1、第二章 雙極型三極管及其放大電路2.1 雙極型三極管雙極型三極管2.2 基本共射放大電路基本共射放大電路2.3 基本共射放大電路的圖解分析法基本共射放大電路的圖解分析法2.4 放大電路的小信號模型分析法放大電路的小信號模型分析法2.5 放大電路的靜態工作點穩定問題放大電路的靜態工作點穩定問題2.6 共集電極放大電路和共基極放大電路共集電極放大電路和共基極放大電路2022-3-30- 由一種載流子參與導電的半導由一種載流子參與導電的半導體器件，是一種體器件，是一種VCCS器件。器件。- 由兩種載流子參與導電的半導由兩種載流子參與導電的半導體器件，它由兩個體器件，它由兩個 PN 結組合而成結組合而

2、成，是一種，是一種CCCS器件。器件。場效應半導體三極管（場效應管）場效應半導體三極管（場效應管）2.1 雙極型三極管雙極型三極管半導體三極管半導體三極管雙極型半導體三極管（雙極型晶體雙極型半導體三極管（雙極型晶體管、晶體管、管、晶體管、BJT）2022-3-302.1 雙極型三極管雙極型三極管半導體三極管的應用：半導體三極管的應用：在模擬電路中，作為放大元件；在模擬電路中，作為放大元件；在數字電路中，作為開關元件。在數字電路中，作為開關元件。2022-3-302.1.1 晶體管的結構及類型晶體管的結構及類型2.1.2 晶體管的電流放大作用晶體管的電流放大作用2.1.3 晶體管的共射特性曲線晶

3、體管的共射特性曲線2.1.4 晶體管的主要參數晶體管的主要參數2.1 雙極型三極管雙極型三極管小功率管小功率管中功率管中功率管大功率管大功率管為什么有孔？為什么有孔？2.1.1 晶體管的結構及類型晶體管的結構及類型晶體管有三個極、三個區、兩個晶體管有三個極、三個區、兩個PN結。結。多子濃度高多子濃度高多子濃度很多子濃度很低，且很薄低，且很薄面積大面積大箭頭代表發射箭頭代表發射結正偏時的電結正偏時的電流方向流方向2.1.1 晶體管的結構及類型晶體管的結構及類型uI+-IEIBIC輸輸入入電電路路輸輸出出電電路路公共端公共端發射結正向偏置發射結正向偏置集電結反向偏置集電結反向偏置NPN 管：管：

4、UBE0 UBCVBVE共發射極放大電路共發射極放大電路 UBE0即即V VCVB uBE ICEO放大放大正偏正偏 Uon反偏反偏 uBEiB飽和飽和正偏正偏 Uon正偏正偏IBQ 則則 I2 I1 基極電位基極電位 VBQ Rb1+Rb2 Rb1 VCC 晶體管的基極電位晶體管的基極電位VBQ幾乎僅決定于幾乎僅決定于 電阻電阻Rb1與與Rb2對直流電源對直流電源VCC的分壓，的分壓，而與晶體管的參數無關，而與晶體管的參數無關， 基本上不受基本上不受分壓式偏置放大電路。分壓式偏置放大電路。 溫度的影響。溫度的影響。TcR2bR1bReR2I1IBQIQCIEQICCV BQBVQEU2.5.

5、2 典型的靜態工作點穩定電路典型的靜態工作點穩定電路一、電路組成和Q點穩定原理(2) 射極電阻射極電阻Re的作用的作用由直流通路：由直流通路：VBQ=UBEQ+VEQ =UBEQ+ReIEQ 若若 VBQUBEQ 則則 IEQ VBQ Re ICQ 晶體管的集電極電流晶體管的集電極電流ICQ幾乎僅幾乎僅決定于基極電位決定于基極電位VBQ與射極電阻與射極電阻Re，而與晶體管的參數無關，而與晶體管的參數無關， 基本上不基本上不受溫度的影響。受溫度的影響。 射極偏置放大電路。射極偏置放大電路。 1、電路、電路+ui-T+uo-2C cR2bR1bR1C eRLRCCV TcR2bR1bReR2I1I

6、BQIQCIEQICCV BQBUQEU則則 IEQ=VBQ-UBEQ Re 2.5.2 典型的靜態工作點穩定電路典型的靜態工作點穩定電路一、電路組成和Q點穩定原理理論上：理論上：I1IBQ VBQUBEQ 越大越好。越大越好。 實際上：實際上： 硅硅 I1=(510)IBQ VBQ(35)UBEQ 鍺鍺 I1=(1020)IBQ VBQ(13)UBEQ 1、電路、電路+ui-T+uo-2C cR2bR1bR1C eRLRCCV TcR2bR1bReR2I1IBQIQCIEQICCV BQBUQEU2.5.2 典型的靜態工作點穩定電路典型的靜態工作點穩定電路一、電路組成和Q點穩定原理2、Q點穩

7、定原理點穩定原理+ui-T+uo-2C cR2bR1bR1C eRLRCCV T IC IE VE UBE IB IC T IC IE VE UBE IB IC 在在Q點穩定的過程中，點穩定的過程中， 電阻電阻Re 起著重要的作用。起著重要的作用。 它將輸出端電它將輸出端電流流IC的變化轉換成電壓，的變化轉換成電壓， 引回到引回到輸入端，輸入端， 影響輸入回路影響輸入回路b-e之間的之間的電壓，電壓， 從而使從而使IB向相反的方向變向相反的方向變化。化。 負反饋負反饋、分壓式電流負反饋分壓式電流負反饋Q點穩定電路。點穩定電路。 VBQ2.5.2 典型的靜態工作點穩定電路典型的靜態工作點穩定電路

8、二、靜態工作點和動態參數的估算 例題例題在圖所示電路中在圖所示電路中, 已知已知VCC=12V, Rb1=5k , Rb2=15k , Re=2.3k , Rc=5.1k , RL=5.1k ; 晶體管晶體管 =100, rbe=1.5k , UBE=0.7V。 (1)估算靜態工作點估算靜態工作點Q；(2)分別求出有發射極電容和無分別求出有發射極電容和無 發射極電容兩種情況下的電壓發射極電容兩種情況下的電壓放大倍數和輸入、輸出電阻。放大倍數和輸入、輸出電阻。+ui-T+uo-2C cR2bR1bR1C eRLRCCV 2.5.2 典型的靜態工作點穩定電路典型的靜態工作點穩定電路例題例題在圖所示

9、電路中在圖所示電路中, 已知已知VCC=12V, Rb1=5k , Rb2=15k , Re=2.3k , Rc=5.1k , RL=5.1k ; 晶體管晶體管 =100, rbe=1.5k , UBE=0.7V。 解：解： (1) 靜態分析靜態分析 VBQ Rb1+Rb2 Rb1 VCC = 5+15 5 12 =3V IEQ= VBQ UBEQ Re (30.7)V 2.3k =1mAICQ IEQ =1mA UCEQ= VCC RcICQ ReIEQ VCC (Rc+Re)ICQ =121 (5.1+2.3)=4.6VIBQ = ICQ 1mA 100 =10 A 因為因為2b1beR/

10、RR)1( 所以所以TcR2bR1bReRBQICQIEQICCV +ui-T+uo-2C cR2bR1bR1C eRLRCCV 例題例題 在圖所示電路中在圖所示電路中, 已知已知VCC=12V, Rb1=5k , Rb2=15k , Re=2.3k , Rc=5.1k , RL=5.1k ; 晶體管晶體管 =100, rbe=1.5k , UBE=0.7V。 +ui-T+uo-2C cR2bR1bR1C eRLRCCV 解：解： (2) 動態分析動態分析 (不接電容不接電容) TeR1bR2bR+ui-cRLR+uo-berbIbI ReRb1Rb2+-iURcRL+-oU例題例題 在圖所示

11、電路中在圖所示電路中, 已知已知VCC=12V, Rb1=5k , Rb2=15k , Re=2.3k , Rc=5.1k , RL=5.1k ; 晶體管晶體管 =100, rbe=1.5k , UBE=0.7V。 解：解： (2) 動態分析動態分析 (不接電容不接電容) berbIbI ReRb1Rb2+-iURcRL+-oUiouUUA )R/R(LcbI bbeIrebRI )1 ( ebeLR)1 (rR LcLR/RR 1 . 51 . 51 . 51 . 5 k55. 23 .2)1001 (5 .155.2100Au 1 .1 例題例題 在圖所示電路中在圖所示電路中, 已知已知V

12、CC=12V, Rb1=5k , Rb2=15k , Re=2.3k , Rc=5.1k , RL=5.1k ; 晶體管晶體管 =100, rbe=1.5k , UBE=0.7V。 解：解： (2) 動態分析動態分析 (不接電容不接電容) berbIbI ReRb1Rb2+-iURcRL+-oUiRiR biiIUR bbeIrebRI )1 ( bIebeR)1 (r iR1bR2bR/R)1 (r/ebe 3 . 2)1001 (5 . 1/15/5 k75. 30Ib 0Ib coRR k1 . 5OR例題例題 在圖所示電路中在圖所示電路中, 已知已知VCC=12V, Rb1=5k ,

13、Rb2=15k , Re=2.3k , Rc=5.1k , RL=5.1k ; 晶體管晶體管 =100, rbe=1.5k , UBE=0.7V。 解：解： (2) 動態分析動態分析 +ui-T+uo-2C cR2bR1bR1C eRLRCCV (接電容接電容) Ce+T1bR2bR+ui-cRLR+uo-berbIbI Rb1Rb2+-iURcRL+-oU例題例題 在圖所示電路中在圖所示電路中, 已知已知VCC=12V, Rb1=5k , Rb2=15k , Re=2.3k , Rc=5.1k , RL=5.1k ; 晶體管晶體管 =100, rbe=1.5k , UBE=0.7V。 解：解

14、： (2) 動態分析動態分析 (接電容接電容) berbIbI Rb1Rb2+-iURcRL+-oUiouUUA )R/R(LcbI bbeIrbeLrR LcLR/RR k55. 25 .155.2100Au 170 iR iR1bR2bR/ber/5 . 1/15/5 k07. 10Ib 0Ib coRR k1 . 5OR比較比較+ui-T+uo-2C cR2bR1bR1C eRLRCCV ebeLuR)1 (rRA 1 . 1 R)1 (r/R/RRebe2b1bi k75.3coRR k1 . 5+ui-T+uo-2C cR2bR1bR1C eRLRCCV Ce+beLurRA 170

15、 be2b1bir/R/RR k07. 1coRR k1 . 5比較比較+ui-T+uo-2C cR2bR1bR1C eRLRCCV +ui-T+uo-2C cR2bR1bR1C eRLRCCV Ce+ 引入發射極電阻引入發射極電阻Re的目的是為了的目的是為了 穩定靜態工作點。穩定靜態工作點。 由于由于Re折算到輸折算到輸 入回路的等效電阻為入回路的等效電阻為(1+ )Re， 遠大遠大 于原輸入回路的輸入電阻，于原輸入回路的輸入電阻， 所以在所以在 在穩定靜態工作點的同時，在穩定靜態工作點的同時， 卻大大卻大大 降低了電路的電壓放大倍數。降低了電路的電壓放大倍數。 在發射極電阻兩端并聯一個較大

16、在發射極電阻兩端并聯一個較大 的電容，的電容， 對直流近似于開路，對直流近似于開路， 不影不影 響靜態工作點；響靜態工作點； 對交流近似于短路，對交流近似于短路，消除對交流參數的影響。消除對交流參數的影響。 發射極交流旁路電容發射極交流旁路電容 比較比較+ui-T+uo-2C cR2bR1bR1C eRLRCCV +ui-T+uo-2C cR2bR1bR1C eRLRCCV Ce+ 發射極電阻發射極電阻Re雖然降低了電壓放雖然降低了電壓放 大倍數，大倍數， 卻提高了輸入電阻。卻提高了輸入電阻。 發射極交流旁路電容發射極交流旁路電容 +ui-T+uo-2C cR2bR1bR1C eR LRCCV

17、 Ce+eR 發射極電阻發射極電阻Re不影響放大電路的不影響放大電路的 輸出電阻。輸出電阻。 2022-3-302.6.1 共集電極放大電路共集電極放大電路2.6.2 共基極放大電路共基極放大電路2.6 共集電極放大電路和共基極放大電路共集電極放大電路和共基極放大電路2.6.3 三種接法的比較三種接法的比較2.6.4 晶體管基本放大電路的派生電路晶體管基本放大電路的派生電路 晶體管有三個電極，晶體管有三個電極， 在構成放大電路時有三種不同的在構成放大電路時有三種不同的 接法。接法。 共發射極共發射極(共射共射)放大電路：放大電路： 固定偏置放大電路；固定偏置放大電路； 分壓式偏置放大電路；分壓

18、式偏置放大電路； 信號從基極輸入，信號從基極輸入， 從集電極輸出，從集電極輸出， 發射極作為公共極；發射極作為公共極； 通過基極電流通過基極電流 iB 對集電極電流對集電極電流 iC 的控制，的控制， 實現電流放大實現電流放大 和電壓放大。和電壓放大。 若信號從基極輸入，若信號從基極輸入， 從發射極輸出，從發射極輸出， 集電極作為公共集電極作為公共 極，極， 則為共集電極則為共集電極(共集共集)放大電路；放大電路；通過基極電流通過基極電流 iB 對對 發射極電流發射極電流 iE 的控制實現電流放大。的控制實現電流放大。 2.6 共集電極放大電路和共基極放大電路共集電極放大電路和共基極放大電路

19、若信號從發射極輸入，若信號從發射極輸入， 從集電極輸出，從集電極輸出， 基極作為公共基極作為公共 極，極， 則為共基極則為共基極(共基共基)放大電路；放大電路；通過發射極電流通過發射極電流 iE 對對 集電極電流集電極電流 iC 的控制實現電壓放大。的控制實現電壓放大。 共射、共集、共基是單管放大電路的三種基本接法。共射、共集、共基是單管放大電路的三種基本接法。 無論哪種接法，無論哪種接法， 都必須滿足都必須滿足發射結正偏、集電結反偏。發射結正偏、集電結反偏。 2.6 共集電極放大電路和共基極放大電路共集電極放大電路和共基極放大電路2.6.1 共集電極放大電路一、電路的組成 +ui-T+uo-

20、2C bR1C eRLRCCV +-susRTeRLR+uo-bR+-susR+ui-TbR+-susR+ui-eRLR+uo-二、靜態分析 +ui-T+uo-2C bR1C eRLRCCV +-susRTbReRCCV ICIBIE CCVBbIRBEU EeIR BbIR BEU eR BI )1 ( BIBECCUV ebR)1 (R BEI )1 (I CEUCCV EeIR 2.6.1 共集電極放大電路三、動態分析 +ui-T+uo-2C bR1C eRLRCCV +-susRTbR+-susR+ui-eRLR+uo-becbecberbIbRsR+sUiU+eRLR+oUbI 2.

21、6.1 共集電極放大電路共集電極放大電路 )R/R(Le時，時，當當beLrR 三、動態分析 +ui-T+uo-2C bR1C eRLRCCV +-susRiouUUA bI )1 ( bbeIrbLeI )1)(R/R( LbeLR)1 (rR)1 ( LbeLRrR LeLR/RR 交流負載交流負載 (2)uo ui ，只有電流放大作用只有電流放大作用 ，IeIb。uA(1) 恒小于恒小于1，輸出電壓，輸出電壓與輸入電壓同相位。與輸入電壓同相位。射極跟隨器。射極跟隨器。becberbIbRsR+sUiU+eRLR+oUbI 接近接近于于1，uA(3) 沒有電壓放大作用，沒有電壓放大作用，1

22、Au 2.6.1 共集電極放大電路三、動態分析 +ui-T+uo-2C bR1C eRLRCCV +-susRbiiIUR bbeIr)R/R(Le bI )1 ( bI)R/R)(1(rLebe R)1 (r/RRLbebi LeLR/RR 折算到輸入回路的等效電阻；折算到輸入回路的等效電阻； 共集放大電路的共集放大電路的輸入電阻比較高，輸入電阻比較高，可達到可達到幾十到幾百幾十到幾百千歐姆。千歐姆。iRiU+iIiR becberbIbReRLR+oUbI 2.6.1 共集電極放大電路三、動態分析 +ui-T+uo-2C bR1C eRLRCCV +-susRoooIUR oUber ()

23、R/Rbs bI bsbeobR/RrUI bIbI eoRU oI 0 )1R/Rr(R)1R/Rr(RIUbsbeebsbeeOo 1R/Rr/Rbsbee折算到輸出回路的等效電阻；折算到輸出回路的等效電阻； 共集放大電路的輸出電阻共集放大電路的輸出電阻很低，很低， 通常只有通常只有幾十歐姆。幾十歐姆。+oUOIORbecberbIbRsReRbI eRI2.6.1 共集電極放大電路共集放大電路的特點：共集放大電路的特點： 電壓放大倍數接近但小于電壓放大倍數接近但小于1， 輸出與輸入同相位；輸出與輸入同相位； 輸入電阻高；輸入電阻高； 輸出電阻低；輸出電阻低；在多級放大電路中：在多級放大電

24、路中：共射共射放大放大電路電路共射共射放大放大電路電路信號源信號源負載負載共集共集放大放大電路電路 作輸入級作輸入級共集共集放大放大電路電路 作輸出級作輸出級共集共集放大放大電路電路 作中間隔離級作中間隔離級2.6.1 共集電極放大電路 例題例題 ,k2R,k200R,V12VebCC ,60,V7 . 0U,100R,k2RBEsL 求求 (1) 靜態值；靜態值；(2) Au, Ri, Ro。 ,k2rbb +ui-T+uo- +-RsusC1RbReC2RL+VCC解：解：IBIE CCVBbIRBEU EeIR BIBECCUV BReR)1 ( k2)601 (k200V)7 . 01

25、2(A35 BEI )1 (I mA1 . 2A35)601 ( CEUCCVEeIR V8 . 7mA14. 2k2V12 2.6.1 共集電極放大電路 例題例題 ,k2R,k200R,V12VebCC ,60,V7 . 0U,100R,k2RBEsL 求求 (1) 靜態值；靜態值；(2) Au, Ri, Ro。 ,k2rbb +ui-T+uo- +-RsusC1RbReC2RL+VCC解：解：EbbbeImV26)1 (rr mA1 . 2mV26)601 (200 k955. 0LeLR/RR k1LbeLuRrRA )()( 11 k1)601 (k955. 0k1)601 (985.

26、 0 R)1 (r/RRLbebi 1)601 (955. 0/200 k7 .46 1R/Rr/RRbsbeeo601200/1 . 0955. 0/2 017. 0/2 17 bsbeR/Rr2.6.1 共集電極放大電路一、電路的組成 +ui-T+uo-2C eR1C 1bRLRCCV +susR bC2bRcRTeR+susR+ui-cRLR+uo-二、靜態分析 TeR1bRCCV 2bRcRTeR1bR2bRCCV cR2.6.2 共基極放大電路三、動態分析 TeR+susR+ui-cRLR+uo-bececbberbIeR+sUsR+iUcRLR+oUiouUUA )R/R(LcbI

27、 bbeIr beLrR LcLR/RR 電壓放大倍數較大，電壓放大倍數較大，輸出電壓與輸入電壓同相位，輸出電壓與輸入電壓同相位，沒有電流放大作用，沒有電流放大作用，電流跟隨器。電流跟隨器。bI 2.6.2 共基極放大電路三、動態分析 iRiR eiiIUR bbeIr bI )1 ( 1rbe 1r/RRbeei 共基放大電路的輸入共基放大電路的輸入電阻很小，電阻很小，只有幾歐姆只有幾歐姆幾十歐姆。幾十歐姆。0Ib 0Ib coRR 共基極電路的輸出電共基極電路的輸出電阻比較大。阻比較大。ecbberbIeR+iUcRLR+oUeIbI ecbberbIeR+iUcRLR+oUeIbI OR

28、2.6.2 共基極放大電路(1) 共發射極放大電路共發射極放大電路即有電壓放大能力，又有電流放大能力；即有電壓放大能力，又有電流放大能力；電壓放大倍數較大，電壓放大倍數較大，輸出電壓與輸入電壓反相；輸出電壓與輸入電壓反相；輸入電阻較低，輸入電阻較低，輸出電阻較高；輸出電阻較高；頻帶較窄。頻帶較窄。(2) 共集電極放大電路共集電極放大電路只有電流放大能力，沒有電壓放大能力；只有電流放大能力，沒有電壓放大能力；電壓放大倍數小于但接近于電壓放大倍數小于但接近于1， 輸出與輸入電壓同相，輸出與輸入電壓同相， 電壓跟隨器；電壓跟隨器；輸入電阻很高，輸入電阻很高，輸出電阻很低。輸出電阻很低。(3) 共基極

29、放大電路共基極放大電路只有電壓放大能力，沒有電流放大能力，只有電壓放大能力，沒有電流放大能力，電流跟隨器；電流跟隨器；電壓放大倍數較大，電壓放大倍數較大，輸出電壓與輸入電壓同相；輸出電壓與輸入電壓同相；輸入電阻很低，輸入電阻很低，輸出電阻較高；輸出電阻較高；頻帶較寬。頻帶較寬。2.6.3 三種接法的比較共射共射 共集共集 共基共基 放大電壓放大電壓 放大電流放大電流 放大電流放大電流 放大電壓放大電壓 Au大大 Au 1 Au大大 反相反相 同相同相 同相同相 Ri較小較小 Ri很大很大 Ri很小很小 Ro較大較大 Ro很小很小 Ro較大較大 頻帶窄頻帶窄 頻帶窄頻帶窄 頻帶寬頻帶寬 2.6.3 三種接法的比較 在實際應用中，在實際應用中， 可以用多只晶體管