(模D)电子技术与应用12课件.ppt

1、112/3/2022PNP 型型ECBECB1双极结型三极管双极结型三极管（BJT）称为晶体管又称半导体三极管称为晶体管又称半导体三极管 主要类型主要类型NPN型和型和PNP型，硅管和锗管型，硅管和锗管 第二章第二章 半导体三极管及半导体三极管及放大电路基础放大电路基础NPN 型型212/3/2022内部内部条件条件发射区掺杂浓度高发射区掺杂浓度高基区薄且掺杂浓度低基区薄且掺杂浓度低集电结面积大集电结面积大外部外部条件条件发射结正偏发射结正偏集电结反偏集电结反偏 BCEIII+=BNCNII CBOBCBOCIIII 三极管放大的条件三极管放大的条件 电流分配关系（电流分配关系（NPN型管子为

2、例）型管子为例）IB=IBN ICBO；IC=ICN+ICBO；BC II BE)1(II 312/3/2022BEuBiO0CE uV 1CE u导通电压导通电压UBE(on)硅管：硅管：(0.6 0.8)V，取取 0.7 V锗管：锗管：(0.2 0.3)V，取取 0.2 ViC/mAuCE/V50 A40 A30 A20 A10 AIB=0O 2 4 6 8 4321 晶体三极管的特性曲线晶体三极管的特性曲线412/3/2022 主要参数主要参数 1电流放大系数电流放大系数 2极间反向饱和电流：极间反向饱和电流：ICBO；ICEO 3极限参数极限参数 ICM 集电极最大允许电流，超过时集电

3、极最大允许电流，超过时 值值 明显降低。明显降低。PCM 集电极最大允许功率损耗集电极最大允许功率损耗 级间击穿电压级间击穿电压:U(BR)CBO U(BR)CEOU(BR)EBO D DD D BiiCBCCBOBCBOCBNCNIIIIIIII 512/3/2022 mAV限流电阻cbecbemAV限流电阻+-+-U(BR)CBO 测试电路 U(BR)CEO测试电路612/3/2022解：解：选用选用100、ICBO10A的管子，因其的管子，因其适中、适中、ICEO较小，因较小，因而温度稳定性较另一只管子好。而温度稳定性较另一只管子好。注意：注意：ICEO=(1+)ICBO,而而，ICBO

4、都随温度变化。都随温度变化。712/3/20222放大电路分析放大电路分析 基本问题基本问题 (1)放大能力问题，需有放大能力问题，需有Au。(2)失真问题，设置失真问题，设置Q点。点。无论无论Q还是还是Au，都与电路参数有直接关系。，都与电路参数有直接关系。基本思想基本思想 非线性电路非线性电路经适当近似经适当近似后可按线性电路处理，利用叠加定后可按线性电路处理，利用叠加定理，分别分析电路中的交、直流成分。理，分别分析电路中的交、直流成分。直流通路直流通路(ui=0)分析分析静态静态;交流通路交流通路(ui 0)分析分析动态动态，只考虑变化的电压和电流。，只考虑变化的电压和电流。812/3/

5、2022 画直流、交流通路原则画直流、交流通路原则 直流通路画法：直流通路画法：（1）电容视为开路、电感线圈视为短路；）电容视为开路、电感线圈视为短路；（2）信号源视为短路，）信号源视为短路，保留其内阻保留其内阻。交流通路画法交流通路画法 （1）固定不变的电压源都视为短路；固定不变的电压源都视为短路；（2）电容对交流信号视为短路；）电容对交流信号视为短路；（3）固定不变的电流源都视为开路。）固定不变的电流源都视为开路。912/3/2022 (a)基本放大电路(b)自流通路(c)交流通路1012/3/2022 基本分析方法基本分析方法 1图解法图解法 在输入、输出特性图上画交、直流负载线，求静态

6、工作点在输入、输出特性图上画交、直流负载线，求静态工作点“Q”，分析动态问题和波形失真等。，分析动态问题和波形失真等。2解析法解析法 根据发射结导通压降估算根据发射结导通压降估算“Q”。用小信号等效电路法分析计算电路动态参数。用小信号等效电路法分析计算电路动态参数。1112/3/2022直流负载线直流负载线电路中参数对工作点有什么影响？电路中参数对工作点有什么影响？1212/3/2022三极管的微变等效电路三极管的微变等效电路ubeucecbeibicibubeucecbeicib(a)(d)ibceuceicibubebrberbee(b)(c)ic=ib1312/3/2022画放大电路微变

7、等效电路的方法和步骤：画放大电路微变等效电路的方法和步骤：（1）画出放大电路的交流通路。）画出放大电路的交流通路。（2）用三极管的微变等效电路代替交流通路中的三极管。）用三极管的微变等效电路代替交流通路中的三极管。画出基本共射放大电路的微变等效电路画出基本共射放大电路的微变等效电路,如图下图所示。如图下图所示。1412/3/2022 3工作点稳定工作点稳定 Q点稳定的目的，也是为得到稳定的点稳定的目的，也是为得到稳定的Q和和Au。温度对晶体管参数的影响温度对晶体管参数的影响 （1）温度每升高）温度每升高10oC，反向饱和电流，反向饱和电流ICBO将增加将增加1倍；倍；（2）温度每升高）温度每升

8、高1oC，电流放大系数，电流放大系数将增加将增加1%；（3）温度每升高）温度每升高1oC，电压，电压UBE约降低约降低2mV。总之，温度上升，静态工作点会升高，反之温度降低，会总之，温度上升，静态工作点会升高，反之温度降低，会引起工作点下降。引起工作点下降。1512/3/2022 解决方法解决方法 （1）工作环境采用恒温，这种方法显然不可行。）工作环境采用恒温，这种方法显然不可行。（2）从放大电路本身考虑，）从放大电路本身考虑，使放大电路本身具有稳定工作点的使放大电路本身具有稳定工作点的功能功能。因此引入分压偏置放大电路等。因此引入分压偏置放大电路等。1612/3/2022ReUCCRbUSb

9、ReC1VC2RL UCCUi.ecRb.Uo(a)RSICQUCEIEQUBEIBQ(b)USbReVUi.ec(c)RbRLUo.RSRb(d)rbeeIbUo.bIc.ReIe.RLUSUi.RSc共集电极放大电路（射极输出器）三级管放大电路三级管放大电路的三种基本组态的三种基本组态 共射组态；共基共射组态；共基组态组态；共集电极组；共集电极组态态 共射组态时分析共射组态时分析最多的一种形式；最多的一种形式；此外，重点讨论了此外，重点讨论了一个共集电极组态一个共集电极组态电路电路-射极输出射极输出器。器。1712/3/2022()()()uuAfAff(1)频率响应的一般概念频率响应的一

10、般概念放大倍数是频率的函数放大倍数是频率的函数 典型的单管共射放大电路典型的单管共射放大电路 的幅频特性和相频特性的幅频特性和相频特性 频率失真：包括幅频失真和相频失真频率失真：包括幅频失真和相频失真4 放大电路的频率响应放大电路的频率响应1812/3/2022 共射截止频率共射截止频率f：是是|下降至下降至 对应的频率。对应的频率。特征频率特征频率fT：|=1时所对应的频率。时所对应的频率。共基截止频率共基截止频率f：(3)分析方法分析方法 在混合在混合参数等效电路下分析参数等效电路下分析 低频段考虑电路中的耦合、旁路电容影响；高频段考虑晶体低频段考虑电路中的耦合、旁路电容影响；高频段考虑晶

11、体管结电容影响。管结电容影响。以单管基本电路为例以单管基本电路为例V/Du 012 0(1)ff(2)三极管的频率参数三极管的频率参数1912/3/2022 VCC 低频段等效电路低频段等效电路高频段等效电路高频段等效电路2012/3/2022（2）低频段）低频段考虑电容考虑电容C1的容抗的容抗1/jC1，可得电压放大倍数表达式，可得电压放大倍数表达式 1111()ousLusmssiUAAUjRR CocumibeURAUr（1）中频段）中频段 mb egr式中 112()LsifRR C令令称为放大电路的下限频率。称为放大电路的下限频率。2112/3/2022利用戴维南定理将输入回路简化利

12、用戴维南定理将输入回路简化 单向化后的等效电路单向化后的等效电路 ib essisbeRrUURRr 图中图中/(/)b ebbsbRrrRR（3）高频段）高频段(1)(1)b eb cb emcb cCCK CCg R C低频段放大倍数为低频段放大倍数为 11usLusmLAAfjf2212/3/2022（4）完整特性）完整特性 将中频、低频和高频的放大倍数综合起来，可得共射将中频、低频和高频的放大倍数综合起来，可得共射放大电路在全频率范围内放大倍数的表达式为放大电路在全频率范围内放大倍数的表达式为 (1)(1)usmusLHAAffjjff 同时，将三段频率特性综合起来，即得全频段频率特性

13、，同时，将三段频率特性综合起来，即得全频段频率特性，如下图所示。如下图所示。高频段电压放大倍数高频段电压放大倍数 11ousHusmsUAAUj R C 12HfR C 11usHusmHAAfjf（上限频率）（上限频率）（高频特性）（高频特性）2312/3/2022 20lg|/dBusmAoo20lg|usmA-20dB/十倍频程Hf0.110ff20dB/十倍频程HfHf0.110LfLfLf-90o-135o-180o-225o-270o问题：如果是直接耦合放大电路，其频率特性如何？问题：如果是直接耦合放大电路，其频率特性如何？2412/3/2022 解：解：晶体管工作在放大状态的条件是：晶体管工作在放大状态的条件是：NPN管：管：UCUBUE PNP管：管：UCUB