模拟电子课件-三极管的共射特性曲线

1.4.3三极管的共射特性曲线1.4.4三极管的主要参数1.4.3三极管的共射特性曲线(1)输入特性曲线iB=f(uBE)uCE=const++++i-uBE+-uBTCE+Ci（1）uCE=0V时，相当于两个PN结并联。0.40.2i(V)(uA)BE80400.80.6Bu=0VuCE＞1VCEu（3）uCE≥1V再增加时，曲线右移很不明显。（2）当uCE=1V时，集电结已进入反偏状态，开始收集电子，所以基区复合减少，在同一uBE电压下，iB减小。特性曲线将向右稍微移动一些。死区电压硅0.5V锗0.1V导通压降硅0.7V锗0.3V(2)输出特性曲线iC=f(uCE)iB=const现以iB=60uA一条加以说明。（1）当uCE=0V时，因集电极无收集作用，iC=0。（2）uCE↑→Ic↑。（3）当uCE＞1V后，收集电子的能力足够强。这时，发射到基区的电子都被集电极收集，形成iC。所以uCE再增加，iC基本保持不变。同理，可作出iB=其他值的曲线。iCCE(V)(mA)=60uAIBu=0BBII=20uABI=40uAB=80uAI=100uAIB输出特性曲线可以分为四个区域:饱和区——iC受uCE显著控制的区域，该区域内uCE＜0.7V。此时发射结正偏，集电结也正偏。两个正偏截止区——iC接近零的区域，相当iB=0的曲线的下方。此时，发射结反偏，集电结反偏。两个反偏放大区——曲线基本平行等距。此时，发射结正偏，集电结反偏。EB正偏，CB反偏该区中有：BCII＝iCIBIB=0uCE(V)(mA)=20uABI=40uABI=60uABI=80uABI=100uA饱和区放大区截止区击穿区1.4.4三极管的主要参数1.电流放大系数（2）共基极电流放大系数：BCIIBCii＝ECII＝ECii＝iCE△=20uA(mA)B=40uAICu=0(V)=80uAI△BBBIBiIBI=100uACBI=60uAi一般取20~200之间2.31.538A60mA3.2BCII40A40)-(60mA)5.13.2(BCii＝（1）共发射极电流放大系数：2.极间反向电流（2）集电极发射极间的穿透电流ICEO基极开路时，集电极到发射极间的电流——穿透电流。其大小与温度有关。（1）集电极基极间反向饱和电流ICBO发射极开路时，在其集电结上加反向电压，得到反向电流。它实际上就是一个PN结的反向电流。其大小与温度有关。锗管：ICBO为微安数量级，硅管：ICBO为纳安数量级。CBOCEO)1(II＝++ICBOecbICEO3.极限参数Ic增加时，要下降。当值下降到线性放大区值的70％时，所对应的集电极电流称为集电极最大允许电流ICM。（1）集电极最大允许电流ICM（2）集电极最大允许功率损耗PCM集电极电流通过集电结时所产生的功耗，PC=ICUCEBICEui(V)IBC=100uAB=80uA=60uA(mA)IIB=0B=40uA=20uABIIPCMPCM（3）反向击穿电压BJT有两个PN结，其反向击穿电压有以下几种：①U（BR）EBO——集电极开路时，发射极与基极之间允许的最大反向电压。其值一般几伏～十几伏。②U（BR）CBO——发射极开路时，集电极与基极之间允许的最大反向电压。其值一般为几十伏～几百伏。③U（BR）CEO——基极开路时，集电极与发射极之间允许的最大反向电压。--(BR)CEOU(BR)CBOU(BR)EBOU•水龙头你肯定知道了•那水龙头有三个点：进水、阀门、出水，我们可以分别看成是三极管的ebc极然后你在理解关于三极管的任何性质都很简单•比如三极管的饱和你知道阀门大到最大了无论你怎么做出水就那么多了也就是说水管里的流量不可能再增大了在比如三极管的截止你把阀门关的越小流出的水肯定越小了当你把阀门关到一定程度的时候水就不流了第2章基本放大电路放大的概念在电子技术中，利用晶体三极管组成放大电路，其目的是将微弱的电信号进行放大，推动负载正常工作。例如，扩音机电路的示意图如下：微弱放大器话筒声音信号电信号主要讨论常用的基本放大电路的结构、工作原理、分析方法及其应用。2.1共射极放大电路2放大电路基础2.1放大电路的基本概念2.1.1放大电路的基本框图2.1.2电压电流的符号和正方向的规定2.1.3放大电路的主要性能指标2.2共射基本放大电路2.2.1电路的组成和元器件的作用2.2.2工作原理作业：2-4本章主要学习内容：三种基本放大电路共射共基共集组成、工作原理、分析方法、性能指标、耦合方式、频率响应、噪声分析2.1放大电路的基本概念2.1.1放大电路的基本框图++++-uo+u+-i放大电路u-R+SSRL信号源负载iiio组成部分：输入(信号源)+功能(放大)电路+输出（负载）+能量（电源）放大电路定义：放大电路分类信号的强弱：小信号放大、大信号放大（功率放大）频率成分：直流放大、低频放大、宽带放大、谐振放大2.1.2电压、电流的符号和正方向的规定1)电压、电流符号的规定直流分量、交流分量、叠加基本符号：大写字母表示直流量或有效值，小写字母表示随时间变化的量下标符号：大写字母表示直流量和瞬时值，小写字母表示变化的分量2)电压、电流正方向的规定电压的参考极性(+-)、电流的参考方向(进出)2.1.3放大电路的主要性能指标基本概念：正弦波、傅立叶分解、基波、谐波放大倍数、输入电阻、输出电阻、最大输出幅值、通频带、最大输出功率、效率、非线性失真系数1)放大倍数——表示放大器的放大能力不失真的情况下，输出信号与输入信号的比值。放大器可分为四种类型，所以有四种放大倍数的定义。（1）电压放大倍数定义为:AU=uo/ui（2）电流放大倍数定义为:AI=io/ii（3）互阻增益定义为:Ar=uo/ii（4）互导增益定义为:Ag=io/ui++++-uo+u+-i放大电路u-R+SSRL信号源负载iiio分贝的概念:2.输入电阻Ri——从放大电路输入端看进去的等效电阻Ri=ui/ii一般来说，Ri越大越好。（1）Ri越大，ii就越小，从信号源索取的电流越小。（2）当信号源有内阻时，Ri越大，ui就越接近uS。+++++i-oiii++-信号源S放大电路oS-LuR负载RuuRiRi3.输出电阻Ro——从放大电路输出端看进去的等效电阻++++S+o负载LS+信号源-u-oiiiRR放大电路-+iuuRiRiouoRRo输出电阻是表明放大电路带负载能力的，Ro越小，放大电路带负载的能力越强，反之则差。0,ooosL=uRiuR输出电阻的定义：4最大输出幅值失真:输入输出波形存在差异非线性失真：非线性器件引起的失真定义：基本不失真或无明显失真，放大电路的最大正弦输出信号的幅值5.通频带fAAm0.7AmfL下限截止频率fH上限截止频率通频带：fbw=fH–fL放大倍数随频率变化曲线——幅频特性曲线带宽频率失真6、最大输出功率与效率如果放大电路的通频带小于信号的频带，由于信号的低频段或者高频段的放大倍数下降过多，放大后的信号不能重现原来的形状，也就是输出信号产生了频率失真。在输出信号不失真的情况下，负载上能够获得的最大功率Pom与电源消耗的功率Pv的比值。描述电源能量的利用率。用η表示。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。2.2.1电路的组成和元器件的作用++b2b-iuC+R-b1RuToL+CcRVCCBBV2.2共射基本放大电路各元件作用：使发射结正偏，并提供适当的静态IB和UBE。基极电源与基极电阻++b2b-iuC+R-b1RuToL+CcRVCCBBV集电极电源，为电路提供能量。并保证集电结反偏。集电极电阻RC，将变化的电流转变为变化的电压。耦合电容：电解电容，有极性，大小为10F~50F作用：隔直通交隔离输入输出与电路直流的联系，同时能使信号顺利输入输出。++++b2b-iuC+R-b1RuToL+CcRVCCBBV各元件作用：基本放大电路的习惯画法++b2b-iuC+R-b1RuToL+CcRVCCBBV+++CTb1CCRbVL+uoR-u+-ib2CcR新概念和术语：隔直电容、耦合电容偏置电流、偏流阻容耦合放大电路未加信号时Us=0：直流状态、静止工作状态、静态、静态工作点、工作点、Q表示加信号Us不等于0：交流状态、动态工作状态、动态共射极放大电路的组成与工作原理组成放大电路的基本条件是1能放大2不失真iDDuBECPNN二极管的正向特性死区如果输入信号小于死区电压时，二极管不通，这样，被放大的信号就失真了。基本放大条件：能放大、不失真iDDuBEC死区iutiuCEt输入信号小于死区电压时，发射结（二极管）不通，放大信号失真了。如何解决这个问题？iDDuBEC死区iuCEt输入信号小于死区电压时，发射结（二极管）不通，放大信号失真了。1将信号减小？不行！2让三极管先导通，将小信号再叠加上?QV7.0行！三极管工作在线性区iutiDDu死区iutQV7.0基本放大条件：能放大、不失真BRBEBEUBEU两个电源能否串连？BibeBEuUtBEuBEUoiutoBioCitCi如何将电流信号转换为电压信号？BCiiCEiutBECiutCEiut基本放大条件：能放大、不失真BRBEBECBEUBibeBEuUtBEuBEUoiutoBioCitCi如何将电流信号转换为电压信号？BCiiiutCR串电阻tCEuo？CEiut基本放大条件：能放大、不失真BRBEBECBEUBibeBEuUtBEuBEUoiutoBioCitCiBCiiCRtCEuoiut输出电压波形失真了解决？解决？CEiut基本放大条件：能放大、不失真BRBEBECBEUBibeBEuUtBEuBEUoiutoBioCitCiBCiiCR解决？解决？tCEuoiut加隔直电容？tCEuoC0ut0u1C2基本交流电压放大电路CCEBRBEBECBEUBibeBEuUCiCR0u1C2iutBRBEBECBEUBiCi1CCECR0u2BEuSRSeiuEiCRCC2CECEuLR各元件的作用1.晶体管T是放大元件，iC=iB；也是控制元件，控制EC所提供的能量。RBECEBRCC1C2TuiuoRBECEBRCC1C2Tuiuo2.直流电源EC集电极电源，为电路提供能量。并保证集电结反偏。（几伏～十几伏）RBECEBRCC1C2Tuiuo3集电极电阻RC将变化的电流转变为变化的电压。(几千欧～十几千欧。4.基极电源EB和基极电阻RBRBECEBRCC1C2Tuiuo使发射结正偏，并提供适当的静态工作点。EB一般为几伏,RB一般为几十千欧以上。5耦合电容RBECEBRCC1C2Tuiuo隔直流，通交流。一般为几微法到几十微法。改进电路RBECEBRCC1C2Tuiuo可以省去RB电源的简化法RBECEBRCC1C2TuiuoRBCCU忽略电源内阻，CCCEU2.1.3放大电路的静态分析放大电路分析静态分析动态分析估算法图解法微变等效电路法图解法计算机仿真静态:不加输入信号(放大信号)分析的问题:合理确定静态值(静态工作点)分析的方法:估算法和图解法静态值:CECB,,UII。一、估算法RB+UCCRCC1C2开路开路RB+UCCRC直流通道（1）根据直流通道估算IBRB+UCCRCIBUBEBCCBEBRUIUBCC7.0RUBCCRURB称为偏置电阻，IB称为偏置电流。静态分析1、估算法：（2）根据直流通道估算UCE、ICRB+UCCRCICUCECEOBCIIICCCCCERIUUCI2、图解法：先估算IB，然后在输出特性曲线上作出直流负载线，与IB对应的输出特性曲线与直流负载线的交点就是Q点。ICUCEBBECCBRUUIQCURCCUCCCCCCCER