第3章 双极型晶体管与其基本放大电路.ppt

晶体管低频h参数模型适用于放大电路的低频段和中频段。但放大电路的低频段微变等效电路和中频段微变等效电路不同，低频段微变等效电路中，耦合电容和旁路电容器应予以保留。 本节课的教学目的： 1、学会识别晶体管放大电路三种接法的识别方法。 2、三种接法基本放大电路的特点是什么？ 3、进一步掌握放大电路的分析方法。 1、认识反馈是电路输出回路和输入回路有相连接的通路决定的；即只要有Re，直流负反馈就存在，Q点在一定程度上就得到稳定。 2、二极管对直流电源和交流信号的作用等效为不同的电路，这是半导体器件的特点。 3、理解如何实现压控电压放大倍数。 之所以按正弦量定义，主要是正弦量便于测量。 关于输出电阻的定义也可参考电路课程的相关部分。这种方法用于通过微变等效电路求输出电阻。 基极电流的计算，是将UBE视为常数，既方便基极电流的求解，带来的误差也不大。如果不视为常数，则需要用图解法来求解静态工作点，可以使用晶体管的输入特性曲线和基极回路的直流通路方程式进行图解，与图02.02.09类似。 交流负载线画起来不象直流负载线容易，可以先画一条辅助线，其斜率等于交流负载线的斜率，然后经过Q点，做与辅助线平行的直线，即是交流负载线。 注意前一个动作完毕，再进行下一个动作。 讨论1: 图示电路为哪种基本接法的放大电路？它们的静态工作点有可能稳定吗？求解静态工作点、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻的表达式。 讨论2: 电路如图，所有电容对交流信号均可视为短路。 1. Q为多少？ 2. Re有稳定Q点的作用吗？ 3. 画出电路的微变等效电路？ 4. V 变化时，电压放大倍数如何变化？ 讨论2: 由于放大电路中存在着电抗性元件和三极管的极间电容，放大电路对不同频率的信号具有不同的放大能力。 放大电路电压放大倍数可表示为频率的复函数： 上式表示放大电路的频率响应，可分解为以下两部分 幅度频率特性 3.7.1 频率响应的基本概念 相位频率特性 幅频特性是描绘输入信号幅度 固定，输出信号的幅度随输入信号 的频率变化的规律。 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的规律 3.7 放大电路的频率响应 幅频特性偏离中频值的现象称为幅度频率失真。 相频特性偏离中频值的现象称为相位频率失真。 幅频失真和相频失真不是因为晶体管的非线性特性造成的，称为线性失真。 产生频率失真的原因是: (1) 放大电路中存在电抗性元件。 例如:耦合电容、旁路电容、分布电容、变压器、 分布电感等； (2) 晶体管的?(?)是频率的函数。 在研究频率特性时，晶体管的低频小信号模型不再 适用，而要采用高频小信号模型。 3.7.1 频率响应的基本概念 幅频失真和相频失真会对所放大的波形产生影响，图中给出的曲线可以由基波和三次谐波合成，如果放大电路对基波和三次谐波的增益不同，就会产生幅频失真。 (a) 基波较大三次谐波较小 (b) 基波较小三次谐波较大 幅频失真示意图 3.7.1 频率响应的基本概念 (a) 基波和二次谐波无相移 (b) 二次谐波产生相移 相频失真示意图 放大电路对不同谐波虽然增益相同，但相移不同，会产生相频失真。相频失真对波形形状的影响往往比幅频失真更大。 3.7.1 频率响应的基本概念 1. 一阶RC低通电路 式中 w t H 1 1 = = RC 一阶RC低通电路 - + - R C . i U . O U + 3.7.2 一阶RC电路的频率响应 电压放大倍数(传递函数)为 由以上公式可做出RC低通电路的近似频率特性曲线： RC低通电路的频率特性曲线 3dB - 1. 一阶RC低通电路 式中 一阶RC高通电路 2. 一阶RC高通电路 其电压放大倍数为： 由此可做出RC高通电路的波特图。 RC高通电路的近似频率特性曲线 20 dB / dec 3dB - 2. 一阶RC高通电路 晶体管物理结构示意图 (1) 物理模型 3.7.3 双极型晶体管的高频小信号模型 rbb ---基区的体电阻 re ---发射区体电阻 rbe ---发射结电阻 rbc ---集电结电阻 rc ---集电区体电阻 Cbc ---集电结电容，常用C?表示 Cbe ---发射结电容，常用C?表