第三章晶体管放大器基础-最新课件

1、第三章 晶体管放大器基础§3.1 知识点归纳一、基本概念·向放大器输入信号的电路模型一般可以用由源电压串联源内阻来表示，接受被放大的信号的电路模型一般可以用负载电阻来表示（图3-1）。·未输入信号（静态）时，放大管的直流电流电压称为放大器的工作点。工作点由直流通路求解。·放大器工作时，信号（电流、电压）均迭加在静态工作点上，只反映信号电流、电压间关系的电路称为交流通路。·放大器中的电压参考点称为“地”，放大器工作时，某点对“地”的电压不变（无交流电压），该点为“交流地”。·交流放大器中的耦合电容可以隔断电容两端的直流电压，并无衰减地将

2、电容一端的交流电压传送到另一端，耦合电容上应基本上无交流电压，或即是交流短路的。傍路电容也是对交流电流短路的电容。·画交流通路时应将恒压源短路（无交流电压），恒流源开路（无交流电流）；耦合、傍路电容短路（无交流电压）。·画直流通路时应将电容开路（电容不通直流），电感短路（电感上直流电压为零）。二、BJT偏置电路1固定基流电流（图3-7a）·特点：简单，随温度变化小；但输出特性曲线上的工作点（、）随温度变化大。·Q点估计，·直流负载线2基极分压射极偏置电路（图3-14）·特点：元件稍多。但在满足条件（）时，工作点Q（，）several

3、group number, then with b ± a, =c,c is is methyl b two vertical box between of accurate size. Per-23 measurement, such as proceeds of c values are equal and equal to the design value, then the vertical installation accurate. For example a, b, and c valueswhile on horizontal vertical errors for

4、measurement, General in iron angle code bit at measurement level points grid errors, specific method is from baseline to methyl vertical box center line distance for a, to b vertical box distance for b, list can measured随温度变化很小，稳定工作点的原理是电流取样电压求和直流负反馈（§7.4.4）。·Q点估算：，直流负载线以上近似计算在满足时有足够的准确性。三

5、、基本CE放大器的大信号分析·交流负载线是放大器（图3-6b）工作时，动点（，）的运动轨迹。交流负载线经过静态工作点，且斜率为。·因放大器中晶体管的伏安特性的非线性使输出波形出现失真，这是非线性失真。非线性失真使输出信号含有输入信号所没有的新的频率分量。·大信号时，使BJT进入饱和区产生饱和失真；使BJT进入截止区，产生截止失真。NPN管CE放大器的削顶失真是截止失真；削底失真是饱和失真。对于PNP管CE放大器则相反。·将工作点安排在交流负载线的中点，可以获得最大的无削波失真的输出。四、BJT基本组态小信号放大器指标1基本概念：输入电阻是从放大器输入口视

6、入的等效交流电阻。是信号源的负载，表明放大器向信号源吸收信号功率。放大器在输出口对负载而言，等效为一个新的信号源（这说明放大器向负载输出功率），该信号源的内阻即输出电阻。·任何单向化放大器都可以一个通用模型来等效（图3-36）。由此模型，放大器各种增益定义如下：端电压增益：源电压增益：，电流增益：负载开路电压增益（内电压增益）：，功率增益：·、的分贝数为；的分贝数为。·不同组态放大器增益不同，但任何正常工作的放大器，必须。2CE、CB、CC放大器基本指标，管端输入电阻，管端输出电阻。用电流控制电流源（）BJT低频简化模型（图2-24）导出的三个组态的上述基本指标由

7、表3-1归纳。表3-1 BJT三种基本放大器小信号指标 CE放大器CB放大器CC放大器简化交流通路AV（大，反相）(rbe>>rbb)（大，同相）(rbe>>rbb)(<1，同相)(rbe>>rbb)rbe (中)(1+)re (rbe>>rbb) (小)re (rbe>>rbb)rbe+(1+) (大)(1+)(re+) (rbe>>rbb)0.5rcerce (大，与信号源内阻有关)rce0.5rbc(很大，与信号源内阻有关)(小，与RS有关), ()应用功率增益最大(3.3.4节)，RiRo适中，易于

8、与前后级接口，使用广泛。高频放大时性能好，常与CE和CC组态结合使用。如CE-CB组态CC-CB组态。Ri大而Ro小，可作高阻抗输入级和低阻抗输出级，隔离级和功率输出级。五、多级放大电路1基本概念·多级放大器的级间耦合方式主要有电容耦合（阻容耦合）（图3-39）、变压器耦合（图3-41）和直接耦合（图3-42、3-43）三种方式。·对于直接耦合放大器，其工作频率的下限可以为零（称为直流放大器），但输出易发生所谓“零点漂移”（输出端静态电压缓慢变化），形成假信号。零点漂移的主要原因是前级工作点随温度变化，这种变化因级间直接耦合被逐级放大。在输出端出现可观的漂移电压。·

9、;直流放大器由于输入输出不能使用隔直耦合电容，希望在无输入信号时，输入端口和输出端口的静态直流电压为零。满足这种条件的直流放大器称为满足零输入、零输出条件。只有用正负双电源供电的直流放大器才能实现零输入和零输出。·由于供电电压源存在内阻，使各级放大器发生“共电耦合”，这种共电耦合可能导致放大器指标变坏甚至自激。放大器中的电源去耦电路就是为了减小和消除共电耦合（图3-39、3-40）。2多级放大器指标计算·后级放大器的输入电阻是前级放大器的负载，在计算前级放大器的增益时，一定要把这个输入电阻计为负载来计算增益。·第一级放大器的输入电阻即多级放大器的输入电阻；末级放大

10、器的输出电阻即多级放大器的输出电阻。·计算多级放大器电压增益的一般方法是求出各级增益，再将其相乘。对BJT多级基本放大器的一种有效的计算增益的方法是“观察法”，应该掌握。BJT两种重要的组合放大电路是共射共基和共集共基组态，其实用电路之一分别是图3-45（CE-CB）和图3-47（CC-CB），应能画出并计算这两个电路的指标。§3.2 习题解答3-1 下面各电路都不能作为放大器正常工作，试说明理由。解错误：基级无直流通路，。错误：=常数，使发射结被交流短路。改正：处应短路，再将移至 不能加入信号电压。左侧。 改正：可在支路串一个电阻或去掉，用提供结正偏。错误：将输入与输出端

11、错误：发射结零偏， 交流短路，使 使BJT不能偏置于放大区。改正：正端串，负端接地 改正：应从B极接到理由同（d）错误：电源极性反。改正：应为。题3-2 在图示基极分压射极偏置电路中，将基极的下偏置电阻改为具有负温度系数的热敏电阻RT，即dRT/dT<0，则稳定工作点的性能会提高，试解释为什么？ 解 该电路既有基极分压，射极偏置电路稳Q的功能，又有温度补偿稳Q功能。后者的原理如下：   图P3-23-3 只采用基极上偏置电阻的射极偏置电路如图所示。在RE和工作点相同的条件下，该电路的工作点稳定性不如基极分压射极偏置电路。试解释为什么？图P3-3解 此时等效为基极分压电

12、路中的，由于建立相同的工作点时，该电路的往往较大，故不能满足稳定条件的条件，使得稳Q性能不够好。3-4在图示CE放大器中，晶体管的静态VBE0.7V，=100，rce=50k，不计。（1）估算静态工作点IC和VCE 。（2）求放大器在中频段的Ri，Ro，AV和AVS 。解（1）VmAV 图P3-4（2）ms*（）（）*说明：该式与使用的计算结果相同。若产生误差是用了近似所致。3-5 在图P3-5（a）所示CE放大器中，晶体管输出特性曲线已知（图P3-5b），且该管静态VBE0.72V。（1）在图3-5（b）上作直流负载线，确定工作点的坐标IC和VCE的值。（2）在图3-5（b）上作交流负载线，

13、确定无削波失真的最大输出电压的振幅。（3）如果增大源电压vs，直到输出vo出现削波失真。试画出这时vo的波形。这是饱和失真还是截止失真？为什么？ (a) (b)BJT共射输出特性曲线图P3-5解 直流负载线为：A工作点如图所示，即。（2）V，交流负载线如图（b）所示。由图知V。 图P3-5-1（3）由交流负载线位置可知，振幅增大时，应先出现截止失真，波形如图P3-5-1所示。3-6 将上题NPN管改为PNP管（电源应改为负电源）。若输出电压vo出现同一削波失真的波形，这是什么失真？为什么？解 应为饱和失真。和反相，的正半波被削波，对应的负半周。对PNP管而言，的负半周使发射结正偏电压

14、大于静态值，故只可能出现饱和失真。3-7 小信号放大器如图所示。这是什么组态的放大器？若BJT的=100，rbe=1.5k，忽略基区宽调效应，求中频段Ri，Ro，AV和AVS 。解这是共基放大器（见交流通路图P3-7-1） 图P3-7 图P3-7-13-8 图示射极输出器中，BJT的=50，rbe=1k，不计基区宽调效应。试问：电位器RW的滑动点置于何处时，输出电阻Ro最大？求该最大值Romax 。解一 画出求交流通路（图P3-8-1），将分成和（）图P3-8图P3-8-1，而，代入表达式得 令 ，得，此时解二 画出求的等效电路（图P3-8-2）图P3-8-2由（b）图，当被等分时，最大。即

15、，3-9 画出题3-4 CE放大器的通用模型，标出模型中各参数的值。解 内电压增益图P3-9-1，。通用模型如图P3-9-1所示。3-10 两级小信号放大器如图所示。T1和T2的小信号参数分别为1，rbe1和2，rbe2。不计两管的基区宽调效应。图中所有电容都是旁路或耦合电容。（1）画出放大器中频段交流通路。 图P3-10-1（2）求放大器中频段Ri，Ro和AVS 。 解 （1）交流通路如图P3-10-1所示。该电路为CE-CE级联放大器。（2），图P3-10方法1 求两级增益相乘即其中 方法2 求观察法3-11 在图3-45 CE-CB组合放大器中，VCC=12V，R1=6k，R2=4k，R

16、3=5.2k，RE=3.2k，RC=1k,T1和T2的静态VBE0.7V。试估算两管的静态IC1，IC2，VCE1和VCE2 。解 画出直流通路如图P3-11-1所示。mAmAVV 图P3-11-1 图P3-113-12 试就图3-49给出的CC-CE组和电路的交流通路画一个电容耦合CC-CE级联放大器的完整电路。解 级间交流耦合CC-CE放大器如图P3-12-1所示。 图P3-12图P3-12-1 或级间采用直接耦合，电路如图P3-12-2所示。    图P3-12-2§3.3 复习题解答一、填空题1放大器的直流通路可用来求（ 工作点 ）。在画直流通路

17、时，应将电路元件中的（ 电容 ）开路，（ 电感 ）短路。2交流通路只反映（ 交流 ）电压与（ 交流 ）电流之间的关系。在画交流通路时，应将耦合和傍路电容及恒压源（ 短路 ）。图F3-13图F3-1所示共射放大器的输出直流负载线方程近似为（ ）。该电路的交流负载线是经过（ 工作 ）点，且斜率为（ ）的一条直线。共射放大器的交流负载线是放大器工作时共射输出特性曲线上的动点（ , ）的运动轨迹。4CE放大器工作点选在（ 交流负载线 ）的中点时，无削波失真的输出电压最大。5放大器的信号源的等效负载是放大器的（ 输入 ）电阻，而向放大器的负载RL输出功率的等效信号源的内阻是放大器的（ 输出 ）电阻。6多

18、级放大器的增益等于各级增益分贝数（ 相加 ）。若放大器AV70.7倍，则AV的分贝数（ 37 ）。7级联放大器常用的级间耦合方式有（ 电容 ）耦合，（ 变压器 ）耦合和（ 直接 ）耦合。8放大器级间产生共电耦合的原因是（ 电源不是理想恒压源，存在内阻 ），消除共电耦合的方法是采用（ 电源去耦 ）电路。9高增益直流放大器要解决的一个主要问题是（ 克服零点漂移 ）。 10在多级放大器中，中间某一级的（ 输入 ）电阻是上一级的负载。11任何正常工作的放大器的（ 功率 ）增益总是大于一。12从频谱分析的角度而言，放大器非线性失真的主要特征是（ 输出信号的频率分量比输入信号多 ）。13图F3-2和图F3

19、-3是两个无源单口网络。图F3-2的端口等效电阻是Ra 等于（51.1）。图F3-3的端口等效电阻等于（ ）。      图F3-2 图F3-314图F3-4是某放大器的通用模型。如果该放大器的端电压增益AV100，则该放大器的AVS=（ 39.2 ） dB，AVO=（ 40.4 ） dB ,AI=（ 34 ） dB ，AP=（ 15 ） dB 。15在BJT三种基本放大器中，CE组态使用较多的一个原因是（ 功率 ）增益最大。16当温度增加时，晶体管的直流参数（ ）和（ ）增加，而（ ）减小，使图F3-5偏置电路的工作点向（ 饱和区 ）移动。1

20、7当温度增加时，图F3-5偏置电路的（ 基极 ）电流几乎不变，而（ 集电极 ）电流明显增大，（ 集射间 ）电压明显减小。该偏置电路称为（固定基流）电路。18图F3-6所示偏置电路称为（ 基极分压射极）偏置电路。当电路满足条件（ （或）或（ ）时，稳Q效果较好。       图F3-4 图F3-519图F3-6 电路中，只有电阻（ ）对IC 几乎无影响，但RC增加时 ,工作点会移向（ 饱和 ）区。  二、纠错题（指出下面各条论述的错误）1放大器某点为交流地电位，即在放大器工作时，该点电压为零。 图F3-6纠错：某点为交流地，指

21、该点对地交流电压为零，但可以有直流电压。2若两个放大器的电压增益AV相同，则接相同的信号源时，输出电压一定相同。纠错：当两放大器的和信号源相同时，输入电阻大的放大器因从信号源得到的输入电压大，故输出电压较大。3输出电阻是放大器输出电压与输出电流之比。纠错：放大器对负载等效为一个信号源，该等效信号源的内阻即输出电阻。4采用CE-CB和CC-CB级联放大器后，因为是二级放大器，故电压增益会比一级放大器（如CE放大器）增益高。纠错：CE-CB放大器的电压增益由CB级获得。由于CE级的负载是CB级输入电阻，该输入电阻很小，使得CE级的很小；CC-CB级电压增益由CB级提供。因为CC级的小于1。5射极输出器的电压增益小于1，因此不宜用来放大信号。纠错：射极输出器具有功率放大能力，可以用来放大信号。6由CE放大器的公式,可知，当加倍时，电压增益|AV|也会加倍。纠错：，故加倍时（设调整为不变），也会明显增大，故不会加倍。只有增大，才能有效地增大。三、单选题1比较CE、CB、CC三种基本组态放大器的指标，将选项填入空格。 CE放大器CB放大器CC放大器