[信息与通信]三极管及其应用.ppt

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1、半导体三极管及其应用,半导体三极管 放大电路的图解分析法 放大电路的小信号模型分析法 放大电路工作点稳定 共集电极和共基极电路 放大电路的频率响应 放大电路的瞬态响应,1 双极型三极管,半导体三极管的结构 三极管内部的电流分配与控制 三极管各电极的电流关系 三极管的共射极特性曲线 半导体三极管的参数 三极管的型号 三极管应用,1.1 半导体三极管的结构,双极型半导体三极管的结构示意图如图所示。 它有两种类型:NPN型和PNP型。,e-b间的PN结称为发射结(Je),c-b间的PN结称为集电结(Jc),中间部分称为基区，连上电极称为基极， 用B或b表示（Base）；,一侧称为发射区，电极称为发射

2、极， 用E或e表示（Emitter）；,另一侧称为集电区和集电极， 用C或c表示（Collector）。,双极型三极管的符号中， 发射极的箭头代表发射极电流的实际方向。,9012、9014、8050,9013、9015、8550,半导体三极管的结构,从外表上看两个N区,(或两个P区)是对称的，实际上发射区的掺杂浓度大，集电区掺杂浓度低，且集电结面积大。基区要制造得很薄，其厚度一般在几个微米至几十个微米。,1.2 三极管内部的电流分配与控制,双极型半导体三极管在工作时一定要加上适当的直流偏置电压。 若在放大工作状态：发射结加正向电压，集电结加反向电压，如图所示。,现以 NPN型三极管的放大状态为

3、例，来说明三极管内部的电流关系。,电流分配与控制,在发射结正偏，集电结反偏条件下，三极管中载流子的运动：,(1)发射区向基区注入电子：在VBB作用下，发射区向基区注入电子形成IEN，基区空穴向发射区扩散形成IEP。 IEN IEP方向相同,电流分配与控制,(2) 电子在基区复合和扩散 由发射区注入基区的电子继续向集电结扩散，扩散过程中少部分电子与基区空穴复合形成电流IBN。由于基区薄且浓度低，所以IBN较小。,(3) 集电结收集电子 由于集电结反偏，所以基区中扩散到集电结边缘的电子在电场作用下漂移过集电结，到达集电区，形成电流ICN。,电流分配与控制,(4) 集电极的反向电流 集电结收集到的电

4、子包括两部分： 发射区扩散到基区的电子ICN 基区的少数载流子ICBO,电流分配与控制,IE= IEN+ IEP 且有IENIEP IEN=ICN+ IBN 且有IEN IBN ，ICNIBN,IC=ICN+ ICBO,IB=IEP+ IBNICBO,IE =IC+IB,1.3 三极管各电极的电流关系,(1)三种组态 双极型三极管有三个电极，其中两个可以作为输入, 两个可以作为输出，这样必然有一个电极是公共电极。三种接法也称三种组态，见下图,共集电极接法，集电极作为公共电极，用CC表示;,共基极接法，基极作为公共电极，用CB表示。,共发射极接法，发射极作为公共电极，用CE表示；,(2)三极管的

5、电流放大系数,对于集电极电流IC和发射极电流IE之间的关系可以用系数来说明，定义:,称为共基极直流电流放大系数。它表示最后达到集电极的电子电流ICN与总发射极电流IE的比值。ICN与IE相比，因ICN中没有IEP和IBN，所以 的值小于1, 但接近1，一般为0.980.999 。由此可得:,IC=ICN+ICBO= IE+ICBO= IC+ IB+ICBO,电流放大系数,在忽略ICBO情况下， IC 、 IE 和IB之间的关系可近似表示为：,式中： 称为共发射极接法直流电流放大倍数。,1.4 三极管的共射极特性曲线,输入特性曲线 iB=f(vBE) vCE=const 输出特性曲线 iC=f(

6、vCE) iB=const,共发射极接法三极管的特性曲线：,这两条曲线是共发射极接法的特性曲线。 iB是输入电流，vBE是输入电压，加在B、E两电极之间。iC是输出电流，vCE是输出电压，从C、E两电极取出。,信号表示,1. 输入特性曲线,VCE一定时，iB与vBE之间的变化关系： 由于受集电结电压的影响， 输入特性与一个单独的PN结 的伏安特性曲线有所不同。 在讨论输入特性曲线时，设 vCE=const(常数)。,(1)VCE=0时：b、e间加正向 电压， JC和JE都正偏， JC没有吸引电子的能力。 所以其特性相当于两个二 极管并联PN结的特性。 VCE=0V： 两个PN结并联,输入特性曲

7、线,(3) VCE1V时，b、e间加正向电压，这时JE正偏， JC反偏。发射区注入到基区的载流子绝大部分被JC收集，只有小部分与基区多子形成电流IB。所以在相同的VBE下，IB要比VCE=0V时小。 VCE1V： iB比VCE=0V时小,(2) VCE介于01V之间时， JC反偏不够，吸引电子的能力不够强。随着VCE的增加，吸引电子的能力逐渐增强，iB逐渐减小，曲线向右移动。 0VCE1V: VCE iB,2. 输出特性曲线,表示IB一定时，iC与vCE之间的变化关系。,(1) 放大区 JE正偏，JC反偏，对应一个IB，iC基本不随vCE增大，IC= IB 。 处于放大区的三极管相当于一个电流

8、控制电流源。,截止区：对应IB0的区域， JC和JE都反偏， IB= IC =0,输出特性曲线,(3) 饱和区 对应于vCEvBE的区域，集电结处于正偏，吸引电子的能力较弱。随着vCE增加，集电结吸引电子能力增强，iC增大。 JC和JE都正偏， VCES约等于0.3V，IC IB,饱和时c、e间电压记为VCES，深度饱和时VCES约等于0.3V。饱和时的三极管c、e间相当于一个压控电阻。,输出特性曲线总结,饱和区iC受vCE显著控制的区域，该区域内vCE的 数值较小，一般vCE0.7 V(硅管)。此时 发射结正偏，集电结正偏或反偏电压很小。,截止区iC接近零的区域，相当iB=0的曲线的下方。

9、此时，发射结反偏，集电结反偏。,放大区iC平行于vCE轴的区域，曲线基本平行等距。 此时，发射结正偏，集电结反偏，电压大于0.7 V左右(硅管) 。,动画2-2,三极管工作情况总结,3. 温度对三极管特性的影响,温度升高使： （1）输入特性曲线左移 （2）ICBO增大，输出特性曲线上移 （3）增大,1.5 半导体三极管的参数,半导体三极管的参数分为三大类: 直流参数 交流参数 极限参数,三极管的直流参数,在放大区基本不变。在共发射极输出特性曲线上，通过垂直于X轴的直线(vCE=const)来求取IC / IB ，如下左图所示。在IC较小时和IC较大 时， 会有所减小，这一关系见下右图。,b.共

10、射极直流电流放大系数： =（ICICEO）/IBIC / IB vCE=const,三极管的直流参数,b.集电极发射极间的反向饱和电流ICEO ICEO和ICBO之间的关系： ICEO=（1+ ）ICBO,相当于基极开路时，集电极和发射极间的反向饱和电流，即输出特性曲线IB=0时曲线所对应的Y坐标的数值,如图所示。,极间反向电流 a.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。,三极管的交流参数,2.交流参数 交流电流放大系数 a.共发射极交流电流放大系数 =IC/IBvCE=const,在放大区

11、 值基本不变，可在共射接法输出特性曲线上通过垂直于X 轴的直线求取IC/IB。或在图上通过求某一点的斜率得到。具体方法如图所示。,三极管的交流参数,b.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。,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。,三极管的极限参数,如图所示，当集电极电流增加时， 就要下降，当值下降到线性放大区值的7030 时，所对应的集电极电流称为集电极最大允许电 流ICM。至于值 下降多少，不

12、同 型号的三极管， 不同的厂家的规 定有所差别。可 见，当ICICM时， 并不表示三极管 会损坏。,(3)极限参数 集电极最大允许电流ICM,三极管的极限参数,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，所以功耗主要集中 在集电结上。 在计算时往往用VCE取代VCB。,三极管的极限参数,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压的能力，其测试时的原理电路如图所示。,BR代表击穿之意，是Breakdown的字头。 几个击穿电压在大小上有如下关系： V(BR)CBOV(BR)CESV(BR)CERV(BR)

13、CEOV(BR) EBO,三极管的极限参数,a.V(BR)CBO发射极开路时的集电结击穿电压。下标 CB代表集电极和基极，O代表第三个电 极E开路。,b.V(BR) EBO集电极开路时发射结的击穿电压。,c.V(BR)CEO基极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。,三极管的安全工作区,由PCM、 ICM和V(BR)CEO在输出特性曲线上可以确定过损耗区、过电流区和击穿区，见下图。,三极管的参数,1.6 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

14、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,用字母表示材料,用字母表示器件的种类,用数字表示同种器件型号的序号,用字母表示同一型号中的不同规格,三极管,1.7 三极管应用,Vi=5V时，IB=(5-0.7)/10K=0.43mA ICS=10V/5K=2mA IB=22mA 三极管饱和，VO=0V; Vi=0V时，三极管截止, VO=10V。,例如：三极管用作可控开关 (=50),例1.1：判断三极管的工作状态,测量得到三极管三个电极对地电位如图所示，试判断三极管的工作状态。,例1.2：判断三极管的工作状态,用数字电压表测得VB

15、=4.5 V 、VE = 3.8 V 、VC =8 V，试判断三极管的工作状态，设=100，求IE和VCE。,.2 基本共射极放大电路电路分析,基本共射放大电路 放大原理 性能指标 放大电路的图解分析法 直流通路与交流通路 静态分析 动态分析 放大电路的小信号模型分析法 微变等效电路 指标计算 基本放大电路的三种组态,2.1 基本共射放大电路,1. 放大电路概念：基本放大电路一般是指由一个三极管与相应元件组成的三种基本组态放大电路。 a.放大电路主要用于放大微弱信号，输出电压或电流在幅度上得到了放大，输出信号的能量得到了加强。 b.输出信号的能量实际上是由直流电源提供的，经过三极管的控制，使之

16、转换成信号能量，提供给负载。,2. 基本共射放大电路,电路组成: (1)三极管T;,(3)RC：将iC的变化转换 为vo的变化，一 般几K几十K。 VCE=VCC-ICRC RC ，VCC 同属集电极回路。,(2)VCC：为JC提供反偏 电压，一般几 几十伏;,(4)VBB：为发射结提供正偏。,基本共射放大电路,(5)Rb：一般为几十K几千K， Rb ,Vbb 属基极回路,一般，硅管VBE=0.7V 锗管VBE=0.2V,当VBBVBE时：,基本共射放大电路,(7) vi：输入信号,(8) vo：输出信号,(6 )Cb1， Cb2：耦合电容或隔 直电容，其作用是通交流 隔直流。,基本共射放大电

17、路,RL:负载电阻,3. 共射电路放大原理,4. 放大电路的主要技术指标,(1) 放大倍数 (2) 输入电阻Ri (3) 输出电阻Ro (4) 通频带,(1) 放大倍数,放大电路的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:,通常它们都是按正弦量定义的。放大倍数定义式中各有关量如图所示。,电压放大倍数：,电流放大倍数：,功率放大倍数：,(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。 Ri的定义:,(3) 输出电阻Ro,(a) 从假想的 求Ro (b)从负载特性曲线求Ro,输出电阻是表

18、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。 Ro的定义:,则：Ro =Vo / Io=( VoVo)/ Io =( VoVo) RL / Vo =( Vo/ Vo) 1 RL,输出电阻Ro,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。,(4) 通频带,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:,相应的频率: fL称为下限频率 fH称为上限频率,问题,问题1：放大电路的输出电阻小，对放大电路输出 电压的

19、稳定性是否有利？,问题2：有一个放大电路的输入信号的频率成分为 100 Hz10 kHz，那么放大电路的通频带应 如何选择？,如果放大电路的通频带比输入信号的频带窄，那么输出信号将发生什么变化？,2.2 放大电路的图解分析法,直流通路与交流通路 静态分析 近似估算法 图解分析 电路参数变化对Q点的影响 动态分析 截止失真 饱和失真 交流负载线 最大不失真输出 输出功率和功率三角形,1. 直流通路与交流通路,静态：只考虑直流信号，即vi=0，各点电位不变 （直流工作状态）。,直流通路：电路中无变化量，电容相当于开路， 电感相当于短路,交流通路：电路中电容短路，电感开路，直流 电源对公共端短路,放

20、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，正确地区分直流通道和交流通道。,动态：只考虑交流信号，即vi不为0，各点电位变化 （交流工作状态）。,直流通路,即能通过直流的通道。从C、B、E向外看， 有直流负载电阻， Rc 、Rb 。,交流通路,若直流电源内阻为零，交流电流流过直 流电源时，没有压降。设C1、 C2 足够大，对 信号而言，其上的交流压降近似为零。在交 流通道中，可将直流电源和耦合电容短路。,交流通路： 能通过 交流的电路通道。从C、 B、E向外看，有等效的 交流负载电阻， Rc/RL 和偏置电阻Rb 。,2. 静态分析,(1) 静态工作点的

21、近似估算法 已知硅管导通时VBE0.7V， 锗管VBE 0.2V以及 =40， 根据直流通路则有：,Q:（40uA，1.6mA，5.6V）,例2.1：电路及参数如图，求Q点值,例3.2.1,例2.2：电路及参数如图，求Q点值,固定偏压电路，射极偏置电路（动画3-5）,例2.2,例2.2,例2.2,(2) 静态工作点的图解分析,(a) 画直流通路,(b) 把基极回路和集电极回路电路分为线性和非线性两部分,如图IB=40uA、 RC=4K、 VCC=12V,图解分析,(d) 作线性部分的伏安特性曲线直流负载线 VCE=12 - 4 IC (VCC=12V , RC=4K) 用两点法做直线M(12V

22、,0)，N(0,3mA),(e)直线MN与IB=40uA曲线的交点(5.6V,1.6mA) 就是静态工作点Q,IB=40uA、 RC=4K、 VCC=12V,讨论：电路参数变化对Q点的影响,Rb改变：, Q点沿MN向下移动,电路参数变化对Q点的影响,RC改变：,电路参数变化对Q点的影响,VCC改变：,2. 动态分析,动态分析（动画）,截止失真,截止失真：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。,截止失真（动画）,饱和失真,饱和失真：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。,注意：

23、对于PNP管，由于是负电源供电，失真的表现形式，与NPN管正好相反。,饱和失真（动画）,交流负载线,交流负载线,交流负载线确定方法： 通过输出特性曲线上的Q点做一条直线，其斜率 为-1/RL 。,RL= RLRc 是交流负载电阻。,c. 交流负载线和直 流负载线相交与 Q点。,b. 交流负载线是有 交流输入信号时 Q点的运动轨迹。,最大不失真输出,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。,Q位于交流负 载线中间时， VomICQRL,交流动态范围 （动画）,要想PO大，就要使功率三角形的面积大，即必须使Vom 和

24、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，正好是三角形ABQ的面积，这一三角形称为功率三角形。,输出功率和功率三角形,2.3 放大电路的小信号模型分析法,图解法的适用范围：信号频率低、幅度 较大的情况。,如果电路中输入信号很小，可把三极管特性曲线在小范围内用直线代替，从而把放大电路当作线性电路处理微变等效电路。,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。,1. h参数等效电路,h参数等效电路,2. 三极管共射h参数等效电路,共射接法等效的 双端口网络：,输入特性

25、表达式：vBE= f1 ( iB ,vCE ) 输出特性表达式：iC= f2 ( iB ,vCE ),三极管共射h参数等效电路,求全微分：,参数的物理含义,VCEQ时iB 对vBE的影响，是三极管在Q点附近b与e之间的动态电阻，用rbe表示。,rbe的组成： rbe = rbb + rbe re 很小，忽略,rbb ：基区体电阻,rbe：发射结正偏电阻,参数的物理含义,VCEQ附近iB 对iC的影响，即 ,参数的物理含义,IBQ处vCE 对iC的影响，是IBQ这条曲线在Q点的导数,三极管共射简化h参数等效电路,2.3 基本共射电路分析计算,放大电路分析步骤： 画直流通路，计算静态工作点Q 计算

26、 rbe 画交流通路 画微变等效电路 计算电压放大倍数Av 计算输入电阻Ri 计算输出电阻Ro,1. 计算电压放大倍数Av,2. 计算输入电阻 Ri,3. 计算输出电阻 Ro,方法一：,计算输出电阻 Ro,例2.3：求Av ，R i，Ro,解： 静态工作点 （40uA，2mA，6V),=100+5126/2=0.763K,例2.3,= -7.62,例2.3,=330K/26.263K=24.3K,例2.4：,电路及参数如图，=40， rbb=100， (1)计算静态工作点 (2)求Av，Ri，Ro,解： (1) 画直流通路 求静态工作点,射极偏置电路稳定工作点（动画）,例2.4：,直流通路,例

27、2.4：,例2.4：,例2.4：,(2) 画微变等效电路，求Av，Ri，Ro,3 基本放大电路的三种组态,组态一：共射电路,Ri=Rb/rbe Ro=Rc,组态二：共集电极电路,共集电极组态基本放大电路如图所示。,(1)直流分析,IB=( VBBVBE)/ Rb+(1+)Re IC= IB VCE= VCCIERe= VCCICRe Rb =Rb1 /Rb2,直流通路,交流通路,交流通路：,(2)交流分析,微变等效电路如图,交流通路：,放大倍数和输入电阻,中频电压放大倍数,比较CE和CC组态放大电路的电压放大倍数公式，它们的分子都是乘以输出电极对地的交流等效负载电阻，分母都是三极管基极对地的交

28、流输入电阻。,输入电阻 Ri=Rb1/ Rb2 /rbe +(1+)RL ) RL = RL / Re,输出电阻,输出电阻,共集电极电路（动画3-6）,将输入信号短路，负载开路，加 ，信号源短路，内阻保留。,组态三：共基极放大电路,共基组态放大电路如图,交流、直流通路,交流通路：,微变等效电路,共基极组态基本放大电路的微变等效电路,性能指标,输出电阻 Ro RC,电压放大倍数,输入电阻,三种组态电路比较,共射电路：电压和电流放大倍数均大，输入输出电压相位相反，输出输出电阻适中。常用于电压放大。 共集电路：电压放大倍数是小于且接近于1的正数，具有电压跟随特点，输入电阻大，输出电阻小。常作为电路的

29、输入和输出级。 共基电路：放大倍数同共射电路，输入电阻小，频率特性好。常用作宽带放大器。,4 基本放大电路的频率响应,频率失真：幅度失真和相位失真(p20-21图1.2.9),相位频率特性:,幅度频率特性:,幅频特性是描绘输入信号幅度 固定，输出信号的幅度随频率变化 而变化的规律。即 = =,相频特性是描绘输出信号与输入 信号之间相位差随频率变化而变化 的规律。即,4.1 RC电路的频率响应,1. RC低通滤波电路,其中，是角频率 = RC,(1) 分析,RC低通滤波电路频率响应,RC低通滤波电路频率响应,RC低通滤波电路频率响应,(2) 波特图,幅频特性,相频特性,幅频特性的X轴采用指数坐标

30、，Y轴采用对数坐标,fH 称为上限截止频率。当 f fH 时，幅频特性将以十倍频20dB的斜率下降，或写成-20dB/dec。在 f = fH 处的误差最大，有3dB。,当 f = fH 时，相频特性将滞后45，并具有 -45/dec的斜率。在0.1 fH 和10 fH 处与实际的相频特性有最大的误差，其值分别为+5.7和5.7。 这种折线化画出的频率特性曲线称为波特图，是分析放大电路频率响应的重要手段。,2. RC高通滤波电路,(1) 分析,RC高通滤波电路频率响应,RC高通滤波电路频率响应,(2) 波特图,4.2 三极管的高频等效模型,三极管结构：,Cbc : 210pF(C),几十到几百

31、pF(C),三极管的高频等效模型,这一模型中用 代替 ，这是因为本身就与频率有关，而 gm与频率无关。推导如下:,三极管的高频等效模型,忽略 rce 和 rbc 对电路的影响的简化等效模型：,三极管的频率参数f和fT,三极管的频率参数f和fT,共射极截止频率,与RC低通滤波电路 的频响表达式相同,三极管的频率参数f和fT,三极管的频率参数f和fT,当=1时对应的频率称为 特征频率fT，且有fT0f,当20lg下降3dB时,频率f 称为共发射极接法的截止频率,高频等效模型的单向化,在简化混合型模型中，因存在Cbc ，对求解不便，可通过单向化处理加以变换。,密勒定理,密勒定理,高频等效模型的单向化

32、,可以用输入侧的C和输出侧的C两个电容去分别代替Cbc ，但要求变换前后应保证相关电流不变，如图所示。,高频等效模型的单向化,利用米勒定理，,高频等效模型的单向化,由于C C , 所以可忽略C对电路的影响。 图中C =Cbe+ C 。,4.2 基本共射电路的频率响应,对于图示的共发射极接法的基本放大电路，分析其频率响应，需画出放大电路从低频到高频的全频段小信号模型。,然后分低、中、高三个频段加以研究。,1. 中频段,中频时:C1、C2 、Ce容抗较小，可视为短路； C容抗较大，可视为开路。等效电路如图。,Rb= Rb1/ Rb2 Ri=Rb / rbe Ro=Rc,2. 高频段等效电路,显然这

33、是一个RC低通环节,将全频段小信号模型中的C1、C2和Ce短路，即可获得高频段小信号模型微变等效电路，如图所示。,高频段,高频段,高频段,上限截 止频率,高频段频响波特图,其频率特性曲线与RC低通电路相似。只不过其幅频特性在Y轴方向上上移了20lg AvsM(dB)。,-180o -225o -270o,相频特性则在Y轴方向上向下移180，以反映单级放大电路倒相的关系。,3. 低频段等效电路,低频段的微变等效电路如图所示，C1、C2和Ce被保留，C被忽略。显然，该电路有 三个RC电路环节。,当Re1/Ce时，在射极电路中，可忽略Re，只剩下Ce,低频段,当Rb较大，可忽略Rb的影响。,将Ce归

34、算到基极回路后与C1串联，Ce =Ce /（1+0 ）。Ce对输出回路基本上不存在折算问题，而且一般CeC2，所以Ce对输出回路的影响可忽略。将输出回路的电流源变换成电压源，得到简化的微变等效电路。,低频段,在此简化条件下，低频段的电压放大倍数:,4. 全频段总电压放大倍数,全频段总电压放大倍数的复数形式为:,如果两个下限频率fL1 、 fL2相差4倍以上，可取大者作为电路的下限截止频率fL1，否则只能按定义求fL,全频段放大倍数波特图,如果 fL1fL2，可以画出单级基本放大电路的波特图，如图所示。,放大电路的增益带宽积,所以，三极管一旦选定，带宽增益积就确定下来，放大倍数增大多少倍，带宽就

35、减少多少倍,基本概念 直接耦合多级放大电路 阻容耦合多级放大电路 变压器耦合多级放大电路 多级放大电路的频率响应,5 多级放大电路,5.1 多级放大电路,单级电路:,5.2 直接耦合多级放大电路,优点：低频性能好， 易于继集成 缺点：静态点相互影响 （温度漂移问题）,静态分析：,VBB=IB1Rb1 +VBE1,VCE1=IB2Rb2 +VBE2,VCE1= VCC -（ IC1 + IB2）RC1,VCE2= VCC - IC2RC2,IC1= IB1,直接耦合多级放大电路动态分析,5.3 阻容耦合多级放大电路,缺点：低频性能差， 不利于集成 优点：静态点互不影响,3.5.4 变压器耦合多级

36、放大电路,优点：静态点互不影响，变压器起阻抗变换作用 缺点：不利于集成,变压器耦合多级放大电路,3.5.5 多级放大电路的频率响应,本章总结,三极管的三种工作状态（放大、截止、饱和）； 放大电路的静态、动态；直流通路、交流通路； 静态工作点估算 放大电路的图解分析（静态、动态） 三极管小信号模型及微变等效电路分析法 共射、共集、共基电路分析及性能比较 多级放大电路分析 三极管高频模型及共射电路的频率响应,例1：已知：三极管=160 ，求：Avs， Ri， Ro,例题1 共基电路,例2：已知：三极管 =160，求：Avs， Ri， Ro,例题2 共集电路,例题3 共射电路,例3：已知：三极管 =

37、160，C1、C2、C3足够大， 求：Av， Ri， Ro,例题4 共射电路低频响应,例4：已知：三极管 =160，求电路的下限截止频率。,IE=1.42mA Rbe=3.15k Av=142 (43dB) fL1=5.72Hz fL2=1.14Hz fL3=176Hz,例题5 多级放大电路1,课堂练习 （1）静态分析 （2）计算放大倍数、输入输出电阻。 =50 rbe=1.2k,例题6 多级放大电路2,例题6：三极管的参数为1=2=100，VBE1=VBE2=0.7 V。 （1）计算静态工作点 （2）计算总电压放大倍数。,（1）静态分析,例题6 多级放大电路2,例题6 多级放大电路2,（2）动态分析,Ri =rbe1 / Rb1 / Rb2 =2.55 k Ro =Rc2 =4.3 k,