)習(xí)任務(wù)一識別與檢測晶體管學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測試共發(fā)射極放大電路三極管放大電路有三種形式共射極放大電路共基極放大電路共集電極放大電路放大電路中電壓電流符號規(guī)定學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測試共發(fā)射極放大電路一、電路組成及各元件的作用1.電路組成原則（1）直流電源：電源極性應(yīng)該與三極管類型配合，保證晶體管工作在放大區(qū)：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。（2）適當(dāng)電阻：保證三極管有適宜的直流電流，為合理設(shè)置靜態(tài)工作點提供條件（3）正確連接：放大電路輸入端與信號源及輸出端與負(fù)載連接正確，保證交流信號進(jìn)得來出的去。學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測試共發(fā)射極放大電路2.各元件作用（3）集電極電源EC：為電路提供能量，并保證集電結(jié)反偏。（1）晶體管T:放大元件（2）基極電源EB與基極電阻RB:使發(fā)射結(jié)處于正偏，并提供大小適當(dāng)?shù)幕鶚O電流（4）集電極電阻RC：將變化的電流轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓碾妷?。?）耦合電容C1、C2：隔離輸入、輸出與放大電路直流的聯(lián)系。一、電路組成及各元件的作用學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測試共發(fā)射極放大電路微變等效電路法放大電路分析方法解析法圖解法圖解法靜態(tài)分析動態(tài)分析2.直流通路和交流通路（1）放大電路中各點的電壓或電流都是在靜態(tài)直流上附加了小的交流信號,既有直流成分，又有交流成分，形成交直流共存現(xiàn)象。（2）電容對交、直流的作用不同，如果電容容量足夠大，可以認(rèn)為它對交流不起作用，即對交流短路，而對直流可以看成開路，交直流信號可以分開分析計算。二、放大電路分析方法學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測試共發(fā)射極放大電路RB+UCRC直流通路：只考慮直流信號的分電路。→用于靜態(tài)分析：靜態(tài)工作點（Q點）交流通路：只考慮交流信號的分電路?！糜趧討B(tài)分析：Au；Ri；RouoRBRCRLui二、放大電路分析方法學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測試共發(fā)射極放大電路RB+UCRC1.靜態(tài)分析：靜態(tài)：當(dāng)放大電路無信號輸入（ui

=0）時的工作狀態(tài)。靜態(tài)分析：確定放大電路的靜態(tài)值靜態(tài)工作點Q：IB、IC、UCE

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)使放大電路工作在較佳的工作狀態(tài)，靜態(tài)是動態(tài)的基礎(chǔ)。二、放大電路分析方法學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測試共發(fā)射極放大電路1.靜態(tài)分析——解析法RB+UCRCICIBUCE+–（1）根據(jù)直流通路估算IBQ（2）根據(jù)直流通路估算UCEQ、IBQ二、放大電路分析方法學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測試共發(fā)射極放大電路1.靜態(tài)分析：例題：基本放大電路中，已知，試求放大電路的靜態(tài)工作點。RB+UCRCICIBUCE+–解：根據(jù)圖示直流通路圖可得出二、放大電路分析方法學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測試共發(fā)射極放大電路1.靜態(tài)分析——圖解法（1）先求出IB（2）作直流負(fù)載線（3）IB

所對應(yīng)的輸出特性曲線與直流負(fù)載線的交點即為所求靜態(tài)工作點Q（，）二、放大電路分析方法學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測試共發(fā)射極放大電路2.動態(tài)分析動態(tài)：放大電路有信號輸入（ui

0）時的工作狀態(tài)。所用電路：放大電路的交流通路。動態(tài)分析:計算電壓放大倍數(shù)Au、輸入電阻ri、輸出電阻ro目的：找出Au、ri、ro與電路參數(shù)的關(guān)系。電壓放大倍數(shù)：輸入電阻：輸出電阻：uoRBRCRLui二、放大電路分析方法學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測試共發(fā)射極放大電路2.動態(tài)分析——微變等效電路法微變等效電路：把非線性元件晶體管所組成的放大電路等效為一個線性電路（1）晶體管的微變等效電路晶體管線性化的條件：

在小信號情況下工作晶體管微變等效電路二、放大電路分析方法學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測試共發(fā)射極放大電路2.動態(tài)分析——微變等效電路法（1）放大電路的微變等效電路將交流通道中的三極管用微變等效電路代替，即可得放大電路的微變等效電路。(負(fù)號表示輸出電壓的相位與輸入相反)1)電壓放大倍數(shù)二、放大電路分析方法學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測試共發(fā)射極放大電路2.動態(tài)分析——微變等效電路法2)輸入電阻是指從放大電路的輸入端看進(jìn)去的交流電阻，相當(dāng)于信號源的負(fù)載電阻。3)輸出電阻是指從放大電路的輸出端看進(jìn)去的交流電阻值。二、放大電路分析方法學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測試共發(fā)射極放大電路2.動態(tài)分析——微變等效電路法例題：基本放大電路中，已知，試求,

,。解：根據(jù)微變等效電路可得出二、放大電路分析方法學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測試共發(fā)射極放大電路1.非線性失真（1）信號失真：是指輸出信號的波形不同于輸入信號的波形。放大電路的一個基本要求，就是uo盡可能不失真。（2）產(chǎn)生失真的原因：a)靜態(tài)工作點不合適b)信號太大使放大電路工作范圍不在線性范圍，又稱為非線性失真(3)失真的類型：a)截止失真：Q點太低，ui負(fù)半周進(jìn)入截止區(qū)，u0正半周被削平。b)飽和失真：Q點太高，ui正半周進(jìn)入截止區(qū)，u0負(fù)半周被削平.三、改進(jìn)放大電路——穩(wěn)定靜態(tài)工作點學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測試共發(fā)射極放大電路a)截止失真uiuotiB/

AiB/

AuBE/VtuBE/VUBEOOOQQuCE/VtiC/mAuCE/VOOUCE解決辦法：減小RB，使IB增大三、改進(jìn)放大電路——穩(wěn)定靜態(tài)工作點學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測試共發(fā)射極放大電路b)飽和失真Q2uoUCEQuCE/VttiC/mAICiC/mAuCE/VOOOQ1解決辦法：增大RB，使IB減小三、改進(jìn)放大電路——穩(wěn)定靜態(tài)工作點學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測試共發(fā)射極放大電路2.常用的靜態(tài)工作點穩(wěn)定電路——分壓式偏置電路1）穩(wěn)定Q點的原理RB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB++++UCCuiuo++––ICRSeS+–電路參數(shù)設(shè)定滿足以下兩個條件a)若則基極電位基本恒定，不隨溫度變化b)若則集電極電流基本恒定，不隨溫度變化。三、改進(jìn)放大電路——穩(wěn)定靜態(tài)工作點學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測試共發(fā)射極放大電路2.常用的靜態(tài)工作點穩(wěn)定電路——分壓式偏置電路2）靜態(tài)分析RB1RCRB2REI1I2IB+UCCIC(a)畫直流通路如圖所示(b)求IB、IC、UCE:三、改進(jìn)放大電路——穩(wěn)定靜態(tài)工作點學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測試共發(fā)射極放大電路2.常用的靜態(tài)工作點穩(wěn)定電路——分壓式偏置電路3）動態(tài)分析(a)畫微變等效電路(b)求Au，ri，ro思考：如果去掉CE，Au，ri，ro

?三、改進(jìn)放大電路——穩(wěn)定靜態(tài)工作點學(xué)習(xí)任務(wù)二分析與測試共發(fā)射極放大電路學(xué)習(xí)任務(wù)三分析與測試共集電極放大電路射極輸出器從發(fā)射極輸出(共集電極電路)RB+UCCC1C2RERLui+–uo+–++es+–RS一、靜態(tài)分析+UCCRBRE+–UCE+–UBEIEIBIC學(xué)習(xí)任務(wù)三分析與測試共集電極放大電路(1)畫微變等效電路rbeRBRLEBC+-+-+-RSRE(2)求Au、ri、r0電路特點：1.Au

1且輸入輸出同相，輸出電壓跟隨輸入電壓，故稱電壓跟隨器；2.輸入電阻高；輸出電阻很小，帶負(fù)載能力強(qiáng)。二、動態(tài)分析學(xué)習(xí)任務(wù)三分析與測試共集電極放大電路拓展知識——多級放大電路

放大器輸入信號一般很微弱，因此常采用多級放大，這樣才可在輸出端獲得必要的電壓幅度或足夠的功率，以推動負(fù)載工作。第二級

輸入級

輸出級輸入輸出信號源與放大電路之間、兩級放大電路之間、放大器與負(fù)載之間的連接方式。直接耦合、阻容耦合和變壓器耦合。減少壓降損失靜態(tài)：保證各級有合適的Q點動態(tài):傳送信號波形不失真耦合方式：常用的耦合方式：對耦合電路的要求學(xué)習(xí)任務(wù)三分析與測試共集電極放大電路多級放大電路的電路分析（以兩級阻容耦合電路為例）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。2.動態(tài)分析：（1）多級電壓放大倍數(shù)為各級電壓放大倍數(shù)之積（2）多級放大器的輸入電阻等于第一級的輸入電阻（3）輸出電阻等于最后一級的輸出電阻拓展知識——多級放大電路學(xué)習(xí)任務(wù)四認(rèn)識負(fù)反饋放大電路學(xué)習(xí)任務(wù)四認(rèn)識負(fù)反饋放大電路一、反饋的概念反饋：將輸出信號進(jìn)行檢測，以某種形式反饋到放大器的輸入端，與輸入信號相比較，對放大器的輸入信號進(jìn)行調(diào)整，達(dá)到減小輸出誤差，改善放大器性能的要求。輸出信號輸入信號反饋信號凈輸入信號反饋電路F–基本放大電路A+任務(wù)二基本放大電路分析與應(yīng)用1.正反饋與負(fù)反饋比較環(huán)節(jié)反饋放大電路的三個環(huán)節(jié)：基本放大電路反饋電路比較環(huán)節(jié)若Xd>Xi，則為正反饋Xd<Xi，則為負(fù)反饋正負(fù)反饋判斷方法—瞬時極性法（1）先假設(shè)輸入信號某一瞬時極性，一般設(shè)為“”（2）按電路中信號的傳遞方向，依次標(biāo)出有關(guān)各點在同一瞬間的極性，確定輸出信號和反饋信號的極性。（3）