第2章 双极型三极管及其基本放大电路 2.1 双极型三极管 2.2 放大电路的基本概念及其性能指标 2.3 单管共射放大电路 2.1　双极型三极管 2.2　放大电路的基本概念及其性能指标 2.3　单管共射放大电路 2.4　静态工作点稳定的放大电路 2.5　共集放大电路和共基放大电路 2.6　放大电路的频率响应 2.7　辅修内容 小 结

？？？ 你知道吗？ 你想知道吗？ 电子电路 包含半导体元件 等等 是半导体元件之一，应用广泛 三极管的结构与特性？ 三极管有放大作用？ 怎样用三极管构成放大电路？ 你知道吗？ 你想知道吗？

2.1 双极型三极管 2.1.1 BJT的类型与结构 2.1.2 BJT的工作原理 2.1.3 BJT的特性曲线 2.1　双极型三极管 (Semiconductor Transistor) 晶体三极管、半导体三极管、晶体管 2.1.1 BJT的类型与结构 2.1.2 BJT的工作原理 2.1.3 BJT的特性曲线 2.1.4 BJT的主要参数 2.1.5 BJT的电路模型 2.1.6 BJT分析举例

2.1.1 BJT的类型与结构 1. BJT的类型 按材料分： 硅管、锗管 按结构分： NPN、 PNP 按使用频率分： 低频管、高频管 按材料分： 硅管、锗管 按结构分： NPN、 PNP 按使用频率分： 低频管、高频管 按功率分： 小功率管 < 500 mW、中功率管 0.5～1W、大功率管 >1W

2. BJT的内部结构 collector base emitter NPN 型 PNP 型 集电极 C N P P N E B C — 集电区（面积大） 集电结 基极 B — 基区（很薄，杂质浓度低） 发射结 base — 发射区（掺杂浓度高） 发射极 E emitter E C B E C B NPN 型 PNP 型

2.1.2 BJT的工作原理 1. 三极管放大的条件 发射区掺杂浓度高 发射结正偏 集电结反偏 外部 条件 内部 条件 基区薄且掺杂浓度低 集电结面积大 经常考哦！ 2. 满足放大条件的三种电路 共发射极 共基极 共集电极

3. 三极管内部载流子的传输过程 1) 发射区向基区注入多子电子， 形成发射极电流 IE。 2)电子到达基区后 IB I CBO I CN 2)电子到达基区后 IB (基区空穴运动因浓度低而忽略) 多数向 BC 结方向扩散形成 ICN。 I BN 少数与空穴复合，形成 IBN 。 基区空 穴来源 基极电源提供(IB) IE 集电区少子漂移(ICBO) 即： IB = IBN – ICBO IBN  IB + ICBO

I C = ICN + ICBO I CN = IC - ICBO 3) 集电区收集扩散过 来的载流子形成集 电极电流 IC IC I CBO I CN IB I C = ICN + ICBO I CN = IC - ICBO I BN IE

4. 三极管的电流分配关系 ICN = IC - ICBO IC IBN = I B+ICBO IB IE 　　当管子制成后，发射区载流子浓度、基区宽度、集电结面积等确定，故电流的比例关系确定，即： IB I BN IE 穿透电流

IE = IC + IB 5. 三极管的电流放大作用 IC IB IE I CN I CBO I BN 怎样从物理的角度来理解三极管的电流放大作用？ 　　IB控制载流子流通的闸门的开度，从而控制载流子到达集电区的流量的大小，即IC受IB控制： IC ＝ βIB 。

6. 三极管发射结伏安特性方程 发射结正偏时 IC IB 当 T = 300(27C)： IE UT = 26 mV I CN I CBO 反向饱和电流 温度 电压当量 I BN 当 T = 300(27C)： IE UT = 26 mV

2.1.3 三极管的特性曲线 1. 输入特性 输出 回路 输入 回路 与二极管特性相似

特性右移(因集电区开始吸引电子，使基极电流减小) O 特性右移(因集电区开始吸引电子，使基极电流减小) 特性基本重合(电流分配关系确定) 硅管： (0.6  0.8) V 取 0.7 V 导通电压 UBE(on) 锗管： (0.2  0.4) V 取 0.3 V 硅管的UBE(on)取0.7V，锗管的UBE(on)取0.3V，是便于计算！ 不要理解为绝对的UBE(on)=0.7V，或UBE(on)=0.3V！ 否则就进入死胡同啦！

2. 输出特性 iC / mA 50 µA 40 µA 30 µA 20 µA 10 µA IB = 0 ICEO uCE /V 从输出特性可以计算β吗？

3. 三极管的三个工作区及其特点 A 截止区： IB  0 IC = ICEO  0 条件：发射结电压没达到开启电压 iC / mA uCE /V 50 µA 40 µA 30 µA 20 µA 10 µA IB = 0 O 2 4 6 8 4 3 2 1 A 截止区： IB  0 IC = ICEO  0 条件：发射结电压没达到开启电压 ICEO 截止区

B 放大区： 条件：发射结正偏 集电结反偏 特点： 平行、等间隔 iC / mA uCE /V 50 µA 40 µA 30 µA IB = 0 O 2 4 6 8 4 3 2 1 放大区 ICEO 截止区 B 放大区： 条件：发射结正偏 集电结反偏 特点： 平行、等间隔

临界饱和时： uCE = uBE C 饱和区： 条件：两个结正偏 深度饱和时： uCE  u BE 特点：IC   IB iC / mA uCE /V 50 µA 40 µA 30 µA 20 µA 10 µA IB = 0 O 2 4 6 8 4 3 2 1 饱 和 区 放大区 ICEO 截止区 临界饱和时： uCE = uBE C 饱和区： 条件：两个结正偏 深度饱和时： uCE  u BE 特点：IC   IB 0.3 V (硅管) uCB = uCE  u BE  0 UCES= 0.1 V (锗管) 三极管当开关管使用时是工作在什么区？

D 三极管临界饱和状态 UCE = UBE (1) 三极管临界饱和状态 集电极与基极等电位： VC = VB 或 (2) 临界饱和电压 一般地 UCES= (3) 集电极临界饱和电流 0.3 V (锗管) UCE= UCES时 ICS=… 深度饱和时： 0.3 V (硅管) (4) 基极临界饱和电流 UCE= IBS=ICS /β 0.1 V (锗管)

4. 三极管的三个工作区的判别方法 (1) 根据 三极管结偏置判断工作状态 工作状态 发射结 集电结 电位或电压（以NPN型为例） 截止 偏置太小、 零偏、反偏 反偏 UBE<Uon 放大 正偏 VC>VB>VE UBE>Uon 饱和 VB>VC， VB>VE

例2-3 测得三极管的各极直流电位如下图所示，确定三极管的工作状态。 4V -2V -2.7V 5.6V 6V 5.3V 8V -1V Si 5.6V 6V 5.3V Si 8V -1V -0.3V Si 2.3V 3V 8V Si 放大 饱和 截止 倒置/反向放大 0V 1.3V 2V Si 5.4V 5V 5.7V Si -2V -1V -1.3V Si 9.7V 9V 8V Si 放大 饱和 截止 倒置/反向放大

先计算ICS ，再计算IBS ，再计算IB ，再比较IB与IBS (2) 根据 三极管极电流判断工作状态 （以NPN型为例） 工作状态 IB IC IE 截止 IB =0 IC =0 IE=0 放大 0<IB <IBS IC =βIB IE =(1+β)IB 饱和 IB >IBS IC <βIB IE <(1+β)IB 先计算ICS ，再计算IBS ，再计算IB ，再比较IB与IBS

例2-4 判断下图各三极管的工作状态。 (a) T为放大状态

例2-4 判断下图各三极管的工作状态。 (b) T为放大状态

例2-4 判断下图各三极管的工作状态。 (c) 时 T为饱和状态 时 T为截止状态

(3) 根据三极管极电位判断管脚、管型、管材 当三极管处于放大状态时，若已知三极管的三个电极电位，可按如下方法判断三极管的管脚、管型、管材： 1. 电位为中间值的电极为b极 2. 电位与b极相差0.7V左右或0.3V左右的电极为e极 3. 另一电极为c极 4. b极与e极相差0.7V左右为硅管，相差0.3V左右为锗管 5. VC>VB>VE为NPN管， VC<VB<VE为PNP管

例2-1 测得放大电路中六只晶体管的直流电位如下图所示。在圆圈中画出管子，并分别说明它们是硅管还是锗管。 12V 3.7V 3V 12V Si 12V 15V 12.7V Si 12V 11.3V 0V Si 12V 12.3V 0V Ge 12V 15V 14.7V Ge 12V 11.7V 15V Ge

NPN 型 PNP 型 (4) 根据三极管极电流的大小和方向判断管脚、管型 (4) 根据三极管极电流的大小和方向判断管脚、管型 当三极管处于放大状态时，若已知三极管的两个电极电流和方向，可按如下方法判断三极管的管脚、管型： 1. 两电极电流相差较大，电流数值小的电极为b极 2. 根据b极电流方向确定管型: (NPN或PNP) 3. 根据电流方向确定另两个电极(c极和e极) NPN 型 E C B PNP 型 E C B 注意NPN和PNP型三极管各极电流方向！

例2-2 已知两只晶体管的电流放大系数β分别为50和100， 现测得放大电路中这两只管子两个电极的电流如图所示。 分别求另一电极的电流，标出其实际方向，并在圈中画出管子

2.1.4 晶体三极管的主要参数 1. 电流放大系数 iC / mA 50 µA 40 µA (1) 共发射极电流放大系数 30 µA 2.1.4 晶体三极管的主要参数 1. 电流放大系数 iC / mA uCE /V 50 µA 40 µA 30 µA 20 µA 10 µA IB = 0 O 2 4 6 8 4 3 2 1 (1) 共发射极电流放大系数 Q — 直流电流放大系数  — 交流电流放大系数 一般为几十  几百 从输出特性可以计算β吗？怎样计算？

2. 特征频率fT 3. 极间反向饱和电流 iC / mA uCE /V 50 µA 40 µA 30 µA 20 µA 10 µA IB = 0 O 2 4 6 8 4 3 2 1 (2) 共基极电流放大系数 Q   1 一般在 0.98 以上。 2. 特征频率fT β＝1时所对应的频率 3. 极间反向饱和电流 CB 极间反向饱和电流 ICBO， CE 极间反向饱和电流 ICEO。 （集电结反向饱和电流） （穿透电流）

4. 极限参数 iC ICM U(BR)CEO uCE PCM O ICEO 安 全 工 作 区 (1) ICM — 集电极最大允许电流， 超过时  值明显降低。 (2) PCM — 集电极最大允许功耗 PC = iC  uCE。 (3) U(BR)CEO — 基极开路时 C、E 极间反向击穿电压。 U(BR)CBO — 发射极开路时 C、B 极间反向击穿电压。 U(BR)EBO — 集电极极开路时 E、B 极间反向击穿电压。 U(BR)CBO > U(BR)CEO > U(BR)EBO 记得让三极管安全可靠地工作！

(1) 温度对uBE的影响： uBE具有负温度系数 5. 温度对BJT参数和伏安特性的影响 (1) 温度对uBE的影响： uBE具有负温度系数 温度每升高 1C，UBE  (2  2.5) mV。 (2) 温度对iCBO和β的影响： iCBO和β具有正温度系数 温度每升高 10C，ICBO 约增大 1 倍。 T2 >T1 O (3) 温度对输入和输出特性曲线的影响 A. 温度升高，输入特性曲线向左移。

B. 温度升高，输出特性曲线向上移。 温度每升高 1C， (0.5  1)%。 输出特性曲线间距增大。 iC T2 > T1 uCE T1 iB = 0 T2 > iB = 0 iB = 0 O 温度每升高 1C， (0.5  1)%。 输出特性曲线间距增大。 注意三极管的参数是受温度影响的！

半导体三极管的型号（补充） 国家标准对半导体三极管的命名如下： 3 D G 110 B 用字母表示同一型号中的不同规格 用数字表示同种器件型号的序号 用字母表示器件的种类 用字母表示材料 三极管 第二位：A表示锗PNP管、B表示锗NPN管、C表示硅PNP管、D表示硅NPN管 第三位：X表示低频小功率管、D表示低频大功率管、G表示高频小功率管、A表示高频小功率管、K表示开关管。

T 2.1.5 三极管的电路模型 1. 直流模型 PNP三极管的直流模型？ IBQ UBEQ UD ICQ IBQ UCEQ b c e 2.1.5 三极管的电路模型 1. 直流模型 PNP三极管的直流模型？ + - IBQ UBEQ UD ICQ IBQ UCEQ b c e c T + - IBQ ICQ UBEQ UCEQ b e

2. h参数等效模型 引 言 (1)、 建立小信号模型的意义 由于三极管是非线性器件，这样就使得放大电路的分析非常困难。建立小信号模型，就是在一定的条件下（工作点附近）将非线性器件作线性化处理，从而简化放大电路的分析和设计。 由于研究对象的多样性和复杂性，往往把对象的某些特征提取出来，用已知的、相对明了的单元组合来说明，并作为进一步研究的基础，这种研究方法称为建模。 为什么要建立小信号模型？没有小信号模型就不好分析！

(2)建立小信号模型的思路 当放大电路的输入信号电压很小时，就可以把三极管小范围内的特性曲线近似地用直线来代替，从而可以把三极管这个非线性器件所组成的电路当作线性电路来处理。将三极管作为一个二端口网络：

ube= h11ib+ h12uce ic= h21ib+ h22uce (3)h参数的引出 对于BJT双口网络， 我们已经知道输入 输出特性曲线如下： uBE=f(iB，uCE) iC=g(iB ，uCE) 在小信号情况下，对上两式取全微分得 ube= h11ib+ h12uce ic= h21ib+ h22uce

ube= h11ib+ h12uce ic= h21ib+ h22uce 用小信号交流分量表示（将三极管作为一个二端口网络） 对应 电路 说明diB 与交流信号的关系 ube= h11ib+ h12uce ic= h21ib+ h22uce

四个参数量纲各不相同，故称为混合参数（h参数）。 ube= h11ib+ h12uce ic= h21ib+ h22uce 能构成电路图吗 其中： 输出端交流短路时的输入电阻—rbe； 输出端交流短路时的正向电流传输比或电流放大系数—β； 输入端电流恒定（交流开路）的电压反馈系数 输入端电流恒定（交流开路）时的输出电导。 四个参数量纲各不相同，故称为混合参数（h参数）。

根据 ube= h11ib+ h12uce ic= h21ib+ h22uce 可得小信号模型 h21ib ic uce ib ube BJT双口网络 根据 ube= h11ib+ h12uce ic= h21ib+ h22uce 可得小信号模型 BJT的H参数模型 h21ib ic uce ib ube h12uce h11 h22 h参数都是小信号参数，即微变 参数或交流参数。 h参数与工作点有关，在放大 区基本不变。

h21ib ic uce ib ube h12uce h11 h22 (5)模型的简化   ib 是受控源 ，且为电流控制电流源(CCCS)。  电流方向与ib的方向是关联的。 即 rbe= h11  = h21 uT = h12 rce= 1/h22 则BJT的H参数模型为  uT很小，一般为10-310-4 ， rce很大，约为100k。故 一般可忽略它们的影响， 得到简化电路 非常重要！几乎必考！

(6)h参数的确定   一般用测试仪测出；  rbe 与Q点有关，可用图示仪测出。 一般也用公式估算 rbe rbe= rbb’ + (1+  ) re 其中对于低频小功率管 rbb’≈(100－300） 而 (T=300K) 则

2.1.6 三极管分析举例 例2-1(本例前面已讲) 测得放大电路中六只晶体管的直流电位如下图所示。在圆圈中画出管子，并分别说明它们是硅管还是锗管。 12V 11.3V 0V Si 12V 3.7V 3V Si 12V 15V 12.7V Si 12V 12.3V 0V Ge 12V 15V 14.7V Ge 12V 11.7V 15V Ge

例2-2(本例前面已讲) 已知两只晶体管的电流放大系数β分别为50和100， 现测得放大电路中这两只管子两个电极的电流如图所示。 分别求另一电极的电流，标出其实际方向，并在圈中画出管子

例2-3(本例前面已讲) 测得三极管的各极直流电位如下图所示，确定三极管的工作状态。 4V -2V -2.7V 5.6V 6V 5.3V Si 5.6V 6V 5.3V Si 8V -1V -0.3V Si 2.3V 3V 8V Si 放大 饱和 截止 倒置/反向放大 0V 1.3V 2V Si 5.4V 5V 5.7V Si -2V -1V -1.3V Si 9.7V 9V 8V Si 放大 饱和 截止 倒置/反向放大

例2-4(本例前面已讲) 判断下图各三极管的工作状态。 (a) T为放大状态

例2-4(本例前面已讲) 判断下图各三极管的工作状态。 (b) T为放大状态

例2-4(本例前面已讲) 判断下图各三极管的工作状态。 例2-4(本例前面已讲) 判断下图各三极管的工作状态。 (c) 时 T为饱和状态 时 T为截止状态

2.2　放大电路的基本概念及性能指标 2.2.1 放大的概念 2.2.2 放大电路的性能指标

2.2.1 放大的概念 放大电路主要用于放大微弱的电信号，输出电压或电流在幅度上得到了放大，这里主要讲电压放大电路。

2.2.2.放大电路的性能指标 1.放大倍数——表征放大器的放大能力 根据放大电路输入信号的条件和对输出信号的要求，放大器 可分为四种类型，所以有四种放大倍数的定义。

（1）电压增益（重点）: dB—分贝 （2）电流增益: （3）互阻增益: （4）互导增益: （5）功率增益:

ii RS 输入电阻： uS Au ui 2. 输入电阻Ri——从放大电路输入端看进去的 等效电阻 Ri=ui / ii 输出端 输入端 信号源 （1）当信号源为电压源时， Ri越大越好。 （2）当信号源为电流源时， Ri越小越好。

3. 输出电阻Ro——从放大电路输出端看进去的等效电阻。 Au ~ uS 输出端 Ro 输出端

U’ R = I’ 输出电阻的定义： 输出电阻是表明放大电路带负载的能力，Ro越小，放大电路带负载的能力越强，反之则差。 . U’ 输出电阻的定义： o R = o R = ∞ , U = . L S I’ o 输出电阻是表明放大电路带负载的能力，Ro越小，放大电路带负载的能力越强，反之则差。 注意计算输出电阻的条件！ 输出电阻不包括负载电阻！

V1 50mV 1mV Ri US 1k S1 Ro V2 4k S2 例2-5 (1) (2) V1 ={ 100mV S1 闭合 解 S1 闭合 S2 闭合 S1 断开 S2 断开 解得 解得 本例说明，放大电路的输入电阻与输出电阻可以通过实验测得！

放大倍数随频率变化曲线——幅频特性曲线 4. 通频带 A Am 0.707Am 3dB带宽 f 下限截止频率 上限截止频率 fL fH 通频带： fBW=fH–fL 注意放大电路的放大倍数与信号频率有关！

5. 最大不失真输出电压Uom 6. 最大输出功率Pom 7. 放大电路的效率 Pom ——最大输出功率 Pv ——直流电源消耗功率

2.3 单管共射放大电路 2.3.1 共射放大电路的组成和工作状态 2.3.2 共射放大电路的图解分析法 2.3　单管共射放大电路 2.3.1 共射放大电路的组成和工作状态 2.3.2 共射放大电路的图解分析法 2.3.3 共射放大电路的等效电路分析法

基本放大电路的分类 E C B ui uo E C B ui uo ui uo C E B 共基极 共发射极 共集电极 共发射极；共基极；共集电极 常用放大电路有：功率放大电路，差动放大电路，多级放大电路，集成运放，信号发生电路，……

2.3.1 共射放大电路的组成和工作状态 1. 共射放大电路的组成 集电极电源，为电路提供能量。并保证集电结反偏。 集电极电阻，将变化的电流转变为变化的电压。 发射极偏置电阻，使发射结正偏，并提供适当的静态工作点IB和UBE。 输出耦合电容：电解电容，有极性，大小为10Fμ～50μF。 输入耦合电容：电解电容，有极性，大小为10Fμ～50μF。 参考点 放大元件iC=iB，工作在放大区，要保证集电结反偏，发射结正偏。

静态—放大电路输入信号变化量为零(ui = 0)。 动态—放大电路输入信号变化量不为零(ui ≠ 0)。 2. 放大电路的工作状态 静态—放大电路输入信号变化量为零(ui = 0)。 静态分析的任务是根据电路参数和三极管的特性 确定静 态值（直流值）UBE、IB、 IC 和UCE。 可用放大电路的直流通路来分析。 动态—放大电路输入信号变化量不为零(ui ≠ 0)。 动态分析的任务就是要求放大电路的 、 Ri、 Ro。 可用放大电路的交流通路和交流等效电路来分析。

基本思想 非线性电路经适当近似后可按线性电路对待， 利用叠加定理，分别分析电路中的交、直流成分。 直流通路(ui = 0)分析静态。 3. 分析三极管放大电路的基本思想和方法 基本思想 非线性电路经适当近似后可按线性电路对待， 利用叠加定理，分别分析电路中的交、直流成分。 直流通路(ui = 0)分析静态。 交流通路(ui  0)分析动态，只考虑变化的电压和电流。

(1) 直流通路—直流电源作用下直流电流流经的路径。 (2) 交流通路—输入信号作用下交流信号流经的路径。 4 放大电路中的直流通路和交流通路 (1) 直流通路—直流电源作用下直流电流流经的路径。 ① 电容视为开路； ② 电感视为短路； ③ 信号源视为短路（保留内阻）。 (2) 交流通路—输入信号作用下交流信号流经的路径。 ① 大容量电容视为短路； ② 直流电源视为短路。

RB +VCC RC C1 C2 uS + - RB +VCC RC RL RS uI uO 直流通路 画出放大电路的直流通路 会画直流通路了吗？ 直流通路用来干什么？

RS RC RL uo ui RB + uS - +VCC RB RC 交流通路 C2 C1 + uO RS RL uI + uS - - 画出放大电路的交流通路 RB +VCC RC RL RS + - uI uO 交流通路 C2 C1 uS + - 会画交流通路了吗？ 交流通路用来干什么？

+VCC RC C1 C2 T RL RB Rs us + - ui uo 5. 放大电路的组成原则 ① 静态工作点合适，对于BJT三极管放大电路，应保证 发射结正偏，集电结反偏； ② 尽量使输入信号无损地传送到放大电路的净输入端； ③ 尽量使输出信号无损地传送到放大电路的负载端； +VCC RC C1 C2 T RL RB Rs us + - ui uo

RB RC C1 C2 T IC0 IC UBE UCE (IB,UBE) ui=0时 IE=IB+IC 2.3.2 共射放大电路的图解分析法 阻容耦合共射放大电路静态分析 ui=0(静态)时电路的工作状态: RB +VCC RC C1 C2 T 静态工作点 IC0 IB 由于电源的存在IB0 IC RL ( IC,UCE ) UBE UCE (IB,UBE) ui=0时 IE=IB+IC 无信号输入时 RB——偏置电阻 IB ——偏置电流。

直流通路 +VCC +VCC RB RC RB RC C2 C1 + uO RS RL uI + uS - - 画出放大电路的直流通路 1. 阻容耦合共射放大电路静态分析（估算法） 画出放大电路的直流通路 直流通路 RB +VCC RC RB +VCC RC RL RS + - uI uO C2 C1 uS + - 用估算法分析放大器的静态工作点 （ IB、UBE、IC、UCE）

RB +VCC RC （1）估算IB（ UBE 0.7V) IC UCE （2）估算UCE、IC IB UBE IC= IB

 RB +VCC RC IC UCE 解： UBE 0.7V IB UBE 请注意电路中IB和IC的数量级! 例A：用估算法计算静态工作点。 IC 已知：VCC=12V，RC=4K， RB=300K ，=37.5。 UCE 解： UBE 0.7V IB UBE  请注意电路中IB和IC的数量级!

直流通路 +VCC +VCC RB RC RB RC C2 IC C1 + UCE IB uO RS RL uI UBE + uS - - 2. 阻容耦合共射放大电路静态分析（图解法） 画出放大电路的直流通路 直流通路 RB +VCC RC RB +VCC RC RL RS + - uI uO IC C2 C1 UCE IB UBE uS + - 用图解法分析放大器的静态工作点 （ IB、UBE、IC、UCE）

IC UCE IB UBE 直流负载线 UCE RB VCC Rc UBE IB IC RB +VCC RC 为什么改画成这样？ - RB VCC Rc UBE IB IC RB +VCC RC IC UCE IB UBE 为什么改画成这样？ 直流负载线 将线性电路与非线性电路分开，便于图解！ 输入直流负载线：UBE=VCC-IBRB ; 输出直流负载线：UCE=VCC-ICRC ;

IB UBE UCE Q UBE IC UCE Q IB (IB,UBE) 和( IC,UCE )分别对应于输入输出特性曲线上的一个点称为静态工作点。 输入直流负载线：UBE=VCC-IBRB ; 输出直流负载线：UCE=VCC-ICRC ; IB UBE IC UCE IB 输出直流负载线 输入直流负载线 Q UBE IC UCE Q IB

+VCC RB RC C2 C1 + uO RS RL uI + uS - - (1) 改变 RB 其他参数不变 Q R B  iB  3. 电路参数对静态工作点的影响: uBE iB uCE iC VCC VBB RB Q (1) 改变 RB 其他参数不变 R B  iB  RB +VCC RC RL RS + - uI uO Q 趋近截止区； C2 R B  iB  C1 Q 趋近饱和区。 uS + -

+VCC RB RC C2 C1 + uO RS RL uI + uS - - (2) 改变 RC 其他参数不变 Q R C  iB  3. 电路参数对静态工作点的影响: iC uBE iB uCE VCC UCEQ Q ICQ RC (2) 改变 RC 其他参数不变 R C  iB  RB +VCC RC RL RS + - uI uO Q 趋于饱和； C2 C1 uS + -

IC UCE IB UBE Q ib ic ib ui 4. 动态工作情况分析 交流放大原理（设输出空载） 静态工作点 4. 动态工作情况分析 交流放大原理（设输出空载） 输出直流负载线 IC UCE IB UBE Q 静态工作点 ib ic ib ui 假设在静态工作点的基础上，输入一微小的正弦信号 ui

uCE怎么变化 ？ IC UCE ic UCE也沿着负载线变化 UCE与Ui反相！ uCE

Rb Rc C1 C2 ui iB iC uCE uo 各点波形 +VCC Rc C1 C2 ui iB iC uCE uo ＋ － 各点波形 交流放大原理： →△UBE →△IB →△IC（b△IB） →△UCE（-△IC×Rc） → uo比ui幅度放大且相位相反 电压放大倍数：

C1 C2 RB +VCC RC RL + - uBE uO ui uCE iB ui O t iB IBQ O t iC ICQ O t UCEQ 符号说明 uo O t

5. 交流负载线 输出端接入负载RL：不影响Q 但影响动态！ 作交流通路 RB +VCC RC C1 C2 RL

交流通路 ic RB RC RL ui uo uce uce=-ic（RC//RL）= -ic RL 其中：

iC uCE 交流量ic和uce有如下关系： uce=-ic（RC//RL）= -ic RL 或ic=（-1/ RL） uce 交流负载线是iC和uCE的关系曲线： iC ＝f(uCE) 而iC = IC + ic ， uCE= UCE + uce 所以交流负载线的斜率为： 静态时iC = IC ， uCE= UCE ，所以交流负载线经过Q点。 交流负载线的作法： ①斜 率为-1/R'L 。（ R'L= RL∥Rc ） ②经过Q点。

iC 交流负载线 直流负载线 Q IB uCE VCC 特点： ①斜 率为-1/R'L 。 （ R'L= RL∥Rc ） ②经过Q点。 注意： （1）直流负载线是无交流输入信号时，IC与UCE的关系曲线; （2）交流负载线是有交流 输入信号时工作点的运动轨迹， 即 iC与uCE的关系曲线； （3）空载时(RL=∞)，交流负载线与直流负载线重合。

6. 放大电路的非线性失真问题 因工作点不合适或者信号太大使放大电路的工作范围超出了晶体管特性曲线上的线性范围，从而引起非线性失真。 6. 放大电路的非线性失真问题 　　因工作点不合适或者信号太大使放大电路的工作范围超出了晶体管特性曲线上的线性范围，从而引起非线性失真。 1) “Q”过低引起截止失真 O Q ib t uBE/V iB ui uCE iC ic t O uce 交流负载线 NPN 管： uCE顶部失真为截止失真。 PNP 管： uCE底部失真为截止失真。 不发生截止失真的条件：IBQ > IbM (交流分量最大值) 。

不接负载时，交、直流负载线重合，V CC= VCC 2) “Q”过高引起饱和失真 NPN 管： 　uCE底部失真为饱和失真。 集电极临界 饱和电流 uCE iC t O O t Q V CC PNP 管： 　 uCE顶部失真为饱和失真。 ICS IBS — 基极临界饱和电流。 不接负载时，交、直流负载线重合，V CC= VCC 不发生饱和失真的条件： IBQ + I bM  IBS

受 RC 的限制，iB 增大，iC 不可能超过 VCC/RC 。 接负载时： +  RC RB +VCC C2 RL uo iB iC V ui 饱和失真的本质： 负载开路时： 受 RC 的限制，iB 增大，iC 不可能超过 VCC/RC 。 接负载时： 受 RL 的限制，iB 增大，iC 不可能超过 V CC/RL 。 (RL= RC // RL) 如何消除截止失真？如何消除饱和失真？

选择工作点的原则： 当 ui 较小时，为减少功耗和噪声，“Q” 可设得低一些； 为提高电压放大倍数，“Q”可以设得高一些； 为获得最大输出，“Q” 可设在交流负载线中点。

5. 求最大不失真输出电压 交流负载线 最大不失真输出电压 （有效值）: iC/mA 斜率： ICQ Q UCEQ UCES uCE/V iB UCEQ O UCES uCE/V UCEQ-UCES O t uCE/V

 ui +VCC 12V Rc 例2-6 Rb 4K C2 750K + 已知UBE=0.7V iC + C1 iB + uo V RL （1）用图解法确定ICQ， UCEQ iC/mA 直流负载线 解： 30 3 25 2 20 ICQ Q 15 从图中读得： 1 10 UCEQ iB=5 A ICQ=1.5mA ， UCEQ=6V O 4 6 8 12 uCE/V VCC

 ui +VCC 12V Rc 4K 例2-6 Rb 750K C2 + 已知UBE=0.7V iC C1 iB + uo  + V RL 4K （2）ib=10sinωtA时，uo = ? +  ui 解： 交流负载线斜率： iC/mA 直流负载线 交流负载线 30 3 从图中读得uo最大值为：8-6或6-4V,即2V,所以 25 iB=IBQ + 10 2 20 ICQ Q 15 1 10 UCEQ iB=5 A iB=IBQ - 10 uo=-2sinωtV O 4 6 8 12 uCE/V VCC

 ui 例2-6 已知UBE=0.7V UCES=0.7V +VCC 12V Rc 4K Rb 750K C2 + iC C1 iB + （3）放大器输出动态范围 UOPP = ? Rc 、 RL =不变时， 若使 UOPP 最大 ，则Rb = ? + iC C1 iB + uo  + V RL 4K +  解：由图解可得： ui iC/mA 直流负载线 交流负载线 30 3 25 2 20 ICQ Q 15 1 10 UCEQ iB=5 A O 4 6 8 12 uCE/V VCC

+VCC + RB RC C2 C1 RC RL uo ui RB + uo RL ui - - 画出放大电路的交流通路 2.3.3 共射放大电路的等效分析法 1)电压放大倍数的计算： 画出放大电路的交流通路 +VCC ui + - RB RC RL uo RB RC RL ui uo + - C2 C1

画微变等效电路 RB RC RL ui uo + - rbe RB RC RL b c e 负载电阻越小，放大倍数越小。

电路的输入电阻越大，从信号源取得的电流越小，因此一般总是希望得到较大的的输入电阻。 2)输入电阻的计算： rbe RB RC 根据输入电阻的定义： RL 电路的输入电阻越大，从信号源取得的电流越小，因此一般总是希望得到较大的的输入电阻。

当信号源有内阻时： Au和Aus的关系如何? ii Ri RS RL 定义： 如何根据us求ui ？如何根据ui 求uo？

3)输出电阻的计算： 根据定义 rbe RB RC RL 用加压求流法求输出电阻： 所以：

+VCC ui + - RB RC RL uo RB RC RL ui uo + - C2 C1 rbe RB RC RL 发射极加电阻！？ RE RE rbe RB RC RL RE

+VCC ui + - RB RC RL uo RB RC RL ui uo + - C2 C1 rbe RC RB RL 输入端加电阻！？ RA RA rbe RB RC RL RA

+VCC ui + - RB RC RL uo RL ui uo + - C2 C1 rbe RB RC RL 输入端及发射极 加电阻！？ +VCC 知道Au、Ri公式怎么变化了吗？ ui + - RB RC RL uo RB RC RL ui uo + - C2 C1 RA RA RE RE rbe RB RC RL RA RE

晶体三极管交流分析步骤 ① 分析直流电路，求出“Q”，计算 rbe。 ② 画电路的交流通路 。 ③ 在交流通路上把三极管画成 H 参数模型。 ④ 分析计算叠加在“Q”点上的各极交流量。

ui us + Rc 5K Rb 56K +VCC 15V RL uo  iB iC V Rs 3K - 例2-7 ∞ 5k 解： 解得：

rbe ui us RL us Rb Rc + Rc 5K Rb 56K +VCC 15V RL uo  iB iC V Rs 3K - 例2-7 ∞ 5k 解： 动态：us≠0 Rs 3K RL rbe + us Rb Rc 微变等效电路 - 一定要学会怎样画微变等效电路！

例2-7 ∞ 5k 解： 动态：us≠0 RL Rs 3K rbe + us Rb Rc -

例2-7 ∞ 5k 解： 动态：us≠0 RL Rs 3K rbe + us Rb Rc -

+ - 例B：电路如图所示，β=43，UBE=0.7V，rbb’=200Ω C1 C2 +VCC=20V ui Rb Rc RL uo 470k 6.2k 3.9k 求： 1)静态工作点。 2)电压增益Au、 输入电阻Ri、 输出电阻Ro 。 3)若输出电压的波形出现如下失真 ， 是截止还是饱和失真？ 应调节哪个元件？如何调节？

+ - 470k 6.2k +VCC=20V Rb C2 Rc C1 RL uo VCE ui 3.9k 解：求：1)静态工作点 Ic VCE C1 C2 +VCC=20V ui + - Rb Rc RL uo 470k 6.2k 3.9k 解：求：1)静态工作点 (2)根据IB求IC： 计算静态工作点的思路： 直流通路→ IB→ IC→ UCE IC= IB = 1.76mA 3)最后根据输出回路求UCE： (1)先在输入回路求IB：

2)Au=? Ri =? Ro =? C1 C2 +VCC=20V ui + - Rb Rc RL uo 470k 6.2k 3.9k

+ - 470k 6.2k +VCC=20V Rb C2 Rc C1 RL uo ui 3.9k 3)若输出电压的波形出现如下失真 ， 是截止还是饱和失真？ 应调节哪个元件？如何调节？ 是饱和失真 应将Rb调大。

例 C  = 100，uS = 10sin t (mV)，求叠加在 “Q” 点上的各交流量。 rbb’=200Ω 2.7 k 470 k 3.6 k 510 12 V 12 V

UCEQ = 12  2.4  2.7 = 5.5 (V) [解] 令 ui = 0，求静态电流 IBQ ① 求“Q”，计算 rbe ICQ =  IBQ = 2.4 mA

③ 小信号等效 ② 交流通路 – – ic ib + uo ube rbe  us  ic iC + iB uce uCE uo  RL RS rbe E ib ic  ic B C us RC ube ② 交流通路 + uo  – iB iC RB VCC VBB RC RL C1 C2 uS RS uCE uBE uce ube

④ 分析各极交流量 ⑤ 分析各极总电量 uBE = (0.7 + 0.0072sint )V uo  – RB RL RS rbe E ib ic  ic B C us RC ube ⑤ 分析各极总电量 uBE = (0.7 + 0.0072sint )V iB = (24 + 5.5sint) A iC = ( 2.4 + 0.55sint ) mA uCE = ( 5.5 – 0.85sint ) V

2.4　静态工作点稳定的放大电路 2.4.1 影响静态工作点稳定的因素 2.4.2 稳定静态工作点的措施 2.4.3 分压式偏置共射放大电路分析

1.温度对晶体管参数的影响 T↑→ICBO↑,温度每升高10oC, ICBO↑一倍 T↑→UBE↓,温度每升高1oC, UBE↓2.5mv T↑→β↑,温度每升高1oC,Δβ/β↑ 0.5—1% 2.温度对静态工作点的影响 IBQ=（VCC- UBE）/ RB ICQ=βIBQ+(1+β) ICBO T↑→ICQ↑→Q↑→饱和失真

2.4.1 影响静态工作点稳定的因素 1. 温度变化引起三极管输出特性变化导致工作点偏移 ℃↑→β↑→ICBO↑→ ICEO↑→Q点上移至饱和区

“Q”过高引起饱和失真 NPN 管：uce底部失真为饱和失真; PNP 管：uce顶部失真为饱和失真。 集电极临界 饱和电流 iC ICS t O O t Q V CC ICS NPN 管：uce底部失真为饱和失真; PNP 管：uce顶部失真为饱和失真。

2. 放大电路的结构对Q点的影响 IC=β IB + (1 +β ) ICBO ℃↑→β↑→ICBO↑→ ICEO↑→ IC↑→ Q点上移至饱和区。 温度变化时，基本共射放大电路对IC的变化没有补偿作用。

当环境温度发生变化时 放大后信号失真，放大就没有意义啦！

2.4.2 稳定静态工作点的措施 +VCC IRb Rc ICQ Rb IBQ 1 二极管温度补偿电路 C UCEQ + UBEQ uo  IEQ ICQ UCEQ D C - uo IRb 1 二极管温度补偿电路 T(°C)↑→IC↑ IC基本不变 T(°C)↑→IR↑→IB↓ → IC↓

T(°C)↑→IC↑→VC↓ →VB↓ → IB↓ → IC ↓ 2 直流负反馈Q点稳定电路 +VCC Rc + UBEQ  IBQ UCEQ - uo RL C1 ui C2 Rf B T(°C)↑→IC↑→VC↓ →VB↓ → IB↓ → IC ↓ 什么是负反馈？等着！以后会讲的！

特点：RB1—上偏流电阻、RB2—下偏流电阻、 RE—发射极电阻 共发射极电路 3 分压式偏置放大电路 ① 电路组成 特点：RB1—上偏流电阻、RB2—下偏流电阻、 RE—发射极电阻 共发射极电路

③ 稳定的条件 UB固定 UB=VCC×RB2 / (RB1+RB2) ② 稳定过程（原理） T↑→ICQ↑→ICQ×RE↑→VB固定→UBE↓→IBQ↓→ICQ↓ 若电路调整适当，可以使ICQ基本不变。 ③ 稳定的条件 UB固定 UB=VCC×RB2 / (RB1+RB2) （1）I1 >> IB 硅管I1=（5--10）IBQ 锗管I1=（10--20）IBQ （2）VB >> UBE 硅管VB=（3--5）V 锗管VB=（1--3）V I1

2.4.3 分压式偏置共射放大电路分析 1. 静态分析：求Q点（IBQ、ICQ 、UCEQ） ① 直流通路 IBQ ICQ + UBEQ  I1 IEQ

② 估算法静态分析 +VCC RC RE RB1 RB2 + UBEQ  IBQ I1 IEQ ICQ UCEQ 说明Q是否合适

③ 利用戴维南定理（同学自己做） +VCC RC RE RB1 RB2 VCC

2. 动态分析: 求Au、Ri、Ro ① 画交流通路

②画微变等效电路 b c c b e e

③ 计算Au “-”表示uo和ui反相。 Au的值比固定偏流放大电路小了。

④ 计算Ri Ri↑

⑤计算Ro

3. 举例讨论 Au减小啦！！！ 如何提高电压放大倍数Au ？ ？ 在RE两端并联一个电容，则放大倍数 与固定偏置放大电路相同。

例D  = 100，RS= 1 k，RB1= 62 k，RB2= 20 k, RC= 3 k，RE = 1.5 k，RL= 5.6 k，VCC = 15 V。 求：“Q”，Au，Ri，Ro。 rbb’= 200 ， +VCC RC C1 C2 RL RE + CE RB1 RB2 RS us  uo [解] 1)求“Q”

2)求 Au，Ri，Ro ， Aus Ro = RC = 3 k +VCC RC C1 C2 RL RE CE RB1 RB2 RS us  uo 2)求 Au，Ri，Ro ， Aus Ro = RC = 3 k

例2-8

2.5　共集放大电路和共基放大电路 2.5.1 共集基本放大电路分析 2.3.2 共基基本放大电路分析

由 VCC = IBQRB +UBEQ+(1+  ) IBQ RE] 得 2.5.1 共集基本放大电路分析 直流通路 IBQ IEQ + C1 RS ui – RE RB +VCC C2 RL uo us IBQ IEQ RE RB +VCC UCEQ 共集电极放大电路 (射极输出器、射极跟随器) 1. 静态分析：求Q点（IBQ、ICQ 、UCEQ） 由 VCC = IBQRB +UBEQ+(1+  ) IBQ RE] 得 IBQ = (VCC – UBEQ) / [RB +(1+  ) RE] ICQ =  I BQ UCEQ = VCC – ICQ RE

RL = RE // RL 2. 动态分析: 求AU、Ri、RO ②画微变等效电路 ① 画交流通路 us + uo  ib ic ii RB + uo  RL ib ic ii rbe  ib RE Rs IBQ IEQ + C1 RS ui – RE RB +VCC C2 RL uo us RL = RE // RL 微变等效电路 Rs RB +  uo RL ib ic ii RE ③ 计算Au <1！还有意义吗？ 交流通路

④ 计算Ri Ri比共射放大电路大！ us + uo  ib ic ii  ib RL = RE // RL RB RL rbe RE Rs RL = RE // RL Ri比共射放大电路大！

⑤计算Ro i = iRE – ib –  ib Ro比共射放大电路小！ us + uo  ib ic ii  ib ib ic ii RB + uo  RL ib ic ii rbe  ib RE Rs RB ib ic ii rbe  ib RE Rs i us = 0 + u  iRE RS = Rs // RB i = iRE – ib –  ib Ro比共射放大电路小！

Au  1 输入输出同相 射极输出器特点 Ri 高 Ro 低 用途：输入级 输出级 中间隔离级 3. 特点 ui + – uo us IBQ IEQ + C1 RS ui – RE RB +VCC C2 RL uo us Au  1 输入输出同相 射极输出器特点 Ri 高 Ro 低 用途：输入级 输出级 中间隔离级

UBEQ = 0.7 V, RE = RL = Rs = 1 k，VCC = 12V。 求：“Q ”，Au，Ri，Ro。 例E :  =120，RB = 300 k，rbb’= 200 ， UBEQ = 0.7 V, RE = RL = Rs = 1 k，VCC = 12V。 求：“Q ”，Au，Ri，Ro。 [解] 1)求 “Q” IBQ IEQ + C1 RS ui – RE RB +VCC C2 RL uo us IBQ = (VCC – UBE) / [RB + (1+  ) RE] = (12 – 0.7) / [300 +121  1]  27 (A) IEQ   I BQ = 3.2 (mA) UCEQ = VCC – ICQ RE = 12 – 3.2  1 = 8.8 (V)

2)求 Au，Ri，Ro rbe = 200 + 26 / 0.027  1.18 (k) RL= 1 // 1 = 0.5 (k) Ri = 300//(1.18 121) = 51.2 (k)

– 例F 提高Ri的措施。 无 C3、RB3： Ri = (RB1 // RB2) // [rbe + (1 +  ) RE] uo  ib ic ii rbe  ib RE ui + C1 RS RE RB1 +VCC C2 – uo us RB2 RB3 C3  = 50 100 k RB3 10 k 无 C3、RB3： Ri = (RB1 // RB2) // [rbe + (1 +  ) RE] Ri = 50 // 510 = 45 (k) 无 C3 有 RB3 ： Ri = (RB3 + RB1 // RB2) // [rbe + (1+  )RE] Ri = (100 + 50) // 510 = 115 (k) 接 C3 ： RB3 // rbe  rbe Ri = rbe+ (1 + ) (RB// RE) = (1 + ) (RB // RE ) Ri = 51  50 // 10 = 425 (k)

2.5.2 共基极放大电路 uo uo + us  us  - 这样画更直观，更符合习惯！ 1. 静态分析： +VCC RC C2 C3 RL RE + RB1 RB2 RS us  uo C1 2.5.2 共基极放大电路 RC RE RS + us  RL - uo C1 C3 C2 RB2 RB1 VCC 这样画更直观，更符合习惯！ RC RE RS + us  RL 交流通路 - uo 1. 静态分析： 求Q点（IBQ、ICQ 、UCEQ） (略)

特 点 2. 动态分析: 求Au、Ri、Ro + + us  uo - 交流通路 + uo  us io ic ie ii ib RC RE RS + us  RL uo - 交流通路 + uo  RC RE RS us RL rbe io ic ie ii ib  ib ui e b c Ri Ri Ro 微变等效电路 特 点 1. Au 大小与共射电路相同。 2. 输入电阻小，Aus 小。 ∴ Ro = RC

3种基本放大电路的比较 3. 共基放大电路的特点 无电流放大能力，有电压放大能力； uo与ui同相； 输入电阻比共射电路小； uo +VCC RC C2 C3 RL RE + RB1 RB2 RS us  uo C1 3. 共基放大电路的特点 无电流放大能力，有电压放大能力； uo与ui同相； 输入电阻比共射电路小； 输出电阻与共射电路相当。 有点：频带宽。 3种基本放大电路的比较 都用于什么场合？ 共射和共基放大电路的电压增益较大，共集放大电路电压增益略小于1； 共集放大电路的输入电阻最大，共基放大电路的输入电阻最小； 共基放大电路的输出电阻最大，共集电极放大电路的输出电阻最小； 共基放大电路的频带最宽。

2.6　放大电路的频率响应 2.6.1 RC网络的频率响应 2.6.2 晶体三极管的高频等效模型 2.6.3 阻容耦合共射放大电路的频率响应

概述 1.幅频特性和相频特性 Au( f ) — 幅频特性 ( f ) — 相频特性 f L — 下限截止频率 f H — 上限截止频率 通带放大倍数 通带截止频率 1.幅频特性和相频特性 f O Au Aum 0.707Aum Au( f ) — 幅频特性 fL fH  f O ( f ) — 相频特性 f L — 下限截止频率 f H — 上限截止频率 2. 频带宽度(带宽)fBW(Band Width) fBW = f H - f L  f H 注意放大电路的放大倍数与信号频率有关！

|Au | 滞后 ① 频率特性的描述 令 1/RC = H, τ=RC 则 fH = 1/2RC • f  fH O |Au | 1 0.707 –45  –90 fH 2.6.1 RC网络的频率响应 幅频特性 1. RC低通网络的频率响应 ① 频率特性的描述 R C • 相频特性 • 令 1/RC = H, τ=RC 则 fH = 1/2RC • 滞后

• f O |Au | 1 0.707 –45  –90 fH 幅频特性 • 滞后 • 相频特性 • •

② 频率特性的波特图 滞后 f >> fH f << fH 20lg|Au| = 0 dB f = fH R C • 滞后 dB—分贝 f << fH 20lg|Au| = 0 dB f = fH 20lg|Au| = -20lg0.707 = -3 dB f >> fH 20lg|Au| = -20lg f / fH

② 频率特性的波特图 |Au | f fH fH   频率特性 波特图 • 20lg|Au |/dB • f / fH – 3 dB • 20lg|Au |/dB –20 –45  –90 fH –40 0.1 1 10 100 0.1 1 10 • –90 f |Au | 1 0.707 –45  fH – 3 dB – 20 dB/十倍频 – 45/十倍频 频率特性 波特图 波特图的优点：能够扩大频率的表达范围，并使作图方法得到简化 为什么采用波特图？

令 1/RC = L 则 fL = 1/2RC 超前 f  0.1 fL f  10 fL 20lg|Au| = 0 dB • 令 1/RC = L 则 fL = 1/2RC 超前 f  10 fL 20lg|Au| = 0 dB f = fL 20lg|Au| = 20lg0.707 = -3 dB f  0.1 fL 20lg|Au| = -20lg f / fH

频率特性的波特图  |Au | 频率特性 波特图 20lg|Au |/dB • f / fL – 3 dB f fL  • 20lg|Au |/dB –20 45  90 –40 0.1 1 10 100 0.1 1 10 – 3 dB 20 dB/十倍频 -45/十倍频 90 f O |Au | 1 0.707 45  fL • 频率特性 波特图

戴维南定理等效 例2-9 求已知一阶低通电路的上限截止频率。 例 ： 已知一阶高通电路的 fL = 300 Hz，求电容 C。 1 k 500  C 2 k

2.6.2 晶体三极管的高频等效模型 1. 晶体三极管的混合π模型 PN结结电容的影响： 在低频和中频情况下，信号频率较低，晶体管的PN结极间电容的容抗很大，而结电容很小，两者并联时，可以忽略极间电容的作用；而在高频情况下，晶体管的极间电容的容抗变小，与其结电阻相比，影响就不能被忽略了。  的影响： 因  值随频率升高而降低 结论：高频下不能采用 H 参数等效电路

Ic 混合  型的建立 考虑结电容： 晶体管结构示意图 gm—跨导，与频率无关 体现了 三极管的 放大作用 反映了三极管的结构

—集电结结电容 Ic —发射结结电容 —集电区体电阻 —发射区体电阻 —基区体电阻 —集电结结电阻 —发射结结电阻 —输出电阻

Ic rbe B e rbb b c rbc 简化的结构示意图

rbc rbb Cb’c=Cμ, Cb’e=Cπ rbe Cμ Cπ c Cb’c 晶体管的混合模型 b’ B rce b

2. 混合π模型的简化 rb’c 若 rce 则图(a)图(b) 左端口等效 若 晶体管的混合模型 则图(a)图(b) 右端口等效 将Cμ单向化

混合  模型的低频小信号模型

3. 混合π模型的主要参数 混合  模型主要参数的计算依据：混合  模型与h参数模型在低频时是等效的。 低频等效电路

混合 模型的主要参数：

2.6.3 阻容耦合共射放大电路的频率响应 1. 全频段小信号等效电路 全频段小信号等效电路

2. 中频段电压放大倍数 中频段小信号等效电路 中频段，C1、 C2可视为短路， Cπ′可视为开路。

3. 高频段电压放大倍数 高频段小信号等效电路 C1、 C2可视为短路， Cπ′保留。

4. 低频段电压放大倍数 低频段小信号等效电路 C1、 C2保留， Cπ′视为开路 。 将电流源 变换为电压源 令

5. 全频段电压放大倍数 其中： ≈

6. 全频段频率特性

7. 全频段频率特性分析 (1) 下限频率： (2) 上限频率： 幅频特性中频段是水平线， 幅值为 dB 幅频特性低频段斜率是 +20dB→ +40dB/十倍频程。 幅频特性高频段斜率是 -20dB/十倍频程。 (6) 通频带：

7. 全频段频率特性分析 画波特图时，用折线代替实际曲线的误差，对数幅频特性的最大误差为3dB，相频特性的最大误差为 ±5.710 ，都出现在线段转折处。 (7) 相频特性： 在fL1前后，相角 从-900向-1800过渡 在fH前后，相角 从-1800向-2700过渡

若放大电路中，晶体管的射极上接有射极电阻RE和旁路电容CE ，而且CE的电容量不够大，则在低频时不能被看作短路。因而，由 CE又可以决定一个下限截止频率。需要指出的是，由于 CE在射极电路里，射极电流 IE是基极电流 IB的(1+β)倍，对放大倍数影响较大。因此CE往往是决定低频响应的主要因素。 C1 CE RE

8. 记住频率响应标准表达式： 在波特图中，在低频段，当f ↓时，凡使曲线斜率增加20dB/dec的转折频率fL对应有一因子： 或 在波特图中，在高频段，当f ↑时，凡使曲线斜率增加-20dB/dec的转折频率fH对应有一因子：

例G 已知某电路电压放大倍数为： 1）Aum、fL、fH=? 2）波特图? 解：标准式

例H 已知某放大电路波特图为： 1）Aum、fL、fH=? 2） Au表达式? 解：

例I 已知Cμ =4pF， fT =150MHz， β =50, ， fL， fH ， fBW =? 波特图 ？ 600Ω +Vcc Rc C1 C2 RL Rb Rs us + - ui uo 560k 4.7k 10k 10μ 12kV 解： (1) 静态工作点

例I 已知Cμ =4pF， fT =150MHz， β =50, ， fL， fH ， fBW =? 波特图 ？ 600Ω +Vcc Rc C1 C2 RL Rb Rs us + - ui uo 560k 4.7k 10k 10μ 12kV 解： (2) 混合参数

600Ω +Vcc Rc C1 C2 RL Rb Rs us + - ui uo 560k 4.7k 10k 10μ 12kV 例I 已知Cμ =4pF， fT =150MHz， β =50, ， fL， fH ， fBW =? 波特图 ？ 解：(3) 中频电压放大倍数 中频等效电路

例I 已知Cμ =4pF， fT =150MHz， β =50, ， fL， fH ， fBW =? 波特图 ？ 解： (3) 中频电压放大倍数

例I 已知Cμ =4pF， fT =150MHz， β =50, ， fL， fH ， fBW =? 波特图 ？ 解：(4) 下限截止频率 C1 低频 等效电路

例I 已知Cμ =4pF， fT =150MHz， β =50, ， fL， fH ， fBW =? 波特图 ？ 解：(5) 上限截止频率 通频带 高频 等效电路

例I 解：(6) 波特图 f(Hz) 1 10 5.6 ×105 37.2 -180 -270 -20dB/十倍频程 20dB/十倍频程 解：(6) 波特图 f(Hz) 1 10 5.6 ×105 37.2 -180 -270 -20dB/十倍频程 20dB/十倍频程 40dB/十倍频程

9. 频率失真 由于放大电路对不同频率信号的放大倍数和相移不同，当放大电路同时放大频率相差很大的几个不同信号时，有可能产生失真，这类失真称之为频率失真。 频率失真包括幅频失真和相频失真。 相频失真 幅频失真

要实现不失真（幅值失真与相位失真）放大，希望fL要小于信号频率的最低频分量，fH要高于信号频率的最高频分量。 10. 增益带宽积 ① 对放大电路频率响应的要求 要实现不失真（幅值失真与相位失真）放大，希望fL要小于信号频率的最低频分量，fH要高于信号频率的最高频分量。 ② 放大电路频率响应的改善 为了改善低频响应，就要减小fL（如：采用直接耦合）；为了改善高频响应就要增大fH（ fH增大，Ausm必然减小，两者矛盾）。 ③ 放大电路的增益带宽积

*多级放大电路的频率响应 如果放大器由多级级联而成，那么，总增益

多级放大器的上限频率fH 设单级放大器的增益表达式为

式中，|AuI|=|AuI1||AuI2|…|AuIn|为多级放大器中 频增益。令

多级放大器的下限频率fL 设单级放大器的低频增益为

解得多级放大器的下限角频率近似式为 若各级下限角频率相等，即fL1=fL2=…=fLn,则

小 结 一、简单 RC 电路的频率特性 注意：低通电路与高通电路在电路结构、放大倍数表达式、Bode图等方面均具有对偶性。 R C R C 小 结 一、简单 RC 电路的频率特性 R C • R C • RC 低通电路 RC 高通电路 注意：低通电路与高通电路在电路结构、放大倍数表达式、Bode图等方面均具有对偶性。

• –90° f O |Au | 1 0.707 –45°  fH • 90° f O |Au | 1 0.707 45°  fL

二、放大电路的高频特性 1 1. 晶体管混合  型等效电路的简化及模型 (了解) 晶体管放大电路增益带宽积  f o 0.707o f  1 f T B B C • E rbb rbe Cbe Cbc 晶体管放大电路增益带宽积 G ·fBW  Aus0· fH = 常数