1、1第第2章晶体管放大电路基础章晶体管放大电路基础学习目标学习目标 知识目标知识目标：v 掌握晶体管的结构及符号，了解晶体管的电流放大特性。v 能识读和绘制基本共发射极放大电路的电路图。v 能识读分压式偏置、集电极-基极偏置电路的电路图。v 了解放大器的直流通路和交流通路；了解小信号放大器的性能指标。v 技能目标技能目标：v 掌握利用万用表检测晶体管极性和质量优劣方法。能利用万用表调试晶体管的静态工作点。v 会组装与调试电子声光防盗报警器。v 会查阅半导体器件手册，能按要求选用晶体管。22.1 晶体管及其应用晶体管及其应用 话题引入话题引入 随着人们生活水平的日益提高，KTV等娱乐行业近几年得到
2、了飞速的发展，极大地丰富了人们的业余生活。我们在享受KTV良好的音响效果及绚丽灯光等场景时，是否了解音响效果的形成原理呢？事实上，声音通过话筒转换为微弱电信号，需经过若干倍数放大及音效处理后，方可驱动扬声器形成理想的音响效果，即放大器是KTV音响系统的重要组成部分。而晶体管是构成各类放大器的主要器件。在工程技术中，晶体管的应用范围很广泛，如家用电器、工业控制、航天军工等领域，里面都有晶体管的身影，如图2-1所示。初学者学习该课程时，一般要把晶体管的应用特性作为首要研究对象。a）电视机 b）音响系统 图2-1 晶体管实例应用32.1.1 晶体管的结构及符号晶体管的结构及符号v【晶体管的结构】晶体
3、管也称为半导体三极管，简称三极管，是由两个PN结构成的半导体器件。即在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结，且两个PN结把整个半导体基片分为三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区。从三个区引出相应的电极，分别为基极b、发射极e和集电极c。发射区和基区之间的PN结称为发射结，集电区和基区之间的PN结称为集电结。v 根据P型半导体和N型半导体的排列方式不同，晶体管可分为NPN型和PNP型，如图2-2所示，图中箭头方向为发射结处于正向偏置时发射极电流的方向。a）PNP b）NPN图2-2 晶体管的结构和电路符号4v【晶体管电路符号与实物图】晶体管的文字符号为VT，实物图如图2-3所示。
4、v a）大功率低频 b）中功率低频晶体管 c）小功率高频晶体管v 图2-3 晶体管实物图5v【晶体管的分类】晶体管的种类繁多，通常按以下方法进行分类：v（1）按半导体材料分，可分为硅管和锗管。其中硅管工作稳定性优于锗管，因此硅管的应用广泛。v（2）按晶体管内部基本结构分，可分为NPN型和PNP型两大类。目前我国制造的硅管多为NPN型（也有少量PNP型），锗管多为PNP型。v（3）按用途分，可分为普通放大管和开关管等。v（4）按功率大小分，可分为小功率管、中功率管和大功率管。v（5）按工作频率分，可分为超高频管、高频管和低频管。6知识链接知识链接 微电子传奇人物微电子传奇人物威廉威廉肖克莱肖克莱
5、v 威廉肖克莱（William Shockley），美国物理学家，美国艺术与科学学院、电气与电子工程师协会高级会员，曾获利布曼奖、巴克利奖、康斯托克奖、霍利奖章。v 1910年2月13日，肖克莱出生于英国伦敦。1932年获加利福尼亚理工学院学士学位，1936年获马萨诸塞州理工学院博士学位，19361942年在贝尔实验室工作，19421945年在美国海军反潜作战研究小组任职，19451954年任贝尔实验室固体物理研究所主任，19541955年任晶体管物理学研究主任。19581960年任肖克莱晶体管公司经理。19601965年在克莱韦特晶体管公司肖克莱晶体管部任顾问。19651975年任加利福尼亚
6、理工学院客座教授、斯坦福大学工程科学与应用科学教授。v 肖克莱研究的领域包括固体能带、铁磁畴、金属塑性、晶粒边界理论、半导体理论应用和电磁理论等，获专利90多项。1947年12月，在肖可莱理论的指导下，巴丁、布拉顿发明世界上第一只点接触型晶体管。1948年6月贝尔实验室报道了这一发明，并申请了专利。但是美国专利局认为在此研究中，肖克莱并没有重大作用，就从这项专利的发明人名单中把他去掉了。面对这一有关名利的事情，肖克莱既没有抱怨，也没有泄气，而是以对科学执着的精神，满腔热情地继续他的半导体研究工作。1949年肖克莱提出了结型晶体管理论，1950年贝尔实验室研制出了第一只结型晶体管。与点接触晶体管
7、相比，它具有更显著的优越性，是晶体管真正的鼻祖。v 对于肖克莱的成功，除了他的天才和广博的学识之外，人们更钦佩他那种对科学的执着和勇于进取的精神。为此，与人曾风趣地称他为“坚持者”，这是坚持者发明了晶体管。v 因为发明晶体管的巨大贡献，肖克莱、巴丁、布拉顿共同获得了1956年度诺贝尔物理学奖。72.1.2晶体管的电流分配原则及放大原理晶体管的电流分配原则及放大原理课堂演示实验：课堂演示实验：晶体管电流放大作用的测试v【实验目的】v（1）掌握晶体管三个电极电流IB、IC、IE的分配关系。v（2）了解晶体管电流放大作用的特点。v【实验内容】v（1）按图2-4所示连接电路，给晶体管两个PN结加上电压
8、，则三个电流表分别显示晶体管各极电流IB、IC、IE。v（2）调节电位器RP的阻值使基极电流IB分别为表2-1中要求的各个值。则电流表可测得相应的IC、IE的数值，测得的数值见表2-1。v v a）原理图 b）实物示意图v 图2-4 晶体管电流放大作用演示实验89v 想一想：想一想：v 1晶体管具有两个PN结，二极管具有1个PN结，能不能把两只二极管当作一个晶体管使用？为什么？v 2若该演示实验选用PNP型晶体管，实验电路该怎么连接？为什么？v 例题解析：例题解析：v【例2-1】在晶体管放大电路中，用直流电压表测得某晶体管3个电极的电位分别是：U1=4V，U2=1.2V，U3=1.4V，试判断
9、该晶体管的类型、制造材料及电极。v【解析】晶体管在正常放大状态时，3个电极的电位有如下特点：v（1）NPN管中UCUBUE，PNP管中UCUBUE；由此，可确定晶体管的类型，并知3个电极的电位中间值为b极（基极）。v（2）不同材料的晶体管，正向偏置的发射结电压不同，硅管的UBE0.7V，锗管的UBE0.2V，由此可确定晶体管的制造材料，并确定管子的e极（发射极）。v 本例中U1U3U2，且U3U2=0.2V，故可知该晶体管为锗材料PNP型晶体管，1脚为c极，3脚为b极，2脚为e极。10v【晶体管的伏安特性】v 1输入特性曲线v 指输出电压UCE一定时，反映输入电流IB与输入电压UBE之间关系的
10、曲线，如图2-5a所示。由图2-5a可知，晶体管的输入特性曲线具有如下特点：v（1）晶体管的输入特性曲线与二极管的正向特性曲线基本相似。v（2）通常把晶体管基极电流开始明显增加的发射结电压称为导通电压。在室温下，硅管的导通电压约为0.60.7V，锗管的导通电压约为0.20.3V。v 2输出特性曲线v 指基极电流IB一定时，晶体管的集电极电流IC与电压UCE之间的关系曲线。实验测得某晶体管的输出特性曲线如图2-5b所示。从图中可见，在不同的基极电流IB下，可以得到不同的曲线。因此改变IB的值，所得到的晶体管输出特性曲线是一组曲线。11a）输入特性曲线 b）输出特性曲线图2-5 晶体管的伏安特性曲
11、线12v（1）截止区v 特点：v a.发射结和集电结均反向偏置；v b.若不计穿透电流ICEO，IB、IC近似为0，晶体管失去电流放大作用；v c.晶体管的集电极和发射极之间电阻很大，晶体管相当于一个开关断开。v（2）放大区v 特点：v a.发射结正向偏置，集电结反向偏置；v b.基极电流IB微小的变化会引起集电极电流IC较大的变化，即具有电流放大作用；v（3）饱和区v 特点：v a.发射结和集电结均正向偏置；v b.集电极电流IC不受基极电流IB的控制，晶体管失去电流放大作用；v c.晶体管的集电极和发射极近似短接，晶体管类似一个开关接通。晶体管饱和时UCE的值称为饱和压降，记作UCES，小
12、功率硅管的UCES约为0.3V，锗管的UCES约为0.1V。13v 例题解析：例题解析：v【例2-2】在晶体管放大电路中，用直流电压表测量晶体管三个电极对地电位如图2-6所示，试判断晶体管的工作状态。v a）b）c）v 图2-6 晶体管对地电位图v【解析】a）晶体管的发射结正偏，集电结反偏，管子工作于放大状态。v b）晶体管发射结和集电结均反偏，管子工作于截止状态。v c）晶体管发射结和集电结均正偏，管子工作于饱和状态。1415v 2极间反向电流v（1）集电极-基极反向饱和电流ICBO。v（2）集电极-发射极反向饱和电流ICEO。v 3极限参数v（1)集电极最大允许电流ICM。v（2)集电极最
13、大允许耗散功率PCM。v（3）反向击穿电压。v 晶体管的反向击穿电压有以下几种。v U（BR）EBO集电极开路时，发射极与基极之间允许的最大反向电压。v U（BR）CBO发射极开路时，集电极与基极之间允许的最大反向电压。v U（BR）CEO基极开路时，集电极与发射极之间允许的最大反向电压 选用晶体管时，要保证反向击穿电压大于工作电压的两倍以上。16v 晶体管的主要参数可以通过查询半导体手册和互联网相关网站获得。典型网站有：v http:/（集成电路查询网）v http:/（中国电子网）v http:/（IC资料网）v http:/（电子发烧友）v http:/（电子技术网）17知识链接知识链接
14、 晶体管值的标识晶体管值的标识182.1.3 晶体管的识别与检测晶体管的识别与检测【晶体管引脚分布规律和识别方法】1金属封装晶体管电极识别v 金属封装晶体管封装形式有多种，如图2-7所示，图中电极分布示意图表示的都是晶体管的底视图。v a）B型 b）C型号 c）F型图2-7金属管壳晶体管电极分布图19v 图(a)所示称为B型封装，它的特点是外壳上有一个突出定位销并有四根引脚。其识别方法为：面对管底，从定位销开始顺时针方向依次为发射极e、基极b、集电极c和接地端d，其中d端与金属外壳相连，在电路中接地，实现屏蔽作用。v 图(b)所示为C型封装，它的特点是有一个定位销，只有三根电极，且三电极呈等腰
15、三角形排列。其识别方法为：面对管底，从定位销开始顺时针方向依次为发射极e、基极b和集电极c。v 值得注意的是，若将此类型晶体管定位销去除，则为D型封装，电极也呈等腰三角形排列，其识别方法与图（b）相同，此处不再赘述。v 图(c)所示为大功率晶体管，属于F型封装，它只有两根电极。识别方法为：面对管底，使电极均位于左侧，则下面的电极为基极b、上面的电极为发射极e、管壳为集电极c，管壳上两个安装孔用来固定晶体管。20v2塑料封装晶体管电极识别v塑料封装晶体管是目前最常用的晶体管之一，图2-8所示为常用塑料封装晶体管的电极分布图。a）S-1A型 b）S-1B型 c）S-5型d）S-6型 e）S-7型
16、f）S-8型图2-8 金属封装晶体管电极分布图21v 图(a)所示为S-1A型，图(b)所示为S-1B型，它们都有半圆形的平面，识别方法为：平面朝上，电极朝向自己，从左到右依次为发射极e、基极b、集电极c。v 图(c)所示为S-5型，它的特点是管子中间开了一个呈三角形的圆孔，识别方法为：将印有型号的一面朝向自己，电极朝下，从左向右依次为发射极e、集电极c、基极b。v 图(d)所示为S-6型，它的特点是具有散热片。识别方法为：将切面或印有型号的一面朝向自己，电极朝下，从左向右依次为基极b、集电极c、发射极e。v 图(e)所示为S-7型，它也有散热片，且比较厚，识别方法与S-6型相同。v 图(f)
17、所示为S-8型，它的特点是比S-6型晶体管尺寸大些，识别方法与S-6型相同。22v【晶体管检测技巧】晶体管均由两个PN结构成，进行检测时可将晶体管等效为两个半导体二极管，如图2-9所示。v a）NPN型 b）PNP型图2-9 晶体管检测等效图v 1中、小功率晶体管检测技巧v（1）管脚判别v 当不能直接通过晶体管型号或封装识别管脚时，可用万用表欧姆挡检测其极间电阻阻值进行识别，具体检测技巧如下：23v 1）基极的判别v 利用万用表判别晶体管基极的方法如图2-10所示。图2-10 晶体管基极的判别v 图2-10中，将万用表置于100或1K档，用黑表笔接晶体管的任意管脚，再用红表笔分别接另两个管脚，
18、测得两个阻值，如两阻值为一大一小，则用黑表笔接其它管脚再测。一直到两阻值同时为大或同时为小为止。v 判别方法：当阻值同时为大时，说明黑表笔所接为PNP型晶体管基极。当阻值同时为小时，黑表笔所接为NPN型晶体管基极。24v2)集电极、发射极的判别v在正确判别晶体管基极的基础上，利用万用表判别晶体管集电极、发射极的常用方法有下述三种：v方法一：v对于PNP型晶体管，在测定基极的基础上，红表笔接待测管基极，黑表笔分别接触另两个管脚，所测得的阻值为一大一小，在阻值小的一次测量中，黑表笔所接管脚为晶体管集电极；另一电极则为发射极。v对于NPN型晶体管，则将黑表笔接待测管基极，而用红表笔去接触另两个管脚，
19、在阻值小的一次测量中，红表笔所接管脚为集电极，另一管脚为发射极。v方法二：v将万用表两表笔分别接除基极以外的两管脚，如果是NPN型管，用手指捏住基极与黑表笔所接电极，测得两组阻值，在阻值小的一次测量中，黑表笔所接为集电极，另一电极为发射极。v如果是PNP型管，则用手指捏住基极与红表笔所接电极，同样，电阻小的一次测量中红表笔对应的是集电极，另一电极则为发射极。v方法三：v利用万用表的hFE挡测量。具体方法是：在测出待测管基极及判别管型（NPN或PNP）的基础上，将晶体管基极引出线插入hFE基极插孔，另两电极引出线分别插入另两个插孔，可得两组hFE值。其中数值较大的一次为正确接法，即插入集电极插孔
20、的管脚为待测管的集电极，插入发射极插孔的管脚则为发射极。25v（2）晶体管性能好坏判别v晶体管性能好坏判别主要通过测量其主要参数PN结正、反向电阻、值和穿透电流ICEO判别，具体测量方法如下所示。v1）晶体管极间电阻测量v通过测量集电结和发射结正、反向电阻，可以判别晶体管的内部是否短路、断路。方法是：将万用表置于100或1K挡，分别测量两个PN结正、反向电阻。v对于中、小功率贴片晶体管，其正向电阻一般为几百欧姆至几千欧姆，反向电阻一般为几百千欧以上。如果测得的正向电阻近似于，则表明晶体管内部断路；如果测得的反向电阻很小或为零时，则说明晶体管已被击穿或短路。都不能再使用。v2）晶体管穿透电流IC
21、EO的测量v通常采用万用表欧姆挡测量晶体管C-E极之间电阻值的方法来间接估计ICEO的大小，具体方法是：将万用表置于100或1K挡，对于NPN型晶体管，万用表黑表笔接集电极C，红表笔接发射极E。测得的阻值要求越大越好（通常大于几百千欧姆）。C-E间电阻值越大，说明管子的ICEO越小；反之，所测阻值越小，说明管子的ICEO越大。v对于PNP型晶体管，测量方法与NPN型管子相同，只要对调万用表表笔即可。如果测试时万用表指针来回摆动，则表明管子性能不稳定。v利用万用表间接测量NPN型晶体管穿透电流ICEO的方法如图2-11所示。26图2-11晶体管穿透电流ICEO的测量v3）值的估测v将万用表置于1
22、00或1K挡，对于NPN型晶体管，将黑表笔接其集电极C，红表笔接发射极E，测量C-E间电阻值，并做记录。然后用手指捏住管子基极和集电极，再测量电阻值。接入人体电阻后的阻值应比不接时要小，即万用表指针的右偏转角度大，右偏转角度越大说明晶体管的放大能力越好，如果接入人体电阻后万用表指针依然停留在原位置不动，则表明晶体管的放大能力很差，不能再使用。v对于PNP型晶体管，其测量方法与NPN型晶体管相同，只要把万用表红表笔接晶体管集电极，黑表笔接发射极即可。v此外，在有些万用表中，设有专用值测量挡。此时只需将待测晶体管管脚引出线按值测量挡管脚标志插入即可。值得注意的是，NPN型晶体管和PNP型晶体管不能
23、插错。27（4）在路电压检测判别法 v 中、小功率晶体管多直接焊接在印刷电路板上。由于元器件的安装密度大，拆卸比较麻烦，所以在检测时常常通过用万用表直流电压挡，去测量被测晶体管各引脚的电压值，来推断其工作是否正常，进而判断其好坏。v 2大功率晶体管检测技巧v 大功率晶体管是指集电极耗散功率大于1.5W的晶体管。具有工作电流大、体积大、耐压高、故障率高等特点，是电子产品中的关键部件。实际检测时，利用万用表判别中、小功率贴片晶体管管脚及性能好坏的各种方法，对检测大功率晶体管基本适用。但由于大功率贴片晶体管的工作电流比较大，因而其PN结的面积也较大，故通常使用R10或R1挡检测大功率晶体管。v 注意
24、：注意：v 1在测试晶体管的正、反向电阻时，一定要避免人体电阻的介入，以免误差过大。v 2 如果弯折引脚，一定要注意弯折点与引脚根部的距离不少于1.5mm，以免引脚根部断掉。v 3测试时应去除晶体管电极的氧化层，以防止表笔与电极接触不良。28知识链接知识链接 晶体管的代换原则及方法晶体管的代换原则及方法 v【晶体管的代换原则】v(1)类型相同。在代换晶体管时，其相关类型要求相同。主要体现在种类相同，如锗管换锗管；硅管换硅管等。v(2)特性相近。特性相近主要指代换管与原晶体管的主要参数相近。当没有原型号的代换管时，应选用体积、外形基本一致、主要参数与原管参数相近的晶体管进行代换。v(3)外形相似
25、。为了方便装配，要求代换管的主要尺寸与原管的尺寸相似。v【晶体管代换方法】v(1)同型号法。同型号法是指代换管的主要参数与原管的主要参数一致的代换方法。因为代换后对电路中的其它元器件正常工作无影响，在代换时，应优先考虑该法。v(2)特性相近的不同型号法。当找不到同型号代换管时，可考虑该办法。建议步骤如下：v 1)查出须代换晶体管的主要特性参数。v 2)查找相关“晶体管代换手册”，找出代换管型号。v 3)进行代换。292.2 放大电路基础及应用放大电路基础及应用话题引入话题引入 能把外界送入的微弱电信号不失真地放大至所需数值并送给负载的电路叫做放大电路（又称为放大器amplifier），它是应用
26、最为广泛的电子电路之一，也是构成许多电子仪器设备的基本单元电路。例如各种收录机、电视机、电话、电子测量仪器等电子设备中都有各种放大电路，实现对信号的放大。放大的基本特征是放大后的信号（即输出信号）与放大前的信号（即输入信号）波形一样，只是信号的幅度增大了。如放大的是交流信号，则放大后的信号与放大前的信号频率与周期相同。本节将介绍几种常用的基本放大电路的组成，讨论它们的工作原理、性能指标和基本分析方法。掌握这些基本放大电路，是学习和应用复杂电子电路的基础。302.2.1 放大电路的组成和工作原理放大电路的组成和工作原理v 晶体管有3个电极，它在组成放大电路时便有3种连接方式，即放大电路的3种组态
27、：共发射极、共集电极和共基极组态放大电路。其中共发射极放大电路应用广泛，这里就以NPN型共发射极放大器为例，讨论放大电路的组成、工作原理以及分析方法。v【电路组成及各元件作用】图2-12所示为一个单管共发射极（以下简称单管共射）放大电路。电路中输入回路与输出回路的公共端是晶体管的发射极，所以称为单管共射放大电路。单管共射放大电路各组成元件的作用见表2-8。a）原理电路 b）实物图图2-12 单管共射放大电路31v【电压、电流的符号规定】由图2-12可知，电路中既包含输入信号所产生的交流量，又包含直流电源所产生的直流量。为了分析的方便，通常做了以下规定。v（1）直流分量：用大写字母和大写下标表示
28、，如IB表示晶体管基极的直流电流；v（2）交流分量：用小写字母和小写下标表示，如ib表示晶体管基极的交流电流；v（3）瞬时值：用小写字母和大写小标表示，它为直流分量和交流分量之和，如iB表示晶体管基极的瞬时电流值，iB=IB+ib；v（4）交流有效值：用大写字母和小写下标表示，如Ib表示晶体管基极交流有效值；v（5）交流峰值：用交流有效值符号再增加小写m下标表示，如Ibm表示晶体管基极交流峰值。32v【工作原理】在单管共射极放大电路中，如图2-13所示，输入微弱的交流信号ui通过电容C1的耦合送到晶体管的基极和发射极，相当于基-射极间电压uBE发生了变化，于是iB、iC、uCE随之发生变化。u
29、CE通过电容C2隔离了直流分量，输出的只是放大信号的交流分量uo，且uO与ui反相。v图2-13 放大器工作原理v归纳：v1在单管共射放大电路中，输出信号电压与输入信号电压频率相同，相位相反，幅度被放大，所以这种电路具有电压放大作用和电压倒相功能。v2构成任何一个放大电路，需满足以下三点：v（1）具备为晶体管工作于放大状态而提供正确的偏置电压的直流电源；v（2）放大电路与信号源及负载间应正确连接，以保证信号能在放大器中正确传输；v（3）各元件参数的选择应能保证电路有一个适合的静态工作点Q（详见本书2.3.1节）。33 2.2.2 放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标34352.2.3
30、放大电路的分析方法放大电路的分析方法v 放大电路的分析包含静态和动态工作情况分析。静态分析主要是确定电路的静态工作点Q的值，并判定Q点是否处于合适的位置，这是晶体管进行不失真放大的前提条件；动态分析主要是确定微弱信号经过放大电路放大了多少倍（如Au），放大器对交流信号所呈现的输入电阻Ri、输出电阻Ro等。v【放大电路的静态分析】当放大电路的输入电压ui=0时，电路中各处的电压、电流均为固定的直流量，称此状态为放大电路的静止工作状态，简称为静态，也叫直流工作状态。此时晶体管各极直流电压、电流在输入输出特性曲线上对应的点（主要由IB、IC、UCE所确定的点），称为静态工作点，用Q表示。v 1画直流
31、通路v 直流通路是指静态（ui=0）时，电路中直流分量流经的路径。画直流通路有以下两个要点。v（1）电容器视为开路。电容具有隔离直流的作用，直流电流无法通过它们，因此对直流信号而言，电容器相当于开路。v（2）电感器视为短路。电感器对直流电流的阻抗为零，可视为短路。36373839v【放大电路的动态分析】当放大电路有信号输入时，电路中电压、电流将随输入信号而变化，这时的状态称为动态。主要用于分析放大电路的输入电阻、输出电阻、电压放大倍数等常用指标。v 1画交流通路v 交流通路是指动态（ui0）时，电路中交流分量流经的路径。画交流通路有以下三个要点。v（1）电容器视为短路。电容器对于一定频率的交流
32、信号，容抗近似为零，可视为短路。v（2）电感器视为开路。电感器具有隔离交流的作用，交流电流无法通过它们，因此对交流信号而言，电感器相当于开路。v（3）直流电压源（内阻很小，忽略不计）视为短路。交流电流通过直流电源Vcc时，两端无交流电压产生，可视为短路。v 共发射极放大电路的交流通路如图2-15b所示。40412.2.4 放大器静态工作点的稳定放大器静态工作点的稳定v 在实际工作中，当温度变化、更换晶体管、电路元件老化、电源电压波动时，都可能导致前述共发射极放大电路静态工作点不稳定，进而影响放大电路的正常工作。在这些因素中，又以温度变化的影响最大。因此，必须采取措施稳定放大电路的静态工作点。v
33、【温度对静态工作点的影响】晶体管是一个对温度非常敏感的半导体器件，随温度的变化，晶体管参数会受到影响，具体表现在以下几个方面。v（1）温度升高，晶体管的反向电流增大v 当温度升高时，反向电流ICBO、ICEO增大。温度每升高10，ICBO和ICEO就约增大1倍。v（2）温度升高，晶体管的电流放大系数增大v 实验表明，随温度升高，上升。温度每升高1，约增大0.5%1%。v（3）温度升高，UBE减小v 晶体管的输入特性具有负的温度特性，温度每升高1，UBE大约减小2.2mV。v 可见，当环境温度变化时，共发射极基本放大电路以上各参量都会随着变化，都会导致Q点不稳定，因此，在实际应用中很少采用。为了
34、能自动稳定静态工作点，常采用分压式偏置放大电路。42v【分压式偏置放大电路】分压式偏置放大电路及实物图如图2-18所示。其中基极下偏置电阻Rb2可以使电源电压Vcc经Rb1与Rb2串联分压后为基极提供稳定电压UB，发射极电阻Re的作用是稳定静态电流IE（IC），发射极旁路电容Ce的作用是提供交流信号的通路，减少信号的损耗，使放大器放大能力不会因为Re而降低。a）电路图 b）实物图图2-18 分压式偏置放大电路434445技能训练技能训练2-2 调试分压式偏置放大电路的静态工作点调试分压式偏置放大电路的静态工作点v【训练目标】v 1熟悉常用电子元器件和各种实验仪器的使用；v 2会搭接分压式偏置放
35、大电路，会调整其静态工作点；v 3会使用万用表调试单管共射放大电路的静态工作点；v【训练材料】v 训练材料清单如表2-9所示。v 表表2-9 材料清单表材料清单表46v【实训内容与步骤】v（1）如图2-20所示，按分压式偏置放大电路连线图连接电路，并在印刷电路板上进行焊接。v 图2-20 分压式偏置放大电路实验电路47v（2）不加入交流输入信号，调节电位器RP到最大，将直流电源调至12V接入电路。调节电位器RP使ICQ=2mA，测量此时RP、IBQ、UCEQ的值，结果记入表2-10中。v（3）调节信号发生器，使之输出频率为f=1kHz，幅值为10mV的正弦交流信号ui，将ui接到放大电路输入端
36、，观察输出端电压uo的波形并记入表2-10中。v（4）断开输入交流信号，让电烙铁靠近晶体管，使其周边环境温度升高，测量IBQ、ICQ、UCEQ的值。将交流输入信号ui接到放大电路输入端，观察外界温度升高后输出端电压uo的波形，结果记入表2-10中。v（5）断开输入交流信号，调节负载电阻RL的阻值，测量IBQ、ICQ、UCEQ的值。将交流输入信号ui接到放大电路输入端，观察调节负载电阻RL的阻值后输出端电压uo的波形，结果记入表2-10v中。v表表2-10 训练测量记录表训练测量记录表v想一想：想一想：v1分压式偏置放大电路与单管共射放大电路相比，在结构和功能上有什么区别？v2为什么当外界温度升
37、高和负载RL变化，测量IBQ、ICQ、UCEQ的值时必须断开交流输入信号？482.2.5 共集和共基放大电路共集和共基放大电路492.2.6 多级放大电路多级放大电路v 1.电路结构v 图2-23 多级放大电路的组成框图v 输入级：主要完成与信号源的衔接并对信号进行放大，一般采用输入电阻高的放大器，如射极跟随器；v 中间级：主要用于对信号进行电压放大，将微弱的信号电压放大到设计规定的幅度，一般采用几级共发射极放大器来完成这个任务；v 输出级：主要用于对信号进行功率放大，输出负载所需要的功率并完成和负载的匹配。50v 2.耦合方式v（1）阻容耦合v 特点：v 各级放大电路的静态工作点相互独立，互
38、不影响，利于放大器的设计、调试和维修。v 低频特性差，不适合放大直流及缓慢变化的信号，只能传递具有一定频率的交流信号。v 输出温度飘移（详见本书第3章）比较小。v 阻容耦合电路具有体积小、重量轻的优点，在分立元件电路中应用较多。在集成电路中，不易制作大容量的电容，因此阻容耦合放大电路，不便于做成集成电路。51v（2）直接耦合v 特点：v 各级放大电路的静态工作点互相影响。不利于电路的设计、调试和维修。v 频率特性好，可以放大直流、交流以及缓慢变化的信号。v 输出存在温度漂移。v 电路中无大的耦合电容，便于集成化。52v（3）变压器耦合v 特点：v 各级的静态工作点相互独立，互不影响，利于放大器
39、的设计、调试和维修。v 低频特性差，不适合放大直流及缓慢变化的信号，只能传递具有一定频率的交流信号。v 可以实现电压、电流和阻抗的变换，容易获得较大的输出功率。v 输出温度漂移比较小。v 变压器耦合电路体积和重量较大，不便于做成集成电路。53v 3.简单分析v（1）电压放大倍数Au：Au=Au1Au2Au3Aun v（2）输入电阻Ri：Ri=Ri1 v（3）输出电阻Ro：Ro=Ron v 注意：v 求解多级放大电路的动态参数Au、Ri、Ro时，一定要考虑前后级之间的相互影响。v 1要把后级的输入阻抗作为前级的负载电阻。v 2前级的输出电压作为后级的信号源电压，前级的输出阻抗作为后级的信号源阻抗
40、。54技能训练技能训练2-3 制作电子声光防盗报警器制作电子声光防盗报警器v【训练目标】v 1了解电子声光防盗报警器的工作原理和基本功能；v 2认识电路元器件，了解电路元件的数值、参数；v 3能正确组装、调试电子声光防盗报警器。v【训练材料】v 训练材料清单如表2-13所示。55v【相关原理介绍】v工作原理：v 接通电源后，电路不工作。当按下按钮开关SA后，电路将发出响亮的声光报警信号，以引起人们的注意。开关松开后一段时间内，报警器仍会继续报警。v 该电路主要由两个多谐振荡电路构成，其中晶体管VT1、VT2及阻容元件R1、R2、C2等组成一个互补多谐振荡电路，当C1通过SA充电到高电平时，振荡
41、电路工作，产生低频振荡信号，使发光二极管VD2闪光，直到C1放电到低电平，电路停止工作。晶体管VT3、VT4等组成多谐振荡电路，产生音频信号使使扬声器B发出报警声，电路工作受前一个振荡电路的控制，从而发出间隙的或变调的声音效果。学生可以根据已学知识，通过改变电路中的一些元件的参数，得到各种不同的效果声音，如鸟叫声、BP机声、防空警报声或消防车警报声等。56v【实训方法与步骤】v 1观察晶体管VT1VT6和二极管VD1、发光二极管VD2外部形状，并区分管脚；v 2用万用表检测元器件质量好坏，并进行整形和搪锡处理；v 3按照图2-31所示电子声光防盗报警器原理图，在印刷电路板（或万能板）上正确连接
42、电路。v 4调试与检测电路v（1）通电前检查：对照原理图检查电路的连接是否正确，特别要注意晶体管、二极管的连接极性。v（2）通电调试：该电子声光防盗报警器电路简单、仅需简单调试即可通电正常工作。57本本 章章 小小 结结v 1晶体管是由集电结和发射结两个PN结构成的半导体器件。其三个电极分别为基极b、发射极e和集电极c。v 2晶体管电流分配关系：IE=IB+IC。v 3晶体管的伏安特性曲线分为输入特性曲线和输出特性曲线两种，其中晶体管输出特性曲线可分为放大区、饱和区和截止区三个工作区域。实际应用时，可通过改变偏置电路使晶体管工作于不同的工作状态。v 4放大电路3种组态：共发射极、共集电极和共基极组态放大电路。v 5放大电路的分析包含静态和动态工作情况分析。静态分析主要是确定电路的静态工作点Q的值，并判定Q点是否处于合适的位置；动态分析主要是确定微弱信号经过放大电路放大了多少倍（如Au），放大器对交流信号所呈现的输入电阻Ri、输出电阻Ro等。v 6多级放大电路主要由输入级、中间级和输出级三部分组成。常见的耦合方式有阻容耦合、直接耦合和变压器耦合。58设计制作：李响初设计制作：李响初工作单位：湖南有色金属职业技术学院工作单位：湖南有色金属职业技术学院E-mail:E-mail:HNYSJXJWKHNYSJXJWK愿与您共同交流提高！愿与您共同交流提高！
