半导体三极管及其放大电路...ppt

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1、本章主要内容本章主要内容:第第2 2章章 半导体三极管及其放大电路半导体三极管及其放大电路 三极管的基本结构、工作原理、特性曲线三极管的基本结构、工作原理、特性曲线和主要参数；和主要参数；以共发射级放大电路为例，讨论放大电路以共发射级放大电路为例，讨论放大电路的基本分析方法；的基本分析方法；共集电极放大电路、多级放大电路的基本共集电极放大电路、多级放大电路的基本工作原理和放大电路的频率响应。工作原理和放大电路的频率响应。2023/3/61n n三极管的结构三极管的结构n n三极管的电流分配与放大作用三极管的电流分配与放大作用n n三极管的特性曲线、主要参数三极管的特性曲线、主要参数2.1 三极

2、管基本知识三极管基本知识本节重点内容本节重点内容:2023/3/62频率：频率：频率：频率：高频管、低频管高频管、低频管功率：功率：功率：功率：材料：材料：材料：材料：小、中、大功率管小、中、大功率管硅管、锗管硅管、锗管结构：结构：结构：结构：NPNNPN型、型、PNPPNP型型2.1.1 三极管的结构三极管的结构2023/3/632023/3/642023/3/652023/3/66发射结发射结 集电结集电结基极基极发射极发射极 集电极集电极发射区发射区基区基区 集电区集电区NPNPNP三极管结构示意图和表示符号三极管结构示意图和表示符号2023/3/67 三极管有两个三极管有两个三极管有两

3、个三极管有两个PNPN结结结结发射结和集电结发射结和集电结发射结和集电结发射结和集电结 三个区三个区三个区三个区发射区、基区和集电区发射区、基区和集电区发射区、基区和集电区发射区、基区和集电区 三个电极分别称为发射极三个电极分别称为发射极三个电极分别称为发射极三个电极分别称为发射极e e、基极、基极、基极、基极b b和集电极和集电极和集电极和集电极c c2023/3/68n n 半导体三极管在工作时一定要加上适当的直流偏置电压。半导体三极管在工作时一定要加上适当的直流偏置电压。半导体三极管在工作时一定要加上适当的直流偏置电压。半导体三极管在工作时一定要加上适当的直流偏置电压。在放大工作状态：在

4、放大工作状态：发射结加正向电压，集电结加反向电压。发射结加正向电压，集电结加反向电压。三极管中的电流三极管中的电流 2.1.2 三极管的电流分配与放大作用三极管的电流分配与放大作用2023/3/69电子和空穴这两种载流子参与三极管的工作，因此又称它电子和空穴这两种载流子参与三极管的工作，因此又称它为双极型晶体三极管（简称为双极型晶体三极管（简称BJT）1.三极管各电极中的电流三极管各电极中的电流（3）电子被集电区收集的过程）电子被集电区收集的过程（1）发射区向基区发射电子的过程）发射区向基区发射电子的过程（2）电子在基区的扩散和复合过程）电子在基区的扩散和复合过程 IC=ICN+ICBO IB

5、=IBNICBO IE=ICN+IBN=IC+IB 在三极管中发射极在三极管中发射极电流电流IE等于集电极电等于集电极电流流IC和基极电流和基极电流IB之之和和很小的基极电流很小的基极电流IB，就可以控制较大的集电极电流，就可以控制较大的集电极电流IC，实现了放大作用，实现了放大作用2023/3/6102.三极管的电流放大作用 从前面的分析知道，从发射区发射到基区的电子（形从前面的分析知道，从发射区发射到基区的电子（形成成IE），只有很小一部分在基区复合（形成），只有很小一部分在基区复合（形成IBN），大部分），大部分到达集电区（形成到达集电区（形成ICN）。当一个三极管制造出来，其内部）。当

6、一个三极管制造出来，其内部的电流分配关系，即的电流分配关系，即ICN和和IBN的比值已大致被确定，这个的比值已大致被确定，这个比值称为比值称为共发射极直流电流放大系数共发射极直流电流放大系数 ：在小信号放大电路中，由于在小信号放大电路中，由于和和 差别很小，因此在分差别很小，因此在分析估算放大电路时常取析估算放大电路时常取=而不加区分而不加区分。=ICN/IBN （2-2）由于由于 IC=ICN+I CBO IB=IBNICBO 故有故有 IC=IB+（1+）ICBO （2-3）忽略忽略ICBO可简化为可简化为 IC IB （2-4）共发射极交流电流放大系数共发射极交流电流放大系数为为 =IC

7、/IB （2-5）2023/3/6111、输入特性曲线、输入特性曲线输入输入回路回路输出输出回路回路与二极管特性相似与二极管特性相似RCVCCIBIERB+uBE+uCE VBBCEBIC+IBRB+uBE VBB+O特性基本特性基本重合重合特性右移特性右移导通电压导通电压 UBE(on)硅管：硅管：(0.6 0.8)V锗管：锗管：(0.2 0.3)V取取 0.7 V取取 0.2 VVBB+RB2.1.3 三极管的特性曲线三极管的特性曲线2023/3/6122、输出特性曲线、输出特性曲线iC/mAuCE/V50 A40 A30 A20 A10 AIB=0O 2 4 6 8 4321 截止区截止

8、区：IB 0 IC=ICEO 0条件：条件：两个结反偏两个结反偏 放大区：放大区：饱和区饱和区：uCE u BEuCB=uCE u BE 0条件：条件：两个结正偏两个结正偏特点：特点：IC IB临界饱和时：临界饱和时：uCE=uBE深度饱和时：深度饱和时：0.3 V(硅管硅管)UCE(SAT)=0.1 V(锗管锗管)放大区放大区截止区截止区饱饱和和区区条件：条件：发射结正偏发射结正偏 集电结反偏集电结反偏特点：水平、等间隔特点：水平、等间隔ICEO2023/3/613 电流放大系数、极间反向电流、电流放大系数、极间反向电流、极限参数极限参数（1 1）=IC/IB 11.电流放大系数电流放大系数

9、（2 2）=IC/IE 1在选择三极管时，如果在选择三极管时，如果值太小则电流放大能力差，值太小则电流放大能力差，值太大会使工作稳定性差。值太大会使工作稳定性差。值一般选值一般选20100。2.1.4 三极管的主要参数三极管的主要参数2023/3/6142.极间反向电流 (1)(1)集集基极间反向饱和电流基极间反向饱和电流I ICBOCBO I ICBOCBO的下标的下标CBCB代表集电极和基极，代表集电极和基极，O O是是OpenOpen的字头，代表第三个电极的字头，代表第三个电极E E开路。开路。它相当于集电结的反向饱和电流。它相当于集电结的反向饱和电流。(2)(2)集集射极间的反向饱和电

10、流射极间的反向饱和电流I ICEOCEOI ICEOCEO和和I ICBOCBO有如下关系有如下关系 I ICEOCEO=（1+1+）I ICBOCBO相当基极开路时，集电极和发射极间的反向饱和相当基极开路时，集电极和发射极间的反向饱和电流，即输出特性曲线电流，即输出特性曲线I IB B=0=0那条曲线所对应的那条曲线所对应的Y Y坐标的数值。坐标的数值。判断三极管质量的判断三极管质量的重要参数重要参数 ICBO受温度影响受温度影响很大很大,每升高每升高10oC,增加增加10倍倍 2023/3/615（1）ICM 集电极所允许流过的最大电流集电极所允许流过的最大电流3.极限参数 三极管集电极最

11、大允许电流三极管集电极最大允许电流ICM。当。当ICICM时，管子时，管子性能将显著下降，甚至性能将显著下降，甚至会烧坏会烧坏三极管三极管。（3）U(BR)CEO 反向击穿电压反向击穿电压（2）PCM 集电极最大允许功耗集电极最大允许功耗集电结上允许损耗功率的最大集电结上允许损耗功率的最大值，超过此值就会使管子性能值，超过此值就会使管子性能变坏甚至烧毁。变坏甚至烧毁。基极开路，集基极开路，集射极之间的射极之间的击穿电压。击穿电压。三极管的极限损耗区三极管的极限损耗区 ICICMU(BR)CEOuCEPCMOICEO安安全全 工工 作作 区区2023/3/616n n半导体三极管的主要用途之一是

12、利用其电流放大作用半导体三极管的主要用途之一是利用其电流放大作用半导体三极管的主要用途之一是利用其电流放大作用半导体三极管的主要用途之一是利用其电流放大作用组成各种放大电路。组成各种放大电路。组成各种放大电路。组成各种放大电路。n n放大电路的应用十分广泛，其主要作用是将微弱的信放大电路的应用十分广泛，其主要作用是将微弱的信放大电路的应用十分广泛，其主要作用是将微弱的信放大电路的应用十分广泛，其主要作用是将微弱的信号进行放大，以便人们测量和利用。所谓放大，表面号进行放大，以便人们测量和利用。所谓放大，表面号进行放大，以便人们测量和利用。所谓放大，表面号进行放大，以便人们测量和利用。所谓放大，表

13、面上看是将小信号的幅度由小增大，但放大的本质是实上看是将小信号的幅度由小增大，但放大的本质是实上看是将小信号的幅度由小增大，但放大的本质是实上看是将小信号的幅度由小增大，但放大的本质是实现能量的控制。现能量的控制。现能量的控制。现能量的控制。n n放大电路需要配置直流电源，用能量较小的输入信号放大电路需要配置直流电源，用能量较小的输入信号放大电路需要配置直流电源，用能量较小的输入信号放大电路需要配置直流电源，用能量较小的输入信号去控制这个电源，使之输出较大的能量去推动负载。去控制这个电源，使之输出较大的能量去推动负载。去控制这个电源，使之输出较大的能量去推动负载。去控制这个电源，使之输出较大的

14、能量去推动负载。这种小能量对大能量的控制作用，就是放大电路的放这种小能量对大能量的控制作用，就是放大电路的放这种小能量对大能量的控制作用，就是放大电路的放这种小能量对大能量的控制作用，就是放大电路的放大作用。大作用。大作用。大作用。2.2 2.2 共发射极放大电路共发射极放大电路2023/3/617三极管三极管 起放大作用起放大作用偏置电路偏置电路VCC、Rb提供电源，并使三极管提供电源，并使三极管工作在线性区。工作在线性区。耦合电容耦合电容C1、输入耦合电输入耦合电容容C1保证信号保证信号加到发射结，加到发射结，不影响发射结不影响发射结偏置。输出耦偏置。输出耦合电容合电容C2保证保证信号输送

15、到负信号输送到负载，不影响集载，不影响集电结偏置。电结偏置。负载电阻负载电阻RC、RL将变化的集电极电流将变化的集电极电流转换为电压输出。转换为电压输出。1.组成组成2.2.1 共射基本放大电路的组成及工作原理共射基本放大电路的组成及工作原理2023/3/6182.放大原理 输入信号通过耦合电容加在三极管的发射结，于是输入信号通过耦合电容加在三极管的发射结，于是有下列过程有下列过程：三极管电流放大作用三极管电流放大作用 变化的变化的iC通过通过RC转变为转变为变化的电压输出变化的电压输出2023/3/619静态静态：ui0 时电路的工作状态时电路的工作状态静态工作点静态工作点 Q：由由IBQ、

16、ICQ、UCEQ决定决定画直流通路（电容器开路）画直流通路（电容器开路）+TRb1RCCVc 2.2.2 共射基本放大电路的基本分析方法共射基本放大电路的基本分析方法1.静态分析静态分析2023/3/620例例2-1 在下图中，已知在下图中，已知VCC=12V，RB=300k，RC=4k，=37.5，试求放大电路的静态值。，试求放大电路的静态值。解：解：根据如图所示的直流通路，根据如图所示的直流通路，可以得到可以得到 IBQ VCC/RB=12/300 =0.04(mA)ICQ IBQ=37.50.04 =1.5(mA)UCEQ=VCC ICQRC =121.54=6(V)2023/3/621

17、2.动态分析动态分析n n放大电路有信号输入时的工作状态称为放大电路有信号输入时的工作状态称为动态动态。n n动态分析主要是确定放大电路的动态分析主要是确定放大电路的电压放大倍电压放大倍数数Au、输入电阻输入电阻Ri和和输出电阻输出电阻Ro等。等。n n放大电路有信号输入时，三极管各极的电流放大电路有信号输入时，三极管各极的电流和电压瞬时值既有和电压瞬时值既有直流分量直流分量，又有，又有交流分量交流分量。n n直流分量一般就是静态值，而所谓放大，只直流分量一般就是静态值，而所谓放大，只考虑其中的交流分量。考虑其中的交流分量。2023/3/622（1 1）三极管简化微变等效电路三极管简化微变等效

18、电路三极管简化微变等效电路三极管简化微变等效电路rbeIbu ubebceIcI Ibu uce-ucec+VT+-ubeIbIcbe 从图中可以看出，三极管的输入回路可以等效为输入电阻从图中可以看出，三极管的输入回路可以等效为输入电阻rbe。在小信号工作条件下，。在小信号工作条件下，rbe是一个常数，低频小功率管的是一个常数，低频小功率管的rbe可用下式估算：可用下式估算：26（mV）rbe=300+(1+)（2-10）IE（mA）三极管发射极电流三极管发射极电流的静态值的静态值 IEICQ 2023/3/623(2)(2)放大电路的简化微变等效电路放大电路的简化微变等效电路放大电路的简化微

19、变等效电路放大电路的简化微变等效电路交流通路的画法：交流通路的画法：将直流电源短路，电容短路将直流电源短路，电容短路交流通路交流通路简化微变等效电路简化微变等效电路三极管等效电路三极管等效电路2023/3/624n n （3）放大电路交流参数的计算）放大电路交流参数的计算 电压放大倍数电压放大倍数 Au 式中的负号表示输出与输入电压相位相反。式中的负号表示输出与输入电压相位相反。如果电路的输出端开路，即如果电路的输出端开路，即RL=，则有，则有 Au =RC/rbe （2-12）负载电阻越大，放大倍数越大。负载电阻越大，放大倍数越大。2023/3/625 解：解：解：解：在例在例在例在例2-1

20、2-1中已求出，中已求出，中已求出，中已求出，I ICQCQ=1.5mA=1.5mA 由公式可求出由公式可求出由公式可求出由公式可求出 r rbebe=300+300+（1+37.51+37.5）26/1.526/1.5 =967()=967()则则则则 A Au u=37.5(437.5(44)/0.967=4)/0.967=77.677.6例例2-2 在下图中，在下图中，VCC=12V，RC=4k，RB=300k，=37.5，试求放大电路的电压放大倍数试求放大电路的电压放大倍数Au。2023/3/626输入电阻输入电阻Ri 电路的输入电阻越电路的输入电阻越大，从信号源取得的大，从信号源取得

21、的电流越小，因此一般电流越小，因此一般总是希望总是希望输入电阻越输入电阻越大越好大越好。通常通常RBrbe，因此，因此Ri irbe，可见共射基本放大电路的，可见共射基本放大电路的输入电阻输入电阻Ri i不大。不大。2023/3/627n n 输出电阻输出电阻R RO O 对对于于负负载载而而言言，放放大大器器的的输输出出电电阻阻R Ro o越越小小，负负载载电电阻阻R RL L的的变变化化对对输输出出电电压压的的影影响响就就越越小小，表表明明放放大大器器带带负负载载能能力力越越强强，因因此此总总希希望望R Ro o越越小越好小越好。2023/3/628 由直流负载线由直流负载线 UCE=VC

22、CICRC（VCC，0）和（）和（0，VCC/Rc）在在与与IBQ的交点可的交点可得到得到Q点的参数点的参数IB 、IC 和和UCE 。在输出特性曲线上在输出特性曲线上确定确定两个特殊点两个特殊点,即可即可画出直流负载线。画出直流负载线。3.放大电路的图解分析法简介放大电路的图解分析法简介 图解分析法（简称图解法）是放大电路的另一种分析方法图解分析法（简称图解法）是放大电路的另一种分析方法图解分析法（简称图解法）是放大电路的另一种分析方法图解分析法（简称图解法）是放大电路的另一种分析方法 （1）用图解法分析放大电路的静态工作情况）用图解法分析放大电路的静态工作情况2023/3/629（2）用图

23、解法分析动态工作情况）用图解法分析动态工作情况ICICEVCCQIBQ交流负载线交流负载线直流负载线直流负载线 斜率为斜率为-1/RL（RL=RLRc）经过经过Q点点 注意注意：交流负载线是有交流交流负载线是有交流 输入信号时工作点的运动轨迹输入信号时工作点的运动轨迹空载时，交流负载线与直流负载线重合空载时，交流负载线与直流负载线重合 用图解法能够直观显示出在输入信号作用下，放大电路各用图解法能够直观显示出在输入信号作用下，放大电路各点电压和电流波形的幅值大小及相位关系，尤其对判断静态工点电压和电流波形的幅值大小及相位关系，尤其对判断静态工作点是否合适、输出波形是否会失真等十分方便。作点是否合

24、适、输出波形是否会失真等十分方便。2023/3/630n n ui i输入一微小的正弦信号输入一微小的正弦信号 uiuceicibiCuCEiBuBEQib2023/3/631n n 结论结论 （1）放大电路中的信号是交直流共存可表示为：）放大电路中的信号是交直流共存可表示为：（2）输出输出uo与输入与输入ui i相位相反，但幅度放大了，频率相位相反，但幅度放大了，频率不变。不变。2023/3/632n n （3 3）静态工作点对输出波形失真的影响静态工作点对输出波形失真的影响 对一个放大电路来说，要求输出波形的失真尽对一个放大电路来说，要求输出波形的失真尽可能小。但是，当静态工作点设置不当时

25、，输出波可能小。但是，当静态工作点设置不当时，输出波形将出现严重的非线性失真。在图中，静态工作点形将出现严重的非线性失真。在图中，静态工作点设于设于Q点，可以得到失真很小的点，可以得到失真很小的Ic和和uce波形。但是，波形。但是，当静态工作点设在当静态工作点设在Q1或或Q2点时，会使输出波形产生点时，会使输出波形产生严重的失真。严重的失真。2023/3/633饱和失真饱和失真当当Q点设置偏高，接点设置偏高，接近饱和区时，近饱和区时，Ic的正的正半周和半周和uce的负半周都的负半周都出现了畸变。这种由出现了畸变。这种由于动态工作点进入饱于动态工作点进入饱和区而引起的失真，和区而引起的失真，称为

26、称为“饱和失真饱和失真”。截止失真截止失真当当Q点设置偏低，接点设置偏低，接近截止区时，使得近截止区时，使得Ic的负半周和的负半周和uce的正半的正半周出现畸变。这种失周出现畸变。这种失真称为真称为“截止失真截止失真”。2023/3/634n n 1.1.温度对工作点的影响温度对工作点的影响 对于前面的电路（固定偏置电路）而言，静态工作对于前面的电路（固定偏置电路）而言，静态工作点由点由U UBEBE、和和I ICEOCEO决定，这三个参数随温度而变化。决定，这三个参数随温度而变化。总之总之TICTUBEIBICT、ICEOIC 2.2.3 共射放大电路工作点的稳定共射放大电路工作点的稳定20

27、23/3/635n n 2.静态工作点稳定电路静态工作点稳定电路 条件条件 ：若若I I2 2I IB B，则则 UB稳定稳定 采用分压式偏置电路稳定工作点。采用分压式偏置电路稳定工作点。电路主要采取了两个措施：电路主要采取了两个措施：一是采用分压式基极偏置电路；一是采用分压式基极偏置电路；二是增加了发射极电阻二是增加了发射极电阻RE，为了不造成交流信号在，为了不造成交流信号在RE上的损失，上的损失，在在RE两端并联了一个容量足够大的交流旁路电容两端并联了一个容量足够大的交流旁路电容CE。直流通路直流通路2023/3/636n n （1）Q点稳定的过程点稳定的过程（2）静态工作点的计算静态工作

28、点的计算 2023/3/637例例例例2-3 2-3 在下图中，已知在下图中，已知在下图中，已知在下图中，已知R RB1B1=7.5k=7.5k，R RB2B2=2.5k=2.5k，R RC C=2k=2k，R RE E =1k=1k，R RL L=2k=2k，V VCCCC=12V=12V，UUBEBE=0.7V=0.7V，=30=30。试计算放。试计算放。试计算放。试计算放大电路的静态工作点和电压放大倍数大电路的静态工作点和电压放大倍数大电路的静态工作点和电压放大倍数大电路的静态工作点和电压放大倍数A Au u。解：解：先计算先计算Q点点 UB 2.5/(7.5+2.5)12=3(V)IC

29、Q(30.7)/1=2.3(mA)IBQ 2.3/30=0.077(mA)UCEQ=122.3(2+1)=5.1(V)再计算再计算Au rbe=300+(1+30)26/2.3=650()RL=RCRL=1(k)Au=RL/rbe=301/0.65=46.22023/3/638n n共集电极放大电路基本工作原理共集电极放大电路基本工作原理n n共基极放大电路的基本工作原理共基极放大电路的基本工作原理2.3 共集电极、共基极放大电路共集电极、共基极放大电路本节重点内容本节重点内容:2023/3/639 三极管的集电极直接接在三极管的集电极直接接在VCC上，对交流信号相当上，对交流信号相当于接地，

30、成为输入、输出回路的公共端。由于电路是从于接地，成为输入、输出回路的公共端。由于电路是从发射极输出信号，故又称为发射极输出信号，故又称为射极输出器射极输出器。2.3.1 共集电极放大电路共集电极放大电路2023/3/6401.静态分析静态分析 可以看出，发射极电可以看出，发射极电阻阻RE折算到基极回路折算到基极回路相当于（相当于（1+）RE。2023/3/6412.动态分析电压放大倍数电压放大倍数Au输入电压与输出输入电压与输出电压同相电压同相电压跟随器电压跟随器微变等效电路微变等效电路 2023/3/642输输输输入入入入电电电电阻阻阻阻输输输输出出出出电电电电阻阻阻阻通常有通常有RE(rb

31、e+RS)/(1+)，所以所以 RO(rbe+RS)/(1+)若信号源内阻若信号源内阻RS很小时，即很小时，即RS0，且，且足够大时，则有足够大时，则有 RO rbe/2023/3/643共集电极放大电路（共集电极放大电路（共集电极放大电路（共集电极放大电路（射极输出器）的特点射极输出器）的特点射极输出器）的特点射极输出器）的特点（1 1）电压放大倍数小于电压放大倍数小于1 1，且输出与输入电压同相且输出与输入电压同相。（2 2）输入电阻高。输入电阻高。（3 3）输出电阻低。输出电阻低。射极输出器的应用射极输出器的应用放在多级放大器的输入端，提高整个放大器的输入电阻。放在多级放大器的输入端，提

32、高整个放大器的输入电阻。放在多级放大器的输出端，减小整个放大器的输出电阻。放在多级放大器的输出端，减小整个放大器的输出电阻。放在两级之间，起缓冲作用。放在两级之间，起缓冲作用。2023/3/6441.静态分析静态分析 与共射组态相同与共射组态相同。2.3.2 共基极放大电路共基极放大电路直流通路直流通路2023/3/6452.动态分析电压放大倍数电压放大倍数输入电阻输入电阻输出电阻输出电阻Ro RC Auuo/uI=(-Ib RL)/(-Ib rbe)=RL/rbe Rirbe/（1+）微变等效电路微变等效电路 2023/3/646 与共发射极电路相比，共基极电路的输入电阻与共发射极电路相比，

33、共基极电路的输入电阻与共发射极电路相比，共基极电路的输入电阻与共发射极电路相比，共基极电路的输入电阻R Ri i 减小为减小为减小为减小为1/1/（1+1+），一般是几），一般是几），一般是几），一般是几 几十欧姆；输出电几十欧姆；输出电几十欧姆；输出电几十欧姆；输出电阻阻阻阻R ROO与共发射极电路相同，近似等于集电极电阻与共发射极电路相同，近似等于集电极电阻与共发射极电路相同，近似等于集电极电阻与共发射极电路相同，近似等于集电极电阻R RC C；电压放大倍数与共发射极电路在数值上相同，只；电压放大倍数与共发射极电路在数值上相同，只；电压放大倍数与共发射极电路在数值上相同，只；电压放大倍数与

34、共发射极电路在数值上相同，只差了一个负号。差了一个负号。差了一个负号。差了一个负号。共基极电路的特点是输入电阻低，输出电压与共基极电路的特点是输入电阻低，输出电压与共基极电路的特点是输入电阻低，输出电压与共基极电路的特点是输入电阻低，输出电压与输入电压同相位。输入电压同相位。输入电压同相位。输入电压同相位。2023/3/647n n 三种放大器性能比较三种放大器性能比较 共射电路既有电压放大作用，又有电流放大作用；共射电路既有电压放大作用，又有电流放大作用；其输入电阻不大，输出电阻也不大；输出电压与输入电压其输入电阻不大，输出电阻也不大；输出电压与输入电压相位相反；得到广泛应用。相位相反；得到

35、广泛应用。共集电极电路只有电流放大作用，没有电压放大共集电极电路只有电流放大作用，没有电压放大作用；输入电阻大，输出电阻小，带负载能力强；可用作用；输入电阻大，输出电阻小，带负载能力强；可用于放大器的输入级、输出级和缓冲级；它的输入电压和于放大器的输入级、输出级和缓冲级；它的输入电压和输出电压同相位。输出电压同相位。共基极电路只有电压放大作用，没有电流放大作共基极电路只有电压放大作用，没有电流放大作用；其输入电阻较小，输入电压与输出电压同相位；广用；其输入电阻较小，输入电压与输出电压同相位；广泛应用于高频放大电路中。泛应用于高频放大电路中。2023/3/648n n在许多情况下，单级放大电路的

36、电压放大倍数往在许多情况下，单级放大电路的电压放大倍数往在许多情况下，单级放大电路的电压放大倍数往在许多情况下，单级放大电路的电压放大倍数往往不能满足要求。为此，要把放大电路的前一级往不能满足要求。为此，要把放大电路的前一级往不能满足要求。为此，要把放大电路的前一级往不能满足要求。为此，要把放大电路的前一级输出接到后一级的输入端，级联成二级、三级或输出接到后一级的输入端，级联成二级、三级或输出接到后一级的输入端，级联成二级、三级或输出接到后一级的输入端，级联成二级、三级或者多级放大电路。者多级放大电路。者多级放大电路。者多级放大电路。级和级之间的连接方式称为级和级之间的连接方式称为级和级之间的

37、连接方式称为级和级之间的连接方式称为耦耦耦耦合方式合方式合方式合方式。n n放大电路级间的耦合方式，既要将前级的输出信放大电路级间的耦合方式，既要将前级的输出信放大电路级间的耦合方式，既要将前级的输出信放大电路级间的耦合方式，既要将前级的输出信号顺利传递到下一级，又要保证各级都有合适的号顺利传递到下一级，又要保证各级都有合适的号顺利传递到下一级，又要保证各级都有合适的号顺利传递到下一级，又要保证各级都有合适的静态工作点。常见的耦合方式有静态工作点。常见的耦合方式有静态工作点。常见的耦合方式有静态工作点。常见的耦合方式有阻容耦合阻容耦合阻容耦合阻容耦合、直接直接直接直接耦合耦合耦合耦合、变压器耦

38、合变压器耦合变压器耦合变压器耦合和和和和光电耦合光电耦合光电耦合光电耦合等各种形式。等各种形式。等各种形式。等各种形式。2.4 2.4 多级放大电路多级放大电路2023/3/649 输入级和中间级主要用作电压放大，可以输入级和中间级主要用作电压放大，可以将微弱的输入电压放大到足够的幅度。后面的将微弱的输入电压放大到足够的幅度。后面的末前级和输出级用作功率放大，向负载输出足末前级和输出级用作功率放大，向负载输出足够大的功率。够大的功率。多级放大电路的组成框图多级放大电路的组成框图2.4.1 多级放大电路的组成框图多级放大电路的组成框图2023/3/6501.电路组成电路组成两级阻容两级阻容耦合放

39、大耦合放大电路电路 2.4.2 阻容耦合多级放大电路阻容耦合多级放大电路第一级放大电路的输出是经过第一级放大电路的输出是经过CB2与第二级放大电路的输入电阻与第二级放大电路的输入电阻Ri2联系起来的，故称为阻容耦合方式。阻容耦合的特点是，各级联系起来的，故称为阻容耦合方式。阻容耦合的特点是，各级的静态工作点相互独立，所以阻容耦合多级放大电路的静态分析的静态工作点相互独立，所以阻容耦合多级放大电路的静态分析与单级放大电路的静态分析完全相同。与单级放大电路的静态分析完全相同。2023/3/6512.阻容耦合多级放大电路的计算阻容耦合多级放大电路的计算(1)电压放大倍数电压放大倍数 Au=Au1Au

40、2 (2)输入电阻输入电阻(3)输出电阻输出电阻 R i=R i 1=RB1 rbe1 RO=RO2=RC2 2023/3/652n n频率响应和通频带的概念频率响应和通频带的概念n n单级阻容耦合放大电路的频率响应单级阻容耦合放大电路的频率响应n n三极管的频率参数三极管的频率参数2.5 2.5 放大电路的频率响应放大电路的频率响应本节重点内容本节重点内容:2023/3/653 电子电路中所遇到的信号往往不是单一频率的，而电子电路中所遇到的信号往往不是单一频率的，而是工作在一段频率范围内的。是工作在一段频率范围内的。频率响应频率响应放大电路对不同频率正弦信号的放大效果放大电路对不同频率正弦信

41、号的放大效果。2.5.1 频率响应和通频带的概念频率响应和通频带的概念2023/3/654 放大电路的频率响应可直接用放大电路的电压放大放大电路的频率响应可直接用放大电路的电压放大放大电路的频率响应可直接用放大电路的电压放大放大电路的频率响应可直接用放大电路的电压放大倍数对频率的关系来描述，即倍数对频率的关系来描述，即倍数对频率的关系来描述，即倍数对频率的关系来描述，即 表示电压放大倍数的模与频率的关表示电压放大倍数的模与频率的关系，称为幅频特性系，称为幅频特性 放大电路输出电压与输入放大电路输出电压与输入电压之间的相位差与频率电压之间的相位差与频率的关系，称为相频特性的关系，称为相频特性 放

42、大电路的频率响应放大电路的频率响应 2023/3/655BW=f Hf L 通频带是放大电路通频带是放大电路频率响应的一个重要指频率响应的一个重要指标。通频带愈宽，表示标。通频带愈宽，表示放大电路工作的频率范放大电路工作的频率范围愈宽。例如，质量好围愈宽。例如，质量好的音频放大器，其通频的音频放大器，其通频带可从带可从20Hz至至20 kHz。相频特性相频特性幅频特性幅频特性2023/3/656输入回路的输入回路的分布电容分布电容 输出回路输出回路的分布电的分布电容容 2.5.2 单级阻容耦合放大电路的频率响应单级阻容耦合放大电路的频率响应2023/3/657 n n在中频区，由于耦合电容在中

43、频区，由于耦合电容在中频区，由于耦合电容在中频区，由于耦合电容C C1 1、C C2 2 以及发射极旁电容以及发射极旁电容以及发射极旁电容以及发射极旁电容C CE E的容量比较大，呈现的容抗很小，因而可以视为短路的容量比较大，呈现的容抗很小，因而可以视为短路的容量比较大，呈现的容抗很小，因而可以视为短路的容量比较大，呈现的容抗很小，因而可以视为短路而忽略不计。而忽略不计。而忽略不计。而忽略不计。n n另一方面，由于另一方面，由于另一方面，由于另一方面，由于C Ci i 和和和和C Co o 容量很小，在中频范围内呈现容量很小，在中频范围内呈现容量很小，在中频范围内呈现容量很小，在中频范围内呈现

44、容抗很大，可视为开路而忽略不计。容抗很大，可视为开路而忽略不计。容抗很大，可视为开路而忽略不计。容抗很大，可视为开路而忽略不计。n n 放大电路的电压放大倍数与频率无关，输出电压与输放大电路的电压放大倍数与频率无关，输出电压与输放大电路的电压放大倍数与频率无关，输出电压与输放大电路的电压放大倍数与频率无关，输出电压与输入电压之间的相位差始终维持入电压之间的相位差始终维持入电压之间的相位差始终维持入电压之间的相位差始终维持180180不变。不变。不变。不变。1.1.中频区中频区中频区中频区2023/3/6582.低频区低频区 当信号频率低于中频区频率时：当信号频率低于中频区频率时：当信号频率低于

45、中频区频率时：当信号频率低于中频区频率时：n nC Ci i 和和和和C CE E的容抗更大，完全可以视为开路而忽略不的容抗更大，完全可以视为开路而忽略不的容抗更大，完全可以视为开路而忽略不的容抗更大，完全可以视为开路而忽略不计。计。计。计。n n耦合电容耦合电容耦合电容耦合电容C C1 1、C C2 2 以及旁路电容以及旁路电容以及旁路电容以及旁路电容C CE E 的容抗增大，不的容抗增大，不的容抗增大，不的容抗增大，不能视为短路。它们将对低频区的频率特性产生影能视为短路。它们将对低频区的频率特性产生影能视为短路。它们将对低频区的频率特性产生影能视为短路。它们将对低频区的频率特性产生影响，使

46、放大倍数减小、相位差超前。响，使放大倍数减小、相位差超前。响，使放大倍数减小、相位差超前。响，使放大倍数减小、相位差超前。为了减少为了减少为了减少为了减少C C1 1、C C2 2 和和和和C CE E 的影响，应当使其容量的影响，应当使其容量的影响，应当使其容量的影响，应当使其容量足够大，足够大，足够大，足够大，C CE E 容量的大小是影响放大倍数减小的主容量的大小是影响放大倍数减小的主容量的大小是影响放大倍数减小的主容量的大小是影响放大倍数减小的主要因素。要因素。要因素。要因素。2023/3/6593.3.高频区高频区高频区高频区 当信号频率进入高频区时：当信号频率进入高频区时：当信号频

47、率进入高频区时：当信号频率进入高频区时：n n耦合电容耦合电容耦合电容耦合电容C C1 1、C C2 2和旁路电容和旁路电容和旁路电容和旁路电容C CE E的容抗比在中频区更小，的容抗比在中频区更小，的容抗比在中频区更小，的容抗比在中频区更小，故可视为短路而忽略不计。故可视为短路而忽略不计。故可视为短路而忽略不计。故可视为短路而忽略不计。n n由于工作频率较高，由于工作频率较高，由于工作频率较高，由于工作频率较高，C Ci i和和和和C Co o的容抗减小，再不能把它的容抗减小，再不能把它的容抗减小，再不能把它的容抗减小，再不能把它们视为开路而不加考虑了。们视为开路而不加考虑了。们视为开路而不

48、加考虑了。们视为开路而不加考虑了。n n三极管的三极管的三极管的三极管的 参数也会因为工作频率升高而明显减低。参数也会因为工作频率升高而明显减低。参数也会因为工作频率升高而明显减低。参数也会因为工作频率升高而明显减低。n n由于这些因素的影响，放大电路在高频区的放大倍数由于这些因素的影响，放大电路在高频区的放大倍数由于这些因素的影响，放大电路在高频区的放大倍数由于这些因素的影响，放大电路在高频区的放大倍数下降，而且相位差会滞后。下降，而且相位差会滞后。下降，而且相位差会滞后。下降，而且相位差会滞后。2023/3/660 在高频运用时，由于三极管极间电容的分流作用，在高频运用时，由于三极管极间电

49、容的分流作用，在高频运用时，由于三极管极间电容的分流作用，在高频运用时，由于三极管极间电容的分流作用，使得电流放大系数使得电流放大系数使得电流放大系数使得电流放大系数 随频率升高而下降随频率升高而下降随频率升高而下降随频率升高而下降 。三极管的三极管的频率参数频率参数 2.5.3 三极管的频率参数三极管的频率参数2023/3/6611.1.共射共射共射共射截止频率截止频率截止频率截止频率f f 在共发射极电路中，设低频时在共发射极电路中，设低频时在共发射极电路中，设低频时在共发射极电路中，设低频时=o o。当频率当频率当频率当频率f f 升高，使升高，使升高，使升高，使 值下降到值下降到值下降

50、到值下降到0.7070.707 o o时的频率叫做时的频率叫做时的频率叫做时的频率叫做共射截共射截共射截共射截止频率止频率止频率止频率，用，用，用，用f f 表示。表示。表示。表示。2.2.2.2.特征频率特征频率特征频率特征频率f f T T 当频率当频率当频率当频率f f f f 时，时，时，时，下降得很厉害当频率升高下降得很厉害当频率升高下降得很厉害当频率升高下降得很厉害当频率升高到使到使到使到使=1=1时的频率，称为时的频率，称为时的频率，称为时的频率，称为三极管的特征频率三极管的特征频率三极管的特征频率三极管的特征频率，用，用，用，用f fT T表示。表示。表示。表示。f fT T是