基本放大电路综述

1、*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 基本共射极放大电路的工作原理基本共射极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 场效应管放大电路场效应管放大电路学习指导学习指导小结小结2.7 基本放大电路的派生电路基本放大电路的派生电路第第2章章 基本放大电路基本放大电路 这一章是本课程的重要章节，内容涉及这一章是本课程的重要章节，内容涉及放大电路放大电路的基本概念、基本电路和基本分析方法的基本

2、概念、基本电路和基本分析方法。 主要内容：主要内容： 1 1、半导体三极管放大电路的三种基本组态。、半导体三极管放大电路的三种基本组态。 2 2、静态工作点、静态工作点Q Q的不同选择对非线性失真的影响。的不同选择对非线性失真的影响。 3 3、用、用H H参数模型计算共射极放大电路的主要性能指标。参数模型计算共射极放大电路的主要性能指标。 4 4、共集电极电路和共基极电路的工作原理。、共集电极电路和共基极电路的工作原理。 5 5、场效应管放大电路的工作原理。、场效应管放大电路的工作原理。 6 6、复合管放大电路和组合放大电路的工作原理。、复合管放大电路和组合放大电路的工作原理。学习指导学习指导

3、学习目标：学习目标： 1 1、掌握静态、动态、直流通路、交流通路、频率特性、掌握静态、动态、直流通路、交流通路、频率特性及温度漂移等基本概念；及温度漂移等基本概念； 2 2、掌握结合具体电路进行合理近似的估算法；、掌握结合具体电路进行合理近似的估算法； 3 3、学会用图解法分析放大电路的静态、动态工作情况；、学会用图解法分析放大电路的静态、动态工作情况； 4 4、熟练掌握运用小信号模型等效电路法计算放大电路、熟练掌握运用小信号模型等效电路法计算放大电路的动态性能指标；的动态性能指标； 5 5、熟练掌握共射（包括工作点稳定电路）、共集和共、熟练掌握共射（包括工作点稳定电路）、共集和共基放大电路的

4、工作原理及特点；基放大电路的工作原理及特点； 6 6、掌握场效应管放大电路的分析方法和指标计算、掌握场效应管放大电路的分析方法和指标计算。 2.1.2 放大电路的性能指标放大电路的性能指标 2.1.1 放大的概念放大的概念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u放大的对象：变化量放大的对象：变化量u放大的特征：功率放大放大的特征：功率放大u放大的本质：能量的控制放大的本质：能量的控制u放大的基本要求：不失真，放大的前提放大的基本要求：不失真，放大的前提判断电路能否放判断电路能否放大的基本出发点大的基本出发点2.1.1 放大的概念放大的概念能够控制能量的元件

5、能够控制能量的元件称有源元件，如三极称有源元件，如三极管和场效应管管和场效应管ioUUAAuuuioIIAAiiiioIUAuiioUIAiu1 1、放大倍数：输出量与输入量之比、放大倍数：输出量与输入量之比电压放大倍数是最常被研究和测试的参数电压放大倍数是最常被研究和测试的参数正弦波正弦波信号源信号源信号源信号源内阻内阻输入电压输入电压输出电压输出电压输入电流输入电流输出电流输出电流任何放大电路均可看成为二端口网络。任何放大电路均可看成为二端口网络。2.1.2 放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标SESRiIiUirSESRiIiU2 2、输入电阻、输入电阻2 2、输入电阻、输入电阻

6、iiiIUR 输入电压与输入电流有效值之比。输入电压与输入电流有效值之比。从输入端看进去的从输入端看进去的等效电阻等效电阻 输入电阻输入电阻Ri反映了放大电路从信号源吸取信号幅值的反映了放大电路从信号源吸取信号幅值的大小。大小。oUoEoUSE3 3、输出电阻、输出电阻3 3、输出电阻、输出电阻LooLoooo) 1(RUURUUUR 将输出等效将输出等效成有内阻的电成有内阻的电压源，内阻就压源，内阻就是输出电阻。是输出电阻。空载时输出空载时输出电压有效值电压有效值带带RL时的输出电时的输出电压有效值压有效值输出电阻输出电阻RoRo的大小决定电路带负载的能力。的大小决定电路带负载的能力。3、输

7、出电阻、输出电阻另一方法另一方法sTo0,TLVRVRI注意：输入、输出电阻为交流电阻注意：输入、输出电阻为交流电阻4 4、通频带通频带 由于电容、电感及半导体器件由于电容、电感及半导体器件PN结的电容效应，使放大结的电容效应，使放大电路在信号频率较低和较高时电压放大倍数数值下降，并电路在信号频率较低和较高时电压放大倍数数值下降，并产生相移。产生相移。衡量放大电路对不同频率信号的适应能力。衡量放大电路对不同频率信号的适应能力。下限频率下限频率上限频率上限频率LHbwfff饱和失真饱和失真：工作点位于饱和区。：工作点位于饱和区。 对于分立器件放大电路来说，对于分立器件放大电路来说，工作点的选取是

8、非常重要的，应工作点的选取是非常重要的，应尽量让放大器工作在放大区。尽量让放大器工作在放大区。5、非线性失真、非线性失真 由放大器件的非线性特性由放大器件的非线性特性引起的失真，有饱和失真和截引起的失真，有饱和失真和截止失真两种。止失真两种。截止失真截止失真：工作点位于截止区。：工作点位于截止区。O t IO t O6 6、最大不失真输出电压、最大不失真输出电压Uom 指当输入电压再增大就会使输出波形产生非指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。线性失真时的输出电压。QQ1Q2vCE/ViC/mA放大区放大区0iB=40uA80uA120uA160uA200uA饱和区饱和区

9、截止区截止区最大不饱和范围最大不饱和范围最大不截止范围最大不截止范围取较小的范围，取较小的范围， Uom是交流有效值是交流有效值7 7、最大输出功率和效率、最大输出功率和效率 指在输出信号不失真的情况下，负载上能获指在输出信号不失真的情况下，负载上能获得的最大功率，记为得的最大功率，记为Pom。此时，输出电压达到最。此时，输出电压达到最大不失真输出电压。大不失真输出电压。 直流电源能量的利用率称为直流电源能量的利用率称为效率效率。设电源消耗的功率为设电源消耗的功率为PV，则有：，则有：VomPP 2.2 2.2 基本共射基本共射放大电路的工作原理放大电路的工作原理2.2.1 2.2.1 基本共

10、射放大电路的组成及各元件的作用基本共射放大电路的组成及各元件的作用直流电源直流电源VBB和和VCC三三 极极 管管 T集电极负载电阻集电极负载电阻 RC 偏置电路偏置电路 VBB 、Rb耦合电容耦合电容 Cb1 、Cb2将变化的集电极电流将变化的集电极电流转换为电压输出转换为电压输出合适合适IB 使三极管工使三极管工作在线性区作在线性区起隔直作用起隔直作用对交流起耦合的作用对交流起耦合的作用组成原则：组成原则：1 1、发射结正偏，集电结反偏、发射结正偏，集电结反偏2 2、输入信号能加到三极管上、输入信号能加到三极管上3 3、输出信号能有效地传送到负载、输出信号能有效地传送到负载4 4、不失真地

11、放大信号、不失真地放大信号起放大作用起放大作用使发射结正偏、集电结反偏使发射结正偏、集电结反偏在半导体电路中在半导体电路中,常把输入电压常把输入电压,输出电压及直流输出电压及直流电源的共同端点电源的共同端点(O点点)称为称为”地地”.并以地端为零并以地端为零点电位点电位(参考电位点参考电位点)规定规定:1.电压的正方向是以共同端为负端电压的正方向是以共同端为负端,其他各点为其他各点为正端正端2.对对NPN管管,iB iC以流入电极为正以流入电极为正,iE以流出电极以流出电极为正为正;PNP相反相反VBB、Rb：使：使UBE Uon，且有，且有合适的合适的IB。VCC：使：使UCEUon，同时作

12、为负，同时作为负载的能源。载的能源。Rc：将：将iC转换成转换成uCE(uo) 。)( oCEcbicuuiiiuR动态信号作用时：动态信号作用时：2.2.2 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 静态：静态：输入信号为零时，放大电输入信号为零时，放大电路的工作状态，也称路的工作状态，也称直流工作状态直流工作状态。 动态：动态：输入信号不为零时，放大电路的工作状态，也称输入信号不为零时，放大电路的工作状态，也称交流工作状态交流工作状态。 电路处于静态时电路处于静态时, ,三极管各电极的电压、电三极管各电极的电压、电流在特性曲线上确定为一点流在特性曲线上确定为一点, ,称为称

13、为静态工作点静态工作点, ,常称为常称为Q点点. .常用常用IB、 IC和和UCE UBE( (或或IBQ、ICQ和和UCEQ UBEQ) )表示。表示。一、静态、静态工作点和动态一、静态、静态工作点和动态BEQBQbVUIRBBBQCQIIUCEQ=VCC-ICQRC二、设置静态工作点的必要性二、设置静态工作点的必要性 输出电压必然失真！输出电压必然失真！静态工作点，不仅影响失真问题，还几乎影响着所有的动静态工作点，不仅影响失真问题，还几乎影响着所有的动态参数！态参数！ 为什么放大的对象是动态信号，却要晶体管在信号为零为什么放大的对象是动态信号，却要晶体管在信号为零时有合适的直流电流和极间电

14、压？时有合适的直流电流和极间电压？t tuCEUCEQVCCOt tuCEUCEQVCCO饱和失真饱和失真截止失真截止失真底部失真底部失真顶部失真顶部失真动态信号动态信号驮载在静驮载在静态之上态之上输出和输入反相！输出和输入反相！ 要想不失真，就要要想不失真，就要在信号的整个周期内在信号的整个周期内保证晶体管始终工作保证晶体管始终工作在放大区！在放大区！波形分析波形分析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2.2.4 放大电路的组成原则放大电路的组成原则o静态工作点合适：合适的直流电源、合适的电路参静态工作点合适：合适的直流电源、合适的

15、电路参数。数。o动态信号能够作用于晶体管的输入回路，在负载上动态信号能够作用于晶体管的输入回路，在负载上能够获得放大了的动态信号。能够获得放大了的动态信号。o对实用放大电路的要求：共地、直流电源种类尽可对实用放大电路的要求：共地、直流电源种类尽可能少、负载上无直流分量。能少、负载上无直流分量。两种实用放大电路两种实用放大电路直接耦合放大电路直接耦合放大电路问题：问题：1. 两种电源两种电源2. 信号源与放大电路不信号源与放大电路不“共地共地”将两个电源将两个电源合二为一合二为一共地，且要使信号共地，且要使信号驮载在静态之上驮载在静态之上静态时，静态时，b1BEQRUU动态时，动态时，b-e间电

16、压是间电压是uI与与Rb1上的电压之和。上的电压之和。两种实用放大电路两种实用放大电路阻容耦合放大电路阻容耦合放大电路 耦合电容的容量应足够耦合电容的容量应足够大，即对于交流信号近似大，即对于交流信号近似为短路。其作用是为短路。其作用是“隔离隔离直流、通过交流直流、通过交流”。静态时，静态时，C1、C2上电压？上电压？CEQC2BEQC1UUUU，动态时，动态时，C1、C2为耦合电容！为耦合电容！UBEQUCEQuBEuIUBEQ，信号驮载在静态之上。，信号驮载在静态之上。负载上只有交流信号。负载上只有交流信号。uiuBEUBEtuCEUCEuouo与与ui的的相相差差为为1800当交流信号加

17、到放大器输入当交流信号加到放大器输入端时端时,管子各点的电压和电流管子各点的电压和电流将在静态值基础上叠加一交将在静态值基础上叠加一交流分量流分量, 电路中的信号既有直电路中的信号既有直流又有交流。流又有交流。清华大学 华成英 讨论1. 用用NPN型晶体管组成一个在本节课中未见过的型晶体管组成一个在本节课中未见过的共射放大电路。共射放大电路。2.用用PNP型晶体管组成一个共射放大电路。型晶体管组成一个共射放大电路。照葫芦画瓢！照葫芦画瓢！1.直流通路：直流通路： Us=0，保留，保留Rs； 电容开路；电容开路； 电感相当于短路（线圈电阻近似为电感相当于短路（线圈电阻近似为0)2. 交流通路：大

18、容量电容相当于短路；交流通路：大容量电容相当于短路； 直流电源相当于短路（内阻为直流电源相当于短路（内阻为0） 通常，放大电路中直流电源的作用和交流信号通常，放大电路中直流电源的作用和交流信号的作用共存，这使得电路的分析复杂化。为简化的作用共存，这使得电路的分析复杂化。为简化分析，将它们分开作用，引入直流通路和交流通分析，将它们分开作用，引入直流通路和交流通路的概念。路的概念。2.3 2.3 放大电路的分析方法放大电路的分析方法2.3.1 直流通路和交流通路直流通路和交流通路1.求解静态工作点求解静态工作点2.各项动态参数各项动态参数cCQCCCEQBQCQbBEQBBBQ RIVUIIRUV

19、I基本共射放大电路的直流通路和交流通路基本共射放大电路的直流通路和交流通路 列晶体管输入、输出回路方程，将列晶体管输入、输出回路方程，将UBEQ作为已知条件，作为已知条件，令令ICQIBQ，可估算出静态工作点。，可估算出静态工作点。cCQCCCEQBQCQbBEQCCBQ RIVUIIRUVI当当VCCUBEQ时，时，bCCBQRVI已知：已知：VCC12V， Rb600k， Rc3k ， 100。 Q？直流通路直流通路阻容耦合单管共射放大电路的直流通路和交流通路阻容耦合单管共射放大电路的直流通路和交流通路讨论一讨论一画出图示电路的直流通路和交流通路。画出图示电路的直流通路和交流通路。将将uS

20、短路，即为直流通路。短路，即为直流通路。直接耦合放大电路直接耦合放大电路,Q与与RS RL有关有关阻容耦合放大电路阻容耦合放大电路,Q与与RS RL无关无关静态静态ui=0时，放大电路的工作状态，也称时，放大电路的工作状态，也称直流工作状态直流工作状态。静态分析静态分析确定放大电路的静态值确定放大电路的静态值IB、IC、UCE（或（或IBQ、ICQ、UCEQ），），即静态工作点即静态工作点Q。静态工作点的位置直。静态工作点的位置直接影响放大电路的质量。接影响放大电路的质量。静态分析方法静态分析方法1 1 计算法计算法 要借助于放大电路的要借助于放大电路的直流通路直流通路，直流通路直流通路是直流

21、电流的通路。是直流电流的通路。 uouiVCC 一、一、静态工作情况分析静态工作情况分析2.3.2 图解分析法图解分析法在已知电路参数和特性曲线条件下在已知电路参数和特性曲线条件下,通过作图方法通过作图方法,分析动态和静态情况分析动态和静态情况VCCIBQICQVBEQVCEQSi管：管：VBEQ=0.6V0.7VGe管管:VBEQ=0.2V0.3VbBEQCCBQRVVI（2）求静态值）求静态值bCCRVBQCQII（1） 首先画出直流通路首先画出直流通路求解顺序是先求求解顺序是先求IBQICQVCEQVCEQ=VCC-ICQRC1.1.计算法计算法2、图解法、图解法图解二元方程图解二元方程

22、bBBBBERiVucCCCCERiVu输入回路输入回路负载线负载线QIBQUBEQQIBQICQUCEQ负载线负载线（1）由输入特性曲线和输）由输入特性曲线和输入直流负载线求入直流负载线求IBQ、VBEQ（2）由输出特性曲线和输出直）由输出特性曲线和输出直流负载线求流负载线求ICQ、VCEQ动态动态输入信号输入信号v vi i00时放大电路的工作状态，也称时放大电路的工作状态，也称交流工作状态。交流工作状态。动态分析要借助于交流通路动态动态分析分析确定放大电路的放大倍数确定放大电路的放大倍数A AV V 或或A AI I输入电阻输入电阻r ri i和输出电阻和输出电阻r ro o 二、二、

23、动态工作情况分析动态工作情况分析符号为“”。反相，与给定uuAuuuuAuuiiuIOIOOCECBI)(bBIBBBERiuVuIuBBQBiIICiCEu斜率不变斜率不变QICQVCEQvCE/ViC/mAvCE/ViC/mAtt交流负载线交流负载线QQQICQVCEQvCE/ViC/mAvCE/ViC/mAtt交流负载线交流负载线20uA40uA60uAQQQICQVCEQvCE/ViC/mAvCE/ViC/mAtt交流负载线交流负载线20uA40uA60uAQQQICQVCEQvCE/ViC/mAvCE/ViC/mAtt交流负载线交流负载线20uA40uA60uA通过图解分析，可得如下

24、结论：通过图解分析，可得如下结论： 1. 1. ui uBE iB iC uCE |-uo| 2. 2. uo与与ui相位相反；相位相反； 3. 3. 可以测量出放大电路的电压放大倍数；可以测量出放大电路的电压放大倍数； 4. 4. 可以确定最大不失真输出幅度可以确定最大不失真输出幅度。QIBQVBEQvBE/ViB/uAttvBE/ViB/uAQQQIBQVBEQvBE/ViB/uAttvBE/ViB/uAQQQIBQVBEQvBE/ViB/uAttvBE/ViB/uA204060bBIBBBERiuVuIbmIcmUom不截止不截止Ucm1不饱和不饱和Ucm2输入交流信号时的图解分析输入交

25、流信号时的图解分析2 最大不失真输出电压最大不失真输出电压Uom ：比较：比较UCEQ与（与（ VCC UCEQ ），），取其小者，除以取其小者，除以 。三三. 失真分析失真分析1 截止失真截止失真消除方法：增大消除方法：增大VBB，即向上平移输入回路负载线。，即向上平移输入回路负载线。t截止失真是在输入回路首先产生失真！截止失真是在输入回路首先产生失真！Q减小减小Rb能消除截止失真吗？能消除截止失真吗？ 由于放大电路的工作点达到了三由于放大电路的工作点达到了三极管的截止区而引起的非线性失真。极管的截止区而引起的非线性失真。对于对于NPN管，管， 输出电压表现为顶部失输出电压表现为顶部失真。真

26、。2 饱和失真饱和失真饱和失真产生于晶体管的输出回路！饱和失真产生于晶体管的输出回路！ 由于放大电路的工作点到由于放大电路的工作点到达了三极管的饱和区而引起的达了三极管的饱和区而引起的非线性失真。对于非线性失真。对于NPN管，输管，输出电压表现为底部失真。出电压表现为底部失真。3 消除饱和失真的方法消除饱和失真的方法o消除方法：增大消除方法：增大Rb，减小，减小VBB，减小，减小Rc，增大，增大VCC。 Q QRb或或VBB Rc或或VCC2 最大不失真输出电压最大不失真输出电压Uom ：比较：比较UCEQ与（与（ VCC UCEQ ），），取其小者，除以取其小者，除以 。这可不是这可不是好办

27、法！好办法！饱和失真饱和失真截止失真截止失真由于放大电路的工作点由于放大电路的工作点到达了三极管的饱和区到达了三极管的饱和区而引起的非线性失真。而引起的非线性失真。由于放大电路的工作点由于放大电路的工作点到达了三极管的截止区到达了三极管的截止区而引起的非线性失真。而引起的非线性失真。波形的失真波形的失真双向失真双向失真 放大电路要想获得大的不失真输出幅度，需要： 1.工作点工作点Q要设置在输出特性曲线放大区的中间部位。要设置在输出特性曲线放大区的中间部位。2.要有合适的交流负载线。要有合适的交流负载线。3. 输入信号的幅度不能太大。输入信号的幅度不能太大。静态工作点位置合适静态工作点位置合适，

28、但信号过大所引起，但信号过大所引起的非线性失真。的非线性失真。4、图解法的特点、图解法的特点o形象直观；形象直观；o适应于适应于Q点分析、失真分析、最大不失真输出电点分析、失真分析、最大不失真输出电压的分析；压的分析；o能够用于大信号分析；能够用于大信号分析；o不易准确求解；不易准确求解；o不能求解输入电阻、输出电阻、频带等参数。不能求解输入电阻、输出电阻、频带等参数。由交流通路得纯交流负载线：由交流通路得纯交流负载线： 共射极放大电路共射极放大电路交流通路交流通路icuce+-uce= -ic (Rc /RL)因为交流负载线必过因为交流负载线必过Q点点 uce= uCE - UCEQ ic=

29、 iC - ICQ 同时，令同时，令R L = Rc/RLuCE - UCEQ= -(iC - ICQ ) R L 即即 iC = (-1/R L) uCE + (1/R L) UCEQ+ ICQ 斜率斜率 - 1 Rc Q UCEQ ICQ IBQ Rc VCC VCC uCE iC 斜率斜率 - 1 Rc Q UCEQ ICQ IBQ Rc VCC VCC uCE iC 斜率斜率 - 1 Rc 斜率斜率 1 Rc/ RL Q UCEQ ICQ IBQ Rc VCC VCC uCE iC 过输出特性曲线上的过输出特性曲线上的Q点做一条斜率为点做一条斜率为- -1/R L 直线，该直线即为交流

30、负载直线，该直线即为交流负载线。线。 RL= RLRc， 是交流负载电阻。是交流负载电阻。 交流负载线是有交流输入信号时交流负载线是有交流输入信号时Q点的运动轨迹。点的运动轨迹。 四四 、直流负载线和交流负载线、直流负载线和交流负载线交流负载线特点交流负载线特点:、斜率为、斜率为RL，交流负载线比直流负载线陡，交流负载线比直流负载线陡、交流负载线一定通过静态工作点、交流负载线一定通过静态工作点交流负载线画法：交流负载线画法：、通过作直流负载线，定出静态工作点、通过作直流负载线，定出静态工作点Q、 iC = (-1/R L) vCE + (1/R L) VCEQ+ ICQ令令iC=0,则则vCE

31、=VCEQ+ICQRL,在横轴上得到在横轴上得到B点点、连接连接Q B两点，即得到交流负载线两点，即得到交流负载线 四四 、直流负载线和交流负载线、直流负载线和交流负载线Uom=?交流负载线应过交流负载线应过Q点，且点，且斜率决定于（斜率决定于（RcRL）BRILCQ讨论二讨论二在什么参数、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？哪点下最易产生截止失真？哪个个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？cCQCEQBQCQbBEQBBBQ RIVUIIRUVICC输入回路

32、等效为输入回路等效为恒压源恒压源输出回路等效为电流控制的电流源输出回路等效为电流控制的电流源一一. . 直流模型：适于直流模型：适于Q Q点的分析点的分析理想二极管理想二极管利用估算法求解静态工作点，实质上利用了直流模型。利用估算法求解静态工作点，实质上利用了直流模型。2.3.3 等效电路法等效电路法二二. . 晶体管的晶体管的h参数等效模型（交流等效模型）参数等效模型（交流等效模型）o在交流通路中可将晶体管看成为一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、输出回个二端口网络，输入回路、输出回路各为一个端口。路各为一个端口。)()(CEBCCEBBEuifiuifu，在低频、小信号

33、作用下的关系式在低频、小信号作用下的关系式CECECBBCCCECEBEBBBEBEddddddBCEBCEuuiiiiiuuuiiuuIUIUce22b21cce12b11be UhIhIUhIhU交流等效模型（按式子画模型）交流等效模型（按式子画模型）电阻电阻无量纲无量纲无量纲无量纲电导电导)()(CEBCCEBBEuifiuifu，2、h参数的物理意义参数的物理意义beBBE11CEriuhUBCEBE12IuuhCEBC21UiihceCEC221Bruihib-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-e间的电导间的电导分清主次，合理近似！什么情况下分

34、清主次，合理近似！什么情况下h12和和h22的作用可忽略不计？的作用可忽略不计？ce22b21cce12b11be UhIhIUhIhU3.3.模型的简化模型的简化即即 rbe= h11 = h21 r = h12 rce= 1/h22一般采用习惯符号一般采用习惯符号则则BJT的的H参数模型为参数模型为 ibicvceibvbeur vcerberce r很小，一般为很小，一般为10-3 10-4 ， rce很大，约为很大，约为100k 。故一。故一般可忽略它们的影响，得到般可忽略它们的影响，得到简化电路：简化电路： ib 是受控电流源是受控电流源 ，其，其方向与方向与ib的方向是关联的。的方

35、向是关联的。 4 4、r rbebe近似表达式近似表达式EQTbbebbbbbebe)1 ( IUrrrIUr查阅手册查阅手册基区体电阻基区体电阻发射结电阻发射结电阻发射区体电阻发射区体电阻数值小可忽略数值小可忽略由由IEQ算出算出则则 )mA()mV(26)1(200EQbeIr bIcIbIbIcIbIRbbIcIbIviRbiVbIcIOVbIRbviRciVbIcIOVbI共射极放大电路共射极放大电路icvce+-交流通路交流通路RbviRcRLiUbIcIOUbIH参数小信号等效电路参数小信号等效电路三三. 共射极放大电路动态参数的分析共射极放大电路动态参数的分析1.1.求电压放大倍

36、数求电压放大倍数根据根据RbviRcRLiUbIcIOUbIbebirIU bcII )R/R(IULccO 则电压放大倍数为则电压放大倍数为beLcbebLcbbebLcciOur)R/R(rI)R/R(IrI)R/R(IUUA 2.2.求输入电阻求输入电阻RbRcRLiVbIcIOVbIRiiIbebiiir/RIUR 3. 3. 求输出电阻求输出电阻RbRcRLiUbIcIOVbIRoToLiUU,R,U处处外外加加一一电电压压在在令令 00b I0b I Ro = Rc 所以所以TU直接耦合共射放大电路的动态分析直接耦合共射放大电路的动态分析)()(bebbbebiirRIrRIUcc

37、oRIUbebcio rRRUUAubebiiirRIURcoRR 放大电路的放大电路的交流等效电路交流等效电路讨论五讨论五：阻容耦合共射放大电路的静态分析：阻容耦合共射放大电路的静态分析k180ber，V2 . 7mA6 . 1A20cCQCCCEQBQCQbBEQCCBQRIVUIIRUVI为什么可为什么可忽略？忽略？清华大学 华成英 讨论五讨论五：阻容耦合共射放大电路的动态分析：阻容耦合共射放大电路的动态分析k180ber，k3k160)( 120)(cobebibeLcisiiosisosbeLcRRrRRrRRRRRUUUUUUArRRAuu一、温度对静态工作点的影响一、温度对静态工

38、作点的影响二、静态工作点稳定的典型电路二、静态工作点稳定的典型电路三、稳定静态工作点的方法三、稳定静态工作点的方法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2.4.1 静态工作点稳定的必要性静态工作点稳定的必要性1、Q点不合适，点不合适， 的波形要失真；的波形要失真；一、为什么要给放大电路建立合适的静态工作点？一、为什么要给放大电路建立合适的静态工作点？oubeLcur)R/R(A Q点偏低点偏低Q点偏高点偏高2、而而 )mA()mV(26)1(200EQbeIr BEII)1 (所以，所以，Au与与IB有关。有关。 所谓所谓Q点稳定，是指点稳定，是指ICQ和和UCEQ在温度变化

39、时基本不变，在温度变化时基本不变，这是靠这是靠IBQ的变化得来的。的变化得来的。 若温度升高时要若温度升高时要Q回到回到Q，则只有减小，则只有减小IBQQ ICBO ICEO T VBE IB IC 二、二、 影响影响Q点的因素点的因素电源电压电源电压VCC、电路参数、管子老化、环境温度等、电路参数、管子老化、环境温度等 三、固定偏流放大电路的优缺点三、固定偏流放大电路的优缺点优点：电路简单优点：电路简单; 电压放大倍数电压放大倍数Au较高较高; 调试方便调试方便(Rb IB).bBEQCCBQRUVI 缺点：环境温度变化和更换管子时，缺点：环境温度变化和更换管子时，Q点会发生变化。点会发生变

40、化。2.4.1 静态工作点稳定的必要性静态工作点稳定的必要性2.4.2 静态工作点稳定的典型电路静态工作点稳定的典型电路 一一. 电路组成电路组成直流通路？直流通路？Ce为旁路电容，在交流为旁路电容，在交流通路中可视为短路通路中可视为短路CCb21b1bBQVRRRUeBEQBQEQ RUUI2. 稳定原理稳定原理 为了稳定为了稳定Q点，通常点，通常I1 IB，即，即I1 I2；因此；因此基本不随温度变化。基本不随温度变化。T()ICUE UBE（UB基本不变）基本不变） IB IC Re 的的作用作用3. Re 的的作用作用T()ICUE UBE（UB基本不变）基本不变） IB IC Re起

41、直流负反馈作用，其值越大，起直流负反馈作用，其值越大，反馈越强，反馈越强，Q点越稳定。点越稳定。关于反馈的一些概念：关于反馈的一些概念： 将输出量通过一定的方式引回输入回路影响输入量的措将输出量通过一定的方式引回输入回路影响输入量的措施称为反馈。施称为反馈。 直流通路中的反馈称为直流反馈。直流通路中的反馈称为直流反馈。 反馈的结果使输出量的变化减小的称为负反馈，反之称反馈的结果使输出量的变化减小的称为负反馈，反之称为正反馈。为正反馈。IC通过通过Re转换为转换为UE影响影响UBE温度升高温度升高IC增大，反馈的结果使之减小增大，反馈的结果使之减小二二. Q点分析点分析eBEQBQEQCCb21

42、b1bBQRUUIVRRRU分压式电流负反馈工作点稳定电路分压式电流负反馈工作点稳定电路什么条件下成立？什么条件下成立？)( ecEQCCeEQcCQCCCEQRRIVRIRIVUEQBQIICCb21b1bBQbe )1 ( VRRRURR，则若b21bbCCb21b1bBBRRRVRRRVeBQBEQBQeBQBEQbBQeEQBEQbBQBB)1 ()1 (RIUURIURIRIURIV利用戴维宁定理等效变换后求解利用戴维宁定理等效变换后求解Q点点Rb上静态电压上静态电压可忽略不计！可忽略不计！CCb21b1bBQbe )1 ( VRRRURR，则若uiuoRerbeuiuoReRo R

43、oRiRiIb三、动态参数的估算三、动态参数的估算电压放大倍数电压放大倍数输出回路：输出回路：)R/R(IULcbo 输入回路：输入回路：ebbebeebebiR)(IrIRIrIU 1ebeLcebebLcbiouR)(r)R/R(R)(rI)R/R(IUUA 11)mA()mV(26)1(200EQbeIr uiuoRerbeRoRoRiRiIb三、动态参数的估算三、动态参数的估算biiIuR =Ibrbe+(1+)IbReRi = rbe+(1+)ReRi =Rb1/Rb2/rbe+(1+)Re Ro= RcuiuoRerbeRoRoRiRiIb输入电阻输入电阻输出电阻输出电阻(1)(1

44、)三、动态参数的估算三、动态参数的估算bIbeLcebeLcur)R/R(R)(r)R/R(A 1 beb2b1ebeb2b1i/)1(/rRRRrRRR 固定偏流电路与射极偏置电路的比较固定偏流电路与射极偏置电路的比较 共射极放大电路共射极放大电路静态：静态：bBECCBRUVI BCII cCCCCERIVU CCb2b1b2BVRRRU eBEBECRUUII )RR(IVUecCCCCE CBII 固定偏流电路与射极偏置电路的比较固定偏流电路与射极偏置电路的比较 固定偏流共射极放大电路固定偏流共射极放大电路电压增益：电压增益：beLcur)R/R(A ebeLcuR)(r)R/R(A

45、1RbviRcRLiUbIcIOUbI固定偏流共射极放大电路固定偏流共射极放大电路输入电阻：输入电阻：bebiiir/RIUR ebeb2b1i)1(/RrRRR 输出电阻：输出电阻：Ro = Rc coRR 一、电路结构一、电路结构三、动态分析三、动态分析一、静态分析一、静态分析二、二、动态分析动态分析2.5.1 基本共集电极电路基本共集电极电路2.5.2 基本共基极电路基本共基极电路2.5 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二、静态分析二、静态分析2.5.3 三种接法的比较三种接法的比较三极管的三种组态三极管的三种组态共发射极接法共发射极接法共基极接法

46、共基极接法共集电极接法共集电极接法2.5 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共发射极接法共发射极接法2.5.1 基本共集电极电路基本共集电极电路一、电路结构一、电路结构该电路也称为该电路也称为射极输出器射极输出器二、求静态工作点二、求静态工作点ebBECCBR)(RUVI 1eCCCeECCCERIVRIVU BCII eEBEbBCCRIURIV BEI )(I 1由由得得1 1、电压增益、电压增益ib bebLU (1)I rIR11111 LbeLLbeLLbebLbiouRrRR)(rR)(R)(rIR)(IUUA)mA()mV(26)1(200E

47、QbeIr 三、动态分析三、动态分析其中其中LeLR/RR obLU(1)IR一般一般beLrR ，则电压增益接近于则电压增益接近于1 1，1 uA即即同同相相与与ioUU电压跟随器电压跟随器2 2、输入电阻、输入电阻R)(r/RRLbebi 1LbbebiR)(IrIU 1LeL/RRR 当当beLrR 1 时，时，Lbi/RRR 输入电阻较大输入电阻较大RiRiLbebiiR)(rIUR 1Ri与负载有关！与负载有关！SSTTRR11IU ()beberr sbeToTU1RrRI 1beserRR besorRR 输出电阻很小输出电阻很小3 3、输出电阻、输出电阻TV.RoRoRoRoo

48、eoR/RR TV.IbRSRbrbeReIb+_ITTIRo与信号源内阻有关！与信号源内阻有关！共集电极电路特点：共集电极电路特点：同相与ioVV 电压增益小于电压增益小于1 1但接近于但接近于1 1， 输入电阻大，对电压信号源衰减小输入电阻大，对电压信号源衰减小 输出电阻小，带负载能力强输出电阻小，带负载能力强经常作为多级放大电路的中间级，以隔离前后级之间的影响，起阻抗经常作为多级放大电路的中间级，以隔离前后级之间的影响，起阻抗变换作用变换作用输入电阻大，对电压信号源衰减小，经常作为多级放大电路的输入级输入电阻大，对电压信号源衰减小，经常作为多级放大电路的输入级输出电阻小，带负载能力强，经

49、常作为多级放大电路的级输出电阻小，带负载能力强，经常作为多级放大电路的级共集电极电路应用共集电极电路应用直接耦合基本共集放大电路直接耦合基本共集放大电路1. 静态分析静态分析eEQCEQCCeEQBEQbBQBBRIUVRIURIVeEQCCCEQBQEQebBEQBBBQ)1 ()1 (RIVUIIRRUVI2. 动态分析：电压放大倍数动态分析：电压放大倍数ebebeeebebbeeio)1 ()1 ( )(RrRRRIrRIRIUUAu。，即，则）若（ 1 1iobebeUUArRRu故称之为射故称之为射极跟随器极跟随器Uo Ui2. 动态分析：输入电阻的分析动态分析：输入电阻的分析ebe

50、bbiiii)1 (RrRIUIURRi与负载有关！与负载有关！RL)/)(1 (LebebiRRrRR带负载电阻后带负载电阻后2. 动态分析：输出电阻的分析动态分析：输出电阻的分析1 )1 (bebebeboeooeooooerRRrRURUUIIUIURRRo与信号源内阻有关！与信号源内阻有关！3. 特点特点 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；在一定条件下有电压跟随作用！在一定条件下有电压跟随作用！oU令令Us为零，保留为零，保留Rs，在输出端加，在输出端加Uo，得：，得：静态分析静态分析 直流通路与射极直流通路与射极偏置电路相

51、同偏置电路相同CCb2b1b2BVRRRU eBEBECRUUII )RR(IVRIRIVUecCCCeEcCCCCE CBII 2.5.2 基本共基极电路基本共基极电路2. 2. 动态分析动态分析电压增益电压增益输出回路：输出回路：输入回路：输入回路：bebirIU 电压增益：电压增益：beLbebLbiourRrIRIUUA LbLcoRIRIU LcL/ RRR 输入电阻输入电阻 输出电阻输出电阻 1rI )(1rIIUrRbebbebeiebi 11bebeeebeiiirr/Rr/RIURcoRR TU2. 2. 动态分析动态分析直接耦合基本共基放大电路直接耦合基本共基放大电路 1.

52、 静态分析静态分析eBEQBBEQRUVI1EQBQIIBEQcEQCCCEQURIVUCCBEQCEQeCQBBeEQBEQVUURIVRIU2. 2. 动态分析动态分析3. 特点：特点：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！)1 (beeirRRcoRR ebecbebeeccio)1 ( RrRrIRIRIUUAu3. 三种组态的比较三种组态的比较电压增益：电压增益：beLc)/(rRR 输入电阻：输入电阻：beb/rR输出电阻：输出电阻：cR)/)(1()/()1(LebeLeRRrRR )/)(1(/LebebRRrR 1)/(/be

53、bserRRRbeLc)/(rRR 1/beerRcR多级放大电路的中间级多级放大电路的中间级输入级、输出级或缓冲级输入级、输出级或缓冲级高频或宽频带电路及恒高频或宽频带电路及恒流源电路流源电路三种接法的比较：空载情况下三种接法的比较：空载情况下 接法接法 共射共射 共集共集 共基共基 Au 大大 小于小于1 大大 Ai 1 Ri 中中 大大 小小 Ro 大大 小小 大大 频带频带 窄窄 中中 宽宽讨论一讨论一 图示电路为哪种基本接法的放大电路？它们的静态工作图示电路为哪种基本接法的放大电路？它们的静态工作点有可能稳定吗？求解静态工作点、电压放大倍数、输入点有可能稳定吗？求解静态工作点、电压放

54、大倍数、输入电阻和输出电阻的表达式。电阻和输出电阻的表达式。一、基本共源放大电路一、基本共源放大电路三、分压式偏置电路三、分压式偏置电路一、场效应管的低频小信号等效模型一、场效应管的低频小信号等效模型二、基本共源放大电路的二、基本共源放大电路的动态分析动态分析2.6.1 场效应管放大电路的三种接法场效应管放大电路的三种接法2.6.2 场效应管放大电路的场效应管放大电路的Q及其估算及其估算2.6 2.6 场效应管放大电路场效应管放大电路二、自给偏压电路二、自给偏压电路2.6.3 场效应管放大电路的动态分析场效应管放大电路的动态分析三、基本共漏放大电路的三、基本共漏放大电路的动态分析动态分析场效应

55、管的三种组态场效应管的三种组态共源极接法共源极接法共漏极接法共漏极接法共栅极接法共栅极接法2.6.1 场效应管放大电路的三种接法场效应管放大电路的三种接法2.6.2 2.6.2 场效应管静态工作点的设置方法场效应管静态工作点的设置方法 根据场效应管工作在恒流区的条件，在根据场效应管工作在恒流区的条件，在g-s、d-s间间加极性合适的电源加极性合适的电源GSQ2DQDOGS(th)DSQDDDQd(1)GGGGUVVIIUUVIR一一. . 基本共源放大电路基本共源放大电路二二. . 自给偏压电路自给偏压电路sDQSQGQGSQsDQSQGQ0RIUUURIUU ，2GS(off)GSQDSSD

56、)1 (UUII)(sdDQDDDSQRRIVU由正电源获得负偏压由正电源获得负偏压称为自给偏压称为自给偏压哪种场效应管能够采用哪种场效应管能够采用这种电路形式设置这种电路形式设置Q点？点？ RS的作用：的作用：1.提供栅源直流偏压。提供栅源直流偏压。2.提供直流负反馈，稳提供直流负反馈，稳定静态工作点。定静态工作点。RS越大，工作点越稳定。越大，工作点越稳定。UGSQ和和IDQ三三. . 分压式偏置电路分压式偏置电路sDQSQDDg2g1g1AQGQRIUVRRRUU2GS(th)GSQDOD) 1(UUII)(sdDQDDDSQRRIVU为什么加为什么加Rg3?其数值应大些小些？其数值应大

57、些小些？哪种场效应管能够采用这种电路形式设置哪种场效应管能够采用这种电路形式设置Q点？点？即典型的即典型的Q点稳定电路点稳定电路2.6.32.6.3场效应管放大电路的动态分析场效应管放大电路的动态分析 一一. 场效应管的交流等效模型场效应管的交流等效模型DSGSDmUuig近似分析时可认近似分析时可认为其为无穷大！为其为无穷大！根据根据iD的表达式或转移特性可求得的表达式或转移特性可求得gm。与晶体管的与晶体管的h参数等效模型类比：参数等效模型类比：二二. . 基本共源放大电路的动态分析基本共源放大电路的动态分析doidmgsddioRRRRgURIUUAu若Rd=3k， Rg=5k， gm=

58、2mS，则与共射电路比较。?uAGRGR1R2RDRLDrdsRSS未接未接Cs时时一般一般rds较大可忽略较大可忽略=- gmRD1 + gmRsRD=RD/RL阻容耦合阻容耦合共源放大电路共源放大电路动态分析动态分析Ri=RG+(R1/R2) RG Ro RDRiRoUi.Uo.Ugs.gmUgs.Id.iouUUA .=- gmUgsRDUgs+ gmUgsRs.GRGR1R2RDRLDRSSUi.Uo.Ugs.gmUgs.未接未接Cs时时RiRi=RG+(R1/R2) RG RoRo RD接入接入Cs时时Ri=RG+(R1/R2) RG Ro RD Rs的作用是提供直流栅源电压、的作用

59、是提供直流栅源电压、引入直流负反馈来稳定工作点。但引入直流负反馈来稳定工作点。但它对交流也起负反馈作用，使放大它对交流也起负反馈作用，使放大倍数降低。接入倍数降低。接入Cs可以消除可以消除Rs对交对交流的负反馈作用。流的负反馈作用。uA=- gmRD1 + gmRs.Au= -gm(RD/RL).三三. . 基本共漏放大电路的动态分析基本共漏放大电路的动态分析ismsmsdgssdio1RRgRgRIURIUUAu若Rs=3k，gm=2mS，则?uA基本共漏放大电路输出电阻的分析基本共漏放大电路输出电阻的分析msomsooooo1gRUgRUUIUR若Rs=3k，gm=2mS，则Ro=?RiG

60、SDRGGRLRSrdsSD=gmRs1 + gmRsRS=rds/RS/RL RS/RL1Ri =RG电压增益电压增益输入电阻输入电阻iouUUA .= gmUgsRsUgs+ gmUgsRs.Au1.Ui.Uo.Ugs+-.gmUgs.阻容耦合阻容耦合共漏放大电路共漏放大电路动态分析动态分析输出电阻输出电阻Romsg1/R1msg1/RRGGRLRSrdsSDU.Uo.Ugs+-.gmUgs.Ugs+-gmUgsRS+-UoIo.SooRUI .- gmUgs.=Uo(1/Rs+gm).oooIUR .Ugs= -Uo.阻容耦合阻容耦合共漏放大电路共漏放大电路动态分析动态分析组态对应关系：