第四章BJT及放大电路基础40
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4、BJT三极管
i i
+ vi + vo + vi -
i
i
+ vo -
i
i
+ vi + vo
-
-
BJT放大电路的三种组态示意图
放大作用举例 IE +iE e b IB +iB c IC +iC + vO RL 1k
VEB+vEB
+ vI -
VEE VCC
图 4.1.6 共基极放大电路
若 vI = 20mV 使 iE = -1 mA，
+VCC(5V)
Rc VI Rb
+
VBE –
+ VCE –
VO
临界饱和时集电极电流ICS为：
I CS 5 VCES 5 0.7 1.72 mA 2. 5k Rc
解二：设BJT处于放大状 态 VI VBE
IB Rb 0.077m A
IC I B 3.85mA
VCE VCC IC Rc 4.625 V
vCE = 0V vCE 1V
iB
vBE - e VBB
b +
c+
vCE
VCC
共射极放大电路
(3) 输入特性曲线的三个部分
①死区
②非线性区
③线性区
2. 输出特性曲线 iC=f(vCE) iB=const
输出特性曲线的三个区域:
饱和区：iC明显受vCE控 截止区：iC接近零的 制的区域，该区域内， 区域，相当i平行于v 放大区：iCB=0的曲CE 一般vCE＜0.7V(硅管)。 轴的 线的下方。此时， 区域，曲线基本平行等距。 此时，发射结正偏，集 vBE小于死区电压。 此时，发射结正偏，集电 电结正偏或反偏电压很 结反偏。 小。
+ vi + vo + vi -
i
i
+ vo -
i
i
+ vi + vo
-
-
BJT放大电路的三种组态示意图
放大作用举例 IE +iE e b IB +iB c IC +iC + vO RL 1k
VEB+vEB
+ vI -
VEE VCC
图 4.1.6 共基极放大电路
若 vI = 20mV 使 iE = -1 mA，
+VCC(5V)
Rc VI Rb
+
VBE –
+ VCE –
VO
临界饱和时集电极电流ICS为：
I CS 5 VCES 5 0.7 1.72 mA 2. 5k Rc
解二：设BJT处于放大状 态 VI VBE
IB Rb 0.077m A
IC I B 3.85mA
VCE VCC IC Rc 4.625 V
vCE = 0V vCE 1V
iB
vBE - e VBB
b +
c+
vCE
VCC
共射极放大电路
(3) 输入特性曲线的三个部分
①死区
②非线性区
③线性区
2. 输出特性曲线 iC=f(vCE) iB=const
输出特性曲线的三个区域:
饱和区：iC明显受vCE控 截止区：iC接近零的 制的区域，该区域内， 区域，相当i平行于v 放大区：iCB=0的曲CE 一般vCE＜0.7V(硅管)。 轴的 线的下方。此时， 区域，曲线基本平行等距。 此时，发射结正偏，集 vBE小于死区电压。 此时，发射结正偏，集电 电结正偏或反偏电压很 结反偏。 小。
BJT放大电路原理及特性分析
二 图解法与动态工作分析：
3 工作点与消波失真 （1）工作点在交流
iC G
负载线的中点上
动态范围最大
IC
（2）工作点靠近截 止区
容易产生截止失真
（3）工作点靠近饱和区
容易产生饱和失真
·Q ·Q ·Q
UCE
IBQ
•
D
uCE
继续 返回
休息1 休息2
直流负载线：输入回路直流负载线 ――确定静态工作点 Q 输出回路直流负载线
动态分析：特性曲线 交流负载线：输入回路交流负载线 ――输入信号和输出信号的关系 输出回路交流负载线
返回 休息1 休息2
1 作直流负载线――图解Q点
（1） 输入回路直流负载线
iB
U BB ≈ U BE + I B [(1 + β )Re + Rb ]
U BB
+ (1 + β )Re
)
A 点 坐 标 ：（ UBB， 0）
休息1 休息2
返回
A
uBE
IE
1 作直流负载线――图解Q点
(2) 输出回路直流负载线：
①由输出回路偏置方程：
E C＝ U CE＋ ICR C+IeR e
=U CE+IC(R C+R e)
可得输出回路直流负载线：
/ IC=(EC-UCE) (RC+Re ) 直流负载线
分析方法：图解法
⇒ 交流通道 等效电路法
返回
休息1 休息2
2 直流通道（直流等效电路）
(1) 直流通道画法:
原则：放大电路中所有电容开路， 电感短路， 变压器初级和次级之间开路， 所剩电路即为直流通道 交流信号源取零值
第四章场效应管放大电路
一、N沟道MOS管的直流参数 (1).开启电压VT:
N沟道MOS管，在VGS＜VT时，不能形成导电 沟道，管子处于截止状态；只有当VGS≥VT时，才有沟 道形成。 VT——开启电压。
这种在VGS=0时没有沟道，只有VGS≥VT时才能 形成感生导电沟道的MOS管称为增强型MOS管。
第四章 场效应管放大电路
→形成由栅极指向P型
衬底的纵向电场
+
→将靠近栅极下方的空 穴向下排斥
-
→形成耗尽层。
第四章 场效应管放大电路
现假设vDS=0V，在s、g间加一电压vGS＞0V 当vGS增大时→耗尽层增宽，并且该大电场会 把衬底的自由电子吸引到
耗尽层与绝缘层之间，形
成一N型薄层，构成漏-源 之间的导电沟道，称为反
N沟道耗尽型 MOS管 与 N沟 道 增 强型MOS管基本相 似。
区别：耗尽型
MOS 管 在 vGS=0 时 ，漏－源极间已有 导电沟道产生；
增强型MOS管要
在vGS≥VT时才出现 导电沟道。
5.1.5
第四章 场效应管放大电路
N沟道耗尽型MOSFET 在栅极下方的SiO2 层中掺入了大量的金 属正离子。所以当 vGS=0 时 ， 这 些 正 离 子 已经感应出反型层， 形成了沟道。
夹断区
VT
2VT
第四章 场效应管放大电路
①截止区: vGS<vT
无导电沟道,iD=0,管子处于截止区.
②可变电阻区: vDS< vGS-vT
iD
K n [2(GS
T
)DS
2 DS
]
Kn
nCox
2
(W L
)
单位：mA V 2
N沟道MOS管，在VGS＜VT时，不能形成导电 沟道，管子处于截止状态；只有当VGS≥VT时，才有沟 道形成。 VT——开启电压。
这种在VGS=0时没有沟道，只有VGS≥VT时才能 形成感生导电沟道的MOS管称为增强型MOS管。
第四章 场效应管放大电路
→形成由栅极指向P型
衬底的纵向电场
+
→将靠近栅极下方的空 穴向下排斥
-
→形成耗尽层。
第四章 场效应管放大电路
现假设vDS=0V，在s、g间加一电压vGS＞0V 当vGS增大时→耗尽层增宽，并且该大电场会 把衬底的自由电子吸引到
耗尽层与绝缘层之间，形
成一N型薄层，构成漏-源 之间的导电沟道，称为反
N沟道耗尽型 MOS管 与 N沟 道 增 强型MOS管基本相 似。
区别：耗尽型
MOS 管 在 vGS=0 时 ，漏－源极间已有 导电沟道产生；
增强型MOS管要
在vGS≥VT时才出现 导电沟道。
5.1.5
第四章 场效应管放大电路
N沟道耗尽型MOSFET 在栅极下方的SiO2 层中掺入了大量的金 属正离子。所以当 vGS=0 时 ， 这 些 正 离 子 已经感应出反型层， 形成了沟道。
夹断区
VT
2VT
第四章 场效应管放大电路
①截止区: vGS<vT
无导电沟道,iD=0,管子处于截止区.
②可变电阻区: vDS< vGS-vT
iD
K n [2(GS
T
)DS
2 DS
]
Kn
nCox
2
(W L
)
单位：mA V 2
电子电工学——模拟电子技术 第四章 双极结型三极管及发达电路基础
4.1 双极结型三极管BJT
(Bipolar Junction Transistor)
又称半导体三极管、晶 体管，或简称为三极管。
分类： 按材料分：硅管、锗管 按结构分：NPN型、PNP型 按频率分：高频管、低频管 按功率分：小功率、大功率
半导体三极管的型号
国家标准对半导体三极管的命名如下:
3 D G 110 B
c
e V VCE
VCC
V
VBE
也是一组特性曲线
实验电路
1.共射极电路的特性曲线
输入特性 :iB=f(vBE)|vCE=const
(1)VCE=0V时，发射结和集电结均正偏，输入特性相当于两个PN结并联
(2)VCE=1V时，发射结正偏，集电结反偏，收集电子能力增强，发射极发
射到基区的电子大部分被集电极收集，从而使得同样的VBE时iB减小。
ICEO (1 )ICBO 值愈大，则该管的 ICEO 也愈大。
３．极限参数
(1) 集电极最大允许电流 ICM
过流区
当IC过大时，三极管的值要 iC
减小。在IC=ICM时，值下降 ICM
到额定值的三分之二。
PCM = iCvCE
(2) 集电极最大允许耗散功率 PCM
将 iC 与 vCE 乘 积 等 于 规 定 的 PCM 值各点连接起来，可得 一条双曲线。
利用IE的变化去控制IC，而表征三极管电流控制作用的参 数就是电流放大系数 。
共射极组态连接方式
IE UBE
+ Uo
-
49 IC 0.98(mA)
IB
20( A)
共射极接法应用我们得到的结论：
１、从三极管的输入电流控制输出电流这一点看来，这两 种电路的基本区别是共射极电路以基极电流作为输入控制 电流。 ２、共基极电路是以发射极电流作为输入控制电流。
双极结型三极管及放大电路基础
集电区收集电子的
能力很弱，iC主要由 vCE决定：vCE↑→ic↑
=80μA =60μA =40μA
=20μA
vCE /V
现以iB=40uA一条加以说明：
（3）当uCE增加到使集电结反偏电压较大时，如：
vCE≥1V vCB≥0.7V 运动到集电结的电子基本上都可以被集电区
收集，此后vCE 再 增加，电流也没有 iC /mA 明显得增加，特性
曲线进入与vCE轴 基本平行的区域。
同理，可作出iB= 其他值的曲线。
=80μA =60μA =40μA
=20μA
vCE /V
输出特性曲线可以划分为三个区域：
饱和区——iC受vCE显著控制的区域，该区域内 vCE的数值较小，一般vCE≤vBE。此时Je正偏，Jc 正偏或反偏电压很小。
iC /mA
=80μA =60μA =40μA
IB+ICBO=IBN IB=IBN-ICBO ≈IBN
c IC
ICBO
IB
RbbIBE
N
ICN
Jc P Je
N
VBB
e IE
Rc VCC
例：共发射极接法
利用BJT组成的放大电路，其中一个电极 作为信号输入端，一个电极作为输出端，另一 个电极作为输入、输出回路的共同端。根据共 同端的不同，BJT可以有三种连接方式（称三 种组态）：
=20μA
vCE /V
输出特性曲线可以划分为三个区域：
饱和区——iC受vCE显著控制的区域，该区域内vCE的数值较 小，一般vCE<0.7V（硅管）。此时Je正偏，Jc正偏或反偏电 压很小。
截止区——iC接近零的区域，相当iB=0的曲线的
下方。此时Je反偏，Jc反偏。
bjt共射放大电路
BJT共射放大电路是一种常见的电子电路。
在这种电路中，双极晶体管（BJT）被用作放大器，其输入和输出都通过晶体管的发射极和集电极进行。
共射放大电路的工作原理是利用BJT的电流放大作用，将输入的微弱信号放大到足够大的输出信号。
具体来说，当输入信号加到基极上时，基极电流发生变化，这个变化通过晶体管的电流放大作用被放大，进而在集电极产生相应的输出电流。
此外，BJT的特性也决定了共射放大电路的性能。
例如，BJT的输入电阻和输出电阻会影响电路的增益和效率。
同时，BJT的截止频率和特征频率也会影响电路的频率响应。
以上信息仅供参考，如有需要，建议您咨询专业技术人员。
4-1 BJT基本放大电路
三极管放大电路基础之一模拟电子线路第四讲(1)—BJT 基本放大电路1 放大电路的基本概念及主要性能指标1 放大电路的基本概念及主要性能指标2 BJT 放大电路的组成2 BJT 放大电路的组成 5 共发射极放大电路5 共发射极放大电路6 共集电极放大电路6 共集电极放大电路7 共基极放大电路7 共基极放大电路动态分析3 BJT 放大电路的静态分析3 BJT 放大电路的静态分析4 BJT 放大电路静态工作点的稳定4 BJT 放大电路静态工作点的稳定静态分析模拟电子技术第四讲(1)例3 已知：VEE=5V，VBB=1.5V，RC=5KΩ，RB=560K, β=100。
计算电路的静态工作点并分析三极管的工作状态。
IB RB VBBIE UECRCICVEEIB=5μA，IC=0.5mA，VEC=2.5V，放大状态。
模拟电子技术第四讲(1)例4 已知：下图电路中PNP管的β值为100。
分析使三极管工作在放大区的vB的取值范围。
+vB-VEE(+10V) RE=15KΩRC=5KΩ VCC(-10V)-5.2V<VB<9.3V模拟电子技术第四讲(1)3.2 用图解法分析放大器的静态工作点直流负载线 VCE=VCC–ICRCICV CC RCRbCb1++vi -Rc T+VCCCb2+RL vo -静态IC+Q IB由估算法求出IB，IB对应的输出特性与直流VCE静态VCE VCC负载线的交点 就是工作点Q3.3 静态工作点与电路参数的关系模拟电子技术第四讲(1)一、VCC和RC不变, Rb增大为Rb。
IC / mAVCC N RC 380 60VCE=VCC–ICRCIB=V CC − V BE Rb2QIB = 4 0 µA1QIBM00246810 12 VCC VCE /V影响：三极管可能进入截止区模拟电子技术第四讲(1)二、VCC和RB不变, RC增大为RCIC / mAVCC N RC 3VCC N′ RC´ 21.5Q′ Q1VCE=VCC–ICRC80 60IB = 4 0 µA200M0246810 12 VCC VCE /V影响：三极管可能进入饱和区模拟电子技术第四讲(1)三、Rc和RB不变, VCC减小为VCC´VCE=VCC–ICRCIC / mAVCC N RC 3VCC´ N´RC 2Q1Q80IB=VCC − VBE Rb60IB = 4 0 µAIB´20M´0M02468 VCC´10 12VCC VCE /V影响：三极管可能进入截止或饱和区模拟电子技术第四讲(1)直流负载线的确定方法1. 由直流输出电路列出方程 VCE=VCC－ICRc 2. 在输出特性曲线上确定两个特殊点,即可画出直流负载线。
三极管放大电路和分析报告
微变等效条件
研究的对象仅仅是变化量 信号的变化范围很小
第四章 放大电路的基本原理
一、简化的 h 参数微变等效电路
(一) 三极管的微变等效电路 1. 输入电路 晶体管的输入特性曲线 Q 点附近的工作段 近似地看成直线 可认为 uBE 与 iB 成正比
iB Q
iB
uBE
O
uBE
图 14(a)
MOS）输出电流ID受输入电场UGS的控制。
2、输出受输入控制，输入信号的微小变化都能 在输出端有较大变换。
3、输出信号的能量由另一个电源提供。
第四章 放大电路的基本原理
4.2.2 单管共发射极放大电路
4.2.2.1 单管共发射极放大电路的组成
VT：NPN 型三极管，为放大元件；
VCC：为输出信号提供能量； RC：当 iC 通过 Rc，将 电流的变化转化为集电极
2.4 放大电路的基本分析方法
基本分析方法两种 图解法 微变等效电路法
静态分析：电路中未施加输入信号，仅存在偏置电 路直流作用时的电路工作状态，如输入、输出回路 的电流及电压
动态分析：当外加交流输入信号时，电路中存在直 流、交流信号并存状态时的电路状态，如放大倍数、 输入电阻、输出电阻、通频带、最大输出功率等。
基本分析思路：先静态，后动态
第四章 放大电路的基本原理
4.4 放大电路的基本分析方法
静态工作点：当外加输入信号为零时，在直流电源VCC的作 用下，三极管的基极回路及集电极回路均存在直流电流及 直流电压，这些值在三极管输入、输出特性曲线上对应一 个点，该点称静态工作点。
电路中电抗原件及电源的特点：电容对直流信号的阻抗无 穷大，可以认为开路，但对交流信号，阻抗为1/wc,当电容 足够大，可认为短路；电感对直流信号的阻抗很小，可认 为短路，而对交流信号，感抗大小为wL; 对理想电压源，由 于电压变化为零，在交流通路中相当于短路；对理想电流 源，由于电流变化为0，故在交流通路中相当于开路。
第四章三极管及放大电路基础
N
P
N
IE
I EN
e
I
EP
Re
VEE
b IB
IC c
VCC
Rc
+ +
载流子运动过程
(2) 复合（基区参杂浓度很低）
发射区的电子注入基区后，少数将与基区的空穴复合掉， 形成IBN。
N
P
N
IE
I
EN
IC
e
c
Re
VEE
b IB
VCC
Rc
+ +
载流子运动过程
(3) 收集（集电区面积大）
因为集电结反偏，收集扩散到集 集电区及基区的少数载流子形成
4. 放大作用
IE +iE e
c IC +iC
+
vI -
VEB+vEB
b IB +iB
+ vO RL
1k -
VEE
VCC
图 03.1.05 共基极放大电路
若 vI = 20mV 使 iE = -1 mA， 当 = 0.98 时， 则 iC = iE = -0.98 mA， vO = -iC• RL = 0.98 V，
3DKG23 250W 30A
注：*为 f
VRCBO V
20 40 45 40 300 25 400
VRCEO V 12 24
30 250 15 325
VREBO V
4
I C BO μA
≤6 ≤6 0.1 0.35 ≤2mA ≤0.1
fT MHz *≥ 8 *≥ 8 100
300 8
4.1 BJT
动态是放大的对象和预期的结果
第四章 集成运算放大电路
2. 最大输出电压 op-p 最大输出电压U
Uo / V － 10 Uid ＋ ∞ ＋
－0.4
－0.2 －0.1
0 0.1 0.2 0.3 0.4 Uid / mV
－0.3
－10 线性区
集成运放的传输特性
3. 差模输入电阻 id 差模输入电阻r rid的大小反映了集成运放输入端向差模输入信号 源索取电流的大小。要求rid愈大愈好, 一般集成运放 rid为几百千欧至几兆欧, 故输入级常采用场效应管来 提高输入电阻rid。 F007的rid=2 M 。认为理想集成运 放的rid为无穷大。
动态时，加入差模信号uid，根据差分放大电路的特点， T1 管的集电极电流在静态电流IC1的基础上增加了∆iC1，T2管的集 电极电流在静态电流IC2的基础上减小了∆iC2，∆iC1=-∆iC2。 由于 iC4 和 iC1 是 镜 像 关 系 ， ∆iC4=∆iC1 ， 因 此 ∆io=∆iC4-∆iC2=∆iC1-(∆iC1)=2∆iC1。 可见这个电流值是单端输出电流的两倍， 即等于 差分放大电路双端输出时的电流值。因此，用电流源作为差分 放大电路的有源负载，可将双端输出信号“无损失”地转换成 单端输出信号。
若电路中有共模信号输入，T3 管和T4 管的集电极电流相等 (忽略T7管的基极电流)，T3管和T5管的集电极电流相等，又由于 R1=R3，因此T6管的集电极电流和T5管的集电极电流相等， 如此 推来，T6管和T4管的集电极电流相等，而T16管的基极电流为T4 管和T6管的集电极电流之差，所以T16管的基极电流近似为零， 可见共模信号输出为零，电路具有较高的抑制共模信号的能力。
2. 偏置电路 偏置电路由T8~T13、电阻R4和R5组成。其中T10、T11、 T12 和R4、R5构成主偏置电路，该电路中R5上的电流是F007偏置电 路的基准电流，由图可知
[理学]第四章BJT三极管及其放大管
![[理学]第四章BJT三极管及其放大管](https://img.taocdn.com/s3/m/7c2b7d5cce84b9d528ea81c758f5f61fb736281a.png)
第四章BJT三极管及其放大管一、判断题双极型三极管由两个PN结构成，因此可以用两个二极管背靠背相连构成一个三极管。
（）×三极管工作在放大区时，若i B为常数，则u CE增大时，i C几乎不变，故当三极管工作在放大区时可视为一电流源。
（）√对三极管电路进行直流分析时，可将三极管用H参数小信号模型替代。
（）×三极管的C、E两个区所用半导体材料相同，因此，可将三极管的C、E两个电极互换使用。
（）×三极管的输出特性曲线随温度升高而上移，且间距随温度升高而减小。
（）×三极管放大电路中的耦合电容在直流分析时可视为开路，交流分析时可视为短路。
（）√处于放大状态的晶体管，集电极电流是多子漂移运动形成的（）。
×只有电路既放大电流又放大电压，才称其有放大作用；（）×根据电路放大原理可以说任何放大电路都有功率放大作用；（）√放大电路中输出的电流和电压都是由有源元件提供的；（）√阻容耦合多级放大电路各级的Q 点相互独立，它只能放大交流信号。
( ) √BJT 三极管有三种连接组态，其中没有密勒效应的是共射放大电路。
( ) ×FET 三极管有三种连接组态，其中没有密勒效应的是共栅极放大电路。
( ) √BJT 三极管有三种连接组态，其中没有密勒效应的是共基极放大电路。
( ) √BJT 三极管有三种连接组态，比较三种组态密勒效应最强的是共发射放大电路。
（ ）√BJT 放大电路的高频响应有三个频率参数，分别是T f f f ,,βαβααβf f f f f f t T >=三者关系是,,（ ）√BJT 放大电路的高频响应频率参数T f f f ,,βα，满足ββf f T =（ ）√放大电路的增益在低频区的数值比较中频区小的主要原因是耦合电容和旁路电容的影响。
（ ）√放大电路的增益在高频区的数值比较中频区小的主要原因是三极管的极间电容。
（ ）√BJT 放大器的低频跨导g m 与共发射电流β的关系是e b m r g /β=（ ） √BJT 放大器的e b C /电容与其低频跨导g m 的关系为Tm eb f g C π2/=（ ） √分析BJT 放大器在高频区的增益时必须采用混合П模型，而分析BJT 放大器非高频区的增益时采用h 参数模型。
康华光《电子技术基础-模拟部分》(第5版)配套题库【章节题库-双极结型三极管及放大电路基础】【圣才出
fH
1 可知，要使 2 RC
fH 提高，则应使电容减小。
2．因为 N 型半导体的多子是自由电子，所以它带负电。（ ） 【答案】× 【解析】N 型半导体的多子是自由电子，电子漂移能力强，由于原子结构中还有原子核 带正电，在没有外界电流的参与下是不带电的，不能说 N 型半导体带负电。
三、选择题 1．下列电路，已知稳压管 D2 的稳定电压值 V2=4V，如图 4-2 所示，试判断该三极管处 于（ ）。 A．饱和区 B．放大区 C．截止区 D．已损坏
4.7 50
12A ，一般而言，三极管的β值在
50
到 200
之间，于是
有 IC＜2.4mA，从而有集电极反偏，假设成立，三极管处于放大区。
2．图 4-3 电路工作于放大状态，为了使静态工作点 ICQ 增大，应该（ ）。 A．减小电阻 R 和电容 C B．换成β大的管子 C．增大电阻 RE 的阻值 D．减小 RB1 阻值
4．对于图 4-4 所示的复合管，假设 ICEO1 和 ICEO2 分别表示 T1、T2 单管工作时的穿透电流， 则复合管的穿透电流 ICEO 为（ ）。
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图 4-4 A．ICEO=ICEO2 B．ICEO=ICEO1+ICEO2 C．ICEO=ICEO1 D．ICEO=ICEO2 +（1+β2）ICEO1 【答案】D 【解析】T1 的射级为 T2 的基极，若 T1 穿透电流为 ICEO1，则 T2 的射极电流应达到（1+β2） ICEO1，所以复合管穿透电流为 ICEO2 +（1+β2）ICEO1
3．在阻容耦合共射放大电路中，影响低频响应的主要因素是（ 的主要因素 。
4-BJT及放大电路基础资料
++
管芯结构剖面图
外部条件
• 发射结正偏，集电结反偏
发射区：发射载流子 集电区：收集载流子 基区： 传送和控制 载流子
放大状态下BJT中载流子的传输过程
三极管内有两种载流子(自由电子和空穴)都参与 导电，故称为双极型三极管BJT 。
外部条件
• 发射结正偏，集电结反偏
IE=IB+ IC
电流分配关系
VCEQ=VCC－ICQRc
直流通路
IB、IC和VCE 是静态工作状态的三个量，用Q表示，称为静 态工作点Q（ IBQ，ICQ，VCEQ ）。
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 三极管放大作用 相应的变化。
v 控制
• 基极电流传输系数： iC
iE
• 集电极电流放大系数： iC
iB
1
和 与管子的结构尺寸和掺杂浓度有 关。一般 = 0.90.99 ， >> 1。
是所加信号频率的函数，信号频率高 到一定程度时， 不但数值下降，且产 生相移，使 数值下降到1的信号频率称
为特征频率fT。
3. 三极管的三种组态
Байду номын сангаас
大于基区杂质浓度，e 且基区很薄。
P ICe=αIE
思考1：可否用两个二极管相
（2）外部条件：
连构成一个三极管？
发射结正向偏置，
思考2：可否将e和c交换使用
集电结反向偏置。
思考3：外部条件对PNP管和 NPN管各如何实现？
输入电压的变化,是通过其改变输入电流 ,再通过输入电流的传输去控制输出电压 的变化,所以BJT是一种电流控制器件。
第四讲 BJT放大电路
C3
R b1
Rc
+
RS
+
Re RL
I1 IB
R b2
Re
+
vi
-
vS
C2
Rb2
vo
-
-
VB VBE I E R e
VB
VCC R b2 R b1 R b 2
IC I E
VB VBE VB Re Re
VCE VCC I C RC I E Re VCC I C ( RC Re )
第四讲 BJT基本放大电路 4.1放大电路的工作点稳定问题
2.分压式射极偏置电路
+VCC
基极供给偏置 采用分压式， 接Rb1、Rb2
+
Vi
设计时使I1>>IB，有
R b1 Cb
C2
VB
+
R b VCC R b1 R b 2
I1 IB
R b2
Re
Vo
-
发射极加接Re
-
T（℃）
IC IC
Ai
Rc ( Rc RL ) Rc rbe rbe // Re (1 ) ( Rc RL ) (1 )
Ri=
rbe // Re (1 )
Ro≈RC
当RL<<RC时 Ai
(1 )
第四讲 BJT基本放大电路
放大电路三种基本组态的比较
共射电路的主要优点是放大能力强。Ai、Av均较大；vi与vo反 相；Ri、Ro适中。
2.分压式射极偏置电路
+VCC
静态分析
VB
+
R b1
Rc
+
RS
+
Re RL
I1 IB
R b2
Re
+
vi
-
vS
C2
Rb2
vo
-
-
VB VBE I E R e
VB
VCC R b2 R b1 R b 2
IC I E
VB VBE VB Re Re
VCE VCC I C RC I E Re VCC I C ( RC Re )
第四讲 BJT基本放大电路 4.1放大电路的工作点稳定问题
2.分压式射极偏置电路
+VCC
基极供给偏置 采用分压式， 接Rb1、Rb2
+
Vi
设计时使I1>>IB，有
R b1 Cb
C2
VB
+
R b VCC R b1 R b 2
I1 IB
R b2
Re
Vo
-
发射极加接Re
-
T（℃）
IC IC
Ai
Rc ( Rc RL ) Rc rbe rbe // Re (1 ) ( Rc RL ) (1 )
Ri=
rbe // Re (1 )
Ro≈RC
当RL<<RC时 Ai
(1 )
第四讲 BJT基本放大电路
放大电路三种基本组态的比较
共射电路的主要优点是放大能力强。Ai、Av均较大；vi与vo反 相；Ri、Ro适中。
2.分压式射极偏置电路
+VCC
静态分析
VB
+
第四章BJT及放大电路基础
7、三极管组成电路如左图所示，试分析 （1）当Vi=0V时 （2）当Vi=3V时 电路中三极管的工作状态。 解：（1）当Vi=0V时 ∵Vbe=0V,Ib≈0 ∴三极管处于截止状态, Vo=Vcc=12V （2）当Vi=3V时 三极管Je结处于正偏， Jc结处于反偏状态
∴此时三极管处于放大状态。
8、设某三极管的极限参数PCM＝150mW，ICM＝ 100mA，V（BR）CEO＝30V。试问：
（2）掌握BJT放大、饱和、截止三种工作状态条件及特点。
（3）了解BJT主要参数。
（4）掌握放大电路组成原则、工作原理及基本分析方法。
（5）熟悉放大电路三种基本组态及特点。
（6）了解频响的概念。
主要内容 §4.1 §4.2 §4.3 §4.4 双极结型三极管（BJT） 基本共射极放大电路 放大电路的分析方法 放大电路静态工作点的稳定问题
N EC
二、内部载流子传输过程（以NPN型为例）
BJT处于放大状态外加电压条件：
（发射结正偏） uBE U on 放大的条件 （集电结反偏） uCB 0，即uCE uBE
IE ＝ IEN+IEP
IE
IC ＝ INC + ICBO
IE = IC+ IB
IC
Re
Rc IB
VEE
IB= IEP+IB’－ICBO
5. 集-射极反向击穿电压 U(BR)CEO (重点)
当集—射极之间的电压 UCE 超过一定的数值时，三极管 就会被击穿。
6. 集电极最大允许耗散功耗PCM (重点)
PCM取决于三极管允许的温升，消耗功率过大，温升过高
会烧坏三极管。
PC PCM =IC UCE
BJT的电流分配与放大原理
iC iB I CE0
四、BJT的主要参数
1. 电流放大系数 共射：
I C I CEO IB
则
为直流电流放大系数
IC IB
若IC >> ICEO
交流放大系数用 表示
I C I B
如图3－11
iC(A)
4 100 80 60 40 Q i =20(A) B
IE
IC VCC
VEE
图3－6
信号从e极输入，从集电极c输出。
b. 共发射极连接：信号从b极输入，从c极输出
c. 共集电极连接：信号从b极输入，从e极输出
共射连接方式的电流放大作用
IC N P Rb N VCC
a. 由于VBB、Rb的作用， 发射结正偏。
Rc
IB
由于VCC > VBB ，调节Rc， 使VCE > VBE，则VC > VB，
iC N
iB
P
vBE
N
vCE
图3－8
1. 输入特性曲线
iB f (vBE ) v
iB(mA)
VCE 1V
CE 常数
60
40
20
vCE=0V
80
25 C
O
0.2 0.4 0.6 0.8
vBE(V)
图3－9
vCE = 0，相当于二极管的正向特性 vCE = 1V，曲线右移（原因是集电结反偏， iE 大部分被拉到集电区， iB ） vCE > 1V后， vCE， iC基本不变， iB亦基 本不变
VBB
集电结反偏
图3－7
满足放大的外部条件。
b. 下面推导IC和IB的关系 IE = IB + IC
四、BJT的主要参数
1. 电流放大系数 共射：
I C I CEO IB
则
为直流电流放大系数
IC IB
若IC >> ICEO
交流放大系数用 表示
I C I B
如图3－11
iC(A)
4 100 80 60 40 Q i =20(A) B
IE
IC VCC
VEE
图3－6
信号从e极输入，从集电极c输出。
b. 共发射极连接：信号从b极输入，从c极输出
c. 共集电极连接：信号从b极输入，从e极输出
共射连接方式的电流放大作用
IC N P Rb N VCC
a. 由于VBB、Rb的作用， 发射结正偏。
Rc
IB
由于VCC > VBB ，调节Rc， 使VCE > VBE，则VC > VB，
iC N
iB
P
vBE
N
vCE
图3－8
1. 输入特性曲线
iB f (vBE ) v
iB(mA)
VCE 1V
CE 常数
60
40
20
vCE=0V
80
25 C
O
0.2 0.4 0.6 0.8
vBE(V)
图3－9
vCE = 0，相当于二极管的正向特性 vCE = 1V，曲线右移（原因是集电结反偏， iE 大部分被拉到集电区， iB ） vCE > 1V后， vCE， iC基本不变， iB亦基 本不变
VBB
集电结反偏
图3－7
满足放大的外部条件。
b. 下面推导IC和IB的关系 IE = IB + IC
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传送控制载流子
收集载流子
4.1.2 放大状态下BJT工作原理 一、保证BJT处于放大状态时外加电压：
Je加正向电压，Jc加反向偏置电压。 C 从电位的角度看： NPN N 发射结正偏 VB>VE 集电结反偏 发射结正偏 集电结反偏 VC>VB PNP VB<VE VC<VB
B RB E EB P
RC
如高温计，其输出电压仅有毫伏量级。 二是要求信号不能失真，即放大后的信号波形 与放大前的波形的形状相同或基本相同，否则就会 丢失要传送的信息，失去了放大的意义。 放大的本质是小能量对大能量的控制作用。
4. 2. 1放大电路的基本知识 放大电路模型
电压放大模型 互阻放大模型
隔离放大电路模型
80A 60A
vCE 0
测量BJT三个电极对地电位如图所示， 试判断BJT的工作区域 ？
放大
截止
饱和
4.1.4
主要参数
α 、β
1、电流放大倍数
α、β只与管子的结构尺 寸和掺杂浓度有关，与外加 电压无关。 一般 = 0.90.99， >> 1
共发射极直流电流放大系数
4.1.4
主要参数
Ro RL
理想情况 Ro
Ii Is
Rs Rs Ri
要想减小对信号源的衰减，则希望…？
Ri Rs
理想
Ri 0
放大电路模型
3. 互阻放大模型（自看） 4. 互导放大模型（自看） 5. 隔离放大电路模型
Ro + Vi – Ri – + AV Vi
O
+ V o –
（2）截止区 iB =0 以下区域为截止区，有 iC 0 。 在截止区发射结处于反向偏置，集电结处于反 向偏置，晶体管工作于截止状态。 （3）饱和区 iC(mA ) 当vCE vBE时,饱和状态。 100A 饱 4 和 3 区
2 1 0 3
在饱和区，iB iC，发 射结处于正向偏置，集电 40A 结也处于正偏或零偏。 20A 深度饱和时， IB=0 硅管vCES 0.3V， 6 9 12 v (V) CE 锗管vCES 0.1V。 截止区
电流放大模型 互导放大模型
放大电路的主要性能指标
输入电阻 输出电阻 增益 频率响应及带宽 非线性失真
4.2.1 放大电路模型及其性能指标
信号源
+ Vs – Ii Rs + Vi – 放大电路 + Vo – Io RL
负载
电压增益（电压放大倍数）
Vo AV Vi
分析：（1） PCM＝ICVCE＝150mW，所以当VCE=10V时， IC＝150/10＝15mA是最大工作电流 （2） PCM＝ICVCE＝150mW，当VCE=1V时，IC＝150/1＝ 150mA，超过其最大工作电流，所以ICM＝100mA （3） PCM＝ICVCE＝150mW，当IC＝1mA，VCE＝150/1=150V, 超过其最大工作电压，所以VCE＝30V
二、结构及符号：
发射结Je
集电结Jc
发射极 Emitter 基极 Base
集电极 Collector
发射区
C B NPN
基区
集电区 B
C
T E PNP
T
E
二、结构及符号
结构特点：
• 发射区的掺杂浓度最高；
作 用
发射载流子
• 基区很薄，且掺杂浓度最低， 一般在几个微米至几十个微米
• 集电区掺杂浓度低于发射区， 且面积大；
IB=IB’－ICBO ＝（１－ ） IE －ICBO 其中： IE=IC+IB
共基极电流放大系数 IC 集电极的收集电流 发射极发射电流 IE
说明：只与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与 外在电压无关，其值小于1。 取值 =0.9---0.99
２
由
以 IＢ为已知量：
IE=IC+IB IC= IE + ICBO ＝ （ IB ＋ IC ）＋ＩCBO
说明： 只与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与 外在电压无关。 >>1
四. 三极管的三种基本组态
共发射极接法:发射极作为公共电极，用CE表示；
共 基 极 接法:基
极作为公共电极，用CB表示;
共集电极接法:集电极作为公共电极，用CC表示;
4.1.3 BJT的V－I特性曲线： 共射极电路特性曲线及共基极电路特性曲线。 一、共射极连接时特性曲线 (以NPN为例)
N EC
二、内部载流子传输过程 （以NPN型为例）
IE ＝ IEN+IEP
IE
IC ＝ INC + ICBO
IE = IC+ IB
IC
Re
Rc IB
VEE
IB= IEP+IB’－ICBO
VCC
动画
三、 电流分配关系 ：
１ 以 IＥ为已知量：
IC=INC+ ICBO ＝ IE + ICBO
集电极-基极间 反向饱和电流
第四章
基本要求：
双极结型三极管及放大电路基础
（1）掌握BJT输入及输出特性，了解其工作原理。
（2）掌握 BJT放大、饱和、截止三种工作状态条件及 特点。 （3）了解BJT主要参数。
（4）掌握放大电路组成原则、工作原理及基本分析方法。 （5）熟悉放大电路三种基本组态及特点。 （6）了解频响的概念。
主要内容： §4.1 双极结型三极管（BJT） §4.2 §4.3 基本共射极放大电路 放大电路的分析方法
有 Vi
Ri Vs Rs Ri
要想减小衰减，则希望…？
Ri Rs
理想
Ri
放大电路模型
2. 电流放大模型
关心输出电 流与输入电流的 关系
+ + VV s s –– RsI
Rs
i
Ro + + V Vii – –
+ AVOVi V Ri 放大电路 o – –
Io
+
+ Vo – R RLL
１输入特性曲线
iB RB VBB 共射极连接
iB=f(vBE)
v CE const
vBE - e -
b +
c+
iC
RC VCC
vCELeabharlann 1. 输入特性特点:非线性 iB(A) 80 60 40
iB f (vBE ) v
CE 常数
vCE1V
20
0.4 0.8
正常工作时发射结电压： NPN型硅管 vBE 0.7V PNP型锗管 vBE 0.2 V
∴此时三极管处于放大状态。
8、设某三极管的极限参数PCM＝150mW，ICM＝ 100mA，V（BR）CEO＝30V。试问：
1、若它的工作电压VCE=10V，则工作电流IC最大不得超过多少？ 2、若它的工作电压VCE=1V，则工作电流IC最大不得超过多少？ 3、若它的工作电流IC =1mA, 则工作电压VCE最大不得超过多少？
VCC
ICEO
4. 集电极最大允许电流 ICM
集电极电流 IC上升会导致三极管的 值的下降，当 值下降到正常值的三分之二时的集电极电流即为 ICM。
5. 集-射极反向击穿电压 U(BR)CEO
当集—射极之间的电压 UCE 超过一定的数值时，三极管 就会被击穿。
6. 集电极最大允许耗散功耗PCM
3、能否将BJT的e、c两电极交换使用？
4、要使BJT具有放大作用，Je和Jc的偏置电压应如何连接？
5、如何判断BJT 的三种组态？
6、有哪几个参数确定BJT的安全工作区
7、三极管组成电路如左图所示，试分析 （1）当Vi=0V时 （2）当Vi=3V时 电路中三极管的工作状态。 解：（1）当Vi=0V时 ∵Vbe=0V,Ib≈0 ∴三极管处于截止状态, Vo=Vcc=12V （2）当Vi=3V时 三极管Je结处于正偏， Jc结处于反偏状态
输出端口可以根据不同情况等效成不同的电路形式
放大电路模型
1. 电压放大模型
AVO ——负载开路时的
电压增益
+ Vs – Rs + Vi – Ri – + AVOVi Ro + Vo – RL
Ri ——输入电阻
Ro ——输出电阻
由输出回路得 Vo AVOVi RL Ro RL
I E (1 ) I B I CEO 其中： 共射极电流放大系数
I C I CEO I C 1 IB IB
1 IC IB I CBO I B I CEO 1 1
ICEO= ICBO /（1- ） =(1+ ) ICBO（穿透电流）
电流增益
Io AI Ii
互阻增益
Vo AR Ii ( )
互导增益
Io AG Vi (S )
放大电路模型
信号源
+ Vs – Ii Rs + Vi – 放大电路 + Vo – Io RL
负载
放大电路是一个双口网络。从端口特性来研究放大 电路，可将其等效成具有某种端口特性的等效电路。 输入端口特性可以等效为一个输入电阻
作业：P186 4.1.1 4.2.2 4.2.3(a、e、d)
§4.2
基本共射极放大电路
(CE)
(Common- Emitter Amplifier Circuit）
4.2.1 放大电路基本知识（P7） 4.2.2共射极放大电路的组成及放大作用
4.2.1
放大电路基本知识
放大的概念： 一是要求放大电信号，即能将微弱的电信号 增强到人们所需的数值，以便于人们测量和使用；