晶体管基本应用及其分析方法.ppt

2.2 晶体管基本应用及其分析方法,概述,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,2.2.1 晶体管直流电路及其分析,例解：,（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=30A时，iC 3mA，故=3mA/30A=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=30A ICQ=3mA UBEQ 0.7V UCEQ=3V,UBEQ0.7V,UBEQ0.7V,例解 续：,（2）用图解分析法求解,首先由UBEQ0.7V，估算得 IBQ30A,VCC6V，RC1k，令iC0，则uCEVCC6V，得横轴截点（6V，0）；令uCE=0，得 iC=VCC/RC=6V/1k=6mA,得纵轴截点（0，6mA）；连接点M、N，得直流负载线MN。,例解 续：,（2）用图解分析法求解,首先由UBEQ0.7V，估算得 IBQ30A,直流负载线与 IBQ=30A对应的输出曲线相交于Q点，由Q点坐标可读得,ICQ3mA UCEQ3V,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,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 0.3V,Q,UCES,S,ICS,例,例 图（a）所示硅晶体管电路中，=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=UCE5V。,当uI=3.6V时，晶体管导通，则,可见iBIBS，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,uBEUBEQu iUBEQU im sin t(0.70.01sint)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,2.2.3 晶体管基本放大电路及其分析,uBEUBEQu iUBEQU im sin t(0.70.01sint)V,2.2.3 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,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2.4）晶体管的小信号等效电路模型晶体管放大电路直流通路和交流通路的画法及其分析步骤（自测题3）,作业：p64-2P65-2.6P67-2.7,