模拟电路课件 第一篇1.2.1复习+1.2.2-1.2.4(3).ppt

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1、第二章 晶体三极管及其应用电路,集成电子技术基础教程,第一篇 电子器件与电子电路基础,半导体三极管（晶体管）,由于电子和空穴两种载流子同时参与导电 双极型晶体管(BJT)电流控制器件,BJT的工艺特点：E区掺杂浓度高，基区薄， 集电结面积大,1.2.1 复习,BJT的其它工作状态,BJT放大电路的三种基本组态,共射极放大电路的电流关系,BJT的伏安特性曲线,共射极输出特性,共射极输入特性,BJT伏安特性 的三个区域,截止区 VBE0, VBC0 IB0, IC0,饱和区 VBE = 0.7 0.8V IB IBS，IC ICS,放大区(恒流区) VBE0.7V，IC IB,BJT的安全工作范围

2、,1.2.2 BJT放大电路的组成,共射极放大电路,T：NPNBJT，放大器件（核心元件）,Rb和Rc：偏置电阻，提供适当偏置 发射结正偏，集电结反偏,C1,C2 隔直(耦合)电容： 隔离直流，传输交流,VS ,RS： 信号源电压与内阻,RL：负载电阻，获取输出电压的变化量VCE,放大电路的基本工作原理,静态(Vi = 0),VBE = VBEQ IB = IBQ = (VCC-VBEQ)/Rb,IC = ICQ = IBQ,VCE = VCEQ = VCC - ICQRc,静态计算：设放大工作状态，计算BJT的 三个极的电流和极间电压值,动态(Vi0),BE=VBEQ+be=VBEQ+i,i

3、B=IBQ+ib,iC=ICQ+ic=ICQ+ib,CE = VCEQ+ce = VCEQ -icRL,0=ce=-icRL,输入电压变化引起输出电压的变化,放大电路对信号的放大作用，是利用三极管的电流控制作用来实现,1.2.3 电压传输特性和静态工作点,单管放大电路的电压传输特性(图解分析法 ),IBQ,VBEQ,Q0,输入,AB段：输出特性曲 线中IB0的截止区,BCDEFG段：放大区,HI段：饱和区,ICQ,VCEQ,电压传输特性的画法,输出,单管放大电路静态工作点(公式法计算),单电源固定偏置电路,目的：选择合适的Rb，Rc， 使电路工作在放大状态,*设计时通常令: VBEQ=0.7V

4、，VCEQ=VCC/2，ICQ=？mA 由此求两个偏置电阻*,前提:已知三极管的参数,例: 已知 VCC=12V，三极管的VBE= 0.7V，= 50。(1) 若 Rb=280k，RC=3k，试用估算法求静态工作点Q ；(2) 若Rb改为110k，其余参数不变，重新计算电路的静态工作点Q值。,假定工作在放大状态,假设成立,(2),假定还是工作在放大状态,假设不成立,电路处于 饱和状态,需重新计算,固定偏置电路,解: (1),工作点稳定的偏置电路,*工作点的是否稳定，对电路性能有举足轻重的影响*,电路结构,电路工作原理,*三极管的静态工作点与BJT的参数无关*,射极偏置电阻射极反馈电阻,稳定对Q

5、点的影响,稳定工作点过程的解释,温度TICIEVE(= IERe) (VB固定) VBE ( = VBVE) IB IC,在静态情况下，温度上升引起IC增加，由于基极电位VB固定，该电流增量通过Re产生负反馈，迫使IC自动下降,Re愈大，负反馈作用愈强，稳定性也愈好。但Re过大，不仅会降低电源VCC的利用率，输出信号的动态范围(CE)变小，容易引起失真,Rb1、Rb2愈小，VB愈稳定。它们过小将使直流功耗增大，并造成输入交流信号的分流作用加大，最终导致放大能力下降,经验公式： I1 = (510)IBQ VEQ = IEQRe= 0.2VCC (或VEQ = 13 V),例：已知VCC =15

6、V, Rb1=36K, Rb2=10k, Rc=3.6k, Re=2k, 晶体管的= 60, VBE = 0.7V。(1) 试用估算法求静态工作点Q；(2) 验算放大电路参数是否满足静态工作点的稳定工作条件。,验证:,解：,满足稳定工作条件,例：设晶体管的VBE= 0.7V,= 75，其余参数如图中所示。(1)试计算电路的静态工作点Q；(2)若已知晶体管的输出特性，用图解法分析该电路的Q点。,分析法,假定电路工作在放大状态,解：,Q：,图解法,输出回路方程 :,由输出回路方程和输出特性曲线可得ICQ及VCEQ,例:设计一个双极型PNP晶体管的偏置电路，设晶体管的VBE=-0.6V,=60，其余

7、参数如图中所示。为使VECQ = 2.5V,试确定基极偏置电阻Rb的值。,解：,1.2.4 三极管放大与开关应用,放大器,BJT必须工作在放大区，外电路参数应保证让BJT工作在电压传输特性曲线的线性区域内,第一步：进行静态分析，求静态工作点,第二步：动态分析，求放大倍数等动态参数,I=VBB+i, i=0.5sint(V),静态分析,图示电路，取Q点在E处,动态分析,由输入特性曲线与VI求 IB,I=VBB+i =1.6+0.5sint (V) iB=IBQ+ib =35+20sint(A),由输出特性曲线 与IC求VCE,iC = ICQ+ic =1.5+0.8sint(mA) CE=VCEQ+ce =10 - 6sint(V),用作可控开关(或反相器),I= 0: 三极管截止,I= 3V: 三极管饱和,