极管及其基本放大电路.pptx

电子技术教案电子技术教案(1-1)2 2 半导体三极管及基本放大电路半导体三极管及基本放大电路2.1 2.1 基本结构基本结构2.2 2.2 电流放大原理电流放大原理2.3 2.3 特性曲线特性曲线2.4 2.4 主要参数主要参数2.6 2.6 基本放大电路基本放大电路 退出退出电子技术教案电子技术教案(1-2)教学目的：教学目的：1了解三极管的结构，认识三极管的电流放大特性和电流分配关系、外部工作条件，了解三极管的输入输出特性曲线；2了解三极管的主要参数和类型；3掌握简单偏置放大电路的结构、建立交直流通路概念；教学内容：教学内容：1三极管的结构、电流放大特性、电流分配关系、外部工作条件；2简单偏置放大电路，说明直流通路和交流输入与输出通路；3从三极管的输入、输出特性曲线并指出和说明温度和各级电压/电流对特性曲线的影响，饱和区、放大去和截止区以及对应的工作状态；4三极管的主要参数，类型。电子技术教案电子技术教案(1-3)电子技术教案电子技术教案(1-4)电子技术教案电子技术教案(1-5)电子技术教案电子技术教案(1-6)电子技术教案电子技术教案(1-7)电子技术教案电子技术教案(1-8)电子技术教案电子技术教案(1-9)电子技术教案电子技术教案(1-10)电子技术教案电子技术教案(1-11)电子技术教案电子技术教案(1-12)电子技术教案电子技术教案(1-13)电子技术教案电子技术教案(1-14)电子技术教案电子技术教案(1-15)电子技术教案电子技术教案(1-16)电子技术教案电子技术教案(1-17)电子技术教案电子技术教案(1-18)电子技术教案电子技术教案(1-19)电子技术教案电子技术教案(1-20)电子技术教案电子技术教案(1-21)电子技术教案电子技术教案(1-22)电子技术教案电子技术教案(1-23)电子技术教案电子技术教案(1-24)电子技术教案电子技术教案(1-25)BECIBIEICNPN型三极管型三极管BECIBIEICPNP型三极管型三极管电子技术教案电子技术教案(1-26)管子各极的电流及方向如图所示。PNP型管的各极电流方向与NPN型管相反，但电流分配关系完全相同。三极管三个电极的电流中，IB 最小，IE最大，IC IE,即 IEICIB。（a）（b）三极管各极的电流及方向（a）NPN型 （b）PNP型电子技术教案电子技术教案(1-27)2.1.3三极管的三极管的特性曲线特性曲线ICmA AVVUCEUBERBIBECEB实验线路（共射级接法）实验线路（共射级接法）电子技术教案电子技术教案(1-28)电子技术教案电子技术教案(1-29)电子技术教案电子技术教案(1-30)电子技术教案电子技术教案(1-31)发射结正偏，集电结正偏发射结正偏，集电结正偏电子技术教案电子技术教案(1-32)电子技术教案电子技术教案(1-33)电子技术教案电子技术教案(1-34)电子技术教案电子技术教案(1-35)输出特性三个区域的特点输出特性三个区域的特点:(1)放大区：放大区：发射结正偏，集电结反偏。发射结正偏，集电结反偏。即：即：IC=IB,且且 IC=IB(2)饱和区：饱和区：发射结正偏，集电结正偏。发射结正偏，集电结正偏。即：即：UCE UBE（称过饱和）（称过饱和），IBIC，UCE 0.3V(3)截止区：截止区：UBE死区电压，死区电压，IB=0，IC=ICEO 0发射结、集电结均反偏发射结、集电结均反偏UCE=UBE 称临界饱和称临界饱和电子技术教案电子技术教案(1-36)例：例：=50，USC=12V，RB=70k，RC=6k 当当USB=-2V，2V，5V时，时，晶体管的静态工作点晶体管的静态工作点Q位位于哪个区？于哪个区？当当USB=-2V时：时：ICUCEIBUSCRBUSBCBERCUBEIB=0，IC=0IC最大饱和电流：最大饱和电流：Q位于截止区位于截止区电子技术教案电子技术教案(1-37)例：例：=50，USC=12V，RB=70k，RC=6k 当当USB=-2V，2V，5V时，时，晶体管的静态工作点晶体管的静态工作点Q位位于哪个区？于哪个区？ICIcmax(=2mA)，Q位于饱和区。位于饱和区。(实际上，此时实际上，此时IC和和IB已不是已不是 的关系）的关系）电子技术教案电子技术教案(1-39)1.2.4主要参数主要参数前面的电路中，三极管的发射极是输入输出的前面的电路中，三极管的发射极是输入输出的公共点，称为共射接法，相应地还有共基、共公共点，称为共射接法，相应地还有共基、共集接法。集接法。共射共射直流电流放大倍数直流电流放大倍数：工作于动态的三极管，真正的信号是叠加在工作于动态的三极管，真正的信号是叠加在直流上的交流信号。基极电流的变化量为直流上的交流信号。基极电流的变化量为 IB，相应的集电极电流变化为相应的集电极电流变化为 IC，则则交流电流交流电流放大倍数放大倍数为：为：1.电流放大倍数电流放大倍数和和 电子技术教案电子技术教案(1-40)例：例：UCE=6V时时：IB=40 A,IC=1.5mA；IB=60 A,IC=2.3mA。在以后的计算中，一般作近似处理：在以后的计算中，一般作近似处理：=电子技术教案电子技术教案(1-41)2.集集-基极反向饱和电流基极反向饱和电流ICBO AICBOICBO是集是集电结反偏电结反偏由少子的由少子的漂移形成漂移形成的反向电的反向电流，受温流，受温度的变化度的变化影响。影响。电子技术教案电子技术教案(1-42)BECNNPICBOIBE IBE3.集集-射极反向截止电流射极反向截止电流ICEOICEO受温度影响很大，当受温度影响很大，当温度上升时，温度上升时，ICEO增加很增加很快，所以快，所以IC也相应增加。也相应增加。三极管的温度特性较差三极管的温度特性较差。ICEO=(1+)ICBO注：极间反向饱和电流是衡量三注：极间反向饱和电流是衡量三极管质量的重要参数，其值越小，极管质量的重要参数，其值越小，受温度影响越小，管子工作越稳受温度影响越小，管子工作越稳定。定。电子技术教案电子技术教案(1-43)4.集电极最大电流集电极最大电流ICM集电极电流集电极电流IC上升会导致三极管的上升会导致三极管的 值的下降，值的下降，当当 值下降到正常值的三分之二时的集电极电值下降到正常值的三分之二时的集电极电流即为流即为ICM。5.集集-射极反向击穿电压射极反向击穿电压当集当集-射极之间的电压射极之间的电压UCE超过一定的数值时，超过一定的数值时，三极管就会被击穿。手册上给出的数值是三极管就会被击穿。手册上给出的数值是25 C、基极开路时的击穿电压基极开路时的击穿电压U(BR)CEO。电子技术教案电子技术教案(1-44)6.集电极最大允许功耗集电极最大允许功耗PCM集电极电流集电极电流IC 流过三极管，流过三极管，所发出的焦耳所发出的焦耳热为：热为：PC=ICUCE必定导致结温必定导致结温上升，所以上升，所以PC 有限制。有限制。PC PCMICUCEICUCE=PCMICMU(BR)CEO安全工作区安全工作区电子技术教案电子技术教案(1-45)2.2 基本放大电路 2.2.1 放大的概念 2.2.2 放大电路的性能指标放大电路的性能指标 符号规定符号规定2.3基本放大电路的组成和工作原理基本放大电路的组成和工作原理2.3.1共射放大电路的基本组成共射放大电路的基本组成 2.3.2基本放大电路的工作原理基本放大电路的工作原理电子技术教案电子技术教案(1-46)2.1放大的概念放大的概念电子学中放大的目的是将微弱的电子学中放大的目的是将微弱的变化信号变化信号放大放大成较大的信号。这里所讲的主要是电压放大电路。成较大的信号。这里所讲的主要是电压放大电路。电压放大电路可以用有输入口和输出口的四电压放大电路可以用有输入口和输出口的四端网络表示，如图：端网络表示，如图：uiuoAu电子技术教案电子技术教案(1-47)2.2放大电路的性能指标放大电路的性能指标一、电压放大倍数一、电压放大倍数AuUi 和和Uo 分别是输入和输出电压分别是输入和输出电压的有效值。的有效值。二、输入电阻二、输入电阻ri放大电路一定要有前级（信号源）为其提供信号，放大电路一定要有前级（信号源）为其提供信号，那么就要从信号源取电流。那么就要从信号源取电流。输入电阻输入电阻是衡量放大是衡量放大电路从其前级取电流大小的参数。输入电阻越大，电路从其前级取电流大小的参数。输入电阻越大，从其前级取得的电流越小，对前级的影响越小。从其前级取得的电流越小，对前级的影响越小。AuIiUSUi电子技术教案电子技术教案(1-48)三、输出电阻三、输出电阻roAuUS放大电路对其放大电路对其负载负载而言，相当于信号源，我们而言，相当于信号源，我们可以将它等效为戴维南等效电路，这个戴维南可以将它等效为戴维南等效电路，这个戴维南等效电路的内阻就是输出电阻。等效电路的内阻就是输出电阻。roUS电子技术教案电子技术教案(1-49)如何确定电路的输出电阻如何确定电路的输出电阻ro？步骤：步骤：1.所有的电源置零所有的电源置零(将独立源置零，保留受控源将独立源置零，保留受控源)。2.加压求流法。加压求流法。UI方法一：方法一：计算。计算。电子技术教案电子技术教案(1-50)方法二：方法二：测量。测量。Uo1.测量开路电压。测量开路电压。roUs2.测量接入负载后的输出电压。测量接入负载后的输出电压。roUsRLUo步骤：步骤：3.计算。计算。电子技术教案电子技术教案(1-51)2.3基本放大电路的静态分析基本放大电路的静态分析三极管放三极管放大电路有大电路有三种形式三种形式共射放大器共射放大器共基放大器共基放大器共集放大器共集放大器以共射放以共射放大器为例大器为例讲解工作讲解工作原理原理1.放大电路的三种形式放大电路的三种形式电子技术教案电子技术教案(1-52)2共射放大电路的基本组成共射放大电路的基本组成放大元件放大元件iC=iB，工作在放大区，工作在放大区，要保证集电结反要保证集电结反偏，发射结正偏。偏，发射结正偏。uiuo输入输入输出输出参考点参考点RB+ECEBRCC1C2T电子技术教案电子技术教案(1-53)集电极电源，集电极电源，为电路提供能为电路提供能量。并保证集量。并保证集电结反偏。电结反偏。RB+ECEBRCC1C2T电子技术教案电子技术教案(1-54)集电极电阻，集电极电阻，将变化的电流将变化的电流转变为变化的转变为变化的电压。电压。RB+ECEBRCC1C2T电子技术教案电子技术教案(1-55)使发射结正偏，使发射结正偏，并提供适当的并提供适当的静态工作点。静态工作点。基极电源与基极电源与基极电阻基极电阻RB+ECEBRCC1C2T电子技术教案电子技术教案(1-56)耦合电容耦合电容隔离输入输隔离输入输出与电路直出与电路直流的联系，流的联系，同时能使信同时能使信号顺利输入号顺利输入输出。输出。RB+ECEBRCC1C2T电子技术教案电子技术教案(1-57)可以省去可以省去电路改进：采用单电源供电电路改进：采用单电源供电RB+ECEBRCC1C2T电子技术教案电子技术教案(1-58)单电源供电电路单电源供电电路+ECRCC1C2TRB电子技术教案电子技术教案(1-59)电子技术教案电子技术教案(1-60)1、静态分析静态分析静态：把静态：把uI=0时放大电路的状态。时放大电路的状态。此此时时分分析析的的电电路路各各量量均均为为直直流流量量有有IBQ、ICQ、UBEQ、UCEQ=VCC-ICQRC称静态工作点。称静态工作点。2、动态分析动态分析动态：把动态：把uI不为不为0时放大电路的状态。时放大电路的状态。此时分析的电路各量是在直流量的基础上再加上此时分析的电路各量是在直流量的基础上再加上交流量。交流量。输入端加入一个微小的变化量信号，在输出端输入端加入一个微小的变化量信号，在输出端 得到一个较大的变化量信号，实现放大。得到一个较大的变化量信号，实现放大。3放大电路的分析放大电路的分析电子技术教案电子技术教案(1-61)电子技术教案电子技术教案(1-62)符号规定符号规定UA大写字母、大写下标，表示直流量。大写字母、大写下标，表示直流量。uA小写字母、大写下标，表示全量。小写字母、大写下标，表示全量。ua小写字母、小写下标，表示交流分量。小写字母、小写下标，表示交流分量。uAua全量全量交流分量交流分量tUA直流分量直流分量电子技术教案电子技术教案(1-63)电子技术教案电子技术教案(1-64)电子技术教案电子技术教案(1-65)电子技术教案电子技术教案(1-66)电子技术教案电子技术教案(1-67)电子技术教案电子技术教案(1-68)电子技术教案电子技术教案(1-69)电子技术教案电子技术教案(1-70)电子技术教案电子技术教案(1-71)电子技术教案电子技术教案(1-72)电子技术教案电子技术教案(1-73)电子技术教案电子技术教案(1-74)电子技术教案电子技术教案(1-75)电子技术教案电子技术教案(1-76)电子技术教案电子技术教案(1-77)电子技术教案电子技术教案(1-78)电子技术教案电子技术教案(1-79)电子技术教案电子技术教案(1-80)电子技术教案电子技术教案(1-81)电子技术教案电子技术教案(1-82)电子技术教案电子技术教案(1-83)电子技术教案电子技术教案(1-84)电子技术教案电子技术教案(1-85)电子技术教案电子技术教案(1-86)电子技术教案电子技术教案(1-87)电子技术教案电子技术教案(1-88)各点波形各点波形RB+ECRCC1C2uitiBtiCtuCtuotuiiCuCuoiB电子技术教案电子技术教案(1-89)电子技术教案电子技术教案(1-90)电子技术教案电子技术教案(1-91)电子技术教案电子技术教案(1-92)电子技术教案电子技术教案(1-93)电子技术教案电子技术教案(1-94)电子技术教案电子技术教案(1-95)电子技术教案电子技术教案(1-96)电子技术教案电子技术教案(1-97)实现放大的条件实现放大的条件1.晶体管必须偏置在放大区。发射结正偏，集电结晶体管必须偏置在放大区。发射结正偏，集电结反偏。反偏。2.正确设置静态工作点，使整个波形处于放大区。正确设置静态工作点，使整个波形处于放大区。3.输入回路将变化的电压转化成变化的基极电流。输入回路将变化的电压转化成变化的基极电流。4.输出回路将变化的集电极电流转化成变化的集电输出回路将变化的集电极电流转化成变化的集电极电压，经电容滤波只输出交流信号。极电压，经电容滤波只输出交流信号。