第02章 晶体管及基本放大电路
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电子技术基础第2章 三极管及其放大电路
所谓静态是指放大电路在未加入交流输入信号（或为零） 时的工作状态。此时，直流电流所流过的路径，称为直流 通路。画直流通路时，电容视为开路，电感视为短路，其 它不变。
2.2 晶体管放大电路
2.2.2固定偏置式放大电路 3.动态分析和交流通路
所谓动态，是指放大电路在接入交流信号以后，电路中 各处电流、电压的变化情况。在输入信号的作用下，交流 电流所流过的路径，称为交流通路。画交流通路时，把电 容和直流电源视为短路，其它不变。
2.2 晶体管放大电路
2.2.3 分压式偏置放大电路 3．静态工作点的稳定原理
设由于温度升高，造成IC和IE增大，IE的增大导致UE升高。 由于UB固定不变，因此UBE将随之降低，使IB减小，从而 抑制了IC和IE因温度升高而增大的趋势，达到稳定静定工 作点Q的目的。
2.2 晶体管放大电路
2.2.3 分压式偏置放大电路 4．动态交流指标计算 （1）电压放大倍数Au （2）输入电阻Ri （3）输出电阻Ro
2.2 晶体管放大电路
2.2.3 分压式偏置放大电路 5．放大电路的频率特性
放大电路的电压放大倍数与频率的关系称为幅频特性； 输出电压与输入电压的相位差与频率的关系称为相频特性。 频率特性是幅频特性和相频特性的总称。
2.2 晶体管放大电路
2.2.4 共集电极放大电路 1．共集电极电路静态工作点的计算
2.2 晶体管放大电路
2.2.5 多级放大电路 1．多级放大电路的组成
2.2 晶体管放大电路
2.2.5 多级放大电路 2．多级放大电路的级间耦合方式
在多级放大电路中，把级与级之间的连接方式称为耦合 方式。一般常用的耦合方式：阻容耦合、直接耦合、变压 器耦合等。
2.2.1基本放大电路概述 放大电路的放大实质是能量转换的过程。晶体管只是一
2.2 晶体管放大电路
2.2.2固定偏置式放大电路 3.动态分析和交流通路
所谓动态，是指放大电路在接入交流信号以后，电路中 各处电流、电压的变化情况。在输入信号的作用下，交流 电流所流过的路径，称为交流通路。画交流通路时，把电 容和直流电源视为短路，其它不变。
2.2 晶体管放大电路
2.2.3 分压式偏置放大电路 3．静态工作点的稳定原理
设由于温度升高，造成IC和IE增大，IE的增大导致UE升高。 由于UB固定不变，因此UBE将随之降低，使IB减小，从而 抑制了IC和IE因温度升高而增大的趋势，达到稳定静定工 作点Q的目的。
2.2 晶体管放大电路
2.2.3 分压式偏置放大电路 4．动态交流指标计算 （1）电压放大倍数Au （2）输入电阻Ri （3）输出电阻Ro
2.2 晶体管放大电路
2.2.3 分压式偏置放大电路 5．放大电路的频率特性
放大电路的电压放大倍数与频率的关系称为幅频特性； 输出电压与输入电压的相位差与频率的关系称为相频特性。 频率特性是幅频特性和相频特性的总称。
2.2 晶体管放大电路
2.2.4 共集电极放大电路 1．共集电极电路静态工作点的计算
2.2 晶体管放大电路
2.2.5 多级放大电路 1．多级放大电路的组成
2.2 晶体管放大电路
2.2.5 多级放大电路 2．多级放大电路的级间耦合方式
在多级放大电路中，把级与级之间的连接方式称为耦合 方式。一般常用的耦合方式：阻容耦合、直接耦合、变压 器耦合等。
2.2.1基本放大电路概述 放大电路的放大实质是能量转换的过程。晶体管只是一
双极型晶体管和基本放大电路优秀课件
发射结
发射区 e
符号
发射极e
结构示意图
为了实现电流的 控制和放大作用， 晶体管的三个区 在结构尺寸和掺 杂浓度上有很大 的不同。
2.1.2 晶体管中的电流控制作用
（以NPN型为例说明）
１. 两个PN结无外加电压 载流子运动处于动平衡，
IB
Rc b
c
IC
VCC
净电流为零。
２. 发射结加正向电压， 集电结加反向电压
2.1.3共射接法晶体管的特性曲线 1.共射接法晶体管的输入特性曲线
IB = f (UBE ) UC E = 常数
UCE=0，输入特性曲线 与PN结的伏安特性类似。
当UCE 增大时，由于电 场的作用，曲线右移，当 UCE 增大到一定值后，再 增加UCE ，曲线右移将不 明显。
IB /A
0V
0
0.5V UCE ≥ 1V
双极型晶体管和基本放大电路
第2章 双极型晶体三极管 和基本放大电路
思考：2-1 2-16 习题：2-4 2-7 2-8 2-10 2-12 2-14
2-17 2-19 2-24 2-25
本章的重点与难点
本章所讲述的基本概念、基本电路和基本分析 方法是学习后面各章的基础。
重点: 双极型晶体管的特性; 放大的概念; 放大电路的主要指标参数; 基本放大电路和放大电路的分析方法。包括共 射、共集、共基放大电路的组成、工作原理、静 态和动态分析计算。
集电区收集的电子数与发射区发射电子数的比值定 义为（共基直流电流放大系数）
IE= IEN+ IEP≈ IEN
ICN ICN
IEN IE
ICN IE
共射直流电流放大系数
IB IE IC N (1 )IE(的IB电为子在数基)区复合掉
第二章基本放大电路
T
Rc Cb1
T
Cb2 VCC
Rc Cb2
Rb VBB
(a)
(b)
(c)
工作原理 放大电路的静态分析
静态 Ui=0时，放大电路的工作状态，也称直流工作状态。
静态分析 确定放大电路的静态值IBQ、ICQ、UCEQ,即静 态工作点Q。静态工作点的位置直接影响放 大电路的质量。
静态分析方法 1. 计算法 计算法 图解分析法
根据所用放大管的类型设置合适的静态工作点Q 。对 于晶体管应使发射结正偏，集电结反偏，以使晶体管工 作于线性放大区； 必须保证从输入到输出信号的正常流通途径。输入信 号能有效地作用于放大电路的输入回路；输出信号能有 效地加到负载上。 对实用放大电路的要求：共地、直流电源种类尽可能 少、负载上无直流分量。
-
动态信号作用时：uI ib ic uRc uCE (uo ) 输入电压ui为零时，晶体管各极的电流、b-e间的电 压、管压降称为静态工作点Q，记作IBQ、 ICQ（IEQ）、 UBEQ、 UCEQ。
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由于(IB,UBE) 和( IC,UCE )分别对应于输入、输出 特性曲线上的一个点，所以称为静态工作点。
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两种实用放大电路：（1）直接耦合放大电路
－ ＋ UBEQ
有交流损失 有直流分量 将两个电源 问题： 合二为一 静态时，U BEQ U Rb1 1. 两种电源 2. 信号源与放大电路不“共地” 动态时，VCC和uI同时作用 于晶体管的输入回路。 共地，且要使信号 驮载在静态之上
大倍数为源增益us、Ais、Ars 和Ags。 A
4
（2）输入电阻： 从输入端看进去的等效电阻
Rc Cb1
T
Cb2 VCC
Rc Cb2
Rb VBB
(a)
(b)
(c)
工作原理 放大电路的静态分析
静态 Ui=0时，放大电路的工作状态，也称直流工作状态。
静态分析 确定放大电路的静态值IBQ、ICQ、UCEQ,即静 态工作点Q。静态工作点的位置直接影响放 大电路的质量。
静态分析方法 1. 计算法 计算法 图解分析法
根据所用放大管的类型设置合适的静态工作点Q 。对 于晶体管应使发射结正偏，集电结反偏，以使晶体管工 作于线性放大区； 必须保证从输入到输出信号的正常流通途径。输入信 号能有效地作用于放大电路的输入回路；输出信号能有 效地加到负载上。 对实用放大电路的要求：共地、直流电源种类尽可能 少、负载上无直流分量。
-
动态信号作用时：uI ib ic uRc uCE (uo ) 输入电压ui为零时，晶体管各极的电流、b-e间的电 压、管压降称为静态工作点Q，记作IBQ、 ICQ（IEQ）、 UBEQ、 UCEQ。
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由于(IB,UBE) 和( IC,UCE )分别对应于输入、输出 特性曲线上的一个点，所以称为静态工作点。
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两种实用放大电路：（1）直接耦合放大电路
－ ＋ UBEQ
有交流损失 有直流分量 将两个电源 问题： 合二为一 静态时，U BEQ U Rb1 1. 两种电源 2. 信号源与放大电路不“共地” 动态时，VCC和uI同时作用 于晶体管的输入回路。 共地，且要使信号 驮载在静态之上
大倍数为源增益us、Ais、Ars 和Ags。 A
4
（2）输入电阻： 从输入端看进去的等效电阻
第二章 双极型晶体管及其放大电路
0 U BE(on)
uBE
0 UCE(sat)
uCE b c iB e UCE(sat)
输入特性近似
输出特性近似
b
c
b
c iB e
放大状态模型
UBE(on) e
截止状态模型
βi B
UBE(on)
饱和状态模型
a.截止： UBE<UBE(ON) , iB≈0 , iC≈0 b.放大：UBE>UBE(ON) c.饱合：.UBE>UBE(ON)
∆i ∆iC =0 uCE一定 ∆ib
5
10
15
截止区
饱和压降: uces (or uce(sat))=0.3V 饱和: Saturation 4.击穿区：
三、温度对晶体管特性曲线的影响 温度对晶体管特性曲线的影响 uBE -(2~2.5)mv/℃ 2(T2-T1)/10 T iC 曲线上移 间隔加大(输出) 曲线左移 (输入)
双极型晶体管是由三层杂质半导体构成的器件。它有三个电极， 双极型晶体管是由三层杂质半导体构成的器件。它有三个电极， 又称半导体三极管、晶体三极管等，以后我们统称为晶体管。 又称半导体三极管、晶体三极管等，以后我们统称为晶体管。
小功率管
大功率管
大功率达林顿晶体管
2907A PNP 双极性晶体管
100 GHz 铟磷 钐铟砷异质 铟磷/钐铟砷异质 结双极性晶体管的电子扫 描显微图片
条件：三极管特点（e区重掺杂；b区薄；c区面积大）＋e结正偏＋c结反偏 利用两个特殊结构的PN结，将e结扩散电流“转化”为c 结漂移电流，使c 极出现受be结电压控制的较大电流。 对比：与变压器（杠杆、放大镜）的区别 IC ≈
β ΙΒ
电流控制型器件
uBE
0 UCE(sat)
uCE b c iB e UCE(sat)
输入特性近似
输出特性近似
b
c
b
c iB e
放大状态模型
UBE(on) e
截止状态模型
βi B
UBE(on)
饱和状态模型
a.截止： UBE<UBE(ON) , iB≈0 , iC≈0 b.放大：UBE>UBE(ON) c.饱合：.UBE>UBE(ON)
∆i ∆iC =0 uCE一定 ∆ib
5
10
15
截止区
饱和压降: uces (or uce(sat))=0.3V 饱和: Saturation 4.击穿区：
三、温度对晶体管特性曲线的影响 温度对晶体管特性曲线的影响 uBE -(2~2.5)mv/℃ 2(T2-T1)/10 T iC 曲线上移 间隔加大(输出) 曲线左移 (输入)
双极型晶体管是由三层杂质半导体构成的器件。它有三个电极， 双极型晶体管是由三层杂质半导体构成的器件。它有三个电极， 又称半导体三极管、晶体三极管等，以后我们统称为晶体管。 又称半导体三极管、晶体三极管等，以后我们统称为晶体管。
小功率管
大功率管
大功率达林顿晶体管
2907A PNP 双极性晶体管
100 GHz 铟磷 钐铟砷异质 铟磷/钐铟砷异质 结双极性晶体管的电子扫 描显微图片
条件：三极管特点（e区重掺杂；b区薄；c区面积大）＋e结正偏＋c结反偏 利用两个特殊结构的PN结，将e结扩散电流“转化”为c 结漂移电流，使c 极出现受be结电压控制的较大电流。 对比：与变压器（杠杆、放大镜）的区别 IC ≈
β ΙΒ
电流控制型器件
第二章晶体管及基本放大电路
1
2. 1 半导体晶体管
要求: •理解晶体管的放大原理 •掌握晶体管的三个状态特点 •掌握组成放大电路的外部条件 •掌握晶体管的电流关系
第二章 晶体管及基本放大电路/2.1 半导体晶体管
2
一. 基本结构与分类
1. 内部结构
符号
第二章 晶体管及基本放大电路/2.1 半导体晶体管/基本结构与分类
3
2.分类 1）按材料分
2. 4 放大电路的动态分析
• 动态：当放大电路的输入信号ui ≠0 时
的工作状态。
• 任务：分析信号（交流分量）的传输
情况 ，掌握放大倍数 A u 、 输入电阻 ri 和输出电阻ro的计算方法。
• 方法：微变等效电路法、图解法。
第二章 晶体管及基本放大电路/2.4 动态分析
27
一. 微变等效电路 • 表述：把非线性元件晶体管所组成的放大电路
流IB（偏流），以使放大电路获得合适的工作点。 C1、C2 ：用以耦合交流，隔断直流，通常称为耦合
电容器。 RC ：为集电极负载电阻，将集电极电流的变化变换
为电压UCE的变化，以实现电压放大。
第二章 晶体管及基本放大电路/2.2 共射极基本放大电路/电路组成
19
2. 放大电路组成的原则 1). 晶体管必须工作在放大区，即
20
例1：在晶体管放大电路中，测的得3个晶体管的各级 电位如图所示。试判断其极性（E 、B、C）和 类型（NPN、PNP、硅、锗）
解：（a） NPN （b） PNP （c） PNP
,硅 ,硅 ,锗
, 1 E , 2 B , 3 C; ,1 C ,2 B ,3 E; ,1 C ,2 E ,3 B;
第二章 晶体管及基本放大电路/2.2 共射极基本放大电路/电路组成
晶体三极管及其基本放大电路
22
2.4、三极管的主要参数
• 1、电流放大系数 • i)共射极电流放大系数
直流电流放大系数 IC
IB
交流电流放大系 数 Vic
Vib
h（ fe 高频）
一般工作电流不十分大的情况下,可认为
Ma Liming
Electronic Technique
23
ii)共基极电流放大系数
共基极直流电流放大系数
3
6
9
IB=0 12 vCE(V)
区时, 有:VB>VC Rb
+
－
UBB
Ma Liming
+ 对于PNP型三极管,工作在饱和区 UCC 时, 有:VB<VC<VE
－
Electronic Technique
13
例:如图，已知三极管工作在放大状态, 求:1).是NPN结构还是PNP结构?
Ma Liming
Electronic Technique
20
方法二：用万用表的 hFE档检测 值
1. 拨到 hFE挡。
2.将被测晶体管的三个引脚分别插入相应的插孔 中（TO-3封装的大功率管，可将其3个电极接 出3根引线，再插入插孔），三个引脚反过来 再插一次，读数大的为正确的引脚。
3.从表头或显示屏读出该管的电流放大系数。
N
b
c PV
Rb
eN
+
－
UBB
Ma Liming
+
UCC 对于PNP型三极管,工作在放大区 － 时, 有:VC<VB<VE
Electronic Technique
10
iC(mA ) 4 3
2 1
模拟电子技术第二章
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。
2021/4/11
3
2.1.2.放大电路的性能指标
放大电路示意图
图2.1.2放大电路示意图
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4
一、放大倍数
表示放大器的放大能力
VCC
U BEQ Rb
(12 0.7 )mA 40 μA 280
做直流负载线，确定 Q 点
根据 UCEQ = VCC – ICQ Rc iC = 0，uCE = 12 V ； uCE = 0，iC = 4 mA .
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T
22
iC /mA
4 3 2 1 0
80 µA
60 µA
静态工作点 40 µA
U i →△uBE →△iB
→△iC（b△iB）
VBB
→△uCE（-△iC×Rc）
UI
→
•
Uo
+VCC （ +12V）
RC
IC +△IC
IB
B Rb 1
+△I B
3C ET2
U CE
U BE +△UBE
+△U CE
+
UO
-
电压放大倍数：
•
•
Au
Uo
•
Ui
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13
+VCC （+12V）
iC / mA
4
交流负载线 80
60
IC
Q
iC 2
第二章(简好用新)-基本放大电路..
五、实用共发射极放大电路
1．温度对工作点的影响
温度升高
UBE减小 ICBO增大
β增大
注：旁路电容的作用。接人发射极电阻 RE，一方面发射极电流的直流分量IE 通过它能起到自动稳定静态工作点的作 用；另一方面发射极电流的交流分量ie 也会产生交流压降，使uBE减小，这样 就会降低电压放大倍数，因此增加了旁 路电容，使交流信号从电容上流过。
ic
ii
ib
C
+ BE
+ Rs ui RB RE
RL
+
uo
us
–
E B
V
us+-
Rs
RB C ui+-
RE
RL
+-uo
交流通路
二、共集电极放大电路分析 1.静态工作点的计算
VCC IBQRB U BEQ IEQRE
I BQ
VCC U BE
RB (1 )RE
ICQ I BQ I EQ
动态分析步骤：
1.先画出交流通路， 有时为了便于分析， 还要把电路变形为我 们便于分析的方式。
2.根据交流通路画微 变等效电路
E B
V
RB C ui+-
RE
RL
+-uo
ic
ii
ib
C
+ BE
+ Rs ui RB RE
RL
+
uo
us
–
Ii B
Ib
Ic
画微变等效电路时需注意的 问题：
1.交流通路变化成微变等效
RC
C2
＋－
uCE
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U BE rbe I B
U CE 常数
ube ib
U CE 常数
ube rbe ib 26(mV ) 其中: rbe 300 (1 ) I E (mA)
在线性工作区，当UCE 为常 数时,晶体管输入端BE等效为一 个电阻 rbe。
第二章 晶体管及基本放大电路/2.4 动态分析/微变等效电路 29
24
例1. 在图所示的放大电路中，已知UCC＝12V，RC＝ 3kΩ，RB＝280kΩ ，β=50。求静态值。
U CC U BE IB RB
12 0.7 A 40 A 3 280 10
IC=βIB=50×0.04=2mA
UCE=UCC-IC RC =12 - 2×3=6V
第二章 晶体管及基本放大电路/2.1 半导体晶体管/晶体管的放大作用 9
四. 特性曲线
1. 输入特性曲线
• 集一射极电压 UCE 为常数时，
输入电路(基极电路)中基极电
流 IB 与基—射极电压UBE 之间
的关系曲线，即 IB=f (UBE)| U
CE=常数
3DG6的输入特性
第二章 晶体管及基本放大电路/2.1 半导体晶体管/特性曲线 10
13
第二章 晶体管及基本放大电路/2.1 半导体晶体管/特性曲线
五.主要参数
1．电流放大系数 1）共射极直流电流放大系数β I 在静态(无输入信号)时 β C IB 称为共射极直流放大系数。 2）交流电流放大系数β 集电极电流的变化量△IC 与基极电流的变 化量△IB 的比值。
•在放大区工作时，常有 β≈ β
第二章 晶体管及基本放大电路/2.3 静态（直流）分析 25
例2：判断图中各晶体管的工作状态（饱和，放大， 截止）。设所有的二极管和晶体管均为硅管， β＝40。
解：
（a） 截止 , （b） 饱和 , （c） 放大 ,
第二章 晶体管及基本放大电路/2.3 静态（直流）分析 26
2. 4
放大电路的动态分析
第二章 晶体管及基本放大电路/2.1 半导体晶体管/特性曲线
11
3.晶体管特性曲线
3DG6的输入特性
第二章 晶体管及基本放大电路/2.1 半导体晶体管/特性曲线
3DG6的输出特性
12
4.晶体管输出回路电阻 a) 静态电阻
U CE RCE IC b) 动态电阻
U CE rce I C
rce>>RCE
2. 1
要求:
半导体晶体管
• 理解晶体管的放大原理 • 掌握晶体管的三个状态特点 • 掌握组成放大电路的外部条件 • 掌握晶体管的电流关系
第二章 晶体管及基本放大电路/2.1 半导体晶体管
2
一. 基本结构与分类
1. 内部结构 符号
第二章 晶体管及基本放大电路/2.1 半导体晶体管/基本结构与分类
3
2.分类
1）按材料分
2）按结构分 3）按频率分 4）按功率分
硅管 锗管
NPN型 PNP型
高频管 低频管 大功率管 小功率管
对应型号 3A（锗PNP ）3B （锗NPN ） 3C （硅PNP ） 3D （硅NPN ）
第二章 晶体管及基本放大电路/2.1 半导体晶体管/基本结构与分类
4
二 . 晶体管的连接方式
Au的特点：UO与Ui的相位相反；｜Au｜>1。
第二章 晶体管及基本放大电路/2.4 动态分析/微变等效电路 34
2）输入电阻ri
U i I I i b RB U U i i RB rbe U ri i RB // rbe I
22
第二章 晶体管及基本放大电路/2.2 共射极基本放大电路
2. 3
放大电路的静态（直流）分析
• 内容：
放大电路的直流分析是指：当ui=0，为保证 晶体管工作在放大区，确定放大电路的直流 值（静态值），即I B 、 I C 、UCE ，又称静态 工作点，简称Q点， Q点可通过公式估算或通 过作图求出 。
第二章 晶体管及放大电路
基本内容 –半导体晶体管 –共射极基本放大电路 –放大电路的基本分析方法 – 放大电路的频率特性 基本要求 1.理解并掌握晶体管的外部特性 （3个区）、判 断晶体管的类型和极性。 2.掌握各种放大电路的特点和分析方法。 3.了解放大电路的频率特性。
第二章 晶体管及基本放大电路 1
第二章 晶体管及基本放大电路/2.2 共射极基本放大电路/电路组成 19
2. 放大电路组成的原则 1). 晶体管必须工作在放大区，即 NPN管：UC ＞ UB ，由RC、UCC保证， UB ＞ UE，由RB、UCC保证; PN P管： UC ＜ UB ＜ UE （与NPN管原理 同，电源和电容极性相反） ； 2). 信号能输入（C1），即u i 能使 i B 变化;
• 任务：
掌握Q点估算的方法。
第二章 晶体管及基本放大电路/2.3 静态（直流）分析 23
解析法确定Q点 • 根据直流通路计算，
UBE、β为已知。
IC=ß IB UC=UCC - ICRC
• 硅管 UBE=0.6V～0.7V， • 锗管 UBE=0.1V～0.2V，
直流通路
第二章 晶体管及基本放大电路/2.3 静态（直流）分析
18
1. 各元件的作用 T : 放大元件，在线性区。 UCC :作为放大电路直流工作 电源：与RC一起保证集电结 反向偏置。 RB ：基极偏置电阻，与UCC共同提供适当的基极电流 IB（偏流），以使放大电路获得合适的工作点。 C1、C2 ：用以耦合交流，隔断直流，通常称为耦合 电容器。 RC ：为集电极负载电阻，将集电极电流的变化变换 为电压UCE的变化，以实现电压放大。
, 硅 , 硅 , 锗
,1 E,2 B ,3
C;
,1 C ,2 B ,3 E; , 1 C , 2 E , 3 B;
21
第二章 晶体管及基本放大电路/2.2 共射极基本放大电路/电路组成
二. 直流通路和交流通路
直流通路（C开路） 直流分析：IB、IC、UCE
交流通路 （ C短路，UCC对地短路。） 交流分析：Aus、ri、ro二章 晶体管及基本放大电路/2.4 动态分析/微变等效电路
30
3）晶体管的微变等效电路图
r ce>> R c
第二章 晶体管及基本放大电路/2.4 动态分析/微变等效电路 31
2. 放大电路的微变等效电路
• 表述：将放大电路交流通路中的晶体管变换为
微变等效电路就构成放大电路的微变等效电路
第二章 晶体管及基本放大电路/2.4 动态分析/微变等效电路
32
二. 放大电路的基本性能指标
1.电压放大倍数
放大电路的输出电压与输入电压幅值或有 效值之比，称为放大电路的电压放大倍数。
表达式： 2. 输入电阻ri
Ui ri Ii
Uo Au Ui
Aus
Uo Us
3. 输出电阻ro
Uo ro Io
第二章 晶体管及基本放大电路/2.1 半导体晶体管/晶体管的放大作用 6
晶体管共射极接法的放大电路图
第二章 晶体管及基本放大电路/2.1 半导体晶体管/晶体管的放大作用
7
1. 载流子运动规律
(a)
载流子运动
(b)
电流分配
8
第二章 晶体管及基本放大电路/2.1 半导体晶体管/晶体管的放大作用
2. 电流关系
3．集—射极反向击穿电压 U(BR)CEO IB= 0时，加在集电极和发射极之间的最大 允许电压，称为集—射极反向。当晶体管的集— 射极电压 U(BR)CEO 。
注：当UCE ＞ U(BR)CEO 时，晶体管会被击穿。
4．集电极最大允许功率损耗 PCM PCM允许在集电极上消耗功率的最大值。
第二章 晶体管及基本放大电路/2.1 半导体晶体管/主要参数 15
六. 温度对参数的影响
一般温度对所有参数都影响，但影响最 显著的是 ： 1. ICBO集电极与基极间的反向饱和电流 T ↑ (10°C ) → ICBO ↑ （约一倍）； 2. β ：T ↑(1°C ) → β↑( 1 % ); 3. UBE : T ↑ (1°C ) → UBE↑ ( 约2mV）。
2. 输出特性曲线 • 当基极电流 IB 为常数时，输出电路(集电
极电路)中集电极电流 IC 与集一射极电压 UCE 之间的关系曲线，即 IC=f (UCE)| I
B=常数
1）三个基本区 (1)放大区(UCE ＞UBE ≥ （0.7或0.3）) ; (2)截止区 ( IB ≤ 0 ，UBE ≤ 0 , UCE ＞ 0) ; (3)饱和区（ UCE ＜ UBE )。
U s 0 , RL
第二章 晶体管及基本放大电路/2.4 动态分析 33
三. 分析举例
1）.电压放大倍数
I R U O b L
R L RC RL RC RL
I r U i b be U o A u U
i
RR Lb LI ' r rbe I r be ib
等效为一个线性电路，也就是把晶体管线性化，
等效为一个线性元件。这就是微变等效电路法。
• 线性化的条件：晶体管在小信号(微变量)情况
下工作，才能在静态工作点附近的小范围内用
直线段近似地代替晶体管的特性曲线。
第二章 晶体管及基本放大电路/2.4 动态分析/微变等效电路
28
1. 晶体管的微变等效电路
1)输入回路
I β △IB
△ C
U CE 常数
ic ib
U CE 常数
第二章 晶体管及基本放大电路/2.1 半导体晶体管/主要参数
14
2 . 集电极最大允许电流 ICM 集电极电流 IC 超过一定值时，晶体管的β值 要下降。当β 值下降到正常数值的三分之二时的 集电极电流 IC ，称为集电极最大允许电流 ICM 。
U CE 常数
ube ib
U CE 常数
ube rbe ib 26(mV ) 其中: rbe 300 (1 ) I E (mA)
在线性工作区，当UCE 为常 数时,晶体管输入端BE等效为一 个电阻 rbe。
第二章 晶体管及基本放大电路/2.4 动态分析/微变等效电路 29
24
例1. 在图所示的放大电路中，已知UCC＝12V，RC＝ 3kΩ，RB＝280kΩ ，β=50。求静态值。
U CC U BE IB RB
12 0.7 A 40 A 3 280 10
IC=βIB=50×0.04=2mA
UCE=UCC-IC RC =12 - 2×3=6V
第二章 晶体管及基本放大电路/2.1 半导体晶体管/晶体管的放大作用 9
四. 特性曲线
1. 输入特性曲线
• 集一射极电压 UCE 为常数时，
输入电路(基极电路)中基极电
流 IB 与基—射极电压UBE 之间
的关系曲线，即 IB=f (UBE)| U
CE=常数
3DG6的输入特性
第二章 晶体管及基本放大电路/2.1 半导体晶体管/特性曲线 10
13
第二章 晶体管及基本放大电路/2.1 半导体晶体管/特性曲线
五.主要参数
1．电流放大系数 1）共射极直流电流放大系数β I 在静态(无输入信号)时 β C IB 称为共射极直流放大系数。 2）交流电流放大系数β 集电极电流的变化量△IC 与基极电流的变 化量△IB 的比值。
•在放大区工作时，常有 β≈ β
第二章 晶体管及基本放大电路/2.3 静态（直流）分析 25
例2：判断图中各晶体管的工作状态（饱和，放大， 截止）。设所有的二极管和晶体管均为硅管， β＝40。
解：
（a） 截止 , （b） 饱和 , （c） 放大 ,
第二章 晶体管及基本放大电路/2.3 静态（直流）分析 26
2. 4
放大电路的动态分析
第二章 晶体管及基本放大电路/2.1 半导体晶体管/特性曲线
11
3.晶体管特性曲线
3DG6的输入特性
第二章 晶体管及基本放大电路/2.1 半导体晶体管/特性曲线
3DG6的输出特性
12
4.晶体管输出回路电阻 a) 静态电阻
U CE RCE IC b) 动态电阻
U CE rce I C
rce>>RCE
2. 1
要求:
半导体晶体管
• 理解晶体管的放大原理 • 掌握晶体管的三个状态特点 • 掌握组成放大电路的外部条件 • 掌握晶体管的电流关系
第二章 晶体管及基本放大电路/2.1 半导体晶体管
2
一. 基本结构与分类
1. 内部结构 符号
第二章 晶体管及基本放大电路/2.1 半导体晶体管/基本结构与分类
3
2.分类
1）按材料分
2）按结构分 3）按频率分 4）按功率分
硅管 锗管
NPN型 PNP型
高频管 低频管 大功率管 小功率管
对应型号 3A（锗PNP ）3B （锗NPN ） 3C （硅PNP ） 3D （硅NPN ）
第二章 晶体管及基本放大电路/2.1 半导体晶体管/基本结构与分类
4
二 . 晶体管的连接方式
Au的特点：UO与Ui的相位相反；｜Au｜>1。
第二章 晶体管及基本放大电路/2.4 动态分析/微变等效电路 34
2）输入电阻ri
U i I I i b RB U U i i RB rbe U ri i RB // rbe I
22
第二章 晶体管及基本放大电路/2.2 共射极基本放大电路
2. 3
放大电路的静态（直流）分析
• 内容：
放大电路的直流分析是指：当ui=0，为保证 晶体管工作在放大区，确定放大电路的直流 值（静态值），即I B 、 I C 、UCE ，又称静态 工作点，简称Q点， Q点可通过公式估算或通 过作图求出 。
第二章 晶体管及放大电路
基本内容 –半导体晶体管 –共射极基本放大电路 –放大电路的基本分析方法 – 放大电路的频率特性 基本要求 1.理解并掌握晶体管的外部特性 （3个区）、判 断晶体管的类型和极性。 2.掌握各种放大电路的特点和分析方法。 3.了解放大电路的频率特性。
第二章 晶体管及基本放大电路 1
第二章 晶体管及基本放大电路/2.2 共射极基本放大电路/电路组成 19
2. 放大电路组成的原则 1). 晶体管必须工作在放大区，即 NPN管：UC ＞ UB ，由RC、UCC保证， UB ＞ UE，由RB、UCC保证; PN P管： UC ＜ UB ＜ UE （与NPN管原理 同，电源和电容极性相反） ； 2). 信号能输入（C1），即u i 能使 i B 变化;
• 任务：
掌握Q点估算的方法。
第二章 晶体管及基本放大电路/2.3 静态（直流）分析 23
解析法确定Q点 • 根据直流通路计算，
UBE、β为已知。
IC=ß IB UC=UCC - ICRC
• 硅管 UBE=0.6V～0.7V， • 锗管 UBE=0.1V～0.2V，
直流通路
第二章 晶体管及基本放大电路/2.3 静态（直流）分析
18
1. 各元件的作用 T : 放大元件，在线性区。 UCC :作为放大电路直流工作 电源：与RC一起保证集电结 反向偏置。 RB ：基极偏置电阻，与UCC共同提供适当的基极电流 IB（偏流），以使放大电路获得合适的工作点。 C1、C2 ：用以耦合交流，隔断直流，通常称为耦合 电容器。 RC ：为集电极负载电阻，将集电极电流的变化变换 为电压UCE的变化，以实现电压放大。
, 硅 , 硅 , 锗
,1 E,2 B ,3
C;
,1 C ,2 B ,3 E; , 1 C , 2 E , 3 B;
21
第二章 晶体管及基本放大电路/2.2 共射极基本放大电路/电路组成
二. 直流通路和交流通路
直流通路（C开路） 直流分析：IB、IC、UCE
交流通路 （ C短路，UCC对地短路。） 交流分析：Aus、ri、ro二章 晶体管及基本放大电路/2.4 动态分析/微变等效电路
30
3）晶体管的微变等效电路图
r ce>> R c
第二章 晶体管及基本放大电路/2.4 动态分析/微变等效电路 31
2. 放大电路的微变等效电路
• 表述：将放大电路交流通路中的晶体管变换为
微变等效电路就构成放大电路的微变等效电路
第二章 晶体管及基本放大电路/2.4 动态分析/微变等效电路
32
二. 放大电路的基本性能指标
1.电压放大倍数
放大电路的输出电压与输入电压幅值或有 效值之比，称为放大电路的电压放大倍数。
表达式： 2. 输入电阻ri
Ui ri Ii
Uo Au Ui
Aus
Uo Us
3. 输出电阻ro
Uo ro Io
第二章 晶体管及基本放大电路/2.1 半导体晶体管/晶体管的放大作用 6
晶体管共射极接法的放大电路图
第二章 晶体管及基本放大电路/2.1 半导体晶体管/晶体管的放大作用
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1. 载流子运动规律
(a)
载流子运动
(b)
电流分配
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第二章 晶体管及基本放大电路/2.1 半导体晶体管/晶体管的放大作用
2. 电流关系
3．集—射极反向击穿电压 U(BR)CEO IB= 0时，加在集电极和发射极之间的最大 允许电压，称为集—射极反向。当晶体管的集— 射极电压 U(BR)CEO 。
注：当UCE ＞ U(BR)CEO 时，晶体管会被击穿。
4．集电极最大允许功率损耗 PCM PCM允许在集电极上消耗功率的最大值。
第二章 晶体管及基本放大电路/2.1 半导体晶体管/主要参数 15
六. 温度对参数的影响
一般温度对所有参数都影响，但影响最 显著的是 ： 1. ICBO集电极与基极间的反向饱和电流 T ↑ (10°C ) → ICBO ↑ （约一倍）； 2. β ：T ↑(1°C ) → β↑( 1 % ); 3. UBE : T ↑ (1°C ) → UBE↑ ( 约2mV）。
2. 输出特性曲线 • 当基极电流 IB 为常数时，输出电路(集电
极电路)中集电极电流 IC 与集一射极电压 UCE 之间的关系曲线，即 IC=f (UCE)| I
B=常数
1）三个基本区 (1)放大区(UCE ＞UBE ≥ （0.7或0.3）) ; (2)截止区 ( IB ≤ 0 ，UBE ≤ 0 , UCE ＞ 0) ; (3)饱和区（ UCE ＜ UBE )。
U s 0 , RL
第二章 晶体管及基本放大电路/2.4 动态分析 33
三. 分析举例
1）.电压放大倍数
I R U O b L
R L RC RL RC RL
I r U i b be U o A u U
i
RR Lb LI ' r rbe I r be ib
等效为一个线性电路，也就是把晶体管线性化，
等效为一个线性元件。这就是微变等效电路法。
• 线性化的条件：晶体管在小信号(微变量)情况
下工作，才能在静态工作点附近的小范围内用
直线段近似地代替晶体管的特性曲线。
第二章 晶体管及基本放大电路/2.4 动态分析/微变等效电路
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1. 晶体管的微变等效电路
1)输入回路
I β △IB
△ C
U CE 常数
ic ib
U CE 常数
第二章 晶体管及基本放大电路/2.1 半导体晶体管/主要参数
14
2 . 集电极最大允许电流 ICM 集电极电流 IC 超过一定值时，晶体管的β值 要下降。当β 值下降到正常数值的三分之二时的 集电极电流 IC ，称为集电极最大允许电流 ICM 。