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文檔簡介

湖南科技大學信息與電氣工程學院第四章三極管及放大電路基礎1本章主要內容4.1三極管的結構及類型三極管的電流放大作用三極管的共射特性曲線三極管的主要參數4.2放大電路基本概念共射放大電路24.3圖解分析方法小信號模型分析法4.4放大電路的工作點穩定問題4.5共集電極電路和共基極電路4.6放大電路的頻率響應4.7多級放大電路3NNP基極發射極集電極NPN型BECBECPNP型PPN基極發射極集電極符號:BECIBIEICBECIBIEIC(SemiconductorTransistor)collectorbaseemitter一、晶體三極管的結構和類型44按材料分:

硅管、鍺管按功率分:

小功率管<500mW按結構分:

NPN、PNP按使用頻率分:

低頻管、高頻管大功率管>1W中功率管0.51W分類:小功率管中功率管大功率管55半導體三極管的型號國家標準對半導體三極管的命名如下:3

D

G

110B

第二位:A鍺PNP管、B鍺NPN管、

C硅PNP管、D硅NPN管

第三位:X低頻小功率管、D低頻大功率管、

G高頻小功率管、A高頻大功率管、K開關管材料器件的種類同種器件型號的序號同一型號中的不同規格三極管61.三極管放大的條件1)三極管放大的內部條件基區:最薄,摻雜濃度最低發射區:摻雜濃度最高發射結集電結BECNNP基極發射極集電極集電區:面積最大二、電流放大作用77BECNNPEBRBECRC發射結正偏、集電結反偏PNP發射結正偏VB<VE集電結反偏VC<VB從電位的角度看:

NPN

發射結正偏VB>VE集電結反偏VC>VB

2)三極管放大的外部條件882.滿足放大條件的三種電路uiuoCEBECBuiuoECBuiuo共發射極共集電極共基極99(3)晶體管的工作狀態上一頁下一頁返回下一節上一節1010BECNNPEBRBECIEIEPICEICBO

基區空穴向發射區的擴散可忽略。集電結反偏,有基區的電子和集電區的空穴等少子形成的反向電流ICBO。4.三極管內部載流子的傳輸過程IEN(1).發射結正偏,擴散運動形成發射極電流IE(2).擴散到基區的電子與空穴復合,形成基極電流IBIB(3).集電結加反向電壓,漂移運動形成集電極電流ICIBE11111212IC=ICE+ICBOICIBIB=IBE-ICBOICE與IBE之比稱為共發射極電流放大倍數當管子制成后,發射區載流子濃度、基區寬度、集電結面積等確定,故電流的比例關系確定,即:4.三極管的電流分配關系BECNNPEBRBECIEIEPICEICBOIENIB1313集-射極穿透電流(常用公式)若IB=0,則溫度ICEOICIBBECNNPEBRBECIEIBEICEICBO為什么基極開路集電極回路會有穿透電流?1414IE=IC+IB1515即管子各電極電壓與電流的關系曲線,是管子內部載流子運動的外部表現,反映了晶體管的性能,是分析放大電路的依據。為什么要研究特性曲線:1)直觀地分析管子的工作狀態2)合理地選擇偏置電路的參數,設計性能良好的電路重點討論應用最廣泛的共發射極接法的特性曲線三、特性曲線1616發射極是輸入回路、輸出回路的公共端共發射極電路輸入回路輸出回路測量晶體管特性的實驗線路ICEBmAAVUCEUBERBIBECV++––––++1717輸入回路輸出回路與二極管特性相似1.輸入特性1818O特性基本重合(電流分配關系確定)特性右移(因集電結開始吸引電子)導通電壓UBE(on)硅管:(0.60.8)V鍺管:(0.20.3)V取0.7V取0.2V1919三極管輸入特性曲線上一頁下一頁返回下一節上一節2020iC

/mAuCE

/V50μA40μA30μA20μA10μAIB=0O24684321截止區:

IB0

IC=ICEO0條件:兩個結反偏截止區ICEO2.輸出特性對應于一個IB就有一條iC隨uCE變化的曲線。2121iC

/mAuCE

/V50μA40μA30μA20μA10μAIB=0O24684321放大區:放大區截止區條件:

發射結正偏集電結反偏特點:

水平、等間隔ICEO2222iC

/mAuCE

/V50μA40μA30μA20μA10μAIB=0O24684321飽和區:uCE

u

BEuCB=uCE

u

BE

0條件:兩個結正偏特點:IC

IB臨界飽和時:

uCE

=uBE深度飽和時:0.3V

(硅管)UCE(SAT)=0.1V

(鍺管)放大區截止區飽和區ICEO2323三極管輸出特性曲線上一頁下一頁返回下一節上一節24241).溫度升高,輸入特性曲線向左移。溫度每升高1C,UBE

(22.5)mV。溫度每升高10C,ICBO

約增大1倍。OT2>T13.溫度對特性曲線的影響25252).溫度升高,輸出特性曲線向上移。iCuCET1iB=0T2>iB=0iB=0溫度每升高1C,

(0.51)%。輸出特性曲線間距增大。O26261、電流放大系數1).共發射極電流放大系數iC

/mAuCE

/V50μA40μA30μA20μA10μAIB=0O24684321—直流電流放大系數

—交流電流放大系數一般為幾十幾百Q四、晶體管的主要參數2727iC

/mAuCE

/V50μA40μA30μA20μA10μAIB=0O246843212.共基極電流放大系數1一般在0.98以上。

Q3、極間反向飽和電流CB極間反向飽和電流

ICBO,CE極間反向飽和電流ICEO。28284、極限參數1)ICM

—集電極最大允許電流,超過時

值明顯降低。2)PCM

—集電極最大允許功率損耗PC

=iC

uCE。iCICMU(BR)CEOuCEPCMOICEO安全工作區3)U(BR)CEO

—基極開路時C、E極間反向擊穿電壓。U(BR)EBO

—集電極極開路時E、B極間反向擊穿電壓。U(BR)CBO>U(BR)CEO>U(BR)EBOU(BR)CBO

—發射極開路時C、B極間反向擊穿電壓。由三個極限參數可畫出三極管的安全工作區2929例1:UCE=6V時,在Q1點IB=40A,IC=1.5mA;

在Q2點IB=60A,IC=2.3mA。在以后的計算中,一般作近似處理:=。IB=020A40A60A80A100A36IC(mA)1234UCE(V)9120Q1Q2在Q1點,有由Q1和Q2點,得上一頁下一頁返回下一節上一節3030(1)V1=3.5V,V2=2.8V,V3=12V。例2:測得工作在放大電路中幾個晶體管三個極電位值V1、V2、V3,判斷管子的類型、材料及三個極。NPN型硅管,1、2、3依次為B、E、C(2)V1=3V,V2=2.7V,V3=12V。(3)V1=6V,V2=11.3V,V3=12V。(4)V1=6V,V2=11.7V,V3=12V。NPN型鍺管,1、2、3依次為B、E、CPNP型硅管,1、2、3依次為C、B、EPNP型鍺管,1、2、3依次為C、B、E上一頁下一頁返回下一節上一節3131

基本放大電路一般是指由一個三極管與相應元件組成的三種基本組態放大電路。

1.放大電路主要用于放大微弱信號,輸出電壓或電流在幅度上得到了放大,輸出信號的能量得到了加強。

2.輸出信號的能量實際上是由直流電源提供的,只是經過三極管的控制,使之轉換成信號能量,提供給負載。放大的概念32放大電路的結構示意框圖見圖06.01。圖06.01放大概念示意圖33共發射極基本電路ECRSesRBEBRCC1C2T+++–RL++––ui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE輸入信號源晶體三極管輸出負載直流電源和相應的偏置電路放大電路基本組成框圖34晶體管T--放大元件,iC=iB。要保證集電結反偏,發射結正偏,使晶體管工作在放大區。基極電源EB與基極電阻RB--使發射結處于正偏,并提供大小適當的基極電流。共發射極基本電路ECRSesRBEBRCC1C2T+++–RL++––ui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE4.2共發射極基本電路組成各元件作用35集電極電源EC

--為電路提供能量。并保證集電結反偏。集電極電阻RC--將變化的電流轉變為變化的電壓。耦合電容C1、C2

--隔離輸入、輸出與放大電路直流的聯系,同時使信號順利輸入、輸出。信號源負載共發射極基本電路ECRSesRBEBRCC1C2T+++–RL++––ui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE36單電源供電時常用的畫法共發射極基本電路+UCCRSesRBRCC1C2T+++–RLui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiEECRSesRBEBRCC1C2T+++–RL++––ui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE基本放大電路的組成374.3放大電路的分析方法

4.3.2圖解分析法

4.3.3小信號模型分析法

靜態工作情況分析動態工作情況分析

BJT的小信號建模共射極放大電路的小信號模型分析

4.3.1直流通路與交流通路38提出問題:2.如何用近似法、圖解法求靜態工作點?1.直流通路、交流通路如何繪制?3.如何用圖解法判斷輸出信號失真類型?39符號規定大寫字母、大寫下標,表示直流量。如:UA小寫字母、大寫下標,表示全量。如:uA小寫字母、小寫下標,表示交流分量。如:uauAua全量交流分量tUA直流分量大寫字母、小寫下標,表示交流分量有效值。如:Ua40因電容對交、直流的作用不同。在放大電路中如果電容的容量足夠大,可以認為它對交流分量不起作用,即對交流短路。而對直流可以看成開路。這樣,交直流所走的通路是不同的。直流通路:無信號時電流(直流電流)的通路,用來計算靜態工作點。交流通路:有信號時交流分量(變化量)的通路,用來計算電壓放大倍數、輸入電阻、輸出電阻等動態參數。4.3.1直流通路和交流通路41例1:畫出下圖放大電路的直流通路直流通路直流通路用來計算靜態工作點Q(IB、IC、UCE)對直流而言電容C可看作開路(即將電容斷開)斷開斷開+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIBIE+UCCRSesRBRCC1C2T+++–RLui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE42RBRCuiuORLRSes++–+––對交流信號(有輸入信號ui時的交流分量)XC0,C可看作短路。忽略直流電源的內阻,電源的端電壓恒定,直流電源對交流可看作短路。短路短路對地短路交流通路用來計算電壓放大倍數、輸入電阻、輸出電阻等動態參數。+UCCRSesRBRCC1C2T+++–RLui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE43靜態:放大電路無信號輸入(ui

=0)時的工作狀態。分析方法:估算法、圖解法。分析對象:各極電壓電流的直流分量。所用電路:放大電路的直流通路。問題:設置Q點的目的?

——靜態工作點Q:IB、IC、UCE

。靜態分析:確定放大電路的靜態值。1、靜態工作情況分析

4.3.2圖解分析法441)直流通路估算IB(UBE

0.7V)根據電流放大作用當UBE<<UCC時,+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIB由KVL:UCC=IBRB+

UBE由KVL:UCC=ICRC+

UCE所以UCE=UCC–

ICRC2、用估算法確定靜態值2)由直流通路估算UCE、IC45用估算法計算靜態工作點。已知:UCC=12V,RC=4k,RB=300k,=37.5。解:注意:電路中IB

和IC

的數量級不同+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIB例1:46用估算法計算圖示電路的靜態工作點。由KVL可得:由KVL可得:IE+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIBRE例2:由例1、例2可知,當電路不同時,計算靜態值的公式也不同。47用作圖的方法確定靜態值步驟:

1.用估算法確定IB優點:

能直觀地分析和了解靜態值的變化對放大電路的影響。2.由輸出特性確定IC

和UCEUCE

=UCC–ICRC+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIB直流負載線方程3、用圖解法確定靜態值48UCE=VCC–ICRC1.直流負載線VCCICUCEQIB靜態UCE靜態IC+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIB2.由估算法求出IB,IB對應的輸出特性與直流負載線的交點就是工作點Q494、電路參數對靜態工作點的影響1.改變RB,其他參數不變uBEiBuCEiCVCCVBBVBBRBQQRB

iBQ趨近截止區;RB

iB

Q趨近飽和區。2.改變RC,其他參數不變RC

Q趨近飽和區。iCuBEiBuCEVCCUCEQQQICQVCCRC50設RB=38k,圖解法求VBB=0V、3V時的iC、uCE。[解]uCE/ViC/mAiB=010A20A30A40A50A60A41O235當VBB=0V:IB0,IC

0,5VUCE

5V當VBB=3V:0.3UCE

0.3V0,IC5mA例351RbRCRLuiuoicuce其中:uce=-ic(RC//RL)=-icRL輸出端接入負載RL:不影響Q

影響動態!1)交流負載線交流量ic和uce有如下關系:這就是說,交流負載線的斜率為:5、用圖解法確定動態工作情況52ICUCEVCCQIB交流負載線直流負載線①斜率為-1/R'L。(R'L=RL∥Rc)②經過Q點。注意:(1)交流負載線是有交流輸入信號時工作點的運動軌跡。(2)空載時,交流負載線與直流負載線重合。交流負載線的作法:53IBUBEQICUCEuiibibic2)交流放大原理(設輸出空載)假設在靜態工作點的基礎上,輸入一微小的正弦信號ui靜態工作點uCEUCE與Ui反相!各點波形54如果Q設置不合適,晶體管進入截止區或飽和區工作,將造成非線性失真。若Q設置過高,晶體管進入飽和區工作,造成飽和失真。Q2uo適當減小基極電流可消除失真。UCEQuCE/VttiC/mAICiC/mAuCE/VOOOQ13)放大電路的非線性失真問題55晶體管進入截止區工作,造成截止失真。適當增加基極電流可消除失真。uiuotiB/AiB/AuBE/VtuBE/VUBEOOOQQuCE/VtiC/mAuCE/VOOUCE如果Q設置合適,信號幅值過大也可產生失真,減小信號幅值可消除失真。若Q設置過低56當ui較小時,為減少功耗和噪聲,“Q”可設得低一些;為提高電壓放大倍數,“Q”可以設得高一些;為獲得最大輸出,“Q”可設在交流負載線中點。選擇工作點的原則:574.3.2小信號模型分析法

BJT的小信號建模共射極放大電路的小信號模型分析

H參數的引出H參數小信號模型模型的簡化H參數的確定(意義、思路)利用直流通路求Q點畫小信號等效電路求放大電路動態指標58建立小信號模型的意義建立小信號模型的思路當放大電路的輸入信號電壓很小時,就可以把三極管小范圍內的特性曲線近似地用直線來代替,從而可以把三極管這個非線性器件所組成的電路當作線性電路來處理。由于三極管是非線性器件,這樣就使得放大電路的分析非常困難。建立小信號模型,就是將非線性器件做線性化處理,從而簡化放大電路的分析和設計。一、BJT的小信號建模591.H參數的引出在小信號情況下,對上兩式取全微分得用小信號交流分量表示vbe=hieib+hrevceic=hfeib+hoevce對于BJT雙口網絡,我們已經知道輸入輸出特性曲線如下:iB=f(vBE)

vCE=constiC=f(vCE)

iB=const可以寫成:vBEvCEiBcebiCBJT雙口網絡60輸出端交流短路時的輸入電阻;輸出端交流短路時的正向電流傳輸比或電流放大系數;輸入端交流開路時的反向電壓傳輸比;輸入端交流開路時的輸出電導。其中:四個參數量綱各不相同,故稱為混合參數(H參數)。1.H參數的引出vbe=hieib+hrevceic=hfeib+hoevce612.H參數小信號模型根據可得小信號模型BJT的H參數模型hfeibicvceibvbehrevcehiehoevbe=hieib+hrevceic=hfeib+hoevcevBEvCEiBcebiCBJT雙口網絡H參數都是小信號參數,即微變參數或交流參數。H參數與工作點有關,在放大區基本不變。H參數都是微變參數,所以只適合對交流信號的分析。623.模型的簡化hfeibicvceibvbehrevcehiehoe即rbe=hie

=hfe

uT=hre

rce=1/hoe一般采用習慣符號則BJT的H參數模型為ibicvceibvbeuT

vcerberce

uT很小,一般為10-310-4,

rce很大,約為100k。故一般可忽略它們的影響,得到簡化電路

ib

是受控源

,且為電流控制電流源(CCCS)。電流方向與ib的方向是關聯的。

634.H參數的確定

一般用測試儀測出;

rbe與Q點有關,可用圖示儀測出。一般也用公式估算rbe

rbe=rb+(1+

)re其中對于低頻小功率管rb≈200

(T=300K)

64二、用H參數小信號模型分析共射極基本放大電路

共射極放大電路1.利用直流通路求Q點一般硅管VBE=0.7V,鍺管VBE=0.2V,已知。652.畫出小信號等效電路RbviRbRbviRc共射極放大電路icvce+-交流通路RbviRcRLH參數小信號等效電路663.求電壓增益根據RbviRcRL則電壓增益為(可作為公式)674.求輸入電阻RbRcRLRi5.求輸出電阻RbRcRLRo令Ro=Rc所以681.電路如圖所示。試畫出其小信號等效模型電路。解:例169解(1)求Q點,作直流通路(1)試求該電路的靜態工作點;(2)畫出簡化的小信號等效電路;(3)求該電路的電壓增益AV,輸出電阻Ro、輸入電阻Ri。例2如圖,已知BJT的β=100,UBE=-0.7V。IBICUCE702.畫出小信號等效電路3.求電壓增益

=200+(1+100)26/4=865歐RbviRcRLUiUo714.求輸入電阻5.求輸出電阻Ro=Rc=2KRbRcRLRiUiUo72例3:=100,uS

=10sint(mV),求疊加在“Q”點上的各交流量。2.7k470k3.6k12V12V51073解令ui=0,求靜態電流IBQ①求“Q”,計算rbeICQ=IBQ=2.4mAUCEQ=12

2.42.7=5.5(V)74uce②交流通路+uo+–

iBiCRBVCCVBBRCRLC1C2uS+–

+–

RS+uCE+uBE–

ube③小信號等效+uo+–

RBRLRSrbe

EibicicBCusRC+ube75④分析各極交流量⑤

分析各極總電量uBE=(0.7+0.0072sint

)ViB=(24+5.5sint)AiC=(2.4+0.55sint

)

mAuCE=(5.5–

0.85sint

)V76小信號模型等效電路法的步驟:1.首先利用圖解法或近似估算法確定放大電路的靜態工作點Q。2.求出靜態工作點處的微變等效電路參數

和rbe。3.畫出放大電路的微變等效電路。可先畫出三極管的等效電路,然后畫出放大電路其余部分的交流通路。4.列出電路方程并求解。774.4放大電路靜態工作點的穩定問題溫度變化對ICBO的影響溫度變化對輸入特性曲線的影響溫度變化對的影響穩定工作點原理放大電路指標分析固定偏流電路與射極偏置電路的比較4.4.1溫度對工作點的影響4.4.2射極偏置電路784.4.1溫度對工作點的影響1.溫度變化對ICBO的影響2.溫度變化對輸入特性曲線的影響溫度T輸出特性曲線上移溫度T輸入特性曲線左移3.溫度變化對的影響溫度每升高1°C,要增加0.5%1.0%溫度T輸出特性曲線族間距增大總之:

ICBO

ICEOT

VBE

IB

IC

794.4.2射極偏置電路1.穩定工作點原理目標:溫度變化時,使IC維持恒定。如果溫度變化時,b點電位能基本不變,則可實現靜態工作點的穩定。T穩定原理:

ICIEIC

VE、VB不變

VBE

IB(反饋控制)b點電位基本不變的條件:I1>>IB,此時,不隨溫度變化而變化。VB>>VBE且Re可取大些,反饋控制作用更強。一般取I1=(5~10)IB,VB=3V~5V

802.放大電路指標分析①靜態工作點812.放大電路指標分析②電壓增益輸出回路:輸入回路:電壓增益:<A>畫小信號等效電路<B>確定模型參數已知,求rbe<C>增益822.放大電路指標分析③輸入電阻根據定義由電路列出方程則輸入電阻放大電路的輸入電阻不包含信號源的內阻832.放大電路指標分析④輸出電阻輸出電阻求輸出電阻的等效電路網絡內獨立源置零負載開路輸出端口加測試電壓對回路1和2列KVL方程rce對分析過程影響很大,此處不能忽略其中則當時,一般()843.固定偏流電路與射極偏置電路的比較

共射極放大電路靜態:853.固定偏流電路與射極偏置電路的比較固定偏流共射極放大電路電壓增益:RbviRcRL固定偏流共射極放大電路輸入電阻:輸出電阻:Ro=Rc864.5共集電極放大電路和共基極放大電路電路分析復合管

靜態工作點動態指標

三種組態的比較4.5.1共集電極放大電路4.5.2共基極放大電路874.5.1共集電極電路1.電路分析共集電極電路結構如圖示該電路也稱為射極輸出器①求靜態工作點由得88②電壓增益輸出回路:輸入回路:電壓增益:<A>畫小信號等效電路<B>確定模型參數已知,求rbe<C>增益1.電路分析其中一般,則電壓增益接近于1,即電壓跟隨器89③輸入電阻根據定義由電路列出方程則輸入電阻當,時,1.電路分析輸入電阻大④輸出電阻由電路列出方程其中則輸出電阻當,時,輸出電阻小共集電極電路特點:◆電壓增益小于1但接近于1,◆輸入電阻大,對電壓信號源衰減小◆輸出電阻小,帶負載能力強902.復合管作用:提高電流放大系數,增大電阻rbe復合管也稱為達林頓管914.5.2共基極電路1.靜態工作點直流通路與射極偏置電路相同922.動態指標①電壓增益輸出回路:輸入回路:電壓增益:93#共基極電路的輸入電阻很小,最適合用來放大何種信號源的信號?2.動態指標②輸入電阻③輸出電阻94三種基本組態的比較大(數值同共射電路,但同相)小(小于、近于1)大(十幾~一幾百)小大(幾十~一百以上)大(幾十~一百以上)電路組態性能共射組態共集組態共基組態C1C2VCCRb2Rb1+++++__ReCbRLC1Rb+VCCC2RL+Re+++C1Rb+VCCC2RL++++Rc95三種基本組態的比較

頻率響應大(幾百千歐~幾兆歐)小(幾歐~幾十歐)中(幾十千歐~幾百千歐)rce小(幾歐~幾十歐)大(幾十千歐以上)中(幾百歐~幾千歐)

rbe組態性能共射組態共集組態共基組態差較好好96在圖示放大電路中,已知UCC=12V,RE=2kΩ,RB=200kΩ,RL=2kΩ,晶體管β=60,UBE=0.6V,信號源內阻RS=100Ω,試求:(1)

靜態工作點IB、IE及UCE;(2)畫出微變等效電路;(3)

Au、ri和ro。RB+UCCC1C2RERLui+–uo+–++es+–RS例1:97(1)由直流通路求靜態工作點。畫直流通路+UCCRBRE+–UCE+–UBEIEIBICRB+UCCC1C2RERLui+–uo+–++es+–RS××解:98(1)由直流通路求靜態工作點。直流通路+UCCRBRE+–UCE+–UBEIEIBIC解:99rbeRBRLEBC+-+-+-RSRE微變等效電路(2)由微變等效電路求Au、ri、ro。100例2:

=120,RB=300k,rbb=200,UBEQ=0.7V,RE=RL=Rs=1k,VCC=12V。求:“Q”,Au,Ri,Ro。IBQIEQ+C1RS+ui

–RERB+VCCC2RL+–+uo–+us[解]1)求“Q”IBQ=(VCC–

UBE)/

[RB

+

(1+

)

RE]=(12

0.7)/[300+1211]

27(A)IEQ

IBQ

=3.2(mA)UCEQ=VCC–

ICQ

RE

=12–3.21=8.8(V)1012)求Au,Ri,Rorbe=200+26/0.027

1.18(k)Ri=300//(1.18121)=51.2(k)RL=

1

//

1

=0.4(k)102

阻容耦合放大電路由于存在級間耦合電容、發射極旁路電容及三極管的結電容等,它們的容抗隨頻率變化,故當信號頻率不同時,放大電路的輸出電壓相對于輸入電壓的幅值和相位都將發生變化。頻率特性幅頻特性:電壓放大倍數的模|Au|與頻率f的關系相頻特性:輸出電壓相對于輸入電壓的相位移與頻率f的關系Au(f)—幅頻特性(f)—相頻特性4.6放大電路的頻率響應103通頻帶f|Au

|0.707|Auo|fLfH|Auo|幅頻特性下限截止頻率上限截止頻率耦合、旁路電容造成。三極管結電容、

造成f–270°–180°–90°相頻特性O1041、RC低通電路的頻率響應一、單時間常數RC電路的頻率特性1).頻率特性的描述RC?????令1/RC=H則fH=1/2RC105?滯后????fO|Au

|10.707O–45–90

fHf幅頻特性相頻特性1062).頻率響應的波特圖f/fH0?20lg|Au

|/dB–200–45–90fH–400.11101000.1110f/fH頻率特性波特圖?–90

f0|Au

|10.7070–45fHf0dB–20dB/十倍頻–

45/十倍頻?1072、RC高通電路的頻率響應???令1/RC=L則fL=1/2RC超前f10fL20lg|Au|=0dBf=fL20lg|Au|=20lg0.7071=-3dBf0.1fL20lg|Au|=-20lgf/fHRC??108例求已知一階低通電路的上限截止頻率。0.01F1k1k1//1k0.01F例已知一階高通電路的fL=300Hz,求電容C。500C2k戴維寧定理等效109在中頻段

所以,在中頻段可認為電容不影響交流信號的傳送,放大電路的放大倍數與信號頻率無關。

三極管的極間電容和導線的分布電容很小,可認為它們的等效電容CO與負載并聯。由于CO的電容量很小,它對中頻段信號的容抗很大,可視作開路。:由于耦合電容和發射極旁路電容的容量較大,故對中頻段信號的容抗很小,可視作短路。rbeRBRCRLEBC+-+-+-RS+-二、單級放大電路的頻率特性110+VCCRCC1C2VRL++RB1RB2RSUS?1.中頻特性C1、C2可視為短路極間電容可視為開路111

由于信號的頻率較低,耦合電容和發射極旁路電容的容抗較大,其分壓作用不能忽略。以至實際送到三極管輸入端的電壓

比輸入信號

要小,故放大倍數降低,并使產生越前的相位移(相對于中頻段)。在低頻段:所以,在低頻段放大倍數降低和相位移越前的主要原因是耦合電容和發射極旁路電容的影響。

CO的容抗比中頻段還大,仍可視作開路。112?????????結論:頻率降低,Aus隨之減小,輸出比輸入電壓相位超前。RB>>rbe??113由于信號的頻率較高,耦合電容和發射極旁路電容的容抗比中頻段還小,仍可視作短路。在高頻段:所以,在高頻段放大倍數降低和相位移滯后的主要原因是三極管電流放大系數、極間電容和導線的分布電容的影響。CO的容抗將減小,它與負載并聯,使總負載阻抗減小,在高頻時三極管的電流放大系數也下降,因而使輸出電壓減小,電壓放大倍數降低,并使產生滯后的相位移(相對于中頻段)。rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSCo2、單級放大器的高頻性114因值隨頻率升高而降低,高頻下不能采用H

參數等效電路。1).晶體三極管的混合型等效電路BEBCrbbrberbcCbcCbeCbe

:不恒定,與工作狀態有關Cbc

:幾pF,限制著放大器頻帶的展寬1152).與頻率f的關系=0.7070f

—共發射極截止頻率fT

特征頻率=1可求得:同樣可求得:可見:ffo0.707o1fTO1163).晶體管單級放大電路高頻特性EBBCrbbrbeCbeCbcRLRS?US???rbbEBBCrbeCbeRLCMRSUS????密勒等效(C1,C2視為短路)在輸出回路略去CbcRL

=RC//RLH=1/RtCtfH=1/2

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