第六章负反馈及放大电路.

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1、第六章第六章 晶体管极其应用晶体管极其应用6.2 6.2 晶体管的结构和符号晶体管的结构和符号面积大面积大面积大面积大晶体管有三个极、三个区、两个PN结。1 1 晶体管的结构晶体管的结构（集电结反偏），即（发射结正偏）放大的条件BECECBonBE0uuuUu 扩散运动形成发射极电流IE，复合运动形成基极电流IB，漂移运动形成集电极电流IC。少数载流子的运动因发射区多子浓度高使大量电子从发射区扩散到基区因基区薄且多子浓度低，使扩散到基区的电子（非平衡少子）中的极少数与空穴复合因集电区面积大，在外电场作用下大部分扩散到基区的电子漂移到集电区基区空穴的扩散2 2 晶体管的电流放大特性晶体管的电流放

2、大特性电流关系： IEIBIC IE扩散运动形成的电流 IB复合运动形成的电流 IC漂移运动形成的电流CBOCEOBCBC)(1 IIiiII穿透电流集电结反向电流直流电流放大系数交流电流放大系数B)(CECIufi 饱和区放大区BiCi截止区CE)(BEBUufi （1）输入特性3 3 晶体管的特性曲线晶体管的特性曲线（2）输入特性 晶体管工作在放大状态时，输出回路的电流 iC几乎仅仅决定于输入回路的电流 iB，即可将输出回路等效为电流 iB 控制的电流源iC 。晶体管的三个工作区域晶体管的三个工作区域4 4 主要参数主要参数 共射极电流放大倍数和在静态下（无输入信号），共射直流电流放大倍数

3、为集电极电流和基极电流的比值，即：BC_II 工作在动态的三极管，真正的信号是叠加在直流上的交流信号。基极电流的变化量为IB，相应的集电极电流变化为IC，则交流电流放大倍数为：BIIC 集-基极反向截止电流ICBO ICBO 是发射极开路，集电结反偏置时，集电极和基极之间的反向漏电流。ICBO 很小，但受温度影响较大。 集-射极反向截止电流ICEO ICEO是基极开路，集电结反偏置，而发射结正向偏置时，集电极和发射极之间的反向电流（穿透电流）。ICEO 与ICBO 之间的关系为：ICEO= （ +1）ICBO 集电极最大允许电流ICM 集电极电流IC上升会导致三极管的值的下降，当值下降到正常值

4、的三分之二时的集电极电流即为 ICM。 集电极电流IC流过三极管，所发出的焦耳热为：PC=ICUCE 。必定导致结温上升， PCM是根据最高结温给出的，所以对PC有限制，PCPCM。 集极-发射极反向击穿电压 U(BR)CEO 当集-射极之间的电压UCE超过一定的数值时，三极管就会被击穿。手册上给出的数值是25C、基极开路时的击穿电压U(BR)CEO。 集电极最大允许功耗 PCM安全工作区1. 共发射极放大电路的组成6.2.2 6.2.2 共发射极放大电路共发射极放大电路+ uBE +uCE ECRBEBRC+ui + RSus+uo C2RL+iCiBC1+ 晶体管: 放大元件。电源EC：保

5、证发射结处于正向偏置、集电结处于反向偏置，为输出信号提供能量。集电极电阻RC ：将电流的变化变换为电压的变化，以实现电压放大。 基极电阻RB：使发射结处于正向偏置、提供大小适当的基极电流。耦合电容C1和C2 ：用来隔断直流、耦合交流。电容值应足够大，以保证在一定 的频率范围内，电容上的交流压降可以忽略不计，即对交流信号可视为短路。2. 工作原理+ui iC+ uBE +uCE +VCCRBRC+uo C2+C1+iBIC+ UBE +UCE +VCCRBRCIB实际画法2. 设置静态工作点的必要性 输出电压必然失真！输出电压必然失真！ 设置合适的静态工作点，首先要解决失真问题，但设置合适的静态

6、工作点，首先要解决失真问题，但Q点点几乎影响着所有的动态参数！几乎影响着所有的动态参数！ 为什么放大的对象是动态信号，却要晶体管在信号为零为什么放大的对象是动态信号，却要晶体管在信号为零时有合适的直流电流和极间电压？时有合适的直流电流和极间电压？三、基本共射放大电路的波形分析t tuCEUCEQVCCOt tuCEUCEQVCCO饱和失真饱和失真底部失真底部失真截止失真截止失真顶部失真顶部失真输出和输入反相！输出和输入反相！动态信号动态信号驮载在静驮载在静态之上态之上与与iC变化变化方向相反方向相反 要想不失真，就要要想不失真，就要在信号的整个周期内在信号的整个周期内保证晶体管始终工作保证晶体

7、管始终工作在放大区！在放大区！二、如何组成放大电路o 静态工作点合适：合适的直流电源、合适的电路参数。静态工作点合适：合适的直流电源、合适的电路参数。o 动态信号能够作用于晶体管的输入回路，在负载上能够动态信号能够作用于晶体管的输入回路，在负载上能够获得放大了的动态信号。获得放大了的动态信号。o 对实用放大电路的要求：共地、直流电源种类尽可能少、对实用放大电路的要求：共地、直流电源种类尽可能少、负载上无直流分量。负载上无直流分量。1. 组成原则2. 两种实用放大电路：（1 1）直接耦合放大电路直接耦合放大电路问题：问题：1. 两种电源两种电源2. 信号源与放大电路不信号源与放大电路不“共地共地

8、”共地，且要使信号共地，且要使信号驮载在静态之上驮载在静态之上静态时，静态时，b1BEQRUU动态时，动态时，b-e间电压是间电压是uI与与VCC的共同作用的结果。的共同作用的结果。将两个电源将两个电源合二为一合二为一有直流分量有直流分量有交流损失有交流损失（2 2）阻容耦合放大电路阻容耦合放大电路 耦合电容的容量应足够耦合电容的容量应足够大，即对于交流信号近似大，即对于交流信号近似为短路。其作用是为短路。其作用是“隔离隔离直流、通过交流直流、通过交流”。静态时，静态时，C1、C2上电压？上电压？CEQC2BEQC1UUUU，动态时，动态时，C1、C2为耦合电容！为耦合电容！UBEQUCEQu

9、BEuIUBEQ，信号驮载在静态之上。，信号驮载在静态之上。负载上只有交流信号。负载上只有交流信号。讨论：试用PNP型管分别组成阻容耦合共射放大电路。4.3 4.3 放大电路的分析方法一、放大电路的直流通路和交流通路一、放大电路的直流通路和交流通路二、二、等效电路法等效电路法三、三、图解法图解法一、放大电路的直流通路和交流通路1. 直流通路： Us=0，保留，保留Rs；电容开路；电容开路； 电感相当于短路（线圈电阻近似为电感相当于短路（线圈电阻近似为0）。）。2. 交流通路：大容量电容相当于短路；直流电：大容量电容相当于短路；直流电源相当于短路（内阻为源相当于短路（内阻为0）。）。 通常，放大

10、电路中直流电源的作用和交流信号通常，放大电路中直流电源的作用和交流信号的作用共存，这使得电路的分析复杂化。为简化的作用共存，这使得电路的分析复杂化。为简化分析，将它们分开作用，引入直流通路和交流通分析，将它们分开作用，引入直流通路和交流通路的概念。路的概念。cCQCCCEQBQCQbBEQBBBQ RIVUIIRUVI基本共射放大电路的直流通路和交流通路 列晶体管输入、输出回路方程，将列晶体管输入、输出回路方程，将UBEQ作为已知条件，作为已知条件，令令ICQIBQ，可估算出静态工作点。，可估算出静态工作点。VBB越大，越大，UBEQ取不同的值所引取不同的值所引起的起的IBQ的误差越的误差越小

11、。小。cCQCCCEQBQCQbBEQCCBQ RIVUIIRUVI当当VCCUBEQ时，时，bCCBQRVI已知：已知：VCC12V， Rb600k， Rc3k ， 100。 Q？直流通路直流通路阻容耦合单管共射放大电路的直流通路和交流通路二、图解法bBBBBERiVucCCCCERiVu输入回路输入回路负载线负载线QIBQUBEQIBQQICQUCEQ负载线负载线1. 静态分析：2. 电压放大倍数的分析符号为“”。反相，与给定uuAuuuuAuuiiuIOIOOCECBI)(bBIBBBERiuVuIuBBQBiIICiCEu斜率不变斜率不变3. 失真分析o截止失真截止失真消除方法：增大消