经济学双极结型三极管及放大电路基础教学课件.pptx

1、1电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室4.1 BJT4.2 基本共射极放大电路第四章 双极结型三极管及放大电路基础4.3 放大电路的分析方法4.4 放大电路静态工作点的稳定问题4.5 共集电极放大电路和共基极放大电路4.6 组合放大电路12电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室本章重点内容第四章 双极结型三极管及放大电路基础1.1.半导体三极管特性半导体三极管特性3.3.放大电路的分析方法放大电路的分析方法4.4.不同放大电路的特点和应用不同放大电路的特点和应用2.2.共射极放大电路的工作

2、原理共射极放大电路的工作原理5.5.放大电路的频率响应的概念放大电路的频率响应的概念本章学习方法：本章学习方法：例题学习法，实验、仿真帮助理解。例题学习法，实验、仿真帮助理解。23电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路基础4.1 BJT 的结构简介的结构简介 放大状态下放大状态下BJTBJT的工作原理的工作原理的的V-IV-I特性曲线特性曲线的主要参数的主要参数温度对温度对BJTBJT参数及特性的影响参数及特性的影响34电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路基础的结构简介(a)(a)小功

3、率管小功率管 (b)(b)小功率管小功率管 (c)(c)大功率管大功率管 (d)(d)中功率管中功率管45电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路基础的结构简介(a)NPN(a)NPN型管结构示意图型管结构示意图(b)PNP(b)PNP型管结构示意图型管结构示意图(c)NPN(c)NPN管的电路符号管的电路符号(d)PNP(d)PNP管的电路符号管的电路符号 半导体三极管的结构示半导体三极管的结构示意图如图所示。它有两种类意图如图所示。它有两种类型型:NPN:NPN型和型和PNPPNP型。型。56电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工

4、电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路基础的结构简介集成电路中典型集成电路中典型NPNNPN型型BJTBJT的截面图的截面图67电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路基础放大状态下BTJ的工作原理1.BJT内部载流子的传输过程 三极管的放大作用是在一定的外部条件控制下，通三极管的放大作用是在一定的外部条件控制下，通过载流子传输体现出来的。过载流子传输体现出来的。外部条件：外部条件：发射结正偏；集电结反偏发射结正偏；集电结反偏放大状态下放大状态下BJTBJT中载流子的传输过程中载流子的传输过程发射区：发射载流子发射区：发射载流子集电区

5、：收集载流子集电区：收集载流子基区：传送和控制载流基区：传送和控制载流子（以子（以NPNNPN为例）为例）I IC C=I InCnC+I ICBOCBOI IE E=I IB B+I IC C由于三极管内有两种载流子由于三极管内有两种载流子(自由电子自由电子和空穴和空穴)参与导电，故称为双极型三极参与导电，故称为双极型三极管或管或BJT(BJT(Bipolar Junction Transistor)。78电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室共基极接法，基极作为公共电极，用CB表示；第四章 双极结型三极管及放大电路基础多级放大电路的频率响应可用于输入级、输出级或缓冲级

6、。iC=f(vCE)iB=constiC=iE =-0.为分析方便，将实际的振幅频率响应划分为三个区域，即中频区、低频区和高频区。第四章 双极结型三极管及放大电路基础ICEO=(1+)ICBO当 时，研究放大电路的动态指标（主要是增益）随信号频率变化时的响应。不同放大电路的特点和应用下级的输入阻抗是前级的负载为分析方便，将实际的振幅频率响应划分为三个区域，即中频区、低频区和高频区。第四章 双极结型三极管及放大电路基础放大电路三种组态的比较一般取I1=(5-10)IBQ，VBQ=3-5V共集电极接法，集电极作为公共电极，用CC表示。动态工作情况的图解分析第四章 双极结型三极管及放大电路基础第四章

7、 双极结型三极管及放大电路基础放大状态下BTJ的工作原理2.电流分配关系根据传输过程可知：根据传输过程可知：I IC C=I InCnC+I ICBOCBOI IE E=I IB B+I IC C发射极注入电流发射极注入电流传输到集电极的电流传输到集电极的电流设设 EnCII 即即通常通常 I IC C I ICBOCBOECII 则有则有放大状态下放大状态下BJTBJT中载流子的传输过程中载流子的传输过程 为电流放大系数。它只与为电流放大系数。它只与管子的结构尺寸和掺杂浓度管子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与外加电压无关。一有关，与外加电压无关。一般般 =0.9 0.99。89电气信息学院电工电

8、子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路基础放大状态下BTJ的工作原理2.电流分配关系 1 又设又设BCEOCIII 则则根据根据IE=IB+IC IC=InC+ICBOEnCII 且令且令BCCEOCIIII 时，时，当当ICEO=(1+)ICBO（穿透电流）（穿透电流）是另一个电流放大系数。同样，它也只与管子是另一个电流放大系数。同样，它也只与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与外加电压无关。的结构尺寸和掺杂浓度有关，与外加电压无关。一般一般 1 1。910电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路基础放大状态

9、下BTJ的工作原理3.三极管的三种组态共集电极接法，集电极作为公共电极，用共集电极接法，集电极作为公共电极，用CCCC表示。表示。共基极接法，基极作为公共电极，用共基极接法，基极作为公共电极，用CBCB表示；表示；共发射极接法，发射极作为公共电极，用共发射极接法，发射极作为公共电极，用CECE表示；表示；BJTBJT的三种连接方式（组态）的三种连接方式（组态）1011电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路基础放大状态下BTJ的工作原理4.放大作用共基极放大电路共基极放大电路若若 vI=20mV4920mVV98.0IO vvvA使使 iE=

10、-1 mA，则则 iC=iE =-0.98 mA，v vO O=-=-i iC C R RL L=0.98 V=0.98 V，当当 =0.98 时，时，电压放大倍数：电压放大倍数：1112电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路基础放大状态下BTJ的工作原理 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 1）内部条件：）内部条件：发射区杂

11、质浓度远大于基区杂质浓度，发射区杂质浓度远大于基区杂质浓度，且基区很薄。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。1213电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路基础的V-I 特性曲线 i iB B=f f(v vBEBE)v vCECE=const=const(2)(2)当当v vCECE1V1V时，时，v vCBCB=v vCECEv vBEBE00，集电结已进入反偏，集电结已进入反偏状态，开始收集电子，基区复合减少，同样的状态，开始收集电子，基区复合减少，同样的v vBE

12、BE下下,I IB B减小，特性曲线右移。减小，特性曲线右移。(1)(1)当当v vCECE=0V=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1314电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路基础的V-I 特性曲线2.输出特性曲线i iC C=f f(v vCECE)i iB B=const=const输出特性曲线的三个区域输出特性曲线的三个区域:饱和区：饱和区：i iC C明显受明显受v vCECE控制的区控制的区域，该区域内

13、，一般域，该区域内，一般v vCECE0.7V 0.7V(硅管硅管)。此时，。此时，发射结正偏，发射结正偏，集电结正偏或反偏电压很小集电结正偏或反偏电压很小。截止区：截止区：i iC C接近零的区域，相当接近零的区域，相当i iB B=0=0的曲线的下方。此的曲线的下方。此时，时，v vBEBE小于死区电压小于死区电压。放大区：放大区：i iC C平行于平行于v vCECE轴的区域，曲线基本平行等距。此轴的区域，曲线基本平行等距。此时，时，发射结正偏，集电结反偏发射结正偏，集电结反偏。1415电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路基础的主要

14、参数1.电流放大系数 (1)(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 与与iC的关系曲线的关系曲线(2)(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 =I IC C/I IB B v vCE=const=constBJTBJT特性较平坦时：特性较平坦时：CCCECEOvconstBBIIIII1516电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路基础的主要参数1.电流放大系数 (3)(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)(4)共基极交流电流放大系数共基极交流电流放大系数

15、=I IC C/I IE E v vCBCB=const=const当当I ICBOCBO和和I ICEOCEO很小时，很小时，、，可以不加区分。，可以不加区分。1617电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路基础的主要参数2.极间反向电流(1)(1)集电极基极间反向饱和电流集电极基极间反向饱和电流I ICBOCBO。发射极开路时，集电结的反向饱和电流。发射极开路时，集电结的反向饱和电流。1718电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路基础的主要参数2.极间反向电流(2)(2)集电极发射极间

16、的反向饱和电流集电极发射极间的反向饱和电流I ICEOCEO ICEO=（1+）ICBO 1819电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室用H参数小信号模型分析基本共射极放大电路RC低通电路的频率响应ICBO ICEO 其中的高频小信号模型及频率参数（1）放大电路的Q点。第四章 双极结型三极管及放大电路基础如果温度变化时，b点电位能基本不变，则可实现静态工作点的稳定。其最小值也只能为0，即IC的最大电流为：PNP与NPN型BJT组成的复合管综上所述，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现的。不同放大电路的特点和应用不同放大电路的特点

17、和应用BJT高频小信号模型中元件参数值的获得第四章 双极结型三极管及放大电路基础试计算它的低频电压增益和上限频率。静态工作点的图解分析图（c）混合 型模型化简第四章 双极结型三极管及放大电路基础第四章 双极结型三极管及放大电路基础*线性失真：幅频失真和相频失真是线性失真。第四章 双极结型三极管及放大电路基础的主要参数3.极限参数(1)(1)集电极最大允许电流集电极最大允许电流I ICMCM(2)(2)集电极最大允许功率损耗集电极最大允许功率损耗P PCMCMP PCMCM=I IC CV VCECE 1920电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放

18、大电路基础的主要参数3.极限参数(3)(3)反向击穿电压反向击穿电压V V(BR)CBO(BR)CBO 发射极开路时的集电结反向击穿电压。发射极开路时的集电结反向击穿电压。V V(BR)EBO(BR)EBO集电极开路时发射结的反向击穿电压。集电极开路时发射结的反向击穿电压。V V(BR)CEO(BR)CEO基极开路时集电极和发射极间的击穿电压。基极开路时集电极和发射极间的击穿电压。几个击穿电压有如下关系几个击穿电压有如下关系 V V(BR)CBO(BR)CBOV V(BR)CEO(BR)CEOV V(BR)EBO(BR)EBO2021电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室

19、第四章 双极结型三极管及放大电路基础温度对BJT参数及特性的影响1.温度对BJT参数的影响(1)(1)温度对温度对I ICBOCBO的影响的影响温度每升高温度每升高1010，I ICBOCBO约增加一倍。约增加一倍。(2)(2)温度对温度对 的影响的影响温度每升高温度每升高11，值约增大值约增大0.5%-1%0.5%-1%。(3)(3)温度对反向击穿电压温度对反向击穿电压V V(BR)CBO(BR)CBO、V V(BR)CEO(BR)CEO的影响的影响温度升高时，温度升高时，V V(BR)CBO(BR)CBO和和V V(BR)CEO(BR)CEO都会有所提高。都会有所提高。2.温度对BJT特性

20、曲线的影响2122电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室、下次课内容：下次课内容：4.2 4.2 共射级放大电路工作原理共射级放大电路工作原理本次课作业本次课作业 （P185P185）：第7次课作业第四章 双极结型三极管及放大电路基础222324电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室本次课主要内容1.1.共射极放大电路工作原理共射极放大电路工作原理2.2.图解分析法图解分析法第四章 双极结型三极管及放大电路基础2425电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室4.2共射极放大电路工作原理基本共射极放大电路的组成基本共射极放大电路基本

21、共射极放大电路 发射结正偏发射结正偏集电结反偏集电结反偏第四章 双极结型三极管及放大电路基础2526电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室基本共射极放大电路的工作原理1.静态(直流工作状态)直流工作状态（静态）直流工作状态（静态）输入信号输入信号v vi i0 0时的状态时的状态直流通路直流通路 bBEQBBBQRVVI CQBQCEQBQIIIIV VCEQCEQ=V VCCCCI ICQCQR Rc c 第四章 双极结型三极管及放大电路基础2627电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室基本共射极放大电路的工作原理2.动态动态工作情况动态工作情况:

22、输入正弦信号输入正弦信号v vs s后，后，此时，此时，BJTBJT各极电流及电压各极电流及电压都将在静态值的基础上，随都将在静态值的基础上，随输入信号作相应的变化。输入信号作相应的变化。交流通路交流通路 第四章 双极结型三极管及放大电路基础2728电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第三章 二极管及其基本电路4.3 放大电路的分析方法图解分析法图解分析法小信号模型分析法小信号模型分析法1.1.静态工作点的图解分析静态工作点的图解分析2.2.动态工作情况的图解分析动态工作情况的图解分析3.3.非线性失真的图解分析非线性失真的图解分析4.4.图解分析法的适用范围图解分析法

23、的适用范围1.BJT1.BJT的的H H参数及小信号模型参数及小信号模型2.2.用用H H参数小信号模型分析基本共射极放大电路参数小信号模型分析基本共射极放大电路3.3.小信号模型分析法的适用范围小信号模型分析法的适用范围2829电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室共射极放大电路：电压和电流增益都大于1，输入电阻在三种组态中居中，输出电阻与集电极电阻有很大关系。BJT的H参数及小信号模型（1）增大Rc时，负载线将如何变化？Q点怎样变化？采用该方法分析静态工作点，必须已知三极管的输入输出特性曲线。共射极放大电路的工作原理H参数的值是在静态工作点上求得的,放大电路的动态性能

24、与静态工作点参数值的大小及稳定性密切相关。（2）增大Rb时，负载线将如何变化？Q点怎样变化？第四章 双极结型三极管及放大电路基础多级放大电路的频率响应第四章 双极结型三极管及放大电路基础T1、T2构成复合管，可等效为一个NPN管（4）减小RL时，负载线将如何变化？Q点怎样变化？放大状态下BTJ的工作原理两只PNP型BJT组成的复合管两只PNP型BJT组成的复合管第四章 双极结型三极管及放大电路基础T VBE IB IC 第四章 双极结型三极管及放大电路基础温度对静态工作点的影响多级放大电路的频率响应的高频小信号模型及频率参数ICEO=（1+）ICBO共射极放大电路：电压和电流增益都大于1，输入

25、电阻在三种组态中居中，输出电阻与集电极电阻有很大关系。基本共射极放大电路的工作原理放大状态下BTJ的工作原理两只PNP型BJT组成的复合管共集电极接法，集电极作为公共电极，用CC表示。例题学习法，实验、仿真帮助理解。i c=h feib+h oevce（2）外部条件：发射结正向偏置，集电结反向偏置。（2）高频响应和上限频率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第四章 双极结型三极管及放大电路基础三种组态的比较（P148）本次课作业（P185）：共集共集放大电路的Av、Ri、RovO=-iC RL=0.第四章 双极结型三极管及放大电路基础静态工作点的图解分析iC=f(vCE)i

26、B=const的高频小信号模型及频率参数第四章 双极结型三极管及放大电路基础图解分析法1.静态工作点的图解分析 采用该方法分析静态工作点，必须已知三极管的输采用该方法分析静态工作点，必须已知三极管的输入输出特性曲线。入输出特性曲线。共射极放大电路共射极放大电路2930电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路基础图解分析法1.静态工作点的图解分析列输出回路方程（直流负载线）列输出回路方程（直流负载线）V VCECE=V VCCCCi iC CR Rc c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 v3031电气信息

27、学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路基础图解分析法1.静态工作点的图解分析 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V VCECE=V VCCCCi iC CR Rc c，与与I IBQBQ曲线的交点即为曲线的交点即为Q Q点，从而得到点，从而得到V VCEQCEQ和和I ICQCQ。在输入特性曲线上，作出直线在输入特性曲线上，作出直线 ，两线的交点即是两线的交点即是Q Q点，得到点，得到I IBQBQ。BEBBBbVi Rv3132电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电

28、路基础图解分析法2.动态工作情况的图解分析（1 1）在在BJTBJT的输入特性曲线图上画出的输入特性曲线图上画出v vB EB E 、i iB B的波形的波形tsinsmsV vBEBBsBbVi R（）vv静态时：静态时：BEBBBbV0I R（）V动态时：动态时：3233电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路基础图解分析法（2 2）依依i iB B的变化在输出特性曲线上画出的变化在输出特性曲线上画出i iC C和和v vCECE的波形的波形CECCCcVi Rv2.动态工作情况的图解分析3334电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院

29、电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路基础图解分析法（3 3）共射极放大电路中的电压、电流波形共射极放大电路中的电压、电流波形2.动态工作情况的图解分析交、直流共存交、直流共存3435电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路基础图解分析法3.静态工作点对波形失真的影响截止失真的波形截止失真的波形 3536电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路基础图解分析法3.静态工作点对波形失真的影响饱和失真的波形饱和失真的波形3637电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研

30、室第四章 双极结型三极管及放大电路基础图解分析法4.图解分析法的适用范围幅度较大而工作频率不太高的情况幅度较大而工作频率不太高的情况优点：优点：1.1.直观、形象。有助于理解交、直流共存，静态和直观、形象。有助于理解交、直流共存，静态和动态等重要概念；动态等重要概念；2.2.有助于理解正确选择电路参数、合理设置静态有助于理解正确选择电路参数、合理设置静态工作点的重要性。工作点的重要性。3.3.能全面地分析放大电路的静态、动态工作情况。能全面地分析放大电路的静态、动态工作情况。缺点：缺点：不能分析工作频率较高时的电路工作状态，不能不能分析工作频率较高时的电路工作状态，不能用来分析放大电路的输入电

31、阻、输出电阻等动态性能指用来分析放大电路的输入电阻、输出电阻等动态性能指标。标。3738电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路基础补充：实际共射极放大电路发射结正偏发射结正偏集电结反偏集电结反偏 共射极放大电路共射极放大电路基本共射极放大电路基本共射极放大电路 3839电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路基础思考题1.1.试分析下列问题：试分析下列问题：共射极放大电路共射极放大电路（1 1）增大）增大R Rc c时，负载线将如时，负载线将如何变化？何变化？Q Q点怎样变化？点怎样变化？

32、（2 2）增大）增大R Rb b时，负载线将如时，负载线将如何变化？何变化？Q Q点怎样变化？点怎样变化？（3 3）减小）减小V VCCCC时，负载线将如时，负载线将如何变化？何变化？Q Q点怎样变化？点怎样变化？斜率斜率-1 Rc Q ICQ IBQ Rc VCC VCEQ vCE iC VCC（4 4）减小）减小R RL L时，负载线将如时，负载线将如何变化？何变化？Q Q点怎样变化？点怎样变化？3940电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路基础思考题2.2.放大电路如图所示。当测放大电路如图所示。当测得得BJTBJT的的V VCECE

33、 接近接近V VCCCC=的值时，的值时，问管子处于什么工作状态？可问管子处于什么工作状态？可能的故障原因有哪些？能的故障原因有哪些？答：答：故障原因可能有：故障原因可能有：R Rb b支路可能开路，支路可能开路，I IB B=0=0，I IC C=0=0，V VCECE=V VCCCC-I IC C R Rc c=V VCCCC 。C C1 1可能短路，可能短路，V VBEBE=0=0，I IB B=0=0，I IC C=0=0，V VCECE=V VCCCC-I IC CR Rc c=V VCCCC 。共射极放大电路共射极放大电路截止状态截止状态4041电气信息学院电工电子基础教研室电气信

34、息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路基础例题P123 P123 例题课后自学例题课后自学典型例题典型例题熟悉实用放大电路的画法和原理熟悉实用放大电路的画法和原理.掌握直流分析方法。掌握直流分析方法。4142电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室、下次课内容：下次课内容：小信号模型分析法小信号模型分析法本次课作业本次课作业 （P188P188）：第8次课作业第三章 二极管及其基本电路424344电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室列输出回路方程（直流负载线）静态工作点为Q（40A，3.有助于理解正确选择电路参数、合理设置静态工作点

35、的重要性。能全面地分析放大电路的静态、动态工作情况。不同放大电路的特点和应用的高频小信号模型及频率参数由于Cbc很小，fH2也很高。静态工作点的图解分析第四章 双极结型三极管及放大电路基础输出端交流短路时的正向电流传输比或电流放大系数；多级放大电路的频率响应用H参数小信号模型分析基本共射极放大电路单级共射极放大电路的频率响应幅频特性是描绘输入信号幅度固定，输出信号的幅度随频率变化而变化的规律。低频响应主要取决于外接电容Cb1、Cb2和Ce，则电压增益接近于1，第四章 双极结型三极管及放大电路基础的高频小信号模型及频率参数(T=300K)H参数都是小信号参数，即微变参数或交流参数。7 放大电路的

36、频率响应放大状态下BTJ的工作原理第四章 双极结型三极管及放大电路基础小信号模型分析法重点掌握内容：重点掌握内容：1.1.小信号模型小信号模型2.2.放大电路的小信号等效电路放大电路的小信号等效电路3.3.小信号模型分析法小信号模型分析法4445电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路基础小信号模型分析法1.BJT的H参数及小信号模型建立小信号模型的意义建立小信号模型的意义建立小信号模型的思路建立小信号模型的思路 当放大电路的输入信号电压很小时，就可以把三极当放大电路的输入信号电压很小时，就可以把三极管小范围内的特性曲线近似地用直线来代替，从

37、而可管小范围内的特性曲线近似地用直线来代替，从而可以把三极管这个非线性器件所组成的电路当作线性电以把三极管这个非线性器件所组成的电路当作线性电路来处理。路来处理。三极管是非线性器件，放大电路的分析非常困难三极管是非线性器件，放大电路的分析非常困难;建立小信号模型，就是将非线性器件做线性化处理，从建立小信号模型，就是将非线性器件做线性化处理，从而简化放大电路的分析和设计。而简化放大电路的分析和设计。4546电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路基础小信号模型分析法（1 1）H H参数的引出参数的引出),(CEB1BEvvif 在小信号情况下，

38、对上两式取全微分得在小信号情况下，对上两式取全微分得CECEBEBBBEBEdddBCEvvvvv IVii用小信号交流分量表示用小信号交流分量表示v be=h ieib+h revcei c=h feib+h oevce对于对于BJT双口网络，已知输入输出特性曲线如下：双口网络，已知输入输出特性曲线如下：iB=f(vBE)vCE=constiC=f(vCE)iB=const可以写成：可以写成：),(CEB2Cvifi CECECBBCCdddBCEvv IViiiiiBJT双口网络双口网络4647电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路基础

39、小信号模型分析法（1 1）H H参数的引出参数的引出CEBBEie Vih v输出端交流短路时的输入电阻；输出端交流短路时的输入电阻；输出端交流短路时的正向电流传输比或电输出端交流短路时的正向电流传输比或电流放大系数；流放大系数；输入端交流开路时的反向电压传输比；输入端交流开路时的反向电压传输比；输入端交流开路时的输出电导。输入端交流开路时的输出电导。其中：其中：四个参数量纲各不相同，故称为混合参数（四个参数量纲各不相同，故称为混合参数（H参数）。参数）。CEBCfe Viih BCEBEre Ihvv BCECoe Iihv v be=h ieib+h revcei c=h feib+h o

40、evce4748电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路基础小信号模型分析法（2 2）H H参数小信号模型参数小信号模型根据根据可得小信号模型可得小信号模型BJTBJT的的H H参数模型参数模型v be=h ieib+h revcei c=h feib+h oevceBJTBJT双口网络双口网络4849电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路基础小信号模型分析法（2 2）H H参数小信号模型参数小信号模型H H参数都是参数都是微变参数微变参数，所以只适合对交流信号的分析。，所以只适合对交流信

41、号的分析。受控受控电流源电流源h hfefei ib b，反映了，反映了BJTBJT的基极电流对集电极电流的的基极电流对集电极电流的控制作用。电流源的流向由控制作用。电流源的流向由i b的流向决定。的流向决定。h revce是一个受控电压源。是一个受控电压源。反映了反映了BJT输出回路电压对输输出回路电压对输入回路的影响。入回路的影响。H H参数都是小信号参数，即微变参数或参数都是小信号参数，即微变参数或交流参数交流参数。H H参数参数与工作点有关与工作点有关，在放大区基本不变。，在放大区基本不变。4950电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大

42、电路基础小信号模型分析法（3 3）模型简化）模型简化 h re和和hoe都很小，常忽都很小，常忽略它们的影响。略它们的影响。BJT BJT在共射连接时，其在共射连接时，其H H参数的数量级一般为：参数的数量级一般为：S101010101052433oefereieehhhhh模型简化模型简化5051电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路基础小信号模型分析法（4 4）H H参数的确定参数的确定1)1)一般用测试仪测出；一般用测试仪测出；r be与与Q点有关，可用图示仪测出。点有关，可用图示仪测出。r be=r bb+(1+)re其中对于低频小

43、功率管其中对于低频小功率管 rbb200 则则 )mA()mV(26)1(200EQbeIr )mA()mV(26)mA()mV(EQEQeIIVrT 而而 (T=300K)2)2)一般也用公式估算一般也用公式估算r rbebe（忽略（忽略 r e）5152电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路基础小信号模型分析法2.用H参数小信号模型分析基本共射极放大电路（1 1）利用直流通路求）利用直流通路求Q Q点点 共射极放大电路共射极放大电路bBEBBBRVVI 一般硅管一般硅管VBE=0.7V，锗管，锗管VBE=0.2V，已知已知。BCII L

44、CcCECCCE)(RIRVVV 5253电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路基础小信号模型分析法2.用H参数小信号模型分析基本共射极放大电路（2 2）画小信号等效电路）画小信号等效电路H H参数小信号等效电路参数小信号等效电路5354电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路基础小信号模型分析法2.用H参数小信号模型分析基本共射极放大电路（3 3）求放大电路动态指标）求放大电路动态指标根据根据)(bebbirRi vbcii )/(LccoRRi v则电压增益为则电压增益为)()/()(

45、)/()()/(bebLcbebbLcbbebbLcciorRRRrRiRRirRiRRiA vvv（可作为公式）（可作为公式）指标一指标一:电压增益电压增益H H参数小信号等效电路参数小信号等效电路5455电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路基础小信号模型分析法2.用H参数小信号模型分析基本共射极放大电路（3 3）求放大电路动态指标）求放大电路动态指标指标二指标二:输入电阻输入电阻bbbeiiiibbbbe()i RrRiiiRrvv指标三指标三:输出电阻输出电阻令令0i v0b i0b iRo=R c 所以所以 LsR,0ttovvi

46、R5556电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路基础小信号模型分析法3.小信号模型分析法的适用范围放大电路的输入信号幅度较小放大电路的输入信号幅度较小;BJTBJT工作在其工作在其V VT T特性曲线的线性范围（即放大区）内特性曲线的线性范围（即放大区）内;H H参数的值是在静态工作点上求得的参数的值是在静态工作点上求得的,放大电路的动态放大电路的动态性能与静态工作点参数值的大小及稳定性密切相关。性能与静态工作点参数值的大小及稳定性密切相关。分析放大电路的动态性能指标分析放大电路的动态性能指标(A Av v 、R Ri i和和R Ro o等

47、等)非常非常方便，且适用于频率较高时的分析。方便，且适用于频率较高时的分析。电压、电流等电量及电压、电流等电量及BJTBJT的的H H参数均是针对变化量参数均是针对变化量(交流量交流量)而言的，不能用来分析计算静态工作点。而言的，不能用来分析计算静态工作点。4.优点与缺点5657电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路基础例题共射极放大电路共射极放大电路 放大电路如图所示。已知放大电路如图所示。已知BJT的的=80，Rb=300k ，Rc=2k，VCC=+12V，求：，求：（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

48、作在哪个区域？（2）当）当Rb=100k 时，放大电路的时，放大电路的Q点。此时点。此时BJT工作工作在哪个区域？（忽略在哪个区域？（忽略BJT的饱和压降）的饱和压降）解：解：（1）A40300k2V1bBECCBQ RVVI（2）当）当Rb=100k 时，时，3.2mAA4080BQCQ II 5.6V3.2mA2k-V12CQcCCCEQ IRVV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。其最小值也只能为其最小值也只能为0，即，即IC的最大电流为：的最大电流为：A120100k2V1bCCBQ RVImA6.9A12080BQCQ

49、II V2.79.6mA2k-V12CQcCCCEQ IRVVmA62k2V1cCESCCCM RVVICMBQ II 由由于于，所以，所以BJT工作在饱和区。工作在饱和区。VCE不可能为负值，不可能为负值，此时，此时，Q（120uA，6mA，0V），），5758电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路基础例题放大电路如图所示。已知放大电路如图所示。已知BJTBJT的的 =80=80，R Rb b=300k=300k ，R Rc c=2k=2k，V VCCCC=+12V=+12V，求：，求：共射极放大电路共射极放大电路(3)(3)画出放大电路

50、的小信号等画出放大电路的小信号等效电路效电路;(4)(4)小信号模型分析其性能指小信号模型分析其性能指标标;5859电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路基础例题共射极放大电路共射极放大电路icvce+-交流通路交流通路RbviRcRLiVbIcIOVbI小信号等效电路小信号等效电路:5960电气信息学院电工电子基础教研室电气信息学院电工电子基础教研室第四章 双极结型三极管及放大电路基础例题求电压增益求电压增益:根据根据RbviRcRLiVbIcIOVbIbebirIV bcII )/(LccORRIV 则电压增益为则电压增益为beLcbe