[工学]模拟电子第五版康光华 第四章 双极结型三极管及放大电路基础.ppt

工学模拟电子第五版康光华 第四章 双极结型三极管及放大电路基础 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望2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3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。4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 4.1.1 BJT4.1.1 BJT的结构简介的结构简介 4.1.2 4.1.2 放大状态下放大状态下BJTBJT的工作原理的工作原理4.1.3 BJT4.1.3 BJT的的V-IV-I特性曲线特性曲线4.1.4 BJT4.1.4 BJT的主要参数的主要参数4.1.4 4.1.4 温度对温度对BJTBJT参数及特性的影响参数及特性的影响5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4.1.1 BJT的结构简介(a)(a)小功率管小功率管 (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6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4.1.1 BJT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。7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4.1.1 BJT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8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4.1.2 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：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 ICNCN+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)。9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4.1.2 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通常通常 I IC C I ICBOCBO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。10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4.1.2 放大状态下BTJ的工作原理2.电流分配关系根据根据IE=IB+IC IC=ICN+ICBO且令且令ICEO=(1+)ICBO（穿透电流）（穿透电流）是另一个电流放大系数。同样，它也只与管子的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。一般结构尺寸和掺杂浓度有关，与外加电压无关。一般 1 1。11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4.1.2 放大状态下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）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第四章 双极结型三极管及放大电路基础4.1.2 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=20mV使使 iE=-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：13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4.1.2 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。14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4.1.3 BJT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 vBEBE下下,I IB B减减小，特性曲线右移。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15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4.1.3 BJT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，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。16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4.1.4 BJT的主要参数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：17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4.1.4 BJT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 =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。18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4.1.4 BJT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。19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4.1.4 BJT的主要参数2.极间反向电流(2)(2)集电极发射极间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 20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4.1.4 BJT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 21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4.1.4 BJT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)EBO22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4.1.5 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特性曲线的影响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4.1.14.1.1、4.1.34.1.3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6次课作业第四章 双极结型三极管及放大电路基础电子技术基础主讲：孙 静模拟部分模拟部分第7讲25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26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4.2.1 基本共射极放大电路的组成基本共射极放大电路基本共射极放大电路 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27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4.2.2 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 V VCEQCEQ=V VCCCCI ICQCQR Rc c 第四章 双极结型三极管及放大电路基础28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4.2.2 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: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29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4.3.1 4.3.1 图解分析法图解分析法4.3.2 4.3.2 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30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4.3.1 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31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4.3.1 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 32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4.3.1 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。33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4.3.1 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的波形的波形静态时：静态时：动态时：动态时：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4.3.1 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2.动态工作情况的图解分析35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4.3.1 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36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4.3.1 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 37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4.3.1 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38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4.3.1 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、合理设置静态工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。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。39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 40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？（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？（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？41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。当测得放大电路如图所示。当测得BJTBJT的的V VCECE 接近接近V VCCCC=的值时，问的值时，问管子处于什么工作状态？可能管子处于什么工作状态？可能的故障原因有哪些？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42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P123 P123 例题例题4.3.1 4.3.1 课后自学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。43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4.2.24.2.2、4.3.54.3.5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7次课作业第三章 二极管及其基本电路电子技术基础主讲：孙 静模拟部分模拟部分第8讲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4.3.2 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46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4.3.2 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，从而可以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路来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。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。47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4.3.2 小信号模型分析法（1 1）H H参数的引出参数的引出在小信号情况下，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：BJT双口网络双口网络48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4.3.2 小信号模型分析法（1 1）H H参数的引出参数的引出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）。v be=h ieib+h revcei c=h feib+h oevce49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4.3.2 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50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4.3.2 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号的分析。受控电流源受控电流源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。51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4.3.2 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：模型简化模型简化52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4.3.2 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其中对于低频小功率管其中对于低频小功率管 rbb200 则则 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）53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4.3.2 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一般硅管一般硅管VBE=0.7V，锗管，锗管VBE=0.2V，已知已知。54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4.3.2 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55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4.3.2 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则电压增益为则电压增益为（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56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4.3.2 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:输入电阻输入电阻指标三指标三:输出电阻输出电阻令令Ro=R c 所以所以57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4.3.2 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58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）（2）当）当Rb=100k 时，时，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：，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），），59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;60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RbviRcRL小信号等效电路小信号等效电路:61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RbviRcRL则电压增益为则电压增益为（可作为公式）（可作为公式）62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输入电阻求输入电阻:RbviRcRL求输出电阻：求输出电阻：令令Ro=Rc 所以所以63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4.3.94.3.9、4.3.104.3.10下次课内容：下次课内容：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本次课作业本次课作业 （P188P188）：第8次课第四章 双极结型三极管及放大电路基础电子技术基础主讲：孙 静模拟部分模拟部分第9讲65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4.4 放大电路静态工作点的稳定问题4.4.1 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4.4.2 4.4.2 射极偏置电路射极偏置电路1.1.基极分压式射极偏置电路基极分压式射极偏置电路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66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4.4.1 温度对静态工作点的影响温度上升温度上升 ICBO ICEO T VBE IB IC 参数随温度的变化，都会使集电极静态电流参数随温度的变化，都会使集电极静态电流I ICQCQ随随温度升高而增加（温度升高而增加（I ICQCQ=I IBQBQ+I ICEOCEO），从而使），从而使Q Q点随温度点随温度变化。变化。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4.4.1 温度对静态工作点的影响1.基极分压式射极偏置电路（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。如果温度变化时，如果温度变化时，b b点电点电位能基本不变位能基本不变，则可实，则可实现静态工作点的稳定。现静态工作点的稳定。(a)(a)原理电路原理电路 (b)(b)直流通路直流通路T T 稳定原理：稳定原理：I IC C I IE E V VE E、V VB B不变不变 V VBE BE I IB B IC（反馈控制）（反馈控制）68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4.4.1 温度对静态工作点的影响1.基极分压式射极偏置电路（1 1）稳定工作点原理）稳定工作点原理I I1 1 I IBQ BQ，此时，此时，V VBQBQ与温度无关与温度无关V VBQBQ V VBEQBEQR Re e取值越大，反馈控制作用越强取值越大，反馈控制作用越强一般取一般取I I1 1=(5-10)=(5-10)I IBQ BQ，V VBQBQ=3-5=3-5V V b b点电位基本不变的条件点电位基本不变的条件：69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4.4.1 温度对静态工作点的影响1.基极分压式射极偏置电路（2 2）放大电路指标分析）放大电路指标分析1 1）静态工作点）静态工作点70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4.4.1 温度对静态工作点的影响1.基极分压式射极偏置电路（2 2）放大电路指标分析）放大电路指标分析2 2）电压增益）电压增益画小信号等效电路画小信号等效电路71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4.4.1 温度对静态工作点的影响2 2）电压增益）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：确定模型参数确定模型参数 已知，求已知，求r r bebe增益增益（可作为公式用）（可作为公式用）72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4.4.1 温度对静态工作点的影响3 3）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73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4.4.1 温度对静态工作点的影响4 4）输出电阻）输出电阻输出电阻输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则则当当时，时，一般（一般（）74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4.4.1 温度对静态工作点的影响2.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75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4.4.1 温度对静态工作点的影响2.含有双电源的射极偏置电路（2 2）直接耦合）直接耦合76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4.4.1 温