模电第二章
模电-第二章
2.2.1 共射放大电路的基本组成
集电极电源， 为电路提供能 量。并保证集 电结反偏。
+EC RC T
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。
C1 RB EB
C2
输入 ui
uo 输出
参考点
(2-10)
+EC RC
C1 T
基极电源与 基极电阻
C2
集电极电阻， 将变化的电流 转变为变化的 电压。
U om =
min U CEQ U CES ，I CQ RL 2
(2-34)
三、波形非线性失真的分析：
在放大电路中，输出信号应该成比例地放大输入 信号（即线性放大）；如果两者不成比例，则输出 信号不能反映输入信号的情况，放大电路产生非线 性失真。
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。
特点：直观形象
定量分析误差大 无法反映高频信号时极间电容的影响
适用：幅值大、频率不太高的信号分析
P93 例2.3.1
(2-43)
2.3.4 等效电路法
一、晶体管的直流模型及静态工作点的估算
直流模型：
iB
iC
IBQ
b
Uon
IBQ
c
Uon
uBE
uCE
e
(2-44)
估算法： +EC RB RC
RB 称为偏置电阻，IB 称为 偏置电流。
(2-33)
图解分析方法：
1. 求出静态工作点 Q
2. 画出交流通路，求出交流负载电阻 R = Rc ∥ RL L 作出交流负载线 3. 以 Q 为基准，在输入特性曲线上，根据 ui 的变化 波形求出 ib 的波形及幅值 Ibm 4. 求增益 Au = Uom/Uim Ai = Iom/Iim
模电第二章放大电路的基本知识全解
三.放大电路的组成原则
2.2.1
iC RC
放
iB
大
vs
RB
VBB
T vo
VCC
电 路 的
组
交流待放大输入信号能够顺利地加至 成 放大电路的输入端。
被放大的交流输出信号能够顺利地送至 负载，以实现信号的放大。
2.2.2 放大电路的主要性能指标
第
二
Ii
Io
节
放
Is Rs
Rs Vi
大 电
I&o
I&i VI&&oi
大 电 路 的 主 要
电压增益 20lg A&v (dB) 功率增益 10 lg A&P (dB)
电流增益 20lg A&i (dB) 性 能 指
甲放大电路的增益为-20倍，乙放大电路的增益 标
为-20dB，问哪个电路的增益大？
四.通频带
通频带：用于衡量放大电路对不
A&v
V&o V&i
源电压 增益
A&vs
V&o V&s
主 要 性 能 指 标
三.放大倍数
2.2.2
Rs Ii
Vs
Vi
Zi
放
Io
Zi
大 电 路
Zo Vo'
Vo
RL Zo
放 大 电 路 的 主
电流 增益
A&i
I&o I&i
功率
源电流 增益
A&is
I&o I&s
要 性 能
模电第02章 运算放大器(康华光)
vp
vn
- ri ro + &#传输特性(vo~vi关系) 例如反相比例器：
vo
+Vom
传输特性
vo
Rf R1
vi
-vim
－Vom
vim
vi
vo 变化范围：
－ Vom
~ + Vom
线性工作区
当vo = Vom时： vim = - +Vom R1/Rf 可见：加入负反馈(闭环使用时)使线性工作区变宽。
vn
in
ro
ri +
vp ip +
vo
- A(vp-vn)
可见： 当vp-vn> 0 时, vo=+Vom 运放工作在正向饱和区 当vp-vn<0时, vo=-Vom 运放工作在反向饱和区
∵实际运算放大器≈理想运算放大器 ∴分析实际运算放大器≈分析理想运算放大器
(5-11)
五.含理想运算放大器电路的分析依据
RL
+ vo -
2.指标计算 虚地 (1)电压增益 “虚短”: vn≈vp ＝0 “虚断”: ip＝in≈0 ∴i1 ＝ i2+in≈ i2
1.结构特点 负反馈引到反相输入端, 信号从反相端输入。
v i v n v n vo R1 R2 v i vo R1 R2
vo R2 Av vi R1
当(vp- vn)<0时, vo=-Vom ——负饱和值
饱和值Vom的绝对值略低于正负电源的绝对值。
(5-13)
§2.3 §2.4 线性运放电路
运放外部接若干元件(R、C 等)，即可组成多种线 性运放电路。线性运放电路工作在闭环状态。
模电第二章
VCC
至少一路直流电源 供电，是能源
输入信号为零时为静态。
放大的对象：变化量
放大的本质：能量的控制，利用有源元件实现 放大的特征：功率放大
能够控制能量的元件
放大的基本要求：不失真——放大的前提
判断电路能否放大的基本出发点
二、性能指标：研究的是动态性能。
对信号而言，任何放大电路均可看成二端口网络。
1. 积分运算电路
iC iR uI R
1 uI uO uC dt C R
1 uO uIdt RC
1 t2 uO t1 uIdt uO (t1 ) RC
若uI在t1～t2为常量，则 uO
1 uI (t2 t1 ) uO (t1 ) RC
一、放大的概念 二、放大电路的性能指标
引言
放大的概念?
放大的对象是变 化量
放大镜放大物体
各点距离放大 影象放大但亮度减弱
变压器将低电压变成高电压
电压变化放大 电压升高但次级电流比初级电流减小
扩音器将声音放大
声音变化放大
由电源提供
不仅放大了电压而且放大了电流，能量放大了
！
一、放大的概念
输入电流 信号源 内阻 信号源 输入电压 输出电压
输出电流
1. 放大倍数：输出量与输入量之比
Uo Auu Au Ui
Io Aii Ai Ii
Uo Aui Ii
Io Aiu参数
2. 输入电阻和输出电阻
差分 放大电路
RL
uId
uO
集成运放可等效为高性能的双端输入单端输出差分 放大电路。
二、集成运放的符号及电压传输特性
模电(第二章)
返回
2.1.2 放大电路的性能指标
引言 一、放大倍数 二、输入电阻 三、输出电阻
四、通频带
五、非线性失真系数 六、最大不失真输出电压 七、最大输出功率与效率
返回
I o U 也将不同， 任何一个放大电路都可以看成一个两端口网络。左边为输入端口。 右边为输出端口，输出电压为 U o 。输出电流为 同一放大电路在幅值相同、频率不同的 U S 作用下，，RL为负载电 o 当内阻为Rs的正弦波信号源 U S 作用时，放大电路得到输入电压 U i ， 阻。 即对不同频率的信号同一放大电路的放大能力也存在差异。为了反映放 同时产生输入电流 I i U S 和RL相同的条件下，I i 、 o 、I o 将不同，说明 不同放大电路在 ； U 大电路各方面性能，引出如下指标。 不同放大电路从信号源索取的电流不同，且对同样的信号的放大能力也 不同；
电压放大倍数是输出电压
与输入电压 Uo
之比。 Ui
Auu Au
Uo
Ui
电流放大倍数I i之比。
Aii Ai
Io
Ii
电压对电流的放大倍数是输出电压
Aui
Uo 与输入电压
I之比。 i
Uo Ii
因其量纲为电阻，所以也称为互阻放大倍数
U 0 PP 2 2U 0 m
返回
七、最大输出功率与效率
在输出信号不失真的情况下，负载上能获得的最大功率称为最 大输出功率POm。此时，输出电压达到最大不失真输出电压。 在放大电路中，输入信号的功率通常很小，但经放大电路的控 制和转换后，负载从直流电源获得的信号功率POm却很大。 直流电源能量的利用率称为效率η ，设电源消耗的功率为PV， 则效率等于最大输出功率POm与PV之比，即
模电第二章 基本放大电路
T ( C U B ) 不 E I B I C 变
温度T (C) IC ，
若此时I B
，则I
、
CQ
U CEQ在输出特性坐标
系中的位置就可能
基本不变。
2.4 放大电路静态工作点的稳定
一、典型电路
消除方法：增大Rb，减小Rc，减小β。
例2-1:由于电路参数的改变使静态工作点产生如图所示变化。 试问（1）当Q从Q1移到Q2、 从Q2移到Q3、 从Q3移到Q4时， 分别是电路的哪个参数变化造成的？这些参数是如何变化的？
4mA 3mA 2mA 1mA
40µA
Q3
Q4
30µA 20µA
IB=10µA
2 6 m V
2 6 m V
r b e 2 0 0 ( 1 ) I E Q 2 0 0 ( 1 3 0 ) 1 . 2 m A 8 7 1 . 6 7
R i R b ∥ r b e r b e 8 7 1 . 6 7 R o R c 6 k
2.4 放大电路静态工作点的稳定
温度对Q点的影响
2、放大电路的动态分析（性能指标分析）
（1）放大电路的动态图解分析法
结论: 1. ui uBE iB iC uCE uo
阻容耦合共射放大电路
2、放大电路的动态分析（性能指标分析）
（1）放大电路的动态图解分析法 二、图解分析
结论: 2. uo与ui相位相反；3. 测量电压放大倍数；4. 最大不失 真输出电压Uom （UCEQ －UCES与 VCC－ UCEQ ，取其小者，除以 2 ）。
Q
UBE/V
UBEQ VCC
1、放大电路的静态工作点 （2）图解法确定静态工作点
模拟电子技术第二章
2.1 放大的概念和电路主要指标
2.1.1 放大的概念
电子学中放大的目的是将微弱的变化信号放大成较大 的信号。这里所讲的主要是电压放大电路。
电压放大电路可以用有输入口和输出口的四端网络表 示，如图：
ui
Au
uo
放大电路放大的本质是能量的控制和转换。
放大的前提是不失真，即只有在不失真的情况下 放大才有意义。
给负载的最大输出电压(或最大输出电流)可用峰-峰 值(UOPP、IOPP)表示，或有效值表示(Uom 、Iom)。
七、最大输出功率与效率
输出不产生明显失真的最大输出功率。用符号 Pom表示。
Pom ：效率 PV PV：直流电源消耗的功率
10
2.2 基本共射放大电路的工作原理
2.2.1 基本共射放大电路的组成及各元件作用
路结构与工作原理。 本章难点：
放大电路的图解分析法和微变等效电路 分析法。。
2
第二章 基本放大电路
2.1放大的概念和电路主要指标 2.2基本共射放大电路的工作原理 2.3放大电路的分析方法 2.4放大电路静态工作点的稳定 2.5单管放大电路的三种基本接法 2.6晶体管基本放大电路的派生电路 2.7场效应管放大电路
8
四、通频带
Au
Aum 0.7Aum
放大倍数 随频率变 化曲线
fL 下限截
上限截 fH
f
止频率
止频率
通频带：
fbw= fH – fL
通频带越宽，表明放大电路对不同频率信号的适应能力越强。
9
五、非线性失真系数 D
所有谐波总量与基波成分之比，即
A2 A2
D 2
3
A
六、最大不失真输1 出幅度
模拟电子技术基础 第二章
Ube<U(门限电压)，管子截止。 此时发射结反偏，集电结反偏
三. 半导体三极管的参数
•半导体三极管的参数分为:直流参数,交流参数,极 限参数三大类.
1.直流参数
(1).直流电流放大系数
.共射极直流电流放大系数 :
=（IC－ICEO）/IB≈IC / IB v =const 共基极直流电流放大系数 :
图 02.03 三极管的三种组态
2.三极管的电流放大系数
为表示集电极电流IC和发射极电流IE之间的关系， 定义了共基接法时的直流电流放大系数:
传输到集电极的电流 发射区注入的电流
_
I I
CN
E
IC=ICN+ICBO= IE+ICBO= (IC+IB)+ICBO
I
C
I
I cbo
结
论
由以上分析可知: 1. 发射区掺杂浓度高，基区很薄，是保证 三极管能够实现电流放大的关键。
2. 两个PN结对接，相当基区很厚，所以没
有电流放大作用。
3. 基区从厚变薄，是两个PN结演变为三极
管从量变引起质变的过程。
（三）三极管共基连接电流分配关系
1. 三种组态：
三极管有三个电极，两个为输入, 两个为输出，必然 有一个极是公共电极。共有三种接法也称三种组态： (1).共射极接法:射极作为公共电极，用CE表示； (2).共基极接法:基极作为公共电极，用CB表示。 (3).共集电极接法：集电极作为公共电极，用CC表示
C-B间的PN结成为集电结(Jc) E-B间的 PN 结称为 发射结 (Je) 称为基区，加上电极称为基极， 用B或b表示（Base）；
图 02.01 两种极性的双极型三极管
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第二章双极型晶体三极管（BJT）
习题类型
2．1，2．2 BJT的管型、管材料及三个电极的判断；
2．3，2．5，2．6 BJT的工作状态的分析与判断；
2．4，2．9，2．10 BJT的计算；
2．7，2．8 BJT饱和状态的分析、计算；
2．11 温度对BJT的有关参数、静态工作点Q及输出特性曲线影响的分析、计算；2．12 判断BJT正常工作有关参数的分析、计算；
2．13 选择最佳的BJT有关参数的分析、计算；
2．14 共基获放大电路在小信号条件下输出电压的证明；
2．15 BJT厄利电压V A的估算。
2.1 已知BJT工作在线性放大区，并测得各电极对地电位如题图2.1所示。
试画出各BJT 的电路符号，并说明是Ge管还是Si管。
(a) (b) (c) (d)
题图2.1
解：(a) E(0V) B(0.7V) C(8V)
(b) C(-8V) B(-0.7V) E(0V)
(c) C(1V) B(3.7V) E(4V)
(d) E(4V) B(4.2V) C(9V)
2.2 已知两只BJT的电流放大系数分别为100和50,现测得放大电路中这两只三极管各极的电流如题图2.2所示。
分别求另一极的电流，标出其实际方向，并在圆圈中画出三极管的符号。
(a) (b)
题图2.2
解：
(a) (b)
题图2.2.1
2.3 用万用表直流电压档测得电路中BJT各极的对地电位如题图2.3所示，试判断这些BJT 分别处于哪种工作状态。
(a) (b) (c) (d)
题图2.3
解：(a)3AD6A:Ge—PNP 发射结正偏，集电结反偏；放大状态。
(b)3BX1A:Ge－NPN 发射结正偏，集电结反偏；放大状态。
(c)3DG8C:Si—NPN 发射结反偏，集电结反偏；截止状态。
(d)3CG21:Si—PNP 发射结正偏，集电结零偏；临界饱和状态。
2.4题图2.4所示电路可以用来测量晶体管的直流参数。
改变电阻R B的
值，由两支电流表测得两组I B和I C的数值如下表所示。
（1）由数据表计算﹑I CBO﹑I CEO和
（2 ）图中晶体管是Si管还是Ge管？
题图2.4
解：（1）由
联立求得，
（2）是Ge管。
为量级，硅管不可有如此大的集电结反向饱和电流。
2.5试判断题图2.5电路中BJT的发射结和集电结的偏置状态
题图2.5
解：(a) 发射结零偏,集电结反偏。
(b)发射结正偏，集电结反偏。
(c)发射结反偏，集电结正偏。
2.6 题图2.6所示电路中，硅BJT的，I CBO≈0。
试通过计算判断当R B分别等于200k Ω和50kΩ时，晶体管工作在什么状态。
题图2.6
解：（1），设BJT工作在放大区，取V，则
mA
V。
，集电结反偏，假设成立，BJT工作在放大区。
（2），若假设BJT工作在放大区，V，则
，mA
V
不可能为负值，故假设不成立。
该管已进入饱和区。
取饱和的V，则mA。
3.27mA为改变时，可能达到的最大电流。
2.7 题图2.7所示电路中，硅PNP管的，，I CBO≈0。
试问：R B＝？时BJT 刚好处于临界饱和状态？
题图2.7
解：PNP管临界饱和时，取V，则
mA
mA
产生上述的为。
2.8 题图2.8所示电路中，硅BJT的，，电源电压。
(1)设，求基极临界饱和电流。
(2)设，欲使三极管饱和，的最小值为多少？
题图2.8
解：（1）集电极临界饱和电流
基极临界饱和电流
(2)欲使管子饱和，应有，则
2.9图 2.9为一支3DG6A的静态输出特性曲线。
试求在工作点
I C=6mA，V CE=5V处该管的﹑和﹑的值。
（设）
题图2.9
解：在Q[5V，6mA]点处
取，则mA
则
再取A，则mA
则
取、平均值作Q点的交流，
，。
该例说明在工作点处BJT的，。
2.10 BJT的输入、输出特性曲线分别如图2.10(a)、（b）所示。
(a) (b)
题图2.10
(1)试说明图（a）输入特性曲线中，随值增大，特性曲线右移的原因；
(2)试说明图（b）输出特性曲线中，随值增大，曲线上翘的原因；
(3)根据图（b）所示各值，试确定BJT电流放大系数的值；
(4)若将图（b）中的的条件改为
等数值，而其它参数大小均不变，则对应的值应为多大？
解：（1）当参变量增大时，输入特性曲线略为右移。
这种右移意味着当不变时，
增大会使减小。
这显然是基区宽调效应引起的。
因为增大而不变就是集电结反偏电压增大（），基极电流会因基区宽调效应而减小。
（2）这是因为增加使得集电结反偏电压增大，会因由此产生的基区宽调效应而略有增大，造成在放大区每条曲线都有不同程度的上翘。
（3）
（4）
2.11 测得某晶体管在时的共射输出特性曲线如题图2.11所示。
已知该管的温度系数为。
(1)试确定该管在时，Q点处的及和的大小；
(2)若温度升高到时，试问特性曲线有何变化？并确定此时Q点对应的值。
题图2.11
解：（1）由于Q点处的，因而。
取，
此处功耗线对应的，因此，。
(2)由于温度升高时，均增大，因而特性曲线均上移且间隔增大。
当时，
和分别变为
则
2.12 某晶体三极管的极限参数为。
试判断下列情况下哪种工作正常，为什么？
（1）（2）
（3）（4）
解：（1）
，故工作正常。
（2），而，使值大大下降。
（3），烧毁管子。
（4），击穿损坏。
2.13 今有三只晶体管，分别为
（1）锗管（2）硅管
（3）硅管
试从和温度稳定性两方面选择一只最佳的管子。
解：（3）
由于越大，温度的稳定性越差，故从和温度稳定性两方面来考虑，应选用（2）最佳。
2.14 试用题图2.14给出的共基放大电路证明：在小信号条件下，。
题图2.14
解：
即
上电压
，与此时同相。
2.15在图示BJT电路中改变集电极电阻R C的值时，可由毫安表和伏特表读出I C和V CE的两组数据为：I C1＝1m A,V CE1=1V; I C2=1.1m A,V CE2=12V。
据此估算该管的厄利电压V A。
题图2.15
解：按题意可画出时的近似输出特性曲线如题图2.15.1。
题图2.15.1
由上图，V。