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。它又被称为静态分析。

直流工作点：又称为静态工作点，简称Q 点。在进行静态分析时，晶体管放大电路主要是求基极直流 电流I B 、集电极直流电流I C 、集电极与发射极间的直流电压U CE 。FET 放大电路主要是求栅源电压U GS ， 漏极直流电流I D ，漏极与原极间的直流电压U DS 。 1、公式法计算Q 点 1)共e 接法

I B =(U CC -U BE )/R B I C =βI B U CE =U CC -I C R C

V

被栅极电压控制的

电流源

检测栅极电压的电压计

漏极（输出端）

栅极（输入端）

源极（公共端）

FET 的内部原理

自偏压式共射极接法

在I 1》I B 时，可认为I 1≈I 2，于是

CC

U B R

B R B R B

U

2

1

2+≈

E

BE

B

E C R U U I I -=≈

)(E C C CC CE R R I U U +-=

I B =I C /β

2)共b 接法

U CC =I B R B +U BE +I E R E = I B R B +U BE + (1+β)I B R E

I C = I B β

)(E C C CC CE R R I U U +-=

CC

U B R

B R B R B U

2

12+≈

E

BE

B E

C R U U I I -=

≈

)(E C C CC CE R R I U U +-=

I B =I C /β

3)共c 接法

U CC =I B R B +U BE +I E R E = I B R B +U BE + (1+β)I B R E

E C CC CE R I U U -= I C = I B β

CC

U B R

B R B R B U 2

12+≈

＋－

－

＋＋

－

U o U i U s

R s R B2

＋

C 1

R E

C E ＋

R L

U CC

R C

R B1

＋C 2

(a )

分压式共射极接法

I 1

I 2

I C I B I E

分压式共基接法

自偏压式共基接法

自偏压式共集接法

E

BE

B E

C R U U I I -=

≈ E C CC CE R I U U -=

I B =I C /β

2、图解法计算Q 点

三极管的电流、电压关系可用输入特性曲线和输出特性曲线表示，可以在特性曲线上，直接用作图的方法来确定静态工作点。用图解法的关键是正确的作出直流负载线，通过直流负载线与i B =I BQ 的特性曲线的交点，即为Q 点。读出它的坐标即得I C 和U CE 图解法求Q 点的步骤为：

1）：通过直流负载方程画出直流负载线， 2）：由基极回路求出I B

3）：找出i B =I B 这一条输出特性曲线与直流负载线的交点就是Q 点。读出Q 点的坐标即为所求。

共射极放大电路 为例

2.1.5 FET 放大电路的直流工作状态分析 1、解析法

已知电流方式及栅源直流负载线方程，联立求解即可求得工作点。如：

S

D GS GSoff GS DSS D R i u U U I i -=-=2

)1(

将下式代入上式，解一个i D 的二次方程，有两个根，舍去不合理的一个根，留下合理的一个根便是I DQ 。 2、图解法

画出N 沟道场效应管的转移特性如图所示。 对于自偏压方式，栅源回路直流负载线方程为

S D GS R i u -=

在转移特性坐标上画出该负载线方程如图(a)所示。分别求出JFET 的工作点为Q 1点，耗尽型MOSFET 的工作点为Q 2点，而与增强型MOSFET 转移特性则无交点。

对于混合偏置方式，栅源回路直流负载线方程为

BEQ C

输入回路直流偏流线，求I BQ

CEQ CE

C 输出回路直流负载线 ，求I CQ 、U CEQ

GS

(a )

GS

(b )

R G1＋R G2

G2U DD 图解法求直流工作点

(a)自偏压方式；(b)混合偏置方式