第4章-三极管及放大电路基础课件.ppt

1、 第第4 4章章 三极管及放大电路基础三极管及放大电路基础1 1 三极管三极管2 2 基本共射放大电路基本共射放大电路3 3 放大电路的分析方法放大电路的分析方法4 4 静态工作点的稳定静态工作点的稳定5 5 射极输出器和共基极放大器射极输出器和共基极放大器6 6 组合放大电路组合放大电路7 7 放大电路的频率响应放大电路的频率响应一、一、基本结构基本结构BECNNP基极基极发射极发射极集电极集电极NPN型型1 半导体三极管半导体三极管基区：较基区：较薄，掺杂薄，掺杂浓度低浓度低集电区集电区发射区：掺发射区：掺杂浓度较高杂浓度较高发射结发射结集电结：集电结：面积较大面积较大基本结构：基本结构：

2、三区两结三极三区两结三极工作条件：工作条件：发射结加正向电压发射结加正向电压 集电结加反向电压集电结加反向电压 PNPBCEPNP型型BECIBIEICBECIBIEIC一、基本结构一、基本结构二、电流放大原理二、电流放大原理BECNNPEBRBECIE基区空穴基区空穴向发射区向发射区的扩散可的扩散可忽略。忽略。少部分电子与基区的少部分电子与基区的空穴复合，形成电流空穴复合，形成电流IB，多数扩散到集电，多数扩散到集电结附近。结附近。发射结正偏，发射结正偏，形成发射极电形成发射极电流流IE1、晶体管内部载流子的、晶体管内部载流子的运动（以运动（以NPN型管为例）型管为例）IBIC被集电区收集，

3、被集电区收集，形成形成ICIBBECNNPEBRBECIEIC1、晶体管内部载流子的、晶体管内部载流子的运动（以运动（以NPN型管为例）型管为例）CBII扩散复合(1)ECBBIIII二、电流放大原理二、电流放大原理（1）发射结正偏，集电结反偏为发射结正偏，集电结反偏为什么是必要的外部条件？什么是必要的外部条件？（2）为什么）为什么IB很小，而很小，而IC很大？很大？（3）的物理意义的物理意义2、说明、说明 发射区每向基区发射区每向基区供给一个复合用供给一个复合用的载流子，就要的载流子，就要向集电区供给向集电区供给个个载流子供收集。载流子供收集。（4）三极管实质上是一个电流分配器）三极管实质上

4、是一个电流分配器 二、电流放大原理二、电流放大原理IBBECNNPEBRBECIEICICBO 反向饱和电流。反向饱和电流。3、ICBO和和ICEO ICBOBECEBRBEC二、电流放大原理二、电流放大原理ICBO是集电结反是集电结反偏由少子的漂移偏由少子的漂移形成的反向电流，形成的反向电流，受温度的变化影受温度的变化影响。响。ICEO穿透电流。它与穿透电流。它与ICBO有密有密切的联系。切的联系。3、ICBO和和ICEO ICBOBECEBRBECIC二、电流放大原理二、电流放大原理(1)CEOCBOCCBOCBOCBOIIIIII考虑了考虑了ICBO时电流分配关系为时电流分配关系为 3、

5、ICBO和和ICEO BECEBRBECICBOICIBIE=IB+ICIBIEIC二、电流放大原理二、电流放大原理()(1)CBOCCBOBCBOBCBOBCBCBCEOOIIIIIIIIIIIIEBECbce三、共基极电路三、共基极电路ICICBOICIBIEIE=IC+IB定义：定义：CECEIIII共基极电流放大系数共基极电流放大系数CCCBOECBOCBCBOIIIIIIII与 的关系11CBOCBIII(1)CBCBOIII11或N P N四、放大器的三种组态四、放大器的三种组态 前提：发射结正偏，集电结反偏前提：发射结正偏，集电结反偏1、放大器的三种组态、放大器的三种组态 共射极

6、共基极共集电极 2、PNP型三极管放大器型三极管放大器 五、特性曲线五、特性曲线1 1、实验线路、实验线路RBECEBVUBEVUCE输入特性曲线IB=f(UBE)|UCE=常数 输出特性曲线IC=f(UCE)|IB=常数 AIBICmAUCE=3VUCE=0V5V1VIB(A)UBE(V)204060800.40.82 2、输入特性、输入特性五、特性曲线五、特性曲线输入特性曲线的特点：输入特性曲线的特点：（1）UCE=0，相当于两个二极管并联运用。，相当于两个二极管并联运用。（2）UCE0时，整个曲线往右移。当时，整个曲线往右移。当UCE0.5V后，曲线几乎重合。后，曲线几乎重合。（3）输入

7、特性是非线性的。）输入特性是非线性的。（4）有一门限电压）有一门限电压晶体管开始导晶体管开始导通时的基极电压（硅管通时的基极电压（硅管0.5V，锗管，锗管0.1V）。）。（5）晶体管正常工作时，发射结的压）晶体管正常工作时，发射结的压降变化不大（硅管降变化不大（硅管0.7V，锗管，锗管0.3V）。）。UCE=3VUCE=0V5V1VIB(A)UBE(V)204060800.40.83 3、输出特性、输出特性IC(mA )1234UCE(V)36912IB=020 A40 AIB=60 A80 A100 A五、特性曲线五、特性曲线输入特性曲线IB=f(UBE)|UCE=常数 输出特性曲线IC=f

8、(UCE)|IB=常数RBECEBVUBEVUCE AIBICmA输出特性曲线的特点输出特性曲线的特点(1)UCE=0IC=0。发射区注入到。发射区注入到基区的电子不能被集电区所收基区的电子不能被集电区所收集。集。(2)当当UCE1V，UCEIC。(3)UCE1V以后，随着以后，随着UCE的增的增加，加，IC几乎不变。几乎不变。3 3、输出特性、输出特性五、特性曲线五、特性曲线输出特性曲线的特点输出特性曲线的特点（4）当）当IB=0时，时，IC=ICEO 0。（5）IB上移上移放大区：发射结正偏，集电结反偏。放大区：发射结正偏，集电结反偏。IC受受IB控制。控制。IC=IB，曲线几乎平行等，曲

9、线几乎平行等距距.截止区：发射结反偏，集电结反偏。截止区：发射结反偏，集电结反偏。ICIB，IC=ICEO，此时，此时UBEhie 则则Ri hie hreuce rceRBuirbe ibibiiicuoRLio+-（5）求输出电阻）求输出电阻 输出电阻：输出电阻：加压求流法加压求流法0/oCceCURRrRI所以：所以：Iuirbe ibibiiRBRL rcehreuceRCU三、微变等效电路分析法三、微变等效电路分析法hreuce rceRBuirbe ibibiiicuoRLio+-（三）用（三）用h参数等效电路分析法分析共射极放大器参数等效电路分析法分析共射极放大器2、计算放大器的

10、性能指标计算放大器的性能指标小结：小结：分析步骤：分析步骤：（1）由图解法或近似估算法确定由图解法或近似估算法确定Q点；点；（2）求求Q点附近的点附近的h参数；参数；（3）画出微变等效电路；画出微变等效电路；（4）列出电路方程并求解。列出电路方程并求解。适用范围：适用范围：（1）适用于任何复杂电路的分析；）适用于任何复杂电路的分析；（2）只能解决小信号交流分量的计算问题，不能确定只能解决小信号交流分量的计算问题，不能确定Q点。点。三、微变等效电路分析法三、微变等效电路分析法（三）用（三）用h参数等效电路分析法分析共射极放大器参数等效电路分析法分析共射极放大器2、计算放大器的性能指标计算放大器的

11、性能指标例例1：图示电路中，晶体管：图示电路中，晶体管3BX1的参数为的参数为hie=1k,hre=910-4，hfe=30，hoe=3010-6s，求性能指标求性能指标 RB200k +EC=+6vRC3kT89()feLuieieoerefeLh RAhh hh hR 90LuieRAh 281feioeLhAh R 详细计算：详细计算：近似估算：近似估算：Ai-=-30这些误差是允许的。这些误差是允许的。Ri=RB/hie hie 1k则则R0=RC=3k若：若：hie=1k,hre=2210-4，hfe=80，hoe=810-5s，RC=10k，求，求Au和和Ai？精确计算：精确计算：

12、Au=-2104，Ai=-44.4简化计算：简化计算：Au=-8102，Ai=-80因为因为RC与与1/hoe可以比拟，可以比拟，1/hoe不能忽略，不能忽略，hreUce也不能忽略。也不能忽略。三、微变等效电路分析法三、微变等效电路分析法例例2：电路及参数如图所示，已知：电路及参数如图所示，已知=50，hie=1.6k，C1、C2足够大，试求：足够大，试求：Au和和Aus=Uo/Us解解（1）Au=-RL/hie-34 （2）Ri=RB/hiehie=1.6kRB=490kEC=10vRC=2.2kRL=2.2kusRs=6001.634251.60.6ooiussisiuisUU UAUU

13、 URARR ui ibiiicuoRCRLhieibRBusRiiR三、微变等效电路分析法三、微变等效电路分析法4 静态工作点的稳定静态工作点的稳定为了保证放大电路的稳定工作，必须有合适的、为了保证放大电路的稳定工作，必须有合适的、稳定的静态工作点。但是，温度的变化严重影响静稳定的静态工作点。但是，温度的变化严重影响静态工作点。态工作点。对于前面的电路（固定偏置电路）而言，静态工对于前面的电路（固定偏置电路）而言，静态工作点由作点由UBE、和和ICEO 决定，这三个参数随温度而变决定，这三个参数随温度而变化，温度对静态工作点的影响主要体现在这一方面。化，温度对静态工作点的影响主要体现在这一方

14、面。TUBE ICEOQ变化变化iBuBE 25CIBQICQ一、温度对的静态工作点的影响一、温度对的静态工作点的影响1、温度对、温度对UBE的影响的影响 T其效应是使输入特性向左移 载流子的运动加剧对相同的IB：UBEBBECBRUEIQ点上移 CmvTUBE/)5.28.1(50CQ2、温度对、温度对ICBO的影响的影响TICBOICQiCuCEQICBO是基区和集电区的少子形成的每升高10，ICBO约增大1倍。ICBO(T)=2ICBO(T0)CTT100又：ICEO=(1+)ICBO T ICEO ICBO硅IBI1I2UEICIEIBUB利用利用Re使使UE=IERe而：而：UBE=

15、UB-UE,因因UB保持不变，则使保持不变，则使IE的的变化转换成变化转换成UBE的变化。的变化。UBUBERb1+ECRCRb2CEReRLuiuoEC=常数，常数，Rb1，Rb2要小，但要小，但Rb1，Rb2不能太小。不能太小。（I）使电流耗电增大；）使电流耗电增大；（II）Rb1，Rb2的分流使输入电阻变小的分流使输入电阻变小一般要求：一般要求：I2(510)IB UB(510)UBEI1I2UEICIEIBUBRb1+ECRCRb2CEReRLuiuoI、分压式偏置电路：、分压式偏置电路：3、稳定过程、稳定过程 TUBEIBICUEIE=IC+IBICIEReIEUBE=UB-UE二、

16、二、Q点稳定的电路点稳定的电路4、CE的作用：的作用：使使ui几乎不受损失地加到几乎不受损失地加到be之间之间 和和Re配合，保持配合，保持UE一定的值一定的值 I1I2UEICIEIBUBRb1+ECRCRb2CEReRLuiuoI、分压式偏置电路：、分压式偏置电路：5、讨论讨论（1）本电路稳定的过程实际是由于加了）本电路稳定的过程实际是由于加了Re形成了形成了负反馈负反馈过程，过程，Re越大，稳越大，稳定的效果越好，在集成电路中常用恒流源代替定的效果越好，在集成电路中常用恒流源代替Re。（2）二极管补偿电路）二极管补偿电路二、二、Q点稳定的电路点稳定的电路（3）加热敏电阻以保证）加热敏电阻

17、以保证Q点更稳定。点更稳定。TRt负温度系数负温度系数T Rt UB IB IC IC（4）为了去掉耦合电）为了去掉耦合电容，采用双电源供电。容，采用双电源供电。Rs+ECRC-EEReRLusI、分压式偏置电路：、分压式偏置电路：6、Q点的计算点的计算 212bBCbbEBBECeCBfeCECCCERUERRUUUIIRIIhUEI RU二、二、Q点稳定的电路点稳定的电路I1I2UEICIEIBUBRb1+ECRCRb2ReCERLuiuoI2IB UBUBERb2Rb1uoRCRLui|iBbebeRRrroCRRbeLurRAI、分压式偏置电路：、分压式偏置电路：7、动态分析、动态分析

18、 RB二、二、Q点稳定的电路点稳定的电路rbeRCRLouiuiibicibiRB微变等效电路微变等效电路Rb1+ECRCRb2CEReRLuiuoI、分压式偏置电路：、分压式偏置电路：问题问题1：如果去掉如果去掉CE，放大倍数怎，放大倍数怎样？样？uoRCRLuiRBRe二、二、Q点稳定的电路点稳定的电路Rb1+ECRCRb2CEReRLuiuo7、动态分析、动态分析 rbeRCRLouReiuiibicibiRB/(1)iBbeeRRrRoCRR(1)ib bebeUI rI RobLUI R(1)LubeeRArR(1)iibeebUrrRII、分压式偏置电路：、分压式偏置电路：Rb1+

19、ECRCTRb2CERE1RLuiuoRE2问题问题2：如果电路如图所示，如何分如果电路如图所示，如何分析？析？I1I2IBRb1+ECRCUBTRb2RE1RE2静态分析：静态分析：212bBCbbEBBECeCBfeCECCCERUERRUUUIIRIIhUEI RU12eEERRR二、二、Q点稳定的电路点稳定的电路7、动态分析、动态分析 动态分析：动态分析：Rb1RCRLuiuoRb2RE1I、分压式偏置电路：、分压式偏置电路：1/(1)iBbeERRrRoCRR1(1)LubeERArR Rb1+ECRCTRb2CERE1RLuiuoRE2二、二、Q点稳定的电路点稳定的电路7、动态分析

20、、动态分析 问题问题2：如果电路如图所示，如何分如果电路如图所示，如何分析？析？I、分压式偏置电路：、分压式偏置电路：例：电路的形式及参数如图所示，例：电路的形式及参数如图所示，（1）确定）确定Q点；（点；（2）估算）估算hie；（3）计算）计算Au；（4）计算）计算Ri和和RouiRb1+ECRCRb2CEReRLuo12v40k20k2.5k=405k2k21220 1244020bBCbbRUEvRR（1）求求Q点：点：ICIEUB/Re=4v/2k=2mAUCE=EC-ICRC-IERE=3vIB=IC/=2mA/40=50A（2）估算）估算hie：83326mAImVEhie=300

21、+(1+)（3）计算）计算Au（4）求求Ri和和Ro Ri=Rb1/Rb2/hiehie=833 Ro=RC=2.5k RL=RC/RL=1.66k，则 40 1.6679.7833LuieRkAh 二、二、Q点稳定的电路点稳定的电路I、分压式偏置电路：、分压式偏置电路：uiRb1+ECRCRb2CEReRLuo12v40k20k2.5k=405k2k 若没有电容若没有电容Ce，再求解上题。，再求解上题。CLubee(/)0.8(1)RRArR ib1b2bee/(1)RRRrRoC2.5RRk此时，此时，Q点和点和hie保持不变，保持不变，而而=11.5k二、二、Q点稳定的电路点稳定的电路I

22、I、电压负反馈偏置电路：、电压负反馈偏置电路：1、电路形式、电路形式+ECRCRfRLuiuoIBIC+IB2、特点：、特点：Rb的接法不同的接法不同3、原理：、原理：UCEUBE IB=(UCE-UBE)/RfUCE/RfTIC UCEIB IC EC=(IC+IB)RC+UCE4、讨论：、讨论：RC越大，越大，IC对对UCE的控制越好，稳定性越好。的控制越好，稳定性越好。Rf越小，同样的越小，同样的UCE的变化的变化引起引起IB的变化越大，即稳定性越好。但为了保证合适的偏流，的变化越大，即稳定性越好。但为了保证合适的偏流，Rf不能太小，不能太小，一般取一般取(210)Rc。5、求、求Q点：

23、点：IB=UCE/Rf IC=IB UCE=EC-(IC+IB)RCIC二、二、Q点稳定的电路点稳定的电路III、综合偏置电路：、综合偏置电路：+ECRCRfRLuiuoRBTIC UCEIB IC UC UB UE 二、二、Q点稳定的电路点稳定的电路5 射极输出器与共基极放大器射极输出器与共基极放大器RB+ECC1C2RERLuiuoRB+ECRE一、一、射极输出器射极输出器共集电极电路共集电极电路I、电路形式、电路形式 II、电路分析、电路分析 1、求Q点IBIE(1)CBEBBEEUIRR(1)EBCIIICECEEUEI R由基极回路：EC=IBRB+UBE+IERE=IBRB+UBE

24、+(1+)IBRE一、射极输出器一、射极输出器II、电路分析、电路分析 2、求Au=Uo/UiRB+ECC1C2RERLuiuoie/LELRRR iouiRBREibicRLuoecuiRBREibRLuoibrbeuiRBibRLuoibrbeie=iouiRBibRLuoibrbeie=ioII、电路分析、电路分析 2、求Au=Uo/Ui(1)(1)oLuibeLURAUrR(1)(1)ieLibebbbLbebbeLLUI RRrIIIRrIrRRLRUo=Io =Ie =(1+)IbLRLRUi=Ibrbe+Uo=Ibrbe+(1+)IbLR考虑到(1+)rbeLRLR1uA2、求R

25、i和Ai=Io/Ii/iBiRRRRB的分流作用一般不能忽略，当考虑了RB的分流作用后ii3、求Ri(1)oobBiibiBiII IRAIIIRRRibBiBiIRIRR一、射极输出器一、射极输出器II、电路分析、电路分析 4、求Ro(1)1b bebeobbbI rrUURIIII/ooERRRRoIbIIRo而 RERo 1bebeoorrRR/(1)iBbeLRRrR(1)1(1)LubeLRArR(1)BiBiRARRbeorR三、三、应用应用射极跟随器通常用作隔离级，以及多级放大器的输入级和输出级。Ib一、射极输出器一、射极输出器ibibie=iouiRBrbeRLuoRERLUe

26、cb二、共基极放大器二、共基极放大器I、电路形式、电路形式：II、分析计算、分析计算：1、Q点Rb1+ECRCTRb2ReECCCCEfeCBCeBEBECbbbBURIEUhIIIRUIUUERRRU222+ECRb2RcRsRb1CeReRLus+ECRb2RCRb1ReuouiusRs ReRLRCII、分析计算、分析计算：2、动态分析IiIeIcIoIb/LCLRRR 二、共基极放大器二、共基极放大器+ECRb2RcRsRb1CeReRLusuouiusRs ReRLRCrbeIbuiuoIbusRs ReRLrbeIbuiuoIiIeIcIocebIII、分析计算、分析计算：2、动态

27、分析oCLuib bebLLb bebeUI RAUI rI RRI rr（1）电压放大倍数Au=Uo/Ui（2）电流放大倍数 Ai=Io/Ii Io=-Ic=-Ib 若忽略Re则 Ii-Ie=-(Ib+Ic)=-(1+)Ib Ai=/(1+)=（3）求Ri Ri=Ui/(-Ie)=-Ibrbe/-(1+)Ib =rbe/(1+)iRRi/iieiRRRR二、共基极放大器二、共基极放大器IbusRs ReRLrbeIbuiuoIiIeIcIo若不忽略Re则iieiI RI R eiieeRRIIR III、分析计算、分析计算：2、动态分析（4）求Ro加压求流法加压求流法 Ro=U/I=RC3、

28、特点：（1）uo与ui同相，Au的大小与共发射极电路相同。（2）工作频带宽，适用于高频电路。coRRcLbe(/)uRRArbee/1irRRI二、共基极放大器二、共基极放大器IbusRs RerbeuiIbIiIeIcIoRLuoRLURC 三种组态的比较三种组态的比较电压增益：电压增益：beLc)/(rRR 输入电阻：输入电阻：beb/rR输出电阻：输出电阻：cR)/)(1()/()1(LebeLeRRrRR )/)(1(/LebebRRrR be1rbeLc)/(rRR 1/beerRcRRbECRcRLusRsRbECReRLusRs+ECRb2RcRsRb1CeReRLus典型电路典

29、型电路 前级前级后级后级6 多级阻容耦合放大电路多级阻容耦合放大电路+ECRSR1C2C3R3R2RLRE2C1RC2T1RE1CET2SUoUiU第一级第一级放大电路放大电路输输 入入 输输 出出第二级第二级放大电路放大电路第第 n 级级放大电路放大电路 2、耦合方式：阻容耦合；直接耦合；变压器耦合；光电耦合。、耦合方式：阻容耦合；直接耦合；变压器耦合；光电耦合。3、多级放大电路对耦合电路要求：、多级放大电路对耦合电路要求：（1）它的加入应尽量不影响前、后级间的静态工作点；）它的加入应尽量不影响前、后级间的静态工作点；（2）把前一级的信号尽可能多地传到后一级；）把前一级的信号尽可能多地传到后

30、一级；（3）失真小。）失真小。1、多级放大器所考虑的问题、多级放大器所考虑的问题（1）级间耦合；即信号的传送。）级间耦合；即信号的传送。（2）估算整个放大器的放大倍数；）估算整个放大器的放大倍数；（3）频率响应。）频率响应。第一级第一级放大电路放大电路输输 入入 输输 出出第二级第二级放大电路放大电路第第 n 级级放大电路放大电路 一、耦合方式一、耦合方式 I、阻容耦合、阻容耦合利用电阻和电容将前、后级联接起来。优点：各级直流通道相互独立、互不影响；当耦合电容足够大，则信号能够顺利地加到后一级。缺点：不适合传送缓慢变化的信号；不适用于线性集成电路。II、直接耦合、直接耦合1、直接耦合是将前一级

31、的输出端直接（或经过电阻）接到下一级的输入端。2、直接耦合所带来的问题：直流电位相互牵制；零点漂移。3、适用场合：多用于直流信号的放大和集成电路中。III、变压器耦合、变压器耦合通过变压器将前、后级连接起来。优点：它可以在传送信号的同时实现阻抗的变换，以获得较大的输出功率。另一方面，各级直流通道相互隔离。LRU1I2I1RLU2N1N2阻抗的变换：对于理想的变压器：P1=P2即 I1U1=I2U2 则 I2/I1=U1/U2 （1）而11LURI22LURI则（1）式变为 1122LLUI RUI R211122LLIUI RIUI R2222112()()LLLLINRRRn RIN缺点：频

32、带窄，体积、重量大。用途：多用于功放、中频调谐放大器以及多级放大器的输出级。一、耦合方式一、耦合方式 二、多级放大器的分析二、多级放大器的分析+ECRSR1C2C3R3R2RLRE2C1RC2T1RE1CET2SUoUiU前级的输出是后一级的输入，前级的输出电阻是后一级的信号源内阻。后一级放大器的输入电阻是前级放大器的交流负载。USRsRi1Us1Ro1Ri2Us2Rs2RLUo1=Ui2Us1Ri1Ro1Us2Ri2Ro2Ui1=UiUo=Ui20111uiUAU0222uiUAU21212112oooouuuiiiiUUUUAA AUUUU每一级的电压放大倍数：若为n级放大器，则有两级放大

33、器总的电压放大倍数：1212112oonooonuuuuniiiiinUUUUUAA AAUUUUU注意：(1)Aui是考虑了前后级间的影响后的放大倍数。(2)多级放大器的输入电阻，就是输入级的输入电阻。而输出级的输出电阻就是整个放大器的输出电阻。二、多级放大器的分析二、多级放大器的分析USRsRi1Us1Ro1Ri2Us2Rs2RLUo1=Ui2Ui1=UiUo=Ui2oUiURLRC2T1T2Rb11Rb三、典型电路三、典型电路 1、共射共基放大电路、共射共基放大电路1122ooouuuiiiUUUAAAUUU12112(1)beuberAr12221121(/)(1)(/)cLubecL

34、beRRArRRr 2222(/)cLubeRRArRi=Ri1=rbe1Ro=Ro2=Rc22221beirR22ocRR11ibeRroUiU+ECRb22Rb21Rb11RLRb12RC2T1Re1T2Rb21221beroUiUReRbRLT12、共集共集放大电路、共集共集放大电路222(1)ibeLRrR222(1)obeRr2222(1)(1)LubeLRArR22(1)beLrR111111(1)(1)LubeLRArR11211122121122(1)(1)(1)(1)(1)(1)(1)(1)LLubeLbeLLbebeRRArRrRRrrRRi=Ri1Ro=Ro21112(1

35、)ibeiRrR1222(1)LibeLRRrR其中：三、典型电路三、典型电路 oUiU+ECReRbRLT1Re1R3R2RE1R1RLRC2T1T2oUiU3、共集共射放大电路、共集共射放大电路+ECR1R3R2RLRe2RC2T1RE1CeT2oUiURL1 222LubeRAr 1221222(1)(1)iLubeibeRRArRr2iR221/ibeLRrR22ocRR1112(1)ibeiRrR121122(1)(1)iubeiRArRRi=Ri1Ro=Ro21123/LERRRR 三、典型电路三、典型电路 多级阻容耦合放大器的特点：多级阻容耦合放大器的特点：(1)由于电容的隔直作

36、用，各级放大器的静态工作点相互独立，分别估算。(2)前一级的输出电压是后一级的输入电压。(3)后一级的输入电阻是前一级的交流负载电阻。(4)总电压放大倍数=各级放大倍数的乘积。(5)总输入电阻 Ri 即为第一级的输入电阻Ri1。(6)总输出电阻即为最后一级的输出电阻。(7)对多级放大器，增大虽不能提高本级的Au，但提高了本级的rbe，从而减轻了前级的负担，使前级的Au增加，导致了总的Au增加。(8)在选择输入、输出级的电路形式时主要从对输入、输出电阻的要求来考虑，而放大倍数则由中间各级来提供。三、典型电路三、典型电路 （1）结构）结构四、复合管问题四、复合管问题cbeT1T2ibic复合复合N

37、PN型型ie1ic2ie2ib2ieic1ib1becibicie（2）复合管的电流放大系数）复合管的电流放大系数 iC=iC1+iC2=1ib1+2ib2=1ib1+2ie1 =1ib1+2(1+1)ib1=(1+2+12)ib1 12ib1=ib =iC/ib=12（3）缺点及解决办法）缺点及解决办法 穿透电流增大穿透电流增大ICEO=ICEO2+2ICEO1 解决办法：解决办法：ICEO1经经R分流一部分，分流一部分，r为负反馈电阻，提高工作的稳定性为负反馈电阻，提高工作的稳定性Rr复合管问题复合管问题（5）优点）优点可提高放大倍数可提高放大倍数=12，降低驱动电流；，降低驱动电流；可获

38、得更大的输出功率；可获得更大的输出功率；晶体管的类型由复合管中的第一支管子决定，晶体管的类型由复合管中的第一支管子决定，可以使两管比较对称；可以使两管比较对称；一、频率响应的一般概念一、频率响应的一般概念I I、频率响应、频率响应电路的电路的A,与频率的函数关系与频率的函数关系oi()()()uUjAjUj Rs 放大电路放大电路 io ii+uo+us+ui RL ooii()()()()UjUj ()()uA 其中其中oi()()()幅频响应uUjAUjoi()()()相频响应7 放大电路的频率响应放大电路的频率响应例如：放大器的放大倍数本身应该用复数来定义，即例如：放大器的放大倍数本身应

39、该用复数来定义，即什么是频率响应？什么是频率响应？怎样求频率响应？怎样求频率响应？怎样画频率响应？怎样画频率响应？IIII、典型的频率响应、典型的频率响应 0 20lg|Au|/dB 2 20 40 60 20 2 102 2 103 2 104 f/Hz -270 f/Hz-225-180-135-90 0 3dB带宽带宽fLfHRb1+ECRCRb2CEReRLuiuo一、频率响应的一般概念一、频率响应的一般概念IIIIII、怎样得到频率响应、怎样得到频率响应1.RC低通电路的频率响应低通电路的频率响应oHi()1/1()()1/1UUssCAsUsRsCsRCjj2sf令令H12fRCU

40、HHH11j(/)AffH2H11(/)UAff幅频响应幅频响应HHarctg(/)ff 相频响应相频响应求增益频率函数求增益频率函数（传递函数）：（传递函数）：oUiURC+-+-一、频率响应的一般概念一、频率响应的一般概念1iURsC11iURsCsC11j(1 2)fRC11j2fRC幅频响应幅频响应H2H11(/)UAff时时，当当 Hff H2H111(/)UAffH20lg20lg10 dBUA时时，当当 Hff HH2H1/1(/)UAffffHHH20lg20lg(/)20lg20lgUAffff0分贝水平线分贝水平线这是斜率为这是斜率为-20dB/十倍频程十倍频程 的直线的直

41、线3dB0.01fHfH100fH0.1fH10fH0-20-40f/Hz20lgAUH/dB0-45-90f/HzH相交点相交点H ff实当际时，H10.7072UAfH上限截止频率上限截止频率IIIIII、怎样得到频率响应、怎样得到频率响应1.RC低通电路的频率响应低通电路的频率响应画频率响应曲线画频率响应曲线分段画出分段画出H20lg20lg(0.707)3UA 一、频率响应的一般概念一、频率响应的一般概念相频响应相频响应时时，当当 Hff 时时，当当 Hff )/(arctgHHff 0H H90 时时，当当 Hff 45H 时时，当当 100.1 HHfff 十十倍倍频频程程的的直直

42、线线斜斜率率为为/45 负号表负号表示输出示输出滞后输滞后输入入IIIIII、怎样得到频率响应、怎样得到频率响应1.RC低通电路的频率响应低通电路的频率响应一、频率响应的一般概念一、频率响应的一般概念3dB0.01fHfH100fH0.1fH10fH0-20-40f/Hz20lgAUH/dB0-45-90f/HzH画频率响应曲线画频率响应曲线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：oi()11()()11j 2/()ULCCUfRAfUfRZZRRCf幅频响应幅频响应L2L11(/)UAff相频响应相频响应LLarctg(/)ff正号正号：输出超前输入：

43、输出超前输入令12LfRCoUiURC+-+-IIIIII、怎样得到频率响应、怎样得到频率响应一、频率响应的一般概念一、频率响应的一般概念11j(/)Lff2.RC高通电路的频率响应高通电路的频率响应幅频响应幅频响应L2L11(/)UAff3dB0.01fLfL100fL0.1fL10fL0-20-40f/Hz20lgAUL/dB 0 9045L0.01fLfL100fL0.1fL10fLf/HzIIIIII、怎样得到频率响应、怎样得到频率响应一、频率响应的一般概念一、频率响应的一般概念L ff当时，2L111(/)ULAffH20lg20lg10 dBUAL ff当时，L2L1/1(/)UL

44、AffffLL20lg20lg(/)20lg20lgULAffff0分贝水平线分贝水平线L ff当时，10.7072ULA是直线，特别地是直线，特别地 f=0.01fL时：时：20lg40ULA fL下限截止频率下限截止频率20lg3ULA 2.RC高通电路的频率响应高通电路的频率响应IIIIII、怎样得到频率响应、怎样得到频率响应一、频率响应的一般概念一、频率响应的一般概念相频响应相频响应LLarctg(/)ffL ff当时，L ff当时，L ff当时，L0L90L45LL 0.110 fff当时，近似为直线3dB0.01fLfL100fL0.1fL10fL0-20-40f/Hz20lgAU

45、L/dB 0 9045L0.01fLfL100fL0.1fL10fLf/HzIIIIII、怎样得到频率响应、怎样得到频率响应一、频率响应的一般概念一、频率响应的一般概念H11j(/)Aff11(/)LAj ffRC低通电路的频率响应低通电路的频率响应3dB0.01fHfH100fH0.1fH10fH0-20-40f/Hz20lgAUH/dB0-45-90f/HzHRC高通电路的频率响应高通电路的频率响应3dB0.01fLfL100fL0.1fL10fL0-20-40f/Hz20lgAUL/dB 0 9045L0.01fLfL100fL0.1fL10fLf/Hz3.结论结论 放大电路的频率响应的

46、特征可用放大电路的频率响应的特征可用RC低通电路和高通电路来模拟；低通电路和高通电路来模拟；转折频率转折频率fH和和fL是频率相应的关键点，无论是幅频响应还是相频响是频率相应的关键点，无论是幅频响应还是相频响应，基本上是以它为中心而变化的，求出应，基本上是以它为中心而变化的，求出fH和和fL后就可以近似地描绘后就可以近似地描绘放大器的完整的频率响应曲线；放大器的完整的频率响应曲线；fH和和fL都是与对应的回路时间常数都是与对应的回路时间常数 RC成反比的。成反比的。IIIIII、怎样得到频率响应、怎样得到频率响应IVIV、不同用途的放大器对频率失真具有不同的要求：不同用途的放大器对频率失真具有

47、不同的要求：对音频放大器：对音频放大器：只需较好的幅频特性只需较好的幅频特性（因为人耳对相位变化感觉迟钝）（因为人耳对相位变化感觉迟钝）对图象放大器：对图象放大器：要求幅频特性、相频特性都好要求幅频特性、相频特性都好（因为人眼对相位（因为人眼对相位变化敏感，各分量间相位关系也重要）变化敏感，各分量间相位关系也重要）一、频率响应的一般概念一、频率响应的一般概念二、单级放大电路的高频响应二、单级放大电路的高频响应分析步骤：分析步骤：1、忽略耦合电容，只考虑结电容；、忽略耦合电容，只考虑结电容；2、用高频线性等效电路代替非线性的晶体管；、用高频线性等效电路代替非线性的晶体管；3、计算频率响应；、计算

48、频率响应；4、画出波特图；、画出波特图；6、总结规律。、总结规律。二、单级放大电路的高频响应二、单级放大电路的高频响应1、BJT的高频小信号建模的高频小信号建模模型的引出模型的引出 rbb 基区体电阻基区体电阻300 cb c、cb e结电容结电容 rb c集电结电阻集电结电阻。数值较大。数值较大。rb e发射结电阻发射结电阻 跨导跨导gm表示三极管具有正向受控作用表示三极管具有正向受控作用 rce三极管输出电阻，三极管输出电阻，数值较大数值较大。CECECCmB EB Euuiiguu模型简化模型简化 cecbrr和和忽忽略略 ibicbcerbb rb ecb ecb crb cb rce

49、m b eg ucb crcecb crb cceubeu+-+-rb ecb erbb bcegmub eb ibicTmeb2 fgC 从手册中查出从手册中查出 TcbfC和和 两个电容只能通过其它方式得到两个电容只能通过其它方式得到Tb eE(1)UrIceubeu+-+-rb ecb erbb bcegmub eb ibiccb c1、BJT的高频小信号建模的高频小信号建模模型参数的获得模型参数的获得 gmrb erbb bcegmub eb ibicrbebceibibicH参数模型参数模型低频时低频时，电容看作开路，混合，电容看作开路，混合 模型与模型与H参数模型等效参数模型等效。

50、因为因为所以所以b eb b eui rmb ebg uimb eEb eT(1)bTEgriIuUIU二、单级放大电路的高频响应二、单级放大电路的高频响应TE(1)UI 的的频率响应频率响应由由H参数可知参数可知CECfeBuihi即即cec0buii根据混合根据混合 模型得模型得b ecmb eb cb eb c()1/jmuig ugj CuCbb eb eb eb eb cb eiurj C uj C ucmb cbb eb eb cj1/j()igCirCC其中其中ebm0 rg 当当cbm Cg 时，时，b e0b eb cb eb eb cb e1j()1j()mg rCCrCC