晶体管基本应用及其分析方法

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1、2.2晶体管基本应用及其分析方法概述晶体管基本应用根据放大特性构成放大电路根据饱和区、截止区所具有的开关特性构成开关电路。根据恒流特性构成电流源电路晶体管直流电路主要作用是给晶体管确定合适的工作状态。2.2.1晶体管直流电路及其分析分析方法图解法工程近似分析法2.2.1晶体管直流电路及其分析例2.2.1下图为某硅晶体管的直流电路和输出特性曲线，试求该直流电路中的基极电流、集电极电流、发射结电压和集-射极电压，通常分别用IBQ、ICQ、UBEQ、UCEQ表示。例2.2.1解：（1）用工程近似分析法求解设晶体管处于放大状态，则由输出特性曲线可得iB=30μA

2、时，iC3mA，故β=3mA/30μA=100可见晶体管确实工作于放大状态，其基极电流、集电极电流、发射结电压和集-射极电压分别为IBQ=30μAICQ=3mAUBEQ0.7VUCEQ=3VUBEQ≈0.7V>UBEQ≈0.7V例2.2.1解续：（2）用图解分析法求解首先由UBEQ≈0.7V，估算得IBQ＝30μAVCC＝6V，RC＝1kΩ，令iC＝0，则uCE＝VCC＝6V，得横轴截点Ｍ（6V，0）；令uCE=0，得iC=VCC/RC=6V/1kΩ=6mA,得纵轴截点Ｎ（0，6mA）；连接点M、N，得直流负载线MN。根据输出回路直流负载方程，作输出

3、直流负载线MN例2.2.1解续：（2）用图解分析法求解首先由UBEQ≈0.7V，估算得IBQ＝30µA直流负载线与IBQ=30µA对应的输出曲线相交于Q点，由Q点坐标可读得ICQ＝3mAUCEQ＝3V根据输出回路直流负载方程，作输出直流负载线MN饱和时C、E间等效为开关闭合截止时C、E间等效为开关断开开关电路要求输入信号幅度足够大，以保证晶体管可靠地工作于饱和或截止状态。2.2.2晶体管开关电路及晶体管工作状态的判断一、晶体管开关电路2.2.2晶体管开关电路及晶体管工作状态的判断二、晶体管工作状态的判断发射结正偏导通？晶体管截止iB>IBSiB

4、S否是饱和放大ICS称为集电极饱和电流IBS称为基极临界饱和电流UCES称为饱和压降0.3VQUCESSICS例2.2.4例2.2.3图（a）所示硅晶体管电路中，β=50，输入电压为一方波，如图(b)所示，试画出输出电压波形。例2.2.4解：uI=0时，晶体管发射结零偏截止，IC0,故uO=UCE5V。当uI=3.6V时，晶体管导通，则可见iB>IBS，晶体管饱和，因此uO=UCES0.3V。2.2.3晶体管基本放大电路及其分析放大电路主要作用：不失真地放大小信号。分析方法小信号模型分析法图解法2.2.3晶体管基本放大电路及其分析符号约定，以发射结

5、电压和基极电流为例：静态量为UBE、IB（或UBEQ、IBQ）;动态量的瞬时值为ube、ib;动态量的有效值为Ube、Ib;动态量的幅值为Ubem、Ibm;总量（等于静态量加动态量）为uBE、iB。2.2.3晶体管基本放大电路及其分析一、图解法分析思路：利用晶体管的特性曲线，用作图的方法得到晶体管放大电路的动态波形。2.2.3晶体管基本放大电路及其分析一、图解分析法uBE＝UBEQ＋ui＝UBEQ＋Uimsint＝(0.7＋0.01sint)V共发射极基本放大电路令ui=0输入ui后，B、E之间的瞬态电压为例题2.2.42.2.3晶体管基本放大电路及

6、其分析uBE＝UBEQ＋ui＝UBEQ＋Uimsint＝(0.7＋0.01sint)V2.2.3晶体管基本放大电路及其分析Q点过低引起截止失真Q点过高引起饱和失真信号太大引起饱和、截止失真讨论：非线性失真现象及其措施提高Q点降低Q点减小信号措施：为实现不失真放大，应保证Q点合适，信号在动态范围内变化2.2.3晶体管基本放大电路及其分析二、小信号等效电路分析法分析思路：信号足够小时，晶体管的动态工作点可认为在线性范围内变动，这时晶体管各极交流电压、电流的关系近似为线性关系，这可以把晶体管特性线性化，可用一个小信号电路模型来等效，使分析简化。2.2.3晶

7、体管基本放大电路及其分析晶体管H参数小信号电路模型等效二、小信号等效电路分析法式中，rbb’为基区体电阻当晶体管工作在低频小信号放大状态时，可采用该模型分析电路的动态量和性能指标。NPN管和PNP管小信号模型相同。2.2.3晶体管基本放大电路及其分析二、小信号等效电路分析法步骤：（1）画直流通路，求Q点。（2）画交流通路，然后将晶体管用小信号模型取代，得放大电路的小信号等效电路。（3）计算rbe、动态电流、动态电压、性能参数等。直流通路画法：将电路中的电容断开，将信号电压源短路。交流通路画法：将耦合电容、旁路电容、直流电压源短路、直流电流源断开。例题2.

8、2.5小结晶体管直流电路分析—确定静态工作点Q晶体管工作状态的判断方法（习题2.