3 半导体三极管及放大电路基础 3.1 半导体三极管（BJT） 3.2 共射极放大电路 3.3 图解分析法 3.4 小信号模型分析法

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1 3 半导体三极管及放大电路基础 3.1 半导体三极管（BJT） 3.2 共射极放大电路 3.3 图解分析法 3.4 小信号模型分析法
3.2 共射极放大电路 3.3 图解分析法 3.4 小信号模型分析法 3.5 放大电路的工作点稳定问题 3.6 共集电极电路和共基极电路 3.7 放大电路的频率响应

2 3.1 半导体三极管（BJT） 3.1.1 BJT的结构简介 3.1.2 BJT的电流分配与放大原理 3.1.3 BJT的特性曲线
(Semiconductor Bipolar Junction Transistor) BJT的结构简介 BJT的电流分配与放大原理 BJT的特性曲线 BJT的主要参数

3 3.1.1 BJT的结构简介 半导体三极管的结构示意图如图03.1.01所示。它有两种类型:NPN型和PNP型。 集电极，用C或c
两种类型的三极管 集电极，用C或c 表示（Collector）。 发射极，用E或e 表示（Emitter）； 集电区 发射区 基区 发射结(Je) 集电结(Jc) 基极，用B或b表示（Base） 三极管符号

4 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，一般在几个微米至几十个微米，且掺杂浓度最低。
管芯结构剖面图

5 3.1.2 BJT的电流分配与放大原理 三极管的放大作用是在一定的外部条件控制下，通过载流子传输体现出来的。 1. 内部载流子的传输过程
外部条件：发射结正偏，集电结反偏。 1. 内部载流子的传输过程 发射区：发射载流子 集电区：收集载流子 基区：传送和控制载流子 （以NPN为例） 载流子的传输过程

6 BJT的电流分配与放大原理 以上看出，三极管内有两种载流子(自由电子和空穴)参与导电，故称为双极型三极管。或BJT (Bipolar Junction Transistor)。

7 2. 电流分配关系 根据传输过程可知 IE=IB+ IC IC= InC+ ICBO IB= IB’ - ICBO
载流子的传输过程 通常 IC >> ICBO  为电流放大系数，它只与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与外加电压无关。一般  = 0.90.99

8 2. 电流分配关系 根据 IE=IB+ IC IC= InC+ ICBO 且令 ICEO= (1+  ) ICBO （穿透电流）
 是另一个电流放大系数，同样，它也只与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与外加电压无关。一般  >> 1

9 共发射极接法，发射极作为公共电极，用CE表示；
3. 三极管的三种组态 BJT的三种组态 共发射极接法，发射极作为公共电极，用CE表示； 共基极接法，基极作为公共电极，用CB表示。 共集电极接法，集电极作为公共电极，用CC表示;

10 4. 放大作用 若 vI = 20mV 使 iE = -1 mA， 当  = 0.98 时， 则
RL e c b 1k 图 共基极放大电路 IE +iE IC +iC vO + - VEB +vEB + - vI IB +iB VEE VCC 若 vI = 20mV 使 iE = -1 mA， 当  = 0.98 时， 则 iC =  iE = mA， vO = -iC• RL = 0.98 V， 电压放大倍数

11 4. 放大作用 图 03.1.06 共射极放大电路 若 vI = 20mV 使 iB = 20 uA 设  = 0.98 则
+ - b c e RL 1k 共射极放大电路 图 共射极放大电路 若 vI = 20mV vO + - IC +iC 使 iB = 20 uA IB +iB 设  = 0.98 + - VBE +vBE 则 vI VCC IE +iE VBB vO = -iC• RL = V， 电压放大倍数

12 3.1.2 BJT的电流分配与放大原理 综上所述，三极管的放大作用，主要是依靠它的发射极电流能够通过基区传输，然后到达集电极而实现的。
实现这一传输过程的两个条件是： （1）内部条件：发射区杂质浓度远大于基区杂质浓度，且基区很薄。 （2）外部条件：发射结正向偏置，集电结反向偏置。

13 3.1.3 BJT的特性曲线 1. 输入特性曲线 iB=f(vBE) vCE=const vCE vBE
（以共射极放大电路为例） iB=f(vBE) vCE=const (1) 当vCE=0V时，相当于发射结的正向伏安特性曲线。 (2) 当vCE≥1V时， vCB= vCE - vBE>0，集电结已进入反偏状态，开始收 集电子，基区复合减少，同样的vBE下 IB减小，特性曲线右移。 + - b c e 共射极放大电路 VBB VCC vBE iC iB vCE vCE = 0V vCE  1V vCE = 0V

14 BJT的特性曲线 1. 输入特性曲线 (3) 输入特性曲线的三个部分 ①死区 ②非线性区 ③线性区

15 3.1.3 BJT的特性曲线 2. 输出特性曲线 iC=f(vCE) iB=const 输出特性曲线的三个区域:
截止区：iC接近零的区域，相当iB=0的曲线的下方。此时， vBE小于死区电压，集电结反偏。 饱和区：iC明显受vCE控制的区域，该区域内，一般vCE＜0.7V(硅管)。此时，发射结正偏，集电结正偏或反偏电压很小。 放大区：iC平行于vCE轴的区域，曲线基本平行等距。此时，发射结正偏，集电结反偏。

16 3.1.4 BJT的主要参数 1. 电流放大系数 (1)共发射极直流电流放大系数
=（IC－ICEO）/IB≈IC / IB  vCE=const

17 BJT的主要参数 1. 电流放大系数 (2) 共发射极交流电流放大系数  =IC/IBvCE=const

18 3.1.4 BJT的主要参数 (3) 共基极直流电流放大系数 (4) 共基极交流电流放大系数α 1. 电流放大系数
=（IC－ICBO）/IE≈IC/IE (4) 共基极交流电流放大系数α α=IC/IE VCB=const 当ICBO和ICEO很小时， ≈、 ≈，可以不加区分。

19 3.1.4 BJT的主要参数 2. 极间反向电流 (1) 集电极基极间反向饱和电流ICBO 发射极开路时，集电结的反向饱和电流。
(2) 集电极发射极间的反向饱和电流ICEO ICEO=（1+ ）ICBO 即输出特性曲线IB=0那条曲线所对应的Y坐标的数值。 ICEO也称为集电极发射极间穿透电流。 ICEO

20 BJT的主要参数 3. 极限参数 (1) 集电极最大允许电流ICM (2) 集电极最大允许功率损耗PCM PCM= ICVCE

21 3.1.4 BJT的主要参数 3. 极限参数 (3) 反向击穿电压  V(BR)CBO——发射极开路时的集电结反 向击穿电压。
 V(BR) EBO——集电极开路时发射结的反 向击穿电压。  V(BR)CEO——基极开路时集电极和发射 极间的击穿电压。 几个击穿电压有如下关系 V(BR)CBO＞V(BR)CEO＞V(BR) EBO

22 由PCM、 ICM和V(BR)CEO在输出特性曲线上可以确定过损耗区、过电流区和击穿区。
输出特性曲线上的过损耗区和击穿区 end

23 ？ 思 考 题 1. 既然BJT具有两个PN结，可否用两个二极管相联以构成一只BJT，试说明其理由。
2. 能否将BJT的e、c两个电极交换使用，为什么？ 3. 为什么说BJT是电流控制器件？ end

24 复习 iB=f(vBE) vCE=const iC=f(vCE) iB=const 1.三极管NPN和PNP的基本概念
2.三极管放大的条件： 内部条件：发射区杂质浓度远大于基区杂质浓度，且基区很薄.。外部条件：发射结正向偏置，集电结反向偏置。 3.BJT的三种工作状态：放大、截止、饱和。 　BJT的三种工作组态：CE、CB、CC 4.BJT的特性曲线 （1）输入特性曲线 iB=f(vBE) vCE=const （2）输出特性曲线 iC=f(vCE) iB=const

25 3.2 共射极放大电路  电路组成  简化电路及习惯画法  简单工作原理  放大电路的静态和动态  直流通路和交流通路
3.2 共射极放大电路  电路组成  简化电路及习惯画法  简单工作原理  放大电路的静态和动态  直流通路和交流通路  书中有关符号的约定

26 3.2 共射极放大电路 1. 电路组成 输入回路（基极回路） 输出回路（集电极回路）

27 3.2 共射极放大电路 2. 简化电路及习惯画法 习惯画法 共射极基本放大电路

28 3.2 共射极放大电路 3. 简单工作原理 Vi=0 Vi=Vsint

29 4. 放大电路的静态和动态 静态：输入信号为零（vi= 0 或 ii= 0）时，放大电路的工作状态，也称直流工作状态。
3.2 共射极放大电路 4. 放大电路的静态和动态 静态：输入信号为零（vi= 0 或 ii= 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，三极管个电极的电压、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IB、 IC、和VCE （或IBQ、ICQ、和VCEQ ）表示。 # 放大电路为什么要建立正确的静态？

30 5. 直流通路和交流通路  直流电源：内阻为零  耦合电容：通交流、隔直流  直流电源和耦合电容对交流相当于短路 直流通路
3.2 共射极放大电路 5. 直流通路和交流通路 共射极放大电路 直流通路 交流通路  耦合电容：通交流、隔直流  直流电源：内阻为零  直流电源和耦合电容对交流相当于短路

31 ？ 思 考 题 3.2 1. 下列a~f电路哪些具有放大作用？ (a) (b) (f) (e) (c) (d) end

32 3.3 图解分析法 3.3.1 静态工作情况分析 3.3.2 动态工作情况分析  用近似估算法求静态工作点  用图解分析法确定静态工作点
3.3 图解分析法 3.3.1 静态工作情况分析  用近似估算法求静态工作点  用图解分析法确定静态工作点 3.3.2 动态工作情况分析  交流通路及交流负载线  输入交流信号时的图解分析  BJT的三个工作区  输出功率和功率三角形

33 3.3.1 静态工作情况分析 1. 用近似估算法求静态工作点 采用该方法，必须已知三极管的 值。 根据直流通路可知：
1. 用近似估算法求静态工作点 采用该方法，必须已知三极管的 值。 根据直流通路可知： 共射极放大电路 直流通路 + - 一般硅管VBE=0.7V，锗管VBE=0.2V。

34 3.3.1 静态工作情况分析 2. 用图解分析法确定静态工作点 采用该方法分析静态工作点，必须已知三极管的输入输出特性曲线。
3.3 图解分析法 3.3.1 静态工作情况分析 2. 用图解分析法确定静态工作点 采用该方法分析静态工作点，必须已知三极管的输入输出特性曲线。 共射极放大电路 直流通路 IB VBE + - IC VCE  首先，画出直流通路

35  在输入特性曲线上，作出直线 VBE =VCC－IBRb，两线的交点即是Q点，得到IBQ。
 列输入回路方程： VBE =VCC－IBRb 直流通路 IB VBE + - IC VCE  列输出回路方程（直流负载线）： VCE=VCC－ICRc  在输入特性曲线上，作出直线 VBE =VCC－IBRb，两线的交点即是Q点，得到IBQ。  在输出特性曲线上，作出直流负载线 VCE=VCC－ICRc，与IBQ曲线的交点即为Q点，从而得到VCEQ 和ICQ。

36 vCE - VCEQ= -(iC - ICQ ) RL 即 iC = (-1/RL) vCE + (1/RL) VCEQ+ ICQ
3.3 图解分析法 3.3.2 动态工作情况分析 1. 交流通路及交流负载线 共射极放大电路 由交流通路得纯交流负载线： vce= -ic (Rc //RL) R'L= RL∥Rc， 是交流负载电阻。 因为交流负载线必过Q点，即 vce= vCE - VCEQ ic= iC - ICQ 同时，令RL = Rc//RL 交流负载线是有交流输入信号时Q点的运动轨迹。 过输出特性曲线上的Q点做一条斜率为-1/RL 直线，该直线即为交流负载线。 交流通路 ic vce + - 则交流负载线为 vCE - VCEQ= -(iC - ICQ ) RL 即 iC = (-1/RL) vCE + (1/RL) VCEQ+ ICQ

37 3.3.2 动态工作情况分析 2. 输入交流信号时的图解分析
3.3 图解分析法 通过图解分析，可得如下结论： 1. vi vBE iB iC vCE |-vo|  2. vo与vi相位相反； 3. 可以测量出放大电路的电压放大倍数； 4. 可以确定最大不失真输出幅度。 3.3.2 动态工作情况分析 2. 输入交流信号时的图解分析 共射极放大电路 # 动态工作时， iB、 iC的实际电流方向是否改变，vCE的实际电压极性是否改变？

38 3.3.2 动态工作情况分析 3. BJT的三个工作区 正偏 反偏 集电结 发射结 饱和 放大 截止 放大区特点： 发射结正偏，集电结反偏。
3.3 图解分析法 3.3.2 动态工作情况分析 3. BJT的三个工作区 正偏 反偏 集电结 发射结 饱和 放大 截止 放大区特点： 发射结正偏，集电结反偏。 饱和区特点： iC不再随iB的增加而线性增加，即 此时 vCE= VCES ，典型值为0.3V。发射结正偏，集电结正偏。 截止区特点：iB=0， 　iC= ICEO　　　　　　　　发射结反偏，集电结反偏。　 当工作点进入饱和区或截止区时，将产生非线性失真。

39 静态工作点Q设置得不合适，会对放大电路的性能造成影响。导致输出信号的波形不能完全重现输入信号的波形。
非线性失真 (1)定义 静态工作点Q设置得不合适，会对放大电路的性能造成影响。导致输出信号的波形不能完全重现输入信号的波形。 (2) 饱和失真 若Q点偏高，当ib按正弦规律变化时，Q/ 进入饱和区，造成ic和uce的波形与ib（或ui）的波形不一致，对NPN管输出电压uo（即uce）的负半周出现平顶畸变。 饱和失真也称为底部失真

40 (3) 截止失真 若Q点偏低，则Q//进入截止区，对NPN管而言，输出电压uo的正半周出现平顶畸变，称为截止失真。 截止失真也称为顶部失真
饱和失真和截止失真统称为非线性失真。

41 3.3.2 动态工作情况分析 放大电路的动态范围 放大电路要想获得大的不失真输出幅度，要求： 工作点Q要设置在输出特性曲线放大区的中间部位；
3.3 图解分析法 3.3.2 动态工作情况分析 放大电路的动态范围 放大电路要想获得大的不失真输出幅度，要求： 工作点Q要设置在输出特性曲线放大区的中间部位； VCC/ 问题：如何求最大不失真输出电压？ Vomax=min[(VCEQ-VCES),(VCC/-VCEQ)] 要有合适的交流负载线。

42 3.3.2 动态工作情况分析 4. 输出功率和功率三角形 （思考题） 放大电路向电阻性负载提供的输出功率
3.3 图解分析法 3.3.2 动态工作情况分析 （思考题） 4. 输出功率和功率三角形 放大电路向电阻性负载提供的输出功率 在输出特性曲线上，正好是三角形ABQ的面积，这一三角形称为功率三角形。 功率三角形 要想PO大，就要使功率三角形的面积大，即必须使Vom 和Iom 都要大。

43 解： （1）U1 b、U2 e、U3 c NPN 硅 （2）U1 b、U2 e、U3 c NPN 锗
如何判断三极管的管脚、管型？电位判断法，电流判断法。 例：测得工作在放大电路中几个晶体管三个电极的电位U1、U2、U3分别为： （1）U1=3.5V、U2=2.8V、　U3=12V （2）U1=3V、　U2=2.8V、　U3=12V （3）U1=6V、　U2=11.3V、　U3=12V （4）U1=6V、　U2=11.8V、　U3=12V 试判断它们是NPN型还是PNP型？是硅管还是锗管？并确定e、b、c。 解： 原则：发射结正偏，集电结反偏。NPN管　UBE＞0，　 UBC＜0。 　　　先求UBE，若等于 V，为硅管；若等于 V，为锗管。 　　　PNP管自己分析。 　　（1）U1 b、U2 e、U3 c NPN 硅 （2）U1 b、U2 e、U3 c NPN 锗 （3）U1 c、U2 b、U3 e PNP 硅 （4）U1 c、U2 b、U3 e PNP 锗

44 例 某放大电路中BJT三个电极的电流如图所示。
IA＝-2mA,IB＝-0.04mA,IC＝+2.04mA,试判断管脚、管型。 解：电流判断法。 　　电流的正方向和KCL。IE=IB+ IC A IA C为发射极 B为基极 A为集电极。 管型为NPN管。 IB IC B C 管脚、管型的判断法也可采用万用表电阻法。参考实验。

45 例：测量某BJT各电极对地的电压值如下，试判别管子工作在什么区域？
三极管工作区域的判断 例：测量某BJT各电极对地的电压值如下，试判别管子工作在什么区域？ （1） VC ＝6V　 　VB ＝0.7V　 VE ＝0V （2） VC ＝6V　 　VB ＝4V　 VE ＝3.6V （3） VC ＝3.6V　 VB ＝4V　 VE ＝3.4V 原则： 正偏 反偏 集电结 发射结 饱和 放大 截止 对NPN管而言，放大时VC ＞ VB ＞ VE 对PNP管而言，放大时VC ＜ VB ＜VE 解： （1） 放大区 （2）截止区 （3）饱和区

46 例题 end 放大电路如图所示。已知BJT的 ß=80， Rb=300k， Rc=2k， VCC= +12V，求：
共射极放大电路 放大电路如图所示。已知BJT的 ß=80， Rb=300k， Rc=2k， VCC= +12V，求： （1）放大电路的Q点。此时BJT工作在哪个区域？ （2）当Rb=100k时，放大电路的Q点。此时BJT工作在哪个区域？（忽略BJT的饱和压降） 解：（1） 静态工作点为Q（40uA，3.2mA，5.6V），BJT工作在放大区。 （2）当Rb=100k时， VCE不可能为负值， 其最小值也只能为0，即IC的最大电流为： 此时，Q（120uA，6mA，0V）， 所以BJT工作在饱和区。 end

47 3.4 小信号模型分析法 3.4.1 BJT的小信号建模 3.4.2 共射极放大电路的小信号模型分析  H参数的引出  H参数小信号模型
3.4 小信号模型分析法 BJT的小信号建模 （意义、思路）  H参数的引出  H参数小信号模型  模型的简化  H参数的确定 共射极放大电路的小信号模型分析  利用直流通路求Q点  画小信号等效电路  求放大电路动态指标

48 3.4.1 BJT的小信号建模 建立小信号模型的意义 建立小信号模型的思路
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，就是将非线性器件做线性化处理，从而简化放大电路的分析和设计。 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。

49 1. H参数的引出 vbe= hieib+ hrevce ic= hfeib+ hoevce
BJT的小信号建模 1. H参数的引出 vBE vCE iB c e b iC BJT双口网络 对于BJT双口网络，我们已经知道输入输出特性曲线如下： iB=f(vBE) vCE=const iC=f(vCE) iB=const 可以写成： 在小信号情况下，对上两式取全微分得 用小信号交流分量表示 vbe= hieib+ hrevce ic= hfeib+ hoevce

50 四个参数量纲各不相同，故称为混合参数（H参数）。
BJT的小信号建模 1. H参数的引出 vbe= hieib+ hrevce ic= hfeib+ hoevce 其中： 输出端交流短路时的输入电阻； 输出端交流短路时的正向电流传输比或电流放大系数； 输入端交流开路时的反向电压传输比； 输入端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）。

51 2. H参数小信号模型 根据 vbe= hieib+ hrevce ic= hfeib+ hoevce 可得小信号模型 hfeib ic
BJT的小信号建模 2. H参数小信号模型 vBE vCE iB c e b iC BJT双口网络 根据  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。  H参数都是微变参数，所以只适合对交流信号的分析。 vbe= hieib+ hrevce ic= hfeib+ hoevce 可得小信号模型 BJT的H参数模型 hfeib ic vce ib vbe hrevce hie hoe

52 3. 模型的简化 hfeib ic vce ib vbe hrevce hie hoe  ib ic vce ib vbe uT vce
BJT的小信号建模 3. 模型的简化 一般采用习惯符号 hfeib ic vce ib vbe hrevce hie hoe   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= hie  = hfe uT = hre rce= 1/hoe 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  ib ic vce ib vbe uT vce rbe rce

53 4. 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
BJT的小信号建模 4. 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= rb + (1+  ) re 其中对于低频小功率管 rb≈200 而 (T=300K) 则

54 模拟信号的放大 信号源 负载 电压增益（电压放大倍数） 电流增益 互阻增益 互导增益

55 3.4.2 用H参数小信号模型分析共 射极基本放大电路 1. 利用直流通路求Q点 一般硅管VBE=0.7V，锗管VBE=0.2V， 已知。
共射极放大电路 一般硅管VBE=0.7V，锗管VBE=0.2V， 已知。

56 小信号模型分析 3. 求电压增益 Rb vi Rc RL 根据 则电压增益为 （可作为公式）

57 2. 画出小信号等效电路 ic vce + - Rb vi Rc RL vi Rb Rb vi Rc Rb 交流通路 共射极放大电路
小信号模型分析 2. 画出小信号等效电路 共射极放大电路 ic vce + - 交流通路 Rb vi Rc RL vi Rb Rb vi Rc Rb H参数小信号等效电路

58 小信号模型分析 4. 求输入电阻 Rb Rc RL Ri Rb Rc RL Ro 5. 求输出电阻 令 Ro = Rc 所以

59 例题 end 放大电路如图所示。已知BJT的 ß=80， Rb=300k， Rc=2k， VCC= +12V，求：
共射极放大电路 放大电路如图所示。已知BJT的 ß=80， Rb=300k， Rc=2k， VCC= +12V，求： （1）放大电路的Q点。此时BJT工作在哪个区域？ （2）当Rb=100k时，放大电路的Q点。此时BJT工作在哪个区域？（忽略BJT的饱和压降） 解：（1） 静态工作点为Q（40uA，3.2mA，5.6V），BJT工作在放大区。 （2）当Rb=100k时， VCE不可能为负值， 其最小值也只能为0，即IC的最大电流为： 此时，Q（120uA，6mA，0V）， 所以BJT工作在饱和区。 end

60 例 如图，已知BJT的β=100， VBE=-0.7V。 （1）试求该电路的静态工作点； （2）画出简化的小信号等效电路；
（3）求该电路的电压增益AV， 输出电阻Ro、输入电阻Ri。 解（1）求Q点，作直流通路 直流通路 + -

61 2. 画出小信号等效电路 3. 求电压增益 Rb vi Rc RL ＝200+（1+100）26/4 =865欧

62 4. 求输入电阻 Rb vi Rc RL 5. 求输出电阻 Ro = Rc ＝2K 6.非线性失真判断 底部失真即截止失真
4. 求输入电阻 Rb vi Rc RL 5. 求输出电阻 Ro = Rc ＝2K Vs t 6.非线性失真判断 Vo t 底部失真即截止失真 基极电流太小，应减小基极电阻。

63 3.5 放大电路的工作点稳定问题 3.5.1 温度对工作点的影响 3.5.2 射极偏置电路  温度变化对ICBO的影响
3.5 放大电路的工作点稳定问题 温度对工作点的影响  温度变化对ICBO的影响  温度变化对输入特性曲线的影响  温度变化对 的影响 射极偏置电路  稳定工作点原理  放大电路指标分析  固定偏流电路与射极偏置电路的比较

64 3.5.1 温度对工作点的影响 总之： ICBO   ICEO  T   VBE   IB   IC   
温度对工作点的影响 1. 温度变化对ICBO的影响 温度T   输出特性曲线上移 总之： ICBO   ICEO  T   VBE   IB   IC    2. 温度变化对输入特性曲线的影响 温度T   输入特性曲线左移 3. 温度变化对 的影响 温度每升高1 °C ，  要增加0.5%1.0% 温度T   输出特性曲线族间距增大

65 3.5.2 射极偏置电路 1. 稳定工作点原理 T   IC  IE  VE、VB不变  VBE   IB IC
射极偏置电路 1. 稳定工作点原理 目标：温度变化时，使IC维持恒定。 如果温度变化时，b点电位能基本不变，则可实现静态工作点的稳定。 稳定原理： T  此时，  IC  IE  VE、VB不变  VBE   IB 不随温度变化而变化。 IC 一般取 I1 =(5~10)IB ， VB =3V~5V （反馈控制）

66 射极偏置电路 2. 放大电路指标分析 ①静态工作点

67 2. 放大电路指标分析 ②电压增益 <A>画小信号等效电路 <B>确定模型参数 已知，求rbe
射极偏置电路 2. 放大电路指标分析 ②电压增益 <A>画小信号等效电路 <B>确定模型参数 已知，求rbe <C>增益 输出回路： 输入回路： 电压增益：

68 射极偏置电路 2. 放大电路指标分析 ③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

69 2. 放大电路指标分析 ④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
射极偏置电路 2. 放大电路指标分析 ④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 rce对分析过程影响很大，此处不能忽略 对回路1和2列KVL方程 其中 则 输出电阻 当 时， 一般 （ ）

70 射极偏置电路 3. 固定偏流电路与射极偏置电路的比较 共射极放大电路 静态：

71 3. 固定偏流电路与射极偏置电路的比较 vi 电压增益： 输入电阻： 输出电阻： Ro = Rc
射极偏置电路 3. 固定偏流电路与射极偏置电路的比较 固定偏流共射极放大电路 Rb vi Rc RL 固定偏流共射极放大电路 电压增益： 输入电阻： 输出电阻： Ro = Rc # 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？

72 射极偏置电路 end

73 B RC IC RB1 IB IE I1 I2 RB2 RE 例 电路如下图所示，已知β=60。 （1）用估算法计算Q点；
（2）求输入电阻； （3）用小信号模型分析法求电压增益。 解： (1)静态工作点 直流通路 B RC IC UCE RB1 IB VCC IE I1 I2 RB2 RE

74 (2) 求输入电阻 ＝1.2K （3）求电压增益

75 3.6 共集电极电路和共基极电路 共集电极电路 共基极电路  静态工作点  动态指标  三种组态的比较

76 共集电极电路 1. 电路分析 共集电极电路结构如图示 该电路也称为射极输出器 ①求静态工作点 得 由

77 1. 电路分析 ②电压增益 <A>画小信号等效电路 <B>确定模型参数  已知，求rbe <C>增益
共集电极电路 1. 电路分析 ②电压增益 <A>画小信号等效电路 <B>确定模型参数  已知，求rbe <C>增益 输入回路： 其中 输出回路： 电压增益： 一般 ，则电压增益接近于1， 即 电压跟随器

78 1. 电路分析 ③输入电阻 ④输出电阻 共集电极电路特点： ◆ 电压增益小于1但接近于1， ◆ 输入电阻大，对电压信号源衰减小
共集电极电路 1. 电路分析 ③输入电阻 ④输出电阻 由电路列出方程 根据定义 VT 由电路列出方程 其中 共集电极电路特点： ◆ 电压增益小于1但接近于1， ◆ 输入电阻大，对电压信号源衰减小 ◆ 输出电阻小，带负载能力强 则输出电阻 则输入电阻 当 ， 时， 输出电阻小 输入电阻大 当 ， 时， # 既然共集电极电路的电压增益小于1（接近于1），那么它对电压放大没有任何作用。这种说法是否正确？

79 2 复合管 作用：提高电流放大系数，增大电阻rbe

80 复合管 1.组成原则：T1管的c或e极接T2管的b极； 两管都处于放大区（电流走的通）。 2.复合管等效管类型由第一个管子决定。
3.复合管也称为达林顿管

81 共基极电路 1. 静态工作点 直流通路与射极偏置电路相同

82 共基极电路 2. 动态指标 ①电压增益 输入回路： 输出回路： 电压增益：

83 共基极电路 2. 动态指标 ② 输入电阻 ③ 输出电阻 # 共基极电路的输入电阻很小，最适合用来放大何种信号源的信号？

84 共基极电路 3. 三种组态的比较 电压增益： 输入电阻： 输出电阻：

85 例3.6.1 如图属于何种组态？其输出电压的波形是否正确？若有错，请改正。
例3.6.1　如图属于何种组态？其输出电压的波形是否正确？若有错，请改正。 Vo Vi -Vcc R2 R3 Re R1 + 解　共集电极组态 Vo Vi 不正确。 共集电极电路特点： ◆ 电压增益小于1但接近于1， ◆ 输入电阻大，对电压信号源衰减小 ◆ 输出电阻小，带负载能力强

86 例　3.6.4 电路如图题所示，BJT的 电流放大系数为β，输入电阻为rbe， 略去了偏置电路。试求下列三种情况下 的电压增益AV、输入电阻Ri和输出电阻RO ①vs2=0，从集电极输出； ②vs1=0，从集电极输出； ③vs2=0，从发射极输出。 vs2 vs1 + - Re Rc T b e c 解　① 　共发射极接法 b Rc vi vo e c + - rbe βIb Re Ib Ie

87 ②共基极组态 e b c vs2 - + vo Re Rc T vs2 vs1 + - Re Rc T b e c vs2 + - Re Rc e b c vo rbe βIb Ie Ib

88 vs1 e c b Rc Re vo + - ③共集电极组态 vs2 vs1 + - Re Rc T b e c Ic Ie + vs1 - e c b rbe Re Rc vo βIb Ib

89 本章小结 1.三极管的基本知识。 2.三极管的三种工作状态。
3.三极管的三种工作组态（电路、静态、动态分析）重点掌握CE二种电路的分析、计算方法。

90 本章结束

91 3.7 放大电路的频率响应 3.7.1 单时间常数RC电路的频率响应 3.7.2 单极放大电路的高频响应 3.7.3 单极放大电路的低频响应
3.7 放大电路的频率响应 单时间常数RC电路的频率响应  RC低通电路的频率响应  RC高通电路的频率响应 单极放大电路的高频响应 单极放大电路的低频响应  低频等效电路  低频响应 多级放大电路的频率响应  多级放大电路的增益  多级放大电路的频率响应

92 研究放大电路的动态指标（主要是增益）随信号频率变化时的响应。
单时间常数RC电路的频率响应 研究放大电路的动态指标（主要是增益）随信号频率变化时的响应。 1. RC低通电路的频率响应 ①增益频率函数 （电路理论中的稳态分析） RC电路的电压增益（传递函数）： 又 且令 则 1. 从物理意义上解释低通电路 2. 稳态分析方法 3. 增益与传递函数 4. 复数的模与相角 （幅频响应） 电压增益的幅值（模） （相频响应） 电压增益的相角

93 1. RC低通电路的频率响应 ②频率响应曲线描述 幅频响应 相频响应 0分贝水平线 因为 最大误差 -3dB 所以 表示输出与输入的相位差
高频时，输出滞后输入

94 3.7.1 RC电路的频率响应 2. RC高通电路的频率响应 RC电路的电压增益： 幅频响应 相频响应 输出超前输入

95 3.7.2 单极放大电路的高频响应 1. BJT的高频小信号建模 2. 共射极放大电路的高频响应 3. 共基极放大电路的高频响应
单极放大电路的高频响应 1. BJT的高频小信号建模 ◆ 模型的引出 ◆ 模型简化 ◆ 模型参数的获得 ◆ 的频率响应 2. 共射极放大电路的高频响应 ◆ 型高频等效电路 ◆ 高频响应 ◆ 增益-带宽积 3. 共基极放大电路的高频响应 ◆ 高频等效电路 ◆ 高频响应 ◆ 几个上限频率的比较

96 3.7.2 单极放大电路的高频响应 1. BJT的高频小信号建模 ①模型的引出 rbb' ---基区的体电阻，b'是假想的基区内的一个点。
单极放大电路的高频响应 1. BJT的高频小信号建模 ①模型的引出 rbb' ---基区的体电阻，b'是假想的基区内的一个点。 rb'e---发射结电阻re归算到基极回路的电阻 ---发射结电容 ---集电结电阻 ---集电结电容 互导

97 单极放大电路的高频响应 1. BJT的高频小信号建模 ②模型简化 混合型高频小信号模型

98 1. BJT的高频小信号建模 ③模型参数的获得 低频时，混合模型与H参数模型等效 又 rbe= rb + (1+  ) re 所以
单级高频响应 1. BJT的高频小信号建模 ③模型参数的获得 （与H参数的关系） 低频时，混合模型与H参数模型等效 又 rbe= rb + (1+  ) re 所以 又因为 所以 从手册中查出

99 单级高频响应 1. BJT的高频小信号建模 ④的频率响应 由H参数可知 即 根据混合模型得 当 时， 所以 低频时

100 1. BJT的高频小信号建模 ④的频率响应 的幅频响应 令 则 ——共发射极截止频率 ——特征频率 ——共基极截止频率
单级高频响应 1. BJT的高频小信号建模 ④的频率响应 的幅频响应 令 则 ——共发射极截止频率 ——特征频率 ——共基极截止频率

101 单级高频响应 2. 共射极放大电路的高频响应 ①型高频等效电路 <A>等效电路

102 2. 共射极放大电路的高频响应 ①型高频等效电路 <B>电路简化 对节点 c 列KCL得 忽略 的分流得 称为密勒电容
单级高频响应 2. 共射极放大电路的高频响应 ①型高频等效电路 <B>电路简化 对节点 c 列KCL得 忽略 的分流得 称为密勒电容 等效后断开了输入输出之间的联系

103 单级高频响应 2. 共射极放大电路的高频响应 ①型高频等效电路 <B>电路简化 最后

104 单级高频响应 2. 共射极放大电路的高频响应 ②高频响应 由电路得 又 电压增益频响 其中 低频增益 上限频率

105 单级高频响应 2. 共射极放大电路的高频响应 ③增益-带宽积 BJT 一旦确定， 带宽增益积基本为常数 # 如何提高带宽？

106 例题 例3.7.1 设共射放大电路在室温下运行，其参数为： 试计算它的低频电压增益和上限频率。 解： 模型参数为 低频电压增益为
例 设共射放大电路在室温下运行，其参数为： 试计算它的低频电压增益和上限频率。 解： 模型参数为 低频电压增益为 所以上限频率为 又因为

107 单级高频响应 3. 共基极放大电路的高频响应 ①高频等效电路

108 3. 共基极放大电路的高频响应 ②高频响应 忽略 列 e 点的KCL 而 所以电流增益为 电压增益为 其中 其中 特征频率
单级高频响应 3. 共基极放大电路的高频响应 ②高频响应 忽略 列 e 点的KCL 而 所以电流增益为 电压增益为 其中 其中 特征频率

109 单极放大电路的低频响应 1. 低频等效电路

110 单极放大电路的低频响应 2. 低频响应 当 中频增益 则 按图3.7.13参数计算 下限频率取决于 即

111 3.7.4 多极放大电路的频率响应 1. 多级放大电路的增益 • 前级的开路电压是下级的信号源电压 • 前级的输出阻抗是下级的信号源阻抗
多极放大电路的频率响应 1. 多级放大电路的增益 • 前级的开路电压是下级的信号源电压 • 前级的输出阻抗是下级的信号源阻抗 • 下级的输入阻抗是前级的负载

112 3.7.4 多极放大电路的频率响应 2. 多级放大电路的频率响应 （仿真） end （以两级为例） 当两级增益和频带均相同时，
多极放大电路的频率响应 2. 多级放大电路的频率响应 （以两级为例） 当两级增益和频带均相同时， 则单级的上下限频率处的增益为 两级的增益为 即两级的带宽小于单级带宽 • 多级放大电路的通频带比 它的任何一级都窄 end