电工电子技术基本放大电路详解课件

下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页第第9章章 基本放大电路基本放大电路9.1 9.1 双极型晶体管双极型晶体管双极型晶体管双极型晶体管 9.2 9.2 放大电路的工作原理放大电路的工作原理放大电路的工作原理放大电路的工作原理 9.3 9.3 放大电路的静态分析放大电路的静态分析放大电路的静态分析放大电路的静态分析9.4 9.4 放大电路的动态分析放大电路的动态分析放大电路的动态分析放大电路的动态分析 9.5 9.5 双极型晶体管基本放大电路双极型晶体管基本放大电路双极型晶体管基本放大电路双极型晶体管基本放大电路 9.6 9.6 场效应型晶体管场效应型晶体管场效应型晶体管场效应型晶体管 9.7 9.7 场效应型场效应型场效应型场效应型晶体管基本放大电路晶体管基本放大电路晶体管基本放大电路晶体管基本放大电路 9.8 9.8 多级多级多级多级放大电路放大电路放大电路放大电路 9.9 9.9 差分差分差分差分放大电路放大电路放大电路放大电路 9.10 9.10 功率功率功率功率放大电路放大电路放大电路放大电路 第9章 基本放大电路9.1 双极型晶体管 9.2 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页9.1 双极型晶体管双极型晶体管晶体管又称半导体三极管晶体管又称半导体三极管晶体管是最重要的一种半导体器件之一，它的放晶体管是最重要的一种半导体器件之一，它的放大作用和开关作用，促使了电子技术的飞跃。大作用和开关作用，促使了电子技术的飞跃。9.1 双极型晶体管晶体管又称半导体三极管晶体管是最重要的下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页晶体管图片晶体管图片晶体管图片下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页一、基本结构一、基本结构晶体管的主要类型晶体管的主要类型(1)根据结构分为根据结构分为:NPN型和型和PNP型型(2)根据使用的半导体材料分为根据使用的半导体材料分为:硅管和锗管硅管和锗管 一、基本结构晶体管的主要类型(1)根据结构分为:N下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页一、一、基本结构基本结构NNP基极基极基极基极发射极发射极发射极发射极集电极集电极集电极集电极NPNNPN型型型型BECB BE EC CPNPPNP型型型型P PP PN N基极基极基极基极发射极发射极发射极发射极集电极集电极集电极集电极符号：符号：符号：符号：BECEBCNPNNPN型晶体管型晶体管型晶体管型晶体管PNPPNP型晶体管型晶体管型晶体管型晶体管一、基本结构NNP基极发射极集电极NPN型BECBECPN下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页基区：最薄，基区：最薄，基区：最薄，基区：最薄，掺杂浓度最低掺杂浓度最低掺杂浓度最低掺杂浓度最低发射区：掺发射区：掺发射区：掺发射区：掺杂浓度最高杂浓度最高杂浓度最高杂浓度最高发射结发射结发射结发射结集电结集电结集电结集电结B B B BE E E EC C C CN N N NN N N NP P P P基极基极基极基极发射极发射极发射极发射极集电极集电极集电极集电极结构特点：结构特点：结构特点：结构特点：集电区：集电区：集电区：集电区：面积最大面积最大面积最大面积最大基区：最薄，发射区：掺发射结集电结BECNNP基极发射极集电下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页二、工作状态二、工作状态1.1.放大状态放大状态放大状态放大状态B BEC CN NN NP P发射结正偏、集电结反偏发射结正偏、集电结反偏发射结正偏、集电结反偏发射结正偏、集电结反偏PNPPNP管：管：管：管：发射结正偏发射结正偏发射结正偏发射结正偏 V VB B V VE E 集电结反偏集电结反偏集电结反偏集电结反偏 V VC C V VE E 集电结反偏集电结反偏集电结反偏集电结反偏 V VC C V VB B EBRBE EC CRC即即:VCVBVE即即:VC VB VE二、工作状态1.放大状态BECNNP发射结正偏、集电结反偏下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页二、工作状态二、工作状态1.1.放大状态放大状态放大状态放大状态发射结正偏、集电结反偏发射结正偏、集电结反偏发射结正偏、集电结反偏发射结正偏、集电结反偏PNPPNP管：管：管：管：发射结正偏发射结正偏发射结正偏发射结正偏 V VB B V VE E 集电结反偏集电结反偏集电结反偏集电结反偏 V VC C V VE E 集电结反偏集电结反偏集电结反偏集电结反偏 V VC C V VB B 即即:VCVBVE即即:VC VB VE CT E B+CT EB+二、工作状态1.放大状态发射结正偏、集电结反偏PNP管：发下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页晶体管电流放大的实验电路晶体管电流放大的实验电路 设设设设 E EC C =6 6 V V，改改改改变变变变可可可可变变变变电电电电阻阻阻阻 R RB B,则则则则基基基基极极极极电电电电流流流流 I IB B、集集集集电电电电极极极极电电电电流流流流 I IC C 和和和和发发发发射射射射极极极极电电电电流流流流 I IE E 都都都都发发发发生生生生变变变变化化化化，测测测测量量量量结结结结果如下表：果如下表：果如下表：果如下表：1).1).各电极电流关系及电流放大作用各电极电流关系及电流放大作用各电极电流关系及电流放大作用各电极电流关系及电流放大作用mA AVVmAICECIBIERB+UBE+UCE EBCEB3DG100晶体管电流放大的实验电路 设 EC=6 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页晶体管电流测量数据晶体管电流测量数据晶体管电流测量数据晶体管电流测量数据I IB B(mA)(mA)I IC C(mA)(mA)I IE E(mA)(mA)0 00.020.020.040.040.060.060.080.080.100.100.0010.0010.700.701.501.502.302.303.103.103.953.950.0010.0010.720.721.541.542.362.363.183.184.054.05结论结论结论结论:(1)(1)I IE E=I IB B+I IC C 符合基尔霍夫定律符合基尔霍夫定律(2)(2)I IC C I IB B ，I IC C I IE E (3)(3)I IC C I IB B 把基极电流的微小变化能够引起集电极电流较大把基极电流的微小变化能够引起集电极电流较大把基极电流的微小变化能够引起集电极电流较大把基极电流的微小变化能够引起集电极电流较大变化的特性称为晶体管的电流放大作用。变化的特性称为晶体管的电流放大作用。变化的特性称为晶体管的电流放大作用。变化的特性称为晶体管的电流放大作用。实质实质实质实质:用一个微小电流的变化去控制一个较大电流用一个微小电流的变化去控制一个较大电流用一个微小电流的变化去控制一个较大电流用一个微小电流的变化去控制一个较大电流的变化，是的变化，是的变化，是的变化，是CCCSCCCS器件器件器件器件。晶体管电流测量数据IB(mA)IC(mA)IE(mA)00.下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页2)2)晶体管内部载流子的运动规律晶体管内部载流子的运动规律晶体管内部载流子的运动规律晶体管内部载流子的运动规律BECNNPEBRBECIEIBEICEICBO 基区空穴基区空穴基区空穴基区空穴向发射区的向发射区的向发射区的向发射区的扩散可忽略。扩散可忽略。扩散可忽略。扩散可忽略。发射结正偏，发发射结正偏，发发射结正偏，发发射结正偏，发射区电子不断向基射区电子不断向基射区电子不断向基射区电子不断向基区扩散，形成发射区扩散，形成发射区扩散，形成发射区扩散，形成发射极电流极电流极电流极电流I I I IE E E E。基区接电源正极，基基区接电源正极，基基区接电源正极，基基区接电源正极，基区激发的价电子不断被区激发的价电子不断被区激发的价电子不断被区激发的价电子不断被电源拉走，补充空穴形电源拉走，补充空穴形电源拉走，补充空穴形电源拉走，补充空穴形成电流成电流成电流成电流I I I IBE BE BE BE。进入进入进入进入P P P P 区的电子少部分区的电子少部分区的电子少部分区的电子少部分与基区的空穴复合，多与基区的空穴复合，多与基区的空穴复合，多与基区的空穴复合，多数扩散到集电结。数扩散到集电结。数扩散到集电结。数扩散到集电结。集电结反偏，阻集电结反偏，阻集电结反偏，阻集电结反偏，阻挡集电区电子向挡集电区电子向挡集电区电子向挡集电区电子向基区扩散，但是基区扩散，但是基区扩散，但是基区扩散，但是它将从基区扩散它将从基区扩散它将从基区扩散它将从基区扩散来的电子拉入集来的电子拉入集来的电子拉入集来的电子拉入集电区，形成电流电区，形成电流电区，形成电流电区，形成电流I I I ICECECECE。集电结反偏，集电结反偏，集电结反偏，集电结反偏，有少子形成的反有少子形成的反有少子形成的反有少子形成的反向电流向电流向电流向电流I I I ICBOCBOCBOCBO。2)晶体管内部载流子的运动规律BECNNPEBRBECIEI下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页2)2)晶体管内部载流子的运动规律晶体管内部载流子的运动规律晶体管内部载流子的运动规律晶体管内部载流子的运动规律IC=ICE+ICBO ICEICIBBECNNPEBRBECIEIBEICEICBOIB=IBE-ICBO IBE I ICE CE 与与与与 I IBE BE 之比称为共之比称为共之比称为共之比称为共发射极电流放大倍数发射极电流放大倍数发射极电流放大倍数发射极电流放大倍数集射极穿透电流集射极穿透电流集射极穿透电流集射极穿透电流,温度温度温度温度I ICEOCEO (常用公式常用公式常用公式常用公式)若若若若I IB B=0,=0,则则则则 I IC C I ICE0CE02)晶体管内部载流子的运动规律IC=ICE+ICBO 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页IB 微小的变化，会产生微小的变化，会产生 IC 很大的变化。很大的变化。IC=IB。0UCEUCC，UCE=UCCRC IC。晶体管相当于通路。晶体管相当于通路。3)3)特点特点特点特点IB 微小的变化，会产生 IC 很大的变化。3)特点下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页特点：特点：IB,IC 基本不变。基本不变。ICUCC/RC。UCE0。晶体管相当于短路。晶体管相当于短路。条件条件条件条件:发射结正偏发射结正偏发射结正偏发射结正偏,集电结正偏。集电结正偏。集电结正偏。集电结正偏。IB,IC UCE=(UCCRC IC)ICM=UCC/RC 2.2.饱和状态饱和状态饱和状态饱和状态电路图电路图NPNB E CRCUCC UBB RBIEICIBCERCUCC 饱和状态时的晶体管饱和状态时的晶体管特点：条件:发射结正偏,集电结正偏。IB,IC 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页特点：特点：IB=0 IC=0 UCE=UCC 晶体管相当于开路。晶体管相当于开路。3.3.截止状态截止状态截止状态截止状态条件条件条件条件:发射结反偏发射结反偏发射结反偏发射结反偏,集电结反偏。集电结反偏。集电结反偏。集电结反偏。电路图电路图CERCUCC 截止状态时的晶体管截止状态时的晶体管NPNB E CRCUCC UBB RBIEICIB特点：3.截止状态条件:发射结反偏,集电结反偏。电路图下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页晶体管处于放大状态。晶体管处于放大状态。例例9.1.1 图示电路，晶体管的图示电路，晶体管的 =100，求开关，求开关 S 合向合向 a、b、c 时的时的 IB、IC 和和 UCE，并指出晶体管的工作，并指出晶体管的工作 状态（忽略状态（忽略 UBE）。）。解解 (1)开关开关 S 合向合向 a 时时 UBB1 RB1 5 500103 IB=A =0.01 mAUCC=15 V UBB1=5 V UBB2=1.5 VRB1=500 k RB2=50 k RC=5 k UBB1 S BCERCUCC RB1 UBB2 RB2 a b c IC=IB=1000.01 mA=1 mA UCE=UCCRCIC =(1551031103)V=10 V晶体管处于放大状态。例9.1.1 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 (3)开关开关 S 合向合向 c 时时 UCC RC15 5103 IC=A=3 mA UBB1 S BCERCUCC RB1 UBB2 RB2 a b c UBB1 RB2 5 50103 IB=A=0.1 mA (2)开关开关 S 合向合向 b 时时IBSIB 晶体管处于饱和状态。晶体管处于饱和状态。UCE=0 V晶体管处于截止状态。晶体管处于截止状态。IB=0，IC=0，UCE=UCC=15 V (3)开关 S 合向 c 时 UCC 15 IC 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页三、三、三、三、特性曲线特性曲线特性曲线特性曲线 即晶体管各电极电压与电流的关系曲线，是晶体即晶体管各电极电压与电流的关系曲线，是晶体管内部载流子运动的外部表现，反映了晶体管的性能，管内部载流子运动的外部表现，反映了晶体管的性能，是分析放大电路的依据。是分析放大电路的依据。为什么要研究特性曲线：为什么要研究特性曲线：为什么要研究特性曲线：为什么要研究特性曲线：1 1 1 1）直观地分析晶体管的工作状态）直观地分析晶体管的工作状态）直观地分析晶体管的工作状态）直观地分析晶体管的工作状态 2 2 2 2）合理地选择偏置电路的参数，设计性能良好的）合理地选择偏置电路的参数，设计性能良好的）合理地选择偏置电路的参数，设计性能良好的）合理地选择偏置电路的参数，设计性能良好的电路电路电路电路 重点讨论应用最广泛的共发射极接法的特性曲线重点讨论应用最广泛的共发射极接法的特性曲线三、特性曲线 即晶体管各电极电压与电流的关系曲线，是晶下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页发射极是输入回路、输出回路的公共端发射极是输入回路、输出回路的公共端发射极是输入回路、输出回路的公共端发射极是输入回路、输出回路的公共端 共发射极电路共发射极电路输入回路输入回路输出回路输出回路 测量晶体管特性的实验线路测量晶体管特性的实验线路测量晶体管特性的实验线路测量晶体管特性的实验线路ICEBmA AVUCEUBERBIBECV+发射极是输入回路、输出回路的公共端 共发射极电路输入回路输下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页1.1.输入特性输入特性输入特性输入特性特点特点特点特点:非线性非线性非线性非线性正常工作时发射结电压：正常工作时发射结电压：正常工作时发射结电压：正常工作时发射结电压：NPNNPN型硅管型硅管型硅管型硅管 U UBE BE 0.7V 0.7VPNPPNP型锗管型锗管型锗管型锗管 U UBE BE 0.3V 0.3V3DG100晶体管的晶体管的输入特性曲线输入特性曲线O0.40.8IB/AUBE/VUCE1V60402080死区电压：死区电压：死区电压：死区电压：硅管硅管硅管硅管0.5V0.5V，锗管锗管锗管锗管0.2V0.2V。1.输入特性特点:非线性正常工作时发射结电压：3DG1下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页2.2.输出特性输出特性输出特性输出特性 共发射极电路共发射极电路ICEC=UCCIBRB+UBE +UCE EBCEBIC/mAUCE/V100 A80A 60 A 40 A 20 A O 3 6 9 1242.31.5321IB=03DG100晶体管的输出特性曲线晶体管的输出特性曲线 在不同的在不同的 IB下，可得出不同的曲线，所以晶体管下，可得出不同的曲线，所以晶体管的的输出特性曲线输出特性曲线是一组曲线。是一组曲线。2.输出特性 共发射极电路ICEC=UCCIBRB下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页2.输出特性输出特性IB=020 A40 A60 A80 A100 A36IC(mA )1234UCE(V)912O放大区放大区 晶体管有三种工作状态，因而输出特性曲线分晶体管有三种工作状态，因而输出特性曲线分晶体管有三种工作状态，因而输出特性曲线分晶体管有三种工作状态，因而输出特性曲线分为三个工作区。为三个工作区。为三个工作区。为三个工作区。(1)(1)放大区放大区放大区放大区 I IC C=I IB B 发射结正偏，集电结反偏发射结正偏，集电结反偏发射结正偏，集电结反偏发射结正偏，集电结反偏2.输出特性IB=020A40A60A80A10下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页I IB B=0=02020 A A4040 A A6060 A A8080 A A100100 A A3 36 6I IC C(mmA )A )1 12 23 34 4U UCECE(V)(V)9 91212O（2 2）截止区）截止区）截止区）截止区I IB B 0 0 以下区域为以下区域为以下区域为以下区域为截止区，有截止区，有截止区，有截止区，有 I IC C 0 0 。发射结反偏，集电结反偏发射结反偏，集电结反偏发射结反偏，集电结反偏发射结反偏，集电结反偏截止区截止区截止区截止区IB=0 时时,IC=ICEO(很小很小)。(ICEO0.001mA)0.001mA)对对NPN型硅管，当型硅管，当UBE0.5V时时,即已即已开始截止开始截止,为使晶体为使晶体管可靠截止管可靠截止,常使常使 UBE 0。截止时截止时,集集电结也处于反向偏电结也处于反向偏置置(UBCIIBSBSIB=020A40A60A80A100A36IC(下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 当当晶晶体体管管饱饱和和时时，UCE 0，发发射射极极与与集集电电极极之之间间如如同同一一个个开开关关的的接接通通，其其间间电电阻阻很很小小；当当晶晶体体管管截截止止时时，IC 0，发发射射极极与与集集电电极极之之间间如如同同一一个个开开关关的的断断开开，其其间间电电阻阻很很大大，可可见见，晶晶晶晶体体体体管管管管除除除除了了了了有有有有放放放放大大大大作作作作用用用用外，还有开关作用。外，还有开关作用。外，还有开关作用。外，还有开关作用。当晶体管饱和时，UCE 0，发射极与集下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页四、四、主要参数主要参数1.1.电流放大系数电流放大系数电流放大系数电流放大系数 ，静态（直流）电流放大系数静态（直流）电流放大系数静态（直流）电流放大系数静态（直流）电流放大系数动态（交流）电流放大系数动态（交流）电流放大系数动态（交流）电流放大系数动态（交流）电流放大系数当晶体管接成共发射极电路时，当晶体管接成共发射极电路时，当晶体管接成共发射极电路时，当晶体管接成共发射极电路时，表示晶体管特性的数据称为晶体管的参数，晶体表示晶体管特性的数据称为晶体管的参数，晶体表示晶体管特性的数据称为晶体管的参数，晶体表示晶体管特性的数据称为晶体管的参数，晶体管的参数也是设计电路、选用晶体管的依据。管的参数也是设计电路、选用晶体管的依据。管的参数也是设计电路、选用晶体管的依据。管的参数也是设计电路、选用晶体管的依据。注意：注意：注意：注意：和和和和 的含义不同，但在特性曲线近于平行等的含义不同，但在特性曲线近于平行等的含义不同，但在特性曲线近于平行等的含义不同，但在特性曲线近于平行等距并且距并且距并且距并且I ICE0 CE0 较小的情况下，两者数值接近。较小的情况下，两者数值接近。较小的情况下，两者数值接近。较小的情况下，两者数值接近。常用晶体管的常用晶体管的常用晶体管的常用晶体管的 值在值在值在值在20 20020 200之间。之间。之间。之间。四、主要参数1.电流放大系数 ，静态（直流）电流放大系下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页2.2.集集集集-基极反向截止电流基极反向截止电流基极反向截止电流基极反向截止电流 I ICBOCBO I ICBOCBO是由少数载流子的是由少数载流子的是由少数载流子的是由少数载流子的漂移运动所形成的电流，漂移运动所形成的电流，漂移运动所形成的电流，漂移运动所形成的电流，受温度的影响大。受温度的影响大。受温度的影响大。受温度的影响大。温度温度温度温度I ICBOCBO ICBO A+EC3.3.集集集集-射极反向截止电流射极反向截止电流射极反向截止电流射极反向截止电流(穿透电流穿透电流穿透电流穿透电流)I ICEOCEO AICEOIB=0+I ICEOCEO受温度的影响大。受温度的影响大。受温度的影响大。受温度的影响大。温度温度温度温度I ICEOCEO ，所以所以所以所以I IC C也也也也相应增加。相应增加。相应增加。相应增加。晶体管的温度晶体管的温度晶体管的温度晶体管的温度特性较差。特性较差。特性较差。特性较差。2.集-基极反向截止电流 ICBO ICBO是由少数载流子下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页4.4.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 ICMCM5.5.集集集集-射极反向击穿电压射极反向击穿电压射极反向击穿电压射极反向击穿电压U U(BR)CEO(BR)CEO 集电极电流集电极电流集电极电流集电极电流 I IC C上升会导致晶体管的上升会导致晶体管的上升会导致晶体管的上升会导致晶体管的 值的下降，值的下降，值的下降，值的下降，当当当当 值下降到正常值的三分之二时的集电极电流即值下降到正常值的三分之二时的集电极电流即值下降到正常值的三分之二时的集电极电流即值下降到正常值的三分之二时的集电极电流即为为为为 I ICMCM。当集当集当集当集射极之间的电压射极之间的电压射极之间的电压射极之间的电压U UCE CE 超过一定的数值时，超过一定的数值时，超过一定的数值时，超过一定的数值时，晶体管就会被击穿。手册上给出的数值是晶体管就会被击穿。手册上给出的数值是晶体管就会被击穿。手册上给出的数值是晶体管就会被击穿。手册上给出的数值是2525 C C、基极开路时的击穿电压基极开路时的击穿电压基极开路时的击穿电压基极开路时的击穿电压U U(BR)(BR)CEOCEO。6.6.集电极最大允许耗散功耗集电极最大允许耗散功耗集电极最大允许耗散功耗集电极最大允许耗散功耗P PCMCM P PCMCM取决于晶体管允许的温升，消耗功率过大，取决于晶体管允许的温升，消耗功率过大，取决于晶体管允许的温升，消耗功率过大，取决于晶体管允许的温升，消耗功率过大，温升过高会烧坏晶体管。温升过高会烧坏晶体管。温升过高会烧坏晶体管。温升过高会烧坏晶体管。P PC C P PCM CM=I IC C U UCECE 硅硅硅硅管允许结温约为管允许结温约为管允许结温约为管允许结温约为150150 C C，锗锗锗锗管约为管约为管约为管约为7070 9090 C C。4.集电极最大允许电流 ICM5.集-射极反向击穿电压U下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页I IC CU UCECE=P=PCMCMICMU(BR)CEO安全工作区安全工作区由三个极限参数可画出晶体管的安全工作区由三个极限参数可画出晶体管的安全工作区由三个极限参数可画出晶体管的安全工作区由三个极限参数可画出晶体管的安全工作区ICUCEOICUCE=PCMICMU(BR)CEO安全工作区由三个极限下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页晶体管参数与温度的关系晶体管参数与温度的关系晶体管参数与温度的关系晶体管参数与温度的关系1 1、温度每增加、温度每增加、温度每增加、温度每增加1010 C C，I ICBOCBO增大一倍。硅管优增大一倍。硅管优增大一倍。硅管优增大一倍。硅管优 于锗管。于锗管。于锗管。于锗管。2 2 2 2、温度每升高、温度每升高、温度每升高、温度每升高 1 1 C C，U UBEBE将减小将减小将减小将减小 (2(2 2.5)mV2.5)mV，即晶体管具有负温度系数。即晶体管具有负温度系数。即晶体管具有负温度系数。即晶体管具有负温度系数。3 3、温度每升高、温度每升高、温度每升高、温度每升高 1 1 C C，增加增加增加增加 0.5%1.0%0.5%1.0%。晶体管参数与温度的关系1、温度每增加10C，ICBO增大一下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页本节题型本节题型1、判断管子类型：、判断管子类型：NPN，PNP；硅管，锗管。；硅管，锗管。2、判断管子工作状态：放大，截止，饱和、判断管子工作状态：放大，截止，饱和饱和：饱和：饱和：饱和：发射结正偏，集电结正偏，发射结正偏，集电结正偏，发射结正偏，集电结正偏，发射结正偏，集电结正偏，U U U UBEBEBEBE0000，U U U UBCBCBCBC0,0,0,0,IBIBS，放大：放大：放大：放大：发射结正偏，集电结反偏，发射结正偏，集电结反偏，发射结正偏，集电结反偏，发射结正偏，集电结反偏，U U U UBEBEBEBE0000，U U U UBCBCBCBC0,0,0,0,IBIBS截至：截至：截至：截至：发射结反偏，集电结反偏，发射结反偏，集电结反偏，发射结反偏，集电结反偏，发射结反偏，集电结反偏，U U U UBEBEBEBE0000，U U U UBCBCBCBC0,0,0,0,IB=0本节题型1、判断管子类型：NPN，PNP；硅管，锗管。2、判下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页例：例：用直流电压表测某电路中三只晶体管的三个电极对地用直流电压表测某电路中三只晶体管的三个电极对地的电压，其数值如图所示。指出晶体管的的电压，其数值如图所示。指出晶体管的E E、B B、C C三个极，三个极，并说明该管是硅管还是锗管。并说明该管是硅管还是锗管。1231231236V6V0V-2.3V-3V-0.7V5V5.7V-6V管的可见 是NPN硅管。三个极：2为B；3为E；1为C管的管是NPN型硅管三个极：1为B；2为E；3为C解：解：管的管是PNP型锗管三个极：2为B；1为E；3为C例：用直流电压表测某电路中三只晶体管的三个电极对地的电压，其下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页放大的概念放大的概念放大的概念放大的概念:放大的目的是将微弱的放大的目的是将微弱的放大的目的是将微弱的放大的目的是将微弱的变化信号变化信号变化信号变化信号放大成较大的信号。放大成较大的信号。放大成较大的信号。放大成较大的信号。放大的实质放大的实质放大的实质放大的实质:用小能量的信号通过晶体管的电流控制作用，将放用小能量的信号通过晶体管的电流控制作用，将放用小能量的信号通过晶体管的电流控制作用，将放用小能量的信号通过晶体管的电流控制作用，将放大电路中直流电源的能量转化成交流能量输出。大电路中直流电源的能量转化成交流能量输出。大电路中直流电源的能量转化成交流能量输出。大电路中直流电源的能量转化成交流能量输出。对放大电路的基本要求对放大电路的基本要求对放大电路的基本要求对放大电路的基本要求 ：1.1.要有足够的放大倍数要有足够的放大倍数要有足够的放大倍数要有足够的放大倍数(电压、电流、功率电压、电流、功率电压、电流、功率电压、电流、功率)。2.2.尽可能小的波形失真。尽可能小的波形失真。尽可能小的波形失真。尽可能小的波形失真。另外还有输入电阻、输出电阻、通频带等其它技术另外还有输入电阻、输出电阻、通频带等其它技术另外还有输入电阻、输出电阻、通频带等其它技术另外还有输入电阻、输出电阻、通频带等其它技术指标。指标。指标。指标。9.2 放大电路的工作原理放大电路的工作原理放大的概念:放大的目的是将微弱的变化信号放大成较大的下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页放大电路的目的是将微弱的放大电路的目的是将微弱的变化信号不失真的变化信号不失真的放大成较大的信号。这里所讲的主要是电压放大放大成较大的信号。这里所讲的主要是电压放大电路。电路。电压放大电路可以用有输入口和输出口的四电压放大电路可以用有输入口和输出口的四电压放大电路可以用有输入口和输出口的四电压放大电路可以用有输入口和输出口的四端网络表示，如图：端网络表示，如图：端网络表示，如图：端网络表示，如图：u ui iu uo oA Au u放大电路的目的是将微弱的变化信号不失真的放大成较大的信号。这下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页三种晶体管放三种晶体管放大电路大电路共射极放大电路共射极放大电路共基极放大电路共基极放大电路共集电极放大电路共集电极放大电路以共射极以共射极放大电路放大电路为例讲解为例讲解工作原理工作原理一、一、放大电路的组成放大电路的组成三种晶体管放大电路共射极放大电路共基极放大电路共集电极放大电下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页一、放大电路的组成一、放大电路的组成共发射极基本交流放大电路共发射极基本交流放大电路共发射极基本交流放大电路共发射极基本交流放大电路ECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+uBEuCE iCiBiE1、共发射极基本放大电路组成、共发射极基本放大电路组成 一、放大电路的组成共发射极基本交流放大电路ECRSesRBE下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页2、基本交流放大电路各元件作用、基本交流放大电路各元件作用 晶体管晶体管晶体管晶体管T T-放大元件放大元件放大元件放大元件,i iC C=i iB B。要保证。要保证。要保证。要保证集集集集电结反偏电结反偏电结反偏电结反偏,发射结正发射结正发射结正发射结正偏偏偏偏,使晶体管工作在使晶体管工作在使晶体管工作在使晶体管工作在放大区放大区放大区放大区 。基极电源基极电源基极电源基极电源E EB B与基极与基极与基极与基极电阻电阻电阻电阻R RB B-使发射结使发射结使发射结使发射结 处于正偏，并提供处于正偏，并提供处于正偏，并提供处于正偏，并提供大小适当的基极电大小适当的基极电大小适当的基极电大小适当的基极电流。流。流。流。共发射极基本电路共发射极基本电路共发射极基本电路共发射极基本电路ECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+uBEuCE iCiBiE2、基本交流放大电路各元件作用 晶体管T-放大元件,iC下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页集电极电源集电极电源集电极电源集电极电源E EC C-为电为电为电为电路提供能量。并保证路提供能量。并保证路提供能量。并保证路提供能量。并保证集电结反偏。集电结反偏。集电结反偏。集电结反偏。集电极电阻集电极电阻集电极电阻集电极电阻R RC C-将将将将变化的电流转变为变化的电流转变为变化的电流转变为变化的电流转变为变化的电压。变化的电压。变化的电压。变化的电压。耦合电容耦合电容耦合电容耦合电容C C1 1、C C2 2-隔离输入、输出隔离输入、输出隔离输入、输出隔离输入、输出与放大电路直流的与放大电路直流的与放大电路直流的与放大电路直流的联系，同时使信号联系，同时使信号联系，同时使信号联系，同时使信号顺利输入、输出。顺利输入、输出。顺利输入、输出。顺利输入、输出。信信信信号号号号源源源源负载负载负载负载共发射极基本电路共发射极基本电路共发射极基本电路共发射极基本电路ECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+uBEuCE iCiBiE2、基本交流放大电路各元件作用、基本交流放大电路各元件作用 集电极电源EC-为电路提供能量。并保证集电结反偏。集电极下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页基本放大电路的简化画法：基本放大电路的简化画法：基本放大电路的简化画法：基本放大电路的简化画法：单电源供电时常用的画法单电源供电时常用的画法单电源供电时常用的画法单电源供电时常用的画法共发射极基本电路共发射极基本电路共发射极基本电路共发射极基本电路+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCE iCiBiEECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+uBEuCE iCiBiE基本放大电路的简化画法：单电源供电时常用的画法共发射极基本电下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页上堂课回顾上堂课回顾1 1、晶体管、晶体管、晶体管、晶体管符号：符号：符号：符号：BECEBCNPNNPN型三极管型三极管型三极管型三极管PNPPNP型三极管型三极管型三极管型三极管上堂课回顾1、晶体管符号：BECEBCNPN型三极管PNP型下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页上堂课回顾上堂课回顾1 1、晶体管、晶体管、晶体管、晶体管(1)(1)I IE E=I IB B+I IC C 符合基尔霍夫定律符合基尔霍夫定律(2)(2)I IC C I IB B ，I IC C I IE E (3)(3)I IC C I IB B 把基极电流的微小变化能够引起集电极电流较大把基极电流的微小变化能够引起集电极电流较大把基极电流的微小变化能够引起集电极电流较大把基极电流的微小变化能够引起集电极电流较大变化的特性称为晶体管的电流放大作用。变化的特性称为晶体管的电流放大作用。变化的特性称为晶体管的电流放大作用。变化的特性称为晶体管的电流放大作用。晶体管放大的外部条件：晶体管放大的外部条件：晶体管放大的外部条件：晶体管放大的外部条件：发射结正偏、集电结反偏发射结正偏、集电结反偏发射结正偏、集电结反偏发射结正偏、集电结反偏+UBE ICIEIB CT E B+UCE 上堂课回顾1、晶体管(1)IE=IB+IC 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页特点特点特点特点:非线性非线性非线性非线性正常工作时发射结电压：正常工作时发射结电压：正常工作时发射结电压：正常工作时发射结电压：NPNNPN型硅管型硅管型硅管型硅管 U UBE BE 0.7V 0.7VPNPPNP型锗管型锗管型锗管型锗管 U UBE BE 0.3V 0.3V3DG100晶体管的晶体管的输入特性曲线输入特性曲线O0.40.8IB/AUBE/VUCE1V60402080死区电压：死区电压：死区电压：死区电压：硅管硅管硅管硅管0.5V0.5V，锗管锗管锗管锗管0.2V0.2V。上堂课回顾上堂课回顾2.2.输入特性输入特性输入特性输入特性特点:非线性正常工作时发射结电压：3DG100晶体管的O下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页IB=020 A40 A60 A80 A100 A36IC(mA )1234UCE(V)912O放大区放大区 晶体管有三种工作状态，因而输出特性曲线分晶体管有三种工作状态，因而输出特性曲线分晶体管有三种工作状态，因而输出特性曲线分晶体管有三种工作状态，因而输出特性曲线分为三个工作区。为三个工作区。为三个工作区。为三个工作区。(1)(1)放大区放大区放大区放大区发射结正偏，集电结反偏发射结正偏，集电结反偏发射结正偏，集电结反偏发射结正偏，集电结反偏;有电流放大作用有电流放大作用有电流放大作用有电流放大作用,I IC C=I IB B，输出曲线具有恒流特性。输出曲线具有恒流特性。输出曲线具有恒流特性。输出曲线具有恒流特性。上堂课回顾上堂课回顾3.输出特性输出特性IB=020A40A60A80A100A36IC(下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页I IB B=0=02020 A A4040 A A6060 A A8080 A A100100 A A3 36 6I IC C(mmA )A )1 12 23 34 4U UCECE(V)(V)9 91212O（2 2）截止区）截止区）截止区）截止区I IB B 0 0 以下区域为以下区域为以下区域为以下区域为截止区，有截止区，有截止区，有截止区，有 I IC C 0 0 。截止区截止区截止区截止区IB=0 时时,IC=ICEO(很小很小)。(ICEO0.001mA)0.001mA)发射结反偏，集电结反偏；发射结反偏，集电结反偏；发射结反偏，集电结反偏；发射结反偏，集电结反偏；失去电流放大作用，失去电流放大作用，失去电流放大作用，失去电流放大作用，I IC C00，晶体管晶体管晶体管晶体管C C、E E之间相当于开路。之间相当于开路。之间相当于开路。之间相当于开路。（开关断开）（开关断开）（开关断开）（开关断开）上堂课回顾上堂课回顾IB=020A40A60A80A100A36IC(下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页I IB B=0=02020 A A4040 A A6060 A A8080 A A100100 A A3 36 6I IC C(mmA )A )1 12 23 34 4U UCECE(V)(V)9 91212O饱饱饱饱和和和和区区区区（3 3）饱和区）饱和区）饱和区）饱和区 在饱和区，在饱和区，在饱和区，在饱和区，I IB B I IC C 深度饱和时，深度饱和时，深度饱和时，深度饱和时，UCE0,ICS UCC/RC 发射结正偏，集电结正偏；发射结正偏，集电结正偏；发射结正偏，集电结正偏；发射结正偏，集电结正偏；失去放大作用，晶体管失去放大作用，晶体管失去放大作用，晶体管失去放大作用，晶体管C C、E E之间相当于短路。（开关接通）之间相当于短路。（开关接通）之间相当于短路。（开关接通）之间相当于短路。（开关接通）上堂课回顾上堂课回顾IB=020A40A60A80A100A36IC(下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页上堂课回顾上堂课回顾共发射极基本交流放大电路共发射极基本交流放大电路共发射极基本交流放大电路共发射极基本交流放大电路ECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+uBEuCE iCiBiE1、共发射极基本放大电路组成、共发射极基本放大电路组成 一、放大电路的组成一、放大电路的组成上堂课回顾共发射极基本交流放大电路ECRSesRBEBRCC下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页上堂课回顾上堂课回顾单电源供电时常用的画法单电源供电时常用的画法单电源供电时常用的画法单电源供电时常用的画法共发射极基本电路共发射极基本电路共发射极基本电路共发射极基本电路+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCE iCiBiEECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+uBEuCE iCiBiE基本放大电路的简化画法：基本放大电路的简化画法：基本放大电路的简化画法：基本放大电路的简化画法：上堂课回顾单电源供电时常用的画法共发射极基本电路+UCCRS下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页UBE、IB 大写字母，大写下标，表示直流量大写字母，大写下标，表示直流量(静态值静态值)。u ubebe、i ib b小写字母，小写下标，表示交流瞬时值。小写字母，小写下标，表示交流瞬时值。u uBE BE、i iB B小写字母，大写下标，表示交、直混合量小写字母，大写下标，表示交、直混合量(总量总量)。U Ube be、I Ib b大写字母，小写下标，表示交流分量有效值。大写字母，小写下标，表示交流分量有效值。符号规定符号规定UBE、IB 大写字母，大写下标，表示直流量(静态值)下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页3、共射极放大电路的电压放大作用共射极放大电路的电压放大作用UBEIBICUCE无输入信号无输入信号(ui=0)时时:uo=0uBE=UBEuCE=UCE+UCCRBRCC1C2T+ui+uo+uBEuCE iCiBiEuBEtOiBtOiCtOuCEtO3、共射极放大电路的电压放大作用UBEIBICUCE无输入信下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页ICUCEOIBUBEO结论：结论：(1)(1)无输入信号电压时，晶体管各电极都是恒定的无输入信号电压时，晶体管各电极都是恒定的无输入信号电压时，晶体管各电极都是恒定的无输入信号电压时，晶体管各电极都是恒定的 电压和电流电压和电流电压和电流电压和电流:I IB B、U UBEBE和和和和 I IC C、U UCECE 。(I IB B、U UBEBE)和和和和(I IC C、U UCECE)分别对应于输入、输出特分别对应于输入、输出特分别对应于输入、输出特分别对应于输入、输出特性曲线上的一个点，称为性曲线上的一个点，称为性曲线上的一个点，称为性曲线上的一个点，称为静态工作点。静态工作点。静态工作点。静态工作点。QIBUBEQUCEICICUCEOIBUBEO结论：(1)无输入信号电压时，晶下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页UBEIB无输入信号无输入信号(ui=0)时时:uo=0uBE=UBEuCE=UCE？有输入信号有输入信号有输入信号有输入信号(u ui i 0)0)时时时时 uCE=UCC iC RC uo 0uBE=UBE+uiuCE=UCE+uoIC3、共射放大电路的电压放大作用共射放大电路的电压放大作用+UCCRBRCC1C2T+ui+uo+uBEuCE iCiBiEuBEtOiBtOiCtOuCEtOuitOUCEuotOUBEIB无输入信号(ui=0)时:uo=0？有下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页结论：结论：(2)(2)加上输入信号电压后，各电极电流和电压的大加上输入信号电压后，各电极电流和电压的大加上输入信号电压后，各电极电流和电压的大加上输入信号电压后，各电极电流和电压的大 小均发生了变化，都在直流量的基础上叠加了小均发生了变化，都在直流量的基础上叠加了小均发生了变化，都在直流量的基础上叠加了小均发生了变化，都在直流量的基础上叠加了 一个交流量，但方向始终不变。一个交流量，但方向始终不变。一个交流量，但方向始终不变。一个交流量，但方向始终不变。+集电极电流集电极电流直流分量直流分量交流分量交流分量动态分析动态分析iCtOiCtICOiCticO静态分析静态分析结论：(2)加上输入信号电压后，各电极电流和电压的大+集电下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页结论：结论：(3)(3)若参数选取得当，输出电压可比输入电压大，若参数选取得当，输出电压可比输入电压大，若参数选取得当，输出电压可比输入电压大，若参数选取得当，输出电压可比输入电压大，即电路具有电压放大作用。即电路具有电压放大作用。即电路具有电压放大作用。即电路具有电压放大作用。(4)(4)输出电压与输入电压在相位上相差输出电压与输入电压在相位上相差输出电压与输入电压在相位上相差输出电压与输入电压在相位上相差180180，即共发射极电路具有反相作用。即共发射极电路具有反相作用。即共发射极电路具有反相作用。即共发射极电路具有反相作用。uitOuotO结论：(3)若参数选取得当，输出电压可比输入电压大，(4)下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页结结 论论（1 1 1 1）交流信号的传输情况）交流信号的传输情况）交流信号的传输情况）交流信号的传输情况ui(即即ube)ibiCu0（即即uce）（2 2 2 2）电压和电流都含有直流分量和交流分量）电压和电流都含有直流分量和交流分量）电压和电流都含有直流分量和交流分量）电压和电流都含有直流分量和交流分量uBE=UBE+ubeuCE=UCE+uceiB=IBE+ibiC=IC+ic（3 3 3 3）输入信号电压）输入信号电压）输入信号电压）输入信号电压u u u ui i i i和输出电压和输出电压和输出电压和输出电压u u u u0 0 0 0相位相反相位相反相位相反相位相反返回返回结 论（1）交流信号的传输情况ui(即ube)ibiCu0下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页(4)(4)(4)(4)u u u ui i i i的幅度过大或静态工作点不合适的幅度过大或静态工作点不合适的幅度过大或静态工作点不合适的幅度过大或静态工作点不合适 ，将使工作，将使工作，将使工作，将使工作点进入非线性区而产生非线性失真（饱和失真、截点进入非线性区而产生非线性失真（饱和失真、截点进入非线性区而产生非线性失真（饱和失真、截点进入非线性区而产生非线性失真（饱和失真、截 止失真）。止失真）。止失真）。止失真）。(5)(5)(5)(5)非线性失真的特点：非线性失真的特点：非线性失真的特点：非线性失真的特点：饱和失真饱和失真饱和失真饱和失真 输出电压波形的下半部被削平输出电压波形的下半部被削平输出电压波形的下半部被削平输出电压波形的下半部被削平截止失真截止失真截止失真截止失真 输出电压波形的上半部被削平输出电压波形的上半部被削平输出电压波形的上半部被削平输出电压波形的上半部被削平(4)ui的幅度过大或静态工作点不合适，将使工作点进入下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页放大电路实现放大的条件放大电路实现放大的条件1.1.1.1.晶体管必须偏置在放大区。发射结正偏，集电结晶体管必须偏置在放大区。发射结正偏，集电结晶体管必须偏置在放大区。发射结正偏，集电结晶体管必须偏置在放大区。发射结正偏，集电结反偏。反偏。反偏。反偏。2.2.2.2.正确设置静态工作点，使整个波形处于放大区。正确设置静态工作点，使整个波形处于放大区。正确设置静态工作点，使整个波形处于放大区。正确设置静态工作点，使整个波形处于放大区。3.3.3.3.输入回路将变化的电压转化成变化的基极电流。输入回路将变化的电压转化成变化的基极电流。输入回路将变化的电压转化成变化的基极电流。输入回路将变化的电压转化成变化的基极电流。4.4.4.4.输出回路将变化的集电极电流转化成变化的集电输出回路将变化的集电极电流转化成变化的集电输出回路将变化的集电极电流转化成变化的集电输出回路将变化的集电极电流转化成变化的集电极电压，经电容滤波只输出交流信号。极电压，经电容滤波只输出交流信号。极电压，经电容滤波只输出交流信号。极电压，经电容滤波只输出交流信号。放大电路实现放大的条件1.晶体管必须偏置在放大区。发射结正下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页如何判断一个电路是否能实现放大？如何判断一个电路是否能实现放大？1.晶体管必须偏置在放大区。发射结正偏，集电结晶体管必须偏置在放大区。发射结正偏，集电结反偏。反偏。2.正确设置静态工作点，使整个波形处于放大区。正确设置静态工作点，使整个波形处于放大区。如果已给定电路的参数，则计算静态工作点来如果已给定电路的参数，则计算静态工作点来判断；如果未给定电路的参数，则假定参数设判断；如果未给定电路的参数，则假定参数设置正确置正确。3.信号能否输入到放大电路中。信号能否输入到放大电路中。4.信号能否输出。信号能否输出。与实现放大的条件相对应，判断的过程如下：与实现放大的条件相对应，判断的过程如下：如何判断一个电路是否能实现放大？1.晶体管必须偏置在放大区下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页讨论 从静态工作点的设置和微变等效电路上，判断各电从静态工作点的设置和微变等效电路上，判断各电路对输入的正弦交流信号路对输入的正弦交流信号ui有无放大作用，并说明原因。有无放大作用，并说明原因。假设各电容对交流信号均可视为短路。假设各电容对交流信号均可视为短路。ui 幅度很小，在幅度很小，在10mV以内。以内。RB+ECREC1C2Tuiuo无放大作用静态IB、IC=0题1 讨论 从静态工作点的设置