晶体管放大原理解析
射频与微波晶体管放大器基础
射频与微波晶体管放大器基础一、引言射频与微波晶体管放大器是无线通信和雷达等领域中不可或缺的核心元件，它们在信号传输和处理中起到关键作用。
本文将深入探讨射频与微波晶体管放大器的基础知识，包括其原理、分类、特点以及在实际应用中的一些注意事项。
二、射频与微波晶体管放大器的原理射频与微波晶体管放大器是通过控制输入信号与输出信号之间的电流和电压关系，实现信号放大的器件。
其基本原理是利用晶体管的电流和电压放大特性，将输入的微弱信号放大到足够的水平，以满足系统对信号增益的要求。
三、射频与微波晶体管放大器的分类根据不同的工作频率和应用场景，射频与微波晶体管放大器可以分为多种不同的类型。
常见的分类包括： 1. 低频放大器：工作频率在几十千赫兹到几百兆赫兹范围内，适用于音频放大等应用。
2. 中频放大器：工作频率在几百千赫兹到几千兆赫兹范围内，适用于收音机和电视等中频信号处理。
3. 射频放大器：工作频率在几千兆赫兹到几十千兆赫兹范围内，适用于无线通信和雷达等射频信号处理。
4. 微波放大器：工作频率在几十千兆赫兹到几百千兆赫兹范围内，适用于雷达和卫星通信等微波信号处理。
四、射频与微波晶体管放大器的特点射频与微波晶体管放大器具有以下一些特点： 1. 宽带特性：能够在一定频率范围内实现较为平坦的增益响应。
2. 高增益：能够将微弱的输入信号放大到较高的输出功率水平。
3. 低噪声：在信号放大的过程中，尽可能减小噪声的引入。
4. 高线性度：能够保持输入输出信号之间的线性关系，避免非线性失真。
5. 可靠性高：具有较长的使用寿命和稳定的性能。
五、射频与微波晶体管放大器的设计要点在设计射频与微波晶体管放大器时，需要注意以下几个方面： 1. 选择合适的晶体管类型和参数，以满足系统对增益、噪声和线性度等性能指标的要求。
2. 合理的输入输出匹配网络设计，以确保能够最大限度地传输能量。
3. 对于高功率放大器，需要合理设计散热结构，以保证晶体管工作在安全的温度范围内。
晶体三极管的工作原理详解
PN 结的本质：在 P 型半导体和 N 型半导体的结合面两侧，留下离子薄层，这个离子薄层形成的空间电荷区称为 PN 结。
1、切入点：要想很自然地说明问题，就要选择恰当地切入点。
讲三极管的原理我们从二极管的原理入手讲起。
二极管的结构与原理都很简单，内部一个 PN 结具有单向导电性，如示意图B。
很明显图示二极管处于反偏状态， PN 结截止。
我们要特殊注意这里的截止状态，实际上 PN 结截止时，总是会有很小的漏电流存在，也就是说 PN 结总是存在着现象， PN 结的单向导电性并非百分之百。
为什么会浮现这种现象呢？这主要是因为PN 结反偏时，能够正向导电的多数载流子被拉向电源，使PN 结变厚，多数载流子不能再通过 PN 结承担起载流导电的功能。
所以，此时漏电流的形成主要靠的是少数载流子，是少数载流子在起导电作用。
反偏时，少数载流子在电源的作用下能够很容易地反向穿过 PN 结形成漏电流。
漏电流之所以很小，是因为少数载流子的数量太少。
很明显，此时漏电流的大小主要取决于少数载流子的数量。
如果要想人为地增加漏电流，只要想办法增加反偏时少数载流子的数量即可。
所以，如图B漏电流就会人为地增加。
其实，光敏二极管的原理就是如此。
光敏二极管与普通光敏二极管一样，它的 PN 结具有单向导电性。
因此，光敏二极管工作时应加之反向电压，如图所示。
当无光照时，电路中也有很小的反向饱和漏电流，普通为1×10-8 —1×10-9A(称为暗电流)，此时相当于光敏二极管截止；光敏二极管工作在反偏状态，因为光照可以增加少数载流子的数量，于是光照就会导致反向漏电流的改变，人们就是利用这样的道理制作出了光敏二极管。
既然此时漏电流的增加是人为的，那末漏电流的增加部份也就很容易能够实现人为地控制。
2、强调一个结论：讲到这里，一定要重点地说明 PN 结正、反偏时，多数载流子和少数载流子所充当的角色及其性质。
为什么呢？这就导致了以上我们所说的结论：反偏时少数载流子反向通过 PN 结是很容易的，甚至比正偏时多数载流子正向通过 PN 结还要容易。
晶体管放大器结构原理图解
晶体管放大器构造原理图解功率放大器的作用是未来自前置放大器的信号放大到足够能推进相应扬声器系统所需的功率。
就其功率来说远比前置放大器简单，就其耗费的电功率来说远比前置放大器为大，因为功率放大器的实质就是将沟通电能“转变”为音频信号，自然此中不行防止地会有能量损失，此中尤以甲类放大和电子管放大器为甚。
一、功率放大器的构造功率放大器的方框图如图1-1 所示。
1、差分对管输入级输入级主要起缓冲作用。
输入输入阻抗较高时，往常引入必定量的负反应，增添整个功放电路的稳固性和降低噪声。
前置激励级的作用是控制后来的激励级和功绩输出级两推挽管的直流均衡，并供应足够的电压增益。
激励级则给功率输出级供应足够大的激励电流及稳固的静态偏压。
激励级和功率输出级则向扬声器供应足够的激励电流，以保证扬声器正确放音。
其他，功率输出级还向保护电路、指示电路供应控制信号和向输入级供应负反应信号（有必需时）。
一、放大器的输入级功率放大器的输入级几乎一律都采纳差分对管放大电路。
因为它办理的信号很弱，由电压差分输入给出的是与输入端口处电压基本上没关的电流输出，加之他的直流失调量很小，固定电流不再一定经过反应网络，所以其线性问题简单办理。
事实上，它的线性远比单管输入级为好。
图1-2 示出了 3种最常用的差分对管输入级电路图。
图 1-2 种差分对管输入级电路1、加有电流反射镜的输入级在输入级电路中，输入对管的直流均衡是极其重要的。
为了获得精准的均衡，在输入级中加上一个电流反射镜构造，如图1-3 所示。
它能够迫使对管两集电极电流近于相等，进而能够对二次谐波正确地加以抵消。
其他，流经输入电阻与反应电阻的两基极电流因不相等所造成的直流失调也变得更小了，三次谐波失真也降为不加电流反射镜时的四分之一。
在均衡优秀的输入级中，加上一个电流反射镜，起码可把总的开环增益提升6Db。
而对于预先未能获得足够好均衡的输入级，加上电流反射镜后，则提升量最大可达 15dB 。
晶体管的结构和工作原理
晶体管的结构和工作原理晶体管是一种半导体器件，它是现代电子技术中最重要的组成部分之一。
它可以放大和控制电流，是计算机、电视、手机等电子设备的基础。
了解晶体管的结构和工作原理对于理解现代电子技术至关重要。
晶体管的结构主要由三个区域构成：发射区（Emitter）、基区（Base）和集电区（Collector）。
这三个区域通过不同的掺杂方式形成PN结（正负电荷结），从而形成晶体管的特殊性能。
晶体管的工作原理可以简单地描述为：当发射区的P型半导体与基区的N型半导体通过PN结相连时，PN结处形成了耗尽层。
此时，发射区的P型区域中存在着自由电子，而基区的N型区域中存在着正电子。
发射区的自由电子因为浓度较高，会向基区的耗尽层扩散。
而在基区的耗尽层中，因为电子的浓度较低，电子会进一步向集电区的N型区域扩散。
这个过程中，电子会被发射区的电压所吸引，进而形成电流。
晶体管的工作可以分为两个阶段：截止区和放大区。
在截止区，当发射区的电压很低时，PN结处的耗尽层会阻断电流的流动，晶体管处于关闭状态。
而在放大区，当发射区的电压逐渐增加时，耗尽层逐渐变窄，电流开始流动。
此时，发射区的电流会通过基区的控制，进一步控制集电区的电流。
晶体管在放大区的工作原理就是通过控制发射区的电流，进而控制集电区的电流，实现对电流的放大和控制。
晶体管的工作原理可以通过一个简单的模型进行理解。
假设晶体管是一个自控的电阀，发射区相当于阀门的控制杆，基区相当于阀门的控制电路，集电区相当于阀门的出水口。
当控制杆的位置改变时，会进一步控制阀门的开关和水流的大小。
同样地，当基区的电流改变时，会进一步影响集电区的电流。
这种通过控制杆来控制阀门开关的原理，与晶体管通过控制发射区电流来控制集电区电流的原理是相似的。
通过对晶体管的结构和工作原理的理解，我们可以看到晶体管在现代电子技术中的重要作用。
它不仅可以放大电流，还可以控制电流的大小。
这使得晶体管成为现代电子设备中的关键元件。
从晶体管电路方面来理解放大原理!对晶体管饱和、饱和压降的理解
从晶体管电路方面来理解放大原理!对晶体管饱和、饱和压降的理解众所周知，一个普通的双极型晶体管有二个PN结、三种工作状态(截止、饱和、放大)和四种运用接法(共基、共发、共集和倒置)。
对这两个PN结所施加不同的电位，就会使晶体管工作于不同的状态：两个PN结都反偏——晶体管截止;两个PN结都导通——晶体管饱和：一个PN结正偏，一个PN结反偏——晶体管放大电路(注意：如果晶体管的发射结反偏、集电结正偏，就是晶体管的倒置放大应用)。
要理解晶体管的饱和，就必须先要理解晶体管的放大原理。
从晶体管电路方面来理解放大原理，比较简单：晶体管的放大能力，就是晶体管的基极电流对集电极电流的控制能力强弱。
控制能力强，则放大大。
但如果要从晶体管内部的电子、空穴在PN结内电场的作用下，电子、空穴是如何运动的、晶体管的内电场对电子、空穴是如何控制的等一些物理过程来看，就比较复杂了。
对这个问题，许多教课书上有不同的描述。
我对此问题的理解是：当晶体管处于放大状态时，基极得到从外电源注入的电子流，部分会与基区中的空穴复合，此时产生的复合电流，构成了基极电流的主体。
由于此时晶体管是处于放大状态，故集电结处于反偏。
又因集电结的反偏，就在此PN结的内部，就形成了一个强电场，电场的方向由集电极指向基极，即集电极为正，基极为负。
也就是说，在此PN结(集电结)联接集电极的一端，集中了大量带正电的空穴。
当从基极注入的电子流进入基区后，一部分与基区内部的空穴进行了复合，而大部分电子则在强电场的作用下，被“拉”到了集电极，这种被电场“拉”到集电极的电子流，构成了集电极电流的主要组成部分。
由于从基极注入的电子流，只有很少一部分在基区被复合，大部分电子是在集电结的强电场的作用下，集中到了集电极，构成了集电极电流的主体，所以，此时的集电极电流要远大于从基极注入的电流，这就是晶体管放大功能的物理模型。
此时，是以NPN型晶体管进行举例。
如果是PNP型晶体管，则只要把晶体管的极性由正换成负就行。
晶体管放大器结构原理图解
晶体管放大器结构原理图解功率放大器的作用是将来自前置放大器的信号放大到足够能推动相应扬声器系统所需的功率。
就其功率来说远比前置放大器简单，就其消耗的电功率来说远比前置放大器为大，因为功率放大器的本质就是将交流电能“转化”为音频信号，当然其中不可避免地会有能量损失，其中尤以甲类放大和电子管放大器为甚。
一、功率放大器的结构功率放大器的方框图如图1-1所示。
1、差分对管输入级输入级主要起缓冲作用。
输入输入阻抗较高时，通常引入一定量的负反馈，增加整个功放电路的稳定性和降低噪声。
前置激励级的作用是控制其后的激励级和功劳输出级两推挽管的直流平衡，并提供足够的电压增益。
激励级则给功率输出级提供足够大的激励电流及稳定的静态偏压。
激励级和功率输出级则向扬声器提供足够的激励电流，以保证扬声器正确放音。
此外，功率输出级还向保护电路、指示电路提供控制信号和向输入级提供负反馈信号（有必要时）。
一、放大器的输入级功率放大器的输入级几乎一律都采用差分对管放大电路。
由于它处理的信号很弱，由电压差分输入给出的是与输入端口处电压基本上无关的电流输出，加之他的直流失调量很小，固定电流不再必须通过反馈网络，所以其线性问题容易处理。
事实上，它的线性远比单管输入级为好。
图1-2示出了3种最常用的差分对管输入级电路图。
图1-2种差分对管输入级电路1、加有电流反射镜的输入级在输入级电路中，输入对管的直流平衡是极其重要的。
为了取得精确的平衡，在输入级中加上一个电流反射镜结构，如图1-3所示。
它能够迫使对管两集电极电流近于相等，从而可以对二次谐波准确地加以抵消。
此外，流经输入电阻与反馈电阻的两基极电流因不相等所造成的直流失调也变得更小了，三次谐波失真也降为不加电流反射镜时的四分之一。
在平衡良好的输入级中，加上一个电流反射镜，至少可把总的开环增益提高6Db。
而对于事先未能取得足够好平衡的输入级，加上电流反射镜后，则提高量最大可达15dB。
另一个结果是，起转换速度在加电流反射镜后，大致提高了一倍。
电子技术基础： 晶体管放大电路
输入电压为零时， 电路输出电压会偏离 初始值，随时间作缓慢、
无规则地变动。
Vcc
三、电路特点
ui
uo
6.4 功率放大电路
6.4.1 功率放大电路的基本特点
一、输出功率足够大
输出足够大的信号电压、足够大的信号电流。
二、转换效率尽可能高
效率：交流输出功率与电源提供的直流功率之比。
6.2.4 稳定静态工作点的放大电路
1.温度对静态工作点的影响 T↑→ICBO↑,温度每升高10oC, ICBO↑一倍 T↑→UBE↓,温度每升高1oC, UBE↓2.5mv T↑→β↑,温度每升高1oC,β↑ 0.5%—1%
100℃ 27℃
0℃
温度扫描分析
6.2.4 稳定静态工作点的放大电路
2. 典型的稳定静态工作点电路 一、电路构成
三、非线性失真尽可能小
工作在大信号状态，难免带来非线性失真。
四、重视功率管的散热和保护
功率放大电路的分类 分类：
1、甲类状态：晶体管在整个信号周期内导通。
2、乙类状态：晶体管只在信号半个周期内导通。 3、甲乙类状态：晶体管导通时间略大于半个周期。
6.4.2 互补对称功率放大电路
1.互补对称乙类功放电路(OCL电路)
(1 )RL rbe (1 )RL
RL = Re // RL
输入电阻Ri
Ri
Ui Ii
Rb
// [rbe
(1 )RL ]
输出电阻Ro
Ro
Uo Io
Re
// (rbe
RS // Rb )
1
特点：Au略小于1；Uo与Ui同相；Ri大，Ro小; 有电流、功率放大作用。
晶体管 原理
晶体管原理晶体管是一种半导体设备，常用于放大和开关电流信号。
它是由三个不同类型的半导体材料（N型、P型）组成的结构，通常分为三个部分：发射区、基区和集电区。
晶体管的原理基于PN结的行为。
PN结是由一种P型半导体和一种N型半导体直接接触形成的。
当PN结处于正向偏置状态时，电子从N型材料中向P型材料扩散，同时空穴从P型材料向N型材料扩散。
这导致了在PN结的两边形成了一个电子多数载流子区和一个空穴多数载流子区。
当PN结处于反向偏置状态时，载流子的扩散被抑制，形成一个耗尽区。
晶体管的工作原理是基于控制电流流动的结构。
在一个双极晶体管中，发射极与基极之间形成了一个PN结，称为基极结。
当在基极结的正向偏置下，电子从发射区向基区扩散，通过基区与集电区形成PNP型晶体管。
反之，当在基极结的反向偏置下，电子不能从发射区扩散到基区，PNP型晶体管处于关断状态。
在晶体管中，发射区中的电流称为发射电流（IE），基区中的电流称为基区电流（IB），集电区中的电流称为集电电流（IC）。
由于发射电流与基区电流之间的比例关系，可以通过更改基区电流的大小来控制集电电流的变化。
这种现象使得晶体管可以用作放大器和开关。
例如，在放大应用中，当输入信号施加在基极上时，基区电流会相应地改变，从而导致集电电流的变化。
由于晶体管具有放大能力，输出信号的幅度会比输入信号大很多。
在开关应用中，当基区电流为零时，晶体管处于关闭状态，集电电流也为零。
当基区电流大于某个阈值时，晶体管开始导通，集电电流会被允许通过。
这使得晶体管可以用作逻辑门和开关来控制电路中的开关操作。
总的来说，晶体管的原理是基于PN结的行为，通过控制电流的流动来实现放大和开关功能。
这使得晶体管成为现代电子设备中不可或缺的一部分。
晶体管及其小信号放大-场效应管放大电路
传感器信号的特点
传感器输出的信号通常比较微弱，容易受到噪声干扰的影响 。为了准确获取传感器数据，需要使用晶体管和场效应管放 大电路对信号进行放大和噪声抑制。
放大电路的作用
通过适当的信号放大，可以增强传感器信号的强度，降低噪 声干扰的影响，提高信号的信噪比，从而获得更准确、可靠 的传感器数据。
THANKS
3
图解分析法
通过图形直观地分析晶体管的工作状态和性能指 标。
03
场效应管放大电路
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
场效应管放大原理
场效应管通过改变输入电压来控 制输出电流，从而实现放大功能。
场效应管具有输入阻抗高、噪声 低、热稳定性好等优点，适用于
小信号放大。
无线通信系统中的信号放大
无线通信系统
在无线通信系统中，信号传输距离较 远，信号强度会逐渐减弱。为了确保 信号的稳定传输，需要使用晶体管和 场效应管放大电路对信号进行放大。
信号质量与可靠性
通过适当的信号放大，可以增强无线 信号的强度，提高信号传输的可靠性 和稳定性，确保通信系统的正常运行 。
传感器信号的放大处理
输出级
负责将放大的信号进行功率放 大，提供足够的输出功率。
电压放大级
位于输入级和输出级之间，对 信号进行进一步放大。
偏置电路
为晶体管提供合适的静态工作 点，确保放大器正常工作。
晶体管放大电路的分析方法
1 2
直流通路分析法
在静态工作点下分析电路的直流工作状态和性能 指标。
交流通路分析法
在动态工作状态下分析电路的交流工作状态和性 能指标。
场效应管放大电路的放大倍数由 场效应管的跨导和电阻决定。
晶体管放大电路实验报告
晶体管放大电路实验报告晶体管放大电路实验报告引言：晶体管是一种半导体器件，广泛应用于电子电路中。
晶体管放大电路是利用晶体管的放大特性，将输入信号放大到更高的电压或电流水平，以实现对信号的增强和处理。
本次实验旨在通过搭建晶体管放大电路，探究其工作原理和性能。
一、实验目的本次实验的目的是通过搭建晶体管放大电路，了解晶体管的基本工作原理和特性，并观察不同参数对电路性能的影响。
二、实验原理晶体管放大电路主要由晶体管、电阻和电容组成。
晶体管分为三个区域：发射区、基区和集电区。
通过控制基区的电流，可以调节晶体管的放大倍数。
电阻和电容则用于稳定电路和滤波。
三、实验步骤1. 准备工作：收集所需材料和仪器，包括晶体管、电阻、电容、电压源和示波器等。
2. 搭建电路：按照实验要求，连接晶体管、电阻和电容，形成放大电路。
3. 调节电压：根据实验要求，调节电压源的输出电压，使其适合晶体管的工作范围。
4. 测量电路参数：使用示波器和万用表等仪器，测量电路中的电压、电流和频率等参数。
5. 观察输出信号：输入不同的信号波形，观察输出信号的放大效果和失真情况。
6. 记录实验数据：准确记录实验过程中的各项数据和观察结果。
四、实验结果与分析通过实验测量和观察，我们得到了一系列数据和图表。
根据这些数据和图表，我们可以得出以下结论：1. 当输入信号的幅度过大时，输出信号可能会出现失真现象，即波形变形或削平。
2. 输入信号的频率越高，输出信号的失真程度越大。
3. 通过调节电路中的电阻和电容数值，可以改变电路的增益和频率响应。
五、实验总结通过本次实验，我们深入了解了晶体管放大电路的工作原理和性能特点。
实验过程中，我们掌握了搭建电路、调节参数和测量数据的方法。
通过观察和分析实验结果，我们进一步认识到晶体管放大电路的优点和局限性。
六、实验改进在实验过程中，我们发现了一些问题和改进的空间：1. 数据测量的准确性有待提高，可以采用更精密的测量仪器和方法。
晶体管的原理
晶体管的原理
晶体管是一种电子器件，它通过控制电场将电信号放大或开关。
晶体管的结构一般由三个区域组成：发射区（Emitter）、基区（Base）和集电区（Collector）。
晶体管的工作原理基于PN结的导电性能和电场控制电流的特性。
当晶体管处于工作状态时，PN结的两侧存在一个垂直于
基区的电场。
根据此电场的方向，激活PN结两侧的导电性不同。
当没有输入信号时，晶体管处于关闭状态。
在这种情况下，发射区和集电区之间的PN结会形成一个正向偏置。
电子从发射
区向基区注入，但由于基区是非金属的，无法导电，所以电流在基区被阻止。
因此，集电区的电流几乎为零。
当有输入信号时，晶体管进入工作状态。
输入信号从基区注入，使得基区变为导电状态。
此时，较高的电场使电子迁移到集电区，从而形成集电电流。
集电电流的大小取决于输入信号的强弱和电场的变化。
由于晶体管可以放大输入信号，因此可用于放大电路。
当输入信号增大时，晶体管放大器会输出相应放大的信号。
晶体管的工作原理使得它被广泛应用于电子设备中，例如收音机、电视机、计算机等。
晶体管放大电路的原理
晶体管放大电路的原理介绍晶体管放大电路是现代电子设备中广泛应用的一种电路结构。
它利用晶体管的放大特性来增加输入信号的幅度，并输出一个放大后的信号。
晶体管放大电路有着许多优点，例如高增益、低噪声等，因此在放大、调节和传输信号方面发挥着重要作用。
本文将深入探讨晶体管放大电路的原理。
三极管基本原理三极管是一种常用的晶体管，它由三个掺杂不同类型材料的半导体层构成：发射区、基区和集电区。
三极管常用的两种工作方式是共射极和共基极。
共射极放大电路共射极放大电路是最常见的三极管放大电路之一。
它的特点是输入信号接在基极上，输出信号从集电极上取出。
这种电路常用于需要较大电压增益的应用。
共射极放大电路的工作原理1.基极-发射区电流控制：输入信号通过耦合电容C1进入基极，使得基极电压发生变化。
当输入信号为正半周时，与基极相连的电容C1充电，基极电流增大，发射区电流也随之增大；当输入信号为负半周时，电容C1放电，基极电流减小，发射区电流也随之减小。
2.集电极电流变化：发射区电流的变化会导致集电区电流的变化。
当发射区电流增大时，集电区电流也会增大；反之，当发射区电流减小时，集电区电流也会减小。
3.输出信号增强：由于晶体管的放大特性，集电极电流的变化会引起输出信号的放大，即得到了较大幅度的输出信号。
共射极放大电路的特点•高输入电阻：晶体管的基极-发射极之间电流极小，所以输入电阻较高，可以减小输入信号源的负载效应。
•低输出电阻：输出信号是取集电极电流，因此输出电阻较低。
•相位反转：输入信号和输出信号之间相位存在180度的反转。
共基极放大电路共基极放大电路是另一种常用的三极管放大电路，它的特点是输入信号接在发射区上，输出信号从集电极上取出。
这种电路常用于需要较大电流增益的应用。
共基极放大电路的工作原理1.输入信号作用：输入信号通过耦合电容C1进入发射区，使得发射区电流发生变化。
2.集电极电流控制：发射区电流的变化会导致集电区电流的变化。
单管放大器的基本工作原理
单管放大器的基本工作原理
单管放大器是一种简单的放大电路，它使用一个晶体管作为放大元件。
其基本工作原理如下：
1. 输入信号：单管放大器的输入信号通常是来自音频源或其他信号源。
这个输入信号被连接到晶体管的基极。
2. 激励信号：输入信号作用于晶体管的基极，通过晶体管的材料特性，将输入信号转换成激励信号。
这个激励信号传输到晶体管的发射极。
3. 激励信号放大：激励信号经过晶体管后，由于晶体管的放大特性，输出信号的幅度将会比输入信号更大。
这个放大过程是通过晶体管的内部电子流动和扩散来实现的。
4. 输出信号：放大后的信号被连接到晶体管的集电极，形成输出信号。
这个输出信号可以连接到负载（如扬声器）或其他需要增强信号的设备。
需要注意的是，单管放大器的放大能力有限，通常只能达到较小的增益。
此外，晶体管的工作条件和偏置电路对放大器的性能也有重要影响。
因此，在实际设计中，通常需要添加额外的电路来控制晶体管的工作状态，以确保稳定性和更高的放大能力。
晶体管放大电路
2、晶体管放大电路原理2.1 晶体管和FET 的工作原理2.1.1晶体管和FET 的放大工作的理解晶体管和FET 的放大作用：晶体管或FET 的输入信号通过器件而出来，晶体管或FET 吸收此时输入信号的振幅信息，由电源重新产生输出信号，由于该输出信号比输入信号大，可以看成将输入信号放大而成为输出信号。
这就是放大的原理。
2.1.2晶体管和FET 的工作原理1、双极型晶体管的工作原理晶体管内部工作原理：对流过基极与发射极之间的电流进行不断地监视，并控制集电极-发射极间电流源使基极-发射极间电流的β倍的电流流在集电极与发射极之间。
就是说，晶体管是用基极电流来控制集电极-发射极电流的器件。
电源电源输入输出输出（a ）双极型晶体管(以NPN 型为例) （b ）FET （以N 型JFET 为例）A被基极电流控制的电流源检测基极电流的电流计集电极（输出端）基极（输入端）发射极（公共端）双极型晶体管的内部原理2、FET 的工作原理FET 内部工作原理：对加在栅极与源极之间的电压进行不断地监视，并控制漏极-源极间电流源使栅极-源极间电压的g m 倍的电流流在漏极与源极之间。
就是说，FET 是用栅极电压来控制漏极-源极电流的器件。
2.1.3分立元件放大电路的组成原理放大电路的组成原理（应具备的条件）1放大器件工作在放大区（三极管的发射结正向偏置，集电结反向偏置；结型FET 与耗尽型MOSFET 可采用自偏压方式或分压式偏置或混合偏置方式，增强型MOSFET 则一定要采用分压式偏置或混合偏置 方式）即要保证合适的直流偏置； （2）：输入信号能输送至放大器件的输入端； （3）：有信号电压输出。
判断放大电路是否具有放大作用，就是根据这几点，它们必须同时具备。
2.1.4晶体管放大电路的直流工作状态分析（以晶体管电路为例）直流通路：在没有信号输入时，估算晶体管的各极直流电流和极间直流电压，将放大电路中的电容视为开路，电感视为短路即得。
晶体管放大原理及条件
iB
+
u_i RB
+
uBE _
VBB
iC +
T uCE iE _
RC iB = ib + IB VCC iC = ic + IC
uCE = uce + UCE
模拟电子技术
2. 晶体管及放大电路基础
iB
iC +
RC uCE =VCC - iC Rc
u_+i RB
+ T uCE
uBE
iE
_
_
VCC
=VCC - (IC +ic )Rc =(VCC - IC Rc )-ic Rc
IB ICBO0
O
UBE b
IB
为三极管共射极
RB VBB
UCE
直流电流放大系数
VCC
RC
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2. 晶体管及放大电路基础
由 的关系式
由 IE IC IB
及 与 的定义
得
1
或
1
0.95 ~ 0.995 20 ~ 200
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2. 晶体管及放大电路基础
当输入回路电压
集电区掺杂浓度低，面积大。 外部条件：发射结正偏，集电结反偏
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谢 谢！
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2. 晶定义体管及放大电路基础
若只考虑电流的变化量，则定义：
I C
IE
共基极交流电流放大系数
I C
IB
共射极交流电流放大系数
一般可以认为： ，
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2. 晶体管及放大电路基础
符号的意义
电流 ：
IB
晶体管放大电路
U CEQ VCC I CQ Rc
列晶体管输入、输出回路方程，将UBEQ作为已知
条件，令ICQ＝βIBQ，可估算出静态工作点。
15
阻容耦合共射放大电路的直流通路和交流通路
直流通路
I
＝VCC－U
BQ
Rb
BEQ
I CQ I BQ
U CEQ VCC I CQ Rc
当VCC>>UBEQ时，
I BQ
Re起直流负反馈作用，其值越大，反馈越强，Q点越稳定。
32
3. Q 点分析
分压式电流负反馈工作点稳定电路
VBB IBQ Rb U BEQ IEQ Re
VBB
Rb1 Rb1 Rb2
VCC
Rb Rb1 ∥ Rb2
U BQ
Rb1 Rb1 Rb2
VCC
I EQ
U BQ
U BEQ Re
判断方法： Rb1 ∥ Rb2 (1 )Re ?
以N沟道为例
单极型管∶噪声小、抗辐射能力强、低电压工作
场效应管有三个极：源极（s）、栅极（g）、漏极（d），对应于晶体
管的e、b、c；有三个工作区域：截止区、恒流区、可变电阻区，对应于
晶体管的截止区、放大区、饱和区
1. 结型场效应管
结构示意图
3. 通频带
衡量放大电路对不同频率信号的适应能力
由于电容、电感及放大管PN结的电容效应，使放大电路在信号频率较低
和较高时电压放大倍数数值下降，并产生相移。
下限频率
f bw f H f L
上限频率
4. 最大不失真输出电压Uom：交流有效值 5. 最大输出功率Pom和效率η：功率放大电路的参数
6
§2 基本共射放大电路的工作原理
晶体管放大原理
晶体管放大原理
晶体管放大原理是通过改变晶体管的输入信号电压，从而控制其输出电流的程度来实现信号放大的过程。
晶体管主要由三个区域组成：发射区、基区和集电区。
当外加电压施加在晶体管的基极和发射极之间时，就会在发射区产生一个很小的电流，称为发射极电流。
这个电流是由基极发射极结之间的正向偏置电压引起的。
此时，发射区的能带结构会发生变化，导致与其接触的基区中形成了一个浓度较高的载流子区域，称为输运区。
这个输运区能够将来自发射区的电子输运到集电区。
当输入信号电压施加在基极和发射极之间时，它会改变发射区的能带结构，从而改变输运区内的载流子浓度。
这就导致了集电区的电流发生变化。
因此，通过改变输入信号电压，晶体管可以实现对输出电流的控制。
由于输入信号电压较小，晶体管的增益（即输出电流与输入信号电流之间的比值）很大。
所以晶体管可以将输入信号放大到较大的幅度。
此外，晶体管具有高输入电阻和低输出电阻的特性，能够将输入信号源与负载之间进行有效的匹配。
总结起来，晶体管放大原理通过控制输入信号电压来改变晶体管的输出电流，从而实现信号放大。
晶体管具有高增益、高输入电阻和低输出电阻的特性，因此在电子设备中得到了广泛的应用。
双极型晶体管的电流放大作用原理
双极型晶体管的电流放大作用原理下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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晶体管共射电流放大系数
晶体管共射电流放大系数晶体管共射电流放大系数是指晶体管在共射放大模式下的电流放大倍数。
晶体管作为一种重要的电子器件，具有放大信号的功能，而晶体管共射放大电路是一种常见的放大电路形式。
本文将从晶体管的基本工作原理、共射放大电路的结构和特点以及共射电流放大系数的计算方法等方面进行详细介绍。
晶体管是一种半导体器件，由三个或更多的材料层组成，常见的有NPN型和PNP型两种。
晶体管的基本结构包括发射区、基区和集电区。
当在基区加上适当的电压时，就可以控制发射区与集电区之间的电流流动，从而实现信号的放大。
晶体管共射放大电路是一种常见的放大电路形式，其基本结构由晶体管、负载电阻和输入输出电容组成。
其中晶体管起放大作用，负载电阻用于限制电流，输入输出电容则用于耦合和滤波。
晶体管共射放大电路具有许多优点，如电压增益高、输入输出阻抗匹配、直流稳定性好等。
在共射放大电路中，晶体管的发射极与负载电阻串联，集电极与地电平相连，输入信号通过输入电容耦合到基极，输出信号则从负载电阻上取出。
当输入信号施加到基极时，由于晶体管的放大作用，输出信号将经过负载电阻放大，并且与输入信号相位相反。
对于晶体管共射放大电路而言，共射电流放大系数是一个重要的参数，它反映了输入电流与输出电流之间的倍数关系。
共射电流放大系数可以通过测量输入电流和输出电流的比值来计算。
在实际应用中，可以通过示波器等仪器来测量输出电流的波形，并根据输入信号的特点来确定输入电流的值。
然后，将输出电流与输入电流进行比较，即可得到共射电流放大系数。
在计算共射电流放大系数时，还需考虑晶体管的静态工作点。
静态工作点是指晶体管在无输入信号时的工作状态，通常通过直流偏置电路来设置。
在共射放大电路中，静态工作点的选择会影响到共射电流放大系数的大小。
一般来说，静态工作点的选择要使晶体管处于线性放大区，以获得较大的放大系数。
除了静态工作点的选择，共射电流放大系数还受到晶体管的参数和工作条件的影响。
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晶体管放大原理解析.1晶体管1. 晶体管的结构及类型晶体管有双极型和单极型两种，通常把双极型晶体管简称为晶体管，而单极型晶体管简称场效应管。
晶体管是半导体器件，它由掺杂类型和浓度不同的三个区（发射区、基区和集电区）形成的两个PN结（发射结和集电结）组成，分别从三个区引出三个电极（发射极e、基极b和集电极c）。
晶体管根据掺杂类型不同，可分为NPN型和PNP型两种；根据使用的半导体材料不同，又可分为硅管和锗管两类。
晶体管内部结构的特点是发射区的掺杂浓度远远高于基区掺杂浓度，并且基区很薄，集电结的面积比发射结面积大。
这是晶体管具有放大能力的内部条件。
2. 电流分配与放大作用晶体管具有放大能力的外部条件是发射结正向偏置，集电结反向偏置。
在这种偏置条件下，发射区的多数载流子扩散到基区后，只有极少部分在基区被复合，绝大多数会被集电区收集后形成集电极电流。
通过改变发射结两端的电压，可以达到控制集电极电流的目的。
晶体管的电流分配关系如下：其中电流放大系数和之间的关系是=/(1＋)，=/（1－）；I CBO是集电结反向饱和电流，I CEO是基极开路时集电极和发射极之间的穿透电流，并且I CEO=(1＋)I CBO。
在放大电路中，通过改变U BE，改变I B或I E，由ΔI B或ΔI E产生ΔI C，再通过集电极电阻R C，把电流的控制作用转化为电压的控制作用，产生ΔU O=ΔI C R C。
实质上，这种控制作用就是放大作用。
3. 晶体管的工作状态当给晶体管的两个PN结分别施加不同的直流偏置时，晶体管会有放大、饱和和截止三种不同的工作状态。
这几种工作状态的偏置条件及其特点如表2.1所列。
表2.1 晶体管的三种工作状态工作状态直流偏置条件各电极之间的电位关系特点NPN PNP放大发射结正偏，集电结反偏 U C>U B>U E U C<U B<U E I C=βI B 饱和发射结正偏，集电结正偏 U B >U E，U B >U C U B <U E，U B <U C U CE=U CES 截止发射结反偏，集电结反偏 U B <U E，U B <U C U B >U E，U B >U C I C=04.（1）共射极输入特性（以NPN管为例）输入特性表达式为：。
当U CE=0时，输入特性相当于两个并联二极管的正向特性。
当U CE>0时，输入特性右移，U CE≥1V后输入特性基本重合。
因为发射结正偏，晶体管的输入特性类似于二极管的正向伏安特性。
（2）共射极输出特性（以NPN管为例）共射极输出特性表达式为：。
晶体管输出特性曲线的三个区域对应于晶体管的三个工作状态（饱和、放大和截止）。
a）饱和区：此时U CE很小，集电区收集载流子的能力很弱。
I C主要取决于U CE，而与I B 关系不大。
b）放大区：位于特性曲线近似水平的部分。
此时，I C主要取决于I B，而与U CE几乎无关。
c）截止区：位于I B=－I CBO的输出特性曲线与横轴之间的区域。
此时，I C几乎为零。
（3）主要参数a）直流参数：共基极直流电流放大系数，共射极直流电流放大系数；集电极—基极间反向饱和电流I CBO，集电极—发射极间穿透电流I CEO。
b）交流参数：共基极交流电流放大系数，共射极交流电流放大系数，其中，；共基极截止频率，共射极截止频率，特征频率，其中。
c）极限参数：集电极最大允许功率耗散P CM，集电极最大允许电流I CM ；反向击穿电压：U（BR）CEO，U（BR）EBO，U（BR）CBO。
（4）温度对参数的影响温度每增加1℃，U BE将减小(2~2.5)mV；温度每增加10℃左右，I CBO增加一倍；温度每增加1℃，β增大（0.5～1）%。
2.2 放大电路的组成及工作原理1. 放大电路的组成原则放大电路的作用是把微弱的电信号不失真地放大到负载所需要的数值。
即要求放大电路既要有一定的放大能力，又要不产生失真。
因此，首先要给电路中的晶体管（非线性器件）施加合适的直流偏置，使其工作在放大状态（线性状态），其次要保证信号源、放大器和负载之间的信号传递通道畅通。
(1) 直流偏置原则：晶体管的发射结正偏，集电结反偏。
(2) 对耦合电路的要求：第一，信号源和负载接入放大电路时，不能影响晶体管的直流偏置；第二，在交流信号的频率范围内，耦合电路应能使信号无阻地传输。
固定偏置的共射极放大电路如图2.1所示。
图中电容器C1、C2起耦合作用，只要电容器的容量足够大，在信号频率范围内的容抗足够小，就可以保证信号无阻地传输；同时电容器又有“隔直”作用，信号源和负载不会影响放大器的直流偏置。
这种耦合方式称为阻容耦合。
图2.1 共射放大电路2. 放大电路的两种工作状态（1）静态：放大电路输入信号为零时的工作状态称为静态。
静态时，电路中只有直流电源，晶体管的U BEQ、U CEQ、I BQ和I CQ都是直流量，称为静态工作点。
（2）动态：放大电路输入信号不为零时的工作状态称为动态。
动态时，电路中的直流电源和交流信号源同时存在，晶体管的u BE、u CE、i B和i C都是直流和交流分量叠加后的总量。
放大电路的目的是放大交流信号，静态工作点是电路能正常工作的基础。
3. 放大原理在图2.1所示电路中，合理设置静态工作点使晶体管工作在放大状态；当加入输入信号u i 以后，u i和U BEQ同时作用在基极和发射极之间，u i的变化控制发射结两端的电压u BE，使基电流i B在I BQ的基础上叠加了交流分量i b，相应的集电极电流i C也在I CQ的基础上叠加了交流分量i c（=βi b）；集电极电流I CQ和i c都在R C上产生压降，使u CE也在U CEQ的基础上叠加了交流分量u ce，通过耦合电容C2以后负载两端只有交流分量u o=u ce。
由此可见，输出信号u o受输入信号u i的控制，只要电路参数合理，就有U o大于U i，实现了放大输入信号的目的。
2.3 放大电路的主要技术指标1. 输入电阻R i输入电阻R i定义为放大电路输入端的电压U i与输入电流I i的比值，即R i=U i/I i。
它就是从放大电路输入端口视入的等效电阻。
对输入为电压信号的放大电路，R i越大越好；对输入为电流信号的放大电路，R i越小越好。
输入电阻的大小决定了放大电路从信号源吸取信号幅值的大小，它表征了放大电路对信号源的负载特性。
2. 输出电阻R o输出电阻R o定义为当信号电压源短路或信号电流源开路并断开负载电阻R L时，从放大电路输出端口视入的等效电阻，即式中，U为从断开负载处加入的电压；I表示由外加电压U引起流入放大电路输出端口的电流。
若要求放大电路的输出电压不随负载变化，则输出电阻越小越好；若要求放大电路的输出电流不随负载变化，则输出电阻越大越好。
输出电阻表征了放大电路带负载能力的特性。
3. 放大倍数放大倍数（也称为增益）定义为放大电路输出信号的变化量与输入信号的变化量的比值。
它有四种不同的形式：电压放大倍数；电流放大倍数；互阻放大倍数；互导放大倍数。
放大倍数也常用“分贝”（dB）表示，例如电压放大倍数用分贝表示时，。
放大倍数表征了放大电路的放大能力。
4. 全谐波失真度D由于放大器件特性的非线性，当输入信号为正弦波时，输出信号含有谐波分量，输出波形发生畸变，即失真。
谐波分量越多且越大，失真就越严重。
所以常用谐波电压总有效值与基波电压有效值之比来表征失真的程度，定义为：5. 动态范围U opp动态范围（也称为最大不失真输出幅度）是指随着输入信号电压的增大，使输出电压的非线性失真度达到某一规定数值时的输出电压u o峰—峰值，即U opp。
6. 频带宽度f bw放大电路的频带宽度（又称为通频带或带宽）定义为f bw=f H－f L。
频带越宽，表示放大电路能够放大的频率范围越大。
2.4 放大电路的分析方法放大电路有静态和动态两种工作状态。
分析放大电路时，首先要分析静态（直流）,然后再分析动态。
分析静态时，用放大电路的直流通路（耦合电容和旁路电容开路）；分析动态时，用放大电路的交流通路（直流电源、耦合电容和旁路电容短路）。
1.图解法图解法是分析非线性电路的常用方法。
它既可以分析放大电路的静态，也可以分析放大电路的动态。
（1）静态分析步骤a）列出输入回路直流负载线方程，在晶体管输入特性曲线上作输入回路直流负载线，两者的交点就是静态工作点，即U BEQ和I BQ。
b）列出输出回路直流负载线方程，在晶体管输出特性曲线上作输出回路直流负载线，直流负载线与基极电流等于I BQ的那条输出特性曲线的交点就是静态工作点，即U CEQ和I CQ。
（2）动态分析步骤a）将输入信号叠加于静态电压U BEQ之上，画出U BE（=U BEQ+U i）的波形；b）根据输入特性和U BE的波形，画出I B的波形，获得基极电流的交流分量I b的波形；c）利用交流通路算出交流负载线的斜率，通过静态工作点，画出交流负载线；d）由I b的波形，利用交流负载线画出I C和U CE的波形，获得U CE的交流分量U ce就可得到输出电压u o(=u ce)。
通过图解分析可得到输出信号电压和输入信号电压的最大值，从而计算出电路的电压放大倍数。
通过图解分析也可得到U o与U i的相位关系以及放大电路的失真情况和动态范围。
虽然说图解法是分析放大电路时常用的方法，然而在电路分析过程中，很难得到准确的晶体管特性曲线，同时小信号分析作图准确度较差，实际上在小信号分析中并不常用。
由于图解分析可以清楚地看到电路中的电压电流波形图，比较形象，对初学者理解电路的工作原理很有利，并且在分析放大电路的失真情况和动态范围时使用的较多。
（3）共射极放大电路U opp的估算当放大电路的静态工作点设置不合理并且输入信号较大时，晶体管有可能工作在非线性区（饱和或截止区），使输出电压波形出现削波现象，即产生饱和或截止失真。
当静态工作点较高，靠近饱和区时，输出电压容易产生饱和失真；当静态工作点较低，靠近截止区时，输出电压容易产生截止失真。
为此，估算放大电路U opp时，要从产生截止失真和饱和失真两个方面来分析。
a）当静态工作点较低时，U opp由下式决定：b）当静态工作点较高时，U opp由下式决定：式中U CES为晶体管的饱和压降，一般小功率晶体管的饱和压降近似等于0.5V。
当输出信号电压峰峰值小于U opp时，输出信号不会产生截止失真和饱和失真。
2.静态工作点估算法利用估算法（也称为近似计算法）分析放大电路静态工作点时，首先根据放大电路的直流通路列出输入回路的电压方程，近似估计晶体管的U BEQ（硅管：0.7V，锗管：0.2V）代入方程求解基极静态电流I BQ，从而计算I CQ=βI BQ；再列出输出回路的电压方程计算U CEQ。