《模擬電子技術(shù)大學(xué)課件第四章雙極型三極管及放大電路基礎(chǔ)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《模擬電子技術(shù)大學(xué)課件第四章雙極型三極管及放大電路基礎(chǔ)（97頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、14 4 雙極型三極管及放大電路基礎(chǔ)雙極型三極管及放大電路基礎(chǔ)4.2 4.2 共射極放大電路共射極放大電路4.3 4.3 圖解分析法圖解分析法 4.4 4.4 小信號(hào)模型分析法小信號(hào)模型分析法4.5 4.5 放大電路的工作點(diǎn)穩(wěn)定問題放大電路的工作點(diǎn)穩(wěn)定問題 4.6 4.6 共集電極電路和共基極電路共集電極電路和共基極電路4.7 4.7 放大電路的頻率響應(yīng)放大電路的頻率響應(yīng)4.1 4.1 半導(dǎo)體半導(dǎo)體BJTBJT24.1雙極型三極管雙極型三極管( (BJT) )又稱半導(dǎo)體三極管、晶體管，或簡稱為三極管。又稱半導(dǎo)體三極管、晶體管，或簡稱為三極管。( (Bipolar Junction Transi
2、stor) )三極管的外形如下圖所示。三極管的外形如下圖所示。三極管有兩種類型：三極管有兩種類型：NPN 和和 PNP 型。型。主要以主要以 NPN 型為例進(jìn)行討論。型為例進(jìn)行討論。三極管的外形三極管的外形34BECNNP基極基極發(fā)射極發(fā)射極集電極集電極PNP集電極集電極基極基極發(fā)射極發(fā)射極BCE結(jié)構(gòu)與分類結(jié)構(gòu)與分類 兩個(gè)PN結(jié)、三個(gè)引腳，兩種類型：NPN和PNP型。一、一、 BJTBJT的結(jié)構(gòu)、符號(hào)及放大條件的結(jié)構(gòu)、符號(hào)及放大條件集電結(jié)集電結(jié)發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)5BECNPN型三極管型三極管BECPNP型三極型三極管管BJT符號(hào)符號(hào)NPNCBEPNPCBE由于由于PNPN結(jié)之間的相互影響，使結(jié)之間的
3、相互影響，使BJTBJT表現(xiàn)出不表現(xiàn)出不同于單個(gè)同于單個(gè)PNPN結(jié)的特性而具有結(jié)的特性而具有電流放大電流放大作用。作用。6BEC基極基極發(fā)射極發(fā)射極集電極集電極基區(qū)：基區(qū)：較薄，較薄，摻雜濃度最低摻雜濃度最低集電區(qū)：集電區(qū)：面積較大面積較大發(fā)射區(qū)：發(fā)射區(qū)：摻雜摻雜濃度最高濃度最高結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)7BJT放大的內(nèi)部條件 發(fā)射區(qū)的摻雜濃度最高； 集電區(qū)摻雜濃度低于發(fā)射區(qū)，且面積大； 基區(qū)很薄，一般在幾個(gè)微米至幾十個(gè)微米， 且摻雜濃度最低。管芯結(jié)構(gòu)剖面示意圖8BECNNPEBRBEc發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)射區(qū)電子發(fā)射區(qū)電子不斷向基區(qū)不斷向基區(qū)擴(kuò)散，形成擴(kuò)散，形成發(fā)射極電流發(fā)射極電流IE。IE進(jìn)入
4、進(jìn)入P區(qū)的電子少部區(qū)的電子少部分與基區(qū)的空穴復(fù)合，分與基區(qū)的空穴復(fù)合，形成電流形成電流IB ，多數(shù)，多數(shù)擴(kuò)散到集電結(jié)。擴(kuò)散到集電結(jié)。IBBJT放大的外部條件：放大的外部條件：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏9BECNNPEBRBEcIE從基區(qū)擴(kuò)散來的從基區(qū)擴(kuò)散來的電子漂移進(jìn)入集電子漂移進(jìn)入集電結(jié)而被收集，電結(jié)而被收集，形成形成IC。ICICIB三極管能放大電流的必要條件：三極管能放大電流的必要條件： 發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。根據(jù)KCLIE=IB+ IC10令令 = IC / / IE 為共基極電流放大倍數(shù)為共基極電流放大倍數(shù) VB VE對(duì)PNP管，放大時(shí)VC
5、 VB 0，集電結(jié)已進(jìn)入反偏狀，集電結(jié)已進(jìn)入反偏狀態(tài)，同樣的態(tài)，同樣的vBE下下 IB減小，特性曲線右移。減小，特性曲線右移。vCE = 0VvCE 1V(1) 當(dāng)當(dāng)vCE=0V時(shí)，相當(dāng)于發(fā)射結(jié)的正向伏安特性曲線。時(shí)，相當(dāng)于發(fā)射結(jié)的正向伏安特性曲線。1. 1. 輸入特性曲線輸入特性曲線二、二、 BJTBJT的特性曲線的特性曲線（以共射極放大電路為例）（以共射極放大電路為例）此時(shí)，曲線基本相同，為一般常用曲線。此時(shí)，曲線基本相同，為一般常用曲線。13(3) 輸入特性曲線的三個(gè)部分輸入特性曲線的三個(gè)部分死區(qū)死區(qū)非線性區(qū)非線性區(qū)線性區(qū)線性區(qū)1. 輸入特性輸入特性曲線曲線14iC=f(vCE) iB=
6、const2.2.輸出特性曲線輸出特性曲線飽和區(qū)：飽和區(qū)：Je正偏，正偏，Jc正偏正偏。 該區(qū)域內(nèi)，一般vCE IB ，CCb2b1b2BVRRRV 此時(shí)，此時(shí)，不隨溫度變化而變化。不隨溫度變化而變化。VB VBE 且且Re可取可取大些，反饋控制作用更強(qiáng)。大些，反饋控制作用更強(qiáng)。 一般取一般取 I1 =(510)IB ， VB =3V5V 632. 放大電路指標(biāo)分析放大電路指標(biāo)分析靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn)CCb2b1b2BVRRRV eBEBECRVVII )(ecCCCeEcCCCCERRIVRIRIVV CBII 64電壓增益電壓增益畫小信號(hào)等效電路畫小信號(hào)等效電路確定模型參數(shù)確定模型參數(shù) 已
7、知，求已知，求r rbebe)mA()mV(26)1(200EQbeIr 增益增益VoVi- Ib(RC/RL)Ibrbe+(1+ )Re=AV=- (RC/RL)=rbe+(1+ )RecebRb1RLVi+-Vo+-Rb2Rb= Rb1 /Rb2ReRcrbe IbIbIeIc小信號(hào)等效電路Vi=Ibrbe+IeRe=Ibrbe+Ib(1+ )ReVo= - Ib(Rc/RL)65輸入電阻輸入電阻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(hào)源的內(nèi)阻IT=IRb+IbVT=IRb(Rb1/Rb2)VT=Ibrbe+IeRe= Ibrbe+Ib(1+ )Re=Rb1/Rb2/rbe+(
8、1+ )ReTIVTRi根據(jù)定義TIVTRi射極偏置電路的輸入電阻Rb1cebRb2Rb= Rb1 /Rb2ReRcrbe IbIbIeIcVT+-ITRi66輸出電阻輸出電阻輸出電阻oco/ RRR 求輸出電阻的等效電路的方法：o 網(wǎng)絡(luò)內(nèi)獨(dú)立源置零；o 負(fù)載開路；o 輸出端口加測試電壓。對(duì)回路1和2列KVL方程：分析過程考慮rce的影響。其中b2b1ss/RRRR 當(dāng)當(dāng)coRR 時(shí)，時(shí)，coRR 一般一般cceoRrR （）Ib(rbe+Rs)+(Ib+Ic)Re=0VT-(Ic- Ib)rce-(Ic+Ib)Re=0 則則1rce )(ReRsrbe ReRoVTIc 67 直流通路直流通
9、路3. 固定偏流電路與射極偏置電路的比較固定偏流電路與射極偏置電路的比較靜態(tài)：靜態(tài)：bBECCBRVVI BCII cCCCCERIVV CCb2b1b2BVRRRV eBEBECRVVII )(ecCCCCERRIVV CBII 共射極放大電路共射極放大電路RCVCCCb1ReRb1bceiCiBiE+vi-_RL+vo_Cb2Rb2i1射極偏置電路直流通路直流通路RCVCCReRb1bceRb268電壓增益：電壓增益：輸入電阻：輸入電阻： ebeb2b1i)1(/RrRRR 輸出電阻：輸出電阻：Ro = Rc coRR rbeLc)/(RR VAe) 1be(Rr Lc)/(RR VAib
10、eVbiiIR /rR cebRb1RLVi+-Vo+-Rb2Rb= Rb1 /Rb2ReRcrbe IbIbIeIc射極偏置電路射極偏置電路RbviRcRLiVbIcIOVbI固定偏置電路固定偏置電路69beLcebeLcV)/()1()/(rRRRrRRA beb2b1ebeb2b1i/)1(/rRRRrRRR 70 + +VCC C2 + C1 Ce + Rc Re2 RL vo T Rb1 + Re1 Rb2 + vi 1e1beLcV)1()/(RrRRA e1beb2b1i)1(/RrRRR end714.5 4.5 共集電極電路和共基極電路共集電極電路和共基極電路 靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)
11、工作點(diǎn)動(dòng)態(tài)指標(biāo)動(dòng)態(tài)指標(biāo) 靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn) 動(dòng)態(tài)指標(biāo)動(dòng)態(tài)指標(biāo) 三種組態(tài)的比較三種組態(tài)的比較4.5.1 4.5.1 共集電極電路共集電極電路4.5.2 4.5.2 共基極電路共基極電路724.5.1 4.5.1 共集電極電路共集電極電路1. 1. 電路分析電路分析共集電極電路結(jié)構(gòu)如圖示該電路也稱為射極輸出器（）靜態(tài)分析（）靜態(tài)分析求靜態(tài)工作求靜態(tài)工作Q Q點(diǎn)點(diǎn)ebBECCB)1(RRVVI eCCCeECCCERIVRIVV BCII eEBEbBCCRIVRIV BE)1(II 由由得得73電壓增益電壓增益輸出回路：輸出回路：輸入回路：輸入回路：LbbebLbbbebi)1( )(RIrIR
12、IIrIV 電壓增益：電壓增益：1)1()1()1()1(LbeLLbeLLbebLbioV RrRRrRRrIRIVVA 畫小信號(hào)等效電路畫小信號(hào)等效電路確定模型參數(shù)確定模型參數(shù) 已知，求已知，求r rbebe)mA()mV(26)1(200EQbeIr 增益增益1. 電路分析電路分析其中其中LeL/ RRR LbLbbo)1()(RIRIIV 一般一般beLrR ，則電壓增益接近于，則電壓增益接近于1 1，1V A即即同同相相與與ioVV電壓跟隨器電壓跟隨器74輸入電阻輸入電阻)1(/LbebTTiRrRIVR bRTbIII LbbebT)1(RIrIV bRTbRIV 根據(jù)定義根據(jù)定義
13、由電路列出方程由電路列出方程則輸入電阻則輸入電阻TTiIVR LeL/ RRR 當(dāng)當(dāng)beLrR 1 ，時(shí)，時(shí)，Lbi/RRR 1. 電路分析電路分析輸入電阻大輸入電阻大輸出電阻輸出電阻由電路列出方程由電路列出方程eRbbTIIII )(sbebTRrIV eRTeRIV 其中其中bss/ RRR 則則輸出電阻輸出電阻 1/beseTTorRRIVR當(dāng)當(dāng) 1beserRR，1 時(shí)，時(shí)， besorRR 輸出電阻小輸出電阻小共集電極電路特點(diǎn)：共集電極電路特點(diǎn)：同同相相與與ioVV 電壓增益小于電壓增益小于1 1但接近于但接近于1 1， 輸入電阻大，對(duì)電壓信號(hào)源衰減小輸入電阻大，對(duì)電壓信號(hào)源衰減小
14、輸出電阻小，帶負(fù)載能力強(qiáng)輸出電阻小，帶負(fù)載能力強(qiáng)754.5.2 4.5.2 共基極電路共基極電路1. 1. 靜態(tài)工作靜態(tài)工作Q Q點(diǎn)點(diǎn) 直流通路與射極偏置電路相同CCb2b1b2BVRRRV eBEBECRVVII )(ecCCCeEcCCCCERRIVRIRIVV CBII 直流通路直流通路RCVCCReRb1bceRb2762. 2. 動(dòng)態(tài)指標(biāo)動(dòng)態(tài)指標(biāo)電壓增益電壓增益 輸入電阻輸入電阻 輸出電阻輸出電阻coRR 輸入回路Vi=-IbrbeVo=-IcRL=- IbRL電壓增益輸出回路AV=ViVo-Ibrbe- IbRL= RLrbe=Ri=reb=Vi-Ierbe1+ =-(1+ )Ib
15、-Ibrbe=Ri=IiVirbe1+ =Re/reb=Re/rbe1+ 773. 3. 三種組態(tài)的比較三種組態(tài)的比較1) 連接方式不同：連接方式不同：基極輸入，集電極輸出；基極輸入，發(fā)射極輸出；發(fā)射極輸入，集電極輸出；共射極電路共射極電路共集電極電路共集電極電路共基極電路共基極電路78電壓增益：beLc)/(rRR 輸入電阻：beb/rR輸出電阻：cR)/)(1()/()1(LebeLeRRrRR )/)(1 (/LebebRRrR 1)/(/bebserRRRbeLc)/(rRR 1/beerRcR2） 動(dòng)態(tài)特性不同：動(dòng)態(tài)特性不同：3） 用途不同：用途不同：共發(fā)射極電路共發(fā)射極電路：既能放
16、大電流又能放大電壓，應(yīng)用廣泛，既能放大電流又能放大電壓，應(yīng)用廣泛，多用于多級(jí)放大電路的中間級(jí)；多用于多級(jí)放大電路的中間級(jí)；共基極電路共基極電路：只能放大電壓不能放大電流，穩(wěn)定性好，頻：只能放大電壓不能放大電流，穩(wěn)定性好，頻帶寬，多用于高頻或?qū)掝l帶電路及恒流源電路帶寬，多用于高頻或?qū)掝l帶電路及恒流源電路。 end共集電極電路共集電極電路：只能放大電流不能放大電壓，輸入電阻高、只能放大電流不能放大電壓，輸入電阻高、輸出電阻低，多用于多級(jí)放大電路的輸入級(jí)、輸出級(jí)或緩沖級(jí)輸出電阻低，多用于多級(jí)放大電路的輸入級(jí)、輸出級(jí)或緩沖級(jí)；共射極電路共集電極電路共基極電路79 復(fù)合管復(fù)合管作用：提高電流放大系數(shù)，增
17、大電阻作用：提高電流放大系數(shù)，增大電阻r rbebe復(fù)合管也稱為復(fù)合管也稱為達(dá)林頓管達(dá)林頓管80121212122. 2. 復(fù)合管（復(fù)合管（也稱為達(dá)林頓達(dá)林頓管）作用：提高電流放大系數(shù)， 增大輸入電阻rbe根據(jù)組成復(fù)合管的BJT的類型不同分為：（）同種類型的BJT復(fù)合，其復(fù)合管保持組成管的特性；（2）不同類型的BJT復(fù)合，則復(fù)合管與第一只管特性相同。 = = 1 1 2 2r rbebe=r=rbe1be1+ + 1 1r rbe2be2814.6 4.6 多極放大電路多極放大電路 在放大電路的實(shí)際應(yīng)用中，為了使微弱的信號(hào)得到足夠的放大，即獲在放大電路的實(shí)際應(yīng)用中，為了使微弱的信號(hào)得到足夠的放
18、大，即獲得足夠高的增益或考慮輸入電阻、輸出電阻的特殊要求，常常將多個(gè)得足夠高的增益或考慮輸入電阻、輸出電阻的特殊要求，常常將多個(gè)基本基本放大電路放大電路合理的連接起來，構(gòu)成合理的連接起來，構(gòu)成多級(jí)放大電路多級(jí)放大電路。 組成多極放大電路的每一個(gè)基本放大電路稱為一級(jí)，組成多極放大電路的每一個(gè)基本放大電路稱為一級(jí)，級(jí)與級(jí)之間的級(jí)與級(jí)之間的連接連接稱為稱為級(jí)間耦合，級(jí)間耦合，常見的級(jí)間耦合方式有：常見的級(jí)間耦合方式有： （1） 阻容耦合 （2）直接耦合 （3）變壓器耦合（4）光電耦合。不不管采用何種耦合方式，都必須保證：管采用何種耦合方式，都必須保證：各級(jí)都有合適的靜態(tài)工作點(diǎn)；各級(jí)都有合適的靜態(tài)工作
19、點(diǎn)；前級(jí)的輸入信號(hào)能順利的傳送到后一級(jí)的輸入端。前級(jí)的輸入信號(hào)能順利的傳送到后一級(jí)的輸入端。82一、阻容耦合一、阻容耦合 將放大電路的前級(jí)輸出端通過電容接到后級(jí)輸入端，稱為將放大電路的前級(jí)輸出端通過電容接到后級(jí)輸入端，稱為阻容耦合阻容耦合兩極阻容耦合放大電路特點(diǎn)：特點(diǎn)：級(jí)與級(jí)之間無直流通路，各級(jí)電路的靜態(tài)工作點(diǎn)相互獨(dú)級(jí)與級(jí)之間無直流通路，各級(jí)電路的靜態(tài)工作點(diǎn)相互獨(dú)立，在求解或調(diào)試點(diǎn)時(shí)可按單級(jí)處理，所以電路的分立，在求解或調(diào)試點(diǎn)時(shí)可按單級(jí)處理，所以電路的分析、設(shè)計(jì)和調(diào)試簡單易行；析、設(shè)計(jì)和調(diào)試簡單易行；低頻特性差，不能放大變化緩慢的信號(hào)；低頻特性差，不能放大變化緩慢的信號(hào)；由于在集成電路中制造大
20、電容很困難，甚至不可能，所由于在集成電路中制造大電容很困難，甚至不可能，所以不便于集成化。以不便于集成化。多極放大電路的耦合方式多極放大電路的耦合方式83二、直接耦合二、直接耦合 將前一級(jí)的輸出端直接連接到后一級(jí)的輸入端，稱為將前一級(jí)的輸出端直接連接到后一級(jí)的輸入端，稱為直接耦合直接耦合直接耦合放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置特點(diǎn)：特點(diǎn)：各級(jí)之間直流通路相連，靜態(tài)工作點(diǎn)相互影響，給電路的各級(jí)之間直流通路相連，靜態(tài)工作點(diǎn)相互影響，給電路的分析、設(shè)計(jì)和調(diào)試帶來一定困難（當(dāng)然可通過運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助分析分析、設(shè)計(jì)和調(diào)試帶來一定困難（當(dāng)然可通過運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助分析軟件解決之）；軟件解決之）；具有良好的低頻特性，可以
21、放大變化緩慢的信號(hào)；具有良好的低頻特性，可以放大變化緩慢的信號(hào)；電路中沒有大電容易于制成集成放大電路；電路中沒有大電容易于制成集成放大電路；存在存在零點(diǎn)漂移零點(diǎn)漂移現(xiàn)象。現(xiàn)象。84三、變壓器耦合三、變壓器耦合將放大電路前級(jí)的輸出端通過變壓器接到后級(jí)的輸入端或?qū)⒎糯箅娐非凹?jí)的輸出端通過變壓器接到后級(jí)的輸入端或負(fù)載電阻上，稱為負(fù)載電阻上，稱為變壓器耦合變壓器耦合圖（圖（a）為變壓器耦合共射放大電路，）為變壓器耦合共射放大電路，RL既可以是實(shí)際的負(fù)載電既可以是實(shí)際的負(fù)載電阻，也可以代表后級(jí)放大電路，圖（阻，也可以代表后級(jí)放大電路，圖（b）是他的交流等效電路。）是他的交流等效電路。特點(diǎn)：特點(diǎn)：前后級(jí)靠
22、磁路耦合，所以與阻容耦合電路一樣靜態(tài)工作點(diǎn)相互獨(dú)立，前后級(jí)靠磁路耦合，所以與阻容耦合電路一樣靜態(tài)工作點(diǎn)相互獨(dú)立，便于分析、設(shè)計(jì)和調(diào)試；便于分析、設(shè)計(jì)和調(diào)試；低頻特性差，不能放大變化緩慢的信號(hào)，且非常笨重更不能集成化；低頻特性差，不能放大變化緩慢的信號(hào)，且非常笨重更不能集成化；可以實(shí)現(xiàn)阻抗變換，因而在分立元件功率放大電路中得到廣泛應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)阻抗變換，因而在分立元件功率放大電路中得到廣泛應(yīng)用。85變壓器耦合的阻抗變換86四、光電耦合四、光電耦合。光電耦合是以光信號(hào)為媒介來實(shí)現(xiàn)電信號(hào)的耦合和傳遞的，光電耦合是以光信號(hào)為媒介來實(shí)現(xiàn)電信號(hào)的耦合和傳遞的，因其抗干擾能力強(qiáng)而得到越來越廣泛的應(yīng)用。因其抗干
23、擾能力強(qiáng)而得到越來越廣泛的應(yīng)用。光電耦合器光電耦合器是實(shí)現(xiàn)光電耦合的基本器件，它將發(fā)是實(shí)現(xiàn)光電耦合的基本器件，它將發(fā)光元件（二極管）與光敏元件（光電三極管）相互絕光元件（二極管）與光敏元件（光電三極管）相互絕緣的組合在一起，如下圖所示：緣的組合在一起，如下圖所示：光電耦合器及其傳輸特性光電耦合器及其傳輸特性87信號(hào)源部分可以是真實(shí)的信號(hào)源，也可以是前級(jí)放大電路。信號(hào)源部分可以是真實(shí)的信號(hào)源，也可以是前級(jí)放大電路。當(dāng)動(dòng)態(tài)信號(hào)為零時(shí)，輸入回路有靜態(tài)電流當(dāng)動(dòng)態(tài)信號(hào)為零時(shí)，輸入回路有靜態(tài)電流 IDQ ，輸出回路有靜，輸出回路有靜態(tài)電流態(tài)電流 I ICQCQ ，從而確定出靜態(tài)管壓降，從而確定出靜態(tài)管壓降
24、UCEQ 。光電耦合放大電路光電耦合放大電路 當(dāng)有動(dòng)態(tài)信號(hào)時(shí)，隨著當(dāng)有動(dòng)態(tài)信號(hào)時(shí)，隨著 i iD D 的變化的變化, i ic c 將產(chǎn)生線性變化，電阻將產(chǎn)生線性變化，電阻 RC 將電流的變化轉(zhuǎn)換成電壓的變化。將電流的變化轉(zhuǎn)換成電壓的變化。88多極放大電路的動(dòng)態(tài)分析多極放大電路的動(dòng)態(tài)分析多級(jí)放大電路方框圖 前級(jí)的輸出電壓是下級(jí)的輸入電壓；前級(jí)的輸出電壓是下級(jí)的輸入電壓； 前級(jí)的輸出電阻是下級(jí)的信號(hào)源內(nèi)阻；前級(jí)的輸出電阻是下級(jí)的信號(hào)源內(nèi)阻； 下級(jí)的輸入電阻是前級(jí)的負(fù)載電阻；下級(jí)的輸入電阻是前級(jí)的負(fù)載電阻；第一級(jí)的輸入電阻就是放大電路的輸入電阻；第一級(jí)的輸入電阻就是放大電路的輸入電阻； 最后一級(jí)的
25、輸出電阻就是放大電路的輸出電阻。最后一級(jí)的輸出電阻就是放大電路的輸出電阻。89多級(jí)放大電路的電壓放大倍數(shù)多級(jí)放大電路的電壓放大倍數(shù)和輸入、輸出電阻和輸入、輸出電阻一、電壓放大倍數(shù)一、電壓放大倍數(shù)總電壓放大倍數(shù)等于各級(jí)電壓放大倍數(shù)的乘積，即總電壓放大倍數(shù)等于各級(jí)電壓放大倍數(shù)的乘積，即unuuuAAAA 21其中，其中， n 為多級(jí)放大電路的級(jí)數(shù)。為多級(jí)放大電路的級(jí)數(shù)。二、二、 輸入電阻和輸出電阻輸入電阻和輸出電阻 通常，多級(jí)放大電路的輸入電阻就是通常，多級(jí)放大電路的輸入電阻就是輸入級(jí)的輸入電輸入級(jí)的輸入電阻阻；輸出電阻就是；輸出電阻就是輸出級(jí)的輸出電阻。輸出級(jí)的輸出電阻。 具體計(jì)算時(shí)，有時(shí)它們不
26、僅僅決定于本級(jí)參數(shù)，也與具體計(jì)算時(shí)，有時(shí)它們不僅僅決定于本級(jí)參數(shù)，也與后級(jí)或前級(jí)的參數(shù)有關(guān)。后級(jí)或前級(jí)的參數(shù)有關(guān)。90多極放大電路的微變等效電路多極放大電路的微變等效電路91圖示兩級(jí)直接耦合放大電路中，已知：圖示兩級(jí)直接耦合放大電路中，已知：Rb1 = 240 k ，【例例1】Rc1 = 3.9 k ，Rc2 = 500 ，穩(wěn)壓管，穩(wěn)壓管 VDz 的工作的工作電壓電壓 UZ = 4 V，三極管，三極管 VT1 的的 1 = 45，VT2 的的 2 = 40，VCC = 24 V，試計(jì)算各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)。試計(jì)算各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)。Rc1Rb1+VCC+VT1+ Rc2VT2VDzuIuOiB1iC1i
27、Rc1iB2iC2解：設(shè)解：設(shè) UBEQ1 = UBEQ2 = 0.7 V，則則UCQ1 = UBEQ2 + Uz = 4.7 VmA 4.95mA )9 . 37 . 424(c1CQ1CCc1 RUVIRmA1 . 0mA)2407 . 024(b1BEQ1CCBQ1 RUVI如如 ICQ1 由于溫度的由于溫度的升高而增加升高而增加 1%，計(jì)算靜態(tài)輸出電壓，計(jì)算靜態(tài)輸出電壓 的變化。的變化。92ICQ1 = 1 IBQ1 = 4.5 mAIBQ2 = IRc1 ICQ1 = (4.95 4.5 ) mA = 0.45 mAICQ2 = 2 IBQ2 = (40 0.45 ) mA = 18
28、 mAUO= UCQ2 = VCC ICQ2RC2= (24 18 0.5 ) V = 15 V UCEQ2 = UCQ2 UEQ2 = ( 15 4 ) V = 11 V當(dāng)當(dāng) ICQ1 增加增加 1% 時(shí)，即時(shí)，即ICQ1 = (4.5 1.01) mA = 4.545 mAIBQ2 = (4.95 4.545) mA = 0.405 mAICQ2 = (40 0.405) mA = 16.2 mAUO = UCQ2 = (24 16.2 0.5)V = 15.9 V比原來升高了比原來升高了 0.9 V ， 約升高約升高 6%。93Rc1Rb1+VCC+VT1+ Rc2VT2VDzuIuOi
29、B1iC1iRc1iB2iC2 【例例2】圖示電路中，圖示電路中， Rb1= 240 k ，Rc1 = 3.9 k ， Rc2 = 500 ，UZ = 4 V， 1 = 45， 2 = 40， VCC = 24 V，設(shè)設(shè)穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓管的 rz = 50 。試估算總的電壓放大倍數(shù)，。試估算總的電壓放大倍數(shù)，IOuuAu 以及輸入、輸出電阻以及輸入、輸出電阻 Ri 和和 Ro。解：解：估算估算 Au1 時(shí)，時(shí)，應(yīng)將第二級(jí)應(yīng)將第二級(jí) Ri2 作為第一作為第一級(jí)的負(fù)載電阻。級(jí)的負(fù)載電阻。 k 2.4409 2)5041(182641002)1 (26)1 ()1 (Z22EQ2bbZ22be2irIr
30、rrR94 5665 . 42646002be1r118566. 04 . 29 . 34 . 29 . 345)/(1be2i1C1I1C1 rRRuuAu 3 . 8504135950040 )1(Z2be22c2C1O2 rrRuuAu 所以所以979)3 . 8()118(21 uuuAAA k 4 . 2/1be1b1be1iirRrRR 5002coRR95直接耦合放大電路的零點(diǎn)漂移現(xiàn)象直接耦合放大電路的零點(diǎn)漂移現(xiàn)象 一個(gè)理想的直接耦合放大電路，當(dāng)輸入信號(hào)為零時(shí)，其輸出信號(hào)應(yīng)保持為恒定（即靜態(tài)輸出電壓靜態(tài)輸出電壓）。但實(shí)際的直接耦合放大電路，輸入端短路時(shí)（即ui =0），輸出電壓會(huì)
31、隨時(shí)間的變化而偏離原來的起始值而上下緩慢地波動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為零點(diǎn)漂移零點(diǎn)漂移，簡稱 零漂零漂。零點(diǎn)漂移現(xiàn)象零點(diǎn)漂移現(xiàn)象96 零漂零漂-就是就是工作點(diǎn)的漂移工作點(diǎn)的漂移。在直接耦合電路中，前級(jí)的在直接耦合電路中，前級(jí)的零漂將被逐級(jí)放大，從而在輸出端可能將有用的信號(hào)淹沒，嚴(yán)零漂將被逐級(jí)放大，從而在輸出端可能將有用的信號(hào)淹沒，嚴(yán)重時(shí)甚至使后級(jí)電路進(jìn)入飽和或截止?fàn)顟B(tài)而無法正常地工作。重時(shí)甚至使后級(jí)電路進(jìn)入飽和或截止?fàn)顟B(tài)而無法正常地工作。所以要所以要抑制零點(diǎn)漂移抑制零點(diǎn)漂移。輸入級(jí)的輸入級(jí)的零漂零漂對(duì)電路的影響最大?？匆粋€(gè)放大器的對(duì)電路的影響最大。看一個(gè)放大器的零漂零漂是否嚴(yán)重，不能是否嚴(yán)重，不能只看輸
32、出級(jí)的電壓漂移的大小，還要看放大器的放大倍數(shù)。所以，一般都是只看輸出級(jí)的電壓漂移的大小，還要看放大器的放大倍數(shù)。所以，一般都是將輸出零漂值折算到輸入端，用將輸出零漂值折算到輸入端，用等效輸入零漂電壓等效輸入零漂電壓來衡量來衡量零漂零漂的大小。的大小。折算公式折算公式vid=vodAVvodAV=輸出漂輸出漂移電壓移電壓電壓放電壓放大倍數(shù)大倍數(shù)輸入端等效輸入端等效漂移電壓漂移電壓97抑制抑制溫度漂移溫度漂移的方法歸納如下的方法歸納如下：）在電路中引入直流負(fù)反饋，例如典型的靜態(tài)工作點(diǎn)）在電路中引入直流負(fù)反饋，例如典型的靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定電路中的穩(wěn)定電路中的ReRe所起的作用；所起的作用；）采用溫度補(bǔ)償
33、的方法利用熱敏元件來抵消放大管的變化）采用溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ɡ脽崦粼淼窒糯蠊艿淖兓?）采用特性相同的管子，使它們的溫漂相互抵消，構(gòu)）采用特性相同的管子，使它們的溫漂相互抵消，構(gòu)成成“差分式放大電路差分式放大電路”，這就是集成運(yùn)放均采用差分式放，這就是集成運(yùn)放均采用差分式放大電路做為輸入級(jí)的主要原因之一。這個(gè)方法也可歸結(jié)為大電路做為輸入級(jí)的主要原因之一。這個(gè)方法也可歸結(jié)為溫度補(bǔ)償溫度補(bǔ)償。由由溫度變化溫度變化引起的半導(dǎo)體器件參數(shù)的變化，是產(chǎn)生零點(diǎn)漂引起的半導(dǎo)體器件參數(shù)的變化，是產(chǎn)生零點(diǎn)漂移的移的主要原因主要原因，因而零點(diǎn)漂移也稱為，因而零點(diǎn)漂移也稱為溫度漂移溫度漂移，簡稱，簡稱溫漂溫漂。end
模擬電子技術(shù)大學(xué)課件第四章雙極型三極管及放大電路基礎(chǔ)
