47
3.2.1 温度对半导体器件及静态工 作点的影响
在外部因素中，对静态工作 点的影响最大的是温度变化，晶 体管是一个温度敏感器件，当温
度变化时，其特性参数（β、 ICBO、UBE）的变化比较显著
48
1、温度对UBE的影响
UBE UBE |t0 25C (t t0 ) 2.2 103V
iB 50ºC 25ºC
uCE
50
3、温度对静态工作点的影响
实验表明：温度每升高1℃，β约增大(0.5～
1)％左右，UBE 减小（2～2.5）mV，温度每升
高10℃，ICBO 约增加一倍。晶体管参数随温度
的变化，必然导致放大电路静态工作点发生漂 移，这种漂移称为温漂。
以基本放大电路为例，当温度t↑升高、 UBE↓、其静态电流ICBO↑、β↑则IC↑↑。
uBE
IB
EC
U BE RB
T
UBE
IB
IC
49
2、温度对 值及ICBO的影响
|t025C [1 (t t0 )]
ICBO ICBO |t0 25C ek (tto )
ICQ IBQ ICBO
总的效果是：
iC
T
、 ICBO
Q´
IC
Q
(0.5 1)%
温度上升 时，输出 特性曲线 上移，造 成Q点上移。
3
载流子浓度差
多子扩散 杂质离子形成空间电荷区
空间电荷区形成内电场
内电场促使少子漂移 内 电 场 阻 止 多 子 扩 散 扩散运动 多子从浓度大向浓度小的区域运动，称为扩散。
扩散运动产生扩散电流。 漂移运动 少子向对方运动，称为漂移。
漂移运动产生漂移电流。 动态平衡 扩散电流=漂移电流，PN结内总电流为0。
条件较难满足， 可采用专用运放 来近似满足。
6. 失调、漂移和内部噪声为零。
27
理想运放的工作状态
1. 理想运放的同相和反相输入端电流近似为零 2. 理想运放的同相和反相输入端电位近似相等
虚断 由于理想运放的输入电阻非常高，可以把两 输入端视为等效开路——简称虚断。
虚短 虚地
在运算放大器处于线性放大状态时，可以把 两输入端视为假想短路——简称虚短。
44
• 放大电路的分析方法
估算法
放大 电路 分析
静态分析
图解法
动态分析 计算机仿真
微变等效电路法
图解法
45
三极管的微变等效电路 ib
c ic
ib
b
uce
ube
ube rbe
e
ib
b
c
ib
rbe
ic
ib
rce
uce
rce很大， 一般忽略。
e
46
3.2 放大电路的稳定偏置
放大电路静态工作点设置的不合 适，是引起非线性失真的主要原因 之一。实践证明，放大电路即使有 了合适静态工作点，在外部因素的 影响下，例如温度变化、电源电压 的波动等，将引起静态工作点的偏 移，由此同样会产生非线性失真， 严重时放大电路不能正常工作。
FET是电压控制元件，参与导电的只有一种载流子， 因此称其为单级型器件。 3. BJT的输入电阻较低，一般102-104； FET的输入电阻高，可达109-1014
场效应管的分类
结型场效应管JFET MOS型场效应管MOSFET
14
N沟道结型结构
基底 ：N型半导体 D漏极
G(栅极)
N PP
两边是P区 导电沟道
uO1)
R4 R3
(1
2R 2 R1
)(u1
u2)
41
第三章 基本放大电路
§3.1 放大电路的组成与技术指标
3.1.1 放大电路的组成 3.1.2 放大电路的技术指标
§ 3.2 放大电路的稳定偏置
3.2.1 温度对半导体器件及静态工作点的影响 3.2.2 分压式偏置电路
3.2.3 电流源偏置电路
rbe的量级从几百欧到几千欧。
11
2) 输出回路 iC 近似平行
iC IC ic (IB ib ) IB ib
所以：ic ib
iC
(1)输出端相当于一个受ib
制的电流源。
控
uCE (2)考虑 uCE对iC的影响，输出端
还要并联一个大电阻rce。
uCE
rce的含义:
rce
uCE iC
• 当运算放大器工作在线性区时，能完成比 例、加法、减法、积分和微分等运算。
• 本节所涉及的运算放大器工作在线性区，
且只考虑理想运放，因此“虚短”和“虚断”
成立。
32
运算电路要求
1. 熟记各种单运放组成的基本运算 电路的电路图及放大倍数公式。
2. 掌握以上基本运算电路的级联组 合的计算。
3. 会用 “虚断(ii=0)‖和“虚短 (u+=u–) ‖分析给定运算电路的放
掺入的三价元素如硼（或铟）， 形成P型半导体
杂质半导体
掺入杂质的本征半导体。 掺杂后半导体的导电率大为提高
掺入的五价元素如磷（或锑），
形成N型半导体
2
PN结及半导体二极管 若使P型半导体和N型半导体
“亲密接触”，会发生什么现象？
PN 结的形成
在同一片半导体基片上，分别制造P型半 导体和N 型半导体，经过载流子的扩散，在 它们的交界面处就形成了PN 结。
uo
RF
R1
u2 u u
R1
RF
解出：
uo
RF R1
(u2
u1)
38
• 例：证明
u0
R4 R3
(1
2R 2 R1
)(u1
u2)
39
u R1 u1 u 2
u R1 u O1 u O2 R1 R1 2R 2
u O1
uO2
(1
2R 2 R1
)(u1
u2)
40
uO
R4 R3
(u O2
即： UBE< 死区电压, IB=0 ，IC=ICEO 0
10
电路模型
三极管的微变等效电路
1) 输入回路 当信号很小时，可将输入特
iB
性在小范围内近似线性化。
iB
rbe
uBE iB
ube ib
uuBBEE
对输入的小交流信号而言，
三极管相当于电阻rbe。
rbe
rbb'
rb'e
200() (1
)
26(mV) IEQ (mA)
§ 3.3 各种基本组态放大电路的分析与比较
§ 3.4 放大电路的通频带
42
3.1 放大电路的组成与技术指标
3.1.1 放大电路的组成
输 入 信 号 源
输
输
入
有
出
耦
源
耦
合
器
合
电
件
电
路
路
输 出 负 载
直流电源和相应 的偏置电路
43
3.1 放大电路的组成与技术指标
3.1.2 放大电路的技术指标
对于小信号放大器，通 常用放大倍数、输入阻 抗、输出阻抗、通频带 指标衡量其性能。
S源极 15
工作原理（以P 沟道为例）
PN结反偏，UGS越
大则耗尽区越宽， 导电沟道越窄。
G
D ID P
NN
UGS S
UDS=0V时 UDS
16
N沟道结型场效应管的特性曲线 转移特性曲线 ID
ID
I
DSS
(1
U GS UGS (off
)
)2
IDSS
UP
UGS
0
17
N沟道结型场效应管的特性曲线
24
场效应管低频简化微变等效电路模型
G
D
ugs
gmugs uds
S
ID
I
DSS
(1
U GS UGS (off
)
)2
gm
iD uGS
ID
I
DO
( UGS UGS (th)
1)2
25
运算放大器
26
理想运算放大器
理想运放的条件
1. 开环电压增益AVO=∞;
2. 输入电阻Ri =∞;
主要条件
3. 输出电阻Ro=0; 4. 频带宽度BW=∞; 5. 共模抑制比KCMR=∞;
个数，以适应不同的需要。
36
R1 u1
i1
u2
R2
i2
iF
RF
_ +
+
u u 0
i1 i2 iF
uo
RP
uo
( RF R1
u1
RF R2
u2 )
当
R1 R2 R 时
uo
RF R
(u1
u2)
37
• 利用差分式电路构成减法运算电路
RF
u u
u1 R1
u2 R1
_ +
+
RF
uo u u u1
7
BJT的结构
1. 由三层半导体组成，有三个区、三个极、两个结 2. 发射区掺杂浓度高、 基区薄、集电结面积大
C B
E
C
B E
8
三极管各区的作用:
发射区向基区提供载流子 基区传送和控制载流子
集电区收集载流子
发射结加正向电压 集电结加反向电压
三极管在工作时一定要加上适当的直流偏置电 压才能起放大作用
大倍数。
33
反相比例运算电路
iF
RF
i1 i
R1
R’
_
+ +