1.半導體二極管及其電路分析

【重點】

半導體特性、雜質半導體、PN結及其單向導電特性。

【難點】

PN結形成及其單向導電特性。

1.1半導體的基本知識

1.1.1半導體的基本知識

(1)導電能力對溫度的反應非常靈敏。

(2)導電能力受光照非常敏感。

(3)在純凈的半導體中摻入微量的雜質(指其他元素)，它的導電能力會大大增強。

1.1.2本征半導體

純凈的半導體稱為本征半導體，常用的本征半導體是硅和褚二晶體。

半導體有兩種載流子，自由電子和空穴，如果從本征半導體引出兩個電極并接上電源，此時帶

負電的自由電子指向電源正極作定向運動，形成電子電流，帶正電的空穴將向電源負極作定向運動,

形成空穴電流，而在外電路中的電流為電子電流和空穴電流之和。

1.1.3雜質半導體

1.N型半導體

在硅晶體中摻入微量5價元素，如磷(或者碑、睇等)，如圖所示。這種半導體導電主要靠電

子，所以稱為電子型半導體，簡稱N型半導本。在N型半導體中，自由電子是多數載流子，而空穴

則為少數載流子。

硅中摻硼形成P型半導體

2.P型半導體

如果在硅晶體中，摻入少量的3價元素硼(錮、鉀等)，如圖1-5所示。這種半導體的導電主要

靠空穴，因此稱為空穴型半導體，有稱P型半導體。P型半導體的空穴是多數載流子，電子是少數

載流子。

結論：N型半導體、P型半導體中的多子都是摻入雜質而造成的，盡管雜質含量很微，但它們對半

導體的導電能力卻有很大影響。而它們的少數載流子是熱運動產生的，盡管數量很少，但對溫度非

常敏感，對半導體的性能有很大影響。

1.1.4PN結及其單向導電特性

1.PN結的形成耗盡層

空間電荷區

負離子內電場正離子

PN結載流子的運動

結論：在無外電場或其它因素激發時，PN結處于平衡狀態，沒有電流通過，空間電荷區是恒

定的。另外，在這個區域內，多子已擴散到對方并復合掉了，好像耗盡了一樣，因此，空間電荷區

又叫做耗盡層。

2.PN結單向導電性

（1）正向特性

當PN結外加正向電壓（簡稱正偏），電源正極接P,負極接N,PN結處于導通狀態，導電時

電阻很小。

（2）反向特性

當外加反向電壓（簡稱反偏），電源正極接N,負極接P,PN結處于截止狀態

結論：PN結正偏時電路中有較大電流流過，呈現低電阻，PN結導通；PN結反偏時電路中電

流很小，呈現高電阻，PN結截止，可見PN結具有單向導電性。

@?????

??????N

一十N區

一一一十十十

?十

B------------------內電場

一內電場

6-------外電場

A外電場

U+

IE

外加正向電壓外加反向電壓

【重點】

二極管伏安特性、二極管主要參數。

【難點】

二極管伏安特性。

1.2半導體二極管

1.2.1二極管的結構

PN結兩端加上引線，再用外殼封裝起來，就構成了半導體二極管。

按制造材料不同有硅二極管和錯二極管。

按用途不同有整流二極管、穩壓二極管、發光二極管、光電二極管等。

按功率大小有小功率管、中功率管和大功率管。

按結構不同有點接觸型、面接觸型和平面型。

1.2.2二極管的伏安特性

二極管的性能可以用伏安特性表示，它是指二極管兩端電壓”和流過管子的電流i之間的關系。

二極管的伏安特性如圖所示。

二極管的伏安特性

1.2.3溫度對二極管特性的影響

隨著溫度的升高，二極管的正向導通壓降會減小，通常溫度每升高時，二極管的正向導通

壓降將減小2mV左右；二極管的反向飽和電流隨著溫度升高急劇增大，通常半導體的溫度每升高

10℃,其反向電流約增加一倍；二極管的反向擊穿電壓也會隨溫度升高有所降低。

1.2.4二極管的主要參數

L最大整流電流/F

二極管長期使用時允許流過的最大正向平均電流。

2.最大反向工作電壓UR

二極管使用時允許承受的最大反向電壓。

3.最大反向電流ZR

二極管加最大反向工作電壓時的反向電流。

4.最高工作頻率/M

1.2.5二極管選擇及使用常識

1.型號選擇

2.種類選擇

3.參數選擇

4.使用常識

【重點】

二極管模型、二極管典型電路分析。

【難點】

二極管導通、截止判斷。

1.3二極管應用電路分析

1.3.1二極管模型

1.理想模型

在正向偏置時，二極管導通，其導通壓降為零，相當于開關的閉合；當反向偏置時，二極管截

止，電流為零，阻抗為無窮大，相當于開關的斷開。

2.恒壓降模型

二極管在正向導通時，其導通壓降為恒定值，且不隨電流而變化。對于硅二極管，導通壓降為

0.7V,楮二極管的導通壓降為0.3V。

只有當二極管的電流接近或大于1mA時，才可以使用恒壓降模型。

3.交流小信號模型

用交流電阻等效表示，%=駟丫。

1.3.2電路分析

1.二極管導通、截止判斷導通、截止分析

二極管承受正向電壓，導通。

二極管采用理想模型分析，則

10-5

I==2.5mAU=10V

2

二極管采用恒壓降模型分析，二極管的正向導通壓降取0.7V,

則

10-07-5

I=------:——=2.15mAt/=10-0.7=9.3V

2

2.檢波電路

利用二極管單向導電性將疊加在高頻載波上的低頻信號或音頻信號檢出來。

二極管檢波電路及其波形

3.限幅電路

利用二極管恒定的導通壓降對輸入信號進行限幅。

【例】如圖所示，UREF=2V,畫出相應的輸出電壓波形。

解二極管采用理想模型分析。如果輸入信號囪大于UREF=2V,二極管承受正向電壓，導通。

此時輸出“0=UREF=2V。如果輸入信號"i小于UREF=2V,二極管承受反向電壓，截止。此時輸出Ho=Mio

如圖中實線。

二極管采用恒壓降模型分析（二極管的正向導通壓降為0.7V）。如果輸入信號均大于UREF+0.7V

=2.7V,二極管承受正向電壓，導通。此時輸出M°=UREF+0.7V=2.7V。如果輸入信號由小于UREF+0.7

V=2.7V,二極管承受反向電壓，截止，此時輸出"。=班。如圖中虛線。

.邏輯運算電路

4VDi

MaO---------------------------------------O

如圖"A、"B兩個輸入信號均為3V（高電平），輸出為3V（高電平）,Uo

"B0----------------K]-

"A、MB兩個輸入信號有一個為OV（低電平），輸出為OV（低電平）,

VD

實現了與邏輯功能。2

jIkQ

測試：普通二極管識別與檢測

1.觀測符號標記——觀測

5V

2.二極管陽極、陰極及質量檢測,實際測試

邏輯運算電路

指針萬用表檢測：萬用表處于電阻擋時，紅表筆為表內電源的

負極，黑表筆為表內電源的正極。用萬用表測量二極管的正、反兩次電阻，兩次測量中電阻小的那

次，黑表筆接的是二極管陽極，紅表筆接的是二極管陰極。兩次電阻值相差越大，說明二極管單相

導電性越好，兩次電阻值均為無窮大，說明二極管內部斷路，兩次電阻值均為0,說明二極管內部

短路。若兩次阻值相差不大，說明管子性能差，為劣質管。若正向電阻為幾千歐，則為硅管，若正

向電阻為幾百歐，則為楮管。

在測試小功率二極管時一般使用歐姆擋RxlOO或RxlK擋，以免損壞管子。

數字萬用表檢測：數字萬用表紅表筆為表內電源的正極，黑表筆為表內電源的負極。將數字萬

用表置電阻擋，兩表筆接二極管兩引腳，正、反兩次讀顯示值，若兩次數值都顯示L,說明二極管

內部斷路，若兩次都顯示0.000,則二極管內部短路。

若在工作電路中，將數字萬用表置二極管擋，測量二極管壓降，顯示0.2?0.7V是二極管正向

壓降，此時與紅表筆相連的是二極管的陽極；若顯示數值0.2V左右，為錯管，顯示數值0.5?0.7V,

為硅管。

【重點】

發光二極管、穩壓管工作原理。

【難點】

特殊二極管的應用。

1.4特殊二極管

1.4.1穩壓二極管

穩壓二極管是用特殊工藝制造的面結觸型硅二極管。

1.穩定電壓Uz

穩定電壓（擊穿電壓）是穩壓管在正常工作下管子的兩端電壓，它是選擇穩壓管的主要依據。

2.穩定電流Iz

穩定電流是指穩壓管正常工作時的最小電流值。

3.動態電阻與

動態電阻是指穩壓管在正常工作時，電壓變化量與電流變化量之比。心愈小，穩壓作用愈好。

4.最大允許耗散功率PZM

它是指穩壓管工作時所允許的最大耗散功率。它等于最大穩定電流與相應的穩定電壓乘積，即

PZM=/ZMUZ。

5.電壓溫度系數詼

它是說明穩定電壓值隨溫度影響的參數。

1.4.2發光二極管

1.發光二極管的分類

發光二極管由含錢（Ga）、碑（As）、磷（P）、氮（N）等的化合物制成。

發光二極管按發光顏色分有紅色、橙色、黃色、綠色、藍色、白色，另外有的發光二極管中包

含兩種或三種顏色的芯片。

根據發光二極管出光處摻或不摻散色劑、有色還是無色，上述各種顏色的發光二極管還可分為

有色透明、無色透明、有色散色和無色散色四種類型。

發光二極管按出光面特征分圓燈、方燈、矩形、面發光管、側向管等。

按發光二極管的結構分有全環氧封裝、金屬底座環氧封裝、陶瓷底座環氧封裝和玻璃封裝等結

構。

按發光強度和工作電流分普通亮度、高亮度和超高亮度。

2.發光二極管的工作電壓

發光二極管的工作電壓隨制造材料不同也不同。普通紅、綠、黃、橙發光二極工作電壓約為2V,

白色發光管的工作電壓通常高于2.4V,藍色發光管的工作電壓通常高于3.3V,發光二極管的工作電

流一般為2?25mA。

1.4.3光電二極管

光電二極管又稱光敏二極管，在反向電壓作用下工作。光電二極管的管殼上有一個玻璃透鏡，

以便接受光照。在沒有光照時，光電二極管的反向電流很小，當有光照時，反向電流迅速增大到幾

十微安，反向電流大小隨光照強度的變化而變化，與光照強度成正比。

1.4.4變容二極管

變容二極管利用PN結的電容效應進行工作，結電容的大小與外加電壓大小有關，反向電壓增

大，結電容減小，反向電壓減小，結電容變大。

測試：特殊二極管的檢測

1.穩壓二極管的檢測

從外形上看，金屬封裝穩壓二極管的正極為平面形，負極一端為半圓面形；塑封穩壓二極管上

印有彩色標記的一端為負極，另一端為正極。

用指針式萬用表判別穩壓二極管極性與普通二極管相同，即用萬用表Rxlk擋，正反兩次測量

穩壓二極管的電阻，阻值較小那一次，黑表筆接的是穩壓二極管的正極，紅表筆接的是穩壓二極管

的負極。

2.普通發光二極管的檢測

（1）陽極、陰極的判別

一般引腳引線較長者為陽極，較短者為陰極。如管帽上有凸起標志，靠近凸起標志的引腳為陰

極。

（2）陽極、陰極及性能的檢測

萬用表檢測：利用具有xlOk擋的指針式萬用表可以大致判斷發光二極管的陽極、陰極及性能好

壞。正常時，二極管正向電阻為幾十至200kd反向電阻值為8。因此通過測量正反兩次電阻就可

以判斷陽極和陰極。若測得正向電阻值為0或為8,反向電阻值很小或為0,則發光二極管損壞。這

種檢測方法，不能實質地看到發光二極管的發光情況，因為xlOk擋不能提供較大正向電流。

外接電源測量：用3V穩壓源或兩節串聯的干電池及萬用表（指針式或數字式皆可）可以較準

確測量發光二極管的光、電特性。按圖所示電路連接，如果測得發光二極管電壓在1.4?3V之間，

且發光亮度正常，說明發光二極管發光正常。如果測得發光二極管電壓為0或3V,且不發光，說明

發光二極管已壞。

R

3.光電二極管的檢測

用萬用表RX1k擋，正常的光電二極管正向電阻約

10kQ左右，無光照情況下，反向電阻為8；有光照時，反

向電阻隨光照強度增加而減小，阻值可達到幾kQ或IkQ

以下，若測得反向電阻為0或為8,則光電二極管已壞。

外接電源測試發光二極管

2.交流放大電路基礎

【重點】

三極管結構、三極管的截止、放大、飽和三種工作狀態及三極管參數。

【難點】

三極管的截止、放大、飽和狀態判斷。

2.1半導體三極管

2.1.1三極管結構

集電極集電極

?C

9C9C

集電區

N

集電結BB集電結B

oo-基區Po-

發射結基極發射結

N

發射區

EE

oo

發射極發射極

a.PNPb.NPN

晶體三極管結構示意圖及圖形符號

結構特點:

發射區摻雜濃度最高。基區很薄，基區摻雜濃度最低。集電區面積大，摻雜濃度比基區高，比

發射區低。

PNP和NPN三極管的工作原理相似。使用時，電源連接極性不同。

2.1.2三極管的電流放大作用

1.偏置電壓

放大的外部條件是發射結要正向偏置，集電結要反向偏置。發射區向基區發射電子，形

成發射極電流/EO

NPN：VC>VB>VEO

PNP：VE>VB>Vco

電子在基區擴散和復

2.三極管內部多數載流子運動的過程

合，形成電流，B。

3.電流關系

/E=/B+ZC-且/C?ZB這就是晶體管的電流放大作用?電子被集電結收

集，形成距。

直流電流放大系數P=上

B

2.1.3三極管的特性曲線

1.輸入特性

h=f(UBE)

2.輸出特性

Ic=f(t/cE)|/

ID—H7趙

輸出特性曲線可以劃分為以下三個區域，對應于三極管三種工作狀態。

放大區發射結正向偏置，集電結反

飽和區：集電結，發射結均飽和區140向偏置三極管工作于放大狀態:>集

處于正向偏置。靠近縱軸的120電極電流受基極電流的控制滿足

附近,各條輸出特性曲線的~00/C=/〃B,三極管具有很強的電流放大作

上升部分屬于三極管的飽

和區。此時三極管失去電流

放大作用。

20(nA)截止區：發射結和集電結

均為反偏。一般將/BWO

的區域稱為截止區。

晶體管輸出特性曲線

【例】在放大電路中，三極管各管腳對地電位為VA=7V,VB=3V,VC=3.7V,試分析A、B、C

各是三極管什么電極，該管是什么類型，硅管還是錯管？

解因為三極管工作在放大狀態，且VA>VC>VB,則C是三極管基極；根據三極管發射結正

偏，導通的特點，導通壓降為0.7V,則B是三極管發射極，A是三極管集電極；該管是NPN型硅

2.1.4三極管的主要參數

1.電流放大系數

（1）共發射極電流放大系數。萬寸。

（2）共基極電流放大系數。a=a?

2.極間反向電流

（1）集電極和基極之間的反向飽和電流/CBO。發射極開路。

（2）集電極和發射極之間的穿透電流/CEO。基極開路。

/CEO=(1+A)/CBO

3.極限參數

(1)集電極最大允許電流/CM。

(2)集電極最大允許耗散功率PCM。

(3)極間反向擊穿電壓。

【例】某三極管的極限參數/CM=25mA,PcM=200mW,

U(BR,CEO=20V,試分析下列條件下，三極管能否正常工

作？

(1)UCE=3V,Zc=20mA；

(2)UCE=15V,Zc=15mA；

(3)UCE=6V,Zc=30mAo

解(1)UCE=3V<U(BR>CEO>/c=20mA<ZcM，Pc=UCE/c=60mW<PCM>所以可以正常工作。

(2)UCE=15V<U(BR>CEO，/c=15mA</cM，但Pc=UCE/c=225mW>PcM,所以不能正常工

作。

(3)UCE=6V<U<BR>CEO>Pc=UCE/c=10mW<PcM?但/c=30mA>/cM，所以不能正常工作。

2.1.5

2.三極管的使用常識j—一I根據電路參數選擇型號。

(1)加到三極管上電壓的極性應正確。

(2)三極管的替換。

(3)三極管應避免靠近熱元件，減小溫度變化和保證管殼散熱良好。功率放大管在耗散功率

較大時，應加散熱板；管腳引線不宜太短，太短不宜安裝，而且在焊接時熱量容易傳到管內，有可

能燙壞三極管。

常見三極管引腳識別

2.三極管測試

(1)判斷三極管基極和管型。

用萬用表的電阻擋判斷出基極和管型。例如測NPN型三極管，如圖所示，當用黑表筆接基極

時，用紅表筆分別搭試集電極和發射極，測得阻值均較小；表筆位置對換后，測得電阻均較大。此

時基極可判斷出來。

黑表筆接基極，紅表筆接另兩極時阻值均小為NPN管，阻值均大為PNP管。

C

三極管內部相當于兩個背靠背PN結三極管基極和管型判別

(2)判斷集電極和發射極。

根據三極管的電流放大作用進行判別。如圖所示，當接上RB，有/C，如果黑、紅表筆換接，則

/小,/c小，止匕時C、E間電阻較大，因此可以判別出集電極和發射極極。NPN管有上時與黑表筆

相接的是集電極，PNP管有Ic時與紅表筆相接的是集電極。

3.反向穿透電流無。的檢查.------染筆

TCEO要求越小越好。此時基極應開路。/一

4.用萬用表電流放大系數擋測試4(hfe擋)wokH/c

將萬用表調至hfe擋，把三極管插入對應的電極插孔，BJ;'

即可讀出￡值。/B|紅表筆

YI-----

E

判別集電極和發射極

【重點】

共射基本放大電路的組成原則、直流通路與交流通路。

【難點】

分析放大電路、畫交流通路。

2.2共射基本放大電路組成

2.2.1共射基本放大電路的組成原則

1.必須有直流電源

保證晶體管發射結正向偏置，集電結反向偏置。

2.有信號輸入和輸出回路

元件的安排必須能夠保證輸入信號從放大電路的

輸入端加到晶體管上，信號經過放大后又能從輸出端輸

出。

3.元件參數合適

元件參數的選擇要保證信號不失真的放大，并滿足

電路性能指標的要求。

2.2.2共射基本放大電路各元件作用

直流電源、集電極負載電阻Rc、基極偏置電阻RB、電容G、C2的作用、三極管VT

調整心的阻值，可改變偏

流的大小，以控制三極管

金證集電結反向偏置；r

的工作狀態。

一方面把集電極電流/c的

輸入耦合電容和輸出耦合電變化轉為集電極電壓的

容，隔斷直流，輸入交流信號變化。

可以通過G加到三極管基極和

發射極之間，輸出交流信號可

以通過C2從輸出端輸出。

電流放大作用。

2.2.3直流通路與交流通路

1.直流通路

由于Vcc的存在，所以在沒有外加信號"i時，三極管的基極和集電極都有固定或穩定的直流電

流和直流電壓，用/B、UBE、/C、UCE表示。因為它們是不變的，故稱放大電路為靜態。

IB、UBE、肥、UCE稱為放大電路的靜態工作點。

分析放大電路的靜態工作點，要分析直流信號流通的路徑，即直流通路。畫直流通路時，電容

視為開路。

2.交流通路

當加入"i后，三極管的基極和集電極的電壓和電流都將隨之變化，這時稱放大電路為動態。放

大電路靜態和動態時，電抗性元件對直流信號和交流信號呈現的阻抗是不同的。當G、C2的容量足

夠大時，對交流信號短路。

共射基本放大電路直流通路

【重點】

放大電路的靜態及動態分析、靜態工作點對波形失真的影響、電路參數對靜態工作點的影響。

【難點】

放大電路的圖解法。

2.3放大電路的分析

2.3.1靜態分析

1.用估算法確定靜態值

/B=-^——~后弧UCE=VCC-ICRC

RBRB

2.用圖解法確定靜態值

（1）直流負載線。（2）靜態工作點。【

【例】共射基本放大電路中，電源Vcc=12V,7?B=100kQ,&=2kQ,三極管夕=100,飽和壓降

UCES=0.3V,估算其靜態工作點。

解對于硅管，取UBE=0.7V,因此

12-0.7

=113|iA

100

假設三極管工作在放大狀態，有

Ic邛3mA

UCE=VCC-/C^C=12-2X11.3=-10.6V

UCE值不合理，可見假設錯誤。此時三極管處于飽和狀態。此時集電極電流為

IC=-—=乜二"=5.65mA

Rc2

靜態工作點為：/B=U3|1A、/c=5.65mA、UCE=0.3V

三極管處于飽和狀態時，不能根據ZC^/B進行計算。

三極管處于飽和狀態還是放大狀態可根據/B及/BS（，BS=0、/CS）的大小進行

判斷。

若/B>/BS，三極管處于飽和狀態；/BW/BS，三極管處于放大狀態。

2.3.2動態分析

1.通過輸入特性曲線確定ib

2.通過輸出特性曲線確定入、Mce

電壓放大倍數Au=輸出電壓的幅值

輸入電壓的幅值

ZB/|IAzc/mA

交流放大電路有輸入信號時的圖解分析

2.3.3靜態工作點對波形失真的影響

1.截止失真

2.飽和失真

輸入信號幅度過大，工作點合適也能造成失真。

測試：常用電子測量儀器的使用

1.儀器線路連接

接線時要求各儀器的接地端子連接在一起，并與實驗室的接地系統保持良好的接觸。

實驗儀器間的相互關系

2.低頻信號發生器、交流毫伏表、

示波器的使用

示波器、低頻信號發生器、交流

毫伏表三者關系如圖所示。低頻信號

發生器、交流毫伏表、示波器根據實

際型號使用。

信號發生器、示波器、毫伏表關系

3.測試練習

(1)熟悉示波器及信號發生器各旋鈕的作用及名稱。

(2)將示波器通電預熱1?2分鐘，調節有關旋鈕，使熒光屏上顯示出一條清晰的掃描線，然

后熟悉各旋鈕的作用。

(3)啟動低頻信號發生器，調節有關旋鈕，使輸出電壓及頻率發生變化，輸出電壓為0.5?IV,

輸出頻率戶1kHz,然后用示波器輸入這一正弦信號，觀察電壓波形，調節示波器使波形穩定清晰。

(4)按表要求，反復調節低頻信號發生器的頻率，用示波器觀察波形，并將低頻信號發生器的

輸出電壓調至最大并保持不變，用毫伏表測量不同頻率時的輸出電壓值。

輸出頻率測量

信號頻率(Hz)1050102103104104x30104X50

毫伏表測量值(V)

(5)測試低頻信號發生器在不同輸出衰減檔時的輸出電壓。

輸出電壓衰減檔的測量

輸出衰減檔dB值OdB20dB40dB

電壓表滿偏(5V)時實際輸出電壓值5V0.5V0.05V

毫伏表測量值(V)

【重點】

放大電路的微變等效電路分析法。

【難點】

放大電路的微變等效電路分析法。

2.4放大電路的微變等效電路分析法

2.4.1三極管微變等效電路分析

1.三極管輸入回路等效電路分析

?/?c、26mV

rbe^300+(1+Z?)-------

ZPmA

2.晶體管輸出回路等效電路分析

b.三極管B—E間等效電路

三極管輸入特性曲線及微變等效電路

ic

E

a.輸出特性曲線b.輸出回路微變等效電路

三極管輸出特性曲線及微變等效電路

三極管微變等效電路

2.4.2微變等效電路分析法

1.畫出微變等效電路

2.電壓放大倍數的計算

3.放大電路的輸入電阻和輸出電阻計算

+Vcc

R4井r

ARB+t

Ro-Rc

【重點】

分壓式偏置電路靜態與動態分析。

【難點】

分壓式偏置電路靜態與動態分析、放大電路測試。

2.5靜態工作點的穩定問題

溫度對靜態工作點的影響

2.5.1分壓式偏置電路工作點穩定原理

UCE—Vcc—，c（Rc+RE）

2.微變等效電路分析動態

&=RB1"RB2〃Rbe

Ro=Rc

【例】求分壓式偏置放大電路的靜態工作點及放大電路的放大倍數、輸入電阻和輸出電阻。已

知：Vcc=12V,0=50,7?Bi=25kQ,7?B2=15kQ,&=2kQ,&=2.2kda=2kQ,[/BE=0.7V?

解基極電位

VB=———%~—x12=4.5V

&1+&215+25

發射極電流

K-U4.5-0.7

丘=——%w=--------=1.73mA

RE2.2

集電極電流

/CG/E=1.73mA

基極電流

Ic1.73

/B===0.035mA

050

集電極與發射極電壓

UCE~VCC-IC(RC+RE)=12-1.73X(2+2.2)=4.73V

三極管交流輸入電阻

26

rbe=300+(1+/?)——kl.07kQ

電壓放大倍數

R^=Rc//RL=IkQ

R'1

A=-/?^=-50x—=-46.7

‘展L07

放大電路的輸入電阻

Ri=RBl117?B2//rbe?IkQ

輸出電阻

Ro=Rc=2kQ

【例】如圖所示放大電路，已知：Pcc=12V,4=60,/?Bi=20kQ,7?B2=10kQ,&=3kC,7?E=lkQ,

7?L=6kQ,UBE=0.7V。畫出該放大電路的直流通路,求靜態工作點；畫出該放大電路的微變等效電路

及放大電路的放大倍數、輸入電阻和輸出電阻。

解

基極電位

RR?T710

VB-------———Vcc------------xl2=4V

7?B1+RQ210+20

發射極電流

%—0BE4-0.7

IE=--------=-----------=1.65mA

RE2

集電極電流

/C~/E=1.65mA

基極電流

Ic1.65

/B=—=------=0.028mA

(360

集電極與發射極電壓

UCE~VcC—Ic（RC+RE）?12-1.65x

微變等效電路如圖所示。

三極管交流輸入電阻

26

rbe=300+(1+p)—~1.26kQ

電壓放大倍數

R^-Rc//RL=2k￡l

2

4=-/?￡=-60x=-1.9

喂+(1+6)41.26+(1+60)x1

放大電路的輸入電阻

Ri=RBI"RB2〃［噎+(1+/)&b6k。

輸出電阻

Ro=&二2kC

可見無CE(旁路電容)，放大電路放大倍數降低，這是因為引入了交流負反饋。

測試：放大電路測試

1.連接放大電路

(1)按圖選擇元件，檢測元件。

(2)連接電路，將凡開路，檢查電路無誤后接

通電源。

(3)調函數信號發生器，產生一個10mV、103Hz

的正弦信號，作為出送到放大電路的輸入端。

2.靜態調試

(1)接入電源后，用示波器觀察輸出波形，調整

可變電阻Rp,使波形幅度最大、且不失真。(調好后Rp

不可隨意調節)

(2)撤下跖，用萬用表直流電壓擋測量三極管小、

Uc、UBE、UCE值，記入表中。

(3)斷開&上端及RB下端接線，測量基極偏置電阻RB尸&+&值。記入表中。

放大電路靜態測試表

測量值計算值

Uc(V)UB(V)UBE(V)UCE(V)7?Bi(kQ)/B(mA)Zc(mA)UCE(V)

3.測量電壓放大倍數

接入出信號，用示波器觀察必。波形，在詼不失真情況下，用毫伏表測量輸出電壓大小，計算放

大倍數。然后按表改變RL、RC，用毫伏表再測量輸出電壓大小，計算放大倍數。并觀察記錄〃。與

Mi波形。

放大電路動態測試表

動態測量Ui(V)C/o(V)Au輸出波形

RL=0°Rc=5.1kQ

7?L=°°&=2k。

2?L=5.1kQRc=5.1kQ

4.觀察靜態工作點對輸出波形失真的影響

接通電路，使&=5.1kQ,7?L=5.1kQ,輸入10mV、103Hz的正弦信號。調節&(左旋)直至

輸出"。出現失真為止。用萬用表直流電壓擋測量UCE，判斷失真類型。調節&(右旋)直至輸出"。

出現失真為止。用萬用表直流電壓擋測量UCE，判斷失真類型。并用示波器觀察輸出波形。

【重點】

共集電極放大電路靜態及動態分析、共集電極放大電路特點。

【難點】

共集電極放大電路動態分析。

2.6射極輸出器

2.6.1共集電極放大電路

圖2-31a所示為共集電極放大電路（射極輸出器）的電路，負載電阻RL（經過耦合電容C2）接

在三極管的發射極上，輸出電壓"。從三極管的發射極輸出，所以稱為射極輸出器。

2.6.2靜態及動態分析

1.靜態分析

j=%-UBE=8幾?P'cc

UCE=VCC—IERE^VCC—ICRE

7?B+(1+/?)RE""7?B+(1+/?)RE

共集電極放大電路

2.動態分析

&=RB//R：=RB//［噎+(1+共集電極電路的微變等效電路

/e+(4〃RB)

射極輸出器的電壓放大倍數小于1、接近1,輸出電壓與輸入電壓相位相同。射極輸出器對電壓

沒有放大作用，但對輸入的電流信號仍有放大作用。輸入電阻比較大，輸出電阻較小。

Zb

外加電源法

測試：射極輸出器測試

1.測量電壓放大倍數、輸出電阻

(1)按圖選擇元件，并檢測元件。

(2)按圖接線，并檢查電路無誤后接通12V

直流電源。

(3)調節低頻信號發生器產生一個1kHz、

500mV大小的正弦信號，接在電路輸入端(均)，用

示波器觀測輸出端輸出波形，在輸出波形不失真情

況下，測量輸出和輸入電壓(接RL時的電壓為U。、

不接班時的電壓為“')，記入表中。計算接RL和

U'

不接RL時的電壓放大倍數及輸出電阻凡(7?o=(--1)比)。

U.

電壓放大倍數及輸出電阻測試表

/

Ui(V)Uo(V)Uo'(V)AuAuRo

500mV

2.測量輸入電阻

在電路輸入端(MS)接入一個大小、頻率不變的信號(如戶1kHz、500mV),用示波器觀測輸

出端輸出波形，在輸出波形不失真情況下，測量輸出和輸入電壓，將測得數據記入表中。計算輸入

電阻(7?i=————4)o

Us-U、

輸入電阻測試表

t/s(V)Ui(V)U°(V)Ri

500mV

【重點】

共基極放大電路靜態及動態分析、電路特點。

【難點】

基極放大電路動態分析。

2.7共基極放大電路

2.7.1電路組成

發射極是輸入端，集電極是輸出端，而基極是輸入、輸出回路的公共端。

Z+

\/

a.電路圖b.交流通路

共基極放大電路

2.7.2共基極放大電路靜態、動態分析

1.靜態工作點計算

u、-7brbe共基極放大電路微變等效電路

R；=RL〃Rc。

輸出電壓和輸入電壓同相。

RI=RE//〃eb二/be〃一——

1+0

R°=Rc

共基極電路輸入電阻很小，一般為幾十歐。

2.7.3三種基本組態比較

三種放大電路比較

電路共射電路共集電路共基電路

電壓放大倍數4=一萬旦大4（1+⑶K小