3 半导体三极管及放大电路基础
3.1 半导体三极管（ BJT）
3.2 共射极放大电路
3.3 图解分析法
3.4 小信号模型分析法
3.5 放大电路的工作点稳定问题
3.6 共集电极电路和共基极电路
3.7 放大电路的频率响应
2
第三章 半导体三极管及放大电路基础教学内容：
本章首先讨论了半导体三极管 (BJT)
的结构、工作原理、特性曲线和主要参数。 随后着重讨论了 BJT放大电路的三种组态，即共发射极、共集电极和共基极三种基本放大电路。还介绍了图解法和小信号模型法，并把其作为分析放大电路的基本方法。
3
教学要求：
本章需重点掌握三极管的模型与特性；并能熟练进行基本放大电路静态工作点的确定和输入电阻、输出电阻、电压放大倍数的计算。
4
图 3.1.1 几种 BJT的外形
3.1 半导体三极管（ BJT）
3.1.1 BJT的结构简介
3.1.2 BJT的电流分配与放大原理
3.1.3 BJT的特性曲线
3.1.4 BJT的主要参数
Jc反偏
3.1.1 BJT的结构简介
N
P
N
c
b
e
基区发射区集电区发射极
Emitter
集电极
Collector
基极
Base
1、结构和符号发射结 (Je)
集电结 (Jc)
c
b
e PNP
c
b
e NPN
发射载流子 (电子 )
收集载流子 (电子 )
复合部分电子控制传送比例由结构展开联想 …
2、工作原理
3、实现条件外部条件 内部条件结构特点：
Je正偏掺杂浓度最高掺杂浓度低于发射区且面积大掺杂浓度远低于发射区且很薄
6
NP
N
e b c
e
c
b
NPN型 BJT
(a)管芯结构剖面图 (b)表示符号发射极基极集电极发射区集电区基区
7
3.1.2 BJT的电流分配与放大原理
1,内部载流子的传输过程
2,电流分配关系
4,三极管的三种组态
3,放大作用发射结正偏发射区发射载流子基区：传送和控制载流子集电区收集载流子本质,电流分配
5,共射极连接方式集电结反偏
8
3.1.2 BJT的电流分配与放大原理
1,内部载流子的传输过程
RL
e c
b
1k?
VEE VCC
IB
IE IC
VEB+?vEB
放大电路
+?iEii
+
-
vI
+?iC
+?iB
vO
+
-
io
放大作用？
（原理）
关键：
iC与?iE的关系三极管的放大作用是通过载流子传输体现出来的。
本质：电流分配关系外部条件：
发射结正偏,集电结反偏 。
9
2,电流分配关系根据传输过程可知
IE=IB+ IC (1)
IC= InC+ ICBO (2)
IB= IB’ - ICBO (3)
发射极注入电流传输到集电极的电流
定义
E
C B OC
E
nC
I
II
I
I
通常 IC >> ICBO
则有
E
C
I
I
所以
为共基极电流放大系数,它只与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关,与外加电压无关 。一般? =
0.9?0.99
硅,0.1?A
锗,10?A
IE与 IC的关系：
10
3,放大作用
vI = 20mV?iE = -1mA
RL
e c
b
1k?
VEE VCC
IB
IE IC
VEB+?vEB
放大电路
+?iEii
+
-
vI
+?iC
+?iB
vO
+
-
io
图 3.1.5 共基极放大电路? = 0.98
iC =iE?vO = -?iC?RL?vO = 0.98 V
)1( /ESE BE TVveIi
非线性
iC = -0.98mA
iB = -20?A
电压放大倍数 49
2 0 m V
V98.0
I
O
V
v
vA
Ri=?vI /?iE =20?输入电阻
11
4,三极管（放大电路）的三种组态共集电极接法,集电极作为公共电极，用 CC表示 ;
共基极接法,基极作为公共电极，用 CB表示。
共发射极接法,发射极作为公共电极，用 CE表示；
如何判断组态？
外部条件,发射结正偏，集电结反偏
5.共射极连接方式
V BB V CC
V B E
I B
I C
c
e
+ b
–
I E
R L
V CE
+
–
问题 (1)：如何保证？
发射结正偏
VBE =VBB
VBC = VBE - VCE <0
问题 (2)：信号通路？与共基有何区别？
集电结反偏或 VCE > VBE
+
–
I
+?vBE +?i
E
+?iC
+?iB
+?iE+?vBE+?vI
+?iB
+?iC +?vO 本质相同！
但希望 …
vI = 20mV?iB = 20?A?iC =0.98mA?vO = -0.98 V
492 0 m V V98.0
I
O
V
v
vA Ri=?vI /?iB =1k?
+
–
O
放大电路
5.共射极连接方式?IC与 IB的关系：
E
C B OC
E
nC
I
II
I
I
由?的定义,
即 IC =?IE + ICBO =?(IB + IC) + ICBO
C B OBC 1
1
1 III
整理可得,
1
令：
IC =?IB + (1+?)ICBO
IC =?IB + ICEO （穿透电流）
ICIB IE = IC + IB? (1+?)IB
是共射极电流放大系数,只与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关,与外加电压无关。一般? >> 1（ 10～ 100）
C B OBC 1
1
1 III?
ICBO
硅,0.1?A
锗,10?A
14
综上所述，三极管的放大作用，主要是依靠它的发射极电流能够通过基区传输，然后到达集电极而实现的。
实现这一传输过程的两个条件是：
（ 1） 内部条件,发射区杂质浓度最高，基区杂质浓度远低于发射区且很薄，集电区杂质浓度低于发射区且面积大。
（ 2） 外部条件,发射结正向偏置，集电结反向偏置。
3.1.2 BJT的电流分配与放大原理
15
3.1.3 BJT的特性曲线
vCE = 0V
+
-
b
c
e
共射极放大电路
VBB
VCCvBE
iCi
B +
-
vCE
iB=f(vBE)? vCE=const
(2) 当 vCE≥1V时,vCB= vCE - vBE>0，集电结已进入反偏状态，
开始收集电子，基区复合减少，同样的 vBE下 IB减小，特性曲线右移。
vCE? 1V
(1) 当 vCE=0V时，相当于发射结的正向伏安特性曲线。
1,输入特性曲线
（以共射极放大电路为例）
16
iC=f(vCE)? iB=const
2,输出特性曲线在 vCE小于 1V时，输出特性很陡。
原因是集电结的反向电压很小，对到达基区的电子吸引力不够，这时，
iC受 vCE的影响很大。
当 vCE大于 1V后，输出特性变的比较平坦。因为集电结的电场足够强，能使发射区扩散到基区电子绝大部分都到达集电区,vCE增加,iC增加不多。
特性比较平坦的部分随着 vCE的增加略向上倾斜。当 vCE增加时，
由于 vBE变化较少，故 vCB增加，集电结加宽，基区宽度减小，载流子复合减少,β增大,iC随 vCE增大。称为基区宽度调制效应。
17
3.1.4 BJT的主要参数交流参数直流参数极限参数结电容 Cb’c,Cb’e
集电极最大允许电流 ICM
集电极最大允许功率损耗 PCM
反向击穿电压极间反向电流 ICBO,ICEO
交流电流放大系数?,?
直流电流放大系数?,?
特征频率 fT
18
(1) 共发射极 直流 电流放大系数 = (IC－ ICEO)/IB≈IC / IB?
1,电流放大系数
(2) 共发射极 交流 电流放大系数? =?iC /?iB
3.1.4 BJT的主要参数在放大区且当 ICBO和 ICEO很小时,≈?，可以不加区分。
19
3.1.4 BJT的主要参数
2,极间反向电流
(1) 集电极基极间反向饱和电流 ICBO
O —— （发射极）开路
+
b
c
e
-
uA
I e =0
V CC
I CB O
(2) 集电极发射极间的反向饱和电流 ICEO
CB OCE O )1( II
+
b
c
e
-
V CC
I CE O
uA
20
3.1.4 BJT的主要参数
3,极限参数
(1) 集电极最大允许电流 ICM
(2) 集电极最大允许功率损耗 PCM = iCvCE
(3) 反向击穿电压 V(BR)CEO,V(BR) EBO,V(BR)CBO
V(BR)CEO — 基极开路时集电极和发射极间的击穿电压
21
复习思考题
2,要使 BJT具有放大作用，发射结和集电结的偏置电压应如何联接？
1,既然 BJT具有两个 PN结，可否用两个二极管相联以构成一只 BJT，试说明理由。
3,一只 NPN型 BJT，具有 e,b,c三个电极，能否将 e,c两个电极交换使用？为什么？
4,为什么 BJT的输出特性在 VCE>1V以后是平坦的？又为什么说 BJT是电流控制器件？
22
习题
3.1.1 测得某放大电路中的 BJT的三个电极 A,B,C的对地电位分别为 VA=-9V,VB=-6V,VC=-6.2V，试分析 A、
B,C中哪个是基极 b、发射极 e、集电极 c，并说明此
BJT是 NPN型管还是 PNP型管。
解 由于锗 BJT的 ︱ VBE︱ =0.2V,硅 BJT的 ︱ VBE︱ =0.7V，
已知 BJT的电极 B的 VB=-6V，电极 C的 VC=-6.2V，电极 A
的 VA=-9V，故电极 A是集电极。又根据 BJT工作在放大区时，必须保证发射结正偏、集电结反偏的条件可知，电极
B是发射极，电极 C是基极，且此 BJT为 PNP管。
23
3.1.3 有两个 BJT，其中一个管子的 β=150,ICEO=200μA，
另一个管子的 β=50,ICEO=10μA，其他参数一样，你选择哪个管子？为什么？
解 选择 β =50,ICEO=10μA，即 ICEO较小的 BJT。
β 大的 BJT虽然电流放大作用大，但其 ICEO大，使放大电路的温度稳定性差，这是因为 ICEO受温度影响较大。
此外,ICEO也是衡量 BJT寿命的一个指标,ICEO小的
BJT寿命要长些。
24
3.1.4 某 BJT的极限参数 ICM=100mA,PCM=150mW，
V(BR)CEO=30V，若它的工作电压 VCE=10V，则工作电流
IC不得超过多大？若工作电流 IC=1mA，则工作电压的极限值应为多少？
解 BJT工作时，其电压和电流及功耗不能超过其极限值，否则将损坏。当工作电压 VCE确定时，应根据 PCM及
ICM确定工作电流 IC，即应满足 ICVCE≤PCM及 IC≤ICM。当
VCE=10V时,IC≤PCM/VCE=15mA,此值小于 ICM=100mA，
故此时工作电流不超过 15mA即可。同理，当工作电流 IC
确定时，应根据 ICVCE≤PCM及 VCE≤V(BR)CEO确定工作电压
VCE的大小。当 IC=1mA时，为同时满足上述两个条件，
则工作电压的极限值应为 30V。
25
3.2 共射极放大电路
1,电路组成
4,简化电路及习惯画法
2,简单工作原理
3,放大电路的静态和动态
26
1,电路组成
3.2 共射极放大电路
i B
i C
T
i E
V BB
R b
3 0 0 k
12V
v BE
–
+
+
–
v CE
R C
4 k?
V CC
12V
三极管 T,核心，电流分配、放大作用+
v i
–
+
C b1
+
C b2
+
–
v o
VBB?Je正偏
Rb,基极偏置电阻
VCC? Jc反偏
Rc：集电极偏置电阻
icvce
Cb1,Cb2:隔离直流,传送交流
b
BEBB
B R
VVI
固定偏流隔直电容耦合电容接地零电位点
27
2,简单工作原理
vi=0 vi=Vimsin?t
既有直流、又有交流 ！！3,放大电路的静态和动态分析思路先静态,
后动态,
# 放大电路为什么要建立正确的静态？
确定静态工作点 Q（ IBQ,ICQ,VCEQ）
确定性能指标（ AV,Ri,Ro等）（叠加原理？）
静态动态
28
工作点合适 工作点偏低
# 放大电路为什么要建立正确的静态？
合适的静态工作点保证 Je正偏,Jc反偏保证有 较大的线性工作范围
3.2 共射极放大电路
29
4,简化电路及习惯画法
3.2 共射极放大电路习惯画法小结,放大电路组成原则
iB?iC vo? vBE? vCE信号通路,vi
合适的静态工作点 (Je正偏 Jc反偏 )
正确的耦合方式共射极基本放大电路
30
1,下列 a ~ f 电路哪些具有放大作用？T
V
BB
C
b
R
c
R
b
(a) T V CC
C
b1
R
c
C
b2
(b)
T
- V CC
C b1
R c
C b2
R b
(c)
T
+ V CC
C b1
R c
C b2
R b
(d)
T
- V
CC
C
b1
R
c
C
b2
(e)
T V CC
C
b1
R
c
C
b2
V
BB
R
b
(f)
31
3.3 图解分析法
1,近似估算 Q点
2,用图解法确定 Q点
2,交流负载线
3.3.1 静态工作情况分析
3.3.2 动态工作情况分析
1,放大电路在 接入正弦信号时的工作情况
3,BJT的三个工作区域 (4)交流通路与交流负载线
(3)直流通路和交流通路
2,图解法确定 Q点 (静态 )
3,图解法动态分析
4,几个重要概念
(2)叠加原理？
1,近似估算法求 Q点
(1)非线性失真与线性工作区
32
1,近似估算法求 Q点共射极放大电路直流通路
+
-
b
CC
b
BECC
B R
V
R
VVI
根据直流通路可知：
如果已知 β，可以求出 IC和 VCE。
BC IβI?
cCCCCE RIVV
求 IBQ,VBEQ,ICQ,VCEQ
3.3 图解法分析法
33
2,图解法确定 Q点
3.3 图解分析法
+
C b1 i B
i C
V CC
R b
300k
T
+
–
v CE
R C
4 k?
+
C b2
V CC
12V
+
–
v o
12V
i E v BE
–
+ +
v i
– 分析步骤：
(1) vi =0（短路）
Cb1,Cb2开路 （被充电）
开路开路
(2) 把电路分为线性和非线性 非线性 线性线性
(3) 写出线性部分直线方程直流通路
输入回路（ Je）方程,
输出回路（ Jc）方程,
vBE = VCC － iBRb
vCE = VCC － iCRc 直流负载线
(4) 作图,画直线，与 BJT特性曲线的交点为 Q点
VCb1 = VBEQ ; VCb2 = VCEQ
34
3.3 图解法分析法
2,图解法确定 Q点
v CE
i C
（作图过程）
斜率 -
1
R c
R c
V CC
V CC
斜率 -
1
R c
I BQ
R c
V CC
CC
i C
Q
I CQ
V C E Q
在输入特性曲线上，作出直线,vBE = VCC － iBRb
在输出特性曲线上，作出 直流负载线,vCE = VCC － iCRc
c
CCCE
c
C R
Vv
Ri
1
即：
与特性曲线的交点即为 Q点,?IBQ,VBEQ,ICQ,VCEQ。
35
3,图解法动态分析3.3 图解法分析法
+
C b1 i B
i C
V BB
R b
3 0 0 k
T
+
–
v CE
R C
4 k?
+
C b2
V CC
12V
+
–
v o
12V
i E v BE
–
+ +
v i
–
输入特性 输出特性暂令 RL=?（ 开路）
直流负载线不变
Q点沿负载线上下移动输入特性不变
Q点沿输入特性上下移动输入回路
vBE = VCb1 + vi = VBEQ + vi
iB?iC vo? vBE? vCE信号通路,vi?
分析思路：
设,C电容电压不能突变
36
3,图解法动态分析3.3 图解法分析法 （作图过程）
Q
I
BQ
V
B E Q
v
BE
/V
i
B
/ uA
t
t
v
BE
/V
i
B
/ uA
Q
I CQ
V CEQ
v CE /V
i C / m A
v CE /V
i C / m A
t
t
iB iC vovBE vCE信号通路,vi
Q`
Q``20
40
60
Q`
Q` `
20 uA
40 uA
60 uA
可得如下结论：
1.
Q点沿负载线上下移动
Q点沿输入特性上下移动
2,vo 与 vi 相位相反（ 反相电压放大器 ）；
3,可以测量出放大电路的电压放大倍数；
4,可以确定最大不失真输出幅度 。
37
3,图解法动态分析3.3 图解法分析法 （作图过程）
Q
I
BQ
V
B E Q
v
BE
/V
i
B
/ uA
t
t
v
BE
/V
i
B
/ uA
Q
I CQ
V CEQ
v CE /V
i C / m A
v CE /V
i C / m A
t
t
Q`
Q``20
40
60
Q`
Q` `
20 uA
40 uA
60 uA
几个问题：
Q点沿负载线上下移动
Q点沿输入特性上下移动
几个重要概念！
1,静态工作点 Q的位置? 非线性失真
2,最大不失真输出幅度? 线性范围（动态范围）
3,接入负载对放大有无影响？
4,能否使用叠加原理？如何使用？
38
BJT的三个工作区域饱和区,输出特性直线上升和弯曲部分。发射极发射有余，
而集电极收集不足,VCE很小,BJT如同短路。
VBE=0.7V,VCE=0.3V
放大区,输出特性的平坦部分接近于恒流特性，符合 IC=βIB。
VBE=0.7V,VCE>1V
截止区,输出特性 IB=0曲线以下的部分,IC=ICEO≈0，
VCE ≈VCC,BJT如同断开。
VBE<0.5V
39
4,几个重要概念
(1) 非线性失真与线性范围饱和失真截止失真
Q
Q
1
Q
2
v
CE
/V
i
C
/ mA
放大区
0
i
B
= 40 uA
8 0 uA
120 u A
160 u A
200 u A饱和区截止区当工作点达到了饱和区而引起的非线性失真。
NPN管? 输出电压为底部失真当工作点达到了截止区而引起的非线性失真。
NPN管?输出电压为顶部失真。
饱和区特点,iC不再随 iB的增加而线性增加，即
BC ii
此时 CB ii,vCE= VCES,典型值为 0.3V
截止区特点,iB=0,iC= ICEO
非线性失真注意：对于 PNP管，失真的表现形式，与 NPN管正好相反。
发射结正偏集电结正偏发射结反偏
3.3 图解法分析法
40
线性范围 (动态范围 )
(1) 非线性失真与线性范围线性范围 —— 用 最大不失真输出幅度 Vom来衡量
Q点偏高 ——易出现饱和失真,Vom为 Q点到饱和区边沿的距离
Q点偏低 ——易出现截止失真,Vom为 Q点到截止区边沿的距离
41
(2) 叠加原理？
Q
Q`
Q` `
I CQ
V CEQ
v CE /V
i C / m A
v CE /V
i C / m A
t
t
20 uA
40 uA
60 uA
Q
Q`
Q``
I
BQ
V
B E Q
v
BE
/V
i
B
/ uA
t
t
v
BE
/V
i
B
/ uA
20
40
60
vBE = VBEQ + vi
iB = IBQ + ib
iC = ICQ + ic
vCE = VCEQ + vce
VCC作用的分量 vi作用的分量叠加原理使用条件 —小信号
① 输入特性,范围小
② 输出特性,不超出放大区否则，非线性失真
4,几个重要概念
42
(3) 直流通路和交流通路
4,几个重要概念叠加原理
+
C b1 i B
i C
V CC
R b
3 0 0 k
T
+
–
v CE
R C
4 k?
+
C b2
V CC
12V
+
–
v o
12V
i E v BE
–
+ +
v i
–
R L
4 k?
直流通路
+
-
+
–
v i R b
R c
R L
+
–
v o
i c
i b
+
–
v ce
v be
–
+
交流通路
Cb1,Cb2等电容隔离直流,传送交流
Cb1,Cb2等电容 短路静态分析求 VCC作用分量
Cb1,Cb2等电容开路动态分析求 vi作用分量
43
(4) 交流通路与交流负载线4,几个重要概念斜率 -
1
R cQ
V C E Q
I CQ I BQ
R c
V CC
V CC
v CE
i C
斜率斜率斜率
1
R c // R L
由交流通路有,vce= -ic? (Rc //RL)
交流负载线必过 Q点，即
vce= vCE - VCEQ
ic= iC - ICQ
同时，令 R?L = Rc//RL
vCE - VCEQ= -(iC - ICQ )? R?L
iC = ICQ ; vCE =VCEQ。
ic
vce
+
-
交流通路
44
线性范围（动态范围）
放大电路要想获得大的不失真输出幅度，要求,
工作点 Q要设置在输出特性曲线放大区的中间部位；
要有合适的交流负载线 。
(4)交流通路与交流负载线例题 1
共射极放大电路已知?=80,Rb=300k,Rc=2k，
VCC= +12V,VCES? 0。求：
（ 1）放大电路的 Q点。此时 BJT工作在哪个区域？
（ 2）当 Rb=100k时，放大电路的 Q
点。此时 BJT工作在哪个区域？ 斜率 -
1
R cQ
V C E Q
I CQ I BQ
R c
V CC
V CC
v CE
i C
解,（ 1）
uA403 0 0 k2V1
b
BECC
B
R
VVI
3,2 m AuA4080BC II?
5,6 V3,2 m A2k-V12
CcCCCE
IRVV
BJT工作在 放大区 。
例题 1
共射极放大电路已知?=80,Rb=300k,Rc=2k，
VCC= +12V,VCES? 0。求：
（ 2）当 Rb=100k时，放大电路的 Q
点。此时 BJT工作在哪个区域？
斜率 -
1
R cQ
V C E Q
I CQ I BQ
R c
V CC
V CC
v CE
i C
解,（ 2）
uA120100k2V1
b
CC
B R
VI
mA6.9uA12080BC II?
V2.79,6 mA2k-V12
CCCCCE
IRVV？
VCE最小值也只能为 0，
mA62k2V1
c
C E SCC
CS
R
VVI
CSB,II判断条件所以 BJT工作在 饱和区 。
Q（ 120uA,6mA,0V）
例题 2（清华习题） 2.6 电路如图 P2.6所示,已知晶体管?＝
50,在下列情况下,用直流电压表测晶体管的集电极电位,应分别为多少？ 设 VCC＝ 12V,晶体管饱和管压降 UCES＝ 0.5V。
(1)正常情况 ;(2)Rb1短路 ;(3)Rb1开路 ;(4)Rb2开路 ;(5)RC短路。
解,设 UBE＝ 0.7V。则
V4.6
mA022.0
cCCCC
b1
BE
b2
BECC
B
RIVU
R
U
R
UVI(1)
UBE=0V?T截止? UC=12V。(2)
mA0 4 5.0
c
C E SCCBS
R
UVI
mA22.0
b2
BECC
B?
R
UVI
由于 IB＞ IBS，故 T饱和,UC＝ UCES＝ 0.5V。
(3)
T截止,UC＝ 12V。 UC＝ VCC＝ 12V (4) (5)
48
复习思考题
3.3.1 放大电路为什么要设置合适的 Q点？
在图 3.3.1b中，如果令 IB=0uA或 80uA，
问电路能否正常工作？
3.3.2 在图 3.3.3a的电路中，若 RL=∞，问交流负载线是什么？
3.3.3 当测量图 3.3.3a中 BJT的集电极电压
VCE时，发现它的值接近 VCC=12V，问管子处于什么工作状态？试分析其原因，
并排除故障使之正常工作。
49
习题
3.2.2;
3.3.1; 3.3.3;
50
3.4 小信号模型分析法
3.4.1 BJT的小信号建模
3.4.2 共射极放大电路的小信号模型分析
1,H参数的引出
2,H参数小信号模型
3,模型的简化
4,H参数的确定
利用直流通路求 Q点
画小信号等效电路
求放大电路动态指标
51
+
–
v i R b
R c
R L
+
–
v o
i c
i b
+
–
v ce
v be
–
+
交流通路
3.4.1 BJT的小信号建模建立小信号模型的依据
(1) 小信号（微变） —— （图解）基本满足叠加原理！
输入特性：工作点在 Q附近移动范围小，切线代替曲线
输出特性：不超出放大区，不产生非线性失真
(2) 双口有源网络的 H参数模型
+
–
v 1
+
–
v 2
i 1 i 2
双口有源器件
v1= h11i1+ h12v2
i2= h21i1+ h22v2
+
–
v 1
i 2
+
–
v 2
+
–
h 12 v 2
h 11 i 1
h 22
1
h 21 i 1
0
1
111
2 vi
vh
0
2
112
1 iv
vh
0
1
221
2 vi
ih
0
2
222
1 ii
vh
52
1,H参数的引出
3.4.1 BJT的小信号建模已知端口瞬时值之间的关系
（即输入输出特性曲线）如下：
vBE vCE
iB
c
e
b
iC
BJT双口网络
iB=f(vBE)?vCE=const
iC=f(vCE)? iB=const
),( CEBBE vifv?
),( CEBC vifi?
欲求变化量之间的关系，则对上两式取全微分得
CE
CE
BE
B
B
BE
BE BCE dvv
vdi
i
vdv
IV
CE
CE
C
B
B
C
C BCE dvv
idi
i
idi
IV
在小信号（线性）条件下：
vbe= hieib+ hrevce
ic= hfeib+ hoevce
dvBEvBE? vbe
h参数的物理意义及图解方法
CE
B
BE
ie Vi
vh
CE
B
C
fe Vi
ih
B
CE
BE
re Iv
vh
B
CE
C
oe Iv
ih
输出端交流短路时的输入电阻输出端交流短路时的正向电流传输比或电流放大系数输入端交流开路时的反向电压传输比；
输入端交流开路时的输出电导。
四个参数量纲各不相同，故称为混合参数（ H参数）
rbe
rce
ur
vbe= hieib+ hrevce ic= hfeib+ hoevce
54
2,H参数小信号模型
3.4.1 BJT的小信号建模
vbe vce
ib
c
e
b
ic
BJT双口网络
vbe= hieib+ hrevce
ic= hfeib+ hoevce
ib
ic
vce
ib
vbe ur vce
rbe
rce
H参数都是小信号参数，即微变参数或交流参数。
H参数与工作点有关，在放大区基本不变。
H参数都是微变参数，所以只适合对交流信号的分析。
注意：
一般采用习惯符号即 rbe= hie? = hfe
ur = hre rce= 1/hoe
55
3,模型的简化
ib
ic
vce
ib
vbe uT vce
rbe
rce
3.4.1 BJT的小信号建模
ur很小，一般为 10-3?10-4,
rce很大,约为 100k?。
故一般可忽略它们的影响，
得到简化电路。
ib 是受控源,且为电流控制电流源 (CCCS)。
电流方向与 ib的方向是关联的。
56
4,H参数的确定
3.4.1 BJT的小信号建模
——测试仪（给定）
rbe 与 Q点有关，公式估算。
rbe= rb + (1+? ) re
其中,rb≈200?（低频小功率管）
)mA(
)mV(
)mA(
)mV(
EQEQ
T
e II
Vr 26
而 (T=300K)
则
)mA(
)mV(26)1(2 0 0
EQ
be Ir
57
3.4.2 用 H参数小信号模型分析共射极基本放大电路共射极放大电路
1,利用直流通路求 Q点
b
BECC
B R
VVI
一般硅管 VBE=0.7V，锗管 VBE=0.2V,?已知 。
BC IβI
cCCCCE RIVV
58
2,画出小信号等效电路
3.4.2 小信号模型分析共射极放大电路
ic
vce
+
-
交流通路
bI?
cI?bI?
RbviiV?
OV?
Rc
H参数小信号等效电路
RL
59
3.4.2 小信号模型分析
Rbvi Rc RLiV?
bI?
cI?
OV?
bI?
iB?iC vo? vBE? vCE信号通路,vi
根据
bebi rIV bc II )//( LccO RRIV
则电压增益为
be
Lc
beb
Lcb
beb
Lcc
i
O
)//()//(
)//(
r
RR
rI
RRI
rI
RRI
V
V
A
V
（可作为公式？ ）
3,求电压增益共射极放大电路
60
4,求输入电阻
3.4.2 小信号模型分析共射极放大电路
R s
+
–
V s
–
V i
+
R i
I i
放大电路
i
i
i I
VR
Rb Rc RLiV?
bI?
cI?
OV?
bI?
Ri
iI?
beb // rR?
61
5,求输出电阻
3.4.2 小信号模型分析共射极放大电路放大电路
I T
+
–
V T
R o
+
–
V s =0
0
T
T
o s VI
VR
Rb Rc RLiV?
bI?
cI?
OV?
bI?
Ri
iI?
令 0
i?V?
LR
0b?I?
0b I
Ro = Rc 所以
62
例题 1 放大电路如图所示,已知?=50。试求,（ 1） Q点 ;
（ 2）
oi
s
o
VS
i
o
V
RR
V
VA
V
VA
、
,?
解,（ 1）求 Q点
4Vk4mA212cCCCCE RIVV
mA2uA4050BC IβI
uA40k3 0 0 V12
b
CC
b
BECC
B
R
V
R
VVI
8 6 3)mA( )mV(26)1(2 0 0
C
be Ir?
Q点合适吗？
（ 2）
115,87)//(
be
Lc
i
o
V
r
RR
V
VA?
8 6 3// bebebi rrRR
k4co RR
36.73
)87.115(
500863
863
V
si
i
i
o
s
i
s
o
VS
A
RR
R
V
V
V
V
V
V
A?
R s
+
–
V s
–
V i
+ 放大电路
R i
63
电路如图所示。
试画出其小信号等效模型电路。
- V
CC
R
c
R
L
R
e
R
b2
R
b1
C
b2
C
b1
+
-
v
o
+
-
v
i
+
+
c
e
b
b
I?
b
I
r be
e
b c
R e
i
I?
i
V?
R b2
+
-
R b1
R c
o
V?
R L
+
-
例题 2
64
例题 3
+
–
v
s
b
c
R
c
v
o
R
s
R
e
+
+
+ 1 5 V
e
R
L
- 15V
直接耦合共射负电源
vi
交流通路习题 3.5.5
静态分析
V15)1( EBBEsB RIVRI?
)(30V ecCCE RRIV
动态分析
s
o
VS V
VA
bei rR?
co RR?
)(
)//(
beSb
Lcb
rRI
RRI
+
–
e
V i
r be
b
I b I c
R c
+
–
R s
c
I b
(1 +? ) I b
V o
V s
–
+
R L
65
例 题,放大电路如下图所示，估算 Q点。 V CC
R c
R L
R b C b2
C b1
+
-
v o
+
-
v i
+
+
c
e
b
+
–
v i
i B i 1
R b1
b
c
i C
R c
V CC
+
–
v o
R L
i E R
e
R b 2
C b 1
+
C b2
+
e
+
–
v i
i B
R b
b
c
i C
R c
V CC
+
–
v o
R L
i E R
e
C b 1
+
C b2
+
e
射极偏置电路固定偏流电路分压式射极偏置电路集电极－基极偏置电路共射
66
+
–
v i
i B
R b
b
c
i C
R c
V CC
+
–
v o
R L
i E R
e
C b 1
+
C b2
+
e
例 1：放大电路如下图所示，估算 Q点。
射极偏置固定偏流
BEbBCC VRIV
Je回路 KVL方程解：
eEBEbBCC RIVRIV
即：
b
CC
b
BECC
B R
V
R
VVI
eb
BECCB
)1( RR
VVI
)( ecCCC
eEcCCCCE
RRIV
RIRIVV
BC II
cCCCCE RIVV
Jc回路 KVL方程（直流负载线）
T放大
BC II
67
例 1：放大电路如下图所示，估算 Q点。
解：
b22b1B2CC )( RIRIIV
eEBEb22B RIVRIV
对 Je回路，有
b2b1
b2CC'
BB RR
RVV
+
–
v i
i B
i 1
R b1
b
c
i C
R c
V CC
+
–
v o
R L
i E R
e
R b 2
C b 1
+
C b2
+
e
i 2
分压式射极偏置电路方法一：
方法二：
从 b极 向左侧求戴维南等效电路
I B
V’ BB
R b
T
R e
I E b2b1b // RRR?
则 Je回路 KVL方程
eEBEbB' RIVRIV BB
eb
BE
'
B )1( RR
VVI BB
68
V CC
R c
R L
R b C b2
C b1
+
-
v o
+
-
v i
+
+
c
e
b
集电极－基极偏置电路例 1：放大电路如下图所示，估算 Q点。
解,Je回路 KVL方程
Jc回路 KVL方程（直流负载线）
BEbBcBCCC )( VRIRIIV
cb
BECCB
)1( RR
VVI
cCCC
cBCCCCE
)(
RIV
RIIVV
BC II
T放大小结：
近似估算法求 Q点
T放大的基本条件 ＝ Je正偏 ； Jc反偏
3个方程解 3个变量（ IBQ,ICQ,VCEQ）
关键方程 ——Je回路 KVL方程
69
习题
3.4.2;
3.4.3;
3.4.4
70
3.5 放大电路的工作点稳定问题
温度变化对 ICBO的影响
温度变化对输入特性曲线的影响
温度变化对?的影响
稳定工作点原理
放大电路指标分析
固定偏流电路与射极偏置电路的比较
3.5.1 温度对工作点的影响
3.5.2 射极偏置电路温度 T?
少子浓度?
IC?
ICBO?,ICEO?
IB?
VBE?
载流子运动加剧，
发射相同数量载流子所需电压?
b
BECCB
R
VVI
输入特性曲线 左移
载流子运动加剧，
多子穿过基区的速度加快，复合减少输出特性 曲线 上移 输出特性 曲线族间隔加宽
3.5.1 温度对工作点的影响
be
Lc
i
o
V
)//(
r
RR
V
VA
Q点上移? rbe AV?
72
3.5.2 射极偏置电路
1,稳定工作点原理 目标：温度变化时，使 IC维持恒定。
+
–
v i
i B
R b
b
c
i C
R c
V CC
+
–
v o
R L
i E R
e
C b 1
+
C b2
+
e
射极偏置电路固定偏流电路
+
–
v i
i B
i 1
R b1
b
c
i C
R c
V CC
+
–
v o
R L
i E R
e
R b 2
C b 1
+
C b2
+
e
i 2
分压式射极偏置电路
BEbBCC VRIV eEBEbBCC RIVRIV
b
BECCB
R
VVI
b
eEBECCB
R
RIVVI
eEBEbB' RIVRIV BB
b
eEBE'B
R
RIVVI BB
只能单向设置 具有检测 Q点位置，并自动调整的功能
T IC? ～ IE?
IC?
VE?= IE Re? IB?
（反馈控制）
73
+
–
v i
i B
i 1
R b1
b
c
i C
R c
V CC
+
–
v o
R L
i E R
e
R b 2
C b 1
+
C b2
+
e
i 2
分压式射极偏置电路如果温度变化时,b点电位能基本不变,则可实现静态工作点的稳定。
T IC?～ IE?
IC?
VEVBE?
eEBEBBE RIVVVV
利用稳定 Q思路则可实现如下 自动调整 过程
b点电位基本不变的条件,I1 >>IB
VB >>VBE
I1=(5~10)IB (硅 )
I1=(10~20)IB(锗 )
VB =3V~5V (硅 )
VB =1V~3V (锗 )CCb2b1
b2B V
RR
RV?
e
BEBEC
R
VVII
)( ecCCCeEcCCCCE RRIVRIRIVV
C
B
II?
e
CC
b2b1
b2
e
B
R
V
RR
R
R
V?
74
2,放大电路指标分析3.5.2 射极偏置电路
+
–
v i
i B
i 1
R b1
b
c
i C
R c
V CC
+
–
v o
R L
i E R
e
R b 2
C b 1
+
C b2
+
e
i 2
① 确定静态工作点
CC
b2b1
b2B V
RR
RV?
e
BEBEC
R
VVII
Je回路 KVL方程
② 画小信号等效电路并确定模型参数
)mA(
)mV(26)1(2 0 0
EQ
be Ir
e
r be
b
I b
c
I b
I c
I e R
e
+
–
V i
R b 1 R b2
R b
R c
+
–
V o
R L
75
2,放大电路指标分析3.5.2 射极偏置电路输出回路,)//(
Lcbo RRIV
输入回路：
eebebi RIrIV
电压增益：
ebe
Lc
ebeb
Lcb
i
o
V
)(
)//(
])([
)//(
R1r
RR
R1rI
RRI
V
V
A
③ 电压增益
+
–
v i
i B
i 1
R b1
b
c
i C
R c
V CC
+
–
v o
R L
i E R
e
R b 2
C b 1
+
C b2
+
e
i 2
i
oV
V
VA
ebbeb )( R1IrI
(1+?)Re >> rbe? >> 1若：
e
Lc
i
o
V
//
R
RR
V
VA
+
–
e
V i
R b 1
r be
b
I b
R c
+
–
V o
R L
c
I b
R b2
I e
R b
R e
I c
76
])(/ / [// ebeb2b1i R1rRRR
④ 输入电阻
2,放大电路指标分析3.5.2 射极偏置电路
+
–
e
V i
R b 1
r be
b
I b
R c
+
–
V o
R L
c
I b
R b2
I e
R b
R e
I c
ebbebi )( R1IrIVRi R’i
证明如下：
'ib2b1i //// RRRR?
ebe
b
i'
i )( R1rI
VR
从 b极看 e极的电阻，要扩大 (1+?)倍！
那从 e极看 b极的电阻，要？
77
3.5.2 射极偏置电路
2,放大电路指标分析
⑤ 输出电阻输出电阻
oco // RRR
求输出电阻的等效电路
网络内独立源置零
负载开路
输出端口加测试电压求 R’o，可对回路 1和 2列 KVL方程
rce对分析过程影响很大，此处不能忽略
0)()( ecbsbeb RIIRrI
0)()( ebccebcT RIIrIIV
其中
b2b1ss //// RRR
则
)1(
esbe
e
ce
c
T
o RRr
Rr
I
VR
当
co RR
时，
co RR?
一般
cceo RrR
（ ）
78
3,固定偏流电路与射极偏置电路的比较共射极放大电路静态：
b
BECC
B R
VVI
BC IβI
cCCCCE RIVV
CC
b2b1
b2
B VRR
RV?
e
BEB
EC R
VVII
)( ecCCCCE RRIVV
C
B
II?
3.5.2 射极偏置电路
79
3.5.2 射极偏置电路
3,固定偏流电路与射极偏置电路的比较固定偏流共射极放大电路电压增益：
be
Lc )//(
r
RRA
V
ebe
Lc
V )1(
)//(
Rr
RRA
Rbvi Rc RLiV?
bI?
cI?
OV?
bI?
固定偏流共射极放大电路输入电阻：
beb
i
i
i // rRI
VR
ebeb2b1i )1(//// RrRRR
输出电阻,Ro = Rc
co RR?
# 射极偏置电路做如何改进，既可以使其具有温度稳定性，
又可以使其具有与固定偏流电路相同的动态指标？
80
3.5.2 射极偏置电路
be
Lc
ebe
Lc
V
)//(
)1(
)//(
r
RR
Rr
RRA
beb2b1ebeb2b1i ////)1(//// rRRRrRRR
81
+
–
+ V CC
C 2
+
C 1
C e
+
R c
R e 2
R L v o
T
R b 1
+
R e 1
R b 2
+
–
v i
1
e1be
Lc
V )1(
)//(
Rr
RRA
e1beb2b1i )1(//// RrRRR
3.5.2 射极偏置电路
82
3.6 共集电极电路和共基极电路
电路分析
复合管
静态工作点
动态指标
三种组态的比较
3.6.1 共集电极电路
3.6.2 共基极电路
83
3.6.1 共集电极电路
R b
v i
R e
+V CC
+
–
v o R
L
T
v s
e R
s
b
c
+
+
+
–
+
–
1,电路分析结构特点 …
也称为 射极输出器
① 求静态工作点
eb
BECC
B )1( RR
VVI
eCCCeECCCE RIVRIVV
BC II
eEBEbBCC RIVRIV
BE )1( II
e
r b e 2
b
I b
c
I b
I c
+
–
V o R L R
e
+
–
V i R
b
v s
R s
+
– ② 画小信号等效电路
)mA(
)mV(26)1(2 0 0
EQ
be Ir
84
R b
v i
R e
+V CC
+
–
v o R
L
T
v s
e R
s
b
c
+
+
+
–
+
–
+
–
e
V i
r b e 2
b
I b
+
–
V o R L
c
I b
R b
R e
I c
v s
R s
+
–
电压增益1,电路分析
3.6.1 共集电极电路
1
R1r
R1
R1rI
R1I
V
V
A
Lbe
L
Lbeb
Lb
i
o
V
)(
)(
])([
)(
一般有
beL)( rR1
1V?A?即 同相与 io VV
电压跟随器（ 射极输出器）
LeL // RRR
其中
])(//[ Lbeb
i
i
i R1rRI
VR
④ 输入电阻 Ri大
⑤ 输出电阻
1
RRrRR sbbe
eo
////
Ro小
85
⑤ 输出电阻
+
–
e
V i
r b e2
b
I b
+
–
V o R L
c
I b
R b
R e
I c
v s
R s
+
–
1,电路分析
3.6.1 共集电极电路
e
r b e 2
b
I b
+
–
V o R L
c
I b
R b
R e
I c
R s
e
r b e 2
b
I b
c
I b
R b
R e
I c
R s
V T
+
–
b
R e
R s I T
I Re
1
RRrRR sbbe
eo
////
sbbe
T
e
TT
//)( RRr
V1
R
VI
bR
bbRT
)(
e
e
I1I
IIII
)(
// sbbeeT
T
o
1
RRr
1
R
1
V
I
R
1
证明如下,电路变换对 e极列 KCL方程：
将各支路关系代入：
证毕！
◆ 电压增益小于 1但接近于 1，
◆ 输入电阻大，对电压信号源衰减小
◆ 输出电阻小，带负载能力强同相io VV 与共集电极电路特点：
86
2,复合管
3.6.1 共集电极电路作用：提高电流放大系数达林顿管
87
3.6.2 共基极电路结构特点 …
1,静态工作点直流通路与分压式射极偏置电路相同
CC
b2b1
b2
B VRR
RV?
e
BEB
EC R
VVII
)( ecCCC
eEcCCCCE
RRIV
RIRIVV
C
B
II?
88
2,动态指标
① 电压增益输出回路：
输入回路：
bebi rIV
电压增益：
be
L
beb
Lb
i
o
V r
R
rI
RI
V
VA
LbLco RIRIV LcL // RRR
画小信号等效电路
3.6.2 共基极电路
89
# 共基极电路的输入电阻很小，最适合用来放大何种信号源的信号？
2,动态指标
② 输入电阻
③ 输出电阻
e
ii
I
VR
'ie
i
ii // RR
I
VR
co RR?
1)(1
be
b
beb r
I
rI
1
r
1
rRRR
I
VR bebe
e'ie
i
ii ////
3.6.2 共基极电路
90
3,三种组态的比较电压增益：
be
Lc )//(
r
RR
输入电阻：
beb // rR
输出电阻：
cR
)//)(1(
)//()1(
Lebe
Le
RRr
RR
)//)(1(// Lebeb RRrR
1
)//(// bebs
e
rRRR
be
Lc )//(
r
RR
1//
be
e
rR
cR
3.6.2 共基极电路
91
复习频率响应的基本概念
1.为什么要研究频率响应
2,频率响应的分析任务
3,AV随 f 变化的原因原因 1:实测表明 Av是 f 的函数,对不同频率信号的放大程度不同。
原因 2:信号有多个频率成分,若放大程度不同,会产生 频率失真 。
)()( VV AA?(1) 频率响应表达式,
(3) 确定带宽 BW、上限频率 f H、下限频率 f L
放大电路中有 电容、电感等电抗元件,其阻抗随 f
变化而变化
CjZ C?
1? LjZ L
(2) 画出对数频率响应曲线
3.7 放大电路的频率响应
92
1.为什么要研究频率响应
0
3d B
20 l g| A
V
| / d B
带宽
2
20
40
6 0
20 2? 10
2
2? 10
3
2? 10
4 f / H z
f
L f H
高频区中频区低频区原因 1:实测表明 Av是 f 的函数,对不同频率信号的放大程度不同。
原因 2:信号有多个频率成分,若放大程度不同,会产生 频率失真 。
93
O
t
I
O
t
O
幅度失真 相位失真线性失真
O
t
I
O
t
O
频率失真
3,AV随 f 变化的原因放大电路中有电容、电感等电抗元件，
其阻抗随 f变化而变化
CjZ C?
1?
Rbvi Rc RLiV?
bI?
cI?
OV?
bI?
固定偏流共射极放大电路
C1
前面的分析中,隔直电容处理为,直流开路 ;交流短路计算电容的电抗：（ C1=20?F）
f Xc1
1Hz 7962?
10Hz 796.2?
100Hz 79.62?
1kHz 7.962?
10kHz 0.796?
100kH
z
0.08?
1MHz 0.008?
f <100Hz Xc1与 rbe = 863?相比 不能短路
f?100Hz Xc1 <<rbe = 863? 可以短路
fXc1IbAV?
分析方法（思路） …
Rb >> rbe
95
3.7 放大电路的频率响应
3.7.1 单时间常数 RC电路的频率响应
3.7.2 单级放大电路的高频响应
RC低通电路的频率响应
RC高通电路的频率响应
3.7.3 单级放大电路的低频响应
3.7.4 多级放大电路的频率响应
多级放大电路的增益
多级放大电路的频率响应
低频等效电路
低频响应研究放大电路的动态指标
（主要是增益）
随信号频率变化时的响应。
Ri和 Ro类似
（电路理论中的稳态分析）
96
3.7.1 单时间常数 RC电路的频率响应
)()( VV AA?① 频率响应表达式,
③ 确定上限频率 f H、下限频率 f L （带宽 BW）
② 画出对数频率响应曲线
1,RC高通电路的频率响应
2222
2V
CR1s
s
sC1R
R
sV
sVsA
//)(
)()(
i
oL
幅频响应
2
L
L )/(1
1
ffA V
相频响应
)/(a r c t g LL ff
先求增益的传递函数：
（一阶）
sC1Z C?
则
fs j2j
且
22 CR2
1f
L
再令
)/(/)(L 2222V CfR21j1
1
CRj11
1jA
22V CsR11
1sA
/)(L
（变换到频域）
（特征频率 —时间常数对应的频率）
)/j(L ff1
1A
L
V
97
② 画出对数频率响应曲线 （波特图）
1,RC高通电路的频率响应
0
– 2 0
– 40
0,0 1 f
L
0,1 f
L
f
L
10 f
L
100 f
L
f / H z
2 0 l g A
V L
/
dB
90?
45?
0?
L
f / H z
0,0 1 f
L
0,1 f
L
f
L
10 f
L
100 f
L
2 0 dB/ 十倍频程（斜率）
3 dB
最大误差 -3dB
1
ff1
1A
2V )/( LL
dB lglg L 0120A20 V
L2
L
L /)/(1
1 ff
ff
A V?
LLL lglg)/l g (lg f20f20ff20A20 V
水平线斜率为 20dB/十倍频程 的直线幅频响应
2
L
L )/(1
1
ffA V近似讨论：
1 / LL ffff 时，即当
1ffff / LL 时，即当时，当 Lff?
0,7 0 7
)/( LL
21
ff1
1A
2V
1,RC高通电路的频率响应
② 画出对数频率响应曲线相频响应 )/(a r c t g LL ff
时，当 Lff
时，当 Lff 0L?
90L?
时，当 Lff 45L?
时，当 0,1 LL f10ff
十倍频程的直线斜率为 /45
VV AVVA
i
o
io
表示输出与输入的相位差低频时，输出超前输入因为所以近似讨论：
3 dB
2 0 dB/ 十倍频程（斜率）
0
– 2 0
– 40
0,0 1 f
L
0,1 f
L
f
L
10 f
L
100 f
L
f / H z
2 0 l g A
V L
/
dB
90?
45?
0?
– 45? / 十倍频程（斜率）
L
f / H z
0,0 1 f
L
0,1 f
L
f
L
10 f
L
100 f
L
③ 确定上限频率 f H、下限频率 f L
（带宽 BW）
22 CR2
1f
L （特征频率 —时间常数）
99
2,RC低通电路的频率响应
3.7.1 单时间常数 RC电路的频率响应传函：
11
V CsR1
1
sV
sVsA
)(
)()(
i
oH
22
V CsR11
1
sV
sVsA
/)(
)()(
i
oL
频率响应表达式,)/j(1 1
H
H ffA V )/j(L ff1
1A
L
V
2
L
L )/(1
1
ffA V
)/(a r c t g LL ff
2
H
H )/(1
1
ffA V
)/(a rc t g HH ff
幅频响应相频响应
22 CR2
1f
L11 CR2
1f
H
特征频率
2,RC低通电路的频率响应
3 dB
2 0 dB/ 十倍频程（斜率）
0
– 2 0
– 40
0,0 1 f
L
0,1 f
L
f
L
10 f
L
100 f
L
f / H z
2 0 l g A
V L
/
dB
90?
45?
0?
– 45? / 十倍频程（斜率）
L
f / H z
0,0 1 f
L
0,1 f
L
f
L
10 f
L
100 f
L
2
L
L )/(1
1
ffA V )/(a r c t g LL ff 2
H
H )/(1
1
ffA V )/(a rc t g HH ff
3 dB
– 2 0 dB/ 十倍频程
0
– 2 0
– 40
0,0 1 f
H
0,1 f
H
f
H
10 f
H
100 f
H
f / H z
2 0 l g A
V H
/ dB
0?
– 45?
– 90?
– 45? / 十倍频程
H
f / H z
（波特图）
3.7.3 单级放大电路的低频响应
Rbvi Rc RLiV?
bI?
cI?
OV?
bI?
固定偏流共射极放大电路
Cb1
分析举例 1,习题 3.4.2
+
–
V i R
b
r be
I b
R c
+
–
V o
R L
I b
R s
V s
+
–
r be
I b
c
I b
C b1 C b2 R c
I b R c
–
+
分析过程：
③ 求频响表达式
⑤ 确定 f H,f L （ BW）
④ 画波特图
① 求静态工作点
② 画小信号等效电路 （保留电容）
电路变换过程：
(a) Rb >> rbe 开路
(b) 输出回路,诺顿?戴维南
Hz34.2)(2 1
besb1
L1 rRCf?
Hz40.0)(2 1
Lcb2
L2 RRCf?
102
3.7.3 单级放大电路的低频响应分析举例 1：
+
–
V i r be
I b
R c
+
–
V o
R L
I b R c
R s
V s
+
–
C b1 C b2
–
+
Hz34.2)(2 1
besb1
L1 rRCf?
Hz40.0)(2 1
Lcb2
L2 RRCf?
③ 求频响表达式
s
o
VS V
VA
L
)(j/1
1
)(j/1
1
Lcb2besb1bes RRCrRCrR
R L
)/j1(
/j1
beb1sb
Lb2c
L
cb
rCRI
RCR
RRI
) /j(1
1
) /j(1
1
L2L1 ffff
A VS
3.7.3 单级放大电路的低频响应分析举例 1：
L2L1 4 ff?
下限频率取决于
L1f
即 Hz34.2
L1L ff
更精确的关系：
s
o
VS V
VA
L )(j/1
1
)(j/1
1
Lcb2besb1bes RRCrRCrR
R L
) /j(1
1
) /j(1
1
L2L1 ffff
A VS
⑤ 确定 f H,f L （ BW）
④ 画波特图
Hz34.2L1?f Hz40.0L2?f
37
0,0 1
0,1
1
10
100
f / H z
2 0 lg A
V L
/
dB
0
– 2 0
– 40
2 0 d B /十倍频程
2,3 4
0,4
4 0 d B /十倍频程
3 d B
22 22 11.1 LnLLL ffff
104
分析举例 2：3.7.3 单级放大电路的低频响应
+
–
v i
R b1
R c
V CC
+
–
v o
R L
R e
R b 2
C b 1
+
C b2
+
v s
+
–
R s
1 10 k?
33k?
4k?
1,8k?
2,7k?
+
C e
30? F
1? F
50? F
50?
+ 15 V
= 80
② 画低频小信号等效电路
① 求静态工作点图 3.7.13（ 131页）
mA.E 531I k.be 581r
③ 电路变换
+
–
R s
V s
+
–
V o
R L
C b1
R b
R e
r b e
C b2
R c
C e
I b
I b
R C
R ’ i C
e
R C
C ’’ e
I b
C ’ e
I b
r b e
I b
C ’ e C 1 R
C
I b R C
–
+
(a) Re >> XCe = 32? ( f =100Hz)
(b) Rb = 25k?>> R’i
k24X1rR Cebe,)('i?
(a),(b) 2条假设?突出考察 Ce的影响
(c) Ce 折算
eeee CC6201
CC
''' ; μF.
)(/
111
eb11
1CCC
μF.)(
eb1
eb11 60
CC1
CCC?
(c) 输出回路：诺顿?戴维南结论,Ce是决定低频响应的主要因素
105
3.7.3 单级放大电路的低频响应
s
oVS
V
VA
L
)]/j(1)][/j(1[ L2 L1
M
L ffff
AA V
V
bes
M rR
RA c
V?
Hz.)(
bes1
L1 8162rRC2
1f?
Hz.)(
Lcb2
L2 823RRC2
1f?
)(j/1
1
)(j/1
1
Lcb2bes1bes RRCrRCrR
R c
中频增益则
L2L1 f4f Hz,L1L 8162ff
+
–
R s
V s
+
–
V o
R L
C 1
r b e
C b2 R
C
I b
I b R C
–
+
分析举例 2：
⑤ 确定 f H,f L （ BW）
④ 求频响表达式问题？
Hf
106
3.7.2 单级放大电路的高频响应
1,BJT的高频小信号建模
◆ 模型的引出
◆ 模型简化
◆ 模型参数的获得
◆?的 频率响应
2,共射极放大电路的高频响应
◆?型高频等效电路
◆ 高频响应
3,共基极放大电路的高频响应
◆ 增益 -带宽积
◆ 高频等效电路
◆ 高频响应
◆ 几个上限频率的比较
107
1,BJT的高频小信号建模
3.7.2 单级放大电路的高频响应
① 模型的引出 ② 模型简化互导
CECE
EB
C
EB
C
m VV v
i
v
ig
'cb cCbXr
Lc RRr 和 ce
1 0 M~1 0 0 k cbr 1 0 pF~2 cbC
)1 M H z(8 0 k Ω~ X cb f16C
108
1,BJT的高频小信号建模3.7.2 单级放大电路的高频响应
③ 模型参数的获得
(1) 2个电容
(2) 2个电阻 rbb’,rb’e
(3) 互导 gm
T
m
eb 2 f
gC
fT — 特征频率，查手册查手册cb?C
eb?C 公式计算
ebbbbe rrr?
E
Tbebbe )()(
I
V1rr1rr
低频时，电容开路
2个 模型等效
E
T
eb )1( I
Vr
ebbebb rrr
所以测 rbe，计算查手册
ebbmebmb rIgVgI
eb
m rg
109
3.7.2
单级高频响应
④?的 频率响应由 H参数可知
1,BJT的高频小信号建模
CEB
Cfe V
i
ih
即
0b
c
ce VI
I
根据混合?模型得
cb
eb
ebmc 1 / j
C
VVgI
)/1///1//( cbebebbeb CjCjrIV
低频时 ebm0 rg?
所以
)(j1/
j
cbebeb
cbm
b
c
CCr
Cg
I
I
当 cbm Cg? 时，
ebcbeb
0
)(j1 rCC?
110
——共发射极截止频率
3.7.2
单级高频响应
④?的 频率响应
1,BJT的高频小信号建模
ebcbeb
0
)(j1 rCC?
的幅频响应令
ebcbeb )(2
1
rCCf
则
2
0
)/(1?
ff?
f
——特征频率
Tf
eb
m
cbeb
m
0T 2)(2
CgCC gff
fff T
——共基极截止频率
f
111
2,共射极放大电路的高频响应3.7.2 单级放大电路的高频响应分析举例 1,习题 3.4.2
已知,,,0,5 p F4 0 0 M H z
cbTCf
4M100 cbbb rr,
，40
R s
b b'
R c
c
+
_
+
_
+
_
g m V b ’ e
V be V be
V be V be
V be
e
V s
V b ’ e R
b
r b ’ e C b ’ e
r bb ’
V o
R L
C b ’ c C b2 C
b1
分析过程：
① 求静态工作点
② 画小信号等效电路 (保留电容 )
mA.C 61I?
混合?模型
666I261r
CQ
eb
mV)(?
6 0 m S
0,0 6 S
eb
666
40
rg m
2 3,9 p Feb
T
m
f2
gC
问题？
所有电容一起分析？
112
f (Hz) Xc1 Xcb’e Xcb’c
1 3185? 6805M? 318471M?
10 318.5? 681M? 31847M?
100 31.85? 68.1M? 3185M?
1k 3.2? 6.81M? 319M?
10k 0.32? 681k? 31.9M?
100k 0.032? 68.1k? 3.19M?
1M 3.2m? 6.81k? 319k?
10M 0.32m? 681? 32k?
100M 0.03m? 68.1? 3.2k?
计算电容的电抗：
2,共射极放大电路的高频响应
RC2
1f
低频区,（低频响应）
隔直电容必须考虑结电容开路（ X）
中频区隔直电容短路（ X? 0）
结电容开路（ X）
高频区,（高频响应）
隔直电容短路（ X? 0）
结电容必须考虑
4M1 M H z cb' rXf cCb，另外：
思路,分 3个频段进行频响分析，然后再合成
fC2
1X
C
C f LBW?
C f HBW?
666I261r
CQ
eb
mV)(?
113
2,共射极放大电路的高频响应
R s
b b'
R c
c
+
_
+
_
+
_
g m V b ’ e
V be V be
V be V be
V be
e
V s
V b ’ e R
b
r b ’ e C b ’ e
r bb ’
V o
R L
C b ’ c C b2 C
b1
分析举例 1,习题 3.4.2
已知,,,0,5 p F4 0 0 M H z
cbTCf
，, 4M100 cbbb rr
，40
分析过程：
① 求静态工作点
② 画 高频 小信号等效电路
mA.C 61I?
R s
b b'
R c
c
+
_
+
_
+
_
g m V b ’ e
V be V be
V be V be
V be
e
V s
V b ’ e R
b
r b ’ e C b ’ e
r bb ’
V o
R L
C b ’ c
666I261r
CQ
eb
mV)(?
6 0 m S
0,0 6 S
eb
666
40
rg m
2 3,9 p Feb
T
m
f2
gC
③ 电路变换
(a) Rb=300k?>> Rs =500?
s
b b'
c
c
+
_
+
_
+
_
g m b ’ e
be V be
be V be
be
e
s
b ’ e
r b ’ e b ’ e
r bb ’
o
L
b ’ c
与图 3.7.8(b)相同
114
2,共射极放大电路的高频响应
③ 电路变换
R s
b'
+
_
+
_
+
_
g m V b ’ e
V be V be
V be V be
V be
V s
V b ’ e
r b ’ e C b ’ e
r bb ’
V o
R ’ L
C b ’ c
C ’ b ’ c C ’’
b ’ c
R s
b' c
+
_
+
_
+
_
g m V b ’ e
V be V be
V be V be
V be
V s
V b ’ e
r b ’ e C b ’ e
r bb ’
V o
R ’ L
C b ’ c
与图 3.7.8(b)相同
(b) 用 密勒定理 对 Cb’c作等效拆分 Z
线性网络
I 2 I 1
+
–
V 2
+
–
V 1
Z 2
线性网络
I 2 I 1
+
–
V 2
+
–
V 1 Z 1
K1
ZZ?
1
Z
K11
ZZ?
2
VAV
VK?
1
2
eb'
o
V
VK
eb'
'
'oeb'eb' ])([
V
RCjVVVg Lcbm
'Lm Rg
6 0,5 pF2 )0,5 pF601(
)( ''' '
cbLmcb CRg1C
0,5 p F''' ' cbcb CC
密勒电容密勒效应
(a) Rb=300k?>> Rs =500?
1 0 M H z )( 32k' fX cCbCM
115
2,共射极放大电路的高频响应
③ 电路变换
(b) 用 密勒定理 对 Cb’c作等效拆分
(a) Rb=300k?>> Rs =500?
R s
b'
+
_
+
_
+
_
g m V b ’ e
V be V be
V be V be
V be
V s
V b ’ e
r b ’ e C b ’ e
r bb ’
V o
R ’ L
C b ’ c
C ’ b ’ c C ’’
b ’ c
6 0,5 p F)( ''' ' cbLmcb CRg1C
0,5 p F''' ' cbcb CC
(c) 从 Cb’e向左做戴维南等效
R ’ s b'
+
_
+
_
+
_
g m V b ’ e
V be V be
V be V be
V be
V b ’ e
C b ’ e
V o
R ’ L
C ’ b ’ c C ’’
b ’ c V’ s
8 4,4 pF6 0,52 3,9
'
cb'eb
CCC
3 1 6 Ω1 0 0 ) / / 6 6 6( 5 0 0
//)( ebbbs
rrRR
s
ebbbs
ebs V
rrR
rV
(d) 输出回路：诺顿?戴维南
R ’ s b'
+
_
+
_
+
_
g m V b ’ e R ’ L
V be V be V be
V be V be
V b ’ e
C
V o
R ’ L
C ’’ b ’ c
V’ s
_
+
M H z.5H1 97RC2 1f
1 5 9,2 M H z.
cb''
H2 p50k22
1
CR2
1f
L
④ 确定 f H,f L （ BW）
fH =
116
2,共射极放大电路的高频响应
eb
o
s
eb
s
s
s
o
VS V
V
V
V
V
V
V
VA
''
'
'
H?
⑤ 求频响表达式
R ’ s b'
+
_
+
_
+
_
g m V b ’ e R ’ L
V be V be V be
V be V be
V b ’ e
C
V o
R ’ L
C ’’ b ’ c
V’ s
_
+ M H z.5H1 97RC2
1f
1 5 9,2 M H z
cb''
H2 CR2
1f
L?
bes
M rR
RA L
VS?
中频增益
)/()/( H2H1ebbbs
'eb
ffj1
1
ffj1
1
rrR
Rrg Lm
cbL
Lm
s CRj1
1Rg
CRj1
1
rrR
r
''
'
'ebbbs
eb )(
117
⑥ 完整的频响表达式及波特图
2,共射极放大电路的高频响应
s
o
VS V
VA
L )/j(1
1
)/j(1
1
L1L1bes ffffrR
R L
s
o
VS V
VA
H )/(j1
1
)/(j1
1
H2H1ebbbs
'
eb
ffffrrR
Rrg Lm
Hz34.2)(2 1
besb1
L1 rRCf? Hz40.0)(2
1
Lcb2
L2 RRCf?
M H z97.52 1H1 RCf? 1 5 9,2 M H z2 1
cb'
'H2 CRf
L?
bes
M rR
RA L
VS?
中频增益
)/j(1
1
L1 ff
A V S M
)/(j1
1
H1ff
A V S M
s
o
VS V
VA
)/(j1
1
)/(j1
1
1H1 ffff
A
L
V S M
10
2
10
3
10
4
1 0
5
1 0
6
–
90?
–
135?
–
180?
–
225?
–
270?
0,1 1 2,4 1 0
0,1 1 2,4 1 0 1 0
2
10
3
10
4
1 0
5
1 0
6
f / H z
2 0 d B / 十倍频 – 2 0 d B / 十倍频
37
20 l g? A
V
dB
5,97? 10
6
2,3 4
f / H z
118
2,共射极放大电路的高频响应
③ 增益 -带宽积
3.7.2 单级高频响应
0VA? cmRg
ebbbs
eb
rrR
r Hf
RC?2
1
ebbbs
ebcm
rrR
rRg
)]1()[(2 cmcbebbbs
cm
RgCCrR
Rg
1
])1([ cbcmeb CRgC?2
]//)[( ebbbs rrR
BJT 一旦确定,带宽增益积基本为常数
# 如何提高带宽？
ebbbs
ebcm
rrR
rRg 1
])1([ cbcmeb CRgC?2
ebbbs
ebbbs )(
rrR
rrR
119
3,共基极放大电路的高频响应
① 高频等效电路
120
3,共基极放大电路的高频响应3.7.2 单级高频响应
sI? ebm?Vg?
)j/1/ / ( ebeb
eb
Cr
V
② 高频响应列 e 点的 KCL
0?
oI? ebm Vg?
而所以电流增益为
eb
0m
rg?
s
o
I
I
meb
00
/j1
)1/(
gC
meb
0
/j1 gC
其中
i
V V
VA
0
电压增益为
ss
co
RI
RI
0
00
1?
meb
0
/j1
1
gCR
R
s
c
其中
eb
mH
2 C
gf
)/j(1
1
H
0
ffR
R
s
c
Tf? 特征频率
sR bb?r cb?C
忽略
121
3.7.4 多极放大电路的频率响应
R i1
R o1
1io1 VA V
-
+
1iV
-
+
R i 2
R o 2
R Li2o2 VA V
-
+
O1V
-
+
OV
-
+
1,多级放大电路的增益
)j(
)j()j(
i
o
V
VA
V?
)j(
)j(
)j(
)j(
)j(
)j(
1)-o ( n
on
o1
o2
i
o1
V
V
V
V
V
V
n21 )j()j( VVV AAA
前级的开路电压是下级的信号源电压
前级的输出阻抗是下级的信号源阻抗
下级的输入阻抗是前级的负载
122
3.7.4 多极放大电路的频率响应
2,多级放大电路的频率响应
多级放大电路的通频带比它的任何一级都窄
（以两级为例）
则单级的上下限频率处的增益为当两级增益和频带均相同时，
。 7 0 7.0 M1VA?
两级的增益为
。 5.0)707.0( M122M1 VV AA
即两级的带宽小于单级带宽
123
基本要求
了解半导体三极管的工作原理、特性曲线及主要参数
了解静态工作点与非线性失真的关系
熟练掌握放大电路静态工作点的设置和估算，
熟练掌握用小信号模型分析法求解放大电路的动态指标
掌握 BJT放大电路三种组态的结构及性能的特点
掌握放大电路的频率响应的基本概念及基本分析方法
了解各元件参数对放大电路的频率响应性能的影响
124
自 测 题一、在括号内用,?”或,×,表明下列说法是否正确。
（ 1）只有电路既放大电流又放大电压，才称其有放大作用；（ ）
（ 2）可以说任何放大电路都有功率放大作用；（ ）
（ 3）放大电路中输出的电流和电压都是由有源元件提供的；（ ）
（ 4）电路中各电量的交流成份是交流信号源提供的；（ ）
（ 5）放大电路必须加上合适的直流电源才能正常工作；（ ）
（ 6）由于放大的对象是变化量，所以当输入信号为直流信号时，
任何放大电路的输出都毫无变化；（ ）
（ 7）只要是共射放大电路，输出电压的底部失真都是饱和失真。
（ ）
解：（ 1） × （ 2） √ （ 3） × （ 4） ×
（ 5） √ （ 6） × （ 7） ×
125
二、试分析图 T2.2所示各电路是否能够放大正弦交流信号，
简述理由。设图中所有电容对交流信号均可视为短路。
图 T2.2
解：（ a）不能。因为输入信号被 VBB短路。（ b）可能。
（ c）不能。因为输入信号作用于基极与地之间，不能驮载在静态电压之上，必然失真。
126
三、在图 T2.3所示电路中,已知 VCC＝ 12V，晶体管的?＝ 100，
'bR ＝ 100kΩ 。填空：要求先填文字表达式后填得数。
iU?
'bR
iU
'oU
uA?
oU
（ 1）当 ＝ 0V时，测得 UBEQ＝ 0.7V，
和 RW之和 Rb＝ ≈ kΩ；
=5mV时，输出电压有效值
＝ 0.6V,则电压放大倍数若负载电阻 RL值与 RC相等,则带上负载后输出电压有效值
＝ ＝ V。
若要基极电流 IBQ＝ 20μA,则而若测得 UCEQ＝ 6V，
则 Rc＝ ≈ kΩ。
（ 2）若测得输入电压有效值
＝ ≈ 。
图 T2.3
127
3 )( 565 )( BQC E QCCBQB E QCC,；,IUVIUV
0,3 120 'o
LC
L
io URR
RUU?
＋；－
解：（ 1）
（ 2）
。
128
iU?
iU?
四、已知图 T2.3所示电路中 VCC＝ 12V,RC＝ 3kΩ，静态管压降
UCEQ＝ 6V；并在输出端加负载电阻 RL，其阻值为 3kΩ。
选择一个合适的答案填入空内。
（ 1）该电路的最大不失真输出电压有效值 Uom≈ ；
A.2V B.3V C.6V
（ 2）当
＝ 1mV时，若在不失真的条件下，减小 RW，
则输出电压的幅值将 ；
A.减小 B.不变 C.增大
（ 3）在
＝ 1mV时，将 Rw调到输出电压最大且刚好不失真，
若此时增大输入电压，则输出电压波形将 ；
A.顶部失真 B.底部失真 C.为正弦波
（ 4）若发现电路出现饱和失真，则为消除失真，可将 。
A.RW减小 B.Rc减小 C.VCC减小解：（ 1） A （ 2） C （ 3） B （ 4） B
129
五、现有基本放大电路如下：
A.共射电路 B.共集电路 C.共基电路选择正确答案填入空内 。
（ 1）输入电阻最小的电路是,最大的是 ；
（ 2）输出电阻最小的电路是 ；
（ 3）有电压放大作用的电路是 ；
（ 4）有电流放大作用的电路是 ；
（ 5）高频特性最好的电路是 ；
（ 6）输入电压与输出电压同相的电路是 ；反相的电路是 。
解：（ 1） C （ 2） B （ 3） A C
（ 4） A B （ 5） C （ 6） B C,A
130
'bbr
uA?
2.13 电路如图 P2.13所示，晶体管的?＝ 100,=100Ω。
（ 1）求电路的 Q点、,Ri和 Ro；
（ 2）若电容 Ce开路，则将引起电路的哪些动态参数发生变化？如何变化？
图 P2.13
131
解：（ 1）静态分析：
V7.5)(
A μ 10
1
mA1
V2
efcEQC E Q
EQ
BQ
ef
B E QBQ
EQ
CC
b2b1
b1
BQ
RRRIVU
I
I
RR
UU
I
V
RR
R
U
CC
动态分析：
k5
k7.3])1([
7.7
)1(
)(
k73.2
mV26
)1(
co
fbeb2b1i
fbe
Lc
EQ
bb'be
RR
RrRRR
Rr
RR
A
I
rr
u
∥∥
∥
uA?
ef
'
L
RR
RA
u
（ 2） Ri增大,Ri≈ 4.1kΩ ； 减小,≈ － 1.92。
132
1uA? o1U? iU? 2uA? o2U? iU?
2.17 设图 P2.17所示电路所加输入电压为正弦波。试问：
= / ≈? = /
（ 2）画出输入电压和输出电压 ui,uo1,uo2 的波形；
图 P2.17
（ 1） ≈?
133
解：（ 1）因为通常 β＞＞ 1，所以电压放大倍数分别应为
1
)1(
)1(
1
)1(
e
e
2
e
c
ebe
c
1
Rr
R
A
R
R
Rr
R
A
be
u
u
－
两个电压放大倍数说明
uo1≈－ ui,uo2≈ui。
波形如解图 P1.17所示。
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
3.1 半导体三极管（ BJT）
3.2 共射极放大电路
3.3 图解分析法
3.4 小信号模型分析法
3.5 放大电路的工作点稳定问题
3.6 共集电极电路和共基极电路
3.7 放大电路的频率响应
2
第三章 半导体三极管及放大电路基础教学内容：
本章首先讨论了半导体三极管 (BJT)
的结构、工作原理、特性曲线和主要参数。 随后着重讨论了 BJT放大电路的三种组态，即共发射极、共集电极和共基极三种基本放大电路。还介绍了图解法和小信号模型法，并把其作为分析放大电路的基本方法。
3
教学要求：
本章需重点掌握三极管的模型与特性；并能熟练进行基本放大电路静态工作点的确定和输入电阻、输出电阻、电压放大倍数的计算。
4
图 3.1.1 几种 BJT的外形
3.1 半导体三极管（ BJT）
3.1.1 BJT的结构简介
3.1.2 BJT的电流分配与放大原理
3.1.3 BJT的特性曲线
3.1.4 BJT的主要参数
Jc反偏
3.1.1 BJT的结构简介
N
P
N
c
b
e
基区发射区集电区发射极
Emitter
集电极
Collector
基极
Base
1、结构和符号发射结 (Je)
集电结 (Jc)
c
b
e PNP
c
b
e NPN
发射载流子 (电子 )
收集载流子 (电子 )
复合部分电子控制传送比例由结构展开联想 …
2、工作原理
3、实现条件外部条件 内部条件结构特点：
Je正偏掺杂浓度最高掺杂浓度低于发射区且面积大掺杂浓度远低于发射区且很薄
6
NP
N
e b c
e
c
b
NPN型 BJT
(a)管芯结构剖面图 (b)表示符号发射极基极集电极发射区集电区基区
7
3.1.2 BJT的电流分配与放大原理
1,内部载流子的传输过程
2,电流分配关系
4,三极管的三种组态
3,放大作用发射结正偏发射区发射载流子基区：传送和控制载流子集电区收集载流子本质,电流分配
5,共射极连接方式集电结反偏
8
3.1.2 BJT的电流分配与放大原理
1,内部载流子的传输过程
RL
e c
b
1k?
VEE VCC
IB
IE IC
VEB+?vEB
放大电路
+?iEii
+
-
vI
+?iC
+?iB
vO
+
-
io
放大作用？
（原理）
关键：
iC与?iE的关系三极管的放大作用是通过载流子传输体现出来的。
本质：电流分配关系外部条件：
发射结正偏,集电结反偏 。
9
2,电流分配关系根据传输过程可知
IE=IB+ IC (1)
IC= InC+ ICBO (2)
IB= IB’ - ICBO (3)
发射极注入电流传输到集电极的电流
定义
E
C B OC
E
nC
I
II
I
I
通常 IC >> ICBO
则有
E
C
I
I
所以
为共基极电流放大系数,它只与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关,与外加电压无关 。一般? =
0.9?0.99
硅,0.1?A
锗,10?A
IE与 IC的关系：
10
3,放大作用
vI = 20mV?iE = -1mA
RL
e c
b
1k?
VEE VCC
IB
IE IC
VEB+?vEB
放大电路
+?iEii
+
-
vI
+?iC
+?iB
vO
+
-
io
图 3.1.5 共基极放大电路? = 0.98
iC =iE?vO = -?iC?RL?vO = 0.98 V
)1( /ESE BE TVveIi
非线性
iC = -0.98mA
iB = -20?A
电压放大倍数 49
2 0 m V
V98.0
I
O
V
v
vA
Ri=?vI /?iE =20?输入电阻
11
4,三极管（放大电路）的三种组态共集电极接法,集电极作为公共电极，用 CC表示 ;
共基极接法,基极作为公共电极，用 CB表示。
共发射极接法,发射极作为公共电极，用 CE表示；
如何判断组态？
外部条件,发射结正偏，集电结反偏
5.共射极连接方式
V BB V CC
V B E
I B
I C
c
e
+ b
–
I E
R L
V CE
+
–
问题 (1)：如何保证？
发射结正偏
VBE =VBB
VBC = VBE - VCE <0
问题 (2)：信号通路？与共基有何区别？
集电结反偏或 VCE > VBE
+
–
I
+?vBE +?i
E
+?iC
+?iB
+?iE+?vBE+?vI
+?iB
+?iC +?vO 本质相同！
但希望 …
vI = 20mV?iB = 20?A?iC =0.98mA?vO = -0.98 V
492 0 m V V98.0
I
O
V
v
vA Ri=?vI /?iB =1k?
+
–
O
放大电路
5.共射极连接方式?IC与 IB的关系：
E
C B OC
E
nC
I
II
I
I
由?的定义,
即 IC =?IE + ICBO =?(IB + IC) + ICBO
C B OBC 1
1
1 III
整理可得,
1
令：
IC =?IB + (1+?)ICBO
IC =?IB + ICEO （穿透电流）
ICIB IE = IC + IB? (1+?)IB
是共射极电流放大系数,只与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关,与外加电压无关。一般? >> 1（ 10～ 100）
C B OBC 1
1
1 III?
ICBO
硅,0.1?A
锗,10?A
14
综上所述，三极管的放大作用，主要是依靠它的发射极电流能够通过基区传输，然后到达集电极而实现的。
实现这一传输过程的两个条件是：
（ 1） 内部条件,发射区杂质浓度最高，基区杂质浓度远低于发射区且很薄，集电区杂质浓度低于发射区且面积大。
（ 2） 外部条件,发射结正向偏置，集电结反向偏置。
3.1.2 BJT的电流分配与放大原理
15
3.1.3 BJT的特性曲线
vCE = 0V
+
-
b
c
e
共射极放大电路
VBB
VCCvBE
iCi
B +
-
vCE
iB=f(vBE)? vCE=const
(2) 当 vCE≥1V时,vCB= vCE - vBE>0，集电结已进入反偏状态，
开始收集电子，基区复合减少，同样的 vBE下 IB减小，特性曲线右移。
vCE? 1V
(1) 当 vCE=0V时，相当于发射结的正向伏安特性曲线。
1,输入特性曲线
（以共射极放大电路为例）
16
iC=f(vCE)? iB=const
2,输出特性曲线在 vCE小于 1V时，输出特性很陡。
原因是集电结的反向电压很小，对到达基区的电子吸引力不够，这时，
iC受 vCE的影响很大。
当 vCE大于 1V后，输出特性变的比较平坦。因为集电结的电场足够强，能使发射区扩散到基区电子绝大部分都到达集电区,vCE增加,iC增加不多。
特性比较平坦的部分随着 vCE的增加略向上倾斜。当 vCE增加时，
由于 vBE变化较少，故 vCB增加，集电结加宽，基区宽度减小，载流子复合减少,β增大,iC随 vCE增大。称为基区宽度调制效应。
17
3.1.4 BJT的主要参数交流参数直流参数极限参数结电容 Cb’c,Cb’e
集电极最大允许电流 ICM
集电极最大允许功率损耗 PCM
反向击穿电压极间反向电流 ICBO,ICEO
交流电流放大系数?,?
直流电流放大系数?,?
特征频率 fT
18
(1) 共发射极 直流 电流放大系数 = (IC－ ICEO)/IB≈IC / IB?
1,电流放大系数
(2) 共发射极 交流 电流放大系数? =?iC /?iB
3.1.4 BJT的主要参数在放大区且当 ICBO和 ICEO很小时,≈?，可以不加区分。
19
3.1.4 BJT的主要参数
2,极间反向电流
(1) 集电极基极间反向饱和电流 ICBO
O —— （发射极）开路
+
b
c
e
-
uA
I e =0
V CC
I CB O
(2) 集电极发射极间的反向饱和电流 ICEO
CB OCE O )1( II
+
b
c
e
-
V CC
I CE O
uA
20
3.1.4 BJT的主要参数
3,极限参数
(1) 集电极最大允许电流 ICM
(2) 集电极最大允许功率损耗 PCM = iCvCE
(3) 反向击穿电压 V(BR)CEO,V(BR) EBO,V(BR)CBO
V(BR)CEO — 基极开路时集电极和发射极间的击穿电压
21
复习思考题
2,要使 BJT具有放大作用，发射结和集电结的偏置电压应如何联接？
1,既然 BJT具有两个 PN结，可否用两个二极管相联以构成一只 BJT，试说明理由。
3,一只 NPN型 BJT，具有 e,b,c三个电极，能否将 e,c两个电极交换使用？为什么？
4,为什么 BJT的输出特性在 VCE>1V以后是平坦的？又为什么说 BJT是电流控制器件？
22
习题
3.1.1 测得某放大电路中的 BJT的三个电极 A,B,C的对地电位分别为 VA=-9V,VB=-6V,VC=-6.2V，试分析 A、
B,C中哪个是基极 b、发射极 e、集电极 c，并说明此
BJT是 NPN型管还是 PNP型管。
解 由于锗 BJT的 ︱ VBE︱ =0.2V,硅 BJT的 ︱ VBE︱ =0.7V，
已知 BJT的电极 B的 VB=-6V，电极 C的 VC=-6.2V，电极 A
的 VA=-9V，故电极 A是集电极。又根据 BJT工作在放大区时，必须保证发射结正偏、集电结反偏的条件可知，电极
B是发射极，电极 C是基极，且此 BJT为 PNP管。
23
3.1.3 有两个 BJT，其中一个管子的 β=150,ICEO=200μA，
另一个管子的 β=50,ICEO=10μA，其他参数一样，你选择哪个管子？为什么？
解 选择 β =50,ICEO=10μA，即 ICEO较小的 BJT。
β 大的 BJT虽然电流放大作用大，但其 ICEO大，使放大电路的温度稳定性差，这是因为 ICEO受温度影响较大。
此外,ICEO也是衡量 BJT寿命的一个指标,ICEO小的
BJT寿命要长些。
24
3.1.4 某 BJT的极限参数 ICM=100mA,PCM=150mW，
V(BR)CEO=30V，若它的工作电压 VCE=10V，则工作电流
IC不得超过多大？若工作电流 IC=1mA，则工作电压的极限值应为多少？
解 BJT工作时，其电压和电流及功耗不能超过其极限值，否则将损坏。当工作电压 VCE确定时，应根据 PCM及
ICM确定工作电流 IC，即应满足 ICVCE≤PCM及 IC≤ICM。当
VCE=10V时,IC≤PCM/VCE=15mA,此值小于 ICM=100mA，
故此时工作电流不超过 15mA即可。同理，当工作电流 IC
确定时，应根据 ICVCE≤PCM及 VCE≤V(BR)CEO确定工作电压
VCE的大小。当 IC=1mA时，为同时满足上述两个条件，
则工作电压的极限值应为 30V。
25
3.2 共射极放大电路
1,电路组成
4,简化电路及习惯画法
2,简单工作原理
3,放大电路的静态和动态
26
1,电路组成
3.2 共射极放大电路
i B
i C
T
i E
V BB
R b
3 0 0 k
12V
v BE
–
+
+
–
v CE
R C
4 k?
V CC
12V
三极管 T,核心，电流分配、放大作用+
v i
–
+
C b1
+
C b2
+
–
v o
VBB?Je正偏
Rb,基极偏置电阻
VCC? Jc反偏
Rc：集电极偏置电阻
icvce
Cb1,Cb2:隔离直流,传送交流
b
BEBB
B R
VVI
固定偏流隔直电容耦合电容接地零电位点
27
2,简单工作原理
vi=0 vi=Vimsin?t
既有直流、又有交流 ！！3,放大电路的静态和动态分析思路先静态,
后动态,
# 放大电路为什么要建立正确的静态？
确定静态工作点 Q（ IBQ,ICQ,VCEQ）
确定性能指标（ AV,Ri,Ro等）（叠加原理？）
静态动态
28
工作点合适 工作点偏低
# 放大电路为什么要建立正确的静态？
合适的静态工作点保证 Je正偏,Jc反偏保证有 较大的线性工作范围
3.2 共射极放大电路
29
4,简化电路及习惯画法
3.2 共射极放大电路习惯画法小结,放大电路组成原则
iB?iC vo? vBE? vCE信号通路,vi
合适的静态工作点 (Je正偏 Jc反偏 )
正确的耦合方式共射极基本放大电路
30
1,下列 a ~ f 电路哪些具有放大作用？T
V
BB
C
b
R
c
R
b
(a) T V CC
C
b1
R
c
C
b2
(b)
T
- V CC
C b1
R c
C b2
R b
(c)
T
+ V CC
C b1
R c
C b2
R b
(d)
T
- V
CC
C
b1
R
c
C
b2
(e)
T V CC
C
b1
R
c
C
b2
V
BB
R
b
(f)
31
3.3 图解分析法
1,近似估算 Q点
2,用图解法确定 Q点
2,交流负载线
3.3.1 静态工作情况分析
3.3.2 动态工作情况分析
1,放大电路在 接入正弦信号时的工作情况
3,BJT的三个工作区域 (4)交流通路与交流负载线
(3)直流通路和交流通路
2,图解法确定 Q点 (静态 )
3,图解法动态分析
4,几个重要概念
(2)叠加原理？
1,近似估算法求 Q点
(1)非线性失真与线性工作区
32
1,近似估算法求 Q点共射极放大电路直流通路
+
-
b
CC
b
BECC
B R
V
R
VVI
根据直流通路可知：
如果已知 β，可以求出 IC和 VCE。
BC IβI?
cCCCCE RIVV
求 IBQ,VBEQ,ICQ,VCEQ
3.3 图解法分析法
33
2,图解法确定 Q点
3.3 图解分析法
+
C b1 i B
i C
V CC
R b
300k
T
+
–
v CE
R C
4 k?
+
C b2
V CC
12V
+
–
v o
12V
i E v BE
–
+ +
v i
– 分析步骤：
(1) vi =0（短路）
Cb1,Cb2开路 （被充电）
开路开路
(2) 把电路分为线性和非线性 非线性 线性线性
(3) 写出线性部分直线方程直流通路
输入回路（ Je）方程,
输出回路（ Jc）方程,
vBE = VCC － iBRb
vCE = VCC － iCRc 直流负载线
(4) 作图,画直线，与 BJT特性曲线的交点为 Q点
VCb1 = VBEQ ; VCb2 = VCEQ
34
3.3 图解法分析法
2,图解法确定 Q点
v CE
i C
（作图过程）
斜率 -
1
R c
R c
V CC
V CC
斜率 -
1
R c
I BQ
R c
V CC
CC
i C
Q
I CQ
V C E Q
在输入特性曲线上，作出直线,vBE = VCC － iBRb
在输出特性曲线上，作出 直流负载线,vCE = VCC － iCRc
c
CCCE
c
C R
Vv
Ri
1
即：
与特性曲线的交点即为 Q点,?IBQ,VBEQ,ICQ,VCEQ。
35
3,图解法动态分析3.3 图解法分析法
+
C b1 i B
i C
V BB
R b
3 0 0 k
T
+
–
v CE
R C
4 k?
+
C b2
V CC
12V
+
–
v o
12V
i E v BE
–
+ +
v i
–
输入特性 输出特性暂令 RL=?（ 开路）
直流负载线不变
Q点沿负载线上下移动输入特性不变
Q点沿输入特性上下移动输入回路
vBE = VCb1 + vi = VBEQ + vi
iB?iC vo? vBE? vCE信号通路,vi?
分析思路：
设,C电容电压不能突变
36
3,图解法动态分析3.3 图解法分析法 （作图过程）
Q
I
BQ
V
B E Q
v
BE
/V
i
B
/ uA
t
t
v
BE
/V
i
B
/ uA
Q
I CQ
V CEQ
v CE /V
i C / m A
v CE /V
i C / m A
t
t
iB iC vovBE vCE信号通路,vi
Q`
Q``20
40
60
Q`
Q` `
20 uA
40 uA
60 uA
可得如下结论：
1.
Q点沿负载线上下移动
Q点沿输入特性上下移动
2,vo 与 vi 相位相反（ 反相电压放大器 ）；
3,可以测量出放大电路的电压放大倍数；
4,可以确定最大不失真输出幅度 。
37
3,图解法动态分析3.3 图解法分析法 （作图过程）
Q
I
BQ
V
B E Q
v
BE
/V
i
B
/ uA
t
t
v
BE
/V
i
B
/ uA
Q
I CQ
V CEQ
v CE /V
i C / m A
v CE /V
i C / m A
t
t
Q`
Q``20
40
60
Q`
Q` `
20 uA
40 uA
60 uA
几个问题：
Q点沿负载线上下移动
Q点沿输入特性上下移动
几个重要概念！
1,静态工作点 Q的位置? 非线性失真
2,最大不失真输出幅度? 线性范围（动态范围）
3,接入负载对放大有无影响？
4,能否使用叠加原理？如何使用？
38
BJT的三个工作区域饱和区,输出特性直线上升和弯曲部分。发射极发射有余，
而集电极收集不足,VCE很小,BJT如同短路。
VBE=0.7V,VCE=0.3V
放大区,输出特性的平坦部分接近于恒流特性，符合 IC=βIB。
VBE=0.7V,VCE>1V
截止区,输出特性 IB=0曲线以下的部分,IC=ICEO≈0，
VCE ≈VCC,BJT如同断开。
VBE<0.5V
39
4,几个重要概念
(1) 非线性失真与线性范围饱和失真截止失真
Q
Q
1
Q
2
v
CE
/V
i
C
/ mA
放大区
0
i
B
= 40 uA
8 0 uA
120 u A
160 u A
200 u A饱和区截止区当工作点达到了饱和区而引起的非线性失真。
NPN管? 输出电压为底部失真当工作点达到了截止区而引起的非线性失真。
NPN管?输出电压为顶部失真。
饱和区特点,iC不再随 iB的增加而线性增加，即
BC ii
此时 CB ii,vCE= VCES,典型值为 0.3V
截止区特点,iB=0,iC= ICEO
非线性失真注意：对于 PNP管，失真的表现形式，与 NPN管正好相反。
发射结正偏集电结正偏发射结反偏
3.3 图解法分析法
40
线性范围 (动态范围 )
(1) 非线性失真与线性范围线性范围 —— 用 最大不失真输出幅度 Vom来衡量
Q点偏高 ——易出现饱和失真,Vom为 Q点到饱和区边沿的距离
Q点偏低 ——易出现截止失真,Vom为 Q点到截止区边沿的距离
41
(2) 叠加原理？
Q
Q`
Q` `
I CQ
V CEQ
v CE /V
i C / m A
v CE /V
i C / m A
t
t
20 uA
40 uA
60 uA
Q
Q`
Q``
I
BQ
V
B E Q
v
BE
/V
i
B
/ uA
t
t
v
BE
/V
i
B
/ uA
20
40
60
vBE = VBEQ + vi
iB = IBQ + ib
iC = ICQ + ic
vCE = VCEQ + vce
VCC作用的分量 vi作用的分量叠加原理使用条件 —小信号
① 输入特性,范围小
② 输出特性,不超出放大区否则，非线性失真
4,几个重要概念
42
(3) 直流通路和交流通路
4,几个重要概念叠加原理
+
C b1 i B
i C
V CC
R b
3 0 0 k
T
+
–
v CE
R C
4 k?
+
C b2
V CC
12V
+
–
v o
12V
i E v BE
–
+ +
v i
–
R L
4 k?
直流通路
+
-
+
–
v i R b
R c
R L
+
–
v o
i c
i b
+
–
v ce
v be
–
+
交流通路
Cb1,Cb2等电容隔离直流,传送交流
Cb1,Cb2等电容 短路静态分析求 VCC作用分量
Cb1,Cb2等电容开路动态分析求 vi作用分量
43
(4) 交流通路与交流负载线4,几个重要概念斜率 -
1
R cQ
V C E Q
I CQ I BQ
R c
V CC
V CC
v CE
i C
斜率斜率斜率
1
R c // R L
由交流通路有,vce= -ic? (Rc //RL)
交流负载线必过 Q点，即
vce= vCE - VCEQ
ic= iC - ICQ
同时，令 R?L = Rc//RL
vCE - VCEQ= -(iC - ICQ )? R?L
iC = ICQ ; vCE =VCEQ。
ic
vce
+
-
交流通路
44
线性范围（动态范围）
放大电路要想获得大的不失真输出幅度，要求,
工作点 Q要设置在输出特性曲线放大区的中间部位；
要有合适的交流负载线 。
(4)交流通路与交流负载线例题 1
共射极放大电路已知?=80,Rb=300k,Rc=2k，
VCC= +12V,VCES? 0。求：
（ 1）放大电路的 Q点。此时 BJT工作在哪个区域？
（ 2）当 Rb=100k时，放大电路的 Q
点。此时 BJT工作在哪个区域？ 斜率 -
1
R cQ
V C E Q
I CQ I BQ
R c
V CC
V CC
v CE
i C
解,（ 1）
uA403 0 0 k2V1
b
BECC
B
R
VVI
3,2 m AuA4080BC II?
5,6 V3,2 m A2k-V12
CcCCCE
IRVV
BJT工作在 放大区 。
例题 1
共射极放大电路已知?=80,Rb=300k,Rc=2k，
VCC= +12V,VCES? 0。求：
（ 2）当 Rb=100k时，放大电路的 Q
点。此时 BJT工作在哪个区域？
斜率 -
1
R cQ
V C E Q
I CQ I BQ
R c
V CC
V CC
v CE
i C
解,（ 2）
uA120100k2V1
b
CC
B R
VI
mA6.9uA12080BC II?
V2.79,6 mA2k-V12
CCCCCE
IRVV？
VCE最小值也只能为 0，
mA62k2V1
c
C E SCC
CS
R
VVI
CSB,II判断条件所以 BJT工作在 饱和区 。
Q（ 120uA,6mA,0V）
例题 2（清华习题） 2.6 电路如图 P2.6所示,已知晶体管?＝
50,在下列情况下,用直流电压表测晶体管的集电极电位,应分别为多少？ 设 VCC＝ 12V,晶体管饱和管压降 UCES＝ 0.5V。
(1)正常情况 ;(2)Rb1短路 ;(3)Rb1开路 ;(4)Rb2开路 ;(5)RC短路。
解,设 UBE＝ 0.7V。则
V4.6
mA022.0
cCCCC
b1
BE
b2
BECC
B
RIVU
R
U
R
UVI(1)
UBE=0V?T截止? UC=12V。(2)
mA0 4 5.0
c
C E SCCBS
R
UVI
mA22.0
b2
BECC
B?
R
UVI
由于 IB＞ IBS，故 T饱和,UC＝ UCES＝ 0.5V。
(3)
T截止,UC＝ 12V。 UC＝ VCC＝ 12V (4) (5)
48
复习思考题
3.3.1 放大电路为什么要设置合适的 Q点？
在图 3.3.1b中，如果令 IB=0uA或 80uA，
问电路能否正常工作？
3.3.2 在图 3.3.3a的电路中，若 RL=∞，问交流负载线是什么？
3.3.3 当测量图 3.3.3a中 BJT的集电极电压
VCE时，发现它的值接近 VCC=12V，问管子处于什么工作状态？试分析其原因，
并排除故障使之正常工作。
49
习题
3.2.2;
3.3.1; 3.3.3;
50
3.4 小信号模型分析法
3.4.1 BJT的小信号建模
3.4.2 共射极放大电路的小信号模型分析
1,H参数的引出
2,H参数小信号模型
3,模型的简化
4,H参数的确定
利用直流通路求 Q点
画小信号等效电路
求放大电路动态指标
51
+
–
v i R b
R c
R L
+
–
v o
i c
i b
+
–
v ce
v be
–
+
交流通路
3.4.1 BJT的小信号建模建立小信号模型的依据
(1) 小信号（微变） —— （图解）基本满足叠加原理！
输入特性：工作点在 Q附近移动范围小，切线代替曲线
输出特性：不超出放大区，不产生非线性失真
(2) 双口有源网络的 H参数模型
+
–
v 1
+
–
v 2
i 1 i 2
双口有源器件
v1= h11i1+ h12v2
i2= h21i1+ h22v2
+
–
v 1
i 2
+
–
v 2
+
–
h 12 v 2
h 11 i 1
h 22
1
h 21 i 1
0
1
111
2 vi
vh
0
2
112
1 iv
vh
0
1
221
2 vi
ih
0
2
222
1 ii
vh
52
1,H参数的引出
3.4.1 BJT的小信号建模已知端口瞬时值之间的关系
（即输入输出特性曲线）如下：
vBE vCE
iB
c
e
b
iC
BJT双口网络
iB=f(vBE)?vCE=const
iC=f(vCE)? iB=const
),( CEBBE vifv?
),( CEBC vifi?
欲求变化量之间的关系，则对上两式取全微分得
CE
CE
BE
B
B
BE
BE BCE dvv
vdi
i
vdv
IV
CE
CE
C
B
B
C
C BCE dvv
idi
i
idi
IV
在小信号（线性）条件下：
vbe= hieib+ hrevce
ic= hfeib+ hoevce
dvBEvBE? vbe
h参数的物理意义及图解方法
CE
B
BE
ie Vi
vh
CE
B
C
fe Vi
ih
B
CE
BE
re Iv
vh
B
CE
C
oe Iv
ih
输出端交流短路时的输入电阻输出端交流短路时的正向电流传输比或电流放大系数输入端交流开路时的反向电压传输比；
输入端交流开路时的输出电导。
四个参数量纲各不相同，故称为混合参数（ H参数）
rbe
rce
ur
vbe= hieib+ hrevce ic= hfeib+ hoevce
54
2,H参数小信号模型
3.4.1 BJT的小信号建模
vbe vce
ib
c
e
b
ic
BJT双口网络
vbe= hieib+ hrevce
ic= hfeib+ hoevce
ib
ic
vce
ib
vbe ur vce
rbe
rce
H参数都是小信号参数，即微变参数或交流参数。
H参数与工作点有关，在放大区基本不变。
H参数都是微变参数，所以只适合对交流信号的分析。
注意：
一般采用习惯符号即 rbe= hie? = hfe
ur = hre rce= 1/hoe
55
3,模型的简化
ib
ic
vce
ib
vbe uT vce
rbe
rce
3.4.1 BJT的小信号建模
ur很小，一般为 10-3?10-4,
rce很大,约为 100k?。
故一般可忽略它们的影响，
得到简化电路。
ib 是受控源,且为电流控制电流源 (CCCS)。
电流方向与 ib的方向是关联的。
56
4,H参数的确定
3.4.1 BJT的小信号建模
——测试仪（给定）
rbe 与 Q点有关，公式估算。
rbe= rb + (1+? ) re
其中,rb≈200?（低频小功率管）
)mA(
)mV(
)mA(
)mV(
EQEQ
T
e II
Vr 26
而 (T=300K)
则
)mA(
)mV(26)1(2 0 0
EQ
be Ir
57
3.4.2 用 H参数小信号模型分析共射极基本放大电路共射极放大电路
1,利用直流通路求 Q点
b
BECC
B R
VVI
一般硅管 VBE=0.7V，锗管 VBE=0.2V,?已知 。
BC IβI
cCCCCE RIVV
58
2,画出小信号等效电路
3.4.2 小信号模型分析共射极放大电路
ic
vce
+
-
交流通路
bI?
cI?bI?
RbviiV?
OV?
Rc
H参数小信号等效电路
RL
59
3.4.2 小信号模型分析
Rbvi Rc RLiV?
bI?
cI?
OV?
bI?
iB?iC vo? vBE? vCE信号通路,vi
根据
bebi rIV bc II )//( LccO RRIV
则电压增益为
be
Lc
beb
Lcb
beb
Lcc
i
O
)//()//(
)//(
r
RR
rI
RRI
rI
RRI
V
V
A
V
（可作为公式？ ）
3,求电压增益共射极放大电路
60
4,求输入电阻
3.4.2 小信号模型分析共射极放大电路
R s
+
–
V s
–
V i
+
R i
I i
放大电路
i
i
i I
VR
Rb Rc RLiV?
bI?
cI?
OV?
bI?
Ri
iI?
beb // rR?
61
5,求输出电阻
3.4.2 小信号模型分析共射极放大电路放大电路
I T
+
–
V T
R o
+
–
V s =0
0
T
T
o s VI
VR
Rb Rc RLiV?
bI?
cI?
OV?
bI?
Ri
iI?
令 0
i?V?
LR
0b?I?
0b I
Ro = Rc 所以
62
例题 1 放大电路如图所示,已知?=50。试求,（ 1） Q点 ;
（ 2）
oi
s
o
VS
i
o
V
RR
V
VA
V
VA
、
,?
解,（ 1）求 Q点
4Vk4mA212cCCCCE RIVV
mA2uA4050BC IβI
uA40k3 0 0 V12
b
CC
b
BECC
B
R
V
R
VVI
8 6 3)mA( )mV(26)1(2 0 0
C
be Ir?
Q点合适吗？
（ 2）
115,87)//(
be
Lc
i
o
V
r
RR
V
VA?
8 6 3// bebebi rrRR
k4co RR
36.73
)87.115(
500863
863
V
si
i
i
o
s
i
s
o
VS
A
RR
R
V
V
V
V
V
V
A?
R s
+
–
V s
–
V i
+ 放大电路
R i
63
电路如图所示。
试画出其小信号等效模型电路。
- V
CC
R
c
R
L
R
e
R
b2
R
b1
C
b2
C
b1
+
-
v
o
+
-
v
i
+
+
c
e
b
b
I?
b
I
r be
e
b c
R e
i
I?
i
V?
R b2
+
-
R b1
R c
o
V?
R L
+
-
例题 2
64
例题 3
+
–
v
s
b
c
R
c
v
o
R
s
R
e
+
+
+ 1 5 V
e
R
L
- 15V
直接耦合共射负电源
vi
交流通路习题 3.5.5
静态分析
V15)1( EBBEsB RIVRI?
)(30V ecCCE RRIV
动态分析
s
o
VS V
VA
bei rR?
co RR?
)(
)//(
beSb
Lcb
rRI
RRI
+
–
e
V i
r be
b
I b I c
R c
+
–
R s
c
I b
(1 +? ) I b
V o
V s
–
+
R L
65
例 题,放大电路如下图所示，估算 Q点。 V CC
R c
R L
R b C b2
C b1
+
-
v o
+
-
v i
+
+
c
e
b
+
–
v i
i B i 1
R b1
b
c
i C
R c
V CC
+
–
v o
R L
i E R
e
R b 2
C b 1
+
C b2
+
e
+
–
v i
i B
R b
b
c
i C
R c
V CC
+
–
v o
R L
i E R
e
C b 1
+
C b2
+
e
射极偏置电路固定偏流电路分压式射极偏置电路集电极－基极偏置电路共射
66
+
–
v i
i B
R b
b
c
i C
R c
V CC
+
–
v o
R L
i E R
e
C b 1
+
C b2
+
e
例 1：放大电路如下图所示，估算 Q点。
射极偏置固定偏流
BEbBCC VRIV
Je回路 KVL方程解：
eEBEbBCC RIVRIV
即：
b
CC
b
BECC
B R
V
R
VVI
eb
BECCB
)1( RR
VVI
)( ecCCC
eEcCCCCE
RRIV
RIRIVV
BC II
cCCCCE RIVV
Jc回路 KVL方程（直流负载线）
T放大
BC II
67
例 1：放大电路如下图所示，估算 Q点。
解：
b22b1B2CC )( RIRIIV
eEBEb22B RIVRIV
对 Je回路，有
b2b1
b2CC'
BB RR
RVV
+
–
v i
i B
i 1
R b1
b
c
i C
R c
V CC
+
–
v o
R L
i E R
e
R b 2
C b 1
+
C b2
+
e
i 2
分压式射极偏置电路方法一：
方法二：
从 b极 向左侧求戴维南等效电路
I B
V’ BB
R b
T
R e
I E b2b1b // RRR?
则 Je回路 KVL方程
eEBEbB' RIVRIV BB
eb
BE
'
B )1( RR
VVI BB
68
V CC
R c
R L
R b C b2
C b1
+
-
v o
+
-
v i
+
+
c
e
b
集电极－基极偏置电路例 1：放大电路如下图所示，估算 Q点。
解,Je回路 KVL方程
Jc回路 KVL方程（直流负载线）
BEbBcBCCC )( VRIRIIV
cb
BECCB
)1( RR
VVI
cCCC
cBCCCCE
)(
RIV
RIIVV
BC II
T放大小结：
近似估算法求 Q点
T放大的基本条件 ＝ Je正偏 ； Jc反偏
3个方程解 3个变量（ IBQ,ICQ,VCEQ）
关键方程 ——Je回路 KVL方程
69
习题
3.4.2;
3.4.3;
3.4.4
70
3.5 放大电路的工作点稳定问题
温度变化对 ICBO的影响
温度变化对输入特性曲线的影响
温度变化对?的影响
稳定工作点原理
放大电路指标分析
固定偏流电路与射极偏置电路的比较
3.5.1 温度对工作点的影响
3.5.2 射极偏置电路温度 T?
少子浓度?
IC?
ICBO?,ICEO?
IB?
VBE?
载流子运动加剧，
发射相同数量载流子所需电压?
b
BECCB
R
VVI
输入特性曲线 左移
载流子运动加剧，
多子穿过基区的速度加快，复合减少输出特性 曲线 上移 输出特性 曲线族间隔加宽
3.5.1 温度对工作点的影响
be
Lc
i
o
V
)//(
r
RR
V
VA
Q点上移? rbe AV?
72
3.5.2 射极偏置电路
1,稳定工作点原理 目标：温度变化时，使 IC维持恒定。
+
–
v i
i B
R b
b
c
i C
R c
V CC
+
–
v o
R L
i E R
e
C b 1
+
C b2
+
e
射极偏置电路固定偏流电路
+
–
v i
i B
i 1
R b1
b
c
i C
R c
V CC
+
–
v o
R L
i E R
e
R b 2
C b 1
+
C b2
+
e
i 2
分压式射极偏置电路
BEbBCC VRIV eEBEbBCC RIVRIV
b
BECCB
R
VVI
b
eEBECCB
R
RIVVI
eEBEbB' RIVRIV BB
b
eEBE'B
R
RIVVI BB
只能单向设置 具有检测 Q点位置，并自动调整的功能
T IC? ～ IE?
IC?
VE?= IE Re? IB?
（反馈控制）
73
+
–
v i
i B
i 1
R b1
b
c
i C
R c
V CC
+
–
v o
R L
i E R
e
R b 2
C b 1
+
C b2
+
e
i 2
分压式射极偏置电路如果温度变化时,b点电位能基本不变,则可实现静态工作点的稳定。
T IC?～ IE?
IC?
VEVBE?
eEBEBBE RIVVVV
利用稳定 Q思路则可实现如下 自动调整 过程
b点电位基本不变的条件,I1 >>IB
VB >>VBE
I1=(5~10)IB (硅 )
I1=(10~20)IB(锗 )
VB =3V~5V (硅 )
VB =1V~3V (锗 )CCb2b1
b2B V
RR
RV?
e
BEBEC
R
VVII
)( ecCCCeEcCCCCE RRIVRIRIVV
C
B
II?
e
CC
b2b1
b2
e
B
R
V
RR
R
R
V?
74
2,放大电路指标分析3.5.2 射极偏置电路
+
–
v i
i B
i 1
R b1
b
c
i C
R c
V CC
+
–
v o
R L
i E R
e
R b 2
C b 1
+
C b2
+
e
i 2
① 确定静态工作点
CC
b2b1
b2B V
RR
RV?
e
BEBEC
R
VVII
Je回路 KVL方程
② 画小信号等效电路并确定模型参数
)mA(
)mV(26)1(2 0 0
EQ
be Ir
e
r be
b
I b
c
I b
I c
I e R
e
+
–
V i
R b 1 R b2
R b
R c
+
–
V o
R L
75
2,放大电路指标分析3.5.2 射极偏置电路输出回路,)//(
Lcbo RRIV
输入回路：
eebebi RIrIV
电压增益：
ebe
Lc
ebeb
Lcb
i
o
V
)(
)//(
])([
)//(
R1r
RR
R1rI
RRI
V
V
A
③ 电压增益
+
–
v i
i B
i 1
R b1
b
c
i C
R c
V CC
+
–
v o
R L
i E R
e
R b 2
C b 1
+
C b2
+
e
i 2
i
oV
V
VA
ebbeb )( R1IrI
(1+?)Re >> rbe? >> 1若：
e
Lc
i
o
V
//
R
RR
V
VA
+
–
e
V i
R b 1
r be
b
I b
R c
+
–
V o
R L
c
I b
R b2
I e
R b
R e
I c
76
])(/ / [// ebeb2b1i R1rRRR
④ 输入电阻
2,放大电路指标分析3.5.2 射极偏置电路
+
–
e
V i
R b 1
r be
b
I b
R c
+
–
V o
R L
c
I b
R b2
I e
R b
R e
I c
ebbebi )( R1IrIVRi R’i
证明如下：
'ib2b1i //// RRRR?
ebe
b
i'
i )( R1rI
VR
从 b极看 e极的电阻，要扩大 (1+?)倍！
那从 e极看 b极的电阻，要？
77
3.5.2 射极偏置电路
2,放大电路指标分析
⑤ 输出电阻输出电阻
oco // RRR
求输出电阻的等效电路
网络内独立源置零
负载开路
输出端口加测试电压求 R’o，可对回路 1和 2列 KVL方程
rce对分析过程影响很大，此处不能忽略
0)()( ecbsbeb RIIRrI
0)()( ebccebcT RIIrIIV
其中
b2b1ss //// RRR
则
)1(
esbe
e
ce
c
T
o RRr
Rr
I
VR
当
co RR
时，
co RR?
一般
cceo RrR
（ ）
78
3,固定偏流电路与射极偏置电路的比较共射极放大电路静态：
b
BECC
B R
VVI
BC IβI
cCCCCE RIVV
CC
b2b1
b2
B VRR
RV?
e
BEB
EC R
VVII
)( ecCCCCE RRIVV
C
B
II?
3.5.2 射极偏置电路
79
3.5.2 射极偏置电路
3,固定偏流电路与射极偏置电路的比较固定偏流共射极放大电路电压增益：
be
Lc )//(
r
RRA
V
ebe
Lc
V )1(
)//(
Rr
RRA
Rbvi Rc RLiV?
bI?
cI?
OV?
bI?
固定偏流共射极放大电路输入电阻：
beb
i
i
i // rRI
VR
ebeb2b1i )1(//// RrRRR
输出电阻,Ro = Rc
co RR?
# 射极偏置电路做如何改进，既可以使其具有温度稳定性，
又可以使其具有与固定偏流电路相同的动态指标？
80
3.5.2 射极偏置电路
be
Lc
ebe
Lc
V
)//(
)1(
)//(
r
RR
Rr
RRA
beb2b1ebeb2b1i ////)1(//// rRRRrRRR
81
+
–
+ V CC
C 2
+
C 1
C e
+
R c
R e 2
R L v o
T
R b 1
+
R e 1
R b 2
+
–
v i
1
e1be
Lc
V )1(
)//(
Rr
RRA
e1beb2b1i )1(//// RrRRR
3.5.2 射极偏置电路
82
3.6 共集电极电路和共基极电路
电路分析
复合管
静态工作点
动态指标
三种组态的比较
3.6.1 共集电极电路
3.6.2 共基极电路
83
3.6.1 共集电极电路
R b
v i
R e
+V CC
+
–
v o R
L
T
v s
e R
s
b
c
+
+
+
–
+
–
1,电路分析结构特点 …
也称为 射极输出器
① 求静态工作点
eb
BECC
B )1( RR
VVI
eCCCeECCCE RIVRIVV
BC II
eEBEbBCC RIVRIV
BE )1( II
e
r b e 2
b
I b
c
I b
I c
+
–
V o R L R
e
+
–
V i R
b
v s
R s
+
– ② 画小信号等效电路
)mA(
)mV(26)1(2 0 0
EQ
be Ir
84
R b
v i
R e
+V CC
+
–
v o R
L
T
v s
e R
s
b
c
+
+
+
–
+
–
+
–
e
V i
r b e 2
b
I b
+
–
V o R L
c
I b
R b
R e
I c
v s
R s
+
–
电压增益1,电路分析
3.6.1 共集电极电路
1
R1r
R1
R1rI
R1I
V
V
A
Lbe
L
Lbeb
Lb
i
o
V
)(
)(
])([
)(
一般有
beL)( rR1
1V?A?即 同相与 io VV
电压跟随器（ 射极输出器）
LeL // RRR
其中
])(//[ Lbeb
i
i
i R1rRI
VR
④ 输入电阻 Ri大
⑤ 输出电阻
1
RRrRR sbbe
eo
////
Ro小
85
⑤ 输出电阻
+
–
e
V i
r b e2
b
I b
+
–
V o R L
c
I b
R b
R e
I c
v s
R s
+
–
1,电路分析
3.6.1 共集电极电路
e
r b e 2
b
I b
+
–
V o R L
c
I b
R b
R e
I c
R s
e
r b e 2
b
I b
c
I b
R b
R e
I c
R s
V T
+
–
b
R e
R s I T
I Re
1
RRrRR sbbe
eo
////
sbbe
T
e
TT
//)( RRr
V1
R
VI
bR
bbRT
)(
e
e
I1I
IIII
)(
// sbbeeT
T
o
1
RRr
1
R
1
V
I
R
1
证明如下,电路变换对 e极列 KCL方程：
将各支路关系代入：
证毕！
◆ 电压增益小于 1但接近于 1，
◆ 输入电阻大，对电压信号源衰减小
◆ 输出电阻小，带负载能力强同相io VV 与共集电极电路特点：
86
2,复合管
3.6.1 共集电极电路作用：提高电流放大系数达林顿管
87
3.6.2 共基极电路结构特点 …
1,静态工作点直流通路与分压式射极偏置电路相同
CC
b2b1
b2
B VRR
RV?
e
BEB
EC R
VVII
)( ecCCC
eEcCCCCE
RRIV
RIRIVV
C
B
II?
88
2,动态指标
① 电压增益输出回路：
输入回路：
bebi rIV
电压增益：
be
L
beb
Lb
i
o
V r
R
rI
RI
V
VA
LbLco RIRIV LcL // RRR
画小信号等效电路
3.6.2 共基极电路
89
# 共基极电路的输入电阻很小，最适合用来放大何种信号源的信号？
2,动态指标
② 输入电阻
③ 输出电阻
e
ii
I
VR
'ie
i
ii // RR
I
VR
co RR?
1)(1
be
b
beb r
I
rI
1
r
1
rRRR
I
VR bebe
e'ie
i
ii ////
3.6.2 共基极电路
90
3,三种组态的比较电压增益：
be
Lc )//(
r
RR
输入电阻：
beb // rR
输出电阻：
cR
)//)(1(
)//()1(
Lebe
Le
RRr
RR
)//)(1(// Lebeb RRrR
1
)//(// bebs
e
rRRR
be
Lc )//(
r
RR
1//
be
e
rR
cR
3.6.2 共基极电路
91
复习频率响应的基本概念
1.为什么要研究频率响应
2,频率响应的分析任务
3,AV随 f 变化的原因原因 1:实测表明 Av是 f 的函数,对不同频率信号的放大程度不同。
原因 2:信号有多个频率成分,若放大程度不同,会产生 频率失真 。
)()( VV AA?(1) 频率响应表达式,
(3) 确定带宽 BW、上限频率 f H、下限频率 f L
放大电路中有 电容、电感等电抗元件,其阻抗随 f
变化而变化
CjZ C?
1? LjZ L
(2) 画出对数频率响应曲线
3.7 放大电路的频率响应
92
1.为什么要研究频率响应
0
3d B
20 l g| A
V
| / d B
带宽
2
20
40
6 0
20 2? 10
2
2? 10
3
2? 10
4 f / H z
f
L f H
高频区中频区低频区原因 1:实测表明 Av是 f 的函数,对不同频率信号的放大程度不同。
原因 2:信号有多个频率成分,若放大程度不同,会产生 频率失真 。
93
O
t
I
O
t
O
幅度失真 相位失真线性失真
O
t
I
O
t
O
频率失真
3,AV随 f 变化的原因放大电路中有电容、电感等电抗元件，
其阻抗随 f变化而变化
CjZ C?
1?
Rbvi Rc RLiV?
bI?
cI?
OV?
bI?
固定偏流共射极放大电路
C1
前面的分析中,隔直电容处理为,直流开路 ;交流短路计算电容的电抗：（ C1=20?F）
f Xc1
1Hz 7962?
10Hz 796.2?
100Hz 79.62?
1kHz 7.962?
10kHz 0.796?
100kH
z
0.08?
1MHz 0.008?
f <100Hz Xc1与 rbe = 863?相比 不能短路
f?100Hz Xc1 <<rbe = 863? 可以短路
fXc1IbAV?
分析方法（思路） …
Rb >> rbe
95
3.7 放大电路的频率响应
3.7.1 单时间常数 RC电路的频率响应
3.7.2 单级放大电路的高频响应
RC低通电路的频率响应
RC高通电路的频率响应
3.7.3 单级放大电路的低频响应
3.7.4 多级放大电路的频率响应
多级放大电路的增益
多级放大电路的频率响应
低频等效电路
低频响应研究放大电路的动态指标
（主要是增益）
随信号频率变化时的响应。
Ri和 Ro类似
（电路理论中的稳态分析）
96
3.7.1 单时间常数 RC电路的频率响应
)()( VV AA?① 频率响应表达式,
③ 确定上限频率 f H、下限频率 f L （带宽 BW）
② 画出对数频率响应曲线
1,RC高通电路的频率响应
2222
2V
CR1s
s
sC1R
R
sV
sVsA
//)(
)()(
i
oL
幅频响应
2
L
L )/(1
1
ffA V
相频响应
)/(a r c t g LL ff
先求增益的传递函数：
（一阶）
sC1Z C?
则
fs j2j
且
22 CR2
1f
L
再令
)/(/)(L 2222V CfR21j1
1
CRj11
1jA
22V CsR11
1sA
/)(L
（变换到频域）
（特征频率 —时间常数对应的频率）
)/j(L ff1
1A
L
V
97
② 画出对数频率响应曲线 （波特图）
1,RC高通电路的频率响应
0
– 2 0
– 40
0,0 1 f
L
0,1 f
L
f
L
10 f
L
100 f
L
f / H z
2 0 l g A
V L
/
dB
90?
45?
0?
L
f / H z
0,0 1 f
L
0,1 f
L
f
L
10 f
L
100 f
L
2 0 dB/ 十倍频程（斜率）
3 dB
最大误差 -3dB
1
ff1
1A
2V )/( LL
dB lglg L 0120A20 V
L2
L
L /)/(1
1 ff
ff
A V?
LLL lglg)/l g (lg f20f20ff20A20 V
水平线斜率为 20dB/十倍频程 的直线幅频响应
2
L
L )/(1
1
ffA V近似讨论：
1 / LL ffff 时，即当
1ffff / LL 时，即当时，当 Lff?
0,7 0 7
)/( LL
21
ff1
1A
2V
1,RC高通电路的频率响应
② 画出对数频率响应曲线相频响应 )/(a r c t g LL ff
时，当 Lff
时，当 Lff 0L?
90L?
时，当 Lff 45L?
时，当 0,1 LL f10ff
十倍频程的直线斜率为 /45
VV AVVA
i
o
io
表示输出与输入的相位差低频时，输出超前输入因为所以近似讨论：
3 dB
2 0 dB/ 十倍频程（斜率）
0
– 2 0
– 40
0,0 1 f
L
0,1 f
L
f
L
10 f
L
100 f
L
f / H z
2 0 l g A
V L
/
dB
90?
45?
0?
– 45? / 十倍频程（斜率）
L
f / H z
0,0 1 f
L
0,1 f
L
f
L
10 f
L
100 f
L
③ 确定上限频率 f H、下限频率 f L
（带宽 BW）
22 CR2
1f
L （特征频率 —时间常数）
99
2,RC低通电路的频率响应
3.7.1 单时间常数 RC电路的频率响应传函：
11
V CsR1
1
sV
sVsA
)(
)()(
i
oH
22
V CsR11
1
sV
sVsA
/)(
)()(
i
oL
频率响应表达式,)/j(1 1
H
H ffA V )/j(L ff1
1A
L
V
2
L
L )/(1
1
ffA V
)/(a r c t g LL ff
2
H
H )/(1
1
ffA V
)/(a rc t g HH ff
幅频响应相频响应
22 CR2
1f
L11 CR2
1f
H
特征频率
2,RC低通电路的频率响应
3 dB
2 0 dB/ 十倍频程（斜率）
0
– 2 0
– 40
0,0 1 f
L
0,1 f
L
f
L
10 f
L
100 f
L
f / H z
2 0 l g A
V L
/
dB
90?
45?
0?
– 45? / 十倍频程（斜率）
L
f / H z
0,0 1 f
L
0,1 f
L
f
L
10 f
L
100 f
L
2
L
L )/(1
1
ffA V )/(a r c t g LL ff 2
H
H )/(1
1
ffA V )/(a rc t g HH ff
3 dB
– 2 0 dB/ 十倍频程
0
– 2 0
– 40
0,0 1 f
H
0,1 f
H
f
H
10 f
H
100 f
H
f / H z
2 0 l g A
V H
/ dB
0?
– 45?
– 90?
– 45? / 十倍频程
H
f / H z
（波特图）
3.7.3 单级放大电路的低频响应
Rbvi Rc RLiV?
bI?
cI?
OV?
bI?
固定偏流共射极放大电路
Cb1
分析举例 1,习题 3.4.2
+
–
V i R
b
r be
I b
R c
+
–
V o
R L
I b
R s
V s
+
–
r be
I b
c
I b
C b1 C b2 R c
I b R c
–
+
分析过程：
③ 求频响表达式
⑤ 确定 f H,f L （ BW）
④ 画波特图
① 求静态工作点
② 画小信号等效电路 （保留电容）
电路变换过程：
(a) Rb >> rbe 开路
(b) 输出回路,诺顿?戴维南
Hz34.2)(2 1
besb1
L1 rRCf?
Hz40.0)(2 1
Lcb2
L2 RRCf?
102
3.7.3 单级放大电路的低频响应分析举例 1：
+
–
V i r be
I b
R c
+
–
V o
R L
I b R c
R s
V s
+
–
C b1 C b2
–
+
Hz34.2)(2 1
besb1
L1 rRCf?
Hz40.0)(2 1
Lcb2
L2 RRCf?
③ 求频响表达式
s
o
VS V
VA
L
)(j/1
1
)(j/1
1
Lcb2besb1bes RRCrRCrR
R L
)/j1(
/j1
beb1sb
Lb2c
L
cb
rCRI
RCR
RRI
) /j(1
1
) /j(1
1
L2L1 ffff
A VS
3.7.3 单级放大电路的低频响应分析举例 1：
L2L1 4 ff?
下限频率取决于
L1f
即 Hz34.2
L1L ff
更精确的关系：
s
o
VS V
VA
L )(j/1
1
)(j/1
1
Lcb2besb1bes RRCrRCrR
R L
) /j(1
1
) /j(1
1
L2L1 ffff
A VS
⑤ 确定 f H,f L （ BW）
④ 画波特图
Hz34.2L1?f Hz40.0L2?f
37
0,0 1
0,1
1
10
100
f / H z
2 0 lg A
V L
/
dB
0
– 2 0
– 40
2 0 d B /十倍频程
2,3 4
0,4
4 0 d B /十倍频程
3 d B
22 22 11.1 LnLLL ffff
104
分析举例 2：3.7.3 单级放大电路的低频响应
+
–
v i
R b1
R c
V CC
+
–
v o
R L
R e
R b 2
C b 1
+
C b2
+
v s
+
–
R s
1 10 k?
33k?
4k?
1,8k?
2,7k?
+
C e
30? F
1? F
50? F
50?
+ 15 V
= 80
② 画低频小信号等效电路
① 求静态工作点图 3.7.13（ 131页）
mA.E 531I k.be 581r
③ 电路变换
+
–
R s
V s
+
–
V o
R L
C b1
R b
R e
r b e
C b2
R c
C e
I b
I b
R C
R ’ i C
e
R C
C ’’ e
I b
C ’ e
I b
r b e
I b
C ’ e C 1 R
C
I b R C
–
+
(a) Re >> XCe = 32? ( f =100Hz)
(b) Rb = 25k?>> R’i
k24X1rR Cebe,)('i?
(a),(b) 2条假设?突出考察 Ce的影响
(c) Ce 折算
eeee CC6201
CC
''' ; μF.
)(/
111
eb11
1CCC
μF.)(
eb1
eb11 60
CC1
CCC?
(c) 输出回路：诺顿?戴维南结论,Ce是决定低频响应的主要因素
105
3.7.3 单级放大电路的低频响应
s
oVS
V
VA
L
)]/j(1)][/j(1[ L2 L1
M
L ffff
AA V
V
bes
M rR
RA c
V?
Hz.)(
bes1
L1 8162rRC2
1f?
Hz.)(
Lcb2
L2 823RRC2
1f?
)(j/1
1
)(j/1
1
Lcb2bes1bes RRCrRCrR
R c
中频增益则
L2L1 f4f Hz,L1L 8162ff
+
–
R s
V s
+
–
V o
R L
C 1
r b e
C b2 R
C
I b
I b R C
–
+
分析举例 2：
⑤ 确定 f H,f L （ BW）
④ 求频响表达式问题？
Hf
106
3.7.2 单级放大电路的高频响应
1,BJT的高频小信号建模
◆ 模型的引出
◆ 模型简化
◆ 模型参数的获得
◆?的 频率响应
2,共射极放大电路的高频响应
◆?型高频等效电路
◆ 高频响应
3,共基极放大电路的高频响应
◆ 增益 -带宽积
◆ 高频等效电路
◆ 高频响应
◆ 几个上限频率的比较
107
1,BJT的高频小信号建模
3.7.2 单级放大电路的高频响应
① 模型的引出 ② 模型简化互导
CECE
EB
C
EB
C
m VV v
i
v
ig
'cb cCbXr
Lc RRr 和 ce
1 0 M~1 0 0 k cbr 1 0 pF~2 cbC
)1 M H z(8 0 k Ω~ X cb f16C
108
1,BJT的高频小信号建模3.7.2 单级放大电路的高频响应
③ 模型参数的获得
(1) 2个电容
(2) 2个电阻 rbb’,rb’e
(3) 互导 gm
T
m
eb 2 f
gC
fT — 特征频率，查手册查手册cb?C
eb?C 公式计算
ebbbbe rrr?
E
Tbebbe )()(
I
V1rr1rr
低频时，电容开路
2个 模型等效
E
T
eb )1( I
Vr
ebbebb rrr
所以测 rbe，计算查手册
ebbmebmb rIgVgI
eb
m rg
109
3.7.2
单级高频响应
④?的 频率响应由 H参数可知
1,BJT的高频小信号建模
CEB
Cfe V
i
ih
即
0b
c
ce VI
I
根据混合?模型得
cb
eb
ebmc 1 / j
C
VVgI
)/1///1//( cbebebbeb CjCjrIV
低频时 ebm0 rg?
所以
)(j1/
j
cbebeb
cbm
b
c
CCr
Cg
I
I
当 cbm Cg? 时，
ebcbeb
0
)(j1 rCC?
110
——共发射极截止频率
3.7.2
单级高频响应
④?的 频率响应
1,BJT的高频小信号建模
ebcbeb
0
)(j1 rCC?
的幅频响应令
ebcbeb )(2
1
rCCf
则
2
0
)/(1?
ff?
f
——特征频率
Tf
eb
m
cbeb
m
0T 2)(2
CgCC gff
fff T
——共基极截止频率
f
111
2,共射极放大电路的高频响应3.7.2 单级放大电路的高频响应分析举例 1,习题 3.4.2
已知,,,0,5 p F4 0 0 M H z
cbTCf
4M100 cbbb rr,
，40
R s
b b'
R c
c
+
_
+
_
+
_
g m V b ’ e
V be V be
V be V be
V be
e
V s
V b ’ e R
b
r b ’ e C b ’ e
r bb ’
V o
R L
C b ’ c C b2 C
b1
分析过程：
① 求静态工作点
② 画小信号等效电路 (保留电容 )
mA.C 61I?
混合?模型
666I261r
CQ
eb
mV)(?
6 0 m S
0,0 6 S
eb
666
40
rg m
2 3,9 p Feb
T
m
f2
gC
问题？
所有电容一起分析？
112
f (Hz) Xc1 Xcb’e Xcb’c
1 3185? 6805M? 318471M?
10 318.5? 681M? 31847M?
100 31.85? 68.1M? 3185M?
1k 3.2? 6.81M? 319M?
10k 0.32? 681k? 31.9M?
100k 0.032? 68.1k? 3.19M?
1M 3.2m? 6.81k? 319k?
10M 0.32m? 681? 32k?
100M 0.03m? 68.1? 3.2k?
计算电容的电抗：
2,共射极放大电路的高频响应
RC2
1f
低频区,（低频响应）
隔直电容必须考虑结电容开路（ X）
中频区隔直电容短路（ X? 0）
结电容开路（ X）
高频区,（高频响应）
隔直电容短路（ X? 0）
结电容必须考虑
4M1 M H z cb' rXf cCb，另外：
思路,分 3个频段进行频响分析，然后再合成
fC2
1X
C
C f LBW?
C f HBW?
666I261r
CQ
eb
mV)(?
113
2,共射极放大电路的高频响应
R s
b b'
R c
c
+
_
+
_
+
_
g m V b ’ e
V be V be
V be V be
V be
e
V s
V b ’ e R
b
r b ’ e C b ’ e
r bb ’
V o
R L
C b ’ c C b2 C
b1
分析举例 1,习题 3.4.2
已知,,,0,5 p F4 0 0 M H z
cbTCf
，, 4M100 cbbb rr
，40
分析过程：
① 求静态工作点
② 画 高频 小信号等效电路
mA.C 61I?
R s
b b'
R c
c
+
_
+
_
+
_
g m V b ’ e
V be V be
V be V be
V be
e
V s
V b ’ e R
b
r b ’ e C b ’ e
r bb ’
V o
R L
C b ’ c
666I261r
CQ
eb
mV)(?
6 0 m S
0,0 6 S
eb
666
40
rg m
2 3,9 p Feb
T
m
f2
gC
③ 电路变换
(a) Rb=300k?>> Rs =500?
s
b b'
c
c
+
_
+
_
+
_
g m b ’ e
be V be
be V be
be
e
s
b ’ e
r b ’ e b ’ e
r bb ’
o
L
b ’ c
与图 3.7.8(b)相同
114
2,共射极放大电路的高频响应
③ 电路变换
R s
b'
+
_
+
_
+
_
g m V b ’ e
V be V be
V be V be
V be
V s
V b ’ e
r b ’ e C b ’ e
r bb ’
V o
R ’ L
C b ’ c
C ’ b ’ c C ’’
b ’ c
R s
b' c
+
_
+
_
+
_
g m V b ’ e
V be V be
V be V be
V be
V s
V b ’ e
r b ’ e C b ’ e
r bb ’
V o
R ’ L
C b ’ c
与图 3.7.8(b)相同
(b) 用 密勒定理 对 Cb’c作等效拆分 Z
线性网络
I 2 I 1
+
–
V 2
+
–
V 1
Z 2
线性网络
I 2 I 1
+
–
V 2
+
–
V 1 Z 1
K1
ZZ?
1
Z
K11
ZZ?
2
VAV
VK?
1
2
eb'
o
V
VK
eb'
'
'oeb'eb' ])([
V
RCjVVVg Lcbm
'Lm Rg
6 0,5 pF2 )0,5 pF601(
)( ''' '
cbLmcb CRg1C
0,5 p F''' ' cbcb CC
密勒电容密勒效应
(a) Rb=300k?>> Rs =500?
1 0 M H z )( 32k' fX cCbCM
115
2,共射极放大电路的高频响应
③ 电路变换
(b) 用 密勒定理 对 Cb’c作等效拆分
(a) Rb=300k?>> Rs =500?
R s
b'
+
_
+
_
+
_
g m V b ’ e
V be V be
V be V be
V be
V s
V b ’ e
r b ’ e C b ’ e
r bb ’
V o
R ’ L
C b ’ c
C ’ b ’ c C ’’
b ’ c
6 0,5 p F)( ''' ' cbLmcb CRg1C
0,5 p F''' ' cbcb CC
(c) 从 Cb’e向左做戴维南等效
R ’ s b'
+
_
+
_
+
_
g m V b ’ e
V be V be
V be V be
V be
V b ’ e
C b ’ e
V o
R ’ L
C ’ b ’ c C ’’
b ’ c V’ s
8 4,4 pF6 0,52 3,9
'
cb'eb
CCC
3 1 6 Ω1 0 0 ) / / 6 6 6( 5 0 0
//)( ebbbs
rrRR
s
ebbbs
ebs V
rrR
rV
(d) 输出回路：诺顿?戴维南
R ’ s b'
+
_
+
_
+
_
g m V b ’ e R ’ L
V be V be V be
V be V be
V b ’ e
C
V o
R ’ L
C ’’ b ’ c
V’ s
_
+
M H z.5H1 97RC2 1f
1 5 9,2 M H z.
cb''
H2 p50k22
1
CR2
1f
L
④ 确定 f H,f L （ BW）
fH =
116
2,共射极放大电路的高频响应
eb
o
s
eb
s
s
s
o
VS V
V
V
V
V
V
V
VA
''
'
'
H?
⑤ 求频响表达式
R ’ s b'
+
_
+
_
+
_
g m V b ’ e R ’ L
V be V be V be
V be V be
V b ’ e
C
V o
R ’ L
C ’’ b ’ c
V’ s
_
+ M H z.5H1 97RC2
1f
1 5 9,2 M H z
cb''
H2 CR2
1f
L?
bes
M rR
RA L
VS?
中频增益
)/()/( H2H1ebbbs
'eb
ffj1
1
ffj1
1
rrR
Rrg Lm
cbL
Lm
s CRj1
1Rg
CRj1
1
rrR
r
''
'
'ebbbs
eb )(
117
⑥ 完整的频响表达式及波特图
2,共射极放大电路的高频响应
s
o
VS V
VA
L )/j(1
1
)/j(1
1
L1L1bes ffffrR
R L
s
o
VS V
VA
H )/(j1
1
)/(j1
1
H2H1ebbbs
'
eb
ffffrrR
Rrg Lm
Hz34.2)(2 1
besb1
L1 rRCf? Hz40.0)(2
1
Lcb2
L2 RRCf?
M H z97.52 1H1 RCf? 1 5 9,2 M H z2 1
cb'
'H2 CRf
L?
bes
M rR
RA L
VS?
中频增益
)/j(1
1
L1 ff
A V S M
)/(j1
1
H1ff
A V S M
s
o
VS V
VA
)/(j1
1
)/(j1
1
1H1 ffff
A
L
V S M
10
2
10
3
10
4
1 0
5
1 0
6
–
90?
–
135?
–
180?
–
225?
–
270?
0,1 1 2,4 1 0
0,1 1 2,4 1 0 1 0
2
10
3
10
4
1 0
5
1 0
6
f / H z
2 0 d B / 十倍频 – 2 0 d B / 十倍频
37
20 l g? A
V
dB
5,97? 10
6
2,3 4
f / H z
118
2,共射极放大电路的高频响应
③ 增益 -带宽积
3.7.2 单级高频响应
0VA? cmRg
ebbbs
eb
rrR
r Hf
RC?2
1
ebbbs
ebcm
rrR
rRg
)]1()[(2 cmcbebbbs
cm
RgCCrR
Rg
1
])1([ cbcmeb CRgC?2
]//)[( ebbbs rrR
BJT 一旦确定,带宽增益积基本为常数
# 如何提高带宽？
ebbbs
ebcm
rrR
rRg 1
])1([ cbcmeb CRgC?2
ebbbs
ebbbs )(
rrR
rrR
119
3,共基极放大电路的高频响应
① 高频等效电路
120
3,共基极放大电路的高频响应3.7.2 单级高频响应
sI? ebm?Vg?
)j/1/ / ( ebeb
eb
Cr
V
② 高频响应列 e 点的 KCL
0?
oI? ebm Vg?
而所以电流增益为
eb
0m
rg?
s
o
I
I
meb
00
/j1
)1/(
gC
meb
0
/j1 gC
其中
i
V V
VA
0
电压增益为
ss
co
RI
RI
0
00
1?
meb
0
/j1
1
gCR
R
s
c
其中
eb
mH
2 C
gf
)/j(1
1
H
0
ffR
R
s
c
Tf? 特征频率
sR bb?r cb?C
忽略
121
3.7.4 多极放大电路的频率响应
R i1
R o1
1io1 VA V
-
+
1iV
-
+
R i 2
R o 2
R Li2o2 VA V
-
+
O1V
-
+
OV
-
+
1,多级放大电路的增益
)j(
)j()j(
i
o
V
VA
V?
)j(
)j(
)j(
)j(
)j(
)j(
1)-o ( n
on
o1
o2
i
o1
V
V
V
V
V
V
n21 )j()j( VVV AAA
前级的开路电压是下级的信号源电压
前级的输出阻抗是下级的信号源阻抗
下级的输入阻抗是前级的负载
122
3.7.4 多极放大电路的频率响应
2,多级放大电路的频率响应
多级放大电路的通频带比它的任何一级都窄
（以两级为例）
则单级的上下限频率处的增益为当两级增益和频带均相同时，
。 7 0 7.0 M1VA?
两级的增益为
。 5.0)707.0( M122M1 VV AA
即两级的带宽小于单级带宽
123
基本要求
了解半导体三极管的工作原理、特性曲线及主要参数
了解静态工作点与非线性失真的关系
熟练掌握放大电路静态工作点的设置和估算，
熟练掌握用小信号模型分析法求解放大电路的动态指标
掌握 BJT放大电路三种组态的结构及性能的特点
掌握放大电路的频率响应的基本概念及基本分析方法
了解各元件参数对放大电路的频率响应性能的影响
124
自 测 题一、在括号内用,?”或,×,表明下列说法是否正确。
（ 1）只有电路既放大电流又放大电压，才称其有放大作用；（ ）
（ 2）可以说任何放大电路都有功率放大作用；（ ）
（ 3）放大电路中输出的电流和电压都是由有源元件提供的；（ ）
（ 4）电路中各电量的交流成份是交流信号源提供的；（ ）
（ 5）放大电路必须加上合适的直流电源才能正常工作；（ ）
（ 6）由于放大的对象是变化量，所以当输入信号为直流信号时，
任何放大电路的输出都毫无变化；（ ）
（ 7）只要是共射放大电路，输出电压的底部失真都是饱和失真。
（ ）
解：（ 1） × （ 2） √ （ 3） × （ 4） ×
（ 5） √ （ 6） × （ 7） ×
125
二、试分析图 T2.2所示各电路是否能够放大正弦交流信号，
简述理由。设图中所有电容对交流信号均可视为短路。
图 T2.2
解：（ a）不能。因为输入信号被 VBB短路。（ b）可能。
（ c）不能。因为输入信号作用于基极与地之间，不能驮载在静态电压之上，必然失真。
126
三、在图 T2.3所示电路中,已知 VCC＝ 12V，晶体管的?＝ 100，
'bR ＝ 100kΩ 。填空：要求先填文字表达式后填得数。
iU?
'bR
iU
'oU
uA?
oU
（ 1）当 ＝ 0V时，测得 UBEQ＝ 0.7V，
和 RW之和 Rb＝ ≈ kΩ；
=5mV时，输出电压有效值
＝ 0.6V,则电压放大倍数若负载电阻 RL值与 RC相等,则带上负载后输出电压有效值
＝ ＝ V。
若要基极电流 IBQ＝ 20μA,则而若测得 UCEQ＝ 6V，
则 Rc＝ ≈ kΩ。
（ 2）若测得输入电压有效值
＝ ≈ 。
图 T2.3
127
3 )( 565 )( BQC E QCCBQB E QCC,；,IUVIUV
0,3 120 'o
LC
L
io URR
RUU?
＋；－
解：（ 1）
（ 2）
。
128
iU?
iU?
四、已知图 T2.3所示电路中 VCC＝ 12V,RC＝ 3kΩ，静态管压降
UCEQ＝ 6V；并在输出端加负载电阻 RL，其阻值为 3kΩ。
选择一个合适的答案填入空内。
（ 1）该电路的最大不失真输出电压有效值 Uom≈ ；
A.2V B.3V C.6V
（ 2）当
＝ 1mV时，若在不失真的条件下，减小 RW，
则输出电压的幅值将 ；
A.减小 B.不变 C.增大
（ 3）在
＝ 1mV时，将 Rw调到输出电压最大且刚好不失真，
若此时增大输入电压，则输出电压波形将 ；
A.顶部失真 B.底部失真 C.为正弦波
（ 4）若发现电路出现饱和失真，则为消除失真，可将 。
A.RW减小 B.Rc减小 C.VCC减小解：（ 1） A （ 2） C （ 3） B （ 4） B
129
五、现有基本放大电路如下：
A.共射电路 B.共集电路 C.共基电路选择正确答案填入空内 。
（ 1）输入电阻最小的电路是,最大的是 ；
（ 2）输出电阻最小的电路是 ；
（ 3）有电压放大作用的电路是 ；
（ 4）有电流放大作用的电路是 ；
（ 5）高频特性最好的电路是 ；
（ 6）输入电压与输出电压同相的电路是 ；反相的电路是 。
解：（ 1） C （ 2） B （ 3） A C
（ 4） A B （ 5） C （ 6） B C,A
130
'bbr
uA?
2.13 电路如图 P2.13所示，晶体管的?＝ 100,=100Ω。
（ 1）求电路的 Q点、,Ri和 Ro；
（ 2）若电容 Ce开路，则将引起电路的哪些动态参数发生变化？如何变化？
图 P2.13
131
解：（ 1）静态分析：
V7.5)(
A μ 10
1
mA1
V2
efcEQC E Q
EQ
BQ
ef
B E QBQ
EQ
CC
b2b1
b1
BQ
RRRIVU
I
I
RR
UU
I
V
RR
R
U
CC
动态分析：
k5
k7.3])1([
7.7
)1(
)(
k73.2
mV26
)1(
co
fbeb2b1i
fbe
Lc
EQ
bb'be
RR
RrRRR
Rr
RR
A
I
rr
u
∥∥
∥
uA?
ef
'
L
RR
RA
u
（ 2） Ri增大,Ri≈ 4.1kΩ ； 减小,≈ － 1.92。
132
1uA? o1U? iU? 2uA? o2U? iU?
2.17 设图 P2.17所示电路所加输入电压为正弦波。试问：
= / ≈? = /
（ 2）画出输入电压和输出电压 ui,uo1,uo2 的波形；
图 P2.17
（ 1） ≈?
133
解：（ 1）因为通常 β＞＞ 1，所以电压放大倍数分别应为
1
)1(
)1(
1
)1(
e
e
2
e
c
ebe
c
1
Rr
R
A
R
R
Rr
R
A
be
u
u
－
两个电压放大倍数说明
uo1≈－ ui,uo2≈ui。
波形如解图 P1.17所示。
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
