电工电子学C：分立元件放大电路2

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1、2023年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C1分立元件放大电路南京工业大学信息科学与工程学院电子系南京工业大学信息科学与工程学院电子系第四章2023年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C2复习：复习：晶体管放大的外部条件发射结必晶体管放大的外部条件发射结必须正向偏置，集电结必须反向偏置须正向偏置，集电结必须反向偏置 晶体管是晶体管是电流控制电流的放大电流控制电流的放大器件器件BCIIBCEIII2023年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C3 放大电路的功能：放大电路的性能指标：电压放大倍数、输入电阻、输出电阻、通频带、非线性失真等。第二节第二节 基本放大电路基

2、本放大电路2023年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C4 现代现代使用最广使用最广的是以晶体管(双极型晶体管或场效应晶体管)放大电路为基础的集集成放大器成放大器。大功率放大以及高频、微波的低噪声放大，常用分立晶体管放大器。高频和微波的大功率放大主要靠特殊类型的真空管，如功率三极管三极管或四极管、磁控管、速调管、行波管以及正交场放大管等。2023年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C5参考点参考点一、放大电路的组成及工作原理一、放大电路的组成及工作原理2023年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C6后一页后一页前一页前一页返回返回2023年年2月月22日日3:19

3、电工电子学电工电子学C72023年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C8RB+UCC2023年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C9二、放大电路的分析二、放大电路的分析 静态分析（确定静态工作点）：估算法 动态分析（计算放大电路的性能指标）：微变等效电路法2023年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C101、静态分析（1）估算法求 步骤：1）画出直流通路 2）根据直流通路估算）根据直流通路估算 IB 3）估算）估算IC 4）根据直流通路）根据直流通路估算估算UCE2023年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C11C看作开路看作开路开路开路直流通路直流通路

4、开路开路VT+RB+UCCRC后一页后一页前一页前一页+UCCRCC1C2+RBuoRL +-+-1）画出直流通路）画出直流通路直流通路：无信号时直流电流的通路直流通路：无信号时直流电流的通路2023年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C122 2）根据直流通路估算）根据直流通路估算 IBRBRCIBBBECCBRUUIKVL 由由BCCRU7.0 BCCRU RB称为称为 偏置电阻偏置电阻，IB 称为称为 偏置电流偏置电流。2023年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C13RBRC+UCC4 4）根据直流通道估算）根据直流通道估算UCEIC根据电流放大作用根据电流放大作用

5、后一页后一页前一页前一页BC IIB ICCCCCE:KVLRIUU 由由返回返回3）估算）估算 IC2023年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C14RBRCIB+UCCIC例例1：用估算法计算静态工作点。：用估算法计算静态工作点。已知：已知：UCC=12V，RC=4K，RB=300K，=37.5。解：解：请注意电路中请注意电路中IB和和 IC的数量级的数量级A4030012RUIBCCB mA5.104.05.37BCIIV645.112 CCCCCERIUU2023年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C15ICRB+UCCREIB例例2：用估算法计算图示电路的静态工作

6、点。：用估算法计算图示电路的静态工作点。后一页后一页前一页前一页ECCCRIUUCE EBBECCB)1(RRUUI BCIIEBBEBBEEBEBBCC)1(RIURIRIURIU 2023年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C16（2 2）图解法：图解法：直流偏置线与直流偏置线与输入特性曲线输入特性曲线交点交点Q的坐标的坐标(IB、UBE)即为所求即为所求静态工作点静态工作点。IBUBEQIBUBE UBE=UCCIBRB直流偏置线直流偏置线常常数数CEBEBUUfI)(由电路特性和晶体管的输入由电路特性和晶体管的输入特性确定特性确定IB 和和UBE后一页后一页前一页前一页RBR

7、CIBIC+UCC返回返回UCCUCC/RB2023年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C172、动态分析2023年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C18 对输入的小交流信对输入的小交流信号而言，三极管相当号而言，三极管相当于电阻。于电阻。rbe称为晶称为晶体管输入电阻。体管输入电阻。对于小功率三极管：对于小功率三极管：)()(26)1(200mAImVrEbe1 1）输入回路）输入回路iBuBE 当信号很小时，当信号很小时，将输入特性在小范将输入特性在小范围内近似线性。围内近似线性。bbeBBEbeiuIUr rbe的量级从几百欧到几千欧。的量级从几百欧到几千欧。202

8、3年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C192 2）输出回路）输出回路iCuCE)(bBcCCiIiIi bBiI 所以：所以：bcii 输出端相当于一个受输出端相当于一个受 ib控制的电流源。控制的电流源。后一页后一页前一页前一页 IC UCE特性曲线特性曲线近似平行近似平行输出端还要并联一个输出端还要并联一个大电阻大电阻r rcece。BBIcceICCEceiuIUr 返回返回2023年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C20ibicicBCEib ib rceCrbeBE晶体三极管晶体三极管微变等效电路微变等效电路后一页后一页前一页前一页ube+-uce+-ube+

9、-uce+-r rcece很大，一般忽略。很大，一般忽略。返回返回2023年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C21用微变等效电路法分析电路：用微变等效电路法分析电路：画出交流通路 画出微变等效电路 求电压放大倍数 求输入电阻 求输出电阻2023年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C22电工电子学B1)1)画交流通路画交流通路:交流信号传输的路径交流信号传输的路径,信号信号源单独作用的电路源单独作用的电路.C短路短路,直流电源可看作对地短路。直流电源可看作对地短路。后一页后一页前一页前一页uo+-+-返回返回2023年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C23交流通

10、路交流通路后一页后一页前一页前一页RBRCuiuoRL+-+-返回返回2023年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C242)2)画出微变等效电路画出微变等效电路将交流通路中的三极管用微变等效电路代替将交流通路中的三极管用微变等效电路代替后一页后一页前一页前一页+-+-+-rbeRBRCRLiUiIbIcIoUbI+-+返回返回2023年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C253)3)求电压放大倍数：求电压放大倍数：bebirIU LcoRIU LubeRAr LCLR/RR :ouiUAU定义负载电阻越小，放大倍数越小。负载电阻越小，放大倍数越小。LbRI rbeRBRCR

11、LiUiIbIcIoUbI+-+2023年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C26后一页后一页前一页前一页放大放大电路电路+-SE信号源信号源SRiIiU+-iriiiIUr 输入电阻输入电阻返回返回2023年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C27iiiIUr beBr/R ber bRiIIUB rbeRBRCRLiUiIbIcIoUbI+-+ir后一页后一页前一页前一页返回返回2023年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C28+_RL0USUr0+_后一页后一页前一页前一页返回返回2023年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C29RL000rbeR

12、BRCsE.iIbIcIbI外加外加oIoUoI共发射极放大电路共发射极放大电路输出电阻输出电阻共射极放大电路共射极放大电路特点：特点：1.1.放大倍数高放大倍数高;2.2.输入电阻低输入电阻低;3.3.输出电阻高输出电阻高.oU后一页后一页前一页前一页返回返回加压求流法步骤加压求流法步骤:RS2023年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C30(2)图解法 步骤步骤:1）根据）根据ui在输入特性曲线上求在输入特性曲线上求iB 2）画出交流负载线）画出交流负载线 3）由输出特性曲线和交流负载线）由输出特性曲线和交流负载线求求iC和和uCE 2023年年2月月22日日3:19电工电子学电

13、工电子学C31iBibtuiuBEQ60201）根据）根据ui在输入特性曲线上求在输入特性曲线上求iB2023年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C32RBRCRLuiuo交流通路交流通路CLLRRR/LCECRui1交流信号的变化沿着斜率为：交流信号的变化沿着斜率为：LR1的直线。的直线。这条直线通过这条直线通过Q点，称为点，称为交流负载线交流负载线。2）画出交流负载线）画出交流负载线2023年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C33交流负载线的作法交流负载线的作法iCuCEECQIB过过Q点作一条直线，斜率为：点作一条直线，斜率为：LR1交流负载线交流负载线CCRE20

14、23年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C34uce与与ui反相！反相！iCuCEictucet3）由输出特性曲线和交流负载线求）由输出特性曲线和交流负载线求iC和和uCE2023年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C35iCuCE可输出的可输出的最大不失最大不失真信号真信号讨论讨论:静态工作点的选择与非线性失真静态工作点的选择与非线性失真2023年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C36iCuCEQ点过低，信号进入截止区点过低，信号进入截止区放大电路产生放大电路产生截止失真截止失真2023年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C37Q点过高，信号进入饱和

15、区点过高，信号进入饱和区放大电路产生放大电路产生饱和失真饱和失真ib输入波输入波形形uo输出波形输出波形iCuCE2023年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C38 合理设置静态工作点是保证放大电路正常合理设置静态工作点是保证放大电路正常工作的先决条件。但是放大电路的静态工作工作的先决条件。但是放大电路的静态工作点常因外界条件的变化而发生变动。点常因外界条件的变化而发生变动。前述的固定偏置放大电路，简单、容易调前述的固定偏置放大电路，简单、容易调整，但在温度变化、三极管老化、电源电压整，但在温度变化、三极管老化、电源电压波动等外部因素的影响下，将引起静态工作波动等外部因素的影响下，将

16、引起静态工作点的变动，严重时将使放大电路不能正常工点的变动，严重时将使放大电路不能正常工作，其中影响最大的是温度的变化。作，其中影响最大的是温度的变化。2023年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C391.温度变化对静态工作点的影响温度变化对静态工作点的影响在固定偏置放大电路中在固定偏置放大电路中(不掌握不掌握)当当UCC和和 RB一定时，一定时，IC与与 UBE、以及以及 ICEO 有有关关，这三个参数随温度而变化。，这三个参数随温度而变化。CBOBBECCCEOBCIRUUIII)1(当温度升高时，当温度升高时，UBE、ICBO 。要掌握以下结论要掌握以下结论:温度升高时，温度升

17、高时，IC将增加，使将增加，使Q点沿负载线上移。点沿负载线上移。后一页后一页前一页前一页返回返回2023年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C40iCuCEQ温度升高时，输温度升高时，输出特性曲线上移出特性曲线上移结论：结论：当温度升高时，当温度升高时，IC将增加，使将增加，使Q点点沿负载线上移，容沿负载线上移，容易使易使T T进入饱和区进入饱和区造成饱和失真，甚造成饱和失真，甚至引起过热烧坏三至引起过热烧坏三极管。极管。Q 固定偏置电路的固定偏置电路的Q点是点是不稳定的，为此需要改进偏置电路。当温度升不稳定的，为此需要改进偏置电路。当温度升高使高使 IC 增加时，能够自动减少增加时

18、，能够自动减少IB，从而抑制，从而抑制Q点的变化，保持点的变化，保持Q点基本稳定。点基本稳定。后一页后一页前一页前一页返回返回2023年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C412.分压式偏置电路分压式偏置电路稳定稳定Q点的原理点的原理BII 2若若满满足足：基极电位基本恒定，基极电位基本恒定，不随温度变化。不随温度变化。后一页后一页前一页前一页跳转跳转RB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IBVB+2121BBCCRRUII CCBBBBURRRV212 返回返回2023年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C42 集电极电流基本恒集电极电流基本恒定，不随温度变化。定，

19、不随温度变化。EBEBECRUVII BEBUV 若若满满足足：EBEBEBECRVRUVII 后一页后一页前一页前一页RB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IBVB+返回返回2023年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C43Q点稳定的过程点稳定的过程TUBEIBICUEICVB固定固定 R RE E:温度补偿电阻温度补偿电阻 对直流：对直流：R RE E越大稳越大稳Q Q效果越好；效果越好；对交流：对交流：R RE E越大交越大交流损失越大流损失越大,为避免交为避免交流损失加旁路电容流损失加旁路电容C CE E。后一页后一页前一页前一页I1I2IBVB+RB1RCC1C2RB

20、2CERERL返回返回2023年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C443.分压式偏置电路的分析分压式偏置电路的分析212BBCCBBRVURR BBECEEBEVUIIRVR IICB EECCCCCERIRIUU静态分析静态分析RB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IBVB+2023年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C45动态分析动态分析对交流对交流:CE将将RE短路短路，AuAu，ri，ro与与固定偏置电路相同固定偏置电路相同。I1I2IBVB+RB1RCC1C2RB2CERERL旁路电容旁路电容返回返回2023年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C

21、46 去掉去掉CE后的后的微变等效电路微变等效电路21BBBRRR +UCC短路短路对地对地短路短路C1RB1RCC2RB2RERLuorbeRCRLiIbIcIbIBR REeIiUoU+-返回返回2023年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C47EebebiRIrIU LboRIU Au减小减小EbbebiRIrIU)1(1)LubeERAr R(1)(1)电压放大倍数电压放大倍数后一页后一页前一页前一页返回返回rbeRCRLiIbIcIbIBR REeIiUoU+-2023年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C48)1(EbeBiRrRr/CoRr (2)输入电阻输入

22、电阻ri 和输出电阻和输出电阻r0rbeRCRLiIbIcIbIBR REeIoU+_iU+_2023年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C49无旁路电容无旁路电容C CE E有旁路电容有旁路电容C CE EEbeLuRrRA)1(Au减小减小beLurRA)1(EbeBiRr/Rr CoRr ri 提高提高beBirRr/CoRr ro不变不变返回返回2023年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C50例例1:1:.在图示放大电路中，已知在图示放大电路中，已知UCC=12V,RC=6k,RE1=300，RE2=2.7K，RB1=60k，RB2=20k RL=6k，晶体管，晶

23、体管=50，UBE=0.6V,试求试求:(1)(1)静态工作点静态工作点IB、IC及及UCE；(2)(2)画出微变等效电路；画出微变等效电路；(3)(3)输入电阻输入电阻r ri i、r r0 0及及u u。RB1+UCCRCC1C2RB2CERE2RLuiuoRE1+返回返回后一页后一页前一页前一页2023年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C51【解解】RB1+UCCRCRB2RE2RE1直流通路如图所示。直流通路如图所示。V312206020212 CCBBBBURRRVmA803603.RUVIIEBEBEC A 16 500.8 IICBV8438068012)(11.RR

24、IRIUUEEECCCCCE 返回返回后一页后一页前一页前一页2023年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C52微变等效电路如图微变等效电路如图KRrCo6Krbe961802651300I26)1300E.(K 1521 BBBR/RR其其中中1/(1)15/(1.96 51 0.3)iBbeErRr RK038261715./1(1)LubeERArR 69830519616650./rbeRCRLiUiIbIcIoUbIBR RE1eI+2023年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C53后一页后一页前一页前一页RB+UCCRCC1C2RERLuiuo+返回返回又称为射

25、极输出器又称为射极输出器2023年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C54EBBECCBRRUUI)(1BIIcRB+UCCRCREEECCCERIUU 后一页后一页前一页前一页RB+UCCRCC1C2RERLuiuo+2023年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C55二、二、动态分析动态分析LELRRR/LeoRIULbRI）（1LebebiRIrIULbbebRIrI)(1LbbebLbuRIrIRIA )()(11LbeLRrR )1(1 ）（电压放大倍数电压放大倍数 且输入且输入 输出同相，输出输出同相，输出 电压跟随输入电电压跟随输入电 压，压，故称电压跟故称电压

26、跟 随器。随器。，1 uArbeiIbIcIOUbI BRRERL+iU+后一页后一页前一页前一页返回返回2023年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C56iBirRr/)(/LbeBiRrRr 1irLbebLEebebbiiRrIRRIrIIUr)(/1LELRRR/后一页后一页前一页前一页irrbeiIbIcIbI BRRERLiUOU+返回返回2023年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C57置置0后一页后一页前一页前一页OU+RsrbesEiIbIcIbI BRRERL+I返回返回2023年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C58ebbIIII Esbe

27、sbeRURrURrU BssRRR/IUro EsbeRRr111 besErRR/1 sbeERrR ）（1Rrrsbeo 1后一页后一页前一页前一页RsUIrbebIbI BRREeI+_返回返回2023年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C59LbeLuRrRA )1()1(/LbeBiRrRr)1(Rrrsbeo 1后一页后一页前一页前一页返回返回2023年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C601.1.将射极输出器放在放大电路的第一级，将射极输出器放在放大电路的第一级，可以提高输入电阻，可以提高输入电阻，2.2.将射极输出器放在放大电路的末级，可将射极输出器放在

28、放大电路的末级，可以降低输出电阻，以降低输出电阻，3.3.将射极输出器放在放大电路的两级之将射极输出器放在放大电路的两级之间，可以起到间，可以起到作用。作用。后一页后一页前一页前一页返回返回2023年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C61 电压放大级电压放大级 耦合方式：信号源与放大电路之间、两级放耦合方式：信号源与放大电路之间、两级放大电路之间、放大器与负载之间的连接方式。大电路之间、放大器与负载之间的连接方式。常用的耦合方式：直接耦合；阻容耦合。常用的耦合方式：直接耦合；阻容耦合。功放级功放级后一页后一页前一页前一页 第二级第二级 推动级推动级 输入级输入级 输出级输出级输入输

29、入输出输出2023年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C622023-2-22一、一、阻容耦合放大电路阻容耦合放大电路第一级第一级第二级第二级负载负载两级之间通过耦合电容两级之间通过耦合电容C2与下级输入电阻连接与下级输入电阻连接+UCCRSRB1C2C3RLRE2C1RC2VT1RE1CE2VT2iUSEoURB2RC11BR 2BR CE1+1oU后一页后一页前一页前一页返回返回2023年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C631.1.静态分析：静态分析：由于电容有隔直作用，所以每级放大电路由于电容有隔直作用，所以每级放大电路的直流通路互不相通，的直流通路互不相通，每级

30、的静态工作点互每级的静态工作点互相独立，互不影响，可以各级单独计算。相独立，互不影响，可以各级单独计算。两级放大电路均为共发射极分压式偏置电路。两级放大电路均为共发射极分压式偏置电路。后一页后一页前一页前一页返回返回+UCCRSRB1C2C3RLRE2C1RC2RE1CE2VT2iUSEoURB2RC11BR 2BR CE1+VT11oU2023年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C642.2.动态分析：动态分析：微变等效电路微变等效电路第一级第一级第二级第二级后一页后一页前一页前一页rbe2RC2RLoUrbe1RB2RC1iURB11BR2BRSERS1bI2 b I1bI2bI

31、1cI2cI2121uuioioiouAAUUUUUUA 电压放大倍数电压放大倍数返回返回2023年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C652023-2-22电工电子学B2ir后一页后一页前一页前一页11111beLiourRUUA 211iCLrRR/22222222beLCbeLiourR/RrRUUA 1iirr 2oorr 返回返回rbe2RC2RLoUrbe1RB2RC1iURB11BR2BRSERS1bI2 b I1bI2bI1cI2cI2023年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C66二、直接耦合放大电路二、直接耦合放大电路+12VuoRC2T2uiRC1R1

32、T1R2+后一页后一页前一页前一页返回返回2023年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C671、前后级静态工作点互相影响、前后级静态工作点互相影响2、零点漂移零点漂移零点漂移：零点漂移：指输入信号电压为零时，输出电指输入信号电压为零时，输出电 压发生缓慢变化的现象。压发生缓慢变化的现象。uot0产生的原因：晶体管参数随温度变化、电源电压产生的原因：晶体管参数随温度变化、电源电压 波动、电路元件参数的变化。波动、电路元件参数的变化。前一页前一页 后一页后一页返回返回2023年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C68前一页前一页 后一页后一页uodIdAuu 返回返回2023年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C69作业 7-1、7-2、7-7、7-8、7-9、7-13、7-17(选)、7-20、7-25、7-272023年年2月月22日日3:19电工电子学电工电子学C70 本章结束！