電子技術(shù)基礎(chǔ) 課件 模電 第2章 半導(dǎo)體晶體管及放大電路基礎(chǔ)

第2章半導(dǎo)體晶體管及放大電路基礎(chǔ)晶體管又稱半導(dǎo)體三極管、雙極性晶體管，簡稱晶體管晶體管是最重要的一種半導(dǎo)體器件之一，它是組成各種電子電路的核心器件，它的放大作用和開關(guān)作用，促使了電子技術(shù)的飛躍。2.1晶體管晶體管圖片2.1晶體管2.1晶體管（1）NPN型晶體管結(jié)構(gòu)示意圖和符號（2）根據(jù)使用的半導(dǎo)體材料分為:硅管和鍺管（1）根據(jù)結(jié)構(gòu)分為:NPN型和PNP型1.晶體管的主要類型2.晶體管的結(jié)構(gòu)2.1.1晶體管的結(jié)構(gòu)與類型2.1晶體管NNP發(fā)射區(qū)集電區(qū)基區(qū)發(fā)射極E(e)集電極C(c)發(fā)射結(jié)JE集電結(jié)JC基極B(b)NPN型晶體管結(jié)構(gòu)示意圖2.1晶體管NPN型晶體管符號B(b)E(e)TC(c)NNP發(fā)射區(qū)集電區(qū)基區(qū)發(fā)射極E(e)集電極C(c)發(fā)射結(jié)JE集電結(jié)JC基極B(b)2.1晶體管（2）PNP型晶體管結(jié)構(gòu)示意圖和符號符號B(b)E(e)TC(c)E(e)發(fā)射區(qū)集電區(qū)基區(qū)PPNC(c)B(b)JEJC結(jié)構(gòu)示意圖2.1晶體管集電區(qū)EBC發(fā)射區(qū)基區(qū)a.發(fā)射區(qū)小，摻雜濃度高（3）晶體管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點（具有放大作用的內(nèi)部條件）平面型晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖2.1晶體管b.集電區(qū)面積大c.基區(qū)摻雜濃度很低，且很薄集電區(qū)EBC發(fā)射區(qū)基區(qū)2.1晶體管下面以NPN型管為例說明晶體管的工作原理依據(jù)兩個PN結(jié)的偏置情況放大狀態(tài)飽和狀態(tài)截止?fàn)顟B(tài)晶體管的工作狀態(tài)2.1.2晶體管的工作原理2.1晶體管1.發(fā)射結(jié)正向偏置、集電結(jié)反向偏置——放大狀態(tài)原理圖電路圖+–+––+–2.1晶體管（1）電流關(guān)系a.

發(fā)射區(qū)向基區(qū)擴(kuò)散電子形成發(fā)射極電流IE發(fā)射區(qū)向基區(qū)擴(kuò)散電子稱擴(kuò)散到基區(qū)的發(fā)射區(qū)多子為非平衡少子––1)載流子的傳輸過程2.1晶體管b.基區(qū)向發(fā)射區(qū)擴(kuò)散空穴基區(qū)向發(fā)射區(qū)擴(kuò)散空穴發(fā)射區(qū)向基區(qū)擴(kuò)散電子形成空穴電流––2.1晶體管因為發(fā)射區(qū)的摻雜濃度遠(yuǎn)大于基區(qū)濃度，空穴電流可忽略不記基區(qū)向發(fā)射區(qū)擴(kuò)散空穴發(fā)射區(qū)向基區(qū)擴(kuò)散電子––2.1晶體管c.基區(qū)電子的擴(kuò)散和復(fù)合非平衡少子在基區(qū)復(fù)合，形成基極電流IBIB非平衡少子向集電結(jié)擴(kuò)散––2.1晶體管非平衡少子到達(dá)集電區(qū)d.集電區(qū)收集從發(fā)射區(qū)擴(kuò)散過來的電子形成發(fā)射極電流ICICIB––2.1晶體管少子漂移形成反向飽和電流ICBOe.集電區(qū)、基區(qū)少子相互漂移集電區(qū)少子空穴向基區(qū)漂移ICBO基區(qū)少子電子向集電區(qū)漂移ICIB––2.1晶體管發(fā)射結(jié)回路為輸入回路，集電結(jié)回路為輸出回路基極是兩個回路的公共端，稱這種接法為共基極接法

輸入回路輸出回路+2)三極管的電流分配––2.1晶體管定義稱為共基極直流電流放大系數(shù)ICBOICIB––2.1晶體管各電極電流之間的關(guān)系

IE=IC+IB

ICBOICIB––2.1晶體管晶體管共射極接法原理圖電路圖IBICICBO––––2.1晶體管定義為共射極直流電流放大系數(shù)當(dāng)UCE>UBE時，集電結(jié)反偏，發(fā)射結(jié)正偏，晶體管仍工作于放大狀態(tài)。IBICICBO–––2.1晶體管各電極電流之間的關(guān)系：ICEO稱為穿透電流IBICICBO–––2.1晶體管或的關(guān)系與一般情況2.1晶體管如果

UBE

>0，那么

IB>0，

IC>0，

IE>0

當(dāng)輸入回路電壓U

'BE=UBE+

UBE那么I

'B=IB+

IBI

'C=IC+

ICI

'E=IE+

IE如果

UBE

<0，那么

IB<0，

IC<0，

IE<0

3）晶體管的放大作用IBICICBO___2.1晶體管為共射極交流電流放大系數(shù)定義一般可以認(rèn)為為共基極交流電流放大系數(shù)的關(guān)系與2.1晶體管2.發(fā)射結(jié)正向偏置、集電結(jié)正向偏置——飽和狀態(tài)（2）IC

bIB，IB失去了對IC的控制（1）UCB≤0飽和狀態(tài)的特點:（3）集電極飽和電壓降UCES較小，小功率硅管為0.3~0.5V

2.1晶體管（5）UCE對IC的影響大，當(dāng)UCE增大，IC將隨之增加（4）飽和時集電極電流2.1晶體管（2）IC=ICBO3.發(fā)射結(jié)反向偏置、集電結(jié)反向偏置——截止?fàn)顟B(tài)截止?fàn)顟B(tài)的特點:（3）IB=－ICBO（1）IE=02.1晶體管1.共射極輸入特性

共射極輸入特性三極管共射極接法2.1.3晶體管共射極接法的伏安特性曲線uCE=0VuCE≥1V2.1晶體管a.

輸入特性是非線性的，有死區(qū)b.

當(dāng)uBE不變，uCE從零增大時，iB將減小輸入特性的特點:c.

當(dāng)uCE≥1V，輸入特性曲線幾乎重合在一起，

即uCE對輸入特性幾乎無影響uCE=0VuCE≥1V2.1晶體管2.共射極輸出特性

輸出特性曲線飽和區(qū)截止區(qū)放大區(qū)iB=20μA0406080100246801234iC/mAuCE/V2.1晶體管各區(qū)的特點a.飽和區(qū)(a)UCE≤UBE(b)IC＜βIB(c)UCE增大，IC

增大飽和區(qū)2.1晶體管輸出特性曲線飽和區(qū)iB=20μA0406080100246801234iC/mAuCE/Vc.

截止區(qū)(a)IB≈0(b)IC≈0b.

放大區(qū)(a)UCE>UBE(b)IC=βIB(c)IC與UCE無關(guān)飽和區(qū)放大區(qū)2.1晶體管輸出特性曲線飽和區(qū)iB=20μA0406080100246801234iC/mAuCE/V截止區(qū)3.NPN管與PNP管的區(qū)別iB、uBE、iC、iE、uCE的極性二者相反NPN管PNP管2.1晶體管4.硅管與鍺管的主要區(qū)別c.鍺管的ICBO比硅管大a.死區(qū)電壓約為硅管0.5V鍺管0.1Vb.導(dǎo)通壓降|uBE|約為鍺管0.3V硅管0.7V2.1晶體管【例】電路如圖所示，晶體管導(dǎo)通時UBE＝0.7V，

。當(dāng)UI=-2V、2V

IB=0，IC=0，UCE=VCC

和6V時，試判斷晶體管的工作狀態(tài)。

【解】（1）當(dāng)UI=-2V時，發(fā)射結(jié)反向偏置，晶體管處于截止?fàn)顟B(tài)（2）當(dāng)UI=2V時，因為2.1晶體管晶體管處于放大狀態(tài)（3）當(dāng)UI＝6V時，因為晶體管處于飽和狀態(tài)2.1晶體管1.直流參數(shù)（3）集電極——基極間反向飽和電流ICBO

（4）集電極——發(fā)射極間反向飽和電流ICEO

2.1.4晶體管的主要電參數(shù)（1）共基極直流電流放大系數(shù)（2）共射極直流電流放大系數(shù)2.1晶體管2.交流參數(shù)(1)共基極交流電流放大系數(shù)α

β值與iC的關(guān)系曲線(2)共射極交流電流放大系數(shù)β

iCOβ2.1晶體管3.極限參數(shù)(4)集電極最大允許電流ICM(1)集電極開路時發(fā)射極——基極間反向擊穿電壓U(BR)EBO

(2)發(fā)射極開路時集電極——基極間反向擊穿電壓U(BR)CBO

(3)基極開路時集電極——發(fā)射極間反向擊穿電壓U(BR)CEO

2.1晶體管2.1.5

溫度對晶體管參數(shù)的影響

（1）對β的影響（2）對ICBO的影響（3）對UBE的影響（4）溫度升高，管子的死區(qū)電壓降低2.1晶體管1．用途擴(kuò)音機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖放大器直流電源話筒

輸入揚聲器輸出將微弱的電信號不失真地放大到負(fù)載所需的數(shù)值2.2共射極放大電路的組成及工作原理2.2.1放大電路概述

話筒把語音信號轉(zhuǎn)換為電信號，其輸出電壓大約是幾毫伏到幾十毫伏放大器直流電源話筒

輸入揚聲器輸出2.2共射極放大電路的組成及工作原理放大器直流電源話筒

輸入揚聲器輸出

放大器將話筒輸出的微弱的電信號放大到幾伏至幾十伏，并有足夠大的驅(qū)動功率，驅(qū)動揚聲器工作。2.2共射極放大電路的組成及工作原理放大器直流電源話筒

輸入揚聲器輸出揚聲器把放大器輸出的電信號又還原為語音信號放大器驅(qū)動揚聲器的功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于話筒的輸出功率2.2共射極放大電路的組成及工作原理放大器直流電源話筒

輸入揚聲器輸出增加的能量從哪來的呢？2.2共射極放大電路的組成及工作原理放大器直流電源話筒

輸入揚聲器輸出

放大器不可能產(chǎn)生能量，它只能在話筒輸出信號的控制下，把直流電源的能量轉(zhuǎn)換為負(fù)載需要的能量。

放大電路的作用實質(zhì)上是一種能量控制作用2.2共射極放大電路的組成及工作原理2．放大電路的主要性能指標(biāo)

放大器性能指標(biāo)測量原理方框圖被測放大電路負(fù)載正弦波信號源+?直流電源+?++??2.2共射極放大電路的組成及工作原理(1)放大倍數(shù)A

··電流放大倍數(shù)Ai·互阻放大倍數(shù)

Ar

互導(dǎo)放大倍數(shù)Ag

·電壓放大倍數(shù)Au

·+?直流電源+?++??2.2共射極放大電路的組成及工作原理(2)輸入電阻Ri

Ri越大，Ui也就越大，電路的放大能力越強(qiáng)a.由于b.Ri越大，輸入電流ii越小，信號源的負(fù)載越小Ri+?直流電源+?++??2.2共射極放大電路的組成及工作原理(3)輸出電阻Ro

a.求輸出電阻Ro的方法被+–測放大電路直流電源+–Ro+?直流電源+?++??2.2共射極放大電路的組成及工作原理即Ro越小，輸出電壓越穩(wěn)定，電路帶負(fù)載能力越強(qiáng)由圖可知b.Ro對輸出電壓的影響當(dāng)時，+?直流電源+?++??2.2共射極放大電路的組成及工作原理一種測量Ro的方法—帶負(fù)載時的輸出電壓—負(fù)載開路時的輸出電壓式中+?直流電源+?++??2.2共射極放大電路的組成及工作原理(4)全諧波失真度D

(5)動態(tài)范圍UoppUopp也稱為最大不失真輸出電壓的峰—峰值即諧波電壓總有效值與基波電壓有效值之比使輸出電壓uo的非線性失真度達(dá)到某一規(guī)定數(shù)值時的uo的峰—峰值2.2共射極放大電路的組成及工作原理(6)頻帶寬度fbw相頻特性由得幅頻特性相頻特性曲線90_o180_o225_o270_o135_ofbwfφ幅頻特性曲線fLfHffbw·2.2共射極放大電路的組成及工作原理不畫電源符號，只寫出電源正極對地的電位2.2.2

共射極放大電路的組成及其工作原理2.2共射極放大電路的組成及工作原理最基本的共射極放大電路稱為固定偏置得共射極放大電路2.2共射極放大電路的組成及工作原理（5）

放大電路的兩種工作狀態(tài)靜態(tài)——當(dāng)輸入信號為零時電路的工作狀態(tài)靜態(tài)時放大電路中只有直流分量動態(tài)——有輸入信號時電路的工作狀態(tài)動態(tài)時電路中的信號為交、直流混合信號2.2共射極放大電路的組成及工作原理(6)不同書寫體字母的含義UBE、

IB——大寫字母，大寫下標(biāo)，表示直流量ube、ib——小寫字母，小寫下標(biāo)，表示交流信號uBE、iB——小寫字母，大寫下標(biāo)，表示交、直流混合量Ube、Ib——大寫字母，小寫下標(biāo)，表示交流分量有效值2.2共射極放大電路的組成及工作原理靜態(tài)分析就是通過放大電路的直流通路求解靜態(tài)工作點值IBQ、ICQ、UCEQ等，也稱為Q點值。直流通路2.3放大電路的靜態(tài)分析2.3.1圖解法在放大電路靜態(tài)分析中的應(yīng)用1.輸入回路列寫輸入回路方程VCC=iBRB+uBE求解靜態(tài)工作點的常用方法圖解法估算法2.3放大電路的靜態(tài)分析直流負(fù)載線與晶體管輸入特性曲線的交點，即為放大電路的輸入回路的靜態(tài)工作點Qi在iB—uBE坐標(biāo)系中表示是一條直線稱為輸入回路的直流負(fù)載線VCC=iBRB+uBE方程PK三極管輸入特性曲線直流負(fù)載線OiBuBE2.3放大電路的靜態(tài)分析2.輸出回路VCC=iCRC+uCE輸出回路方程稱為輸出回路的直流負(fù)載線MN直流負(fù)載線輸出特性曲線

直流負(fù)載線與晶體管輸出特性曲線的交點，即為放大電路的輸出回路的靜態(tài)工作點Qo在iC—uCE坐標(biāo)系中也是一條直線iCOuCE2.3放大電路的靜態(tài)分析UCEQ=VCC－ICQRC式中，|UBEQ|凡硅管可取為0.7V、鍺管0.3V由輸入回路方程VCC=iBRB+uBE得2.3.2估算法在放大電路靜態(tài)分析中的應(yīng)用

2.3放大電路的靜態(tài)分析2.4放大電路的動態(tài)分析

放大電路的動態(tài)分析就是在放大電路的靜態(tài)值確定之后，分析交流信號的傳輸情況，考慮的只是電流和電壓的交流分量，確定放大電路的電壓放大倍數(shù)Au、輸入電阻Ri和輸出電阻Ro等性能指標(biāo)。分析方法：圖解法、微變等效電路法設(shè)輸入信號ui=UimsinwtV2.4.1放大電路的動態(tài)分析法——圖解法2.4放大電路的動態(tài)分析1.當(dāng)RL=∞時在輸入回路uBE=UBEQ+uiuBE波形圖tO（1）信號的傳遞過程2.4放大電路的動態(tài)分析iB的波形圖uBE波形圖已知QabtOOtOa.iB的形成過程2.4放大電路的動態(tài)分析abtMNOOtiB1iB2b.輸出信號已知Q已知iBuCE波形圖iC波形圖輸出電壓uoOuCE=VCC-iCRC2.4放大電路的動態(tài)分析2.4放大電路的動態(tài)分析(2)非線性失真uBE波形圖ab已知QiB1iB2iB的波形圖a.輸入波形OttOO1）如果靜態(tài)工作點Q太低abiB1iB2已知Q已知iBuCE波形圖iC波形圖輸出電壓b.輸出波形截止失真tMNOOtOuCE=VCC-iCRC2.4放大電路的動態(tài)分析OtOtOuBE波形圖ab已知QiB1iB2iB的波形圖a.輸入波形2)如果靜態(tài)工作點Q太高2.4放大電路的動態(tài)分析abiB1iB2已知Q已知iBuCE波形圖iC波形圖b.輸出波形輸出電壓飽和失真tMNOOtO2.4放大電路的動態(tài)分析OtOtOuBE波形ab已知QiB1iB2iB的波形a.輸入波形(3)如果輸入信號太大2.4放大電路的動態(tài)分析abiB1iB2已知Q已知iBuCE波形iC波形b.輸出波形tMNOOtO2.4放大電路的動態(tài)分析（忽略UCES和ICBO）(3)放大電路的動態(tài)范圍a.如果UCEQ=ICQRC=VCC/2iB波形iB1iB2iB3uo1uo2uo3輸出波形=2ICRCUopp=2UCEQ=VCCOtOMNQ2.4放大電路的動態(tài)分析b.如果UCEQ<ICQRCiB波形iB1iB2iB3輸出波形Uopp=2UCEQuo1uo2uo3OtOMNQ2.4放大電路的動態(tài)分析c.如果UCEQ>ICQRCiB波形iB1iB2iB3輸出波形Uopp=2ICRCuo1uo2uo30t0MNQ2.4放大電路的動態(tài)分析結(jié)論:2)共射極放大電路的uo與ui的相位相反3)ui的幅度過大或靜態(tài)工作點不合適，將使工作點進(jìn)入非線性區(qū)而產(chǎn)生非線性失真（飽和失真、截止失真）1)4)非線性失真的特點飽和失真——輸出電壓波形的下半部被削平截止失真——輸出電壓波形的上半部被削平2.4放大電路的動態(tài)分析6)動態(tài)范圍(忽略ICBO和UCES)5)放大電路中的信號iB=IBQ+ibuBE=UBEQ+uiiC=ICQ+icuCE=UCEQ+uceUopp=2×min[UCEQ，ICQRC]2.4放大電路的動態(tài)分析2．當(dāng)RL≠∞時(1)放大電路的交流通路交流通路畫法耦合電容短路直流電壓源短路2.4放大電路的動態(tài)分析交流通路2.4放大電路的動態(tài)分析由放大電路的交流通路可知式中ic2.4放大電路的動態(tài)分析故(2)交流負(fù)載線由于式中2.4放大電路的動態(tài)分析在uCE—iC的坐標(biāo)系中也表示一條直線，該直線稱為放大電路的交流負(fù)載線。式M直流負(fù)載線交流負(fù)載線PiCuCEOQoNab2.4放大電路的動態(tài)分析2.4放大電路的動態(tài)分析M直流負(fù)載線交流負(fù)載線PiCuCEOQoNab交流負(fù)載線的特點：b.經(jīng)過靜態(tài)工作點Qoa.斜率為c.與橫軸的交點為2.4放大電路的動態(tài)分析M直流負(fù)載線交流負(fù)載線PiCuCEOQoNabd.動態(tài)范圍(a)比電路空載時小(b)(c)當(dāng)考慮UCES時，2.4放大電路的動態(tài)分析(2)作圖繁瑣圖解法的特點：(1)便于觀察(4)放大電路的一些性能指標(biāo)無法用圖解法求得(3)當(dāng)信號太很小時無法作圖2.4放大電路的動態(tài)分析2.4.2微變等效電路法在放大電路動態(tài)分析中的應(yīng)用

微變等效電路就是將非線性的晶體管在小信號的條件下等效為一個線性化的電路。–ucebecNPNPNP或型型晶管體+icubeib+–線性網(wǎng)絡(luò)uce+–+–ubeicib等效（1）晶體管微變等效電路的基本概念2.4放大電路的動態(tài)分析1)晶體管線性化的條件晶體管工作在小信號下b.

在小信號下，β是一常數(shù)2)晶體管可線性化的主要依據(jù)a.

ΔiB與

Δ

uBE之間在Q點附近可以認(rèn)為具有線性關(guān)系2.4放大電路的動態(tài)分析晶體管線性等效電路的H參數(shù)方程線性網(wǎng)絡(luò)uce+–+–ubeicib2.4放大電路的動態(tài)分析可畫出等效電路由+_bec+_hfeib+_hieubeibhreuce1/hoeicuce（2）晶體管H參數(shù)微變等效電路2.4放大電路的動態(tài)分析hre、hoe一般比較小，可忽略不計

簡化的晶體管微變等效電路+_bec+_

ib+_rbeubeibhreuce1/hoeicuceube+_bec+_rbeβibicuceib2.4放大電路的動態(tài)分析ube+_bec+_rbeβibicuceib式中，UT

為溫度電壓當(dāng)量，室溫下取為26mV晶體管輸入電阻

基區(qū)體電阻rbb'的大小與管子類型有關(guān)，低頻小功率管約為幾百歐姆，高頻管及大功率管約為幾十歐姆，有的只有幾個歐姆。

在近似估算中，一般取rbb'為300歐姆2.4放大電路的動態(tài)分析(1)出放大電路的交流通路2.微變等效電路法在放大電路動態(tài)分析中的應(yīng)用2.4放大電路的動態(tài)分析交流通路2.4放大電路的動態(tài)分析(2)放大電路的微變等效電路將晶體管微變等效bce2.4放大電路的動態(tài)分析(3)放大電路的主要性能指標(biāo)的計算a.電壓放大倍數(shù)···由圖可知····bce2.4放大電路的動態(tài)分析uo與ui相位相反故··式中bce2.4放大電路的動態(tài)分析b.輸入電阻Ri由圖可知Ribce2.4放大電路的動態(tài)分析通常，故Ribce2.4放大電路的動態(tài)分析c.輸出電阻Ro畫求輸出電阻的等效電路bce根據(jù)求解方法bceiiRo2.4放大電路的動態(tài)分析求輸出電阻的等效電路由圖可知bceiiRo當(dāng)時故2.4放大電路的動態(tài)分析(a)晶體管的IBQ，ICQ

及UCEQ值(b)放大電路的Au，Ri，Ro及Uopp【解】(a)畫出放大電路的直流通路【例】在圖示電路中，已知：VCC=12V，RC=2kW，RB=360kW,C1=C2=10mF，RL=2kW。晶體管T為鍺管，

，=b

=60,試求：2.4放大電路的動態(tài)分析由圖可知直流通路2.4放大電路的動態(tài)分析(b)畫出放大電路的交流通路2.4放大電路的動態(tài)分析畫出放大電路的微變等效電路微變等效電路交流通路bce2.4放大電路的動態(tài)分析圖中bce2.4放大電路的動態(tài)分析由微變等效電路得

·Ri=RB//rbe

rbe=1.1kWbce2.4放大電路的動態(tài)分析2|UCEQ|=2×8.1V=16.2V因為故bce選擇靜態(tài)工作點Q應(yīng)該考慮的幾個主要問題:(1)安全性(2)動態(tài)范圍Q應(yīng)該在安全區(qū)，且應(yīng)該在安全區(qū)中的放大區(qū)為了獲得盡可能大的動態(tài)范圍，Q應(yīng)該設(shè)置在交流負(fù)載線的中間(3)電壓放大倍數(shù)Au2.5.1

靜態(tài)工作點的選擇由于·2.5靜態(tài)工作點的選擇與穩(wěn)定2.5靜態(tài)工作點的選擇與穩(wěn)定當(dāng)dβ/diC

≈0時|ICQ|增大rbe減小(4)輸入電阻Ri當(dāng)|ICQ|增大rbe減小Ri（≈rbe）減小由于·|Au

|提高·(5)功耗和噪聲減小電流|ICQ|，可以降低電路的功耗和噪聲1．引起Q點不穩(wěn)定的原因(1)溫度對Q點的影響a.溫度升高，β增大b.溫度升高，ICBO增大c.溫度升高，|UBE|減小導(dǎo)致集電極電流ICQ增大2.5.2靜態(tài)工作點的穩(wěn)定2.5靜態(tài)工作點的選擇與穩(wěn)定(2)老化(3)其它方面影響Q點不穩(wěn)定的主要因素是溫度管子長期使用后，參數(shù)會發(fā)生變化，影響Q點結(jié)論：2.5靜態(tài)工作點的選擇與穩(wěn)定2．穩(wěn)定靜態(tài)工作點的途徑(1)從元件入手a.選擇溫度性能好的元件b.在使用之前先讓其承受一定的電壓、電流，在其額定功耗下工作規(guī)定的時間，使其參數(shù)穩(wěn)定(2)從環(huán)境入手采用恒溫措施引入負(fù)反饋采用溫度補(bǔ)償(3)從電路入手2.5靜態(tài)工作點的選擇與穩(wěn)定2.5.3負(fù)反饋在放大電路靜態(tài)工作點穩(wěn)定中的應(yīng)用(1)分壓式偏置的共射極放大電路+_T+_+++固定偏置共射極放大電路2.5靜態(tài)工作點的選擇與穩(wěn)定I>>IBQ晶體管基極電位UBQ>>UBEQ

(2)電路滿足的條件直流通路T+_+__2.5靜態(tài)工作點的選擇與穩(wěn)定（3）穩(wěn)定Q點的機(jī)理T↑↑↑↓↑↑↓↓↓直流通路T+_+__2.5靜態(tài)工作點的選擇與穩(wěn)定

這種作用稱為直流電流負(fù)反饋

電路將輸出回路的電流ICQ在RE上的電壓降變化返送到輸入回路，產(chǎn)生了抑制輸出電流ICQ變化的作用，使輸出電流ICQ基本不變。直流負(fù)反饋可以穩(wěn)定放大電路的靜態(tài)工作點直流通路T+_+__2.5靜態(tài)工作點的選擇與穩(wěn)定（4）電容CE的作用對于交流信號滿足CE稱為旁路電容+_T+_+++

使發(fā)射極電流中的交流分量經(jīng)它旁路到地CE使RE只對直流信號有負(fù)反饋，而對交流信號負(fù)無反饋2.5靜態(tài)工作點的選擇與穩(wěn)定【例1】在圖示電路中，RB1=39kΩ，RB2=10kΩ，RC=2.7kΩ，RE=1kW，RL=5.1kΩ，CE=47mF，C1=C2=10mF，VCC=15V，(1)ICQ和UCEQ的值(2)Au、R

i和Ro的值晶體管的UBEQ=0.7V,

=100、。試求：+_T+_+++2.5靜態(tài)工作點的選擇與穩(wěn)定求靜態(tài)工作點

【解】(1)直流通路T+_+__+_T+_+++方法一戴維寧等效電路法2.5靜態(tài)工作點的選擇與穩(wěn)定RB

=RB1//RB2

=7.96kW

圖中等效電路T_+_+_++_T+_+__進(jìn)行戴維寧等效2.5靜態(tài)工作點的選擇與穩(wěn)定ICQ=IBQ=2.17mAT_+_+_++_

UCEQ=VCC－ICQRC－IEQRE≈VCC－ICQ(RC＋RE)=6.97V

VBB=IBQRB+UBEQ+IEQREIEQ=（1+）IBQ2.5靜態(tài)工作點的選擇與穩(wěn)定UCEQ≈VCC－IEQ（RC+RE）=6.27V方法二估算法由

得T+_+__2.5靜態(tài)工作點的選擇與穩(wěn)定(2)動態(tài)分析放大電路的微變等效通路+_T+_+++bce圖中2.5靜態(tài)工作點的選擇與穩(wěn)定·bce2.5靜態(tài)工作點的選擇與穩(wěn)定Ri=RB1//RB2//rbeRo=RC=2.7kΩ≈1.2kWbce2.5靜態(tài)工作點的選擇與穩(wěn)定【例2】圖示電路的參數(shù)均與例1相同。試求：(1)放大電路的Q(2)放大電路的Au、R

i和Ro(2)首先畫出放大電路的交流通路【解】(1)由于圖示電路的直流通路與例1完全相同，故兩電路的靜態(tài)工作點一樣。+_T+_++2.5靜態(tài)工作點的選擇與穩(wěn)定交流通路RB=RB1//RB2圖中+_T+_++_+T+_2.5靜態(tài)工作點的選擇與穩(wěn)定其次畫出微變等效電路微變等效電路bce_++__+T+_2.5靜態(tài)工作點的選擇與穩(wěn)定由圖可知·····bce_++_2.5靜態(tài)工作點的選擇與穩(wěn)定由圖可見bce_++_2.5靜態(tài)工作點的選擇與穩(wěn)定bce_++_

輸入電阻2.5靜態(tài)工作點的選擇與穩(wěn)定根據(jù)Ro的求解方法畫出求Ro的等效電路2.5靜態(tài)工作點的選擇與穩(wěn)定求Ro的等效電路bce_++_bce_++_由于2.5靜態(tài)工作點的選擇與穩(wěn)定1.

電路組成

電路從發(fā)射極與“地”之間輸出信號，所以又稱之為射極輸出器2.

靜態(tài)分析畫出放大電路的直流通路+_T+_++2.6.1共集電極放大電路2.6共集電極放大電路和共基極放大電路用戴維寧等效電路法、估算法，分析方法略

直流通路T+_+__+_T+_++2.6共集電極放大電路和共基極放大電路3.動態(tài)分析交流通路（1）畫出放大電路的交流通路+_T+_+_T+_++2.6共集電極放大電路和共基極放大電路（2）畫微變等效電路微變等效電路+圖中+_T+_2.6共集電極放大電路和共基極放大電路（3）動態(tài)性能指標(biāo)1）電壓放大倍數(shù)由圖可知其中+2.6共集電極放大電路和共基極放大電路電路無電壓放大能力由于故+2.6共集電極放大電路和共基極放大電路2）

輸入電阻故由于+2.6共集電極放大電路和共基極放大電路3）輸出電阻Ro畫出求Ro的等效電路圖中故+2.6共集電極放大電路和共基極放大電路射極輸出器的輸出電阻很小+2.6共集電極放大電路和共基極放大電路5）射極輸出器的主要特點(a)無電壓放大能力(b)uo與ui近似相等且同相(c)具有電流放大能力和功率放大能力(d)具有高的輸入電阻和低的輸出電阻2.6共集電極放大電路和共基極放大電路【例】電路如圖所示，試求:(1)電路的靜態(tài)工作點ICQ、

UCEQ(2)電路的輸入電阻Ri(3)電路的電壓放大倍數(shù)

Au=Uo/Ui、Aus=Uo/Us(4)輸出電阻Ro+_T+_+++_2.6共集電極放大電路和共基極放大電路直流通路【解】(1)畫出放大電路的直流通路由圖可知+_T+_+++_T++––2.6共集電極放大電路和共基極放大電路ICQ=

IBQUCEQ=VCC–(1+

)IBQRE(2)求電路的輸入電阻RiVCC=IBQRB+UBEQ+IEQRERB+(1+

)REIBQ=VCC–UBEQ故畫出放大電路的微變等效電路T++––2.6共集電極放大電路和共基極放大電路微變等效電路由圖可知_+_++_+_T+_+++_2.6共集電極放大電路和共基極放大電路(3)求電壓放大倍數(shù)·······_+_++_2.6共集電極放大電路和共基極放大電路畫出求輸出電阻的等效電路(4)求輸出電阻Ro+_+_+_等效電路由圖可知2.6共集電極放大電路和共基極放大電路2.6.2共基極放大電路1.電路組成+_T+_+++2.6共集電極放大電路和共基極放大電路2.靜態(tài)分析畫出放大電路的直流通路直流通路T+_+__+_T+_+++2.6共集電極放大電路和共基極放大電路3.動態(tài)分析交流通路+_T_++_T+_+++2.6共集電極放大電路和共基極放大電路微變等效電路（1）電壓放大倍數(shù)Ui=–Ibrbe

··由于故+_T_+bec+_T_+2.6共集電極放大電路和共基極放大電路（2）輸入電阻Ri共基極放大電路的輸入電阻較小故Ri+_T_+bec由于2.6共集電極放大電路和共基極放大電路由求Ro的電路圖可知（3）輸出電阻Ro當(dāng)Ui=0時，Ib=0故求Ro的電路圖+_T_+bec2.6共集電極放大電路和共基極放大電路（4）共基極放大電路的主要特點1)電壓放大倍數(shù)與共射極放大電路相同2)uo與ui同相3)沒有電流放大能力4)輸入電阻小，輸出電阻大5)在低頻放大電路很少應(yīng)用2.6共集電極放大電路和共基極放大電路2.6.3三種基本放大電路性能比較電壓放大倍數(shù)輸入電阻（1）共射極放大電路輸出電阻1.電路性能2.6共集電極放大電路和共基極放大電路式中電壓放大倍數(shù)輸入電阻（2）共集電極放大電路輸出電阻+_T+_+++_2.6共集電極放大電路和共基極放大電路式中電壓放大倍數(shù)輸入電阻（3）共基極放大電路輸出電阻+_T+_+++2.6共集電極放大電路和共基極放大電路2.應(yīng)用范圍

（1）共射極放大電路既有電壓放大能力，又有電流放大能力，常作為各種放大電路的主放大級，最為常用。

（2）共集電極放大電路的輸入電阻大、輸出電阻小，在兩級放大電路之間或者在高內(nèi)阻信號源與低阻抗負(fù)載之間，在多級放大電路中作輸入級和輸出級。

（3）共基極放大電路輸入電阻非常小，電流放大倍數(shù)接近于1，常用于電流放大和傳輸。2.6共集電極放大電路和共基極放大電路2.7多級放大電路2.7.1

多級放大電路的組成RSRo1Ri1Ro2Rin+_uo1+_+_+_ui+_+_uoRL+_+_第1級信號源輸入級中間放大級輸出級第2級第n-1級第n級+_uSui2Ri2uo2uin-1Rin-1Ron-1uon-1uinRon輸入級（電壓放大器）——輸入電阻高，噪聲和漂移小對各級電路的要求：中間級——具有足夠大的放大能力多級放大電路的組成輸入級中間級輸出級輸出級——動態(tài)范圍大，輸出功率大，帶載能力強(qiáng)2.7多級放大電路

多級放大電路的耦合——放大電路與信號源、放大電路與負(fù)載以及電路內(nèi)部各級之間的連接常用的耦合方式直接耦合阻容耦合變壓器耦合（1）多級放大電路的耦合方式2.7.2多級放大電路的耦合方式2.7多級放大電路能對交流和直流信號進(jìn)行放大RC1RC2T2RB_ui+VCCRL+_uo+VBBT11）特點又稱之為直流放大電路（2）直接耦合放大電路2.7多級放大電路2）直接耦合放大電路存在兩個特殊的問題a.電位配合問題RC1RC2T2RB_ui+VCCRL+_uo+VBBT12.7多級放大電路常用的電位配合方法：提高后級射極電位電平移位+VCC

T2RERC2RC1RBT1+VCC

T2RERC2RC1RBT1RDZ兩種管子互補(bǔ)+VCC

T2RC2RE2RC1RB1T1RE1–VCC

2.7多級放大電路b.零點漂移問題

當(dāng)輸入ui=0時，輸出電壓uO并不恒定，而是出現(xiàn)緩慢的、無規(guī)則的漂動。這種現(xiàn)象稱為零點漂移，簡稱零漂。零漂實質(zhì)上就是放大電路靜態(tài)工作點的變化RC1RC2T2RB_ui+VCCRL+_uo+VBBT12.7多級放大電路引起零漂的主要原因(a)元器件參數(shù)，特別是晶體管的參數(shù)會隨溫度的變化而變化(b)元器件會出現(xiàn)老化，參數(shù)發(fā)生了變化由溫度引起的零漂稱為溫漂由元器件老化引起的零漂稱為時漂引起直接耦合放大電路零漂的主要因素是溫漂零漂2.7多級放大電路抑制零點漂移的常用的方法(a)引入直流負(fù)反饋(b)采用差動放大電路2.7多級放大電路(3)阻容耦合多級放大電路主要特點a.各級電路的靜態(tài)工作點相互獨立,便于設(shè)計和調(diào)試RC1RC2T2RB1ui+VCCRL+_uoT1RB2++++_C1C2C3b.可以抑制零點漂移c.無法放大低頻信號和直流信號d.在集成電路中，無法制造大電容2.7多級放大電路(4)變壓器耦合多級放大電路CE1RE1T1Tr1Tr2CB1ui+_CE2RE2T2RL+_uoTr3+VCCRB11++RB12++RB21RB22CB2主要特點b.對直流信號起到隔離作用，可以消除零點漂移。a.對直流信號沒有放大能力，只能放大交流信號。2.7多級放大電路CE1RE1T1Tr1Tr2CB1ui+_CE2RE2T2RL+_uoTr3+VCCRB11++RB12++RB21RB22CB2e.具有阻抗變換作用，可以實現(xiàn)阻抗匹配d.體積大、重量重、費用高、不宜集成化c.各級電路的靜態(tài)工作點相互獨立，便于設(shè)計和調(diào)試。2.7多級放大電路1.多級放大電路的動態(tài)分析（1）多級放大電路的電壓放大倍數(shù)RSRo1Ri1Ro2Rin+_uo1+_+_+_ui+_+_uoRL+_+_第1級信號源輸入級中間放大級輸出級第2級第n-1級第n級+_uSui2Ri2uo2uin-1Rin-1Ron-1uon-1uinRon2.7.3多級放大電路的計算

2.7多級放大電路···········RSRo1Ri1Ro2Rin+_uo1+_+_+_ui+_+_uoRL+_+_第1級信號源輸入級中間放大級輸出級第2級第n-1級第n級+_uSui2Ri2uo2uin-1Rin-1Ron-1uon-1uinRon因為ui2=uo1，ui3=uo2，…，uin=uon-1故2.7多級放大電路（2）輸入電阻（3）輸出電阻RiRoRSRo1Ri1Ro2Rin+_uo1+_+_+_ui+_+_uoRL+_+_第1級信號源輸入級中間放大級輸出級第2級第n-1級第n級+_uSui2Ri2uo2uin-1Rin-1Ron-1uon-1uinRon2.7多級放大電路多級放大電路動態(tài)分析時應(yīng)注意的兩個問題：（1）第i級放大電路的輸入電阻應(yīng)視為第i-1級放大電路的負(fù)載電阻（2）第i-1級放大電路的輸出電阻應(yīng)視為第i級放大電路的信號源內(nèi)阻2

≤i≤n2.7多級放大電路【例1】試寫出圖示放大電路的電壓放大倍數(shù)Au、輸入電阻Ri和輸出電阻Ro的表達(dá)式。已知晶體管T1、T2的電流放大倍數(shù)、輸入電阻分別為

1、

2和rbe1、rbe2。T2_ui+VCC+_uO+VBBT12.7多級放大電路【解】由圖可知，放大電路是由兩級放大電路組成第一級共射極放大電路，第二級共集電極放大電路T2_ui+VCC+_uO+VBBT12.7多級放大電路(1)求電壓放大倍數(shù)由于式中···+VCCT2_ui+_uO+VBBT1RiRi2RoRo1uO1+_ui2+_2.7多級放大電路+VCCT2_ui+_uO+VBBT1RiRi2RoRo1uO1+_ui2+_式中···2.7多級放大電路···+VCCT2_ui+_uO+VBBT1RiRi2RoRo1uO1+_ui2+_(2)求輸入電阻Ri(3)求輸出電阻Ro式中2.7多級放大電路【例2】某放大電路原理圖及其參數(shù)如圖所示，假設(shè)

1=2=50、rbe1

1.6k

、rbe2

1.25k

，試估算電路的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻Ri和輸出電阻Ro。2.7多級放大電路該電路是由共集電極和共射極電路組成的兩級阻容耦合放大電路【解】第1級電路的負(fù)載電阻2.7多級放大電路電壓放大倍數(shù)輸入及輸出電阻2.7多級放大電路第2章例題[例題]多級放大電路如圖所示，已知三個晶體管為特性相同的同型號的硅管，它們的UBEQ=0.7V，

=50，

；電路中的VCC=12V，R1=10kΩ、R2=5.1kΩ、R3=1kΩ、R4=1.2kΩ、R5=3kΩ、R6=12kΩ、R7=20kΩ、R8=1.2kΩ、R9=12kΩ、R10=5kΩ、R11=1.2kΩ、RL=10kΩ；各電容器的電容量均足夠大。試求該多級放大電路的

：

(a)電壓放大倍數(shù)Au

(b)輸入電阻Ri及輸出電阻Ro值[解](a)先求各級的IEQ及rbe第1級：第2章例題

第2級：第2章例題

第3級：第2章例題求各級的等效負(fù)載電阻第2章例題

R'L2=R8//R9//R10//[rbe3+(1+β3)(R11//RL)]=0.88kΩ

第2章例題R'L3=R11//RL=

1.2//10=1.07kΩ求各級的電壓放大倍數(shù)第2