三极管及放大电路基础.ppt

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1、第二章第二章三极管及放大电路基础三极管及放大电路基础重点：重点：1.了解三极管的基本构造、工作原理和特性了解三极管的基本构造、工作原理和特性曲线，理解主要参数的意义；曲线，理解主要参数的意义；2.理解三极管的电流分配和电流放大作用；理解三极管的电流分配和电流放大作用；3.会判断三极管的工作状态。会判断三极管的工作状态。4.掌握各类三极管放大电路的分析方法掌握各类三极管放大电路的分析方法:(1)静静态的工作点估算法态的工作点估算法;(2)动态的微变等效电路动态的微变等效电路分析法分析法,即即AV、ri和和ro的计算方法。的计算方法。（1-2）4.1 半导体三极管简介半导体三极管简介晶晶体体三三极

2、极管管,双双极极型型晶晶体体管管(Bipolar Junction Transistor,简称简称BJT)BECNNP基极基极发射极发射极集电极集电极NPN型型PNP型型一一.基本结构基本结构三层半导体三层半导体,两个两个PN结。结。PNP集电极集电极基极基极发射极发射极BCE集电结集电结 c集电结集电结c 结结发射结发射结 e发射结发射结e 结结（1-3）基区：最薄，基区：最薄，基区：最薄，基区：最薄，掺杂浓度最低掺杂浓度最低掺杂浓度最低掺杂浓度最低发射区：掺发射区：掺发射区：掺发射区：掺杂浓度最高杂浓度最高杂浓度最高杂浓度最高B B B BE E E EC C C CN N N NN N

3、N NP P P P基极基极基极基极发射极发射极发射极发射极集电极集电极集电极集电极结构特点：结构特点：结构特点：结构特点：集电区：集电区：集电区：集电区：面积最大面积最大面积最大面积最大（1-4）BECNPN型型三极管三极管BECPNP型型三极管三极管二二.图形符号图形符号BECNNP基极基极发射极发射极集电极集电极BECPPN基极基极发射极发射极集电极集电极（1-5）三三.三极管的三种连接方式三极管的三种连接方式共集电极接法共集电极接法:集电极作为输集电极作为输入输出公共端入输出公共端,用用CC表示。表示。共基极接法共基极接法:基极作为输入基极作为输入输出公共端输出公共端,用用CB表示；表

4、示；共发射极接法共发射极接法:发射极作为输发射极作为输入输出公共端入输出公共端,用用CE表示；表示；cbe输入输入输出输出ebc输入输入输出输出ebc输入输入输出输出（1-6）四四.电流放大原理电流放大原理(以以NPN管共管共e 极为例极为例)IC+VCE-VBERBIBECEBRCBECIE+-B BEC CN NN NP PEBRBE EC CRC若若:VCVBVE,e 结正偏结正偏,c 结反偏结反偏则电路特点：则电路特点：IE=IC IB :直流直流电流放大系数电流放大系数:交流电流放大系数交流电流放大系数 三极管处在放大状态时三极管处在放大状态时,二者的二者的数值近似相等。因此数值近似

5、相等。因此,在以后的计在以后的计算中算中,一般取：一般取：三极管具有放大电流作用的外部条件三极管具有放大电流作用的外部条件是是:电流电流变化量变化量发射结正偏发射结正偏,集电结反偏集电结反偏。（1-7）BECNNPEBRBEC三极管内部载流子的运动规律三极管内部载流子的运动规律三极管内部载流子的运动规律三极管内部载流子的运动规律IE因发射结正偏，因发射结正偏，发射区电子向基发射区电子向基区扩散，从区扩散，从EB、EC“”补充电补充电子，形成子，形成I IE E进入进入P P 区的电子区的电子少部分与基区的少部分与基区的空穴复合，被空穴复合，被EB“+”吸引，形成吸引，形成I IB B 因因PN

6、PN结反偏，结反偏，C C旁边的电子漂旁边的电子漂移进入集电区移进入集电区而被而被EC“+”收收集，形成集，形成I IC CIBIC多数扩散到多数扩散到集电结旁边。集电结旁边。三极管具有放大电流作用的内部条三极管具有放大电流作用的内部条件是：件是：基区的厚度及其基区的厚度及其掺杂浓度掺杂浓度。（1-8）五五.开关特性开关特性(以以NPN管共管共e 极为例极为例)IC+VCE-VBERBIBECEBRCBECIE+-B BEC CN NN NP PEBRBE EC CRC(1)当当VBVCVE,e 结正偏结正偏,c 结正偏结正偏则电路特点：则电路特点：VCE 0,IBIC 无无电流放大作用电流放

7、大作用,称为饱和状态称为饱和状态这时三极管这时三极管CE端相当于接通。端相当于接通。原因原因:VCE小小,收集电子的能力不够强。收集电子的能力不够强。(2)当当VCVEVB,e结反偏结反偏,c结反偏结反偏:则电路特点：则电路特点：IB 0,IC0,VCE EC 无无电流放大作用电流放大作用,称为截止状态称为截止状态这时三极管这时三极管CE端相当于断开。端相当于断开。原因原因:VBE0,VBC0。（1-9）IB(A)VBE(V)80604020硅管硅管VBE 0.60.7 V 锗管锗管VBE 0.20.3V放大状态放大状态死区电压：死区电压：硅管硅管0.5V锗管锗管0.2V放大状态时放大状态时:

8、VBE越大越大,IB越大越大六六.特性曲线特性曲线(以以NPN管共管共e 极为例极为例)1、输入特性输入特性(IB VBE/VCE=constant)当当VCE 1V时：时：硅管硅管VBE 0.7 V,锗管锗管VBE 0.3V饱和状态饱和状态7525ICVCEVBERBIBECEBRCBECIEVBE 死区电压死区电压:截止状态截止状态（1-10）2、输出特性输出特性(IC VCE/IB=constant)ICVCEVBERBIBECEBRCBECIE原因：原因：(1)当当uCE=0 V时，因时，因集电极无收集作用，集电极无收集作用，iC=0。(2)uCE Ic 。(3)当当uCE 1V后后,

9、收集电子的能力足够强。这时收集电子的能力足够强。这时,发射到基区的电发射到基区的电子都被集电极收集子都被集电极收集,形成形成iC。所以。所以uCE再增加再增加,iC基本保持不变。基本保持不变。同理，可作出同理，可作出iB=其他值的曲线。其他值的曲线。从从输出特性上输出特性上如何求如何求 或或？IB=60 AIC(mA )4321VCE(V)3 6 9 12020 A80 A100 A40 AICEO饱和区饱和区截止区截止区放大区放大区（1-11）特点特点:VCE硅硅硅硅0.3(0.3(锗锗锗锗0.1)V0.1)V0,IBIC,(1)饱和区饱和区:IB=60 AIC(mA )4321VCE(V)

10、3 6 9 12020 A80 A100 A40 A饱和区饱和区ICVCEVBERBIBECEBRCBECIE3、三极管的工作状态及其判断方法、三极管的工作状态及其判断方法三极管可工作在三个区域：饱和区、截止状区、放大区三极管可工作在三个区域：饱和区、截止状区、放大区VCE VBE区域区域,发射结发射结e 正偏正偏,集电结集电结c正偏。正偏。（1-12）如何判断是否饱和？如何判断是否饱和？方法方法1:若若VBVC VE且且VCE0方法方法2:IB ICS三极管可靠饱和三极管可靠饱和特点：特点：VCE 0,IBIC，本图中：本图中：其中：其中：ICS为为VCE0的的IC这时三极管这时三极管C、E

11、端相当于端相当于:一个接通的开关。一个接通的开关。CEECRCICVCEICVCEVBERBIBECEBRCBECIE（1-13）(2)截止区：截止区：VBE0,IB 0区域区域,发射发射e结反偏结反偏,集电集电c结反偏结反偏特点特点:VBE死区电压死区电压,IB00,ICICEO 0,IB=60 AIC(mA )4321VCE(V)3 6 9 12020 A80 A100 A40 A截止区截止区ICVCEVBERBIBECEBRCBECIEVCEEC（1-14）如何判断是否截止？如何判断是否截止？若若：VBE 0(死区电压死区电压)或或 VCVE VB三极管可靠截止三极管可靠截止特点特点:V

12、BE死区电压死区电压,IB00,IC ICEO 0,VCE EC这时三极管这时三极管C、E端相当于端相当于:一个断开的开关。一个断开的开关。CEECRCICVCEICVCEVBERBIBECEBRCBECIE（1-15）(3)放大区放大区：特点特点:IC=IB,且且 IC=IB,VCEECIC RCIB=60 AIC(mA )4321VCE(V)3 6 9 12020 A80 A100 A40 A放大区放大区ICVCEVBERBIBECEBRCBECIEIC=IB区域区域,发射结发射结e正偏，集电结正偏，集电结c反反偏偏（1-16）判断是否放大的方法：判断是否放大的方法：先判断是否截止？先判断

13、是否截止？再判断是否饱和？再判断是否饱和？若既不是截止，也不是饱和，若既不是截止，也不是饱和，也不是倒置状态，那就是放大。也不是倒置状态，那就是放大。或：或：VCVB VE且且VBE硅管硅管0.5V(锗管锗管0.2V)特点：特点：IC=IB,且且 IC=IB，VCEECIC RC这时三极管这时三极管C、E端相当于端相当于:一个受电流控制的恒流源。一个受电流控制的恒流源。CEECRCICVCE IBICVCEVBERBIBECEBRCBECIE（1-17）(4)倒置状态倒置状态UBERBIBECEBRCBEC若若VBE硅管硅管0.5V,锗管锗管0.2V，且且VE VC即即:VBVEVC三极管处在

14、倒置状态。三极管处在倒置状态。注意：分析注意：分析PNP管时，须将所有的电管时，须将所有的电压电流方向、大于小于号方向反过来。压电流方向、大于小于号方向反过来。（1-18）IC(mA )1234VCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A100 A(5)过损耗区过损耗区(晶体管不能工作的区域晶体管不能工作的区域)VCEICPCM的区域的区域过损耗区：过损耗区：VCEICPCM（1-19）七、主要参数七、主要参数1.电流放大系数电流放大系数 (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：=IC/IB共发射极共发射极交流电流放大交流电流放大系数系数：=IC/IB注意：

15、注意：交交直电流放大系数虽含义不同直电流放大系数虽含义不同,但但当当三极管处在放三极管处在放大状态大状态情况下情况下,ICBO和和ICEO很小时很小时,两者数值接近。在以两者数值接近。在以后的计算中后的计算中,一般作近似处理：一般作近似处理：常用晶体管的常用晶体管的常用晶体管的常用晶体管的 值在值在值在值在20 20020 200之间。之间。之间。之间。共基极共基极交流电流放大交流电流放大系数系数：=IC/IE (2)共共基基极直流电流放大系数：极直流电流放大系数：=IC/IE 且且:=/(1+)（1-21）2.2.集集集集-基极反向截止电流基极反向截止电流基极反向截止电流基极反向截止电流 I

16、 ICBOCBO I ICBOCBO是由少数载流子的是由少数载流子的是由少数载流子的是由少数载流子的漂移运动所形成的电流，漂移运动所形成的电流，漂移运动所形成的电流，漂移运动所形成的电流，受温度的影响大。受温度的影响大。受温度的影响大。受温度的影响大。温度温度温度温度I ICBOCBO ICBO A+EC3.3.集集集集-射极反向截止电流射极反向截止电流射极反向截止电流射极反向截止电流(穿透电流穿透电流穿透电流穿透电流)I ICEOCEO AICEOIB=0+I ICEOCEO受温度的影响大。受温度的影响大。受温度的影响大。受温度的影响大。温度温度温度温度I ICEOCEO ，所以所以所以所以

17、I IC C也也也也相应增加。相应增加。相应增加。相应增加。三极管的温三极管的温三极管的温三极管的温度特性较差。度特性较差。度特性较差。度特性较差。注意：注意：ICEO=(1+)ICBO（1-22）4.4.集电极最大允许电流集电极最大允许电流集电极最大允许电流集电极最大允许电流 I ICMCM 集电极电流集电极电流集电极电流集电极电流 I IC C上升会导致三极管的上升会导致三极管的上升会导致三极管的上升会导致三极管的 值的下降，当值的下降，当值的下降，当值的下降，当 值值值值下降到正常值的三分之二时的集电极电流即为下降到正常值的三分之二时的集电极电流即为下降到正常值的三分之二时的集电极电流即

18、为下降到正常值的三分之二时的集电极电流即为I ICMCM。5.5.集电极最大允许耗散功耗集电极最大允许耗散功耗集电极最大允许耗散功耗集电极最大允许耗散功耗P PCMCM 若若若若集电极电流通过集电结时所产生的功耗集电极电流通过集电结时所产生的功耗集电极电流通过集电结时所产生的功耗集电极电流通过集电结时所产生的功耗P PC C=I IC CV VCE CE 过大，温升过高会烧坏三极管。所以要求：过大，温升过高会烧坏三极管。所以要求：过大，温升过高会烧坏三极管。所以要求：过大，温升过高会烧坏三极管。所以要求：P PC C=I IC C V VCECE P PCMCM6.6.集集集集-射极反向击穿电

19、压射极反向击穿电压射极反向击穿电压射极反向击穿电压V V(BR)CEO(BR)CEO基极开路时，集电极与发射极之间允许的最大反向基极开路时，集电极与发射极之间允许的最大反向电压。电压。（1-23）ICMV(BR)CEO由三个极限参数可画出三极管的安全工作区由三个极限参数可画出三极管的安全工作区由三个极限参数可画出三极管的安全工作区由三个极限参数可画出三极管的安全工作区ICVCEOI IC CV VCECE=P=PCMCM安全工作区安全工作区（1-24）八、晶体管参数与温度的关系八、晶体管参数与温度的关系1 1、温度对温度对ICBO的影响的影响 温度每增加温度每增加温度每增加温度每增加1010

20、C C，I ICBOCBO增大一倍。增大一倍。增大一倍。增大一倍。2 2、温度对温度对V VBE BE(或或或或I IB B)的影响的影响 温度每升高温度每升高温度每升高温度每升高 1 1 C C，V VBEBE将减小将减小将减小将减小(22.5)mV(22.5)mV。温度升高时温度升高时温度升高时温度升高时,若保持若保持若保持若保持V VBEBE不变不变不变不变,则则则则I IB B将会提高。将会提高。将会提高。将会提高。3 3、温度对温度对 的影响的影响 温度每升高温度每升高温度每升高温度每升高 1 1 C C，增加增加增加增加 0.5%1.0%0.5%1.0%。4、温度对反向击穿电压、温

21、度对反向击穿电压V(BR)CBO、V(BR)CEO的影响的影响 温度升高时温度升高时温度升高时温度升高时,V V(BR)CBO(BR)CBO和和和和V V(BR)CEO(BR)CEO都会有所提高。都会有所提高。都会有所提高。都会有所提高。5.温度对温度对BJT特性曲线的影响特性曲线的影响 温度升高时温度升高时温度升高时温度升高时:输入特性曲线将向左移动输入特性曲线将向左移动输入特性曲线将向左移动输入特性曲线将向左移动;输出特性曲输出特性曲输出特性曲输出特性曲线将向上移动，各条曲线间的距离加大。线将向上移动，各条曲线间的距离加大。线将向上移动，各条曲线间的距离加大。线将向上移动，各条曲线间的距离

22、加大。（1-27）27三极管的测试判断三极管的测试判断 如果能 把前面的讲课内容都理解了，那么用万用表来检测三极管就很简单了，判断三极管的时候，我们最好有数字万用表，数字表上通常都有个二极管测试档位，利用这个功能对三极管进行判断，还可以根据数字表上的显示来确定三极管的构成材料。我们利用二极管来模拟三极管的两个PN结，方便说明对三极管的测试。PNP三极管的测试。看图测试NPN方法与PNP的相反。电容我还可以在电路中测量，利用三极管的一些特性，通过电压来测量三极管的材料以及三个电极。（1-28）（1-29）三极管代换原则 1、型和型三极管之间不能代换，硅管和锗管之间不能代换。2、原则上要原型号代换

23、，介在实际维修中很做到同型号代换，主板一般采用的三极管大多是硅管，所以代换时，只须做到硅管代换硅管，型代换型，型代换型即可。3、三极管的三个引脚不能弄错，拆下坏三极管时要记住线路板上各引脚孔的位置。（1-30）301、放大电路、放大电路 对三极管放大电路的分析，包括静态分析和动态分析两部分。也就是直流方面的分析和交流方面的分析 直流方面的分析主要是判断三极管是否有合适的直流工作条件 交流方面的分析主要是判断放大电路是否能够正常的放大信号。三极管在电路中的应用三极管在电路中的应用（1-31）311.直流方面直流方面 在进行直流电路分析时，应掌握了解前面讲过的三极管知识，特别是起始电压和三极管工作

24、条件方面的知识，检查三极管的直流电路时，通常需要使用万用表或示波器。放大电路的直流分析包括很多方面，但从我们维修角度出发，主要是通过对三极管三个电极的电压进行测量，来判断三极管的直流工作条件是否正常。进行判断是很简单的，知道三极管三个电极的电位关系就可以（NPN型三极管VC大于VB大于VE，PNP型三极管VE大于VB大于VC）只要三极管的三个电极的电位满足这个条件，则三极管的直流电路是正常的。在进行放大器的直流电路检测时，应做到对三极管的基极偏压或者控制信号以及集电极工作电源路径进行查找，无论是检测基极直流通道还是集电极直流通道，检测方法都可以用一句话来概括:从三极管的基极（或集电极）出发，只

25、能经过电感或电阻，遇着电容就回头。（1-32）322交流分析交流分析放大电路的交流分析也是好多种，不管是那种，从我们维修的角度来说，主要从以下及个方面入手。（1）检查放大电路输出端的信号幅度，正常情况下，放大电路输出端的信号幅度比输入端的大，（不同放大电路输出输入信号幅度的差值不一样），如果输出端的信号幅度比输入端的小或不在正常差值范围内，则说明放大电路工作不正常，应该检查放大电路的直流方面或放大电路中的元器件。（2）检查放大电路的信号是否失真，（即放大电路输出的信号幅度是否在正常范围内）如果信号失真，也需要检查放大电路。（3）如果放大电路是低频放大，用一般的示波器可以完成对电路的检查，如果

26、放大电路是高频放大，则需要借助频谱分析仪等测试设备来检测。（1-33）4.2 阻容耦合基本共射放大电路阻容耦合基本共射放大电路适用范围适用范围:放大中高频率信号放大中高频率信号一一.电路组成电路组成条件条件VC VB VEVCCRBVBBRCT+vi+vo C2RL+RS+vs C1电路改进：采电路改进：采用单电源供电用单电源供电RS+vs RBRCC1C2T+RL+vi+vo VCCVC VB VE RB RC（1-34）+VCCRS+vs RBRCC1C2T+RL+vi+vo 简化电路简化电路阻容耦合基本阻容耦合基本共射放大电路共射放大电路(固定偏置电路固定偏置电路)RS+vs RBRCC

27、1C2T+RL+vi+vo VCC（1-35）+VCCRBRCC1C2T+vi+vo 二、放大原理二、放大原理1、当、当vi=0时时(静态静态)的的各点波形各点波形=0IBICVCE=VCC-IC RC+VBE-+VCE-=0VBE ICvBE tiC tvitvotvCE tIBiB tIC=IBVCE（1-36）ICVCEOIBVBEO结论：结论：(1)(1)无输入信号电压时，三极管各电极都是恒定的电压无输入信号电压时，三极管各电极都是恒定的电压无输入信号电压时，三极管各电极都是恒定的电压无输入信号电压时，三极管各电极都是恒定的电压和电流和电流和电流和电流:I IBQBQ、V VBEQBE

28、Q和和和和 I ICQCQ、V VCEQCEQ 。(2)(2)点点点点(I IBQ BQ,V VBEQBEQ)和和和和(I ICQCQ,V VCEQCEQ)分别对应于输入、输出分别对应于输入、输出分别对应于输入、输出分别对应于输入、输出特性曲线上的一个点，称为特性曲线上的一个点，称为特性曲线上的一个点，称为特性曲线上的一个点，称为静态工作点静态工作点静态工作点静态工作点,用用用用Q Q Q Q表示表示表示表示。QIBQVBEQQVCEQICQ（1-37）+VCCRBRCC1C2T+vi+vo vCE=VCC-iC RC+vBE-iBiC+vCE-iC=iB2、当、当vi 0时时(动态动态)的的

29、各点波形各点波形条件：条件：vi为中高频率信号为中高频率信号结论：结论：若参数选取得当若参数选取得当若参数选取得当若参数选取得当,输出电压可比输入输出电压可比输入输出电压可比输入输出电压可比输入电压大电压大电压大电压大,即电路具有电压放大作用。即电路具有电压放大作用。即电路具有电压放大作用。即电路具有电压放大作用。VBE ICvBE tiC tvitvotvCE tIBiB tVCE（1-38）三三.放大原理总结放大原理总结(1)为使晶体管工作于放大区为使晶体管工作于放大区,使使e结正偏结正偏,c结反偏结反偏 必须正确设置静态工作点。必须正确设置静态工作点。(2)放大实质放大实质:vi变化变化

30、 vBE变化变化 iB变化变化 iC变化变化 vCE变变化化经电容耦合只输出交流信号经电容耦合只输出交流信号vo(3)在有信号输入时在有信号输入时,放大电路内部同时存在着交、直流放大电路内部同时存在着交、直流两种成分，而且信号正负半周迭加在静态值两种成分，而且信号正负半周迭加在静态值(以以Q为中心为中心点点)的基础上变化的基础上变化,但不改变各电量的极性但不改变各电量的极性,从而保证从而保证e 结结正偏正偏,c 结反偏。结反偏。四四.符号规定符号规定直流量：大写字母、大写下标直流量：大写字母、大写下标 VA交直迭加量交直迭加量:小写字母、大写下标小写字母、大写下标 vA交流量交流量:瞬时值：小

31、写字母、小写下标瞬时值：小写字母、小写下标 va有效值：大写字母、小写下标有效值：大写字母、小写下标 Va（1-39）(1)画直流通道画直流通道直流电流能流直流电流能流通之处通之处4.3 放大电路的分析方法放大电路的分析方法(阻容耦合基本电路阻容耦合基本电路)一、静态分析一、静态分析求求vi=0 时时(VCC单独作用时单独作用时)的的IBQ,VBEQ,ICQ,VCEQ断开断开断开断开+VCCRSvsRBRCC1C2T+RL+vi+vo 直流通道直流通道+VCCRBRCTIBQVBEQICQVCEQ1、估算法、估算法（1-40）(2)估算估算IBQ根据根据KVL：VCCIBQ RB+VBEQVB

32、EQ取硅管取硅管0.60.7V,锗管锗管0.20.3V。RB称为称为偏置电阻偏置电阻，IBQ称为称为偏置电流偏置电流。(3)估算估算ICQ根据晶体管电流放大作用根据晶体管电流放大作用ICQ IBQ(4)估算估算VCEQ根据根据KVL：VCCICQ RC+VCEQVCEQ VCC ICQ RC+VCCRBRCTIBQVBEQICQVCEQ（1-41）2.图解法图解法(使用条件使用条件:已知输出特性曲线已知输出特性曲线)(3.)与与 IBQ对应的输出对应的输出特性曲线与直流负载特性曲线与直流负载线的交点就是线的交点就是Q点。点。Q点对应在纵轴与横点对应在纵轴与横轴上的就是静态工作轴上的就是静态工作

33、值值ICQ与与VCEQICVCEQVCCICQVCEQ(1)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直流负载线方程直流负载线方程(VCEIC关系关系):VCE VCC IC RC直负线直负线IBQ(2)估算估算IBQ：VCCRC（1-42）二、动态分析二、动态分析(1)画交流通路画交流通路vS 单独作用且频率较高单独作用且频率较高 交流通路中交流通路中VCC,C1,C2应应短接短接VCC,C1,C2短接短接+VCCRSvsRBRCC1C2T+RL+vi+vo RBRC+vi+vo RLRSvs+vce-ic求求vS 单独作用时单独作用时vo,Av,ri,ro1.图解法图解法

34、(使用条件使用条件:已知输入、输出特性曲线已知输入、输出特性曲线)（1-43）为线性关系。为线性关系。即交流电压即交流电压vce、电流、电流ic 是沿着斜率为：是沿着斜率为：-1/(RL/RC)的直的直线轨迹变化的。线轨迹变化的。该轨迹怎样画在输出特性坐标上？该轨迹怎样画在输出特性坐标上？注意：输入、输出特性坐标是交直流情况均包含。注意：输入、输出特性坐标是交直流情况均包含。动态时动态时vceic是叠加在直流值是叠加在直流值VCEQ、ICQ基础上变化的基础上变化的这条直线通过这条直线通过Q点点称为称为交流负载线交流负载线。RBRC+vi+vo RLRSvs+vce-ic动态时动态时vceic

35、关系：关系：（1-44）(2)作交流负载线作交流负载线vCEiC的动态轨迹的动态轨迹交流负载线交流负载线直流负载线直流负载线vCE最大输出电压范围最大输出电压范围ICVCEVCCQIBQVCCRCvce变化范围变化范围ic变化范围变化范围作法：过作法：过Q点且斜率为点且斜率为-1/(RL/RC)的直线的直线（1-45）画出画出iC 变化引起的变化引起的vCE 变化变化将输入将输入vi迭加在静态值迭加在静态值VBE上上,画出画出vBE 的变化量的变化量设设 vi=0.01sin t viBiC=iB t(3)若已知若已知vi ,如何用图解法求如何用图解法求vo、Av？先按前述步骤作出交流负载线先

36、按前述步骤作出交流负载线画出画出vBE变化引起的变化引起的iB变化变化画出画出iB变化引起的变化引起的iC 变化变化交流负载线交流负载线IC(mA)VCE(V)Q80 A60 A40 A6432IB(A)VBE(V)Q806040（1-46）ic 和和vce 沿交流负载沿交流负载线变化线变化vo相位如何相位如何vo与与vi反相！反相！vCEvo交流负载线交流负载线vCE 经电容输出就是经电容输出就是vo放大倍数：放大倍数：IC(mA)VCE(V)iC80 A60 A40 A4324 6 8（1-47）ICVCEvCE可输出最大而可输出最大而不失真信号不失真信号(4)失真分析失真分析若选择合适的

37、静态工作点若选择合适的静态工作点iC交负线交负线（1-48）ICVCE 若若若若Q Q设置过低，设置过低，设置过低，设置过低，信号易进入截止区信号易进入截止区信号易进入截止区信号易进入截止区,晶体管进入截止晶体管进入截止晶体管进入截止晶体管进入截止区工作，造成截止失真。区工作，造成截止失真。区工作，造成截止失真。区工作，造成截止失真。vCE输出波形输出波形 iC截止失真截止失真交负线交负线 适当增加基极电流适当增加基极电流适当增加基极电流适当增加基极电流可消除可消除可消除可消除截止截止截止截止失真。失真。失真。失真。减小减小减小减小R RB B（1-49）ICVCE 若若若若Q Q设置过高设置

38、过高设置过高设置过高，信号易进入饱和区，信号易进入饱和区，信号易进入饱和区，信号易进入饱和区,晶体管进入饱晶体管进入饱晶体管进入饱晶体管进入饱和区工作，造成饱和失真。和区工作，造成饱和失真。和区工作，造成饱和失真。和区工作，造成饱和失真。vCE输出波形输出波形饱和失真饱和失真交负线交负线 iC适当减小基极电流适当减小基极电流适当减小基极电流适当减小基极电流可消除可消除可消除可消除饱和饱和饱和饱和失真。失真。失真。失真。增加增加增加增加R RB B（1-50）vCEiC 如果如果如果如果Q Q设置合适，信号幅值过大也可产生失真。设置合适，信号幅值过大也可产生失真。设置合适，信号幅值过大也可产生失

39、真。设置合适，信号幅值过大也可产生失真。ICVCE既有饱和失真既有饱和失真既有饱和失真既有饱和失真又有又有又有又有截止失真截止失真截止失真截止失真交负线交负线减小信号幅值减小信号幅值减小信号幅值减小信号幅值可消除失真。可消除失真。可消除失真。可消除失真。（1-51）2、小信号模型分析法、小信号模型分析法(微变等效电路法微变等效电路法)(1)三极管的线性化三极管的线性化(小信号小信号)模型模型icib+vce-cbe+vbe-等效条件等效条件:BJT处在线性放大状态处在线性放大状态;分析动态分析动态,信号很小信号很小;工作在中低频段工作在中低频段等等效效+rvce -+vbe-rbe+vce-i

40、brceicibbce简化简化模型模型crbe ibibbeic+vce-+vbe-(2)三极管的简化线性化三极管的简化线性化(小信号小信号)模型模型 各参数经推导与实验证明：各参数经推导与实验证明：rbe103，r10-310-4 102，rce105 。由于由于 r0和和rce,三极管三极管等效为：等效为：（1-56）rbe的量级从几百欧到几千欧。的量级从几百欧到几千欧。注意注意:当题目中当题目中rbe已给定时不已给定时不用再计算。用再计算。(3)rbe的计算公式的计算公式rbe与与Q点有关点有关,可用图示仪测出。可用图示仪测出。当静态值当静态值IE=(0.15)mA时可用公式时可用公式估

41、算估算:icib+vce-cbe+vbe-等等效效对于低频小功率管：对于低频小功率管：crbe ibibbeic+vce-+vbe-分析动态分析动态信号很小信号很小rbe（1-57）(4)微变等效电路微变等效电路(小信号等效电路小信号等效电路)用用线性化模型线性化模型代替交流通道中的三极管即可代替交流通道中的三极管即可RBRC+vi+vo RLRS+vs +VCCRS+vs RBRCC1C2T+RL+vi+vo 交流交流通路通路微变等微变等效电路效电路RCRL+vo -RBrbeibic ib ibRS+vS-+vi -ii（1-58）(5)电压增益电压增益(电压放大倍数电压放大倍数)Av的计

42、算的计算特点：特点：负载电阻越小，放大倍数越小。负载电阻越小，放大倍数越小。设设:RLRC/RL vi=ibrbe vo=-=-ibRL定义定义:Av=vo/viRCRL+vo -RBrbeibic ib ibRS+vS-+vi -ii（1-59）RCRL+vo -RBrbeibic ib ibRS+vS-+vi -ii(6)输入电阻输入电阻ri的计算的计算输入电阻的定义输入电阻的定义:ri=vi/ii是动态电阻是动态电阻,信号源的负载。信号源的负载。riRS+vS-+vi-iiri等效等效RB/rbe输入电阻输入电阻ri 越大，越大，vi 越大，输入电阻越大，输入电阻ri越大越好。越大越好。

43、ri=vi/iiiRB（1-60）rbeRBRCRLRS+vS-+vi -iiibic+vo -ib(7)输出电阻输出电阻ro的计算的计算 对于负载对于负载RL而言，放大电路相当于有源二端线性网而言，放大电路相当于有源二端线性网络，可用戴维南定理等效，戴维南等效内阻就是络，可用戴维南定理等效，戴维南等效内阻就是ro等等效效RLro+e-+vo-ro（1-61）rbeRBRCRLRS+vS-+vi -iiibic+vo -ib计算计算ro方法方法1:加压求流法：加压求流法：去掉负载，将输出端开路去掉负载，将输出端开路将电路中的恒压源短接，恒流源断开，其余留下将电路中的恒压源短接，恒流源断开，其余

44、留下 外加一个电压外加一个电压v，引起一个电流，引起一个电流i ro=v/i=0=0+v-=0,相当于断开相当于断开i输出电阻输出电阻ro 越小越好。越小越好。ro=v/i RC（1-67）4.4 静态工作点的稳定静态工作点的稳定 合理设置静态工作点是保证放大电路正常工作的先合理设置静态工作点是保证放大电路正常工作的先合理设置静态工作点是保证放大电路正常工作的先合理设置静态工作点是保证放大电路正常工作的先决条件。但是放大电路的静态工作点常因外界条件的变决条件。但是放大电路的静态工作点常因外界条件的变决条件。但是放大电路的静态工作点常因外界条件的变决条件。但是放大电路的静态工作点常因外界条件的变

45、化而发生变动。化而发生变动。化而发生变动。化而发生变动。一一.影响静态影响静态工作点工作点Q稳定的因素稳定的因素 晶体管的老化、电源的波动、温度的变化等。其晶体管的老化、电源的波动、温度的变化等。其中影响最大的是中影响最大的是温度的变化温度的变化。温度对。温度对Q点点的影响如下的影响如下：TIBQ(VBEQ恒定恒定)ICEOQ变变ICQ对对NPN单管电路：单管电路：造成造成Q点上移，易产生饱和失真。点上移，易产生饱和失真。VBEQ(IBQ恒定恒定)ICQ IBQ+ICEO（1-68）二、稳二、稳Q电路电路分压式偏置电路分压式偏置电路 (射极偏置电路射极偏置电路)1.电路电路RE射极直流射极直流

46、负反馈电阻负反馈电阻CE 交流交流旁旁路电容路电容RB1RCC1C2RB2CERERL+VCC+vi+voRS+vS RB1RCRB2RE+VCCI1IBQVBVE+VBEQI2ICQIEQ+VCEQ为何此电路能为何此电路能稳定稳定Q点点?2.静态分析静态分析(1)直流通路直流通路（1-69）T VBEQ=VB-VE IBQIEQICQ VE=IEQRE ICQ(2)静态工作点基本稳定的原理静态工作点基本稳定的原理只要只要VB 稳定稳定(3)稳稳Q的条件的条件只要只要VB稳定。稳定。怎样稳定怎样稳定VB?RB1RCRB2RE+VCCI1IBQVBVE+VBEQI2ICQIEQ+VCEQQ点稳定

47、点稳定（1-70）条件一条件一:I2 IBQ即即I2=(510)IBQ(通过选择通过选择RB1、RB2来实现来实现)RB1、RB2越小，越小，I2越大，稳越大，稳Q效果越好，但效果越好，但 I2太大将增加太大将增加损耗，降低输入电阻。损耗，降低输入电阻。因此一般取几十因此一般取几十k。VB与参数无与参数无关，基本稳定关，基本稳定若：若：I2 IBQ则：则：I1I2IBQ I2VBI2 RB2RB1RCRB2RE+VCCI1IBQVBVE+VBEQI2ICQIEQ+VCEQ（1-71）条件二条件二:VBVBEQ即即VB=(510)VBEQ(通过选择通过选择RB1、RB2的比例来实现的比例来实现)

48、这时可以认为这时可以认为Q点与温度无关。点与温度无关。可见：可见：IC受受VBEQ的影响。的影响。若：若：VBVBEQ则：则：T VBEQ ICQ不再受不再受VBEQ的影响的影响RB1RCRB2RE+VCCI1IBQVBVE+VBEQI2ICQIEQ+VCEQICQ （1-72）VBI2 RB2VCEQVCC ICQ RC IEQ RE3、稳、稳Q电路的静态分析方法电路的静态分析方法估算法估算法(实际常用实际常用,要求掌握要求掌握)直流通路如下直流通路如下:RB1RCRB2RE+VCCI1IBQVBVE+VBEQI2ICQIEQ+VCEQ（1-73）微变等效电路微变等效电路RB1RCC1C2R

49、B2CERERL+VCC+vi+voRS+vS RS+vS -+vi -rbeRCRLRB1RB2iiibic+vo -ib4、稳、稳Q电路的动态分析电路的动态分析(1)电压增益电压增益Av的计算的计算Av=vo/vi=-=-ib(RC/RL)/ibrbe=-=-(RC/RL)/rbe(2)输入电阻输入电阻ri的计算的计算ri=vi/iiRB1/RB2/rbe(3)输出电阻输出电阻ro的计算的计算roRC如果去掉如果去掉如果去掉如果去掉C CE E,情况情况情况情况?（1-81）由图知：由图知：所以：所以：任何放大电路任何放大电路,若已知若已知Av=vo/vi,求：求：Avs=vo/vs?注意

50、注意+vs-+vi-+vo-（1-82）4.5 共集电极放大器和共基极放大器共集电极放大器和共基极放大器 4.2 4.3 4.4电路中电路中,三极管的发射极是输入输出的公三极管的发射极是输入输出的公共点共点,称为共射接法称为共射接法,相应地还有共基、共集接法。相应地还有共基、共集接法。一、共集电极放大电路一、共集电极放大电路(射极输出器射极输出器)1.电路电路2.静态分析静态分析直流通路如下直流通路如下:RB+VCCC1C2RE ERL+vi -+vo-+vS -RSRB+VCCRE EVCEQICQVBEQIBQIEQ（1-83）IEQIBQ RBVBEQ(1+)IBQ REVCC IEQI