-模电第三章3三极管课件.ppt

1、第一章 半导体器件 第二章 半导体三极管 3.1 放大电路的组成放大电路的组成 (基本放大电路基本放大电路)共射极电路组成共射极电路组成 简化电路及习惯画法简化电路及习惯画法 简单工作原理简单工作原理 放大电路的静态和动态放大电路的静态和动态第二章 半导体三极管 放大的概念：放大的概念：功能：功能：不失真地放大信号不失真地放大信号对象：对象：对差异的程度和变化量而言对差异的程度和变化量而言实质：实质：能量控制能量控制基本放大电路的组成原则基本放大电路的组成原则晶体管处于放大状态晶体管处于放大状态(C反、反、E正正),工作点合适。工作点合适。输入信号加在基极射极回路。输入信号加在基极射极回路。合

2、理设置信号通路。合理设置信号通路。回 忆！第二章 半导体三极管 3.1 共射极放大电路共射极放大电路1.电路组成电路组成A.核心器件核心器件BJTB.偏置电路偏置电路提供放大外部条件提供放大外部条件C.输入、输出电路输入、输出电路vi 的引入，的引入，vo 引出引出第二章 半导体三极管 放大元件放大元件iC=iB，工作在放，工作在放大区，要保证集电结反偏，大区，要保证集电结反偏，发射结正偏。发射结正偏。uiuo输入输入输出输出参考点参考点1.电路组成电路组成Rb+UCCUBBRCC1C2TRL第二章 半导体三极管 使发射结正偏，并提使发射结正偏，并提供适当的静态工作点供适当的静态工作点IB和和

3、UBE。Rb+UCCUBBRCC1C2TRL基极电源与基极电源与基极电阻基极电阻1.电路组成电路组成第二章 半导体三极管 集电极电源，为电集电极电源，为电路提供能量。并保路提供能量。并保证集电结反偏。证集电结反偏。Rb+UCCUBBRCC1C2TRL1.电路组成电路组成第二章 半导体三极管 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+UCCUBBRCC1C2TRL1.电路组成电路组成第二章 半导体三极管 1.电路组成电路组成Rb+UCCUBBRCC1C2TRL耦合电容：耦合电容：电解电容，有极性，电解电容，有极性，大小为大小为10 F50 F作用：

4、作用：隔直通交隔直通交隔离输入输出与隔离输入输出与电路直流的联系，电路直流的联系，同时能使信号顺同时能使信号顺利输入输出。利输入输出。第二章 半导体三极管 单电源供电单电源供电可以省去可以省去Rb+UCCUBBRCC1C2TRL1.电路组成电路组成第二章 半导体三极管 Rb单电源供电单电源供电+UCCRCC1C2TRL1.电路组成电路组成第二章 半导体三极管 2、简化电路及习惯画法、简化电路及习惯画法习惯画法习惯画法RLRCRb+UCCC1C2 共射极基本放大电路共射极基本放大电路VBBRLRCRbC1C2UCC第二章 半导体三极管 3.各点波形各点波形vi=0vi=Vsin tvCE=VCC

5、-iC RC第二章 半导体三极管 IBQuiOt iB OtuCEOtuoOt iC OtICQUCEQ-+UT123URBIRBBBECCCCb（+12V）IUUCEBE+UIUB+IIC+U+CEUOuUuUuBEBEbeBBbCCcCECEceuiIiiIi放大电放大电路中存路中存在在交流交流和直流和直流两种信两种信号号3、电路中各点的波形、电路中各点的波形第二章 半导体三极管 3.2 放大电路的放大电路的静态和动态静态和动态 静态：静态：输入信号为零（输入信号为零（u ui i=0=0 或或 i ii i=0=0）时，）时，放大电路的工作状态，也称放大电路的工作状态，也称直流工作状态直

6、流工作状态。电路处于静态时，三极管各电极的电压、电流在特电路处于静态时，三极管各电极的电压、电流在特性曲线上确定为一点，称为性曲线上确定为一点，称为静态工作点静态工作点，常称为，常称为Q点。一点。一般用般用IB、IC、和、和UCE（或（或IBQ、ICQ、和、和UCEQ ）表示。）表示。直流通路直流通路 共射极放大电路共射极放大电路输入信号为零（输入信号为零（u ui i接地）；电容开路接地）；电容开路静态等效电路静态等效电路第二章 半导体三极管 Rb+UCCRCC1C2Tui=0时时由于电由于电源的存源的存在在IB 0IC 0ICIE=IB+ICRLIB无信号输入时无信号输入时静态工作点静态工

7、作点ui=0时电路的工作状态时电路的工作状态第二章 半导体三极管 Rb+UCCRCC1C2TUBEUCE(IC,UCE)(IB,UBE)RLIB静态工作点静态工作点IC第二章 半导体三极管 3.2 放大电路的放大电路的静态和动态静态和动态 动态：动态：输入信号不为零时，放大电路的工作输入信号不为零时，放大电路的工作状态，也称状态，也称交流工作状态交流工作状态。交流通路交流通路 共射极放大电路共射极放大电路电容短路，直流量为零，电容短路，直流量为零，U UCCCC成为交流地成为交流地动态等效电路动态等效电路icvce+-第二章 半导体三极管 通常，放大电路中交流信号的作用和直流电源的作用共存，这

8、使得电路的分析复杂化。为简化分析，引入直流通路和交流通路。直流通路和交流通路直流通路和交流通路直流通路：直流通路：us=0，保留，保留Rs；电容开路；电容开路；电感相当于短路（线圈电阻近似为电感相当于短路（线圈电阻近似为0）。）。交流通路交流通路：大容量电容相当于短路；直大容量电容相当于短路；直流电源相当于短路（内阻为流电源相当于短路（内阻为0）。）。直流分析：（IBQ,ICQ,UCEQ）交流分析:(Av,Ri,Ro,fh)第二章 半导体三极管 交流通道交流通道交流通路：大容量电容相当于短大容量电容相当于短 路；路；直流电源相当于短路直流电源相当于短路（内阻为（内阻为0）。）。Rb+UCCRC

9、C1C2RLRbRCRLuiuo第二章 半导体三极管 放放大大电电路路分分析析静态分析静态分析动态分析动态分析估算法估算法图解法图解法微变（小信微变（小信号）等效电号）等效电路法路法图解法图解法计算机仿真计算机仿真图解法等效电路法（解析法）第二章 半导体三极管 3.33.3直流偏置电路直流偏置电路3.3.1固定电流偏置偏置电路要求：形式简单；稳定性好；对信号损耗小。Rb+VCCRCC1C2RL为什么要为什么要设置静态设置静态工作点？工作点？建立正确的静态工作点，建立正确的静态工作点，使三极管工作在线性区以保证信号不失真。使三极管工作在线性区以保证信号不失真。第二章 半导体三极管（1）估算）估算

10、IB（UBE 0.7V)Rb+VCCRCIBUBEbBECCBRUVIbCC7.0RVbRVCCRb称为称为偏置电阻偏置电阻，IB称称为为偏置电流偏置电流。第二章 半导体三极管（2）估算）估算UCE、ICRb+VCCRCICUCECCCCCERIVUIC=IB第二章 半导体三极管 例例1：用估算法计算静态工作点。：用估算法计算静态工作点。已知：已知：VCC=12V，RC=4K，Rb=300K ，=37.5。解：解：A400.04mA30012RVIbCCBmAIIBC5.104.05.376V41.512RIVUCCCCCE请注意电路中请注意电路中IB和和IC的数量级的数量级UBE 0.6VR

11、b+VCCRC第二章 半导体三极管 静态工作点由静态工作点由UBE、和和ICEO决定，这三个参决定，这三个参数随温度而变化。数随温度而变化。Q变变UBE ICEO变变T变变IC变变2、固定偏流电路存在的问题固定偏流电路存在的问题 温度对静态工作点的影响温度对静态工作点的影响常采用常采用射极偏置电路射极偏置电路来稳定静态工作点。来稳定静态工作点。第二章 半导体三极管 ebBECCBRRUVI)1(C(R)CECCEEUVIRVCC=IBRb+UBE+IERe =IBRb+UBE+(1+）IBReIBIEUBEUCEIC=IB 3.3.2、电流反馈型偏置Rb+VCCReRC稳定工作点的过程第二章

12、半导体三极管 3.3.3分压式偏置1.稳定工作点原理稳定工作点原理目标：温度变化时，使目标：温度变化时，使I IC C维持恒定。维持恒定。如果温度变化时，如果温度变化时，b b点电位能基本不变点电位能基本不变，则可实现，则可实现静态工作点的稳定。静态工作点的稳定。分压式偏置可稳定静态工作点第二章 半导体三极管 I1I2IBCCb2b1b2BVRRRU2.静态工作点稳定的放大器静态工作点稳定的放大器Rb1+VCCRCC1C2Rb2CeReRLuiuoBEC分压式偏置电路分压式偏置电路Re射极直流负反馈电阻Ce 交流旁路电容ICIE为了使为了使B电位电位UB稳定，设稳定，设计电路时，可使计电路时，

13、可使I1比比IB大许大许多倍：多倍：I1=（510）IBUB=（35）V 硅管：硅管：锗管：锗管：I1=（1020）IBUB=（13）V 第二章 半导体三极管 Rb1+VCCRCC1C2Rb2CeReRLuiuoI1I2IB静态工作点稳定过程静态工作点稳定过程TUBEICICIEUECCb2b1b2BVRRRUUBE=UB-UE =UB-IE REUB被认为较稳定被认为较稳定ICIEIB由输入特性曲线由输入特性曲线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ECB第二章 半导体三极管 3.直流通道及静态工作点估算直流通道及静态工作点估算CCb

14、2b1b2BVRRRUIB=IC/UCE=VCC-ICRC-IEReIC IE=UE/Re =（UB-UBE）/Re UBE 0.7V+VCCRb1RCRb2ReICIEIBUCE电容开路电容开路,画出直流通道画出直流通道Rb1+VCCRCC1C2Rb2CeReRLuiuoI1I2IB第二章 半导体三极管 固定偏流电路与射极偏置电路的比较固定偏流电路与射极偏置电路的比较 共射极放大电路共射极放大电路bBECCBRVVI BCII cCCCCERIVV CCb2b1b2BVRRRV eBEBECRVVII )RR(IVVecCCCCE CBII 第二章 半导体三极管 3.4 3.4 放大电路的图

15、解分析法放大电路的图解分析法 3.4.13.4.1 直流图解分析法直流图解分析法三极管使用输入特性曲线表示三极管使用输入特性曲线表示基极回路的直流通方程式表示基极回路的直流通方程式表示Rb+UCCRCC1C2RLCECEQbBuU()|Eif uBBbUEccui R 特性曲线特性曲线 直流负载线直流负载线输入回路分 析第二章 半导体三极管 BQBIiCECufi|)(ccccCERiuu 特性曲线特性曲线 直流负载线直流负载线输出回路3.4 3.4 放大电路的图解分析法放大电路的图解分析法 3.4.1 3.4.1 直流图解分析法直流图解分析法第二章 半导体三极管 放大电路静态工作状态的图解分

16、析两个特殊点两个特殊点 3.4 3.4 放大电路的图解分析法放大电路的图解分析法 3.4.13.4.1直流图解分析法直流图解分析法直流负载线直流负载线UCEccccui RBBbUEccui R)0,(),(CCCCEQCQRVUIM),0(),(CCCEQCQVUIN第二章 半导体三极管 图解法分析放大器的静态工作点另一种方法图解法分析放大器的静态工作点另一种方法UCE=UCCICRCVCCICUCECRCCU直流负载线直流负载线由估算法求出由估算法求出I IB B，I IB B对应的输对应的输出特性与直流出特性与直流负载线的交点负载线的交点就是工作点就是工作点Q QQIBQ静态静态UCE静

17、态静态ICBonBECCBQRUUI)(3.4.13.4.1直流图解分析法直流图解分析法第二章 半导体三极管 3.在输出回路由直流负载列出方程在输出回路由直流负载列出方程 UCE=UCC ICRc 4.在输出特性曲线上确定在输出特性曲线上确定两个特殊点两个特殊点，即可画出，即可画出 直流负载线。直流负载线。x:VCC 、y:VCC/Rc 1.在输入回路列方程式在输入回路列方程式UCC UBE=IBRb2.在输入特性曲线上，作出输入负载线，两线的交点在输入特性曲线上，作出输入负载线，两线的交点 即是即是Q，由此可确定由此可确定IBQ。IBQ也可通过计算得到。也可通过计算得到。5.得到得到Q点的参

18、数点的参数IBQ、ICQ和和UCEQ。3.4 3.4 放大电路的图解分析法放大电路的图解分析法直流负载线的确定方法：直流负载线的确定方法：3.4.13.4.1直流图解分析法直流图解分析法第二章 半导体三极管 LRcRb2Rb1RCCViUoUVT+LReRcRb2Rb1R+CCV2C1CeCiUoUVT共射基本放大电路交流通道 以分压偏置共射组态基本放大电路为例说明这个问题以分压偏置共射组态基本放大电路为例说明这个问题：一、交流负载线的确定方法：一、交流负载线的确定方法：3.4.13.4.1交流图解分析法交流图解分析法第二章 半导体三极管 2.通过输出特性曲线上的Q点做一条直线，其斜率为-1/

19、RL。交流负载线是有交流交流负载线是有交流 输入信号时输入信号时Q点的运动轨迹。点的运动轨迹。交流负载线与直流负载线相交交流负载线与直流负载线相交Q点。点。/VCEuO/mACiICQIBQUCEQCCVecCCRRVQec1RR 直流负载线斜率Lc/1RR交流负载线斜率一、交流负载线的确定方法：一、交流负载线的确定方法：1.确定输出回路交流通道的交流负载电阻为确定输出回路交流通道的交流负载电阻为 RL=RLRc 第二章 半导体三极管 关于交流负载线归纳如下：关于交流负载线归纳如下：1确定输出回路的交流负载电阻，确定输出回路的交流负载电阻，RL=RLRc。2过输出特性曲线上的过输出特性曲线上的

20、Q点做斜率为点做斜率为1/RL的直线，得交流负的直线，得交流负载线。载线。3交流负载线与直流负载线相交于交流负载线与直流负载线相交于Q点点。4交流负载线是有交流输入信号时，工作点交流负载线是有交流输入信号时，工作点Q的运动轨迹。的运动轨迹。一、交流负载线的确定方法：一、交流负载线的确定方法：3.4.23.4.2交流图解分析法交流图解分析法第二章 半导体三极管 共射极放大电路共射极放大电路QIBQVBEQvBE/ViB/uAttvBE/ViB/uAQQQIBQVBEQvBE/ViB/uAttvBE/ViB/uAQQQIBQVBEQvBE/ViB/uAttvBE/ViB/uA204060QICQV

21、CEQvCE/ViC/mAvCE/ViC/mAtt交流负载线交流负载线QQQICQVCEQvCE/ViC/mAvCE/ViC/mAtt交流负载线交流负载线20uA40uA60uAQQQICQVCEQvCE/ViC/mAvCE/ViC/mAtt交流负载线交流负载线20uA40uA60uAQQQICQVCEQvCE/ViC/mAvCE/ViC/mAtt交流负载线交流负载线20uA40uA60uA2.交流放大原理（设输出空载交流放大原理（设输出空载RL非非0）第二章 半导体三极管+LReRcRb2Rb1R+CCV2C1CeCiUoUVTOiBuBECEUV10iCuCE2112108642VmAB1

22、IICQIBQuBEtOiBtQB2IB1IB2IUCEQOiCtC1IC2ICQIOtOuCEVLc/1RRIBQQUBEQIBQC1IC2I1 12 23 34 4放大电路的动态图解分析（动画动画3-1）1.首先画出输入电压波形uBE(t)2.根据输入特性曲线和uBE(t)画出iB波形3.根据iB波形和交流负载线画出iC波形4.根据交流负载线和iC波形画出uCE波形ubeibicuce交流负载线3.交流放大原理（设输出空载交流放大原理（设输出空载RL非非0）第二章 半导体三极管 通过图解分析，可得如下结论：通过图解分析，可得如下结论：1.1.ui uBE iB iC uCE|-uo|2.2

23、.uo与与ui相位相反；相位相反；OiBuBECEUV10iCuCE2112108642VmAB1IICQIBQuBEtOiBtQB2IB1IB2IUCEQOiCtC1IC2ICQIOtOuCEViubebicuceLc/1RRIBQQUBEQIBQC1IC2I1 12 23 34 4 3.3.可以测量出放大电路的电压放大倍数；可以测量出放大电路的电压放大倍数；4.4.可以确定最大不失真输出幅度可以确定最大不失真输出幅度。测量出ube的幅度测量出uce的幅度三极管的电流放大作用 3.4.23.4.2交流图解分析法交流图解分析法第二章 半导体三极管 NPN 管：管：顶部顶部失真为截止失真。失真为

24、截止失真。PNP 管：管：底部底部失真为截止失真。失真为截止失真。不发生截止失真的条件：不发生截止失真的条件：IBQ bm。OQibOttOuBE/ViBuBE/ViBui uCEiCict OOiCOtuCEQuce交流负载线交流负载线1、Q点过低点过低信号进入截止区信号进入截止区第二章 半导体三极管 3.4.33.4.3直流工作点与放大器的非线性失真的关系直流工作点与放大器的非线性失真的关系iCuCEuo1、Q点过低点过低信号进入截止区信号进入截止区称为截止失真称为截止失真信号波形信号波形NPN管上半周失真管上半周失真第二章 半导体三极管 2LCQpopRIuLCQomRIU,不发生截止失

25、真的条件：不发生截止失真的条件：bmBQII最大不失真电压：最大不失真电压：1、Q点过低点过低信号进入截止区信号进入截止区第二章 半导体三极管 ICS集电极临界集电极临界饱和电流饱和电流NPN 管：管：底部底部失真为饱和失真。失真为饱和失真。PNP 管：管：顶部顶部失真为饱和失真。失真为饱和失真。L(SAT)CECCCSBSRUVII IBS 基极临界饱和电流。基极临界饱和电流。不接负载时，交、直流负载线重合，不接负载时，交、直流负载线重合，V CC=VCC不发生饱和失真的条件：不发生饱和失真的条件：IBQ+I bm IBSuCEiCt OOiCO tuCEQV CC2、Q点过高点过高信号进入

26、饱和区信号进入饱和区第二章 半导体三极管 iCuCEuo称为饱和失真称为饱和失真信号波形信号波形截止失真和饱截止失真和饱和失真统称和失真统称“非线性失真非线性失真”2、Q点过高点过高信号进入饱和区信号进入饱和区NPN管下半周失真管下半周失真第二章 半导体三极管,不发生饱和失真的条件：不发生饱和失真的条件：最大不失真电压：最大不失真电压：2、Q点过高点过高信号进入饱和区信号进入饱和区UCCBQbmBSLIIIR)(2CESCEQpopUUU第二章 半导体三极管 饱和失真截止失真 由于放大电路的工作点达到了三极管由于放大电路的工作点达到了三极管的饱和区而引起的非线性失真。对于的饱和区而引起的非线性

27、失真。对于NPN管，管，输出电压表现为底部失真。输出电压表现为底部失真。由于放大电路的工作点达到了三极管由于放大电路的工作点达到了三极管的截止区而引起的非线性失真。对于的截止区而引起的非线性失真。对于NPN管，管，输出电压表现为顶部失真。输出电压表现为顶部失真。注意：对于注意：对于PNP管，由于是负电源供电，管，由于是负电源供电，失真的表现形式，与失真的表现形式，与NPN管正好相反。管正好相反。波形的非线性失真：3、波形的非线性失真、波形的非线性失真第二章 半导体三极管(a)饱和失真饱和失真(b)截止失真截止失真（动画3-3）3、波形的非线性失真、波形的非线性失真第二章 半导体三极管 iCuC

28、Euo可输出的可输出的最大不失最大不失真信号真信号选择静态工作点选择静态工作点ib4、最大不失真输出幅度、最大不失真输出幅度第二章 半导体三极管 0uCE2112108642VB1IICQIBQQB2IUCEQOtC1ItOuCEVC1IC2I交流负载线iCmAiCmAC2ICQI放大器的不失真输出幅度的确定。最不失真输出幅度最不失真输出幅度1.Q点要设置在输出点要设置在输出特性曲线放大区的特性曲线放大区的中间部位；中间部位；2.要有合适的交流要有合适的交流负载线负载线。（动画3-4）输出幅度4、最大不失真输出幅度、最大不失真输出幅度第二章 半导体三极管 放大器的不失真输出幅度的确定。4、最大

29、不失真输出幅度、最大不失真输出幅度),min(2LCQCESCEQomRIUUU),min(2LCQCESCEQpopRIUUU 最佳工作点：最佳工作点：LCQCESCEQRIUU总之：第二章 半导体三极管 2.4.32.4.3放大电路的主要技术指标放大电路的主要技术指标信号源Rs负载放大电路LRASUIUOUOIII信号源电 压信号源内 阻输入端口处的信号电压输 出电 压负载电阻输入电流输出电流 放大电路的技术指标反映的是输入端口、输出端口的电流、电压之间的关系。3.5 3.5 放大电路的主要技术指标放大电路的主要技术指标第二章 半导体三极管 2.电流放大倍数电流放大倍数1.电压放大倍数电压

30、放大倍数iuUUA0020lg (dB)uiUAUiiIIA0020lg (dB)iiIAIOO OpPU IPU Iii iA 0PP10lg (dB)PiA 3.功率放大倍数功率放大倍数一、一、增增 益益第二章 半导体三极管 4.互阻放大倍数互阻放大倍数0riUAI020lg (dB)riUAIOgIiAUOgI10lg (dB)iAU5.互导放大倍数互导放大倍数第二章 半导体三极管 表明放大电路从信号源吸取电流大小的参数，表明放大电路从信号源吸取电流大小的参数，R Ri i大放大电路从信号源吸取的电流小，反之则大大放大电路从信号源吸取的电流小，反之则大。Ri的定义为 ()iiiURI信号

31、源Rs放大电路ASUiUiIiR二、二、输入电阻输入电阻 Ri第二章 半导体三极管 输出电阻是表明放大电路带负载的能力，输出电阻是表明放大电路带负载的能力，R Ro o越小放大电路带负载能力越差。越小放大电路带负载能力越差。OO0 O|SLURURI 负载放大电路LRAOUOIOR三、三、输出电阻输出电阻 Ro第二章 半导体三极管 输出电阻的求法有二种：实验法和微变等效电路法。信号源Rs负载放大电路LRASUIUOUOIV A、实验法：改变负载电阻的大小，对应每一组负载电阻的数值，记录输出电压的数值，并可以计算出输出电流的数值。于是可得到Uo和Io的关系曲线，如下图所示。2、RO的计算第二章

32、半导体三极管 计算法求输出电阻的第二种方法是用微变等效电路的。将放大电路的微变等效电路画出，将信号源的电势将信号源的电势US短路，但保留内阻短路，但保留内阻RS；再将负再将负载电阻开路，通过下式即可计算出输出电阻载电阻开路，通过下式即可计算出输出电阻信号源Rs负载放大电路LRASUIUOUOIoooIUR第二章 半导体三极管 3.5.1 放大电路的交流模型分析法放大电路的交流模型分析法思路：将非线性的思路：将非线性的BJT等效成一个线性电路等效成一个线性电路条件：交流小信号条件：交流小信号3.5 3.5 放大电路交流等效电路分析法放大电路交流等效电路分析法第二章 半导体三极管 建立小信号模型的

33、意义建立小信号模型的意义建立小信号模型的思路建立小信号模型的思路 当放大电路的输入信号电压很小时，就可以把三当放大电路的输入信号电压很小时，就可以把三极管小范围内的特性曲线近似地用直线来代替，从而极管小范围内的特性曲线近似地用直线来代替，从而可以把三极管这个非线性器件所组成的电路当作线性可以把三极管这个非线性器件所组成的电路当作线性电路来处理。电路来处理。由于三极管是非线性器件，这样就使得放大电路由于三极管是非线性器件，这样就使得放大电路的分析非常困难。建立小信号模型，就是将非线性器件的分析非常困难。建立小信号模型，就是将非线性器件做线性化处理，从而简化放大电路的分析和设计。做线性化处理，从而

34、简化放大电路的分析和设计。3.5.1 BJT的小信号建模的小信号建模3.5 小信号模型分析法小信号模型分析法第二章 半导体三极管 1.H参数的引出参数的引出BEBCE(,)uf iu对上两式取全微分得对上两式取全微分得CEBBEBEBEBCEBCEUIuududiduiv用小信号交流分量表示用小信号交流分量表示vbe=hieib+hreuceic=hfeib+hoeuce对于对于BJT已知输入输出特性曲：已知输入输出特性曲：iB=f(uBE)uCE=constiC=f(uCE)iB=const可写成：可写成：CBCE(,)if iuCEBCCCBCEBCEUIiidididuiuuBEuCEi

35、BcebiCBJT双口网络双口网络小信号小信号第二章 半导体三极管 CEBE ieBUuhi输出端交流短路时的输入电阻；输出端交流短路时的输入电阻；输出端交流短路时的正向电流传输比或电输出端交流短路时的正向电流传输比或电流放大系数；流放大系数；输入端交流开路时的反向电压传输比；输入端交流开路时的反向电压传输比；输入端交流开路时的输出电导。输入端交流开路时的输出电导。其中：其中：四个参数量纲各不相同，故称为混合参数（四个参数量纲各不相同，故称为混合参数（H H参数）。参数）。1.H参数的引出参数的引出vbe=hieib+hrevceic=hfeib+hoevceCEC feBUihiBBE re

36、CEIuhuBC oeCEIihuCEBBEBEBEBCEBCEVIuudvdiduiuCEBCCCBCEBCEUIiidididuiu第二章 半导体三极管 2.H参数小信号模型参数小信号模型根据根据可得小信号模型可得小信号模型BJT的的H参数模型参数模型hfeibicuceibubehreucehiehoevbe=hieib+hreuceic=hfeib+hoeuceuBEuCEiBcebiCBJT双口网络双口网络第二章 半导体三极管 h参数的物理意义参数的物理意义CEBEbeBieUuhriBBECEreIuhuCECBfeUihiBCCEoeiihu分清主次，合理近似！分清主次，合理近似

37、！b-e间动态间动态电阻电阻内反馈内反馈系数系数电流放大电流放大系数系数c-e间电导间电导第二章 半导体三极管 3.模型的简化模型的简化hfeibicvceibvbehrevcehiehoe即即 rbe=hie =hfe uT=hre rce=1/hoe一般采用习惯符号一般采用习惯符号则则BJT的的H参数模型为参数模型为 ibicuceibubeuT ucerberce uT很小，一般为很小，一般为10-3 10-4 rce很大，约很大，约100k。可忽略可忽略 ib 是受控源是受控源，且为电流，且为电流控制电流源控制电流源(CCCS)。电流方向与电流方向与ib的方向是关联的方向是关联的。的。

38、第二章 半导体三极管 uBEuCEiBcebiCBJT双口网络双口网络 H H参数都是小信号参数，即微变参数或交流参数。参数都是小信号参数，即微变参数或交流参数。H H参数都是微变参数，所以只适合对交流信号的分析。参数都是微变参数，所以只适合对交流信号的分析。H H参数与工作点有关。参数与工作点有关。3.模型的简化模型的简化第二章 半导体三极管 等效等效ebcebcrbeic=ib注意问题注意问题：电流源为一受控源，而不是独立的电源。电流源为一受控源，而不是独立的电源。电流源的流向不能随意假定，而是由电流源的流向不能随意假定，而是由i ib b决定。决定。该模型仅适用于交流小信号，不能用于静态

39、分析和大信。该模型仅适用于交流小信号，不能用于静态分析和大信。第二章 半导体三极管 4.H参数的确定参数的确定 一般用测试仪测出；一般用测试仪测出；rbe 与与Q点有关，可用图示仪测出。点有关，可用图示仪测出。一般也用公式估算一般也用公式估算 rbe (1)(1)beb be eb bebbebur irir irirr ibebeburi(1)bebebeburrri第二章 半导体三极管 二二.放大器的交流分析放大器的交流分析1.画出放大器的微变等效电路画出放大器的微变等效电路动画演示动画演示（1）画出放大器的交流通路）画出放大器的交流通路（2）将交流通路中的三极管用）将交流通路中的三极管用

40、h参参数等效电路代替数等效电路代替第二章 半导体三极管 2.5.4 2.5.4 动态分析动态分析求求AU、Ri、RO一一 画出放大电路的微变等效电路画出放大电路的微变等效电路 1.画出交流通路画出交流通路第二章 半导体三极管 2.2.画出放大电路的微变等效电路画出放大电路的微变等效电路第二章 半导体三极管 二、计算动态性能指标二、计算动态性能指标1.计算计算AuAu(1)RLrRbeE uoAuui“-”表示表示UoUo和和UiUi反相。反相。AuAu的值比固定偏流放大电路小了。的值比固定偏流放大电路小了。2.2.计算输入电阻计算输入电阻iiiuRi12/(1)BBbeERRrR 第二章 半导

41、体三极管 uo在在RE两端的电压可以忽略不计，因此两端的电压可以忽略不计，因此RoRc。3.3.计算输出电阻计算输出电阻Ro Ro=Ro=u uo/o/i io o Us=0Us=0 R RL L=第二章 半导体三极管 如何提高电压放大倍数如何提高电压放大倍数AuAu 在在R RE E两端并联一个电容，则放大倍数两端并联一个电容，则放大倍数与固定偏置放大电路相同与固定偏置放大电路相同。2.5.5 2.5.5 举例讨论举例讨论第二章 半导体三极管 例例 =100，RS=1 k，RB1=62 k，RB2=20 k,RC=3 k，RE=1.5 k，RL=5.6 k，VCC=15 V。求：求：“Q”，

42、Au，Ri，Ro。1)求求“Q”)V(7.362201520BQ U)mA(25.17.07.3EQCQ IIA)(20mA)(02.0100/2BQ I)V(6)5.13(215CEQ U+VCCRCC1C2RLRE+CE+RB1RB2RS+us+uo 解解 第二章 半导体三极管+VCCRCC1C2RLRE+CE+RB1RB2RS+us+uo 2)求求 Au，Ri，Ro，Aus 5001 02.0/26200 /26200BQbe Ir1305.13/5.6 100 beL rRAu)k(36.15.1/62/20/beB2B1i rRRR7536.11)130(36.1uSiisis AR

43、RRAuuAuuRo=RC=3 k 第一章 半导体器件 2.6 共集电极放大电路共集电极放大电路 (射极输出器、射极跟随器射极输出器、射极跟随器)一、电路组成与静态工作点一、电路组成与静态工作点第二章 半导体三极管 IBQIEQ+C1RS+ui RERB+VCCC2RL+uo+usIBQ=(VCC UBEQ)/RB+(1+REICQ=I BQUCEQ=VCC ICQ RE交流通路交流通路RsRB+uo RLibiciiRE第二章 半导体三极管 二、性能指标分析二、性能指标分析交流通路交流通路RsRB+uo RLibiciiRE小信号等效电路小信号等效电路usRB+uo RLibiciirbe

44、ibRERs+R L=RE/RL第二章 半导体三极管)1(/)1(LbeBLbeiBiii iiRrRRruRuuiuR 电压放大倍数：电压放大倍数：LbeLLEbbebLEbio)1()1(/)1(/1RrRRRiriRRiuuAu ）（1输入电阻：输入电阻：第二章 半导体三极管 输出电阻：输出电阻：usRB+uo RLibiciirbe ibRERs+RBibiciirbe ibRERsus=0+u iiRESbeE)1(RruRu R S=Rs/RBi=iRE ib ib 1)(/)1/()(SbeESbeEoRrRRruRuuiuR射极输出器射极输出器特点特点Au 1 输入输出同相输入

45、输出同相Ri 高高Ro 低低用途：用途：输入级输入级 输出级输出级 中间隔离级中间隔离级 0LoS RiuRu第二章 半导体三极管 例例 2.5.1 =120，RB=300 k，r bb=200 ，UBEQ=0.7 V,RE=RL=Rs=1 k，VCC=12V。求：求：“Q”，Au，Ri，Ro。IBQIEQ+C1RS+ui RERB+VCCC2RL+uo+us 解解 1)求求“Q”IBQ=(VCC UBE)/RB+(1+)RE =(12 0.7)/300+121 1 27(A)IEQ I BQ=3.2(mA)UCEQ=VCC ICQ RE =12 3.2 1=8.8(V)第二章 半导体三极管

46、2)求求 Au，Ri，RoRbe=200+26/0.027 1.18(k)98.0)1()1(LbeL RrRAu Ri=300/(1.18 121)=51.2(k)(18 1)(/SbeEo RrRRRL=1/1=0.4(k)提高提高 Ri 的电路：的电路：第二章 半导体三极管 无无 C3、RB3：Ri =(RB1/RB2)/rbe+(1+)RERi=50/510=45(k)Ri=(RB3+RB1/RB2)/rbe+(1+)RERi=(100+50)/510=115(k)无无 C3 有有 RB3：接接 C3：RB3/rbe rbeRi=rbe+(1+)(R B/RE)=(1+)(R B/RE

47、)Ri=51 50/10=425(k)+C1RSRERB1+VCCC2+uo+us+RB2RB3C3 =50100 k 100 k 100 k 10 k R B+uo ibiciirbe ibRE+ui RB3第一章 半导体器件 2.7 共基极放大电路共基极放大电路+VCCRCC2C3RLRE+RB1RB2RS +us +uo C1一、求一、求“Q”(”(略略)第二章 半导体三极管 二、性能指标分析二、性能指标分析beLbebLbio rRriRiuuAu RiR i 1)1(be bbebeiiririiuR)1(/beEi rRRRoRo=RC特点：特点：1.Au 大小与共射电路相同。大小

48、与共射电路相同。2.输入电阻小，输入电阻小，Aus 小。小。RCRERS+us RL+uo RCRERS+us RLrBEioicieiiib ib+ui 第一章 半导体器件 2.8.2 场效应管电路小信号场效应管电路小信号 等效电路分析法等效电路分析法2.8.1 场效应管放大电路的组态场效应管放大电路的组态第二章 半导体三极管 2.8.1 场效应管放大电路的组态场效应管放大电路的组态三种组态：三种组态：共源、共漏、共栅共源、共漏、共栅特点：特点：输入电阻极高，输入电阻极高，噪声低，热稳定性好噪声低，热稳定性好一、直流偏置电路一、直流偏置电路 1.自给偏压电路自给偏压电路+VDDRDC2CS+

49、uo C1+ui RGRSGSD第二章 半导体三极管 栅极电阻栅极电阻 RG 的作用：的作用：(1)为栅偏压提供通路为栅偏压提供通路(2)泻放栅极积累电荷泻放栅极积累电荷源极电阻源极电阻 RS 的作用：的作用：提供负栅偏压提供负栅偏压漏极电阻漏极电阻 RD 的作用：的作用：把把 iD 的变化变为的变化变为 uDS 的变化的变化UGSQ=UGQ USQ=IDQRS第二章 半导体三极管 SDQSG2G1G2DDGQ RIURRRVU ；SDQG2G1G2DDGSQ RIRRRVU 2.分压式自偏压电路分压式自偏压电路调整电阻的大小，可获得：调整电阻的大小，可获得：UGSQ 0UGSQ=0UGSQ

50、0RL+VDDRDC2CS+uo C1+ui RG2RSGSDRG1RG3第二章 半导体三极管 例例 2.8.1 耗尽型耗尽型 N 沟道沟道 MOS 管，管，RG=1 M，RS=2 k，RD=12 k ，VDD=20 V。IDSS=4 mA，UGS(off)=4 V，求，求 iD 和和 uO。2GS(off)GSDSSD)1(UuIi iG=0 uGS=iDRS2DD)421(4 iiRDGDSRGRSiD+uO+VDD第二章 半导体三极管 045D2D iiiD1=4 mAiD2=1 mAuGS=8 V UGS(off)增根增根 uGS=2 V uDS=VDD iD(RS+RD)=20 14