晶体管及其基本放大电路-14

VCE(AST): max 2-2.5V ICBO ,ICEO max 50uA
VCE(AST): max 0.2-0.6V ICBO ,ICEO max 100nA
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模 拟电子技术
习题：2.1 2.3（3、4） 2.4（d、e、f） 2.6 2.7 2.8 2.10 2.11 2.13 2.14 2.17 2.19 2.20 2.24 2.30 2.31 2.32 2.33 2.35 2.36 2.37
RB 100kΩ
C1+ +
U·i -
+VCC
RC
3kΩ
+ C2
U·o1
VT + C3
RE 3kΩ
U·o2 -
3.Ri，Ro。
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第2章 小结
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双极型三极管
1. 晶体管的结构、类型及工作状态
双极型晶体管有两个互相影响的PN结 发射结 集电结
三个区域 三个电极
发射区 基区 集电区
Au
(Rc ∥ RL ) ，V rbe (1 )rD
rD
Au
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2. 10 组合单元放大电路
2.10.1 复合管 2.10.2 组合单元放大电路
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2.10.1 复合管
目的： 增大β，减小前级驱动电流； 改变管子的类型
用途：功率放大器和稳压电源
1、大功率开关电路、电机调速、逆变电路等, 2、驱动小型继电器 3、驱动LED智能显示屏
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三.共射-共基组合放大电路
RB11
C1+
+
UB1
U·i RB12
-
+VCC
RC2
RB21
+C2
c2
+
b2 VT2
UB2
e2
c1 b1
VT1 e1
RE1
RB22 +
CE
U·o + CB
-
I·i
I·b1 b1
c1
I·c1=I·e2 e2
β2I·b2 c2
+
β1I·b1 +
I·b2
+
U·i
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2.10.2 组合单元放大电路
实际需求：系统对放大电路的放大倍数，输入、输出电 阻及其它性能都有要求，前面介绍的三种组态中任意一 个电路无法完全满足要求
措施：在实际的放大电路中常用两个晶体管以不同的组态 相互配合、联合使用，以发挥各自的优势。这样就形成了 组合单元放大电路。
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rbe
ui ib
rbe1 (1 β1)rbe2
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三.复合管存在的问题及解决的措施
1.存在的问题—穿透电流大
V1
ICEO1 2 ICEO1 减小
R
V2
泻放 电阻
2.措施—加泻放电阻
模 拟电子技术 复合管与单个三极管性能对比
TIP102 NPN管
CD9013 NPN管
β:min 1000 max 20000 β:min 64 max 645
21.放大器增益与放大倍数的表述方法。 22.描述放大器频率响应特性的物理意义。 23.描述放大器频率响应特性的幅频特性、与相频特性的计算与 测量方法。
24.上限频率、下限频率、通频带、带宽、带宽增益积等参数的 定义及其物理意义。
25.给定放大器的频率响应特性，求信号经过放大器后的输出。 26.说明共发、共基、共集放大电路的特点，给定对三种电路进 行识别。
共集-共射组合放大电路
一.共C-共E
+VCC
C1 + + U·i -
RB1 c1
b1 VT1
e1
RC2 c2 +C2 +
b2 VT2
e2
U·o
RE1
RE2
-
I·i b1 I·b1 e1 I·e1
I·b2 b2
+
rbe1
+
c2
β2I·b2
+
U·i
β1I·b1 RB1
rbe2 RE1 U·o1=U·i2
晶体管是一种电流控制型器件，它要具有放大 作用的条件
内因
发射区掺杂浓度高 基区很薄 集电结面积大
外因
发射结正向偏置 集电结反向偏置
所谓放大作用实际是一种能量控制作用：在输入信号 的作用下，通过晶体管这种有源元件对直流电源的能量进 行控制，使负载从电源中获得的输出信号的能量比信号源 向放大电路提供的能量大得多。放大的特征是功率放大。
RB11 RB12 rbe1
U·o1=U·i2 rbe2 RC2
U·o
Ri
e1
-
Ri2 b2
Ro
(a) 共射-共基电路
(b) 微变等效电路
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A u
U o U i
β2 Ib2RC2 r be1Ib1
I c2RC2 r be1Ib1
Ic2 α2 Ie2 α2 Ic1 α2 β1Ib1 β1Ib1 （ α2 1 ）
RC RL
ic io
+
rB
ib
RC
RL
uo
E
Ro
Au
uo ui
ib RL
ibr be
RL
rbe
Ri
ui ie
ibrbe
(1 )ib
r be
1
Ri
RE
// rbe
(1 )
Ro = RC
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特点
1. Au 大小与共射电路相同，且输出与输入同相。 2. 输入电阻小，输出电阻大。(缺点)
RL1 RE1 // Ri2
Ri2 rbe2 (1 β2 )RE2
Ro RC2
特点：这种电路具有很高的输入电阻，信号源电压几乎全部 输送到共发射极电路的输入端，所以整个电路的电压增益近 似为后级共发射极电路的电压增益。
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二.共射-共集组合放大电路
如果将共集电极电路作为输出级，与共发射 极电路构成共射-共集（CE - CC）组合放大电路， 则放大电路具有很低的输出电阻，这在电压放大时， 增强了放大电路的带负载能力，相当于将共发射极电 路和负载之间加了一级隔离级。整个放大电路的电压 增益，近似为共发射极电路的电压增益。
习题2.37里有接法不合理的例子
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二. 复合管的 β 及rbe
β1ib b ib
VT1
ic≈β2β1ib c
β2(1+β1)ib
VT2 (1+β1)ib
e
b ib +
rbe1
ui (1+β1)ib
β1ib ic≈β2β1ib c +
β2(1+β1)ib uo
-
rbe2
-
rbe
e
b ib
3.电流放大倍数小于1 。 (缺点) 4. 通频带最宽。(优点)
应用场合 高频放大电路
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3、三种接法的比较：空载情况下
接法
Au Ai Ri Ro 频带
共射 大
β 中 大 窄
共集 小于1 1＋β
大 小 中
共基 大
α 小 大 宽
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思考题？
1.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。
+ RuL o
RB2
+VCC IBQRC ICQ
UB+EQUC+EQ I1 RE IEQ
UB
RB2 RB1 RB2
VCC
I CQ
I EQ
UB
U BEQ RE
UB RE
UCEQ VCC ICQ(RC RE)
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2、动态分析
RS
u+s
RE
ii ie
RS
u+s
+ ui
RiEb
Ri Ri
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2. 9共基极放大电路
2.9.1共基极放大电路
特点：
输入信号从射极输入， 输出信号从集电极输出。
模 拟电子技术 改画后
+VCC
RB1
RC
C3
+
C1
RL +
+ C2
RB2
+
RE u+s
RS
uo
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1、静态分析
+VCC
RB1 RC C3 +
RB1
+ C2wk.baidu.com
RB2 RE
C1
+
u+s RS
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第二章模拟考核
1. 基础部分 2.晶体管放大原理 3.PNP、NPN符号识别 4.晶体管电路的三种连接方式？ 5.晶体管三种工作状态及其主要作用、理想模型？ 6.工作在三种工作状态的供电条件？ 7.晶体管的直流放大倍数与交流放大倍数的物理意义？ 8.工作在放大区时，基极、发射极、集电极电流关系？ 9.晶体管的主要参数及其物理意义？ 10.晶体管安全使用条件？ 11.如何用万用表判别晶体管的类型和三个电极？ 12.如何在电路中判别晶体管的好坏？ 13.利用晶体管伏安特性确定电流转移特性、估算电流
A u
β1RC2 r be1
Ri RB1 // RB2 // rbe1
Ro RC2
特点：前级电路负载电阻的减小，有利于该级输出回路时间
常数减小，使高频截止频率提高，展宽了放大电路的通频带。
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讨论一
1. 在什么参数、如何变化时Q1→ Q2 → Q3 → Q4？ 2. 从输出电压上看，哪个Q点下最易产生截止失真？哪 个Q点下最易产生饱和失真？哪个Q点下Uom最大？ 3. 设计放大电路时，应根据什么选择VCC？
放大倍数。 14.如何测试晶体管伏安特性？ 15.比照二极管温度特性，分析三极管的温度特性。
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16.参照例2.3方法，分析晶体管的工作状态。 17.深刻理解放大器的能量转换的内涵。 18.基于黑箱的两端网络分析方法。 19.深刻理解输入参数、输出参数、传递函数与放大器的电流放 大倍数、20.电压放大倍数、输入阻抗（电阻）、输出阻抗（电 阻）的物理意义。
rbe
rbb'
(1
)
UT I EQ
952
Au
(Rc ∥ RL )
Rb rbe
11
Ri Rb rbe 11k Ro Rc 3k
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讨论四：波形分析
失真了吗？ 断？原
饱和 失真
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例：已知电路如图所示
求：1.“Q ”，2.分别求集电极输出电压， 发射极输出电压与输入电压之比
c β2β1ib
VT
β≈β2β1 rbe≈rbe1+(1+1)rbe2
e
(a) 电路
(b) 计算复合后rbe电路
(c) 复合后的等效管
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(1) 复合管的等效 β
ic β1ib β2 (1 β1)ib β2 β1ib
β
β
ic ib
β2 β1
(2) 复合管的等效 rbe
ui ibrbe1 (1 β1)ibrbe2
发射极 基极 集电级
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晶体管有两种类型 NPN
PNP
三极管的三 个工作区
放大区 饱和区 截止区
它们的区别是 形成电流的载流子不同 工作电压的极性相反
各级电流方向相反
四种工作状态
放大状态 饱和状态 截止状态
倒置状态
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NPN硅管的工作状态判别方法如表2-3、2-4所示。
模 拟电子技术 2. 晶体管的放大作用
带上负载后这种失真消除？
4. 增强电压放大能力的方法？
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讨论三：基本共射放大电路的静态分析和动态分析
80
rbb' 200
为什么用 图解法求解 IBQ和UBEQ？
Q
IBQ≈35μA
ICQ IBQ 2.8mA
UBEQ≈0.65V
UCEQ VC'C ICQ Rc' 3.8V
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讨论二
A u
(Rc ∥ RL ) rbe
rbe
rbb'
(1
)
UT I EQ
已知ICQ＝2mA，UCES＝ 0.7V。
1. 在空载情况下，当输 入信号增大时，电路首先出
现饱和失真还是截止失真？
若带负载的情况下呢？
2. 空载和带载两种情况下Uom分别为多少？ 3. 在图示电路中，有无可能在空载时输出电压失真，而
27.三种放大器不失真放大的条件是什么？ 28.给定输入信号和晶体管参数一定如何选择工作点，保证低功 耗、不失真？
29.“不失真”放大的内涵与条件是什么？ 30.放大器直流通道、交流通道的确定原则与方法是什么？
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31.如何利用晶体管伏安特性确定工作点？ 32.说明直流负载线、交流负载线的确定方法？ 33.深刻理解基于黑箱理论的H参数模型的建立方法。 34.H参数模型各参数的物理意义？ 35.如何求取H模型中各参数？ 36.画出晶体管微变模型。 37.用微变模型求三种形式放大电路的各传递参数。 38.根据放大器的形式和输入输出信号波形判断失真类型，及 其解决 方法。 39.用全微分方程分析温度、及其个元件变化对放大器性能的 影响。 40.分析基于负反馈的工作点稳定过程。 41.自举式放大器的自举原理和通过自举电路拟解决的问题？
模 拟电子技术 2.电路如图，所有电容对交流信号均可视为短路。
1. Q为多少？ 2. Re有稳定Q点的作用吗？ 3. 电路的交流等效电路？ 4. V 变化时，电压放大倍数如何变化？
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Au
rbe
(Rc ∥ RL ) (1 )(Re ∥ rD
∥ R)
改变电压放大倍数
当Re ∥ R＞＞rD时，
复合管的组成：多只管子合理连接成一只管子。
一. 复合管的构成规则
应保证每个管子电流的正确流向和正确的静态工 作点 构成的复合管的管型与第一个管子的管型相同
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下面的复合管结构合理吗？
V1 V2
NPN + NPN
NPN
V1 V2
PNP + PNP PNP
V2 V1
V1 V2
NPN + PNP NPN PNP + NPN PNP
e2
RC2
U·o
Ri
RE2
c1
-
Ri2
Ro
A u
U o U i
U o U i2
U o1 U i
Au2 Au1
β2 RC2 r be2(1 β2 )RE2
1
A u
RC2 RE2
（当 β2>>1，且 r be2 <<
(1 β2 )RE2 ）
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Ri
U i Ii
RB // (rbe1 (1 β1)RL1)