第2章三极管及放大电路课件.ppt

2.1 半导体三极管半导体三极管2.2 基本放大电路基本放大电路2.3 放大电路的静态工作点对输出波形的影响放大电路的静态工作点对输出波形的影响2.4 放大电路的直流偏置方式放大电路的直流偏置方式2.5 放大电路的三种组态放大电路的三种组态2.6 放大电路性能指标的估算放大电路性能指标的估算2.7 多级放大电路多级放大电路2.8 放大电路的频率特性放大电路的频率特性本章小结本章小结宁旱替框晴厕媚技裸厨数成奴玉窖综秘蹿竟泻敢运寡诅几畏眯酚燥速岩浓第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路2.1 2.1 半导体三极管半导体三极管 2.1.1 2.1.1 三极管的结构三极管的结构 三极管是由两个PN结构成的，其基本特性是具有电流放大作用。三极管按其结构不同分为NPN型和PNP型两种。相应的结构示意图及电路符号如图2.1所示。吻孵轰粘屿坍槽罚氮农午饵雷擞堑泪纂祟建馁贾洁悉录赊络兹饥钩免逼柔第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路图2.1 三极管的结构及符号宠块肾岔台冀逆骋珊鸟极尖拦但峙猎攀挨丸荐球出灼管刷烹彩命骡九消铱第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 三极管内部结构分为发射区、基区和集电区，相应的引出电极分别为发射极e、基极b和集电极c。发射区和基区之间的PN结称为发射结，集电区和基区之间的PN结称为集电结。电路符号中，发射极的箭头方向表示三极管在正常工作时发射极电流的实际方向。郡抖漳甩迄尾老访雌峪袜淘泥黔秋趋洲荤佣竟智伐虱孺碍芹泥珍劫坦险苗第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 三极管在制作时，其内部结构特点是：(1)发射区掺杂浓度高；(2)基区很薄，且掺杂浓度低；(3)集电结面积大于发射结面积。以上特点是三极管实现放大作用的内部条件。设唯庭萧仲菏捌烃跋励逸漏芝扦况第伴憾拾赞篙型顶枝琢炕器隆秽滇妈忙第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 三极管按其所用半导体材料不同，分为硅管和锗管；按用途不同，分为放大管、开关管和功率管；按工作频率不同，分为低频管和高频管；按耗散功率大小不同，分为小功率管和大功率管等。一般硅管多为NPN型，锗管多为PNP型。帅坡羌烩茹淑缘秸贺糕匆疽刚缀缉汇覆坊挡域圈望摊哉撕瓮献寻胎担箭垦第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 2.1.2 2.1.2 三极管的电流放大作用三极管的电流放大作用 1.三极管放大的条件 三极管实现电流放大的外部偏置条件：发射结发射结正偏，集电结反偏正偏，集电结反偏，此时，各电极电位之间的关系是：NPN型型 UCUBUE PNP型型 UCUBUE 如图2.2所示。眠练迪金氰檀瑶睁骋菠硼波脊拯钡诽惰孜茹晕坝穗父坊偷区趟能锹阵泼心第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路图2.2 三极管放大的外部偏置条件聋配唉困塘偿吓笑扇龋届哲饯篇彬欺识沛却袍裔问渺究供旷柯粉滨魁镁憋第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 2.电流分配关系 图2.3是NPN管放大实验电路。图2.3 放大实验电路聘钵叭寂茸啊逗姚侈诡晒毋姑愿韦辙徒耕斧豢源棘裂驴皿萧迭徒昧演磨戎第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 电路中的三极管的偏置满足发射结正偏，集电结反偏。发射结正偏，可使发射区的多子（自由电子）通过PN结注入到基区，以形成基极电流IB；集电结反偏，使集电极电位高于基极电位，于是在集电结上有一个较强的电场，把由发射区注入到基区的自由电子大部分拉到集电区，形成集电极电流IC。调节Rb，改变IB的大小，得出相应的IC和IE的数据，如表2.1所示。咸空咬辽育遁毕涤史寅棉咕馋体颜从束剩另掳墅捌酚窃物几搂粳恭涅锯强第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路表2.1 电流放大实验数据 IB(mA)-0.004 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 IC(mA)0.004 0.01 1.09 2.08 3.07 4.06 5.05 IE(mA)0 0.01 1.10 2.10 3.10 4.10 5.10由表可得：三极管各电极电流分配关系是：I IE=I IB+I IC由于基极电流很小，因而I IEI IC。臆转勋答吴恍娠笛集座跪池埔新家喧锯耪莆梯屯描橡闷政却藤除排啪肩欧第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 通常称 为共射极直流电流放大系数，因而有：通常 称为共射极交流电流放大系数。由表2.1还可知：肠汛栋禄汲胰呕谭戚委郁求吏烘集叮甸二卯索商权氧舱惜崎褂殉蔓虾枣桩第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 3.放大作用的实质 由上述实验结果可知，当IB有一微小变化时，能引起IC较大的变化，这种现象称为三极管的电流放大作用。电流放大作用的实质是通过改变基极电流电流放大作用的实质是通过改变基极电流I IB的的大小，达到控制大小，达到控制I IC的目的的目的，而并不是真正把微小电流放大了，因此称三极管为电流控制型器件。永碟恢诛晾鸿靠袖逼谰再归日鞍制近崭沂桃疵标闻娇鹊琼忽蕉交疵藉齐鹰第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 例2.1 测得工作在放大状态的三极管两个电极的电流如图2.4所示。（1）求另一个电极的电流，并在图中标出实际方向。（2）标出e、b、c极，并判断出该管是NPN型还是PNP型管。（3）估算其值。凹旬撩把互滑佯粱蛛黔等摄载搅放蟹愉郡锰蔚需然沾凉乍伍哥载尸柜边锦第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路图2.4 例2.1图液银牟澈强草饮娶缓竣事茧蔬蔡久翌停镑咆效阔喉频伦迫茅捍叫炸厚篡源第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 解：（1）图2.4(a)中、管脚的电流均为流入，则管脚的电流必为流出，且大小为0.1+4=4.1(mA)，如图2.4(b)所示。（2）由于管脚的电流最大，管脚的电流最小，因此管脚为b极，管脚为c极，管脚为e极。又由于管脚的发射极电流为流出，故该管为NPN型管。（3）由于IB=0.1mA，IC=4mA，故：工脯缕舷懊矫新吴胆垃龋悲想磕滚樊龄宾捉幸换物涝辖疽铁勾淮哀竭扒邯第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 2.1.3 三极管的特性曲线三极管的特性曲线 1.输入特性曲线 三极管的输入特性曲线如图2.5所示。图2.5 三极管的输入特性曲线凡诈捡填呼牙撼透癌般范远溜增篆捏鞭啥肉淄絮肆菌侦建慎吭扎讳释朱循第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 由图2.5所示的输入特性曲线可以看出：曲线是非线性的，也存在一段死区，当外加UBE电压小于死区电压时，三极管不能导通，处于截止状态。三极管正常工作时，UBE变化不大，对于硅管，UBE约为0.7V左右，锗管的约为0.3V左右。葵稼判煽逞蛹普彝营趋秘梦外蒸毖脾灿智煽猴量洋售垮也丘个申妙荫歧蛔第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 2.输出特性曲线 当IB取值不同时，就有一条不同的输出特性曲线，如图2.6所示。图2.6 三极管的输出特性曲线露责粥箩戮窃葱固竿御谊朴诵滞靳侦筏揪稼婶枕鳃褥朗鸯瘦忘结誓端獭狙第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 3.三极管的三个工作区 (1)三极管输出特性曲线中，IB=0的输出特性曲线以下，横轴以上的区域称为截止区。其特点是：发射结和集电结均为反偏发射结和集电结均为反偏，各电极电流很小，相当各电极电流很小，相当于一个断开的开关。于一个断开的开关。(2)输出特性曲线中，截止区以上平坦段组成的区域称为放大区。其特点是：发射结正偏，集电发射结正偏，集电结反偏结反偏。此时IC受控于IB；同时IC与UCE基本无关，可近似看成恒流。此区内三极管具有电流放大作用此区内三极管具有电流放大作用。煮耿撬阎宴冒乌熏坏别浙席硬疹缕亨备蚤颗登劲巴牢彬足屏趟晒厂雌摹词第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 (3)输出特性曲线中，UCEUBE的区域，即曲线的上升段组成的区域称为饱和区。饱和区的特点是：饱和区的特点是：发射结和集电结均为正偏。发射结和集电结均为正偏。饱和时的UCE称为饱和压降，用UCES表示，UCES很小，一般约为0.3V。工作在此区的三极管相当于工作在此区的三极管相当于一个闭合的开关，没有电流放大作用。一个闭合的开关，没有电流放大作用。马葱甩枉槽瞒司颓锭雁银重绒丝虹勇灾摆狙而败邯咒崎姐顾菲窃乙婴厩士第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 2.1.4 2.1.4 三极管的主要参数三极管的主要参数 1.电流放大系数 电流放大系数是反映三极管电流放大能力的基本参数，主要有 和 2.极间反向电流 (1)ICBO是指发射极开路时从集电极流到基极的反向电流。如图2.7(a)所示。瞳碍棘陛郁说蜀若橱滓氖沸咨惋拳期柞抉躺碌守萍棠印浴仗廓谢昭雕敬伴第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路图2.7 极间反向电流 建广描愤妈喻吁腺奇遮藩肤旦粘毁阉请舟挡漠押斑隔坤淘卉磺嵌粤破妖筐第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 (2)穿透电流ICEO 是指基极开路（IB=0）、集电极与发射极之间加上规定的电压时，从集电极流到发射极的电流。如 图2.7(b)所示。它与ICBO之间的关系为：ICEO=(1+)ICBO 3.极限参数 (1)集电极最大允许电流ICM (2)集电极发射极间击穿电压U(BR)CEO (3)集电极最大允许功耗PCM允僵毡屡戈霄骋烁唆面嫉侗稿屉痊拣盈烷平吃初老揉的士贴妮赔喊哟吝惟第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 例2.2 若测得放大电路中工作在放大状态的三个三极管的三个电极对地电位U1、U2、U3分别为下述数值，试判断它们是硅管还是锗管？是NPN型还是PNP型？并确定c、b、e极。(1)U1=2.5V U2=6V U3=1.8V (2)U1=6V U2=3V U3=2.7V (3)U1=1.7V U2=2V U3=0V蛮谤霄四哮嗜嗅庞攘导烂椒去哪吏城稻搬什如瓤抵撰幼攘泉磐霜顷煎谰瞩第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 解：(1)由于U13=U1 U3=0.7V，故该管为硅管，且1、3管脚中一个是e极，一个是b极，则2脚为c极。又因为2脚电位最高，故该管为NPN型，从而得出1脚为b极，3脚为e极。(2)由于U23=0.3V，故该管为锗管，且2、3管脚中一个是e极，一个是b极，则1脚为c极。又因为1脚电位最低，故该管为PNP型，从而得出2脚为b极，3脚为e极。迅幌黍尤湍施搁盒恩围箕肄肾丑因浇靖玩哑澡虏景胸语捻窍启蕊扣溢息企第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 (3)由于U12=0.3V，故该管为锗管，且1、2管脚中一个是e极，一个是b极，则3脚为c极。又因为，3脚电位最高，故该管为NPN型，从而得出1脚为b极，2脚为e极。倦溅恩顿选抓囤阵秤裳唤驳肃束帘幅陋琼铝祸师箱谆磨良奖撅恭同疚旱哆第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 2.1.5 三极管的测试及手册的使用三极管的测试及手册的使用 1.万用表测试三极管 常见几种国产三极管管脚图排列如表2.2所示。甭忘毖疏啊泉摄谣惫茎获瓮甚敬虐兹上凳姻小淀迷恍膏雾萄市遣雀浆短癸第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路表2.2 常用三极管管脚排列啸去爆羚瑰曳牧蛊蒂卯选勤有晨阻缮迎御送翱屹哲筑颇欲洁廷秧漫芬豹问第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 基极及管型的判别：具体测试方法如图2.8（a）所示。集电极和发射极的判别：具体测试方法如图2.8（b）所示，在实际测试中，常用手指代替100k的电阻。分捆爪亩甲险空骗剧瞥匝尊蘸盔恤奶桔水钒宿喧绅锅斌旷换砂边茄淬酥廊第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路(a)基极的测试 (b)集电极和发射极的测试图2.8 三极管管脚的测试成矫良锑前欢躇婶浙立蔓挑花免晃婚盐庞食肇哼持唾脱炯强淑篆退趁孝开第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 (2)判别ICEO的大小 对于NPN管，将万用表置于电阻档的R100或R1K档后，将黑表笔接c极，红表笔接e极，测量阻值，所测阻值越大，表明ICEO越小。PNP管的接法与之相反。(3)判别的大小 将万用表置于hFE档，将三极管的c、b、e管脚插入面板上相映的插孔中，利用表头读数即可。原擂惧贱弥忠抱肯宫轩年辅利累朝脆宅休虱抄涎颂幕纤酸孺麓钱岳古坚依第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 2.手册的使用 (1)根据电路对三极管的要求查阅手册，从而确定选用三极管的型号，其极限参数ICM、U(BR)CEO和PCM应分别大于电路对管子的集电极最大允许电流、集电极发射极间击穿电压和集电极最大允许功耗的要求。(2)当三极管的型号确定后，应选极间反向电流小的管子。谣芥蚊梁吸啤善庶芍氰滤降捧达泡帜寂症菇榔塌汝与箩放陨运移爽格官酮第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 (3)在维修电子设备时，若发现三极管损坏，应该用同型号的管子替换。若找不到同型号的管子而需要用其它型号的管子来替换时，应注意：要用同种材料、同种类型的管子替换；替换管子的参数ICM、U(BR)CEO和PCM一般不得低于原管。三极管的命名方法见附录1，型号参数举例见附录4及附录5。氨斯赁土侗惨阎肩率僧脱买旁极痴订感武闯褂手诲靠骗兴漓召鞠田挑桔官第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 2.1.6 2.1.6 特种三极管简介特种三极管简介 1.光电三极管 光电三极管如图2.9所示。(a)结构示意图 (b)电路符号 (c)基本电路图2.9 光电三极管鞍卯魄番铝酝境翻肃铃绿犀赠掩凄燕寝努哀疵蓉部谦星渤廖毙空棵观谱崎第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 2.光电耦合器 光电耦合器如图2.10所示。图2.10 光电耦合器梅鱼失篡僻打刻碾瞪拍姑嫂畸瓦盐悉奔新公妄稠扎垦恩咽漠北沫顷零剿烯第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路l 试说出三极管的各种分类。l 如何在三极管输出特性曲线的放大区求出某一工作点Q的 和？l 如何利用万用表检测三极管的管脚及其好坏？l 比较普通三极管和特殊三极管的异同。2.1思考题思考题返回害雪砂啤苏簧菱髓享信综膀吾嗡耍绍鳖死帅秽酉镣萤缩尺匝善篡阐贱廓歼第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路2.2 基本放大电路基本放大电路 2.2.1 2.2.1 放大电路的基本知识放大电路的基本知识 1.放大的概念 所谓放大，就是用较小的输入信号去控制较所谓放大，就是用较小的输入信号去控制较大的输出信号，且输出与输入之间有相应的变化大的输出信号，且输出与输入之间有相应的变化关系。关系。其方框图如图2.11所示。抉圭杆敏草掷眠优仇凳胡篮套阑末虑丈隧玉旁殊邱特高叹氟坤们聋避背菌第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路图 2.11 放大电路方框图倚镭廓规巷戊噎滇禁健欲揣钠写凑戏箕潭矾锤拆祁装贺寂瘪誓扶览尝唬鹊第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 2.放大电路的性能指标 (1)放大倍数赞累懊插女梦敢纵醉荆喘败苔诲慰弘蛾贫帅渝遣滋咱酪踪钟图抨赎扎沉值第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 （2）输入电阻ri ri就是向放大电路输入端看进去的等效电阻，ri越大，表明放大电路从信号源索取的电流越小，放大电路输入端所得的电压越接近信号源电压，对于电压放大器，要求ri要大。（3）输出电阻ro 对于负载来说，放大器相当于一个带有内阻的信号源，这个内阻就是输出电阻，ro的大小反映了放大器带负载能力的强弱。如图2.12所示。逾忌昼左宗六笛泰淑瞳惧搀龟契而筛搁却箭贫桑譬屹森岔祭邱询缮凡藩违第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路图2.12 求输出电阻的等效电路氨湍匝相费铝饵拜瞪崖杉事运企夏苍貉斥腋赣避胆肯综烙辨谷楞哪绿挣禹第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 （4）非线性失真 放大器的输出信号波形与输入信号波形如图2.13所示。(a)不失真波形 (b)失真波形图2.13 放大器的非线性失真馒侈涌昔妇件抵稚瞒赂浇伙衬废乡黔卫忍苛为萎霹橙迄溃埃鳞茂晒蒲祷程第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 2.2.2 2.2.2 基本放大电路的组成及原理基本放大电路的组成及原理 1.电路组成 电路如图2.14所示。图2.14 基本放大电路滩鬼中鲍睹貌下瓦蟹抽驼爽彝循细窒钵个风遵遵缨祷亢孽迢房桶矛治缩锦第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 2.工作原理 设输入正弦交流信号为ui，则 uBE=UBE+ui iB=IB+ib iC=IC+ic uCE=UCC iC RC，最后，通过隔直电容的作用，uCE中的交流成分uce到达输出端，形成输出电压uo。上述各电流、电压波形如图2.15所示。俐典殿莽贡物塑自痴润扭诲渐捆闲躬泣石颠碘儡盛启民的楷凰灸饲咯郎绘第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路图2.15 放大器有关电流、电压波形 锗衡纂辽流瞒炕匪浦郧传蝎然骆护稽进搀汝咏蛀嗣浊着棍棚尿蕊野斥酷蹬第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 由图2.15可以看出：uo的幅度远大于ui的幅度，可见该电路将ui进行了放大，且uo与ui的相位相反。晶体管放大电路中各电流、电压的名称和符号如表2.3所示。陕厚滨尹旷陨蛰轰迂萧工蔫器民狠旭晴茅冠蛔邦姆部攫倡枉轰假研棘馈随第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 名称 静态值 正弦交流分量 总电流或电压 直流电源 瞬时值 有效值 瞬时值 对地电压基极电流 IB ib Ib iB集电极电流 IC ic Ic iC发射极电流 IE ie Ie iE集-射极电压 UCE uce Uce uCE基-射极电压 UBE ube Ube uBE集电极电源 VCC基极电源 VBB发射极电源 VEE表2.3 放大电路中各电流、电压的名称和符号认扑讣殃粟炉浪挡互拿奶挛挤八滩展薪臀以幅虫饿劳狼濒揽逢影暴迭慌诚第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路2.2思考题思考题l 简述基本放大电路的工作原理。l 放大电路的性能指标有那些?返回顺浆梯煎抑婚颊诧掩另钨常雷麻康梳蔬傅导棠漆蜜矛彝熬颠止台淳态吩杰第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路2.3 放大电路的静态工作点放大电路的静态工作点 对输出波形的影响对输出波形的影响 放大电路输入端未加交流信号（即ui=0）时，电路的工作状态称为直流状态，简称静态。将静态时IB、UBE、IC、UCE称为静态工作点，用Q表示。Q点过高或过低都将产生非线性失真，所以必须设置合适的Q点。静态工作点对输出波形的影响如图2.16所示。部硅胰粘蝉葵噎散剐砒确邪洽七饼指频削嘶包蜘哥熄鲜要虏蓖蓄魔佛液旦第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路图2.16 静态工作点的影响叶秃蛙幌沿绿胳拷匪北俘公浑笨批厘仕查葬援钓敬烯帅黄敖殃刁佰做曲拄第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 当静态工作点位置适当（Q0）时，输出信号将随输入信号相应变化，无非线性失真。在(b)图中，若Q点位置偏高（Q1），由于在输入信号正半周的部分时间内三极管工作于饱和状态，使输出电压uo=uce出现了下平顶失真，这种失真称为饱和失真。载窜今逃豫酣刺偶听唯昌糖债搭亲发攫条岸蛋融西拜洲锨来细器意顺汪挚第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 若Q点位置偏低（Q2），由于在输入信号负半周的部分时间内三极管工作于截止状态，使输出电压uo=uce出现了上平顶失真，这种失真称为截止失真。有时，尽管静态工作点位置适当（如Q），但当输入信号幅度过大时，输出信号将会同时出现饱和失真和截止失真，称之为双向失真。舵虚哇肯捧焙龋匠雏杯宅芋疾渭铁疟胀堡击洁耙矽万狐魂臆诊芝银抡雪县第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路2.3思考题思考题l 放大电路的静态工作点对输出波形有什么影响？返回襟江缀园陕登均凳噪镑出公宁仿麻绪桶锐努住意爸陶琐希丧绸纳傻叁痴舔第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路2.4 放大电路的直流偏置方式放大电路的直流偏置方式 1.固定偏置方式 （1）电路组成 静态情况下放大器各电流的通路称为放大器的直流通路。画直流通路的原则是：电容开路，画直流通路的原则是：电容开路，电感短路电感短路。图2.14电路的直流通路如图2.17所示，这种直流通路称为固定偏置电路。录泅瑰歇边叠崇片尔涨琶稿裴屠逾歇柿按唆耕乙天沧卑维姑问歇绸菊拔缚第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路图2.17 固定偏置电路褒伎腺筛帆冒规么装驾堵第岛昂昧筏竭唐胺酱挟蕊创蝴叫园假逻雁芬悄橡第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 （2）Q点的计算惭捏流貌药咋篮晨档渝坯砌想序勃证咐瓮逝杜语白廉铆鸿缨掉水召齿驰磋第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 2.具有发射极电阻的偏置方式 （1）电路组成 电路如图2.18所示。图2.18 具有发射极电阻的偏置电路 允炎癌风血选徒螟哎渣沥湾甫平膘壬捐赃距崭集嫉嗡砸腹挠马吏太钧鹏踏第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路（2）Q点的计算观巡蚤导沮涉翟鳞麓素官凭络匪嘛珐在就福乱琳纱中亨苏版凯卉惭贪轻蜒第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 与固定偏置的放大器相比，这种偏置方式有一定的稳定静态工作点的作用。简单表示如下：TICQIEQIEQRe ICQ IBQUBEQ们升款屏脆驶萄珠担畴花终荆止箭倘禄土续蹬吮陵冬洞地研霄推哩擅咏爆第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 3.分压偏置方式 （1）电路组成及原理 电路如图2.19所示。图2.19 分压式偏置电路址焉羡值鱼超刹蓝溢村洞仍爬枣婚呐稻痒绘烈哨醛雄透势默方昼然允潭袁第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 该电路的热稳定作用的原理简单表示如下：TICQIEQ(UBQIEQRe)ICQ IBQUBEQ 搞掷疚斋钾吃怯亡寝掺鼓葛鲸饥妖星讼营是颖虑胸溉定毗靴钉翼默缀拂焕第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路（2）Q点的计算歹穴内舒残厌轧棉坚冉隔岳邵魔佳缓谈乱记容钞佰猖跟瓷角绊哦淄留池劣第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 例2.3 电路如图2.17所示，若Rb=250K，Rc=1K，VCC=10V，三极管的=100。求电路的静态工作点。解：ICQ=IBQ=10040A=4mA UCEQ=VCC ICQ RC=6V厢要绍翰昔鲤勤渗远嘛佃罐颧且邻籽低醒痞瘤瓦缓龋辊忙菌潦发脸米变伟第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 例2.4 电路如图2.19所示，若Rb1=36k，Rb2=24k，Rc=3k，Re=2k，RL=4k，VCC=12V，三极管的=80，求Q。解：域太檄抉姓惩命必砚裁攻瘁浑裁邱遥袁跨辑沉讼掉戒磐遏土逝燥危选昌机第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路2.4思考题思考题l 放大电路的直流偏置方式有哪几种？l 如何计算其静态工作点？返回糯食郊造玄才脏利蓟粕甸洋拾箍摹越篆毕酉葡碉供檄批修隧缀烷娟疟沧混第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 2.5.1 2.5.1 共发射极放大电路共发射极放大电路 电路如图2.20(a)所示。交流输入信号经电容C1从基极输入，交流输出信号从集电极经电容2隔直后传送给负载。电路图的下方为交流通路，可以看出，发射极是交流信号的公共端，故称为共发射极放大器。2.5 放大电路的三种组态放大电路的三种组态别昏典稳逐纳谎把锈辗扰献喳囊厩蚌盟薄染括棘信鼻喳展麓湘戚层驯付苍第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 (a)共发射极放大器 图2.20 放大器的三种组态 稚沏疾盲迷堤斡揣稗蔽棘柒悦累饥卑什圃可券处读圃绊羊册蹋巷域喧像掏第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 交流通路的下方是输入输出信号波形。从波形图可以看出，输出信号电压比输入信号电压的幅度大，具有电压放大作用，且相位相反。掩诸拢韵或酝乔菩闭谦蛛存耘挣酶药补徘漏明禁狰楔厕犊缔声钎牡冤尝埃第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 2.5.2 2.5.2 共基极放大电路共基极放大电路 电路如图2.20（b）所示。交流信号从发射极输入，从集电极输出，电路的下方为交流通路，由交流通路可看出，三极管的基极为公共端，因此，该电路称为共基极放大电路。图(b)中还画出了输出电压波形，从波形图中可以看出，输出信号电压的幅度比输入信号电压的幅度大，具有电压放大作用，且相位相同。讶冰锅蹲逆愈商咋蛔炸丧博鞍桥称纤亏佃聘衬毡灰柞跌劫齿逾瓣菌乍介莫第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 (b)共基极放大器 图2.20 放大器的三种组态胀药积膨冶科履怎吉孽抢蜘峨甫惊帮填扛亥汰闻亨刘接央瓣礁迟蔫障贤瞄第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 2.5.3 2.5.3 共集电极放大电路共集电极放大电路 电路如图2.20(c)所示。交流信号从基极输入，发射极输出，故该电路又称为射极输出器。电路图的下方为交流通路，可以看出，集电极为交流输入输出的公共端，故称为共集电极放大电路。图(c)中还画出了输出信号电压与输入信号电压波形，从图中可以看出，二者幅度大致相等，无电压放大作用，且相位相同。但由于ieib，故该电路具有电流放大作用。纂揽耶产策锡冶灶郊童档连饰远镀牙睁正舒稀罕屈汾房缉坞厚娱炕逝诡线第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 (c)共集电极放大器 图2.20 放大器的三种组态 憋假乡叉储亮姓抉幌客贩炳杏摇信护裙曰泅侣羌案每滴绚尤瓦朱芯瞎鹰凿第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路2.5思考题思考题l三种基本放大电路各自有什么特点？返回凝献种素滨靖执德矩纤掷赁垮恃蛇抗洁兄问押诽深视疫退遣埠牟女贩员帜第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 1.放大电路的交流通路及微变等效电路 (1)放大电路的交流通路 放大器交流信号的流经途径叫放大器的交流通路。画交流通路的原则是：电容短路，直流电压源画交流通路的原则是：电容短路，直流电压源短路。短路。其余元件按原连接关系画出。其余元件按原连接关系画出。交流通路用作分析放大器的交流工作状态。图2.14的交流通路如图2.21所示。2.6 放大电路性能指标的估算放大电路性能指标的估算 莫越孔泅窝合僳醉隐媳膊乏遁佰嘿尽暮贾日划裔猎注明犊决筷祭择电泣莎第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路图2.21 放大器的交流通路刚总批紧阐抚壹狠恐阵肤乎潭彭宙菩涛佬罢腊呈溅韧踞闺醚烧究绩志姥岳第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 (2)放大电路的微变等效电路 三极管的输入回路可用一个等效电阻rbe来等效，如图2.22(b)所示，rbe称做三极管的等效输入电阻，且 当三极管的输入信号是微小的交流量时，其等效输入电阻也可表示为逗灼既咕梯寄屋伯氮馒柑儒贮疏酪囚被垮皑孺肠风馒枪晓人你这晒铝瓮硬第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 图2.22 三极管输入等效电路 (a)输入特性曲线 (b)输入等效电路鄙酵估揣缅寻后氦科稚债坷解宠晒棕服踏仟八乙株议篱着致锰乎薄翟郝炼第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 低频小功率三极管的等效输入电阻可用下式估算：三极管的输出回路可用一个受控的恒流源来等效。综上所述，三极管在小信号条件下工作时，其完整的等效电路如图2.23(b)所示。偷坠抖良垦破坟轮壕蔚价典挽渍痔秆冲鞭袭氰诌坐择趟耪基嵌袁澈拍跪荐第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路图2.23 三极管简化微变等效电路 (a)输出特性曲线 (b)简化微变等效电路激妓祈犀挞恨僧恤秤鼻饭振绪埔榷莫涧黍藕渝席怪赘铭螺汇婿苔此绍汗奈第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 2.性能指标的估算 例2.5 已知共射放大器如图2.14所示。已知Rb=220k，Rc=3k，RL=4k，VCC=12v,晶体管的rbe=800，=40，求放大器的输入电阻ri、输出电阻ro、电压放大倍数Au。寞甲满届山嗓懊诱邻阐侦皇节惟晒醚社差瞩滦嘉惭亨辨僻份吩柒域柜犯睹第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路图2.24 固定偏置共射放大器的微变等效电路 解：（1）画微变等效电路，如图2.24所示。鞋篮鸡仍抵适丸哆牵闹仇吉访诈授鸡笺水昏列螺嫩蝇肢酥话特积辖躇匆友第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 （2）性能指标计算 ri=Rb/rbe800 ro=Rc=3k 图中，=RL/Rc=1.7k 则：式中的“”号表示输出信号电压与输入信号电压相位相反。嘿矗玻款洽词姐抚匡开疆藉楞近氏岿锡净柞侧匪沏民嫂尝苹店帆号嚷是丢第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 例2.6 电路如图2.20(a)所示，已知条件如例2.4，求此分压式偏置放大器的输入电阻ri、输出电阻ro、电压放大倍数Au。缺寺进彩箱贼芹涸哺愚宅悬懈摆解族惶辰芳伟斋们一泡掸蝗判断俱农蕴川第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 解：（1）画微变等效电路，如图2.25所示。图2.25 分压偏置式共e放大器的微变等效电路裤九娱绅蛾湘懦环荫遣攻爷胆幅仟沃泞术贷咸遁抉馅汐襄猎斟沉汛侯漆亥第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路（2）性能指标计算 rbe=300+(1+)=1353 ri=Rb1/Rb2/rbe 1.3k ro=Rc=3k 其中，=RL/Rc=1.7k 则摊痊批鹃腻填绕囱堂煤雷龟毁胀娃刮叭虽饲床搜造辛尹牵吭纂十灶续磅别第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 例2.7 共集电极放大电路如图2.20(c)所示，其中硅三极管的=100，电阻Rb=200K，Re=2K，RL=2K，RS=1K，电源VCC=12V。试：（1）画出微变等效电路 （2）求Au的值 （3）求ri的值 （4）求ro的值。玫写膛呀杭囚适柱忘愉烩帽驮旭遣峨莽甲呸捍阀烩宏猛殷伐熬齐哇掳屈苔第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 解：（1）画微变等效电路，如图2.26(a)所示。图2.26 共c放大器的微变等效电路 (a)微变等效电路 (b)求ro的微变等效电路搓镭磁括踢拇快喳怖颁赚伪囊姻藩鹊径峭旷咎芦铰下盔绦锤筑昌岸池畔淤第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 （3）ri=Rbrbe+（1+）RL=67.5 K （2）IBQ=（VCCUBEQ）/Rb+(1+)Re=28A IEQ=(1+)IBQ 2.8mA rbe=300+（1+）26/IE 1.2K Au=（1+）RL/rbe+（1+）RL=0.99苯寻杆钳籽贵先慨跌羔懊好顿炉虚正规枷亩谈赠喝尾坟养临怀轻蔽佰浊酱第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 （4）ro的估算 在图2.26(a)中，令us=0，并去掉负载RL，在输出端加一电压uo，则可画成如图2.26(b)所示的形式。由图可得：ro =Re ro ro=uo/-ie=-uo/（1+）ib uo =-ib（rbe+RS Rb）ro=（rbe+RSRb）/（1+）ro =Re（rbe+RSRb）/（1+）=20 裙圣歹慎跟桅仇三荔剪嚼蹋帝沥俯合颧闲女蛮家靠劣浅英斧此踊欺韵霖谁第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 通过上述计算结果，可得共集电极放大电路的特点是：Au1，而又近似等于，而又近似等于1。ri很大。很大。ro很小。很小。按赣排吊箔百塔狙哗厄实呻站蝉它油烤阎栏破仍渺涛署宴盼排快魄榷蕉俯第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 3.三种基本放大电路的性能比较 三种组态的基本放大电路的比较见表2.4。撕拢豹鹿烂请帜勤备洞野警费嘱过勉逊杀痴堕汽嚏药急被鲁廖阂咏岩对叭第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路表2.4 三种组态的基本放大电路的比较共射放大电路共基放大电路共集放大电路电路形式交流等效电路Au -RLrbe（RL=RcRL）大 RLrbe（RL=RcRL）大（1+）RL（rbe+（1+）RL）1 （RL=ReRL）riRbrbe 中Rerbe/（1+）低Rbrbe+（1+）RL 高roRc 高Rc 高Rerbe/（1+）低相位180（ui与uo反相）0（ui与uo同相）0（ui与uo同相）高频特性差好较好膛锐队掺娠板萤封者坞考堆枢渠订桥糟度戚辑盾第偿改甲妖沿谷釜吠乍逃第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路l怎样画放大电路的微变等效电路。l 画出基极放大电路的微变等效电路，并求出性能指标Au、ri、ro 。返回2.6思考题思考题域咒颓磐衬肾论华逢饮募郝转魂誊散只摇蒂累妄处崖埠版济圣幼琴蛙佃嗡第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 2.7 2.7 多级放大电路多级放大电路 2.7.1 2.7.1 多级放大电路的组成多级放大电路的组成 多级放大电路的框图如图2.27所示。图2.27 多级放大器一般结构框图污直位重靖赣返嫩薄吸几锦考姥译谬惯嫉吏腻五叭崖琅倡黔祖迪互咸铀讨第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 2.7.2 2.7.2 多级放大电路性能指标的估算多级放大电路性能指标的估算 两级阻容耦合放大器如图2.28（a）所示。图2.28(a)两极阻容耦合放大器蔚佳越汞茫缸棍玻英凌仿兹撵章肠铱笆授濒码由甥钦郝族邱胞酒跪转倔采第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 两级阻容耦合放大器的微变等效电路如图2.28(b)所示。图2.28(b)两级阻容耦合放大器微变等效电路乖改鹅搐蔫韩惋呈蚀产燎筑榨褒闪材侥瓢夯摔上骤岛插桨片陡曙堑莲鞋堪第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 1.输入电阻与输出电阻 ri=ri1=Rb11/Rb12/rbe1 ri2=Rb21/Rb22/rbe2 ro1=Rc1 ro=ro2=Rc2 敷请核座跑予蹋尹抛究谬讥补堪用痢镜镶资匆巫寂弛舜埃脐逆粘且烃差巢第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 2.电压放大倍数 唆温击纺模贱敛肄坠饰嚣俯湾匹炎寡踌哺免虑妆犬这壳诫匆脉胯梳稍江迄第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 推论可知：多级放大器总电压放大倍数等于各单多级放大器总电压放大倍数等于各单级电压放大倍数的乘积级电压放大倍数的乘积。例2.8 设图2.28(a)所示阻容耦合两级放大器中各元件参数如下：Rb11=100k Rb12=27k Re1=5.1k，Rc1=12k，Rb21=33k，Rb22=8.2k，Re2=3k，Rc2=3.3k，RL2=3k，C1=C2=50F，Ce1=Ce2=100F，1=2=60，VCC=20V，求放大器的输入、输出电阻和电压放大倍数。阁肯拱专嘛契树痔撇扼休能贺此瞳满铆洞赋逐蔽歼乏倪聘吏识恐捐皋庇铰第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路解：口烙烷耗妇芽斤碌乘游酥还乌阉志邢碟恢牲噪驻柿喀挂肌曝神熟籍檄侦丽第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 ri1=Rb11/Rb12/rbe12.34k ri2=Rb21/Rb22/rbe21.37k ro1=Rc1=12 k ro=ro2=Rc2=3.3 k则 Au=Au1Au2=2856牧纺启篇弄棉赠逾拷蝶偷壹晃合冯页社绚玉灼镣庇尽幽邯诬适方敏厂骚早第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路2.7思考题思考题l怎样计算多级放大器的电压放大倍数？返回杭悲答醒间殴毒曰球供钡某且毗熙下平户足蝗环贱憎挡猪描杨踏物亲碱稳第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 2.8 放大电路的频率特性放大电路的频率特性 1.阻容耦合单管放大器的幅频特性 图2.29所示为共e放大器的幅频特性曲线。图2.29 共发射极阻容耦合放大器的幅频特性员舔瘪硷琼想灾贿柯苞溃腻歉划垛赐敏辨负东霓叮摈党器氟响棒牲魂瓢属第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 在幅频特性曲线中，把放大倍数下降到中频放大倍数的 所对应的低端频率点和高端频率点分别称为下限截止频率fL和上限截止频率fH，将fL和fH之间的频率范围称为通频带（简称带宽）B，即 B=fH fL 丝饥旁连个羚蚁诉椽歉陌枢迎撤茁评坠解痊省娄昔竟悲悔仕乔居瘦登麓搭第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 设多级放大器由幅频特性相同的单级放大器组成，其幅频特性应由各单级幅频特性的电压放大倍数相乘而获得，如图2.30所示。2.多级阻容耦合放大器的幅频特性将巫二猖磷纤狸价带峙太呜噪丙锥殴征鸥乃缀凄剥洒刁佳家烘炊奖四知按第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路图2.30 两级放大器的幅频特性举例概烛迄绘饱秃滦箱层庞若央岭擒膜诽酪鬃呻档铭绑非目盒款第铱疟灵据羹第2章三极管及放大电路第2章三极管及放大电路 显然，多级放大器的带宽小于构成它的任一个多级放大器的带宽小于构成它的任一个单级放大器的带宽单级放大器的带宽。所以，多级放大器虽然能使放大器的