电路与模拟8教材.ppt

8.1 双极型晶体三极管 8.2 晶体管放大电路 8.3 多级放大电路 8.6 场效应晶体管 第 8 章 基本放大电路 8.4 放大电路中的负反馈 8.5 功率放大电路 8.7 场效应管放大电路 1 8.1.1 基本结构 8.1.2 放大原理 8.1.3 特性曲线 8.1.4 主要参数 由两个PN结构成的 具有电流放大作用和开关作用 的半导体器件 8. 1 双极性晶体三极管 2 三极管的分类的分类 频率：高频管、低频管 功率：小、中、大功率管 材料：硅管、锗管 类型：NPN型、PNP型 3 8.1.1 三极管的基本结构由两个PN结组成 NPN型 B E C 基极 发射极 集电极 N N P PNP型 P P N B E C 发射极 集电极 基极 4 B E C 基极 发射极 集电极 N N P 发射结 集电结 发射区：掺 杂浓度较高 基区：较薄， 掺杂浓度低 集电区： 面积较大 5 1. 放大状态 B E C N N P EB RB Ec RC 8.1.2 三极管的工作原理 放大的条件：发射结正偏，集电结反偏 EB保证发射结正偏，ECEB保证集电结反偏。

共发射 极电路 6 进入P区的电子 少部分与基区的 空穴复合（形成 基极电流IB）外 ，多数继续扩散 到集电结 B E C N N P EB RB Ec 发射结正 偏，发射 区电子不 断向基区 扩散，形 成发射极 电流IE IE IB RC IB 7 从基区扩散来 的电子作为集 电结的少子， 漂移进入集电 结而被收集， 形成IC，基本 上等于IE B E C N N P EB RB Ec IE IC IC RC IB ICBO 很小的基极电流IB，就 可以控制较大的集电极 电流IC，从而实现了放 大作用 IB 8 IC与IB之比称为电流放大倍数 静态电流放大系数： 动态电流放大系数： 通常： 9 B E C IB IE IC NPN型三极管 B E C IB IE IC PNP型三极管 注意 ！ 只有：发射结正偏，集电结反偏， 晶体管才能工作在放大状态内部 条件是制造时使基区薄且掺杂浓度 低，发射区掺杂浓度远高于集电区 10 2. 饱和状态 当三极管的UCE UBE 发射结正偏，集电结反偏 IC =  IB 电流放大作用 UBE0， UCE VB VEVC IB 基极电位几乎仅决 定于Rb1与Rb1对 VCC的分压，而与 晶体管参数无关， 即当温度变化时， UB基本不变。

T(℃) ↑ →IC ↑ (I E↑) →UE↑ ← UBE↓← IB↓IC↓ (因为UB基本不变） 93 Rb2 Rb1 UBQ I2 I1 B IB Rc +VCC T Re IE IC UE 这种将输出量 (IC) 通过一定的方式(利用 Re 将 IC的变化 转化成电压的变化)引回到输入回路来影响输入量 (UBE) 的措施称为反馈;由于反馈的结果使输出量的变化减小， 故称为负反馈；又由于反馈出现在直流通路之中，故称 为直流负反馈 Re为负反馈电阻 在稳定的过程中，Re起着重要作用， 当晶体管的输出回路电流IC 变化时， 通过发射极电阻Re上产生电压的变化 来影响间b-e间电压，从而使IB向相反 方向变化，达到稳定Q 点的目的 94 复习 放大电路的动态分析 1. 微变等效电路法 画出放大电路的交流通路，根据交流通路 画出微变等效电路 - B E C E + - uBE iB iC + - uCE + B E + - C 晶体管微变等效电路 95 rbe RB RC RL Ui IiIbIc Uo βIb 共发射极放大电路的微变等效电路    Au  RL   Au  输出与输入反相位 Q  rbe   Au  96 2. 用图解法进行动态分析 画出放大电路 的交流通路 在晶体管的输 出特性上做交 流负载线 在图中分析： 电压放大倍数 及失真情况 在静态工作点已知的前提 下，叠加一交流小信号 1. 必过Q点 ； 2. 斜率为： 97 在图示电路中，已知VCC=12V,Rb=510k,Rc=3k； 晶体管的rbe‘=1.33k ，=80，导通时的UBEQ=0.7V； RL=3 3k 。

求解： （1）求出电路的 、 和 ； （2）若所加信号源内阻RS为2k ，求出 例 Rc +VCC ui T+ - + - uo Rb RL C1 +- +- C2 画出直流通路 利用微变等效电路计算 电压放大倍数，输入输 出电阻 98 解：画出直流通路 Rb Rc +VCC T IBQ ICQ 99 代入数据 + - + - Rc 微变等效电路 RbRL RS + - 画出微变等效电路计算 电压放大倍数，输入输 出电阻 100 ★放大电路的输入电阻与信号源内 阻无关，输出电阻与负载无关 (2) 根据 的定义 代入数据 的数值总是小于 的数值，输入电阻愈大， 愈接近 ， 也就愈接近 + - + - Rc 微变等效电路 RbRL RS + - 101 分压式电流负反馈静态工作点稳定电路 RB1 +UCC RC C1 C2 RB2 CE RE RL uiuo I1 I2 IB RB1和RB2构成偏置电路 1、Re的直流负反馈作用； 2、在I1IB的情况下， UB 在温度变化时基本不变 Q点稳定的原因 102 静态工作点的估算 已知I1IB 发射极电流 由于IC ≈IE，管压降 基极电流 Rb2 Rb1 UB I2 I1 B IB Rc +VCC T Re IE IC UE 直流通路 应该指出，不管电路参数是否满足I1IB ， Re的 反馈作用都存在。

103 RB1 +EC RC C1 C2 RB2 CE RE RL uiuo I1 I2 IB CE将RE短路，RE对交流不起作 用，放大倍数不受影响 如果去掉CE，放大 倍数怎样？ 交流旁路 电容 104 三、动态参数的估算 Rb2 Rc +VCC ui T + - + - uo C1 + +C2 Rb1 Re Ce P + RL 交流通路 Rb2 Rc T + - + - Rb1 RL Rb1 T + _ Rc Rb2 + _ RL 105 微变等效电路(Rb= Rb1// Rb2) + - Rb + - RcRL 求放大倍数 Rb1 T + _ Rc Rb2 + _ RL 106 输入电阻 输出电阻 Ri Ro + - Rb + - RcRL Rb2 Rc +VCC ui T + - + - uo C1 + +C2 Rb1 Re Ce P + RL 由于CE的存 在，交流性 能不受影响 107 若去掉CE Rb2 Rc +VCC ui T + - + - uo C1 + + C2 Rb1 Re RL Rb1 T + _ Rc Rb2 + _ RL Re 交流通路 Rb2 Rc T + - + - Rb1 RL Re 108 微变等效电路(Rb= Rb1// Rb2) + - Rb + - RcRL Re 求放大倍数 Rb1 T + _ Rc Rb2 + _ RL Re 其中，若(1+)Re rbe，且1 ，则 虽然Re 使 减小了，但由于 仅决定于电阻取值，所以不受环境 温度的影响。

109 输入电阻 Ri′RiRo 输出电阻 + - Rb + - RcRL Re CE的存在使 得放大倍数 下降，输入 电阻提高 110 Rb2 Rc +VCC ui T + - + - uo C1 + + C2 Rb1 Re Ce P + RL Re 为了既稳定静态工作点又能提高输入电阻，可 以将Re分为两段，一段被CE旁路，一段保留 111 七、 射极输出器 RB +EC C1 C2 RE RL uiuo 从发射极 输出 共集电极放大电路 集电极是输入 与输出电路的 公共端 112 静态分析 ： RB +UCC RE IB IE 折算 113 动态分析 ： rbe RERL RB +EC C1 C2 RE RL uiuo 微变等效电路 114 1、电压放大倍数 动态分析 ： rbe RERL 115 1、 所以 电压放大倍数接近于1，但恒小于1； 输出电流Ie增加了，即仍具有一定的电流放大 和功率放大作用 2、输入输出同相，输出电压跟随输入电压， 故又称射极跟随器 讨论 116 2、输入电阻 输入电阻高， 对前级有利 ri rbe RERL 117 3、输出电阻 用加压求流法求输出电阻。

rbe RE Rs ro 置0 118 Rs rbe RE 119 Rs rbe RE 120 一般 所以 射极输出器的输出电阻很小， 具有恒压输出特性，带负载能力强 121 归纳 ： 输入、输出以集电极为公共点； 电压放大倍数小于1，近似为1；射极跟随器 ； 一般作多级放大器的输入级（输入电阻高） ；输出级（输出电阻低）；中间级（减少电 路间直接相连所带来的影响，起缓冲作用） 输入电阻高，向信号源索取电流小； 输出电阻低，带负载能力强； 电流放大能力强（输出电流Ie）； 122 第一级第二级 第n-1级第n级 输入 输出 功放级 耦合 耦合方式：直接耦合；阻容耦合；变压器耦合 对耦合电 路要求 动态: 传送信号 减少压降损失 静态：保证各级Q点设置 波形不失真 多级放大及耦合： 123 ——将放大电路的前级输出端通过电容接到 后级输入端，称为阻容耦合 R1 R3 +Vcc ui T1 + - C1 + C2 R2 R4C3 + + - uoR L C4 T2 + R5 R6 阻容耦合 124 阻容耦合放大电路的优点： 1、各级的静态工作点相互独立，便于计算和调整 R1 R3 +Vcc ui T1 + - C1 + C2 R2 R4C3 + + - uoR L C4 T2 + R5 R6 两级阻容耦合放大电路的直流通路 T2 R5 R6 R1 R3 T1 R2 R4 +Vcc 125 低频特性差，不能放大变化缓慢的信号。

在集成电路中，因难于制造容量较大的电容而无法采用 2、只要输入信号频率较高 ，耦合电容容量较大，前 级的输出信号就可以几乎 没有衰减地传递到后级的 输入端，因此，在一般多 级分立元件交流放大电路 中阻容耦合方式得到非常 广泛的应用 阻容耦合放大电路的主要缺点： R1 R3 +Vcc ui T1 + - C1 + C2 R2 R4C3 + + - uoR L C4 T2 + R5 R6 126 采用放大器级连的方法，可取得大电压放 大倍数 uiuo Au1Au2AunAu3 uo1 ui2 uo2 ui3 Au = Au1 · Au2 · Au3 ······ Aun 多级放大 Auj是考虑了后级的负载效应的单级放大倍数！ （即后一级的输入电阻是前一级的负载 127 2、输入电阻 ri 多级放大电路输入电阻就是从第一级看进去的输入电阻 多级放大电路输出电阻就是从最后一级看进去的输出电阻 3、输出电阻ro ri = ri 1 ro = ro n 128 射极输出器归纳 输入、输出以集电极为公共点； 电压放大倍数小于1，近似为1；射极跟随器 ； 一般作多级放大器的输入级（输入电阻高） ；输出级（输出电阻低）；中间级（减少电 路间直接相连所带来的影响，起缓冲作用） 输入电阻高，向信号源索取电流小； 输出电阻低，带负载能力强； 电流放大能力强（输出电流Ie）； 复习 129 阻容耦合放大电路的优点： 1、各级的静态工作点相互独立，便于计算和调整。

低频特性差，不能放大变化缓慢的信号 在集成电路中，因难于制造容量较大的电容而无法采用 2、只要输入信号频率较高，耦合电容容量较大，前 级的输出信号就可以几乎没有衰减地传递到后级的 输入端，因此，在一般多级分立元件交流放大电路 中阻容耦合方式得到非常广泛的应用 阻容耦合放大电路的主要缺点： 130 直接耦合 交流放大电路：放大交流信号。