《模擬電子線路第2章雙極型晶體管及其電路》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《模擬電子線路第2章雙極型晶體管及其電路（199頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 21 雙 極 型 晶 體 管 的 工 作 原 理 22 晶 體 管 伏 安 特 性 曲 線 及 參 數(shù)23 晶 體 管 工 作 狀 態(tài) 分 析 及 偏 置 電 路24 放 大 器 的 組 成 及 其 性 能 指 標 25 放 大 器 圖 解 分 析 法 26 放 大 器 的 交 流 等 效 電 路 分 析 法 27 共 集 電 極 放 大 器 和 共 基 極 放 大 器 28 放 大 器 的 級 聯(lián) 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路21 雙 極 型 晶 體

2、管 的 工 作 原 理 雙 極 型 晶 體 管 是 由 三 層 雜 質(zhì) 半 導 體 構(gòu) 成 的 器 件 。它 有 三 個 電 極 ， 所 以 又 稱 為 半 導 體 三 極 管 、 晶 體 三 極管 等 ， 以 后 我 們 統(tǒng) 稱 為 晶 體 管 。 晶 體 管 的 原 理 結(jié) 構(gòu) 如 圖 21(a)所 示 。 由 圖 可 見 ， 組成 晶 體 管 的 三 層 雜 質(zhì) 半 導 體 是 N型 P型 N型 結(jié) 構(gòu) ，所 以 稱 為 NPN管 。 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 P 集 電 極 基 極 發(fā) 射 極 集 電 結(jié)發(fā) 射 結(jié) 發(fā) 射 區(qū) 集 電 區(qū) (a) NPN

3、 c e b PNP c e b b 基 區(qū) e c (b) N 襯 底 N型 外 延 PN c e b SiO 2 絕 緣 層 集 電 結(jié) 基 區(qū) 發(fā) 射 區(qū) 發(fā) 射 結(jié) 集 電 區(qū) (c) N N 圖 21晶 體 管 的 結(jié) 構(gòu) 與 符 號 (a)NPN管 的 示 意 圖 ； (b)電 路 符 號 ； (c)平 面 管 結(jié) 構(gòu) 剖 面 圖 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 211放 大 狀 態(tài) 下 晶 體 管 中 載 流 子 的 傳 輸 過 程 當 晶 體 管 處 在 發(fā) 射 結(jié) 正 偏 、 集 電 結(jié) 反 偏 的 放 大 狀態(tài) 下 ， 管 內(nèi) 載 流 子 的 運

4、動 情 況 可 用 圖 2-2說 明 。 我 們 按傳 輸 順 序 分 以 下 幾 個 過 程 進 行 描 述 。 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 圖 22晶 體 管 內(nèi) 載 流 子 的 運 動 和 各 極 電 流 c IC e IE N P N I B R C UCC UBB R B ICBO 15V b IBN IEP IEN ICN 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 一 、 發(fā) 射 區(qū) 向 基 區(qū) 注 入 電 子 由 于 e結(jié) 正 偏 ， 因 而 結(jié) 兩 側(cè) 多 子 的 擴 散 占 優(yōu) 勢 ， 這時 發(fā) 射 區(qū) 電 子 源 源 不 斷 地

5、 越 過 e結(jié) 注 入 到 基 區(qū) ， 形 成 電子 注 入 電 流 IEN。 與 此 同 時 ， 基 區(qū) 空 穴 也 向 發(fā) 射 區(qū) 注 入 ，形 成 空 穴 注 入 電 流 IEP。 因 為 發(fā) 射 區(qū) 相 對 基 區(qū) 是 重 摻 雜 ，基 區(qū) 空 穴 濃 度 遠 低 于 發(fā) 射 區(qū) 的 電 子 濃 度 ， 所 以 滿 足 I EP IEN ， 可 忽 略 不 計 。 因 此 ， 發(fā) 射 極 電 流 IEIEN，其 方 向 與 電 子 注 入 方 向 相 反 。 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 二 、 電 子 在 基 區(qū) 中 邊 擴 散 邊 復 合 注 入 基 區(qū)

6、 的 電 子 ， 成 為 基 區(qū) 中 的 非 平 衡 少 子 ， 它 在 e結(jié)處 濃 度 最 大 ， 而 在 c結(jié) 處 濃 度 最 小 (因 c結(jié) 反 偏 ， 電 子 濃度 近 似 為 零 )。 因 此 ， 在 基 區(qū) 中 形 成 了 非 平 衡 電 子 的 濃度 差 。 在 該 濃 度 差 作 用 下 ， 注 入 基 區(qū) 的 電 子 將 繼 續(xù) 向 c結(jié) 擴 散 。 在 擴 散 過 程 中 ， 非 平 衡 電 子 會 與 基 區(qū) 中 的 空穴 相 遇 ， 使 部 分 電 子 因 復 合 而 失 去 。 但 由 于 基 區(qū) 很 薄且 空 穴 濃 度 又 低 ， 所 以 被 復 合 的 電 子

7、數(shù) 極 少 ， 而 絕 大部 分 電 子 都 能 擴 散 到 c結(jié) 邊 沿 。 基 區(qū) 中 與 電 子 復 合 的 空穴 由 基 極 電 源 提 供 ， 形 成 基 區(qū) 復 合 電 流 I BN， 它 是 基 極電 流 IB的 主 要 部 分 。 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 三 、 擴 散 到 集 電 結(jié) 的 電 子 被 集 電 區(qū) 收 集 由 于 集 電 結(jié) 反 偏 ， 在 結(jié) 內(nèi) 形 成 了 較 強 的 電 場 ， 因而 ， 使 擴 散 到 c結(jié) 邊 沿 的 電 子 在 該 電 場 作 用 下 漂 移 到 集電 區(qū) ， 形 成 集 電 區(qū) 的 收 集 電 流

8、ICN。 該 電 流 是 構(gòu) 成 集 電極 電 流 IC的 主 要 部 分 。 另 外 ， 集 電 區(qū) 和 基 區(qū) 的 少 子 在 c結(jié) 反 向 電 壓 作 用 下 ， 向 對 方 漂 移 形 成 c結(jié) 反 向 飽 和 電 流I CBO， 并 流 過 集 電 極 和 基 極 支 路 ， 構(gòu) 成 IC 、 IB的 另 一 部分 電 流 。 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 212電 流 分 配 關 系 由 以 上 分 析 可 知 ， 晶 體 管 三 個 電 極 上 的 電 流 與 內(nèi)部 載 流 子 傳 輸 形 成 的 電 流 之 間 有 如 下 關 系 ： CBOCNC

9、CBOCNB CNBNENE III III IIII (21a) (21b) (21c) 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 式 (21)表 明 ， 在 e結(jié) 正 偏 、 c結(jié) 反 偏 的 條 件 下 ， 晶體 管 三 個 電 極 上 的 電 流 不 是 孤 立 的 ， 它 們 能 夠 反 映 非平 衡 少 子 在 基 區(qū) 擴 散 與 復 合 的 比 例 關 系 。 這 一 比 例 關系 主 要 由 基 區(qū) 寬 度 、 摻 雜 濃 度 等 因 素 決 定 ， 管 子 做 好后 就 基 本 確 定 了 。 反 之 ， 一 旦 知 道 了 這 個 比 例 關 系 ，就 不

10、難 得 到 晶 體 管 三 個 電 極 電 流 之 間 的 關 系 ， 從 而 為定 量 分 析 晶 體 管 電 路 提 供 方 便 。 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 為 了 反 映 擴 散 到 集 電 區(qū) 的 電 流 ICN與 基 區(qū) 復 合 電 流IBN之 間 的 比 例 關 系 ， 定 義 共 發(fā) 射 極 直 流 電 流 放 大 系 數(shù) 為 CBOB CBOCBNCN II IIII (22) 其 含 義 是 ： 基 區(qū) 每 復 合 一 個 電 子 ， 則 有 個 電 子 擴 散 到 集 電 區(qū) 去 。 值 一 般 在 20200之 間 。 第 2章 雙 極

11、型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路確 定 了 值 之 后 ， 由 式 (21)、 (22)可 得 CEB CEOBCBOBE CEOBCBOBC III IIIII IIIII )1()1()1( )1( (23a) (23b) (23c) 式 中 ： CBOCEO II )1( (24)稱 為 穿 透 電 流 。 因 ICBO很 小 ， 在 忽 略 其 影 響 時 ， 則 有BE BC II II )1( (25a) (25b) 式 (25)是 今 后 電 路 分 析 中 常 用 的 關 系 式 。 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 為 了 反 映 擴 散 到 集

12、 電 區(qū) 的 電 流 ICN與 射 極 注 入 電 流IEN的 比 例 關 系 ， 定 義 共 基 極 直 流 電 流 放 大 系 數(shù) 為E CBOCENCN I IIII (26)顯 然 ， 1， 一 般 約 為 0.970.99。由 式 (26)、 (21)， 不 難 求 得 BCE ECBOEB ECBOEC III IIII IIII )1()1( (27a)(27c) (27b) 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 由 于 , 都 是 反 映 晶 體 管 基 區(qū) 擴 散 與 復 合 的比 例 關 系 ， 只 是 選 取 的 參 考 量 不 同 ， 所 以 兩 者

13、 之 間 必有 內(nèi) 在 聯(lián) 系 。 由 , 的 定 義 可 得 11 BNBN BNCNEN CNENCN EE ECNE CNENCN II III III II III III (28) (29) 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 213 晶 體 管 的 放 大 作 用 現(xiàn) 在 用 圖 22來 說 明 晶 體 管 的 放 大 作 用 。 若 在 圖 中UBB上 疊 加 一 幅 度 為 100mV的 正 弦 電 壓 ui， 則 正 向 發(fā)射 結(jié) 電 壓 會 引 起 相 應 的 變 化 。 由 于 e結(jié) 正 向 電 流 與 所 加電 壓 呈 指 數(shù) 關 系 ， 所 以

14、發(fā) 射 極 會 產(chǎn) 生 一 個 較 大 的 注 入電 流 iE， 例 如 為 1mA。 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路22 晶 體 管 伏 安 特 性 曲 線 及 參 數(shù) 晶 體 管 伏 安 特 性 曲 線 是 描 述 晶 體 管 各 極 電 流 與 極間 電 壓 關 系 的 曲 線 ， 它 對 于 了 解 晶 體 管 的 導 電 特 性 非常 有 用 。 晶 體 管 有 三 個 電 極 ， 通 常 用 其 中 兩 個 分 別 作輸 入 、 輸 出 端 ， 第 三 個 作 公 共 端 ， 這 樣 可 以 構(gòu) 成 輸 入和 輸 出 兩 個 回 路 。 實 際 中 ， 有

15、 圖 23所 示 的 三 種 基 本 接法 (組 態(tài) )， 分 別 稱 為 共 發(fā) 射 極 、 共 集 電 極 和 共 基 極 接 法 。其 中 ， 共 發(fā) 射 極 接 法 更 具 代 表 性 ， 所 以 我 們 主 要 討 論共 發(fā) 射 極 伏 安 特 性 曲 線 。 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 (a) ce iE iC b (b) c e b iB iC (c) 輸 出 回 路輸 入 回 路 e c b iB iE 圖 23晶 體 管 的 三 種 基 本 接 法 (a)共 發(fā) 射 極 ； (b)共 集 電 極 ； (c)共 基 極 第 2章 雙 極 型 晶 體

16、 管 及 其 放 大 電 路 221 晶 體 管 共 發(fā) 射 極 特 性 曲 線 因 為 有 兩 個 回 路 ， 所 以 晶 體 管 特 性 曲 線 包 括 輸 入和 輸 出 兩 組 特 性 曲 線 。 這 兩 組 曲 線 可 以 在 晶 體 管 特 性圖 示 儀 的 屏 幕 上 直 接 顯 示 出 來 ， 也 可 以 用 圖 24電 路 逐點 測 出 。 一 、 共 發(fā) 射 極 輸 出 特 性 曲 線 測 量 電 路 如 圖 24所 示 。 共 射 輸 出 特 性 曲 線 是 以i B為 參 變 量 時 ， iC與 uCE間 的 關 系 曲 線 ， 即常 數(shù) BiCEC ufi )( 第 2

17、章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 A mA V V i B iC U CC UBB RC RB u BE u CE 圖 24共 發(fā) 射 極 特 性 曲 線 測 量 電 路 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 典 型 的 共 射 輸 出 特 性 曲 線 如 圖 25所 示 。 由 圖 可 見 ，輸 出 特 性 可 以 劃 分 為 三 個 區(qū) 域 ， 對 應 于 三 種 工 作 狀 態(tài) ?，F(xiàn) 分 別 討 論 如 下 。 1 放 大 區(qū) e結(jié) 為 正 偏 ， c結(jié) 為 反 偏 的 工 作 區(qū) 域 為 放 大 區(qū) 。 由圖 25可 以 看 出 ， 在 放 大 區(qū)

18、 有 以 下 兩 個 特 點 ： 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 uCE/V5 10 15 0 1 2 3 4 飽 和 區(qū) 截 止 區(qū) IB 40A 30A 20A 10A 0A iB ICBO 放 大 區(qū) iC/mA uCE uBE 圖 25 共 射 輸 出 特 性 曲 線 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 (1)基 極 電 流 iB對 集 電 極 電 流 iC有 很 強 的 控 制 作 用 ，即 iB有 很 小 的 變 化 量 IB時 ， iC就 會 有 很 大 的 變 化 量 IC。為 此 ， 用 共 發(fā) 射 極 交 流 電 流 放 大

19、系 數(shù) 來 表 示 這 種 控 制能 力 。 定 義 為 常 數(shù) EuBCII (210) 反 映 在 特 性 曲 線 上 ， 為 兩 條 不 同 IB曲 線 的 間 隔 。 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 (2) uCE變 化 對 IC的 影 響 很 小 。 在 特 性 曲 線 上 表 現(xiàn) 為 ，iB一 定 而 uCE增 大 時 ， 曲 線 略 有 上 翹 (iC略 有 增 大 )。 這 是因 為 uCE增 大 ， c結(jié) 反 向 電 壓 增 大 ， 使 c結(jié) 展 寬 ， 所 以 有效 基 區(qū) 寬 度 變 窄 ， 這 樣 基 區(qū) 中 電 子 與 空 穴 復 合 的 機

20、 會減 少 ， 即 iB要 減 小 。 而 要 保 持 iB不 變 ， 所 以 iC將 略 有 增大 。 這 種 現(xiàn) 象 稱 為 基 區(qū) 寬 度 調(diào) 制 效 應 ， 或 簡 稱 基 調(diào) 效應 。 從 另 一 方 面 看 ， 由 于 基 調(diào) 效 應 很 微 弱 ， uCE在 很 大范 圍 內(nèi) 變 化 時 I C基 本 不 變 。 因 此 ， 當 IB一 定 時 ， 集 電 極電 流 具 有 恒 流 特 性 。 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 2 飽 和 區(qū) e結(jié) 和 c結(jié) 均 處 于 正 偏 的 區(qū) 域 為 飽 和 區(qū) 。 通 常 把uCE=uBE(即 c結(jié) 零 偏 )

21、的 情 況 稱 為 臨 界 飽 和 ， 對 應 點 的 軌跡 為 臨 界 飽 和 線 。 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 二 、 共 發(fā) 射 極 輸 入 特 性 曲 線 測 量 電 路 見 圖 24。 共 射 輸 入 特 性 曲 線 是 以 uCE為 參變 量 時 ， iB與 uBE間 的 關 系 曲 線 ， 即 典 型 的 共 發(fā) 射 極 輸 入 特 性 曲 線 如 圖 26所 示 。 常 數(shù) CEuBEB ufi )( 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 iB/A u BE /V0 60 90 0.5 0.7 0.9 30 UCE 0 UCE

22、 1圖 26 共 發(fā) 射 極 輸 入 特 性 曲 線 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 (1)在 uCE1V的 條 件 下 ， 當 uBE UBE(on)時 ， 隨 著 uBE的 增 大 ， iB開 始 按 指 數(shù) 規(guī) 律 增 加 ， 而 后 近 似 按 直 線 上 升 。 (2)當 uCE =0時 ， 晶 體 管 相 當 于 兩 個 并 聯(lián) 的 二 極 管 ，所 以 b,e間 加 正 向 電 壓 時 ， iB很 大 。 對 應 的 曲 線 明 顯 左移 ， 見 圖 26。 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 (3)當 uCE在 01V之 間 時

23、， 隨 著 uCE的 增 加 ， 曲 線 右移 。 特 別 在 0 uCE UCE(sat)的 范 圍 內(nèi) ， 即 工 作 在 飽 和 區(qū)時 ， 移 動 量 會 更 大 些 。 (4)當 uBE0時 ， 晶 體 管 截 止 ， iB為 反 向 電 流 。 若 反向 電 壓 超 過 某 一 值 時 ， e結(jié) 也 會 發(fā) 生 反 向 擊 穿 。 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 三 、 溫 度 對 晶 體 管 特 性 曲 線 的 影 響 溫 度 對 晶 體 管 的 uBE、 ICBO和 有 不 容 忽 視 的 影 響 。其 中 ， uBE 、 ICBO隨 溫 度 變 化 的

24、 規(guī) 律 與 PN結(jié) 相 同 ， 即溫 度 每 升 高 1 ， uBE減 小 22.5mV； 溫 度 每 升 高 10 ， ICBO增 大 一 倍 。 溫 度 對 的 影 響 表 現(xiàn) 為 ， 隨 溫 度 的 升 高而 增 大 ， 變 化 規(guī) 律 是 ： 溫 度 每 升 高 1 ， 值 增 大0.5%1%(即 /T(0.51)%/ )。 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 一 、 電 流 放 大 系 數(shù) 1共 發(fā) 射 極 直 流 電 流 放 大 系 數(shù) 和 交 流 電 流 放 大系 數(shù) 和 分 別 由 式 (22)、 (210)定 義 ， 其 數(shù) 值 可 以 從輸 出 特

25、性 曲 線 上 求 出 。 2 共 基 極 直 流 電 流 放 大 系 數(shù) 和 交 流 電 流 放 大系 數(shù) 由 式 (26)定 義 ， 而 定 義 為 ， u CB為 常 數(shù) 時 ， 集電 極 電 流 變 化 量 IC與 發(fā) 射 極 電 流 變 化 量 IE之 比 ， 即 常 數(shù) BuECII (211) 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 由 于 ICBO、 ICEO都 很 小 ， 在 數(shù) 值 上 , 。 所 以 在 以 后 的 計 算 中 ， 不 再 加 以 區(qū) 分 。 應 當 指 出 ， 值 與 測 量 條 件 有 關 。 一 般 來 說 ， 在 iC很 大 或

26、很 小 時 ， 值 較 小 。 只 有 在 iC不 大 、 不 小 的 中 間值 范 圍 內(nèi) ， 值 才 比 較 大 ， 且 基 本 不 隨 iC而 變 化 。 因 此 ，在 查 手 冊 時 應 注 意 值 的 測 試 條 件 。 尤 其 是 大 功 率 管 更應 強 調(diào) 這 一 點 。 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 二 、 極 間 反 向 電 流 1 ICBO ICBO指 發(fā) 射 極 開 路 時 ， 集 電 極基 極 間 的 反 向 電流 ， 稱 為 集 電 極 反 向 飽 和 電 流 。 2 ICEO ICEO指 基 極 開 路 時 ， 集 電 極發(fā) 射 極 間

27、 的 反 向 電流 ， 稱 為 集 電 極 穿 透 電 流 。 3 I EBO IEBO指 集 電 極 開 路 時 ， 發(fā) 射 極 基 極 間 的 反 向 電流 。 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 三 、 結(jié) 電 容 結(jié) 電 容 包 括 發(fā) 射 結(jié) 電 容 Ce(或 Cbe)和 集 電 結(jié) 電 容Cc(或 Cbe)。 結(jié) 電 容 影 響 晶 體 管 的 頻 率 特 性 。 關 于 晶 體管 的 頻 率 特 性 參 數(shù) ， 詳 見 第 五 章 。 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 四 、 晶 體 管 的 極 限 參 數(shù) 1 擊 穿 電 壓 U(B

28、R)CBO指 發(fā) 射 極 開 路 時 ， 集 電 極基 極 間 的 反 向擊 穿 電 壓 。 U(BR)CEO指 基 極 開 路 時 ， 集 電 極發(fā) 射 極 間 的 反 向擊 穿 電 壓 。 U(BR)CEOICM時 ， 雖 然 管 子 不 致 于 損 壞 ， 但 值 已 經(jīng) 明 顯 減小 。 因 此 ， 晶 體 管 線 性 運 用 時 ， iC不 應 超 過 ICM 。 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 3 集 電 極 最 大 允 許 耗 散 功 率 PCM 晶 體 管 工 作 在 放 大 狀 態(tài) 時 ， c結(jié) 承 受 著 較 高 的 反 向電 壓 ， 同 時 流

29、過 較 大 的 電 流 。 因 此 ， 在 c結(jié) 上 要 消 耗 一定 的 功 率 ， 從 而 導 致 c結(jié) 發(fā) 熱 ， 結(jié) 溫 升 高 。 當 結(jié) 溫 過 高時 ， 管 子 的 性 能 下 降 ， 甚 至 會 燒 壞 管 子 ， 因 此 需 要 規(guī)定 一 個 功 耗 限 額 。 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 PCM與 管 芯 的 材 料 、 大 小 、 散 熱 條 件 及 環(huán) 境 溫 度等 因 素 有 關 。 一 個 管 子 的 PCM如 已 確 定 ， 則 由 PCM =ICUCE可 知 ， PCM在 輸 出 特 性 上 為 一 條 IC與 UCE乘積 為 定

30、值 PCM的 雙 曲 線 ， 稱 為 PCM功 耗 線 ， 如 圖 27所 示 。 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 uCE 工 作 區(qū) iC 0 安 全 ICM U(BR)CEO PCM 圖 27 晶 體 管 的 安 全 工 作 區(qū) 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 23 晶 體 管 工 作 狀 態(tài) 分 析 及 偏 置 電 路 由 晶 體 管 的 伏 安 特 性 曲 線 可 知 ， 晶 體 管 是 一 種 復雜 的 非 線 性 器 件 。 在 直 流 工 作 時 ， 其 非 線 性 主 要 表 現(xiàn)為 三 種 截 然 不 同 的 工 作 狀 態(tài)

31、， 即 放 大 、 截 止 和 飽 和 。在 實 際 應 用 中 ， 根 據(jù) 實 現(xiàn) 的 功 能 不 同 ， 可 通 過 外 電 路將 晶 體 管 偏 置 在 某 一 規(guī) 定 狀 態(tài) 。 因 此 ， 在 晶 體 管 應 用電 路 分 析 中 ， 一 個 首 要 問 題 ， 便 是 晶 體 管 工 作 狀 態(tài) 分析 以 及 直 流 電 路 計 算 。 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 231晶 體 管 的 直 流 模 型 在 通 常 情 況 下 ， 由 外 電 路 偏 置 的 晶 體 管 ， 其 各 極直 流 電 流 和 極 間 直 流 電 壓 將 對 應 于 伏 安 特

32、 性 曲 線 上 一個 點 的 坐 標 ， 這 個 點 稱 為 直 流 (或 靜 態(tài) )工 作 點 ， 簡 稱 Q點 。 在 直 流 工 作 時 ， 可 將 晶 體 管 輸 入 、 輸 出 特 性 曲 線(見 圖 25、 圖 26)分 別 用 圖 2-8(a)和 (b)所 示 的 折 線 近 似 ，這 樣 直 流 工 作 點 (I BQ,UBEQ)和 (ICQ,UCEQ)必 然 位 于 該 曲 線的 直 線 段 上 。 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 uBE 0 uCE iC 0 iB (a) UBE(on) UCE(sat) I B 0 (b)圖 28晶 體 管 伏

33、 安 特 性 曲 線 的 折 線 近 似 (a)輸 入 特 性 近 似 ； (b)輸 出 特 性 近 似 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 由 圖 28可 知 ， 當 外 電 路 使 UBEUBE(on)(對 硅 管 約 為0.7V， 鍺 管 約 為 0.3V)時 ， IB=0， IC=0， 即 晶 體 管 截 止 。此 時 ， 相 當 于 b,e極 間 和 c,e極 間 均 開 路 ， 相 應 的 直 流 等效 模 型 如 圖 29(a)所 示 。 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 (a) e b c (b) e b c I B IB UBE(

34、on) (c) e b c UBE(on) UCE(sat) 圖 29晶 體 管 三 種 狀 態(tài) 的 直 流 模 型 (a)截 止 狀 態(tài) 模 型 ； (b)放 大 狀 態(tài) 模 型 ； (c)飽 和 狀 態(tài) 模 型 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 例 1 晶 體 管 電 路 如 圖 210(a)所 示 。 若 已 知 晶 體 管 工作 在 放 大 狀 態(tài) ， =100， 試 計 算 晶 體 管 的 IBQ,ICQ和 UCEQ。 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 ICQ UCEQ 270kRB U BB 6V IBQ U CC12V RC3k (

35、a)圖 210晶 體 管 直 流 電 路 分 析 (a)電 路 ； (b)直 流 等 效 電 路 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 圖 210晶 體 管 直 流 電 路 分 析 (a)電 路 ； (b)直 流 等 效 電 路eRB (b)UBE(on)b I BQ I BQ c I CQ UCC R C U CEQ 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 解 因 為 UBB使 e結(jié) 正 偏 ， UCC使 c結(jié) 反 偏 ， 所 以 晶 體管 可 以 工 作 在 放 大 狀 態(tài) 。 這 時 用 圖 29(b)的 模 型 代 替 晶體 管 ， 便 得 到 圖

36、 2-10(b)所 示 的 直 流 等 效 電 路 。 由 圖 可知 )(onBEBBQBB URIU VRIUU mII mRUUI CCQCCCEQ BQCQ B onBEBBBQ 63212 202.0100 02.02707.06)( 故 有 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 232晶 體 管 工 作 狀 態(tài) 分 析 將 晶 體 管 接 入 直 流 電 路 ， 在 通 常 情 況 下 ， 圍 繞 晶體 管 可 將 電 路 化 為 圖 211(a)所 示 的 一 般 形 式 。 由 圖 可 知 ， 若 UBBUEE+UBE(on),且 UBB UEE+UBE(on

37、)， 則 晶 體 管 導 通 。 現(xiàn) 假 定 為 放 大導 通 ， 利 用 圖 29(b)的 模 型 可 得 該 電 路 的 直 流 等 效 電 路如 圖 211(b)所 示 。 由 圖 可 得 UBB - UEE - UBE(on) =IBQRB+(1+)IBQRE )()1( )( ECCQEECCCEQ EQBQCQ EB OnBEEEBBBQ RRIUUU III RR UUUI (212a) (212b) (212c) 借 助 式 (212)的 結(jié) 果 ， 現(xiàn) 在 可 對 電 路 中 的 晶 體管 是 處 于 放 大 還 是 飽 和 作 出 判 別 。 第 2章 雙 極 型 晶 體

38、管 及 其 放 大 電 路 R B U BB R C U CCU EE R E U BE(on) (b) I B 圖 211晶 體 管 直 流 分 析 的 一 般 性 電 路 (a)電 路 ； (b)放 大 狀 態(tài) 下 的 等 效 電 路 ； (c)飽 和 狀 態(tài) 下 的 等 效 電 路 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 圖 211晶 體 管 直 流 分 析 的 一 般 性 電 路 (a)電 路 ； (b)放 大 狀 態(tài) 下 的 等 效 電 路 ； (c)飽 和 狀 態(tài) 下 的 等 效 電 路RBUBB RCUCCUEEREUBE(on)(c) UCE(sat) 第 2

39、章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 例 2 晶 體 管 電 路 及 其 輸 入 電 壓 ui的 波 形 如 圖 2-12(a),(b)所 示 。 已 知 =50， 試 求 ui作 用 下 輸 出 電 壓 uo的 值 ， 并 畫 出 波 形 圖 。 R3 3k UCC 5V R B 39k u i u o (a) 圖 212例 題 2電 路 及 ui,uo波 形 圖 (a)電 路 ； (b) ui波 形 圖 ； (c) uo波 形 圖 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 圖 212例 題 2電 路 及 ui,uo波 形 圖 (a)電 路 ； (b) ui波

40、形 圖 ； (c) uo波 形 圖03 (b) t ui/V 0 5 (c) t uo/V 0.3 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 解 當 ui=0時 ， UBE=0， 則 晶 體 管 截 止 。 此 時 ，ICQ=0,uo=UCEQ=UCC=5V。 當 ui =3V時 ， 晶 體 管 導 通 且 有 mImI mRUUI mRUuI satCBQ C onBECCsatC B onBEiBQ 028.0504.106.0 4.13 7.05 06.039 7.03)( )()( )( 而 集 電 極 臨 界 飽 和 電 流 為 因 為 第 2章 雙 極 型 晶 體

41、管 及 其 放 大 電 路 所 以 晶 體 管 處 于 飽 和 。 此 時 ， ICQ=IC(sat)=1.4mA，而 uo=UCEQ=UCE(sat)=0.3V。 根 據(jù) 上 述 分 析 結(jié) 果 畫 出 的 uo波 形 如 圖 212(c)所 示 。 通 過 本 例 題 可 以 看 出 ， 在 實 際 電 路 分 析 中 ， 由 于晶 體 管 的 直 流 模 型 很 簡 單 ， 一 旦 其 工 作 狀 態(tài) 確 定 ， 則直 流 等 效 電 路 可 不 必 畫 出 ， 而 等 效 的 涵 義 將 在 計 算 式中 反 映 出 來 。 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 2

42、33 放 大 狀 態(tài) 下 的 偏 置 電 路 晶 體 管 在 放 大 應 用 時 ， 要 求 外 電 路 將 晶 體 管 偏 置在 放 大 區(qū) ， 而 且 在 信 號 的 變 化 范 圍 內(nèi) ， 管 子 始 終 工 作在 放 大 狀 態(tài) 。 此 時 ， 對 偏 置 電 路 的 要 求 是 ： 電 路 形式 要 簡 單 。 例 如 采 用 一 路 電 源 ， 盡 可 能 少 用 電 阻 等 ； 偏 置 下 的 工 作 點 在 環(huán) 境 溫 度 變 化 或 更 換 管 子 時 應 力求 保 持 穩(wěn) 定 ； 對 信 號 的 傳 輸 損 耗 應 盡 可 能 小 。 下 面將 介 紹 幾 種 常 用 的

43、偏 置 電 路 。 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 一 、 固 定 偏 流 電 路 電 路 如 圖 213所 示 。 由 圖 可 知 ， UCC通 過 RB使 e結(jié)正 偏 ， 則 基 極 偏 流 為 B onBECCBQ RUUI )( (214a) 只 要 合 理 選 擇 RB,RC的 阻 值 ， 晶 體 管 將 處 于 放 大 狀 態(tài) 。 此 時 CCQCCCEQ BQCQ RIUU II (214b) (214c) 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 R B U CC R C圖 213固 定 偏 流 電 路 第 2章 雙 極 型 晶 體 管

44、 及 其 放 大 電 路 這 種 偏 置 電 路 雖 然 簡 單 ， 但 主 要 缺 點 是 工 作 點 的穩(wěn) 定 性 差 。 由 式 (214)可 知 ， 當 溫 度 變 化 或 更 換 管 子 引起 ,ICBO改 變 時 ， 由 于 外 電 路 將 IBQ固 定 ， 所 以 管 子 參 數(shù)的 改 變 都 將 集 中 反 映 到 ICQ,UCEQ的 變 化 上 。 結(jié) 果 會 造 成工 作 點 較 大 的 漂 移 ， 甚 至 使 管 子 進 入 飽 和 或 截 止 狀 態(tài) 。 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 二 、 電 流 負 反 饋 型 偏 置 電 路 使 工 作

45、 點 穩(wěn) 定 的 基 本 原 理 ， 是 在 電 路 中 引 入 自 動調(diào) 節(jié) 機 制 ， 用 IB的 相 反 變 化 去 自 動 抑 制 IC的 變 化 ， 從 而使 ICQ穩(wěn) 定 。 這 種 機 制 通 常 稱 為 負 反 饋 。 實 現(xiàn) 方 法 是 在管 子 的 發(fā) 射 極 串 接 電 阻 RE， 見 圖 214。 由 圖 可 知 ， 不管 何 種 原 因 ， 如 果 使 ICQ有 增 大 趨 向 時 ， 電 路 會 產(chǎn) 生 如下 自 我 調(diào) 節(jié) 過 程 ： I CQIEQ UEQ(=IEQRE) ICQ IEQ UBEQ(= UEQ -UEQ) 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其

46、 放 大 電 路 R B U CC R C R E 圖 214 電 流 負 反 饋 型 偏 置 電 路 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 結(jié) 果 ， 因 IBQ的 減 小 而 阻 止 了 ICQ的 增 大 ； 反 之 亦 然 ?？?見 ， 通 過 RE對 ICQ的 取 樣 和 調(diào) 節(jié) ， 實 現(xiàn) 了 工 作 點 的 穩(wěn)定 。 顯 然 ， RE的 阻 值 越 大 ， 調(diào) 節(jié) 作 用 越 強 ， 則 工 作 點越 穩(wěn) 定 。 但 RE過 大 時 ， 因 UCEQ過 小 會 使 Q點 靠 近 飽 和 區(qū) 。因 此 ， 要 二 者 兼 顧 ， 合 理 選 擇 RE的 阻 值 。

47、 該 電 路 與 圖 211(a)電 路 相 比 ， 差 別 僅 在 于 此 時U EE=0,UBB=UCC。 參 照 式 (212)， 可 得 工 作 點 的 計 算 式為 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路)()1( )( ECCQCCCEQ BQCQ EB onBECCBQ RRIUU II RR UUI (215a) (215b) (215c) 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 三 、 分 壓 式 偏 置 電 路 分 壓 式 偏 置 電 路 如 圖 215(a)所 示 ， 它 是 電 流 負 反饋 型 偏 置 電 路 的 改 進 電 路 。

48、 由 圖 可 知 ， 通 過 增 加 一 個電 阻 RB2， 可 將 基 極 電 位 UB固 定 。 這 樣 由 ICQ引 起 的 UE變 化 就 是 UBE的 變 化 ， 因 而 增 強 了 UBE對 ICQ的 調(diào) 節(jié) 作 用 ，有 利 于 Q點 的 近 一 步 穩(wěn) 定 。 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 R B1 U CC R C R E (a) R B2 圖 215分 壓 式 偏 置 電 路 (a)電 路 ； (b)用 戴 文 寧 定 理 等 效 后 的 電 路 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 U CC R C R E (b) RB I

49、CQ UBB IBQ 圖 215分 壓 式 偏 置 電 路 (a)電 路 ； (b)用 戴 文 寧 定 理 等 效 后 的 電 路 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 為 確 保 UB固 定 ， 應 滿 足 流 過 RB1、 RB2的 電 流 I1IBQ，這 就 要 求 RB1、 RB2的 取 值 愈 小 愈 好 。 但 是 RB1 、 RB2過小 ， 將 增 大 電 源 UCC的 無 謂 損 耗 ， 因 此 要 二 者 兼 顧 。 通常 選 取 1I 鍺 管 ）硅 管 ）()2010( ()105( BQBQII并 兼 顧 RE和 UCEQ而 取 CCB UU )315

50、1( (216a) (216a) 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 從 分 析 的 角 度 看 ， 在 該 電 路 的 基 極 端 用 戴 文 寧 定理 等 效 ， 可 得 如 圖 215(b)的 等 效 電 路 。 圖 中 ，RB=RB1RB2,UBB=UCCRB2/(RB1+RB2)。 此 時 ， 工 作 點 可 按式 (215)計 算 。 如 果 RB1 、 RB2取 值 不 大 ， 在 估 算 工 作 點時 ， 則 ICQ可 按 下 式 直 接 求 出 ： CCBB BBBB E onBEBBEQCQ URR RUU RUUII 21 2 )( (217a)(2

51、17b) 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 例 3 電 路 如 圖 215(a)所 示 。 已 知=100,UCC=12V,RB1=39k,RB2=25k,RC=RE=2k， 試 計算 工 作 點 ICQ和 UCEQ。 解 VRRIUU mAII mARR UUI VURR RU kRRR ECCQCCCEQ BQCQ EB onBEBBBQ CCBB BBB BBB 4.4)22(9.112)( 9.1019.0100 019.0210115 7.07.4)1( 4.112253925152539 )(21 221 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電

52、 路若 按 估 算 法 直 接 求 ICQ， 由 式 (217a)可 得 mARUUI E onBEBBCQ 22 7.07.4)( 顯 然 兩 者 誤 差 很 小 。 因 此 ， 在 今 后 分 析 中 可 按 估 算法 來 求 工 作 點 。 與 上 述 穩(wěn) 定 Q點 的 原 理 相 類 似 ， 實 際 中 還 可 采 用 電壓 負 反 饋 型 偏 置 電 路 (見 習 題 211電 路 )。 其 調(diào) 節(jié) 原 理請 讀 者 自 行 分 析 。 除 此 之 外 ， 在 集 成 電 路 中 ， 還 廣 泛 采用 恒 流 源 作 偏 置 電 路 ， 即 用 恒 流 源 直 接 設 定 I CQ。

53、 有 關 恒定 源 問 題 將 在 第 四 章 詳 細 討 論 。 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路24放 大 器 的 組 成 及 其 性 能 指 標 晶 體 管 的 一 個 基 本 應 用 就 是 構(gòu) 成 放 大 器 。 所 謂 放大 ， 是 在 保 持 信 號 不 失 真 的 前 提 下 ， 使 其 由 小 變 大 、由 弱 變 強 。 因 此 ， 放 大 器 在 電 子 技 術(shù) 中 有 著 廣 泛 的 應用 ， 是 現(xiàn) 代 通 信 、 自 動 控 制 、 電 子 測 量 、 生 物 電 子 等設 備 中 不 可 缺 少 的 組 成 部 分 。 放 大 器 涉 及

54、的 問 題 很 多 ，這 些 問 題 將 在 后 續(xù) 章 節(jié) 中 逐 一 討 論 。 本 節(jié) 主 要 說 明 小信 號 放 大 器 的 組 成 原 理 ， 簡 要 介 紹 放 大 器 的 性 能 指 標 ，然 后 給 出 其 二 端 口 網(wǎng) 絡 的 一 般 模 型 。 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 241基 本 放 大 器 的 組 成 原 則 基 本 放 大 器 通 常 是 指 由 一 個 晶 體 管 構(gòu) 成 的 單 級 放大 器 。 根 據(jù) 輸 入 、 輸 出 回 路 公 共 端 所 接 的 電 極 不 同 ，實 際 有 共 射 極 、 共 集 電 極 和 共 基

55、 極 三 種 基 本 (組 態(tài) )放 大器 。 下 面 以 最 常 用 的 共 射 電 路 為 例 來 說 明 放 大 器 的 一般 組 成 原 理 。 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 共 射 極 放 大 電 路 如 圖 216所 示 。 圖 中 ， 采 用 固 定偏 流 電 路 將 晶 體 管 偏 置 在 放 大 狀 態(tài) ， 其 中 虛 線 支 路 的UCC為 直 流 電 源 ， RB為 基 極 偏 置 電 阻 ， RC為 集 電 極 負 載電 阻 。 輸 入 信 號 通 過 電 容 C1加 到 基 極 輸 入 端 ， 放 大 后的 信 號 經(jīng) 電 容 C2由 集

56、電 極 輸 出 給 負 載 RL。 因 為 放 大 器的 分 析 通 常 采 用 穩(wěn) 態(tài) 法 ， 所 以 一 般 情 況 下 是 以 正 弦 波作 為 放 大 器 的 基 本 輸 入 信 號 。 圖 中 用 內(nèi) 阻 為 Rs的 正 弦電 壓 源 U s為 放 大 器 提 供 輸 入 電 壓 Ui。 電 容 C1, C2稱 為 隔直 電 容 或 耦 合 電 容 ， 其 作 用 是 隔 直 流 通 交 流 ， 即 在 保證 信 號 正 常 流 通 的 情 況 下 ， 使 直 流 相 互 隔 離 互 不 影 響 。按 這 種 方 式 連 接 的 放 大 器 ， 通 常 稱 為 阻 容 耦 合 放 大

57、 器 。 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 RC Uo Us V Rs Ui C1 RB (UCC) C2 RL UCC 圖 216共 射 極 放 大 電 路 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 通 過 上 述 實 例 可 以 看 出 ， 用 晶 體 管 組 成 放 大 器 時應 該 遵 循 如 下 原 則 ： (1)必 須 將 晶 體 管 偏 置 在 放 大 狀 態(tài) ， 并 且 要 設 置 合適 的 工 作 點 。 當 輸 入 為 雙 極 性 信 號 (如 正 弦 波 )時 ， 工 作點 應 選 在 放 大 區(qū) 的 中 間 區(qū) 域 ； 在 放 大

58、 單 極 性 信 號 (如 脈沖 波 )時 ， 工 作 點 可 適 當 靠 向 截 止 區(qū) 或 飽 和 區(qū) 。 (2)輸 入 信 號 必 須 加 在 基 極發(fā) 射 極 回 路 。 由 于 正 偏的 發(fā) 射 結(jié) 其 i E與 uBE的 關 系 仍 滿 足 式 (14)， 即TBETBE UuSUuSE eIeIi )1( (218) 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 而 iCiE。 所 以 ， uBE對 iC有 極 為 靈 敏 的 控 制 作 用 。 因此 ， 只 有 將 輸 入 信 號 加 到 基 極發(fā) 射 極 回 路 ， 使 其 成 為控 制 電 壓 uBE的 一 部

59、 分 ， 才 能 得 到 有 效 地 放 大 。 具 體 連接 時 ， 若 射 極 作 為 公 共 支 路 (端 )， 則 信 號 加 到 基 極 ； 反之 ， 信 號 則 加 到 射 極 。 由 于 反 偏 的 c結(jié) 對 iC幾 乎 沒 有 控制 作 用 ， 所 以 輸 入 信 號 不 能 加 到 集 電 極 。 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 (3)必 須 設 置 合 理 的 信 號 通 路 。 當 信 號 源 和 負 載 與放 大 器 相 接 時 ， 一 方 面 不 能 破 壞 已 設 定 好 的 直 流 工 作點 ， 另 一 方 面 應 盡 可 能 減 小 信

60、 號 通 路 中 的 損 耗 。 實 際中 ， 若 輸 入 信 號 的 頻 率 較 高 (幾 百 赫 茲 以 上 )， 采 用 阻 容耦 合 則 是 最 佳 的 連 接 方 式 。 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 242直 流 通 路 和 交 流 通 路 對 一 個 放 大 器 進 行 定 量 分 析 時 ， 其 分 析 的 內(nèi) 容 無外 乎 兩 個 方 面 。 一 是 直 流 (靜 態(tài) )工 作 點 分 析 ， 即 在 沒 有信 號 輸 入 時 ， 估 算 晶 體 管 的 各 極 直 流 電 流 和 極 間 直 流電 壓 。 二 是 交 流 (動 態(tài) )性 能 分

61、析 ， 即 在 輸 入 信 號 作 用 下 ，確 定 晶 體 管 在 工 作 點 處 各 極 電 流 和 極 間 電 壓 的 變 化 量 ，進 而 計 算 放 大 器 的 各 項 交 流 指 標 。 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 以 圖 216所 示 的 共 射 放 大 器 為 例 ， 按 照 上 述 方 法 ，將 電 路 中 的 耦 合 電 容 C1,C2開 路 ， 得 直 流 通 路 ， 如 圖217(a)所 示 ； 將 C1, C2短 路 ， 直 流 電 源 UCC對 地 也 短 路 ，便 得 交 流 通 路 ， 如 圖 217(b)所 示 。 第 2章 雙

62、極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 圖 217共 射 放 大 器 的 交 、 直 流 通 路 (a)直 流 通 路 ； (b)交 流 通 路RB UCCRC RC UoUs Rs RB RL (a) (b) 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 243放 大 器 的 主 要 性 能 指 標 放 大 器 有 一 個 輸 入 端 口 ， 一 個 輸 出 端 口 ， 所 以 從 整體 上 看 ， 可 以 把 它 當 作 一 個 有 源 二 端 口 網(wǎng) 絡 ， 如 圖218所 示 。 因 為 輸 入 信 號 是 正 弦 量 ， 所 以 圖 中 有 小 寫下 標 的 大 寫

63、字 母 均 表 示 正 弦 量 的 有 效 值 ， 并 按 二 端 口網(wǎng) 絡 的 約 定 標 出 了 電 流 的 方 向 和 電 壓 的 極 性 。 這 樣 ，放 大 器 的 性 能 指 標 可 以 用 該 網(wǎng) 絡 的 端 口 特 性 來 描 述 。 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 線 性 放 大 器 I o R L U o U i I i圖 218放 大 器 等 效 為 有 源 二 端 口 網(wǎng) 絡 的 框 圖 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 一 、 放 大 倍 數(shù) A 放 大 倍 數(shù) 又 稱 為 增 益 ， 定 義 為 放 大 器 的 輸

64、出 量 與輸 入 量 的 比 值 。 根 據(jù) 處 理 的 輸 入 量 和 所 需 的 輸 出 量 不同 ， 有 如 下 四 種 不 同 定 義 的 放 大 倍 數(shù) ： ior iog i oi iou UUA UIA IIA UUA 電 壓 放 大 倍 數(shù) 電 流 放 大 倍 數(shù) 互 導 放 大 倍 數(shù) 互 導 放 大 倍 數(shù) 互 阻 放 大 倍 數(shù) (219a) (219b) (219c) (219d) 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 其 中 ， Au和 Ai為 無 量 綱 的 數(shù) 值 ， 而 Ag的 單 位 為 西 門子 (S)， Ar的 單 位 為 歐 姆 ()

65、。 有 時 為 了 方 便 ， Au和 Ai可取 分 貝 (dB)為 單 位 ， 即 ),(lg20),(lg20 dBIIAdBUUA ioiiou (220) 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 二 、 輸 入 電 阻 Ri 輸 入 電 阻 是 從 放 大 器 輸 入 端 看 進 去 的 電 阻 ， 它 定 義 為 在 圖 218的 框 圖 中 ， 對 信 號 源 來 說 ， 放 大 器 相 當于 它 的 負 載 ， Ri則 表 征 該 負 載 能 從 信 號 源 獲 取 多 大 信號 。 iii IUR (221) 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大

66、電 路 三 、 輸 出 電 阻 Ro 輸 出 電 阻 是 從 放 大 器 輸 出 端 看 進 去 的 電 阻 。 在 圖218的 框 圖 中 ， 對 負 載 來 說 ， 放 大 器 相 當 于 它 的 信 號源 ， 而 Ro正 是 該 信 號 源 的 內(nèi) 阻 。 根 據(jù) 戴 文 寧 定 理 ， 放大 器 的 輸 出 電 阻 定 義 為 0I0 s 或sUooo IUR (222)Ro是 一 個 表 征 放 大 器 帶 負 載 能 力 的 參 數(shù) 。 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 根 據(jù) 放 大 器 輸 入 和 輸 出 信 號 的 不 同 ， 利 用 上 述 三個 指 標 ， 則 圖 218所 示 的 框 圖 可 具 體 描 述 為 四 種 二 端口 網(wǎng) 絡 模 型 ， 如 圖 219所 示 。 圖 中 ， Auo,Aro分 別 表 示 負載 開 路 時 的 電 壓 、 互 阻 放 大 倍 數(shù) ， 而 Ais,Ags則 分 別 表 示負 載 短 路 時 的 電 流 、 互 導 放 大 倍 數(shù) 。 第 2章 雙 極 型 晶 體 管 及 其 放 大 電 路 Is