模拟电子技术-罗桂娥-第二章课件
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新教材第二章课件2(2.2-2.3)
①晶体管T：电流放大；
②基极电源VBB：使发射结正偏（UBE>Uon）； ③基极电阻Rb：与VBB一起确定合适的IB； ④集电极电阻Rc：将集电极电流的变化转换成电压的变化。 ⑤集电极电源VCC： ⒈使集电结反偏；
⒉给放大电路提供能源。
《模拟电子技术》多媒体课件
电子工程系
3、放大电路特征 交直流并存
电子工程系直流通路交流通路【特别提示】 ●画直流通路时，一定要保持电
路的原有结构不变。 ●画交流通路时，要画成一个二
端口网络。 ●画交流通路时，只有交流信号
源的频率在中频段或高频段时， 才可将较大容量的电容视为短路。
《模拟电子技术》多媒体课件
练习： 画出图 示各电 路的直 流通路 和交流 通路。 设所有 电容对 交流信 号均可 视为短 路。
Auu
Au
UO Ui
2、 电流放大倍数
Ai
iO iI
A ii
A i
IO Ii
《模拟电子技术》多媒体课件
电子工程系
3、 电压对电流的放大倍数（又称互阻放大倍数）
Aui
Ar
uO iI
A ui
U O I i
4、电流对电压的放大倍数（又称互导放大倍数）
Aiu
Ag
iO uI
A iu
I O U i
（本章重点研究电压放大倍数A u）
《模拟电子技术》多媒体课件
二、输入电阻
电子工程系
思考：如何求 输出电阻RO？
从放大电路的输入端看进去的等效电阻，用Ri表示。
Ri
uI iI
Ri
Ui Ii
衡量放大电路获取信号的能力：P17
三、输出电阻
从放大电路的输出端看进去的等效电阻，用Ro表示。
②基极电源VBB：使发射结正偏（UBE>Uon）； ③基极电阻Rb：与VBB一起确定合适的IB； ④集电极电阻Rc：将集电极电流的变化转换成电压的变化。 ⑤集电极电源VCC： ⒈使集电结反偏；
⒉给放大电路提供能源。
《模拟电子技术》多媒体课件
电子工程系
3、放大电路特征 交直流并存
电子工程系直流通路交流通路【特别提示】 ●画直流通路时，一定要保持电
路的原有结构不变。 ●画交流通路时，要画成一个二
端口网络。 ●画交流通路时，只有交流信号
源的频率在中频段或高频段时， 才可将较大容量的电容视为短路。
《模拟电子技术》多媒体课件
练习： 画出图 示各电 路的直 流通路 和交流 通路。 设所有 电容对 交流信 号均可 视为短 路。
Auu
Au
UO Ui
2、 电流放大倍数
Ai
iO iI
A ii
A i
IO Ii
《模拟电子技术》多媒体课件
电子工程系
3、 电压对电流的放大倍数（又称互阻放大倍数）
Aui
Ar
uO iI
A ui
U O I i
4、电流对电压的放大倍数（又称互导放大倍数）
Aiu
Ag
iO uI
A iu
I O U i
（本章重点研究电压放大倍数A u）
《模拟电子技术》多媒体课件
二、输入电阻
电子工程系
思考：如何求 输出电阻RO？
从放大电路的输入端看进去的等效电阻，用Ri表示。
Ri
uI iI
Ri
Ui Ii
衡量放大电路获取信号的能力：P17
三、输出电阻
从放大电路的输出端看进去的等效电阻，用Ro表示。
模拟电子技术第二章2 57页PPT文档
RC
RE
UEE
UCC
(b )
(C)
饱和特征:（1）UCEQ≤UBE(on)
(2)IBQ>ICQ/β (ICQ < β IBQ)
判断是否饱和
方法1 先假定处于放大区，有ICQ = β IBQ，据此求出UCEQ
若UCEQ＞UBE(on) 则确实处于放大区；若UCEQ ≤ UBE(on)则处 于饱和区，UCEQ 应取UCE(sat)
截止。此时，三个电极电流均为零，而
UBE= UBB - UEE,UCE=UCC- UEE 。
•
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ RB
RB
RE
UCC
UBB
UEE
(a )
图2―11 (a)电路；(b)放大状态下的等效电路；(c)饱和状态下的等效电路
•
若UBB>UEE+UBE(on)，则晶体管导通。现
假定为放大导通，利用图2―9(b)的模型可得该
I C ( sat )
U CC
U BE (on ) RC
5 0.7 3
1.4m
因为
I BQ 0.06 m
I C ( sat )
1.4 50
0.028 m
IC(sat)<βIBQ=3mA
•
所以晶体管处于饱和。此时，
ICQ=(Ucc-UCE(sat))/Rc=(5-0.3)/3=1.6mA， 而 uo=UCEQ=UCE(sat)=0.3V。 根 据 上 述 分 析 结果画出的uo波形如图2―12(c)所示。
iB
iC
0 UB E(on) (a)
uB E
0 UC E(s at)
精品课件-模拟电子技术及应用-第2章
10
图2-2
11
图2-3
12
2.1.2 放大电路的工作原理 1.静态工作原理 所谓静态，是指输入交流信号ui＝0时的工作状态。此时，
耦合电容C1、C2不能通过直流电流，其相当于开路，图2-2可以等 效为图2-4(a)所示电路，该电路称为基本共发射极放大电路的直 流通道。在直流状态下，三极管各极的电流和各极之间的电压分 别为：基极电流IBQ，集电极电流ICQ，基极与发射极之间的电压 UBEQ，集电极与发射极之间的电压UCEQ。这几个值反映在输入、输 出特性曲线上(如图2-4(b)所示)是一个点，所以称其为静态工作 点，具体计算方法将在2.2节介绍。
iC＝ iB＝ (IBQ＋ib)＝ICQ＋ic
7
图2-1
8
(4)电阻Rs和电源us：信号源，给输入回路提供被放大的信号 ui。
(5)电源EC：集电极电源。通过RB给发射结加正向偏置电压， 给基极回路提供偏置电流IBQ；通过RC给收集结加反向偏置电压， 给集电极回路提供偏置电流ICQ。三极管放大交流信号时把EC的直 流能量转变成交流能量，而三极管本身并不产生能量。
工程实际中绘制电路图时往往省略电源不画，将图2-1(a)画 成图2-2的形式，其电源EC用电压UCC表示，这两个电路图的实际 结构形式完全相同。由PNP型三极管构成的基本共发射极放大电 路如图2-3所示，其与NPN型电路的不同之处是电源电压UCC为负值， 电容C1、C2的极性调换，以后我们在绘制电路图时都将按这种形 式绘制。
(6)电阻RL：负载电阻。消耗放大电路输出的交流能量，将 电能转变成其他形式的能量。
9
(7)电容C1、C2：耦合电容，起隔直导交的作用。C1是基极回 路输入耦合电容，通过C1引入交流输入信号ui；C2是集电极输出 耦合电容，通过C2从uCE中取出交流成分uo，提供给负载RL。在分 析放大电路的过程中，一般认为C1、C2对交流的阻碍作用为零， 即B、E极间电压uBE中的交流分量等于ui；C、E极间电压uCE的交流 分量等于uo。
图2-2
11
图2-3
12
2.1.2 放大电路的工作原理 1.静态工作原理 所谓静态，是指输入交流信号ui＝0时的工作状态。此时，
耦合电容C1、C2不能通过直流电流，其相当于开路，图2-2可以等 效为图2-4(a)所示电路，该电路称为基本共发射极放大电路的直 流通道。在直流状态下，三极管各极的电流和各极之间的电压分 别为：基极电流IBQ，集电极电流ICQ，基极与发射极之间的电压 UBEQ，集电极与发射极之间的电压UCEQ。这几个值反映在输入、输 出特性曲线上(如图2-4(b)所示)是一个点，所以称其为静态工作 点，具体计算方法将在2.2节介绍。
iC＝ iB＝ (IBQ＋ib)＝ICQ＋ic
7
图2-1
8
(4)电阻Rs和电源us：信号源，给输入回路提供被放大的信号 ui。
(5)电源EC：集电极电源。通过RB给发射结加正向偏置电压， 给基极回路提供偏置电流IBQ；通过RC给收集结加反向偏置电压， 给集电极回路提供偏置电流ICQ。三极管放大交流信号时把EC的直 流能量转变成交流能量，而三极管本身并不产生能量。
工程实际中绘制电路图时往往省略电源不画，将图2-1(a)画 成图2-2的形式，其电源EC用电压UCC表示，这两个电路图的实际 结构形式完全相同。由PNP型三极管构成的基本共发射极放大电 路如图2-3所示，其与NPN型电路的不同之处是电源电压UCC为负值， 电容C1、C2的极性调换，以后我们在绘制电路图时都将按这种形 式绘制。
(6)电阻RL：负载电阻。消耗放大电路输出的交流能量，将 电能转变成其他形式的能量。
9
(7)电容C1、C2：耦合电容，起隔直导交的作用。C1是基极回 路输入耦合电容，通过C1引入交流输入信号ui；C2是集电极输出 耦合电容，通过C2从uCE中取出交流成分uo，提供给负载RL。在分 析放大电路的过程中，一般认为C1、C2对交流的阻碍作用为零， 即B、E极间电压uBE中的交流分量等于ui；C、E极间电压uCE的交流 分量等于uo。
模拟电子技术课件第2章
三极管的结构与类型
结构
由三个半导体组成，包括两个N型和一个P型半导体，中间是基极（b），两侧分别 是集电极（c）和发射极（e）。
类型
NPN和PNP三极管，根据基极和集电极的掺杂类型不同而有所区别。
三极管的电流放大作用
放大原理
当基极输入小信号电流时，集电极输 出大信号电流，实现电流放大作用。
放大倍数
模拟电子技术课件第2章
• 引言 • 半导体基础知识 • 二极管及其特性 • 三极管及其特性 • 放大电路基础 • 结论
01
引言
课程背景
模拟电子技术是电子工程学科的重要 基础，为后续数字电子技术、通信电 子技术等课程提供必要的知识储备。
随着电子技术的快速发展，模拟电子 技术在信号处理、通信、控制等领域 的应用越来越广泛，掌握模拟电子技 术对于电子工程师来说至关重要。
• 讲解了模拟电路中的噪声和失真现象及其抑制方 法。
本章总结
模拟电路的分析方法
包括直流分析、交流分析和瞬态分析。
模拟电路的设计流程
从系统定义、电路设计、仿真验证到版图绘制和制版。
噪声和失真抑制方法
包括减小源噪声、选择合适器件、优化电路结构和采用噪声抑制技 术等。
下章预告
主题：模拟电子技术中的 放大器及其性能分析。
子和空穴，它们的浓度受温度的影响。
03
二极管及其特性
二极管的结构与类型
结构
由一个PN结和两个电极组成，P 型半导体和N型半导体之间有一 个空间电荷层。
类型
硅二极管和锗二极管，根据结构 可分为点接触型、面接触型和平 面型。
二极管的单向导电性
正向导通
当二极管正极接正电压、负极接负电 压时，PN结内的空穴和电子分别向 对方扩散，形成正向电流。
模拟电子技术第二章PPT课件
电路特征：集成运放处于开环或仅引入正反馈
1) 净输入电流为0
2) uP> uN时， uO＝＋UOM uP< uN时， uO＝－UOM
17.09.2020
6
2.3 理想运放组成的基本运算电路
2.3.1 比例运算电路
1. 反相输入
iN=iP=0，
+
_
uN=uP=0－－虚地
在节点N：iF
iR
uI R
uOiFRf RRf uI
17.09.2020
7
1) 电路的输入电阻为多少？ Ri = R 2) 3) R’＝？为什么？ R’= R// Rf，为了静态平衡 3) 4) 若要Ri＝100kΩ，比例系数为－100，
R1＝？ Rf＝？
Rf太大，噪声大。如何利 用相对小的电阻获得－100的 比例系数？
找参考资料寻找答案
17.09.2020
u O u O 1 u O 2 u O 3 R R 1 fu I1 R R f 2u I2 R R f 3u I3
17.09.2020
12
2. 同相求和 设 R1∥ R2∥ R3∥ R4＝ R∥ Rf
利用叠加原理求解：
令uI2= uI3=0，求uI1单独作 用时的输出电压
uO 1(1R R f)R 1R 2R ∥ 2∥ R 3R ∥ 3∥ R 4R 4uI1
8
2. 同相输入
uN uP uI
uO
(1
Rf R
) u N
uO
(1
Rf R
) u I
1) 输入电阻为多少？ ∞
2) 电阻R’＝？为什么？ R’= R// Rf，为了静态平衡
3) 共模抑制比KCMR≠∞时会影响运算精度吗？为什 么？
1) 净输入电流为0
2) uP> uN时， uO＝＋UOM uP< uN时， uO＝－UOM
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6
2.3 理想运放组成的基本运算电路
2.3.1 比例运算电路
1. 反相输入
iN=iP=0，
+
_
uN=uP=0－－虚地
在节点N：iF
iR
uI R
uOiFRf RRf uI
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7
1) 电路的输入电阻为多少？ Ri = R 2) 3) R’＝？为什么？ R’= R// Rf，为了静态平衡 3) 4) 若要Ri＝100kΩ，比例系数为－100，
R1＝？ Rf＝？
Rf太大，噪声大。如何利 用相对小的电阻获得－100的 比例系数？
找参考资料寻找答案
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u O u O 1 u O 2 u O 3 R R 1 fu I1 R R f 2u I2 R R f 3u I3
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2. 同相求和 设 R1∥ R2∥ R3∥ R4＝ R∥ Rf
利用叠加原理求解：
令uI2= uI3=0，求uI1单独作 用时的输出电压
uO 1(1R R f)R 1R 2R ∥ 2∥ R 3R ∥ 3∥ R 4R 4uI1
8
2. 同相输入
uN uP uI
uO
(1
Rf R
) u N
uO
(1
Rf R
) u I
1) 输入电阻为多少？ ∞
2) 电阻R’＝？为什么？ R’= R// Rf，为了静态平衡
3) 共模抑制比KCMR≠∞时会影响运算精度吗？为什 么？
模拟电子技术第二章学习课件[1]
![模拟电子技术第二章学习课件[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/3e1cb09c700abb68a982fb7a.png)
模拟电子技术第二章学习课件[1]
• 2.4.2 应用举
例二极管电路分析
•定性分析：判断二极管的工作状态
•导通 截止
• 若二极管是理想的，正向导通时正向管压降为零，
反向截止时二极管相当于断开。
•否则，正向管压降
•硅0.6~0.7V 锗0.2~0.3V
• 分析方法：将二极管断开，分析二极管两端电位 •的高低或所加电压UD的正负。
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模拟电子技术第二章学习课件[1]
• 2.3.1 半导体二极管的结
• 在构PN结上加上引线和封装，就成为一个二极
管。二极管按结构分有点接• 触型P、N结面面接积触小型，和结平电
面型三大类。
容小，用于检波和变频等
高频电路。
•(1) 点接触型二极管
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•二极管的结构示意图
•(a)点接触型
•空穴的移动
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模拟电子技术第二章学习课件[1]
•本征半导体中电流由两部分组成： • 1. 自由电子移动产生的电流。 • 2. 空穴移动产生的电流。
•本征半导体的导电能力取决于载流子的浓度。
•温度越高，载流子的浓度越高。因此本征 半导体的导电能力越强，温度是影响半导体 性能的一个重要的外部因素，这是半导体的 一大特点。
压增加到一定数值时， 反向电流突然快速增加， 此现象称为PN结的反向 击穿。
•热击穿——不可逆
• 雪崩击穿 • 电击穿——可逆
• 齐纳击穿
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模拟电子技术第二章学习课件[1]
•2.3 半导体二极管
• 2.3.1 半导体二极管的结构 • 2.3.2 二极管的伏安特性 • 2.3.3 二极管的参数
模拟电子技术课件第2 讲.ppt
2.3 基本线性运算放大器
2.3.1 同相放大电路
3. 负反馈的基本概念(具体内容在第七章讲) a.负反馈和正反馈
若引回的反馈信号与输入信号相位相同,则使净输
入信号加强，就称为正反馈。 if Rf
引入反馈前：
ii
vP idvN
+
-
vo
R1
ii = id 引入反馈后：
id= ii+ if
16
2.3 基本线性运算放大器
vo
vP
+
vo
vN
-
vi
Rf
9
2.2理想集成运算放大器
2.2.3 结论 3.集成运放工作在非线性区的必要条件: 开环或接成正反馈
vP
+
vN
-
vo
v0
+V0m
Rf
vI （vP-vN）
vP
+
vN
-
vo
-V0m
10
2.3 基本线性运算放大器
理想运放工作在线性区的两个特点 (1) “虚短”
→IdvN -
)vs
Avf
v o
vs
1 Rf R1
若Rf=0，R1=∞
v o
vs
12
2.3 基本线性运算放大器
2.3.1 同相放大电路
R' vP
1. 基本电路 2. 电压跟随器
vs
vN
vo
根特据点虚：断的概念得：iP iN 0
Rf
所3根12v)s))以v据输输vP，oR虚入出＝f一Rv短电电1vs般Rs的阻阻1作v概大v小o N放念，，大得信带R电1：号负R路1A源载Rvv得ffP提能v输0供力vvv入so电强N级流1、很R输1RR小f1出；级平 R’和衡= 中R电1间阻// 级Rf。
模拟电子技术第二章
Rb = 280 k，Rc = 3 k ，集电极直流电源 VCC = 12 V， 试用图解法确定静态工作点。
解：首先估算 IBQ
IB
Q
VC
CUB Rb
EQ
(12 0.7)mA 40μA
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 .
模拟电子技术第二章
单击此处添加副标题内容 单击此处输入你的正文，文字是您思想的提炼，为了最终演示 发布的良好效果，请尽量言简意赅的阐述观点。
第２章 基本放大电路
教学时数：１７ 学时 重点与难点： 1、晶体管放大器和场效应管放大器的 静态分析和动态分析方法（图解分析法
和微变等效电路分析法）。 2、晶体三极管放大电路三种组态的电
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
iC / mA
解：首先估算 IBQ
IB
Q
VC
CUB Rb
EQ
(12 0.7)mA 40μA
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 .
模拟电子技术第二章
单击此处添加副标题内容 单击此处输入你的正文，文字是您思想的提炼，为了最终演示 发布的良好效果，请尽量言简意赅的阐述观点。
第２章 基本放大电路
教学时数：１７ 学时 重点与难点： 1、晶体管放大器和场效应管放大器的 静态分析和动态分析方法（图解分析法
和微变等效电路分析法）。 2、晶体三极管放大电路三种组态的电
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
iC / mA
模拟电子技术基础第二章PPT课件
Ui Ii
Rb rbe
阻容耦合共射放大电路的动态分析
A uU U o i Ic(IR bcr∥ beRL)rb RL e '
A usU U o s U U si U U o i RsR iRi A u
Ri Rb∥ rberbe Ro Rc
讨论四：基本共射放大电路的静态分析
80
rbb' 200
在低频、小信号作用下的关系式
duBE
uBE iB
di UCE B
uBE uCE
IB duCE
diC
iC iB
di UCE B
iC uCE
IB duCE
电阻
无量纲
Ube h11Ib h12Uce
Ic
h21Ib h22Uce
无量纲
电导
交流等效模型（按式子画模型）
h参数的物理意义
h11uiBBE UCE rbe
若 (1 )R e＞ R b ， ＞ U B 则 QR b 1 R b 1 R b2 V CC
4. 动态分析
2. 信号源与放大电路不“共地”
共地，且要使信号 驮载在静态之上
静态时，UBEQURb1
动态时，b-e间电压是uI与 Rb1上的电压之和。
两种实用放大电路
阻容耦合放大电路
－＋
UBEQ
＋－
UCEQ
C1、C2为耦合电容！
耦合电容的容量应足够 大，即对于交流信号近似 为短路。其作用是“隔离 直流、通过交流”。
Ui
Ri
Ri Rs
Us
可以看出，Ri越大，放大电路从信号源中索取的输入 电压Ui越接近信号源电压Us!
UO
RL RO RL
UO'
模拟电子技术 第二章 2_图文
• 例题：放大电路如下图所示，试求 1 各级放大电路的静态值；2 画出微变等效电路； 3输入电阻ri、输出电阻ro 、求放大电路的电压放大倍数 Au 。
• 解：1. 各级静态分析 * 第一级：当满足条件：I2 ＞＞ IB1 RB12 有：VB1 = ⋅ U CC RB11 + RB12 I CQ1 ≈ I EQ1 = I BQ1 = I CQ1 β1 VB1 − U BE1 VB1 ≈ RE1 RE1 第一级的直流通路 U CEQ1 = U CC − I CQ1 RC1 − I EQ1 RE1 ≈ U CC − I CQ1 ( RC1 + RE1 31 32 2. 画出微变等效电路； ** 第二级：I BQ2 = U CC − U BE2 RB2 + (1 + β2 RE2 I CQ2 = β2 I B2 I EQ2 = (1 + β2 I B2 华中科技大学第二级的直流通路 33 谭丹 34 U CEQ2 = U CC − I EQ2 RE2 3. 求输入电阻ri、输出电阻ro 、放大电路的电压放大倍数 A u 。
(1 输入电阻ri 的计算 (2 输出电阻ro 的计算 ro1 = ∵ ro′ = U o1 I o1 U i =0 Ui = ri1 = RB11 // RB12 // rbe1 Ii U ′ ] 其中：RL2 ri2 = i2 = RB2 // [ rbe2 + (1 + β2 RL2 ′ = RE2 // RL I i2 ri = 35 Uo I b2 + β2 I b2 Uo I o U i =0 ( R //R + rbe2 Uo = = C1 B2 (1 + β 2 I b2 (1 + β 2 = RC1 r o = ∴ ro = RE2 // ro′ = RE2 // ′ ( RC1 //RB2 + rbe2 RE2 (rbe2 + RS = ′ (1 + β2 (1 + β2 RE2 + (rbe2 + RS 36 ′ = RC2 // RB2 其中：RS 6(3 电压放大倍数Au 的计算由微变等效电路综述：多级放大电路的动态性能计算方法 (1 电压放大倍数：把后一级的输入电阻作为前一级的负载电阻，求出各级的电压放大倍数， n级则有： Au = Au1 Au2 Au3 ⋅⋅⋅ Aun (2 输入电阻：若第一级是共射电路，则输入电阻仅与第一级输入回路的参数有关。
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iB
(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。
B 常数
4 3 2 1
iC / mA
uCE 0
50 µA 40 µA 30 µA 20 µA 10 µA IB = 0
8
特性右移(因集电区开始吸引电子， 使基极电流减小 )
uCE 1 V 特性基本重合(电流分配关系确定 ) 导通电压 UBE(on) 硅管： (0.6 0.8) V 取 0.7 V 锗管： (0.2 0.4) V 取 0.3 V
工作状态 截止 放大 饱和 IB IB =0 0<IB <IBS IB >IBS IC IC =0 IC = β IB IC < β IB IE IE=0 IE =(1+ β)IB IE <(1+ β)IB
(a)
iBS
iCSBiblioteka VCC U CES 54μA RC
iB
VCC U BE 43μA Rb
【问题引导】三极管当开关管使用时是工作在什么区？
临界饱和时： uCE = uBE
一般地
UCES=
深度饱和时： UCE= 0.3 V (硅管) 0.1 V (锗管)
(4) 基极临界饱和电流 IBS=ICS /β
3
2016-9-4
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
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！
ICEO
O
2
4
6
uCE /V
【问题引导】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
iC f ( uCE ) i
30 µA
40 µA
ICEO
O 2
4
6
uCE /V
B,放大区：
I C I B I CEO I B
条件：发射结正偏 集电结反偏 特点： 平行、等间隔
4
iC / mA
D.三极管临界饱和状态
50 µA 放大区 40 µA 30 µA 20 µA 10 µA 截止区 IB = 0
8
饱 3 和 区
先计算 ICS ，再计算 IBS ，再计算 IB ，再比较 IB与IBS
iB iBS
T为放大状态
例2-4 判断下图各三极管的工作状态。
例2-4 判断下图各三极管的工作状态。
V U CES CS CC 0.14mA (b) iBS i (R R )
c e
iB
VCC U BE 0.11mA Rb (1 ) Re
— 交流电流放大系数
(2.45 1.65) 10 A 0.8 iC 80 一般为几十 几百 10 10106 A i B
3. 极间反向饱和电流
CE 极间反向饱和电流 ICEO。 CB 极间反向饱和电流 ICBO， （集电结反向饱和电流） （穿透电流）
【问题引导】怎样从输出特性计算 β？
6 8
3 2 1 O 2
50 µA 40 µA 30 µA 20 µA 10 µA IB = 0 uCE /V
6 8
(2) 共基极电流放大系数
1 一般在 0.98 以上。
4
2
4
2. 特征频率 fT
β＝1时所对应的频率
I 80IC C .988 0 1 IB 1 1 IE 80 IC
？？？
你知道吗？ 你想知道吗？
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？
(Bipolar Junction Transistor,BJT )
晶体三极管、半导体三极管、晶体管
2.1.1 BJT 的类型与结构 1. BJT 的类型
按材料分： 硅管、锗管 NPN 、 PNP 低频管、高频管 按结构分： 按使用频率分：
iC / mA
4
B 常数
iC / mA
50 µA 放大区 40 µA 30 µA 20 µA 10 µA 截止区 IB = 0
8
3 2
4 3 2 1
50 µA
1
ICEO
O
2
A.截止区： IB 0 20 µA IC = ICEO 0 10 µA 条件：发射结电压没 截止区 IB = 0 达到开启电压 4 6 8 uCE /V 集电结反偏
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
NPN 型
PNP 型
E
注意 NPN 和PNP型三极管各极电流方向！
2.1.4 晶体三极管的主要参数
1. 电流放大系数
(1) 共发射极电流放大系数 i / mA 4 C
-2.7V 放大 0V 1.3V 2V 放大
Si
5.3V 饱和 5.4V 5V
Si
-0.3V 截止 -2V -1V
Si
8V 倒置 /反向放大 9.7V 9V
Si
5.7V 饱和
-1.3V 截止
8V 倒置 /反向放大
(2) 根据 三极管极电流判断工作状态
例2-4 判断下图各三极管的工作状态。
（以 NPN 型为例）
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
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
集电极 C 基极 B
(c) U i 3V 时 iBS iCS
iB iBS U i 0V 时
VCC U CES 0.049mA RC
iB
U i U BE 0.077mA Rb
T为饱和状态 T为截止状态
iB iBS
T为放大状态
iB 0
4
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(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 12.3V 0V 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 12V
3 2
4
iC / mA Q
— 直流电流放大系数
Q
I I 3 2CN .45 10 A I CBO I C 1 C 82 6 I30 I I CBO I B O 10 A BN B
3
50 µA 40 µA 30 µA 20 µA 10 µA IB = 0 uCE /V
反向饱 和电流 温度 电压当量
1. 输入特性
IB
I BN
若： uCE 0
iB f ( uBE ) u
CE常数
输入 回路
输出 回路
与二极管特性相似
IE
当 T = 300 (27C)： UT = 26 mV
2
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iB
O
uCE 0 uCE 1 V uBE
2. 输出特性
iC f ( uCE ) i
2 1
(1) 三极管临界饱和状态 集电极与基极等电位： VC = V B 或 UCE = UBE 0.7 V (硅管) 0.3 V (锗管) (3) 集电极临界饱和电流 UCE= UCES时 ICS=…
ICEO
O 2
(2) 临界饱和电压
4
6
uCE /V
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)
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
Si
5.6V 6V
Si
8V -1V
Si
2.3V 3V
Si
工作状态 截止 放大 饱和
发射结 偏置太小、 零偏、反偏 正偏 正偏
集电结 反偏 反偏 正偏
电位或电压（以 NPN 型为例） UBE<Uon V C > V B> V E UBE>Uon V B> V C ， V B> V E UBE>Uon
5
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4. 极限参数
iC ICM 安 全 PCM 工 ICEO O 作 区 U(BR)CEO uCE
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 1C，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 10C，ICBO 约增大 1 倍。 (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。
2.1.2 BJT 的工作原理
C B P N P E C B E 共发射极 共基极 共集电极
(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。
B 常数
4 3 2 1
iC / mA
uCE 0
50 µA 40 µA 30 µA 20 µA 10 µA IB = 0
8
特性右移(因集电区开始吸引电子， 使基极电流减小 )
uCE 1 V 特性基本重合(电流分配关系确定 ) 导通电压 UBE(on) 硅管： (0.6 0.8) V 取 0.7 V 锗管： (0.2 0.4) V 取 0.3 V
工作状态 截止 放大 饱和 IB IB =0 0<IB <IBS IB >IBS IC IC =0 IC = β IB IC < β IB IE IE=0 IE =(1+ β)IB IE <(1+ β)IB
(a)
iBS
iCSBiblioteka VCC U CES 54μA RC
iB
VCC U BE 43μA Rb
【问题引导】三极管当开关管使用时是工作在什么区？
临界饱和时： uCE = uBE
一般地
UCES=
深度饱和时： UCE= 0.3 V (硅管) 0.1 V (锗管)
(4) 基极临界饱和电流 IBS=ICS /β
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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
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！
ICEO
O
2
4
6
uCE /V
【问题引导】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
iC f ( uCE ) i
30 µA
40 µA
ICEO
O 2
4
6
uCE /V
B,放大区：
I C I B I CEO I B
条件：发射结正偏 集电结反偏 特点： 平行、等间隔
4
iC / mA
D.三极管临界饱和状态
50 µA 放大区 40 µA 30 µA 20 µA 10 µA 截止区 IB = 0
8
饱 3 和 区
先计算 ICS ，再计算 IBS ，再计算 IB ，再比较 IB与IBS
iB iBS
T为放大状态
例2-4 判断下图各三极管的工作状态。
例2-4 判断下图各三极管的工作状态。
V U CES CS CC 0.14mA (b) iBS i (R R )
c e
iB
VCC U BE 0.11mA Rb (1 ) Re
— 交流电流放大系数
(2.45 1.65) 10 A 0.8 iC 80 一般为几十 几百 10 10106 A i B
3. 极间反向饱和电流
CE 极间反向饱和电流 ICEO。 CB 极间反向饱和电流 ICBO， （集电结反向饱和电流） （穿透电流）
【问题引导】怎样从输出特性计算 β？
6 8
3 2 1 O 2
50 µA 40 µA 30 µA 20 µA 10 µA IB = 0 uCE /V
6 8
(2) 共基极电流放大系数
1 一般在 0.98 以上。
4
2
4
2. 特征频率 fT
β＝1时所对应的频率
I 80IC C .988 0 1 IB 1 1 IE 80 IC
？？？
你知道吗？ 你想知道吗？
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？
(Bipolar Junction Transistor,BJT )
晶体三极管、半导体三极管、晶体管
2.1.1 BJT 的类型与结构 1. BJT 的类型
按材料分： 硅管、锗管 NPN 、 PNP 低频管、高频管 按结构分： 按使用频率分：
iC / mA
4
B 常数
iC / mA
50 µA 放大区 40 µA 30 µA 20 µA 10 µA 截止区 IB = 0
8
3 2
4 3 2 1
50 µA
1
ICEO
O
2
A.截止区： IB 0 20 µA IC = ICEO 0 10 µA 条件：发射结电压没 截止区 IB = 0 达到开启电压 4 6 8 uCE /V 集电结反偏
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
NPN 型
PNP 型
E
注意 NPN 和PNP型三极管各极电流方向！
2.1.4 晶体三极管的主要参数
1. 电流放大系数
(1) 共发射极电流放大系数 i / mA 4 C
-2.7V 放大 0V 1.3V 2V 放大
Si
5.3V 饱和 5.4V 5V
Si
-0.3V 截止 -2V -1V
Si
8V 倒置 /反向放大 9.7V 9V
Si
5.7V 饱和
-1.3V 截止
8V 倒置 /反向放大
(2) 根据 三极管极电流判断工作状态
例2-4 判断下图各三极管的工作状态。
（以 NPN 型为例）
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
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
集电极 C 基极 B
(c) U i 3V 时 iBS iCS
iB iBS U i 0V 时
VCC U CES 0.049mA RC
iB
U i U BE 0.077mA Rb
T为饱和状态 T为截止状态
iB iBS
T为放大状态
iB 0
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(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 12.3V 0V 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 12V
3 2
4
iC / mA Q
— 直流电流放大系数
Q
I I 3 2CN .45 10 A I CBO I C 1 C 82 6 I30 I I CBO I B O 10 A BN B
3
50 µA 40 µA 30 µA 20 µA 10 µA IB = 0 uCE /V
反向饱 和电流 温度 电压当量
1. 输入特性
IB
I BN
若： uCE 0
iB f ( uBE ) u
CE常数
输入 回路
输出 回路
与二极管特性相似
IE
当 T = 300 (27C)： UT = 26 mV
2
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iB
O
uCE 0 uCE 1 V uBE
2. 输出特性
iC f ( uCE ) i
2 1
(1) 三极管临界饱和状态 集电极与基极等电位： VC = V B 或 UCE = UBE 0.7 V (硅管) 0.3 V (锗管) (3) 集电极临界饱和电流 UCE= UCES时 ICS=…
ICEO
O 2
(2) 临界饱和电压
4
6
uCE /V
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)
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
Si
5.6V 6V
Si
8V -1V
Si
2.3V 3V
Si
工作状态 截止 放大 饱和
发射结 偏置太小、 零偏、反偏 正偏 正偏
集电结 反偏 反偏 正偏
电位或电压（以 NPN 型为例） UBE<Uon V C > V B> V E UBE>Uon V B> V C ， V B> V E UBE>Uon
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4. 极限参数
iC ICM 安 全 PCM 工 ICEO O 作 区 U(BR)CEO uCE
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 1C，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 10C，ICBO 约增大 1 倍。 (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。
2.1.2 BJT 的工作原理
C B P N P E C B E 共发射极 共基极 共集电极