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1、2-11第第9章基本放大電路章基本放大電路29.1 雙極型晶體管9.2 放大電路的工作原理9.3 放大電路的靜態(tài)分析9.4 放大電路的動(dòng)態(tài)分析9.5 雙極型晶體管基本放大電路9.1 雙極型晶體管9.2 放大電路的工作原理9.3 放大電路的靜態(tài)分析9.4 放大電路的動(dòng)態(tài)分析9.5 雙極型晶體管基本放大電路9.6 場(chǎng)效應(yīng)型晶體管9.7 場(chǎng)效應(yīng)型晶體管基本放大電路9.6 場(chǎng)效應(yīng)型晶體管9.7 場(chǎng)效應(yīng)型晶體管基本放大電路9.8 多級(jí)放大電路9.9 差分放大電路9.10 功率放大電路9.8 多級(jí)放大電路9.9 差分放大電路9.10 功率放大電路3電子學(xué)中放大的目的是將微弱的電子學(xué)中放大的目的是將微弱的電

2、信號(hào)（電壓、電流、功率）電信號(hào)（電壓、電流、功率）放大為所需數(shù)量等級(jí)的大信號(hào)。擴(kuò)音器放大為所需數(shù)量等級(jí)的大信號(hào)。擴(kuò)音器放大器放大器話筒揚(yáng)聲器話筒揚(yáng)聲器要求:輸出信號(hào)功率大于輸入信號(hào)并且輸出信號(hào)波形不失真。要求:輸出信號(hào)功率大于輸入信號(hào)并且輸出信號(hào)波形不失真。放大的實(shí)質(zhì):放大的實(shí)質(zhì):用小能量的信號(hào)通過(guò)三極管的電流控制作用，將放大電路中直流電源的能量轉(zhuǎn)化成交流能量輸出。用小能量的信號(hào)通過(guò)三極管的電流控制作用，將放大電路中直流電源的能量轉(zhuǎn)化成交流能量輸出。49.1 雙極型晶體雙極型晶體管管一、基本結(jié)構(gòu)一、基本結(jié)構(gòu)BECNNP基極發(fā)射極集電極基極發(fā)射極集電極NPN型型PNP集電極基極發(fā)射極集電極基極發(fā)

3、射極BCEPNP型型符號(hào)：符號(hào)：符號(hào)：符號(hào)：BECIBIEICBECIBIEIC5基區(qū)：最薄，基區(qū)：最薄，基區(qū)：最薄，基區(qū)：最薄，摻雜濃度最低摻雜濃度最低摻雜濃度最低摻雜濃度最低發(fā)射區(qū)：摻發(fā)射區(qū)：摻發(fā)射區(qū)：摻發(fā)射區(qū)：摻雜濃度最高雜濃度最高雜濃度最高雜濃度最高發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)集電結(jié)集電結(jié)集電結(jié)集電結(jié)B B B BE E E EC C C CN N N NN N N NP P P P基極基極基極基極發(fā)射極發(fā)射極發(fā)射極發(fā)射極集電極集電極集電極集電極結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：集電區(qū)：集電區(qū)：集電區(qū)：集電區(qū)：面積最大面積最大面積最大面積最大6條件：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。條件：發(fā)射

4、結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。BECIBIEICUBEUCE二、工作狀態(tài)二、工作狀態(tài)1、放大狀態(tài)1、放大狀態(tài)NPNNPN發(fā)射結(jié)正偏發(fā)射結(jié)正偏發(fā)射結(jié)正偏發(fā)射結(jié)正偏V VB B V VE E集電結(jié)反偏集電結(jié)反偏集電結(jié)反偏集電結(jié)反偏V VC C V VB B從電位的角度看：從電位的角度看：從電位的角度看：從電位的角度看：B B B BE E E EC C C CN N N NN N N NP P P P基極基極基極基極發(fā)射極發(fā)射極發(fā)射極發(fā)射極集電極集電極集電極集電極PN陽(yáng) 極陰 極陽(yáng) 極陰 極+正偏導(dǎo)通正偏導(dǎo)通+反偏截止反偏截止發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)集電結(jié)集電結(jié)集電結(jié)集電結(jié)2-27發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)射區(qū)電子不斷

5、向基區(qū)擴(kuò)散，形成發(fā)射極電流發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)射區(qū)電子不斷向基區(qū)擴(kuò)散，形成發(fā)射極電流I IE E。從基區(qū)擴(kuò)散來(lái)的電子作為集電結(jié)的少子，漂移進(jìn)入集電結(jié)而被收集流入集電極電源，形成從基區(qū)擴(kuò)散來(lái)的電子作為集電結(jié)的少子，漂移進(jìn)入集電結(jié)而被收集流入集電極電源，形成I IC C。基區(qū)空穴向發(fā)射區(qū)的擴(kuò)散可忽略?；鶇^(qū)空穴向發(fā)射區(qū)的擴(kuò)散可忽略。進(jìn)入P 區(qū)的電子少部分與基區(qū)的空穴復(fù)合，形成電流進(jìn)入P 區(qū)的電子少部分與基區(qū)的空穴復(fù)合，形成電流I IB B，多數(shù)擴(kuò)散到集電結(jié)附近。，多數(shù)擴(kuò)散到集電結(jié)附近。BECBECNNPNNPU UBBBBR RB BU UCCCCI IE EI IB BI IC CR RC C電流分配原

6、則：電流分配原則：I IE E=I=IB B+I+IC C晶體管中載流子運(yùn)動(dòng)：晶體管中載流子運(yùn)動(dòng)：8I IE E=I IC C+I IB BIBBECNNPUBBRBUCCIE溫度溫度I ICEOCEO 直流（或靜態(tài)）電流放大系數(shù)直流（或靜態(tài)）電流放大系數(shù)若基極開(kāi)路，即：若基極開(kāi)路，即：I IB B=0,則這時(shí)集電極電流用=0,則這時(shí)集電極電流用I ICE0CE0表示稱為集射極穿透電流，表示稱為集射極穿透電流，IC ICE0ICBCBCEOCIIIII=改變R改變RB保持U保持UCE不變：不變：BCUBCIIIICE=常數(shù)交流（或動(dòng)態(tài)）電流放大系數(shù)交流（或動(dòng)態(tài)）電流放大系數(shù)R RC C9把基極

7、電流的微小變化能夠引起集電極電流較大變化的特性稱為把基極電流的微小變化能夠引起集電極電流較大變化的特性稱為晶體管的電流放大作用。晶體管的電流放大作用。實(shí)質(zhì):用一個(gè)微小電流的變化去控制一個(gè)較大電流的變化實(shí)質(zhì):用一個(gè)微小電流的變化去控制一個(gè)較大電流的變化。I IB B(mA(mA)I IC C(mA(mA)I IE E(mA(mA)0 00.020.020.040.040.060.060.080.080.100.100.0010.0010.700.701.501.502.302.303.103.103.953.950.001 I IB B，I IC C I IE E?3 3）I IC C I IB

8、 B實(shí)驗(yàn)：電極電流關(guān)系及電流放大作用實(shí)驗(yàn)：電極電流關(guān)系及電流放大作用121.537.50.042.338.30.06=CBI2.301.50I0.060.040.8400.02=ICRBUBBmA AVUCEUBEIBUCCV+RCmAIE10晶體管處于放大狀態(tài)的特征是：晶體管處于放大狀態(tài)的特征是：(a)IB的微小變化會(huì)引起的微小變化會(huì)引起IC的較大變化。的較大變化。BCII=(b),是由和決定的。是由和決定的。BICI(c)CCCCCECCCEIRUUUU=,0(d)晶體管相當(dāng)于通路。晶體管相當(dāng)于通路。ICUBBmA AVUCEUBERBIBUCCV+RCCCCCCEIRUU=BCII=+0

9、BEUBI+11放大狀態(tài)放大狀態(tài)UBE條件：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏。條件：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏。2、飽和狀態(tài)2、飽和狀態(tài)BECIBIEICNPN型三極管型三極管UBEUCERBIBICICUBBUCEUBERBIBUCC+RCCCCCCERIUU=飽和飽和12晶體管處于飽和狀態(tài)的特征是：晶體管處于飽和狀態(tài)的特征是：(a)IB增加時(shí)，增加時(shí)，IC 基本不變?；静蛔?。(b),是由和決定的。是由和決定的。CCCCRUICICCUCR(c)0CEU(d)晶體管相當(dāng)于晶體管相當(dāng)于短路短路。ICUBBmA AVUCEUBERBIBUCCV+RCIB0CEUCCCCRUI+0BCU0BEUBI+2-31

10、3特征：特征：(a)基極電流基極電流 IB =0；(b)集電極電流集電極電流 IC=0；(c)CCCEUU=(d)晶體管相當(dāng)于晶體管相當(dāng)于開(kāi)路開(kāi)路。ICUBBUCEUBERBIBUCC+RCBECIBIEIC條件：發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏。條件：發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏。3、截止?fàn)顟B(tài)3、截止?fàn)顟B(tài)NPN型三極管型三極管CCCEUU0CI+0 U UBE BE 2-419I IB B=0=02020 A A4040 A A6060 A A8080 A A100100 A A3 36 6I IC C(mmA A)1 12 23 34 4U UCECE(V)(V)9 91212O（2 2）截止區(qū)）截止區(qū)）

11、截止區(qū)）截止區(qū)I IB B 0 0 以下區(qū)域?yàn)橐韵聟^(qū)域?yàn)橐韵聟^(qū)域?yàn)橐韵聟^(qū)域?yàn)榻刂箙^(qū)，有截止區(qū)，有截止區(qū)，有截止區(qū)，有 I IC C 0 0 U UCE CE U UCC CC。在截止區(qū)發(fā)射結(jié)處于反向偏置，集電結(jié)處于反向偏置，晶體在截止區(qū)發(fā)射結(jié)處于反向偏置，集電結(jié)處于反向偏置，晶體在截止區(qū)發(fā)射結(jié)處于反向偏置，集電結(jié)處于反向偏置，晶體在截止區(qū)發(fā)射結(jié)處于反向偏置，集電結(jié)處于反向偏置，晶體管工作于截止?fàn)顟B(tài)。管工作于截止?fàn)顟B(tài)。管工作于截止?fàn)顟B(tài)。管工作于截止?fàn)顟B(tài)。飽飽飽飽和和和和區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)截止區(qū)截止區(qū)截止區(qū)截止區(qū)（3 3）飽和區(qū)）飽和區(qū)）飽和區(qū)）飽和區(qū)當(dāng)當(dāng)當(dāng)當(dāng)U UCECE U UBEBE時(shí)時(shí)時(shí)時(shí)，晶體管工

12、晶體管工晶體管工晶體管工作于飽和狀態(tài)。作于飽和狀態(tài)。作于飽和狀態(tài)。作于飽和狀態(tài)。在飽和區(qū)，在飽和區(qū)，在飽和區(qū)，在飽和區(qū)，發(fā)射結(jié)處于正發(fā)射結(jié)處于正發(fā)射結(jié)處于正發(fā)射結(jié)處于正向偏置，向偏置，向偏置，向偏置，集電結(jié)也處于正集電結(jié)也處于正集電結(jié)也處于正集電結(jié)也處于正偏。偏。偏。偏。U UCE CE 0 0 I IC C U UCCCC/R RC C 201.電流放大系數(shù)，1.電流放大系數(shù)，直流電流放大系數(shù)直流電流放大系數(shù)BCII_=BCII=交流電流放大系數(shù)交流電流放大系數(shù)當(dāng)晶體管接成發(fā)射極電路時(shí)，當(dāng)晶體管接成發(fā)射極電路時(shí)，表示晶體管特性的數(shù)據(jù)稱為晶體管的參數(shù)，晶體管的參數(shù)也是設(shè)計(jì)電路、選用晶體管的依據(jù)

13、。表示晶體管特性的數(shù)據(jù)稱為晶體管的參數(shù)，晶體管的參數(shù)也是設(shè)計(jì)電路、選用晶體管的依據(jù)。注意：注意：和和 的含義不同，但在特性曲線近于平行等距并且的含義不同，但在特性曲線近于平行等距并且I ICE0 CE0 較小的情況下，兩者數(shù)值接近。較小的情況下，兩者數(shù)值接近。常用晶體管的常用晶體管的 值在20-150之間。值在20-150之間。四、主要參數(shù)四、主要參數(shù)21在在在在U UCECE=6 V=6 V時(shí)，時(shí)，時(shí)，時(shí)，在在在在 QQ1 1 點(diǎn)點(diǎn)點(diǎn)點(diǎn)I IB B=40=40 A,A,I IC C=1.5mA=1.5mA；在在在在 QQ2 2 點(diǎn)點(diǎn)點(diǎn)點(diǎn)I IB B=60=60 A,A,I IC C=2.3m

14、A=2.3mA。53704051BC.II=400400605132BC=.II 在以后的計(jì)算中，一般作近似處理：在以后的計(jì)算中，一般作近似處理：在以后的計(jì)算中，一般作近似處理：在以后的計(jì)算中，一般作近似處理：=I IB B=0=02020 A A4040 A A6060 A A8080 A A100100 A A3 36 6I IC C(mmA A)1 12 23 34 4U UCECE(V)(V)9 912120 0QQ1 1QQ2 2在在在在 QQ1 1 點(diǎn)，有點(diǎn)，有點(diǎn)，有點(diǎn)，有由由由由 QQ1 1 和和和和QQ2 2點(diǎn)，得點(diǎn)，得點(diǎn)，得點(diǎn)，得例題9.1.1例題9.1.1222.2.集集集

15、集-射極反向截止電流射極反向截止電流射極反向截止電流射極反向截止電流(穿透電流穿透電流穿透電流穿透電流)I ICEOCEO AICEOIB=0+I ICEOCEO受溫度的影響大。受溫度的影響大。溫度溫度I ICEOCEO，所以所以I IC C也相應(yīng)增加。也相應(yīng)增加。三極管的溫度特性較差。三極管的溫度特性較差。3.3.集電極最大允許電流集電極最大允許電流集電極最大允許電流集電極最大允許電流 I ICMCM集電極電流集電極電流集電極電流集電極電流 I IC C上升超過(guò)一定值時(shí)晶體管參數(shù)開(kāi)始變上升超過(guò)一定值時(shí)晶體管參數(shù)開(kāi)始變上升超過(guò)一定值時(shí)晶體管參數(shù)開(kāi)始變上升超過(guò)一定值時(shí)晶體管參數(shù)開(kāi)始變化，特別是會(huì)

16、導(dǎo)致三極管的化，特別是會(huì)導(dǎo)致三極管的化，特別是會(huì)導(dǎo)致三極管的化，特別是會(huì)導(dǎo)致三極管的 值的下降，當(dāng)值的下降，當(dāng)值的下降，當(dāng)值的下降，當(dāng) 值下降到正值下降到正值下降到正值下降到正常值的三分之二時(shí)的集電極電流即為常值的三分之二時(shí)的集電極電流即為常值的三分之二時(shí)的集電極電流即為常值的三分之二時(shí)的集電極電流即為 I ICMCM234.4.集電極最大允許耗散功耗集電極最大允許耗散功耗集電極最大允許耗散功耗集電極最大允許耗散功耗P PCMCMP PCMCM取決于三極管允許的溫升，消耗功率過(guò)大，溫升取決于三極管允許的溫升，消耗功率過(guò)大，溫升取決于三極管允許的溫升，消耗功率過(guò)大，溫升取決于三極管允許的溫升，消耗功率過(guò)大，溫升過(guò)高會(huì)燒壞三極管。過(guò)高會(huì)燒壞三極管。過(guò)高會(huì)燒壞三極管。過(guò)高會(huì)燒壞三極管。U UCECEI IC C=P PC C P PCMCM硅硅硅硅管允許管允許管允許管允許結(jié)溫結(jié)溫結(jié)溫結(jié)溫約為約為約為約為150150 C C，鍺鍺鍺鍺管約為管約為管約為管約為7070 9090 C C。5.5.集集集集-射極反向擊穿電壓射極反向擊穿電壓射極反向擊穿電壓射極反向擊穿電壓BUBU(BR)CEO(BR