第4章+双极结型三极管及放大电路基础.ppt

1、模拟电子技术,上海电力学院 电子教研室,第4章 双极结型三极管,及放大电路基础,2019/1/5,上海电力学院 电力系,2,4.1 半导体三极管,4.1.1 BJT的结构简介,第4章 双极结型三极管及放大电路基础,发射区,发射极,基区,基极,集电区,集电极,发射结(Je),集电结(Jc),三极管从结构分类，有两种：NPN型、PNP型。,上海电力学院 电力系,3,4.1.1 BJT的结构简介,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.1半导体三极管,BJT的符号：发射极的箭头代表发射极电流的实际方向。,结构特点： 发射区的掺杂浓度大，集电区掺杂浓度低。 基区很薄，其厚度在几个微米至几十个微米。,

2、2019/1/5,上海电力学院 电力系,4,4.1.1 BJT的机构简介,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.1半导体三极管,半导体三极管图片,2019/1/5,上海电力学院 电力系,5,4.1.1 BJT的机构简介,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.1半导体三极管,半导体三极管图片,2019/1/5,上海电力学院 电力系,6,4.1.2 放大状态下BJT的工作原理,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.1半导体三极管,双极型半导体三极管在工作时一定要加上适当的直流偏置电压。,BJT的放大条件 ： 发射结正偏，集电结反偏。对NPN管：VC VB VE对PNP管：VC VB V

3、E,2019/1/5,上海电力学院 电力系,7,4.1.2 放大状态下BJT的工作原理,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.1半导体三极管,1、以 NPN型三极管的放大状态为例，说明三极管内部的载流子传输过程 。,发射结正向偏置，发射区多子电子向基区扩散，形成发射极电流IE。,基区的掺杂浓度低。基区多子空穴向发射区的扩散运动数量小，可忽略。,（1）发射区向基区注入电子,2019/1/5,上海电力学院 电力系,8,4.1.2 放大状态下BJT的工作原理,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.1半导体三极管,（2）电子在基区的扩散与复合,基区的空穴浓度低，进入基区的电子复合的很少。基区很

4、薄，大部分电子继续扩散到集电结的边缘上。在基区被复合的电子形成基极电流 IB。,2019/1/5,上海电力学院 电力系,9,4.1.2 放大状态下BJT的工作原理,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.1半导体三极管,（3）集电区收集扩散过来的电子,扩散到集电结边缘的电子，被反向偏置的集电结所收集，形成集电极电流IC。集电区少子空穴漂移产生的电流ICBO很小，可忽略。,2019/1/5,上海电力学院 电力系,10,4.1.2 放大状态下BJT的工作原理,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.1半导体三极管,2. 电流分配关系,ICBO 很小，可忽略。,可得如下电流关系式:,2019/1

5、/5,上海电力学院 电力系,11,4.1.2 放大状态下BJT的工作原理,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.1半导体三极管,3. 三极管的三种组态,三极管有三个电极，基极只能输入, 集电极只能输出，发射极可作为输入也可作为输出，有一个电极是公共电极。可得三种接法也称三种组态。,共集电极接法，c作为公共电极，b入e出,用CC表示。,共基极接法，b作为公共电极，e入c出,用CB表示；,共发射极接法，e作为公共电极，b入c出,用CE表示；,2019/1/5,上海电力学院 电力系,12,4.1.2 放大状态下BJT的工作原理,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.1半导体三极管,共基极放大

6、电路,4. 放大作用,电压放大倍数,vO = -iC RL = 0.98 V，,2019/1/5,上海电力学院 电力系,13,4.1.2 放大状态下BJT的工作原理,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.1半导体三极管,综上所述，三极管的放大作用，主要是依靠它的发射极电流能够通过基区传输，然后到达集电极而实现的。 实现这一传输过程的两个条件是： （1）内部条件：发射区杂质浓度远大于基区杂质浓度，且基区很薄。 （2）外部条件：发射结正向偏置，集电结反向偏置。,2019/1/5,上海电力学院 电力系,14,4.1.3 BJT的V-I特性曲线,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.1半导体三

7、极管,B：输入，C：输出，E：公共端。,BJT的共射极特性曲线,2019/1/5,上海电力学院 电力系,15,iB=f(vBE) vCE=const,(2) 当vCE1V时， vCB= vCE - vBE0，集电结已进入反偏状态，开始收集电子，基区复合减少，同样的vBE下 IB减小，特性曲线右移。,(1) 当vCE=0V时，相当于发射结的正向伏安特性曲线。,1. 输入特性曲线,4.1.3 BJT的V-I特性曲线,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.1半导体三极管,2019/1/5,上海电力学院 电力系,16,4.1.3 BJT的V-I特性曲线,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.1

8、半导体三极管,输入特性曲线的分区：死区非线性区线性区 NPN管：VBE为正值； PNP管：VBE为负值。 硅管VBE：0.6V0.7V 锗管VBE：0.2V0.3V,1. 输入特性曲线,2019/1/5,上海电力学院 电力系,17,4.1.3 BJT的V-I特性曲线,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.1半导体三极管,iB和vBE之间的函数关系，也就是发射结的伏安特性曲线。因为有集电结电压的影响，它与一个单独的PN结的伏安特性曲线不同。vCE对iB的影响，是由于vCE影响了三极管载流子的运动而产生的内部反馈作用。,1. 输入特性曲线,2019/1/5,上海电力学院 电力系,18,4.1.

9、3 BJT的V-I特性曲线,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.1半导体三极管,2. 输出特性曲线,iC=f(vCE) iB=const,2019/1/5,上海电力学院 电力系,19,输出特性曲线是以 iB为参变量的一族特性曲线。 （1）vCE=0 V，JC 无收集电子的作用，iC=0；,（3）vCE 1 V，JC反偏电压较大，运动到集电结的电子基本上都被集电区收集，vCE再增加， iC增加不明显，特性曲线与vCE轴基本平行。,4.1.3 BJT的V-I特性曲线,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.1半导体三极管,2. 输出特性曲线,（2）vCE 1 V，JC 反偏电压很小，集电区

10、收集电子的能力很弱，iC主要由vCE决定。,2019/1/5,上海电力学院 电力系,20,4.1.3 BJT的V-I特性曲线,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.1半导体三极管,（4） iB 不同： iB iC ，成一组曲线，体现了 iB 对 iC 的控制作用。,NPN管：VCE为正值； PNP管：VCE为负值。,2. 输出特性曲线,2019/1/5,上海电力学院 电力系,21,4.1.3 BJT的V-I特性曲线,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.1半导体三极管,饱和区：iC明显受vCE控制的区域，该区域内，一般vCE0.7V (硅管)。此时，发射结正偏，集电结正偏或反偏电压很小

11、。,2. 输出特性曲线,输出特性曲线的三个区域:,截止区：iC接近零的区域，相当iB=0的曲线的下方。此时， vBE小于死区电压。,放大区：iC平行于vCE轴的区域，曲线基本平行等距。此时，发射结正偏，集电结反偏。,2019/1/5,上海电力学院 电力系,22,4.1.4 BJT的主要参数,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.1半导体三极管,1. 电流放大系数,值与IC的关系,在输出特性曲线上决定,2019/1/5,上海电力学院 电力系,23,(2)共发射极交流电流放大系数,在放大区 值基本不变，可在共射接法输出特性曲线上，通过垂直于X 轴的直线求取IC/IB。,4.1.4 BJT的主要

12、参数,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.1半导体三极管,2019/1/5,上海电力学院 电力系,24,4.1.4 BJT的主要参数,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.1半导体三极管,(3)共基极直流电流放大系数,(4)共基极交流电流放大系数,当ICBO和ICEO很小时， 、 ，可以不加区分。, 与 关系：,2019/1/5,上海电力学院 电力系,25,4.1.4 BJT的主要参数,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.1半导体三极管,2. 极间反向电流,(1).集电极基极间反向饱和电流ICBOICBO的下标CB代表集电极和基极，O是 Open的字头，代表第三个电极E开路。它

13、相当于 集电结的反向饱和电流。,2019/1/5,上海电力学院 电力系,26,(2).集电极发射极间的反向饱和电流ICEOICEO和ICBO有如下关系: ICEO=（1+ ）ICBO基极开路时，集电极和发射极间的反向饱和电流，即输出特性曲线IB=0那条曲线所对应的IC值。ICEO又称“穿透电流”。,4.1.4 BJT的主要参数,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.1半导体三极管,2019/1/5,上海电力学院 电力系,27,4.1.4 BJT的主要参数,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.1半导体三极管,3 极限参数,当集电极电流增加时， 就要下降，当 值下降到线性放大区 值的70

14、30时，所对应的集电极电流称为集电极最大允许电流ICM。至于值下降多少，不同型号的三极管，不同的厂家的规定有所差别。可见，当 ICICM 时，并不表示三极管会损坏。,(1)集电极最大允许电流ICM,2019/1/5,上海电力学院 电力系,28,4.1.4 BJT的主要参数,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.1半导体三极管,(2)集电极最大允许功率损耗PCM,集电极电流通过集电结时所产生的功耗，PCM= ICVCBICVCE，因发射结正偏，呈低阻，所以功耗主要集中 在集电结上。在计算时往往用VCE取代VCB。,2019/1/5,上海电力学院 电力系,29,4.1.4 BJT的主要参数,第

15、4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.1半导体三极管,(3)反向击穿电压,反向击穿电压表示三极管电极间承受反向电 压的能力，其测试时的原理电路如图所示。,2019/1/5,上海电力学院 电力系,30,1.V(BR)CBO发射极开路时的集电结击穿电压。 下标BR代表击穿之意，CB代表集电极和基极，O代表第三个电极E开路。,2.V(BR) EBO集电极开路时发射结的击穿电压。,3.V(BR)CEO基极开路时集电极和发射极间的击穿电压。对于V(BR)CER表示BE间接有电阻，V(BR)CES表示BE间是短路的。几个击穿电压在大小上有如下关系 V(BR)CBOV(BR)CESV(BR)CERV(BR

16、)CEOV(BR) EBO,4.1.4 BJT的主要参数,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.1半导体三极管,2019/1/5,上海电力学院 电力系,31,由PCM、 ICM和V(BR)CEO在输出特性曲线上可以确定过损耗区、过电流区和击穿区。,4.1.4 BJT的主要参数,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.1半导体三极管,2019/1/5,上海电力学院 电力系,32,4.1.5 温度对BJT参数及特性的影响,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.1半导体三极管,(1) 温度对ICBO的影响,温度每升高10，ICBO约增加一倍。,(2) 温度对 的影响,温度每升高1， 值约增

17、大0.5%1%。,(3) 温度对反向击穿电压V(BR)CBO、V(BR)CEO的影响,温度升高时，V(BR)CBO和V(BR)CEO都会有所提高。,2. 温度对BJT特性曲线的影响,1. 温度对BJT参数的影响,2019/1/5,上海电力学院 电力系,33,4.2 共发射极放大电路的工作原理,4.2.1 基本共射极放大电路的组成,第4章 双极结型三极管及放大电路基础,放大的概念基本放大电路一般是指由一个三极管与相应元件组成的三种基本组态放大电路。,1.放大电路主要用于放大微弱信号，输出电压或电流在幅度上得到了放大，输出信号的能量得到了加强。,2.输出信号的能量实际上是由直流电源提供的，只是经过

18、三极管的控制，使之转换成信号能量，提供给负载。,共发射极、共集电极、共基极,2019/1/5,上海电力学院 电力系,34,4.2.1 基本共射极放大电路的组成,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.2共发射极放大电路的工作原理,基本共射极电路组成如下： T：NPN三极管 VCC：集电极回路直流电源（几伏 几十伏） Rc：集电极电阻（几K 几十K）VBB：基极回路直流电源（数值与VCC一致） Rb：基极电阻（几十K 几百K） Cb1 、Cb2：耦合电容隔直电容（几f 几十f ）,VCC正端 Rc 集电极c；负端 发射极e 。使集电结反偏，将变化的 集电极电流转换为电压输出。,VBB正端 Rb

19、 基极b；负端 发射极e 。使发射结正偏，并提供合适 的基极电流IB（偏流）。,输入耦合电容Cb1保证信号加 到发射结，不影响发射结偏置。输出耦合电容Cb2保证信号输 送到负载，不影响集电结偏置。电容的极性取决于电容两端 的直流工作电位。,2019/1/5,上海电力学院 电力系,35,4.2.2 基本共射极放大电路的工作原理,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.2共发射极放大电路的工作原理,1. 静态(直流工作状态),输入信号vi0时，放大电路的工作状态称为静态或直流工作状态。,直流通路,VCEQ=VCCICQRc,2019/1/5,上海电力学院 电力系,36,4.2.2 基本共射极放大

20、电路的工作原理,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.2共发射极放大电路的工作原理,2. 动态,输入正弦信号vs后，电路将处在动态工作情况。此时，BJT各极电流及电压都将在静态值的基础上随输入信号作相应的变化。,交流通路,2019/1/5,上海电力学院 电力系,37,4.2.2 基本共射极放大电路的工作原理,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.2共发射极放大电路的工作原理,输入信号通过耦合电容加在三极管的发射结于是有下列过程：,三极管放大作用,变化的 通过 转变为 变化的 输出,2019/1/5,上海电力学院 电力系,38,几项说明：,1. “地”：参考电位点，零电位点。说某点电位，

21、即该点与“地”之间的电位差。 2. 电压正方向以“地”为负，其它各点为正。用“+”、“-”表示。（任意两点之间电位差的电压正方向另定）电流正方向与晶体管的实际电流方向一致。 （为方便起见PNP管电流正方向可与NPN管相同） 3.大写符号大写注脚为直流信号：VBE、IB、IC ；小写符号小写注脚为交流信号：vbe、ib、vce；小写符号大写注脚为交流加直流信号：vBE、iB、iC；大写符号加一点为复数，表示正弦信号。,4.2.2 基本共射极放大电路的工作原理,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.2共发射极放大电路的工作原理,2019/1/5,上海电力学院 电力系,39,4.2.2 基本共射

22、极放大电路的工作原理,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.2共发射极放大电路的工作原理,电路的简化,上图所示电路 VBB=VCC 可公用电源，简化电路。,习惯画法： 1. 不画出电源符号，电源一端与“地”相连，只标出电源另一端对地电压数值和极性。 2. 输入输出也只画出一端，表示另一端为“地”。,2019/1/5,上海电力学院 电力系,40,4.3 放大电路的分析方法,4.3.1 图解分析法,第4章 双极结型三极管及放大电路基础,静态无输入信号时，放大电路的工作状态，也称直流工作状态。动态有输入信号时，放大电路的工作状态，也称交流工作状态。,2019/1/5,上海电力学院 电力系,41,

23、4.3.1 图解分析法,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.3放大电路的分析方法,1、静态工作点的图解分析,输入回路与输出回路均由线性部分与非线性部分组成。Q点是线性与非线性部分图解的交点。,=,线性,非线性,线性,非线性,2019/1/5,上海电力学院 电力系,42,4.3.1 图解分析法,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.3放大电路的分析方法,1. 静态工作点的图解分析,直流通路,首先，画出直流通路,作图放法： 1.隔直电容容量很大，看作直流断路。 2.输入信号vi0，短路,2019/1/5,上海电力学院 电力系,43,4.3.1 图解分析法,第4章 双极结型三极管及放大电路

24、基础 4.3放大电路的分析方法,输入回路,画出线性部分的V-A特性曲线：,画出非线性部分的V-A特性曲线：即BJT输入特性曲线,1. 静态工作点的图解分析,两线的交点即是Q点，得到IBQ。,2019/1/5,上海电力学院 电力系,44,4.3.1 图解分析法,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.3放大电路的分析方法,1. 静态工作点的图解分析,输出回路,画出线性部分的V-A特性曲线：,画出非线性部分的V-A特性曲线：即BJT输出特性曲线,两线的交点即是Q点，得到VCEQ 和ICQ,斜率为-1/Rc的直线，称做直流负载线。,2019/1/5,上海电力学院 电力系,45,4.3.1 图解分析

25、法,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.3放大电路的分析方法,2. 动态工作情况的图解分析,输出端接负载RL 。由于有Cb2，加RL后静态工作点不变。用交流通路来研究工作情况的变化。,作图放法： 1.隔直电容容量很大，看作交流短路。 2.直流电源内阻很小，看作交流短路。,首先，画出交流通路,2019/1/5,上海电力学院 电力系,46,4.3.1 图解分析法,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.3放大电路的分析方法,输入回路： 根据vs的波形，在BJT的输入特性曲线图上画出vBE 、 iB 的波形,2. 动态工作情况的图解分析,2019/1/5,上海电力学院 电力系,47,4.3.

26、1 图解分析法,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.3放大电路的分析方法,2. 动态工作情况的图解分析,输出回路： 非线性部分：根据iB的变化范围在输出特性曲线图上画出iC和vCE 的波形,2019/1/5,上海电力学院 电力系,48,4.3.1 图解分析法,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.3放大电路的分析方法,输出回路： 非线性部分：已画出 线性部分：画出交流负载线,1.通过输出特性曲线上的Q点作一条直线，其斜率为 -1/RL 。,2.RL= RLRc，是交流负载电阻。,3.交流负载线与直流负载在Q点线相交。,4.交流负载线是有交流输入信号时Q点的运动轨迹。,2019/1/5

27、,上海电力学院 电力系,49,4.3.1 图解分析法,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.3放大电路的分析方法,2. 动态工作情况的图解分析,根据iC的变化，画出输出特性曲线与交流负载线的交点的轨迹， 此轨迹即为输出波形。,2019/1/5,上海电力学院 电力系,50,4.3.1 图解分析法,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.3放大电路的分析方法,3. 静态工作点对波形失真的影响,截止失真：由于放大电路的工作点达到了三极管的截止区而引起的非线性失真。对于NPN管，输出电压表现为顶部失真。,截止失真的波形,2019/1/5,上海电力学院 电力系,51,4.3.1 图解分析法,第4章

28、 双极结型三极管及放大电路基础 4.3放大电路的分析方法,3. 静态工作点对波形失真的影响,饱和失真：由于放大电路的工作点达到了三极管的饱和区而引起的非线性失真。对于NPN管，输出电压表现为底部失真。,饱和失真的波形,2019/1/5,上海电力学院 电力系,52,4.3.1 图解分析法,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.3放大电路的分析方法,3. 静态工作点对波形失真的影响,注意：对于PNP管，由于是负电源供电，失真的表现形式，与NPN管正好相反。电路组态不同时，失真的表现形式也不同。原则是：管子电流为零时，是截止；管子电流大到不能再大时，是饱和。,2019/1/5,上海电力学院 电力

29、系,53,放大电路要想获得较大的不失真输出幅度，工作点Q要设置在交流负载线的中间部位。,放大器的最大不失真输出幅度,4.3.1 图解分析法,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.3放大电路的分析方法,3. 静态工作点对波形失真的影响,2019/1/5,上海电力学院 电力系,54,4.3.2 小信号模型分析法,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.3放大电路的分析方法,图解法缺点：作图麻烦，不方便，精确度差，对复杂电路分析困难。在有限的条件下（只考虑小信号、变化量），将线性电路的分析计算方法，用于放大电路（非线性元件所组成的电路）的分析。,2019/1/5,上海电力学院 电力系,55,1

30、. BJT的H参数及小信号模型,4.3.2 小信号模型分析法,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.3放大电路的分析方法,（1）BJT的H参数的引出,2019/1/5,上海电力学院 电力系,56,4.3.2 小信号模型分析法,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.3放大电路的分析方法,输出端交流短路时的输入电阻，单位为欧姆（），即 rbe。,输入端交流开路时的反向电压传输比，即 r 。,输入端交流开路时的输出电导，单位为西门子（S），即 1/rce 。,输出端交流短路时的正向电流传输比或电流放大系数，即 。,2019/1/5,上海电力学院 电力系,57,4.3.2 小信号模型分析法,第

31、4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.3放大电路的分析方法,（2）BJT的H参数小信号模型,2019/1/5,上海电力学院 电力系,58,4.3.2 小信号模型分析法,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.3放大电路的分析方法,（3）小信号模型的简化,简化的三极管h参数模型，如下图所示。,r ：反映三极管内部的电压反馈，因数量很小，一般可以忽略。 rce ：很大，与电流源并联时，分流极小，可作开路处理。,2019/1/5,上海电力学院 电力系,59,4.3.2 小信号模型分析法,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.3放大电路的分析方法,（4）H参数值的确定, 一般用测试仪测出；,r

32、be 与Q点有关，可用图示仪测出。,rbe= rbb + (1+ ) re,其中对于低频小功率管 rbb200,则,2019/1/5,上海电力学院 电力系,60,4.3.2 小信号模型分析法,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.3放大电路的分析方法,2. 用H参数小信号模型分析基本共射极放大电路,（1）利用直流通路求Q点,一般硅管VBE=0.7V，锗管VBE=0.2V， 已知。,2019/1/5,上海电力学院 电力系,61,4.3.2 小信号模型分析法,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.3放大电路的分析方法,（2）画小信号等效电路,用H参数小信号模型代替三极管。 只考虑变化量作交

33、流通路。,2019/1/5,上海电力学院 电力系,62,4.3.2 小信号模型分析法,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.3放大电路的分析方法,绘制小信号模型电路：,2019/1/5,上海电力学院 电力系,63,4.3.2 小信号模型分析法,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.3放大电路的分析方法,（3）求放大电路动态指标,电压增益：,电压增益计算：,2019/1/5,上海电力学院 电力系,64,4.3.2 小信号模型分析法,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.3放大电路的分析方法,输入电阻：,2019/1/5,上海电力学院 电力系,65,4.3.2 小信号模型分析法,第4章

34、 双极结型三极管及放大电路基础 4.3放大电路的分析方法,输出电阻：,信号源短路（ ），保留 RS 。 负载开路（除去 RL）。 在输出端加入一个测试电压 ， 在 作用下产生一个相应的电流 。,2019/1/5,上海电力学院 电力系,66,4.4 放大电路静态工作点的稳定问题,4.4.1 温度对静态工作点的影响,第4章 双极结型三极管及放大电路基础,静态工作点：关系到动态范围、波形失真、放大倍数。,前述电路：固定偏置电路。,温度变化：影响三极管参数，从而影响工作点稳定。,2019/1/5,上海电力学院 电力系,67,4.4.1 温度对静态工作点的影响,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.

35、4放大电路静态工作点的稳定问题,1. ICBOT ICBO（ICEO） 输出特性上移IC Q2. VBET VBE IC Q,2019/1/5,上海电力学院 电力系,68,4.4.1 温度对静态工作点的影响,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.4放大电路静态工作点的稳定问题,3. T 曲线间隔变寛 IC Q,2019/1/5,上海电力学院 电力系,69,4.4.1 温度对静态工作点的影响,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.4放大电路静态工作点的稳定问题,讨论： 1. T ICBO 、 、VBE IC Q 2. Q点变化，动态范围减小，失真增大。IC增大使功耗增大，结温增高，IC进

36、一部增大，产生恶性循环，导致热击穿。,要求稳定静态工作点。,2019/1/5,上海电力学院 电力系,70,4.4.2 射极偏置电路,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.4放大电路静态工作点的稳定问题,（1）稳定工作点原理：,要求稳定IC 。T IC ，若能使IB减小，那末IC 就可以不增加。,2019/1/5,上海电力学院 电力系,71,稳定工作点的物理过程：利用Rb1、 Rb2 分压，固定基极电位VB 。,4.4.2 射极偏置电路,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.4放大电路静态工作点的稳定问题,2019/1/5,上海电力学院 电力系,72,4.4.2 射极偏置电路,第4章 双

37、极结型三极管及放大电路基础 4.4放大电路静态工作点的稳定问题,I1越大于IB，VB值越稳定。 VB越大于VBE，IC值越稳定。 即工作点越稳定。 但兼顾其他指标，对于硅管一般取：,2019/1/5,上海电力学院 电力系,73,4.4.2 射极偏置电路,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.4放大电路静态工作点的稳定问题,（2）放大电路指标分析,静态分析,2019/1/5,上海电力学院 电力系,74,4.4.2 射极偏置电路,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.4放大电路静态工作点的稳定问题,（2）放大电路指标分析,动态分析,绘制小信号模型电路,2019/1/5,上海电力学院 电力系

38、,75,4.4.2 射极偏置电路,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.4放大电路静态工作点的稳定问题,电压增益：,2019/1/5,上海电力学院 电力系,76,4.4.2 射极偏置电路,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.4放大电路静态工作点的稳定问题,接入Re后，电压增益减小。,为提高电压增益，在Re上并联射极旁路电容Ce 。 Ce为几十到几百f 加Ce后，电压增益为：,2019/1/5,上海电力学院 电力系,77,4.4.2 射极偏置电路,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.4放大电路静态工作点的稳定问题,输入电阻Ri： （计算Ri，不考虑Rs）,接入Re后，Ri 提高了

39、。,2019/1/5,上海电力学院 电力系,78,4.4.2 射极偏置电路,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.4放大电路静态工作点的稳定问题,Ro=Rc,输出电阻Ro ：,2019/1/5,上海电力学院 电力系,79,4.5 共集电极放大电路和共基极放大电路,4.5.1 共集电极放大电路,第4章 双极结型三极管及放大电路基础,作交流通路： VI 在 b c 间加入Vo 从 e c 间输出b入，e出，c共同端，“射极输出器”,2019/1/5,上海电力学院 电力系,80,4.5.1 共集电极放大电路,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.5共集电极放大电路和共基极放大电路,1.静态工

40、作点,放大电路指标分析,2019/1/5,上海电力学院 电力系,81,4.5.1 共集电极放大电路,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.5共集电极放大电路和共基极放大电路,2.动态指标,2019/1/5,上海电力学院 电力系,82,4.5.1 共集电极放大电路,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.5共集电极放大电路和共基极放大电路,电压增益：,AV小于1，而接近等于1 ；VO略小于Vi ，VO与Vi同相，“射极跟随器”。,2019/1/5,上海电力学院 电力系,83,4.5.1 共集电极放大电路,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.5共集电极放大电路和共基极放大电路,输入电阻

41、,输入电阻比较大，是由于 Ri 很大，而 很小，所以输入电阻就大。（Ri中有（1+）RL这一项，故Ri 大）,2019/1/5,上海电力学院 电力系,84,4.5.1 共集电极放大电路,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.5共集电极放大电路和共基极放大电路,输出电阻,2019/1/5,上海电力学院 电力系,85,4.5.1 共集电极放大电路,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.5共集电极放大电路和共基极放大电路,输出电阻,其中：,2019/1/5,上海电力学院 电力系,86,4.5.1 共集电极放大电路,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.5共集电极放大电路和共基极放大电路,

42、常有：,输出电阻很小，一般在几几十,及,电路特点： 而 1， 和 同相， Ri大，Ro小。,2019/1/5,上海电力学院 电力系,87,4.5.2 共基极放大电路,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.5共集电极放大电路和共基极放大电路,作交流通路。,e入，c出，b共同端。,2019/1/5,上海电力学院 电力系,88,4.5.2 共基极放大电路,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.5共集电极放大电路和共基极放大电路,(1)静态分析,与射极偏置电路相同。,2019/1/5,上海电力学院 电力系,89,4.5.2 共基极放大电路,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.5共集电极放

43、大电路和共基极放大电路,(2)动态分析,电压增益：,大小与共射电路类似，和 同相。,2019/1/5,上海电力学院 电力系,90,4.5.2 共基极放大电路,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.5共集电极放大电路和共基极放大电路,输入电阻：,输入电阻计算,输入电阻很小，一般在几几十,2019/1/5,上海电力学院 电力系,91,4.5.2 共基极放大电路,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.5共集电极放大电路和共基极放大电路,输出电阻：,电路特点： 大小与共射电路类似， 和 同相，Ri小，Ro大小与共射电路类似。,输出电阻计算,2019/1/5,上海电力学院 电力系,92,4.5.

44、3 BJT放大电路三种组态的比较,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.5共集电极放大电路和共基极放大电路,1.三种组态的判别,以输入、输出信号的位置为判断依据：信号由基极输入，集电极输出共射极放大电路信号由基极输入，发射极输出共集电极放大电路信号由发射极输入，集电极输出共基极电路,2019/1/5,上海电力学院 电力系,93,4.5.3 BJT放大电路三种组态的比较,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.5共集电极放大电路和共基极放大电路,2.三种组态的比较,2019/1/5,上海电力学院 电力系,94,4.6 组合放大电路,4.6.2 共集-共集放大电路,第4章 双极结型三极管及放

45、大电路基础,T1、T2构成复合管，可等效为一个NPN管,(a) 原理图 (b)交流通路,2019/1/5,上海电力学院 电力系,95,4.6.2 共集-共集放大电路,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.6组合放大电路,采用复合管以进一步提高输入电阻（四种复合管）,2019/1/5,上海电力学院 电力系,96,4.6.2 共集-共集放大电路,第4章 双极结型三极管及放大电路基础 4.6组合放大电路,互补型复合管：,等效管的类型由第一个晶体管确定。,2019/1/5,上海电力学院 电力系,97,4.7 放大电路的频率响应,第4章 双极结型三极管及放大电路基础,放大电路中存在电抗性元件，因此，

46、放大电路的输出和输入之间的关系必然和信号频率有关。放大电路的频率响应指的是，在输入正弦信号情况下，输出随频率连续变化的稳态响应。放大电路的电压增益是频率的函数：,2019/1/5,上海电力学院 电力系,98,第4章 双极结型三极管及放大电路基础,或：,：幅频响应，电压增益的模与角频率之间的关系。 ：相频响应，放大电路输出与输入正弦电压信号的相位差与角频率之间的关系。,统称为放大电路的频率响应。,4.7 放大电路的频率响应,2019/1/5,上海电力学院 电力系,99,第4章 双极结型三极管及放大电路基础,RC阻容耦合放大电路的幅频响应:,图中坐标采用对数刻度，称为“波特图”。 曲线中间平坦部分

47、称为“中频区”（中频段）。,4.7 放大电路的频率响应,2019/1/5,上海电力学院 电力系,100,第4章 双极结型三极管及放大电路基础,在低频段和高频段放大倍数通常都要下降。当A(f)下降到中频电压放大倍数A0的0.707（3dB）时，其输出功率的约等于中频区的一半，通常称为“半功率点”。所对应的频率fL称为“下限频率”，fH称为“上限频率”。带宽：BW=fHfL,由于fH fL BWfH 对直流（直接耦合）放大电路：fL=0 ，中频区一直延伸到直流。,4.7 放大电路的频率响应,2019/1/5,上海电力学院 电力系,101,第4章 双极结型三极管及放大电路基础,1由于存在耦合电容、旁路电容，当f时XCAV构成低频区。 2由于存在接线电容、极间电容等杂散电容，当f时XCAV构成高频区。 3在中频区耦合电容、旁路电容相当于短路。接线电容、极间电容相当于开路。,