《半导体三极管》PPT课件

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1、 半导体三极管及半导体三极管及 放大电路放大电路 基本结构基本结构集电结发射结NPN型型CP PN NN NE EB B发射区集电区基区基极发射极集电极PNP型型N NP PP PE EB B基区发射结集电结集电区发射区集电极C发射极基极BETCNPNBETCPNP晶体管的电流分配及放大基础晶体管的电流分配及放大基础IEIBRBUBBICUCC输输入入电电路路输输出出电电路路公共端公共端发射结正向偏置发射结正向偏置集电结反向偏置集电结反向偏置NPN 管：管：UBE0 UBCVBVERCBCE共发射极放大电路共发射极放大电路PNP 管：管：UBE0即即V VCVBIB 或或 ICIB2当基极电路

2、由于外加电压或电阻改变而引起当基极电路由于外加电压或电阻改变而引起IB的微的微小变化时，必定使小变化时，必定使IC发生较大的变化。即三极管的发生较大的变化。即三极管的基极电流对集电极电流具有控制作用。基极电流对集电极电流具有控制作用。复合与扩散到集电区的电子数目满足统计学规律复合与扩散到集电区的电子数目满足统计学规律3.1.3 特性曲线特性曲线IB=f(UBE )UC E =常数常数UCE1VIEIBRBUBICUCCRC-UBEUCEUBE/VIB/AO材料不同，死区电压不同OIC =g (UCE)|IB=常数常数IB 减小减小IB增加增加UCEICIB =20AIB=60AIB=40AIE

3、IBRBUBICUCCRC-UBEUCE 3.1.4.3.1.4.主要参数主要参数集电极基极间反向饱和电流集电极基极间反向饱和电流 ICBO集电极发射极间穿透电流集电极发射极间穿透电流 ICEOICEO=(1+)ICBO交流电流放大系数交流电流放大系数=IC/IB直流电流放大系数直流电流放大系数=IC/IBICEOCBEAAICBOCEB集电极最大允许电流集电极最大允许电流 ICM集集-射反向击穿电压射反向击穿电压 U(BR)CEO集电极最大允许耗散功率集电极最大允许耗散功率 PCMPCM=ICUCEUCE/VU(BR)CEOIC/mAICMO3.2 3.2 共射放大电路共射放大电路一三极管的

4、放大原理一三极管的放大原理三极管工作在放大区：三极管工作在放大区：发射结正偏，发射结正偏，集电结反偏。集电结反偏。UCE（-ICRc）放大原理：放大原理：iUUBEIBIC（b bIB）电压放大倍数：电压放大倍数：oUiouUUA-+VT123URBIRBBBECCCCb（+12V）IUVCEBE+UIUB+IIC+U+CEUOBCEceCECEcCCbBBbeBEBEuUuiIiiIiuUu-+VT123URBIRBBBECCCCb（+12V）IUVCEBE+UIUB+IIC+U+CEUO符号说明符号说明Rb+VCCVBBRCC1C2T放大元件放大元件iC=b biB，工作，工作在放大区，在

5、放大区，要保证集电要保证集电结反偏，发结反偏，发射结正偏。射结正偏。uiuo输入输入输出输出参考点参考点RL二二.单管共射极放大电路的结构及各元件的作用单管共射极放大电路的结构及各元件的作用共射放大电路组成共射放大电路组成使发射结正使发射结正偏，并提供偏，并提供适当的静态适当的静态工作点工作点IB和和UBE。Rb+VCCVBBRCC1C2TRL基极电源基极电源与基极电与基极电阻阻集电极电源，集电极电源，为电路提供为电路提供能量。并保能量。并保证集电结反证集电结反偏。偏。Rb+VCCVBBRCC1C2TRL共射放大电路共射放大电路集电极电阻，集电极电阻，将变化的电将变化的电流转变为变流转变为变化

6、的电压。化的电压。Rb+VCCVBBRCC1C2TRL耦合电容：耦合电容：电解电容，有极性，电解电容，有极性，大小为大小为10 F50 F作用：作用：隔直通隔直通交交隔离输入输隔离输入输出与电路直流出与电路直流的联系，同时的联系，同时能使信号顺利能使信号顺利输入输出。输入输出。Rb+VCCVBBRCC1C2TRL+uiuo单电源供电单电源供电可以省去可以省去Rb+VCCVBBRCC1C2TRLRb单电源供电单电源供电+VCCRCC1C2TRLRb+VCCRCC1C2Tui=0时时由于电由于电源的存源的存在在IB 0IC 0ICIE=IB+ICRLIB无信号输入时无信号输入时静态工作点静态工作点

7、Ui=0时电路的工作状态时电路的工作状态3.3 3.3 图解分析法图解分析法Rb+VCCRCC1C2TICUBEUCE(IC,UCE)(IB,UBE)RLIB静态工作点静态工作点(IB,UBE)和和(IC,UCE)分别对应于输入输出特分别对应于输入输出特性曲线上的一个点称为静态工作点。性曲线上的一个点称为静态工作点。IBUBEQIBUBEQUCEICICUCEIB为什么要设置静态工作点？为什么要设置静态工作点？放大电路建立正确的静态工作点，是为了使三放大电路建立正确的静态工作点，是为了使三极管工作在线性区，以保证信号不失真。极管工作在线性区，以保证信号不失真。开路开路Rb+VCCRCC1C2R

8、L画出放大电路的直流通路画出放大电路的直流通路 2.2.静态工作点的估算静态工作点的估算将交流电压源短路，将电容开路。将交流电压源短路，将电容开路。直流通路的画法：直流通路的画法：开路开路Rb+VCCRC直流通道直流通道（1）估算）估算IB（UBE 0.7V)Rb+VCCRCIBUBEbBECCBRUVIbCC7.0RVbRVCCRb称为偏置电阻，称为偏置电阻，IB称为偏置电流。称为偏置电流。1.近似估算静态工作点（近似估算静态工作点（IB、UBE、IC、UCE）（2）估算）估算UCE、ICRb+VCCRCICUCECCCCCERIVUIC=b bIB例：用估算法计算静态工作点。例：用估算法计

9、算静态工作点。已知：已知：VCC=12V，RC=4K，Rb=300K ，b b=37.5。解：解：A400.04mA30012RVIbCCBmAIIBC5.104.05.37b6V41.512RIVUCCCCCE请注意电路中请注意电路中IB和和IC的数量级的数量级UBE 0.7VRb+VCCRCUCE=VCCICRC直流负载线直流负载线由估算法求出由估算法求出I IB B，I IB B对应的对应的输出特性与直输出特性与直流负载线的交流负载线的交点就是工作点点就是工作点Q QVCCICUCECCCRVQIB静态静态UCE静态静态IC2.用图解法分析放大器的静态工作点用图解法分析放大器的静态工作点

10、IBUBEQICUCEuiibibicuCE怎么变化怎么变化1.交流放大原理（设输出空载）交流放大原理（设输出空载）假设在静态工作点的基假设在静态工作点的基础上，输入一微小的正础上，输入一微小的正弦信号弦信号 ui静态工作点静态工作点二二.用图解法分析放大器的动态工作情况用图解法分析放大器的动态工作情况ICUCEicuCEuCE也沿着也沿着负载线变化负载线变化UCE与与Ui反相！反相！各点波形各点波形uo比比ui幅度放大且相位相反幅度放大且相位相反Rb+VCCRCC1C2uiiBiCuCEuoceCECEcCCbBBbeBEBEuUuiIiiIiuUu对交流信号对交流信号(输入信号输入信号ui

11、)短短路路短短路路置置零零2.放大器的交流通路放大器的交流通路Rb+VCCRCC1C2RLuiuo1/C 0 将直流电压源短路，将电容短路。将直流电压源短路，将电容短路。交流通路交流通路分析动态工作情况分析动态工作情况交流通路的画法：交流通路的画法：RbRCRLuiuo交流通道交流通道Rb+VCCRCC1C2RL3.交流负载线交流负载线输出端接入负载输出端接入负载RL：不影响：不影响Q 影响动态！影响动态！交流负载线交流负载线RbRCRLuiuoicuce其中：其中：CLLR/RR uce=-ic（RC/RL）=-ic RL交流量交流量ic和和uce有如下关系：有如下关系：这就是说，交流负载线

12、的斜率为：这就是说，交流负载线的斜率为：LR1 uce=-ic（RC/RL）=-ic RL或或ic=（-1/RL）uce交流负载线的作法：交流负载线的作法：斜斜 率为率为-1/RL。（。（RL=RLRc）经过经过Q点。点。交流负载线的作法交流负载线的作法ICUCEVCCCCCRVQIB交流负载线交流负载线直流负载线直流负载线斜斜 率为率为-1/RL。（RL=RLRc）经过经过Q点。点。注意：注意：（1）交流负载线是有交流）交流负载线是有交流 输入信号时工作点的运动轨迹。输入信号时工作点的运动轨迹。（2）空载时，交流负载线与直流负载线重合。）空载时，交流负载线与直流负载线重合。iCuCEuo可输

13、出可输出的最大的最大不失真不失真信号信号（1）合适的静态工作点）合适的静态工作点ib4非线性失真与非线性失真与Q Q的关系的关系iCuCEuo（2）Q点过低点过低信号进入截止区信号进入截止区称为截止失真称为截止失真信号波形信号波形饱和失真与截止失真模拟饱和失真与截止失真模拟OOuCEuBEuCEUCESUCEIBICQQMNiciciBUomtuiOQ点过高引起的饱和点过高引起的饱和失真失真晶体管输出特性曲线分三个工作区晶体管输出特性曲线分三个工作区UCE /VIC /mA806040 0 IB=20 AO24681234截止区截止区饱和区饱和区放大区放大区晶体管三个工作区的特晶体管三个工作区

14、的特点点发射结正偏,集电结反偏有电流放大作用,IC=IB输出曲线具有恒流特性发射结、集电结处于反偏失去电流放大作用,IC0晶体管C、E之间相当于开路发射结、集电结处于正偏失去放大作用晶体管C、E之间相当于短路CEB+-+CEB+-+CEB+-+建立小信号模型的意义建立小信号模型的意义 由于三极管是非线性器件，这样就使得放由于三极管是非线性器件，这样就使得放大电路的分析非常困难。建立小信号模型，就大电路的分析非常困难。建立小信号模型，就是在一定的条件下（工作点附近）将非线性器是在一定的条件下（工作点附近）将非线性器件做线性化处理，从而简化放大电路的分析和件做线性化处理，从而简化放大电路的分析和设

15、计。设计。由于研究对象的多样性和复杂性，往往把对象的某些特征提取出来，用已知的、相对明了的单元组合来说明，并作为进一步研究的基础，这种研究方法称为建模。3.4 放大电路的交流模型分析法放大电路的交流模型分析法 当放大电路的输入信号电压很小时，就可以把三当放大电路的输入信号电压很小时，就可以把三极管小范围内的特性曲线近似地用直线来代替，从而极管小范围内的特性曲线近似地用直线来代替，从而可以把三极管这个非线性器件所组成的电路当作线性可以把三极管这个非线性器件所组成的电路当作线性电路来处理。电路来处理。建立小信号模型的思路建立小信号模型的思路共射极放大电路共射极放大电路3.4.1 BJT的小信号建模

16、的基础直流工作点的小信号建模的基础直流工作点先求直流工作点在小信号情况下，在小信号情况下，对上两式取全微分得对上两式取全微分得CECEBEBBBEBEBCEdvvvdiivdvIV 用小信号交流分量表示用小信号交流分量表示vbe=hieib+hrevceic=hfeib+hoevce对于对于BJT双口网络，我们已双口网络，我们已经知道输入输出特性曲线如经知道输入输出特性曲线如下：下：uBE=f(iB，vCE)iC=g(iB，vCE)CECECBBCBCEdvvidiiidIVCi说明说明diB 与交与交流信号的关系流信号的关系1.H参数的引出参数的引出CEBBEie Vivh 输出端交流短路时

17、的输入电阻；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输出端交流短路时的正向电流传输比或电流放大系数；流放大系数；输入端电流恒定（交流开路）的反向电压传输比输入端电流恒定（交流开路）的反向电压传输比输入端电流恒定（交流开路）时的输出电导。输入端电流恒定（交流开路）时的输出电导。其中：其中：四个参数量纲各不相同，故称为混合参数（四个参数量纲各不相同，故称为混合参数（H H参数）。参数）。vbe=hieib+hrevceic=hfeib+hoevceCEBCfe Viih BCEBEre Ivvh BCECoe Ivih 能构成电路图吗2.H参数小信号模型参数小信号模型根据根

18、据可得小信号模型可得小信号模型BJT的的H参数模型参数模型hfeibicvceibvbehrevcehiehoevbe=hieib+hrevceic=hfeib+hoevcevBEvCEiBcebiCBJT双口网络双口网络 H H参数都是小信号参数，即微变参数参数都是小信号参数，即微变参数或交流参数。或交流参数。H H参数与工作点有关，在放大区基本参数与工作点有关，在放大区基本不变。不变。3.模型的简化模型的简化hfeibicvceibvbehrevcehiehoe即即 rbe=hie b b=hfe uT=hre rce=1/hoe一般采用习惯符号一般采用习惯符号则则BJT的的H参数模型为参

19、数模型为 uT很小，一般为很小，一般为10-3 10-4，rce很大，约为很大，约为100k。故故一般可忽略它们的影响，一般可忽略它们的影响，得到简化电路得到简化电路 b b ib 是受控源是受控源，且为电流，且为电流控制电流源控制电流源(CCCS)。电流方向与电流方向与ib的方向是关的方向是关联的。联的。4.H参数的确定参数的确定 b b 一般用测试仪测出；一般用测试仪测出；rbe 与与Q点有关，可用点有关，可用图示仪测出。图示仪测出。一般也用公式估算一般也用公式估算 rbe rbe=rb+(1+b b)re其中对于低频小功率管其中对于低频小功率管 rb(100300）则则 )mA()mV(

20、26)1(200EQbeIrb b )mA()mV()mA()mV(EQEQTeIIVr26而而 (T=300K)电压放大倍数的计算：电压放大倍数的计算：共射极放大电路共射极放大电路uiuobebirIU LboRIU b b beLurRA b b LCLR/RR 负载电阻越小，放大倍数越小。负载电阻越小，放大倍数越小。画微变等效电路画微变等效电路rbeRbRCRLiU iI bI cI oU BI b biiIURibeb/rRber电路的输入电阻越大，从信号源取电路的输入电阻越大，从信号源取得的电流越小，因此一般总是希望得得的电流越小，因此一般总是希望得到较大的的输入电阻。到较大的的输入

21、电阻。rbeRbRCRLiU iI bI cI oU BI b b3 3、输入电阻的计算：、输入电阻的计算：根据输入电阻的定义：根据输入电阻的定义：当信号源有内阻时：当信号源有内阻时：Ui.UO.Ui.Us.coooRIUR所以：所以：用加压用加压求流法求流法求输出求输出电阻：电阻：4、输出电阻的计算：、输出电阻的计算：0U,R.o.ooSLIU=R根据定义根据定义oU oI rbeRbRCiI bI cI bI b b00小信号模型画法步骤小信号模型画法步骤求：求：1.静态工作点。静态工作点。2.电压增益电压增益AU、输入电阻、输入电阻Ri、输出电阻输出电阻R0。3.若输出电压的波形出现如若

22、输出电压的波形出现如 下失真下失真，是截止还是饱和，是截止还是饱和 失真？应调节哪个元件？失真？应调节哪个元件？如何调节？如何调节？解解：1.IcVCE2.思路：微变等效电路思路：微变等效电路AU、Ri、R0)(94576.126)431(20026)1(200mAmVImVrEbebbeLiurRUUA0b103945.0)2.6/9.3(43)(945.0945.0/470/krRRbebiCRR 0对于前面的电路（固定偏置电路）而言，对于前面的电路（固定偏置电路）而言，静态工作点由静态工作点由UBE、b b和和ICEO决定，这三个参决定，这三个参数随温度而变化。数随温度而变化。Q变变UB

23、Eb bICEO变变T变变IC变变1.温度对静态工作点的影响温度对静态工作点的影响3.5 静态工作点的稳定静态工作点的稳定温度对温度对UBE的影响的影响iBuBE25 C50CTUBE曲线左移曲线左移IBIC温度对温度对b b值及值及ICEO的影响的影响Tb b、ICEOICiCuCEQQ 总的效果是：总的效果是：温度上升时，温度上升时，输出特性曲线输出特性曲线上移，造成上移，造成Q点上移。点上移。总之：总之：TIC常采用常采用射极偏置电路射极偏置电路来稳定静态工作点。来稳定静态工作点。电路见下页。电路见下页。为此，需要改进偏置电路，当温度升高为此，需要改进偏置电路，当温度升高时时,能够自动减

24、少能够自动减少IB，IB IC ，从而抑从而抑制制Q点的变化。保持点的变化。保持Q点基本稳定。点基本稳定。I1I2IBCCb2b1b2BVRRRU2.射极偏置电路射极偏置电路I2=（510）IB I1 I2Rb1+VCCRCC1C2Rb2CeReRLuiuoBEC分压式偏置电路Re射极直流负反馈电阻Ce 交流旁路电容ICIERb1+VCCRCC1C2Rb2CeReRLuiuoI1I2IB静态工作点稳定过程静态工作点稳定过程TUBEICICIEUECCb2b1b2BVRRRUUBE=UB-UE =UB-IE REUB被认为较稳定被认为较稳定ICIEIB由输入特性曲线由输入特性曲线本电路稳压本电路

25、稳压的过程实际的过程实际是由于加了是由于加了RE形成了负形成了负反馈过程反馈过程ECB直流通道及静态工作点估算直流通道及静态工作点估算CCb2b1b2BVRRRUIB=IC/b bUCE=VCC-ICRC-IEReIC IE=UE/Re =（UB-UBE）/Re UBE 0.7V+VCCRb1RCRb2ReICIEIBUCE电容开路电容开路,画出直流通道画出直流通道电容短路电容短路,直流电源短直流电源短路，画出交流通道路，画出交流通道交流通道及微变等效电路交流通道及微变等效电路Rb1+ECRCC1C2Rb2CERERLuiuoBEC交流通道交流通道Rb1RCRb2RLuiuoBECibicii

26、i2i1微变等效电路微变等效电路rbeRCRLiU oU bI b bRb1Rb2iI bI cI BECI1I2微变等效电路及电压放大倍数、输入电阻、微变等效电路及电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的计算输出电阻的计算beLurRA b b Ri=Rb1/Rb2/rbeRo=RCrbeRCRLiU oU bI b bRb1Rb2iI bI cI BECI1I2RL=RC/RL)mA(I)mV(26)1()(300rEbeb b 电容电容CE的作用：的作用：例题：例题：（2 2）求电压放大倍数：）求电压放大倍数：其他形式的工作点稳定电路一一.共集电极放大电路共集电极放大电路Rb+VCCC1C2R

27、eRLuiuo1.结构：结构：3.6 3.6 共集和共基放大电路共集和共基放大电路2.2.直流通道及静态工作点分析：直流通道及静态工作点分析：ebBECCBRRUVI)1(bEECCCERIVUVCC=IBRb+UBE+IERe =IBRb+UBE+(1+b b）IBReRb+VCCReIBIEUBEUCEIC=b bIB 3.3.动态分析动态分析交流通道及微变等效电路交流通道及微变等效电路RB+ECC1C2RERLuiuo交流通道及微变等效电路交流通道及微变等效电路rbeiU iI bI cI oU bI b bBRReRLEB CRbReRLuiuoBCELeoRIU LeLRRR/LbR

28、I1 b b ）（LebebiRIrIU LbbebRI)1(rI b b LbbebLbRI)1(rIRI)1(b b b b LbeLR)1(rR1 b b b b ）（1）电压放大倍数）电压放大倍数rbeiU iI bI cI oU bI b bBRRERLRLIeuA=UoUi1、,R)1(rLbe b b 所以所以，1Au 2、输入输出同相，输出电压跟随输入电压，、输入输出同相，输出电压跟随输入电压，故称故称电压跟随器电压跟随器。讨论讨论输出电压与输入电压近似相等，电输出电压与输入电压近似相等，电压未被放大，但是电流放大了，即压未被放大，但是电流放大了，即输出功率被放大了。输出功率被

29、放大了。LbeLR)1(rR1 b b b b ）（Au（2）输入电阻）输入电阻rbeiU iI bI cI oU bI b bBRReRLIRBLebebiRIrIU LbbebRI)1(rI b b Ri=Ui Ibrbe+(1+b b)RL=Ri=UiIi=Rb/rbe+(1+b b)RLRiRi3、输出电阻、输出电阻用加压求流法求输出电阻。用加压求流法求输出电阻。rbeiU iI bI cI sU bI b bBRRERsro置置0保留保留ebbIIII b b EsbesbeRURrURrU b b BssR/RR U IbI bI b bRsrbeBRReeI 输出电阻输出电阻 I

30、UroEsbeR1Rr11 b b b b 1Rr/RsbeEro=Re/rbe1+b b当当RS=0时时（加电压求流法）（加电压求流法）例例3.2.1 在射极输出器中在射极输出器中 已知已知 UCC=12V，RB=240k，RE =3k，RL=6k，RS=150，=50 。试求（1）静态工作点；（2）Au、ri 和 rO 。ro=Re/rbe1+b b当当RS=0时时rob b 1Rr/RsbeERSuS+RLiCiBTC2C1+RBRE+UCC+uO（1 1）静态工作点）静态工作点IB=0.029mAUCC UBE 127RB+（1+）RE 240+（1+50）3IE=（1+）IB=（1+

31、50）0.029=1.48mAUCE=UCCREIE=1231.48=7.56V返回RSuS+RLiCiBTC2C1+RBRE+UCC+uO（2 2）Au、ri 和和 r0rbe=200+（1+）IE26Au=0.99（1+）RL（1+）RLrbe（1+50）（）（3/6）1.20+（1+50）（）（3/6）ri=RB/rbe+（1+）RL =240/+（1+50）（）（2/6）rO=26.47rbe+RS1+1200+1501+50.UO RSRERLeb c Ib Ie .IC rbeririUS .Ii .Ib RB+.Uo .=200+（1+50）261.48射极输出器的特点：电压放大

32、倍数射极输出器的特点：电压放大倍数=1，输入阻抗高，输出阻抗小。输入阻抗高，输出阻抗小。共基极电路共基极电路1.静态工作点静态工作点 直流通路与射直流通路与射极偏置电路相同极偏置电路相同CCb2b1b2BVRRRVeBEBECRVVII )(ecCCCeEcCCCCERRIVRIRIVV b bCBII 2.动态指标动态指标电压增益电压增益输出回路：输出回路：输入回路：输入回路：bebirIV 电压增益：电压增益：beLbebLbioVrRrIRIVVA b bb bLbLcoRIRIV b bLcL/RRR 2.动态指标动态指标 输入电阻输入电阻 输出电阻输出电阻b bb b 1)(1beb

33、bebeiebirIrIIVrRb bb b 11/bebeeebeiiirrRrRIVRcoRR 3.三种组态的比较三种组态的比较电压增益：电压增益：beLc)/(rRR b b输入电阻：输入电阻：beb/rR输出电阻：输出电阻：cR)/)(1()/()1(LebeLeRRrRRb bb b )/)(1(/LebebRRrRb b b b 1)/(/bebserRRRbeLc)/(rRR b bb b 1/beerRcR3.7 3.7 放大电路的频率响应放大电路的频率响应频率响应频率响应放大器的电压放大倍数放大器的电压放大倍数 与频率的关系与频率的关系下面先分析无源下面先分析无源RC网络的频

34、率响应网络的频率响应1.1.RCRC低通网络低通网络 2H)(11ffAv RCf21H arctg(Hff)RC+-io.VV RC低通电路（1）频率响应表达式：）频率响应表达式：一一.无源无源RCRC电路的频率响应电路的频率响应HRCVVj11j11iovA.=.式中RCH1。vA的模、上限截止频率和相角分别为.图3.7.1 低频电路及其频率响应最大误差最大误差-3dB幅频响应幅频响应2H)/(11ffAV时时，当当 Hff 1)/(112HffAVdB 01lg20lg20VA时时，当当 Hff ffffAV/)/(11H2H)/lg(20lg20HffAV0分贝水平线分贝水平线斜率为斜

35、率为-20dB/十倍频程十倍频程 的直线的直线相频响应相频响应时时，当当 Hff 时时，当当 Hff )/(arctgHff 0 90时时，当当 Hff 45时时，当当 100.1 HHfff 十十倍倍频频程程的的直直线线斜斜率率为为/45 （2 2）RCRC低通电路的波特图低通电路的波特图可见：当频率较低时，可见：当频率较低时，AAV V 11，输出与输入电压之间的相位差，输出与输入电压之间的相位差=0=0。随。随着频率的提高，着频率的提高，AAV V 下降，相位差增大，且输出电压是滞后于输入电下降，相位差增大，且输出电压是滞后于输入电压的，最大滞后压的，最大滞后9090o o。在此频率响应

36、中，上限截止频率。在此频率响应中，上限截止频率fH H是一个重要的频率是一个重要的频率点。点。)arctg(Lff2.2.RCRC高通网络高通网络RCf21L2L)(11ffAvRC1L。式中 下限截止频率、模和相角分别为 RC 高通电路（1）频率响应表达式：）频率响应表达式：/j11/j11/1ioLRCCjRRVVvA=.图3.7.3 高通电路及频率响应 RC高通电路的频率特性曲线（2 2）RCRC高通网络的波特图高通网络的波特图)arctg(Lff2L)(11ffAv可见：当频率较高时，可见：当频率较高时，AAV V 11，输出与输入电压之间的相位，输出与输入电压之间的相位差差=0=0。

37、随着频率的降低，。随着频率的降低，AAV V 下降，相位差增大，且输出电下降，相位差增大，且输出电压是超前于输入电压的，最大超前压是超前于输入电压的，最大超前9090o o。在此频率响应中，下限截。在此频率响应中，下限截止频率止频率fL L是一个重要的频率点。是一个重要的频率点。二二.BJT.BJT的高频响应的高频响应混合型高频小信号模型是通过三极管的物理模型而建立的。-发射结电容，Cb e-集电结电阻rbc-集电结电容 Cb c rbb-基区的体电阻，b是假想的基区内的一个点。三极管的物理模型1.BJTBJT的混合的混合型模型型模型 -发射结电阻 re（1）物理模型 根据这一物理模型可以画出

38、混合型高频小信号模型。高频混合型小信号模型电路 这一模型中用 代替 ，这是因为本身就与频率有关，而gm与频率无关。eb.mVg.b0Ib（2）用 代替eb.mVg.bIb（C）（C）rbc很大，可以忽略。很大，可以忽略。rce很大，也可以忽略。很大，也可以忽略。（3 3）简化的混合）简化的混合模型模型将C等效到输入端，条件是流过电容器C的电流不变。从输出端等效C？合并电容合并电容很小低频时，混合低频时，混合 模型与模型与H参数模型等效参数模型等效ebbbberrr所以所以又又 rbe=rb+(1+b b)re ETb)1(IVrb b ETeb)1(IVrb b 2.混合混合参数参数 的估算的

39、估算又因为又因为所以所以b bo o：低频电流放大系数mgebbebrIVebm0IbVgb b.TEebmVIrgb bTEebmVIrgb b0 0IC=gm Ube=o Ib.3.BJT的频率参数f、fT 由由定义：定义：由可求出共射接法交流电由可求出共射接法交流电流放大系数。流放大系数。e be bb)(+)/1(CCjrVI.e bmcVgI.)(21cbebCCRbefb：共射截止频率,一般f与Cbc已知，通过此式可求C be即C =C1fb2ebrcbC1)(10cbebebebmfjCCrjrgbb=fb.0bcceVIIb.约去V be，分母通分 做出做出的幅频特性和相频特性

40、曲线。的幅频特性和相频特性曲线。三极管三极管的幅频特性和相频特性曲线的幅频特性和相频特性曲线当=1时对应的频率称为特征频率fT，且有fT0fb 当20lg下降3dB时,频率fb称为共发射极接法的截止频率三.阻容耦合共射放大电路的频率响应 对于如图所示的共射放大电路，对于如图所示的共射放大电路，分低、中、高三个频段加以研究。分低、中、高三个频段加以研究。共射放大电路1.中频段中频段所有的电容均可忽略。所有的电容均可忽略。可用前面讲可用前面讲的的h参数等效电路分析。参数等效电路分析。中频电压放大倍数：中频电压放大倍数：beLiSirRRRRVVAbSOusm2.2.低频段低频段 在低频段，三极管的

41、极间电容可视为开路，耦合在低频段，三极管的极间电容可视为开路，耦合电容电容C1、C2不能忽略不能忽略。方便分析，现在只考虑方便分析，现在只考虑C1，将将C2归入第二级。画出低频归入第二级。画出低频等效电路如图所示。等效电路如图所示。低频等效电路低频等效电路可推出低频电压放大倍数：可推出低频电压放大倍数：ffjAVVAL1usmSOusL1L/(21CRrRfSbeb）该电路有该电路有 一个一个RC电路高通环节。有下限截止频率：电路高通环节。有下限截止频率：共射放大电路低频段的波特图共射放大电路低频段的波特图幅频响应幅频响应：2LusmusL)(11lg20lg20lg20ff|A|A|相频响应

42、相频响应：)arctg(180Lff其中：其中：3.3.高频段高频段为电压放大倍数cbLm)1(CRgLmRgCc bc bLm)11(CCRgCCC 在高频段，耦合电容在高频段，耦合电容C1、C2可以可视为短路可以可视为短路，三极管的三极管的极间电容不能忽略。极间电容不能忽略。这时要用混合这时要用混合等效电路等效电路，画出高频等效电路如图所示。，画出高频等效电路如图所示。其中：其中：RCf21H该电路有该电路有 一个一个RC电路低通环节。有上限截止频率：电路低通环节。有上限截止频率：CbeC )(sbbbebR/Rr/rRCe可推出高频电压放大倍数：可推出高频电压放大倍数：HffjAVVA1

43、usmSOusH其中：其中：Lme bbbe bisiusmRgrrrRRRAbeLiSirR0RRR共射放大电路高频段的波特图共射放大电路高频段的波特图幅频响应幅频响应：2HusmusH)(11lg20|lg20lg20ff|A|A|相频响应相频响应：)arctg(180Hff4.4.完整的共射放大电路的频率响应完整的共射放大电路的频率响应)j1(1)j1(1HLusmusffffAA（1）通频带：）通频带：（2 2）带宽）带宽-增益积：增益积：fbwAumBJT BJT 一旦确定，一旦确定，高频高频带宽增益积带宽增益积基本为常数基本为常数5.5.频率失真频率失真由于放大器对不同频率信号的放

44、大由于放大器对不同频率信号的放大倍数不同而产生的失真。倍数不同而产生的失真。HLHbwffff两个频率响应指标：两个频率响应指标：频率每增加10倍,幅度下降20分贝,带宽增益乘积不变.例题例题 解：解：模型参数为模型参数为 设共射放大电路在室温下运行，其参数为：设共射放大电路在室温下运行，其参数为：，pF5.000MHz41001mA1001kcbTCbbsCfIrR。k5cR试计算它的低频电压增益和上限频率。试计算它的低频电压增益和上限频率。mgTEVImV26mA1 S 038.0 ebrmgS 038.0001 k 6.2 ebCcbTm2 Cfg pF 8.14.usmAcmRg ebbbseb rrRr51.133 Ceb CMC pF 5.111 低频电压增益为低频电压增益为 R)(bbs rReb/r k 77.0又因为又因为所以上限频率为所以上限频率为 HfRC 21MHz 85.1 usmAlg2051.133lg20 dB 5.42 MCcbcm)1(CRgpF 7.96 计算时折合为f)(21cbebebCCrfb自测.题