小 结第 2,3 章一、两种半导体放大器件双极型半导体三极管 (晶体三极管 BJT)
单极型半导体三极管 (场效应管 FET)
两种载流子导电多数载流子导电晶体三极管
1,形式与结构 NPN
PNP 三区、三极、两结
2,特点 基极电流控制集电极电流并实现 放大放大条件内因：发射区载流子浓度高、基区薄、集电区面积大外因,发射结正偏、集电结反偏
3,电流关系 I
E = IC + IB
IC =? IB + ICEO
IE = (1 +?) IB + ICEO
IE = IC + IB
IC =? IB
IE = (1 +? ) IB
第 2,3 章 小 结
4,特性 iC / mA
uCE /V
100 μA
80 μA
60 μA
40 μA
20 μA
IB = 0
O 3 6 9 12
4
3
2
1
O 0.4 0.8
iB /?A
uBE / V
60
40
20
80
死区电压 (Uth),0.5 V (硅管 ) 0.1 V (锗管 )
工作电压 (UBE(on) ),0.6? 0.8 V 取 0.7 V (硅管 )
0.2? 0.3 V 取 0.3 V (锗管 )
放大区饱和区截止区放大区特点,1)iB 决定 iC
2)曲线水平表示恒流
3)曲线间隔表示受控第 2,3 章 小 结
5,参数特性参数电流放大倍数 =? /(1 )? =? /(1 +? )
极间反向电流 ICBO
ICEO
极限参数
ICM
PCM
U(BR)CEO
uCEOICEO
iC
ICM
U(BR)CEO
PCM安 全工作区
= (1 +?) ICBO
第 2,3 章 小 结场效应管
1,分类按导电沟道分
N 沟道
P 沟道 按结构分绝缘栅型
(MOS)
结型按特性分 增强型耗尽型 uGS = 0 时,iD = 0u
GS = 0 时,iD? 0
增强型耗尽型
(耗尽型 )
2,特点栅源电压改变沟道宽度从而控制漏极电流输入电阻高，工艺简单，易集成第 2,3 章 小 结由于 FET 无栅极电流，故采用 转移特性 和 输出特性 描述不同类型 FET 转移特性比较
3,特性不同类型 FET 的特性比较参见 ch22 第 6 页结型N 沟道
uGS /V
iD /mA
O
增强型耗尽型
MOS 管
(耗尽型 )
2
G S ( t h )
GS
DOD )1( U
uIi
IDSS 开启 电压U
GS(th)
夹断电压 U
GS(off)
2
G S ( o f f )
GS
D S SD )1( U
uIi
IDO 是 uGS = 2UGS(th) 时的 iD 值第 2,3 章 小 结二、晶体管电路的基本问题和分析方法三种工作状态 状态 电流关系 条 件放大 I C =? IB 发射结正偏集电结反偏饱和 I C IB 两个结正偏
ICS =? IBS 集电结零偏临界截止 IB < 0,IC = 0 两个结反偏判断导通还是截止：
UBE > U(th) 则 导通以 NPN为 例：
UBE < U(th) 则 截止判断饱和还是放大：
1,电位判别法 NPN 管
UC > UB > UE 放大
UE < UC? UB 饱和
PNP 管
UC < UB < UE 放大
UE > UC? U B 饱和
2,电流判别法 IB > IBS 则 饱和
IB < IBS 则 放大 )( EC C E ( s a t )CCCSBS RR UVII
第 2,3 章 小 结两个基本问题静态 (Q ) —
动态 (Au) —
解决不失真的问题 ―Q‖偏高引起饱和失真
―Q‖偏低引起截止失真解决能放大的问题两种分析方法
1,计算法
1) 直流通路求,Q” (从发射结导通电压 UBE(on)出发 )
2) 交流通路分析性能 交流通路画法,VCC 接地,耦合电容短路小信号电路模型 +
uce
–
+u
be
–
ib
ic C
B
E
rbe
E
ib ic
ic+u
be
+
uce
B C
EQ
bbbe
26)1(
Irr
is
i
s
o
s
i
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RR
RA
u
uA
u
uA
uuu
i
i
i i
uR? 0
s
Lo
o
o
u
Ri
uR
第 2,3 章 小 结
2,图解法 观察失真 计算 U omax
直流负载线,uCE = VCC – iC RC( + RE )
uCE/V
iC/mA
Vcc
Q
UCEQ
直流负载线
–1/RC
交流负载线,过 Q 点，斜率为 – 1/R?L
直流负载线
–1/R?L
Uom1 Uom2Uomax = min {Uom1,Uom2}
三种基本组态判 定,交流输入和输出的公共极，为共 极电路共射电路：基极输入，集电极输出；电压、电流都放大共集电路：基极输入，发射极输出；电流放大，电压不放大共基电路：发射极输入，集电极输出；电压放大，流不放大共集电路,Au? 1,R i 高,Ro 低； 输入、输出级,隔离级第 2,3 章 小 结两种典型电路结构偏置式
+u
s
+VCCR
CC
1
C2
RL
+ +
RB
RS
+
uo
–
分压式
+u
s
+VCCR
CC
1
C2
RLR
E
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RB1
RB2
RS
+
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+
–
RB R
C+u
CE
–
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+
–VCCVBB
iB
iC求静态工作点；
B
)B E ( o nCC
BQ R
UV
I
E
BEQBQ
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UUI
求性能指标；
be
L
r
RA
u
beBi // rRR?
Co RR?
Ebe
L
)1( Rr
RA
u
])1(//[ EbeBi RrRR
Co RR?
第 2,3 章 小 结一个等效网络
2
2?
1
1?
+u
s–
RS +u
i–
+u
o–RL
Ro+
uot
–
iot uAu u
Au 为不计负载时的电压放大倍数三、场效应管电路的基本问题和分析方法与晶体管类同，请同学自行总结。
第 2,3 章 小 结练习题
1,偏置式共发射极放大电路，已知 RB = 470 k?,RC = 2 k?,
IC = 1 mA,UBE(on)= 0.7 V,rbe = 1.6 k?,? = 50。
107.0 2
BE
CE
i
o
U
U
U
UA
u?
甲说：
3.47.0 31
BE
CC
i
o
U
RI
U
UA
u?
乙说：
+u
i
+VCCR
CC
1
C2
+ +
RB
+
uo
–
5.626.1 250////
beB
C
beBb
Lc
i
o
rR
R
rRI
RI
U
UA
u
丙说：
5.626.1 250
be
C
i
L
i
o
r
R
R
RA
U
UA
iu
丁说：
你认为 Au 的值应如何？他们的答案有正确的吗？
答案,Au = – 62.5 都不对，丙的输入电压应为 Ibrbe。
第 2,3 章 小 结
2,图中 IEQ = 1 mA,? = 99,r?bb= 300?,试计算以下电路的输入电阻和电压放大倍数 。
be
C
r
R
)( 2900126100 300ber
be100 r? ) 1 0 0(1 berber
be
C
r
RA
u
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C
r
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be
C
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RC
+VCC
+
ui
+
uo
–
Ri
RC
+VCC
+
ui
+
uo
–
Ri
100?
RC
+VCC
+
ui
+
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–
Ri
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RC
+VCC
+
ui
+
uo
–
Ri
100?
第 2,3 章 小 结四、差分电路
1,主要特点,放大差模信号，抑制共模 信号 (克服零点漂移 )
2,四种输入、输出方式比较：
输入输出方式差模信号 uid
共模信号 uic
差模电压放大倍数 Aud
差模
Rid
差模
Rod
共模抑制比
KCMR
双入双出
uid = ui
uic = 0
单入双出
uid = ui
uic = 0
双入单出
uid = ui
uic = ui / 2
单入单出
uid = ui
uic = ui / 2
be
L
r
R
be
L
2
1
r
R
2//
L
CL
RRR
LCL // RRR
be2r
ber
C2R
CR
ic
od
c u
uA
u?
很小第 2,3 章 小 结五、功放电路
1,功率管的工作类型类别 特点 Q 点 波 形甲类 无失真Q较高 ICQ 较大Q 较高甲乙类 有失真效率高 ICQ 小Q 较低乙类 失真大效率最高
ICQ = 0
Q 最低
t
iC
O
ICQ
iC
O
ICQ
t
t
iC
OICQ
第 2,3 章 小 结
2,OCL 和 OTL 功放电路的特性
OCL OTL
优点缺点主要公式结构简单，效率高，
频率响应好，易集成结构简单，效率高，频率响应好，易集成，单电源双电源，
电源利用率不高输出需大电容，
电源利用率不高最大输出功率
L
CC2
om 2
1
R
VP?
L
CC
2
om 8
1
R
VP?
直流电源消耗功率
cmCCE
2 IVP?
cmCCE
1 IVP?
效率 %5.78?
理想?
%5.78?理想?
最大管耗
omC 1 m 2.0 PP? omC 1 m 2.0 PP?
第 2,3 章 小 结六、多级放大电路
Au = Au1· Au2 ···Aun
计算前级 Au 时，把后级的输入电阻做为其负载。
计算各级电压放大倍数时，应考虑级间的相互影响。
法 1：
法 2：
计算后级电压放大倍数时,把前级的输出电阻做为其信号源内阻,计算 Aus 。
注意：两种方法只能取其一，一般 采用法 1。
第 2,3 章 小 结
单极型半导体三极管 (场效应管 FET)
两种载流子导电多数载流子导电晶体三极管
1,形式与结构 NPN
PNP 三区、三极、两结
2,特点 基极电流控制集电极电流并实现 放大放大条件内因：发射区载流子浓度高、基区薄、集电区面积大外因,发射结正偏、集电结反偏
3,电流关系 I
E = IC + IB
IC =? IB + ICEO
IE = (1 +?) IB + ICEO
IE = IC + IB
IC =? IB
IE = (1 +? ) IB
第 2,3 章 小 结
4,特性 iC / mA
uCE /V
100 μA
80 μA
60 μA
40 μA
20 μA
IB = 0
O 3 6 9 12
4
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O 0.4 0.8
iB /?A
uBE / V
60
40
20
80
死区电压 (Uth),0.5 V (硅管 ) 0.1 V (锗管 )
工作电压 (UBE(on) ),0.6? 0.8 V 取 0.7 V (硅管 )
0.2? 0.3 V 取 0.3 V (锗管 )
放大区饱和区截止区放大区特点,1)iB 决定 iC
2)曲线水平表示恒流
3)曲线间隔表示受控第 2,3 章 小 结
5,参数特性参数电流放大倍数 =? /(1 )? =? /(1 +? )
极间反向电流 ICBO
ICEO
极限参数
ICM
PCM
U(BR)CEO
uCEOICEO
iC
ICM
U(BR)CEO
PCM安 全工作区
= (1 +?) ICBO
第 2,3 章 小 结场效应管
1,分类按导电沟道分
N 沟道
P 沟道 按结构分绝缘栅型
(MOS)
结型按特性分 增强型耗尽型 uGS = 0 时,iD = 0u
GS = 0 时,iD? 0
增强型耗尽型
(耗尽型 )
2,特点栅源电压改变沟道宽度从而控制漏极电流输入电阻高，工艺简单，易集成第 2,3 章 小 结由于 FET 无栅极电流，故采用 转移特性 和 输出特性 描述不同类型 FET 转移特性比较
3,特性不同类型 FET 的特性比较参见 ch22 第 6 页结型N 沟道
uGS /V
iD /mA
O
增强型耗尽型
MOS 管
(耗尽型 )
2
G S ( t h )
GS
DOD )1( U
uIi
IDSS 开启 电压U
GS(th)
夹断电压 U
GS(off)
2
G S ( o f f )
GS
D S SD )1( U
uIi
IDO 是 uGS = 2UGS(th) 时的 iD 值第 2,3 章 小 结二、晶体管电路的基本问题和分析方法三种工作状态 状态 电流关系 条 件放大 I C =? IB 发射结正偏集电结反偏饱和 I C IB 两个结正偏
ICS =? IBS 集电结零偏临界截止 IB < 0,IC = 0 两个结反偏判断导通还是截止：
UBE > U(th) 则 导通以 NPN为 例：
UBE < U(th) 则 截止判断饱和还是放大：
1,电位判别法 NPN 管
UC > UB > UE 放大
UE < UC? UB 饱和
PNP 管
UC < UB < UE 放大
UE > UC? U B 饱和
2,电流判别法 IB > IBS 则 饱和
IB < IBS 则 放大 )( EC C E ( s a t )CCCSBS RR UVII
第 2,3 章 小 结两个基本问题静态 (Q ) —
动态 (Au) —
解决不失真的问题 ―Q‖偏高引起饱和失真
―Q‖偏低引起截止失真解决能放大的问题两种分析方法
1,计算法
1) 直流通路求,Q” (从发射结导通电压 UBE(on)出发 )
2) 交流通路分析性能 交流通路画法,VCC 接地,耦合电容短路小信号电路模型 +
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–
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第 2,3 章 小 结
2,图解法 观察失真 计算 U omax
直流负载线,uCE = VCC – iC RC( + RE )
uCE/V
iC/mA
Vcc
Q
UCEQ
直流负载线
–1/RC
交流负载线,过 Q 点，斜率为 – 1/R?L
直流负载线
–1/R?L
Uom1 Uom2Uomax = min {Uom1,Uom2}
三种基本组态判 定,交流输入和输出的公共极，为共 极电路共射电路：基极输入，集电极输出；电压、电流都放大共集电路：基极输入，发射极输出；电流放大，电压不放大共基电路：发射极输入，集电极输出；电压放大，流不放大共集电路,Au? 1,R i 高,Ro 低； 输入、输出级,隔离级第 2,3 章 小 结两种典型电路结构偏置式
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iC求静态工作点；
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求性能指标；
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第 2,3 章 小 结一个等效网络
2
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Ro+
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iot uAu u
Au 为不计负载时的电压放大倍数三、场效应管电路的基本问题和分析方法与晶体管类同，请同学自行总结。
第 2,3 章 小 结练习题
1,偏置式共发射极放大电路，已知 RB = 470 k?,RC = 2 k?,
IC = 1 mA,UBE(on)= 0.7 V,rbe = 1.6 k?,? = 50。
107.0 2
BE
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甲说：
3.47.0 31
BE
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5.626.1 250
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U
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丁说：
你认为 Au 的值应如何？他们的答案有正确的吗？
答案,Au = – 62.5 都不对，丙的输入电压应为 Ibrbe。
第 2,3 章 小 结
2,图中 IEQ = 1 mA,? = 99,r?bb= 300?,试计算以下电路的输入电阻和电压放大倍数 。
be
C
r
R
)( 2900126100 300ber
be100 r? ) 1 0 0(1 berber
be
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100?
RC
+VCC
+
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Ri
100?
第 2,3 章 小 结四、差分电路
1,主要特点,放大差模信号，抑制共模 信号 (克服零点漂移 )
2,四种输入、输出方式比较：
输入输出方式差模信号 uid
共模信号 uic
差模电压放大倍数 Aud
差模
Rid
差模
Rod
共模抑制比
KCMR
双入双出
uid = ui
uic = 0
单入双出
uid = ui
uic = 0
双入单出
uid = ui
uic = ui / 2
单入单出
uid = ui
uic = ui / 2
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LCL // RRR
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C2R
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很小第 2,3 章 小 结五、功放电路
1,功率管的工作类型类别 特点 Q 点 波 形甲类 无失真Q较高 ICQ 较大Q 较高甲乙类 有失真效率高 ICQ 小Q 较低乙类 失真大效率最高
ICQ = 0
Q 最低
t
iC
O
ICQ
iC
O
ICQ
t
t
iC
OICQ
第 2,3 章 小 结
2,OCL 和 OTL 功放电路的特性
OCL OTL
优点缺点主要公式结构简单，效率高，
频率响应好，易集成结构简单，效率高，频率响应好，易集成，单电源双电源，
电源利用率不高输出需大电容，
电源利用率不高最大输出功率
L
CC2
om 2
1
R
VP?
L
CC
2
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1
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直流电源消耗功率
cmCCE
2 IVP?
cmCCE
1 IVP?
效率 %5.78?
理想?
%5.78?理想?
最大管耗
omC 1 m 2.0 PP? omC 1 m 2.0 PP?
第 2,3 章 小 结六、多级放大电路
Au = Au1· Au2 ···Aun
计算前级 Au 时，把后级的输入电阻做为其负载。
计算各级电压放大倍数时，应考虑级间的相互影响。
法 1：
法 2：
计算后级电压放大倍数时,把前级的输出电阻做为其信号源内阻,计算 Aus 。
注意：两种方法只能取其一，一般 采用法 1。
第 2,3 章 小 结
