1、.1第四章.24.1 半导体三极管半导体三极管4.3 放大电路的分析方法放大电路的分析方法4.4 放大电路静态工作点的稳定问题放大电路静态工作点的稳定问题4.5 共集电极放大电路和共基极放大电路共集电极放大电路和共基极放大电路4.2 共射极放大电路的工作原理共射极放大电路的工作原理4.6 组合放大电路组合放大电路4.7 放大电路的频率响应放大电路的频率响应.34.1 半导体三极管半导体三极管4.1.1 BJT的结构简介的结构简介4.1.2 放大状态下放大状态下BJT的工作原理的工作原理4.1.3 BJT的的VI特性曲线特性曲线4.1.4 BJT的主要参数的主要参数.4 半导体三极管的结构示意图
2、如图所示。它有两种类半导体三极管的结构示意图如图所示。它有两种类型型:NPN型和型和PNP型。型。两种类型的三极管两种类型的三极管发射结发射结(Je)集电结集电结(Jc)基极基极，用B或b表示（Base）发射极发射极，用E或e表示（Emitter）；集电极集电极，用C或c表示（Collector）。发射区发射区集电区集电区基区基区三极管符号三极管符号4.1.1 BJT的结构简介的结构简介.5 BJT结构特点结构特点：发射区的掺杂浓度最高；发射区的掺杂浓度最高；集电区掺杂浓度低于发射区，且面积大；集电区掺杂浓度低于发射区，且面积大；基区很薄，一般在几个微米至几十个微米，且基区很薄，一般在几个微米
3、至几十个微米，且掺杂浓度最低。掺杂浓度最低。管芯结构剖面图管芯结构剖面图.6 三极管的放大作用是在一定的外部条件控制下，通过载三极管的放大作用是在一定的外部条件控制下，通过载流子传输体现出来的。流子传输体现出来的。外部条件：外部条件：发射结正偏发射结正偏 集电结反偏集电结反偏4.1.2 放大状态下放大状态下BJT的工作原理的工作原理1.内部载流子的传输过程内部载流子的传输过程 由于三极管内有两种载流子由于三极管内有两种载流子(自自由电子和空穴由电子和空穴)参与导电，故称为双参与导电，故称为双极型三极管或极型三极管或BJTBJT(Bipolar Junction Transistor)。发射区：
4、发射载流子发射区：发射载流子集电区：收集载流子集电区：收集载流子基区：传送和控制载流子基区：传送和控制载流子 （以（以NPNNPN为例）为例）IC=InC+ICBOIE=IB+IC.72.电流分配关系电流分配关系发射极注入电流发射极注入电流传输到集电极的电流传输到集电极的电流设设 EnCII 即即根据传输过程可知根据传输过程可知 IC=InC+ICBO通常通常 IC ICBOECII 则有则有 为电流放大系数。它只为电流放大系数。它只与管子的结构尺寸和掺杂浓度与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与外加电压无关。一般有关，与外加电压无关。一般 =0.9 0.99。IE=IB+IC放大状态下放大状态下
5、BJTBJT中载流子的传输过程中载流子的传输过程.8 1 又设又设BCEOCIII 则则 是另一个电流放大系数。同样，它也只与管是另一个电流放大系数。同样，它也只与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与外加电压无关。子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与外加电压无关。一般一般 1。根据根据IE=IB+IC IC=InC+ICBOEnCII 且令且令BCCEOCIIII 时时，当当ICEO=(1+)ICBO（穿透电流）（穿透电流）2.电流分配关系电流分配关系.93.三极管的三种组态三极管的三种组态共集电极接法共集电极接法，集电极作为公共电极，用，集电极作为公共电极，用CC表示。表示。共基极接法共基极接法，基极
6、作为公共电极，用，基极作为公共电极，用CB表示；表示；共发射极接法共发射极接法，发射极作为公共电极，用，发射极作为公共电极，用CE表示；表示；BJT的三种组态的三种组态.10+-bce共射极放大电路VBBVCCvBEiCiB+-vCE iB=f(vBE)vCE=const(2)当当vCE1V时，时，vCB=vCE-vBE0，集电结已进入反偏状态，开始收，集电结已进入反偏状态，开始收 集电子，基区复合减少，同样的集电子，基区复合减少，同样的vBE下下 IB减小，特性曲线右移。减小，特性曲线右移。(1)当当vCE=0V时，相当于发射结的正向伏安特性曲线。时，相当于发射结的正向伏安特性曲线。1.输入
7、特性曲线输入特性曲线（以共射极放大电路为例）（以共射极放大电路为例）4.1.3 BJT的的V-I 特性曲线特性曲线0.40.2(V)(uA)BE80400.80.6iBv1VCEv=0VvCE.11饱和区：饱和区：iC明显受明显受vCE控制的区域，控制的区域，该区域内，此时，该区域内，此时，发射结正偏，集电发射结正偏，集电结正偏结正偏。iC=f(vCE)iB=const2.2.输出特性曲线输出特性曲线输出特性曲线的三个区域输出特性曲线的三个区域:截止区：截止区：iC接近零的区域，相当接近零的区域，相当iB=0的曲线的下方。此时，的曲线的下方。此时，vBE小于门槛小于门槛电压电压。硅管。硅管0.
8、5V，锗管，锗管0.1V放大区：放大区：iC平行于平行于vCE轴的区域，曲轴的区域，曲线基本平行等距。此时，线基本平行等距。此时，发射结正偏，发射结正偏，集电结反偏集电结反偏。4.1.3 BJT的的V-I 特性曲线特性曲线.12(1)共发射极直流电流放大系数共发射极直流电流放大系数 =（ICICEO）/IBIC/IB vCE=const1.电流放大系数电流放大系数 4.1.4 BJT的主要参数的主要参数.134.1.4 BJT的主要参数的主要参数(2)共发射极交流电流放大系数共发射极交流电流放大系数 =IC/IB vCE=const 当当ICBO和和ICEO很小时，很小时，可以不加区分。可以不
9、加区分。.14 2.极间反向电流极间反向电流(1)集电极基极间反向饱和电流集电极基极间反向饱和电流ICBO 发射极开发射极开路时，集电结的反向饱和电流。路时，集电结的反向饱和电流。4.1.4 BJT的主要参数的主要参数.15 (2)集电极发射极间的反向饱和电流集电极发射极间的反向饱和电流ICEO ICEO=（1+）ICBO 4.1.4 BJT的主要参数的主要参数 2.极间反向电流极间反向电流.16(1)集电极最大允许电流集电极最大允许电流ICM(2)集电极最大允许功率损耗集电极最大允许功率损耗PCM PCM=ICVCE 3.极限参数极限参数4.1.4 BJT的主要参数的主要参数.17 3.极限
10、参数极限参数4.1.4 BJT的主要参数的主要参数(3)反向击穿电压反向击穿电压 V(BR)CBO发射极开路时的集电结反发射极开路时的集电结反 向击穿电压。向击穿电压。V(BR)EBO集电极开路时发射结的反集电极开路时发射结的反 向击穿电压。向击穿电压。V(BR)CEO基极开路时集电极和发射基极开路时集电极和发射 极间的击穿电压。极间的击穿电压。几个击穿电压有如下关系几个击穿电压有如下关系 V(BR)CBOV(BR)CEOV(BR)EBO.184.1.5 温度对温度对BJT参数及特性的影响参数及特性的影响(1)温度对温度对ICBO的影响的影响温度每升高温度每升高10，ICBO约增加一倍。约增加
11、一倍。(2)温度对温度对 的影响的影响温度每升高温度每升高1，值约增大值约增大0.5%1%。(3)温度对反向击穿电压温度对反向击穿电压V(BR)CBO、V(BR)CEO的影响的影响温度升高时，温度升高时，V(BR)CBO和和V(BR)CEO都会有所提高。都会有所提高。2.温度对温度对BJT特性曲线的影响特性曲线的影响1.温度对温度对BJT参数的影响参数的影响.194.2 共射极放大电路的工作原理共射极放大电路的工作原理4.2.1 基本共射极放大电路的组成基本共射极放大电路的组成输入回路（基极回路）输入回路（基极回路）输出回路（集电极回路）输出回路（集电极回路）.20简化电路及习惯画法简化电路及
12、习惯画法习惯画法习惯画法 共射极基本放大电路共射极基本放大电路.21vi=04.2.2 基本共射极放大电路的工作原理基本共射极放大电路的工作原理.22vi=Vsin t.23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（v vi 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流工作状态。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。电路处于静态时，三极管个电极的电压、电电路处于静态时，三极管个电极的电压、电流在特性曲线
13、上确定为一点，称为流在特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。一般用点。一般用IB、IC、和、和VCE（或（或IBQ、ICQ、和和VCEQ ）表示。）表示。.24直流通路和交流通路直流通路和交流通路交流通路交流通路 直流通路直流通路 耦合电容：通交流、隔直耦合电容：通交流、隔直流流 直流电源和耦合电容对直流电源和耦合电容对交流相当于短路交流相当于短路 共射极放大电路共射极放大电路.254.3 放大电路的分析方法放大电路的分析方法 4.3.1 图解分析法图解分析法 4.3.2 小信号模型分析法小信号模型分析法 静态工作情况分析静态工作情况分析 动态工作情况分析动态工作情
14、况分析 BJT的小信号建模的小信号建模 共射极放大电路的小信号模型分析共射极放大电路的小信号模型分析.26 共射极放大电路共射极放大电路 1.用近似估算法求静态工作点用近似估算法求静态工作点cCCCCEBCbBECCBRIVVIIRVVI 根据直流通路可知：根据直流通路可知：采用该方法，必须已知三极管的采用该方法，必须已知三极管的 值值。一般硅管一般硅管VBE=0.7V，锗管，锗管VBE=0.2V。直流通路直流通路+-一、一、静态工作情况分析静态工作情况分析 4.3.1 图解分析法图解分析法.27 采用该方法分析静态工作点，必须已知三极采用该方法分析静态工作点，必须已知三极管的输入输出特性曲线
15、。管的输入输出特性曲线。共射极放大电路共射极放大电路2.用图解分析法确定静态工作点用图解分析法确定静态工作点 首先，画出直流通路首先，画出直流通路直流通路直流通路IBVBE+-ICVCE+-.28直流通路直流通路IBVBE+-ICVCE+-列输入回路方程：列输入回路方程：VBE=VCCIBRb 列输出回路方程（直流负载线）：列输出回路方程（直流负载线）：VCE=VCCICRc 在输入特性曲线上，作出直线在输入特性曲线上，作出直线 VBE=VCCIBRb，两，两线的交点即是线的交点即是Q点，得到点，得到IBQ。在输出特性曲线上，作出直流负载线在输出特性曲线上，作出直流负载线 VCE=VCCICR
16、c，与与IBQ曲线的交点即为曲线的交点即为Q点，从而得到点，从而得到VCEQ 和和ICQ。vCEiC斜率斜率-1RcRcVCCVCCvCEiC斜率斜率-1RcIBQRcVCCVCCvCEiC斜率斜率-1RcQIBQRcVCCVCCvCEiC斜率斜率-1RcQVCEQICQIBQRcVCCVCCvCEiC斜率斜率-1RcQICQIBQRcVCCVCCvCEiC.29 二、二、动态工作情况分析动态工作情况分析由交流通路得纯交流负载线：由交流通路得纯交流负载线：共射极放大电路共射极放大电路交流通路交流通路icvce+-vce=-ic (Rc/RL)因为交流负载线必过因为交流负载线必过Q点，点，即即
17、vce=vCE-VCEQ ic=iC-ICQ 同时，令同时，令R L=Rc/RL1.交流通路及交流负载线交流通路及交流负载线则交流负载线为则交流负载线为vCE-VCEQ=-(iC-ICQ)R L 即即 iC=(-1/R L)vCE+(1/R L)VCEQ+ICQ斜率斜率-1RcQVCEQICQIBQRcVCCVCCvCEiC斜率斜率-1RcQVCEQICQIBQRcVCCVCCvCEiC斜率斜率-1Rc斜率斜率1Rc/RLQVCEQICQIBQRcVCCVCCvCEiC 过输出特性曲线上过输出特性曲线上的的Q点做一条斜率为点做一条斜率为-1/R L 直线，该直线即为直线，该直线即为交流负载线。
18、交流负载线。RL=RLRc，是是交流负载电阻。交流负载电阻。交流负载线是有交流负载线是有交流输入信号时工交流输入信号时工作点的运动轨迹。作点的运动轨迹。如果不外接负载电阻如果不外接负载电阻RL，则直，则直流负载线和交流负载线重合流负载线和交流负载线重合.302.输入交流信号时的图解分析输入交流信号时的图解分析 4.3.2 动态工作情况分析动态工作情况分析 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/uA204060QICQVCE
19、QvCE/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20uA40uA60uA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.vi vBE iB iC vCE|-vo|2.2.vo与与vi相位相反；相位相反；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
20、压放大倍数；.31用图解法分析非线性失真用图解法分析非线性失真静态工作点过低，引静态工作点过低，引起起 iB、iC、vCE 的波的波形失真形失真ibui结论：结论：iB 波形失真波形失真OQOttOvBE/ViB/AvBE/ViB/AIBQ 截止失真截止失真.32iC、vCE(vo)波形失真波形失真NPN 管截止失真时管截止失真时的输出的输出 vo 波形。波形。vo=vceOiCtOOQ tvCE/VvCE/ViC/mAICQUCEQvo顶部失真顶部失真.33饱和失真饱和失真截止失真截止失真 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
21、区而引起的非线性失真。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。.34用图解法估算最大输出幅度用图解法估算最大输出幅度OiB=0QuCE/ViC/mAACBDE交流负载交流负载线线 输出波形没有输出波形没有明显失真时能够输明显失真时能够输出最大电压。
22、即输出最大电压。即输出特性的出特性的 A、B 所所限定的范围。限定的范围。Q 尽量设在线段尽量设在线段 AB 的中点。则的中点。则 AQ=QB，CD=DE问题：如何求最大不失真问题：如何求最大不失真输出电压？输出电压？Vomax=min(VCEQ-VCES),ICQRL.35放大电路的动态范围放大电路的动态范围 放大电路要想获得放大电路要想获得大的不失真输出幅大的不失真输出幅度度，要求：，要求：工作点工作点Q要设置在输出特性曲线放大区的中要设置在输出特性曲线放大区的中间部位；间部位；要有合适的交流负载线要有合适的交流负载线。.36BJT的三个工作区的三个工作区QQ1Q2vCE/ViC/mA放大
23、区放大区0iB=40uA80uA120uA160uA200uA饱和区饱和区截止区截止区当工作点进入饱和区或截止区时，当工作点进入饱和区或截止区时，将产生非线性失真将产生非线性失真。饱和区特点：饱和区特点：iC不再随不再随iB的增加而线性增加，即的增加而线性增加，即BCii 此时此时CBii 截止区特点：截止区特点：iB=0，iC=ICEOvCE=VCES ，典型值为硅管，典型值为硅管0.2V-0.3V 锗管锗管0.1V.37CCBCCEbcBJT(1)(2)(3)(4)VI IVRR、例题：图中画出了某固定偏流放大电路值的输出特性及交、直流负载线，试求：电源电压，静态电流和管降压的值；电阻，的
24、值；输出电压的最大不失真幅度；要使该电路能不失真地放大，基极正弦电流的最大幅值是多少？Q0.8 共射极放大电路共射极放大电路4.5.380.8Q由图题可知)1(CEcCCCVRIV因。故值的大小，的交点即直流负载线与横坐标轴V6CCCCVVV3mA1A20CECBVIIQ，点的位置可知，由CECCC0VVI 时，当解CEcCCCVRIVk2651020V7.0V66BBECCbIVVRCCBEbBKVL)2(VVRI定律：由4.5.39k3101363CCECCcIVVR为最大幅值。由图题可知，A20)4(maxBI为交流输出范围为中心，以V5.48.0Q由交流负载线可知：)3(V5.135.
25、4故最大不失真幅度为0.8Q4.5.40放大电路如图所示。已知放大电路如图所示。已知BJTBJT的的 =80=80，R Rb=300kb=300k，R Rc=2kc=2k，V VCC=+12VCC=+12V，求：，求：（1 1）放大电路的）放大电路的Q Q点。点。此时此时BJTBJT工作在哪个区域？工作在哪个区域？（2 2）当）当R Rb=100kb=100k时，求放大电路的时，求放大电路的Q Q点。点。此时此时BJTBJT工作在哪个区域？（忽略工作在哪个区域？（忽略BJTBJT的饱和压降）的饱和压降）共射极放大电路共射极放大电路例题：例题：例题：例题：PP.185 4.1.1 4.2.3.4
26、1作业：作业：pp.186 pp.186 4.2.34.2.3.424.3.2 小信号模型分析法小信号模型分析法1.BJT的的H参数及小信号模型参数及小信号模型建立小信号模型的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，就可以把三极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，从而可以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电路来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。处理。由于三极管是非线性器件，这样就使得放大电路的由于三极管是非线性器件
27、，这样就使得放大电路的分析非常困难。建立小信号模型，就是将非线性器件做分析非常困难。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。线性化处理，从而简化放大电路的分析和设计。.431.BJT的的H参数及小信号模型参数及小信号模型 H参数的引出参数的引出),(CEB1BEvvif 在小信号情况下，对上两式取全微分得在小信号情况下，对上两式取全微分得CECEBEBBBEBEdddBCEvvvvv IVii用小信号交流分量表示用小信号交流分量表示vbe=hieib+hrevceic=hfeib+hoevce 对于对于BJT双口网络，已知输入双口网络，已知输入输出特性曲线如
28、下：输出特性曲线如下：iB=f(vBE)vCE=constiC=f(vCE)iB=const可以写成：可以写成：),(CEB2Cvifi CECECBBCCdddBCEvv IViiiiiBJT双口网络双口网络.44CEBBEie Vih v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
29、参数（H参数）。参数）。vbe=hieib+hrevceic=hfeib+hoevceCEBCfe Viih BCEBEre Ihvv BCECoe Iihv 1.BJT的的H参数及小信号模型参数及小信号模型 H参数的引出参数的引出.451.BJT的的H参数及小信号模型参数及小信号模型 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vbe=hieib+hrevceic=hfeib+hoevceBJT双口网络双口网络.461.BJT的的H参数及小信号模型参数及小信号模型 H参数小信号模型参数小信号模型 H H参数都是小信号参数，即微变参数或交流参数
30、。参数都是小信号参数，即微变参数或交流参数。H H参数与工作点有关，在放大区基本不变。参数与工作点有关，在放大区基本不变。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。受控电流源受控电流源h hfefei ib b，反，反映了映了BJTBJT的基极电流对集电的基极电流对集电极电流的控制作用。电流源极电流的控制作用。电流源的流向由的流向由ib的流向决定。的流向决定。hrevce是一个受控电压是一个受控电压源。反映了源。反映了BJT输出回路电输出回路电压对输入回路的影响。压对输入回路的影响。.471.BJT的的H参数及小信号模型参数及小信号模型
31、模型的简化模型的简化 hre和和hoe都很小，常忽都很小，常忽略它们的影响。略它们的影响。BJT在共射连接时，其在共射连接时，其H参数的数量级一般为参数的数量级一般为 S101010101052433oefereieehhhhh.481.BJT的的H参数及小信号模型参数及小信号模型 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。rbe=rbb+(1+)re其中对于低频小功率管其中对于低频小功率管 rbb200 则则 )mA()mV(26)1(200EQbeIr )mA()mV(26)mA()mV(EQEQeIIVrT
32、而而 (T=300K)一般也用公式估算一般也用公式估算 rbe（忽略（忽略 re）.494.3.2 小信号模型分析法小信号模型分析法2.用用H参数小信号模型分析基本共射极放大电路参数小信号模型分析基本共射极放大电路（1）利用直流通路求）利用直流通路求Q点点 共射极放大电路共射极放大电路bBEBBBRVVI 一般硅管一般硅管VBE=0.7V，锗管，锗管VBE=0.2V，已知已知。BCII LCcCECCCE)(RIRVVV .502.用用H参数小信号模型分析基本共射极放大电路参数小信号模型分析基本共射极放大电路（2）画小信号等效电路）画小信号等效电路H参数小信号等效电路参数小信号等效电路.512
33、.用用H参数小信号模型分析基本共射极放大电路参数小信号模型分析基本共射极放大电路（3）求放大电路动态指标）求放大电路动态指标根据根据)(bebbirRi vbcii )/(LccoRRi v则电压增益为则电压增益为)()/()()/()()/(bebLcbebbLcbbebbLcciorRRRrRiRRirRiRRiA vvv（可作为公式）（可作为公式）电压增益电压增益H参数小信号等效电路参数小信号等效电路.522.用用H参数小信号模型分析基本共射极放大电路参数小信号模型分析基本共射极放大电路（3）求放大电路动态指标）求放大电路动态指标输入电阻输入电阻输出电阻输出电阻令令0i v0b i0b
34、iRo=Rc 所以所以bebbbebbbiiiirRirRiiiR )(vv LsR,0ttovviR.533.小信号模型分析法的适用范围小信号模型分析法的适用范围 放大电路的输入信号幅度较小，放大电路的输入信号幅度较小，BJTBJT工作在其工作在其V VT T特性特性曲线的线性范围（即放大区）内。曲线的线性范围（即放大区）内。H H参数的值是在静态工作参数的值是在静态工作点上求得的。所以，放大电路的动态性能与静态工作点参数点上求得的。所以，放大电路的动态性能与静态工作点参数值的大小及稳定性密切相关。值的大小及稳定性密切相关。优点优点：分析放大电路的动态性能指标分析放大电路的动态性能指标(Av
35、、Ri和和Ro等等)非常方便，非常方便，且适用于频率较高时的分析。且适用于频率较高时的分析。4.3.2 小信号模型分析法小信号模型分析法缺点缺点：在在BJT与放大电路的小信号等效电路中，电压、电流等与放大电路的小信号等效电路中，电压、电流等电量及电量及BJT的的H参数均是针对变化量参数均是针对变化量(交流量交流量)而言的，不能用而言的，不能用来分析计算静态工作点。来分析计算静态工作点。.54 1.电路如图所示。电路如图所示。试画出其小信号等效试画出其小信号等效模型电路。模型电路。-VC CRcRLReRb2Rb1Cb2Cb1+-vo+-vi+ceb 解：解：例题例题.55 放大电路如图所示放大
36、电路如图所示。试求：（试求：（1）Q点点(2)例题例题V0iA=v/vVS0sA=v/voi RR、已知已知=50。(3)(3)若出现如下图所示的若出现如下图所示的失真现象，问是截至失失真现象，问是截至失真还是饱和失真，应如真还是饱和失真，应如何调整电路中那个元件？何调整电路中那个元件？.56作业：作业：4.3.8(a)(d)4.3.9 4.3.12.574.4 放大电路静态工作点放大电路静态工作点的稳定问题的稳定问题4.4.1 温度对静态工作点的影响温度对静态工作点的影响4.4.2 射极偏置电路射极偏置电路1.基极分压式射极偏置电路基极分压式射极偏置电路2.含有双电源的射极偏置电路含有双电源
37、的射极偏置电路3.含有恒流源的射极偏置电路含有恒流源的射极偏置电路.58QvCE/ViC/mAiB=0IBQ11.温度变化对温度变化对ICBO的影响的影响温度温度T 输出特性曲线上移输出特性曲线上移)()C25CBO(CBO00TTkTeII 2.温度变化对温度变化对 的影响的影响温度每升高温度每升高1 C，要增加要增加0.5%1.0%温度温度T 输出特性曲线族间距增大输出特性曲线族间距增大QvCE/ViC/mAiB=0IBQ1总之：总之：ICBO ICEO T IC 4.4.1 温度对静态工作点的影响温度对静态工作点的影响.594.4.2 射极偏置电路射极偏置电路.601.稳定工作点原理稳定
38、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点电位能基点电位能基本不变本不变，则可实现静态工作点的稳，则可实现静态工作点的稳定。定。T 稳定原理：稳定原理：IC IE IC VE、VB不变不变 VBE IB（反馈控制）（反馈控制）b点电位基本不变的条件：点电位基本不变的条件：I1 IB，CCb2b1b2BVRRRV 此时，此时，不随温度变化而变化。不随温度变化而变化。VB VBE 且且Re可取可取大些，反馈控制作用更强。大些，反馈控制作用更强。一般取一般取 I1=(510)IB，VB=3V5V I1VBIB.612.放
39、大电路指标分析放大电路指标分析静态工作点静态工作点CCb2b1b2BVRRRV eBEBECRVVII )(ecCCCeEcCCCCERRIVRIRIVV CBII I1VBIB.62工作点稳定，工作点稳定，增益下降。增益下降。解决这个矛盾的方法是加电容解决这个矛盾的方法是加电容C Ce e。电压增益电压增益obcLv=-i(R/R)输出回路：输出回路：输入回路：输入回路：ib beeeb bebev=i r+i R=i r+i(1+)R电压增益：电压增益：ebeLcebebLcbio)1()/()1()/(RrRRRriRRiA vvvobcLcLvib bebev-i(R/R)(R/R)A
40、=-vi rr.63iiiR=v/iRi21b/bbRRR biRbi=i+iibbee11v+Rr+1+RebebRrR1/输入电阻输入电阻 提高了，相当于增加了一个提高了，相当于增加了一个(1+)Re的的电阻。电阻。输入电阻输入电阻iibRi.64输出电阻输出电阻输出电阻输出电阻oco/RRR 求输出电阻的等效电路求输出电阻的等效电路 输入信号端短路输入信号端短路 负载开路负载开路 输出端口加测试电输出端口加测试电压压0)()(ecbsbeb RiiRritcbcecbev=(i-i)r+(i+i)R其中其中b2b1ss/RRRR 则则)1(esbeecectoRRrRriR v当当coR
41、R 时，时，coRR 一般一般cceoRrR （）RooR.654.4.3 4.4.4作业：作业：.664.5 共集电极放大电路和共集电极放大电路和共基极放大电路共基极放大电路4.5.1 共集电极放大电路共集电极放大电路4.5.2 共基极放大电路共基极放大电路4.5.3 放大电路三种组态的比较放大电路三种组态的比较.674.5.1 共集电极放大电路共集电极放大电路1.1.静态分析静态分析共集电极电路结构如图示共集电极电路结构如图示该电路也称为该电路也称为射极输出器射极输出器ebBEQCCBQ)1(RRVVI eCQCCeEQCCCEQRIVRIVV BQCQII eEQBEQbBQCCRIVR
42、IV BQEQ)1(II 由由得得直流通路直流通路.68小信号等效电路小信号等效电路4.5.1 共集电极放大电路共集电极放大电路2.2.动态分析动态分析交流通路交流通路.694.5.1 共集电极放大电路共集电极放大电路2.2.动态分析动态分析电压增益电压增益输出回路：输出回路：输入回路：输入回路：LbbebLbbbebi)1()(RiriRiiri v电压增益：电压增益：1)1()1()1()1(LbeLLbeLLbebLbio RrRRrRRriRiAvvv其中其中LeL/RRR LbLbbo)1()(RiRii v一般一般beLrR ，则电压增益接近于，则电压增益接近于1 1，同相与iov
43、v电压跟随器电压跟随器1 vA即即。.704.5.1 共集电极放大电路共集电极放大电路2.2.动态分析动态分析输入电阻输入电阻当当1 ，beLrR 时，时，Lbi/RRR 输入电阻大输入电阻大iiiiibbvvR=vi+iRib bebLv=i r+(1+)i RibbeLvi=r+(1+)RiiibbeLv=vv+Rr+(1+)RbbeL =R|r+(1+)R其中其中LeL/RRR .71输出电阻输出电阻由电路列出方程由电路列出方程ebbtRiiii )(sbebtRri veteRiR v其中其中bss/RRR 则则输出电阻输出电阻rRRiR 1/besettov当当 1beserRR，1
44、 时，时，besorRR 输出电阻小输出电阻小4.5.1 共集电极放大电路共集电极放大电路2.2.动态分析动态分析.72rRRR 1/beseo共集电极电路特点：共集电极电路特点：同相同相与与iovv 电压增益小于电压增益小于1 1但接近于但接近于1 1，输入电阻大，对电压信号源衰减小输入电阻大，对电压信号源衰减小 输出电阻小，带负载能力强输出电阻小，带负载能力强)1(/LbebiRrRR 1 vA4.5.1 共集电极放大电路共集电极放大电路.734.5.2 共基极放大电路共基极放大电路1.1.静态工作点静态工作点 直流通路与射极偏置电路相同直流通路与射极偏置电路相同CCb2b1b2BQVRR
45、RV eBEQBQEQCQRVVII )(ecCQCCeEQcCQCCCEQRRIVRIRIVV IICQBQ.742.2.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：电压增益：电压增益：LcL/RRR 交流通路交流通路 小信号等效电路小信号等效电路 LboRi vbebiri vbeLiorRA vvv.75 输入电阻输入电阻 输出电阻输出电阻coRR 2.2.动态指标动态指标小信号等效电路小信号等效电路 beeeiiiiiRR)1(i eeRiR/iv bebri/iv beieiiiii)1(/rRiRvvvvrR 1|bee.764.5.3 放大电路三种组态
46、的比较放大电路三种组态的比较1.1.三种组态的判别三种组态的判别以输入、输出信号的位置为判断依据：以输入、输出信号的位置为判断依据：信号由基极输入，集电极输出信号由基极输入，集电极输出共射极放大电路共射极放大电路 信号由基极输入，发射极输出信号由基极输入，发射极输出共集电极放大电路共集电极放大电路 信号由发射极输入，集电极输出信号由发射极输入，集电极输出共基极电路共基极电路 .772.2.三种组态的比较三种组态的比较pp.148 表4.5.1.783.3.三种组态的特点及用途三种组态的特点及用途共射极放大电路：共射极放大电路：电压和电流增益都大于电压和电流增益都大于1 1，输入电阻在三种组态中
47、居中，输出电阻与集，输入电阻在三种组态中居中，输出电阻与集电极电阻有很大关系。适用于低频情况下，作多级放大电路的中间级。电极电阻有很大关系。适用于低频情况下，作多级放大电路的中间级。共集电极放大电路：共集电极放大电路：只有电流放大作用，没有电压放大，有电压跟随作用。在三种组态中，只有电流放大作用，没有电压放大，有电压跟随作用。在三种组态中，输入电阻最高，输出电阻最小，频率特性好。可用于输入级、输出级或缓冲输入电阻最高，输出电阻最小，频率特性好。可用于输入级、输出级或缓冲级。级。共基极放大电路：共基极放大电路：只有电压放大作用，没有电流放大，有电流跟随作用，输入电阻小，输只有电压放大作用，没有电
48、流放大，有电流跟随作用，输入电阻小，输出电阻与集电极电阻有关。高频特性较好，常用于高频或宽频带低输入阻抗出电阻与集电极电阻有关。高频特性较好，常用于高频或宽频带低输入阻抗的场合。的场合。4.5.3 放大电路三种组态的比较放大电路三种组态的比较.79.804.6 组合放大电路组合放大电路4.6.1 共射共射共基放大电路共基放大电路4.6.2 共集共集共集放大电路共集放大电路.814.6.1 共射共射共基放大电路共基放大电路共射共基放大电路共射共基放大电路.824.6.1 共射共射共基放大电路共基放大电路21o1oio1iovvvvvvvvvAAA )1(2be1be21be1L11rrrRA v
49、be2Lc22be2L222)|(rRRrRA v其中其中 be2Lc22be12be21)|()1(rRRrrA v所以所以 12 因为因为be1Lc21)|(rRRA v因此因此 组合放大电路总的电压增益等于组合放大电路总的电压增益等于组成它的各级单管放大电路电压增益组成它的各级单管放大电路电压增益的乘积。的乘积。前一级的输出电压是后一级的输前一级的输出电压是后一级的输入电压，后一级的输入电阻是前一级入电压，后一级的输入电阻是前一级的负载电阻的负载电阻RL。电压增益电压增益2be2L1rR .834.6.1 共射共射共基放大电路共基放大电路输入电阻输入电阻RiiiivRb|rbe1Rb1|
50、Rb2|rbe1 输出电阻输出电阻Ro Rc2.84T1、T2构成复合管，可等效为一个构成复合管，可等效为一个NPN管管(a)(a)原理图原理图 (b)(b)交流通路交流通路4.6.2 共集共集共集放大电路共集放大电路.851BBii2EEii12CCCiii（1）等效电流放大系数大：）等效电流放大系数大：12。（2）等效输入电阻高。）等效输入电阻高。（3）根据管子的类型，复合管有四种：）根据管子的类型，复合管有四种：+VCCviT2voT1T2T1T.86T2T1TT2T1TT2T1T等效管的类型与等效管的类型与T1 相同。相同。.874.6.2 共集共集共集放大电路共集放大电路1.复合管的
