电子线路PPT(梁明理)第五版第二章1

vbe
vce
vbe
vce
2.3.1 晶体管 参数及其小信号等效电路 晶体管h参数及其小信号等效电路
2.3.1 晶体管的 参数及其小信号等效电路 晶体管的h参数及其小信号等效电路
1. H参数的导出 参数的导出 对于BJT双口网络，我们已经知道 双口网络， 对于 双口网络 输入输出特性曲线如下： 输入输出特性曲线如下： c iB vBE e b
BE B
Rb
在输出特性曲线上， • 在输出特性曲线上，作出直流负载线 VCE=VCC－ICRC，与IBQ曲线的交点 即为Q点 从而得到 即为 点，从而得到VCEQ 和ICQ。当iC = 0时，V CE = VCC
当VCE = 0时，ic =
VCC RC
负载线 输入回路 负载线 Q IBQ ICQ Q IBQ
习惯画法
静态：输入信号为零（vi= 0 或 静态：输入信号为零（ 0） 放大电路的工作状态， ii= 0）时，放大电路的工作状态，也 称直流工作状态。 电路处于静态时， 电路处于静态时，三极管各电极的 电压、电流在特性曲线上确定为一点， 电压、电流在特性曲线上确定为一点， 称为静态工作点，常称为Q点。一般用 IBQ、ICQ、和VCEQ 、VBEQ 表示。 表示。
直流通路
vCE/V 截止区
饱和区特点： 不再随i 的增加而线性增加， 饱和区特点： iC不再随 B的增加而线性增加，即 iC ≠ β ⋅ iB vCE= VCES ，典型值为 典型值为0.3V 截止区特点： 截止区特点：iB=0， iC= ICEO ，
此时 β ⋅ iB > iC
当工作点进入饱和区或截止区时，将产生非线性失真 当工作点进入饱和区或截止区时，将产生非线性失真。
ib ic
T
VCC
vi U
I
Rb
vBE
vCE =VCE +vo
VBB
Q′ Q′
2.接负载 时 接负载RL时 接负载
1).交流通路及交流负载线 交流通路及交流负载线 由交流通路得纯交流负载线： 由交流通路得纯交流负载线：
iC 斜率 VCC Rc 斜率 ICQ Q IBQ 1 Rc 1 Rc// RL
vBE = VBB − iB Rb
当i B = 0时，vBE = VBB
当VBE
VBB = 0时，iB = Rb
vi U I
VBB Rb
RC
ib ic
T
VCC
vBE
vCE =VCE + vo
在输入特性曲线上作出输入回路负载线 在输入特性曲线上作出输入回路负载线 作出
输出回路方程： 输出回路方程：
VCE = VCC − iC RC
VCEQ
VCC
vCE
共射极放大电路
ic + vce 交流通路
交流负载线是有交流输入信号时工 作点的运动轨迹。 作点的运动轨迹。
3.
通过图解分析，可得如下结论： 通过图解分析，可得如下结论： 输入交流信号时的图解分析 iC↑→ vCE↓→ |-vo| ↑ 1. vi↑→ vBE↑→ iB↑→ 相位相反； 2. vo与vi相位相反； 3. 由图读出峰值Vim、Vom，算出电压放大倍数； 由图读出峰值 算出电压放大倍数； 可以确定最大不失真输出幅度。 4. 可以确定最大不失真输出幅度
• 稳定工作点原理
2.4.1 温度变化对工作点的影响
1 温度变化对工作点的影响
1). 温度变化对 CBO的影响 温度变化对I
温度 T ↑→ I CBO ↑（反向饱和电流） 1倍/8℃ 锗：10 µA 硅：0.1 µA
iC/mA
温度T 温度 ↑ → 输出特性曲线上移
2). 温度变化对 BE门坎电压的影响 温度变化对V
引入Re， 引入Re，对于变 Re 化的i 化的iC，也将有同 样的作用A 下降。 样的作用AV下降。 Re上并联Ce后 上并联Ce Re上并联Ce后，电 容隔直通交，Re上 容隔直通交，Re上 不存在交流电压降, 不存在交流电压降, 交流无负反馈作用， 交流无负反馈作用， 不下降。 AV不下降。
T ↑ → IC↑ → IE↑ → VE↑、VB不变 IC↓
2.2.2 用图解法分析动态工作情况 • 交流通路及交流负载线 • 输入交流信号时的图解分析 2.2.3 用图解法分析放大电路的非线性失真
2.2.1 用图解法确定静态工作点
=0时 确定静态工作点， 四个量。 在Δvi=0时，确定静态工作点，IB、VBE、IC、VCE四个量。 采用该方法分析静态工作点，必须已知三极管的输入输出特性曲线。 采用该方法分析静态工作点，必须已知三极管的输入输出特性曲线。 输入回路方程： 输入回路方程：
vi
′ vo
vo
带RL时的输出 电压有效值
Ro
vi Ri = Ii
工程上 的求法
' ' vo − vo vo Ro = = ( − 1) RL vo vo RL
空载时输出电 压有效值
输出电阻是表明放大电路带负载的能力， 越小， 输出电阻是表明放大电路带负载的能力，Ro越小， 放大电路带负载的能力越强，反之则差。 放大电路带负载的能力越强，反之则差。
∴固定偏置放大电路不具备稳定Q点的能力。 固定偏置放大电路不具备稳定Q点的能力。
2.4.2 分压式偏置稳定电路
稳定工作点原理 目标：温度变化时， 维持恒定。 目标：温度变化时，使IC维持恒定。 条件： 条件： I1 >>IB ，
Rb2 VB ≈ ⋅ VCC Rb1 + Rb2
一般取 I1 =(5~10)IB ， VB =3V~5V 稳定原理： 稳定原理： Ce为旁路电容，在交流 为旁路电容， 通路中可视为短路 → VBE ↓ → IB↓
β↑
vBE
2. 固定偏置电路
V CC − V Rb
I
BQ
=
BEQ
I CQ = β I BQ + (1 + β ) I CBO
VCE = VCC − I C RC
T ↑→ I CBO ↑ β ↑→ I CQ ↑
共射极放大电路
T ↑→ V BE ↓→ I BQ ↑→ I CQ ↑
ICQ ↑→VCEQ↓ 使Q点沿负载线上移，接近饱和区。 点沿负载线上移，接近饱和区。
vce= -ic⋅ (Rc //RL)
R'L= RL∥Rc， 是交流负 载电阻。 载电阻。 由于交流负载线必过Q点 因此， 由于交流负载线必过 点 ， 因此 ， 过 输出特性曲线上的Q点 做一条斜率为 输出特性曲线上的 点,做一条斜率为 直线，该直线即为交流负载线。 -1/R′L 直线，该直线即为交流负载线。
I C + ∆ic Rb 1
C
VBB
UI
IB +△I B u0 + ∆u0 U BE UBE+△ VCC
3 T 2
RC
∆u0
UI
ic
Rb VBB
C
ib
3 T 2
RC
∆u0
VCC
2. 简单工作原理
vi=0
vi =Vsinωt ω
vCE = VCC -iC ⋅ RC
3. 简化电路及习惯画法
共射极基本放大电路
当VCE
VCC = 0时，ic = RC
当iC = 0时，V CE = VCC
在输出特性曲线上作出 在输出特性曲线上作出 输出回路负载线
• 首先，画出直流通路 首先，
在输入特性曲线上， 两线的交点即是Q点 • 在输入特性曲线上，作出直线 VBE =VBB－IBRb，两线的交点即是 点， V 得到I 得到 BQ和VBEQ 。 当i B = 0时，vBE = VBB 当V = 0时，i = BB
T ↑→ V BE ↓ (门限电压)（1.8～2.5）mV↓/1℃↑ 总之 温度T 温度 ↑ → 输入特性曲线左移
Q1 Q
IB iB =0 vCE/V
3). 温度变化对β 的影响 ↑ ICBO ↑ → ICEO
T ↑→ β ↑ (0.5～1)%/ 1℃
温度T 温度 ↑ → 输出特性曲线族间距增大
T ↑ → 同VBE → IB ↑ → IC ↑
& & = A = Io & Aii i & Ii
电流放大倍数
& v & AR = o & Ii
互阻放大倍数
& & = Io AG & vi
互导放大倍数
电压放大倍数是最常被研究和测试的参数
2.输入电阻 和输出电阻R 2.输入电阻Ri和输出电阻 0 输入电阻
从输入端看进 去的等效电阻
将输出等效成有 内阻的电压源， 内阻的电压源，内 阻就是输出电阻。 阻就是输出电阻。
交流通路
例
求Q点：
I BQ＝
vi
VBB－VBEQ Rb
≈
VBB Rb
vo
I CQ = β I BQ
VCEQ = VCC − I CQ Rc
vi
vo
vi
vo
直流通路
交流通路
2.1.2 放大器的性能指标
1.电压放大倍数 电压放大倍数
& Av
vi
vo
& & = A = vo & Auu v & vi
电压放大倍数
iB /uA
iC /mA iC /mA
60 40 20
交流负载线
iB /uA Q` Q IBQ Q`` vBE/V
Q` Q ICQ t
60uA 40uA
Q`` 20uA vCE/V vCE/V
t
BE 共射极放大电路
v /V
VBEQ t
VCEQ t
给定 ∆ v I → ∆ i B → ∆ iC → ∆ v CE ( ∆ v o ) → Au = ∆ v o 与 ∆ v I反相， Au 符号为“－”。