1、电子与电路学全册配套最完整电子与电路学全册配套最完整 精品课件精品课件1 第第 一一 章章 电路的分析方法电路的分析方法 内容提要 本章主要讨论针对复杂电路的分析方法，尽管 所涉及的问题都是直流电路，但仍适用于其它 情况。 本章内容是本课程电路部分乃至贯穿整个课程 的重要内容。 本章内容主要有： 等值变换等值变换 、 支路电流支路电流 法法、 节点电压法节点电压法、 网孔电流法网孔电流法、 叠加叠加 原理原理 、戴维南定理戴维南定理 、诺顿定理及诺顿定理及非非 线性电阻电路的图解法及受控源电路分析等线性电阻电路的图解法及受控源电路分析等。 1-1. 电阻串并联的等效变换 一、电阻的串联一、电阻
2、的串联 两个或更多个电阻一个接一个地顺序连接，这些 电阻通过 电阻的串联可用一个等 效的电阻代替： R = R1 + R2 分压公式： U I U1 U2 R1 R2 U I R R1+ R2 R1 U U R1+ R2 R2 二、电阻的并联二、电阻的并联 两个或更多个电阻联接在两个公共的节点之间， 这种联接方法称为电阻的并联。 电阻串并联的等效变换电阻串并联的等效变换 并联时，各支路具有相同的电压。 U I I1I2 R1 R2 U I R 并联电阻的等效值R可表示为： 21 111 RRR 也可表示为： 21 GGG 式中G称为电导电导，是电阻的倒数。 21 21 RR RR R 或 两个
3、电阻并联时，各电阻中的电流分别为：两个电阻并联时，各电阻中的电流分别为： 并联电阻的分流公式 电阻串并联的等效变换电阻串并联的等效变换 U I I1I2 R1 R2 U I R I RR R R IR R U I 21 2 11 1 I RR R R IR R U I 21 1 22 1 并联时，一电阻中的分得的电流并联时，一电阻中的分得的电流 与该电阻成反比。与该电阻成反比。 并联电阻愈多总电阻就愈小，总并联电阻愈多总电阻就愈小，总 电阻小于其中任一电阻。电阻小于其中任一电阻。 例例 题题(1-1)(1-1)： 如图复联电路，R1=10, R2 =5, R3=2, R4=3,电 压U= 12
4、5V,试求电流I1。 电阻串并联的等效变换电阻串并联的等效变换 解: (1) R3、R4串联, (2) R2 与 R34并联,等效为： R234 = R2R34/ (R2+R34)=2.5 R1 R2 R3R4 I1 U R34 R1 I1 U R34 R2 R234 R34= R3+ R4=2+3=5 (3) 总电阻R可看成时R1与 R234的串联, R= R1+R234=10+2.5=12.5 R I1 U (4) 电流 I1= U/R = 125/12.5=10A 1-3. 1-3. 电压源与电流源及其等效变换电压源与电流源及其等效变换 一个实际电源，若用电路模型来表示，可认为 将其内阻
5、R0和电动势E串联起来等效串联起来等效： E + R0 U R I (a) E + R0 U R I (b) E + R0 U R I (c) (a) 非标准电路图； (b) 标准等效电路图； (c) 电压源模型等效电路。 一、电压源 将任何一个电源，看成是由内阻R0和电动势E 串联的电路，即为电压源模型，简称电压源电压源。 电源外特性方程电源外特性方程 E + R0 U R I 电压源电压源 由电路可知由电路可知：U=E-IR0 当电源开路时：I=0， U=U0=E 当电源短路时：U=0， I=IS=E/R0 电压源外特性电压源外特性 由电源外特性方程由电源外特性方程U=E-IRU=E-IR
6、0 0可得到其外特性曲线。可得到其外特性曲线。 E + R0 U R I 电压源电压源 理想电压源 电 压 源 U I 0 U0=E IS=E/ R0 外特性曲线外特性曲线 由横轴截距可知，内阻由横轴截距可知，内阻R R0 0愈小，则直线愈平。愈小，则直线愈平。 当当R R0 0= =0时，端电时，端电 压恒等于电动势压恒等于电动势 E E，为定值；而，为定值；而 电流电流I I为任意值为任意值 I=E/RI=E/R 称其为称其为理想电压理想电压 源源( (恒压源恒压源) )。 电压源外特性电压源外特性 当一电压源内阻R0远小于负载电阻RL时 (即R0RL)，内阻压降IR00时：根据基尔霍夫定
7、律列电路的微分方程：时：根据基尔霍夫定律列电路的微分方程： uL+uR=Us :程一阶线性非齐次微分方 sL L URi dt di L :微分方程的解为 L R AeBi t L 其中 Us + - iL(t) R L uR + - uL + - 得又由 R U i RR U i s L s L )()0( 0 R U B R U RR U A B R U AB RR U s ss s s 00 解得 当当t0时：根据基尔霍夫定律列电路的微分方程：时：根据基尔霍夫定律列电路的微分方程： uL+uR=Us :程一阶线性非齐次微分方 sL L URi dt di L :微分方程的解为 L R A
8、eBi t L 其中 Us + - iL(t) R L uR + - uL + - t Sss L e R U RR U R U i 0 :电感电流 t LLL eiii )0( 态分量全响应稳态分量暂 电路。实际上：电路，还是不论是 讨论 RLRC. 1 : t sosC eUUUu t CCC euuU 0 稳态 暂态 t LLLL eiiii 0 稳态 暂态 零状态响应全响应零输入响应 全响应也可分解为：. 2 t C t CC eueuu1 零输入 零状态 三、三要素法 从上面分析中可知：不论RL还是RC的一阶电 路。 全响应=稳态响应+暂态响应 实际上是：只要求出f(0+)、f()、
9、就能求出 全响应。 f(0+)：t=0时的初始值； f()：t=时电路的稳态值； ：换路后电路的时间常数。 三要素法公式： t effftf 0 例题：如图所示，换路前电路处于稳定状 态，试求换路后的电容电压uC(t)。 4V + - 2 1 2F t=0 uc + - 2 2 4V + - 2 1 2 uc(0+) + - 解：t=0-换路前电路 4V + - 2 1 uc() + - 22 2V + - 1 1 uc() + - 2 t=新稳态电路 2V + - 1 1 uc + - 2 1V + - 1 uc + - 2F 换路后：t0时，等效电路 Thank you!Thank you
10、! 第三章第三章 正弦交流电路中的正弦交流电路中的 电压电流相量法电压电流相量法 处理交流电路的基本方法：相量法处理交流电路的基本方法：相量法 第一节第一节 正弦交流电压和电流正弦交流电压和电流 一、正弦量的瞬时值表示式： 正弦波一种周期波： 周期：再次重复出现所需的最短时间间隔“T”表示，单位（S） 频率：1秒内波形重复出现的次数：记为f，单们：HZ求赫兹。 f=1/T 1.正弦波函数表示：取t=0为原点： U（t）=UmSin （相位角或相角）变化反映了t的变化 当T：0t时，：02即t=T时，=2 2=T 即：T=2/ =2/T=2f u（t）=UmSint=UmSin2ft=UmSin
11、2/Tt 2.有初相角为的正弦电压： 一般表示式：u（T）=UmSin（t+） U（0）=UmSin 正弦量的三个参数：Um振幅、f频率或角频率 初相角 二、同频率正弦量之间的相位差： U1（T）=UmSin（t+1） U2（T）=UMSin（t+2） 相位差：=T+1-（t+2）=1-2 当0时,u2滞后于u1，角 当0时,u2超前于u1，角 =0度u1，u2同相 =/2（90度）u1，u2相位正交 =（180度）u1，u2反相 习题讲解习题讲解 P127习题 34解： （1）=450-（-20o）=650 u超前I 65o （2）u1=5Sin（60t+10o）V u2=8Sin（60t+
12、95o-18o）=8Sin（60t-85o） =10o+85o=95ou1超前于u2 95o （3）u=5Sin（20T+95o）V i=7Sin（30T-20o）A 两者不同频故无法比较 （4）U=5Sin（6t+10o）V i=4Cos（6t-15oA=4Sin（6t+75o） =10o-75o=-65o U滞后于I 65o （5）i1=-6Sint4A i2=-9Cos（4t+30o）A=-9Sin（4t+120o）A =0o-120o=-120o i1滞后于i2 120o 三、正弦量的有效值： 正弦波如：U=UmSinT 则有效值：U=Um 0.707Um 2 1 第二节第二节 相量相
13、量 一、复数： A=a1+ja2 a1实部：Re，Re（1+j2）=1 a2虚部：Im，Im（1+ja2）=2 模A：a= 辐角：a1=aCos A=aCos+jaSin=a（Cos+jSin） a2=aSin =arctg 从欧拉公式知： A=a =a复数A的极坐标形式： 方程常写为：A=A 2 2 2 1 aa 1 2 a a jsincos j e j e 二、复数运算： 1加减：A=a1+ja2 B=b1+jb2 A+B=（a1+b1）+j（a2+b2）=C（实部相加减，虚部相加减） 2 乘法运算：A=a1+ja2 B=b1+b2 A*B=（a1+ja2）（b1+jb2）=a1b1+j
14、（a2b1+a1b2）-a2b2 =（a1b1-a2b2）+j（a2b1+a1b2） 若极坐标形式： AB=aeJabejb=ab 3 除法运算：A=a1+ja2 B=b1+jb2 =（a1+Ja2）/（b1+jb2）=（a1+ja2）（b1-jb2）/（b1+jb2）（b1-jb2） =（a1b1）+j（a2b1-a1b2）/（b12+b22） =（a1b1+a2b2）/（b12+b22）+j（a2b1-a1b2）/（b12+b22） 极坐标形式：A/B= ba B A )( )( ba b a ej b a be ae ba bj aj 三. 正弦量的相量表示： =t ejt=Cost+j
15、Sint U（T）=UmSin（T+）= USin（t+）=Im J（T+） =ImUejt =Uej=U U有效值 初相角 代表正弦波，不等于正弦波 2Ue2 U U 例：310 10 SinT100o 10 Cost=10 Sin（t+90o）1090o 25 Sin（20t+30o）2530o 120 Cos（314t-45o）=120 Sin（314t+45o）12045o -50 Sin（2t-60o）=-50/ Sin（2t-60o） -50/ -60o 22 2 2 2 222 22 第三节第三节 基尔霍夫定律的相量形式基尔霍夫定律的相量形式 一、电流定律： 若电流均为同频率的正
16、弦波,则 二、电压定律： 若电压均为同频率正弦波,则沿任一回路有： 0 1 n k kI 0 1 n k k U 一、电感的伏安关系及储能 所存储的能量: 二、电容的伏安关系及储量 q（t）=cu（t） 所存储的能量： 第四节第四节 电感元件和电容元件电感元件和电容元件 dt tdi L dt tLid tu du L ti t 1 titutp tLitWL 2 2 1 tcutWC 2 2 1 一、伏安关系：一、伏安关系： 电阻：u=Ri 电感： 电容： 二、相量形式：二、相量形式： 电阻： i（t）= ISin（T+i） u（t）= RISin（T+i）= Sin（T+u） U=RI,
17、u=i，相量形式： 三种基本元件伏安关系的相量形式三种基本元件伏安关系的相量形式 dt di Lu dt du Ci 2 2 U2 IRU 三、电感元件：三、电感元件： i（t）= ISin（T+i） U=LI u =C+90o电流 滞后 90o 相量形式：U=Uu=LI(I+90o)=jLIi=jLI 2 90sin2cos2cos2 iii TUTLITIL dt tdi Ltu I U 四、电容元件四、电容元件 u（t）= USin（T+u） I=CU i =u+90o电压 滞后 90o 相量形式： 2 o uu tUCTUC dt du Cti90sin2cos2)( U I I c
18、jI cj U CUjCUjCUII uui 11 )90( 五、基尔霍夫定律的相量形式五、基尔霍夫定律的相量形式 对交流电路来说：在任一瞬时间也满足基尔霍夫定律： 对同频率的正弦量来说，用相量形式： 0, 0 tuti 0, 0 U I 第四章第四章 半导体二极管、三极管半导体二极管、三极管 和场效应管和场效应管 半导体器件：由半导体材料作成的二极管、半导体器件：由半导体材料作成的二极管、 三极管场效应管和集成电路等三极管场效应管和集成电路等 一一PNPN结结 （一）半导体基本知识 1.导体、绝缘体、半导体： 物质导电能力的强弱可用电阻率（）表示 导体：导电能力强的物质（ 106*cm） 半
19、导体：常温下(27)导电能力居于导体及绝缘体之间的物质 如，纯硅（Si）：电阻率2.3* 105*cm 制作半导体件最常用的 纯锗(Ge)：电阻率60*cm 2.本征半导体： 晶体：原子按一定规律整齐排列的物质 晶格：构成晶体的基本单元 是原子按一定规律构成的 单晶体：晶格按一定规律排列而成的晶体：制作半导体 多晶体：晶格杂乱无章堆砌而成的晶体。 本征半导体：纯净的单晶结构的半导体 价电子：原子外层的电子只有外层价电子数为8时原子才处于稳定 状态 束缚电子：受惯性核束缚的价电子在绝对温度零度(0K)即-273之 下.本征半导体硅（锗）的全部价电子都为束缚电子与理想绝缘体一样不 能导电。 自由电
20、子：价电子获得足够的能量挣脱惯性核的束缚(温度0 K时)带 负电荷的物质又称电子载流，这是由热激发而来的 电子热运动：无外加电场作用时在半导体内自由地不定向运动 空穴：价电子成为自由电子时,原共价键留下了一个空位带正电荷的 物质，即空穴载流子。 热平衡：半导体内维持一定数量的“电子空穴”对 载流子浓度：单位体积半导体中载流子的数目（个/m3 ） 本征半导体内电子载流子浓度（Ni）=空穴载流子浓度（Pi） 本征载流子浓度=Ni+Pi（其值甚微）即载流子浓度甚低 本征半导体内的载流子浓度很低导电能力很弱，故不能用来直接制作半导体 器件 掺杂半导体：半导体材料中掺入有用杂质的半导体 ：N型半导体和P
21、型半 导体 （1）种类 N型半导体：本征半导体硅（锗）中掺入微量的五价元素磷（P） 或砷锑 其中某些硅原子被磷原子代替除四个结成共价键 剩下一个电子成为自由电子 自由电子数目骤增=可达1021/m3半导体导电能力大大提高 N型半导体的导电能力主要取决于电子载流子浓度电子型半导体 自由电子为多数载流子（称多子） 空穴为少数载流子（称少子） P型半导体：本征半导体硅（锗）中掺入微量的三价硼（B）与 硅（锗），其中四个价电子组成共价键，而硼原子只有3个价电子出 现一个空穴 空穴型半导体：导电能力主要取决于空穴载流子浓度。 P型半导体： 其中，空穴为多数载流子（称多子），电子为少数 载流子（称少子）
22、（2）掺杂半导体的导电特性： a、在50oK的一定环境温度范围内掺杂半导体的导电能力主要取 决于多数载流子浓度，其中阻率小，温度影响小 b、两种情况下，掺杂半导体内将形成两种不同类型的电流： 漂移电流（If）：载流子在电场作用下定向运动所形成的电流。 自由电子：从低高电位漂移形成电流IfN (方向与运动方向相反) 空穴：从高低电位漂移形成电流Ifp（方向与运动方向相同） 总漂移电流：If=IfN+Ifp 对N型半导体：多子是自由电子 则IfNIfp 故If=IfN 对P型半导体：多子是空穴 则IfpIfN 故If=IfN 漂移电流是由电场驱动力所造成的载流子运动。 扩散电流：物质由高浓度的地方
23、向低浓度的地方运动所形成的电 流。 浓度差越大扩散能力越强扩散电流越大 扩散电流大小同性载流子浓度差或扩散运动快慢成正比 总扩散电流：Id=IdN+Idp Idp空穴扩散电流 IdN自由电子扩散电流 半导体之所以能做成各种电子器件是因其具有如下几方面特性： 掺杂特性： 热敏特性：有些半导体的电阻率与环境温度有关制成热敏元件 光敏特性：有些半导体的电阻率与光照有关制成光电元件 二、二、PNPN结及其特性结及其特性 1、PN结形成：利用杂质补偿作用 原理 P区、N区交界处：两侧同性载流子浓度差存在引起两区多子向对 方区域扩散 P区：空穴（多子）扩散走了剩下受主杂质的负离子 N区：自由电子（多子）扩
24、散走了剩下受主杂质的正离子 PN结：正、负离子层形成的偶电层空间电荷区 内建电场：正、负离子层之间建立起一个N区指向P区电场（N视 为内建电场“正”端）用Uin表示 在Uin作用下：P区少子（自由电子）漂移至N区（正端） N区少子（空穴）漂移至P区（由高电位低电位） 形成了漂移电流：If PN结的动态平衡：扩散电流Id=漂移电流If 流过PN结的总电流I=0 动态平衡下：Uin= UT （定值）： 常温下：硅管：UT =0.50.6V TUT 值 锗管：UT =0.10.2V 偶电层：又称载流子耗尽区或阻挡层或位垒区（势垒区） 2、PN结的单向导电性 加到PN结上的外加电压有三种可能情况； （
25、1）零偏情况：（不接外加电压或令UAB =0） PN结流过总电流为0可等效为UT RPN （2）正偏情况：（UAB 0） UAB UT 时： 外加电场UAB 与内建电场UT 抵消一部分偶电层变窄，动态平衡被 打破多子扩散运动加强，少子漂移减弱 总电流：ID = ID - If0从P区指向N区 但因UAB UT 多子扩散存在阻力很小 故UD =E-IDRE UAB UT时：偶电层（空间电荷区）消失（PN结处于导通） 在外加电场作用下P、N区多子做漂移运动 P区空穴从P区漂移至N区 N区电子从N区漂移至P区 电流ID= IfN+ IfP EID 正向电阻RD=UD/ID其值为级 导通时：UD几乎为
26、常/ID数：（称PN结两端压降） 硅管：UD=0.60.8V 锗管：UD=0.20.3V BVL：反向击穿电压 （3）反偏情况：UAB0 PN结截止 |UAB|BV时 （BV反向击穿电压） E与UT方向相同是由N区指向P区偶电层变宽动态平衡被打破 少子漂移运动加强，多子扩散减弱 故ID=Id-If因If较大 IDR T|ID|反向电流 |UAB|BV时：|ID|此现象为击穿现象 |UD|=BV基本不变 EU RR RUE T D DT （4）单向导电特性曲线： 3、PN结的电容效应： 结电容：零偏、反偏（未击穿）器件下：PN结所具有的等效电容： 三、半导体二极管三、半导体二极管 （1）与PN结
27、电特性一致：单向导电性、击穿特性及电容特性 电击穿 齐纳击穿 击穿现象 雪崩击穿 热击穿破坏性 击穿串入适当限流电阻可避免电击穿热击穿 （2）主要参数： 1、直流参数： 直流电阻：RD= UD/ID RD正向电阻小，RD反向电阻大，RD与RD相差越大单向导电性越 好 2、交流参数：(极间电容C0 ,反向恢复时间tre ,最高工作频率fM) 交流电阻： 3、极限参数： 额定工作电流IF ，最高反向工作电压UR （3）二极管的种类： 普通二极管 开关二极管 按用途分稳压二极管 变容二极管 发光二极管 光电二极管 （4）应用： 硅稳压二极管：利用低反向电压下发生电击穿现象 稳压原理： 反向电压|UD
28、|UZ|时电击穿现象 此时|Ui|IiU0基本不变 限幅： 上限幅 并联限幅 按削波部位不同 下限幅 按电路构成不同 串联限幅 双向限幅 a、并联上限幅电路（限幅电位E0） UiE D导通 Ui 交流不流经RL U0E b、并联下限幅电路 c、并联双向限幅 d、串联限幅 四、半导体三极管四、半导体三极管 （1）三极管的类型及符号 1、NPN型 2、PNP型 （2）电流分配关系 （3）晶体管的连接方式 1、共发连接输入端：B、EE公共端 输出端：C、E 2、共基连接输入端：E、BB公共端 输出端：C、B 3、共集连接输入端：B、CC公共端 输出端：E、C CBE BE BC iii ii ii
29、1 （4）特性曲线、工作区划分 1、特性曲线 输入特性曲线： IB=f（VBE，VCE） 输出特性曲线： IB=f(VCE,IB) 转移特性曲线： IC=f(VCE,VBE) 2、工作区域划分： 从输出特性曲线分 （5）三极管命名，识别 第一部分第二部分第三部分第四部分第五部分 3符号符号（拼音）数字字母 三极管A PNP型,锗材料K 开关管 B NPN型,锗材料X 低频小功率管序号规格号 C PNP型,硅材料 G 高频小功率管 D NPN型,硅材料D 低频大功率管 E 化合物材料A 高频大功率管 如3DG6C:NPN型，硅材料的高频小功率三极管 第五章第五章 放大电路基础放大电路基础 第一节
30、放大电路的组成及工作理第一节放大电路的组成及工作理 三种电路三种电路:共基共基,共发共发,共集共集 组成原则组成原则: 1. e正偏正偏 C反偏反偏 使使T管处于放大状态管处于放大状态 2输入回路：输入回路：Ui产生产生ib 控制控制ic 3输出回路：使输出回路：使iC尽可能多流到尽可能多流到RL上（减少其他支路的分流）上（减少其他支路的分流） 4保证放大电路工作正常，保证放大电路工作正常，T 处于放大状态，合理设置静态工作点处于放大状态，合理设置静态工作点Q 静态工作点的设置：合理设置静态工作点的设置：合理设置Q点使点使iBUBE：线性变化线性变化 工作点选在工作点选在UBE=0 l放大电路
31、的性能指标放大电路的性能指标 （(一一) 放大倍数：输入信号若为正弦波放大倍数：输入信号若为正弦波 1 电压放大倍数：电压增益：电压放大倍数：电压增益：20lgAV 分贝分贝 dB AAV=U0/UI UO输出电压（有效值）输出电压（有效值） UI输入电压（有效值）输入电压（有效值） 2电流放大倍数电流放大倍数 电流增益：电流增益：20lgAv 分贝分贝 AI=IO/II 3功率放大倍数：功率增益功率放大倍数：功率增益 20lgAp 分贝分贝 （(二二) 最大输出幅度：最大输出幅度： U0MAX,U0,U0PP（以正弦为例子）以正弦为例子） （(三三) 输入电阻：输入电阻： （交流电路中求）（
32、交流电路中求） （(四四) 输出电阻：输出电阻： （(五五) 通频带通频带BW（Bf） i O P P P A i i i I U r o o o I U r 第二节第二节 放大电路的基本分析方法放大电路的基本分析方法 三种基本电路：共基电路，共集电路，共发电路 分析方法：分析方法：1）图解法：在特性曲线上用作图来进行分析）图解法：在特性曲线上用作图来进行分析 2）微变等效电路法：在一定条件下等效为线性电路进行分析）微变等效电路法：在一定条件下等效为线性电路进行分析 v 直流通路，交流通路直流通路，交流通路 电路分析的两种基本电路：电路分析的两种基本电路： 1）直流通路：静态工作点分析（）直流
33、通路：静态工作点分析（UBEQ ,UCEQ , IBQ , ICQ ） 2）交流电路：动态分析（）交流电路：动态分析（AV，ri，r0） 直流通路：直流信号通过的电路直流通路：直流信号通过的电路 原则：遇原则：遇C视为开路视为开路 遇遇L视为短路视为短路 交流通路：交流信号通过的电路交流通路：交流信号通过的电路 原则：遇原则：遇C（充分大）充分大）近似视为短路近似视为短路 遇遇L（充分大）充分大）近似视为开路近似视为开路 直流电源（内阻小）：近似为短路直流电源（内阻小）：近似为短路 静态工作点估算： 从输入特性中知：晶体管导通时从输入特性中知：晶体管导通时UBE变化很小（硅管：变化很小（硅管：
34、0.6-0.8V; 锗管：锗管： 0.1-0.3V）一般情况一般情况UBEQ：（：（硅管：硅管：0.7V，锗管锗管0.2V ） 从直流通路中：列从直流通路中：列KVL方程方程 IBQRB+UBEQ-EC=0 IBQ=（EC-UBEQ）/RB 从晶体管电流分配关系从晶体管电流分配关系 ICQ=IBQ 从直流通路中：列负载回路的从直流通路中：列负载回路的KVL方程方程 ICQRC+UCEQ-EC=0 UCEQ=EC-ICQRC v放大电路的工作原理放大电路的工作原理 Ui=O时，静态工作时，静态工作 Ui0时，动态工作时，动态工作 Ui=Umsinwt Ube=UBEQ+Umsinwt iB，iC
35、，uBE，uCE随随UI的变化而变化的变化而变化 第三节图解分析法第三节图解分析法 静态分析 给出输入特性，输出特性曲线给出输入特性，输出特性曲线 画出直流通路：标出画出直流通路：标出IBQ，ICQ，UBEQ，UCEQ 利用输入特性曲线来确定利用输入特性曲线来确定IBEQ和和UBEQ 利用输出特性曲线来确定利用输出特性曲线来确定ICQ和和 UCEQ 直流负载线：直流负载线：UCE=EC-ICRC 只给出输出特性曲线来确定只给出输出特性曲线来确定UCEQ和和 ICQ 估算估算IBQ及及UBEQ 利用输出特性曲线来确定利用输出特性曲线来确定ICQ，UCEQ 动态分析 利用输入特性画出利用输入特性画
36、出iB，uBE波形波形 设输入为设输入为Ui=UmSint（mv） uBE=UBEQ+ui iB=IBQ+IBMSint 利用输出特性画利用输出特性画iC和和uCE波形波形 交流负载线交流负载线 1)空载时空载时RL= 交流负载线与直流负载线重合，交流负载线与直流负载线重合， 动态工作点在交流负线上移动动态工作点在交流负线上移动 2)RL不等于 交流负载线作法：交流负载线作法： 负载线斜率为，作一直线斜率为负载线斜率为，作一直线斜率为 其中其中 CLL RRR/ L R/1 过过Q点作平行于点作平行于AB的直线的直线交流负载线交流负载线 计算计算AV利用作图法利用作图法 在输入特性上从在输入特
37、性上从IB找出对应找出对应UBC， 从输出特性从输出特性IC找对应找对应Uce 则则AV=Uce/Ube， 作图法误差较大作图法误差较大 归纳分析归纳分析 1、U0与与Ui相位相反（相差相位相反（相差180度）度） 2、Ube，iB，iC ，Uce含有直流分量和交流分量含有直流分量和交流分量 3、放大作用指：输出交流（、放大作用指：输出交流（U0）分量与分量与Ui的关系的关系 4、电路参数：、电路参数：RB，EC，RC,，对静态工作点的影对静态工作点的影 响响 （1） RB： RB增大增大IBQ（EC-BEQ）/RB减小，减小，Q下移到接近截止区下移到接近截止区 RB减小减小IBQ增大增大Q点
38、上移到接近饱和区点上移到接近饱和区 （2） EC： EC增大直流负载平行右移增大直流负载平行右移Q偏右上方放大区扩大，偏右上方放大区扩大，T管功耗增大管功耗增大 (3) RC： RC增大，增大，Q点上升近饱和区，点上升近饱和区，RC减小，减小，Q点下降近截止区点下降近截止区 （4） 增大，特性曲线上移IBQ不变Q点上移ICQ增大，Q点近饱和区 5、非线性失真 Q 点过低近截止区截止失真（顶部失真） Q 点过高近饱和区饱和失真（底部失真） Q点合适，Ui幅度过大双向失真（截止，饱和失真） 6、最大输出电压幅度：U0MAX=min（UR，UF） 第四节第四节 微变等效电路法微变等效电路法 条件：指
39、输入信号UI变化量小（即小信号）;输入信号频率在低中频范围 原因原因：根据输入，输出特性曲线：根据输入，输出特性曲线 v静态分析：静态分析：用估算法进行分析用估算法进行分析 从输入特性中知：晶体管导通时从输入特性中知：晶体管导通时UBE变化很小（硅管：变化很小（硅管：0.60.8V；锗管：锗管：0.10.3V） 一般情况一般情况UBEQ：（：（硅管：硅管：0.7V，锗管锗管0.2V ） 1从直流通路中：列从直流通路中：列KVL方方 程程 IBQ*RB+UBEQ-EC=0 IBQ=（EC-UBEQ）/RB 2从晶体管电流分配关系从晶体管电流分配关系ICQ=IBQ 3从直流通路中：列负载回路的从直
40、流通路中：列负载回路的KVL方程方程 ICQ*RC+UCEQ-EC=0 UCEQ=EC-ICQ*RC v动态分析：动态分析：微变等效电路法微变等效电路法微变等效电路有多种形式微变等效电路有多种形式 H参数微变等效电路：低频时混合参数微变等效电路参数微变等效电路：低频时混合参数微变等效电路 常数常数 常数常数 B CE C oeCE B C fe B CE BE reCE B BE ie I U I hU I I h I U U hU I U h 故微变等效参数为：故微变等效参数为： 常数 CE B C be B BE u i i hfe r i u hie 简化简化H参数的等效电路参数的等效电
41、路 若若RCE10RL 可用两参数简化等效：可用两参数简化等效：I IC C =h =hfe feI IB B I IC C=I=IB B 若若RCE与与RL 可比拟可比拟：用三个参数的简化等效用三个参数的简化等效 常用两个常用两个H参数等效电路参数等效电路 rbe估算：可从输入特性曲线上Q点附近求出（但误差较大） 近似计算公式：近似计算公式：rbe=UBE/IB=rbb+(1+)rerbb基区半导体体电阻基区半导体体电阻 re发射区体电阻；发射区体电阻； BQBQ BE I mv I mv r 26 300 26 1300 基本放大电路性能指标分析基本放大电路性能指标分析 1.AV ：AV=
42、UO/Ui UI=IBrbe 1) 空载时：空载时：RL= U0= IooRC=-ICRC U0=-IBRC 所以所以AV=UO/Ui=-IBRC/（IBrbe）=-RC/rbe 2)非空载非空载RL UO=Io oRL=-ICRL=-IBRL AV=UO/Ui=-IBri/（IBrbe）=-ri/rbe=-RC/ri/rbe 3)考虑信号源电阻碍RS时的电压的大倍数：AVS =UO/US IB=RB/（RB+rBE）.IS , IS=（RB+rBE）/RB.IB 一般地一般地RBrBE，则则IS =IB UI=IB（RS+rBE） US=IB（RS+rBE） AUS=-IBRL/（IB（RS
43、+rBE）=-RL/（RS+rBE） 2. AI： ：AI=IO/II IO=-RL/（RC+RL）ICAI=-RC/（RC+RL）（）（IC/IB）=-RL/（RC+RL） 3.rI： ：rI=UI/IB=RB/rBE=rBE 4.rO： 当当RL=时，向左看进去时，向左看进去 所以所以UI=0 IB=0则则IB=0 RO=RC 例题 例：共发射极放大电路如图示 已知：晶体管为3DG16 放大系数=100，EC=15V RB=285，RC=2 RL=2 （1）求静态工作点 （2） 画出中频等效电路 （3） 求电压的大信号AV（4） 求rI，rO 解：解： 1. 画出直流通路画出直流通路 知知
44、T管的管的UBEQ=0.7V 则则IBQ=（EC-UBEQ）/RB=（15-0.7）/28550uA ICQ=IBQ=10050uA=5mA UCEQ=EC-ICQRC=15-52=5V 2.2. 中频等效电路中频等效电路 3. rbe=300+26mv/50uA=300+520=820 Av=-R L/rbe=-122 4.ri=Rb/rberbe=820 ro=Rc=2K 第五节第五节 放大电路的三种接法放大电路的三种接法 共集电极放大电路 静态工作点计算：静态工作点计算： 直流通路直流通路 EC=RbIBQ+IEQRe+UBEQ EC=UCEQ+ReIEQ 又又 IEQ=（1+）IBQ
45、IBQ=（EC-UBEQ）/（Rb+（1+）Re） ICQ=IBQ UCEQ=EC-（1+）IBQRe 动态分析动态分析 交流通路：交流等效电交流通路：交流等效电 路路AV： ： UI=IBRBE+IERL=IBRBE+IB（1+）RL UO=IERL=（1+）RL AV=UO/UI=（1+）RL/（rBE+（1+）RL） 注：注： 当（当（1+）RLrBE时，时，AV1 说明共级电路，说明共级电路，UO与与UI同相，电压无放大作用同相，电压无放大作用 rI=UI/IB=（IBrbe+（1+）IBRL）/IB= rbe+（1+）RL rI=RB/rI=RB/（rbe+（1+）RL） rO=UO
46、/IO=-IBrbe/IO R O=I0rbe/（1+）IO= rbe/（1+） AI ： AI=I0/II（RE/（RE+RL）I）/IB=（1+）RE/（RE+RL） 结论：结论： （1）U0与与UI同相同相 （2） AV=1，电压无放大作用，电流有放大电压无放大作用，电流有放大 （就电压信号讲又称为射极跟随器）（就电压信号讲又称为射极跟随器） （3）rI大大对前级影响小（对信号源孛取电流小）对前级影响小（对信号源孛取电流小） （4） rO小小带负载能力强带负载能力强 共基极放大电路 静态工作点静态工作点 直流通路直流通路 直流通路直流通路 IEQ=（EE-UBEQ） /RE IBQ=IE
47、Q/（1+） UCEQ=EE-ICQRC-EE 实际电路单电源供电：实际电路单电源供电： 当当IB 很小很小 则：则： VB=RB1/（RB1+RB2）EC VB=RBEQ+IEQRE IEQ=（UB-UBEQ）/RE IBQ=IEQ/（1+） UCEQ=EC-ICQRC-IEQRE EC-IE（RC+RE） 动态分析：动态分析： 交流通路（交流等效电路）（双电压供电）交流通路（交流等效电路）（双电压供电） 电压放大倍数电压放大倍数AV：UO=I0RL=-RLIC UI=-Ibrbe AV=UO/UI=（RL/rbe）（）（IC/Ib）=RL/rbe ri，rO r i： U=-IBrbe=r
48、be/（1+）I ri=U/I=rbe/（1+） ri=Re/ r i =Re/rbe/（1+）=rbe/（1+） 输入电阻小输入电阻小 rORC v 电流放大倍数电流放大倍数AI： Rerbe/（1+） II=-IE= -（1+）IB AI=IO/II=-RC/（RC+RL）IC/(-（1+）IB)RC/(RC+RL) 故故AI1 结论：结论：A.共基电路是同相放大器共基电路是同相放大器UO、UI同相同相 B.电压其有放大，电流不具有放大作用电压其有放大，电流不具有放大作用 C.输入电阻小可作为宽频带放大器，输入电阻小可作为宽频带放大器， 频率响应带（工作频率范围宽）频率响应带（工作频率范围
49、宽） 三种电路比较 AV AI RI RO UO与VI 应用 共基 放大 1 小 大 同相 频率特性好应用于宽带 放大 共集 1 放大 大 小 同相 实现阻抗变换的缓冲级，带 负载能力的输出级 共射 放大 放大 中 中 反相多级放大的输入级 多级放大 第六节第六节 稳定工作点放大电路 温度对静态工作点的影响 1、 影响：影响：T升，升，升，输出特性曲线间隔宽，升，输出特性曲线间隔宽，Q点上移，点上移， 饱和区，带负载能力减弱。饱和区，带负载能力减弱。 2、 Icb0 影响：影响：T升，升，Icb0升，升，Ice0升，输出特性曲线向上平移，升，输出特性曲线向上平移， Q点向饱和区移动，放大能力减
50、弱。点向饱和区移动，放大能力减弱。 硅管硅管Icb0 很少，影响可忽略。锗管很少，影响可忽略。锗管Icb0 很大，造成工作点很大，造成工作点 不稳的主要因素。高温下应选硅管。不稳的主要因素。高温下应选硅管。 3、 UBE影响影响 T升，升，UBE降（导通电压），输入特性曲线向左移动，降（导通电压），输入特性曲线向左移动， IbQ升，工作点上移，升，工作点上移，IcQ不稳不稳 归纳上述：归纳上述：T升，升，Q点，饱和区移动点，饱和区移动 T降，降，Q点，截止区移动。点，截止区移动。 稳定温度影响的措施稳定温度影响的措施 （1）放大器置恒温）放大器置恒温 （2）直流偏置引入负反馈）直流偏置引入负反
