三极管及放大电路基础课件.ppt

1、第四章第四章三极管及放大电路基础三极管及放大电路基础重点：重点：1.了解三极管的基本构造、工作原理和特性了解三极管的基本构造、工作原理和特性曲线，理解主要参数的意义；曲线，理解主要参数的意义；2.理解三极管的电流分配和电流放大作用；理解三极管的电流分配和电流放大作用；3.会判断三极管的工作状态。会判断三极管的工作状态。4.掌握各类三极管放大电路的分析方法掌握各类三极管放大电路的分析方法:(1)静态的工作点估算法静态的工作点估算法; (2)动态的微变等效电动态的微变等效电路分析法路分析法,即即AV、Ri 和和Ro的计算方法。的计算方法。4.1 4.1 晶体三极管晶体三极管双极型晶体管双极型晶体管

2、(Bipolar Junction Transistor,简称简称BJT) (a) 小功率管小功率管 (b) 小功率管小功率管 (c)中功率管中功率管 (d) 大功率管大功率管 半导体三极管有两半导体三极管有两种类型种类型:NPN型和型和PNP型。型。4.1.1 BJT4.1.1 BJT的结构简介的结构简介特点：特点：基区薄，惨杂浓度低基区薄，惨杂浓度低发射区惨杂浓度最高发射区惨杂浓度最高集电区面积最大集电区面积最大（集电结反偏），即（发射结正偏）放大的条件BECECBonBE0uuuUu 扩散运动形成发射极电流扩散运动形成发射极电流IE，复合运动形成基极，复合运动形成基极电流电流IB，漂移运

3、动形成集电极电流，漂移运动形成集电极电流IC。少数载流少数载流子的运动子的运动因发射区多子浓度高使大量电子从发因发射区多子浓度高使大量电子从发射区扩散到基区射区扩散到基区因基区薄且多子浓度低，使扩散到基因基区薄且多子浓度低，使扩散到基区的电子（非平衡少子）中的极少数区的电子（非平衡少子）中的极少数与空穴复合与空穴复合因集电区面积大，在外电场作用下大因集电区面积大，在外电场作用下大部分扩散到基区的电子漂移到集电区部分扩散到基区的电子漂移到集电区基区空穴基区空穴的扩散的扩散4.1.2 放大状态下放大状态下BJT的工作原理的工作原理1. 内部载流子的传输过程内部载流子的传输过程 I IE EI IB

4、 BI IC C I IE E扩散运动形成的电流扩散运动形成的电流 I IB B复合运动形成的电流复合运动形成的电流 I IC C漂移运动形成的电流漂移运动形成的电流CBOCEOBCBC)(1 IIiiII穿透电流穿透电流集电结反向电流集电结反向电流直流电流直流电流放大系数放大系数交流电流放大系数交流电流放大系数2. 电流分配关系电流分配关系 综上所述，三极管的放大作用，主要是依靠它的综上所述，三极管的放大作用，主要是依靠它的发射极电流能够通过基区传输，然后到达集电极而实发射极电流能够通过基区传输，然后到达集电极而实现的。现的。实现这一传输过程的两个条件是：实现这一传输过程的两个条件是：（1

5、1）内部条件：内部条件：发射区杂质浓度远大于基区杂质浓发射区杂质浓度远大于基区杂质浓度，且基区很薄。度，且基区很薄。（2 2）外部条件：外部条件：发射结正向偏置，集电结反向偏置发射结正向偏置，集电结反向偏置。4.1.3 BJT的的V-I 特性曲线特性曲线 iB=f(vBE) vCE=const(3) 当当vCE1V时，时， 特性曲线特性曲线基本重合基本重合。集电结的电场足够强，已收集绝。集电结的电场足够强，已收集绝大部分电子，故随大部分电子，故随VCE，IB电流无明显变化。电流无明显变化。(1) 当当vCE=0V时，相当于发射结的正向伏安特性曲线。时，相当于发射结的正向伏安特性曲线。1. 输入

6、特性曲线输入特性曲线（以共射极放大电路为例）（以共射极放大电路为例）共射极连接共射极连接(2) 随随vCE的增加，曲线的增加，曲线右移右移。 等于等于1V时集电结已进入反偏状态，开始时集电结已进入反偏状态，开始收集电子，基区复合减少，同样的收集电子，基区复合减少，同样的vBE下下 IB减小，特性曲线右移。减小，特性曲线右移。饱和区：饱和区：iC明显受明显受vCE控制的区域，控制的区域，该区域内，一般该区域内，一般vCE0.7V (硅管硅管)。发射结发射结正偏正偏，集电结，集电结正偏正偏或反偏或反偏电压很小。电压很小。iC=f(vCE) iB=const2. 2. 输出特性曲线输出特性曲线输出特

7、性曲线的三个区域输出特性曲线的三个区域: :截止区：截止区：iC接近零的区域，相当接近零的区域，相当iB=0的曲线的下方。此时，的曲线的下方。此时， vBE小于小于死区电压。发射结死区电压。发射结反偏反偏，集电结，集电结反偏反偏。放大区：放大区：iC平行于平行于vCE轴的区域，曲线基本平行等距；随轴的区域，曲线基本平行等距；随VCE增加，增加，曲线略向上倾斜。发射结曲线略向上倾斜。发射结正偏正偏，集电结，集电结反偏反偏。 (1) 共发射极直流电流放大系数共发射极直流电流放大系数 =（ICICEO）/IBIC / IB vCE=const1. 电流放大系数电流放大系数 4.1.4 BJT的主要参

8、数的主要参数与与iC的关系曲线的关系曲线 (2) 共发射极交流电流放大系数共发射极交流电流放大系数 = IC/ IB vCE=const是常数吗？什么情况下是常数吗？什么情况下 ? (3) 共基极直流电流放大系数共基极直流电流放大系数 =（ICICBO）/IEIC/IE (4) 共基极交流电流放大系数共基极交流电流放大系数 = IC/ IE vCB=const 当当ICBO和和ICEO很小时，很小时， 、 ，可以不加区分。，可以不加区分。 2. 极间反向电流极间反向电流lICBO是由少数载流子的漂移运动所形成的电流，受温度是由少数载流子的漂移运动所形成的电流，受温度的影响大。的影响大。 温度温

9、度ICBO 衡量晶体管集电结质量的重要指标。越小，管子稳定性衡量晶体管集电结质量的重要指标。越小，管子稳定性越好。越好。 (2) 集电极集电极-发射极间的反向饱和电流发射极间的反向饱和电流ICEO ICEO=（1+ ）ICBO (1) 集电极集电极-基极间反向饱和电流基极间反向饱和电流ICBO (1) 集电极最大允许电流集电极最大允许电流ICM(2) 集电极最大允许功率损耗集电极最大允许功率损耗PCM PCM= ICVCE 3. 3. 极限参数极限参数 集电极电流集电极电流 IC上升会导致三极管的上升会导致三极管的 值的下降。值的下降。一一般把般把减小到额定值的减小到额定值的1/21/2时，所

10、对应的时，所对应的I IC C值。值。I IC C 超过超过 I ICM CM 后，后，显著减小，放大性能降低。显著减小，放大性能降低。4.1.5 温度对温度对BJT参数及特性的影响参数及特性的影响(1) 温度对温度对ICBO的影响的影响温度每升高温度每升高10，ICBO约增加一倍。约增加一倍。 (2) 温度对温度对 的影响的影响温度每升高温度每升高1， 值约增大值约增大0.5%1%。 (3) 温度对反向击穿电压温度对反向击穿电压V(BR)CBO、V(BR)CEO的影响的影响温度升高时，温度升高时，V(BR)CBO和和V(BR)CEO都会有所提高。都会有所提高。 1. 温度对温度对BJT参数的

11、影响参数的影响2.2.温度对晶体管特性的影响温度对晶体管特性的影响，即输入特性曲线左移不变时，即不变时，且距离增大，故输出特性曲线上移BEBBBECEO )(uiiuIT放大电路的性能指标（课本放大电路的性能指标（课本P12）u放大倍数：衡量放大电路放大能力的指标。定义为输放大倍数：衡量放大电路放大能力的指标。定义为输出量有效值与输入量有效值之比。出量有效值与输入量有效值之比。iouUUAu非线性失真：当放大电路工作时，晶体管进入饱和区或截止区非线性失真：当放大电路工作时，晶体管进入饱和区或截止区，输出波形失去了输入波形的形状，这种失真由于晶体管的非，输出波形失去了输入波形的形状，这种失真由于

12、晶体管的非线性造成的，故称为非线性失真。线性造成的，故称为非线性失真。u输入电阻：表明了放大电路对信号源的影响程度。输入电阻：表明了放大电路对信号源的影响程度。iiiIURu输出电阻：反映了放大电路带负载的能力。输出电阻：反映了放大电路带负载的能力。LsRuoooIUR0u最大输出幅值：又称动态范围，是指输出波形的非线性失真最大输出幅值：又称动态范围，是指输出波形的非线性失真在允许的范围内，放大电路可能输出的最大信号的峰值。在允许的范围内，放大电路可能输出的最大信号的峰值。VBB、Rb：使：使UBE Uon，且有，且有合适的合适的IB。VCC：使：使UCEUBE，同时作为负，同时作为负载的能源

13、载的能源。Rc：将：将iC转换成转换成uCE(uO) 。4.2 4.2 共射极放大电路的工作原理共射极放大电路的工作原理4.2.1 基本共射极放大电路的组成Vi：待放大的时变输入信号。：待放大的时变输入信号。 通常，放大电路中直流电源的作用和交流信号的作用共通常，放大电路中直流电源的作用和交流信号的作用共存，这使得电路的分析复杂化。为简化分析，将它们分开存，这使得电路的分析复杂化。为简化分析，将它们分开作用，引入直流通路和交流通路的概念。作用，引入直流通路和交流通路的概念。4.2.2 基本共射极放大电路的工作原理1. 静态静态(直流工作状态直流工作状态) 输入信号输入信号vi0时，放大电路的工

14、作状态称为静态或时，放大电路的工作状态称为静态或直流工作状态。直流工作状态。 静态时，晶体管各极的电流、静态时，晶体管各极的电流、b-e间的电压、管压降称间的电压、管压降称为静态工作点为静态工作点Q，记作，记作IBQ、 ICQ（IEQ）、）、 UBEQ、 UCEQ。直流通路直流通路 bBEQBBBQRVVI BQCEOBQCQIIII VCEQ=VCCICQRc 画直流通路原则：画直流通路原则： v vi i=0=0，保留，保留R Rs s； 电容开路；电容开路； 电感相当于短路（线圈电阻近似为电感相当于短路（线圈电阻近似为0 0）。）。2. 动态动态 输入正弦信号输入正弦信号vs后，电路将处

15、在动态工作情况。此时，后，电路将处在动态工作情况。此时，BJT各极电流及电压都将在静态值的基础上随输入信号作相各极电流及电压都将在静态值的基础上随输入信号作相应的变化。应的变化。 )( oCECBIcuuuiiuR动态信号作用时：动态信号作用时： 放大电路为什么要设置直流呢？放大电路为什么要设置直流呢？交流通路交流通路 画交流通路的原则：画交流通路的原则：u 对交流信号，内阻小的电压源视为短路，内阻大的电流源对交流信号，内阻小的电压源视为短路，内阻大的电流源视为开路视为开路u 对一定频率范围内的交流信号，较大的电容视为短路对一定频率范围内的交流信号，较大的电容视为短路 静态工作点合适：合适的直

16、流电源、合适的电路参数。静态工作点合适：合适的直流电源、合适的电路参数。 信号能正常地输入和输出信号能正常地输入和输出。放大电路组成原则放大电路组成原则4.3.1 4.3.1 图解分析法图解分析法1. 静态分析静态分析 列输入回路方程列输入回路方程 列输出回路方程（直流负载线）列输出回路方程（直流负载线）VCE=VCCiCRc 首先，画出直流通路首先，画出直流通路直流通路直流通路 bBBBBERiV v4.3 4.3 放大电路的分析方法放大电路的分析方法输入回路输入回路负载线负载线QIBQUBEQIBQQICQUCEQ负载线负载线 在输入特性曲线上，作出直线在输入特性曲线上，作出直线 ，两线的

17、交点，两线的交点即是即是Q点，得到点，得到IBQ。bBBBBERiV v 在输出特性曲线上，作出直流负载线在输出特性曲线上，作出直流负载线 VCE=VCCiCRc，与，与IBQ曲曲线的交点即为线的交点即为Q点，从而得到点，从而得到VCEQ 和和ICQ。 根据根据vs的波形，在的波形，在BJT的输入特性曲线图上画出的输入特性曲线图上画出vBE 、 iB 的的波形波形2. 动态分析动态分析tsinsmsVv 设bBsBBBERiVvv则输入回路 根据根据iB的变化范围在输出特性曲线图上画出的变化范围在输出特性曲线图上画出iC和和vCE 的波形的波形cCCCCERiV v 共射极放大电路中的电压、共

18、射极放大电路中的电压、电流波形电流波形 截止失真截止失真消除方法：增大消除方法：增大VBB，即向上平移输入回路负载线。，即向上平移输入回路负载线。t截止失真是在输入回路首先产生失真！截止失真是在输入回路首先产生失真！3. 静态工作点对波形失真的影响静态工作点对波形失真的影响 饱和失真饱和失真 消除方法：消除方法：增大增大Rb，减小，减小Rc，减小，减小，减小减小VBB，增大增大VCC。 Q QRb或或或或VBB Rc或或VCC：饱和失真是输出回路产生失真。：饱和失真是输出回路产生失真。2 最大不失真输出电压最大不失真输出电压Uom ：比较：比较UCEQ与（与（ VCC UCEQ ），取），取其

19、小者，乘以其小者，乘以 。这可不是这可不是好办法！好办法！图解法分析放大电路的步骤图解法分析放大电路的步骤u由直流通路写出直流负载方程由直流通路写出直流负载方程u在特性曲线上作直流负载线，确定在特性曲线上作直流负载线，确定Qu在特性曲线上作交流负载线在特性曲线上作交流负载线u画出输出电压、电流的波形，分析放大过程画出输出电压、电流的波形，分析放大过程u求放大倍数、动态范围、分析波形失真等求放大倍数、动态范围、分析波形失真等静态分析静态分析动态分析动态分析4.3.2 4.3.2 小信号模型分析法小信号模型分析法1. BJT的小信号模型的小信号模型(1) BJT是非线性器件是非线性器件(2) 小信

20、号模型就是将小信号模型就是将BJT线性化线性化vBEiB0vCE QiC0vCEQiCvBEvCEiCiBiB(a)(b)ibvbe+_beibvbe+_berbeCECEbeBEbeBbvvvvrii常数常数26()26()200(1)200()()bebbeEBmVmVrrrImAImA基区体电阻（反映基区对电流的阻碍作用）基区体电阻（反映基区对电流的阻碍作用）vBEiB0vCE QiC0vCEQiCvBEvCEiCiBiB(a)(b)icvce+_icvce+_cerceceibBBCEceceCciivvrii常数常数cecbbceviiiribvbe+_beicvce+_ceicvc

21、e+_ceibrbevbe+_beib低频简化小信号模型低频简化小信号模型2. 基本共射极放大电路分析基本共射极放大电路分析（1）静态分析：利用直流通路求）静态分析：利用直流通路求Q点点bBEBBBRVVI BCII LCcCECCCE)(RIRVVV （2）动态分析：画小信号等效电路，求）动态分析：画小信号等效电路，求Au, Ri, Ro小信号等效电路小信号等效电路根据根据)(bebbirRi vbcii )/(LccoRRi v则电压增益为则电压增益为)()/()()/()()/(bebLcbebbLcbbebbLcciorRRRrRiRRirRiRRiA vvv1)电压增益电压增益小信号

22、等效电路小信号等效电路2)输入电阻输入电阻3)3)输出电阻输出电阻令令0i v0b i0b iRo = Rc 所以所以bebbbebbbiiiirRirRiiiR )( vv LsR,0ttovviR 放大电路如图所示。放大电路如图所示。 已知已知BJT的的 =80, Rb=300k ， Rc=2k ， VCC= +12V，求求：1)1)放大电路的放大电路的Q点。此时点。此时BJT工作在哪个区域工作在哪个区域2)2)当当Rb=100k 时时, ,放大电路的放大电路的Q点。此时点。此时BJT工作在哪个区域工作在哪个区域?(?(忽略忽略BJT的饱和压降的饱和压降) )解：解：1)1)A40300k

23、2V1bBECCBQ RVVIA120100k 2V1bCCBQ RVImA62k2V1CCESCCCM RVVI所以所以BJTBJT工作在饱和区。此时工作在饱和区。此时Q(120vA，6mA，0V)例例ICQ IB 9.6mA6mAICQ IB 3.2mAVCEQVCCICQ RC 5.6V静态工作点为静态工作点为Q(40 A,3.2mA,5.6V),BJT工作在放大区。工作在放大区。(2)(2)当当Rb=100k 时时: : 共射放大电路如图所示。设：共射放大电路如图所示。设：VCC12V12V，Rb=300k=300k, , Rc=3k=3k, ,RL=3k=3k,BJTBJT的的 =6

24、0=60。试求：。试求： 1 1）电路的静态工作点电路的静态工作点Q Q。 2 2）估算电路的电压放大倍数、输入估算电路的电压放大倍数、输入电阻电阻Ri和输出电阻和输出电阻Ro。3）若输出电压的波形出现如）若输出电压的波形出现如 下失真下失真 ，是，是截止还是饱和截止还是饱和 失真？应调节哪个元件？如何调节？失真？应调节哪个元件？如何调节？+CTb1CCRbVL+uoR-u+-ib2CcRA40300kV12bCCBQRVI2mAA4050QBCQI I 6VCCQCCCEQRIVU解：解： 1)1)例例3)3)为截止失真为截止失真, , 应减小应减小R Rb b。+CTb1CCRbVL+uo

25、R-u+-ib2CcR2) 2) 画微变等效电路画微变等效电路-+.cuLoibbeRricibi.iiRubR993)mA(mV26)(1200EbeIr750.993kk3k50beLurRARi=rbe/Rbrbe=993Ro=Rc=3k4.4.1 4.4.1 温度对静态工作点的影响温度对静态工作点的影响4.4 4.4 放大电路静态工作点的稳定问题放大电路静态工作点的稳定问题变QIIIuITCBOBQCQ )(BECBO 合理设置静态工作点是保证放大电路正常工作的先决条合理设置静态工作点是保证放大电路正常工作的先决条件。但是放大电路的静态工作点常因外界条件的变化件。但是放大电路的静态工作

26、点常因外界条件的变化( (晶体晶体管的老化、电源的波动、温度的变化管的老化、电源的波动、温度的变化) )而发生变动。其中影而发生变动。其中影响最大的是响最大的是温度的变化温度的变化。4.4.2 4.4.2 稳稳Q Q电路电路- -射极偏置电路射极偏置电路（1 1）稳定工作点原理）稳定工作点原理目标：温度变化时，使目标：温度变化时，使I IC C维持恒定。维持恒定。T 稳定原理：稳定原理： IC IE VE 、VB不变不变 VBE IB IC （反馈控制）（反馈控制）1. 基极分压式射极偏置电路基极分压式射极偏置电路(a) 原理电路原理电路 (b) 直流通路直流通路（2 2）放大电路指标分析）放

27、大电路指标分析静态工作点静态工作点CCb2b1b2BQVRRRV eBEQBQEQCQRVVII )(ecCQCCeEQcCQCCCEQRRIVRIRIVV IICQBQ 电压增益电压增益ebeLcebebLcbio)1()/()1()/(RrRRRriRRiA vvv)mA()mV(26)1(200EQbeIr 输入电阻输入电阻则输入电阻则输入电阻放大电路的输入电阻不包含信号源的内阻放大电路的输入电阻不包含信号源的内阻)1(ebebiRri vb2ib1iei)1( RRRriiivvv bebibRb2b1eiii11)1(11RRRriR bev)1(|ebeb2b1RrRR 输出电阻输

28、出电阻求输出电阻的等效电路求输出电阻的等效电路 网络内独立源置零网络内独立源置零 负载开路负载开路 输出端口加测试电压输出端口加测试电压其中其中b2b1ss/RRRR 所以所以0, 0bcii0)()(ecbsbebRiiRri因为因为coRR 故输出电阻故输出电阻2. 2. 含有双电源的射极偏置电路含有双电源的射极偏置电路（1 1）阻容耦合）阻容耦合静态工作点静态工作点00EEEe2e1BEBb )()(VIRRVIRECII )()(e1e1EcCEECCCERRIRIVVV CBII BE1II)( （2 2）直接耦合）直接耦合3. 3. 含有恒流源的射极偏置电路含有恒流源的射极偏置电路

29、静态工作点由恒流源提供静态工作点由恒流源提供分析该电路的分析该电路的Q点及点及、 、 vAiRoR 在图示放大电路中，已知在图示放大电路中，已知VCC=12V, RC= 6k, RE1= 300， RE2= 2.7k， RB1= 60k， RB2= 20k RL= 6k ，晶体管，晶体管=50， VBE=0.6V, 试求试求: :1) 1) 静态工作点静态工作点 IB、IC 及及 VCE；2) 2) 画出微变等效电路；画出微变等效电路；3) 3) 输入电阻输入电阻ri、ro及及 Av。RB1RCC1C2RB2CERE1RL+VCCvivo+RE2例例V3V12206020CCB2B1B2B V

30、RRRVmA8 . 0 mA36 . 03EBEBEC RVVII A16 A500.8CB IIV8 . 4V38 . 068 . 012)(1E1EECCCCCE RRIRIVV直流通路直流通路RB1RCRB2RE1+VCCRE2+VCEIEIBICVB解解:1):1)由直流通路求静态工作点由直流通路求静态工作点 2) ) 由微变等效电路求由微变等效电路求A Av v、 r ri i 、 r ro o。k6Co Rrk86. 18 . 02651200I26) 1(200Ebe rk 15/2B1BB RRR其其中中 EbeBi) 1 (/RrRr k03.8 EbeL) 1 (RrRAv

31、 69. 8 微变等效电路微变等效电路iViIbIcIoVbISEeIBRI4.5.1 4.5.1 共集电极放大电路共集电极放大电路1.1.静态分析静态分析ebBEQCCBQ)1 (RRVVIeEQCCCEQRIVVBQCQIIeEQBEQbBQCCRIVRIV BQEQ)1(II 由由得得直流通路直流通路 4.5 4.5 共集电极和共基极放大电路共集电极和共基极放大电路小信号等效电路小信号等效电路2.2.动态分析动态分析交流通路交流通路 电压增益电压增益输出回路：输出回路：输入回路：输入回路：LbbebLbbbebi)1( )(RiriRiiri v电压增益：电压增益：1)1()1()1()

32、1(LbeLLbeLLbebLbio RrRRrRRriRiAvvv其中其中LeL/ RRR LbLbbo)1()(RiRii v一般一般beLrR ，则电压增益接近于，则电压增益接近于1 1，同同相相与与iovv电压跟随器电压跟随器1 vA即即。输入电阻输入电阻输入电阻大输入电阻大)1(| )1(LbLibiiiiiRrRRrRiR bebevvvv输出电阻输出电阻由电路列出方程由电路列出方程ebbtRiiii )(sbebtRri veteRiR v其中其中bss/ RRR 则则输出电阻输出电阻rRRiR 1/besettov当当 1beserRR，1 时，时， besorRR 输出电阻小

33、输出电阻小rRRR 1/beseo共集电极电路特点：共集电极电路特点：同同相相与与iovv 电压增益小于电压增益小于1 1但接近于但接近于1 1， 输入电阻大，对电压信号源衰减小输入电阻大，对电压信号源衰减小 输出电阻小，带负载能力强输出电阻小，带负载能力强)1(/LbebiRrRR 1 vA。4.5.2 4.5.2 共基极放大电路共基极放大电路1.1.静态工作点静态工作点 直流通路与射极偏置电路相同直流通路与射极偏置电路相同CCb2b1b2BQVRRRV eBEQBQEQCQRVVII )( ecCQCCeEQcCQCCCEQRRIVRIRIVV IICQBQ 2.2.动态指标动态指标电压增

34、益电压增益输出回路：输出回路：输入回路：输入回路：电压增益：电压增益：LcL/ RRR 交流通路交流通路 小信号等效电路小信号等效电路 LboRi vbebiri vbeLiorRA vvv 输入电阻输入电阻小信号等效电路小信号等效电路 beeeiiiiiRR)1(i eeRiR/iv bebri/iv beieiiiii)1(/rRiRvvvvrR 1|bee输入电阻小输入电阻小 (1+ )ib(Re/RS )+ibrbe=0ic=0ib=0输出电阻大输出电阻大 输出电阻输出电阻 RoRC故故4.5.3 4.5.3 放大电路三种组态的比较放大电路三种组态的比较1.1.三种组态的判别三种组态的

35、判别以输入、输出信号的位置为判断依据：以输入、输出信号的位置为判断依据： 信号由发射极输入，集电极输出信号由发射极输入，集电极输出共基极电路共基极电路 信号由基极输入，集电极输出信号由基极输入，集电极输出共射极放大电路共射极放大电路 信号由基极输入，发射极输出信号由基极输入，发射极输出共集电极放大电路共集电极放大电路 2.2.三种组态的比较三种组态的比较优点：电路中无电容，便于集成化。优点：电路中无电容，便于集成化。缺点：各级放大器缺点：各级放大器Q点不独立点不独立, 相互影响。输出温度漂移严重。相互影响。输出温度漂移严重。4.6 4.6 组合放大电路组合放大电路( (多级放大电路多级放大电路

36、) ) 在实际应用中在实际应用中, , 为得到理想的增益、输入电阻、输出电为得到理想的增益、输入电阻、输出电阻，常把前面三种单管放大电路组合起来使用。阻，常把前面三种单管放大电路组合起来使用。4.6.1 4.6.1 多级放大器的耦合方式多级放大器的耦合方式1.阻容耦合阻容耦合优点：优点： 各级放大器各级放大器Q Q点独立。输出温度漂移比较小。点独立。输出温度漂移比较小。缺点：缺点： 不便于集成。低频特性差，只能放大中高频信号。不便于集成。低频特性差，只能放大中高频信号。2.2.直接耦合直接耦合耦合方式指多级放大电路中前级电路与后级电路的连接方式。耦合方式指多级放大电路中前级电路与后级电路的连接

37、方式。4.6.2 4.6.2 共射共射共基放大电路共基放大电路1、电路、电路CCbbbBVRRRV2111211111CBII111eBEBRVV VC1VE2VB2 VBE2VCE1VC1(VB1 VBE1) VCE2VCC IC2 RC2 VE2CCbbbBVRRRV2212222IC2IE2IC1IE1 Rb11Rb21Re1RC2Rb12Rb22+VCC+VCE1- -IB1IE1IB2IC2+VCE2- -222CBII2、静态分析、静态分析21o1oio1iovvvvvvvvvAAA )1(2be1be21be1L11rrrRA vbe2Lc22be2L222)|(rRRrRA v

38、其中其中 be2Lc22be12be21)|()1(rRRrrA v所以所以 12因为因为be1Lc21)|(rRRA v因此因此3 3、动态分析、动态分析2be2L1rR 电压增益电压增益输入电阻输入电阻RiiiivRb|rbe1Rb1|Rb2|rbe1 输出电阻输出电阻Ro Rc2 多级放大电路的分析方法：多级放大电路的分析方法：u 多级放大电路的电压放大倍数是多级放大电路的电压放大倍数是各级各级电压放大倍数之积；电压放大倍数之积；u 多级放大电路的输入电阻是多级放大电路的输入电阻是第一级第一级放大电路的输入电阻；放大电路的输入电阻；u 多级放大电路的输出电阻是多级放大电路的输出电阻是最后

39、一级最后一级的输出电阻；的输出电阻；一、复合管相关概念一、复合管相关概念 所谓复合管是指将两只三极管按照一定的原则连接起来构所谓复合管是指将两只三极管按照一定的原则连接起来构成一个类似于成一个类似于NPNNPN或或PNPPNP的三端器件，习惯上也称为达林顿管。的三端器件，习惯上也称为达林顿管。 4.6.3 4.6.3 共集共集共集放大电路共集放大电路1 1、什么是复合管？、什么是复合管？ 复合管可以提供更高的电流增益，也便于在功放电复合管可以提供更高的电流增益，也便于在功放电路中配对。路中配对。对于同类型的三极管，前级的发射极应与后级的基极相连；对于同类型的三极管，前级的发射极应与后级的基极相

40、连；不同类型的三极管，前级的集电极应与后级的基极相连。不同类型的三极管，前级的集电极应与后级的基极相连。2、复合管有什么用？、复合管有什么用？3 3、复合管的连接原则、复合管的连接原则4 4、复合管的主要参数、复合管的主要参数T1T2ciC1beiC2iCiB2iEiB121122112111211(1)CCCBBBEBBiiiiiiiii1）电流放大系数）电流放大系数1121121212(1)BBCBiiii 2 2）输入电阻）输入电阻bcebecrbe1ib1ib11rbe2ib22ib2rbe1ib1ib11rbe2ib22ib2(a) (b) 1121(1)bebebebebvrrri

41、1111bebebebebbvvrriiber二、共集二、共集共集放大电路共集放大电路 iovvvA LbeL11RrR 1|bebseorRRRR式中式中 1 2 rberbe1(1 1)rbe2 R LRe|RL RiRb|rbe(1 )R L 1) 电压倍数电压倍数2) 输入电阻输入电阻3) 输出电阻输出电阻4) 改进改进不足：不足：图中图中T T2 2的电流是的电流是T T1 1的的 倍倍, , 因此因此T T1 1的工作点电流的工作点电流I IC C太小太小, , 工作点太低。工作点太低。改进：改进：在在T T1 1射极与地之间加接一只射极与地之间加接一只几十几十k 以上的电阻以上的

42、电阻Re1或或接恒流源。接恒流源。注意：注意：加接加接R Re1e1后后T T1 1、T T2 2不再组成复合管。不再组成复合管。4.7 4.7 放大电路的频率响应放大电路的频率响应 放大电路放大倍数与频率的关系，称为放大电路放大电路放大倍数与频率的关系，称为放大电路的的频率特性频率特性，又称，又称频率响应频率响应。 不同频率信号的放大倍数不同，即放大倍数是频率不同频率信号的放大倍数不同，即放大倍数是频率的函数的函数)()()(uffAfAu)( fAu 式中式中 表示电压放大倍数的模与频率的关系，称表示电压放大倍数的模与频率的关系，称为为幅频特性幅频特性； 表示输出电压与输入电压间的相位表示

43、输出电压与输入电压间的相位差与频率的关系，称为差与频率的关系，称为相频特性相频特性。)( f4.7.1 4.7.1 单时间常数单时间常数RCRC电路的频率响应电路的频率响应1. RC低通电路的频率响应低通电路的频率响应则则RCjCjRCjVVAV11/1/1ioH令令RCf21H)/j(11HioHffVVAV 电压增益的幅值（模）电压增益的幅值（模）2HH)/(11ffAV （幅频响应）（幅频响应）电压增益的相角电压增益的相角)/(arctanHHff （相频响应）（相频响应）增益频率函数增益频率函数RC低通电路低通电路 最大误差最大误差 -3dB频率响应曲线描述频率响应曲线描述幅频响应幅频

44、响应2HH)/(11ffAV 相频响应相频响应)/(arctanHHff 2. RC高通电路的频率响应高通电路的频率响应RC电路的电压增益：电路的电压增益：RCjjCjRRVVAV/1 /1ioL幅频响应幅频响应2LL)/(11ffAV 相频响应相频响应)/(arctanLLff 输出超前输入输出超前输入RC高通电路高通电路 RCf21L1. BJT的中低频小信号模型的中低频小信号模型icib+vce - -cbe+vbe - -分析动态分析动态信号很小信号很小中低频中低频crbe ibibbeic+vce - -+vbe - -2. BJT的高频小信号模型的高频小信号模型icib+vce -

45、 -cbe+vbe - -分析动态分析动态信号很小信号很小高频高频+ .Vbe- -+ .Vce- -rbbbecb .Ib .IcrbeCbe+ . Vbe- -Cbc . gmVbe4.7.2 BJT4.7.2 BJT的高频小信号模型及频率参数的高频小信号模型及频率参数基区的体电阻基区的体电阻:rbb几十几十几百几百 发射结电阻发射结电阻: rbe(1+ )26(mV)/ /IEQ发射结电容发射结电容: Cbe几十几十几百几百pF集电结电容集电结电容: Cbc210pF互导互导:gmIEQ/ /26(mV)+ .Vbe- -+ .Vce- -rbbbecb .Ib .IcrbeCbe+ .

46、 Vbe- -Cbc . gmVbe3. BJT高频小信号模型中元件参高频小信号模型中元件参数值的求法数值的求法Tmeb2 fgC 特征频率特征频率fT:可从手册中查出可从手册中查出Cbc :可从手册中查出可从手册中查出rbb :可从手册中查出可从手册中查出rbe(1+ )26(mV)/ /IEQ其中：其中：rbe= rbb+ rbemV26EQmIg 4.7.3 4.7.3 单级共射极放大电路的频率响应单级共射极放大电路的频率响应1. 高频响应高频响应 型高频等效电路型高频等效电路soHVVVAS )/j(1HMffAVS 高频电压增益响应高频电压增益响应2. 低频响应低频响应低频等效电路低

47、频等效电路低频电压增益响应低频电压增益响应ffAAVSVS/j1 LML3. 中频响应中频响应中频等效电路中频等效电路中频电压增益响应中频电压增益响应be,rLVSMRA完整的共射放大电路的频率响应完整的共射放大电路的频率响应: :f / /HzfHfL-20dB/十倍频程十倍频程20dB/十倍频程十倍频程 .20lg|AvS|/ /dB .20lg|AVSM|通频带通频带1. 1. 多级放大电路的增益多级放大电路的增益)j (VA)j ()j ()j (21VnVVAAA4.7.5 4.7.5 多级放大电路的频率响应多级放大电路的频率响应2. 2. 多级放大电路的多级放大电路的 fL 和和

48、fH22221222211111 . 111 . 1HnHHHLnLLLffffffff 级数越多，则级数越多，则 fH 越低，越低， fL 越高，通频带越窄越高，通频带越窄本章小结本章小结1 1BJTBJT是一种电流控制电流型的器件。是一种电流控制电流型的器件。BJTBJT有三个工作区有三个工作区: : 饱和饱和区、放大器和截止区。区、放大器和截止区。2 2BJTBJT加上合适的偏置电路可组成各种放大电路。加上合适的偏置电路可组成各种放大电路。(1)(1)共射共射A Av v较大较大, R, Ri i、R Ro o适中适中, , 常用作电压放大。常用作电压放大。(2)(2)共集共集A Av

49、v1, R1, Ri i大、大、R Ro o小小, ,适用于信号跟随、信号隔离等。适用于信号跟随、信号隔离等。(3)(3)共基共基A Av v较大较大, R, Ri i小小, , 频带宽频带宽, , 适用于放大高频信号。适用于放大高频信号。3.3.多个单管放大器可组成多级放大器多个单管放大器可组成多级放大器两种耦合方式：阻容耦合与直接耦合。两种耦合方式：阻容耦合与直接耦合。电压放大倍数：电压放大倍数：A Av v=A=Av1v1A Av2v2A Avnvn4 4正常工作时，放大电路处于交直流共存的状态。为了分析方正常工作时，放大电路处于交直流共存的状态。为了分析方便，常将两者分开讨论。其中：便

50、，常将两者分开讨论。其中：(1)(1)静态分析：静态分析：估算法估算法通过直流通路通过直流通路( (交流电压源短路交流电压源短路, ,电容开路电容开路) )估算估算Q;Q;图解法图解法通过直流通路和特性曲线作图求通过直流通路和特性曲线作图求Q,Q,判断判断Q Q的位置是否的位置是否合适；合适；(2)(2)动态分析：动态分析：图解法图解法通过交流通路通过交流通路( (直流电压源短路直流电压源短路, ,电容短路电容短路) )和特性曲和特性曲线求电压增益线求电压增益, ,分析失真，判断最大不失真输出电压分析失真，判断最大不失真输出电压; ;小信号等效电路法小信号等效电路法通过微变电路通过微变电路(