电路第10章-晶体管及放大电路课件.ppt

1、第十章 晶体管及放大电路学习目的：、了解晶体三极管基本结构及分类。、理解晶体三极管中的电流分配关系。、理解晶体三极管共射极接法的伏安特性。、掌握共射极放大电路的静态、动态分析方法及参数计算。第10章 晶体管及基本放大电路 晶体三极管晶体三极管一一基本放大电路基本放大电路 二二 第一节 晶体三极管v一、晶体三极管的结构和分类v二、晶体管的电流放大作用v三、晶体管中的电流分配关系v四、晶体管共射极接法的伏安特性 一、晶体三极管基本结构及分类一、晶体三极管基本结构及分类v1、结构和外形：v(1)结构常见的三极管外形常见的三极管外形（2 2）外形）外形 一、晶体三极管基本结构及分类一、晶体三极管基本结

2、构及分类v v2、分类：按照半导体三极管内部结构分，有NPN型和PNP型两种。v按照制作材料分，有硅管和锗管。v按照用途分，有放大管和开关管等。v按照工作频率分，有低频管和高频管。v按照功率分，有小功率管、中功率管和大功率管等。v v 二、晶体管的电流放大作用1、具有电流放大作用2、晶体三极管能够放大 电流的外部条件 1）给 发射结加一个正向电压，称为发射结正偏；2）给集电结加一个反向电压，称为集电结反偏v发射结正偏，集电结反偏接法三、晶体管中的电流分配关系v（一）、晶体三极管的三种连接方法三、晶体管中的电流分配关系v（二）、晶体管的放大原理v很小的基极电流IB，就可以控制较大的集电极电流IC

3、，从而实现了放大作用。三、晶体管中的电流分配关系v（三）晶体管中的电流分配关系v发射极电流传输到集电极的电流分量与基极电流分量的比值，称为共发射极直流电流放大系数，用 表示。v2 IC的变化量与IB的变化量之比称为共发射极交流电流放大系数，用表示。v v 3晶体三极管中的电流分配关系BCBCBOCIIIII常数CEBCuIIBCIIBECEIIII1四、晶体管共射极接法的伏安特性 v（一）共发射极输入特性曲线四、晶体管共射极接法的四、晶体管共射极接法的伏安特性伏安特性 v测量电路和输出特性曲线（二）共发射极输出特性曲线输出特性曲线的特点的将其分为三个区。1饱和区 发射结和集电结均为正偏。2截止

4、区 发射结和集电结均为反偏。3放大区 发射结正偏，集电结反偏。基本放电电路v一、共发射极放大电路的组成v二、放大电路的静态分析v三、放大电路的动态分析一、一、共发射极放大电路的组成共发射极放大电路的组成RBTiBiCiEuBERSuSC1C2RCuiuo+-+-+uCERL+UCC共射极放共射极放大电路大电路 由于三极管的电流由于三极管的电流放大作用，在集电放大作用，在集电极得到被放大的电极得到被放大的电流，这个电流受输流，这个电流受输入电压信号控制。入电压信号控制。RB+UCCRCC1C2T电源电源UCC一方面一方面给输出信号提供给输出信号提供能量；另一方面能量；另一方面使三极管使三极管T的

5、发的发射结处于正向偏射结处于正向偏置，集电结处于置，集电结处于反向偏置。反向偏置。RB+UCCRCC1C2T RC的作用是将集的作用是将集电极电流的变化变电极电流的变化变换为电压的变化。换为电压的变化。RB+UCCRCC1C2T 耦合电容耦合电容C1、C2隔断了放大隔断了放大电路、信号源、电路、信号源、负载之间的直流负载之间的直流通路，使之互不通路，使之互不影响；另外，保影响；另外，保证交流信号畅通。证交流信号畅通。RB+UCCRCC1C2T基极电阻基极电阻RB和和UCC共同作用，使三共同作用，使三极管发射结处于极管发射结处于正向偏置。正向偏置。RB+UCCRCC1C2T二、二、放大电路的静态

6、分析放大电路的静态分析输入信号为零时（输入信号为零时（ui=0），），电路中的各个电流或电压只电路中的各个电流或电压只含有直流分量，这时的电流含有直流分量，这时的电流或电压就称为静态值。或电压就称为静态值。静态分析静态分析直流通路法直流通路法图解法（图解法（略略）RBTiBiCiEuBERSuSC1C2RCuiuo+-+-+uCERL+UCC1 1、符号规定、符号规定U UA A大写字母、大写下标，表示直流量。大写字母、大写下标，表示直流量。u uA A小写字母、大写下标，表示全量。小写字母、大写下标，表示全量。u ua a小写字母、小写下标，表示交流分量。小写字母、小写下标，表示交流分量。u

7、 uA Au ua a全量全量交流分量交流分量t tU UA A 直流分量直流分量 直流通路直流通路RBTiBiCiEuBERSuSC1C2RCuiuo+-+-+uCERL+UCC2 2、直流通路法直流通路法RBTRC+UCCUBE+-+UCEIBICIEBCCBBECCBRURUUI忽略不计。，硅管)(7.0 VUBEBCIICCCCCERIUU 三、三、放大电路的动态分析放大电路的动态分析RBTiBiCiEuBERSuSC1C2RCuiuo+-+-+uCERL+UCC 放大电路的动态放大电路的动态分析就是要确定电路中分析就是要确定电路中各个电流或电压的交流各个电流或电压的交流分量。分量。动

8、态分析动态分析1、微变等效电路法微变等效电路法2、图解法图解法 1 1、微变等效电路法微变等效电路法三极管在小信号情况下三极管在小信号情况下工作时，可以线性化，工作时，可以线性化，这时放大电路可以线性这时放大电路可以线性化求解，此即微变等效化求解，此即微变等效电路法。电路法。RBTiBiCiEuBERSuSC1C2RCuiuo+-+-+uCERL+UCC 2 2、三极管的微变等效电路、三极管的微变等效电路I IB BU UBEBE U UBEBE IBQ Q 通常低频小功通常低频小功率三极管的输入电阻可率三极管的输入电阻可以估算为以估算为)mA()mV(26)1()(300EbeIr IC(m

9、A)UCE(V)IBQ IC IC UCEBCIIIC=IB是一个受控源是一个受控源 rbe ibube uceibicBCEEBCTibicubeuce晶体管线性等效结果晶体管线性等效结果 3 3、放大电路的微变等效电路、放大电路的微变等效电路交流通路交流通路+UCCRBTiBiCiEuBERSuSC1C2RCuiuo+-+-+uCERLibicubeuceieRBTRSuSRCuiuo+-+-+RL rbe ib ube uceibicBCEibicubeuceieRBTRSuSRCuiuo+-+-+RL放大电路放大电路的微变等的微变等效电路效电路RBRSuSui+-ibicube RCu

10、oRLrbe ibuce BECieii 放大电路动态分析放大电路动态分析RBRSuSui+-ibicube RCuoRLrbe ibuce BECieii放大电路放大电路扩音机电路扩音机电路话筒话筒 扬声器扬声器RSuSRL放大电路放大电路riRSuSribeLiourRUUA结论结论（1 1）Au为负值，表示输出信号和输入信号相位相反。为负值，表示输出信号和输入信号相位相反。（2 2）LuRACLRR 接有负载时，接有负载时，LCLRRR/因为因为所以所以放大电路输出端没接负载时，放大电路输出端没接负载时，LRuA 若若RL是确定的，可通过提高是确定的，可通过提高RC来提高来提高Au，但，

11、但RC太太 容易产生波形失真。容易产生波形失真。beLiourRUUA结论结论（3）beurA)mA()mV(26)1()(300EbeIr 在在IE一定的条件下，一定的条件下，大的管子，大的管子，rbe也大，但二者也大，但二者不是成正比地增大。随不是成正比地增大。随 的增大，的增大，/rbe的的增大的越来增大的越来越小，所以单靠选择越小，所以单靠选择 大的管子来提高大的管子来提高Au是有限的，相是有限的，相反在反在 一定时，适当增大一定时，适当增大IE，则可能使，则可能使Au有比较明显的有比较明显的提高。提高。4.4.放大电路输入电阻的计算放大电路输入电阻的计算RBRS+-RCRLrbeBE

12、CiUsUiIbIeIcIbIoUribeBiiirRIUr/)(beBrR beirr（由于（由于rbe较小，所以较小，所以ri亦较小。但二者含义不同。）亦较小。但二者含义不同。）5.5.放大电路输出电阻的计算放大电路输出电阻的计算CoRr RBRS+-RCRLrbeBECiUsUiIbIeIcIbIoUro（由于（由于RC较大，所以较大，所以ro亦较大。）亦较大。）注意：放大电路的注意：放大电路的ro较大时，较大时，则则随负载的变化，输出电压变化也较大，随负载的变化，输出电压变化也较大，所以放大电路的带负载能力较差。所以放大电路的带负载能力较差。放大电路输入电阻放大电路输入电阻ri较小，会

13、存在三个问题：较小，会存在三个问题：（1）ri ，ii。放大电路将从信号源取放大电路将从信号源取用较大的电流，增加信号源的负担。用较大的电流，增加信号源的负担。（2）经过）经过Rs和和ri的分压，使实际加的分压，使实际加到放大电路输入端的到放大电路输入端的ui减小，从而使减小，从而使输出端的输出端的uo减小。减小。（3）对前级放大电路来说，）对前级放大电路来说，ri即其即其负载电阻负载电阻RL，因此将降低前级放大，因此将降低前级放大电路的电压放大倍数。电路的电压放大倍数。RsesriuiiiiB(A)uBE(V)iC(mA)uCE(V)UBEIBIBICUCEQQ2 2、图解放大电路的工作原理

14、、图解放大电路的工作原理CCCCECCRUURI13.3.非线性失真非线性失真 引起失真的原因很多，最主要的原因就是静引起失真的原因很多，最主要的原因就是静态工作点不合适或者输入信号太大，使放大电路态工作点不合适或者输入信号太大，使放大电路的工作范围超出了三极管输出特性曲线的线性范的工作范围超出了三极管输出特性曲线的线性范围，这种失真称为非线性失真。围，这种失真称为非线性失真。非线性失真非线性失真截止失真截止失真饱和失真饱和失真uo uBE(V)tui Q1Q2uCE(V)ticiB(A)uBE(V)QiC(mA)uCE(V)QQ1Q2ibiB(A)tiC(mA)t截止失真？截止失真？uBE(V)tiB(A)tibui Q1Q2iB(A)uBE(V)QuCE(V)tiC(mA)tiC(mA)uCE(V)Qicuo Q1Q2饱和失真？饱和失真？结论：结论：要使放大电路不产生非线性失真，要使放大电路不产生非线性失真，必须有一个合适的静态工作点必须有一个合适的静态工作点Q，工作，工作点点Q应大致选在交流负载线的中点。另应大致选在交流负载线的中点。另外外ui的幅值也不能太大，否则将同时产的幅值也不能太大，否则将同时产生截止失真和饱和失真。生截止失真和饱和失真。