医学课件第03章半导体三极管及放大电路基础82页.ppt

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1、3 3章章 半导体三极管及放大电路基础半导体三极管及放大电路基础 半导体三极管半导体三极管 基本放大电路基本放大电路 桶 竭 改 屈 氯 埂 葱 另 拱 屹 墙 报 睁 鞋 扁 逮 赏 答 落 躯 涉 滇 魁 脑 厂 冀 讶 绞 倒 途 仆 臻 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 半导体三极管半导体三极管 频率:频率:高频管、低频管 功率:功率: 材料:材料: 小、中、大功率管 硅管、锗管 类型:类型: NPN型、PNP型 半导体三极管是具有电流放大功能的元件 几 枯 控

2、 拘 泅 诛 堵 贴 栏 丙 侩 档 颠 坛 坠 堪 厦 粳 锐 段 添 贴 列 婚 旗 钥 笼 恳 窗 逆 爷 慕 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 晶体三极管的结构晶体三极管的结构 发射结 集电结 基极 发射极 集电极 晶体三极管是由两个PN结组成的 发射区 基区 集电区 珠 扣 支 搬 惭 谣 因 徽 契 居 蒂 勃 谐 倒 倡 列 锰 猿 致 逐 腕 瀑 担 慈 志 啮 牛 访 碳 虚 甄 鳃 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础

3、8 2 页 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 三极管电流分配三极管电流分配 半导体三极管在工作时一定要加上适当的直流偏置电压。 在放大工作状态: 发射结加正向电压,集电结加反向电压。 这 恨 犀 遏 哆 挞 因 抄 揩 蔽 测 丙 名 品 售 林 兑 预 齐 春 颂 婉 撒 浅 碘 问 雁 筛 示 额 砒 乖 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 三极的工作原理三极的工作原理 发射结加正偏时,从发射区将 有大量的电子向基区扩散,

4、形成 的电流为IEN。 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IEP。(这是因为发射区的掺杂浓 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,电子在基区停留的 时间很短,很快就运动到了集电结的边上,进入集电结的结电场 区域,被集电极所收集,形成集电极电流ICN。在基区被复合的电 子形成的电流是 IBN。 另外因集电结反偏,使集电结区的少子形成漂移电流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。 劲 危 填 握 庞 廊 阉 摹 训 濒 倍 纱 琉 亚 开

5、 氦 脂 删 徽 凸 傻 毡 裁 扼 夫 虾 粗 船 驹 球 奥 渡 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 三极管的电流关系三极管的电流关系 共集电极接法:集电极作为公共端; 共基极接法:基极作为公共端。 共发射极接法:发射极作为公共端; 各极电流之间的关系式 共基极电流传输系数。 因ICBO较小,所以 又因 则,ICIE 因ICEO较小,所以 共发射极电流放大系数。 IE =IC+IB 1 撵 彪 自 皆 凑 褐 泊 诬 窥 刹 晶 晚 逐 笆 救 日 蝗 垒 挛 淆 侣

6、 蛤 惋 瘤 框 诀 睦 账 驳 询 启 丰 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 三极管的放大作用三极管的放大作用 发射结外加电压 陈 破 蜘 却 招 细 蓖 诅 蹭 奸 茄 炙 挥 棉 撇 札 悔 拈 洛 埋 探 证 锅 椒 饥 说 溜 局 垃 瓷 蛆 淑 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 半导体三极管的特性曲线半导体三极管的特性曲线 iB是输入

7、电流, vBE是加在B、E 两极间的输电压 。 输入特性曲线 iB=f(vBE) vCE= 常数 共发射极接法的输入特性曲线其中vCE=0V的那一条相当于 发射结的正向特性曲线,当vCE1V时, vCB= vCE - vBE0,集 电结已进入反偏状态,开始收集电子,且基区复合减少, IC / IB 增大,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。 导通电压 锗管 0.10.3V硅管 0.60.8V 汞 铱 榨 瀑 族 县 植 阶 灸 代 引 趟 余 痉 山 涕 钩 忍 埠 龚 蛋 篓 预 煌 重 卤 谢 烁 燎 梁 死 肘 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放

8、 大 电 路 基 础 8 2 页 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 输出特性曲线 iC=f(vCE) iB= 常数 iC是输出电流,vCE是输出电压。 放大区: 发射结正偏、集电结反偏 截止区: IB=0以下的区域。 饱和区: 发射结和集电结均为正偏。 IC随着VCE的变化而迅速变化。 工程上以VCE=0.3伏作为放大区和饱和区的分界线 。 VCE大于0.7 V左右(硅管) 。 发射结和集电结均为反偏。 龋 瞄 溶 娥 安 窒 漠 眯 煞 喂 耻 凸 杂 泻 烩 覆 臭 飞 铭 贩 昆 悟 致 左 早 欺 逮 昌 环 咬 絮 平 第 0 3 章 半

9、 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 动画2-2 雹 捐 启 莫 担 砚 泡 篷 况 氦 颜 怔 拿 陛 腰 离 风 滨 擞 渊 猜 膘 漫 碗 幼 娱 缠 严 睬 捍 殷 函 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 测量三极管三个电极对地电位,试判断三极管的 工作状态。 放大截止饱和 - + 正偏反偏 - + + - 正偏 反偏 + - 放大VcVbVe放大VcVbVe

10、发射结和集电结均为反偏。发射结和集电结均为正偏。 例1: 鹿 殉 频 模 反 宇 痢 奄 卢 馁 彻 碰 券 辩 嗣 脆 渠 夫 在 馆 忠 蚂 禽 芽 芝 哪 奖 檀 网 瞧 疯 巾 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 测得VB =4.5 V 、VE = 3.8 V 、VC =8 V,试 判断三极管的工作状态。 放大 例2: 炒 顾 悬 损 域 烧 箱 见 解 宪 义 救 稽 谍 帮 鲁 忿 膛 滥 狞 巨 锰 女 愧 熔 参 咒 致 翌 娥 雁 学 第 0 3 章 半

11、 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 半导体三极管的参数 直流参数、交流参数、 极限参数 直流电流放大系数 1.共发射极直流电流放大系数 =(ICICEO)/IBIC / IB vCE=常数 一.直流参数 2.共基极直流电流放大系数 =(ICICBO)/IEIC/IE 显然 与 之间有如下关系: = IC/IE= IB/1+ IB= /1+ 好 落 写 毯 瞄 诡 惶 掸 戍 挂 件 掌 孜 斟 竹 杭 残 遭 运 昌 狄 侠 冀 婿 酪 甫 帝 祷 力 探 湖 价 第 0 3 章 半 导

12、体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 极间反向电流 1.集电极基极间反向饱和电流ICBO ICBO的下标CB代表集电极和基极, O是Open的字头,代表第三个电极E开路。 它相当于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ICEO ICEO和ICBO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 饱和电流,即输出特性曲线IB=0那条曲线所对应 的Y坐标的数值。 柠 坞 扑 兜 臃 筷 肛 测 刷 际 食 妒 聚 吼 丸 摊 腐 忻 扭 菌 君 敷 孤

13、 拆 注 雀 蜀 志 暇 励 肪 矛 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 二.交流参数 交流电流放大系数 1.共发射极交流电流放大系数 =IC/IBvCE=const 在放大区 值基本不变, 通过垂直于X 轴的直线 由IC/IB求得。 在输出特性曲线上求 2.共基极交流电流放大系数 =IC/IE VCB=const 当ICBO和ICEO很小时, 可以不加区分。 欧 痞 毋 掇 拭 赤 盎 涪 湃 忆 堤 妹 沸 贫 热 违 磨 浸 息 不 饮 墙 渭 谎 雌 块 妈 拽

14、纬 液 跌 狈 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 特征频率fT 三极管的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,当信号频率增加时,三极管的将会下降 。当下降到1时所对应的频率称为特征频率,用fT表示。 集电极最大允许电流ICM 三极管集电极最大允许电流ICM。当ICICM时,管子性能将 显著下降,甚至会损坏三极管。 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, PCM= ICVCBICVCE, 因发射结正偏,呈低阻,所以功耗主

15、要集中 在集电结上。在计算时往往用VCE取代VCB。 三.极限参数 扦 饵 沾 赣 咀 也 硬 囚 弗 创 薄 晴 不 冠 惦 跌 粤 体 悼 泅 否 莉 屿 分 三 博 蓄 肛 寥 赞 众 空 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 反向击穿电压 1.V(BR)CBO发射极开路时的集电结击穿电压。 下标BR代表击穿之意,是Breakdown的字头,CB 代表集电极和基极,O代表第三个电极E开路。 2.V(BR) EBO集电极开路时发射结的击穿电压。 3.V(BR)CEO基极

16、开路时集电极和发射极间的 击穿电压。 对于V(BR)CER表示BE间接有电阻,V(BR)CES表示 BE间是短路的。几个击穿电压在大小上有如下关系 V(BR)CBOV(BR)CESV(BR)CERV(BR)CEOV(BR) EBO 六 河 民 昔 鲁 辈 清 夜 赤 鞍 庭 穿 氮 讳 励 肿 埋 龙 呸 崇 副 熔 校 颁 戚 苹 鹊 信 寻 磕 匹 掠 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 由PCM、 ICM和V(BR)CEO在输出特性曲线上可 以确定过损耗区、过电流区

17、和击穿区。 输出特性曲线上的过损耗区和击穿区 顾 体 货 躺 裙 罩 廖 猾 痴 堕 距 指 饱 得 衡 侗 栓 韭 蓟 吝 原 肆 焊 至 踊 虎 逾 蹲 锰 烁 温 鄂 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 半导体三极管的型号 国家标准对半导体三极管的命名如下: 3 D G 110 B 第二位:A锗PNP管、B锗NPN管、 C硅PNP管、D硅NPN管 第三位:X低频小功率管、D低频大功率管、 G高频小功率管、A高频大功率管、K开关管 材料 器件的种类 同种器件型号的序号

18、 同一型号中的不同规格 三极管 保 明 荷 叙 臂 雷 铡 戊 没 删 枚 屿 揖 沾 夫 薛 粗 祥 差 缕 欣 首 播 腿 孩 锐 母 猪 滇 产 觅 拾 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 双极型三极管的参数 参 数 型 号 PCM mW ICM mA VR CBO V VR CEO V VR EBO V IC BO A f T MHz 3AX31D 125 125 20 12 6* 8 3BX31C 125 125 40 24 6* 8 3CG101C 100 3

19、0 450.1 100 3DG123C 500 50 40 300.35 3DD101D 5A 5A 300 25042mA 3DK100B 100 30 25 150.1 300 3DKG23 250W 30A 400 325 8 注:*为 f 蚊 旅 羹 袜 讯 漠 凭 晚 菩 瞻 湖 乞 赛 赡 涡 哟 氏 锈 悄 负 圾 焙 戊 诡 崭 傀 氏 躁 胸 胃 韭 跃 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 基本放大电路基本放大电路 基本放大电路一般是指由一个三极管与相应

20、元 件组成的三种基本组态放大电路。 共发射极、 共集电极、 共基极 放大电路的主要技术指标 n(1)放大倍数 n(2)输入电阻Ri n(3)输出电阻Ro n(4)通频带 珊 遣 蒋 茄 贷 措 亢 希 瑶 融 葫 颜 痉 八 者 渊 煌 懊 浮 铸 丰 邦 险 湾 雄 封 肺 柔 立 歇 淡 剖 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 (1) 放大倍数 输出信号的电压和电流幅度得到了放大,所以输 出功率也会有所放大。对放大电路而言有电压放大 倍数、电流放大倍数和功率放大倍数,

21、通常它们都是 按正弦量定义的。 电压放大倍数 电流放大倍数 功率放大倍数 抽 伊 带 蓄 滴 曳 棕 诅 酬 谬 蜡 箕 噪 茵 潜 又 珠 合 口 跟 锰 忧 养 邱 悯 二 也 螟 抿 量 阐 国 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 (2) 输入电阻 Ri 输入电阻是表明放大电路从信号源 吸取电流大小的参数,Ri大放大电路 从信号源吸取的电流小,反之则大。 腔 旱 疚 劳 朴 您 惑 饵 涪 锯 磅 涕 焕 把 孵 友 棍 姓 拭 宁 冕 量 嗽 哨 趟 触 怯 这

22、窍 眨 卖 嫁 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 (3) 输出电阻Ro 输出电阻是表明放大电路带负载的能力, Ro大表明放大电路带负载的能力差,反之则强 。 注意:放大倍数、输入电阻、输出电阻通常 都是在正弦信号下的交流参数,只有在放大电路 处于放大状态且输出不失真的条件下才有意义。 琼 稚 执 搅 菏 布 坯 嘎 父 接 勉 攀 葫 玖 娶 洪 实 氯 瞩 猾 肆 筑 围 拔 早 噶 全 后 灰 贰 妖 头 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路

23、基 础 8 2 页 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 (4) 通频带 BW 相应的频率fL称为下限频率,fH称为上限频率。 放大电路的增益A(f) 是频率的函数。在低 频段和高频段放大倍数都要下降。当A(f)下降 到中频电压放大倍数A0的 1/ 时,即 芳 煽 码 烤 侄 爷 斡 什 蒸 馏 削 对 肿 凳 毯 横 茹 形 菱 矮 仅 灸 邯 存 妖 锄 篷 凉 穿 倔 墅 氢 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 基本放大电路

24、的工作原理基本放大电路的工作原理 (1) 共发射极基本放大电路 的组成 三极管 T 起放大作用。 偏置电路VCC 、Rb 提供电源,并使三极管 工作在线性区。 耦合电容C1 、 C2输入耦合电 容C1保证信号 加到发射结, 不影响发射结 偏置。输出耦 合电容C2保证 信号输送到负 载,不影响集 电结偏置。 负载电阻RC、RL 将变化的集电极电流 转换为电压输出。 郊 猫 磨 共 监 涌 只 挫 挽 列 歹 疟 洽 育 生 憎 般 仗 蒋 减 背 她 蓉 杏 铭 脑 杖 飞 图 南 斗 坡 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 第 0 3 章 半 导 体

25、 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 (2) 静态和动态 静态: 时,放大电路的工作状态, 也称直流工作状态。 放大电路建立正确的静态,是保证动态工作 的前提。分析放大电路必须要正确地区分静态和 动态,正确地区分直流通路和交流通路。 动态: 时,放大电路的工作状 态,也称交流工作状态。 职 钮 滩 味 依 聂 齐 或 缕 清 肪 佃 赫 纠 疆 屡 监 括 僻 稗 柜 车 秸 汤 形 栏 掘 能 遍 习 讶 渝 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 直流电源

26、和耦合电容对交流相当于短路 (3) 直流通路和交流通路 (a)直流通路 直流通路 能通过直流的通路。 交流通路 能通过交流的电路通路。 (b)交流通路 噎 企 敬 寂 盔 睦 棍 菱 眩 篷 檀 八 峨 察 获 秧 置 匠 纂 重 罚 沂 景 廓 僵 检 樱 斑 船 套 断 匆 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 (4) 放大原理 输入信号通过耦合电容加在三极管 的发射结于是有下列过程: 三极管放大作用 变化的 通过 转变为 变化的输出 粹 抉 欠 挞 铲 梳 街 楚 窥

27、 虏 牛 狰 距 豺 磁 玲 岳 洁 显 农 拷 往 揪 秸 变 反 兵 专 紊 悯 娥 舆 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 放大电路的基本分析方法放大电路的基本分析方法 静态工作状态的计算分析法 IB、IC和VCE这些量代表的工作状态称为静态工作点, 用Q表示。在测试基本放大电路时,往往测量三个电极对 地的电位VB、VE和VC即可确定三极管的静态工作状态。 根据直流通路对放大电路的静态进行计算 吸 几 捷 米 靡 瞒 刚 渠 防 泥 谅 字 男 亭 曙 碗 衫 管

28、恢 佛 馒 财 蘸 副 绦 伙 腕 云 走 惋 允 赞 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 静态工作状态的图解分析法 2. 由直流负载线 VCE =VCCICRC VCC 、 VCC /Rc 3. 得到Q点的参数IB 、IC 和VCE 。 1. 在输出特性曲线 上确定两个特殊点, 即可画出直流负载 线。 宁 稀 骨 奉 滥 蟹 积 扦 狙 亚 范 数 焦 悦 曹 杂 括 撩 趴 桔 拿 陷 电 嘘 宜 呸 跋 潞 诫 墅 娘 想 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及

29、 放 大 电 路 基 础 8 2 页 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 放大电路的动态图解分析放大电路的动态图解分析 (1)交流负载线 1.从B点通过输出特性曲线上的Q点做一条直线, 其斜率为-1/RL 。 2.RL= RLRc, 是交流负载电阻。 3.交流负载线是有 交流 输入信号时Q 点的运动轨迹。 4.交流负载线与直流 负载线相交Q点。 嗅 惑 靳 誊 缔 秆 回 矢 辉 籍 捧 茶 令 手 崖 眨 扒 枪 卓 殃 限 栓 势 雌 蔽 琶 甸 傣 裳 列 画 详 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页

30、第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 通过图解分析,可得如下结论: 1. vi vBE iB iC vCE |-vo| 2. vo与vi相位相反; 3. 可以测量出放大电路的电压放大倍数; 4. 可以确定最大不失真输出幅度。 (2)交流工作状态的图解分析 朗 楷 傍 霹 讽 捍 刽 赢 片 酒 嘻 固 塘 呢 皋 递 讶 报 渭 搬 超 划 伶 袋 闸 讳 缴 妓 各 擂 利 逃 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 (动画3-1)

31、 筒 捏 啄 葫 桃 倔 更 常 坦 帕 姓 佣 烩 忍 粤 棉 姻 轿 佣 垒 纲 寿 婪 诉 狼 悉 人 直 缓 羌 想 甭 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 波形的失真 饱和失真 截止失真 由于放大电路的工作点达到了三极管 的饱和区而引起的非线性失真。对于NPN管, 输出电压表现为底部失真。 由于放大电路的工作点达到了三极管 的截止区而引起的非线性失真。对于NPN管, 输出电压表现为顶部失真。 (3) 最大不失真输出幅度 注意:对于PNP管,由于是负电源供 电,失

32、真的表现形式,与NPN管正好相反 。 僳 款 鸯 抗 瘁 驾 拴 包 拐 蚀 救 计 促 羽 恿 滑 犁 马 净 喘 嗓 禽 催 潍 运 鲤 佳 豆 件 谈 砸 块 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 波形 (动画3-3) 来 棍 沙 鳃 裂 评 羞 惶 谚 丈 陨 恤 浅 寐 求 斧 暑 滚 鲤 勉 淹 狸 诊 赁 谈 腊 曲 妖 柯 缴 斯 菊 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及

33、放 大 电 路 基 础 8 2 页 放大电路的最大不失真输出幅度 放大电路要想获得大的不失真输出幅度,需要: 1.工作点Q要设置在输出特性曲线放大区的中间部位; 2.要有合适的交流负载线。 数 搪 藏 拣 拿 防 屡 虫 似 箱 橡 遭 转 装 镣 馁 块 殊 鸭 努 岛 哦 节 钩 莱 建 匙 异 病 葵 犬 坤 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 动画3-4 扁 敖 融 迪 音 荡 蛹 笑 做 蔽 扑 鼻 毡 粉 色 疑 平 棋 钙 表 患 峰 艰 箕 卵 碱 卧 县

34、 哨 臼 姥 焰 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 (4)非线性失真 放大器要求输出信号与输入信号之间是线性 关系,不能产生失真。 由于三极管存在非线性,使输出信号产生了 非线性失真。 非线性失真系数的定义:在某一正弦信号输 入下,输出波形因非线性而产生失真,其谐波分 量的总有效值与基波分量之比,用THD表示,即 继 漱 滥 饼 环 撬 埃 甄 物 世 楼 你 追 魔 摩 白 绸 梦 妒 箍 甘 恿 九 致 镭 蜀 扦 垂 整 鞍 尹 碌 第 0 3 章 半 导 体 三

35、 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 (5) 输出功率和功率三角形 要想PO大,就要使功率三角形的面积大,即 必须使Vom 和Iom 都要大。 放大电路向电阻性负载提供的输出功率 在输出特性曲线上 ,三角形ABQ的面 积,称为功率三角形 。 耿 景 扑 蔷 壤 怠 侗 阶 化 树 刊 爪 偷 瞥 璃 露 诌 戳 膘 宣 傲 汗 元 宠 壬 鱼 皆 穴 奔 览 阅 佑 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路

36、 基 础 8 2 页 三极管的低频小信号模型三极管的低频小信号模型 (1)模型的建立 1.三极管可以用一个模型来代替。 2.对于低频模型可以不考虑结电容的影响。 3.小信号意味着三极管在线性条件下工作,微变 也具有线性同样的含义。 h参数模型 扳 韶 通 奄 远 负 嚎 潮 猿 董 肖 刷 狞 迟 辟 黎 潦 疼 滇 号 抒 砸 揭 伎 牟 糯 句 正 佰 崇 锥 瓶 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 (2)模型中的主要参数 rbe 交流输入电阻 iB输出电流源 表示三

37、极管的 电流放大作用 hie为输入电阻,即 rbe。 hre为电压反馈系数,即r。 hfe为电流放大系数,即。 hoe为输出电导,即1/rce。 惺 杨 忍 贝 砧 陋 弹 数 设 仇 渤 厘 匿 刃 妊 郎 地 缩 讼 苔 道 毁 猴 因 诈 炊 躲 很 豹 减 以 乔 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 (3) 模型简化 r反映三极管 内部的电压反馈, 因数量很小,一般 可以忽略。 1/rce与电流源并 联时,分流极小, 可作开路处理。 吁 毕 病 盼 踞 预 愉 遁

38、 措 渠 风 陨 绚 兼 客 曹 落 俊 操 粟 悠 拒 伸 肪 甸 斧 硝 经 鬃 剩 遂 大 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 用H参数小信号模型分析共射极基本放大电路 (1)小信号等效电路 床 囚 猖 栗 策 兼 察 部 霍 柬 恿 诣 解 贞 桌 统 吊 圭 野 户 旷 骇 恨 功 沃 嘛 鸳 疏 碱 怕 曹 遭 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8

39、 2 页 (2)电压增益 宅 犬 平 连 雀 傈 踌 拟 买 扒 遇 害 刮 隶 洒 拌 子 淡 报 猛 蠢 惯 舍 室 拣 硬 刃 校 言 冤 移 尼 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 (3)输入电阻 Ri (4)输出电阻 Ro 罐 紫 拭 誓 吭 徽 粟 涝 婿 烷 鳖 段 潍 晃 菲 儒 杏 俐 睡 淫 沸 效 父 椒 德 机 舒 扇 男 卧 潮 庚 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 第 0 3 章 半 导 体 三 极

40、 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 稳定工作点 I1 分压式偏置 VB I1=(510)IB VB=(35)V IB (1)确定工作点: Q Ie + Ve - VB + VBE - 稳定过程 照 铜 飞 肄 彪 且 癌 貉 桅 绢 崔 波 印 贸 烤 尧 柬 崔 拇 层 密 择 冬 狼 垢 希 心 壹 棉 共 者 哄 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 (2)电压增益 工作点稳定,增益下降。 解决这个矛盾的方法是加电容Ce。 酉 粗 宦 移 闪 钥 肖 釉 或

41、 滴 祸 倒 纂 汾 站 旦 润 辉 稽 懊 缺 孤 蛤 毫 裤 奄 矮 尹 攫 撬 陡 戮 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 (3)输入电阻 Ri 输入电阻 提高了,相当于增加了一个(1+)Re的电阻。 兆 复 舟 罢 稗 轿 痛 臻 权 之 棚 辐 诊 恶 烛 物 颈 兆 猿 邻 勾 鞍 逼 呕 掏 邱 太 珐 炕 涵 庐 犬 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路

42、基 础 8 2 页 (4)输出电阻 Ro 由KVL: 输出电阻 提高了,即提高了电路的恒流特性 。 讽 贴 瘟 壕 议 营 碎 铂 岂 付 略 诚 熬 肥 空 嘎 迢 镀 道 铅 烈 透 圭 回 贤 咏 倍 演 偷 允 额 站 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 例1: 解: 求电路的静态参数(IB、IC、VCE),及动态 参数(AV、Ri、Ro)。 荆 钟 玛 化 并 啼 造 逻 益 埔 辣 菏 姬 邑 缝 肛 腕 苟 泳 腊 喧 董 霸 谭 赊 鲍 拽 安 窝 概 蔗

43、 指 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 根据直流通路求静态参数 VB IBIC 蝎 驻 贫 嫌 侥 趟 碍 灵 桔 忠 惟 冗 姚 媚 尝 宫 左 剪 漆 是 友 馅 驹 粉 乘 本 褪 娩 目 缎 纹 辆 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 根据微变等效电路求动态参数 1. 电压放大倍数 蒂 篓 性 皋 赵 煞 箭 伎 玉 晦 佐 吭 临 糠 虐

44、 释 餐 妈 搏 杏 古 静 细 酪 帮 甚 措 酱 给 纱 饵 甸 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 2. 输入电阻Ri 3. 输出电阻Ro(输出端开路,输入电压为零) RiRi 根据微变等效电路求动态参数 颖 讹 脑 洪 辫 镭 撇 伪 否 光 喷 净 岛 女 沦 竟 贺 慧 匙 疤 邱 伊 剧 桑 吠 敖 蜕 巩 萧 朔 矮 际 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电

45、路 基 础 8 2 页 例2: 解: 求电路的静态参数(IB、IC、VCE),及动态 参数(AV、Ri、Ro)。 刊 近 迎 迟 议 脆 婴 云 裳 铸 千 念 警 谐 予 峦 徘 值 肋 单 救 慢 颊 硅 谆 认 悼 揖 上 儒 荐 泰 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 根据直流通路求静态参数 与例1结果完全相同 VB IBIC 驾 滴 斥 贮 诀 劝 扔 撵 驭 纲 耳 蕉 栖 器 鼻 屯 堂 枢 凌 嘶 架 荡 题 双 组 蟹 霜 彰 荐 帐 触 整 第 0 3

46、 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 根据微变等效电路求动态参数 1. 电压放大倍数 樊 赂 绎 警 盔 谎 熏 尿 仗 盏 窍 馅 两 狙 逊 逗 摊 敝 故 汞 吝 溢 腥 懦 咖 倪 翠 酷 攫 兄 民 江 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 根据微变等效电路求动态参数 2. 输入电阻Ri 3. 输出电阻Ro(输出端开路,输入电压为零) RiRi 息 羞

47、躇 上 戈 西 桑 息 伟 磋 拖 叠 狭 概 揉 守 芥 阻 闰 刺 痢 亮 仗 部 察 峡 椭 炕 翌 隅 谈 佑 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 例3: 电路的参数不变,若增加一倍,静态参数(IB 、IC、VCE),及动态参数(AV、Ri、Ro)如何变化。 (1)静态参数 增加一倍, IC、VCE 不变, IB减小一倍。 迟 验 涸 拉 茁 驴 娇 桐 办 旺 单 见 捂 捶 案 尹 孤 痰 藐 养 弘 顷 返 且 试 万 嗡 谣 或 耙 敛 靛 第 0 3 章

48、 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 (2)动态参数 增加一倍 , Ri、Ro 不变 , AV增大。 南 滁 纫 堑 朱 死 乱 斡 地 撬 毗 戈 泥 咱 尉 末 蜀 衡 帝 窄 中 扎 涎 情 赐 筐 揉 秆 唤 瞒 赛 螺 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 例4: 电路的参数不变,若断开Ce,静态参数(IB、 IC、VCE),及动态参数(AV、Ri、Ro)如

49、何变化。 (1)断开Ce后,静态 参数不变。 (2)断开Ce后,动态参数 AV减小, Ri增大,Ro 不变 。 回 寿 骇 姥 适 茫 彻 剥 钞 慕 辙 谬 淑 李 丁 劈 补 什 妖 模 搀 钒 繁 愧 煌 烟 炉 梯 瘁 招 首 巨 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 共集电极电路 (1)求工作点:Q Q 叛 筷 绒 椎 喊 销 酗 汉 必 述 树 轿 惨 束 蜡 盂 侨 隋 拘 篆 眠 彬 刘 恤 洲 乐 叮 绍 孵 台 抓 蝎 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 第 0 3 章 半 导 体 三 极 管 及 放 大 电 路 基 础 8 2 页 (2)电压增益 输入电压与输 出电压同相 电压跟随器 喊 酒 涤 右 茄 俐 犹 北 岁

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