模拟电路课件：第四章 晶体三极管放大电路.ppt

4.1 4.1 晶体三极管晶体三极管4.2 4.2 共射极放大电路分析共射极放大电路分析4.3 4.3 其他类型放大电路分析其他类型放大电路分析4.4 4.4 多级放大电路多级放大电路分析分析4.1 晶体三极管晶体三极管4.1.1 4.1.1 晶体管的结构和类型晶体管的结构和类型4.1.2 4.1.2 4.1.2 4.1.2 晶体管的电流放大作用晶体管的电流放大作用晶体管的电流放大作用晶体管的电流放大作用4.1.3 4.1.3 晶体管放大电路的三种类型晶体管放大电路的三种类型4.1.4 4.1.4 4.1.4 4.1.4 晶体管的共射特性曲线晶体管的共射特性曲线晶体管的共射特性曲线晶体管的共射特性曲线4.1.5 4.1.5 4.1.5 4.1.5 晶体管的主要参数晶体管的主要参数晶体管的主要参数晶体管的主要参数7/30/20244.1.1 晶体管的结构和类型 双极型半导体三极管的结构示意图如图双极型半导体三极管的结构示意图如图01.16所示它有两种类型它有两种类型:NPN型和型和PNP型 图图 01.16 01.16 两种极性的双极型三极管两种极性的双极型三极管e-b间的间的PN结称为结称为发射结发射结(Je) c-b间的间的PN结称为结称为集电结集电结(Jc) 中间部分称为基区，连上电极称为中间部分称为基区，连上电极称为基极，用用B或或b表示；表示； 一侧称为发射区，电极称为一侧称为发射区，电极称为发射极发射极，，用用E或或e表示；表示； 另一侧称为集电区和另一侧称为集电区和集电极集电极，，用用C或或c表示。

表示 双极型三极管的符号在图的下方给出，发射双极型三极管的符号在图的下方给出，发射极的箭头代表发射极电流的实际方向极的箭头代表发射极电流的实际方向 从外表上看两个从外表上看两个N区区,(或两个或两个P区区)是对称的，是对称的，实际上实际上发射区的掺杂浓度大发射区的掺杂浓度大，，集电区掺杂浓度低集电区掺杂浓度低，，且集电结面积大且集电结面积大基区要制造得很薄基区要制造得很薄，其厚度一，其厚度一般在几个微米至几十个微米般在几个微米至几十个微米 无无论论是是NPN型型或或是是PNP型型的的三三极极管管,它它们们均均包包含含三三个个区区: 发发射射区区、、基基区区和和集集电电区区, 并并相相应应地地引引出出三三个个电电极极：：发发射射极极（（e)、、基基极极(b)和和集集电电极极(c)同同时时,在在三三个个区区的的两两两交界处两交界处, 形成两个形成两个PN结结, 分别称为分别称为发射结发射结和和集电结集电结 常常用用的的半半导导体体材材料料有有硅硅和和锗锗, 因因此此共共有有四四种种三三极极管管类类型型。

它它们们对对应应的的型型号号分分别别为为：：3A(锗锗PNP)、、3B(锗锗NPN)、、3C(硅硅PNP)、、3D(硅硅NPN)四种系列四种系列 图图01.17 几种半导体三极管的外形几种半导体三极管的外形 3A(锗锗PNP)、、3B(锗锗NPN)、、3C(硅硅PNP)、、3D(硅硅NPN)n三极管是一种具有电流控制作用的半导体器件三极管是一种具有电流控制作用的半导体器件实现放大需要有内部和外部的条件实现放大需要有内部和外部的条件n内部条件内部条件1、发射区高掺杂，多子浓度远远高于基区的；、发射区高掺杂，多子浓度远远高于基区的；2、基区极薄，且低掺杂；、基区极薄，且低掺杂；3、集电结的面积比发射结的大集电结的面积比发射结的大l外部条件：发射结正偏，集电结反偏外部条件：发射结正偏，集电结反偏NPN管：管：UC > UB > UEPNP管：管：UC < UB < UE4.1.2 晶体管的电流放大作用晶体管的电流放大作用1. 1. 内部载流子的传输过程内部载流子的传输过程7/30/2024 现以现以 NPN型三极管型三极管的放大状态为例，来说的放大状态为例，来说明三极管内部的电流关明三极管内部的电流关系，系， 见图见图4.1。

图 4.1 双极型三极管的电流传输关系1.载流子的运动载流子的运动(1)发射 (2) 扩散和复合扩散和复合 (3) 收集  发射结加正偏时，从发射区将有大量发射结加正偏时，从发射区将有大量的电子向基区扩散，形成的电流为的电子向基区扩散，形成的电流为IEN与PN结中的情况相同结中的情况相同 从基区向发射区也有空穴的扩散运动，从基区向发射区也有空穴的扩散运动，但其数量小，形成的电流为但其数量小，形成的电流为IEP这是因为这是因为发射区的掺杂浓度远大于基区的掺杂浓度发射区的掺杂浓度远大于基区的掺杂浓度 进入基区的电子流因基区的空穴浓度进入基区的电子流因基区的空穴浓度低，被复合的机会较少又因基区很薄，低，被复合的机会较少又因基区很薄，在集电结反偏电压的作用下，电子在基区在集电结反偏电压的作用下，电子在基区停留的时间很短，很快停留的时间很短，很快就运动到了集电结就运动到了集电结的边上，进入集电的边上，进入集电结的结电场区域，被集结的结电场区域，被集电极所收集，形成集电极电流电极所收集，形成集电极电流ICN在基区被复合的电子形成的电流是被复合的电子形成的电流是 IBN。

图 4.1 双极型三极管的电流传输关系 另外因集电结反偏，另外因集电结反偏，另外因集电结反偏，另外因集电结反偏，使集电结区的少子形成使集电结区的少子形成使集电结区的少子形成使集电结区的少子形成漂移电流漂移电流漂移电流漂移电流I ICBOCBO于是可得如下电流关系式得如下电流关系式得如下电流关系式得如下电流关系式: : IE= IEN+ IEP 且有且有IEN>>IEP IEN=ICN+ IBN 且有且有IEN>> IBN ，，ICN>>IBN IC=ICN+ ICBO IB=IEP+ IBN－－ICBOIE=IEP+IEN=IEP+ICN+IBN =(ICN+ICBO)+(IBN+IEP－－ICBO) IE =IC+IB 由以上分析可知，发射区掺杂浓度高，由以上分析可知，发射区掺杂浓度高，基区很薄，是保证三极管能够实现电流放基区很薄，是保证三极管能够实现电流放大的关键若两个大的关键若两个PN结对接，相当基区很结对接，相当基区很厚，所以没有电流放大作用，基区从厚变厚，所以没有电流放大作用，基区从厚变薄，两个薄，两个PN结演变为三极管，这是量变引结演变为三极管，这是量变引起质变的又一个实例。

起质变的又一个实例2. 2. 电流分配关系电流分配关系 对于集电极电流对于集电极电流IC和发射极电流和发射极电流IE之间的之间的关系可以用系数来说明通常定义关系可以用系数来说明通常定义: 称为称为共基直流电流放大系数共基直流电流放大系数它表示最后它表示最后达到集电极的电子电流达到集电极的电子电流ICN与总发射极电流与总发射极电流IE的的比值ICN与与IE相比，因相比，因ICN中没有中没有IEP和和IBN，所，所以以 的值小于的值小于1, 但接近但接近1由此可得由此可得:IC=ICN+ICBO= IE+ICBO= (IC+IB)+ICBO因 ≈1, 所以  >>1定义定义: =IC /IB=(ICN+ ICBO )/IB称为称为共发射极接法直流电流放大系数共发射极接法直流电流放大系数于是于是7/30/20244.1.3 4.1.3 晶体管放大电路的三种类型晶体管放大电路的三种类型 双极型三极管有三个电极，其中两个可双极型三极管有三个电极，其中两个可以作为输入以作为输入, 两个可以作为输出，这样必然两个可以作为输出，这样必然有一个电极是公共电极。

三种类型也称三种有一个电极是公共电极三种类型也称三种组态，见图组态，见图4.2 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CCCC表示表示; ; 共基极接法共基极接法，基极作为公共电极，用，基极作为公共电极，用CBCB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CECE表示；表示；图 4.2 三极管的三种组态典型的阻容耦合共射放大电路典型的阻容耦合共射放大电路晶体管是放大电路的核晶体管是放大电路的核晶体管是放大电路的核晶体管是放大电路的核心，处于放大工作状态心，处于放大工作状态心，处于放大工作状态心，处于放大工作状态时，能将输入电流的微时，能将输入电流的微时，能将输入电流的微时，能将输入电流的微小变化转化成输出电流小变化转化成输出电流小变化转化成输出电流小变化转化成输出电流的较大变化的较大变化的较大变化的较大变化集电极电阻集电极电阻集电极电阻集电极电阻R Rc c将集电极将集电极将集电极将集电极电流电流电流电流i ic的变化转化为交的变化转化为交的变化转化为交的变化转化为交变的输出电压变的输出电压变的输出电压变的输出电压u uo，实现，实现，实现，实现对对对对u ui的放大作用的放大作用的放大作用的放大作用基极电阻基极电阻Rb及基及基极电源极电源VBB是为晶是为晶体管发射结提供体管发射结提供正向偏置电压，正向偏置电压，产生基极电流产生基极电流集电极电源集电极电源VCC为晶体管集电结提供为晶体管集电结提供方向偏置，以保证晶体管工作于放大方向偏置，以保证晶体管工作于放大状态，并与集电极电阻共同确定晶体状态，并与集电极电阻共同确定晶体管静态工作点管静态工作点ＣＣ１１将信号源与放大电路隔离，Ｃ将信号源与放大电路隔离，Ｃ２２将放大电路与输出端将放大电路与输出端隔离，不影响交流信号的传输。

隔离，不影响交流信号的传输 综上所述，基本放大电路有四个组成部分、综上所述，基本放大电路有四个组成部分、三种基本电路形式（或称为组态），在构成具体三种基本电路形式（或称为组态），在构成具体放大电路时，无论哪一种组态，都应遵从下列原放大电路时，无论哪一种组态，都应遵从下列原则：则：（１）必须保证放大器件工作在放大区，以实现电（１）必须保证放大器件工作在放大区，以实现电流或电压控制作用；流或电压控制作用；（２）电路的设计应保证信号能有效地传输，即有（２）电路的设计应保证信号能有效地传输，即有ui时，应有时，应有uo输出；输出；（３）元件参数的选择应保证输入信号能不失真的（３）元件参数的选择应保证输入信号能不失真的放大，否则，放大将失去意义放大，否则，放大将失去意义 以上三条原则也是判断一个电路是否具有放大作以上三条原则也是判断一个电路是否具有放大作用的依据用的依据7/30/20244.1.4 晶体管的共射特性曲线 这里，这里，B B表示输入电极，表示输入电极，C C表示输出电极，表示输出电极，E E表示公共电极所以这两条曲线是共发射极表示公共电极。

所以这两条曲线是共发射极接法的特性曲线接法的特性曲线 iB是输入电流，是输入电流，vBE是输入电压是输入电压，加在，加在B、、E两电极之间两电极之间 iC是输出电流，是输出电流，vCE是输出电压是输出电压，从，从C、、E 两电极取出两电极取出 输入特性曲线输入特性曲线—— iB=f(vBE)  vCE=const 输出特性曲线输出特性曲线—— iC=f(vCE)  iB=const本节介绍共发射极接法三极管的特性曲线，即本节介绍共发射极接法三极管的特性曲线，即 共发射极接法的供电电路和电压共发射极接法的供电电路和电压-电流电流关系如图关系如图4.34.3所示所示图4.3 共发射极接法的电压-电流关系 输入特性曲线类似于发射结的伏安特性曲线，输入特性曲线类似于发射结的伏安特性曲线，现讨论现讨论iB和和vBE之间的函数关系之间的函数关系因为有集电结电因为有集电结电压的影响，压的影响，它与一个单独的它与一个单独的PN结的伏安特性曲线结的伏安特性曲线不同 为了排除为了排除vCE的影响，在讨论输入特性曲线的影响，在讨论输入特性曲线时，应使时，应使vCE=const(常数常数)。

1. 1. 共射输入特性曲线共射输入特性曲线 vCE的影响，可以用三极管的内部反馈作用的影响，可以用三极管的内部反馈作用解释，即解释，即vCE对对iB的影响的影响  共发射极接法的输入特性曲线见图共发射极接法的输入特性曲线见图4.44.4其中uCE=0V的的那一条相当于发射结的正向特性曲线那一条相当于发射结的正向特性曲线 当当uCE≥1V时，时，uCB=uCE - - u uBE>0，集电结已进入反偏状，集电结已进入反偏状态，开始收集电子，且基区复合减少，态，开始收集电子，且基区复合减少， IC / IB 增大，在增大，在同样的同样的uBE之下，之下，iB将减小，特性曲线将向右稍微移动一将减小，特性曲线将向右稍微移动一些但vCE再增加时，曲线右移很不明显再增加时，曲线右移很不明显 曲线的右移是三极曲线的右移是三极管内部反馈所致，右移管内部反馈所致，右移不明显说明内部反馈很不明显说明内部反馈很小输入特性曲线的分输入特性曲线的分区：区： ① ①死区死区 ② ②非线性区非线性区 ③ ③线性区线性区 图图4.4 4.4 共射接法输入特性曲线共射接法输入特性曲线 2. 2. 输出特性曲线输出特性曲线 共发射极接法的输出特性曲线如图共发射极接法的输出特性曲线如图4.54.5所示，它是以所示，它是以iB为参变量的一族特性曲线。

现以其中任何一条加以说明，为参变量的一族特性曲线现以其中任何一条加以说明，当当vCE=0 V时，因集电极无收集作用，时，因集电极无收集作用，iC=0当vCE稍增大，稍增大，发射结虽处于正向电压发射结虽处于正向电压之下，但集电结反偏电之下，但集电结反偏电压很小，如压很小，如 vCE< 1 V vBE=0.7 V vCB= vCE- - vBE= <0.7 V集电区收集电子的能力集电区收集电子的能力很弱，很弱，iC主要由主要由vCE决定 图图4.5 4.5 共发射极接法输出特性曲线共发射极接法输出特性曲线 当当vCE增加到使集电结反偏电压较大时，如增加到使集电结反偏电压较大时，如 vCE ≥1 V vBE ≥0.7 V运动到集电结的电子基本运动到集电结的电子基本上都可以被集电区收集，上都可以被集电区收集，此后此后vCE再增加，电流也再增加，电流也没有明显的增加，特性没有明显的增加，特性曲线进入与曲线进入与vCE轴基本平轴基本平行的区域行的区域 (这与输入特这与输入特性曲线随性曲线随vCE增大而右移增大而右移的原因是一致的的原因是一致的) 。

图图4.6 共发射极接法输出特性曲线共发射极接法输出特性曲线  输出特性曲线可以分为三个区域输出特性曲线可以分为三个区域:饱和区饱和区——iC受受vCE显著控制的区域，该区域内显著控制的区域，该区域内vCE的的 数值较小，一般数值较小，一般vCE＜＜0.7 V(硅管硅管)此时 发射结正偏，发射结正偏，集电结正偏集电结正偏或反偏电压很小或反偏电压很小截止区截止区——iC接近零的区域，相当接近零的区域，相当iB=0的曲线的下方的曲线的下方 此时，此时，发射结反偏，发射结反偏，集电结反偏集电结反偏放大区放大区——iC平行于平行于vCE轴的区域，轴的区域， 曲线基本平行等距曲线基本平行等距 此时，此时，发发射结正偏，射结正偏，集电结反偏，集电结反偏，电压大于电压大于0.7 V左右左右(硅管硅管)  (1) 截止区截止区 一一般般将将ＩＩＢＢ≤００的的区区域域称称为为截截止止区区, 在在图图中中为为ＩＩＢＢ＝＝００的的一一条条曲曲线线的的以以下下部部分分。

此此时时ＩＩＣＣ也也近近似似为为零零由由于于各各极极电电流流都基本上等于零都基本上等于零, 因而此时三极管没有放大作用因而此时三极管没有放大作用  其其实实ＩＩＢＢ＝＝００时时, ＩＩＣＣ并并不不等等于于零零, 而而是是等等于于穿穿透透电电流流ICEO一一般般硅硅三三极极管管的的穿穿透透电电流流小小于于１１μA, 在在特特性性曲曲线线上上无无法表示出来锗三极管的穿透电流约几十至几百微安法表示出来锗三极管的穿透电流约几十至几百微安 当当发发射射结结反反向向偏偏置置时时, 发发射射区区不不再再向向基基区区注注入入电电子子, 则则三三极极管管处处于于截截止止状状态态所所以以, 在在截截止止区区, 三三极极管管的的两两个个结结均均处于反向偏置状态处于反向偏置状态 对ＮＰＮ三极管对ＮＰＮ三极管, ＵＵＢＥＢＥ＜０＜０, ＵＵBC＜＜０  (2) 放大区放大区 此此时时发发射射结结正正向向运运用用, 集集电电结结反反向向运运用用 在在曲曲线线上上是是比比较较平平坦坦的的部部分分, 表表示示当当ＩＩＢＢ一一定定时时, ＩＩＣＣ的的值值基基本本上上不不随随ＵＵCE而变化。

而变化 在在这这个个区区域域内内,当当基基极极电电流流发发生生微微小小的的变变化化量量ΔＩＩＢＢ时时, 相相应应的的集集电电极极电电流流将将产产生生较较大大的的变变化化量量ΔＩＩＣＣ, 此此时时二二者者的的关系为关系为 ΔＩＩＣＣ＝＝βΔＩＩＢＢ 该式体现了三极管的电流放大作用该式体现了三极管的电流放大作用  对对于于ＮＮＰＰＮＮ三三极极管管, 工工作作在在放放大大区区时时ＵＵＢＢＥＥ≥００.７７V, 而而ＵＵＢＣＢＣ＜０   (3) 饱和区饱和区 曲曲线线靠靠近近纵纵轴轴附附近近, 各各条条输输出出特特性性曲曲线线的的上上升升部部分分属属于于饱饱和和区区 在在这这个个区区域域, 不不同同ＩＩＢＢ值值的的各各条条特特性性曲曲线线几几乎乎重重叠叠在在一一起起, 即即当当ＵＵＣＣＥＥ较较小小时时, 管管子子的的集集电电极极电电流流ＩＩＣＣ基基本本上上不不随随基基极极电电流流ＩＩＢＢ而而变变化化, 这这种种现现象象称称为为饱饱和和此此时时三三极极管管失失去去了了放放大大作用作用, ＩＩＣＣ＝＝βＩＩＢＢ或或ΔＩＩＣＣ＝＝βΔＩＩＢＢ关系不成立关系不成立。

 一一般般认认为为ＵＵCE＝＝ＵＵBE, 即即ＵＵCB＝＝００时时, 三三极极管管处处于于临临界界饱饱和和状状态态, 当当ＵＵCE＜＜ＵＵBE时时称称为为过过饱饱和和三三极极管管饱饱和和时时的的管管压压降降用用ＵＵCES表表示示在在深深度度饱饱和和时时, 小小功功率率管管管管压压降降通通常常小小于于００.３３V 三三极极管管工工作作在在饱饱和和区区时时, 发发射射结结和和集集电电结结都都处处于于正正向向偏偏置置状态对对NPN三极管三极管,ＵＵＢＥＢＥ＞０＞０, ＵＵＢＣＢＣ＞０ 4.1.5 晶体管的主要参数 半导体三极管的参数分为三大类半导体三极管的参数分为三大类: 直流参数直流参数 交流参数交流参数 极限参数极限参数 (1)(1)直流参数直流参数 ①①直流电流放大系数直流电流放大系数 1.1.共发射极直流电流放大系数共发射极直流电流放大系数 =（（IC－－ICEO））/IB≈IC / IB   vCE=const 在放大区基本不变。

在共发射极输出特性在放大区基本不变在共发射极输出特性曲线上，曲线上， 通过垂直于通过垂直于X轴的直线轴的直线(vCE=const)来求来求取取IC / IB ，如图，如图4.7所示在IC较小时和较小时和IC较大较大时，时， 会有所减小，这一关系见图会有所减小，这一关系见图4.8图4.8 值与IC的关系图 4.7 在输出特性曲线上决定 2.共基极直流电流放大系数共基极直流电流放大系数 =（（IC－－ICBO））/IE≈IC/IE 显然显然 与与 之间有如下关系之间有如下关系: = IC/IE= IB/ 1+  IB= / 1+   ②②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 ICBO的下标的下标CB代表集电极和基极，代表集电极和基极，O是是Open的字头，代表第三个电极的字头，代表第三个电极E开开路它相当于路它相当于集电结的反向饱和电流集电结的反向饱和电流 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和和ICBO有如下关系有如下关系 ICEO=（（1+ ））ICBO 相当基极开路时，集电极和发射极间的反向相当基极开路时，集电极和发射极间的反向饱和电流，即输出特性曲线饱和电流，即输出特性曲线IB=0那条曲线所对应那条曲线所对应的的Y坐标的数值。

如图坐标的数值如图4.9所示图图4.9 ICEO在输出特性曲线上的位置在输出特性曲线上的位置(2)(2)交流参数交流参数①①交流电流放大系数交流电流放大系数 1.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 在放大区在放大区  值基本不变，可在共射接法输出值基本不变，可在共射接法输出特性曲线上，通过垂直于特性曲线上，通过垂直于X 轴的直线求取轴的直线求取 IC/ IB或在图或在图4.8上通过求某上通过求某一点的斜率得到一点的斜率得到 具体方法如图具体方法如图4.10所示 图图4.10 在输出特性曲线上求在输出特性曲线上求β 2.共基极交流电流放大系数共基极交流电流放大系数α αα= IC/ IE  VCB=const当当ICBO和和ICEO很小时，很小时， ≈ 、、 ≈ ，可以不加区分可以不加区分 ②②特征频率特征频率fT 三极管的三极管的 值不仅与工作电流有关，而且与值不仅与工作电流有关，而且与工作频率有关。

由于结电容的影响，当信号频率工作频率有关由于结电容的影响，当信号频率增加时，三极管的增加时，三极管的 将会下降将会下降当当 下降到下降到1时所对时所对应的频率称为特征频率，用应的频率称为特征频率，用fT表示 (3)极限参数极限参数 ①①①①集电极最大允许电流集电极最大允许电流集电极最大允许电流集电极最大允许电流I ICMCM 如图如图4.11所示，当集电极电流增加时，所示，当集电极电流增加时，  就就要下降，当要下降，当 值值下降到线性放大区下降到线性放大区 值的值的70～～30％％时，所对应的集电极电流称为集电极最大允许电时，所对应的集电极电流称为集电极最大允许电流流ICM至于 值值下降多少，不同型号的三极管，下降多少，不同型号的三极管，不同的厂家的规定有不同的厂家的规定有所差别可见，当可见，当IC＞＞ICM时，时，并不表示三极管并不表示三极管会损坏 图图4.11 值与值与IC的关系的关系②②集电极最大允许功率损耗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，集电极电流通过集电结时所产生的功耗， PCM= ICUCE 满足满足iCuCE

的关系，是安全的 ③反向击穿电压 反向击穿电压表示三极管电极间承受反向电反向击穿电压表示三极管电极间承受反向电压的能力，其测试时的原理电路如图压的能力，其测试时的原理电路如图4.124.12所示 图图4.12 4.12 三极管击穿电压的测试电路三极管击穿电压的测试电路 1.U(BR)CBO——发射极开路时的集电结击穿电压发射极开路时的集电结击穿电压下标下标BR代表击穿之意，是代表击穿之意，是Breakdown的字头，的字头，CB代表集电极和基极，代表集电极和基极，O代表第三个电极代表第三个电极E开路 2.U(BR) EBO——集电极开路时发射结的击穿电压集电极开路时发射结的击穿电压 3.U(BR)CEO——基极开路时集电极和发射极间的基极开路时集电极和发射极间的 击穿电压击穿电压 对于对于U(BR)CER表示表示BE间接有电阻，间接有电阻，U(BR)CES表示表示BE间是短路的间是短路的几个击穿电压在大小上有如下关系几个击穿电压在大小上有如下关系：： U(BR)CBO≈U(BR)CES＞＞U(BR)CER＞＞U(BR)CEO＞＞U(UBR) EBO 由由PCM、、 ICM和和V(BR)CEO在输出特性曲线上可以在输出特性曲线上可以确定过损耗区、过电流区和击穿区，见图确定过损耗区、过电流区和击穿区，见图4.13。

图图4.13 输出特性曲线上的过损耗区和击穿区输出特性曲线上的过损耗区和击穿区4.2 共射极放大电路分析4.2.1 直流通路和交流通路直流通路和交流通路4.2.2 图解法图解法4.2.3 微变等效电路法微变等效电路法4.2.4 静态工作点稳定的共射放大电路静态工作点稳定的共射放大电路4.2.5 放大电路的频率响应放大电路的频率响应基本分析方法两种基本分析方法两种图解法图解法微变等效电路法微变等效电路法在承认放大器件特性曲线为非线性在承认放大器件特性曲线为非线性的前提下，在放大管的特性曲线上的前提下，在放大管的特性曲线上用作图的方法求解用作图的方法求解实质是在一个比较小的变化范实质是在一个比较小的变化范围内，近似认为三极管的特性围内，近似认为三极管的特性曲线是线性，由此导出放大器曲线是线性，由此导出放大器件的等效电路以及相应的微变件的等效电路以及相应的微变等效参数，将非线性的问题转等效参数，将非线性的问题转化为线性问题，然后利用电路化为线性问题，然后利用电路原理中介绍的适用于线性电路原理中介绍的适用于线性电路的各种定律、定理等对放大电的各种定律、定理等对放大电路进行求解路进行求解。

放大电路的分析主要包含两个部分放大电路的分析主要包含两个部分:1、静态分析：分析未加输入信号时的工作状态，估算电路中的、静态分析：分析未加输入信号时的工作状态，估算电路中的直流电压和直流电流即确定放大电路的静态工作点直流电压和直流电流即确定放大电路的静态工作点2、动态分析：分析加上交流输入信号时的工作状态，估算放大、动态分析：分析加上交流输入信号时的工作状态，估算放大电路的各项动态技术指标，如电压放大倍数、输入电阻、输出电电路的各项动态技术指标，如电压放大倍数、输入电阻、输出电阻、通频带、最大输出功率等阻、通频带、最大输出功率等4.2 共射极放大电路分析图图4.14( (b) )4.2.1　直流通路与交流通路　直流通路与交流通路图图 4.14图图 4.14( (a) )n当输入信号为零时，电路只有直流电流当输入信号为零时，电路只有直流电流n直流通路：电容视为开路，电感视为短路直流通路：电容视为开路，电感视为短路n考虑信号的放大时，就考虑交流通路考虑信号的放大时，就考虑交流通路n交流通路：电容视为短路，电感视为开路，直流电交流通路：电容视为短路，电感视为开路，直流电源在交流通路中按短路处理。

源在交流通路中按短路处理静态工作点的近似计算静态工作点的近似计算硅管硅管 UBEQ = (0.6 ~ 0.8) V锗管锗管 UBEQ = (0.1 ~ 0.2) VICQ     IBQUCEQ = VCC – ICQ RC 当外加输入信号为零时，在直流电源当外加输入信号为零时，在直流电源VCC的作用下，的作用下，三极管的基极回路和集电极回路均存在直流电流和直流三极管的基极回路和集电极回路均存在直流电流和直流电压，这些直流电流和电压在三极管的输入、输出特性电压，这些直流电流和电压在三极管的输入、输出特性上各自对应一个点，称为静态工作点上各自对应一个点，称为静态工作点 根据直流通道可对放大电路的静态工作点进行计算根据直流通道可对放大电路的静态工作点进行计算IBQ、、ICQ、、 UBEQ和和UCEQ这些量代表的工作状态称为这些量代表的工作状态称为静态工静态工作点作点在测试基本放大电路时，往往测量三个电极对地在测试基本放大电路时，往往测量三个电极对地的电位的电位UB、、UE和和UC即可确定三极管的静态工作状态即可确定三极管的静态工作状态bceIBQICQ UCEQ图图 4.14( (a) )【【例例】】图示单管共射放大电路中，图示单管共射放大电路中，VCC = 12 V，，Rc = 3 k ，，Rb = 280 k ，，NPN 硅硅管管的的   = 50，，试试估估算算静静态工作点。

态工作点图图 4.14解：解：设设 UBEQ = 0.7 VICQ     IBQ = (50   0.04) mA = 2 mAUCEQ = VCC – ICQ Rc = (12   2   3)V = 6 V4.2.2　图解法　图解法　　　　在在三三极极管管的的输输入入、、输输出出特特性性曲曲线线上上直直接接用用作作图图的的方方法求解放大电路的工作情况法求解放大电路的工作情况1.1. 静态静态分析分析1）先用估算的方法计算输入回路）先用估算的方法计算输入回路 IBQ、、 UBEQ2）用图解法确定输出回路静态值）用图解法确定输出回路静态值方法：方法：根据根据 uCE = VCC   iCRc 式确定两个特殊点式确定两个特殊点 图解法既可分析放大电路的静态，也可分析动态图解法既可分析放大电路的静态，也可分析动态分析的过程先静态后动态分析的过程先静态后动态输出回路输出回路输出特性输出特性直流负载线直流负载线Q图图0 2.11　　　　由由静静态态工工作作点点 Q 确确 定定 的的 ICQ、、UCEQ 为静态值为静态值1. 由直流负载列出方程由直流负载列出方程 UCE=UCC－－ICRc2. 在输出特性曲线上确定在输出特性曲线上确定两个特殊点两个特殊点,即可即可 画出直流负载线。

画出直流负载线用图解法求用图解法求Q点的步骤点的步骤：：UCC 、、 UCC /Rc3. 在输入回路列方程式在输入回路列方程式VBE =VCC－－IBRb4. 在输入特性曲线上，作出输入负载线，两在输入特性曲线上，作出输入负载线，两 线的交点即是线的交点即是Q5. 得到得到Q点的参数点的参数IBQ、、ICQ和和VCEQ图图4.14　　　　【【例例】】图图示示单单管管共共射射放放大大电电路路及及特特性性曲曲线线中中，，已已知知 Rb = 280 k ，，Rc = 3 k  ，， NPN NPN 硅硅管管的的   = = 5050，，集集电电极极直流电源直流电源 VCC = 12 V，，试用图解法确定静态工作点试用图解法确定静态工作点解：解：首先估算首先估算 IBQ做做直流负载线，确定直流负载线，确定 Q 点点根据根据 UCEQ = VCC – ICQ RciC = 0，，uCE = 12 V ；；uCE = 0，，iC = 4 mA .0iB = 0 µA20 µA40 µA60 µA80 µA134224681012MQ静态工作点静态工作点静态工作点静态工作点IBQ = 40 µA ，，ICQ = 2 mA，，UCEQ = 6 V.uCE /V由由 Q 点确定静态值为：点确定静态值为：iC /mA图图 4.152. 2. 动态动态分析分析分析放大电路的动态工作情况应该根据它的交流通路。

分析放大电路的动态工作情况应该根据它的交流通路1）） 交流通路的输出回路交流通路的输出回路图图 4.16 输出通路的外电路是输出通路的外电路是 Rc 和和 RL 的并联 交流负载线具有如下两个特点交流负载线具有如下两个特点:  (1) 交流负载线必通过静态工作点交流负载线必通过静态工作点, 因为当输入信因为当输入信号号ui的瞬时值为零时的瞬时值为零时, 如忽略电容如忽略电容C1和和C2的影响的影响, 则则电路状态和静态时相同电路状态和静态时相同  (2) 另一特点是交流负载线的斜率由另一特点是交流负载线的斜率由 表示 交流负载线交流负载线OIBiC / mAuCE /VQ静态工作点静态工作点静态工作点静态工作点图图4.172）） 交流负载线交流负载线交流负载线斜率为：交流负载线斜率为：过Q点, 作一条 的直线, 就是交流负载线 具体作法如下:  首先作一条 的辅助线(此线有无数条), 然后过Q点作一条平行于辅助线的线即为交流负载线, 如图2 - 7所示。

由于  , 故一般情况下交流负载线比直流负载线陡 交流负载线也可以通过求出在uCE坐标的截距, 再与Q点相连即可得到 uCE 坐标的截距：连接Q点和 点即为交流负载线  当外加一个正弦输入电压时，放大电路当外加一个正弦输入电压时，放大电路的工作点将沿着的工作点将沿着交流负载线交流负载线运动所以只运动所以只有有交流负载线交流负载线才能描述动态时才能描述动态时iC与与uCE的关的关系系，而，而直流负载线直流负载线的作用只能用以确定静的作用只能用以确定静态工作点态工作点，不能表示放大电路的动态工作，不能表示放大电路的动态工作情况3）） 动态工作情况图解分析动态工作情况图解分析图图 4.17（（a））输入回路工作情输入回路工作情况况0.680.72 uBE iBtQ000.7t6040200uBE/ViB / µAuBE/ViBUBE交流负载线交流负载线直流负载线直流负载线4.57.5 uCE912t0ICQiC / mA0IB = 4 0 µA2060804Q260uCE/ViC / mA0tuCE/VUCEQ iC图图 4.17( (b) )输出回路工作输出回路工作情况分析情况分析4）电压放大倍数）电压放大倍数图图 4.14【【例例】】用用图图解解法法求求图图4.14所所示示电电路路电电压压放放大大倍倍数数。

输输入入、、输出特性曲线如右图输出特性曲线如右图4.17，，RL = 3 k   uCE = (4.5 – 7.5) V =  3 V uBE = (0.72 – 0.68) V = 0.04 V解：解：求求 确定交流负载线确定交流负载线取取  iB = (60 – 20)  A = 40A则输入、输出特性曲线上有则输入、输出特性曲线上有　　　　单单管管共共射射放放大大电电路路当当输输入入正正弦弦波波 uI 时时，，放放大大电电路路中中相相应应的的 uBE、、iB、、iC、、uCE、、uO 波形图图 4.18单管共射放大电路的电压电流波形单管共射放大电路的电压电流波形1 1、性范围内，、性范围内， u uBEBE、、i iB B、、i iC C、、u uCECE、、u uO O 波形都是在原来静态直流量的基波形都是在原来静态直流量的基础上，再叠加一个正弦交流成分，成础上，再叠加一个正弦交流成分，成为为交直流并存交直流并存的状态2 2、输入电压有一个微小的变化量时，、输入电压有一个微小的变化量时，通过放大电路，在输出端可得到一个通过放大电路，在输出端可得到一个比较大的电压变化量，单管共射放大比较大的电压变化量，单管共射放大电路能够实现电路能够实现电压放大作用。

电压放大作用3 3、当输入一个正弦电压、当输入一个正弦电压uI时，输出时，输出端的正弦电压信号的相位端的正弦电压信号的相位uO与与u uI I相反，相反，单管共射放大电路具有单管共射放大电路具有倒相倒相作用5 5）波形非线性失真的分析）波形非线性失真的分析　　　　1. 静静态态工工作作点点过过低低，，引引起起 iB、、iC、、uCE 的的波形失真波形失真ibui结论：结论：iB 波形失真波形失真OQOttOuBE/ViB / µAuBE/ViB / µAIBQ　　　　—— 截止失真截止失真iC 、 uCE ( (uo ) )波形失真波形失真NPN 管管截截止止失失真真时时的输出的输出 uo 波形uo = uceOiCtOOQ tuCE/VuCE/ViC / mAICQUCEQOIB = 0QtOO NPN 管管 uo波形波形tiCuCE/VuCE/ViC / mAuo = uceib( (不不失真失真) )ICQUCEQ2. Q 点过高，引起点过高，引起 iC、、uCE的波形失真的波形失真—饱和失真饱和失真6)6) 最大不失真输出电压最大不失真输出电压OiB = 0QuCE/ViC / mAACBDE交流负载交流负载线线 输输出出波波形形没没有有明明显显失失真真时时能能够够输输出出最最大大电电压压。

即即输输出出特特性的性的 A、、B 所限定的范围所限定的范围 Q 尽尽量量设设在线段段 AB 的的中中点点则则 AQ = QB，，CD = DE此此时时充充分分利利用用了了交交流流负负载载线线上上AB之之间间的的动动态态工工作作范范围围，，最最大大不不失真输出幅度为失真输出幅度为: 若静态工作点设置过高或过低，则交流负载线上若静态工作点设置过高或过低，则交流负载线上AB之之间的动态工作范围不能充分利用，使最大输出幅度减小，间的动态工作范围不能充分利用，使最大输出幅度减小，此时此时CD≠DE，，Uom将由将由CD和和DE二者中较小者决定二者中较小者决定图解法小结图解法小结　　　　1. 能够形象地显示静态工作点的位置与非线性能够形象地显示静态工作点的位置与非线性失真的关系；失真的关系；　　　　2. 方便估算最大输出幅值的数值；方便估算最大输出幅值的数值；　　　　3. 可直观表示电路参数对静态工作点的影响；可直观表示电路参数对静态工作点的影响；　　　　4. 有利于对静态工作点有利于对静态工作点 Q 的检测等的检测等4.2.3　微变等效电路法　微变等效电路法 　　　　晶晶体体管管在在小小信信号号( (微微变变量量) )情情况况下下工工作作时时，，可可以以在在静静态态工工作作点点附附近近的的小小范范围围内内用用直直线线段段近近似似地地代代替替三三极极管管的的特特性性曲曲线线，，三三极极管管就就可可以以等等效效为为一一个个线线性性元元件件。

这这样样就就可可以以将将非非线线性性元元件件晶晶体体管管所所组组成成的的放放大大电电路路等等效效为为一一个个线性电路线性电路微变等效条件微变等效条件研究的对象仅仅是研究的对象仅仅是变化量变化量信号的信号的变化范围很小变化范围很小一、简化的一、简化的 h 参数微变等效电路参数微变等效电路( (一一) ) 三极管的微变等效电路三极管的微变等效电路 iB uBE 晶体管的输入特性曲线晶体管的输入特性曲线 rbe ：：晶体管的输入电阻晶体管的输入电阻 在在小小信信号号的的条条件件下下，，rbe是是一一常常数数晶体管的输入电路可用晶体管的输入电路可用 rbe 等效代替等效代替1. 输入电路输入电路Q 点附近的工作段点附近的工作段近似地看成直线近似地看成直线 可认为可认为  uBE 与与  iB 成正比成正比QOiB uBE 图图 4.19( (a) )１）基区体电阻１）基区体电阻rｂｂｂｂ′ 晶体管的基区是一层很薄的半导体材料，而且晶体管的基区是一层很薄的半导体材料，而且截面积很小，会对基极电流呈现一定的电阻，称截面积很小，会对基极电流呈现一定的电阻，称为基区体电阻为基区体电阻rｂｂｂｂ′ （ｂ（ｂ′是基区内假想的一个是基区内假想的一个节点）。

节点）ub’e和和ub’c是作用于发射结和集电结的电是作用于发射结和集电结的电压不同型号晶体管的压不同型号晶体管的rｂｂｂｂ′有所差别有所差别２）发射结电阻２）发射结电阻rｂｂ′e利用利用3.2.2节二极管小信号电阻的计算方法，可得节二极管小信号电阻的计算方法，可得2. 输出电路输出电路　　　　假假设设在在 Q 点点附附近近特特性性曲曲线线基基本本上上是是水水平平的的( ( iC 与与  uCE无关无关) )，数量关系上，，数量关系上，  iC 比比  iB 大大   倍；倍； iB   iB　　　　从从三三极极管管输输出出端端看看，，可可以以用用    iB 恒恒流流源源代代替三极管；替三极管；该恒流源为受控源；该恒流源为受控源；为为 iB 对对 iC 的控制uCE QiC O图图 4.19( (b) )３）集３）集-射极间电阻ｒ射极间电阻ｒｃｅｃｅ　　由晶体管输出特性曲线可知，ｒ　　由晶体管输出特性曲线可知，ｒｃｅｃｅ通常是比通常是比较大的数值，有时可近似为开路较大的数值，有时可近似为开路４）晶体管的跨导ｇ４）晶体管的跨导ｇｍｍ3. 三极管的简化参数等效电路三极管的简化参数等效电路　　　　注注意意：：这这里里忽忽略略了了 uCE 对对 iC与与输输出出特特性性的的影影响响，，在在大大多多数数情情况况下下，，简简化化的的微微变变等等效效电电路路对对于于工工程程计计算算来来说说误差很小。

误差很小图图 4.20　　三极管的简化三极管的简化 h 参数等效电路参数等效电路cbe + uBE   + uCE   iC iBebcrbe    iB+ uBE  + uCE   iC iB4. 电压放大倍数电压放大倍数 Au；；输入电阻输入电阻 Ri、、输出电阻输出电阻 ROC1RcRb+VCCC2RL+++VT+ Ri = rbe // Rb ，，Ro = Rcrbe ebcRcRLRb+ + 图图 4.21　　单管共射放大电路的等效电路单管共射放大电路的等效电路电流放大倍数与电压放大倍数之间关系电流放大倍数与电压放大倍数之间关系讨论讨论　　　　1. 当当 IEQ 一一定定时时，，   愈愈大大则则 rbe 也也愈愈大大，，选选用用   值值较大的三极管其较大的三极管其 Au 并不能按比例地提高；并不能按比例地提高；因：因：　　　　2. 当当   值值一一定定时时，，IEQ 愈愈大大则则 rbe 愈愈小小，，可可以以得得到到较较大的大的 Au ，，这种方法比较有效。

这种方法比较有效 ( (三三) ) 等效电路法的步骤等效电路法的步骤( (归纳归纳) )　　　　1. 首首先先利利用用图图解解法法或或近近似似估估算算法法确确定定放放大大电电路路的静态工作点的静态工作点 Q 　　　　2. 求求出出静静态态工工作作点点处处的的微微变变等等效效电电路路参参数数   和和 rbe 　　　　3. 画画出出放放大大电电路路的的微微变变等等效效电电路路可可先先画画出出三三极极管管的的等等效效电电路路，，然然后后画画出出放放大大电电路路其其余余部部分分的的交交流通路　　　　4. 列出电路方程并求解列出电路方程并求解4.2.4　静态工作点稳定的共射放大电路　静态工作点稳定的共射放大电路1　温度对晶体管参数的影响　温度对晶体管参数的影响 三三极极管管是是一一种种对对温温度度十十分分敏敏感感的的元元件件温温度度变变化化对对管管子参数的影响主要表现有：子参数的影响主要表现有： 1. UBE 改改变变UBE 的的温温度度系系数数约约为为 –2 mV/ C，，即即温温度每升高度每升高 1 C，，UBE 约下降约下降 2 mV 2.   改改变变。

温温度度每每升升高高 1 C，，   值值约约增增加加 0.5% ~ 1 %，，   温度系数分散性较大温度系数分散性较大 3. ICBO 改改变变温温度度每每升升高高 10 C ，，ICBO 大大致致将将增增加加一一倍，说明倍，说明 ICBO 将将随温度按指数规律上升随温度按指数规律上升温度升高将导致温度升高将导致 IC 增大，增大，Q 上移波形容易失真波形容易失真iCuCEOiBQVCCT = 20  C T = 50  C图图 4.22　　温度对温度对 Q 点和输出点和输出波形的影响波形的影响2　　分压式偏置共射放大分压式偏置共射放大电路电路一、电路组成一、电路组成——分压式偏置电路分压式偏置电路C1RcRb2+VCCC2RL++++ +CeuoRb1ReiBiCiEiRuiuEuB图图 4.23　　分压式工作点稳定电路分压式工作点稳定电路　　由于　　由于 UBQ 不随温度变化，不随温度变化，——电流负反馈式工作点稳定电路电流负反馈式工作点稳定电路　　　　T    ICQ    IEQ    UEQ    UBEQ ( (= UBQ – UEQ) )    IBQ    ICQ  说明：说明：　　　　1. Re 愈愈大大，，同同样样的的  IEQ 产产生生的的  UEQ 愈愈大大，，则则温温度度稳稳定定性性愈愈好好。

但但 Re 增增大大，，UEQ 增增大大，，要要保保持持输输出量不变，必须增大出量不变，必须增大 VCC　　　　2. 接接入入 Re ，，电电压压放放大大倍倍数数将将大大大大降降低低在在 Re 两两端端并并联联大大电电容容 Ce ，，交交流流电电压压降降可可以以忽忽略略，，则则 Au 基基本本无影响 Ce 称旁路电容称旁路电容　　　　3. 要要保保证证 UBQ 基基本本稳稳定定，，IR >> IBQ，，则则需需要要 Rb1、、Rb2 小小一一些些，，但但这这会会使使电电阻阻消消耗耗功功率率增增大大，，且且电电路路的的输输入入电电阻阻降降低低实实际际选选用用 Rb1、、Rb2 值值，，取取 IR = (5 ~ 10)IBQ，，UBQ = (5 ~ 10)UBEQ二、静态与动态分析二、静态与动态分析静态分析静态分析C1RcRb2+VCCC2RL++++ +CeuoRb1ReiBiCiEiRuiuEuB由于由于 IR >> IBQ，， 可得可得( (估算估算) )静态基极电流静态基极电流动态分析动态分析C1RcRb2+VCCC2RL++++ +CeuoRb1ReiBiCiEiRuirbe ebcRcRL+ + Rb2Rb1RcRb2+VCCRL++ uiuoRb1Re　　　　若若不不接接旁旁路路电电容容C0，，则则放放大大电电路路的的电电压压放放大大倍倍数数和和输输入、输出电阻分析如下：入、输出电阻分析如下：C1RcRb+VCCC2RL+++VT+ Rerbe bcRcRLRb+ Ree+ 图图 4.24　　接有发射极电阻的放大电路接有发射极电阻的放大电路rbe bcRcRLRb+ Ree+ 根据微变等效电路列方程根据微变等效电路列方程　　引入发射极电阻　　引入发射极电阻后，后， 降低了。

降低了若若满足满足(1 +  ) Re >> rbe 与与三三极极管管的的参参数数  、、rbe 无关无关2. 放大电路的输入电阻放大电路的输入电阻　　　　引引入入 Re 后后，，输输入入电电阻阻增大了3. 放大电路的输出电阻放大电路的输出电阻rbe ebcRcRLRb+ + Rerbe bcRcRbRee　　　　将将放放大大电电路路的的输输入入端端短短路路，，负负载载电电阻阻 RL 开开路路 ，，忽忽略略 c 、、e 之之间间的的内电阻内电阻 rce RL图图 4.254.2.5 放大电路的频率响应 由于放大电路中存在电抗性元件，所以电路由于放大电路中存在电抗性元件，所以电路的放大倍数为频率的函数，这种关系称为的放大倍数为频率的函数，这种关系称为频率响频率响应或频率特性应或频率特性 当信号频率很低（低频信号）时，耦合电容当信号频率很低（低频信号）时，耦合电容和旁路电容的阻抗不能忽略，也就是不能当作短和旁路电容的阻抗不能忽略，也就是不能当作短路来看，这样放大电路的放大倍数受电容阻抗的路来看，这样放大电路的放大倍数受电容阻抗的影响而衰减；影响而衰减； 当信号频率很高（高频信号）时，晶体管内当信号频率很高（高频信号）时，晶体管内部的电容阻抗也不能忽略，放大电路的放大倍数部的电容阻抗也不能忽略，放大电路的放大倍数也会衰减。

也会衰减 本节以图本节以图4-26所示共射极放大电路为例，对所示共射极放大电路为例，对低频、中频以及高频段的幅频特性予以分析低频、中频以及高频段的幅频特性予以分析图图 4-26　阻容耦合共射放大电路　阻容耦合共射放大电路一、中频段一、中频段C1、、C2和和Ce 可认为交流短路；极间电容可视为交流断路可认为交流短路；极间电容可视为交流断路1. 中频段等效电路中频段等效电路图图 4.27　中频段等效电路　中频段等效电路 bce +Rb~ +++RcRs由图可得由图可得2. 中频电压放大倍数中频电压放大倍数已知已知 ，则，则　　　　结结论论：：中中频频电电压压放放大大倍倍数数对对应应幅幅频频特特性性曲曲线线上上的的一条水平线，与一条水平线，与频率无关频率无关二、低频段二、低频段考虑考虑隔直电容隔直电容的作用（的作用（假设Ｃ假设Ｃｅｅ视作短路视作短路），其等效电路：），其等效电路：图图 4.28　低频等效电路　低频等效电路 bce +Rb~ +++RcRsC1　　　　C1 与与输输入入电电阻阻构构成成一一个个 RC 高通电路高通电路式中式中 Ri = Rb // rbe输出电压输出电压低频电压放大倍数低频电压放大倍数低频时间常数为：低频时间常数为：下限下限( ( 3 dB) )频率为：频率为：则则三、高频段三、高频段考虑考虑并联在极间电容并联在极间电容的影响，其等效电路：的影响，其等效电路： bce +Rb~ +++RcRs图图 4.29　　高频等效电路高频等效电路三、高频段三、高频段考虑考虑并联在极间电容并联在极间电容的影响，其等效电路：的影响，其等效电路：图图 4.30　　高频等效电路的简化高频等效电路的简化 ce +~ ++Rc　　　　由由于于输输出出回回路路时时间间常常数数远远小小于于输输入入回回路路时时间间常常数数，，故故可忽略输出回路的结电容。

并用戴维南定理简化可忽略输出回路的结电容并用戴维南定理简化 ce +~ ++Rc图中图中—— C  与与 R   构成构成 RC 低通电路低通电路高频时间常数：高频时间常数：上限上限( ( 3 dB) )频率为：频率为：完整的完整的幅频特性幅频特性fOfL 20dB/十倍频十倍频fH20dB/十倍频十倍频4.3.1　共基极放大电路分析　共基极放大电路分析图图 4-31　　共基极放大电路共基极放大电路( (a) )原理电路原理电路　　　　VEE 保保证证发发射射结结正正偏偏；；VCC 保保证证集集电电结结反反偏偏；；三三极极管管工作在放大区工作在放大区　　　　实实际际电电路路采采用用一一个个电电源源 VCC ，，用用 Rb1、、Rb2 分分压提供基极正偏电压压提供基极正偏电压C1C2+++_+_ReVEEVCCRcRLVT4.3 其他类型放大电路分析其他类型放大电路分析一、静态工作点一、静态工作点( (IBQ , ICQ , UCEQ) )二、电压放大倍数二、电压放大倍数+_+_Rerbebec图图 4.32由微变等效电路可得由微变等效电路可得　　　　共共基基极极放放大大电电路路没没有有电电流流放放大大作作用用，，但但是是具具有有电电压压放放大大作作用用。

电电压压放放大大倍倍数数与与共共射射电电路路相相等等，，但但没没有有负负号号，，说说明该电路明该电路输入、输出信号同相位输入、输出信号同相位三、输入电阻三、输入电阻暂不考虑电阻暂不考虑电阻 Re 的作用的作用四、输出电阻四、输出电阻暂不考虑电阻暂不考虑电阻 Re 的作用的作用 Ro = = rcb . 已知共射输出电阻已知共射输出电阻 rce ，，而而 rcb 比比 rce大大 得多，可认为得多，可认为rcb   (1 +  )rce　　　　如如果果考考虑虑集集电电极极负负载载电电阻阻，，则则共共基基极极放放大大电电路路的的输输出电阻为出电阻为Ro = Rc // rcb   Rc+_+_Rerbebec图图 4.334.3.2　共集放大电路分析　共集放大电路分析C1Rb+VCCC2RL+Re++RS+~~++__ _+rbebec( (b) )微变微变等效电路等效电路——为射极输出器为射极输出器图图 4.34　　共集电极放大电路共集电极放大电路( (a) )电路图电路图一、静态工作点一、静态工作点C1Rb+VCCC2RL+Re++RS+~由基极回路求得静态基极电流由基极回路求得静态基极电流则则( (a) )电路图电路图图图 4.34　　共集电极放大电路共集电极放大电路二、电流放大倍数二、电流放大倍数所以所以三、电压放大倍数三、电压放大倍数　　　　结结论论：：电电压压放放大大倍倍数数恒恒小小于于 1，，而而接接近近 1，，且且输输出出电电压与输入电压同相，又称压与输入电压同相，又称射极跟随器。

射极跟随器~++__+rbebec( (b) )等效电路等效电路四、输入电阻四、输入电阻~++__+rbebec输入电阻较大输入电阻较大Ri五、输出电阻五、输出电阻+_rbebec~ 输出电阻低，故带载能力比较强输出电阻低，故带载能力比较强Ro图图 4.35　求射极输出器　求射极输出器 Ro 的等效电路的等效电路　三种基本组态的比较　三种基本组态的比较　　大大( (数数值值同同共共射射电路，但同相电路，但同相) )小小( (小于、近于小于、近于 1 ) )大大( (十几十几 ~ 一几百一几百) ) 小小 大大( (几十几十 ~ 一百以上一百以上) ) 大大( (几十几十 ~ 一百以上一百以上) )电电路路组态组态性能性能共共 射射 组组 态态共共 集集 组组 态态共共 基基 组组 态态C1C2VCCRb2Rb1+++++__ReCbRLC1Rb+VCCC2RL+Re+++C1Rb+VCCC2RL++++Rc　三种基本组态的比较　三种基本组态的比较 频率频率响应响应大大( (几百千欧几百千欧 ~几兆欧几兆欧) )小小( (几欧几欧 ~ 几十欧几十欧) )中中( (几十千欧几十千欧~几百千欧几百千欧) )rce小小( (几欧几欧 ~几十欧几十欧) )大大( (几十千欧以上几十千欧以上) )中中(几百欧几百欧~几千欧几千欧) rbe组态组态性能性能共共 射射 组组 态态共共 集集 组组 态态共共 基基 组组 态态差差较好较好好好n共射电路同时具有较大的电压放大倍数和电流放共射电路同时具有较大的电压放大倍数和电流放大倍数，输入电阻和输出电阻值比较适中，一般大倍数，输入电阻和输出电阻值比较适中，一般只对输入电阻、输出电阻和频率响应没有特殊要只对输入电阻、输出电阻和频率响应没有特殊要求的，均常采用。

广泛用作低频电压放大电路的求的，均常采用广泛用作低频电压放大电路的输入级、中间级和输出级输入级、中间级和输出级n共集电路的特点是电压跟随，而输入电阻很高、共集电路的特点是电压跟随，而输入电阻很高、输出电阻很小，常被用作多级放大电路的输入级、输出电阻很小，常被用作多级放大电路的输入级、输出级或作为隔离用的中间级输出级或作为隔离用的中间级n共基电路的特点是具有很低的输入电阻，使晶体共基电路的特点是具有很低的输入电阻，使晶体管结电容的影响不显著，频率响应得到很大改善，管结电容的影响不显著，频率响应得到很大改善，常用于宽频带放大器中由于输出电阻高，也可常用于宽频带放大器中由于输出电阻高，也可作为恒流源作为恒流源 单级放大电路，电压放大倍数一般可达几十单级放大电路，电压放大倍数一般可达几十~几百倍，往往不能满足要求，且各项性能指标之几百倍，往往不能满足要求，且各项性能指标之间存在矛盾为了获得足够高的增益或考虑输入间存在矛盾为了获得足够高的增益或考虑输入电阻、输出电阻的特殊要求，实用放大电路通常电阻、输出电阻的特殊要求，实用放大电路通常由几级基本放大单元级联而成，构成多级放大电由几级基本放大单元级联而成，构成多级放大电路。

各级间的连接方式称为耦合方式各级间的连接方式称为耦合方式 4.4　多级放大电路分析　多级放大电路分析三种耦合方式三种耦合方式阻容阻容耦合耦合直接耦合直接耦合变压器耦合变压器耦合一、阻容耦合一、阻容耦合图图 4.36　阻容耦合放大电路　阻容耦合放大电路C1RC1Rb1+VCCC2RL++VT1+ +Rc2Rb2C3VT2+第第 一一 级级第第 二二 级级4.4.1　多级放大电路的耦合方式　多级放大电路的耦合方式优点：优点：　　　　(1) (1) 前前、、后后级级直直流流电电路路互互不不相相通通，，静静态态工工作作点点相相互独立；互独立；　　　　(2) (2) 选选择择足足够够大大电电容容，，可可以以做做到到前前一一级级输输出出信信号号几几乎乎不不衰衰减减地地加加到到后后一一级级输输入入端端，，使使信信号号得得到到充充分分利利用不足：不足： 　　　　(1) (1) 不适合传送缓慢变化的信号；不适合传送缓慢变化的信号；　　　　(2) (2) 无法实现线性集成电路无法实现线性集成电路二、直接耦合二、直接耦合Rc1Rb1+VCC+VT1+ Rc2Rb2VT2图图 4.37　两个单管放大电路简单的直接耦合　两个单管放大电路简单的直接耦合特点：特点：　　　　( (1) ) 可以放大交流和可以放大交流和缓慢变化及直流信号；缓慢变化及直流信号；　　　　( (2) ) 便于集成化。

便于集成化 (3) )各级静态工作点互相影响；各级静态工作点互相影响；( (4) )零点漂移零点漂移1. 解决合适静态工作点的几种办法解决合适静态工作点的几种办法改进电路改进电路—( (a) )　　　　电电路路中中接接入入 Re2，，保保证证第第一一级级集集电电极极有有较较高高的的静静态态电电位位，，但但第第二二级级放放大大倍倍数数严严重下降 改进电路改进电路—( (b) )　　　　稳稳压压管管动动态态电电阻阻很很小小，，可可以以使使第第二二级级的的放放大大倍倍数数损损失失小小但但集集电电极极电电压压变变化化范范围减小VDZRc1Rb1+VCC+VT1+ Rc2RVT2( (b) )Rc1Rb1+VCC+VT1+ Rc2Re2VT2( (a) )改进电路改进电路—( (c) )+VCCRc1Rb1+VT1+ Rc2Rb2VT2VDz改进电路改进电路—( (d) ) 　　　　可可降降低低第第二二级级的的集集电电极极电电位位，，又又不不损损失失放放大大倍倍数数但但稳稳压压管噪声较大管噪声较大　　　　可可获获得得合合适适的的工工作作点点为为经经常常采采用用的的方式。

方式 (c) )Rc1Rb1+VCC+VT1+ Re2Rc2VT2 ( (d) )图图 4.38　直接耦合方式实例　直接耦合方式实例4.4.2　多级放大电路分析　多级放大电路分析一、电压放大倍数一、电压放大倍数总电压放大倍数等于各级电压放大倍数的乘积，即总电压放大倍数等于各级电压放大倍数的乘积，即其中，其中， n 为多级放大电路的级数为多级放大电路的级数二、二、 输入电阻和输出电阻输入电阻和输出电阻 通通常常，，多多级级放放大大电电路路的的输输入入电电阻阻就就是是第第一一级级的的输输入入电电阻阻；输出电阻就是；输出电阻就是最后一级的输出电阻最后一级的输出电阻 具具体体计计算算时时，，有有时时它它们们不不仅仅仅仅决决定定于于本本级级参参数数，，也也与与后级或前级的参数有关后级或前级的参数有关 例例4.1 电路如图所示，已知电路如图所示，已知EＣＣ＝＝12V，，Rb1＝＝180kΩ，，Re1＝＝2.7kΩ，，R1＝＝100kΩ，，R2＝＝50kΩ，，Rc2＝＝2kΩ，，Re2＝＝1.6kΩ，，Rs＝＝1kΩ，，RL＝＝8kΩ，，rbe1＝＝rbe2＝＝0.9kΩ，，β1＝＝β2＝＝50，求电压放大倍数，求电压放大倍数Au=UoUi、源电压放大倍数、源电压放大倍数Aus=UoUs、输入电阻、输入电阻Ri和输出电阻和输出电阻Ro。

解：如图所示的两级解：如图所示的两级放大器的第一级是射放大器的第一级是射极跟随器，第二级是极跟随器，第二级是共射放大器共射放大器１）计算（１）计算Ri（２）计算Ａ（２）计算Ａｕｕ和Ａ和Ａ ｕｓｕｓ实际上Ｔ１组成射随器，可以认为实际上Ｔ１组成射随器，可以认为 ，而不，而不必计算３）计算（３）计算Ro。