晶体管及其基本放大电路-10
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晶体三极管及其放大电路
第3章 晶体三极管及其放大电路3.1 教学基本要求教 学 基 本 要 求主 要 知 识 点熟练掌握 正确理解 一般了解晶体管的结构及其工作原理√ 电流分配与放大作用√ 晶体管三极管 晶体管的工作状态、伏安特性及主要参数√ 放大电路的组成原则及工作原理√ 放大电路的主要技术指标、查阅电子器件相关数据资料 √ 图解法 √ 静态工作点估算法 √ 三极管放大电路的分析方法微变等效电路法√三种组态基本放大电路比较√静态工作点的选择与稳定、基本电路设计√耦合方式及直接耦合电路的特殊问题√ 多极放大电路 分析计算方法 √频率响应的基本概念 √三极管放大电路基础放大电路的频率响应频率响应的分析计算方法√3.2 重点和难点一、重点1．正确理解三极管的结构、电流分配、伏安特性和“放大”的实质。
2．三极管放大电路的图解法、小信号模型和放大电路的小信号模型分析方法。
3．放大电路中静态工作点的稳定问题。
二、难点1．正确理解NPN 和PNP 型三极管的组成及其工作原理。
2．三极管放大电路的小信号模型分析方法和工作点稳定问题。
3．基本放大电路的设计3.3 知识要点三极管的结构及类型 电流分配及电流放大作用 1．双极型三极管 共发射极特性、工作区域 主要参数“放大”的概念“放大”的概念及条件 三极管的内部条件外部条件 放大电路的组成、各元器件的作用2．共发射极放大电路 固定偏置共发射极放大电路的原理和工作波形 共发射极放大电路的三种工作状态与失真分析 分析方法与步骤静态分析3．共发射极放大电路的图解法动态分析失真与最大不失真输出电压三极管的小信号模型4．小信号模型分析法H参数的物理意义共发射极放大电路的小信号模型分析方法5．共发射极放大电路的工作点稳定问题6．共发射极、共基极和共集电极放大电路的特点阻容耦合方式直接耦合方式7．多级放大器变压器耦合方式光电耦合方式多级放大器的分析频率响应的基本概念RC低通电路的特性及波特图8．放大电路的频率响应RC高通电路的特性及波特图BJT的高频小信号混合π型模型单级阻容耦合放大电路的频率特性多级放大电路的频率特性3.4 主要内容3.4.1 晶体三极管3.4.1.1 晶体三极管的分类及结构晶体三极管通常简称为三极管，也称为晶体管和半导体三极管。
基本放大电路课件-PPT(精)精选全文完整版
15.3.1 微变等效电路法
1.晶体管的微变等效电路
晶体管的微变等效电路可从晶体管特性曲线求出。
(1)输入回路
当信号很小时，在静态工作点
附近的输入特性在小范围内可近
似线性化。
晶体管的 输入电阻
输入特性
对于小功率三极管：
晶体管的输入回路(B、E 之间) 可用rbe等效代替，即由rbe来确 定ube和i 之间的关系。
放大的实质：
用小能量的信号通过三极管的电流控制作用，将放 大电路中直流电源的能量转化成交流能量输出。
对放大电路的基本要求： 1.要有足够的放大倍数(电压、电流、功率)。 2.尽可能小的波形失真。 另外还有输入电阻、输出电阻、通频带等其它技术 指标。
15.1共发射极放大电路的组成
15.1.1 共发射极放大电路组成
15.1.3 共发射极放大电路的电压放大作用
RB C₁
十
Ucc
RC
C
lB lc 十₂
T
十 UCE
UBE
u₀
iE
u₀=0
UBE=UBE
ucE=UCE
无输入信号(u;=0) 时：
CE
ic
WBE
iB
BE
IB
Ic
UCE
0
to
0
tO
结论：
(1)无输入信号电压时，三极管各电极上都是恒定
的
电压和电流：Ip、UBE和
ri≈be
当Rg>>r 时 ，
5.放大电路输出电阻的计算
放大电路对负载(或对后级放大电路)来说，是
一个信号源，可以将它进行戴维宁等效，等效电
源的内阻即为放大电路的输出电阻。
输出电阻是
晶体管放大电路及组成原理
VCC
ui
RB
C1
RC C2
T
RL uo
VCC
RB
RC
IB
IC
UBE
T UCE
2.3 放大电路的静态分析
2.3.2 估算法在放大电路静态分析中的应用
由输入回路方程
RB
VCC=IBRB+UBE
得
IBQ
VCC
UBEQ RB
VCC
RC IC
IB
UBE
T UCE
式中，|UBEQ |凡硅管可取为0.7 V、锗管0.3 V。
VCC
RC
RB
C2
ui
C1Leabharlann B CT uCE RLuo
uB E
式中 VCC UCEQ ICQ RL
2.4 放大电路的动态分析
iC
VCC / RC M a
直流负载线
ICQ
交流负载线
式 uCE VCC iC RL
O
VCC UCEQ ICQ RL
1 / RL 1 / RC
Qo
b b P
直流负载线与晶体管输出特性曲 线的交点，即为放大电路的输出 回路的静态工作点Qo。
VCC
RB
RC
IB
IC
UBE
T UCE
iC
VCC / RC
M
ICQ
输出 特性 O 曲线
直流负载线
Qo
N
U CEQ
IBQ
uCE
VCC
2.3 放大电路的静态分析
【例】 放大电路如图所示，已
知 VCC=12V ， RB=360kW ，
根据输入信号的频率， 将电抗极小的大电容、 小电感短路， 电抗极大的小电容、 大电感开路， 而电抗不容忽略的电容、 电感保留， 且直流电源对地短路(因其内阻极小)， 便得交流 通路。
晶体三极管及其基本放大电路
22
2.4、三极管的主要参数
• 1、电流放大系数 • i)共射极电流放大系数
直流电流放大系数 IC
IB
交流电流放大系 数 Vic
Vib
h（ fe 高频）
一般工作电流不十分大的情况下,可认为
Ma Liming
Electronic Technique
23
ii)共基极电流放大系数
共基极直流电流放大系数
3
6
9
IB=0 12 vCE(V)
区时, 有:VB>VC Rb
+
－
UBB
Ma Liming
+ 对于PNP型三极管,工作在饱和区 UCC 时, 有:VB<VC<VE
－
Electronic Technique
13
例:如图，已知三极管工作在放大状态, 求:1).是NPN结构还是PNP结构?
Ma Liming
Electronic Technique
20
方法二：用万用表的 hFE档检测 值
1. 拨到 hFE挡。
2.将被测晶体管的三个引脚分别插入相应的插孔 中（TO-3封装的大功率管，可将其3个电极接 出3根引线，再插入插孔），三个引脚反过来 再插一次，读数大的为正确的引脚。
3.从表头或显示屏读出该管的电流放大系数。
N
b
c PV
Rb
eN
+
－
UBB
Ma Liming
+
UCC 对于PNP型三极管,工作在放大区 － 时, 有:VC<VB<VE
Electronic Technique
10
iC(mA ) 4 3
2 1
电子技术基础： 晶体管放大电路
二、性能分析 1、静态 2、动态
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。
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。
晶体管放大电路的三种接法(10)
10
四、三种接法的组合形式
• 为使单级放大电路具有多方面的优良性能，有时 采用组合接法。例如：
– 共集－共基形式：输入电阻高、电压放大倍数较大、 频带宽
– 共集－共射形式：输入电阻高、电压放大倍数较大
具有什么特 点？是为了增 强电压放大能 力吗？
增强电流放大能力
2021/4/9
11
讨论一
图示电路为哪种基本接法的放大电路？它们的静态工作 点有可能稳定吗？求解静态工作点、电压放大倍数、输入 电阻和输出电阻的表达式。
令Us为零，保留Rs，在输出端加Uo，得：
U o
Ro
Uo Io
Uo I Re Ie
Uo
Uo (1 ) Uo
Re
Rb rbe
Ro与信号源内阻有关！
Re
∥
Rb rbe
1
3. 特点
输入电阻大，输出电阻小；只放大电流，不放大电压； 在一定条件下有电压跟随作用！
2021/4/9
6
二、基本共基放大电路
IC IB
VCE VCC R4 IC Re Ie
2021/4/9
14
动态分析
.
.
.
Au
U0
.
Ui
U
01
.
U
02
Ui
RRc i Re (1 )Ib rbe Re (1 )
Ri rbe (1 ) Re//Rb Rb
U 01 - Rc I 0 U 02 I 0 Re
b
c IC
1、Rb取得很小时，有可能
2021/4/9
Re
2、R3取得很大时，有可能
12
(1) 静态工作点
I BQ
晶体三极管及其基本放大电路
共基极交流电流放大系数
ic ie
一般可认为
h fe h fe 1
24
Ma Liming
1
Electronic Technique
2、极间反向电流 ICBO为发射极开路时,集电极和基极之间的反向 饱和电流,室温下小功率硅管的ICBO小于1μA，锗管 约为几微安到几十微安。
26
2.5、放大电路基础
2.5.1、放大电路的组成 信 号 源 放大电路
负 载
直流电源 放大电路电路结构示意图 信号输入 第一级 第二级 多级放大电路
Ma Liming Electronic Technique 27
第三级
信号输出
2.5.2、放大的概念
电子学中放大的目的是将微弱的变化信号放 大成较大的信号。即用能量较小的输入信号控制 另一个能源，从而使输出端的负载上得到能量较
20A IB=0 12 vCE(V)
b Rb + － UBB
Ma Liming
c V e
+ UCC －
对于PNP型三极管,工作在饱和区 时, 有:VB<VC<VE
Electronic Technique 13
例:如图，已知三极管工作在放大状态, 求:1).是NPN结构还是PNP结构? 2).是Si还是Ge材料? 3).X ,Y ,Z分别对应 什么电极？
方法三：从外观上 半球型的三极管管脚识别方法：平面对着自己，
引脚朝下，从左至右依次是E、B 、C。
常用的三极管9011～9018系列为高频小功率 管，除9012和9015为PNP型管外，其余均为NPN
型管。
Ma Liming
Electronic Technique
基本放大电路
IB
IC
IB
Q
IC
UBE
UBE
Q IB
UCE
UCE
直流负载线
VCC
UCE=VCC–ICRC
IC
RC
静态IC
Q IB
UCE
静态UCE VCC
由估算法求出IB， IB对应的输出特
性与直流负载 线的交点就是 工作点Q
三、电路参数对静态工作点的影响
1. 改变 RB，其他参数不变
iB
iC
VBB
R B iB Q 趋近截止区；
晶体管放大电路的组成 及其工作原理
共射基本放大电路的组成 及其工作原理
共射基本放大电路的组成及其工作原理
一．放大原理
三极管工作在放大区：
发射结正偏，
集电结反偏。
放大原理：
VBB
UI
•
Ui
→△UBE
→△IB →△IC（b△IB
）
•
→△UCE（-△IC×Rc）→ Uo
电压放大倍数：
•
•
Au =
Uo
•
当放大电路的输入信号电压很小时，就可以把三极 管小范围内的特性曲线近似地用直线来代替，从而可 以把三极管这个非线性器件所组成的电路当作线性电 路来处理。
小信号模型如下：
iB b
c iC
vBE
vCE
e
BJT双口
网络
• b ib 是受控源 ，且为电流
控制电流源(CCCS)。
(RL= RC // RL)
选择工作点的原则： 当 ui 较小时，为减少功耗和噪声,“Q”可设得 低一些；
为提高电压放大倍数，“Q”可以设得高一些；
为获得最大输出，“Q” 可设在交流负载线中点。
晶体三极管及其基本放大电路解读PPT教案
Q IBQ
UBEQ
输 入 回 路 负 载线 ICQ
负载线
Q IBQ
UCEQ
第31页/共79页
2. 电压放大倍数的分析
uBE VBB uI iBRb 斜率不变
iC
IB IBQ iB
uI
uCE
给定uI
iB
iC
uCE (uO )
Au
uO uI
uO与uI反相，Au符号为“－”。
第32页/共79页
§4.2 放大电路的组成原 则
一、基本共射放大电路的工作原理 二、如何组成放大电路
第12页/共79页
一、基本共射放大电路的工 作原理
1. 电路的组成及各元件的作用
VBB、Rb：使UBE＞ Uon，且有 合适的IB。 VCC：使UCE≥UBE，同时作为 负载的能源。
Rc：将ΔiC转换成ΔuCE(uO) 。
因发射区多子浓度高使大量电子从发 射区扩散到基区
扩散运动形成发射极电流IE，复合运动形成基极 电流IB，漂移运动形成集电极电流IC。
第3页/共79页
电流分配：
IE＝IB＋IC
IE－扩散运动形成的电流
IB－复合运动形成的电流 IC－漂移运动形成的电流
直流电流 放大系数
穿透电流
IC
IB
iC
iB
ICEO (1 )ICBO
为什么基极开路集电极回 路会有穿透电流？
交流电流放大系 数
集电结反向电流
第4页/共79页
三、晶体管的共射输入特性和输
1. 输入特性
出特性
iB f (uBE ) UCE
为什么像PN结的伏安特性？ 为什么UCE增大曲线右移？ 为什么UCE增大到一定值曲线 右移就不明显了？
第六章晶体放大电路
IB =80uA
集电极电流通过集
IB =60uA
电结时所产生的功耗，
IB =40uA
PC= ICUCE < PCM
IB =20uA
IB=0
u
CE
(V)
（3）反向击穿电压
BJT有两个PN结，其反向击穿电压有以下几种：
① U（BR）EBO——集电极开路时，发射极与基极之间允许的最大 反向电压。其值一般1伏以下～几伏。 ② U（BR）CBO——发射极开路时，集电极与基极之间允许的最大 反向电压。其值一般为几十伏～上千伏。
当UB > UE , UB > UC时，晶体管处于饱和区。
当UB UE , UB < UC时，晶体管处于截止区。
C
晶体管
C
T1 T2 T3
T4
N
基极直流电位UB /V 0.7 1 -1 0
B
B
P
发射极直流电位UE /V 0 0.3 -1.7 0
N
集电极直流电位UC /V 5 0.7 0
15
E
工作状态
（2）V1=3V， V2=2.7V， V3=12V。 鍺管，1、2、3依次为B、E、C
符号规定
UA 大写字母、大写下标，表示直流量。 uA 小写字母、大写下标，表示全量。
ua 小写字母、小写下标，表示交流分量。
uA
全量
ua
交流分量
UA直流分量
t
6.3 双极型晶体三极管放大电路
6.3.1 共发射极基本放大电路
能够控制能量的元件
放大的基本要求：不失真——放大的前提
判断电路能否放大的基本出发点
放大电路的主要技术指标 1.放大倍数——表示放大器的放大能力
第3章 场效晶体管及场效晶体管放大电路
3.3 场效晶体管的比较
场效晶体 管的分类
FET 场效晶体管
JFБайду номын сангаасT 结型
MOSFET (IGFET) 绝缘栅型
N沟道 P沟道 增强型
（耗尽型）
N沟道 P沟道
耗尽型
N沟道 P沟道
3.3 各种场效晶体管的比较
N
沟
道
绝增
缘 栅
强 型
场P
效沟
应道 管增
强
型
N 沟 道 耗
绝尽 缘型
栅
场P 效沟 应道 管耗
UDS
UGS
iD
++++ + +++
电沟M道O，SF在EUT是DS的利作用用栅下源形电成压i的D.
----
大 电小荷当，的UG来 多S>改少U变，GS(半从th)导而时体控, 沟表制道面漏加感极厚生电， 沟流道的电大阻小减。少，在相同UDS的作 用下，iD将进一步增加。
反型层
开始时无导电沟道，当在UGSUGS(th)时才形成沟 道,这种类型的管子称为增强型MOS管
iD(mA)
漏极饱和电流，用IDSS表示。
当UGS＞0时,将使iD进一步增加。
当UGS＜0时，随着UGS的减小漏
极电流逐渐减小，直至iD=0，对应
iD=0的UGS称为夹断电压，用符号
UP表示。
UP
UGS(V)
N沟道耗尽型MOS管可工作在UGS0或UGS>0
N沟道增强型MOS管只能工作在UGS>0
3. N沟道耗尽型MOS场效应管特性曲线
)2
(
UGS（off）
uGS
0)
基本放大电路图教学课件PPT
• (b) Use Multi-sim to verify your results in part (a).
2.6 基本放大电路的派生电路
• 1 复合管 • 2 阻容耦合复合管共射放大电路 • 3 阻容耦合复合管共集放大电路
4 共射－共基放大电路的交流通路 5 共集－共基放大电路的交流通路
1. 复合管
1.FET的几种应用方式：
• ⑴.FET开关电路 • ⑵.FET放大元件 • ⑶.FET压控电阻： • ⑷.FET恒流源电路：
2.自生柵偏压JFET Amp.
Ci
ui
Rg
Vdd
Rd
CO
＋
Rs
－
uo
CS
JFET Amp.静态分析
• DC通路计算Q:
UGS
JFET Amp.动态分析
AC通路计算Q:
Cc
Rs
Cb
us ∽
Re
uo RL
⑴.共集放大电路的直流通路和交流通路
Rb Re
直流通路
Rb
Rs
Re
RL
交流通路
共集放大电路的交流通路
Rs
Rb
Rc
RL
⑵.共集放大电路的RO等效电路
Rs Rb
Us=0 -
Re uo
⑶. 基本共集放大电路的交流等效电路
直接耦合
Rb
⑷.共集放大电路的输出电阻
Rs Rb
Ro
共集Amp.的性能特点：
• ⑴.无电压放大作用； • ⑵.有电流放大能力；
• ⑶.Ri 较大； • ⑷.Ro较小；
• ⑸.输出跟隨输入改变；
p.205
2.共基放大电路
C1
RS Re
Rb1
2.6 基本放大电路的派生电路
• 1 复合管 • 2 阻容耦合复合管共射放大电路 • 3 阻容耦合复合管共集放大电路
4 共射－共基放大电路的交流通路 5 共集－共基放大电路的交流通路
1. 复合管
1.FET的几种应用方式：
• ⑴.FET开关电路 • ⑵.FET放大元件 • ⑶.FET压控电阻： • ⑷.FET恒流源电路：
2.自生柵偏压JFET Amp.
Ci
ui
Rg
Vdd
Rd
CO
＋
Rs
－
uo
CS
JFET Amp.静态分析
• DC通路计算Q:
UGS
JFET Amp.动态分析
AC通路计算Q:
Cc
Rs
Cb
us ∽
Re
uo RL
⑴.共集放大电路的直流通路和交流通路
Rb Re
直流通路
Rb
Rs
Re
RL
交流通路
共集放大电路的交流通路
Rs
Rb
Rc
RL
⑵.共集放大电路的RO等效电路
Rs Rb
Us=0 -
Re uo
⑶. 基本共集放大电路的交流等效电路
直接耦合
Rb
⑷.共集放大电路的输出电阻
Rs Rb
Ro
共集Amp.的性能特点：
• ⑴.无电压放大作用； • ⑵.有电流放大能力；
• ⑶.Ri 较大； • ⑷.Ro较小；
• ⑸.输出跟隨输入改变；
p.205
2.共基放大电路
C1
RS Re
Rb1
晶体管基本放大电路的基本原理(一)
晶体管基本放大电路的基本原理(一)晶体管基本放大电路的基本什么是晶体管基本放大电路？晶体管基本放大电路是一种常见的电子放大器电路，通过晶体管来放大电信号的幅度。
晶体管的基本原理•晶体管是一种半导体器件，由三个区域组成：发射区、基区和集电区。
•发射区负责控制电流的注入，基区负责控制电流的传导，而集电区负责控制电流的输出。
•晶体管的工作原理主要是通过控制基极电流来调节集电极电流，从而实现电信号的放大。
NPN型晶体管基本放大电路原理1.输入信号通过电容耦合的方式传入晶体管的基极。
2.当输入信号的电压大于晶体管的基极-发射极压差时，基极-发射极结极的二极管会导通。
3.当基极-发射极二极管导通后，电流会从基极流入基区，并将集电极电流放大到较大的数值。
4.放大后的电流通过电容耦合方式输出到下一级电路或负载。
PNP型晶体管基本放大电路原理1.输入信号通过电容耦合的方式传入晶体管的基极。
2.当输入信号的电压小于晶体管的基极-发射极压差时，基极-发射极结极的二极管会导通。
3.当基极-发射极二极管导通后，电流会从集电极流入基区，并将基极电流放大到较大的数值。
4.放大后的电流通过电容耦合方式输出到下一级电路或负载。
晶体管基本放大电路的特点•可以实现电信号的放大。
•晶体管工作在放大区，具有一定的放大倍数。
•可以调节偏置电流和增益来满足不同应用场景的需求。
晶体管基本放大电路的应用•音频放大器：将微弱的音频信号放大到足够驱动扬声器的幅度。
•射频放大器：将微弱的射频信号放大到足够驱动天线的幅度。
总结晶体管基本放大电路是一种常见的电子放大器电路，利用晶体管的放大特性可以将微弱的电信号放大到合适的幅度。
通过控制偏置电流和增益，可以满足不同应用场景的需求。
在音频放大器和射频放大器等领域有广泛的应用。
晶体管的工作模式晶体管在放大电路中有三种工作模式：放大区、截止区和饱和区。
放大区（Active Region）放大区是晶体管的工作状态，在这个状态下，晶体管的基极电流和集电极电流都存在，且集电极电流大于零。
第三章 双极型晶体管及其放大电路
集电极开路时，发射极-基极之间允许施加的最高反向电压， 一般为几十伏，有的甚至小于1伏。 ③集电极-发射极反向击穿电压U (BR)CEO
基极开路时，集电极-发射极之间允许施加的最高反向电压，
其值比U (BR)CBO要小一些。
由晶体管的三个极限参数 I CM、PCM 和 U (BR)CEO，可以画出管子 的安全工作区，如图3-8所示。使用中，不允许将工作点设在安 全工作区外。
图 3-7
15
（2）晶体管的极限参数
1) 集电极最大允许电流 I CM
在使用三极管时，I
C
超过
I
时并不一定会使三极管损坏，
CM
但值将逐渐降低。
2) 集电极最大允许功耗 PCM 其大小主要决定于允许的集电结结温。锗管最高允许结温
为 700 C ，硅管可达1500 C ，超过这个值，管子的性能变坏，甚至 烧毁管子。
•
三极管电流放大的实验电路
IB(mA) IC(mA) IE(mA)
0
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
<0.001 0.70
1.50
2.30
3.10
3.95
<0.001 0.72
1.54
2.36
3.18
4.05
IB
0
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
IC
<0.001
0.70
1.50
2.30
第3章
双极型晶体管及其放大电路
3.1 双极型晶体管 3.2 基本放大电路的工作原理及其组成 3.3 静态工作点稳定及分压式射极偏置电路 3.4 共发射极电路 3.5 共集电极极放大电路和共基极极放大电路 3.6 多级放大电路 3.7 放大电路的频率响应和阶跃响应 3.8 电流源电路 3.9 应用电路介绍
基极开路时，集电极-发射极之间允许施加的最高反向电压，
其值比U (BR)CBO要小一些。
由晶体管的三个极限参数 I CM、PCM 和 U (BR)CEO，可以画出管子 的安全工作区，如图3-8所示。使用中，不允许将工作点设在安 全工作区外。
图 3-7
15
（2）晶体管的极限参数
1) 集电极最大允许电流 I CM
在使用三极管时，I
C
超过
I
时并不一定会使三极管损坏，
CM
但值将逐渐降低。
2) 集电极最大允许功耗 PCM 其大小主要决定于允许的集电结结温。锗管最高允许结温
为 700 C ，硅管可达1500 C ，超过这个值，管子的性能变坏，甚至 烧毁管子。
•
三极管电流放大的实验电路
IB(mA) IC(mA) IE(mA)
0
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
<0.001 0.70
1.50
2.30
3.10
3.95
<0.001 0.72
1.54
2.36
3.18
4.05
IB
0
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
IC
<0.001
0.70
1.50
2.30
第3章
双极型晶体管及其放大电路
3.1 双极型晶体管 3.2 基本放大电路的工作原理及其组成 3.3 静态工作点稳定及分压式射极偏置电路 3.4 共发射极电路 3.5 共集电极极放大电路和共基极极放大电路 3.6 多级放大电路 3.7 放大电路的频率响应和阶跃响应 3.8 电流源电路 3.9 应用电路介绍
电工学简明教程(秦曾煌)第10章--基本放大电路教材
微变等效电路法和图解法。
1．微变等效电路法
1．微变等效电路法 晶体管在小信号(微变量)情况下工作时， 可以在静态工作点附近的小范围内用直线段近似地代替晶体管 的特性曲线，
晶体管就可以等效为一个线性元件。
这样就可以将非线性元件晶体管所组成的放大电路等效为一个 线性电路。
(1)晶体管的微变等效电路
当负载变化时，输出电压的变化较大，也就是放大电路带负载 的能力较差。
因此，通常希望放大电路输出级的输出电阻小一些。 放大电路的输出电阻可在信号源短路 (Ui 0) 和输出端开路的 条件下求得。从基本放大电路的微变等效电路看，当
Ui 0，Ib 0 时，Ic Ib 0 ，电流源相当于开路，故
ro RC
RC 一般为几千欧，因此，共发射极放大电路的输出电阻较高。
*2．图解法 首先在输入特性上作图，由输入信号 ui 确定基极电流的变化量 ib ，再在输出特性上作图，得到交流分量 ic 和uce 即(uo)。
由图解分析可得出： (1) 交流信号的传输情况：
ui (即ube ) ib ic uo (即uce )
ri
U I
它是对交流信号而言的一个动态电阻。
如果放大电路的输入电阻较小：第一，将从信号源取用较大的
电流，从而增加信号源的负担；第二，经过内阻 Rs 和 ri 的分压，使 实际加到放大电路的输入电压 ui 减小，从而减小输出电压；第三， 后级放大电路的输入电阻，就是前级放大电路的负载电阻，从而将
会降低前级放大电路电压放大倍数。因此，通常希望放大电路的输
iB / µA
60 (ib)
40
iB / µA 60
40
在输入特性上作图
Q1 Q
1．微变等效电路法
1．微变等效电路法 晶体管在小信号(微变量)情况下工作时， 可以在静态工作点附近的小范围内用直线段近似地代替晶体管 的特性曲线，
晶体管就可以等效为一个线性元件。
这样就可以将非线性元件晶体管所组成的放大电路等效为一个 线性电路。
(1)晶体管的微变等效电路
当负载变化时，输出电压的变化较大，也就是放大电路带负载 的能力较差。
因此，通常希望放大电路输出级的输出电阻小一些。 放大电路的输出电阻可在信号源短路 (Ui 0) 和输出端开路的 条件下求得。从基本放大电路的微变等效电路看，当
Ui 0，Ib 0 时，Ic Ib 0 ，电流源相当于开路，故
ro RC
RC 一般为几千欧，因此，共发射极放大电路的输出电阻较高。
*2．图解法 首先在输入特性上作图，由输入信号 ui 确定基极电流的变化量 ib ，再在输出特性上作图，得到交流分量 ic 和uce 即(uo)。
由图解分析可得出： (1) 交流信号的传输情况：
ui (即ube ) ib ic uo (即uce )
ri
U I
它是对交流信号而言的一个动态电阻。
如果放大电路的输入电阻较小：第一，将从信号源取用较大的
电流，从而增加信号源的负担；第二，经过内阻 Rs 和 ri 的分压，使 实际加到放大电路的输入电压 ui 减小，从而减小输出电压；第三， 后级放大电路的输入电阻，就是前级放大电路的负载电阻，从而将
会降低前级放大电路电压放大倍数。因此，通常希望放大电路的输
iB / µA
60 (ib)
40
iB / µA 60
40
在输入特性上作图
Q1 Q
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模 拟电子技术
[例2] = 100，uS = 10sin t (mV)，求叠加在
“Q” 点上的各交流量。
iC
C2
470 k
+
C1 510
RS + uS –
iB
R+B
+ uBE
–VBB –
2.7 k
uCE
VCC
12 V RC
+ RL
–
12 V
+
3.6 k
uo
模 拟电子技术
[解] 令 ui = 0，求静态电流 IBQ
•
•
Ii
Ib
R L
RC
// R L
•
Ui
Rb
rbe
Au
RL rbe
•
Ic
•
RL •
IB
U o
RC
负载电阻越小，放大倍数越小。
模 拟电子技术
2. 输入电阻的计算
根据输入电阻的定义：•
•
•
Ii
Ib
Ri
U
•
i
Ii
r R •
U i
b
be
R b //rbe rbe
•
Ic
•
RL •
IB
U o
RC
电路的输入电阻越大，从信号源取 得的电流越小，因此一般总是希望得到 较大的的输入电阻。
ib
u be r be
5.5sin t (A)
ic
ib
0.55sin t (mA )
uce uo ic (RC // RL ) 0.85sin t (V)
⑤ 分析各极总电量
uBE = (0.7 + 0.0072sint )V iB = (24 + 5.5sint) A iC = ( 2.4 + 0.55sint ) mA uCE = ( 5.5 – 0.85sint ) V
① 求“Q”，计算 rbe
IBQ
12 0.7 470
0.024
(mA)
ICQ = IBQ = 2.4 mA
UCEQ = 12 2.4 2.7 = 5.5 (V)
r be
200 (1
)
26 I EQ
200 26 1 283 ()
0.024
模 拟电子技术
② 交流通路
C1
RS + uS –
模 [例1]
拟电子技术
求：1. 静态工作点。
2.电压增益AU、 输入电阻Ri、 输出电阻R0 。
模 拟电子技术 3. 若输出电压的波形出现如 下失真 ，是截止还是饱和失
真？应调节哪个元件？如何调节？
Ic
解：1.
VCE
模 拟电子技术
2. 思路：微变等效电路 AU、Ri 、R0
模 拟电子技术
模 拟电子技术
•
•
Au
U0
•
Ui
RL'
rbe
43 (3.9 // 6.2) 103 0.945
Ri Rb // rbe 470 // 0.945 0.945(k)
R0 RC
模 拟电子技术
判断非线性失真
(1)是截止还是饱和失真？ (2)应调节哪个元件？如何调节？
答:饱和失真.由于工作点太高而引起的,所以应减小IB,根据 前面的计算可知,增大Rb即可实现.
模 拟电子技术
深度拓展
固定偏置共射放大电路
1.固定偏置共射放大电路的电压放大倍数Au 是否与β成正比？ 2.固定偏置放大电路中，为什么说当β一定时， 通过IE来提高共射极放大电路的电压放大倍数 是有限制的？试从IC和rbe两方面说明。
3.固定偏置放大电路中能否通过增大RC来提高共 射放大电路的电压放大倍数？假设IB不变，RC过 大时对放大电路的性能有何影响？
可以增大输入电阻，Ri越大，Ui 越接近于 Us Aus 也越接近于 Au
。
模 拟电子技术
晶体管放大电路动态分析步骤 ① 分析直流电路，求出“Q”，计算 rbe。 ② 画电路的交流通路 。
③ 在交流通路上把三极管画成 H 参数模型。 ④ 分析计算电压放大倍数,输入,输出电阻及各 极交流量。
⑤ 分析计算叠加在“Q”点上的各极交流量。
模 拟电子技术
2.6.2 共发射极放大电路的分析
1. 共发射极放大电路的静态分析
共
射
极
放
大
电
ui
uo
路
模 拟电子技术
2. 共发射极放大电路的动态分析
•
Ii
画微变等效电路
•
•
Ib
Ic
•
U i Rb rbe
•
RL •
IBU oຫໍສະໝຸດ RC模 拟电子技术
1.电压放大倍数的计算
••
U i I b rbe
•
•
Uo Ib RL
模 拟电子技术
图解法、微变等效电路法比较
(1) 图解法，精度低，繁琐，适合大信号的场合。 其要点是：首先确定静态工作点Q，然后根据电 路的特点，做出直流负载线，进而画出交流负载 线，最后，画出各极电流电压的波形。求出最大 不失真输出电压。
模 拟电子技术
(2) 微变等效电路法。 ① 首先用直流通路分析静态工作点Q。 ② 画出交流通路，用晶体管的微变模型代 替交流通路中的晶体管，得到放大电路的 微变等效电路。 ③ 通过微变等效电路求解动态性能指标： 放大倍数、输入电阻和输出电阻。
iC
C2
+
iB
R+B
+ uBE
–VBB –
uCE uVbCeC
RCuce + RL
–
+ uo
③ 小信号等效电路
RS
+
R
us– B
ib
ic
+B
C
+
ube rbe
RL uo
E ic RC
模 拟电子技术
④ 分析各极交流量
u be
uS ( RB // rbe ) RS RB // rbe
7.2sint (mV)
模 拟电子技术
3.输出电阻的计算 根据定义
0
0
.
•
•
Ro
=
Uo
.
RL ,
US 0
Ii
Ib
Io
用加压求 流法求输 出电阻：
Rb
rbe
•
•
Ic
Io
•
Ib
•
Uo
RC
•
所以： R o
Uo
•
Rc
Io
模 拟电子技术
4.源电压放大倍数
由 Aus的定义
Aus
U o Us
Ri Ri RS
Au
Aus 总是小于 Au ，为了提高 Aus