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1、1.4.3 三极管的共射特性曲线1.4.4 三极管的主要参数,1.4.3 三极管的共射特性曲线,(1) 输入特性曲线 iB=f(uBE) uCE=const,（1）uCE=0V时，相当于两个PN结并联。,（3）uCE 1V再增加时，曲线右移很不明显。,（2）当uCE=1V时， 集电结已进入反偏状态，开始收集电子，所以基区复合减少， 在同一uBE 电压下，iB 减小。特性曲线将向右稍微移动一些。,(2)输出特性曲线 iC=f(uCE) iB=const,现以iB=60uA一条加以说明。,（1）当uCE=0 V时，因集电极无收集作用，iC=0。,（2） uCE Ic 。,（3） 当uCE 1V后，
2、收集电子的能力足够强。这时，发射到基区的电子都被集电极收集，形成iC。所以uCE再增加，iC基本保持不变。,同理，可作出iB=其他值的曲线。,输出特性曲线可以分为四个区域:,饱和区iC受uCE显著控制的区域，该区域内uCE0.7 V。 此时发射结正偏，集电结也正偏。两个正偏,截止区iC接近零的区域，相当iB=0的曲线的下方。 此时，发射结反偏，集电结反偏。两个反偏,放大区曲线基本平行等距。 此时，发射结正偏，集电结反偏。EB正偏，CB反偏该区中有：,饱和区,放大区,截止区,击穿区,1.4.4 三极管的主要参数,1.电流放大系数,（2）共基极电流放大系数：,一般取20200之间,2.3,1.5,
3、（1）共发射极电流放大系数：,2.极间反向电流,（2）集电极发射极间的穿透电流ICEO 基极开路时，集电极到发射极间的电流穿透电流 。其大小与温度有关。,（1）集电极基极间反向饱和电流ICBO 发射极开路时，在其集电结上加反向电压，得到反向电流。它实际上就是一个PN结的反向电流。其大小与温度有关。 锗管：I CBO为微安数量级， 硅管：I CBO为纳安数量级。,3.极限参数,Ic增加时， 要下降。当值下降到线性放大区值的70时，所对应的集电极电流称为集电极最大允许电流ICM。,（1）集电极最大允许电流ICM,（2）集电极最大允许功率损耗PCM 集电极电流通过集电结时所产生的功耗， PC= IC
4、UCE,PCM, PCM,（3）反向击穿电压,BJT有两个PN结，其反向击穿电压有以下几种：, 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。其值一般几伏十几伏。 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。其值一般为几十伏几百伏。, 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。,水龙头你肯定知道了 那水龙头有三个点 ：进水、 阀门、 出水， 我们可以分别看成是三极管的 e b c极 然后你在理解关于三极管的任何性质都很简单 比如三极管的饱和 你知道阀门大到最大了无论你怎么做出水就那么多了也就是说水管里的流量不可能再增大了 在比如
5、三极管的截止 你把阀门关的越小流出的水肯定越小了 当你把阀门关到一定程度的时候水就不流了,第2章 基本放大电路,放大的概念,在电子技术中，利用晶体三极管组成放大电路，其目的是将微弱的电信号 进行放大，推动负载正常工作。例如，扩音机电路的示意图如下：,微弱,声音信号,电信号,主要讨论常用的基本放大电路的结构、工作原理、分析方法及其应用。,2.1 共射极放大电路,2 放大电路基础2.1 放大电路的基本概念 2.1.1 放大电路的基本框图 2.1.2 电压电流的符号和正方向的规定 2.1.3 放大电路的主要性能指标2.2 共射基本放大电路 2.2.1 电路的组成和元器件的作用 2.2.2 工作原理作
6、业：2-4,本章主要学习内容：,三种基本放大电路,共射,共基,共集,组成、工作原理、分析方法、性能指标、耦合方式、频率响应、噪声分析,2.1 放大电路的基本概念2.1.1 放大电路的基本框图,组成部分：输入(信号源) +功能(放大)电路+输出（负载）+能量（电源）,放大电路定义：,放大电路分类,信号的强弱：小信号放大、大信号放大（功率放大）,频率成分：直流放大、低频放大、宽带放大、谐振放大,2.1.2 电压、电流的符号和正方向的规定,1) 电压、电流符号的规定,直流分量、交流分量、叠加,基本符号：大写字母表示直流量或有效值，小写字母表示随时间变化的量,下标符号：大写字母表示直流量和瞬时值，小写
7、字母表示变化的分量,2) 电压、电流正方向的规定,电压的参考极性(+-)、电流的参考方向(进出),2.1.3 放大电路的主要性能指标,基本概念：正弦波、傅立叶分解、基波、谐波,放大倍数、输入电阻、输出电阻、最大输出幅值、通频带、最大输出功率、效率、非线性失真系数,1) 放大倍数表示放大器的放大能力,不失真的情况下，输出信号与输入信号的比值。放大器可分为四种类型，所以有四种放大倍数的定义。,（1）电压放大倍数定义为: AU=uo/ui,（2）电流放大倍数定义为: AI=io/ii,（3）互阻增益定义为: Ar=uo/ii,（4）互导增益定义为: Ag=io/ui,分贝的概念:,2. 输入电阻Ri
8、从放大电路输入端看进去的等效电阻,Ri=ui / ii,一般来说， Ri越大越好。（1）Ri越大，ii就越小，从信号源索取的电流越小。（2）当信号源有内阻时， Ri越大， ui就越接近uS。,3. 输出电阻Ro从放大电路输出端看进去的等效电阻,输出电阻是表明放大电路带负载能力的，Ro越小，放大电路带负载的能力越强，反之则差。,输出电阻的定义：,4 最大输出幅值,失真:输入输出波形存在差异,非线性失真：非线性器件引起的失真,定义：基本不失真或无明显失真，放大电路的最大正弦输出信号的幅值,5. 通频带,通频带：,fbw=fHfL,放大倍数随频率变化曲线幅频特性曲线,频率失真,6、最大输出功率与效率
9、,如果放大电路的通频带小于信号的频带，由于信号的低频段或者高频段的放大倍数下降过多，放大后的信号不能重现原来的形状，也就是输出信号产生了频率失真。,在输出信号不失真的情况下，负载上能够获得的最大功率Pom与电源消耗的功率Pv的比值。描述电源能量的利用率。用表示。,放大元件iC=iB，工作在放大区，要保证集电结反偏，发射结正偏。,2.2.1 电路的组成和元器件的作用,2.2 共射基本放大电路,各元件作用：,使发射结正偏，并提供适当的静态IB和UBE。,基极电源与基极电阻,集电极电源，为电路提供能量。并保证集电结反偏。,集电极电阻RC，将变化的电流转变为变化的电压。,耦合电容：电解电容，有极性，大
10、小为10F50F,作用：隔直通交隔离输入输出与电路直流的联系，同时能使信号顺利输入输出。,+,+,各元件作用：,基本放大电路的习惯画法,新概念和术语： 隔直电容、耦合电容 偏置电流、偏流 阻容耦合放大电路未加信号时Us=0： 直流状态、静止工作状态、静态、静态工作点、工作点、Q表示加信号Us不等于0： 交流状态、动态工作状态、动态,共射极放大电路的组成与工作原理,组成放大电路的基本条件是,能放大2 不失真,P,N,N,二极管的正向特性,死区,如果输入信号小于死区电压时，二极管不通，这样，被放大的信号就失真了。,基本放大条件：,能放大 、不失真,死区,输入信号小于死区电压时，发射结（二极管）不通
11、，放大信号失真了。,如何解决这个问题？,死区,输入信号小于死区电压时，发射结（二极管）不通，放大信号失真了。,1 将信号减小？,不行！,2 让三极管先导通，将小信号再叠加上?,行！,三极管工作在线性区,基本放大条件：,能放大 、不失真,两个电源能否串连？,如何将电流信号转换为电压信号？,基本放大条件：,能放大 、不失真,如何将电流信号转换为电压信号？,串电阻,？,基本放大条件：,能放大 、不失真,输出电压波形失真了,解决？,解决？,基本放大条件：,能放大 、不失真,解决？,解决？,加隔直电容？,2,基本交流电压放大电路,各元件的作用,1. 晶体管T,是放大元件，iC=iB；也是控制元件，控制E
12、C所提供的能量。,2. 直流电源,EC,集电极电源，为电路提供能量。并保证集电结反偏。（几伏十几伏）,3 集电极电阻RC,将变化的电流转变为变化的电压。(几千欧十几千欧。,4.基极电源EB和基极电阻RB,使发射结正偏，并提供适当的静态工作点。,EB一般为几伏, RB一般为几十千欧以上。,5 耦合电容,隔直流，通交流。一般为几微法到几十微法。,改进电路,可以省去,RB,电源的简化法,忽略电源内阻，,2.1.3 放大电路的静态分析,放大电路分析,静态分析,动态分析,估算法,图解法,微变等效电路法,图解法,计算机仿真,静态:不加输入信号(放大信号),分析的问题:合理确定静态值(静态工作点),分析的方
13、法:估算法和图解法,一、估算法,直流通道,（1）,根据直流通道估算IB,RB称为偏置电阻，IB称为偏置电流。,静态分析,1、估算法：,（2）,根据直流通道估算UCE、IC,IC,UCE,2、图解法：,先估算IB，然后在输出特性曲线上作出直流负载线，与IB对应的输出特性曲线与直流负载线的交点就是Q点。,例：用估算法计算静态工作点。,解：,请注意电路中IB和IC的数量级,已知：UCC=12V，RC=4K，RB=300K ，=37.5。,例：用图解法求静态工作点。,作直流负载线，得静态工作点Q。,2.1.4 放大电路的动态分析,一、微变等效电路法,1. 三极管的微变等效电路,首先考察输入回路,当信号
14、很小时，将输入特性在小范围内近似线性。,uBE,对输入的小交流信号而言，三极管相当于电阻rbe。,对于小功率三极管：,rbe的数量级从几百欧到几千欧。,考察输出回路,所以：,输出端相当于一个受 ib控制的电流源。,输出端还要并联一个大电阻rce。,rce的含义,rce的阻值很大,rce很大，一般忽略。,三极管的微变等效电路,弄清楚等效的概念：,1、对谁等效。2、怎么等效。,e,b,c,b,e,c,2、放大电路的微变等效电路,(1) 放大电路的交流通路,交流通路:,只考虑交流信号的分电路,画交流通路的原则:电容短路,直流电源短路。,交流通路,将交流通路中的三极管用微变等效电路代替,uo,ic,R
15、C,放大电路的微变等效电路,3、电压放大倍数的计算：,负载电阻越小，放大倍数越小。,rbe,RC,RB,+,-,S,R,RL,4、输入电阻的计算：,输入电阻是动态电阻。,（1）输入电阻的概念,等效,对于信号源来说，放大电路是电源的负载，这个负载的大小就可以用一个等效电阻来表示,这个等效电阻就叫放大电路的输入电阻 。,（2）输入电阻的计算,/,思考：,5、输出电阻的计算：,输出电阻是动态电阻。,（1）输出电阻的概念,等效,放大电路对于负载来说，是负载的电压源，电压源的内阻,就叫放大电路的输出电阻 。,（2）输出电阻的计算,负载开路,接负载,两式联立，得,思考：,大好，还是小好？,1 交流负载线,
16、其中：,二、图解法,iC 和 uCE是全量，与交流量ic和uce有如下关系,所以：,这就是说，交流信号的变化沿着斜率为：,的直线。,这条直线通过Q点，称为交流负载线。,交流负载线的作法,IB,过Q点作一条直线,斜率为:,交流负载线,2 图解分析,（1）交流信号得传输情况：,u0怎么变化,？,u0沿交流负载线变化,？,u0与ui反相！,u0,(2) 各点波形,3 失真分析：,为了得到尽量大的输出信号，要把Q设置在交流负载线的中间部分。如果Q设置不合适，信号进入截止区或饱和区，造成非线性失真。,uo,可输出的最大不失真信号,合适的静态工作点,uo,Q点过低，信号进入截止区,称为截止失真,信号波形,
17、uo,Q点过高，信号进入饱和区,称为饱和失真,信号波形,2.1.5 静态工作点的稳定,为了保证放大电路的稳定工作，必须有合适的、稳定的静态工作点。但是，温度的变化严重影响静态工作点。,对于前面的电路（固定偏置电路）而言，静态工作点由UBE、 和ICEO决定，这三个参数随温度而变化，温度对静态工作点的影响主要体现在这一方面。,T,UBE,ICEO,Q,温度对UBE的影响,温度对值及ICEO的影响,总的效果是：,总之：,固定偏置电路的Q点是不稳定的。为此，需要改进偏置电路，当温度升高、 IC增加时，能够自动减少IB，从而抑制Q点的变化。保持Q点基本稳定。,常采用分压式偏置电路来稳定静态工作点。电路
18、见下页。,可以认为与温度无关。,似乎I2越大越好，但是RB1、RB2太小，将增加损耗，降低输入电阻。因此一般取几十K。,本电路稳压的过程实际是由于加了RE形成了负反馈过程,如果去掉CE，放大倍数怎样？,去掉CE后的微变等效电路,将RE折算到基极,去掉CE后的微变等效电路,2.2 共集电极（射极输出器）放大电路,静态分析：,动态分析：,1、电压放大倍数,1、,所以,但是，输出电流Ie增加了。,2、,输入输出同相，输出电压跟随输入电压，故称电压跟随器。,讨论,2、输入电阻,输入电阻高，对前级有利。,3、输出电阻,用加压求流法求输出电阻。,置0,一般,所以,射极输出器的输出电阻很小，带负载能力强。,
19、讨论,1、将射极输出器放在电路的首级，可以提高输入电阻。,2、将射极输出器放在电路的末级，可以降低输出电阻，提高带负载能。,3、将射极输出器放在电路的两级之间，可以起到电路的匹配作用。,2.4 多级阻容耦合放大电路,耦合,耦合方式：直接耦合；阻容耦合；变压器耦合。,设: 1=2=50, rbe1 = 2.9K , rbe2 = 1.7K,典型电路,对耦合电路要求：,要求,动态: 传送信号,减少压降损失,耦合电路：,静态：保证各级Q点设置,波形不失真,阻容耦合电路的频率特性,耦合电容造成,三极管结电容造成,关键 :考虑级间影响,1. 静态: Q点同单级,2. 动态性能:,方法:,ri2 = RL
20、1,性能分析,考虑级间影响,1,解: 1. 微变等效电路:,2.动态参数：,1,ri = R1 / rbe1 +（ +1)RL1 ,其中 RL1= RE1/ ri2 = RE1/ R2 / R3 / rbe2=RE1/RL1=RE1/ri2,= 27 / 1.7 1.7K, ri =1000K/(2.9+511.7)K 82K,2,ro = RC2= 10K,3,中频电压放大倍数:,其中：,2.6 差动放大电路,直接耦合电路的特殊问题,特殊问题:,R2 、RE2 : 为设置合适的Q点而增加。,1.前后级Q点相互影响:,2.零点漂移:,当 ui= 0 时：,特殊问题:,有时会将信号淹没,1.结构:,对称,基本型差动放大器,2.抑制零漂的原理:,uo= uC1 - uC2 = 0,uo= (uC1 + uC1 ) - (uC2 + uC2 ) = 0,当ui1 = ui2 = 0 时：,当温度变化时：,1.结构:,为了使左右平衡，可设置调零电位器:,双电源长尾式差放,ui1,2. 静态分析:,温度T,IC,IE = 2IC,UE,UBE,IB,IC,ui1 = ui2 = 0,RE : 很强的负反馈作用,
