第2章基本放大电路

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1、1第二章第二章 基本放大电路基本放大电路（10学时）学时）2.1 放大的概念和放大电路的主要性能指标放大的概念和放大电路的主要性能指标2.2 基本共射放大电路的工作原理基本共射放大电路的工作原理2.3 放大电路的分析方法放大电路的分析方法2.4 放大电路静态工作点的稳定放大电路静态工作点的稳定2.5 晶体管单管放大电路的三种基本接法晶体管单管放大电路的三种基本接法2.6 晶体管基本放大电路的派生电路（了解）晶体管基本放大电路的派生电路（了解）2.7 场效应管放大电路（了解）场效应管放大电路（了解）重点掌握：放大的概念、放大电路的主要指标，静态、动态重点掌握：放大的概念、放大电路的主要指标，静态

2、、动态直流通路与交流通路的概念，放大电路的分析方法（图解法直流通路与交流通路的概念，放大电路的分析方法（图解法和微变等效电路法），和微变等效电路法），Q、Au、Ri、Ro的估算方法。的估算方法。22.1 放大的概念和放大电路的主要性能指标放大的概念和放大电路的主要性能指标2.1.1 放大的概念放大的概念放大的目的是将微弱的放大的目的是将微弱的变化信号变化信号的电压或电流的电压或电流无失真无失真地放大地放大(功率放大功率放大)。其本质是其本质是能量的控制和转换能量的控制和转换：在输入信号作用下，通：在输入信号作用下，通过放大电路将直流电源的能量转换成负载所获得的能量。这样，过放大电路将直流电源的

3、能量转换成负载所获得的能量。这样，必须存在能够控制能量的元件：有源元件：必须存在能够控制能量的元件：有源元件：T。前提：不失真前提：不失真。放大镜放大物体，利用杠杆移动重物，变压器放大电压：放大镜放大物体，利用杠杆移动重物，变压器放大电压：将原物形状或大小按一定比例放大，且放大前后能量守恒。将原物形状或大小按一定比例放大，且放大前后能量守恒。图为电子学中利用扩音机放大声音的原理框图：图为电子学中利用扩音机放大声音的原理框图：电电信信号号足够强足够强电信号电信号微弱微弱强得多强得多32.1.2 放大电路的性能指标放大电路的性能指标一、放大倍数一、放大倍数ioiiiIIAA 电流放大倍数电流放大倍

4、数:反映了输出反映了输出电流电流和输入和输入电流电流的幅值比与相位差的幅值比与相位差iouuuUUAA 电压放大倍数电压放大倍数:反映了输出反映了输出电压电压和输入和输入电压电压的幅值比与相位差的幅值比与相位差ioiuIUA.ioiuUIA 互阻放大倍数互阻放大倍数互导放大倍数互导放大倍数任何一个放大电路都可以看成为一个两端口网络任何一个放大电路都可以看成为一个两端口网络:信号源信号源负载负载复数复数4二、输入电阻二、输入电阻Ri 越大，越大，Ii 就越小，就越小，ui 就越接近就越接近uS。Ri 越小，越小，Ii 就越大，就越大，Ii 就越接近就越接近IS。iiiIUR从放大电路输入端看进去

5、的等效电阻称为从放大电路输入端看进去的等效电阻称为输入电阻输入电阻，定义为输入电压有效值和输入，定义为输入电压有效值和输入电流有效值之比：电流有效值之比：sisiiURRRU sisiiRUUUR 实验方法：实验方法：5三、输出电阻三、输出电阻放大电路的输出可以等效成一个有内阻的电压源，从输出端放大电路的输出可以等效成一个有内阻的电压源，从输出端看进去的等效内阻称为看进去的等效内阻称为输出电阻。输出电阻。OLOLOURRRU LOOORUUR 1若空载时的输出电压有效值为若空载时的输出电压有效值为Uo 带负载后的输出电压有效值为带负载后的输出电压有效值为Uo，则则1、2、所有的电源置零，所有的

6、电源置零，加压求流求电阻法加压求流求电阻法0 SUoooIUR输出电阻如何确定？输出电阻如何确定？实实验验方方法法6四、通频带四、通频带fAuAum0.7AumfL下限截下限截止频率止频率fH上限截上限截止频率止频率通频带：通频带：fbw=fH fL通频带越宽，放大电路对不同频率信号的适应能力越强。通频带越宽，放大电路对不同频率信号的适应能力越强。音频：音频：20HZ20KHZ用于衡量放大电路对不同频率信号的适应能力。用于衡量放大电路对不同频率信号的适应能力。放大倍数随频率变化曲线放大倍数随频率变化曲线幅频特性曲线幅频特性曲线低频段低频段中频段中频段通频带通频带高频段高频段7六、最大不失真输出

7、电压六、最大不失真输出电压七、最大输出功率与效率七、最大输出功率与效率当输入电压再增大就会使输出波形产生非线性失真时的当输入电压再增大就会使输出波形产生非线性失真时的输出电压，一般以输出电压，一般以有效值有效值Uom表示。峰峰值：表示。峰峰值：在输出信号不失真的情况下，负载上能够获得的最大功率在输出信号不失真的情况下，负载上能够获得的最大功率称为称为最大输出功率最大输出功率Pom最大输出功率最大输出功率Pom与电源消耗的与电源消耗的功率功率PV 之比，称为效率之比，称为效率VomPP 五、非线性失真系数五、非线性失真系数由于放大器件具有非线性，当输入信号幅度超过一定值由于放大器件具有非线性，当

8、输入信号幅度超过一定值后，输出电压将产生非线性失真。输出波形中的谐波成分总后，输出电压将产生非线性失真。输出波形中的谐波成分总量与基波成分之比称为非线性失真系数量与基波成分之比称为非线性失真系数D。omOPPUU22 8uAt2.1.3 符号规定符号规定UA大写字母、大写下标，表示直流量大写字母、大写下标，表示直流量uA小写字母、大写下标，表示总量小写字母、大写下标，表示总量ua小写字母、小写下标，表示交流瞬时量小写字母、小写下标，表示交流瞬时量总量总量ua交流分量交流分量UA直流分量直流分量 Ua大写字母、小写下标，表示交流有效值大写字母、小写下标，表示交流有效值总量总量=直流分量直流分量+

9、交流分量交流分量9 2.2 基本共射放大电路的工作原理基本共射放大电路的工作原理三极管放大电三极管放大电路有三种形式路有三种形式共射放大器共射放大器共基放大器共基放大器共集放大器共集放大器以以NPN型型共射放大共射放大电路为例电路为例讲解工作讲解工作原理原理10基本共射放大电路基本共射放大电路晶体管：晶体管：起放大作用起放大作用的核心元件的核心元件 R Rc c、V VCC CC：集电极电阻和集电极电阻和集电极电源，提供输出回路集电极电源，提供输出回路的的静态工作点静态工作点。同时，。同时，R Rc c 还是集电极负载电阻，可还是集电极负载电阻，可将将变化的电流转变为变化的电变化的电流转变为变

10、化的电压。压。V VCCCC 还提供输出所需的还提供输出所需的能量，能量，并保证集电结反偏。并保证集电结反偏。R Rb b、V VBB BB：基极电阻和基极基极电阻和基极电源，电源，使发射结正偏，并使发射结正偏，并提供提供输入回路的输入回路的静态工作点静态工作点。2.2.1 共射放大电路的组成及各元件的作用共射放大电路的组成及各元件的作用输入的正输入的正弦波信号弦波信号11UCEIC一、静态工作点一、静态工作点Q:u i=0时，称放大电路处于静态。时，称放大电路处于静态。此时的此时的IB,UBE,IC,UCE 称为称为 IBQ,UBEQ,UCEQ,ICQBQCQII cCQCCCEQRIVU

11、bBEQBBBQRUVI iBuBEQIBQUBEQiCuCEQUCEQICQ2.2.2 2.2.2 设置静态工作点的必要性设置静态工作点的必要性 IB12二、为什么设置二、为什么设置静态工作点静态工作点iCui+iB+VBBRb+VCCRCuCEuO既然放大电路放大的是动态信号既然放大电路放大的是动态信号,那为什么要设置静态工作点呢？那为什么要设置静态工作点呢？设设VBB=0tui iBt IBQICQUCEQ t iC t uCE t uO tui iBt t iC t uCE t uO 输出波形严重失真，必须设置合适的静态工作点！输出波形严重失真，必须设置合适的静态工作点！|则则IBQ=

12、0，ICQ=0，UCEQ=VCC13u i不为不为0 时时，必然产生动态的，必然产生动态的ib、ic，由由Rc转变为转变为uCE，从而从而实现电压的放大实现电压的放大。iB=IBQ+ibiC=ICQ+icuCE=UCEQ+uceuo=uceiCui+iB+VBBRb+VCCRCuCEuOtui iBt IBQICQUCEQ t iC t uCE t uO tui iBt IBQICQ t iC UCEQ t uCE t uO|u i=0 时时2.2.3 2.2.3 基本共射放大电路的工作原理及波形分析基本共射放大电路的工作原理及波形分析 142.2.4 放大电路的组成原则放大电路的组成原则 一

13、一.组成原则组成原则1.根据所用放大管的类型提供合适的直流电源，以便设置根据所用放大管的类型提供合适的直流电源，以便设置合适的静态工作点合适的静态工作点Q 对于晶体管应使发射结正偏，集电结反偏，以使晶体管对于晶体管应使发射结正偏，集电结反偏，以使晶体管工作于线性放大区；对于场效应管，应根据其类型，使工作于线性放大区；对于场效应管，应根据其类型，使栅栅-源之间、漏源之间、漏-源之间的偏置电压能够保证场效应管工源之间的偏置电压能够保证场效应管工作于恒流区。作于恒流区。2.电阻取值要得当电阻取值要得当,与电源配合与电源配合,设置合适的静态工作点设置合适的静态工作点Q 3.输入信号能有效地作用于放大电

14、路的输入回路，输入信号能有效地作用于放大电路的输入回路，输入回输入回路将变化的电压转化成变化的基极电流。路将变化的电压转化成变化的基极电流。4.输出信号能有效地加到负载上，输出信号能有效地加到负载上，将变化的集电极电流转将变化的集电极电流转化成变化的集电极电压。化成变化的集电极电压。15如何判断一个电路是否能实现放大？如何判断一个电路是否能实现放大？2.正确设置静态工作点，使整个波形处于放大区。正确设置静态工作点，使整个波形处于放大区。3.信号能否输入到放大电路中。信号能否输入到放大电路中。4.信号能否输出。信号能否输出。与与组成原则组成原则相对应，判断的过程如下：相对应，判断的过程如下：1.

15、电源电压是否正确。电源电压是否正确。晶体管是否工作在放大区：发射结正偏，集电结反偏晶体管是否工作在放大区：发射结正偏，集电结反偏如果已给定电路的参数，则计算静态工作点来判断；如果已给定电路的参数，则计算静态工作点来判断；如果未给定电路的参数，则假定参数设置正确。如果未给定电路的参数，则假定参数设置正确。16二二.常见的两种共射放大电路常见的两种共射放大电路(a)直接耦合共射放大电路直接耦合共射放大电路直接耦合：直接耦合：电路通过直接连电路通过直接连接传递信号的方式。接传递信号的方式。12bBEQbBEQCCBQRURUVI 令输入端短路求令输入端短路求静态工作点静态工作点:RL开路时：开路时：

16、ui+Rb1+VCC Rc uo Rb2 RL 2.2.3 直直接接耦耦合合共共射射放放大大电电路路 BQCQII cCQCCCEQRIVU 接接RL时：时：IBQ、ICQ不变不变CLLCCQCCCEQRRRRIVU )(电路改进：采用单电源供电电路改进：采用单电源供电IBQICQIRCIRL17直接耦合共射放大电路直接耦合共射放大电路12bBEQbBEQCCBQRURUVI 求静态工作点求静态工作点:RL开路时：开路时：ui+Rb1+VCC Rc uo Rb2 RL 2.2.3 直直接接耦耦合合共共射射放放大大电电路路 BQCQII cCQCCCEQRIVU 接接RL时：时：IBQ、ICQ不

17、变不变LCRCQRIII CRCCCEQRIVUC CLLCCQCCCEQRRRRIVU )(IBQICQIRCIRL CRCQCCRIIVL CRCCQCCRIRIVL CLCEQCCQCCRRURIV CCQCCLCCEQRIVRRU 118 Rb Rc+C2-ui+-C1+VCC uo RL 2.2.4 阻阻容容耦耦合合共共射射放放大大电电路路 (b)阻容耦合共射放大电路阻容耦合共射放大电路 阻容耦合：阻容耦合：电路通过电路通过电容连接传递信号的方电容连接传递信号的方式。起连接作用的电容式。起连接作用的电容称之为称之为耦合电容耦合电容。耦合电容的容量一般耦合电容的容量一般很大，为电解电容

18、，起很大，为电解电容，起隔直通交的作用。可使隔直通交的作用。可使Ui 几乎无失真的加到几乎无失真的加到UBE求静态工作点求静态工作点:令输入端短路令输入端短路Ui=0 cCQCCCEQBQCQbBEQCCBQRIVUIIRUVI,RL对静态工作点没有影响对静态工作点没有影响192.3 放大电路的分析方法放大电路的分析方法放大电路放大电路分析方法分析方法静态分析静态分析动态分析动态分析估算法估算法图解法图解法微变等效电路法微变等效电路法图解法图解法计算机仿真计算机仿真分析放大电路分析放大电路就是在理解放大电路的工作原理的基础上求解就是在理解放大电路的工作原理的基础上求解静态工作点静态工作点IBQ

19、,UBEQ,UCEQ,ICQ和各项动态参数和各项动态参数AU,Ri,Ro本节以本节以NPN型基本共射放大电路为例，针对电路中存在非线型基本共射放大电路为例，针对电路中存在非线性器件，而且直流量与交流量同时作用的特点，提出分析方性器件，而且直流量与交流量同时作用的特点，提出分析方法法202.3.1 直流通路与交流通路直流通路与交流通路 1.1.直流通路：直流通路：在直流电源作用下直流电流流经的通路，在直流电源作用下直流电流流经的通路，用于静态分析。对于直流通路：用于静态分析。对于直流通路：电容视为开路；电感视电容视为开路；电感视为短路；信号源视为短路，但保留其内阻。为短路；信号源视为短路，但保留

20、其内阻。2.2.交流通路：交流通路：在输入信号作用下交流电流流经的通路，在输入信号作用下交流电流流经的通路，用于动态分析。对于交流通路：用于动态分析。对于交流通路：大容量电容（耦合电容、大容量电容（耦合电容、旁路电容等）视为短路；大容量电感视为开路；直流电旁路电容等）视为短路；大容量电感视为开路；直流电源视为短路。源视为短路。在放大电路中直流信号与交流信号总是共存的，但是由在放大电路中直流信号与交流信号总是共存的，但是由于电容、电感等电抗元件的存在，直流信号流经的通路与交于电容、电感等电抗元件的存在，直流信号流经的通路与交流信号流经的通路是不完全相同的。流信号流经的通路是不完全相同的。21基本

21、共射放大电路基本共射放大电路直流通路直流通路交流通路交流通路信号源视为短路信号源视为短路直流电源直流电源视为短路视为短路icBQCQII cCQCCCEQRIVU bBEQBBBQRUVI 22直接耦合共射放大电路直接耦合共射放大电路直流通路直流通路交流通路交流通路信号源视为短路信号源视为短路但保留其内阻但保留其内阻直流电源直流电源视为短路视为短路icSbBEQbBEQCCBQRRURUVI 12BQCQII cCQCCCEQRIVU CLLCCQCCCEQRRRRIVU )(23阻容耦合共射放大电路阻容耦合共射放大电路直流通路直流通路交流通路交流通路信号源视为短路信号源视为短路电容视为开路电

22、容视为开路直流电源视直流电源视为短路，电为短路，电容视为短路容视为短路icbBEQCCBQRUVI BQCQII cCQCCCEQRIVU 24作作 业业 2.1 2.2 252.3.2 图解法图解法 一一.静态工作点的分析静态工作点的分析已知三极管的输入、输出特性曲线以及各元件参数的已知三极管的输入、输出特性曲线以及各元件参数的情况下，利用作图的方法对电路进行分析即为情况下，利用作图的方法对电路进行分析即为图解法图解法。基本共射放大电路基本共射放大电路cCCCCERiVu bBBBBERiVu Q应在输入特性应在输入特性曲线上，又满足曲线上，又满足Q应在输出特性应在输出特性曲线上，又满足曲线

23、上，又满足三极管三极管非线性非线性外电路外电路线性线性外电路外电路线性线性26cCCCCERiVu bBBBBERiVu 输入回路图解分析输入回路图解分析BBBEBVui 时，时，0CCCECVui 时时，0输出回路图解分析输出回路图解分析IBQUBEQi BBEuQICQUCEQQIBQuCEiCuCE斜率斜率1Rc斜率斜率1Rb输入回路负载线输入回路负载线输出回路负载线输出回路负载线bBBBBERViu 时，时，0CCCCCERViu 时时，0VBB RbVBBVCCRcVCC27二、电压放大倍数的分析二、电压放大倍数的分析当加入输入信号当加入输入信号 ui时，输时，输入回路方程为：入回路

24、方程为：biBBRuV,0bBiBBBERiuVu 该直线与横轴交点该直线与横轴交点:(VBB+ui,0),与纵轴交点：与纵轴交点：斜率斜率1RbICEIOUuuuuA u0与与ui 反相反相28当输入电压为正弦波时，若当输入电压为正弦波时，若Q点合适而且输入信号幅值较小，点合适而且输入信号幅值较小，则输出电压也为正弦波，无失真。则输出电压也为正弦波，无失真。三、波形非线性失真分析三、波形非线性失真分析最大不失真输出电压最大不失真输出电压Uom：为使为使Uom尽可能大，应将尽可能大，应将Q点设置在放大区内负载线的中点，点设置在放大区内负载线的中点，即横坐标值为即横坐标值为（VCC-UCES)/

25、2+UCES=（VCC+UCES)/2的位置。的位置。29若若Q 点过低，则输出电压产生截止失真。点过低，则输出电压产生截止失真。ib、ic 波形将产生底部失真，波形将产生底部失真，uo波形将产生顶部失真。波形将产生顶部失真。这种因为晶体管截止而产生的失真叫做这种因为晶体管截止而产生的失真叫做截止失真。截止失真。解决方法：解决方法：bBEQBBBQRUVI 加大加大VBB，提高，提高Q。30若若Q 点过高，则输出电压产生饱和失真。点过高，则输出电压产生饱和失真。ib、ic 波形将产生顶部失真，波形将产生顶部失真，uo波形将产生底部失真。波形将产生底部失真。这种因为晶体管饱和而产生的失真叫做这种

26、因为晶体管饱和而产生的失真叫做饱和饱和失真。失真。解决方法：解决方法：BQCQII cCQCCCEQRIVU 1.加大加大Rb，降低，降低Q。2.降低降低RC，使，使Q 右移右移 3.换换值较小的晶体管值较小的晶体管bBEQBBBQRUVI 31四、直流负载线与交流负载线四、直流负载线与交流负载线ICQUCEQQIBQuCEiCuCE斜率斜率1RC以阻容耦合共射放大以阻容耦合共射放大电路为例电路为例静态时静态时所确定的负载线所确定的负载线称为称为直流负载线直流负载线cCCCCERiVu 放大电路外电路的伏安放大电路外电路的伏安特性曲线特性曲线称为称为负载线负载线动态动态 时所确定的负载线称为时

27、所确定的负载线称为交流负载线交流负载线.ui 引起的变化引起的变化/LCLCCCERiRRiu 交流负载线必过交流负载线必过Q点点斜率斜率LCRR/1 交流负载线与横轴的交点交流负载线与横轴的交点B：0),/(LCCQCEQRRIU BLCQRI空载时直流负载线与交流负载线重合空载时直流负载线与交流负载线重合CCQRIUom1Uom2最大不失真输出电压最大不失真输出电压 21,minomomUUVCCRcVCC32思考思考 直接耦合放大电路的直流负载线、交流负载线如何？直接耦合放大电路的直流负载线、交流负载线如何？RL开路时：开路时：cCCCCERIVU 接接RL时：时：IBQ、ICQ不变不变

28、CLLCCCCCERRRRIVU )(0 CEUCCCCRVI 时时0 CI时时CLLCCCERRRVU ICQUCEQQIBQuCEiCuCERcVCCVCCQCLLCCRRRV UCEQRL开路时和接开路时和接RL时，时，直接直接耦合放大电路的负载线耦合放大电路的负载线不不过同一个过同一个Q点点直接耦合放大电路的直流负载线、交流负载线直接耦合放大电路的直流负载线、交流负载线重合重合RL开路时和接开路时和接RL时，直接耦合放大电路的负载线如何？时，直接耦合放大电路的负载线如何？33五、图解法的适用范围五、图解法的适用范围特点：特点：直观、形象直观、形象，但要求实测晶体管的输入、输出曲线，而且

29、，但要求实测晶体管的输入、输出曲线，而且用图解法进行定量分析的误差较大。用图解法进行定量分析的误差较大。适用范围：适用范围：静态工作点位置、最大不失真输出电压和失真情况分析。静态工作点位置、最大不失真输出电压和失真情况分析。注意：静态工作点位置由直流负载线确定，注意：静态工作点位置由直流负载线确定，估算放大倍数、最大不失真输出电压幅度和分析非估算放大倍数、最大不失真输出电压幅度和分析非线性失真情况必须根据交流负载线来估算和分析。线性失真情况必须根据交流负载线来估算和分析。34bBEQBBBQRUVI BQCQII cCQCCCEQRIVU 例例2.3.1 P94 基本共射放大电路电路参数的改变

30、对基本共射放大电路电路参数的改变对Q点的影响点的影响RcVCCVCC斜率斜率1Rc1.在什么参数、如何变化时在什么参数、如何变化时Q1 Q2 Q3 Q4？2.从输出电压上看，哪个从输出电压上看，哪个Q点下最易产生截止失真？点下最易产生截止失真？哪个哪个Q点下最易产生饱和失真？哪个点下最易产生饱和失真？哪个Q点下点下Uom最大？最大？3.设计放大电路时，应根据什么选择设计放大电路时，应根据什么选择VCC？35一一.晶体管的直流模型及静态工作点的估算晶体管的直流模型及静态工作点的估算 建立直流模型的意义：建立直流模型的意义：由于三极管是非线性器件，这样由于三极管是非线性器件，这样就使得放大电路的分

31、析非常困难。建立直流模型，就就使得放大电路的分析非常困难。建立直流模型，就是将非线性器件做线性化处理，从而简化放大电路的是将非线性器件做线性化处理，从而简化放大电路的分析和设计。分析和设计。建立直流模型的思路建立直流模型的思路：当放大电路的输入信号电压足够：当放大电路的输入信号电压足够小时，晶体管工作于线性区，就可以把三极管小范围小时，晶体管工作于线性区，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，从而可以把非线内的特性曲线近似地用直线来代替，从而可以把非线性器件所组成的电路等效成线性电路来处理。性器件所组成的电路等效成线性电路来处理。2.3.3 等效电路法等效电路法 36晶体管的直流

32、模型晶体管的直流模型已知：已知：VCC=12V,Rb=510K,Rc=3K,=100,UBEQ=0.7V求静态工作点。求静态工作点。bBEQCCBQRUVI BQCQII cCQCCCEQRIVU A 225107.012 mAA2.222100 V4.532.212 37二、晶体管共射二、晶体管共射h 参数等效模型（微变等效电路）参数等效模型（微变等效电路）在交流通路中可将晶体管看成为一个二端口在交流通路中可将晶体管看成为一个二端口网络，输入回路、输出回路各为一个端口。网络，输入回路、输出回路各为一个端口。)()(CEBCCEBBEuifiuifu，低频小信号模型低频小信号模型ce22b21

33、cce12b11be UhIhIUhIhUCECECBBCCCECEBEBBBEBEddddddBCEBCEuuiiiiiuuuiiuuIUIU电阻电阻无量纲无量纲无量纲无量纲电导电导交流等效模型（按式子画模型）交流等效模型（按式子画模型）38h h参数的物理意义参数的物理意义beBBE11CEriuhUBCEBE12IuuhCEBC21UiihceCEC221Bruihib-eb-e间的间的动态电阻动态电阻内反馈内反馈系数系数电流放大系数电流放大系数c-ec-e间的间的电导电导分清主次，合理近似！什么情况下分清主次，合理近似！什么情况下h h1212和和h h2222的作用可忽略不计？的作用

34、可忽略不计？391.输入回路输入回路iBuBE当信号很小时，将输入特性在小范围内近似线性当信号很小时，将输入特性在小范围内近似线性 uBE iBBBEbeiur EQTbbebbbbeIUrrrr)1(rbb-基区体电阻基区体电阻rc-集电区体电阻集电区体电阻re-发射区体电阻发射区体电阻rbe-发射结电阻发射结电阻rbc-集电结电阻集电结电阻Cbe-发射结电容发射结电容Cbc-集电结电容集电结电容DDdiur DTIU 查阅手册查阅手册由由IEQ算出算出402.输出回路输出回路bcii (1)输出端相当于一个受输出端相当于一个受ib 控制的控制的电流源。电流源。(2)考虑考虑 uCE对对 i

35、C的影响，输出端的影响，输出端还要并联一个大电阻还要并联一个大电阻rce。非常大非常大CCEceiur ubeibuceicic3.等效模型等效模型rbe ibib rcecberbe ibibbceic41熟练掌握熟练掌握 等效模型等效模型直流等效模型直流等效模型交流等效模型交流等效模型EQTbbbeIUrr)1(CQTbbIUr BQTbbIUr 42三、共射放大电路动态参数分析三、共射放大电路动态参数分析交流通路交流通路交流等效电路交流等效电路基本共射放大电路基本共射放大电路uA、电电压压放放大大倍倍数数1 bebbirRIU cbccoRIRIU bebciourRRUUA bbebb

36、iiiIrRIIUR)(iR、输输入入电电阻阻2oR、输输出出电电阻阻3COOUoooRUUIURS .0CoRR bebirRR IO43工作在放大区工作在放大区例例:已知：基本共射放大电路已知：基本共射放大电路VBB=1V,VCC=12V,Rb=24K,Rc=5.1K,rbb=100,=100,UBEQ=0.7V求静态工作点。求静态工作点。求求AU、Ri、RobBEQBBBQRUVI BQCQII cCQCCCEQRIVU AA 5.12)10247.01(3 mAA25.15.12100 V63.51.525.112 解：解：求静态工作点。求静态工作点。BEQCEQUU 求求AU、Ri、

37、Ro先求先求rbeCQTbbbeIUrr K2.2)25.126100100(bebcurRRA 5.192.2241.5100 bebirRR K2.262.224 kRRco1.5例例2.3.2 P101基本共射放大电路基本共射放大电路 bebbirRIU cbccoRIRIU 44交流等效电路交流等效电路阻容耦合阻容耦合共射放大电路共射放大电路交流通路交流通路 bebirIU LboRIU beLurRA LCLRRR/2、输入电阻、输入电阻RiiiiIUR bebrR/CoooRIUR 3、输出电阻、输出电阻Ro1、电压放大倍数、电压放大倍数Au4、电压放大倍数、电压放大倍数Aussi

38、iosousUUUUUUA siiuusRRRAA Ri45工作在放大区工作在放大区例例:已知：阻容耦合共射放大电路已知：阻容耦合共射放大电路,VCC=12V,Rb=510K,Rc=3K,rbb=150,=80,UBEQ=0.7V，RL=3K,求求AU、Ri、Ro Rs=2k,求求AUSbBEQCCBQRUVI BQCQII cCQCCCEQRIVU AA 2.22)105107.012(3 mAA77.12.2280 V69.6377.112 解：解：求静态工作点。求静态工作点。BEQCEQUU 求求AU、Ri、Ro、AUS先求先求rbeCQTbbbeIUrr 33.1=)77.12680+

39、150(=KbeLCbeLurRRrRA/9033.15.180 bebirRR/Krbe33.1 kRRco3例例2.3.3 P102siiuusRRRAA 233.133.190 36 bebirIU LboRIU 46作作 业业 2.5 2.6 2.7472.4.1.静态工作点稳定的必要性静态工作点稳定的必要性 （1 1）必要性）必要性静态工作点决定放大电路是否产生失真；静态工作点决定放大电路是否产生失真；静态工作点影响电压放大倍数、输入电阻等动态参数；静态工作点影响电压放大倍数、输入电阻等动态参数；静态工作点的不稳定，将导致动态参数不稳定，甚至使放静态工作点的不稳定，将导致动态参数不稳

40、定，甚至使放大电路无法正常工作。大电路无法正常工作。（2 2）影响静态工作点稳定的因素）影响静态工作点稳定的因素 电源电压波动、元件老化、环境温度变化等，都会引电源电压波动、元件老化、环境温度变化等，都会引起晶体管和电路元件参数的变化，造成静态工作点的不稳起晶体管和电路元件参数的变化，造成静态工作点的不稳定。其中，温度对晶体管参数的影响是最为主要的。定。其中，温度对晶体管参数的影响是最为主要的。48（3 3）温度对静态工作点的影响）温度对静态工作点的影响QvCE/ViC/mAiB=0IBQ1(a)温度变化对温度变化对ICBO的影响的影响(b)温度变化对输入特性曲线的影响温度变化对输入特性曲线的

41、影响温度温度T T 10 10 o oC CI ICBOCBO 1 1倍倍,输出特性曲线上移输出特性曲线上移(c)温度变化对温度变化对 的影响的影响温度每升高温度每升高1 1 o oC C ，要增加要增加0.5%0.5%1.0%1.0%温度温度T T 输出特性曲线族间距增大输出特性曲线族间距增大QvCE/ViC/mAiB=0IBQ1温度温度T T 1 1 o oC C U UBE BE 2.5mv2.5mv输入特性曲线左移输入特性曲线左移Q Q点升高，点升高，IB 总之：总之：ICBO ICEO T UBE IB IC 492.4.2.典型的静态工作点稳定电路典型的静态工作点稳定电路 一、电路

42、组成和一、电路组成和Q Q点稳定原理点稳定原理C Ce e旁路电容旁路电容阻容耦合放大电路阻容耦合放大电路直接耦合放大电路直接耦合放大电路直流通路直流通路50目标目标：温度变化时，使：温度变化时，使I IC C维持恒定。维持恒定。如果温度变化时，如果温度变化时，基极基极电位能电位能基本不变基本不变，则可实现静态工作点的，则可实现静态工作点的稳定。稳定。基极电位基本不变的条件：基极电位基本不变的条件：I1 IBQCCb2b1b1BQVRRRU+T ICQ IEQ ICQ UEQ、UBQ不变不变 UBE IBQ（负反馈）（负反馈）（一般取（一般取 I1=(510)IBQ，UBQ=3V5V）则：则：

43、51二、二、Q Q点的估算点的估算CCb2b1b1BQVRRRUCQeBEQBQEQIRUUI)(ecCQCCeEQcCQCCCEQRRIVRIRIVU1EQIIICQBQ52三、动态参数的估算三、动态参数的估算画出如图所示阻容耦合电路画出如图所示阻容耦合电路的交流通路和微变等效电路的交流通路和微变等效电路若将若将Rb1/Rb2看成一个电阻看成一个电阻Rb则右图与则右图与阻容耦合共射放大电路阻容耦合共射放大电路的交流等效电路完全相同的交流等效电路完全相同beLurRAiiiIURbebrR/CoooRIURLCLRRR/bebbrRR/211Rb253ebeLouRrRUUAi)1(ebeb2

44、b1iRrRRR)1(/coRR 若没有旁路电容若没有旁路电容Ce，则，则ebbebeebebiRIrIRIrIU1LbLcoRIRIU则则且且若若,1,)1(bee rR LcLeLou/RRRRRUUAi iI1Rb254例：如图所示，例：如图所示，VCC=12V，Rb1=5k，Rb2=15k，Re=2.3k，Rc=5.1k，RL=5.1k；=50，rbe=1.5k，UBEQ=0.7V。(1).估算静态工作点估算静态工作点Q(2).分别求有、无分别求有、无Ce时的时的Au和和Ri解：解：(1)静态工作点静态工作点:CCb2b1b1BQVRRRU eBEQBQEQCQRUUII )(ecCQ

45、CCCEQRRIVU V3121555 mA13.27.03 V6.4)3.21.5(112 1BQEQIImA02.05011 P108例例2.4.155Rb1+VCCRcC1C2TRb2CeRe1RLuiuoRe2+-+-(2)求求AU和和Ri 当有当有Ce时时:beLurRA bebbirRRR/21 当无当无Ce时，因为时，因为(1+)Rerbe且且1，所以，所以 eLuRRA ebebbiRrRRR 1/21可以看出，当无可以看出，当无Ce时时，电压放大倍数很低电压放大倍数很低 855.12/1.550/becLrRR kkkk07.15.1/15/57.13.22/1.5 k75.

46、33.25015.1/15/5解决办法如图：解决办法如图：Re1较小，直流通路中较小，直流通路中Re1与与Re2均起作用均起作用交流通路中只有交流通路中只有Re1起作用起作用这样既能保证静态工作点这样既能保证静态工作点稳定又能使电路有较高的稳定又能使电路有较高的放大倍数放大倍数iI56I1I2IBRb1+ECRcTRb2Re1Re2直直流流通通路路交流通路交流通路Rb1RcRLuiuoRb2Re1微变等效电路：微变等效电路：rbeRcRLoURe1iUiIbIcIbIRbRb1+VCCRcC1C2TRb2CeRe1RLuiuoRe2+-+-57四、稳定静态工作点的方法：四、稳定静态工作点的方法

47、：1、引入直流负反馈。引入直流负反馈。2、温度补偿温度补偿：利用对温度敏感的元件：利用对温度敏感的元件在温度变化时直接影响输入回路。在温度变化时直接影响输入回路。例如，例如，Rb1或或Rb2采用热敏电阻。采用热敏电阻。Rb1应具有负温度系数，应具有负温度系数，Rb2应具应具有正温度系数。有正温度系数。Bb1CBBEEC )(URIIUUIT 利用二极管的反向特性进行温度补偿。利用二极管的反向特性进行温度补偿。CBCI )(IIITR利用二极管的正向特性进行温度补偿。利用二极管的正向特性进行温度补偿。58作作 业业 2.9 2.10 2.11592.5.1.2.5.1.基本共集放大电路基本共集放

48、大电路 (射极输出器）射极输出器）一、电路组成一、电路组成直接耦合共集放大电路直接耦合共集放大电路直接耦合共射放大电路直接耦合共射放大电路60阻容耦合共集放大电路阻容耦合共集放大电路阻容耦合共射放大电路阻容耦合共射放大电路61二、静态分析二、静态分析 eBQBEQbBQeEQBEQbBQBBRIURIRIURIV 1 ebBEQBBBQRRUVI 1 BQEQII 1eEQCCCEQRIVU 直接耦合共集放大电路直接耦合共集放大电路直流通路：直流通路：62三、动态分析三、动态分析eebebi)(RIrRIUb ebeeiO)1()1(RrRRUUAbU 从式中可看出从式中可看出,Au小于小于1

49、,1,若若(1+(1+)R)Re eR Rb b+r+rb be e,则则Au接近于接近于1 1，故常称共集放大电路为故常称共集放大电路为射集跟随射集跟随器器.eb)1(RI beebebbiiIRIrRIIUR )(iebebiRrRR)1(RLRi与负载有关！与负载有关！)/)(1(LebebiRRrRR 带负载电阻后带负载电阻后eeoRIU 63bebobrRUI )1(/o beberRRR)1()1(o bebbeberRRrRR所所以以一一般般.0 SUoooIUR输出电阻：输出电阻：beboerRUI 1eRoIIIe bebebebOeOOOOrRRrRURUUIUR 1111

50、1o 64例例2.5.1：已知射极输出器的参数如下：已知射极输出器的参数如下：VBB=6V,VCC=12V,Rb=15k，Re=5k，UBEQ=0.7V,rbb=200，=150，估算估算Q点、点、Au、Ri 和和Ro。P113 ebBEQBBBQRRUVI 1 BQEQII 1eEQCCCEQRIVU 解：解：估算估算Q点点 AmA 88.651501157.06 mAA04.188.61501 V8.6504.112 CQTbbbeIUrr K1.4)126150200(65ebee)1()1(RrRRAbU ebebiRrRR)1()1(/o beberRRR)1(bebrR例例2.5.

51、1：已知射极输出器的参数如下：已知射极输出器的参数如下：VBB=6V,VCC=12V,Rb=15k，Re=5k，UBEQ=0.7V,rbb=200，=150，估算估算Q点、点、Au、Ri 和和Ro。P113求求Au、Ri 和和Ro 975.0515011.41551501 KK77451511.415 1261511.415K小于小于1 1，约等于，约等于1 1比较大比较大很小很小66Rb+VCCC1C2ReRLuiuoRb+VCCRe直流通道直流通道阻容耦合电路共集放大电路阻容耦合电路共集放大电路:67静态分析：静态分析：IBIEebBEQCCBQRRUVI)1(BQEQII)1(eEQCC

52、CEQRIVU Rb+VCCRe直流通道直流通道 eBQBEQbBQeEQBEQbBQCCRIURIRIURIV 168动态分析：动态分析：Rb+VCCC1C2ReRLuiuoRbReRLuiuorbeiUbIReRLRboUcIbIiI69LeoRIU LeLRRR/LbRI ）（1LebebiRIrIU LbbebRIrI )1(LbbebLbuRIrIRIA )1()1(LbeLRrR )1(1 ）（1.电压放大倍数：电压放大倍数：rbeiUbIReRLRboUcIbIiI1,)1(接接近近于于则则若若uLbeARr 702.输入电阻：输入电阻：bRbiIII LbebiiiRrRIUR

53、 )1(/rbeiUbIReRLRboUcIbIiIbRILbbebiRIrIU)1(713.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。RobIiIrbeReRbcIbIrbeReRbbIbIeIUIebbIIII ebebeRUrUrU 电源置电源置0IURo)11(1ebeRr 1/beerR一般：一般：1beerR所以：所以：1beorR72Rb+VCCC1C2ReRLuiuo例例2.5.2：已知射极输出器的参数如下：已知射极输出器的参数如下：Rb=570k，Re=5.6k，rbb=300,RL=5.6k，=100，VCC=12V求求:Au、Ri 和和Ro。eb

54、BECCBRRUVI)1(BEII)1(k9.201.126101300解：解：AmA 106.510015707.012 mAA01.1101001 EQTbbbeIUrr 173Rb=570k，Re=5.6k，RL=5.6k，=100，VCC=12V求求Au、ri和和ro。rbeiUbIReRLRboUcIbIiI微变等效电路微变等效电路rbe=2.9 k，LbeLuRrRA )1(1 ）（)1(/LbebiRrRR 2.8)1001(2.9/570 190k 1/beeorRR99.08.21019.28.2101 1012.9/6.5 28小于小于1 1，约等于，约等于1 1比较大比较

55、大很小很小74共集电极电路特点：共集电极电路特点：2.2.输入电阻大输入电阻大，从信号源获取的电流小。，从信号源获取的电流小。3.3.输出电阻小输出电阻小，带负载能力强。，带负载能力强。直接耦合直接耦合ebebiRrRR)1(阻容耦合阻容耦合LbebiRrRR )1(/阻容耦合阻容耦合 1/beeOrRR,同相与UUio1.1.电压放大倍数小于电压放大倍数小于1 1但接近于但接近于1 1，称为射极跟随器或电压跟随器。称为射极跟随器或电压跟随器。直直接接耦耦合合 )1(/o beberRRR 输入电阻大，输出电阻小；只放大电流，不放大电压；输入电阻大，输出电阻小；只放大电流，不放大电压；在一定条

56、件下有电压跟随作用！在一定条件下有电压跟随作用！752.5.2.2.5.2.基本共基放大电路基本共基放大电路 一、静态分析：一、静态分析：eEQBEQBBRIUV eBEQBBEQRUVI 1EQBQIIEQCQCEQUUU CCQCCCQRIVU BEQEQUU BEQCCQCCCEQURIVU 76二、动态分析：二、动态分析：ebbebeebebi)1(RIrIRIrIU )1(i beeebebeeiirRIrIRIIURcRR ocbccoRIRIU ebeciou)1(RrRUUA 77ebec)1(RrRAU 1beeirRRcRR o例例2.5.2：已知基本共基放大电路的参数如下

57、：已知基本共基放大电路的参数如下：Re=300，Rc=5k，=100，rbe=1k，估算估算Au、Ri 和和Ro。P115 163.0100115100 K31.031010011000300 K578共基极放大电路电路特点：共基极放大电路电路特点：同同相相。与与ioUU1.1.因输入回路电流为因输入回路电流为iE，输出回路电流为，输出回路电流为iC，所以电路只能放，所以电路只能放大电压，不能放大电流。大电压，不能放大电流。2.2.输入电阻较共射放大电路要小。输入电阻较共射放大电路要小。3.3.频带宽，频率特性好，常用于无线电通信。频带宽，频率特性好，常用于无线电通信。)1(i beerRRb

58、ebrRR i共基放大电路共基放大电路共射放大电路共射放大电路输入电阻小，频带宽！只放大电压，不放大电流！输入电阻小，频带宽！只放大电压，不放大电流！791.1.共发射极放大电路：共发射极放大电路：既能放大电压，也能放大电流，既能放大电压，也能放大电流，输入电阻居中，输出电阻较大，频带较窄。常作低输入电阻居中，输出电阻较大，频带较窄。常作低频电压放大频电压放大。2.2.共集电极放大电路：共集电极放大电路：只能放大电流，不能放大电压。只能放大电流，不能放大电压。输入电阻最大、输出电阻最小，具有电压跟随的特输入电阻最大、输出电阻最小，具有电压跟随的特点，常用于多级放大的输入级和输出级。点，常用于多

59、级放大的输入级和输出级。3.3.共基极放大电路：共基极放大电路：只能放大电压，不能放大电流。只能放大电压，不能放大电流。输入电阻小，频率特性最好，常用于宽频带放大电输入电阻小，频率特性最好，常用于宽频带放大电路。路。2.5.3.2.5.3.三种接法的比较三种接法的比较 802.7 晶体管基本放大电路的派生电路晶体管基本放大电路的派生电路2.7.1复合管放大电路复合管放大电路一、复合管的组成及其电流放大系数一、复合管的组成及其电流放大系数21ccciii 112111BBii 12121Bi 21 81复合管的组成原则复合管的组成原则:1、在正确的外加电压下每只管子的各级电流均有合适的通路，、在

60、正确的外加电压下每只管子的各级电流均有合适的通路，且均工作在放大区。且均工作在放大区。2、为了实现电流放大，应将第一只管子的集电极或发射极电流、为了实现电流放大，应将第一只管子的集电极或发射极电流作为第二只管子的基极电流。作为第二只管子的基极电流。二、复合管共射放大电路二、复合管共射放大电路电路电路 交流等效电路交流等效电路0822.1.0.ccIII 1.21bI 22.11.bebbebirIrIU 21.11.1bebbebrIrI 0 LCOoRRIU/.iOUUUA./211211/bebeLCrrRR 时时，1,11121 beberr LCbRRI/1.21 22/.beLCrRRUA 2.11/bebebirrRR 可见，电压放大倍数与没用复合管时相当，输入电阻明显增大，可见，电压放大倍数与没用复合管时相当，输入电阻明显增大，电流放大能力明显增强。电流放大能力明显增强。cRR o83作作 业：业：2.12 2.13