3第15章基本放大電路.ppt

1、1,第14章 二極管和晶體管,14.1 半導體的導電特性,14.2 PN結及其單向導電性,14.3 二極管,14.5 晶體管,14.4 穩(wěn)壓二極管,14.6 光電器件,2,1. 輸入特性曲線,IB,UBE,0,UCE 1V,25C,75C,RB,UBB, 晶體管的特性曲線,要 點 回 顧,3,UCE /V,IB =40A,IB =60A,0,IC /mA,2. 輸出特性曲線,IB = 0,飽和區(qū),放 大 區(qū),截止區(qū),IB =20A,4,對于NPN型三極管應滿足: UBE 0、 UBC VB VE 且IC= IB 晶體管相當于通路,工作在放大狀態(tài)的特征:,晶體管的工作狀態(tài),發(fā)射結正向偏置；,集電

2、結反向偏置。,1. 放大狀態(tài),條件,共發(fā)射極接法放大電路,5,2. 飽和狀態(tài), IB增加時，IC基本不變， 且IC UCC / RC, UCE 0, 晶體管C、E之間相當于短路,即UCE UBE,共發(fā)射極接法放大電路,條 件,特 征,（1）發(fā)射結正向偏置；,（2）集電結正向偏置。,RB,UBB,UCC,RC,IC,UCE 0,C,E,B,IB,UBE,6,3. 截止狀態(tài),即UBE 0, IB=0、 IC 0, UCE UCC, 晶體管C、E之間相當于開路,共發(fā)射極接法放大電路,條 件,特 征,（1）發(fā)射結反向偏置；,（2）集電結反向偏置。,RB,UBB,7,四、 三極管的主要參數(shù),1.電流放大

3、系數(shù), 直流電流放大系數(shù), 交流電流放大系數(shù),2.穿透電流 ICEO,3.集電極最大允許電流 ICM,4.集-射反向擊穿電壓 U (BR)CEO,5.集電極最大允許耗散功率 PCM,極 限 參 數(shù),使用時不 允許超過,由少數(shù)載流子形成，其值受溫度影響很大，因此越小越好。,基極開路，集、射極之間最大允許電壓。 溫度增加時其值減小。,= UCE IC,8,10mA,20V,20mA,IC / mA,UCE /V,0,IB = 0 A,20A,40 A,60 A,80 A,由三極管的極限參數(shù)確定安全工作區(qū),ICM,ICEO,晶體管正常工作時：,P443 附錄C 三,3DG100,P30 14.5.2

4、,10V,100mW,9,UCE /V,IB =40A,60A,0,IC,20A,6,1.5,2.3,mA,在輸出特性上求, , ,設UCE =6V,10,發(fā)光二極管,正向工作電壓在2V左右; 正向電流在10mA左右。,14.6 光電器件,11,自動關燈電路（P30 14.5.5),聲光報警電路（P31 14.5.6),12,第15章 基本放大電路,15.1 共發(fā)射極放大電路的組成,15.2放大電路的靜態(tài)分析,15.3放大電路的動態(tài)分析,15.5 放大電路的頻率特性,15.4 靜態(tài)工作點的穩(wěn)定,15.6 射極輸出器,15.7 差分放大電路,15.8 功率放大電路,13,一、基本交流放大電路的組

5、成,共發(fā)射極接法放大電路,省去一個直流電源,15.1 共發(fā)射極放大電路的組成,14,+UCC,RB,RC,T,共發(fā)射極接法基本交流放大電路,+,+,信號源,C1 隔斷放大電路與信號源之間的直流通路； C2 隔斷放大電路與負載之間的直流通路。 同時又起到耦合交流的作用，其電容值應足夠大。即對交流信號可視為短路。,15,16,大寫字母、大寫下標，表示直流量。,+UCC,RB,RC,C1,C2,T,二、信號的放大過程,ui,+,iB,uBE,iC,uCE,uCE,+,iE,uBE= UBE+ ui,iB= IB+ ib,iC = IC + ic,uCE= UCC RCiC=UCC RC (IC+ic

6、) =UCE RC ic,uo= - RCic,+,+,P35 表15.2.1,小寫字母、小寫下標，表示交流量(瞬時值)。,小寫字母、大寫下標，表示總量,iC,17,放大電路分析,靜態(tài)分析,動態(tài)分析,18,靜態(tài)分析: 根據(jù)電路參數(shù)和三極管的特性確定靜態(tài)值（直流值）UBE、IB、 IC 和UCE。,放大電路沒有輸入信號時的工作狀態(tài)稱為靜態(tài)。,15.2放大電路的靜態(tài)分析,ui=0,19,1.估算法,僅通過計算得到IB、 IC 、UCE,一、靜態(tài)工作點的確定(由直流通路),硅管的UBE 約為 0.6V,鍺管的UBE約為 0.2V,20,例：在基本交流放大電路中，已知 UCC = 6V, RC =2k

7、，RB =180k，試求靜態(tài)工作點。,解： 先估算 IB,UCE = UCC - IC RC=6 2 1.5=3V,21,UCE = UCC - RC IC,0,一、靜態(tài)工作點的確定,2.圖解法,直線上的兩點:,N點 : IC = UCC / RC, UCE =0,M點 : IC = 0 , UCE = UCC,M,22,輸出特性應滿足方程 UCE = UCC - IC RC,0,IB = 0 A,20A,40 A,60 A,80 A,IC,IC / mA,UCE /V,P85 15.2.1,直流負載線,（UCE 、 IC）,圖解法步驟：,2.圖解法,23,0,IB = 4 0 A,60,80

8、,1,2,3,Q,2,4,6,8,10,12,0,M,IC / mA,UCE /V,UCC,二、電路參數(shù)對靜態(tài)工作點的影響,1.UCC和RC不變, RB增大，IB ?,24,0,IB = 4 0 A,20,60,80,1,2,3,1.5,2,4,6,8,10,12,0,M,Q,Q,IC / mA,UCE /V,UCC,2. UCC和RB不變, RC增大，則 IC ? UCE ?,IC 不變， UCE減小.,25,0,20,60,80,1,2,3,UCC,2,4,6,8,10,12,0,M,Q,M,IB = 4 0 A,IC / mA,UCE /V,3. RC和RB不變, UCC減小， IB ?

9、 IC ? UCE ?,IB減小， IC減小, UCE減小.,26,放大電路分析,靜態(tài)分析,動態(tài)分析,27,放大電路有輸入信號時的工作狀態(tài)稱為動態(tài)。,晶體管在小信號(微變量)情況下工作時,可以在靜態(tài)工作點附近的小范圍內用直線段近似地代替三極管的特性曲線。,一、放大電路的微變等效電路,1 .晶體管的微變等效電路,動態(tài)分析是 在靜態(tài)值確定后,分析信號的傳輸情況。加入輸入信號后，三極管的各個電壓和電流都含有直流分量和交流分量。,即：將非線性元件（晶體管）線性化。,15.3放大電路的動態(tài)分析,28,一般為幾百幾千,rbe稱為晶體管的輸入電阻,當晶體管工作在輸入特性曲線的線性部分（放大區(qū)）時:,1 .晶

10、體管的微變等效電路,I的單位為mA,rbe單位為 。,動態(tài)電阻,rbe估算式為：,與RB相比，誰阻值大？,29,由輸出特性可得:, IC = IB,iC = ib,由輸入特性可得:,晶體管的微變等效電路,當晶體管工作放大區(qū)時:,30,在輸出特性上求 rce,三極管的輸出特性比較平直， rce阻值很大，約為（幾十幾百）k。,輸出特性曲線不完全與橫軸平行，當IB為常數(shù)時，其傾斜度可用電阻 rce表示,三極管的微變等效電路只能用來分析放大電路變化量之間的關系。,31,2.放大電路的微變等效電路,對于交流信號而言， 電源和電容均看成短路。,T,+,+,C1,RC,RB,UCC,C2,us,uo,RS,

11、RL,32,2.放大電路的微變等效電路,33,二、放大電路的主要性能指標,當輸入信號為正弦交流信號時：,34,電壓放大倍數(shù),rbe,E,B,C,RS,35,例：已知 UCC = 6V, RC = 2k, RB =180k， =50，硅晶體管。試求放大電路的靜態(tài)工作點及電壓放大倍數(shù)。,解：,UCE = UCC - IC RC=6 2 103 1.5 10-3=3V,IC= IB=500.03=1.5mA,=200+50 26/1.51.1k,36,37,2. 放大電路輸入電阻ri,當輸入信號為正弦交流信號時：,38,B,輸入回路的等效電路,ri數(shù)值大好,后級放大回路的輸入電阻就是前級放大電路的負載電阻， ri大電壓放大倍數(shù)大。,39,3. 放大電路的輸出電阻rO,ri,RS,U