电工学少学时唐介基本放大电路

1、第,9,章,基本放大电路,9.2,放大电路的工作原理,9.3,放大电路的静态分析,9.5,双极型晶体管基本放大电路,9.9,差分放大电路,9.8,多级放大电路,9.4,放大电路的动态分析,教学要求：,第,9,章,基本放大电路,1.,理解共射极单管放大电路的基本结构和工作原理。,2.,掌握静态工作点的估算和动态微变等效电路的分析方法。,了解输入电阻、输出电阻的概念。了解放大电路的频率特性。,3.,要很好理解共射放大电路、共集放大电路的特点。,4.,了解多级放大的概念。掌握阻容耦合放大电路的静态和动,态方法。了解直接耦合放大电路中的零点漂移现象。,5.,了解差动放大电路的工作原理，了解差模信号和共

2、模信号,的概念。,重点：,单管放大电路的基本结构和工作原理，共射放大电路、,共集放大电路静态和动态分析方法。直接耦合放大电路中的零,点漂移现象。,难点：,放大电路的工作原理及静态和动态分析方法。,放大的概念,:,放大的目的是将微弱的变化信号放大成较大的信号。,放大的实质,:,用小能量的信号通过三极管的电流控制作用，将放大电路中,直流电源的能量转化成交流能量输出。,对放大电路的基本要求,：,1.,要有足够的放大倍数,(,电压、电流、功率,),。,2.,尽可能小的波形失真。,另外还有输入电阻、输出电阻、通频带等其它技术指标。,本章主要讨论电压放大电路。,u,i,u,o,A,u,电源,一,基本放大电

3、路的形式,三极管放,大电路有,三种形式,共射放大电路,共基放大电路,共集放大电路,以共射放大,电路为例讲,解工作原理,9.1,放大电路的工作原理,放大元件,i,C,=,?,i,B,，工作,在放大区（保证集电结,反偏，发射结正偏）。,输入、输出回路的共同,端,-,零电位的参考点。,U,CC,为电路,提供能量，,并保证集电,结反偏。,耦合电容具有隔离直,流、通交流的作用。,u,i,输,入,u,o,输,出,二,放大电路的组成,R,B,+U,CC,U,BB,R,C,C,1,C,2,T,集电极电阻,基极电源与基极偏置,电阻使发射结正偏，,并提供大小适当的基,极电流。,R,B,R,C,T,+,U,CC,R

4、,C,T,R,B,单电源供电电路,双电源供电电路,可以省去,+,+,-,-,BB,U,CC,U,问题：,发射结单向导电，且正向特性有死区电压，,如果直接输入交流信号，必有半个周期不能导电，使,输出信号失真。,怎样才能作到不失真呢？,（保证三,极管始终处于放大状态，发射结正偏、集电结反偏）,办法：,在,u,i,=0,时，先使,I,B,、,I,C,有一个直流分量,（也叫静态值）。输入交流信号后,使,i,b,、,i,c,在直流的,基础上变化。总量,i,B,、,i,C,是交直流的叠加，,只有大小,变化，方向不变，以满足发射结单向导电的条件。,三、基本放大电路的放大原理,符号规定,U,A,大写字母、大写

5、下标，表示直流量,。,u,A,小写字母、大写下标，表示全量,。,u,a,小写字母、小写下标，表示交流分量,。,u,A,u,a,全量,交流分量,t,U,A,直流分量,U,BE,I,B,I,C,U,CE,无输入信号,(,u,i,= 0),时,:,u,o,=,0,u,BE,=,U,BE,u,CE,=,U,CE,+,U,CC,R,B,R,C,C,1,C,2,T,+,+,u,i,+,u,o,+,+,+,u,BE,u,CE,i,C,i,B,i,E,u,BE,t,O,i,B,t,O,i,C,t,O,u,CE,t,O,i,B,=,I,B,i,E,=,I,E,i,C,=,I,C,I,E,=,I,B,+,I,C,

6、I,C,U,CE,O,I,B,U,BE,O,结论：,(1),无输入信号电压时，放大电路的工作状态为静,态，此时各处的值为静态值。三极管各电极都是恒,定的电压和电流,:,I,B,、,U,BE,和,I,C,、,U,CE,。,(,I,B,、,U,BE,),和,(,I,C,、,U,CE,),分别对应于输入、输出特,性曲线上的一个点，称为静态工作点,。,Q,I,B,U,BE,Q,U,CE,I,C,U,BE,I,B,无输入信号,(,u,i,= 0),时,:,u,o,= 0,u,BE,=,U,BE,u,CE,=,U,CE,？,有输入信号,(,u,i, 0),时,u,CE,= U,CC,i,C,R,C,u,o

7、,?,0,u,BE,=,U,BE,+,u,i,u,CE,=,U,CE,+,u,o,I,C,+,U,CC,R,B,R,C,C,1,C,2,T,+,+,u,i,+,u,o,+,+,+,u,BE,u,CE,i,C,i,B,i,E,u,BE,t,O,i,B,t,O,i,C,t,O,u,CE,t,O,u,i,t,O,U,CE,u,o,t,O,结论,：,(2),加上输入信号电压后，各电极电流和电压的大,小均发生了变化，都在直流量的基础上叠加了一,个交流量，但方向始终不变,。,+,集电极电流,直流分量,交流分量,动态分析,i,C,t,O,i,C,t,I,C,O,i,C,t,i,c,O,静态分析,结论,：,(

8、3),若参数选取得当，输出电压可比输入电压大，,即电路具有电压放大作用,。,(4),输出电压与输入电压在相位上相差,180,，,即共发射极电路具有反相作用,。,u,i,t,O,u,o,t,O,1.,实现放大的条件,(1),晶体管必须工作在放大区。发射结正偏，集,电结反偏,。,(2),正确设置静态工作点，使晶体管工作于放大,区,。,(3),输入回路将变化的电压转化成变化的基极电,流,。,(4),输出回路将变化的集电极电流转化成变化的,集电极电压，经电容滤波只输出交流信号,。,2.,直流通路和交流通路,因电容对交、直流的作用不同。在放大电路中如,果电容的容量足够大，可以认为它对交流分量不起,作用，

9、即对交流短路。而对直流可以看成开路。这,样，交直流所走的通路是不同的,。,直流通路：,无信号时电流（直流电流）的通路，,用来计算静态工作点,。,交流通路：,有信号时交流分量（变化量）的通路，,用来计算电压放大倍数、输入电阻、,输出电阻等动态参数,。,信号的不同分量可以分别在不同的通道分析。,例：,画出下图放大电路的直流通路,直流通路,直流通路用来计算静态工作点,Q,(,I,B,、,I,C,、,U,CE,),对直流信号电容,C,可看作开路,（,即将电容断开,）,断开,断开,+,U,CC,R,B,R,C,T,+,+,U,BE,U,CE,I,C,I,B,I,E,+U,CC,R,S,u,s,R,B,R

10、,C,C,1,C,2,T,+,+,+,R,L,u,i,+,u,o,+,+,+,u,BE,u,CE,i,C,i,B,i,E,R,B,R,C,u,i,u,O,R,L,R,S,u,s,+,+,+,对交流信号,(,有输入信号,u,i,时的交流分量,),X,C,?,0,，,C,可看作,短路。忽略电源的内,阻，电源的端电压恒,定，直流电源对交流,可看作短路,。,短路,短路,对地短路,交流通路,用来计算电压,放大倍数、输入,电阻、输出电阻,等动态参数,。,+U,CC,R,S,u,s,R,B,R,C,C,1,C,2,T,+,+,+,R,L,u,i,+,u,o,+,+,+,u,BE,u,CE,i,C,i,B,i

11、,E,放大电路的分析方法,放大电,路分析,静态分析,动态分析,估算法,图解法,微变等效电路法,图解法,计算机仿真,放大电路中各点的电压或电流都是在静态直流上,附加了小的交流信号。,9.2,放大电路的静态分析,静态,：,放大电路无信号输入,（,u,i,=,0,）,时的工作状态,。,分析方法：,估算法、图解法。,分析对象：,各极电压电流的直流分量。,所用电路：,放大电路的直流通路,。,设置,Q,点的目的,：,(1),使放大电路的放大信号不失真,；,(,2),使放大电路工作在较佳的工作状态，静态是动,态的基础,。,静态工作点,Q,：,I,B,、,I,C,、,U,CE,。,静态分析,：,确定放大电路的

12、静态值,。,对直流信号（只有,+U,CC,）,开路,开路,R,B,+,U,CC,R,C,C,1,C,2,T,直流通道,R,B,+,U,CC,R,C,直流通路,一、用图解法确定静态值,用作图的方法确定静态值,步骤,：,1.,用估算法确定,I,B,优点,：,能直观地分析和了解静,态值的变化对放大电路,的影响,。,2.,由输出特性确定,I,C,和,U,CE,常数,?,?,B,),(,CE,C,I,U,f,I,U,CE,= U,CC,I,C,R,C,+,U,CC,R,B,R,C,T,+,+,U,BE,U,CE,I,C,I,B,直流负载线方程,B,BE,CC,B,R,U,U,I,?,?,?,C,tan,

13、R,1,?,?,?,直流负载线斜率,I,CQ,U,CEQ,C,CC,R,U,U,CC,常数,?,?,B,),(,CE,C,I,U,f,I,U,CE,=U,CC,I,C,R,C,U,CE,/V,I,C,/mA,直流负载线,Q,由,I,B,确定的那,条输出特性与,直流负载线的,交点就是,Q,点,O,二、用估算法确定静态值,1.,直流通路估算,I,B,B,BE,CC,B,R,U,U,I,?,?,所以,B,CC,B,R,U,I,?,根据电流放大作用,CEO,B,C,I,I,I,?,?,?,B,B,I,I,?,?,?,2.,由直流通路估算,U,CE,、,I,C,当,U,BE,U,CC,时，,+,U,CC

14、,R,B,R,C,T,+,+,U,BE,U,CE,I,C,I,B,由,KVL:,U,CC,=,I,B,R,B,+,U,BE,由,KVL:,U,CC,=,I,C,R,C,+,U,CE,所以,U,CE,=,U,CC,I,C,R,C,R,B,称为,偏置电阻,，,I,B,称为,偏置电流,。,即,I,C,=I,B,例,1,：,用估算法计算静态工作点,。,已知：,U,CC,=12V,，,R,C,=4k,?,，,R,B,=300k,?,，,?,=37.5,。,解：,注意：,电路中,I,B,和,I,C,的数量级不同,mA,mA,B,CC,B,04,0,300,12,.,?,?,?,R,U,I,mA,mA,B,

15、C,5,1,04,0,5,37,.,.,.,?,?,?,?,I,I,?,V,V,C,C,CC,CE,6,4,5,1,12,?,?,?,?,?,?,.,R,I,U,U,+,U,CC,R,B,R,C,T,+,+,U,BE,U,CE,I,C,I,B,例,2,：,用估算法计算图示电路的静态工作点。,E,E,C,C,CC,CE,R,I,R,I,U,U,?,?,?,E,B,BE,CC,B,),1,(,R,R,U,U,I,?,?,?,?,B,C,I,I,?,E,E,BE,B,B,CC,R,I,U,R,I,U,?,?,?,E,B,BE,B,B,),1,(,R,I,U,R,I,?,?,?,?,由例,1,、例,2

16、,可知，当电路不同时，计算静态,值的公式也不同,。,由,KVL,可得：,由,KVL,可得：,I,E,+,U,CC,R,B,R,C,T,+,+,U,BE,U,CE,I,C,I,B,在放大电路中，输出信号应该成比例地放大输入信号,（即线性放大）；如果两者不成比例，则输出信号不能反映,输入信号的情况，放大电路产生,非线性失真。,若,Q,设置过高，,晶体管进入饱和区工,作，造成饱和失真。,Q,2,u,o,适当减小基极电流,可消除失真。,U,CE,Q,u,CE,/V,t,t,i,C,/mA,I,C,i,C,/mA,u,CE,/V,O,O,O,Q,1,静态工作点的影响,如果,Q,设置不合,适，晶体管进入截

17、止,区或饱和区工作，将,造成非线性失真。,若,Q,设置过低，,晶体管进入截止,区工作，造成截止,失真。,适当增加基极电,流可消除失真。,u,i,u,o,t,i,B,/,?,A,i,B,/,?,A,u,BE,/V,t,u,BE,/V,U,BE,O,O,O,Q,Q,u,CE,/V,t,i,C,/mA,u,CE,/V,O,O,U,CE,如果,Q,设置合适，信号幅值过大也可产生失真，,减小信号,幅值,可消除失真。,为了得到尽量大的输出信号，要把,Q,设置在,直流负载线的,中间部分,。,9.3,放大电路的动态分析,动态：,放大电路有信号输入,（,u,i,?,0,）,时的工作状态,。,分析方法：,微变等效

18、电路法，图解法。,所用电路：,放大电路的交流通路,。,动态分析,:,即性能指标分析，计算电压放大倍数,A,u,、,输入电阻,r,i,、,输出电阻,r,o,等,。,分析对象：,各极电压和电流的交流分量,。,目的,：,找出,A,u,、,r,i,、,r,o,与电路参数的关系，为设计打基础,。,（,1,）电压放大倍数,A,u,i,o,u,U,U,A,?,一、放大电路的主要性能指标,反映放大电路的放大能力的指标,i,o,u,U,U,|,A,|,?,i,o,u,U,U,A,?,?,?,若,u,i,为正弦量则,分贝值,u,u,A,20lg,dB,A,?,增益,（,2,）放大电路的输入电阻,r,i,输入电阻,

19、是衡量放大电路从前级取电流大小及对,输入电压衰减程度的指标。,i,i,i,I,U,r,?,?,?,A,u,i,r,从放大电路输,入端看进去的,等效电阻为,r,i,S,R,i,r,S,S,i,i,i,U,R,r,r,U,?,?,S,i,S,i,R,r,U,I,?,?,S,i,S,i,U,U,R,r,?,?,则,若,希望,r,i,越大越好,?,i,I,?,i,U,?,S,U,i,i,I,r,（,3,）放大电路的输出电阻,r,o,放大电路对,负载,而言，相当于信号源，将它用电压源等,效代替，等效电源的内阻为输出电阻。,i,r,S,R,i,r,i,0,U,A,?,L,R,0,r,0,r,i,0,L,0

20、,L,0,U,A,R,r,R,U,?,?,i,0,0,L,0,U,A,U,R,r,?,?,则,若,希望,r,0,越小越好,r,0,是衡量放大电路带负载能力的指标,0,L,0,L,i,0,u,A,R,r,R,U,U,A,?,?,?,从放大电路输出端看,进去的等效电阻为,r,0,SC,OC,0,I,U,r,?,?,?,?,i,I,?,i,U,?,S,U,o,U,?,（,4,）放大电路的频率特性,通频带：,f,bw,=,f,H,f,L,放大倍数,随频率变,化曲线,反映放大电路对不同频率的信号适应能力,幅频特性,相频特性,幅频特性,相频特性,u,A,m,A,m,0.707,A,L,f,H,f,f,通频

21、带,O,?,?,270,?,180,f,?,90,?,0,O,放大器只有工作在通,频带范围内才能避免,产生频率失真。,例,9.3.1,某放大电路的空载电压放大倍数,输入电阻,输出电阻,试问：,（,1,）输入端接到,的信号源上，,（,2,）输出端再接上,的负载电阻时，,100,0,?,A,9,?,?,k,r,i,1,0,?,?,k,r,?,?,?,k,R,mA,U,S,S,1,10,?,?,OC,U,?,?,k,R,L,9,?,0,?,U,?,?,u,A,解：,L,R,0,r,I,i,U,S,U,i,i,r,S,R,i,0,U,A,U,0c,mV,U,R,r,r,U,S,S,i,i,i,9,),

22、1,(,?,?,?,mV,U,A,U,i,OC,900,9,100,0,?,?,?,?,mV,U,R,r,R,U,OC,L,L,810,),2,(,0,0,?,?,?,90,9,810,0,?,?,?,i,u,U,U,A,0,U,二、放大电路的微变等效电路,微变等效电路：,把非线性元件晶体管所组成的放大电路等效为一,个线性电路。即把非线性的晶体管线性化，等效为,一个线性元件,。,线性化的条件：,晶体管在小信号（微变量）情况下工作。因此，,在静态工作点附近小范围内的特性曲线可用直线近,似代替。,微变等效电路法：,利用放大电路的微变等效电路分析计算放大电路,电压放大倍数,A,u,、输入电阻,r,i

23、,、输出电阻,r,o,等,。,晶体管的微变等效电路可从晶体管特性曲线求出,。,当信号很小时，在静态工作点,附近的输入特性在小范围内可近,似线性化,。,1.,晶体管的交流小信号电路模型,?,U,BE,?,I,B,对于小功率三极管,：,(mA),I,26,200,r,C,be,?,?,r,be,一般为几百欧到几千欧,。,CE,B,BE,be,U,I,U,r,?,?,?,(1),输入回路,Q,CE,b,be,U,i,u,?,输入特性,晶体管的,输入电阻,晶体管的输入回路,(B,、,E,之间,),可用,r,be,等效代替,，,即由,r,be,来确,定,u,be,和,i,b,之间的关系,。,I,B,U,

24、BE,O,(2),输出回路,CE,B,C,U,I,I,?,?,?,r,ce,愈大，恒流特性愈好,因,r,ce,阻值很高，一般忽,略不计,。,晶体管的,输出电阻,输出特性,I,C,U,CE,Q,输出特性在线性工作区是,一组近似等距的平行直线,。,CE,b,c,U,i,i,?,晶体管的电,流放大系数,晶体管的输出回路,(C,、,E,之,间,),可用一受控电流源,i,c,=,?,i,b,等效代替，即由,?,来确定,i,c,和,i,b,之间的关系,。,?,一般在,20,200,之间,，,在手册中常用,h,fe,表示,。,B,C,CE,ce,I,I,U,r,?,?,?,B,c,ce,I,i,u,?,O,

25、i,b,i,c,i,c,B,C,E,i,b,?,i,b,晶体三极管,微变等效电路,u,be,+,-,u,ce,+,-,u,be,+,-,u,ce,+,-,r,be,B,E,C,晶体管的,B,、,E,之间,可用,r,be,等效代替,。,晶体管的,C,、,E,之间可用一,受控电流源,i,c,=,?,i,b,等效代替,。,1.,晶体管的交流小信号电路模型,可以将晶体管用一个线性的电路模型来等效代替,对交流信号,(,输入信号,u,i,),短路,短路,置零,R,B,+,U,CC,R,C,C,1,C,2,T,R,B,R,C,R,L,u,i,u,o,交流通路,即小信号电路模型分析法,2.,放大电路的微变等效

26、电路,2.,放大电路的微变等效电路,将交流通路中的晶,体管用晶体管微变等,效电路代替即可得放,大电路的微变等效电,路,。,i,b,i,c,u,S,r,be,?,i,b,R,B,R,C,R,L,E,B,C,u,i,+,-,u,o,+,-,+,-,R,S,i,i,交流通路,微变等效电路,R,B,R,C,u,i,u,O,R,L,+,+,-,-,R,S,u,S,+,-,i,b,i,c,B,C,E,i,i,分析时假设输入为,正弦交流，所以等效,电路中的电压与电流,可用相量表示,。,微变等效电路,2.,放大电路的微变等效电路,将交流通路中的晶,体管用晶体管微变等,效电路代替即可得放,大电路的微变等效电,路

27、,。,i,b,i,c,u,S,r,be,?,i,b,R,B,R,C,R,L,E,B,C,u,i,+,-,u,o,+,-,+,-,R,S,i,i,i,U,?,i,I,?,b,I,?,c,I,?,o,U,?,b,I,?,S,U,?,r,be,R,B,R,C,R,L,E,B,C,+,-,+,-,+,-,R,S,3.,电压放大倍数的计算,be,b,i,r,I,U,?,?,?,L,c,o,R,I,U,?,?,?,?,?,be,L,r,R,A,u,?,?,?,?,L,C,L,/,R,R,R,?,?,i,o,:,U,U,A,u,?,?,?,定义,当放大电路输出端开路,(,未接,R,L,),时,，,L,b,R

28、,I,?,?,?,?,?,负载电阻愈小，放大倍数愈小。,be,C,r,R,A,u,?,?,式中的负号表示输出电压的相位,与输入相反,。,例,1,：,i,U,?,i,I,?,b,I,?,c,I,?,o,U,?,b,I,?,S,U,?,r,be,R,B,R,C,R,L,E,B,C,+,-,+,-,+,-,R,S,4.,放大电路输入电阻的计算,放大电路对信号源,(,或对前级放大电路,),来说，是一个负载，,可用一个电阻来等效代替。这个电阻是信号源的负载电阻,也,就是放大电路的输入电阻。,定义,：,输入电阻是对交,流信号而言的，是,动态电阻,。,i,i,i,I,U,r,?,?,?,输入电阻,+,-,信

29、号源,A,u,放大电路,S,U,?,S,R,i,I,?,i,U,?,+,-,输入电阻是表明放大电路从信号源吸取电流大小,的参数。,电路的输入电阻愈大，从信号源取得的电流,愈小，因此一般总是希望得到较大的输入电阻。,放大,电路,i,r,信号源,S,U,?,S,R,i,I,?,i,U,?,+,-,+,-,i,i,I,U,r,i,?,?,?,be,B,i,i,i,/r,R,I,U,r,?,?,?,?,即,时，,当,be,B,r,R,?,b,R,i,B,I,I,U,?,?,?,?,?,E,e,be,b,i,R,I,r,I,U,?,?,?,?,?,E,b,be,b,),1,(,R,I,r,I,?,?,?

30、,?,?,E,be,i,b,),1,(,R,r,U,I,?,?,?,?,?,?,?,E,be,B,i,),1,(,/,R,r,R,r,?,?,?,be,i,r,r,?,r,be,R,B,R,C,R,L,E,B,C,+,-,+,-,+,-,R,S,i,U,?,i,I,?,b,I,?,c,I,?,o,U,?,b,I,?,S,E,?,e,I,?,R,E,例,2,：,i,U,?,i,I,?,b,I,?,c,I,?,o,U,?,b,I,?,S,E,?,r,be,R,B,R,C,R,L,E,B,C,+,-,+,-,+,-,R,S,例,1,：,r,i,r,i,B,R,I,?,B,R,I,?,5.,放大电路输

31、出电阻的计算,放大电路对负载,(,或对后级放大电路,),来说，是一个信,号源，可以将它进行戴维宁等效，等效电源的内阻即为放,大电路的输出电阻。,+,_,R,L,O,U,?,U,?,r,o,+,_,定义,：,o,o,o,I,U,r,?,?,?,输出电阻：,输出电阻是,动态电阻，与,负载无关,。,输出电阻是表明放大电路带负载能力的参数。,电路,的输出电阻愈小，负载变化时输出电压的变化愈小，,因此一般总是希望得到较小的输出电阻,。,R,S,R,L,o,U,?,+,_,A,u,放大,电路,+,_,S,U,?,共射极放大电路特点：,1.,放大倍数高,;,2.,输入电阻低,;,3.,输出电阻高,.,C,o

32、,o,o,R,I,U,r,?,?,?,?,例,3,：,求,r,o,的步骤,：,1),断开负载,R,L,o,U,?,3),外加电压,o,I,?,4),求,o,r,外加,o,I,?,C,R,c,o,I,I,I,?,?,?,?,?,b,c,I,I,?,?,?,C,o,R,C,R,U,I,?,?,?,0,0,c,b,?,?,I,I,?,?,所以,2),令,或,0,i,?,U,?,0,U,S,?,?,r,be,R,B,R,C,R,L,E,B,C,+,-,+,-,+,-,R,S,i,U,?,i,I,?,b,I,?,c,I,?,o,U,?,b,I,?,S,U,?,e,I,?,R,E,r,be,R,B,R,L

33、,E,B,C,+,-,+,-,+,-,R,S,i,U,?,b,I,?,c,I,?,o,U,?,b,I,?,S,E,?,e,I,?,R,E,i,I,?,E,R,b,b,o,I,I,I,I,?,?,?,?,?,?,?,?,?,E,o,S,B,be,o,S,B,be,o,R,U,R,/,R,r,U,R,/,R,r,U,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,E,S,be,o,1,/,1,1,R,R,R,r,r,?,?,?,?,?,?,外加,例,4,：,o,I,?,o,r,求,r,o,的步骤,：,1),断开负载,R,L,o,U,?,3),外加电压,o,I,?,4),求,2),令,或,0,i,?

34、,U,?,0,S,?,E,?,E,R,I,?,为了保证放大电路的稳定工作，,必须有合适的、稳定的静态工作点。,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。,1,、固定偏置放大电路,R,B,+,U,CC,R,C,C,1,C,2,T,B,BE,CC,B,R,U,U,I,?,?,9.4,双极型晶体管基本放大电路,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,源电压波动等外部因素的影响下，将,引起静态工作点的变动，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。,一、共射放大电路,温度变化对静态工作点的影响,在固定偏置放大电路中，当温,度升高时,，,U

35、,BE,?,、,?,?,、,I,CEO,?,。,上式表明，当,U,CC,和,R,B,一定时，,I,C,与,U,BE,、,?,以及,I,CEO,有关，而这,三个参数随温度而变化,。,O,C,B,BE,CC,CEO,B,C,E,I,R,U,U,I,I,I,?,?,?,?,?,温度升高时,，,I,C,将增加,，,使,Q,点沿负载线上移,。,R,B,+,U,CC,R,C,C,1,C,2,T,i,C,u,CE,Q,温度升高时，输,出特性曲线上移,Q,固定偏置电路的工作点,Q,点是不稳定的，为此需要,改进偏置电路。当温度升高使,I,C,增加时，能够自动减,少,I,B,，,从而抑制,Q,点的变化，保持,Q,

36、点基本稳定,。,结论：,当温度升高时，,I,C,将增,加，使,Q,点沿负载线上移，,容易使晶体管,T,进入饱和,区造成饱和失真，甚至引,起过热烧坏三极管,。,O,常采用分压偏置电路来稳定静态工作点。,2.,分压式偏置电路,（,1,）,稳定,Q,点的原理,B,2,I,I,?,若满足：,基极电位基本恒定，,不随温度变化,。,B2,2,B,R,I,V,?,2,B,1,B,CC,2,1,R,R,U,I,I,?,?,?,CC,B2,B1,B2,B,U,R,R,R,V,?,?,V,B,R,B1,R,C,C,1,C,2,R,B2,C,E,R,E,R,L,I,1,I,2,I,B,+,+,+,+,U,CC,u,

37、i,u,o,+,+,I,C,R,S,u,S,+,a.,R,B2,的作用,R,B2,的作用是组成分压器,，,使,V,B,固定,。,V,B,E,BE,B,E,C,R,U,V,I,I,?,?,?,BE,B,U,V,?,若满足,E,B,E,BE,B,E,C,R,V,R,U,V,I,I,?,?,?,?,集电极电流基本恒定，不,随温度变化。,R,B1,R,C,C,1,C,2,R,B2,C,E,R,E,R,L,I,1,I,2,I,B,+,+,+,+,U,CC,u,i,u,o,+,+,I,C,R,S,u,S,+,b. R,E,和,C,E,的作用,若没有电容,C,E,，当输入信号时,E,e,i,be,R,i,u

38、,u,?,?,c,i,0,u,u,A,C,E,称为,射极旁路电容,，使,u,be,=,u,i,，,电压放大倍数不会降低,。,Q,点稳定的过程,V,E,V,B,R,B1,R,C,C,1,C,2,R,B2,C,E,R,E,R,L,I,1,I,2,I,B,+,+,+,+,U,CC,u,i,u,o,+,+,I,C,R,S,u,S,+,T,U,BE,I,B,I,C,V,E,I,C,V,B,固定,R,E,：,温度补偿电阻,对直流,：,R,E,越大,稳定,Q,点效果越好,；,对交流,：,R,E,越大,交流损,失越大,为避免交流损失加,旁路电容,C,E,。,R,E,的作用：,使,I,C,与晶体管的参数无关，只

39、与电路参数有关。,将电路静态工作点稳定。,本电路稳压的过程,实际是由于加了,R,E,形成了,负反馈,过程,（,2,）,静态分析,静态工作点的计算,B,C,I,I,?,CC,B2,B1,B2,B,U,R,R,R,V,?,?,E,BE,B,E,R,U,V,I,?,?,1,I,I,E,B,?,?,E,E,C,C,CC,CE,R,I,R,I,U,U,?,?,?,估算法,:,I,1,I,2,I,B,R,B,1,+,U,CC,R,C,C,1,T,R,B,2,R,E,直流通路,),R,(R,I,U,E,C,C,CC,?,?,?,（,3,）,动态分析,对交流：,旁路电容,C,E,将,R,E,短路,，,R,E,

40、不起,作用,，,A,u,，,r,i,，,r,o,与固定偏置电路相同,。,如果去掉,C,E,，,A,u,，,r,i,，,r,o,？,旁路电容,R,B1,R,C,C,1,C,2,R,B2,C,E,R,E,R,L,+,+,+,+,U,CC,u,i,u,o,+,+,R,S,u,S,+,R,B1,R,C,C,1,C,2,R,B2,C,E,R,E,R,L,+,+,+,+,U,CC,u,i,u,o,+,+,R,S,u,S,+,去掉,C,E,后的,微变等效电路,2,B,1,B,B,/,R,R,R,?,短路,对地,短路,如果去掉,C,E,，,A,u,，,r,i,，,r,o,?,r,be,R,B,R,C,R,L,

41、E,B,C,+,-,+,-,+,-,R,S,i,U,?,i,I,?,b,I,?,c,I,?,o,U,?,b,I,?,S,U,?,e,I,?,R,E,B,R,I,?,无旁路电容,C,E,有旁路电容,C,E,E,be,L,),1,(,R,r,R,A,u,?,?,?,?,?,A,u,减小,be,L,r,R,A,u,?,?,?,?,?,E,be,B2,B1,i,),1,(,R,/,R,/,R,r,r,?,?,?,C,o,R,r,?,be,B,i,r,/,R,r,?,C,o,R,r,?,分压式偏置电路,r,i,提高,r,o,不变,？,?,?,S,o,us,U,U,A,?,?,即：,对信号源电压的,放大倍

42、数,？,信号源,考虑信号源内阻,R,S,时,i,S,i,be,L,s,r,R,r,r,R,A,u,?,?,?,?,?,所以,S,o,us,U,U,A,?,?,?,S,i,i,o,U,U,U,U,?,?,?,?,?,?,S,i,u,U,U,A,?,?,?,?,i,S,i,S,i,r,R,r,U,U,?,?,?,?,i,r,R,B1,R,C,C,1,C,2,R,B2,C,E,R,E,R,L,+,+,+,+,U,CC,u,i,u,o,+,+,R,S,u,S,+,例,1:,在图示放大电路中，已知,U,CC,=12V,R,C,= 6k,R,E1,= 300,，,R,E2,= 2.7k,，,R,B1,=

43、60k,，,R,B2,= 20k,R,L,= 6k,，晶体管,=50,，,U,BE,=0.6V,试求,:,(1),静态工作点,I,B,、,I,C,及,U,CE,；,(2),画出微变等效电路；,(3),输入电阻,r,i,、,r,o,及,A,u,。,R,B1,R,C,C,1,C,2,R,B2,C,E,R,E1,R,L,+,+,+,+,U,CC,u,i,u,o,+,+,R,E2,解,:,(1),由直流通路求静态工作点。,3V,12V,20,60,20,U,R,R,R,V,CC,B2,B1,B2,B,?,?,?,?,?,?,mA,0.8,mA,3,0.6,3,R,U,V,I,I,E,BE,B,E,C,

44、?,?,?,?,?,?,A,16,A,50,0.8,C,B,?,?,?,I,I,V,8,.,4,V,3,8,.,0,6,8,.,0,12,),(,2,E,1,E,E,C,C,CC,CE,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,R,R,I,R,I,U,U,直流通路,R,B1,R,C,R,B2,R,E1,+,U,CC,R,E2,+,U,CE,I,E,I,B,I,C,V,B,(2),由微变等效电路求,A,u,、,r,i,、,r,o,。,k,6,C,o,?,?,R,r,k,1.86,0.8,26,50,200,I,26,200,r,C,be,?,?,?,?,?,?,k,15,/,2,B,1,B,B,?

45、,?,R,R,R,其中,?,?,1,E,be,B,i,)R,(1,r,/,R,r,?,?,?,k,03,.,8,?,E1,be,L,u,)R,(1,r,R,A,?,?,?,?,?,69,.,8,?,?,微变等效电路,r,be,R,B,R,C,R,L,E,B,C,+,-,+,-,+,-,R,S,i,U,?,i,I,?,b,I,?,c,I,?,o,U,?,b,I,?,S,U,?,e,I,?,R,E1,B,R,I,?,例,2,电路如图所示，硅晶体管,=50,求：,(1),放大器的静态工,作点；,(2),画出放大器的微变等效电路,(,有,C,E,、无,C,E,),；,(3),放,大器的电压放大倍数,A

46、,u,(,有,C,E,、无,C,E,),；,r,i,和,r,0,（,4,）若测得输出波形为,判断放大器出现的是何种失真，如何消除失真？,+,+,+,+,_,_,+,+U,CC,R,E,R,C,C,E,I,E,I,C,I,B,R,B1,R,B2,u,o,u,i,R,L,5k,180k,20k,1.3k,5k,20V,解,（,1,）,2V,=,U,R,+,R,R,=,V,CC,B2,B1,B2,B,1mA,=,R,U,-,V,=,I,E,BE,B,E,V,7,.,3,1,=,=,E,E,C,C,CC,CE,R,I,R,I,U,U,-,-,A,20,m,A,0.02,1,E,B,?,?,?,?,?,

47、I,I,m,A,1,B,C,?,?,I,I,?,?,t,u,o,O,（,2,）放大器的微变等效电路,+,+,_,_,R,B1,R,B2,R,C,R,L,r,be,u,i,u,o,i,c,i,b,?,i,b,i,i,有,C,E,：,+,+,_,_,R,B1,R,B2,R,C,R,L,r,be,u,i,u,o,i,c,i,b,?,i,b,i,i,R,E,?,无,C,E,：,（,3,）放大倍数,00,15,26,200,C,be,?,?,?,I,r,k,5,.,2,=,/,=,L,C,L,R,R,R,3,8,-,1.5,5,.,2,50,-,-,be,L,u,?,?,r,R,A,R,B2,u,o,+

48、,+,_,_,R,B1,R,C,R,L,r,be,u,i,i,c,i,b,?,i,b,i,i,i,c,i,b,i,i,无,C,E,：,00,15,be,?,r,k,5,.,2,=,L,R,+,+,_,_,R,B1,R,B2,R,C,R,L,r,be,u,i,u,o,?,i,b,R,E,?,1.94,-,),1,(,R,-,L,E,be,i,o,u,R,r,U,U,A,?,?,?,?,?,?,?,有,C,E,：,+,+,+,+,_,_,+,+U,CC,R,E,R,C,C,E,I,E,I,C,I,B,R,B1,R,B2,u,o,u,i,R,L,5k,180k,20k,1.3k,5k,O,20V,若

49、要消除失真必须,改变,R,B1,与,R,B2,的比例，,适当抬高放大器的静态,工作点，如：调节,R,B1,使其变小则适当抬高了,V,B,。,（,4,）因为共射极单级放大器的,u,o,与,u,i,反相，据,u,o,的波形,可以判断出,u,i,的波形为,因此可以判断出由于放大,器的静态工作点太低，在,u,i,的前半个周期当,u,i,U,BE,时，三,极管发生了截止，使,u,o,发生了失真，因此该失真为截止失真。,u,i,?,t,o,因对交流信号而言，集电极是输入与输出回路的公共,端，所以是,共集电极放大电路,。,因从发射极输出，所以称射极输出器。,R,B,+,U,CC,C,1,C,2,R,E,R,

50、L,u,i,+,u,o,+,+,+,u,s,+,R,S,二、共集放大电路,R,B,+,U,CC,R,E,直流通路,E,B,BE,CC,B,),1,(,R,R,U,U,I,?,?,?,?,?,B,E,),1,(,I,I,?,?,?,求,Q,点,：,1,、,静态分析,E,E,CC,CE,R,I,U,U,?,?,直流通路,+,U,CC,R,B,R,E,+,U,CE,+,U,BE,I,E,I,B,I,C,R,B,+,U,CC,C,1,C,2,R,E,R,L,u,i,+,u,o,+,+,+,u,s,+,R,S,B,C,I,I,?,B,E,CC,I,1,R,U,）,（,?,?,?,2,、,动态分析,L,E

51、,L,/,R,R,R,?,?,L,e,o,R,I,U,?,?,?,?,L,b,1,R,I,?,?,?,?,）,（,?,L,e,be,b,i,R,I,r,I,U,?,?,?,?,?,?,L,b,be,b,),1,(,R,I,r,I,?,?,?,?,?,?,?,L,b,be,b,L,b,),1,(,),1,(,R,I,r,I,R,I,A,u,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,L,be,L,),1,(,1,R,r,R,?,?,?,?,?,?,?,?,）,（,（,1,）,电压放大倍数,微变等效电路,r,be,R,B,R,L,E,B,C,+,-,+,-,+,-,R,S,i,U,?,b,I,?,

52、c,I,?,o,U,?,b,I,?,S,U,?,e,I,?,R,E,i,I,?,电压放大倍数,A,u,?,1,且输入输出同,相，输出电压跟随输入电压，,故称电压跟随器,。,L,be,R,),(1,r,?,?,?,r,be,R,B,R,L,E,B,C,+,-,+,-,+,-,R,S,i,U,?,b,I,?,c,I,?,o,U,?,b,I,?,S,?,U,e,I,?,R,E,i,I,?,i,B,i,/,r,R,r,?,?,（,2,）,输入电阻,?,?,L,be,B,i,),1,(,/,R,r,R,r,?,?,?,?,?,L,be,b,L,E,e,be,b,b,i,i,),1,(,/,R,r,I,R

53、,R,I,r,I,I,U,r,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,L,E,L,/,R,R,R,?,?,射极输出器的,输入电阻高，对,前级有利,。,r,i,与负载有关,i,r,i,r,?,r,be,R,B,R,L,E,B,C,+,-,+,-,+,-,R,S,i,U,?,b,I,?,c,I,?,o,U,?,b,I,?,S,?,U,e,I,?,R,E,i,I,?,E,R,b,b,o,I,I,I,I,?,?,?,?,?,?,?,?,?,E,o,S,B,be,o,S,B,be,o,R,U,R,/,R,r,U,R,/,R,r,U,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,E,S,

54、be,o,1,/,1,1,R,R,R,r,r,?,?,?,?,?,?,外加,o,I,?,o,r,E,R,I,?,（,3,）,输出电阻,2),令,或,求,r,o,的步骤,：,1),断开负载,R,L,o,U,?,3),外加电压,o,I,?,4),求,0,i,?,U,?,0,s,?,U,?,?,?,?,?,?,1,s,be,o,R,r,r,S,B,S,/,R,R,R,?,?,R,r,R,r,?,?,?,?,1,/,s,be,E,o,s,be,E,),1,(,R,R,r,?,?,?,?,通常：,射极输出器的输,出电阻很小，带,负载能力强。,r,be,R,B,R,L,E,B,C,+,-,+,-,+,-,

55、R,S,i,U,?,b,I,?,c,I,?,o,U,?,b,I,?,S,U,?,e,I,?,R,E,i,I,?,o,r,共集电极放大电路,(,射极输出器,),的特点,：,1.,电压放大倍数小于,1,，,约等于,1;,2.,输入电阻高,；,3.,输出电阻低,；,4.,输出与输入同相,。,L,be,L,),1,(,),1,(,R,r,R,A,u,?,?,?,?,?,?,?,?,L,be,B,i,),1,(,/,R,r,R,r,?,?,?,R,r,R,r,?,?,?,?,1,/,s,be,E,o,射极输出器的应用,主要利用它具有输入电阻高和输出电阻低的特点。,1.,因输入电阻高，它常被用在多级放大电

56、路的,第一级，可以提高输入电阻，,减轻信号源负担,。,2.,因输出电阻低，它常被用在多级放大电路的,末级，可以降低输出电阻，,提高带负载能力,。,3.,利用,r,i,大、,r,o,小以及,A,u,?,1,的特点，也可,将射极输出器放在放大电路的两级之间，起到阻,抗匹配作用，,这一级射极输出器称为缓冲级或中,间隔离级,。,共,集,放,大,电,路,（,射,随,器,）,S,R,S,U,?,r,i,大,共,射,放,大,电,路,共,集,放,大,电,路,（,射,随,器,）,L,R,u,o,A,u,大,r,0,小,例,1:,在图示放大电路中，已知,U,CC,=12V,R,E,= 2k,R,B,= 200k,

57、，,R,L,= 2k,，晶体管,=60,，,U,BE,=0.6V,信号源内阻,R,S,= 100,，试求,:,(1),静态工作点,I,B,、,I,E,及,U,CE,；,(2),画出微变等效电路；,(3),A,u,、,r,i,和,r,o,。,R,B,+,U,CC,C,1,C,2,R,E,R,L,u,i,+,u,o,+,+,+,u,s,+,R,S,解,:,(1),由直流通路求静态工作点。,mA,035,.,0,mA,2,60),(1,200,6,.,0,12,),(1,E,B,BE,CC,B,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,R,R,U,U,I,mA,14,.,2,0.035mA,60),(

58、1,),(1,B,E,?,?,?,?,?,?,I,I,?,V,72,7,V,14,2,2,12,E,E,CC,CE,.,.,R,I,U,U,?,?,?,?,?,?,直流通路,+,U,CC,R,B,R,E,+,U,CE,+,U,BE,I,E,I,B,I,C,(2),由微变等效电路求,A,u,、,r,i,、,r,o,。,3,.,17,60,100,940,S,be,o,?,?,?,?,?,?,?,R,r,r,k,0.94,2.1,26,60,200,I,26,200,r,C,be,?,?,?,?,?,?,?,?,L,be,B,i,),1,(,/,R,r,R,r,?,?,?,?,k,7,.,41,?

59、,L,be,L,),1,(,),(1,R,r,R,A,u,?,?,?,?,?,?,?,?,98,.,0,?,r,be,R,B,R,L,E,B,C,+,-,+,-,+,-,R,S,i,U,?,b,I,?,c,I,?,o,U,?,b,I,?,S,U,?,e,I,?,R,E,微变等效电路,9.6,多级放大电路,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。,常用的耦合方式：直接耦合、阻容耦合和变压器耦合。,动态,:,传送信号,减少压降损失,静态：保证各级有合适的,Q,点,波形不失真,对耦合电,路的要求,第一级,放大电路,输,入,输,出,第二级,放大电路,第,n,级,

60、放大电路, ,第,n-,1,级,放大电路,功放级,一,、,阻容耦合,第一级,第二级,负载,信号源,两级之间通过耦合电容,C,2,与下级输入电阻连接,R,B1,R,C1,C,1,C,2,R,B2,C,E1,R,E1,+,+,+,+,+,R,S,+,R,C2,C,3,C,E2,R,E2,R,L,+,+,+,U,CC,+,o,U,?,1,O,U,?,i,U,?,S,U,?,B1,R,?,B2,R,?,T,1,T,2,1.,静态分析,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，,每级的静态工作点互相独立，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。,R,B1,