《2.2三极管基本应用及其分析方法.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2.2三极管基本应用及其分析方法.ppt（35页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、2.2 三极管基本应用及其分析方法,2.2.1 三极管直流电路的分析,2.2.2 三极管放大电路及其分析方法,2.2.3 三极管开关电路,概述,概述,三极管直流电路主要作用：确定Q点或构成电流源电路。,分析方法：主要采用工程近似分析法，也可用图解法。,例2.2.1 图示为某硅三极管的直流电路和输出特性曲线，试求该直流电路中的基极电流、集电极电流、发射结电压和集-射极电压（通常分别用IBQ 、ICQ 、UBEQ 、UCEQ表示）。,2.2.1 三极管直流电路的分析,例2.2.1解：,（1）用工程近似分析法求解,UBEQ0.7V,放大区内iB每增大10A时，iC约增大1mA，故可得 =1mA /1
2、0A =100,设三极管处于放大状态，则,可见三极管确实工作于放大状态，其基极电流、集电极电流、发 射结电压和集-射极电压分别为 IBQ=30A ICQ=3mA UBEQ 0.7V UCEQ=3V,3V0.3V,例2.2.1解 续：,（2）用图解分析法求解,首先由UBEQ0.7V ，估算得 IBQ30A,由于VCC6V，RC1k，令iC0，则uCEVCC6V，可得横轴截点（6V，0）；令uCE =0，得 iC=VCC /RC =6V/1k = 6mA, 可得纵轴截点（0，6mA）。连接点M、N ，便得直流负载线MN。,例2.2.1解 续：,（2）用图解分析法求解,首先由UBEQ0.7V ，估算
3、得 IBQ30A,直流负载线与 IBQ=30A对应的输出曲线相交于Q点，由Q点坐标可读得,ICQ3mA UCEQ3V,2.2.2 三极管放大电路及其分析方法,放大电路主要作用：不失真地放大小信号。,分析方法：主要采用小信号模型分析法，也可用图解法,为便于分析，通常对符号有约定，以发射结电压和基极 电流为例： 静态量为 UBE 、IB（或UBEQ 、IBQ） 动态量的瞬时量为 ube、ib 动态量的有效值为 Ube、Ib 动态量的幅值为 Ubem、Ibm 正弦波信号的相量为 、 总量（等于静态量加动态量）为 uBE、iB,一、图解分析法,例2.2.2 图（a）为三极管放大电路，u i =10 s
4、in t（mV）。电容C1、C2 对交流信号呈现的容抗近似为零。三极管输入、输出特性曲线如图（b）所示，试用图解法求三极管的输入电流iB、输入电压uBE、输出电流iC、输出电压uCE和放大电路的电压放大倍数Au=uo/ ui 。,例2.2.2 解：,（1）画直流通路，直流图解确定Q点,IBQ30A ICQ3mA UBEQ0.7V UCEQ3V,例2.2.2 解：,（1）画直流通路，直流图解确定Q点,IBQ30A ICQ3mA UBEQ0.7V UCEQ3V,（2）交流图解求三极管的动态电流、电压,（3）求三极管瞬时电流、电压,uBEUBEQu iUBEQU im sin t (0.70.01s
5、in t) V,iBIBQi bIBQI bm sin t （3010 sin t）A,iCICQi cICQI cm sin t （3sin t）mA,uCEUCEQuceUCEQ - U cem sin t ( 3 - sin t) V,（4） 求 Au=uo/ ui,uouce ( sin t) V,例2.2.2 解：,（1）画直流通路，直流图解确定Q点,IBQ30A ICQ3mA UBEQ0.7V UCEQ3V,（2）交流图解求三极管的动态电流、电压,（3）求三极管瞬时电流、电压,uBEUBEQu iUBEQU im sin t (0.70.01sin t) V,iBIBQi bIBQ
6、I bm sin t （3010 sin t）A,iCICQi cICQI cm sin t （3sin t）mA,uCEUCEQuceUCEQ U cem sin t ( sin t) V,（4） 求 Au=uo/ ui,可见该电路实现了交流电压放大作用 负号表明输出电压与输入电压相位相反,uouce ( sin t) V,讨论：CE放大电路工作波形有何特点？,ib、ic与ube 同相， uce与它们反相,信号很小，管子能始终线性工作 因此电流得到不失真放大 电压得到不失真放大,电流、电压的大小随信号的变 化而变化，但其极性始终不 变，极性由静态量决定。,非线性 失真现象：,Q点过低 引起截
7、止失真,Q点过高 引起饱和失真,信号太大 引起饱和、截止失真,讨论：为实现不失真放大，应注意什么？,应提高Q点,应降低Q点,应减小信号,动态范围为 2Uomm,措施：,可见：为实现不失真放大，应保证Q点合适，信号在动态范围内变化,* 例,用示波器观测到图（a）所示电路的uo 波形如图（b）所示，试问这是何种失真？如何调节 RB 的移动触点才能消除之？,答：截止失真,触点下移,答：截止失真,图解法的优缺点,小信号模型分析法思路： 当信号足够小时，三极管线性工作，因此可用一个具有 相同伏安特性的线性电路来等效，使本来很复杂的非线 性电路的分析简化为线性电路的分析。,二、小信号模型分析法（微变等效电
8、路分析法）,工程分析中，通常先用估算法进行静态分析， 再用小信号模型分析法进行动态分析。,1. 三极管的小信号模型（又称H 参数简化小信号模型）,称为三极管的共发射极输入电阻， 为动态电阻,称为三极管的共发射极输出电阻， 为动态电阻。很大。,如何获取三极管小信号模型参数？,UA称为厄尔利电压, 查手册中h fe,讨论,讨论小结：对小信号模型应注意 （1）适用条件：放大区、低频、小信号 （2）参数与Q点有关； 等效电阻是动态电阻。,步骤：（1）画出放大电路的直流通路，求Q点。 （2）画出放大电路的交流通路，然后用三极管小信号 模型取代交流通路中的三极管，得三极管放大电 路的小信号等效电路。 （3
9、）计算rbe 和放大电路动态电流、电压、性能参数。,直流通路：指静态电流的通路，用以确定静点工作点。 画法：将电路中的电容断开，将信号电压源短路但保留其 内阻，其它元器件保留。 交流通路：指动态电流的通路，用以给信号提供传输路径， 利用之可方便分析电路性能。 画法：将电路中的耦合电容、旁路电容和直流电压源看成 短路（直流电流源看成开路），其它元器件保留。,2. 放大电路的小信号模型分析法,例2.2.3,解：,图示硅三极管放大电路中，RS为信号源内阻，RL为外接负载电阻，C1、C2为隔直耦合电容，=100，us=10sin t（mV），试求 iB、uBE、iC、uCE 。,（1）画直流通路，估算
10、Q点,UBEQ 0.7V,例2.2.3 解续：,（2）画交流通路和小信号等效电路,例2.2.3 解续：,（2）画交流通路和小信号模型等效电路,（3）求 rbe,例2.2.3 解续：,（4）求动态量 ube、ib、ic、uce,（5）求总量 uBE、iB、iC、uCE,例2.2.3 解续：,作业：,饱和时C、E间等效为开关闭合， 截止时C、E间等效为开关断开,三极管开关电路中输入信号的幅度应足够大，以保证三极管可靠地工作于饱和或截止状态。,2.2.3 三极管开关电路,可靠关断条件：发射结反偏或零偏,或者：对NPN硅管满足 UCE0.3V,三极管的开、关条件是什么？,ICS由外电路确定。例如：,例
11、2.2.4,三极管开关电路分析举例,例2.2.4 图（a）所示硅三极管电路中，=50 ，输入电压为一方波，如图(b)所示，试画出输出电压波形。,例2.2.4 解：,uI = 0 时，三极管发射结零偏截止， IC 0 , 故uO 5V。,当uI =3.6V时，设三极管饱和，则,uO =UCES 0.3V,可见当uI =3.6V时，iBIBS，三极管确实可靠饱和，因此uO 0.3V 。uO 波形如图（c）所示。,而实际基极电流,三极管电路分析综合练习1,图示电路中三极管均为硅管，试求各电路的 IC、UCE、UO,* 三极管电路分析综合练习1,解： 图（a）中，发射结正偏导通，故,UBE 0.7V,
12、IE = mA 1.77mA,设三极管工作在放大状态，则,IC IE 1.77mA,UO=UC=10V - 1.775.1V=0.97V,UCE=UC UE=0.97V ( 0.7V)=1.67V,由于UCE0.3V，故上述假设及结论均正确,解： 图（b）中，发射结正偏导通，故,UEB 0.7V,UE=2V+0.7V=2.7V,设三极管工作在放大状态，则,IE= mA=1.43mA,IC IE =1.43mA,UO=UC=(31.43 6)V= 1.71V,UCE=UC UE = 1.71V 2.7V= 4.41V,由于该PNP型硅管的UCE0.3V，故上述假设及结论都是正确的,*三极管电路分
13、析综合练习1 续,图示电路中三极管均为硅管，试求各电路的 IC、UCE、UO,三极管电路分析综合练习2,*三极管电路分析综合练习2,三极管放大电路如图所示，VCC=12V，UBEQ=0.6V，=50，试分析：（1）为使静态参数 ICQ= 1.5 mA，UCEQ= 6V，则RC、RB 阻值应取多少？（2） 欲将UCEQ 改为 3.3 V， RC值不变，则RB 阻值应改为多少？,解： （1） 由图可得,由于三极管工作在放大状态，故,IBQ=ICQ/ =1.5mA / 50 = 0.03 m A,*三极管电路分析综合练习2 续,三极管放大电路如图所示，VCC=12V，UBEQ=0.6V，=50，试分析：（1）为使静态参数 ICQ= 1.5 mA，UCEQ= 6V，则RC、RB 阻值应取多少？（2） 欲将UCEQ 改为 3.3 V， RC值不变，则RB 阻值应改为多少？,解续：,（2）当UCEQ= 3.3 V，RC = 4k时，得,IBQ=ICQ / = 2.2 / 50 = 0.044 m A,2.2复习要求,2.2 复习要点,作业：,建议自学附录：三极管使用常识,