BJT及放大电路基础.pptx

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,4.1,双极结型三极管（,BJT,）,4.2,基本共射极放大电路,4.3,放大电路的分析方法,4.4,放大电路静态工作点的稳定问题,4.5,共集电极放大电路与共基极放大电路,4.,6,组合放大电路及多级放大电路,4.7,放大电路的频率响应,主要内容：,(The,B,ipolar,J,unction,T,ransistor),4.1.1,BJT,的结构简介,一、分类：,4.1,双极结型三极管（,BJT,）,按频率：,低频管和高频管,按功率：,小功率管、中功率管和大功率管,按材料：,硅管和锗管,按类型：,NPN,型、,PNP,型,发射极,Emitter,集电极,Collector,基极,Base,发射结,Je,集电结,Jc,发射区,基区,集电区,二、结构及符号：,E,C,B,NPN,T,C,B,E,T,PNP,结构特点：,发射区的掺杂浓度最高；,集电区掺杂浓度低于发射区，,且面积大；,基区很薄，且掺杂浓度最低，,一般在几个微米至几十个微米,作 用,发射载流子,传送控制载流子,收集载流子,二、结构及符号,4.1.2,电流分配和放大原理,1.,三极管放大的外部条件,B,E,C,N,N,P,E,B,R,B,E,C,R,C,发射结正偏、集电结反偏,PNP,发射结正偏,V,B,V,E,集电结反偏,V,C,V,E,集电结反偏,V,C,V,B,二、内部载流子传输过程,（,以,NPN,型为例,）,动画,I,B,=,I,EP,+I,BN,I,CBO,I,E,=,I,C,+,I,B,I,E,I,EN+,I,EP,R,e,V,EE,R,c,V,CC,I,E,I,C,I,C,I,CN,+I,CBO,I,B,三、,：,以,I,为已知量：,I,C,=,I,CN,+,I,CBO,I,E,+,I,CBO,I,B,=,I,BP,+,I,BN,I,CBO,（,）,I,E,I,CBO,I,E,=,I,C,+,I,B,其中：,共基极电流放大系数,电流分配关系,集电极,-,基极间反向饱和电流,说明：只与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与外在电压无关，其值小于,1,。取值,=0.9-0.99,以,I,为已知量,：,由,I,E,=,I,C,+,I,B,I,C,=,I,E,+,I,CBO,（,I,B,I,C,）,CBO,其中：,共射极电流放大系数,I,CEO,=,I,CBO,/,（,1-,）,=,(1+,),I,CBO,（,穿透电流,）,说明：,只与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与外在电压无关。,1,四,.,三极管的三种基本组态,共集电极接法,:,集电极作为公共电极，,用,CC,表示,;,共 基 极 接法,:,基 极作为公共电极，用,CB,表示,;,共发射极接法,:,发射极作为公共电极，用,CE,表示；,共射极电路特性曲线,及,共基极电路特性曲线,。,一、共射极连接时特性曲线,(,以,NPN,为例,),输入特性曲线,i,B,=,f,(,v,BE,),4.1.3,BJT,的,V,I,特性曲线：,+,-,b,c,e,共射极连接,V,BB,V,CC,v,BE,i,C,i,B,+,-,v,CE,R,B,R,C,1.,输入特性,特点,:,非线性,i,B,(,A),v,BE,(V),20,40,60,80,0.4,0.8,v,CE,1V,死区电压：硅管,0.5,V,，锗管,0.1,V,。,正常工作时发射结电压：,NPN,型硅管,v,BE,0.7V,PNP,型锗管,v,BE,0.2 V,2.,输出特性,i,B,=0,20,A,40,A,60,A,80,A,100,A,3,6,i,C,(,m,A ),1,2,3,4,v,CE,(V),9,12,0,放大区,输出特性曲线通常分三个工作区：,(1),放大区,在放大区有,i,C,=,i,B,，也,称为线性区，具有恒流特性。,在放大区，,发射结处于正向偏置、集电结处于反向偏置，晶体管工作于放大状态。,i,B,=0,20,A,40,A,60,A,80,A,100,A,3,6,i,C,(,m,A ),1,2,3,4,v,CE,(V),9,12,0,（,2,）截止区,i,B,=0,以下区域为,截止区，有,i,C,0,。,在截止区发射结处于反向偏置，集电结处于反向偏置，晶体管工作于截止状态。,v,CE,V,CC,饱和区,截止区,（,3,）饱和区,当,v,CE,v,BE,时,饱和状态。,v,CE,0,在饱和区，,i,B,i,C,，,发射结处于正向偏置，,集电结也处于正,偏或零偏。,深度饱和时，,硅管,v,CES,0.3V,，,锗管,v,CES,0.1V,。,测量,BJT,三个电极对地电位如图所示，试判断,BJT,的工作区域,？,放大区,截止区,饱和区,课堂讨论题,课堂讨论题,在三极管放大电路中，测得,BJT,各个电极对地电位如图所示，试判断,BJT,的类型、材料、电极。,(a),(b),(c),NPN,硅管,PNP,硅管,PNP,锗管,E,B,C,E,C,B,C,E,B,4.1.4,主要参数,1,、电流放大倍数,、,一般,=0.90.99，,1,、,只与管子的结构尺,寸和掺杂浓度有关，与外加,电压无关。,共发射极直流电流放大系数,4.1.4,主要参数,2,、极间反向饱和电流,集电极基极间,反向饱和电流,I,CBO,交流电流放大系数,=,I,C,/,I,B,v,CE,=const,4.1.4,主要参数,2,、极间反向饱和电流,(2),集电极发射极间,反向饱和电流,I,CEO,I,CEO,即输出特性曲线,I,B,=0,那条曲线所对应的,Y,坐标的数值。,I,CEO,也称为集电极发射极间穿透电流。,4.,集电极最大允许电流,I,CM,5.,集,-,射极反向击穿电压,V,(BR)CEO,集电极电流,I,C,上升会导致三极管的,值的下降，当,值下降到正常值的三分之二时的集电极电流即为,I,CM,。,当集,射极之间的电压,V,CE,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,25,C,、,基极开路时的击穿电压,V,(BR),CEO,。,6.,集电极最大允许耗散功耗,P,CM,P,CM,取决于三极管允许的温升，消耗功率过大，温升过高会烧坏三极管。,P,C,P,CM,=,I,C,V,CE,硅,管允许结温约为,150,C,，,锗,管约为,70,90,C,。,i,C,v,CE,I,C,V,CE,=P,CM,I,CM,V,(BR)CEO,安全工作区,由三个极限参数可画出三极管的安全工作区,V,BE,温度升高，发射结电压下降,（,T,升高,1,，,V,BE,减小,2-2.5mV,）,温度升高，,增大,（,T,升高,1,，,增大,0.5%-1%,）,4.1.5,温度对,BJT,主要参数的影响,(P114),了解,（,V,BE,具有负温度系数,）,BJT,的选择及注意事项,1,、,BJT,必须工作在安全工作区,2,、,要依使用要求：,小功率还是大功率，低频还是高频，,值大小等要求,3,、注意对应型号选用。,4,、,要特别注意温度对三极管的影响,。,思考题,?,1,、可否用两个二极管背靠背地相联以构成一个,BJT,？,2,、,BJT,符号中的箭头方向代表什么？,3,、能否将,BJT,的,e,、,c,两电极交换使用？,4,、要使,BJT,具有放大作用，,Je,和,Jc,的偏置电压应如何连接？,5,、如何判断,BJT,的三种组态？,6,、有哪几个参数确定,BJT,的安全工作区,?,7,、三极管组成电路如左图所示，试分析,（,1,）当,Vi=0V,时,（,2,）当,Vi=3V,时,电路中三极管的工作状态。,解：（,1,）当,Vi=0V,时,（,2,）当,Vi=3V,时,Vbe=0V,Ib0,此时三极管处于放大状态。,三极管,Je,结处于正偏，,Jc,结处于反偏状态,三极管处于截止状态,Vo=Vcc=12V,8,、设某三极管的极限参数,P,CM,150mW,，,I,CM,100mA,，,V,（,BR,）,CEO,30V,。试问：,分析：（,1,）,P,CM,I,C,V,CE,150mW,，所以当,V,CE,=10V,时，,I,C,150/10,15mA,是最大工作电流,（,2,）,P,CM,I,C,V,CE,150mW,，当,V,CE,=1V,时，,I,C,150/1,150mA,，超过其最大工作电流，,所以,I,CM,100mA,（,3,）,P,CM,I,C,V,CE,150mW,，当,I,C,1mA,，,V,CE,150/1=150V,超过其最大工作电压，,所以,V,CE,30V,1,、若它的工作电压,V,CE,=10V,，则工作电流,I,C,最大不得超过多少？,2,、若它的工作电压,V,CE,=1V,，则工作电流,I,C,最大不得超过多少？,3,、若它的工作电流,I,C,=1mA,则工作电压,V,CE,最大不得超过多少？,(,C,ommon-,E,mitter Amplifier Circuit,）,(CE),4.2.1,放大电路基本知识,(P7),4.2,基本共射极放大电路,4.2.2,共射极放大电路的组成及放大作用,放大的,概念,：,一是要求,放大电信号,，即能将微弱的电信号增强到人们所需的数值，以便于人们测量和使用；,如高温计，其输出电压仅有毫伏量级。,二是要求,信号不能失真,，即放大后的信号波形与放大前的波形的形状相同或基本相同，否则就会丢失要传送的信息，失去了放大的意义。,放大的本质,是小能量对大能量的控制作用。,4.2.1,放大电路基本知识,4.2.1,放大电路的基本知识,输入电阻,输出电阻,电压放大模型,电流放大模型,放大电路模型,(P7),放大电路的主要性能指标,(P12),增益,互阻放大模型,互导放大模型,隔离放大电路模型,频率响应及带宽,非线性失真,4.2.1,放大电路模型及其性能指标,电压增益（电压放大倍数）,电流增益,互阻增益,互导增益,信号源,负载,放大电路模型,放大电路是一个双口网络。从端口特性来研究放大电路，可将其等效成具有某种端口特性的等效电路。,信号源,负载,输入端口特性可以等效为一个输入电阻,输出端口可以根据不同情况等效成不同的电路形式,放大电路模型,负载开路时的,电压增益,1.,电压放大模型,输入电阻,输出电阻,由输出回路得,则电压增益为,由此可见,即负载的大小会影响增益的大小,要想减小负载的影响，则希望,？,（考虑改变放大电路的参数）,理想情况,放大电路模型,另一方面，考虑到输入回路对信号源的衰减,理想,有,要想减小衰减，则希望,？,电压放大模型,电流放大模型,放大电路模型,关心输出电流与输入电流的关系,2.,电流放大模型,放大电路模型,负载短路时的,电流增益,2.,电流放大模型,由输出回路得,则电流增益为,由此可见,要想减小负载的影响，则希望,？,理想情况,由输入回路得,要想减小对信号源的衰减，则希望,？,理想,放大电路模型,3.,互阻放大模型（自看）,输入输出回路没有公共端 安全性强，抗干扰能力强,4.,互导放大模型（自看）,5.,隔离放大电路模型,放大电路的主要性能指标,1.,输入电阻,放大电路的主要性能指标,2.,输出电阻,所以,另一方法,放大电路的主要性能指标,3.,增益,反映放大电路在输入信号控制下，将供电电源能量转换为输出信号能量的能力,其中,“,甲放大电路的增益为,-20,倍”和“乙放大电路的增益为,-20dB”,，问哪个电路的增益大？,四种增益,常用分贝（,dB,）表示,放大电路的主要性能指标,4.,频率响应及带宽（频域指标）,A.,频率响应及带宽,电压增益可表示为,在输入正弦信号情况下，输出随输入信号频率连续变化的稳态响应，称为放大电路的频率响应。,或写为,其中,放大电路的主要性能指标,4.,频率响应及带宽（频域指标）,A.,频率响应及带宽,普通音响系统放大电路的幅频响应,该图称为波特图,纵轴：,dB,横轴：对数坐标,放大电路的主要性能指标,4.,频率响应及带宽（频域指标）,A.,频率响应及带宽,其中,普通音响系统放大电路的幅频响应,高频区,中频区,低频区,3dB,频率点（半功率点）,3dB,频率点（半功率点）,直流,(,直接耦合,),放大电路的幅频响应与此有何区别？（,P16,图,1.5.5,）,放大电路的主要性能指标,4.,频率响应及带宽（频域指标）,B.,频率失真（线性失真）,幅度失真：,对不同频率的信号增益不同，产生的失真。,基波,二次谐波,输入信号,输出信号,基波,二次谐波,放大电路的主要性能指标,4.,频率响应及带宽（频域指标）,B.,频率失真（线性失真）,幅度失真：,对不同频率的信号增益不同，产生的失真。,相位失真：,对不同频率的信号相移不同，产生的失真。,放大电路的主要性能指标,5.,非线性失真,由元器件非线性特性引起的失真。,非线性失真系数,一、电路组成：,输入回路,输出回路,输入端,-b(,基极）,输出端,-c(,集电极）,公共端（地点）,-e(,发射极）,4.2.2,基本共射极放大电路组成及放大作用：,二、各器件作用：,1,三,极,管,T,核心部件，起放大作用。,V,BB,：保证,J,e,正偏，取值一般为,几,V-,几十,V,。,R,b,：基极偏置电阻。保证,v,i,输入至基极，取值一般为,几十,-,几百,K,。,2,输入回路,V,BB,+R,b,基极偏置电路，为,BJT,提供 基极偏置电流使其工作在线性区。,3,输出回路,V,CC,+R,C,R,C,：集电极电阻。将变化的集电极电流转换为电压 输出取值一般 为,几,-,几十,K,。,V,CC,：保证,J,C,反偏，为输出提供能量。取值一般为,几,V-,几十,V,。通常,V,CC,=V,BB,4,耦合电容,C,b1,，,C,b2,隔断直流传送交流。取值一般为,几,-,几十,uF,电解电容。,电容极性：,C,b1,+-b,C,b2,+-c,简化电路,4.2.3,基本共射极放大电路的工作原理：,一、符号表示规则：,总瞬时值：,小,大,如,i,B,i,B,直流分量：,大,大,如,I,B,I,B,交流分量：,瞬时值,：,小,小,如,i,b,i,b,峰 值,：,大,小,m,如,I,bm,I,bm,有效值,：,大,小,如,I,b,相 量,：,大,小,如,I,b,=,I,B,+,i,b,二、,工作原理,：,1,直流工作状态：,v,i,=0V,I,B,=,（,V,BB,-,V,BE,）,/R,b,I,C,=,I,B,V,CE,=,V,CC,-,I,C,R,C,v,o,=0V,I,B,I,C,V,CE,V,cb1,=,V,BE,V,cb2,=,V,CE,2,、交流工作状态：,v,i,=,V,im,sin(wt),v,BE,=,v,i,+,V,cb1,=,v,i,+,V,BE,i,B,=,i,b,+,I,B,i,C,=,i,c,+,I,C,v,CE,=,v,ce,+,V,CE,=,V,CC,-,i,C,R,C,v,o,=,v,CE,-,V,cb2,=,v,CE,-,V,CE,结论：,（,1,）,直流,为基础，,交流,为对象,。交直共存,。,（,2,）相位关系：,v,o,与,v,i,相位相反。共射极放 大电路为,反相放大电路,。,放大电路的本质：,能量转换器。,直流电源,V,CC,直流能量 交流能量,BJT,（,3,）放大电路的静态和动态,静态：,输入信号为零（,v,i,=0,或,i,i,=0,）时，放大电路的工作状态，也称,直流工作状态,。,动态：,输入信号不为零时，放大电路的工作状态，也称,交流工作状态,。,电路处于静态时，三极管各电极的电压、电流在特性曲线上确定为一点，称为,静态工作点,，常称为,Q,点。一般用,I,B,、,I,C,、和,V,CE,（或,I,BQ,、,I,CQ,、和,V,CEQ,）表示。,#,放大电路为什么要建立正确的静态？,（,4,）,直流通路与交流通路：,静态分析：,分析电路的直流工作状态,求,Q(,I,B,、,I,C,、,V,CE,)-,电路静态工作点。,直流通路,：,直流信号的流通路径,确定方法：,电容开路,动态分析：,分析电路的交流工作状态,交流通路：,交流信号的流通路径,确定方法：,大电容短路 直流电源短接,例：画出下面电路的直流通路。,例：画出下面电路的交流通路。,C,e,(5),用估算法确定静态值,1),直流通路估算,I,B,根据电流放大作用,2),由直流通路估算,V,CE,、,I,C,当,V,BE,I,B,，,若,不随温度变化而变化。,一般取,I,1,=(510),I,B,，,V,B,=3,V,5,V,且,R,e,可取大些，反馈控制作用更强。,1.,稳定工作点原理,基极分压式射极偏置电路,b,点电位基本不变的条件,I,1,I,B,，,V,B,V,BE,4.4.2,射极偏置电路,2.,放大电路指标分析,静态工作点,电容开路,画出直流通道,+V,CC,R,b1,R,c,R,b2,R,e,I,C,I,E,I,B,V,CE,4.4.2,射极偏置电路,2.,放大电路指标分析,i,b,i,b,v,i,v,o,R,b1,b,e,R,C,R,L,r,be,c,R,b1,小信号电路,2.,放大电路指标分析,电压放大倍数,输出回路：,输入回路：,电压增益：,2.,放大电路指标分析,输入电阻,根据定义,由电路列出方程,则输入电阻,放大电路的输入电阻不包含信号源的内阻,2.,放大电路指标分析,输出电阻,求输出电阻的等效电路,网络内独立源置零,负载开路,输出端口加测试电压,不考虑电阻,r,ce,，,考虑电阻,r,ce,，,是什么情况？自学,P137,3.,基本射极放大电路与分压式射极偏置电路的比较,共射极放大电路,静态：,分压式射极偏置电路,3.,基本射极放大电路,与,分压式射极偏置,电路的比较,基本共射极放大电路,电压增益：,R,b,v,i,R,c,R,L,基本共射极放大电路,输入电阻：,输出电阻：,R,o,=,R,c,#,射极偏置电路做如何改进，既可以使其具有温度稳定性，又可以使其具有与固定偏流电路相同的动态指标？,end,例：如图所示，,V,CC,=,12V,，,R,b1,=,5k,，,R,b2,=15k,，,R,e,=2.3k,，,R,c,=5.1k,，,R,L,=5.1k,；,=50,，,r,be,=1.5k,，,V,BEQ,=0.7V,。,(1).,估算静态工作点,Q,(2).,分别求有、无,C,e,时的,A,u,和,R,i,解：,(1),静态工作点,:,R,b,1,+,V,CC,R,c,C,1,C,2,T,R,b,2,C,e,R,e,1,R,L,u,i,u,o,R,e,2,+,-,+,-,(2),求,A,U,和,R,i,当有,C,e,时,:,当无,C,e,时，因为,(1+,)R,e,r,be,且,1,，所以,可以看出，当无,C,e,时，电压放大倍数很低,解决办法如图：,R,e1,较小，直流通路中,R,e1,与,R,e2,均起作用,交流通路中只有,R,e1,起作用,这样既能保证静态工作点稳定又能使电路有较高的放大倍数,共射极放大电路特点：,1.,放大倍数高,;,2.,输入电阻低,;,3.,输出电阻高,.,4.5.1,共集电极电路,共集电极电路如图示,该电路也称为,射极输出器,求静态工作点,由,得,小信号电路,R,E,R,L,4.5.1,共集电极电路,r,be,L,b,be,b,L,b,R,I,),1,(,r,I,R,I,),1,(,b,+,+,b,+,=,电压放大倍数,r,be,R,E,R,L,I,e,u,A,=,V,o,V,i,4.5.1,共集电极电路,输入电阻,r,be,R,E,R,L,I,R,I,b,=,V,i,r,be,+(1+,)R,L,r,i,=,V,i,I,i,=,V,i,V,i,R,B,+,V,i,r,be,+(1+,)R,L,=,R,B,/r,be,+(1+,)R,L,I,i,=I,RB,+I,b,=,V,i,R,B,+,V,i,r,be,+(1+,)R,L,4.5.1,共集电极电路,用加压求流法求输出电阻。,r,be,R,E,R,s,R,o,置,0,保留,输出电阻,4.5.1,共集电极电路,B,s,s,R,/,R,R,=,R,s,r,be,R,E,（加压求流法）,4.5.1,共集电极电路,输出电阻,共集电极放大电路,(,射极输出器,),的特点：,1.,电压放大倍数小于,1,，约等于,1;,2.,输入电阻高；,3.,输出电阻低；,4.,输出与输入同相。,射极输出器的应用,主要利用它具有输入电阻高和输出电阻低的特点。,1.,因输入电阻高，它常被用在多级放大电路的第一级，可以提高输入电阻，,减轻信号源负担,。,2.,因输出电阻低，它常被用在多级放大电路的末级，可以降低输出电阻，,提高带负载能力。,3.,利用,R,i,大、,R,O,小以及,A,v,1,的特点，也可将射极输出器放在放大电路的两级之间，起到阻抗匹配作用，,这一级射极输出器称为缓冲级或中间隔离级。,4.5.2,共基极电路,静态工作点,直流通路与射极偏置电路相同,3.6,共集电极电路和共基极电路,4.5.2,共基极电路,小信号电路,4.5.3,三种组态的比较,P148,电压增益：,输入电阻：,输出电阻：,4.6,组合放大电路,概念：多只,BJT,构成复合管 或两个不同组态电路配合使用，如：,CC-CE,，,CC-CC,，,CE-CB,等,改善放大电路性能,1,、复合管的构成,i,c1,=,1,i,b1,i,c2,=,2,i,b2,=,2,(1+,1,),i,b1,i,c,=i,c1,+i,c2,=,1,+,2,(1+,1,),i,b,.,方式,1,(,同一类型复合,),i,b2,=i,e1,=(1+,1,),i,b1,C,B,E,T,1,NPN,T,2,NPN,i,b,i,c,i,e,B,E,C,i,b,i,c,i,e,NPN,i,b,=,i,b1,复合管的电流放大系数,1,2,复合管的类型与复合管中第一只管子的类型相同,方式,2,(,不同类型复合,),E,B,C,T,1,PNP,T,2,NPN,i,b,i,c,i,e,B,C,E,i,b,i,c,i,e,PNP,结论：,A,复合管类型同,T1,管；,B,连接原则：,T1,、,T2,中实际电流不 冲突且都工作在放大区。,C,复合管,=,1,2,；同类型,r,be,=,(1+,1,),r,be2,+,r,be1,互补型,r,be,=,r,be1,作用：提高电流放大系数，增大电阻,r,be,复合管也称为,达林顿管,4.6.2,基本放大电路派生电路,电压放大倍数？,R,B,+V,CC,R,C1,C,1,C,2,+,+,u,i,u,o,R,C2,R,E1,R,E2,4.6.2,基本放大电路派生电路,复合管共射放大电路,电路 交流等效电路,0,0,可见，电压放大倍数与没用复合管时相当，输入电阻明显增大，电流放大能力明显增强。,4.6.1,共射,-,共基放大电路：,(CE-CB),P149,CE,CB,特点：,1.,高频信能好，有较宽的带宽。,2.,增益较大，,放大能力强。,自学,4.7,多级放大电路,(,补充,),为获得足够大的放大倍数，,将若干单级放大器按一定方式串接，,组成多级放大器,第一级,第二级,第,n-1,级,第,n,级,输入,输出,耦合,级,(1),直接耦合,(2),阻容耦合,(3),变压器耦合,4.7.1,基本概念,1,、多级放大器,2,、级,3,、耦合方式,级与级之间的连接方式,直接耦合：,将放大电路的前级输出端直接接至后级输入端。,缺点：,各级,Q,互相影响，设计 调试不便，有严重漂移问题。,优点：,可放大低频甚至直流信号，利于集成,。,应用：,交直流集成放大器,。,将放大电路的前级输出端通过,电容,接至后级输入端。,耦合电容,缺点：,只能传输交流信号，漂移信号和低频信 号不能通过，不利 于集成。,优点：,各级,Q,独立，设计、调试方便，体积 小、成本低。,应用：,交流放大器,。,阻容耦合：,变压器耦合,放大电路的前级输出端通过,变压器,接至后级输入端或负载上。,优点：,各级,Q,独立，,设计、调试方便，能实现阻抗变换。,缺点：,低频特性差，不能放大缓变信号，笨重，不利于集成,。,应用：,分立器件功率放大电路。,变压器,变压器,4.7,多级放大电路,4.7.2,多级放大电路分析,由于电容的隔直作用，各级放大器的,Q,点相互独立。,(2),前一级的输出电压是后一级的输入电压。,(3),后一级的输入电阻是前一级的交流负载电阻。,(4),总电压放大倍数,=,各级放大倍数的乘积。,(5),总输入电阻,r,i,即为第一级的输入电阻,r,i1,。,(6),总输出电阻即为最后一级的输出电阻,.,以阻容耦合为例,R,11,R,C1,C,11,C,12,R,12,C,E1,R,E1,u,i,R,21,+E,C,R,C2,C,21,C,22,R,22,C,E2,R,E2,R,L,u,o,4.7,多级放大电路,R,11,R,C1,C,11,C,12,R,12,C,E1,R,E1,u,i,R,21,+E,C,R,C2,C,21,C,22,R,22,C,E2,R,E2,R,L,u,o,r,i,=r,i1,r,o,r,i2,u,o1,u,i2,前一级的输出电压,是后一级的输入电压,后一级的输入,电阻是前一级的,交流负载电阻,。,4.7,多级放大电路,r,i2,r,be1,R,C1,R,11,R,12,B,E,C,I,c1,I,b1,U,o1,第一级的微变等效电路,第二级的,输入电阻,r,i,=,r,i 1,=,R,11,/R,12,/r,be1,=-,1,R,C1,/,r,i2,r,be1,A,u1,=,U,o1,U,i,4.7,多级放大电路,r,i 2,=,R,21,/R,22,/r,be2,=-,2,R,C2,/,R,L,r,be2,A,u2,=,U,o,U,i2,r,o,=,R,C2,r,be2,R,C2,R,L,R,22,B,E,C,I,c2,I,b2,R,21,U,i2,第二级的微变等效电路,4.7,多级放大电路,A,u,=,U,o,U,i,=,U,o1,U,i,U,o,U,i2,=A,u1,A,u2,=,1,R,C1,/,r,i2,r,be1,2,R,C2,/,R,L,r,be2,A,u,为正，输入输出同相,总放大倍数等于各级放大倍数的乘积,R,11,R,C1,C,11,C,12,R,12,C,E1,R,E1,u,i,R,21,+E,C,R,C2,C,21,C,22,R,22,C,E2,R,E2,R,L,u,o,例：如图，,R,1,=15k,R,2,=R,3,=5k,R,4,=2.3k,R,5,=100k,R,6,=R,L,=5k,;V,CC,=12V;,=50,r,be1,=1.2k,r,be2,=1k,V,BEQ1,=V,BEQ2,=0.7V,求,:,Q,点、,A,v,、,R,i,和,R,o,解,：,1,、求静态工作点,Q,2,、求,A,v,、,R,i,和,R,o,首先求出第一级的负载电阻即第二级的输入电阻：,4.8,放大电路的频率响应,（了解）,(P154),一、研究放大电路频率响应的必要性：,放大倍数,(,增益,),是信号频率的函数，,这种函数关系称为频率响应或频率特性（简称为频响）。,实际放大电路的输入信号,不是单一频率,的信号：,如：广播中语音及音乐,20Hz,20KHz,视频信号,DC,4.5MHz,放大电路中存在,电抗元件,(,耦合电容、旁路电容、,BJT,结电容,),，其电抗随信号频率变化而变化，放大电路对不同频率信号放大能力不同。,二、频率响应：,(P15),1,放大电路的频率响应：放大电路对不同,f,正弦信号的稳态响应特性。,幅频响应,相频响应,纵轴（,dB),横轴 对数坐标,低频区,中频区,高频区,A,VM,0.707,A,VM,A,V,f,L,-,下限频率,f,H,-,上限频率,通频带：,BW=f,H,-f,L,2,通频带,(,带宽,),：,1,幅度失真：,对不同频率成分信号增益不同，使输出波形产生失真，称为幅度频率失真，简称幅度失真,。,2,相位失真：对不同频率成分信号的相移不同，使输出波形产生的失真，称为相位失真。,基波,二次谐波,输入信号,基波,二次谐波,输出信号,基波,二次谐波,输入信号,基波,二次谐波,输出信号,三、线性失真（频率失真）：,4.8,放大电路的频率响应,1.,RC,低通电路的频率响应,（电路理论中的稳态分析）,RC,电路的电压增益（传递函数）：,则,且令,又,电压增益的幅值（模）,（幅频响应）,电压增益的相角,（相频响应）,增益频率函数,3.8,放大电路的频率响应,最大误差,-3dB,频率响应曲线描述,幅频响应,0,分贝水平线,斜率为,-20dB/,十倍频程,的直线,3.8,放大电路的频率响应,相频响应,表示输出与输入的相位差,高频时，输出滞后输入,所以,频率响应曲线描述,RC,电路的电压增益：,幅频响应,相频响应,输出超前输入,3.8,放大电路的频率响应,例：一两级放大电路，,每级放大电路的增益、,上限及下限频率都相,同。当频率在,f,L1,时，,每级电路增益为,0.707,A,VM1,，,总增益为（,0.707,A,VM1,）,2,多级放大电路带宽小于每级电路的带宽。,六、多级放大电路频率响应：,4.4,放大电路静态工作点的稳定问题,一、温度对,I,CBO,、,、,V,BE,的影响：,(,复习,P114),4.4.1,温度对,Q,的影响：,二、温度对,Q,的影响：,4.4.2,射极偏置电路,(,P134),：,基极分压式射极偏置电路,一、基极分压式射极偏置电路：,1.,稳定,Q,的原理,I,CQ,基本不受温度影响,4.,电路分析：,(1),静态分析：,Q(I,BQ,、,I,CQ,、,V,CEQ,),：,基极分压式射极偏置电路,I,BQ,=,I,CQ,/,V,CEQ,=V,CC,I,CQ,（,R,C,+R,e,）,画直流通路：,r,be,=,r,bb,+(1+)26/,I,EQ,(2),动态性能的分析,：,画小信号等效电路：,基极分压式射极偏置电路,R,c,R,b2,R,b1,R,e,R,L,+,-,+,-,b,c,e,电压增益：,输入电阻,：,不考虑,r,ce,影响：,输出电阻,Ro,：,(,考虑,r,ce,时自学,P137,),4.5.1,共集电极放大电路,:,(CC),C,ommon-,C,ollector(Emitter-Follower)Amplifier,4.5,共集电极放大电路和 共基极放大电路,一、电路分析,（射极输出器、电压跟随器）,1.,静态分析，求,Q,画直流通路：,交流通路,2.,动态分析,输出回路：,输入回路：,电压增益：,其中,一般,则,电压增益,:,结论：电压跟随器,输入电阻,输入电阻,结论：输入电阻大,输出电阻,+,_,4.5.2,共基极放大电路,:,(CB),C,ommon-,B,ase Amplifier,一、静态分析,直流通路与射极偏置电路相同,（电流跟随器）,？,思 考 题,1.,试分析下列问题：,共射极放大电路,（,1,）增大,R,c,时，负载线将如何变化？,Q,点怎样变化？,（,2,）增大,R,b,时，负载线将如何变化？,Q,点怎样变化？,（,3,）减小,V,CC,时，负载线将如何变化？,Q,点怎样变化？,（,4,）减小,R,L,时，负载线将如何变化？,Q,点怎样变化？,共射极放大电路,4.3.1,？,思 考 题,2.,放大电路如图所示。当测得,BJT,的,V,CE,接近,V,CC,=,的值时，问管子处于什么工作状态？可能的故障原因有哪些？,截止状态,答：,故障原因可能有：,R,b,支路可能开路，,I,B,=0,，,I,C,=0,，,V,CE,=,V,CC,-,I,C,R,c,=,V,CC,。,C,1,可能短路，,V,BE,=0,，,I,B,=0,，,I,C,=0,，,V,CE,=,V,CC,-,I,C,R,c,=,V,CC,。,end,