第4章__基本的晶体管放大器
第4章 三极管及放大电路基础1
与 的关系
IC IC ICBO I E ICBO IC I B ICBO
(1 ) IC I B ICBO
I CBO IC IB 1 1
IE
N
P
N
I'C ICBO IC
IC I B (1 ) ICBO
共射直流电流放大倍数： IC I B 1.7 42.5 0.04 共射交流电流放大倍数： IC I B 2.5 1.7 40 0.06 0.04 说明： 例：UCE=6V时： 曲线的疏密反映了 的大小； IC(mA ) 160mA 电流放大倍数与工作点的位置有关； I 5 140mA CM 120mA 交、直流的电流放大倍数差别不大， 4 100mA 今后不再区别；
3 80mA
___
4. 集电极最大电流ICM 当值下降到正常值的三分之二时的 集电极电流即为ICM。
IC
2.5 2 1.7
1 0 2 4 6 8
IB 40mA
IB=60mA 20mA IB=0 10 UCE(V)
六、主要参数
5. 集-射极反向击穿电压U(BR)CEO 手册上给出的数值是25C、基极开路时的击穿电压U(BR)CEO。 6. 集电极最大允许功耗PCM 集电极电流IC 流过三极管， 所发出的焦耳热为： PC =ICUCE 导致结温 上升，PC 有限制， PCPCM 7. 频率参数
扩散 I C 复合 I B
IC
C
N
IB
P N
EC
或者 IC≈IB
I E IC I B (1 ) I B
EB
E
IE
二、电流放大原理
晶体管单管放大器实验报告
一、实验目的1. 理解晶体管单管放大器的基本原理和组成。
2. 掌握晶体管单管放大器静态工作点的调试方法。
3. 熟悉晶体管单管放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及最大不失真输出电压的测试方法。
4. 提高对常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用能力。
二、实验原理晶体管单管放大器是一种常见的放大电路，主要由晶体管、偏置电阻、负载电阻和耦合电容等组成。
实验电路采用共射极接法，通过输入信号u_i在晶体管的基极输入，放大后的信号u_o从集电极输出。
实验电路中，偏置电阻Rb1和Rb2组成分压电路，为晶体管提供合适的静态工作点。
负载电阻Rl接收放大后的信号，耦合电容C1和C2分别对输入信号和输出信号进行耦合，抑制交流干扰。
三、实验仪器与材料1. 晶体管（例如：3DG6）2. 偏置电阻（例如：Rb1=10kΩ，Rb2=20kΩ）3. 负载电阻（例如：Rl=10kΩ）4. 耦合电容（例如：C1=0.01μF，C2=0.01μF）5. 函数信号发生器6. 双踪示波器7. 万用电表8. 直流稳压电源9. 实验电路板四、实验步骤1. 按照实验电路图连接电路，将各元件和导线接到实验电路板上。
2. 将函数信号发生器输出端连接到双踪示波器，设置信号频率为1kHz，幅值为1V。
3. 将直流稳压电源连接到电路板，调节输出电压为12V。
4. 调节偏置电阻Rb1和Rb2，使晶体管处于合适的静态工作点。
使用万用电表测量晶体管的集电极电流Ic和集电极电压Uc，使其满足Ic=2mA，Uc=6V。
5. 在晶体管基极输入信号，观察双踪示波器上输入信号和输出信号的波形，记录电压放大倍数。
6. 测量输入电阻Ri和输出电阻Rl，计算放大器的输入电阻和输出电阻。
7. 调节输入信号幅值，观察输出波形，记录最大不失真输出电压。
五、实验数据及分析1. 静态工作点调试结果：Ic=2mA，Uc=6V。
2. 电压放大倍数：A_v=20。
3. 输入电阻：Ri=2kΩ。
第04章 集成运算放大电路题解
第四章集成运算放大电路自测题一、选择合适答案填入空内。
（1）集成运放电路采用直接耦合方式是因为。
A．可获得很大的放大倍数B. 可使温漂小C．集成工艺难于制造大容量电容（2）通用型集成运放适用于放大。
A．高频信号B.低频信号C.任何频率信号（3）集成运放制造工艺使得同类半导体管的。
A.指标参数准确B.参数不受温度影响C．参数一致性好（4）集成运放的输入级采用差分放大电路是因为可以。
A．减小温漂B. 增大放大倍数C. 提高输入电阻（5）为增大电压放大倍数，集成运放的中间级多采用。
A．共射放大电路B.共集放大电路C．共基放大电路解：（1）C （2）B （3）C （4）A （5）A二、判断下列说法是否正确，用“√”或“×”表示判断结果填入括号内。
（1）运放的输入失调电压U I O 是两输入端电位之差。
( ) （2）运放的输入失调电流I I O 是两端电流之差。
( ) （3）运放的共模抑制比cdCMR A A K =( ) （4）有源负载可以增大放大电路的输出电流。
( )（5）在输入信号作用时，偏置电路改变了各放大管的动态电流。
( ) 解：（1）× （2）√ （3）√ （4）√ （5）× 三、电路如图T4.3所示，已知β1=β2=β3=100。
各管的U B E 均为0.7V ，试求I C 2的值。
图T4.3解：分析估算如下： 100BE1BE2CC =--=RU U V I R μ AβCC B1C0B2C0E1E2CC1C0I I I I I I I I I I I I R +=+=+====1001C =≈⋅+=R R I I I ββμA四、电路如图T4.4所示。
图T4.4（1）说明电路是几级放大电路，各级分别是哪种形式的放大电路（共射、共集、差放……）；（2）分别说明各级采用了哪些措施来改善其性能指标（如增大放大倍数、输入电阻……）。
解：（1）三级放大电路，第一级为共集-共基双端输入单端输出差分放大电路，第二级是共射放大电路，第三级是互补输出级。
第4章 双极型晶体管工作原理
b I
BN
IB+
15V
RB IE I e
IE
U CC
UBB
4.4.2
晶体管伏安特性曲线及参数
晶体管有三个电极,通常用其中两个分别作输入, 晶体管有三个电极 , 通常用其中两个分别作输入 , 输出端,第三个作公共端, 输出端 , 第三个作公共端 , 这样可以构成输入和输出两 个回路.实际中有共发射极 共集电极和共基极三种基 共发射极, 个回路 . 实际中有 共发射极 , 共集电极和共基极 三种基 本接法,如图所示. 本接法,如图所示.
一定而u 增大时,曲线仅略有上翘( 略有增大). 一定而 CE增大时,曲线仅略有上翘(iC略有增大). 原因: 原因: 基区宽度调制效应(Early效应) 基区宽度调制效应(Early效应) 效应 或简称基调效应
UCE
由于基调效应很微弱,uCE 由于基调效应很微弱, 在很大范围内变化时I 在很大范围内变化时 C基本不 一定时, 变.因此,当IB一定时, 因此, 集电极电流具有恒流特性. 集电极电流具有恒流特性.
4.4 双极性晶体管
双极型晶体管是由三层杂质半导体构成的器件.它有 双极型晶体管是由三层杂质半导体构成的器件. 三个电极,所以又称为半导体三极管,晶体三极管等,以 三个电极,所以又称为半导体三极管,晶体三极管等, 后我们统称为晶体管.常见的晶体管其外形如图示. 后我们统称为晶体管.常见的晶体管其外形如图示. 晶体管其外形如图示
共发射极 共基极 共集电极 其中, 共发射极接法更具代表性, 其中 , 共发射极接法更具代表性 , 所以我们主要讨 论共发射极伏安特性曲线. 论共发射极伏安特性曲线.
晶体管共发射极特性曲线
晶体管特性曲线包括输入和输出两组特性曲线. 晶体管特性曲线包括输入和输出两组特性曲线 . 这 两组曲线可以在晶体管特性图示仪的屏幕上直接显示出 也可以用图示电路逐点测出. 来,也可以用图示电路逐点测出. 一,共发射极输出特性曲线 共发射极输出特性曲线 共射输出特性曲线是以 iB为参变量时,iC与uCE间的 为参变量时, 关系曲线,即 关系曲线,
第4章高频功率放大器
3、是根据激励电压vb的大小在已知理想特性曲线上画出对 应电流脉冲ic和输出电压vc的波形
4、求出ic的各次谐波分量Ic0、Ic1、Ic2……由给定的负载谐 振阻抗的大小，即可求得放大器的输出电压、输出功率、 直流供给功率、效率等指标
二、晶体管特性曲线的理想化及其特性曲线
根据理想化原理晶体管的静态转移特性可用交横轴于VBZ 的一条直线来表示(VBZ为截止偏压)。
ic
ic
Q
o
eb o
t
小信号谐振放大器 波形图
t
o
eb o
t
V BZ
谐振功率放大器 波形图
t
ic
ic
Q
o
eb o
t
小信号谐振放大器 波形图
t
ic
ic
o
eb o
t
VBZ
谐振功率放大器 波形图
t
4、谐振功率放大器与非谐振功率放大器的异同
共同之处:都要求输出功率大和效率高。
功率放大器实质上是一个能量转换器，把电源供给的直 流能量转化为交流能量，能量转换的能力即为功率放大器 的效率。
当t=0时，ic= ic max 因此，ic max= gcVbm(1–cos c)
ic max
o
t
2c
尖顶余弦脉冲
eb= –VBB+Vbmcosc=VBZ
若将尖顶脉冲分解为傅里叶级数
ic =Ic0+Icm1cost+Icm2cos2t+…+Icmncosnt+…
由傅里叶级数的求系数法得
第 4 章 高频功率放大器
4.1 概述 4.2 谐振功率放大器的工作原理 4.3 晶体管谐振功率放大器的折线近似分析法 4.4 晶体管功率放大器的高频特性 4.5 高频功率放大器的电路组成
模拟电子技术基础-课程作业
教材 模拟电子技术基础（第四版） 清华大学模拟电子技术课程作业第1章 半导体器件1将PN 结加适当的正向电压，则空间电荷区将( b )。
(a)变宽 (b)变窄 (c)不变2半导体二极管的主要特点是具有( b )。
(a)电流放大作用 (b)单向导电性(c)电压放大作用3二极管导通的条件是加在二极管两端的电压( a )。
(a)正向电压大于PN 结的死区电压 (b)正向电压等于零 (c)必须加反向电压4若将PN 结短接，在外电路将( c )。
(a)产生一定量的恒定电流 (b)产生一冲击电流 (c)不产生电流5电路如图所示，二极管D 1、D 2为理想元件，则在电路中( b )。
(a)D 1起箝位作用，D 2起隔离作用 (b)D 1起隔离作用，D 2起箝位作用 (c)D 1、D 2均起箝位作用 (d)D 1、D 2均起隔离作用D 1V 2V u O6二极管的反向饱和峰值电流随环境温度的升高而( a )。
(a)增大(b)减小 (c)不变7电路如图所示，二极管型号为2CP11，设电压表内阻为无穷大，电阻R =5k Ω，则电压表V 的读数约为( c )。
(a)0.7V (b)0V (c)10VR8电路如图所示，二极管D 为理想元件，输入信号u i 为如图所示的三角波，则输出电压u O的最大值为( c )。
(a)5V (b)10V (c)7VDu O9电路如图所示，二极管为理想元件，u i =6sin ωt V ，U =3V ，当ωt =π2瞬间，输出电压 u O 等于( b )。
(a)0V (b)6V(c)3VDu O10电路如图所示，二极管D 1，D 2，D 3均为理想元件，则输出电压u O ＝( a )。
(a)0V (b)－6V (c)－18V0V3--11电路如图所示，设二极管D1，D2为理想元件，试计算电路中电流I1，I2的值。
23k+-答：D1导通、D2截止.所以：I1=（12V+3V）/ 3k=5mA I2=012电路如图1所示，设输入信号u I1,u I2的波形如图2所示，若忽略二极管的正向压降，试画出输出电压uO的波形，并说明t1,t2时间内二极管D1，D2的工作状态。
放大器的基本工作原理
放大器的基本工作原理放大器是电子设备中常见的一种器件，其主要功能是将输入信号放大，并输出一个更大的信号。
放大器的基本工作原理是通过增加输入信号的幅度，从而使信号更强，以便在电路中传输。
在这篇文章中，我们将深入探讨放大器的工作原理和其在电子领域中的应用。
放大器的工作原理可以通过以下几个方面来解释。
首先，放大器包含一个输入端和一个输出端。
输入端接收到输入信号，这个信号可以是声音、视频等各种形式的电信号。
然后，通过放大器内部的电子元件，如晶体管等，将输入信号的幅度增大。
最后，增大后的信号通过输出端输出。
其次，放大器的核心元件是晶体管。
晶体管是一种半导体器件，具有放大电流的能力。
放大器中通常使用的是三极管，也称为双极型晶体管。
它由三个区域组成：发射极、基极和集电极。
晶体管的工作原理基于PN结和电流控制的原理。
这里需要提到PN结的概念。
在PN结中，P区代表了掺入了三价离子的半导体材料，它带有正电荷；N区代表掺入了五价离子的材料，它带有负电荷。
当这两种材料结合在一起时，就会形成PN结。
当一个正向电压施加在PN结上时，电子从N区流向P区，而空穴（正电荷的电子空位）从P区流向N区。
这会导致N区带正电荷，P 区带负电荷，形成电势差。
这个电势差，也称为“电压”，可以控制电流的传导方式。
接下来，我们来看看晶体管是如何工作的。
当输入信号加到晶体管的基极上时，通过基极电流的变化，可以控制从发射极到集电极的电流。
这种控制电流的方式称为电流放大作用，是放大器的基本功能之一。
换句话说，当输入信号的幅度增加时，晶体管的电流也会相应增加。
这就使得输出信号的幅度也增加，实现信号的放大。
而这个放大过程发生在放大器内的若干级级联放大器中，以增强信号的放大效果。
放大器在电子领域中有着广泛的应用。
在音频设备中，放大器用来放大音频信号，使得人们听到更大音量的声音。
在通信传输中，放大器用来放大信号，使得信号能够在长距离传输过程中保持稳定。
在显像设备中，放大器被用来放大视频信号，以显示更清晰的图像。
第四章 场效应晶体管及其放大电路
ID
IDSS(1源自U GS U GS(off)
)
2
3. 结型场效应管
结型场效应管的特性和耗尽型绝 缘栅场效应管类似。图4-7 a)、 b) 分别为Ｎ沟道和Ｐ沟道的结型场效 应管图形符号。
图4-7
使用结型场效应管时，应使栅极与源极间加反偏电压，漏 极与源极间加正向电压。对于Ｎ沟道的管子来说，栅源电压应 为负值，漏源电压为正值。
图4-1
（1）工作原理
增强型MOS管的源区(N+)、衬底(P型)和漏区(N+)三者之 间形成了两个背靠背的PN+结，漏区和源区被P型衬底隔开。
当栅-源之间的电压 uGS 0时，不管漏源之间的电源VDD 极 性如何，总有一个PN+结反向偏置，此时反向电阻很高，不能 形成导电通道。
若栅极悬空，即使漏源之间加上电压 uDS，也不会产生漏 极电流 iD ，MOS管处于截止状态。
2) 输出特性曲线 I D f (U DS ) UGS常数
图4-4b)是N沟道增强型MOS管的输出特性曲线，输出特性曲 线可分为下列几个区域。
① 可变电阻区
uDS很小时，可不考虑 uDS 对沟道的影响。于是 uGS一 定时，沟道电阻也一定， 故 iD 与 uDS 之间基本上是 线性关系。
uGS 越大，沟道电阻越
的变化而变化，iD 已趋于饱和， 具有恒流性质。所以这个区域 又称饱和区。
③ 截止区
uGS UGS(th)时以下的区域。
（夹断区）
当uDS增大一定值以后，漏源之间会发生击穿，漏极电流 iD急剧增大。
2. N沟道耗尽型绝缘栅场效应管的结构
上述的增强型绝缘栅场效应管只有当 uGS U GS(th) 时才能形成导电沟道，如果在制造时就使它具有一个原始 导电沟道，这种绝缘栅场效应管称为耗尽型。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
RC
置零
＋
ui
短路 1/C0
交流通道 ib
＋
ic uce
＋
ui
RB
RC RL
uo
三极管的微变等效电路 首先考察输入回路 iB iB uBE uBE
当信号很小时，将输 入特性在小范围内近 似线性。
u BE u be rbe i B ib
对输入的小交流信号而 言，三极管BE间等效 于电阻rbe。
+EC C2
+
EC RC
静态IC
UCE
-
+ uo -
IB
UCE
静态UCE
EC
与IB所决 定的那一 条输出特 性曲线的 交点就是 Q点
动态分析
(1)用图解法分析交流电压放大原理
ib
IB
IC
ib Q
ic Q
ui
UBE uCE怎么变化
UCE
假设uBE静态工作点的基础 上有一微小的变化 ui
IC
uCE的变化沿一条线— 交流负载线（当无负载电 阻RL时，交流负载线就是 直流负载线）
I B i b
所以：i c i b
uCE
输出端相当于一个受 ib控制的电流源。
三极管的微变等效电路
ic ib
＋ ＋
ib
＋
ic ib
＋
ube
uce
ube rbe
uce
放大电路的微变等效电路 交流通道
ui
RB
RC
RL
uo
将交流通道中的三极管用微变等效电路代替 ii ib ic
对输入的小交流信号而言，三极管BE 间等效于电阻rbe。
ib
＋
b
c
e
＋
b
ib
ube r be
ube
e
26(mV) rbe 300( ) (1 ) I E (mA)
rbe的量级从几百欧到几千欧。
考察输出回路 iC 近似平行
i C I C i c (I B i b )
所有独立电源置零，保留受控源，加压求流法。
用加压求 流法求输 出电阻：
0
Ii
0
Ic
Ib
I
RB
Ib
rbe RC
U
所以：
ro
U I
Rc
用图解法进行放大器失真分析
失真——输出波形较输入波形发生畸变，
称为失真 为了得到尽量大的输出信号，要把Q设置在 交流负载线的中间部分。如果Q设置不合适， 信号进入截止区或饱和区，造成非线性失真。
ui RB ib rbe
目的
RL RC
将电子问题 uo 化为受控源 电路的问题 来解
用微变等效电路估算电压放大倍数的计算
Ii
Ib
Ic
Ui
RL RC
RB
rbe
Ib
Uo
U i I b rbe
U o I b R L
U RL o Av U rbe i
RB称为偏置电阻 IB称为偏置电流
IB UBE-
（b）估算UCE、IC、IE
+EC
RB
RC
+
IC
I C I B
U CE EC I C RC
UCE
-
I E I C I B ( 1) I B
（2）用图解法分析静态工作点 直流负载线 UCE=EC–ICRC IC Q
+ ui RB C1 RC
IC
IB
UCE
静态分析 （1）用估算法求静态工作点 先画出放大电路的直流通道 +EC 直流通道 RC
RB C1
RC
+EC
C2 开路 RL
RB
开路
然后用基尔霍夫定律列方程，求出静态工作点
（a）估算IB（ UBE 0.7V)
EC I B RB U BE
+EC RB RC
+
EC U BE IB RB EC 0.7 RB
+E -EC C
RB C1
+
RC
IC C 2
+
电解电容极性倒过来
+
+
T IB IE
ui
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱuo
题7 （PNP三极管放大器） -EC R1 C1
+
电解电容
RC
T
C2
+
ui
R2
RE
RL
+
uo
图解法
放大 电路 分析 图解法 动态分析 微变等效电路法 计算机仿真
静态工作点（定义） （ UBE 、 IB 、 IC、 IE、 UCE）
+EC
RB RC
C1
IB
+ U
B
IC C 2 UCE
+ -
-
ui=0时
E
RL IE=IB+IC
无信号输入时
静态工作点(图解） (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。 IB IB Q UBE UBE UCE IC Q
题3
C3 C1
RB
+EC RC C2
T
ui uo RE CE
无放大作用。 输入信号通过电容C3及直流电源对地短路
题4
RB
+EC C2
C1 T
ui
uo RE
无放大作用。 无RC，输出电压=0
题5
RB RC T ui
+EC
C1
C2
uo
无放大作用。 PNP三极管，无静态电流
题6
电解电容
PNP三极管，接负电源- EC
基本放大电路
1最简单的放大器
2静态工作点分析
3微变等效电路分析
4图解法分析
5失真分析
最简单的基本放大器组成
集电极 电阻
+EC 正电源
输出耦 C2 合电容
基极 电阻
RB
RC
B C E +
+
输入 电压
C1 +
输入耦 合电容
+
RL
T 三极管
ui
-
uo 输出 电压
-
负载 电阻
放大电路的分析方法
估算法 静态分析
合适的静态工作点能保证输出电压幅度最大 且不失真 iC iC iB
IC
ic uCE
IB
ib
t
t
可输出 的最大 不失真 信号
t
uo
Q点过低，信号进入截止区
iC
IC
iC ic uCE
iB
IB
ib
t
t t
称为截止失真
t
uo
uo波形
Q点过高，信号进入饱和区
iC
IC
iC
iB
IB
ic
ib
t
uCE
t
t
uo
称为饱和失真
讨论课
从静态工作点的设置和微变等效电路上，判断各电 路对输入的正弦交流信号ui有无放大作用，并说明原因。 假设各电容对交流信号均可视为短路。 ui 幅度很小，在 10mV以内。
题1
C1
+EC
无放大作用
T ui
RB R
E
C2
静态IB、IC=0
uo
题2
RC
+EC
C1 T
ui
C2
uo RE CE
无放大作用。 输入信号通过直流电源对地短路
+EC
ic
Q
t
UCE
+ ui -
RB C1
RC
C2
uCE
+
uCE
-
+ uo -
t
各点波形
+EC
RB
iC
C1
ui
iB uBE
RC uCE
C2
uo
uo比ui幅度放大且相位相反
(2)用微变等效电路估算电压放大倍数的计算 放大器的交流通道及微变等效电路 对交流信号(输入信号ui) RB C1
＋
+EC C2 短路 RL uo
R L R C // R L
负号表示输出与输入反相
输入电阻（交流输入电阻）的计算
Ii
Ib
Ic
Ui
RL
RB
rbe
IB
RC
Uo
输入电阻的定义：
ri
Ui Ii
R B // rbe rbe
输出电阻的计算
对于负载而言，放大电路相当于信号源， 可以将它进行戴维南等效，戴维南等效电路 的内阻就是输出电阻。 计算输出电阻的方法：