模拟电子线路课件PPT学习教案.pptx

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1、会计学 1模拟(mn)电子线路课件第一页，共107页。1947年12月23号，贝尔实验室的William B.Shockley、John Bardeen、Walter H.Brattain制造出了世界上第一只半导体放大器件(qjin)，他们将这种器件(qjin)命名为“晶体管”第1页/共107页第二页，共107页。第第 3 3 章章半导体三极管及其基本放大半导体三极管及其基本放大(fngd)(fngd)电路电路 3.0 引言(ynyn)20世纪40年代,由Bardeen,Brattain和Schockley在贝尔实验 室开发的硅晶体管,在20世纪50年代和60年代掀起了第一次电子 革命.这项成

2、果导致了1958年集成电路的开发及在电子电路中应 用广泛的晶体管运算放大器的产生.本章介绍的三极管属于双极型器件,是两类晶体管中的第一 种类型.下面将详细讨论其物理结构、工作原理及其在放大电路 中的应用.第2页/共107页第三页，共107页。3.1 3.1 双 双 极 极 型 型 晶 晶 体 体 管 管(Bipolar Junction Transistor)(Bipolar Junction Transistor)一、结构、分类(fn li)、符号P N P ebc发射区 基区 集电区(发射结)JeJc(集电结)bec图 3.1becJc(集电结)NPN ebc(发射结)Je发射区 基区 集

3、电区第3页/共107页第四页，共107页。3.1 3.1 双 双 极 极 型 型 晶 晶 体 体 管 管(Bipolar Junction Transistor)(Bipolar Junction Transistor)图 3.1 常用(chn yn)集成电路中NPN型三极管的结构剖面图 第4页/共107页第五页，共107页。3.1 BJT 3.1 BJT图 3.2 几种(j zhn)BJT的外形结构特点:1、基区很薄(106m),且轻掺杂(1015 cm3);2、发射区重掺杂(1019 cm3);3、集电区面积大,且掺杂较轻(1017 cm3).BJT的结构特点是决定其能进行(jnxng)信

4、号放大的内部物质基础.第5页/共107页第六页，共107页。3.1 BJT 3.1 BJT二、BJT的电流(dinli)分配与电流(dinli)放大作用 1、BJT内部载流子的传输过程见图3.3所示.BJT放大所必须具备的外部条件是:Je正偏,Jc反偏.发射区发射电子,形成射极电流(dinli)IE;电子在基区复合,形成基极电流(dinli)IB;集电区收集电子,形成集电极电流(dinli)IC.IE=IC+IB(1+)IB(31)IC=IB+ICEO IB(32)IC=IE+ICBO IE(33)第6页/共107页第七页，共107页。3.1 BJT 3.1 BJTIB=IEp+(IEnICn

5、1)ICBOIC=ICn1+ICn2+ICp=ICn1+ICBOICBO+VBBRBRC+VCC NPNECBJeIEnIcn1Icn2IcpICBOJcIEpIBIEIC图 3.3IE=IC+IB IE=IEp+IEnIC=IEn+ICBO IE+ICBO IC=ICn1+ICBO ICn1 IC=(34)IEn IEIC=(IB+IC)+ICBO 1IC=IB+ICBO 1 1 第7页/共107页第八页，共107页。3.1 BJT 3.1 BJT 1IC=IB+ICBO 1 1=(35)1 1ICEO=ICBO 1=(1+)ICBO(36)IC=IB+ICEO IB IE=IC+IB(1+

6、)IB 2.、ICBO、ICEO的物理含义共基极直流电流放大倍数.1,1.ICn1 IC=IEn IE第8页/共107页第九页，共107页。3.1 BJT 3.1 BJT=1 ICn1=IEn IB=IEp+(IEnICn1)ICBO=IEICn1ICBO ICICBO IC=IB+ICBO IB 共射极直流电流放大倍数.1.=1=(38)1+图 3.4ICBO 受温度影响(yngxing)较大ceb+VCCICBO(37)第9页/共107页第十页，共107页。3.1 BJT 3.1 BJT+VBE+VCB+VCCICEO图 3.5I CEO=I CBO+I CBO=(1+)I CBO3.电流

7、(dinli)分配关系IE=IEBS(e 1)IEBS e(39)VBEVTVBEVTIC IB 三、BJT的特性(txng)曲线IC IE ISeVBEVT第10页/共107页第十一页，共107页。3.1 BJT 3.1 BJT1、输入(shr)特性 共射接法i B=f(v BE)vCE=CE+vCE iC+vBE iBBC(a)vCE1V(b)vCE=0VvBE/V0iB/A图 3.6第11页/共107页第十二页，共107页。2、输出特性 共射接法i C=f(v CE)iB=C图 3.7OiB1iB2iB3iB4vCE VAiCA图 3.8 VCEIC ISe 1(310)VAVBEVT2

8、0A60AiB=100A80A40A放 大 区iC/mA0vCE/V饱和区ICEOV(BR)CEO截止区击 穿 区054321E B CWBN P N基区宽度调制(tiozh)效应第12页/共107页第十三页，共107页。3.1 BJT 3.1 BJT(1)放大(fngd)区 Je正偏,Jc反偏.IC=IB+ICEO IB VCEIC(b)IC(a)IC IC 图 3.9第13页/共107页第十四页，共107页。3.1 BJT 3.1 BJT(2)截止区 Je、Jc均反偏.工程上规定IB=0(IC=ICEO0)以下的区域称为截止区;严格说来,截止区应是IE=0以下的区域.(IC=ICBO,IB

9、=ICBO)(3)饱和(boh)区 Je、Jc均正偏.VBE(sat)0.7V;VCE(sat)0.3V(4)击穿区 VCEVCB Jc 雪崩击穿 V(BR)CEO IB V(BR)ICIB ICIB 第14页/共107页第十五页，共107页。判断 判断(pndun)(pndun)三极管的工作状态 三极管的工作状态 测量得到三极管三个电极对地电位(din wi)如图所示，试判断三极管的工作状态。放大 截止 饱和第15页/共107页第十六页，共107页。3.1 BJT 3.1 BJT四、BJT的主要参数 1、表征放大(fngd)能力的参数 IC=IB共射极直流电流放大系数(h FE).iC=(3

10、11)iB共射极交流(jioli)电流放大系数(hfe).在小信号条件下,.IC=IE共基极直流电流放大系数.第16页/共107页第十七页，共107页。3.1 BJT 3.1 BJT共基极交流(jioli)电流放大系数.iC=(312)iE=1=(314)1+=(313)1=1+2、表征稳定性的参数 极间反向电流(dinli)(越小越好)ICBO:集电极 基极反向饱和电流(dinli).ICEO:集电极 发射极反向穿透电流(dinli)。3、表征安全工作区域的参数第17页/共107页第十八页，共107页。3.1 BJT 3.1 BJT(1)集电极最大允许电流ICM（）(2)集电极最大允许耗散(

11、ho sn)功率PCM PCM=ICVCBICVCE(3)反向击穿电压 V(BR)EBO:集电极开路时,发射极 基极间的反向击穿电压.V(BR)CBO:发射极开路时,集电极 基极间的反向击穿电压.V(BR)CEO:基极开路时,集电极发射极间的反向击穿电压.V(BR)CBO V(BR)CEO V(BR)EBOV(BR)CEOPCMVCE/V安 全 工 作 区图 3.10OIC/mAICM第18页/共107页第十九页，共107页。3.1 BJT 3.1 BJTV(BR)CER 表示BE 间接(jin ji)有电阻，V(BR)CES 表示BE 间短路V(BR)CBO V(BR)CES V(BR)CE

12、R V(BR)CEO V(BR)EBO第19页/共107页第二十页，共107页。3.1 BJT 3.1 BJT4、温度(wnd)特性 VBE/T=(22.5)mV/oC;/(T)=(0.51)%/oC;ICBO(T2)=ICBO(T1)2T2T1 105、结电容 发射结电容Cbe,集电结电容Cbc.五、BJT的电路(dinl)模型 1、直流等效电路(dinl)模型(放大区)第20页/共107页第二十一页，共107页。3.1 BJT 3.1 BJT(a)b+VCC+VBB eIERcICRBIBcIB+VCC+VBB c(b)RCICRBbeIB+VBE 图 3.12 VBBVBE IB=RB

13、IC=IBVCE=VCCICRC2、交流小信号等效电路模型(mxng)(放大区)第21页/共107页第二十二页，共107页。3.1 BJT 3.1 BJT名 称总电压或 总电流直流量交流量 基本关系式瞬时值 有效值基极电流 iBIBQibIbiB=IBQ+ib集电极电流 iCICQicIciC=ICQ+ic基射电压 vBEVBEQvbeVbevBE=VBEQ+vbe集射电压 vCEVCEQvceVcevCE=VCEQ+vce表3-1bce?mV甚至(shnzh)V第22页/共107页第二十三页，共107页。3.1 BJT 3.1 BJT+vCEiC+vBEiBbce(a)+hrevce hie

14、1/hoehfeib+vceic+vbeibb ce(b)rbeib+vceic+vbeibbce(c)图 3.13iB=IBQ+ib vBE=VBEQ+vbe iC=ICQ+ic vCE=VCEQ+vce vBE=f1(iB,vCE)iC=f2(iB,vCE)vBE vBEvBE=f1(iB,vCE)=f1(IBQ,VCEQ)+ib+vce iB Q vCE QVBEQvbe第23页/共107页第二十四页，共107页。3.1 BJT 3.1 BJT iC=f2(iB,vCE)=f2(IBQ,VCEQ)+ICQic(315)(316)vBE vBEvbe=ib+vce=hieib+hrevce

15、hieib iB Q vCE Q iC iCic=ib+vce=hfeib+hoevce hfeib iB Q vCE Qvbe ichie hrehfe hoe ib vce=hie()hre hfe hoe(S)(317)第24页/共107页第二十五页，共107页。h ehie hrehfe hoe=rbe T 1/rce=103 103 104 102 105 S输出(shch)端交流短路时的输入电阻rbe；输出(shch)端交流短路时的正向电流传输比或电流放大系数；输入端交流开路时的反向(fn xin)电压传输比T；输入端交流开路时的输出电导1/rce。3.1 BJT 3.1 BJT第

16、25页/共107页第二十六页，共107页。H参数都是小信号(xnho)参数，即微变参数或交流参数。H参数与工作点有关，在放大区基本不变。H参数都是微变参数，所以只适合对交流信号(xnho)的分析。受控电流源hfeib，反映了BJT的基极电流对集电极电流的控制作用。电流源的流向由ib的流向决定。hrevce是一个(y)受控电压源。反映了BJT输出回路电压对输入回路的影响。3.1 BJT 3.1 BJT第26页/共107页第二十七页，共107页。hre 和hoe 都很小，常忽略它们(t men)的影响。BJT在共射连接(linji)时，其H参数的数量级一般为第27页/共107页第二十八页，共107

17、页。3.1 BJT 3.1 BJTbierbebrbbeereib VT(mV)rbe=rbb+(1+)(318)IEQ(mA)rbe=Vbe Ib re 0 Vbe Ib rbb+Ie rb e 图 3.14 1 iE IEBS e IEQ=IEBSe=rbe vBE Q vBE VT VTvBEVT vBE=VBEQ VBEQ VT第28页/共107页第二十九页，共107页。3.1 BJT 3.1 BJT六、BJT的基本(jbn)应用 1、电流源OiI0v(b)OiviBQvCE(sat)(d)i=I0+v(a)RC+VCC+v=vCE iCiB(c)图 3.152、开关 图3.16所示为

18、BJT反相器电路(dinl),BJT在截止区和饱和区之第29页/共107页第三十页，共107页。3.1 BJT 3.1 BJT间切换(qi hun).负载可以是电动机,发光二极管或其他电子设备.+vBE VCC+vCE图 3.16iCiB负载vIvO第30页/共107页第三十一页，共107页。vi=5V时，iB=(5-0.7)/10K=0.43mAICS=10V/5K=2mA iB=22mA三极管饱和(boh)，vO=0V;vi=0V时，三极管截止,vO=10V。5V10VttvivOce10K5K10Vb+_+_vivO例如(lr)：三极管用作可控开关(=50)3、放大器第31页/共107页

19、第三十二页，共107页。3.2 3.2 放 放 大 大 器 器 概 概 述 述 放大器(Amplifier)是应用最广泛的一种功能电路.大多数模拟电子系统都应用了不同类型的放大电路.一、放大的概念 放大器的作用是将输入信号进行不失真的放大,使输出信号强度(qingd)(功率、电压或电流)大于输入信号强度(qingd),且不失真地重现输入信号波形.放大器实际上是一种能量控制装置.它利用三极管(或场效应管)的放大和控制作用,将直流电源的能量转换为放大了的交流输出能量.第32页/共107页第三十三页，共107页。3.2 3.2 放 放 大 大 器 器 概 概 述 述来自特定信源的时变信号(xnho)

20、在能被利用之前常常需要放大.(举例说明)信号源 放大器负载 高信号 功率 CD 播放器 扬声器 DC功率 低信号 功率图 3.17 DC电压源第33页/共107页第三十四页，共107页。3.2 3.2 放 放 大 大 器 器 概 概 述 述二、放大器的主要(zhyo)性能指标+Vo+ViIiIo信号源放大器负载RiRo+Vs RsRL图 3.181、输入电阻 Vi Ri=(319)Ii 第34页/共107页第三十五页，共107页。3.2 3.2 放 放 大 大 器 器 概 概 述 述2、输出电阻 VT Ro=(Vs=0 或 Is=0)(320)IT 3、增益(放大(fngd)倍数)Vo Io

21、Io VoAv=Ai=Ag=Ar=(321)Vi Ii Vi Ii 电压增益=20lgAvdB 电流增益=20lgAidB放大器的四种(s zhn)模型第35页/共107页第三十六页，共107页。3.2 3.2 放 放 大 大 器 器 概 概 述 述(a)电压(diny)放大器+AvtVi+Vs RiRL+VoRoRs+Vi RL Av=Avt Ro RL AvAvt(322)Ro+RL Ri Rs(Ri)Ro RL(Ro0)Vo Vo Vi RiAvs=Av Ri Rs AvsAv(323)Vs Vi Vs Rs+Ri 第36页/共107页第三十七页，共107页。3.2 3.2 放 放 大

22、大 器 器 概 概 述 述(b)电流(dinli)放大器IsRiRLIoRsAinIiIiRo Ri Rs(Ri0)Ro RL(Ro)Ro Ai=Ain Ro RL AiAin(324)Ro+RL Io Io Ii RsAis=Ai Ri Rs AisAi(325)Is Ii Is Rs+Ri 第37页/共107页第三十八页，共107页。3.2 3.2 放 放 大 大 器 器 概 概 述 述RiRs(Ri0)RoRL(Ro0)(c)互阻放大器+VoRo+Art IiRiRLRsIsIi Ri Rs(Ri)RoRL(Ro)(d)互导放大器+Vs 图 3.19Ri RLRs+ViAgsViRoIo

23、第38页/共107页第三十九页，共107页。3.2 3.2 放 放 大 大 器 器 概 概 述 述 BW=fH fL(326)3dB图 3.20O20lgAvdB3dBfHfL f/Hz带宽4、带宽(di kun)5、非线性失真系数(xsh)V 2ok k=2=(327)Vo1 第39页/共107页第四十页，共107页。3.2 3.2 放 放 大 大 器 器 概 概 述 述三、基本放大器的组成(z chn)1、三极管的三种基本接法图 3.21 beicibc(a)(b)cieibbebiciec e(c)2、基本(jbn)共发射极放大器第40页/共107页第四十一页，共107页。+C1RL+v

24、oVT+vs RCRBVCC+vi(a)C2Rs3.2 3.2 放 放 大 大 器 器 概 概 述 述+vs CE+C1REVTRLRB2Rs+voRCRB1VCC+vi(b)C2+图 3.22 3、各元件(yunjin)的作用第41页/共107页第四十二页，共107页。3.2 3.2 放 放 大 大 器 器 概 概 述 述 VT:放大电路的核心元件.具有电流放大作用.直流电源VCC:为三极管提供放大的外部条件;并为放大器提供能量来源.基极偏置电阻RB:为三极管提供合适(hsh)的基极偏置电流IBQ.集电极负载电阻RC:将icvce,以实现电压放大.同时,RC也起直流负载的作用.耦合电容C1、

25、C2:“通交隔直”,一般用电解电容,连接时注意电容的极性.负载电阻RL:放大电路的外接负载,它可以是耳机、扬声器或其他执行机构,也可以是后级放大电路的输入电阻.第42页/共107页第四十三页，共107页。3.2 3.2 放 放 大 大 器 器 概 概 述 述四、放大器的直流通路和交流通路 1、直流通路的画法:将电容作开路处理,电感作短路处理.2、交流通路的画法:将电容及直流电源作短路处理.3、放大器中电压、电流(dinli)的符号规定 如表3-1第43页/共107页第四十四页，共107页。RLVT+vi+vs Rs+voRCRBibicVTRL+viic+vs Rs+voRCRBib3.2 3

26、.2 放 放 大 大 器 器 概 概 述 述VTRCRBVCCIBQICQ+VCEQ(a)ICQRB2IBQVTRC RB1VCCRE+VCEQ(b)RB=RB1RB2图 3.23 第44页/共107页第四十五页，共107页。+C1RL+voVT+vs RCRBVCC+vi(a)C2Rs3.2 3.2 放 放 大 大 器 器 概 概 述 述五、放大器的基本(jbn)工作情况0vitvBEtVBEQiBtIBQiCtICQvCEtVCEQvot0(b)图 3.24 第45页/共107页第四十六页，共107页。3.2 3.2 放 放 大 大 器 器 概 概 述 述直流电源VCC提供(tgng)的功

27、率为:1 1PV=VCCiC=VCC(ICQ+Icmsint)dt=VCCICQ 2 22020加到RC上的功率(gngl)为:1 1 1PL=iC2RC=(ICQ+Icmsint)2RC dt=ICQ2RC+Icm2RC 2 2 22020加到三极管上的功率(gngl)为:1 1PC=vCEiC=(VCEQIcmRCsint)(ICQ+Icmsint)dt 2 2 1=VCEQICQ Icm2RC 22020PV=VCCICQ=(VCEQ+ICQRC)ICQ=VCEQICQ+ICQ2RC=PL+PCvi=0,PV=PL+PC;vi,PC，PL.PV PL VT第46页/共107页第四十七页，

28、共107页。VTRCRBVCCIBQICQ+VCEQ+C1RL+voVT+vs RCRBVCC+viC2Rs3.3 3.3 放大器的图解 放大器的图解(tji)(tji)分析方法 分析方法 图解分析可以提供对放大器工作情况的直观认识.一、静态分析 1、分析目的:确定Q点(VBEQ、IBQ、VCEQ、ICQ)2、分析对象(duxing):直流通路第47页/共107页第四十八页，共107页。3.3 3.3 放大器的图解 放大器的图解(tji)(tji)分析方法 分析方法3、分析(fnx)步骤:VCC=IB RB+VBEIB=f(VBE)VCE=CVCC=IC RC+VCEIC=f(VCE)IB=C

29、IBQVCC RBVCCQOIBVBEVBEQ直流负载线直流负载线O VCCVCEQVCEIC IBQVCC RCICQ图 3.25 第48页/共107页第四十九页，共107页。RLVT+vi+vs Rs+voRCRBibic+C1RL+voVT+vs RCRBVCC+viC2Rs3.3 3.3 放大器的图解 放大器的图解(tji)(tji)分析方法 分析方法二、动态分析 1、分析目的:确定 Av、Vom,了解非线性失真.2、分析对象:交流(jioli)通路3、分析(fnx)步骤:(1)(2)(3)第49页/共107页第五十页，共107页。3.3 3.3 放大器的图解 放大器的图解(tji)(

30、tji)分析方法 分析方法Avt AvRL,RL=RC,Avt=Av iBOQvBEIBQOvCEiC VCCIBQVCC RC交流负载线ICQVCEQICQ RL 1 RC 1 RLRL=RCRL图 3.26 第50页/共107页第五十一页，共107页。3.3 3.3 放大器的图解 放大器的图解(tji)(tji)分析方法 分析方法三、建立(jinl)Q点的必要性QQQIBQQQQ图 3.27OiBvBEOvCEVCCIBQVCC RCICQVCEQ截止失真饱和失真iC 第51页/共107页第五十二页，共107页。3.4 3.4 放大器的等效电路分析法 放大器的等效电路分析法一、静态分析 1

31、、分析目的:确定(qudng)Q点(VBEQ、IBQ、VCEQ、ICQ)2、分析对象:直流通路(a)固定偏置VTRCRBVCCIBQICQ+VCEQ 图 3.28 VCCVBE IBQ=RB ICQ=IBQVCEQ=VCCICQRC第52页/共107页第五十三页，共107页。3.4 3.4 放大器的等效电路分析法 放大器的等效电路分析法ICQIBQRB2VTRCRB1VCCRE+VCEQ 图 3.29(b)分压偏置(pin zh)ICQ=IBQVCEQ=VCCICQRCIEQRE VCCICQ(RC+RE)RB=RB1RB2 VBBVBE IBQ=RB+(1+)RE RB2VBB=VCC RB

32、1+RB2+VBB+VCCVTRCRBREIBQICQ+VCEQ 第53页/共107页第五十四页，共107页。ICQIBQRB2VTRC RB1VCCRE+VCEQ 3.4 3.4 放大器的等效电路分析法 放大器的等效电路分析法 RB2VBQ VCC RB1+RB2 IBQ=ICQ/VCEQ VCCICQ(RC+RE)VEQ VBQ VBEICQ IEQ=RE RE若(1+)RE 10RB,可按如下(rxi)方法确定Q点.IBQVBQVEQ IEQ(ICQ)VCEQ第54页/共107页第五十五页，共107页。VTRCRBVCCIBQICQ+VCEQ 3.4 3.4 放大器的等效电路分析法 放大

33、器的等效电路分析法 T VBE(on)ICQ ICBOVCC=6V,RB=270k,RC=2k T30oC,=130,VBE=0.625V,ICBO=81012A IBQ=19.91A,ICQ=2.59mA,VCEQ=0.82V(c)两种偏置电路(dinl)的比较 T=300K,=100,VBE=0.7V,ICBO=1012A IBQ=19.63A,ICQ=1.96mA,VCEQ=2.08V第55页/共107页第五十六页，共107页。IEQICQIBQRB2VTRC RB1VCCREVEQVBQI13.4 3.4 放大器的等效电路分析法 放大器的等效电路分析法分压偏置(pin zh)电路最大的

34、优点是稳定了Q点.T ICQ(IEQ)VEQVBEQ(VBQVEQ)ICQ IBQ【例 3.1】电路如上图 所示.设RB1=56k,RB2=12.2k,RC=2k,RE=0.4k,VCC=10V,VBE=0.7V,=100.(1)试 确定Q点.(2)当在一定(ydng)范围内变化时,确定Q点变化范围.第56页/共107页第五十七页，共107页。3.4 3.4 放大器的等效电路分析法 放大器的等效电路分析法【解】(1)RB2 12.2VBB=VCC=101.79V RB1+RB2 56+12.2ICQ=IBQ=10021.6=2.16mAVCEQ=VCCICQRCIEQRE 4.81VRB=RB

35、1RB2=56 12.2 10 k VBBVBE(on)1.79 0.7 IBQ=21.6A RB+(1+)RE 10+1010.4IEQ=(1+)IBQ=10121.6=2.18mA上述(shngsh)结果表明:晶体三极管被偏置在放大区.第57页/共107页第五十八页，共107页。3.4 3.4 放大器的等效电路分析法 放大器的等效电路分析法(2)当 变化50时,可得到(d do)以下的结果:IBQ(A)ICQ(mA)IEQ(mA)VCEQ(V)50 35.9 1.80 1.83 5.67100 21.6 2.16 2.18 4.81150 15.5 2.32 2.34 4.40表 3-2

36、当 变化(binhu)率为3:1时,集电极电流和集-射电压的变化(binhu)率 只有1.29:1.射极电阻RE能在变化(binhu)时,稳定静态工作点.【例 3.2】试设计一分压偏置电路,要求ICQ=1mA,VCEQ=4.5V,已知VCC=9V,=100.第58页/共107页第五十九页，共107页。IEQICQIBQRB2VTRC RB1VCCREVEQVBQI13.4 3.4 放大器的等效电路分析法 放大器的等效电路分析法 实际情况下,为要使Q点稳定,I1愈大于IB以及(yj)VB愈大于VBE愈好,但为兼顾其他指标,对于硅管,一般可选取 I1=(510)IB VEQ=0.2VCC 或 VE

37、Q=(13)V【解】(1)取 VEQ=0.2VCC=0.29=1.8V 则 RE=VEQ/IEQVEQ/ICQ=1.8/1=1.8k(2)取 I1=10IBQ=10ICQ/=0.1mA 则 RB1+RB2=VCC/I1=90k 第59页/共107页第六十页，共107页。3.4 3.4 放大器的等效电路分析法 放大器的等效电路分析法 RB2VBQ=VCC RB1+RB2 VBQ=VBE+VEQ=0.7+1.8=2.5V RB1+RB2=90kRB2=25kRB1=90RB2=65 k(3)VCEQVCCICQ(RC+RE)VCCVCEQ 9 4.5 RC=RE=1.8=2.7 k ICQ 1说明

38、:除三极管放大(fngd)电路外,分压偏置电路还适用于各种场效应管放大(fngd)电路.第60页/共107页第六十一页，共107页。RLVT+vi+vs Rs+voRCRBibic3.4 3.4 放大器的等效电路分析法 放大器的等效电路分析法二、动态分析 1、分析目的:确定(qudng)Av、Ai、Ri、Ro.2、分析对象:交流通路 3、分析步骤:(1)交流通路；(2)小信号模型；(3)分析各指标+ViRob c+Vs RLIbIc+VoRCRBIbIirbeIoeRi Rs图 3.30 第61页/共107页第六十二页，共107页。3.4 3.4 放大器的等效电路分析法 放大器的等效电路分析法

39、 Vo Av=Vi Vo=Ic(RCRL)=IbRLVi=Ibrbe RLAv=(328)rbe Vi Ri=Ri=RBrberbe(329)Ii VT Ro=Ro=RC IT Vs=0(320)Ro+VTcIbbrbe RsIcRCRBIbITe 图 3.31 第62页/共107页第六十三页，共107页。3.4 3.4 放大器的等效电路分析法 放大器的等效电路分析法 Io Ai=Ii Ro Ro Io=Ic=Ib Ro+RL Ro+RL Ro Ai(331)Ro+RL RL=0,Ain 三、带射极电阻的共发射极放大器 1、电路结构(jigu):如图3.32所示.2、静态分析:与图3.29相似

40、.3、动态分析:RBIb=Ii Ii RB+rbe 第63页/共107页第六十四页，共107页。RLC2CERE1VTRE2RB2C1+vs Rs+vi+voRC RB1VCC(a)3.4 3.4 放大器的等效电路分析法 放大器的等效电路分析法图 3.32 VTRE+vs icRs+voRCRB+viRLib(b)IbcRL+VirbeIc+Vs Rs+VoRCRBIbIi Io beRiRoRE1(c)Ri第64页/共107页第六十五页，共107页。3.4 3.4 放大器的等效电路分析法 放大器的等效电路分析法 RLAv=(332)rbe+(1+)RE1 Vo Av=Vi Vo=Ic(RCR

41、L)=IbRL Vi=Ibrbe+IeRE1=Ib rbe+(1+)RE1Ri=RBRi=RBrbe+(1+)RE1(333)ViRi=rbe+(1+)RE1 IbRo RC(334)其中(qzhng):若考虑(kol)rce，Ro的求法如下：第65页/共107页第六十六页，共107页。3.4 3.4 放大器的等效电路分析法 放大器的等效电路分析法 RCRoRorbeIb+VTRsRBrceITb ceIbRE1RsIc图 3.33 RE1Ro=RCRo=RC rce(1+)(335)rbe+RE1+RsVT=(IcIb)rce+(Ib+Ic)RE1 RE1Ib=Ic rbe+RE1+Rs V

42、T RE1Ro=rce(1+)Ic rbe+RE1+Rs第66页/共107页第六十七页，共107页。3.4 3.4 放大器的等效电路分析法 放大器的等效电路分析法其中，rce的意义(yy)如下：OIBQvCE VAiCAQVCEQICQ Vce VCEQ+VA VArce=iC ICQ ICQ Q第67页/共107页第六十八页，共107页。RE22kCERE120VT RL8.2kRC8.2k+viC1+voRB156kVCC15VC2RB215k3.4 3.4 放大器的等效电路分析法 放大器的等效电路分析法【例 3.3】试确定图3.34所示电路(dinl)的Av、Ri、Ro.已知晶体管的 参

43、数如下:VBE=0.7V,=150,VA=100V.【解】(1)静态分析图 3.34 RB=RB1RB2=56 1511.83k RB2 15 VBB=VCC=153.17V RB1+RB2 56+15 VBBVBE(on)IBQ=RB+(1+)(RE1+RE2)3.170.7=7.8A 11.83+(1+150)(0.02+2)第68页/共107页第六十九页，共107页。3.4 3.4 放大器的等效电路分析法 放大器的等效电路分析法ICQ=IBQ=1507.8 103 1.17mAIEQ=(1+)IBQ=1517.8 103 1.18mA或 VEQ VBQVBE(on)3.170.7 ICQ

44、IEQ=1.22mA RE1+RE2 RE1+RE2 0.02+2rceVA/ICQ=100/1.17 85.47k(81.97k)(2)动态分析 VT 26rbe=rbb+(1+)=0+(1+150)3.33k(3.22k)IEQ 1.18 RL 150(8.2 8.2)Av=96.9(98.6)rbe+(1+)RE1 3.33+(1+150)0.02 第69页/共107页第七十页，共107页。3.4 3.4 放大器的等效电路分析法 放大器的等效电路分析法Ri=RB rbe+(1+)RE1=11.83 3.33+(1+150)0.02 4.13k(4.1k)RoRCRo=8.2 102.4

45、7.59k(7.57k)RE1 1500.02 Rorce 1+=85.47(1+)102.4k rbe+RE1+RB 3.33+0.02+11.83(98.29k)如果假设VA=,则RoRC=8.2 k 讨论:放大器的增益几乎与的变化无关(wgun).表3-3的计算证明了这一事实.Av 5095.8(97.2)10096.5(98.3)15096.9(98.6)表3-3第70页/共107页第七十一页，共107页。RL+voVTRERB2+vs RsRB1VCC+viC1C2VEQRB2IEQVTRB1VCCREIBQICQ图 3.353.5 3.5 共集电极放大器 共集电极放大器(射极跟随

46、射极跟随(n su)n su)器 器)一、电路(dinl)结构二、静态(jngti)分析 VBBVBE IBQ=RB+(1+)RE RB2 VBB=VCC RB1+RB2 RB=RB1RB2IEQ=(1+)IBQVCEQ=VCCIEQ RE 第71页/共107页第七十二页，共107页。3.5 3.5 共集电极放大器 共集电极放大器(射极跟随 射极跟随(n su)n su)器 器)三、动态分析VT+viRLie+vs Rs+voRERBib+Voe bIb+ViRLIi+Vs RsRERBIbrbecRi RoRi Vo Av=Vi Vo=(Ib+Ib)(RERL)=(1+)IbRL Vi=Ib

47、rbe+Vo(1+)RLAv=(336)rbe+(1+)RLAv1，(1+)RL rbe，Av1 射极跟随器 图 3.36第72页/共107页第七十三页，共107页。3.5 3.5 共集电极放大器 共集电极放大器(射极跟随 射极跟随(n su)n su)器 器)Ri=RBRi=RBrbe+(1+)RL(337)Vi Ri=rbe+(1+)RL Ib VT VT Ro=Ie(1+)IbVT=Ib(rbe+Rs)rbe+Rs Ro=1+R o=R E R o r be+R s=R E(338)1+Ro+VTrbeeIbbRsRBIbITcRE Ro IeRs 图 3.37第73页/共107页第七十

48、四页，共107页。3.5 3.5 共集电极放大器 共集电极放大器(射极跟随 射极跟随(n su)n su)器 器)射极跟随器的特点:(1)增益 1（同相）(2)输入电阻高(3)输出电阻小四、采用复合管(Darlington)的射极跟随器 1、复合管的构成原则及其特点(1)复合管可由两个或多个BJT组成,也可由BJT和FET组成;(2)复合管的类型取决于第一(dy)只管的类型;(3)前、后级晶体管之间的电流应有正常的流通通路.(4)两管复合后,其主要优点是:12 rbe rbe1+1rbe2(3-39)第74页/共107页第七十五页，共107页。ce(b)bVT(a)ic12 ibVT1VT2b

49、ib(1+1)ib2(1+1)ibce1ibie3.5 3.5 共集电极放大器 共集电极放大器(射极跟随 射极跟随(n su)n su)器 器)主要(zhyo)缺点是:ICEO ICEO2+2ICEO1(3-40)图 3.38第75页/共107页第七十六页，共107页。VT1VT2bib(1+1)ib12 ibce1ibieic 12 ibbVTcebVTcecVT1VT2bib(1+1)ib12 ib1ibieic 12 ib3.5 3.5 共集电极放大器 共集电极放大器(射极跟随 射极跟随(n su)n su)器 器)图 3.39e第76页/共107页第七十七页，共107页。3.5 3.5

50、 共集电极放大器 共集电极放大器(射极跟随 射极跟随(n su)n su)器 器)图 3.402、采用(ciyng)复合管的射极跟随器eREVT1VT2bcvivo数百千欧五、射极跟随器的用途 1、输入级;2、输出(shch)级;3、中间缓冲级.第77页/共107页第七十八页，共107页。ICQIBQRB2VTRC RB1VCCRE+VCEQ 3.6 3.6 共 共 基 基 极 极 放 放 大 大 器 器图 3.41一、电路(dinl)结构+vs RC+viCBRLRs+voRB1VCCC1C2VTRB2RE(a)(b)二、静态(jngti)分析:与共射放大器相同.三、动态分析第78页/共10