第5章____晶体三极管及其基本放大电路.ppt

2009-2-9 电路与模拟电子技术基础 第5章 晶体三级管及其放大电路 5.1.1 晶体管的结构及其类型 5.1.2 晶体管的电流分配与放大作用 （以NPN管为例） 一、放大状态下晶体管中载流子的运动 外加偏置电压要求 二、电流分配关系 1 共射极输入特性曲线 共射组态晶体 管的输入特性： 2 共射极输出特性曲线 共射组态晶体管的输出特性： 它是指一定基极电流IB下，三极管的输出回路集电极电流IC与管压降UCE之间的关系曲线。 （1）放大区 ★发射结正向偏置， 集电结反向偏置 1）、基极电流 iB 对集电极电流 iC 的控制作用很强 2）uCE 变化时, iC 影响很小（恒流特性） 2、饱和区 ★发射结和集电结均正向偏置 饱和区 饱和区 饱和压降UCE(sat)： 饱和时，集电极和发射极之间的电压 UCE(sat) = 0.3V （小功率Si管） ； UCE(sat) = 0.1V （小功率Ge管） 。 三、截止区 ★发射结和集电结均反向偏置 一、电流放大系数 1、共射直流放大系数 2、共射交流放大系数 5.2 放大电路的组成和工作原理5.2.1 放大电路概述 放大电路的功能是将微弱的电信号不失真地放大到所需要的数值，从而使电子设备的终端执行器件工作。 图示电路给出了放大电路的结构示意图。 基本共射极放大电路 1）直流（静态）工作分析：ui=0时电路中各处的电压、电流都是不变的直流。若UBB和UCC能使T的发射结正偏，集电结反偏→三极管工作在放大状态，则： 晶体管放大电路的放大原理 ＊电压、电流等符号的规定 ①直流量： 大写字母+大写下标，如IB ②交流量： 小写字母+小写下标，如ib ③交流量有效值： 大写字母+小写下标，如Ib ④瞬时值（直流分量和交流分量之和）：小写字母+大写下标，如iB， iB= IB+ ib 重要：静态工作点的作用 静态工作点Q（Quiescent）： 静态时，晶体管的IB、IC、UBE和UCE 记作：IBQ、ICQ、UBEQ和UCEQ 静态时（ui=0）： UBB=0 →UBEQ=0 →发射结不能导通； UBB=0 →IB=0 →IC=βIB=0 →UCUB →集电结反偏； →三极管T工作在截止区 ? 动态时（ui≠0） ： ︱ui ︱ ＜UBE（ON） →发射结无法正偏 →三极管一直在截止区 → uo= UCE = UCC 即使 ︱ui ︱＞ UBE（ON）， 输出仍然严重失真。 结 论 设置合适的静态工作点，让交流信号承载在直流分量之上，保证晶体管在输入信号的整个周期内始终工作在放大状态，输出电压波形才不会产生非线性失真。 基本共射放大电路的电压放大作用是利用晶体管的电流放大作用，并依靠RC将电流的变化转化成电压的变化来实现的。 2 静态工作点的图解分析法 图解法：图解分析是在晶体管特性曲线上，用作图的方法确定出直流工作点Q，求出IBQ、UBEQ和ICQ、UCEQ。 优点：直观、形象 步骤： 2). 利用输入特性曲线确定IBQ、UBEQ 一般不用图解法确定,用估算法。 UBEQ=0.7V（硅管） 或0.3V（锗管） 3、利用输出特性曲线确定ICQ、UCEQ 静态工作点的求解方法： ①等效模型法（估算） ②图解分析法 5.3.2 共射放大电路的动态分析1 微变等效电路法 (1)晶体管的微变等效电路模型 说明 ①只适用小信号交流分析（不能用来求Q点） ②只针对低频 （2） 放大电路的微变等效电路 5.3.3 图解法分析放大电路的动态范围和非线性失真 显然，为了充分利用晶体管的放大区，使输出动态范围最大，直流工作点应选在交流负载线的中点处。 例：UCC=12V，RC=2kΩ，RL=∞，RB=280kΩ，β=100 求：①UOPP=？ ②调节RB，使ICQ=2mA，UOPP=？ ③调节RB，使ICQ=3mA，UOPP=？ 　∴UCEQ- UCES临界=UCEQ 　∴比较Uom1和Uom2大小 第二步：若Uom1 ＜ Uom2，Uopp=2 Uom1 若Uom2 ＜ Uom1，Uopp=2 Uom2 练习：教材P140 例5.3.3 偏流：当电源电压和集电极电阻确定后，放大电路的Q点由基极电流IB来确定，这个电流叫偏流。 偏置电路：获得偏流的电路 特点：电路结构简单，调试方便 一、固定偏流电路 计算静态工作点Q： 前提IBQI1、 I2 2、分压式电流负反馈偏置电路的设计 例5： UCC=12V，