三极管基本放大电路(课堂PPT)

uBE
(a )
Effect on input characteristics
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
半导体三极管2.1及.2 B其JT放的大特电性路
iC
200 A
IC ′
150 A
半导体三极管2.1及.2 B其JT放的大特电性路
2． The Output Characteristics(输出特性曲线)
iC / m A
饱和区
100
80
放
60
大
40
区
20
iB＝ 0A
0
2
4
6
8
截止区
(b)
Saturation region: b-e and b-c junctions are both forward-biased
2.4.2 The gain、input and output resistance of multistage amplifiers
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
2.1 双极型三半极管导体2三.1.极1 B管JT及的其结构放和大符电号路
2.1 Bipolar Junction Transistor
2.1.1 The Structure and Symbol of BJT
2.2 Basic BJT Amplifiers
2.2.1 Amplification
Amplifier
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益

15.3.1 微变等效电路法
1.晶体管的微变等效电路
晶体管的微变等效电路可从晶体管特性曲线求出。
(1)输入回路
当信号很小时，在静态工作点
附近的输入特性在小范围内可近
似线性化。
晶体管的 输入电阻
输入特性
对于小功率三极管：
晶体管的输入回路(B、E 之间) 可用rbe等效代替，即由rbe来确 定ube和i 之间的关系。
放大的实质：
用小能量的信号通过三极管的电流控制作用，将放 大电路中直流电源的能量转化成交流能量输出。
对放大电路的基本要求： 1.要有足够的放大倍数(电压、电流、功率)。 2.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 指标。
15.1共发射极放大电路的组成
15.1.1 共发射极放大电路组成
15.1.3 共发射极放大电路的电压放大作用
RB C₁
十
Ucc
RC
C
lB lc 十₂
T
十 UCE
UBE
u₀
iE
u₀=0
UBE=UBE
ucE=UCE
无输入信号(u;=0) 时：
CE
ic
WBE
iB
BE
IB
Ic
UCE
0
to
0
tO
结论：
(1)无输入信号电压时，三极管各电极上都是恒定
的
电压和电流：Ip、UBE和
ri≈be
当Rg>>r 时 ，
5.放大电路输出电阻的计算
放大电路对负载(或对后级放大电路)来说，是
一个信号源，可以将它进行戴维宁等效，等效电
源的内阻即为放大电路的输出电阻。
输出电阻是

vCE = 0V vCE 1V
测量三极管特性的电路
14
2. 输出特性曲线 iC=f(vCE) iB=const
图2.6 输出特性曲线
测量三极管特性的电路 放i基结饱区＜截相时射C平0大本正和域止当，结.3行i区平偏区，区和VvB=B于(：行，：该：集E0硅小v的等 集 区 电iiCCC管于E明接曲距电域结轴)。死显近线。结内均的此区受零的此反，区时电v的下时偏一域C，压E区方，。般，控发。域。发v曲制C射发，此E射线的 结正偏，集电结也正偏。
模拟电子技术基础
2009.3
1
第三章 半导体三极管及 放大电路基础
3.1 半导体三极管（BJT） 3.2 共射极放大电路 3.3 图解分析法 3.4 小信号模型分析法 3.5 放大电路的工作点稳定问题 3.6 共集电极电路和共基极电路 3.7 放大电路的频率响应
2
3.1 半导体三极管（BJT）
3.1.1 BJT的结构简介 3.1.2 BJT的电流分配与放大原理 3.1.3 BJT的特性曲线 3.1.4 BJT的主要参数
3
常见三极管的外形结构如图所示。
小功率管
塑封管
硅铜塑封三极管
低频大功率三极管
4
3.1.1 BJT结构简介
1、结构和符号
集电极 c
Collector
集电结(Jc)
基极 N
Base
集电区
bP
基区
N
发射极
Emitter e
发射区 发射结(Je)
c
b NPN e
c b
PNP e 符号中箭头的方向 表示……
＋
b
＋
UCE
－
UBE －
IE
(最 大 )

精选PPT课件
9
第三章 放大电路基础
电路中各元件的作用如下:
（1）集电极电源UCC: 其作用是为整个电路提供能源,
保证三极管的 发射结正向偏置, 集电结反向偏置。
（2）基极偏置电阻Rb: 其作用是为基极提供合适的偏
置电流。
（3）集电极电阻Rc: 其作用是将集电极电流的变化转
换成电压的变 （4）耦合电容C1、 C2: 其作用是隔直流、 通交流。 （5）符号“⊥”为接地符号, 是电路中的零参考电位。
.
Ro
=
Vo
.
RL ,
Io
VS 0
(3.05)
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7
第三章 放大电路基础
四、 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/ 2 时，即 A (fL)A (fH)A 2 0 0.7A 0
(3.06)
图 3－4 通频带的定义
精选PPT课件
11
第三章 放大电路基础
(2) 直流通道和交流通道
(a)直流通道
(b)交流通道
图 3－6 基本放大电路的直流通道和交流通道
直流通道 交流通道
流信BR向电号、c//外源而若ER能即向L看时言直和通能外，，，流偏过通看有没其电置交过，直有上源电流直有流压的内阻的流等负降交阻R电的效b载。流为路。通的电设压零通道交阻降，C道。1流，近交、。从负C似流R如2C载c为电足从、、电零流够CRB阻、b、。流大。，E在过，交直对 流通道中，可将直流电源和耦合电容短路。
第三章 放大电路基础
第三章 放大电路基础
3.1 放大电路的基本知识 3.2 三种基本组态放大电路 3.3 差分放大电路 3.4 互补对称功率放大电路 3.5 多级放大电路

第28页/共127页
2.常见的两种共射放大电路
(1)直接耦合共射放大电路
(2)阻容耦合共射放大电路
Rb2
Rb1
T T
直接耦合共射放 大电路
I BQ
VCC
U BEQ Rb2
UBEQ Rb1
ICQ IBQ
UCEQ = VCC – ICQ RC
阻容耦合共射放 大电路
I BQ
VCC
U BEQ Rb
第31页/共127页
直接耦合共射放大电路及其直流通路和交流通路
第33页/共127页
阻容耦合共射放大电路的直流通路和交流通路
I
＝VCC－U
BQ
Rb
BEQ
ICQ IBQ
U CEQ VCC ICQ Rc
第34页/共127页
图解法
在三极管的输入、输出特性曲线上直接用作图的方 法求解放大电路的工作情况。
(2) 共基极交流电流放大系数α
α=iC/iE UCB=const
(3)特征频率 fT
值下降到1的信号频率
第18页/共127页
极限参数
IC/mA ICM
过流区
PCM=ICUCE 安
全
工
过损区
作
区
集电极最大允许电流 ICM
集-射反向击穿电压 U(BR)CEO
集电极最大允许耗散功率 PCM
过
压
使用时不允许超
（1）1 b、2 e、3 c NPN 硅 （2）1 b、2 e、3 c NPN 锗 （3）1 c、2 b、3 e PNP 硅 （4）1 c、2 b、3 e PNP 锗
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4.2 放大电路的组成原则
基本共射放大电路的工作原理

截止区
图3－20
饱和区： 输出特性的上升和弯曲部分
动态：当放大电路输入信号后（vi0）， 电路中各处的电压、电流处于变动 状态，这时电路处于动态工作情况， 简称动态。
1. 估算法确定静态工作点
见图3－14(b)
IB
V CC V BE Rb
VBE：硅管约为0.7V。 锗管约为0.2V。
Rb
300k
Rc 4k Cb2
Cb1 IB
c IC
vi
e
12V
BJT的放大作用，按电流分配实现，称 之为电流控制元件；
电流放大系数
共基电路： 共射电路：
IC 1
IE
IC
IB
三、BJT的特性曲线（共射连接）
iC
iB
N
P
N
vCE
vBE
图3－8
1. 输入特性曲线
iB f (vBE ) vCE 常数
iB(mA)
vCE=0V VCE 1V
80
25 C
60
40
满足放大的外部条件。
b. 下面推导IC和IB的关系
IE = IB + IC
I C αI E I CBO
代入
IC αI B αI C ICBO
整理 式得
IC
α 1
IB
I CBO
1
令 α 1
则 I C I B (1 ) I CBO
令 I CEO (1 ) I CBO
ICEO：基极开路，c流到e的电流，称穿透电流
4k
图3－18 (a)
ib
+ vi Rb
ic +
Rc RL v0
图3－18 (b)

10
2．三极管的主要参数
（1）直流参数 反映三极管在直流状态下的特性。
直流电流放大系数hFE 用于表征管子IC与IB的分配比例。
漏电电流。ICBO大的三极管工作的稳定性较差。
集—基反向饱和电流ICBO 它是指三极管发射极开路时，流过集电结的反向
ICBO测量电路
ICEO测量电路
加上一定电压时的集电极电流。ICEO是ICBO的(1+β)倍，所以它受温度影响不可忽视。
性。 A——PNP锗材料，B——NPN锗材料， C——PNP硅材料，D——NPN硅材料。
三极管型号的读识 3 A G 54 A
规格号
第三部分是用拼音字母表示管子的类型。
X——低频小功率管，G ——高频小功率管， D——低频大功率管，A ——高频大功率管。
三极管 NP锗材料 高频小功率 序号
第四部分用数字表示器件的序号。 第五部分用拼音字母表示规格号。
饱和区 当VCE小于VBE时，三极管的发
四、三极管器件手册的使用
三极管的类型非常多，从晶体管手册可以查找到三极管的型号，主要用途、主 要参数和器件外形等，这些技术资料是正确使用三极管的依据。
1．三极管型号
国产三极管的型号由五部分组成。
第一部分是数字“3”，表示三极管。 第二部分是用拼音字母表示管子的材料和极
一、放大电路静态工作点不稳定的原因
（1）温度影响 （2）电源电压波动 （3）元件参数改变
二、分压式偏置放大电路 1．电路组成
Rb1是上偏置电阻，Rb2是下偏置电阻。电源电压经Rb1、Rb2串联分压后为三极 管提供基极电压VBQ。Re起到稳定静态电流的作用，Ce是Re的交流信号旁路电容。
分压式偏置放大电路
放大电路的电压和电流波形

小知识 RE 越大，稳定性越好，但不能太 大，一般RE 为几百欧到几千欧。 电容CE 的作用:与RE 并联的电容 CE 称为旁路电容，可为交流信号 提供低阻通路，使电压放大倍数不 至于降低，CE 一般为几十微法到 几百微法。
2.5 共集电极电路和共基极电路
• 2.5.1 共集电极电路 • 1.电路的组成
2.3.2 用微变等效电路法分析放大电路
用微变等 效电路法 分析放大 电路的步 骤
• 1画出放大电路的交流通路 • 2用相应的等效电路代替三极管 • 3计算性能指标
小知识 输入电阻是从输入端看放 大电路的等效电阻，输出电阻是 从输出端看放大电路的等效电阻 。因此，输入电阻要包括RB ，而 输出电路就不能把负载电阻算进 去。
*2.5.2 共基极电路
• • 1.电路的组成 如图2-21（a）所示是一个共基极放大电路，图2-21（b ）是共基极放大电路的交流通路，从图中看出基极是输入 回路和输出回路的公共端，故称为共基极放大电路。
第2章 基本放大电路
本章导读
本章重点学习基本放大电路的工作原理和 放大电路的基本分析方法。同时介绍放大电路的 性能指标，并介绍多级放大电路及应用。 本章以共射极的基本放大电路为基础，分析 放大电路的原理和实质，讲述了电压偏置电路的 意义。通过图解法和微变等效电路两种方法，讨 论如何设置工作点，计算输入电阻、输出电阻和 电压放大倍数，了解多级放大电路的级间耦合方 式及场效应管放大电路。
2.1.2 放大电路的工作原理
• 1.无输入信号时放大器的工作情况
• 例2.1.1 求图2-3所示电路的静态工作点。已知RB =300kΩ ，RC =2kΩ，UCC =12V，β=80。
• 2.输入交流信号时的工作情况
• 小知识 • 图中可见uo 与ui 的相位相反，这种现象称 为放大器的倒相作用。放大器的放大原理 的实质是:用微弱的信号电压ui 通过三极管 的控制作用，去控制三极管集电极的电流iC ，iC 又在RC 的作用下转换成电压uo 输出。

模 拟电子技术
（1）估算IB（ UBE 0.7V)
Rb
RC
IB UBE
+VCC
IB = VCC UBE Rb
VCC 0.7 Rb
VCC Rb
Rb称为偏置电阻，IB称 为偏置电流。
模 拟电子技术
（2）估算UCE、IC
+VCC
Rb
RC IC
IC= bIB
UCE U CE = VCC I C RC
3. 视电容对交流信号短路 1 / jC 0
模 拟电子技术
静态工作情况分析
放大电路没有输入信号时的工作状态称为静态。
静态分析的任务是根据电路参数和三极管的
特性确定静 态值（直流值）UBE、IB、 IC 和UCE。
可用放大电路的直流通路来分析。
模 拟电子技术
Rb C1
+VCC
RC
C2
T RL
为什么要 设置静态 工作点？
t
模 拟电子技术
当 ui = 0 uBE = UBEQ iB = IBQ iC = ICQ uCE = UCEQ
当 ui = Uim sin t
ib = Ibmsin t
ic = Icmsin t
uce = –Ucem sin t
uo = uce
uo ui
iB = IBQ + Ibmsin t
iC = ICQ + Icmsin t
模 拟电子技术
一、分析三极管电路的基本思想和方法
基本思想
非线性电路经适当近似后可按线性电路对待， 利用叠加定理，分别分析电路中的交、直流成分。
直流通路:(ui = 0)分析静态。 交流通路:(ui 0)分析动态,考虑变化的电压和电流。

常见故障现象及诊断方法
诊断方法
测量三极管的耐压值是否降低，观察电路是否有过载现象，若确认 损坏则更换三极管。
故障现象3
三极管漏电流过大。
诊断方法
测量三极管的漏电流是否超过规定值，若过大则检查电路是否存在漏 电现象，并更换三极管。
常见故障现象及诊断方法
故障现象4
三极管热稳定性差。
诊断方法
检查三极管的散热条件是否良好，测量其热稳定性参数是否在规定范围内，若异常则改善散热条件或 更换适合的三极管型号。
组成
输入回路、输出回路、耦合电容、直流电源。
工作原理
共基放大电路的特点是输入回路与输出回路共用一个电极，即基极。输入信号加在三极管的发射极和基极之间， 输出信号从集电极取出。由于共基放大电路的输入阻抗低，输出阻抗高，因此具有电压放大倍数大、频带宽等优 点。
共集放大电路组成及工作原理
组成
输入回路、输出回路、耦合电容、直流电源 。
真加剧。而截止频率则限制了三极管能够放大的信号频率范围。
03
三极管基本放大电路分析
共射放大电路组成及工作原理
组成
输入回路、输出回路、耦合电容、直流电源。
工作原理
利用三极管的电流放大作用，将输入信号放大并输出。输入信号加在三极管的基 极和发射极之间，输出信号从集电极取出，经过耦合电容与负载相连。
共基放大电路组成及工作原理
偏置电路类型及其作用
固定偏置电路
01
提供稳定的基极电流，使三极管工作在放大区。
分压式偏置电路
02
通过电阻分压为基极提供合适的偏置电压，使三极管具有稳定
的静态工作点。
集电极-基极偏置电路
03
利用集电极电阻的压降为基极提供偏置电压，适用于某些特殊

三极管的共发射极输出特性曲线是指iB一定时，输出 电流iC和输出电压uCE的关系曲线，其函数表示式为
iC=f(uCE)iB=常数
图7-6
NPN三极管共发射极输出特性曲线
任务7.1
半导体三极管
7.1.3 分析三极管的伏安特性
7.1.3.3 半导体三极管的主要参数
IC IB
I C I B
项目7
三极管及基本放大电路
项目7
三极管及基本放大电路
任务目标
1．掌握三极管的特性。 2．了解放大电路的基本知识。 3．能够完成放大电路的静态分析和动态分析。 4．能够分析各种功率放大电路。
任务7.1
半导体三极管
7.1.1 认识三极管的基本结构和分类
7.1.1.1 三极管的结构
图7-1
几种三极管的外形
7.2.2.1 共发射极基本放大电路的组成
1 2 3 4 晶体管VT 集电极电源VCC 集电极电阻RC 基极电源VBB
任务7.2
共发射极基本放大电路
7.2.2 认知共发射极基本放大电路的组成
7.2.2.1 共发射极基本放大电路的组成
5 6 7 基极电阻RB(基极偏置电阻) 耦合电容C1和C2 负载电阻RL
任务7.2
共发射极基本放大电路
7.2.2 认知共发射极基本放大电路的组成
7.2.2.2 放大电路的习惯画法
图7-8 单电源共发射极放大电路
任务7.2
共发射极基本放大电路
7.2.2 认知共发射极基本放大电路的组成
7.2.2.2 放大电路的习惯画法
图7-9
习惯画法
任务7.2
共发射极基本放大电路
7.2.2 认知共发射极基本放大电路的组成

• 若用分贝表示增益G，则：
• GH=20lgAuH= 20lgAum-3dB • GL=20lgAuL= 20lgAum-3dB
• 故又称H点和L点为-3dB点，BW为-3dB带宽。
.
12
二、实际的频率特性及通频带定义
• 中频区增益与通频带是放大器的二个重要指标，而 且这两者往往又是一对矛盾的指标，所以引进增益带宽 乘积来表征放大器的性能：
G •B W A u• m B W A u• m fH
•
人们总是希望放大器具有尽可能大的增益带宽乘积。
.
13
二、实际的频率特性及通频带定义
•
关于通频带的选择，要根据信号的频谱而定。
例如，心电图的最高频率分量约为100Hz，那么通
频带设计为0~100Hz左右即可。语音信号的频谱约 为10Hz~20KHz左右，而电视图象信号的频带要求为 0~6MHz左右。
• 上限截止频率ƒH定义为高频区放大倍数下降为中频区的 1/2时所对应的频率，即：
AuH12Aum0.70A7 um
• 同理，下限截止频率ƒL为：
AuL 12Aum0.70A7um
• 通频带为：
BW= ƒH- ƒL ƒH
.
11
二、实际的频率特性及通频带定义
• 上、下限截止频率所对应的H点和L点又称为半功率点 （因为功率与电压平方成正比）。
.
16
三、RC电路的频率响应
• 1、高通电路
• RC高通电路如图所示：
•
•
Au
U•O Ui
1RR1
jC
1 1
jRC
.
17
三、RC电路的频率响应
• 式中为输入信号的角频率，RC为回路的时间常数，