模擬電子技術(shù) 第4章 雙極結(jié)型三極管及放大電路基礎(chǔ)

第 四 章 基 本 放 大 電 路4.1 半 導(dǎo) 體 三 極 管 （ BJT） 4.2 共 射 極 放 大 電 路 4.3 圖 解 分 析 法4.4 小 信 號(hào) 模 型 分 析 法4.5 放 大 電 路 的 工 作 點(diǎn) 穩(wěn) 定 問(wèn) 題4.6 共 集 電 極 電 路 和 共 基 極 電 路4.7 放 大 電 路 的 頻 率 響 應(yīng) 第 四 章 基 本 放 大 電 路一 、 BJT的 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 介二 、 BJT的 電 流 分 配 與 放 大 原 理三 、 BJT的 特 性 曲 線四 、 BJT的 主 要 參 數(shù)4.1 半 導(dǎo) 體 三 極 管 （ BJT） 第 四 章 基 本 放 大 電 路 又 稱 半 導(dǎo) 體 三 極 管 、 晶 體 三 極 管 ， 或 簡(jiǎn) 稱 晶 體 管 。(Bipolar Junction Transistor)三 極 管 的 外 形 如 下 圖 所 示 ： 三 極 管 有 兩 種 類 型 ： NPN 型 和 PNP 型 。圖 1 三 極 管 的 外 形一 、 晶 體 管 的 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 介一 、 晶 體 管 的 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 介 第 四 章 基 本 放 大 電 路 圖 3 三 極 管 結(jié) 構(gòu) 示 意 圖 和 符 號(hào) NPN 型 ecb 符 號(hào)集 電 區(qū)集 電 結(jié)基 區(qū)發(fā) 射 結(jié)發(fā) 射 區(qū)集 電 極 c基 極 b 發(fā) 射 極 eNNP1、 符 號(hào) 第 四 章 基 本 放 大 電 路集 電 區(qū)集 電 結(jié)基 區(qū)發(fā) 射 結(jié)發(fā) 射 區(qū)集 電 極 c發(fā) 射 極 e基 極 b cb e符 號(hào)N NPPN圖 4 三 極 管 結(jié) 構(gòu) 示 意 圖 和 符 號(hào) (b)PNP 型 第 四 章 基 本 放 大 電 路二 、 晶 體 管 的 電 流 分 配 與 放 大 作 用cNNP eb b ec表 面 看 三 極 管 若 實(shí)現(xiàn) 放 大 ， 必 須 從三 極 管 內(nèi) 部 結(jié) 構(gòu)和 外 部 所 加 電 源的 極 性 來(lái) 保 證 。 不 具 備放 大 作 用二 、 晶 體 管 的 電 流 分 配 與 放 大 作 用 第 四 章 基 本 放 大 電 路 三 極 管 放 大 的 外 部 條 件 ：（ 1） 外 加 電 源 的 極 性 應(yīng) 使 發(fā) 射 結(jié) 處 于 正 向 偏 置 狀 態(tài)（ 2） 集 電 結(jié) 處 于 反 向 偏 置 狀 態(tài) 。 第 四 章 基 本 放 大 電 路b ec RcR b1、 晶 體 管 內(nèi) 部 載 流 子 的 運(yùn) 動(dòng)I EIB 多 數(shù) 電 子 在 基 區(qū) 繼 續(xù) 擴(kuò) 散 ， 到 達(dá)集 電 結(jié) 的 一 側(cè) 。晶 體 管 內(nèi) 部 載 流 子 的 運(yùn) 動(dòng) （ 1） 發(fā) 射 結(jié) 向 基 區(qū) 注 入 電 子 的 過(guò) 程 發(fā) 射 區(qū) 的 電 子 越 過(guò) 發(fā) 射 結(jié) 擴(kuò) 散 到基 區(qū) ， 基 區(qū) 的 空 穴 擴(kuò) 散 到 發(fā) 射 區(qū) 形成 發(fā) 射 極 電 流 IE (基 區(qū) 多 子 數(shù) 目 較 少 ，空 穴 電 流 可 忽 略 )。（ 2） 電 子 在 基 區(qū) 的 擴(kuò) 散 與 復(fù) 合 電 子 到 達(dá) 基 區(qū) ， 少 數(shù) 與 空 穴 復(fù)合 形 成 基 極 電 流 IBn， 復(fù) 合 掉 的 空穴 由 VBB 補(bǔ) 充 。 第 四 章 基 本 放 大 電 路b ec I EI BRc Rb (3)集 電 區(qū) 收 集 擴(kuò) 散 過(guò) 來(lái) 的 電 子 的 過(guò) 程 集 電 結(jié) 反 偏 ， 有 利 于 收 集基 區(qū) 擴(kuò) 散 過(guò) 來(lái) 的 電 子 而 形 成 集電 極 電 流 Icn。 其 能 量 來(lái) 自 外 接電 源 VCC 。I C 另 外 ， 集 電 區(qū) 和 基 區(qū) 的 少 子在 外 電 場(chǎng) 的 作 用 下 將 進(jìn) 行 漂移 運(yùn) 動(dòng) 而 形 成 反 向 飽 和 電 流 ，用 ICBO表 示 。ICBO晶 體 管 內(nèi) 部 載 流 子 的 運(yùn) 動(dòng) 第 四 章 基 本 放 大 電 路b ece RcRb2、 晶 體 管 的 電 流 分 配 關(guān) 系 I EpICBO IE ICIB I EnIBn ICnIE =IC+IB 圖 5 晶 體 管 內(nèi) 部 載 流 子 的 運(yùn) 動(dòng) 與 外 部 電 流 IE = IEn+ IEp IEn IC = ICn + ICBO ICnIB=IEp+ IBn ICBO IBn 第 四 章 基 本 放 大 電 路 BJT的 三 種 組 態(tài)共 發(fā) 射 極 接 法 共 基 極 接 法 共 集 電 極 接 法3. 三 極 管 的 三 種 組 態(tài) 第 四 章 基 本 放 大 電 路u CE = 0V uBE /V iB=f(uBE) UCE=const(2) 當(dāng) uCE1V時(shí) ， uCB= uCE - uBE0， 集 電 結(jié) 已 進(jìn) 入 反 偏 狀 態(tài) ， 開(kāi) 始 收 集 電 子 ， 基 區(qū) 復(fù) 合 減 少 ， 在 同 樣 的 uBE下 IB減 小 ， 特 性 曲 線 右 移 。(1) 當(dāng) uCE=0V時(shí) ， 相 當(dāng) 于 二 極 管 的 正 向 伏 安 特 性 曲 線 。1、 輸 入 特 性 曲 線 uCE 1VuBE /V + -b ce共 射 極 放 大 電 路UBB UCCuBE iCiB +-uCERb Rc三 、 晶 體 管 的 特 性 曲 線 第 四 章 基 本 放 大 電 路飽 和 區(qū) ： iC明 顯 受 uCE控制 的 區(qū) 域 ， 該 區(qū) 域 內(nèi) ，一 般 u CE 0.7V(硅 管 )。此 時(shí) ， 發(fā) 射 結(jié) 正 偏 ， 集電 結(jié) 正 偏 或 反 偏 電 壓 很小 。iC=f(uCE) IB=const2、 輸 出 特 性 曲 線輸 出 特 性 曲 線 的 三 個(gè) 區(qū) 域 :截 止 區(qū) ： iC接 近 零 的區(qū) 域 ， 相 當(dāng) iB=0的 曲線 的 下 方 。 此 時(shí) ， uBE小 于 死 區(qū) 電 壓 ，集 電 結(jié) 反 偏 。放 大 區(qū) ： iC平 行 于 uCE軸 的區(qū) 域 ， 曲 線 基 本 平 行 等 距 。此 時(shí) ， 發(fā) 射 結(jié) 正 偏 ， 集 電結(jié) 反 偏 。 第 四 章 基 本 放 大 電 路 (1)共 發(fā) 射 極 直 流 電 流 放 大 系 數(shù) =（ IC ICEO） /IBIC / IB vCE=const1. 電 流 放 大 系 數(shù) 四 、 BJT的 主 要 參 數(shù) 第 四 章 基 本 放 大 電 路(2) 共 發(fā) 射 極 交 流 電 流 放 大 系 數(shù) =IC/IBvCE=const 在 通 常 情 況 下 第 四 章 基 本 放 大 電 路 (3) 共 基 極 直 流 電 流 放 大 系 數(shù) =（ IC ICBO） /IEIC/IE (4) 共 基 極 交 流 電 流 放 大 系 數(shù) =IC/IE VCB=const 當(dāng) I CBO和 ICEO很 小 時(shí) ， 、 ， 可 以 不 加 區(qū) 分 。 第 四 章 基 本 放 大 電 路 (2) 集 電 極 發(fā) 射 極 間 的 反 向 飽 和 電 流 ICEO ICEO=（ 1+ ） ICBO 2、 極 間 反 向 電 流 ICEO (1) 集 電 極 基 極 間 反 向 飽 和 電 流 ICBO 發(fā) 射 極 開(kāi) 路 時(shí) ， 集 電 結(jié) 的 反 向 飽 和 電 流 。 即 輸 出 特 性 曲線 IB=0那 條 曲 線 所對(duì) 應(yīng) 的 Y坐 標(biāo) 的 數(shù) 值 。 ICEO也 稱 為 集 電 極發(fā) 射 極 間 穿 透 電 流 。+ b ce- uA Ie=0 VCCICBO +b ce -VCCICEOuA注 意 ： 選 擇 三 極 管 時(shí) 極 間反 向 飽 和 電 流 盡 量 小 些 ，以 減 小 溫 度 對(duì) BJT的 影 響 。硅 管 與 鍺 管 相 比 反 極 間 反向 飽 和 電 流 要 小 得 多 第 四 章 基 本 放 大 電 路3、 極 限 參 數(shù)(1)集 電 極 最 大 允 許 電 流 ICM(3) 反 向 擊 穿 電 壓 UCBO發(fā) 射 極 開(kāi) 路 時(shí) 的 集 電 結(jié) 反 向 擊 穿 電 壓 。 U EBO集 電 極 開(kāi) 路 時(shí) 發(fā) 射 結(jié) 的 反 向 擊 穿 電 壓 。 UCEO基 極 開(kāi) 路 時(shí) 集 電 極 和 發(fā) 射 極 間 的 擊 穿 電 壓 。幾 個(gè) 擊 穿 電 壓 有 如 下 關(guān) 系 UCBO UCEO UEBO(2)最 大 集 電 極 耗 散 功 率 PCM PCM= iCuCE 第 四 章 基 本 放 大 電 路 由 PCM、 ICM和 UCEO在 輸 出 特 性 曲 線 上 可 以 確定 過(guò) 損 耗 區(qū) 、 過(guò) 電 流 區(qū) 和 擊 穿 區(qū) 。 輸 出 特 性 曲 線 上 的 過(guò) 損 耗 區(qū) 和 擊 穿 區(qū) PCM= iCuCE 第 四 章 基 本 放 大 電 路1. 既 然 BJT具 有 兩 個(gè) PN結(jié) ， 可 否 用 兩 個(gè) 二 極 管 相聯(lián) 以 構(gòu) 成 一 只 BJT， 試 說(shuō) 明 其 理 由 。2. 能 否 將 BJT的 e、 c兩 個(gè) 電 極 交 換 使 用 ， 為 什 么 ？3. 為 什 么 說(shuō) BJT是 電 流 控 制 器 件 ？ 第 四 章 基 本 放 大 電 路例 1 某 放 大 電 路 中 BJT三 個(gè) 電 極 的 電 流 如 圖 所 示 。 IA -2mA,IB -0.04mA,IC +2.04mA,試 判 斷 管 腳 、 管 型 。解 ： 電 流 判 斷 法 。 電 流 的 正 方 向 和 KCL。 IE=IB+ IC AB C IAI B ICC為 發(fā) 射 極B為 基 極A為 集 電 極 。管 型 為 NPN管 。管 腳 、 管 型 的 判 斷 法 也 可 采 用 萬(wàn) 用 表 電 阻 法 。 參 考 實(shí) 驗(yàn) 。 第 四 章 基 本 放 大 電 路 第 四 章 基 本 放 大 電 路 原 則 ： 先 求 UBE， 若 等 于 0.6-0.7V， 為 硅 管 ； 若 等 于 0.2-0.3V， 為 鍺 管 。 發(fā) 射 結(jié) 正 偏 ， 集 電 結(jié) 反 偏 。 NPN管 UBE 0， UBC 0， 即 PNP管 UBE 0， UBC 0， 即 第 四 章 基 本 放 大 電 路 電 路 組 成 及 各 元 件 作 用 簡(jiǎn) 化 電 路 及 習(xí) 慣 畫(huà) 法 工 作 原 理 與 波 形 分 析 放 大 電 路 的 性 能 指 標(biāo)4.2 共 射 極 放 大 電 路 第 四 章 基 本 放 大 電 路 VCCRSv s RBVBBRCC1 C2T+ + RL + vi+ vo+ +vBE vCEiCiB iE 第 四 章 基 本 放 大 電 路 +VCCR Svs Rb RcC1 C2T+ + RLvi+ vo+ +vBE vCEiCiB iEVCCRSvs RbVBBRcC1 C2T+ + RL + vi+ vo+ +vBE vCEiCiB iE二 、 簡(jiǎn) 化 電 路 及 習(xí) 慣 畫(huà) 法 第 四 章 基 本 放 大 電 路+VCCRcC1 C2T+ +vi+ vo+ +vBE vCE 第 四 章 基 本 放 大 電 路+VCCRb RcC1 C2T+ +vi+ vo+ +vBE vCEiCiB iE VBE IB IC VCE無(wú) 輸 入 信 號(hào) (vi = 0)時(shí) :vBE tO iB tO iC tO vCE tO三 、 工 作 原 理 與 波 形 分 析 第 四 章 基 本 放 大 電 路+VCCRb RcC1 C2T+ +vi+ vo+ +vBE vCEiCiB iEV BE IB無(wú) 輸 入 信 號(hào) (vi = 0)時(shí) : ？vCE = VCC iC RC ICvBE tO iB tO iC tO vCE tOvi tO VCEvo tO 第 四 章 基 本 放 大 電 路四 、 放 大 電 路 的 性 能 指 標(biāo) Rs + Vs Vi + Ro Vo + + Ri RLViAVO iI 0I1、 電 壓 放 大 倍 數(shù)2、 輸 入 電 阻3、 輸 出 電 阻 第 四 章 基 本 放 大 電 路 第 四 章 基 本 放 大 電 路放 大 電 路 的 靜 態(tài) 和 動(dòng) 態(tài) 靜 態(tài) ： 輸 入 信 號(hào) 為 零 （ vi= 0 或 ii= 0） 時(shí) ，放 大 電 路 的 工 作 狀 態(tài) ， 也 稱 直 流 工 作 狀 態(tài) 。 動(dòng) 態(tài) ： 輸 入 信 號(hào) 不 為 零 時(shí) ， 放 大 電 路 的 工 作狀 態(tài) ， 也 稱 交 流 工 作 狀 態(tài) 。 第 四 章 基 本 放 大 電 路一 、 直 流 通 路 和 交 流 通 路1、 直 流 通 路 +VCCRb RcC1 C2T+ +v i+ vo+ +vBE vCEiCiB iE +VCCRb Rc T+ +VBE VCEICIB IE 第 四 章 基 本 放 大 電 路2、 交 流 通 路 +VCCRb RcC1 C2T+ +v i+ vo+ +vBE vCEiCiB iE vi voRb Rc+ + 第 四 章 基 本 放 大 電 路 cCCCCE BC b BECCB RIVV II R VVI +VCCRb Rc T+ +VBE VCEICIB 一 般 硅 管 VBE=0.7V， 鍺 管 VBE=0.2V。 二 、 靜 態(tài) 工 作 情 況 分 析 第 四 章 基 本 放 大 電 路 采 用 圖 解 分 析 法 確 定 靜 態(tài) 工 作 點(diǎn) ， 必 須 已 知 三 極 管 的輸 入 輸 出 特 性 曲 線 。2. 用 圖 解 分 析 法 確 定 靜 態(tài) 工 作 點(diǎn) 直 流 通 路IB VBE+ - ICVCE+-VCCRbVBB RcC1 C2T+ +vi+ vo+ +vBE vCEiCiB iE非 線 性 部 分 線 性 部 分 第 四 章 基 本 放 大 電 路 vCE iC 斜 率 - 1R c Rc VCC VCC 斜 率 IBQ 斜 率Q 斜 率 VCEQ ICQ 斜 率 最 后 ， 在 輸 出 特 性 曲 線 上 ， 與 IB=IBQ對(duì) 應(yīng) 的 曲 線 與 直 流 負(fù) 載 線 交 點(diǎn) 即 為 Q點(diǎn) ， 從 而 得 到 V CEQ 和 ICQ。首 先 ， 在 輸 出 特 性 曲 線 上 ， 找 到 IB = IBQ 對(duì) 應(yīng) 的 那 一 條 曲 線 。其 次 ， 作 一 條 直 流 負(fù) 載 線 VCE=VCC IcRc 第 四 章 基 本 放 大 電 路由 交 流 通 路 得 純 交 流 負(fù) 載 線 ： 共 射 極 放 大 電 路 交 流 通 路icvce+-vce= -ic (Rc /RL) 因 為 交 流 負(fù) 載 線 必 過(guò) Q點(diǎn) ，即 vce= vCE - VCEQ ic= iC - ICQ 同 時(shí) ， 令 RL = Rc/RL 1. 交 流 通 路 及 交 流 負(fù) 載 線則 交 流 負(fù) 載 線 為vCE - VCEQ= -(iC - ICQ ) RL 即 i C = (-1/RL) vCE + (1/RL) VCEQ+ ICQ 斜 率 - 1RcQVCEQICQ IBQRc VCC VCC vCE iC 斜 率斜 率 斜 率 1R c/ RL 過(guò) 輸 出 特 性 曲 線 上的 Q點(diǎn) 做 一 條 斜 率 為 -1/R L 直 線 ， 該 直 線 即 為交 流 負(fù) 載 線 。 RL= RL Rc， 是 交流 負(fù) 載 電 阻 。 交 流 負(fù) 載 線 是 有 交流 輸 入 信 號(hào) 時(shí) Q點(diǎn) 的 運(yùn)動(dòng) 軌 跡 。 三 、 動(dòng) 態(tài) 工 作 情 況 分 析 第 四 章 基 本 放 大 電 路2. 輸 入 交 流 信 號(hào) 時(shí) 的 圖 解 分 析 共 射 極 放 大 電 路QIBQ VBEQ vBE/V iB/uA t t vBE/V iB/uA Q Q20 40 60 Q ICQ VCEQ vCE/V iC/mA vCE/V iC/mA t t 交 流 負(fù) 載 線 Q Q 交 流 負(fù) 載 線 20uA 40uA 60uA 交 流 負(fù) 載 線交 流 負(fù) 載 線 通 過(guò) 圖 解 分 析 ， 可 得 如 下 結(jié) 論 ： 1. vi vBE iB iC vCE |-vo| 2. vo與 vi相 位 相 反 ； 3. 可 以 測(cè) 量 出 放 大 電 路 的 電 壓 放 大 倍 數(shù) ； 4. 可 以 確 定 最 大 不 失 真 輸 出 幅 度 。 第 四 章 基 本 放 大 電 路3、 波 形 非 線 性 失 真 的 分 析 (1)截 止 失 真 : ib v i結(jié) 論 ： iB 波 形 失 真 O QOttO vBE/ViB / A vBE/ViB / AIBQ靜 態(tài) 工 作 點(diǎn) 過(guò) 低 ， 引 起 iB、 iC、 vCE 的 波 形 失 真 。 第 四 章 基 本 放 大 電 路iC 、 vCE (vo )波形 失 真 NPN 管 截 止 失 真 時(shí)的 輸 出 vo 波 形 。 vo = vceOiC t OO Q t vCE/VvCE/ViC / mAICQ VCEQ 截 止 失 真 也 稱 為 頂 部失 真 第 四 章 基 本 放 大 電 路(2) 飽 和 失 真 :若 Q點(diǎn) 偏 高 ， 當(dāng) ib按 正 弦 規(guī) 律 變 化 時(shí) ， Q/進(jìn) 入 飽和 區(qū) ， 造 成 ic和 uce的 波 形 與 ib（ 或 ui） 的 波 形 不 一 致 ， 對(duì) NPN管 輸 出 電 壓 uo（ 即 uce） 的 負(fù) 半 周 出 現(xiàn) 平 頂 畸 變 。 (a) 飽 和 失 真 0 uCE iC Q ICQ iC t 0 t Q Q uCE U CEQ 0 飽 和 失 真 也 稱 為 底部 失 真飽 和 失 真 和 截 止 失 真 統(tǒng) 稱 為 非 線 性 失 真 。 第 四 章 基 本 放 大 電 路放 大 電 路 的 動(dòng) 態(tài) 范 圍 放 大 電 路 要 想 獲得 大 的 不 失 真 輸 出幅 度 ， 要 求 ： 工 作 點(diǎn) Q要 設(shè) 置 在輸 出 特 性 曲 線 放 大 區(qū)的 中 間 部 位 ； 要 有 合 適 的 交 流 負(fù) 載 線 。 斜 率 - 1R c 斜 率 1R c/ RL Q VCEQ ICQ IBQ Rc VCC VCC vCE iC問(wèn) 題 ： 如 何 求 最 大 不 失 真 輸 出 電 壓 ？V omax=min(VCEQ-VCES),(VCC -VCEQ)VCC 第 四 章 基 本 放 大 電 路 1. 能 夠 形 象 地 顯 示 靜 態(tài) 工 作 點(diǎn) 的 位 置 與 非 線 性 失 真 的 關(guān) 系 ； 2. 方 便 估 算 最 大 輸 出 幅 值 的 數(shù) 值 ； 3. 可 直 觀 表 示 電 路 參 數(shù) 對(duì) 靜 態(tài) 工 作 點(diǎn) 的 影 響 ； 4. 有 利 于 對(duì) 靜 態(tài) 工 作 點(diǎn) Q 的 檢 測(cè) 等 。圖 解 法 小 結(jié) 第 四 章 基 本 放 大 電 路4.用 圖 解 法 分 析 電 路 參 數(shù) 對(duì) 靜 態(tài) 工 作 點(diǎn) 的 影 響（ 1） 改 變 Rb， 保 持 VCC ， Rc ， 不 變 ；O IBiC u CE Q1Rb 增 大 ，Rb 減 小 ， Q 點(diǎn) 下 移 ；Q 點(diǎn) 上 移 ；Q2 O IBiC uCE Q1Q3 （ 2） 改 變 VCC， 保 持 Rb， Rc ， 不 變 ； 升 高 V CC， 直 流 負(fù) 載 線 平行 右 移 ， 動(dòng) 態(tài) 工 作 范 圍 增 大 ，但 管 子 的 動(dòng) 態(tài) 功 耗 也 增 大 。Q2 第 四 章 基 本 放 大 電 路 3. 改 變 Rc， 保 持 Rb，VCC ， 不 變 ； 4. 改 變 ， 保 持 Rb， Rc ，VCC 不 變 ； 增 大 R c ， 直 流 負(fù) 載線 斜 率 改 變 ， 則 Q 點(diǎn) 向飽 和 區(qū) 移 近 。O IBiC uCE Q1Q2 O IBiC uCE Q1Q2 增 大 ， ICQ 增 大 ，UCEQ 減 小 ， 則 Q 點(diǎn) 移 近 飽和 區(qū) 。圖 2.4.9 (c) 圖 2.4.9 (d) 第 四 章 基 本 放 大 電 路 晶 體 管 在 小 信 號(hào) (微 變 量 )情 況 下 工 作 時(shí) ， 可 以 在 靜態(tài) 工 作 點(diǎn) 附 近 的 小 范 圍 內(nèi) 用 直 線 段 近 似 地 代 替 三 極 管 的特 性 曲 線 ， 三 極 管 就 可 以 等 效 為 一 個(gè) 線 性 元 件 。 這 樣 就可 以 將 非 線 性 元 件 晶 體 管 所 組 成 的 放 大 電 路 等 效 為 一 個(gè)線 性 電 路 。一 、 微 變 等 效 條 件 研 究 的 對(duì) 象 僅 僅 是 變 化 量信 號(hào) 的 變 化 范 圍 很 小小 信 號(hào) 模 型 分 析 法 第 四 章 基 本 放 大 電 路1. H參 數(shù) 的 引 出 ),( CEBBE vifv 在 小 信 號(hào) 情 況 下 ， 對(duì) 上 兩 式 取 全 微 分 得 CECEBEBBBEBE BCE dvvvdiivdv IV 用 小 信 號(hào) 交 流 分 量 表 示 vbe= hieib+ hrevceic= hfeib+ hoevce輸 入 、 輸 出 特 性 如 下 ：iB=f(vBE) vCE=constiC=f(vCE) iB=const可 以 寫(xiě) 成 ： ),( CEBC vifi CECECBBC BCE dvvidiiidi IVC vBE vCEiB ceb iCBJT雙 口 網(wǎng) 絡(luò)二 、 晶 體 管 共 射 參 數(shù) 等 效 模 型 第 四 章 基 本 放 大 電 路CEBBEie Vivh 輸 出 端 交 流 短 路 時(shí) 的 輸 入 電 阻 ；輸 出 端 交 流 短 路 時(shí) 的 正 向 電 流 傳 輸 比 或 電流 放 大 系 數(shù) ；輸 入 端 交 流 開(kāi) 路 時(shí) 的 反 向 電 壓 傳 輸 比 ；輸 入 端 交 流 開(kāi) 路 時(shí) 的 輸 出 電 導(dǎo) 。其 中 ：四 個(gè) 參 數(shù) 量 綱 各 不 相 同 ， 故 稱 為 混 合 參 數(shù) 。2. H參 數(shù) 的 物 理 意 義 vbe= hieib+ hrevceic= hfeib+ hoevce CEBCfe Viih BCEBEre Ivvh BCECoe Ivih hybrid （ H參 數(shù) ） 第 四 章 基 本 放 大 電 路3. H參 數(shù) 小 信 號(hào) 模 型根 據(jù)可 得 小 信 號(hào) 模 型 BJT的 H參 數(shù) 模 型hfeib ic vceibvbe hrevcehie hoe vbe= hieib+ hrevceic= hfeib+ hoevce vBE vCEiB ceb iCBJT雙 口 網(wǎng) 絡(luò) H參 數(shù) 都 是 小 信 號(hào) 參 數(shù) ， 即 微 變 參 數(shù) 或 交 流 參 數(shù) 。 H參 數(shù) 與 工 作 點(diǎn) 有 關(guān) ， 在 放 大 區(qū) 基 本 不 變 。 H參 數(shù) 都 是 微 變 參 數(shù) ， 所 以 只 適 合 對(duì) 交 流 信 號(hào) 的 分 析 。 第 四 章 基 本 放 大 電 路4. 簡(jiǎn) 化 的 H參 數(shù) 等 效 模 型 hfeib ic vceibvbe hrevcehie hoe即 rbe= hie = hfe uT = hre rce= 1/hoe一 般 采 用 習(xí) 慣 符 號(hào)則 BJT的 H參 數(shù) 模 型 為 i b ic vceibvbe uT vcerbe rce uT很 小 ， 一 般 為 10-310-4 ， rce很 大 ， 約 為 100k。 故 一般 可 忽 略 它 們 的 影 響 ， 得 到簡(jiǎn) 化 電 路 ib 是 受 控 源 ， 且 為 電 流控 制 電 流 源 (CCCS)。 電 流 方 向 與 ib的 方 向 是 關(guān) 聯(lián)的 。 第 四 章 基 本 放 大 電 路5. H參 數(shù) 的 確 定 一 般 用 測(cè) 試 儀 測(cè) 出 ； rbe 與 Q點(diǎn) 有 關(guān) ， 可 用 圖示 儀 測(cè) 出 。一 般 也 用 公 式 估 算 rbe rbe= rb + (1+ ) re則 )mA( )mV(26)1(200 EQbe Ir )mA( )mV()mA( )mV( EQEQTe IIVr 26而 (T=300K) 對(duì) 于 低 頻 小 功 率 管 rb(100 300） 第 四 章 基 本 放 大 電 路電 路 動(dòng) 態(tài) 參 數(shù) 的 分 析 就 是求 解 電 路 電 壓 放 大 倍 數(shù) 、輸 入 電 阻 、 輸 出 電 阻 。解 題 的 方 法 是 ：作 出 h參 數(shù) 的 交 流 等 效 電 路 圖 共 射 極 放 大 電 路R bvi Rc RLiV bIcI OVbI 三 、 共 射 放 大 電 路 動(dòng) 態(tài) 參 數(shù) 的 分 析 第 四 章 基 本 放 大 電 路根 據(jù) Rbvi Rc RL iV bIcI OVbIbebi rIV bc II )/( LccO RRIV 則 電 壓 增 益 為 be Lcbeb Lcb beb LcciO )/()/( )/( r RRrI RRI rI RRIVVAV （ 可 作 為 公 式 ） 1. 求 電 壓 放 大 倍 數(shù) （ 電 壓 增 益 ） 第 四 章 基 本 放 大 電 路2. 求 輸 入 電 阻Rb Rc RL iV bIcI OVbIRiiI bebiii /rRIVR 3. 求 輸 出 電 阻b c RLiV bIcI OVbI Ro令 0 i V 0b I 0b IRo = Rc 所 以 第 四 章 基 本 放 大 電 路4.當(dāng) 信 號(hào) 源 有 內(nèi) 阻 時(shí) ： U i.UO. Ui.Us. 求 Ri為 放 大 電 路 的輸 入 電 阻 第 四 章 基 本 放 大 電 路解 （ 1） 求 Q點(diǎn) ， 作 直 流 通 路 直 流 通 路+-VRIVV mAII uAKRVVI 42412 4)40(100 40300 )7.0(12cCCCCE BC b BECCB （ 1） 試 求 該 電 路 的 靜 態(tài) 工 作 點(diǎn) ；（ 2） 畫(huà) 出 簡(jiǎn) 化 的 小 信 號(hào) 等 效 電 路 ；（ 3） 求 該 電 路 的 電 壓 增 益 ， 輸 出 電 阻 Ro、 輸 入 電 阻 Ri。例 如 圖 ， 已 知 BJT的 =100， VBE=-0.7V。VA 第 四 章 基 本 放 大 電 路2. 畫(huà) 出 小 信 號(hào) 等 效 電 路 Rbvi Rc RL3. 求 電 壓 增 益 )mA( )mV(26)1(200 EQbe Ir 200+（ 1+100） 26/4=865歐 6.155)/()/( )/( be Lcbeb Lcb beb LcciO r RRrI RRI rI RRIVVAV 第 四 章 基 本 放 大 電 路4. 求 輸 入 電 阻 865 / bebiii rRIVR 5. 求 輸 出 電 阻 Ro = Rc = 2K6.非 線 性 失 真 判 斷 Vs t Vo t底 部 失 真 即 截 止 失 真基 極 電 流 太 小 ， 應(yīng) 減 小基 極 電 阻 。 Rb Rc RLiV bIcI OVbIRiiI 第 四 章 基 本 放 大 電 路 1. 首 先 利 用 圖 解 法 或 近 似 估 算 法 確 定 放 大 電 路的 靜 態(tài) 工 作 點(diǎn) Q 。 2. 求 出 靜 態(tài) 工 作 點(diǎn) 處 的 微 變 等 效 電 路 參 數(shù) 和 rbe 。 3. 畫(huà) 出 放 大 電 路 的 微 變 等 效 電 路 。 可 先 畫(huà) 出 三極 管 的 等 效 電 路 ， 然 后 畫(huà) 出 放 大 電 路 其 余 部 分 的 交流 通 路 。 4. 列 出 電 路 方 程 并 求 解 。等 效 電 路 法 的 步 驟 (歸 納 ) 第 四 章 基 本 放 大 電 路放 大 電 路 的 圖 解 法 和 小 信 號(hào) 模 型 分 析 法 總 結(jié)1、 用 圖 解 分 析 法 確 定 靜 態(tài) 工 作 點(diǎn) （ 也 可 用 估 算 法 求 Q點(diǎn) ）2、 當(dāng) 輸 入 電 壓 幅 值 較 小 或 BJT基 本 上 在 線 性 范 圍 內(nèi) 工 作 ，特 別 是 電 路 比 較 復(fù) 雜 時(shí) ， 可 用 小 信 號(hào) 模 型 來(lái) 分 析 。3、 當(dāng) 輸 入 電 壓 幅 值 較 大 ， BJT的 工 作 點(diǎn) 延 伸 到 V-I特 征 曲 線的 非 線 性 部 分 時(shí) ， 就 需 要 采 用 圖 解 分 析 法 。4、 如 果 要 求 分 析 放 大 電 路 輸 出 電 壓 的 最 大 不 失 真 幅 值 ， 或者 要 求 合 理 安 排 工 作 點(diǎn) 的 參 數(shù) ， 以 使 得 到 最 大 動(dòng) 態(tài) 范 圍等 ， 采 用 圖 解 法 比 較 方 便 。 第 四 章 基 本 放 大 電 路一 、 靜 態(tài) 工 作 點(diǎn) 穩(wěn) 定 的 必 要 性 三 極 管 是 一 種 對(duì) 溫 度 十 分 敏 感 的 元 件 。 溫 度 變 化 對(duì)管 子 參 數(shù) 的 影 響 主 要 表 現(xiàn) 有 ： 1. UBE 改 變 。 UBE 的 溫 度 系 數(shù) 約 為 2 mV/C， 即 溫 度 每 升 高 1C， UBE 約 下 降 2 mV 。 2. 改 變 。 溫 度 每 升 高 1C， 值 約 增 加 0.5% 1 %， 溫 度 系 數(shù) 分 散 性 較 大 。 3. I CBO 改 變 。 溫 度 每 升 高 10C ， ICBQ 大 致 將 增 加 一 倍 ， 說(shuō) 明 ICBQ 將 隨 溫 度 按 指 數(shù) 規(guī) 律 上 升 。 放 大 電 路 靜 態(tài) 工 作 點(diǎn) 的 穩(wěn) 定 第 四 章 基 本 放 大 電 路溫 度 升 高 將 導(dǎo) 致 IC 增 大 ， Q 上 移 。 波 形 容 易 失 真 。iC u CEO iBQCCCRV VCCQ T = 20 C T = 50 C圖 3.5.1 晶 體 管 在 不 同 環(huán)境 溫 度 下 的 輸 出 特 性 曲 線 第 四 章 基 本 放 大 電 路典 型 的 靜 態(tài) 工 作 點(diǎn) 穩(wěn) 定 電 路穩(wěn) 定 Q點(diǎn) 常 引 入 直 流 負(fù) 反 饋 或 溫 度 補(bǔ) 償 的 方 法使 IBQ在 溫 度 變 化 時(shí) 與 ICQ產(chǎn) 生 相 反 的 變 化 。一 、 電 路 組 成 和 Q點(diǎn) 穩(wěn) 定 原 理 C 1 RcRb2 +VCCC2RL + + + Ce uoRb1 Reui 圖 3.5.2 阻 容 耦 合 的 靜 態(tài) 工 作 點(diǎn) 穩(wěn) 定 電 路 b圖 4.5.2直 接 耦 合 的 靜 態(tài) 工 作 點(diǎn) 穩(wěn) 定 電 路 aTRb1Rb2 Re 第 四 章 基 本 放 大 電 路 所 以 UBQ 不 隨 溫 度 變 化 ，電 流 負(fù) 反 饋 式 工 作 點(diǎn) 穩(wěn) 定 電 路 T I CQ IEQ UEQ UBEQ (= UBQ UEQ) IBQ ICQ 阻 容 耦 合 的 靜 態(tài) 工 作 點(diǎn) 穩(wěn) 定 電 路C1 RcRb2 +VCCC2RL + + + Ce uoRb1 ReIB ICIEIRui UEUB圖 4.5.2 阻 容 耦 合 的 靜 態(tài) 工 作 點(diǎn) 穩(wěn) 定 電 路由 于 IR IBQ， 可 得 (估 算 )CCb2b1 b1BQ VRR RU 第 四 章 基 本 放 大 電 路二 、 靜 態(tài) 工 作 點(diǎn) 的 估 算由 于 IR IBQ， 可 得 (估 算 ) CCb2b1 b1BQ VRR RU e BEQBQeEQEQCQ RUURUII 則 )( ecCQCC eEQcCQCCCEQ RRIV RIRIVU 靜 態(tài) 基 極 電 流 CQBQ II Rb2Rb1 IBQIR IEQICQ 第 四 章 基 本 放 大 電 路C1 RcRb2 +VCCC2RL + + + Ce uoRb1 ReiB iCiEiRui RcRb2 +VCCRL +ui uoRb1 Re beLrRAu LcL /RRR co b2b1bei /RR RRrR 三 、 動(dòng) 態(tài) 參 數(shù) 的 估 算 rbe eb c Rc RL oUbI cIiU bI+ +Rb2Rb1 第 四 章 基 本 放 大 電 路如 無(wú) 旁 路 電 容 ， 動(dòng) 態(tài) 參 數(shù) 如 何 計(jì) 算 ？圖 4.5.4(a)無(wú) 旁 路 電 容 時(shí) 的 交 流 電 路 R)1( ebe L r RAu LcL /RRR co b2b1ebei /)1(RR RRRBrR 第 四 章 基 本 放 大 電 路 溫 度 變 化 對(duì) ICBO的 影 響 溫 度 變 化 對(duì) 輸 入 特 性 曲 線 的 影 響 溫 度 變 化 對(duì) 的 影 響 穩(wěn) 定 工 作 點(diǎn) 原 理 放 大 電 路 指 標(biāo) 分 析 固 定 偏 流 電 路 與 射 極 偏 置 電 路 的 比 較一 、 溫 度 對(duì) 工 作 點(diǎn) 的 影 響二 、 射 極 偏 置 電 路放 大 電 路 的 工 作 點(diǎn) 穩(wěn) 定 問(wèn) 題 第 四 章 基 本 放 大 電 路 Q v CE/V iC/mA iB =0IBQ1 1. 溫 度 變 化 對(duì) ICBO的 影 響2. 溫 度 變 化 對(duì) 輸 入 特 性 曲 線 的 影 響溫 度 T 輸 出 特 性 曲 線 上 移)()C25CBO(CBO 00 TTkT eII V102.2)( 30)C25BE(BE 0 TTVV T溫 度 T 輸 入 特 性 曲 線 左 移3. 溫 度 變 化 對(duì) 的 影 響溫 度 每 升 高 1 C ， 要 增 加 0.5%1.0%溫 度 T 輸 出 特 性 曲 線 族 間 距 增 大 Q vCE/V iC/mA iB =0IBQ1總 之 ： ICBO ICEO T VBE IB IC 第 四 章 基 本 放 大 電 路 CCb2b1 b2B VRR RV 此 時(shí) ， 不 隨 溫 度 變 化 而 變 化 。一 般 取 I1 =(510)IB ， VB =3V5V 4.5.2 射 極 偏 置 電 路1. 穩(wěn) 定 工 作 點(diǎn) 原 理目 標(biāo) ： 溫 度 變 化 時(shí) ， 使 IC維 持 恒 定 。 如 果 溫 度 變 化 時(shí) ， b點(diǎn) 電 位 能 基本 不 變 ， 則 可 實(shí) 現(xiàn) 靜 態(tài) 工 作 點(diǎn) 的 穩(wěn)定 。T 穩(wěn) 定 原 理 ： IC IEI C VE、 VB不 變 VBE IB（ 反 饋 控 制 ） 第 四 章 基 本 放 大 電 路2. 放 大 電 路 指 標(biāo) 分 析 靜 態(tài) 工 作 點(diǎn) CCb2b1 b2B VRR RV e BEBEC RVVII )( ecCCCeEcCCCCE RRIVRIRIVV CB II 第 四 章 基 本 放 大 電 路 電 壓 增 益輸 出 回 路 ： )/( Lcbo RRIV 輸 入 回 路 ： ebbebeebebi )1( RIrIRIrIV 電 壓 增 益 ： ebe Lcebeb LcbioV )1( )/()1( )/( Rr RRRrI RRIVVA 畫(huà) 小 信 號(hào) 等 效 電 路確 定 模 型 參 數(shù)已 知 ， 求 rbe )mA( )mV(26)1(200 EQbe Ir 增 益 第 四 章 基 本 放 大 電 路 輸 入 電 阻 )1(/ ebeb2b1TTi RrRRIVR bRT b III ebbebeebebT )1( RIrIRIrIV )/( b2b1RT b RRIV 根 據(jù) 定 義由 電 路 列 出 方 程則 輸 入 電 阻放 大 電 路 的 輸 入 電 阻 不 包 含 信 號(hào) 源 的 內(nèi) 阻TTi IVR 第 四 章 基 本 放 大 電 路 輸 出 電 阻 輸 出 電 阻 oco /RRR 求 輸 出 電 阻 的 等 效 電 路網(wǎng) 絡(luò) 內(nèi) 獨(dú) 立 源 置 零負(fù) 載 開(kāi) 路輸 出 端 口 加 測(cè) 試 電 壓對(duì) 回 路 1和 2列 KVL方 程rce對(duì) 分 析 過(guò) 程 影 響 很 大 ， 此 處 不 能 忽 略0)()( ecbsbeb RIIRrI 其 中 b2b1ss / RRRR 則 )1( esbe ececTo RRr RrIVR 當(dāng) co RR 時(shí) ， co RR 一 般 cceo RrR （ ）0)()( ebccebcT RIIrIIV - cesbe eb IRRr RI 第 四 章 基 本 放 大 電 路3. 固 定 偏 流 電 路 與 射 極 偏 置 電 路 的 比 較 固 定 偏 流 電 路靜 態(tài) ： b BECCB RVVI BC II cCCCCE RIVV CCb2b1 b2B VRR RV e BEBEC RVVII )RR(IVV ecCCCCE CB II 第 四 章 基 本 放 大 電 路 固 定 偏 流 共 射 極 放 大 電 路電 壓 增 益 ： be Lc )/( r RRAV ebe LcV )1( )/( Rr RRA Rbvi Rc RLiV bIcI OVbI 固 定 偏 流 共 射 極 放 大 電 路輸 入 電 阻 ： bebiii /rRIVR ebeb2b1i )1(/ RrRRR 輸 出 電 阻 ： Ro = Rc co RR 第 四 章 基 本 放 大 電 路be Lcebe LcV )/()1( )/( r RRRr RRA beb2b1ebeb2b1i /)1(/ rRRRrRRR 第 四 章 基 本 放 大 電 路 靜 態(tài) 工 作 點(diǎn) 動(dòng) 態(tài) 指 標(biāo) 三 種 組 態(tài) 的 比 較4.6.1 共 集 電 極 電 路4.6.2 共 基 極 電 路4.5 共 集 電 極 電 路 和 共 基 極 電 路 第 四 章 基 本 放 大 電 路1. 電 路 分 析 求 靜 態(tài) 工 作 點(diǎn) eb BECCB )1( RR VVI eCCCeECCCE RIVRIVV BC II eEBEbBCC RIVRIV BE )1( II 由 得 共 集 電 極 電 路 第 四 章 基 本 放 大 電 路 電 壓 增 益rbeRb RLeb c+- +-+-RS iV bI cI oVbISV eIReiI LeL /RRR Leo RIV Lb1 RI ）（ Lebebi RIrIV Lbbeb )1( RIrI Lbbeb Lb )1( )1( RIrI RIAu Lbe L)1(1 Rr R ）（uA 第 四 章 基 本 放 大 電 路 輸 入 電 阻 )1(/ LbebTTi RrRIVR bRT b III LbbebT )1( RIrIV bRT bRIV 根 據(jù) 定 義由 電 路 列 出 方 程則 輸 入 電 阻 TTi IVR LeL /RRR 當(dāng) beL rR 1 ， 時(shí) ， Lbi / RRR 輸 入 電 阻 大 輸 出 電 阻由 電 路 列 出 方 程 eRbbT IIII )( sbebT RrIV eRT eRIV 其 中 bss /RR 則 輸 出 電 阻 1/ beseTTo rRRIVR 當(dāng) 1 bese rRR ， 1 時(shí) ， beso rRR 輸 出 電 阻 小共 集 電 極 電 路 特 點(diǎn) ： 同 相與 io VV 電 壓 增 益 小 于 1但 接 近 于 1， 輸 入 電 阻 大 ， 對(duì) 電 壓 信 號(hào) 源 衰 減 小 輸 出 電 阻 小 ， 帶 負(fù) 載 能 力 強(qiáng) TI TV bRI TITV 第 四 章 基 本 放 大 電 路 第 四 章 基 本 放 大 電 路1. 靜 態(tài) 工 作 點(diǎn) 直 流 通 路 與 射 極偏 置 電 路 相 同 CCb2b1 b2B VRR RV e BEBEC RVVII )( ecCCCeEcCCCCE RRIVRIRIVV CB II 共 基 極 電 路 第 四 章 基 本 放 大 電 路2. 動(dòng) 態(tài) 指 標(biāo) 電 壓 增 益 輸 出 回 路 ：輸 入 回 路 ： bebi rIV 電 壓 增 益 ： beLbeb LbioV rRrI RIVVA LbLco RIRIV LcL /RRR 第 四 章 基 本 放 大 電 路 輸 入 電 阻 11/ bebeeieiii rrRRRIVR RSSV rbe RL e b c+- +-+- iV bI cI oVbIeIReiI RcRi Ri Robeib ei bei rVI RVI IIIII / )1(Re ReRe 第 四 章 基 本 放 大 電 路暫 不 考 慮 電 阻 RC 的 作 用已 知 共 射 輸 出 電 阻 rce,而 rcb比 rce大 得 多 ， 可 認(rèn) 為r cb (1 + )rce 如 果 考 慮 集 電 極 負(fù) 載 電 阻 ， 則 共 基 極 放 大 電 路 的 輸 出電 阻 為 Ro = Rc / rcb Rc 輸 出 電 阻 RSSV rbe RLe b c+- +-+- iV bI cI oVbIeIReiI RcRi Ri RoRo rcb 第 四 章 基 本 放 大 電 路 大 (數(shù) 值 同 共 射電 路 ， 但 同 相 )小 (小 于 、 近 于 1 )大 (十 幾 一 幾 百 )電路組 態(tài)性 能 共 射 組 態(tài) 共 集 組 態(tài) 共 基 組 態(tài)C1 C2 OUVCCRb2Rb1+ + +_ _Re Cb RLiUC1Rb +VCCC2RL + Re + iU OUC1Rb +VCCC2RL + + iU OURcuA beLrR ebe e)1( )1( Rr R beLrR三 種 基 本 組 態(tài) 的 比 較 第 四 章 基 本 放 大 電 路 頻 率響 應(yīng) 大(幾 百 千 歐 幾 兆 歐 )小(幾 歐 幾 十 歐 )中(幾 十 千 歐 幾 百 千 歐 ) 小(幾 歐 幾 十 歐 )大(幾 十 千 歐 以 上 )中(幾 百 歐 幾 千 歐 ) rbe組 態(tài)性 能 共 射 組 態(tài) 共 集 組 態(tài) 共 基 組 態(tài)iRoR 1 sbe Rr 1 berebe )1( Rr 差 較 好 好cR cR 第 四 章 基 本 放 大 電 路 vs2vs1+- -+ReRcTb ec解 共 發(fā) 射 極 接 法 ebe cebeb cbs1oV )1()1( Rr RRrI RIVVA ebeTTi )1( RrIVR co RR 例 電 路 如 圖 題 所 示 ， BJT的電 流 放 大 系 數(shù) 為 ， 輸 入 電 阻 為 rbe，略 去 了 偏 置 電 路 。 試 求 下 列 三 種 情 況 下的 電 壓 增 益 AV、 輸 入 電 阻 Ri和 輸 出 電 阻 RO vs2=0， 從 集 電 極 輸 出 ； vs1=0， 從 集 電 極 輸 出 ； vs2=0， 從 發(fā) 射 極 輸 出 。 b Rce c+ +- r be Re1sV bIeI bI 0V 第 四 章 基 本 放 大 電 路 共 基 極 組 態(tài) vs2vs1+- -+ReRcTb ec ebe cebeb cbioV )1()1( Rr RRrI RIVVA 1eiii berRIVR ReRo RCvs1=0， 從 集 電 極 輸 出 e b cvs2 -+-+ voRe RcT+ +- -Rce b crbe bI oVbIeI2sV 第 四 章 基 本 放 大 電 路共 集 電 極 組 態(tài) vs2vs1+- -+ReRcTb ec vs1 ecb RcRe vo+ +- ebe eebeb ebioV )1( )1()1( )1( Rr RRrI RIVVA ebe RrIVR )1(iii 1/eo berRR vs2=0， 從 發(fā) 射 極 輸 出 + +- -e cbrbe Re Rc1sV oVbIbI eI cI 第 四 章 基 本 放 大 電 路本 節(jié) 小 結(jié) 三 極 管 的 三 種 工 作 組 態(tài) ， 重 點(diǎn) 掌 握 CE電 路的 分 析 、 計(jì) 算 方 法 。 第 四 章 基 本 放 大 電 路4.7.1 單 時(shí) 間 常 數(shù) RC電 路 的 頻 率 響 應(yīng)4.7.2 單 極 放 大 電 路 的 高 頻 響 應(yīng) RC低 通 電 路 的 頻 率 響 應(yīng) RC高 通 電 路 的 頻 率 響 應(yīng)4.7.3 單 極 放 大 電 路 的 低 頻 響 應(yīng)4.7.4 多 級(jí) 放 大 電 路 的 頻 率 響 應(yīng) 多 級(jí) 放 大 電 路 的 增 益 多 級(jí) 放 大 電 路 的 頻 率 響 應(yīng) 低 頻 等 效 電 路 低 頻 響 應(yīng)4.7 放 大 電 路 的 頻 率 響 應(yīng) 第 四 章 基 本 放 大 電 路頻 率 響 應(yīng) 的 一 般 概 念 由 于 放 大 電 路 中 存 在 電 抗 性 元 件 ， 所 以 電 路 的 放 大倍 數(shù) 為 頻 率 的 函 數(shù) ， 這 種 關(guān) 系 稱 為 頻 率 響 應(yīng) 或 頻 率 特 性 。電 壓 放 大 倍 數(shù) 的 幅 值 和 相 角 都 是 頻 率 的 函 數(shù) 。 )()( ffAA uu )( ： 幅 頻 特 性fAu ： 相 頻 特 性)(f 第 四 章 基 本 放 大 電 路典 型 的 單 管 共 射 放 大 電 路 的 幅 頻 特 性 和 相 頻 特 性u(píng)AO ffL fHBWAum0.707Aum 90180 270 f0低 頻 區(qū) 中 頻 區(qū) （ 通 頻 帶 ） 高 頻 區(qū) 第 四 章 基 本 放 大 電 路4.7.1 單 時(shí) 間 常 數(shù) RC電 路 的 頻 率 響 應(yīng)1. RC高 通 電 路 的 頻 率 響 應(yīng) 增 益 頻 率 函 數(shù) 研 究 放 大 電 路 的 動(dòng) 態(tài) 指 標(biāo) （ 主 要 是 增 益 ） 隨信 號(hào) 頻 率 變 化 時(shí) 的 響 應(yīng) 。 電 壓 增 益 的 幅 值 21 1 ffA Lu 電 壓 增 益 的 相 角 ffLarctan+_ +_C RiV oV RC 高 通 電 路RCCR RVVAu j 11 1j 1io 令 LL 2 12 1 RCf則 ffAu LL j1 1j 11 1 =2f 第 四 章 基 本 放 大 電 路2L1 1 ffAu 2L1lg20lg20 ffAu則 有 ： dB 020lg L uAff 時(shí) ， 當(dāng) LLL lg20lg20lg20 ffffAff u 時(shí) ， 當(dāng) dB32lg20lg20 L uAff 時(shí) ， 當(dāng) 第 四 章 基 本 放 大 電 路對(duì) 數(shù) 幅 頻 特 性 ： 實(shí) 際 幅 頻 特 性 曲 線 ：圖 4.1.4(a) 幅 頻 特 性 當(dāng) f f L(高 頻 )，當(dāng) f fL (低 頻 )， 1uA 1uA高 通 特 性 ：且 頻 率 愈 低 ， 的 值 愈 小 ，低 頻 信 號(hào) 不 能 通 過(guò) 。uA0.1 fL fL 10 fL fdB/lg20 uA02040 3dB 最 大 誤 差 為 3 dB，發(fā) 生 在 f = fL處 20dB/十 倍 頻 第 四 章 基 本 放 大 電 路對(duì) 數(shù) 相 頻 特 性 圖 4.1.4(b) 相 頻 特 性5.7145/十 倍 頻 fL0.1 fL 10 fL45900 f 誤 差由 式 可 得 ，)(arctan Lff 在 低 頻 段 ， 高 通 電 路 產(chǎn) 生 0 90 的 超 前 相 移 。5.71 45 ;90;0LLL 時(shí) ，時(shí) ，時(shí) ，ff ff ff 第 四 章 基 本 放 大 電 路二 、 RC 低 通 電 路 的 波 特 圖 RC低 通 電 路+_ +_CRiU OURCCR CAu j1 1j 1j 1 令 ： RCf 2 12 1 HH 則 ： HH j1 1j1 1 ffAu 2H1 1 ffAu Harctan ff 第 四 章 基 本 放 大 電 路 圖 4.1.6 低 通 電 路 的 波 特 圖對(duì) 數(shù) 幅 頻 特 性 ： 0.1 fH fH 10 fH fdB/lg20 uA 02040 3dB20dB/十 倍 頻對(duì) 數(shù) 相 頻 特 性 ： fH 10 fH45 5.715.71 45/十 倍 頻90 0.1 fH0 f 在 高 頻 段 ，低 通 電 路 產(chǎn) 生0 90 的 滯 后相 移 。 第 四 章 基 本 放 大 電 路1. BJT的 高 頻 小 信 號(hào) 建 模 模 型 的 引 出 模 型 簡(jiǎn) 化 模 型 參 數(shù) 的 獲 得 的 頻 率 響 應(yīng)2. 共 射 極 放 大 電 路 的 高 頻 響 應(yīng) 型 高 頻 等 效 電 路 高 頻 響 應(yīng)3. 共 基 極 放 大 電 路 的 高 頻 響 應(yīng) 增 益 -帶 寬 積 高 頻 等 效 電 路 高 頻 響 應(yīng) 幾 個(gè) 上 限 頻 率 的 比 較單 極 放 大 電 路 的 高 頻 響 應(yīng) 第 四 章 基 本 放 大 電 路1. BJT的 高 頻 小