电路-01(乱码属系统原因文档正常使用).pptx

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1、电 路 （第二部分）（第二部分）本章重点和考点：1.二极管的单向导电性。2.三极管的电流放大原理，如何判断三极管的管型、管脚和管材。3.场效应管的分类、工作原理和特性曲线。1、什么是半导体4.1 PN结绝缘体半导体0 uUT时当 u|U T|时4.PN结的电流方程4.1 PN结下一页前一页第 1-23 页退出本章5.PN结的伏安特性曲线正偏IF（多子扩散）IR（少子漂移）反偏反向饱和电流反向击穿电压反向击穿4.1 PN结下一页前一页第 1-24 页退出本章6.PN结的电容效应 当外加电压发生变化时，耗尽层的宽度要相应地随之改变，即PN结中存储的电荷量要随之变化，就像电容充放电一样。(1)势垒电

2、容CB4.1 PN结下一页前一页第 1-25 页退出本章(2)扩散电容CD4.1 PN结 PN结结电容（极间电容）结结电容（极间电容）CJCJ =CB +CD由于一般很小，对于低频信号呈现较大的容抗，其作用可忽略不计，所以，只有在信号频率较高时，才考虑电容的作用。4.1 PN结下一页前一页第 1-27 页退出本章半导体本征半导体:本征激发杂质半导体N型半导体P型半导体PN结形成过程单向导电性小结：4.1 PN结 二极管=PN结+管壳+引线NP1、结构2、符号正极+负极-4.2 半导体二极管下一页前一页第 1-30 页退出本章 3、二极管的分类：1）、点接触型二极管 PN结面积小，结电容小，用于

3、检波和变频等高频电路。4.2 半导体二极管3）、平面型二极管 用于集成电路制造工艺中。PN 结面积可大可小，用于高频整流和开关电路中。2）、面接触型二极管 PN结面积大，用于工频大电流整流电路。4.2 半导体二极管下一页前一页第 1-32 页退出本章 硅：0.5 V 锗：0.1 V(1)正向特性导通压降反向饱和电流(2)反向特性死区电压击穿电压UBR实验曲线uEiVmAuEiVuA锗 硅：0.7 V 锗：0.3V4.2 半导体二极管下一页前一页第 1-33 页退出本章(1)最大整流电流IF二极管长期连续工作时，允许通过二极管的最大整流电流的平均值。(2)反向击穿电压UBR 二极管反向电流急剧增

4、加时对应的反向电压值称为反向击穿电压UBR。(3)反向电流IR 在室温下，在规定的反向电压下的反向电流值。硅二极管的反向电流一般在纳安(nA)级；锗二极管在微安(A)级。(4)最高工作频率fM 二极管工作的上限频率4.2 半导体二极管下一页前一页第 1-34 页退出本章1、理想等效电路模型正偏反偏2、恒压源等效电路U ON:二极管的导通压降。硅管 0.7V，锗管 0.3V。导通压降二极管的伏安特性4.2 半导体二极管下一页前一页第 1-35 页退出本章1、理想二极管模型相对误差：硅二极管电路如图所示，若已知回路电流I测量值 为 9.32mA，试分别用理想模型和恒压降模型计算回路电流I，并比较误

5、差。2、恒压降模型解：相对误差：0.7V例1：4.2 半导体二极管下一页前一页第 1-36 页退出本章例：电路如图所示，R1k，UREF=2V，输入信号为ui。(1)若 ui为4V的直流信号，分别采用理想二极管模型、恒压降模型计算电流I和输出电压uo解：（1）采用理想模型分析。采用理想二极管串联电压源模型分析。4.2 半导体二极管下一页前一页第 1-37 页退出本章（2）如果ui为幅度4V的交流三角波，波形如图（b）所示，UREF=2V,分别采用理想二极管模型和理想二极管串联电压源模型分析电路并画出相应的输出电压波形。解：采用理想二极管模型分析。波形如图所示。0-4V4Vuit2V2Vuot4

6、.2 半导体二极管下一页前一页第 1-38 页退出本章02.7Vuot0-4V4Vuit2.7V 采用恒压降模型分析，波形如图所示。4.2 半导体二极管下一页前一页第 1-39 页退出本章1、整流已知ui10sint(V)，二极管正向导通电压可忽略不计。试画出ui与uO的波形。4.2 半导体二极管uiuoDR下一页前一页第 1-40 页退出本章0.7V-0.7V0.7V2、限幅已知硅二极管组成电路，试画出在输入信号ui作用下输出电压uo波形。4.2 半导体二极管uiuoD2D1R-0.7VuOuitt下一页前一页第 1-41 页退出本章0V010100110001BLA输 入输出3、用于数字电

7、路例：分析如图所示电路的功能。解：输输 入入输出输出D1（V）D2（V）VL（V）0V0V5V5V0V5V0V5V0V0V0V0V0V0V0V0V5V4.2 半导体二极管下一页前一页第 1-42 页退出本章 正向同二极管1、符号：稳压二极管工作在反向击穿区4.2 半导体二极管下一页前一页第 1-43 页退出本章稳定电压2、伏安特性：3、稳压二极管的主要 参数(1)稳定电压UZ(2)动态电阻rZ 在规定的稳压管反向工作电流IZ下，所对应的反向工作电压。rZ=U/I rZ愈小，反映稳压管的击穿特性愈陡。(3)最小稳定工作电流IZmin 保证稳压管击穿所对应的电流，若IZIZmin则不能稳压。(4)

8、最大稳定工作电流IZmax 超过Izmax稳压管会因功耗过大而烧坏。4.2 半导体二极管下一页前一页第 1-44 页退出本章4.3 双极型晶体管1 晶体管的结构BECNNP基极发射极集电极NPN型PNPBCEPNP型4.3 双极型晶体管两PN结、三区、三极集电区基区发射区集电结发射结下一页前一页第 1-46 页退出本章BECIBIEICNPN型三极管BECIBIEICPNP型三极管4.3 双极型晶体管2 符号下一页前一页第 1-47 页退出本章BECNNP基极发射极集电极基区：较薄，掺杂浓度低集电区：面积较大发射区：掺杂浓度较高4.3 双极型晶体管3 晶体管结构的特点下一页前一页第 1-48

9、页退出本章becRcRb 1、晶体管内部载流子的运动I EIB1.发射结加正向电压，扩散运动形成发射极电流发射区的电子越过发射结扩散到基区，基区的空穴扩散到发射区形成发射极电流 IE(基区多子数目较少，空穴电流可忽略)。2.扩散到基区的自由电子与空穴的复合运动形成基极电流电子到达基区，少数与空穴复合形成基极电流 Ibn。多数电子在基区继续扩散，到达集电结的一侧。4.3 双极型晶体管下一页前一页第 1-49 页退出本章becI EI BRcRb3.集电结加反向电压，漂移运动形成集电极电流Ic 集电结反偏，有利于收集基区扩散过来的电子而形成集电极电流 Icn。I C另外，集电区和基区的少子在外电场

10、的作用下将进行漂移运动而形成反向饱和电流，用ICBO表示。ICBO4.3 双极型晶体管下一页前一页第 1-50 页退出本章beceRcRb2、晶体管的电流分配关系IEpICBOIEICIBIEnIBnICnIC=ICn+ICBO IE=ICn+IBn+IEp =IEn+IEpIB=IEp+IBnICBOIE=IC+IB4.3 双极型晶体管下一页前一页第 1-51 页退出本章3、晶体管的共射电流放大系数整理可得：ICBO 称反向饱和电流ICEO 称穿透电流1)共射直流电流放大系数2)共射交流电流放大系数VCCRb+VBBC1TICIBC2Rc+共发射极接法4.3 双极型晶体管下一页前一页第 1-

11、52 页退出本章3)共基直流电流放大系数或4)共基交流电流放大系数直流参数 与交流参数、的含义是不同的，但是，对于大多数三极管来说，与 ，与 的数值却差别不大，计算中，可不将它们严格区分。5)与的关系ICIE+C2+C1VEEReVCCRc共基极接法4.3 双极型晶体管4、三极管的电流方向发射极的电流方向与发射极的箭头方向一致4.3 双极型晶体管下一页前一页第 1-54 页退出本章1、输入特性UCE 1VIB(A)UBE(V)204060800.40.8UCE=0VUCE=0.5V4.3 双极型晶体管 iB=f(uBE)UCE=const下一页前一页第 1-55 页退出本章2、输出特性1234

12、IC(mA )UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A此区域满足IC=IB称为线性区（放大区）。当UCE大于一定的数值时，IC只与IB有关，4.3 双极型晶体管iC=f(uCE)IB=const下一页前一页第 1-56 页退出本章IC(mA )1234UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A此区域中UCEUBE,集电结正偏，IBIC，UCE0.3V称为饱和区。4.3 双极型晶体管下一页前一页第 1-57 页退出本章IC(mA )1234UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A此区域中:IB=0,IC=ICEO,UBEIC，UCE

13、0.3V(3)截止区：UBE 死区电压，IB=0，IC=ICEO 0 4.3 双极型晶体管下一页前一页第 1-59 页退出本章判断三极管工作状态的方法三极管工作状态电位法电流法截止发射结反偏IB=0饱和两结均正偏IC 0，即UUC C UUB B UUE E 。解：解：4.3 双极型晶体管下一页前一页第 1-64 页退出本章 （1 1）UU1 1=3.5V=3.5V、UU2 2=2.8V=2.8V、UU3 3=12V=12V （2 2）UU1 1=3V=3V、UU2 2=2.8V=2.8V、UU3 3=12V=12V （3 3）UU1 1=6V=6V、UU2 2=11.3V=11.3V、UU3

14、 3=12V=12V （4 4）UU1 1=6V=6V、UU2 2=11.8V=11.8V、UU3 3=12V=12V判断它们是判断它们是NPNNPN型还是型还是PNPPNP型？是硅管还是锗管？并确定型？是硅管还是锗管？并确定e e、b b、c c。（1 1）UU1 1 b b、UU2 2 e e、UU3 3 c c NPN NPN 硅硅 （2 2）UU1 1 b b、UU2 2 e e、UU3 3 c c NPN NPN 锗锗 （3 3）UU1 1 c c、UU2 2 b b、UU3 3 e e PNP PNP 硅硅 （4 4）UU1 1 c c、UU2 2 b b、UU3 3 e e PN

15、P PNP 锗锗解：解：4.3 双极型晶体管三极管的参数分为三大类:直流参数、交流参数、极限参数1、直流参数1）共发射极直流电流放大系数=（ICICEO）/IBIC/IB vCE=const2）共基直流电流放大系数3）集电极基极间反向饱和电流ICBO集电极发射极间的反向饱和电流ICEOICEO=（1+）ICBO2、交流参数1）共发射极交流电流放大系数 =iC/iBUCE=const2）共基极交流电流放大系数 =iC/iE UCB=const4.3 双极型晶体管1）最大集电极耗散功率PCM PC=iCuCE 3、极限参数2）最大集电极电流ICM3）反向击穿电压 UCBO发射极开路时的集电结反 向

16、击穿电压。U EBO集电极开路时发射结的反 向击穿电压。UCEO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 UCBOUCEOUEBO4.3 双极型晶体管 由PCM、ICM和UCEO在输出特性曲线上可以确定过损耗区、过电流区和击穿区。输出特性曲线上的过损耗区和击穿区 PC=iCuCE U(BR)CEOUCE/V4、温度对晶体管特性及参数的影响1）温度对ICBO的影响温度每升高100C，ICBO增加约一倍。反之，当温度降低时ICBO减少。硅管的ICBO比锗管的小得多。2）温度对输入特性的影响温度升高时正向特性左移，反之右移60402000.4 0.8I/mAU/V温度对输入特性

17、的影响2006003）温度对输出特性的影响温度升高将导致 IC 增大iCuCEOiB200600温度对输出特性的影响4.4 场效应管4.4 场效应晶体管场效应管：一种载流子参与导电，利用输入回路的电场效应来控制输出回路电流的三极管，又称单极型三极管。场效应管分类结型场效应管绝缘栅场效应管特点单极型器件(一种载流子导电)；输入电阻高；工艺简单、易集成、功耗小、体积小、成本低。4.4 场效应管N沟道P沟道增强型耗尽型N沟道P沟道N沟道P沟道（耗尽型）FET场效应管JFET结型MOSFET绝缘栅型场效应管分类：由金属、氧化物和半导体制成。称为金属-氧化物-半导体场效应管，或简称 MOS 场效应管。特

18、点：输入电阻可达 1010 以上。类型N 沟道P 沟道增强型耗尽型增强型耗尽型UGS=0 时漏源间存在导电沟道称耗尽型场效应管；UGS=0 时漏源间不存在导电沟道称增强型场效应管。1、N 沟道增强型 MOS 场效应管 结构P 型衬底N+N+BGSDSiO2源极 S漏极 D衬底引线 B栅极 GSGDB1.工作原理 绝缘栅场效应管利用 UGS 来控制“感应电荷”的多少，改变由这些“感应电荷”形成的导电沟道的状况，以控制漏极电流 ID。2.工作原理分析(1)UGS=0 漏源之间相当于两个背靠背的 PN 结，无论漏源之间加何种极性电压，总是不导电。SBD(2)UDS=0，0 UGS UT)导电沟道呈现

19、一个楔形。漏极形成电流 ID。b.UDS=UGS UT，UGD=UT靠近漏极沟道达到临界开启程度，出现预夹断。c.UDS UGS UT，UGD UT由于夹断区的沟道电阻很大，UDS 逐渐增大时，导电沟道两端电压基本不变，iD因而基本不变。a.UDS UTP 型衬底N+N+BGSDVGGVDDP 型衬底N+N+BGSDVGGVDDP 型衬底N+N+BGSDVGGVDD夹断区DP型衬底N+N+BGSVGGVDDP型衬底N+N+BGSDVGGVDDP型衬底N+N+BGSDVGGVDD夹断区(a)UGD UT(b)UGD=UT(c)UGD UGS UT时，对应于不同的uGS就有一个确定的iD。此时，可

20、以把iD近似看成是uGS控制的电流源。3.特性曲线与电流方程(a)转移特性(b)输出特性UGS UT 时)三个区：可变电阻区、恒流区(或饱和区)、夹断区。UT 2UTIDOuGS/ViD/mAOiD/mAuDS/VO预夹断轨迹恒流区 可变电阻区夹断区。UGS增加二、N 沟道耗尽型 MOS 场效应管P型衬底N+N+BGSD+制造过程中预先在二氧化硅的绝缘层中掺入正离子，这些正离子电场在 P 型衬底中“感应”负电荷，形成“反型层”。即使 UGS=0 也会形成 N 型导电沟道。+UGS=0，UDS 0，产生较大的漏极电流；UGS 0；UGS 正、负、零均可。iD/mAuGS/VOUP(a)转移特性I

21、DSS耗尽型 MOS 管的符号SGDB(b)输出特性iD/mAuDS/VO+1VUGS=03 V1 V2 V43215101520N 沟道耗尽型MOSFET三、P沟道MOS管1.P沟道增强型MOS管的开启电压UGS(th)0 当UGS UGS(th)，漏-源之间应加负电源电压管子才导通,空穴导电。2.P沟道耗尽型MOS管的夹断电压UGS(off)0 UGS 可在正、负值的一定范围内实现对iD的控制，漏-源之间应加负电源电压。SGDBP沟道SGDBP沟道种种 类类符符 号号转移特性曲线转移特性曲线输出特性曲线输出特性曲线 结型结型N 沟道沟道耗耗尽尽型型 结型结型P 沟道沟道耗耗尽尽型型 绝缘绝

22、缘栅型栅型 N 沟道沟道增增强强型型SGDSGDiDUGS=0V+uDS+oSGDBuGSiDOUT各类场效应管的符号和特性曲线+UGS=UTuDSiD+OiDUGS=0VuDSOuGSiDUPIDSSOuGSiD/mAUPIDSSO种种 类类符符 号号转移特性曲线转移特性曲线输出特性曲线输出特性曲线绝缘绝缘栅型栅型N 沟道沟道耗耗尽尽型型绝缘绝缘栅型栅型P 沟道沟道增增强强型型耗耗尽尽型型IDSGDBUDSID_UGS=0+_OIDUGSUPIDSSOSGDBIDSGDBIDIDUGSUTOIDUGSUPIDSSO_IDUGS=UTUDS_o_UGS=0V+_IDUDSo+场效应管的主要参数

23、一、直流参数1.饱和漏极电流 IDSS2.夹断电压 UP 或UGS(off)3.开启电压 UT 或UGS(th)4.直流输入电阻 RGS为耗尽型场效应管的一个重要参数。为增强型场效应管的一个重要参数。为耗尽型场效应管的一个重要参数。输入电阻很高。结型场效应管一般在 107 以上，绝缘栅场效应管更高，一般大于 109 。二、交流参数1.低频跨导 gm2.极间电容 用以描述栅源之间的电压 uGS 对漏极电流 iD 的控制作用。单位：iD 毫安(mA)；uGS 伏(V)；gm 毫西门子(mS)这是场效应管三个电极之间的等效电容，包括 Cgs、Cgd、Cds。极间电容愈小，则管子的高频性能愈好。一般为

24、几个皮法。三、极限参数2.漏源击穿电压 U(BR)DS3.栅源击穿电压U(BR)GS当漏极电流 ID 急剧上升产生击穿时的 UDS。栅源极间绝缘层发生击穿，产生很大的短路电流，击穿将会损坏管子。1.最大漏极电流IDM例电路如图所示，其中管子T的输出特性曲线如图所示。试分析ui为0V、8V和10V三种情况下uo分别为多少伏？图图分析：N沟道增强型MOS管，开启电压UGS(th)4V解(1)ui为0V，即uGSui0，管子处于夹断状态所以u0 VDD 15V(2)uGSui8V时，从输出特性曲线可知，管子工作 在恒流区，iD 1mA，u0 uDS VDD-iD RD 10V(3)uGSui10V时

25、，若工作在恒流区，iD 2.2mA。因而u0 15-2.2*5 4V但是，uGS 10V时的预夹断电压为uDS=uGS UT=(10-4)V=6V可见，此时管子工作在可变电阻区从输出特性曲线可得uGS 10V时d-s之间的等效电阻(D在可变电阻区，任选一点，如图)所以输出电压为晶体管场效应管结构NPN型、PNP型结型耗尽型 N沟道 P沟道绝缘栅增强型 N沟道 P沟道绝缘栅耗尽型 N沟道 P沟道C与E一般不可倒置使用D与S有的型号可倒置使用载流子 多子扩散少子漂移 多子运动输入量 电流输入 电压输入控制电流控制电流源CCCS()电压控制电流源VCCS(gm)1.4.4 场效应管与晶体管的比较温度

26、特性 受温度影响较大 较小输入电阻 几十到几千欧姆 几兆欧姆以上集成工艺 不易大规模集成 适宜大规模和 超大规模集成晶体管场效应管小 结第 4 章一、两种半导体和两种载流子两种载流子的运动电子空穴两 种半导体N 型 (多电子)P 型(多空穴)二、二、二极管1.1.特性特性 单向导电导电正向电阻小(理想为 0)，反向电阻大()。2.二极管的等效模型理想模型 (大信号状态采用)uDiD正偏导通 电压降为零 相当于理想开关闭合反偏截止 电流为零 相当于理想开关断开恒压降模型UD(on)正偏电压 UD(on)时导通 等效为恒压源UD(on)否则截止，相当于二极管支路断开UD(on)=(0.6 0.8)

27、V估算时取 0.7 V硅管：锗管：(0.1 0.3)V0.2 V三、两种半导体放大器件双极型半导体三极管(晶体三极管 BJT)单极型半导体三极管(场效应管 FET)两种载流子导电多数载流子导电晶体三极管1.形式与结构NPNPNP三区、三极、两结2.特点基极电流控制集电极电流并实现放大放大条件内因：发射区载流子浓度高、基区薄、集电区面积大外因：发射结正偏、集电结反偏3.电流关系IE=IC+IBIC=IB+ICEO IE=(1+)IB+ICEOIE=IC+IBIC=IB IE=(1+)IB 4.特性iC/mAuCE /V100 A80 A60 A40 A20 AIB=0O 3 6 9 124321

28、O0.4 0.8iB/AuBE/V60402080死区电压(Uth)：0.5 V(硅管)0.1 V(锗管)工作电压(UBE(on)：0.6 0.8 V 取 0.7 V(硅管)0.2 0.3 V 取 0.3 V(锗管)饱和区截止区iC/mAuCE /V100 A80 A60 A40 A20 AIB=0O 3 6 9 124321放大区饱和区截止区放大区特点：1)iB 决定 iC2)曲线水平表示恒流3)曲线间隔表示受控5.参数特性参数电流放大倍数 =/(1 )=/(1+)极间反向电流ICBOICEO极限参数ICMPCMU(BR)CEOuCEOICEOiCICMU(BR)CEOPCM安 全 工 作

29、区=(1+)ICBO场效应管1.分类按导电沟道分 N 沟道P 沟道按结构分 绝缘栅型(MOS)结型按特性分 增强型耗尽型uGS=0 时，iD=0uGS=0 时，iD 0增强型耗尽型(耗尽型)2.特点栅源电压改变沟道宽度从而控制漏极电流输入电阻高，工艺简单，易集成由于 FET 无栅极电流，故采用转移特性和输出特性描述3.特性不同类型 FET 转移特性比较结型N 沟道uGS/ViD/mAO增强型耗尽型MOS 管(耗尽型)IDSS开启电压UGS(th)夹断电压UGS(off)IDO 是 uGS=2UGS(th)时的 iD 值四、晶体管电路的基本问题和分析方法三种工作状态状态状态电流关系电流关系 条条

30、 件件放大I C=IB发射结正偏集电结反偏饱和 I C IB两个结正偏ICS=IBS 集电结零偏临界截止IB U(th)则导通以 NPN为 例：UBE UB UE放大UE UC UB饱和PNP 管UC UB UC U B饱和2.电流判别法IB IBS 则饱和IB 0时UGS足够大时（UGSVT）感应出足够多电子，这里出现以电子导电为主的N型导电沟道。感应出电子VT称为阈值电压4.4 场效应管UGS较小时，导电沟道相当于电阻将D-S连接起来，UGS越大此电阻越小。PNNGSDUDSUGS4.4 场效应管PNNGSDUDSUGS当UDS不太大时，导电沟道在两个N区间是均匀的。当UDS较大时，靠近D

31、区的导电沟道变窄。4.4 场效应管PNNGSDUDSUGS夹断后，即使UDS 继续增加，ID仍呈恒流特性。IDUDS增加，UGD=VT 时，靠近D端的沟道被夹断，称为予夹断。4.4 场效应管3、增强型N沟道MOS管的特性曲线转移特性曲线0IDUGSVT4.4 场效应管输出特性曲线IDU DS0UGS04.4 场效应管四、耗尽型N沟道MOS管的特性曲线耗尽型的MOS管UGS=0时就有导电沟道，加反向电压才能夹断。转移特性曲线0IDUGSVT4.4 场效应管输出特性曲线IDU DS0UGS=0UGS04.4 场效应管第五章 放大电路基础5.1 放大电路的组成及其工作原理 5.6 多级放大电路5.4

32、 单管放大电路的三种基本接法5.5 稳定工作点的放大电路5.3 计算分析法5.2 图解分析法下一页前一页第 1-119 页退出本章本章重点和考点:1.放大电路的静态工作点分析和动态参数计算。2.放大电路失真分析和最大输出电压计算。下一页前一页第 1-120 页退出本章1、放大电路的基本功能电子学中放大的目的是将微弱的变化信号放大成较大的信号。本章讨论的主要是电压放大电路。电压放大电路可以用有输入口和输出口的四端网络表示，如图：uiuoAu放大的前提是不失真，即只有在不失真的情况下放大才有意义。放大电路放大的本质是能量的控制和转换。5.1 放大电路的组成及工作原理下一页前一页第 1-121 页退

33、出本章2、放大电路的性能指标放大电路示意图5.1 放大电路的组成及工作原理下一页前一页第 1-122 页退出本章1）放大倍数表示放大器的放大能力 根据放大电路输入信号的条件和对输出信号的要求，放大器可分为四种类型，所以有四种放大倍数的定义。（1）电压放大倍数为:Auu=UO/UI（2）电流放大倍数为:Aii=IO/II （4）互导放大倍数为:Aiu=IO/UI（3）互阻放大倍数为:Aui=UO/II本章重点研究电压放大倍数Auu5.1 放大电路的组成及工作原理下一页前一页第 1-123 页退出本章2）输入电阻Ri 放大电路一定要有前级（信号源）为其提供信号，那么就要从信号源取电流。输入电阻是衡

34、量放大电路从其前级取电流大小的参数。输入电阻越大，从其前级取得的电流越小，对前级的影响越小。AuIiUSUiRi=Ui/Ii一般来说，Ri越大越好。5.1 放大电路的组成及工作原理下一页前一页第 1-124 页退出本章3）输出电阻 Ro从放大电路输出端看进去的等效电阻。5.1 放大电路的组成及工作原理下一页前一页第 1-125 页退出本章4）通频带fAuAum0.7AumfL下限截止频率fH上限截止频率通频带：fbw=fHfL放大倍数随频率变化曲线通频带越宽，表明放大电路对不同频率信号的适应能力越强。5.1 放大电路的组成及工作原理下一页前一页第 1-126 页退出本章使发射结正偏，并提供适当

35、的静态工作点IB和UBE。Rb+VCCVBBRCC1C2TRL基极电源与基极电阻 静态工作点：当ui=0时，电路中的IB，IC，UCE的大小，就构成放大电路的静态工作点。即：输入信号为零时电路的工作电压和电流就叫做放大电路的静态工作点。5.1 放大电路的组成及工作原理RbVBBRCC1C2T放大元件iC=iB，工作在放大区，要保证集电结反偏，发射结正偏。uiuo输入输出参考点RL+VCC集电极电源，为电路提供能量。并保证集电结反偏。Rb+VCCVBBRCC1C2TRL共射放大电路集电极电阻，将变化的电流转变为变化的电压。Rb+VCCVBBRCC1C2TRL一、无输入信号（ui=0）放大电路没有

36、输入信号时的工作状态称为静态。静态分析的任务是根据电路参数和三极管的特性确定静态值（直流值）UBE、IB、IC 和UCE。可用放大电路的直流通路来分析。5.1 放大电路的组成及工作原理IBQuiOt iB OtuCEOtuoOt iC OtICQUCEQ-+VT123URBIRBBBECCCCb（+12V）IUVCE符号说明二、有输入信号（ui 0）UCE（-ICRc）放大原理：UBEIBIC（IB）电压放大倍数：BCE5.1 放大电路的组成及工作原理uiiBiCuCEuoIBQICQUCEQ将电流变化转化成电压变化二、有输入信号（ui 0）5.1 放大电路的组成及工作原理放大电路没有输入信号

37、时的工作状态称为静态。1、直流通路ui0，较大电容视为开路，电感短路。T下一页前一页第 1-134 页退出本章T+ui-5.1 放大电路的组成及工作原理TT下一页前一页第 1-135 页退出本章2、静态工作点的估算静 态工作点Q（直流值）：UBEQ、IBQ、ICQ 和UCEQTICQ=IBQ对于NPN硅管UBEQ0.7V，PNP锗管UBEQ0.3V5.1 放大电路的组成及工作原理下一页前一页第 1-136 页退出本章1.必须有为放大管提供合适Q点的直流电源。保证晶体管工作在放大区；场效应管工作在恒流区。2.输入信号必须能够作用于放大管的输入回路。对于晶体管能产生uBE，对于场效应管能产生uGS

38、，从而改变输出回路的电流，放大输入信号。3.当负载接入时，必须保证放大管的输出回路的动态电流能够作用于负载，从而使负载获得比输入信号大得多的信号电流或信号电压。5.1 放大电路的组成及工作原理下一页前一页第 1-137 页退出本章5.2 图解分析法在三极管的输入、输出特性曲线上直接用作图的方法求解放大电路的工作情况。一、静态工作点的分析1.先用估算的方法计算输入回路 IBQ、UBEQ。2.列输出回路方程uCE=VCC-iCRc5.2 图解分析法 下一页前一页第 1-139 页退出本章3.在输出特性曲线上画直流负载线uCE=VCC-iCRcVCCVCC/RC直流负载线QICQVCEQ下一页前一页

39、第 1-140 页退出本章5.2 图解分析法【例】图示单管共射放大电路及特性曲线中，已知 Rb=280 k，Rc=3 k，集电极直流电源 VCC=12 V，试用图解法确定静态工作点。解：首先估算 IBQ做直流负载线，确定 Q 点根据 UCEQ=VCC ICQ RciC=0，uCE=12 V；uCE=0，iC=4 mA.T下一页前一页第 1-141 页退出本章5.2 图解分析法0iB=0 A20 A40 A60 A80 A134224681012MQ静态工作点静态工作点IBQ=40 A，ICQ=2 mA，UCEQ=6 V.uCE /V由 Q 点确定静态值为：iC /mA下一页前一页第 1-142

40、 页退出本章5.2 图解分析法1.交流通路的输出回路 输出通路的外电路是 Rc 和 RL 的并联。2.交流负载线交流负载线交流负载线斜率为：OIBiC /mAuCE /VQ静态工作点静态工作点下一页前一页第 1-143 页退出本章5.2 图解分析法uce=ic*RL3.动态工作情况图解分析0.680.72uBEiBtQ000.7t6040200uBE/ViB/AuBE/ViBUBE下一页前一页第 1-144 页退出本章5.2 图解分析法（一）利用输入特 性 画 出 iB和uBE的波形交流负载线直流负载线4.57.5uCE912t0ICQiC/mA0IB =4 0 A2060804Q260uCE

41、/ViC/mA0tuCE/VUCEQiC（二）输出回路工作情况分析下一页前一页第 1-145 页退出本章5.2 图解分析法4.电压放大倍数uCE=(4.5 7.5)V=-3 VuBE=(0.72 0.68)V=0.04 V下一页前一页第 1-146 页退出本章5.2 图解分析法1.静态工作点过低，引起 iB、iC、uCE 的波形失真ibui结论：iB 波形失真OQOttOuBE/ViB/AuBE/ViB/AIBQ 截止失真下一页前一页第 1-147 页退出本章5.2 图解分析法iC、uCE(uo)波形失真NPN 管截止失真时的输出 uo 波形。uo 波形顶部失真uo=uceOiCtOOQ tu

42、CE/VuCE/ViC/mAICQUCEQ下一页前一页第 1-148 页退出本章5.2 图解分析法2.静态工作点高，引起 iB、iC、uCE 的波形失真 饱和失真tQ000.7t6040200uBE/ViB/AuBE/ViBUBE80交流负载线直流负载线4.57.5uCE912t0ICQiC/mA0IB =4 0 A2060804260uCE/ViC/mA0tuCE/VUCEQiC下一页前一页第 1-150 页退出本章Q3.用图解法估算最大输出幅度OiB=0QuCE/ViC/mAACBDE交流负载线 输出波形没有明显失真时能够输出最大电压。即输出特性的 A、B 所限定的范围。Q 尽量设在线段

43、AB 的中点。则 AQ=QB，CD=DE问题：如何求最大不失真输出电压？Uomax=min(UCEQUCES)，(ICQ*RC)下一页前一页第 1-151 页退出本章5.2 图解分析法ICQ5.3 计算分析法晶体管在小信号(微变量)情况下工作时，可以在静态工作点附近的小范围内用直线段近似地代替三极管的特性曲线，三极管就可以等效为一个线性元件。这样就可以将非线性元件晶体管所组成的放大电路等效为一个线性电路。一、微变等效条件研究的对象仅仅是变化量信号的变化范围很小5.3 计算分析法vBEvCEiBcebiC5.3 计算分析法 5.1 放大电路的组成及工作原理耦合电容、旁路电容短路，直流电源短路 +

44、-阻容耦合放大电路的交流通路下一页前一页第 1-155 页退出本章将交流通路中的三极管用三极管微变等效电路 RbviRcRL5.3 计算分析法RB1RCREECRB2RLRB1RB1RCREECRB2CERL5.3 计算分析法1、主要动态参数：1）放大倍数AV 2）输入电阻Ri 3）输出电阻RO5.3 计算分析法2、求解方法：1）画出微变等效电路，并标出Vi、Ii、VO、IO 2）根据定义求各参数 求所示电路的动态参数 5.3 计算分析法RbviRcRL1.求电压放大倍数（电压增益）5.3 计算分析法2.求输入电阻3.求输出电阻RbRcRLRo令Ro=Rc 所以5.3 计算分析法IiIo解（1

45、）求Q点，作直流通路（1）试求该电路的静态工作点；（2）画出简化的小信号等效电路；（3）求该电路的电压增益AVS，RS=135 输出电阻Ro、输入电阻Ri。例如图，已知BJT的=100，UBE=-0.7V。IBICUCE5.3 计算分析法2.画出小信号等效电路3.求电压增益 300+（1+100）26/4=965欧5.3 计算分析法RbRcRLRiUSUoRSRbRcRLRiUSUoRSUi5.3 计算分析法4.求输入电阻5.求AVSAVS=AVi*R i/（R i R s）RbRcRLRiUSUoRSUiR iR iUSRSUi5.3 计算分析法RbRcRLRiUSUoRSUi6.求输出电阻

46、Ro=Rc=2K5.3 计算分析法 等效电路法的步骤(归纳)1.确定放大电路的静态工作点 Q。2.求rbe。3.画出放大电路的微变等效电路。4.列出电路方程并求解。5.3 计算分析法5.3 计算分析法电路如图所示，晶体管的100，rbe1K（1）现已测得静态管压降UCEQ6V，估算Rb是多少欧。（2）若测得Ui和Uo的有效值分别为1mV和100mV,则负载电阻RL是多少？三种基本接法共射组态 CE共集组态 CC共基组态 CBC1Rb+VCCC2RL+Re+RS+1、电路的组成信号从基极输入，从发射极输出5.4 放大电路的3种接法2、静态工作点C1Rb+VCCC2RL+Re+RS+由基极回路求得

47、静态基极电流则5.4 放大电路的3种接法4、电压放大倍数结论：电压放大倍数恒小于 1，而接近 1，且输出电压与输入电压同相，又称射极跟随器。5.4 放大电路的3种接法3、微变等效电路+_rbebceRsRLRBUs5、输入电阻输入电阻较大。Ri5.4 放大电路的3种接法+_rbebceRsRLRBUs6、输出电阻 输出电阻低，故带负载能力比较强。（放大电路的输出级）Ro5.4 放大电路的3种接法+_rbebceRsRLRBUsRoRE/(rbe（RS/RB )/(1+)5.4 放大电路的3种接法1、电路的组成C2+_+_ReVBBVCCRcR LTu iu o1、静态工作点(IBQ,ICQ,U

48、CEQ)5.4 放大电路的3种接法ReVBBVCCRcR LT3、电压放大倍数由微变等效电路可得共基极放大电路没有电流放大作用，但是具有电压放大作用。该电路输入、输出信号同相位。+_+_Rerbebe5.4 放大电路的3种接法ui（ibrbeieRe）uo（icRc）AuRc /(rbe (1 )Re)4、输入电阻5、输出电阻Ro=Rc5.4 放大电路的3种接法+_+_Rerbebe 三极管是一种对温度十分敏感的元件。温度变化对管子参数的影响主要表现有：1.UBE 改变。UBE 的温度系数约为 2.5 mV/C，即温度每升高 1C，UBE 约下降 2.5 mV。2.改变。温度每升高 1C，值约

49、增加 0.5%1%，温度系数分散性较大。3.ICBO 改变。温度每升高 10C，ICBO 大致将增加一倍，说明 ICBO 将随温度按指数规律上升。5.5 稳定工作点的放大电路温度升高将导致 IC 增大，Q 上移。波形容易失真。iCuCEOiBQVCCT=20 C T=50 C5.5 稳定工作点的放大电路所以 UBQ 不随温度变化，T ICQ IEQ UEQ UBEQ(=UBQ UEQ)IBQ ICQ C1RcRb2+VCCC2RL+CeuoRb1ReIBICIEIRuiUEUB由于 IR IBQ，可得(估算)1、电路组成和Q点稳定原理电路工作条件：IR IBQUBQ UBEQ5.5 稳定工作点

50、的放大电路2、静态工作点的估算由于 IR IBQ，可得(估算)静态基极电流Rb2Rb1IBQIRIEQICQ5.5 稳定工作点的放大电路C1RcRb2+VCCC2RL+CeuoRb1ReiBiCiEiRuiRcRb2+VCCRL+uiuoRb1Re三、动态参数的估算rbe ebcRcRL+Rb2Rb15.5 稳定工作点的放大电路如无旁路电容，动态参数如何计算？5.5 稳定工作点的放大电路 将多个单级基本放大电路合理联接，构成多级放大电路组成多级放大电路的每一个基本电路称为一级，级与级之间的连接称为级间耦合。三种常见的耦合方式：直接耦合阻容耦合变压器耦合5.5多级放大电路1、直接耦合1）特点：(