《模拟电子》课程PPT教学课件：第三章 半导体三极管及放大电路基础 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率导体三管及火电路基础 31半导体三极管(BJT) 32共射极放大电路 33图解分析法 34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 37放大电路的频率响应

1 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

例题:放大电路如下图所示,估算Q点。 vcc C RD Rc R b2 Rb + C CbI T RI L v Vi R 固定偏流电路射极偏置电路 C 。共射 Re Rol C b b R R i R Vi nRO le 奩集电极-基极偏置电路分压式射极偏置电路

例题：放大电路如下图所示，估算Q点。 VCC Rc RL Rb Cb2 Cb1 + - vo + - vi + + c e b + – vi iB i1 Rb1 b c iC Rc VCC + – vo RL Re iE Rb2 Cb1 + Cb2 + e + – vi iB Rb b c iC Rc VCC + – vo RL Re iE Cb1 + Cb2 + e 固定偏流电路 射极偏置电路 集电极－基极偏置电路 分压式射极偏置电路 共射

例1:放大电路如下图所示,估算Q点。 CC 固定偏流 C 射极偏置a Rc R b2 Rb + C CbI T RI L v Vi R 解:J回路KV方程 CCHBbBE CC=IBR +Vbe +IERe 即:ha=cEVI=Rn+(1+BB CO BE b J回路KVL方程(直流负载线) VcE=VCC-ICR CE VCC=ICRC-TER VCC-IC(R +R) T放大 / C BI B TE=(+B)IB BACKNEXT

+ – vi iB Rb b c iC Rc VCC + – vo RL Re iE Cb1 + Cb2 + e 例1：放大电路如下图所示，估算Q点。 固定偏流 射极偏置 CC B Rb VB E V = I + 解：Je回路KVL方程 CC B b B E E Re V = I R +V + I 即： b CC b CC B E B R V R V V I  − = b e CC B E B R (1 )R V V I + +  − = ( ) CC C c e CE CC C c E e V I R R V V I R I R  − + = − − C B I =  I CE CC C Rc V =V − I Jc回路KVL方程（直流负载线） T放大 E B I = (1+  ) I

例1:放大电路如下图所示,估算Q点。 解:方法 R e R c 对J回路,有 C=(2+IBRbI+I2 Rb2 b=I2Rb2=vBe+ le Re R Lb2 R 方法二 从b极向左侧求戴维南等效电路 分压式射极偏置电路 BB=CcR b2 R=R/ R +r bI /R1 b2 IB bI b2 T 则J回路KⅥL方程 Rb BB=IBR +VBE+lERe R l=R+(+1R BBEBE BACK NEXT

4 例1：放大电路如下图所示，估算Q点。 解： CC 2 B b1 2 b2 V = (I + I )R + I R B 2 b2 B E E Re V = I R =V + I 对Je回路，有 b1 b2 ' CC b2 B B R R V R V + = + – vi iB i1 Rb1 b c iC Rc VCC + – vo RL Re iE Rb2 Cb1 + Cb2 + e i2 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 IB V’BB Rb T Re IE b b1 b2 R = R // R 则Je回路KVL方程 B b B E E e ' VBB = I R +V + I R b e B E ' B R (1 )R V V I BB + +  − =

例1:放大电路如下图所示,估算Q点。 解:J回路K方程 R R Cb2 C+IBR+IBRb +VBE C CEV BE B R rh +(1+B)R e RLt Vo Jc回路KV方程(直流负载线) CE=VCC -(C+IBRO ≈ 集电极-基极偏置电路 CCcC T放大IC=BIB 小结:近似估算法求Q点 T放大的基本条件=偏反偏 3个方程解3个变量(IBQ、 IcQ, vce 关键方程J回路K方程 BACK NEX

5 VCC Rc RL Rb Cb2 Cb1 + - vo + - vi + + 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） CC C B c B b B E V = (I + I )R + I R +V b c CC B E B R (1 )R V V I + +  − = CC C c CE CC C B c ( ) V I R V V I I R  − = − + C B T放大 I =  I 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

35放大电路的工作点稳定问题 3..1温度对工作点的影响 温度变化对ICB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 3.52射极偏置电路 ●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 BACKNEXT

6 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

3.51温度对工作点的影响 BACK NEXT7

7 3.5.1 温度对工作点的影响

351温度对工作点的影响 温度T个 CBo,CEO BE B个 载流子运动加剧, 载流子运动加剧, 少子浓度个 发射相同数量载流 多子穿过基区的速 子所需电压↓ 度加快,复合减少 输出特性曲线上移输入特性曲线左移 输出特性曲线族 n=c-E间隔加宽 3个 Rb Ⅰ个 C B·(RC/RL) A Q点上移→e2→A个 be BACKNEXT

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 CC B E B R V V I − = 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 c L i o V ( // ) r R R V V A  = = −     Q点上移→ rbe → AV 

352射极偏置电路 1.稳定工作点原理目标:温度变化时,使l维持恒定。 Re R Rb CH b2 Roll C1 b R R RL R R 固定偏流电路射极偏置电路二 分压式射极偏置电路 CC/ bRb+/be VCC=brB+be+IeRe Vbb=Ibrb +Vbe+leRe CCBE ,2 VCC-VBE-TER R B= BB-VBE-IFR R 只能单向设置 具有检测Q点位置,并自动调整的功能 T个→个~1个→V个=LER→ (反馈控制) BACKNEXT

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。 + – vi iB Rb b c iC Rc VCC + – vo RL Re iE Cb1 + Cb2 + e 固定偏流电路 射极偏置电路 + – vi iB i1 Rb1 b c iC Rc VCC + – vo RL Re iE Rb2 Cb1 + Cb2 + e i2 分压式射极偏置电路 CC B Rb VBE V = I + CC B b B E E Re V = I R +V + I b CC B E B R V V I − = b CC B E E e B R V V I R I − − = B b BE E e ' VBB = I R +V + I R b B E E e ' B R V V I R I 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）

分压式射极偏置电路稳定Q思路 CC 如果温度变化时,b点电位能基本不 R Re C62 变,则可实现静态工作点的稳定。 c 利用VB=v-VE=v-IR R 则可实现如下自动调整过程 R Vi Lb2 R T个→LC↑~↑→个→VBE√ b点电位基本不变的条件: h1>lB4510)1(硅) 1=(10-20)1(锗) R B CC =3V-5V(硅) Ab1 + rb2 B>>VBEVB VB=1V-3v(锗) R ≈ B三BE b2 CC: E R R。Rb1+Rbn2Re 求Q点方法三 VcE=VCC-IR-IoRVcc-I(R+R)I B BACKNEXT

+ – vi iB i1 Rb1 b c iC Rc VCC + – vo RL Re iE Rb2 Cb1 + Cb2 + e i2 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 → VE → VBE  B E B E B E Re 利用 V =V −V =V − I 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) CC b1 b2 b2 B V R R R V  +  e B B E C E R V V I I −  = ( ) CE CC C c E e CC C Rc Re V =V − I R − I R V − I +  C B I I = e CC b1 b2 b2 e B R V R R R R V  +   求Q点方法三