晶体管及放大电路基础课件.pptx

1、2.1.1 晶体管的结构BECNNP基极基极发射极发射极集电极集电极NPN型型PNP集电极集电极基极基极发射极发射极BCEPNP型型BECNNP基极基极发射极发射极集电极集电极基区：较薄，基区：较薄，掺杂浓度低掺杂浓度低集电区：集电区：面积较大面积较大发射区：掺发射区：掺杂浓度较高杂浓度较高三个极，三个区BECNNP基极基极发射极发射极集电极集电极发射结发射结集电结集电结两个结2.1.2 晶体管的电流放大原理1. 三极管放大的条件三极管放大的条件内部内部条件条件发射区掺杂浓度高发射区掺杂浓度高基区薄且掺杂浓度低基区薄且掺杂浓度低集电结面积大集电结面积大外部外部条件条件发射结正偏发射结正偏集电结

2、反偏集电结反偏2. 满足放大条件的三种电路满足放大条件的三种电路uiuoCEBECBuiuoECBuiuo共发射极共发射极共集电极共集电极共基极共基极实现电路实现电路:3. 三极管内部载流子的传输过程三极管内部载流子的传输过程1) ) 发射区向基区注入多子电子，发射区向基区注入多子电子， 形成发射极电流形成发射极电流 IE。I CN多数向多数向 BC 结方向扩散形成结方向扩散形成 ICN。IE少数与空穴复合，形成少数与空穴复合，形成 IBN 。I BN基区空基区空穴来源穴来源基极电源提供基极电源提供( (IB) )集电区少子漂移集电区少子漂移( (ICBO) )I CBOIB即：即：IB =

3、IBN ICBO 2) )电子到达基区后电子到达基区后( (基区空穴运动因浓度低而忽略基区空穴运动因浓度低而忽略) )I CNIEI BNI CBOIB 3) ) 集电区收集扩散过集电区收集扩散过 来的载流子形成集来的载流子形成集 电极电流电极电流 ICICI C = ICN + ICBO 4. 三极管的电流分配关系三极管的电流分配关系定义：定义：ECNII 其值的大小约为其值的大小约为0.90.90.990.99。 ECBOECIIII(1)(1)IC与与I E之间的关系之间的关系:所以所以:ECIIIE =IC+IBCBOECIII BCEIIICBOBCCBOECIIIIII）（ CBO

4、BC111III BCEOBCIIII 1CBOCBOCEO)1 (11III用用IB来表示来表示IE，则可得到共集电极电路的电，则可得到共集电极电路的电流分配关系：流分配关系：CEOBE )1(III BE )1(II IE = IC + IBCEOBCIII BCEIII BC II BE )1(II CEOBE )1(III 2.1.3 晶体三极管的特性曲线晶体三极管的特性曲线一、输入特性一、输入特性输入输入回路回路输出输出回路回路常数常数 CE)(BEBuufi0CEu若：与二极管特性相似与二极管特性相似BEuBiO0CE uV 1CE u0CE uV 1CE u特性基本特性基本重合重

5、合( (电流分配关系确定电流分配关系确定) )特性右移特性右移( (因集电结开始吸引电子因集电结开始吸引电子) )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 0.4) V取取 0.7 V取取 0.3 V二、输出特性二、输出特性常数常数 B)(CECiufiiC / mAuCE /V50 A40 A30 A20 A10 AIB = 0O 2 4 6 8 43211. 截止区：截止区： IB 0 IC = ICEO 0条件：条件：两个结反偏两个结反偏截止区截止区ICEOiC / mAuCE /V50 A40 A30 A20 A10 AIB =

6、 0O 2 4 6 8 43212. 放大区：放大区：CEOBCIII 放大区放大区截止区截止区条件：条件： 发射结正偏发射结正偏 集电结反偏集电结反偏特点：特点： 水平、等间隔水平、等间隔ICEOiC / mAuCE /V50 A40 A30 A20 A10 AIB = 0O 2 4 6 8 43213. 饱和区：饱和区：uCE u BEuCB = uCE u BE 0条件：两个结正偏条件：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

7、区截止区截止区饱饱和和区区ICEO输出特性三个区域的特点输出特性三个区域的特点:(1)放大区：放大区：发射结正偏，集电结反偏。发射结正偏，集电结反偏。 即：即： IC= IB , 且且 IC = IB(2) 饱和区：饱和区：发射结正偏，集电结正偏。发射结正偏，集电结正偏。 即：即：UCE UBE ， IBIC，UCE = UCES 0.3V (3) 截止区：截止区： 发射结反偏，集电结反偏。发射结反偏，集电结反偏。 UBE 死区电压，死区电压， IB=0 ， IC=ICEO 0 例：例： =50， USC =12V， RB =70k ， RC =6k 当当USB = -2V，2V，5V时，时，

8、晶体管的静态工作点晶体管的静态工作点Q位位于哪个区？于哪个区？当当USB =-2V时：时：ICUCEIBUSCRBUSBCBERCUBEmA2612maxCSCCRUIIB=0 ， IC=0IC最大饱和电流：最大饱和电流：Q位于截止区位于截止区 例：例： =50， USC =12V， RB =70k ， RC =6k 当当USB = -2V，2V，5V时，时，晶体管的静态工作点晶体管的静态工作点Q位位于哪个区？于哪个区？IC Icmax(=2 mA)， Q位于饱和区。位于饱和区。(实际上，此时实际上，此时IC和和IB 已不是已不是 的关系）的关系）mA061070705.RUUIBBESBB5

9、mA03mA061050.IIBC前面的电路中，三极管的发射极是输入输出的前面的电路中，三极管的发射极是输入输出的公共点，称为共射接法，相应地还有共基、共公共点，称为共射接法，相应地还有共基、共集接法。集接法。共射直流电流放大倍数：共射直流电流放大倍数：BCII_工作于动态的三极管，真正的信号是叠加在工作于动态的三极管，真正的信号是叠加在直流上的交流信号。基极电流的变化量为直流上的交流信号。基极电流的变化量为 IB，相应的集电极电流变化为相应的集电极电流变化为 IC，则则交流电流放交流电流放大倍数大倍数为：为：BIIC1. 电流放大倍数电流放大倍数和和 _例：例：UCE=6V时时：IB = 4

10、0 A, IC =1.5 mA； IB = 60 A, IC =2.3 mA。5 .3704. 05 . 1_BCII4004. 006. 05 . 13 . 2BCII在以后的计算中，一般作近似处理：在以后的计算中，一般作近似处理： =例2、下面三极管工作在放大区，试判断是硅管还是锗管，是NPN型还是PNP型，并指出三极管的三个极分别是哪一个。3V2.3V6VNPN型PNP型要保证三极管工作在放大区，必须使发射结正偏，集电结反偏。对NPN型来说，就是必须使UbUe，UbUbUe对PNP型来说，就是必须使UbUc即：UeUbUc发射结正偏，所以发射结发射结两端的电压硅管相差0.7V，锗管相差0

11、.20.3V。-1.2V -1V-3VNNPNPP例：测量三极管三个电极对地电位如图例：测量三极管三个电极对地电位如图 03.0903.09所示，试判断三极管的工作状态。所示，试判断三极管的工作状态。 放大截止饱和例：用数字电压表测得例：用数字电压表测得VB =4.5 V 、VE = 3.8 V 、VC =8 V，试判断三极管的工作状态，试判断三极管的工作状态。放大状态放大状态0CBOIECII1、直流参数（1）共基极直流电流放大系数（2）共射极电流放大系数0CBOIBCII（3）集电极-基极间反向饱和电流 ICBO（4）集电极-发射极间反向饱和电流 ICEOECii2、交流参数（1）共基极交

12、流电流放大系数（2）共射极电流放大系数BCii3、极限参数、极限参数（1） ICM 集电极最大允许电流，超过时集电极最大允许电流，超过时 值明显降低。值明显降低。（2） PCM 集电极最大允许功率损耗集电极最大允许功率损耗 PC = iC uCE。iCICMU(BR)CEOuCEPCMOICEO安安全全 工工 作作 区区U( (BR) )CBO 发射极开路时发射极开路时 C、B 极极间反向击穿电压。间反向击穿电压。（3） U( (BR) )CEO 基极开路时基极开路时 C、E 极极间反向击穿电压。间反向击穿电压。U( (BR) )EBO 集电极极开路时集电极极开路时 E、B 极极间反向击穿电压

13、。间反向击穿电压。U( (BR) )CBO U( (BR) )CEO U( (BR) )EBO结结偏置偏置工作状态工作状态各极电流各极电流电流关系电流关系工作状态工作状态CCCESBScVUIR各位各位电位电位工作状态工作状态Rs放大电路放大电路IoIi+Vo+Vs+ViRL信号源信号源负载负载双口网络双口网络ioVVAV 直流电源直流电源ioIIAI )(io IVAR)S(ioVIAG Rs放大电路放大电路IoIi+Vo+Vs+ViRL信号源信号源负载负载Rs+Vi+Vo+RLVsRs+VsVi+Vo+RiRLRs+VsVi+Vo+RiRLViAVORs+VsVi+RoVo+RiRLViA

14、VOOVAiRoRLoLiOoRRRVAVV ioVVAV LoLORRRAV LR VALoRR 0o RRs+VsVi+RoVo+RiRLViAVOsiRR sisiiVRRRV iRRs放大电路放大电路IoIi+Vo+Vs+ViRLRs+VsVi+RoVo+RiRLViAVO（2） 输入电阻输入电阻ri放大电路一定要有前级（信号源）为其提供信号，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。那么就要从信号源取电流。输入电阻输入电阻是衡量放大是衡量放大电路从其前级取电流大小的参数。输入电阻越大，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

15、的影响越小。从其前级取得的电流越小，对前级的影响越小。AuIiUSUiiiiIUr （1）电压放大倍数）电压放大倍数AuiouUUA |Ui 和和Uo 分别是输入和输出电压分别是输入和输出电压的有效值。的有效值。5、电路的主要参数（3） 输出电阻输出电阻roAuUS放大电路对其放大电路对其负载负载而言，相当于信号源，我们而言，相当于信号源，我们可以将它等效为戴维南等效电路，这个戴维南可以将它等效为戴维南等效电路，这个戴维南等效电路的内阻就是输出电阻。等效电路的内阻就是输出电阻。roUS如何确定电路的输出电阻如何确定电路的输出电阻ro ？步骤：步骤：1. 所有的电源置零所有的电源置零 (将独立源

16、置零，保留受控源将独立源置零，保留受控源)。2. 加压求流法。加压求流法。UIIUro方法一：方法一：计算。计算。方法二：方法二：测量。测量。Uo1. 测量开路电压。测量开路电压。roUs2. 测量接入负载后的输出电压。测量接入负载后的输出电压。LoooR)UU(r1roUsRLUo步骤：步骤：3. 计算。计算。（4） 通频带通频带fAuAum0.7AumfL下限截下限截止频率止频率fH上限截上限截止频率止频率通频带：通频带：fbw=fHfL放大倍数放大倍数随频率变随频率变化曲线化曲线符号规定符号规定UA大写字母、大写下标，表示直流量。大写字母、大写下标，表示直流量。uA小写字母、大写下标，表

17、示全量。小写字母、大写下标，表示全量。ua小写字母、小写下标，表示交流分量。小写字母、小写下标，表示交流分量。uAua全量全量交流分量交流分量tUA直流分量直流分量 三极管放三极管放大电路有大电路有三种形式三种形式共射放大器共射放大器共基放大器共基放大器共集放大器共集放大器以共射放以共射放大器为例大器为例讲解工作讲解工作原理原理放大元件放大元件iC= iB，工作在放大区，工作在放大区，要保证集电结反要保证集电结反偏，发射结正偏。偏，发射结正偏。uiuo输入输入输出输出参考点参考点RB+ECEBRCC1C2T集电极电源，集电极电源，为电路提供能为电路提供能量。并保证集量。并保证集电结反偏。电结反

18、偏。RB+ECEBRCC1C2T集电极电阻，集电极电阻，将变化的电流将变化的电流转变为变化的转变为变化的电压。电压。RB+ECEBRCC1C2T使发射结正偏，使发射结正偏，并提供适当的并提供适当的静态工作点。静态工作点。基极电源与基极电源与基极电阻基极电阻RB+ECEBRCC1C2T耦合电容耦合电容隔离输入输隔离输入输出与电路直出与电路直流的联系，流的联系，同时能使信同时能使信号顺利输入号顺利输入输出。输出。RB+ECEBRCC1C2T可以省去可以省去电路改进：采用单电源供电电路改进：采用单电源供电RB+ECEBRCC1C2T单电源供电电路单电源供电电路+ECRCC1C2TRB+ECRCC1C

19、2TRB+ECRCT直流通路直流通路RB+ECRCC1C2TRBRCTRBRCTRB交流通路练习：画出下图的直流通路和交流通路练习：画出下图的直流通路和交流通路RB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuoRB+ECC1C2RERLuiuo1、保证三极管工作在放大状态，即发射结正偏，集电、保证三极管工作在放大状态，即发射结正偏，集电结反偏结反偏2、保证输入信号能够输送进去、保证输入信号能够输送进去3、保证输出信号能够输送出来、保证输出信号能够输送出来 T VCC Rc vi + vo + (a) T +VCC Rc Rb vi + vo + + + (d)(b)(c) T -VCC Cb1

20、 Rc Cb2 Rb T VCC Cb1 Rc Cb2 VBB Rb vi + vo + TVBBCbRcRb(a)TVCCCb1RcCb2(b)(c) T -VCC Cb1 Rc Cb2 Rb T +VCC Cb1 Rc Cb2 Rb (d)(f)TVCCCb1RcCb2VBBRbT-VCCCb1RcCb2(e)由于电源的由于电源的存在存在IB 01、静态工作点、静态工作点RB+ECRCC1C2TIBQICQUBEQUCEQ( ICQ,UCEQ )(IBQ,UBEQ)RB+ECRCC1C2T(IBQ,UBEQ) 和和( ICQ,UCEQ )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

21、点称为静态工作点。特性曲线上的一个点称为静态工作点。IBUBEQIBQUBEQICUCEQUCEQICQ静态工作点有什么作用呢？同学们可以先想想，静态工作点有什么作用呢？同学们可以先想想，后面我们再讲解，这里先讲解如何求静态工作点。后面我们再讲解，这里先讲解如何求静态工作点。IBUBEQICUCEuCE怎么变化怎么变化假设假设uBE有一微小的变化有一微小的变化ibtibtictuit后面我们再讲解。后面我们再讲解。各点波形各点波形RB+ECRCC1C2uitiBtiCtuCtuotuiiCuCuoiBiBEBEuUubBBiIicCCiIiceCECEuUu（1）画直流通路）画直流通路开路开路

22、开路开路RB+ECRCC1C2T直流通道直流通道RB+ECRCUBEQ是固定值，硅管约为0.7V，锗管约为0.2V。为什么？BBECBRUEIBCRE7 . 0RB称为称为偏置电阻偏置电阻，IB称为称为偏偏置电流置电流。+EC直流通道直流通道RBRCIBUBEBCREICUCEUCE=ECICRC 。直流通道直流通道RB+ECRC（3）UCEIC满足什么关系？满足什么关系？A：IC=0，UCE=ECB：IC=EC/RC，UCE=0ICUCEECCCREQIBUCEQICQ这样就可以求出静态工作点了这样就可以求出静态工作点了（1）根据直流通道估算）根据直流通道估算IBIBUBEBBECBRUEI

23、BCRE7 . 0BCRERB称为称为偏置电阻偏置电阻，IB称为称为偏偏置电流置电流。+EC直流通道直流通道RBRC（2）根据直流通道估算）根据直流通道估算UCE、IBICUCECEOBCIIICCCCERIEUBI直流通道直流通道RBRC + vi iB Rb b c iC Rc VCC + vo RL iE Re Cb1 + Cb2 + e 例例1：放大电路如下图所示，估算：放大电路如下图所示，估算Q点。点。射极偏置射极偏置固定偏流固定偏流BEbBCCVRIV 输入输入回路回路KVL方程方程解：解：eEBEbBCCRIVRIV 即：即：bCCbBECCBRVRVVIebBECCB)1(RR

24、VVI )( ecCCCeEcCCCCERRIVRIRIVV BC II cCCCCERIVV 输出输出回路回路KVL方程（直流负载线）方程（直流负载线）T放大放大BE )(I1I VCC Rc RL Rb Cb2 Cb1 + - vo + - vi + + c e b 集电极基极偏置电路集电极基极偏置电路例例2：放大电路如下图所示，估算：放大电路如下图所示，估算Q点。点。解：解：Je回路回路KVL方程方程Jc回路回路KVL方程（直流负载线）方程（直流负载线）BEbBcBCCC)(VRIRIIV cbBECCB)1(RRVVI cCCCcBCCCCE )(RIVRIIVV BC II T放大放

25、大小结：小结：近似估算法求近似估算法求Q点点T放大的基本条件放大的基本条件 Je正偏正偏；Jc反偏反偏3个方程解个方程解3个变量（个变量（IBQ、ICQ、VCEQ）关键方程关键方程Je回路回路KVL方程方程2.4.1 图解法在放大电路动态分析中的应用图解法在放大电路动态分析中的应用1、交流通路、交流通路短路短路短路短路置零置零RB+ECRCC1C2TRBRCRLuiuo交流通路交流通路icuceuce=-ic*（Rc/RL）2.作交流负载线 iCuCEVCCCCCRVQIB交流负载线交流负载线直流负载线直流负载线注意：注意：（1）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

26、迹。输入信号时工作点的运动轨迹。 （2）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。斜斜 率为率为- -1/RL 。（ RL= RLRc ）经过经过Q点。点。 uce=-ic*（Rc/RL）3.波形分析交流放大原理（设输出空载）iBuBEQuiib输入一微小的正弦信号输入一微小的正弦信号 uiuceicibiCuCE4、放大电路的非线性失真 (1)工作点过高引起饱和失真 0 uCE iC Q ICQ iC t 0 t Q Q uCE UCEQ 0 放大电路有合适的静态工作点（即交流负载线的中间位置），可输出最大不失真信号。 饱和失真如何消除饱和失真呢？如何消除饱和

27、失真呢？bBEQcBQRUEI减小减小IBQ应该怎么做？应该怎么做？减小减小EC增大增大Rb（2）工作点过低引起截止失真 0 uCE iC Q ICQ iC t 0 t Q Q UCEQ 0 uCE 截止失真如何消除截止失真呢？如何消除截止失真呢？bBEQcBQRUEI增大增大IBQ应该怎么做？应该怎么做？增大增大EC减小减小Rb4.最大不失真输出幅值 iCuCEVCCCCCRVQIB交流负载线交流负载线直流负载线直流负载线斜斜 率为率为- -1/RL 。（ RL= RLRc ）经过经过Q点。点。 UCESUCEQICQ*RLUOM=minUCEQ-UCES，ICQ*RL1、晶体管的微变等效电

28、路条件：交流小信号条件：交流小信号)mA(mV)(26)1(300EQbeIr+ube+uceicibCBErbe+uceicibCBE+ubeib (a) 三极管 (b) 三极管的微变等效电路2、放大电路的动态分析动态分析的目的是求电压放大倍数，输入电阻和输出电阻动态分析的目的是求电压放大倍数，输入电阻和输出电阻+CTb1CCRbVL+uoR-u+-ib2CcR+R-uoTuRbRLic+动态参数的计算 （1）电压放大倍数Au beLbbebLbbecLorRIrIRIrIRUUAiu 式中的负号表示输出与输入电压相位相反。负载电阻越大，负载电阻越大，放大倍数越大。放大倍数越大。 （2）输入

29、电阻Ri rbe+oUcIbICBE+iUbIRCRLRBRs +sU iIRibeB/rRIURiii （3）输出电阻R。CoRIUR 对于负载而言，放大器的输出电阻Ro越小，负载电阻RL的变化对输出电压的影响就越小，表明放大器带负载能力越强，因此总希望Ro越小越好。 电路的输入电阻越大，从信号源取得的电流越小，因此一电路的输入电阻越大，从信号源取得的电流越小，因此一般总是般总是希望输入电阻越大越好希望输入电阻越大越好。见书61页解释典型例题Rsus+uiRL+uo+UCCRCC1C2VRB+RC+UCCVRB+UCEQ+UBEQ ICQIBQrbe+oUcIbICBE+iUbIRCRLRB

30、Rs +sU iIRi为了保证放大电路的稳定工作，必须有合适的、为了保证放大电路的稳定工作，必须有合适的、稳定的静态工作点。但是，温度的变化严重影响静稳定的静态工作点。但是，温度的变化严重影响静态工作点。态工作点。对于前面的电路（固定偏置电路）而言，静态工对于前面的电路（固定偏置电路）而言，静态工作点由作点由UBE、 和和ICEO 决定，这三个参数随温度而变决定，这三个参数随温度而变化，温度对静态工作点的影响主要体现在这一方面。化，温度对静态工作点的影响主要体现在这一方面。TUBE ICEOQ1、温度对、温度对UBE的影响的影响iBuBE25C50CTUBEIBICBBECBRUEI2、温度对

31、、温度对 值及值及ICEO的影响的影响T 、 ICEOICiCuCEQQ 总的效果是：总的效果是：温度上升时，温度上升时，输出特性曲输出特性曲线上移，造线上移，造成成Q点上移。点上移。小结：小结：TIC 固定偏置电路的固定偏置电路的Q点是不稳定的。点是不稳定的。 Q点点不稳定可能会导致静态工作点靠近饱和区或不稳定可能会导致静态工作点靠近饱和区或截止区，从而导致失真。为此，需要改进偏截止区，从而导致失真。为此，需要改进偏置电路，当温度升高、置电路，当温度升高、 IC增加时，能够自动增加时，能够自动减少减少IB，从而抑制，从而抑制Q点的变化。保持点的变化。保持Q点基本点基本稳定。稳定。常采用分压式

32、偏置电路来稳定静态工作点。常采用分压式偏置电路来稳定静态工作点。电路见下页。电路见下页。3、分压式偏置电路：、分压式偏置电路：RB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuo（1）、静态分析）、静态分析I1I2IBRB1+ECRCC1TRB2RE1RE2直流通路直流通路BII 22121BBCRREII22BBRIU CBBBERRR212EEBEBBERIUUUUEBEBEBECRURUUIII1I2IBRB1+ECRCC1TRB2RE1RE2直流通路直流通路EBCRUI可以认为与温度无关。可以认为与温度无关。似乎似乎I2越大越好，越大越好，但是但是RB1、RB2太小，太小，将增加损耗，降

33、低输将增加损耗，降低输入电阻。因此一般取入电阻。因此一般取几十几十k 。I1I2IBRB1+ECRCC1TRB2RE1RE2直流通路直流通路TUBEIBICUEIC本电路稳压的本电路稳压的过程实际是由过程实际是由于加了于加了RE形成形成了了负反馈负反馈过程过程I1I2IBRB1+ECRCC1TRB2RE1RE2（2）、动态分析）、动态分析+ECuoRB1RCC1C2RB2CERERLuirbeRCRLoUiUiIbIcIbIRB微变等效电路微变等效电路uoRB1RCRLuiRB2交流通路交流通路bebeBirr| RrCoRr beLurRACE的作用：交流通路中，的作用：交流通路中， CE将

34、将RE短路，短路，RE对交流不起作用，放大倍数不受影响。对交流不起作用，放大倍数不受影响。问题问题1：如果去掉如果去掉CE，放大倍数怎样？放大倍数怎样？I1I2IBRB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuo去掉去掉 CE 后的交流通路和微变等效电路：后的交流通路和微变等效电路：)1 (/EbeBiRrRrCoRr rbeRCRLoUREiUiIbIcIbIRBEbbebiRIrIU)1 (LboRIUEbeLuRrRA)1 (RB1RCRLuiuoRB2RERB1+ECRCC1C2TRB2CERE1RLuiuoRE2问题问题2：如果电路如下图所示，如何分析？如果电路如下图所示，如何分析

35、？I1I2IBRB1+ECRCC1C2TRB2CERE1RLuiuoRE2I1I2IBRB1+ECRCC1TRB2RE1RE2静态分析：静态分析：直流通路直流通路RB1+ECRCC1C2TRB2CERE1RLuiuoRE2动态分析：动态分析：交流通路交流通路RB1RCRLuiuoRB2RE1交流通路：交流通路：RB1RCRLuiuoRB2RE1微变等效电路：微变等效电路：rbeRCRLoURE1iUiIbIcIbIRB问题：问题：Au 和和 Aus 的关系如何？的关系如何？定义：定义：iouUUAsousUUA放放大大电电路路RLRSoUiUsUsousUUASiSiiUrRrUuiSiusA

36、rRrA 2.6 共集电极和共基极放大电路共集电极和共基极放大电路 2.6.1 共集电极放大电路共集电极放大电路RB+ECC1C2RERLuiuoRB+ECRE直流通道直流通道（1）、静态分析）、静态分析IBIEEBBECBRRUEI)1 (BEII)1 (EECCERIEU折算折算RB+ECRE直流通道直流通道（2）、动态分析）、动态分析RB+ECC1C2RERLuiuorbeiUbIRERLRBoUcIbIiI微变等效电路微变等效电路LeoRIULELRRR/LbRI）（1LebebiRIrIULbbebRIrI)1 (LbbebLbuRIrIRIA)1 ()1 (LbeLRrR)1 (1

37、）（电压放大倍数电压放大倍数rbeiUbIRERLRBoUcIbIiI1.,)1 (LbeRr所以所以，1uA但是，输出电流但是，输出电流Ie增加了。增加了。2. 输入输出同相，输出电压跟随输入电压，输入输出同相，输出电压跟随输入电压，故称故称电压跟随器电压跟随器。结论：结论：LbeLuR)(rRA11）（输入电阻输入电阻)1 (/LbeBiRrRrrbeiUbIRERLRBoUcIbIiI输入电阻较大，作为前一级的负载，对前输入电阻较大，作为前一级的负载，对前一级的放大倍数影响较小。一级的放大倍数影响较小。输出电阻输出电阻用加压求流法求输出电阻。用加压求流法求输出电阻。robIiIrbeRE

38、RBcIbISURSrbeRERBRSbIcIbIiIeIUIebbIIIIEsbesbeRURrURrUBssRRR/:设电源置电源置0IUro)11/(1EsbeRRr1/sbeERrR一般：一般：1sbeERrR所以：所以：1sbeoRrr射极输出器的输出电阻很小，带负载能力强。射极输出器的输出电阻很小，带负载能力强。IUro)11/(1EsbeRRr1/sbeERrR射极输出器的使用射极输出器的使用1. 将射极输出器放在电路的首级，可以将射极输出器放在电路的首级，可以提高输入电阻。提高输入电阻。2. 将射极输出器放在电路的末级，可以将射极输出器放在电路的末级，可以降降 低输出电阻，提高

39、带负载能。低输出电阻，提高带负载能。3. 将射极输出器放在电路的两级之间，将射极输出器放在电路的两级之间，可以起到电路的匹配作用。可以起到电路的匹配作用。2.6.2 共基极放大电路结构特点结构特点1. 静态工作点静态工作点直流通路与分压式射极直流通路与分压式射极偏置电路相同偏置电路相同CCb2b1b2BVRRRV eBEBECRVVII )( ecCCCeEcCCCCERRIVRIRIVV CBII 2. 动态指标动态指标电压增益电压增益输出回路：输出回路：输入回路：输入回路：bebirIV 电压增益：电压增益：beLbebLbioVrRrIRIVVA LbLcoRIRIV LcL/ RRR

40、输入电阻输入电阻 输出电阻输出电阻eiiIVR ieiii/ RRIVR coRR 1)(1bebbebrIrI 1r1rRRRIVRbebeeieiii/2.7 多级放大电路多级放大电路 + Vo RL Io Rs Ii + Vs + Vi Vi1 + Vo1 + 放大电路放大电路 Vi2 + Vo2 + 放大电路放大电路 Vi3 + Vo3 + 放大电路放大电路 引出引出 例如，要求例如，要求AV 2000、Ri 2M 和和Ro XCe = 32 ( f =100Hz)(b) Rb = 25k Ri k24X1rRCebe.)(i (a),(b) 2条假设条假设突出考察突出考察Ce的影响的

41、影响(c) Ce 折算折算eeeeCC6201CC ; F. )( /111eb11 1CCCF.)(eb1eb1160CC1CCC (c) 输出回路：诺顿输出回路：诺顿戴维南戴维南结论：结论：Ce是决定低频响应的是决定低频响应的 主要因素主要因素soVSVVA L)/j(1)/j(1 L2 L1MLffffAAVV besMrRRAcV Hz.)(bes1L18162rRC21f Hz.)(Lcb2L2823RRC21f )(j/11)(j/11Lcb2bes1besRRCrRCrRRc Hz 129L1 f中频增益中频增益则则L2L1 f4f Hz . L1L8162ff + Rs Vs

42、+ Vo RL C1 rbe Cb2 RC Ib IbRC + 确定确定 f H、f L （BW）求频响表达式求频响表达式问题？问题？?H f Rs b b Rc c + _ + _ + _ gmVbe Vbe Vbe Vbe Vbe Vbe e Vs Vbe Rb rbe Cbe rbb Vo RL Cbc Cb2 Cb1 例例已知已知:，0.5pF400MHzcbT Cf， 4M100cbbbrr，40 分析过程：分析过程：求静态工作点求静态工作点画画高频高频小信号等效电路小信号等效电路mA.C61I Rs b b Rc c + _ + _ + _ gmVbe Vbe Vbe Vbe Vb

43、e Vbe e Vs Vbe Rb rbe Cbe rbb Vo RL Cbc 666I261rCQebmV)( 60mS 0.06Seb 66640rgm 23.9pFeb Tmf2gC 电路变换电路变换(a) Rb=300k Rs =500 Rs b b Rc c + _ + _ + _ gmVbe Vbe Vbe Vbe Vbe Vbe e Vs Vbe rbe Cbe rbb Vo RL Cbc 与图与图3.7.8(b)相同相同2. 共射极放大电路的高频响应共射极放大电路的高频响应电路变换电路变换 Rs b + _ + _ + _ gmVbe Vbe Vbe Vbe Vbe Vbe V

44、s Vbe rbe Cbe rbb Vo RL Cbc Cbc Cbc Rs b c + _ + _ + _ gmVbe Vbe Vbe Vbe Vbe Vbe Vs Vbe rbe Cbe rbb Vo RL Cbc 与图与图3.7.8(b)相同相同(b) 用用密勒定理密勒定理对对Cbc作等效拆分作等效拆分 Z 线性网络线性网络 I2 I1 + V2 + V1 Z2 线性网络线性网络 I2 I1 + V2 + V1 Z1 K1ZZ 1ZK11ZZ 2VAVVK 12eboVVK eboebeb)(VRCjVVVgLcbm LmRg 60.5pF2)0.5pF601( )( cbLmcbCRg

45、1C0.5pF cbcbCC密勒电容密勒电容密勒效应密勒效应(a) Rb=300k Rs =500 10MHz)( 32k fXcCbCM2. 共射极放大电路的高频响应共射极放大电路的高频响应电路变换电路变换(b) 用用密勒定理密勒定理对对Cbc作等效拆分作等效拆分(a) Rb=300k Rs =500 Rs b + _ + _ + _ gmVbe Vbe Vbe Vbe Vbe Vbe Vs Vbe rbe Cbe rbb Vo RL Cbc Cbc Cbc 60.5pF)( cbLmcbCRg1C0.5pF cbcbCC(c) 从从Cbe向左做戴维南等效向左做戴维南等效 Rs b + _

46、+ _ + _ gmVbe Vbe Vbe Vbe Vbe Vbe Vbe Cbe Vo RL Cbc Cbc Vs 84.4pF60.523.9 cbeb CCC316100)/666(500 /)(ebbbs rrRRsebbbsebsVrrRrV (d) 输出回路：诺顿输出回路：诺顿戴维南戴维南 Rs b + _ + _ + _ gmVbe RL Vbe Vbe Vbe Vbe Vbe Vbe C Vo RL Cbc Vs _ + MHz. 5H197RC21f 159.2MHz.cbH2 p50k221CR21fL 确定确定 f H、f L （BW）fH =5 5、完整的频响表达式及波

47、特图、完整的频响表达式及波特图soVSVVA L)/j(11)/j(11L1L1besffffrRRL soVSVVA H)/( j11)/( j11H2H1ebbbsebffffrrRRrgLm Hz34. 2)(21besb1L1 rRCf Hz40. 0)(21Lcb2L2 RRCf MHz97. 521H1 RCf 159.2MHz21cbH2 CRfL besMrRRALVS 中频增益中频增益)/j(11L1ffAVSM )/( j11H1ffAVSM soVSVVA )/( j11)/( j111H1ffffALVSM 102 103 104 105 106 90 135 180 225 2700.1 1 2.4 100.1 1 2.4 10 102 103 104 105 106f /Hz20dB/十倍频20dB/十倍频2020lg AV dB3.51052.4f /Hz