第二章放大电路分析基础学习教案

1、会计学1第二章放大电路第二章放大电路(dinl)分析基础分析基础第一页，共124页。放大放大(fngd)的概念：的概念：本质本质(bnzh)：实现能量的控制。：实现能量的控制。在放大电路中提供一个能源在放大电路中提供一个能源(nngyun)，由能量，由能量较小的输入信号控制这个能源较小的输入信号控制这个能源(nngyun)，使之输出，使之输出较大的能量，然后推动负载。较大的能量，然后推动负载。小能量对大能量的控制作用称为小能量对大能量的控制作用称为放大作用放大作用。放大的对象是放大的对象是变化量。变化量。元件：元件：双极型三极管和场效应管。双极型三极管和场效应管。这里主要介绍电压放大电路这里主

2、要介绍电压放大电路。第1页/共124页第二页，共124页。2.1放大电路工作放大电路工作(gngzu)原理原理2.2放大电路的直流工作放大电路的直流工作(gngzu)状态状态2.3放大放大(fngd)电路的动态分电路的动态分析析2.4静态工作点的稳定及其偏置静态工作点的稳定及其偏置2.5多级放大电路多级放大电路第2页/共124页第三页，共124页。2.1 放大电路工作放大电路工作(gngzu)原理原理放大电路放大电路(dinl)的组成原理的组成原理suoULRCCUsRbRcR1C2CBBUiUAB00输入回路输出回路V 图图21 基本共射极放大电路基本共射极放大电路（1）电路结构）电路结构

3、由由NPN型三极管和若干型三极管和若干(rugn)电阻、电容等组成。电阻、电容等组成。如图如图2-1所示。所示。（2）各元件的作用）各元件的作用V：NPN型三极管，放大电路的核型三极管，放大电路的核心器件，用来实现放大作用。心器件，用来实现放大作用。UBB ：保证发射结处于正向偏置保证发射结处于正向偏置，为基极提供偏置电流。，为基极提供偏置电流。 Rb：为三极管的基极提供合适为三极管的基极提供合适的偏置电流，并使发射结获得必的偏置电流，并使发射结获得必须的正向偏置电压。须的正向偏置电压。UCC：保证集电结处于反偏，以确保三极管工作在放大状态；也为输出信号提供能量。保证集电结处于反偏，以确保三极

4、管工作在放大状态；也为输出信号提供能量。第3页/共124页第四页，共124页。suoULRCCUsRbRcR1C2CBBUiUAB00输入回路输出回路V 图图21 基本共射极放大电路基本共射极放大电路RC：其作用是将集电极电流的变化转换成集射电压的变换，以实现电：其作用是将集电极电流的变化转换成集射电压的变换，以实现电压放大。同时电源压放大。同时电源UCC通过通过RC加到三极管上，使三极管获得合适的工作电加到三极管上，使三极管获得合适的工作电压，所以也起直流负载的作用。压，所以也起直流负载的作用。 C1、C2：耦合电容，作用是：耦合电容，作用是“隔离隔离(gl)直流，传送交流直流，传送交流”

5、。一般用电解电。一般用电解电容，连接时电容的正极接高电位，负极接低电位。容，连接时电容的正极接高电位，负极接低电位。RL：电路的外接负载，可以是耳机、扬声器或其他执行机构，也可以是：电路的外接负载，可以是耳机、扬声器或其他执行机构，也可以是后级放大电路的输入电阻。后级放大电路的输入电阻。（3）放大电路的组成原则）放大电路的组成原则保证三极管工作在放大区，发射保证三极管工作在放大区，发射结正偏，集电结反偏，具备合适结正偏，集电结反偏，具备合适的静态的静态(jngti)工作点。工作点。保证输入信号加到三极管的输入保证输入信号加到三极管的输入回路。回路。保证信号电压输送至负载（即在保证信号电压输送至

6、负载（即在输出回路能得到放大了的交流信输出回路能得到放大了的交流信号）。号）。第4页/共124页第五页，共124页。（4）电路的习惯画法）电路的习惯画法 图图21中使用两个电源中使用两个电源UBB和和UCC，这给使用者带来不便，这给使用者带来不便(bbin)。在实际中，常采用单电源供电，其画法如图。在实际中，常采用单电源供电，其画法如图22所示所示。susoULRCCUsRbRcR1C2CiUV图图22 单电源共射极放大电路的单电源共射极放大电路的习惯画法习惯画法第5页/共124页第六页，共124页。直流通路：电容相当于开路，电直流通路：电容相当于开路，电感相当于短路。感相当于短路。交流通路：

7、电容短路，电感开路交流通路：电容短路，电感开路，直流电源对公共端短路。，直流电源对公共端短路。静态：只考虑直流信号，即静态：只考虑直流信号，即Ui=0，各点电位不变（直流工作，各点电位不变（直流工作(gngzu)状态）。状态）。动态：只考虑交流信号，即动态：只考虑交流信号，即Ui不不为为0，各点电位变化（交流工作，各点电位变化（交流工作(gngzu)状态）。状态）。 susoULRCCUsRbRcR1C2CiUV图图22 单电源共射极放大电路的单电源共射极放大电路的习惯画法习惯画法第6页/共124页第七页，共124页。图图23 基本共射极放大电路的直流通基本共射极放大电路的直流通(litng)

8、路和交流通路和交流通(litng)路路 放大电路建立正确的静态，是保证动态工作的前提。分析放大电路必须放大电路建立正确的静态，是保证动态工作的前提。分析放大电路必须要正确地区分静态和动态，正确地区分直流通路和交流要正确地区分静态和动态，正确地区分直流通路和交流(jioli)通路。通路。第7页/共124页第八页，共124页。2.2放大电路放大电路(dinl)的直流工作状的直流工作状态态静态静态(jngti)工作点的求解方法工作点的求解方法解析解析(ji x)法法图解法图解法建立正确的静态工作点（简称建立正确的静态工作点（简称Q点）目的：点）目的：使三极管工作在线性区使三极管工作在线性区以保证信号

9、不失真。以保证信号不失真。静态分析的任务：静态分析的任务：根据电路参数和三极管的特性确定静态值（直根据电路参数和三极管的特性确定静态值（直流值）流值）UBE、IB、IC 和和UCE。 可用放大电路的直流通路来分析。可用放大电路的直流通路来分析。第8页/共124页第九页，共124页。解析法确定解析法确定(qudng)静态工作点（近似静态工作点（近似计算）计算）bBEQCCBQRUUI硅管硅管 UBEQ = (0.6 0.8) V锗管锗管 UBEQ = (0.1 0.2) VICQ IBQUCEQ = UCC ICQ RC图图2-3（a）第9页/共124页第十页，共124页。【例【例1】图示单管共

10、射放大】图示单管共射放大(fngd)电路中，电路中，UCC = 12 V，Rc = 3 k，Rb = 280 k，NPN 硅管的硅管的 = 50，试估算静，试估算静态态(jngti)工作点。工作点。解：解：设设 UBEQ = 0.7 VA 40mA )2807.012(bBEQCCBQ RUUIICQ IBQ = (50 0.04) mA = 2 mAUCEQ = UCC ICQ Rc = (12 2 3)V = 6 V第10页/共124页第十一页，共124页。图解法确定图解法确定(qudng)静态工作点静态工作点在三极管的输入在三极管的输入(shr)、输出特性曲线上直接用作图、输出特性曲线上

11、直接用作图的方法求解放大电路的工作情况。的方法求解放大电路的工作情况。输出输出(shch)回回路路从从ab端向左看，端向左看，iC=f(uCE) 三极管的输出特性方程三极管的输出特性方程从从ab端向右看，端向右看， uCE = UCC - iCRc 直流负载线直流负载线CCCCCECCCEC0 0 RUiuUui，第11页/共124页第十二页，共124页。输出输出(shch)回回路路输出特性输出特性CCCCCECCCEC0 0 RUiuUui，直流负载线直流负载线Q图图 2-4由静态由静态(jngti)工作点工作点 Q 确 定 的确 定 的 I C Q 、U C E Q 为 静 态为 静 态(

12、jngti)值。值。解析解析(ji x)法求出法求出第12页/共124页第十三页，共124页。【例【例2】图示单管共射放大电路及特性曲线中，已知】图示单管共射放大电路及特性曲线中，已知 R b = 2 8 0 k ， R c = 3 k ， 集 电 极 直 流 电 源， 集 电 极 直 流 电 源 UCC=12 V，试用图解法确定静态，试用图解法确定静态(jngti)工作工作点。点。解：首先解：首先(shuxin)估估算算 IBQA 40mA)2807 . 012(bBEQCCBQRUUI做直流负载做直流负载(fzi)线，确定线，确定 Q 点点根据根据 UCEQ = UCC ICQ RciC

13、= 0，uCE = 12 V ；uCE = 0，iC = 4 mA .图图2-5（a）第13页/共124页第十四页，共124页。0iB = 0 A20 A40 A60 A80 A134224681012MQIBQ = 40 A ，ICQ = 2 mA，UCEQ = 6 V.uCE /V由由 Q 点确定点确定(qudng)静态值为：静态值为：iC /mA图图2-5（b）第14页/共124页第十五页，共124页。电路参数电路参数(cnsh)(cnsh)对静态工作点的影响对静态工作点的影响1. 改变改变(gibin) Rb，保持保持UCC ，Rc ， 不变；不变；OIBiCuCE Q1Rb 增大增大

14、(zn d)，Rb 减小，减小，Q 点下移；点下移；Q 点上移；点上移；Q2OIBiCuCE Q1Q32. 改变改变 UCC，保持，保持 Rb，Rc ， 不变；不变； 升高升高 UCC，直流负载线平行，直流负载线平行右移，动态工作范围增大，但右移，动态工作范围增大，但管子的动态功耗也增大。管子的动态功耗也增大。Q2图图 2-6( (a) )图图 2-6( (b) )第15页/共124页第十六页，共124页。3. 改变改变(gibin) Rc，保，保持持 Rb，UCC ， 不变；不变；4. 改变改变(gibin) ，保持，保持 Rb，Rc ，UCC 不变；不变；增 大增 大 Rc ， 直 流 负

15、 载， 直 流 负 载(fzi)线斜率改变，则线斜率改变，则 Q 点点向饱和区移近。向饱和区移近。OIBiCuCE Q1Q2OIBiCuCE Q1Q2增大增大 ，ICQ 增大，增大，UCEQ 减小，则减小，则 Q 点移近饱和区。点移近饱和区。图图 2-6 ( (c) )图图 2-6 ( (d) )第16页/共124页第十七页，共124页。电路及参数电路及参数(cnsh)如下图所示，试求静态工作点。如下图所示，试求静态工作点。第17页/共124页第十八页，共124页。图解法分析图解法分析(fnx)(fnx)动态特动态特性性1. 交流通路的输出交流通路的输出(shch)回路回路 输出输出(shch

16、)通路的外电路通路的外电路是是Rc 和和 RL 的并联。的并联。2. 交流负载线交流负载线交流负载线交流负载线交流负载线斜率为交流负载线斜率为LCLL/ 1RRRR ，其中，其中OIBiC / mAuCE /VQ图 2-7交流负载线2.3 2.3 放大电路的动态分析放大电路的动态分析特点：经过特点：经过Q点点第18页/共124页第十九页，共124页。 交流负载线具体(jt)作法如下: 首先作一条 的辅助线(此线有无数条), 然后过Q点作一条平行于辅助线的线即为交流负载线, 如图2 - 7所示。 由于 , 故一般情况下交流负载线比直流负载线陡。 交流负载线也可以通过求出在uCE坐标的截距, 再与

17、Q点相连即可得到。/LRIULcLRRR/LCQCEQCCRIUU连接连接Q点和点和 点即为交流点即为交流(jioli)负载线。负载线。 CCU第19页/共124页第二十页，共124页。 【例3】作出图2 - 5(a)的交流负载线。已知特性曲线如图2- 5(b)所示, UCC=12V, Rc=3k, RL=3k, Rb=280k。 解 首先作出直流负载线, 求出Q点, 如例2所示。 为方便将图2 - 5(b)重画于图2 - 8。显然作一条辅助线, 使其取U=6 V、I=4mA, 连接(linji)该两点即为交流负载线的辅助线, 过Q点作辅助线的平行线, 即为交流负载线。可以看出 相一致。与按

18、kRRRLcL5 . 1/kRIUL5 . 1VUCC9VRIUULCCEQCC95 . 126相一致。相一致。第20页/共124页第二十一页，共124页。图图2 8 例例 3 中交流中交流(jioli)负载线的画法负载线的画法80 AuCE / V012QN1234iC / mA640 A60 A20 A0248M10UCCUCC交流负载线辅助线ICQ第21页/共124页第二十二页，共124页。 仍以例3为例, 设输入加交流信号电压为ui=Uimsint, 则基极(j j)电流将在IBQ上叠加进ib, 即iB=IBQ+Ibmsint, 如电路使Ibm=20A,)(sin2040AtiB3.3

19、.交流交流(jioli)(jioli)波形的波形的画法画法 从图从图2-8交流负载线可读出相应的集电极电流交流负载线可读出相应的集电极电流(dinli) iC和和电压电压uCE，列于表，列于表2-1。第22页/共124页第二十三页，共124页。第23页/共124页第二十四页，共124页。单管共射放大电路单管共射放大电路当输入当输入(shr)正弦波正弦波 uI 时，放大电路中相应的时，放大电路中相应的 uBE、iB、iC、uCE、uO 波形。波形。图图 2-10单管共射放大单管共射放大(fngd)电路的电压电流波形电路的电压电流波形tUUuUutIIiIitIIiIitUUuUucemCEQce

20、CEQCEcmCQCCQCbmBQbBQBbemBEQbeBEQBEsinsinsinsin第24页/共124页第二十五页，共124页。图图 2-9(a)输入回路工作输入回路工作(gngzu)情况情况0.680.72 uBE iBtQ000.7t6040200uBE/ViB / AuBE/ViBUBE第25页/共124页第二十六页，共124页。交流负载线交流负载线直流负载线直流负载线4.57.5 uCE912t0ICQiC / mA0IB = 4 0 A2060804Q260uCE/ViC / mA0tuCE/VUCEQ iC图图 2-9(b)输出回路工作输出回路工作(gngzu)情况情况分析

21、分析第26页/共124页第二十七页，共124页。共射极放大共射极放大(fngd)(fngd)电路中各点波形电路中各点波形第27页/共124页第二十八页，共124页。第28页/共124页第二十九页，共124页。 放大放大(fngd)电路的非线性失真电路的非线性失真1.1.由三极管特性由三极管特性(txng)(txng)曲线的非线性引起的失真曲线的非线性引起的失真图图2 10 三极管特性的非线性引起三极管特性的非线性引起(ynq)的失真的失真iBIBOQuiib(a) 因输入特性弯曲引起的失真uBEiCicICQQUCEQuceUCCuCEOIBQib(b) 输出曲线簇上疏下密引起的失真iCICQ

22、icQOUCEQuceUCCuCEibIBQ(c) 输出曲线簇上密下疏引起的失真第29页/共124页第三十页，共124页。 2.工作点不合适工作点不合适(hsh)引起的失真引起的失真 （1） 静态工作静态工作点过低，引起点过低，引起 iB、iC、 u C E 的 波 形的 波 形 ( b xn)失真失真ibui结论：结论：iB 波形波形(b xn)失真失真OQOttOuBE/ViB / AuBE/ViB / AIBQ 截止失真截止失真第30页/共124页第三十一页，共124页。iC 、 uCE (uo )波形波形(b xn)失真失真NPN 管截止失真管截止失真(sh zhn)时的输出时的输出

23、uo 波波形。形。uo = uceOiCtOOQ tuCE/VuCE/ViC / mAICQUCEQ第31页/共124页第三十二页，共124页。第32页/共124页第三十三页，共124页。OIB = 0QtOO NPN 管管 uo波形波形tiCuCE/VuCE/ViC / mAuo = uceib(不失真不失真(sh zhn)ICQUCEQ（2） Q 点过高，引起点过高，引起 iC、uCE的波形的波形(b xn)失真失真饱饱和失真和失真第33页/共124页第三十四页，共124页。第34页/共124页第三十五页，共124页。 指当工作状态已定的前提下, 逐渐增大(zn d)输入信号, 三极管尚未

24、进入截止或饱和时, 输出所能获得的最大不失真输出电压。如ui增大(zn d)首先进入饱和区, 则最大不失真输出电压受饱和区限制, Ucem=UCEQ-Uces; 如首先进入截止区, 则最大不失真输出电压受截止区限制 , 最大不失真输出电压值, 选取其中小的一个。 如图2 - 12所示, ),(cesCEQLCQUURI所以所以(suy)LCQcemRIU3. 3. 最大不失真输出最大不失真输出(shch)(shch)电压电压LCQcemRIU第35页/共124页第三十六页，共124页。图图2 12 最大不失真最大不失真(sh zhn)输出电压输出电压ICQRLO246810121416UCEQ

25、iC / mA32BICQ直流负载线20 AiB 120 A交流负载线DA 0 AuCE / VQCUces最大不失真输出波形失真输出波形40 A60 A80 A100 A第36页/共124页第三十七页，共124页。OiB = 0QuCE/ViC / mAACBDE交流负载线交流负载线22omDECDU Q 尽量尽量(jnling)设在线段设在线段 AB 的中点。则的中点。则 AQ = QB，CD = DE第37页/共124页第三十八页，共124页。 关于图解法分析动态特性的步骤归纳如下: (1) 首先作出直流负载线, 求出静态工作点Q。 (2) 作出交流负载线。 根据要求从交流负载线可画出输

26、出电流、 电压(diny)波形, 或求出最大不失真输出电压(diny)值。1. 能够形象地显示能够形象地显示(xinsh)静态工作点的位置与非线静态工作点的位置与非线性失真的关系；性失真的关系；2. 方便估算最大输出幅值的数值；方便估算最大输出幅值的数值；3. 可直观表示电路参数对静态工作点的影响；可直观表示电路参数对静态工作点的影响；4. 有利于对静态工作点有利于对静态工作点 Q 的检测等。的检测等。图解法小结图解法小结(xioji)第38页/共124页第三十九页，共124页。微变等效电路法微变等效电路法 三极管在小信号三极管在小信号( (微变量微变量) )情况下工作时，可以在静态工作点情况

27、下工作时，可以在静态工作点附近附近(fjn)(fjn)的小范围内用直线段近似地代替三极管的特性曲线的小范围内用直线段近似地代替三极管的特性曲线，三极管就可以等效为一个线性元件。这样就可以将非线性元件，三极管就可以等效为一个线性元件。这样就可以将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。晶体管所组成的放大电路等效为一个线性电路。微变等效微变等效(dn xio)条条件件研究研究(ynji)的对象仅仅是变化量的对象仅仅是变化量信号的信号的变化范围很小变化范围很小第39页/共124页第四十页，共124页。 三极管处于共e极状态时, 输入(shr)回路和输出回路各变量之间的关系由以下形式表示:

28、 输入(shr)特性: ),(CEBBEuifu输出特性输出特性:),(CEBCuifi 式中式中iB、 iC、 uBE、uCE代表各电量代表各电量(dinling)的总瞬时值的总瞬时值, 为直流为直流分量和交流瞬时值之和分量和交流瞬时值之和, 即即ceCEQCEcCQCbeBEBEbBQBuUuiIiuuuiIi,（1） h参数参数(cnsh)的引出的引出第40页/共124页第四十一页，共124页。用全微分形式表示用全微分形式表示(biosh)uBE和和iC， 则有则有CEICECBUBCCCEICEBEBUBBEBEduuudiiididuuudiiuduBQCEQBQCEQ（2-8）（2

29、-9）第41页/共124页第四十二页，共124页。22211211huihiuhiuhiuBQCEQBQCEQICECUBCICEBEUBBE令第42页/共124页第四十三页，共124页。则则(2 - 8)、 (2 - 9)式可写成式可写成CEBCCEBBEduhdihdiduhdihdu22211211（2-14）（2-15）则式则式(2 - 14)、 (2 - 15)可改写可改写(gixi)成成cebccebbeUhIhIUhIhU22211211（2-16）（2-17）第43页/共124页第四十四页，共124页。图图2 13 完整完整(wnzhng)的的h参数等效电路参数等效电路UbeU

30、cebceh11h221IcIbh12Uceh21Ib第44页/共124页第四十五页，共124页。（2） h参数参数(cnsh)的意义和求法的意义和求法三极管输出交流短路时的输入电阻三极管输出交流短路时的输入电阻(也可写成也可写成hie)CEQCEQUBBEUBBEiuiuh11BQBQICEBEICEBEuuuuh12三极管输入交流开路三极管输入交流开路(kil)时的电压反馈系数时的电压反馈系数(也可写成也可写成hre）第45页/共124页第四十六页，共124页。三极管输出交流短路三极管输出交流短路(dunl)时的电流放大系数时的电流放大系数(也可写也可写成成hfe）CEQCEQUBCUBC

31、iiiih21BQBQICECICECuiuuh22三极管输入三极管输入(shr)交流开路时的输出导纳交流开路时的输出导纳(也可写成也可写成hoe)第46页/共124页第四十七页，共124页。图图2 14 从特性从特性(txng)曲线上求出曲线上求出h参数参数iBOQiBuBEuBEUCE 常数h11uBEiBUCErbeuBEuBEOIBiBUCE00.5 V1 V2 VuCEh12uBEuCEIBiCiCOUCEuCEiBh21iCiBUCEuCEuCEOiCiCIBh22iCuCEIBQQ第47页/共124页第四十八页，共124页。 由于由于h12、h22是是uCE变化通过变化通过(tn

32、ggu)基区宽度变化对基区宽度变化对iC及及uBE的影响的影响, 一般这个影响很小一般这个影响很小, 所以可忽略不计。这样所以可忽略不计。这样(2 - 16)、 (2-17)式又可简化为式又可简化为bbcbbebbeIIhIIrIhU2111 可见，这四个参数具有不同的量纲，而且要在输入可见，这四个参数具有不同的量纲，而且要在输入开路或输出交流短路条件下求得。开路或输出交流短路条件下求得。注意：注意：h h参数都是小信号参数，参数都是小信号参数， 即微变参数或交流参数。即微变参数或交流参数。h h参数与工作点有关，参数与工作点有关， 在放大在放大(fngd)(fngd)区基本不变。区基本不变。

33、第48页/共124页第四十九页，共124页。图图2 15 三极管简化三极管简化(jinhu)等效等效电路电路UbeUcebcerbeIbIcIbIb是受控源，且为电流控制电流源是受控源，且为电流控制电流源(CCCS)。电流方向与电流方向与Ib的方向是关联的。的方向是关联的。 一般用测试仪测出；一般用测试仪测出；rbe与与Q点有关点有关(yugun)，可用图示仪测出，可用图示仪测出,一般用公式估一般用公式估算。算。 说明说明(shumng)：第49页/共124页第五十页，共124页。图图 2 16 rbe估算估算( sun)等效电路等效电路bIbrbbrccIbbreree(a) 内部结构示意图

34、berebIbrbbIeIbc(b) 输入等效电路Uberc第50页/共124页第五十一页，共124页。)(26)1 ()(26)()(26)1 ()1 ()1 ()1 (EQbbbeEQEQeebbbbebeebbbebbbbbebeeebbbbeIrrImAImVrrrIUrrrIrIrIUIIrIrIU估算估算( sun)公式公式：低频低频(dpn)、小功率管、小功率管 rbb 约为约为 300 。第51页/共124页第五十二页，共124页。三种基本组态放大电路三种基本组态放大电路(dinl)(dinl)的分析的分析（1）放大）放大(fngd)倍数倍数1.放大放大(fngd)电路的性能指

35、标电路的性能指标电压放大倍数电压放大倍数AuiouUUA 电流放大倍数电流放大倍数AiioiIIA 第52页/共124页第五十三页，共124页。互导放大互导放大(fngd)(fngd)倍数倍数Ag Ag iogUIA 互阻放大互阻放大(fngd)倍数倍数Ar iorIUA 源电压源电压(diny)(diny)放大倍数放大倍数Aus Aus uisiiosisousArRrUUUUUUA功率放大倍数功率放大倍数Ap iuiiooioPAAIUIUPPA第53页/共124页第五十四页，共124页。（2）输入电阻）输入电阻 ri从放大电路从放大电路(dinl)输入端看进去的等效电阻输入端看进去的等效

36、电阻。iiiIUr 对信号源来说，放大器相当于它的负载对信号源来说，放大器相当于它的负载(fzi)，ri则表征该负载则表征该负载(fzi)能从信号源获取多大信号。一般来说，能从信号源获取多大信号。一般来说， ri越大越好。越大越好。 测量测量(cling) ri：RUUUIUriiiiiiri测量电路测量电路第54页/共124页第五十五页，共124页。（3）输出电阻）输出电阻 ro从放大从放大(fngd)电路输出端看进去的等效电阻。电路输出端看进去的等效电阻。测量测量(cling) ro：输出电阻愈小，带载能力输出电阻愈小，带载能力(nngl)愈强。愈强。0I0s或sUoooIUroU在输入电

37、压作用下，首先打开在输入电压作用下，首先打开S，测得负载开路电压，测得负载开路电压 ，然后然后闭合闭合S，测得接入负载时的电压，测得接入负载时的电压oULoooRUUr) 1(第55页/共124页第五十六页，共124页。（4）最大输出）最大输出(shch)幅度幅度在输出波形没有明显失真情况下放大电路在输出波形没有明显失真情况下放大电路(dinl)能够提供能够提供给负载的最大输出电压给负载的最大输出电压(或最大输出电流或最大输出电流)可用峰可用峰-峰值表示，或峰值表示，或有效值表示有效值表示(Uom 、Iom)。（5）非线性失真系数）非线性失真系数(xsh) D所有谐波总量与基波成分之比，即所有

38、谐波总量与基波成分之比，即12322UUUD 第56页/共124页第五十七页，共124页。Aum（6）通频带）通频带(pndi)BWm21uA（7）最大输出功率与效率）最大输出功率与效率(xio l) 输出不产生明显输出不产生明显(mngxin)失真的最大输出功率。用符号失真的最大输出功率。用符号 Pom表示。表示。VomPP ：效率：效率PV：直流电源消耗的功率：直流电源消耗的功率fL fHfL：下限频率：下限频率fH：上限频率：上限频率图图 第57页/共124页第五十八页，共124页。2. 共共e极放大极放大(fngd)电路电路图2 18 共e极放大(fngd)电路及其微变等效电路交流通路

39、交流通路微变等效电路微变等效电路第58页/共124页第五十九页，共124页。(1) 电压电压(diny)放大倍数放大倍数iOuUUA )/(LcLLbORRRRIU式中beLubebirRArIU讨论讨论(toln)：负号：表示共负号：表示共e极放大电路，集电极输极放大电路，集电极输出电压与基极输入电压相位相反。出电压与基极输入电压相位相反。放大倍数与放大倍数与、静态工作点有关。、静态工作点有关。第59页/共124页第六十页，共124页。(2) 电流放大电流放大(fngd)倍数倍数 iOiIIA 流过负载流过负载(fzi) RL的电流：的电流：LccbLccCoRRRIRRRIIbebbibr

40、RRII而而LccbebbioiRRRrRRIIA若满足若满足(mnz) ， bebrR LcRR ，则，则iA共共e极放大电路既有电压放大作用，又有电流放大作用极放大电路既有电压放大作用，又有电流放大作用。 第60页/共124页第六十一页，共124页。 （3） 输入电阻输入电阻ri: 由图由图2 - 18(b)可直接可直接(zhji)看出看出ri=Rbri, 式中式中biiIUr 由于由于(yuy) Ui=Ibrbe，所以，所以 ri=rbe。当。当Rbrbe时时, 则则ri=Rbrberbe第61页/共124页第六十二页，共124页。 （4） 输出电阻输出电阻ro: 由于当由于当Us=0时

41、时, Ib=0, 从而受控源从而受控源Ib=0, 因此可直接得出因此可直接得出 ro=Rc。 注意注意, 因因ro常用常用(chn yn)来考虑带负载来考虑带负载RL的能力的能力, 所以所以, 求求ro时不应含时不应含RL, 应将其断开。应将其断开。 第62页/共124页第六十三页，共124页。（5） 源电压放大源电压放大(fngd)倍数倍数uisiusisisiusiiOsisOusArRrArRrUUAUUUUUUUUA第63页/共124页第六十四页，共124页。3. 共共C极放大极放大(fngd)电路电路静态静态(jngti)工作工作点的求解点的求解eEQCCCEQBQCQebBECCB

42、QRIUUIIRRUUI)1 (动态动态(dngti)性能性能指标指标第64页/共124页第六十五页，共124页。第65页/共124页第六十六页，共124页。(1) 电压放大电压放大(fngd)倍数倍数:iOuUUA )1 (/)1 (ebLeboRIRRIU)1 (ebbebiRIrIU)1 ()1 (ebeeiouRrRUUAbeerR )1 (通常通常(tngchng)1uA1uA所以所以(suy)且且 共共C极放大电路的电压放大倍数小于极放大电路的电压放大倍数小于1 而接近于而接近于1集电极输出电压与基极输入电压相位相同集电极输出电压与基极输入电压相位相同又称为射极跟随器又称为射极跟随

43、器第66页/共124页第六十七页，共124页。(2) 电流电流(dinli)放大倍数放大倍数iOiIIA )1 ()1 (,bbbeibieOIIIIAIIII（忽略（忽略Rb分流分流(fn li)影响）影响） 第67页/共124页第六十八页，共124页。(3) 输入电阻输入电阻ri: )1 (/)1 (/ebebiebebiiibiRrRrRrIUrrRr共共c极放大极放大(fngd)电路输入电阻高电路输入电阻高, 这是共这是共c极电路的特点之一。极电路的特点之一。 第68页/共124页第六十九页，共124页。(4) 输出电阻输出电阻ro: 22IUro图2 20 求ro等效电路RsRbrb

44、eIbIReU2IbIII2第69页/共124页第七十页，共124页。besbbssbbeserRUIIRRRIrRUIRUIIIII2 2 2 2./式中第70页/共124页第七十一页，共124页。1/)1 (22222beseobeserRRIUrrRURUI则结论：结论： 共共c极放大电路是一个具有高输入电阻、低输出电阻、电压增极放大电路是一个具有高输入电阻、低输出电阻、电压增益近似为益近似为1的放大电路。的放大电路。可用来作输入级、可用来作输入级、 输出级输出级, 也可作为也可作为(zuwi)缓冲级缓冲级, 用来隔离用来隔离它前后两级之间的相互影响。它前后两级之间的相互影响。 第71页

45、/共124页第七十二页，共124页。4. 共共b极放大极放大(fngd)电路电路电路习惯画法电路习惯画法第72页/共124页第七十三页，共124页。静态静态(jngti)工作点的工作点的求解求解动态动态(dngti)性能性能指标指标CCbbbBQURRRU212eBECCEQCQRUUII/CQBQII)(ecCQCCCEQRRIUU第73页/共124页第七十四页，共124页。交流通路交流通路微变等效电路微变等效电路第74页/共124页第七十五页，共124页。(1) 电压放大电压放大(fngd)倍数倍数iOuUUA ：bebiLcLLbOrIURRRRIU,/,beLurRA第75页/共124

46、页第七十六页，共124页。(2) 输入电阻输入电阻ri: 11/1)1 (,/bebeeibeibeibebiiiiieirrRrrrIIIrIUIUrrRr与共与共e极放大极放大(fngd)电路相比电路相比, 其输入电阻减小到其输入电阻减小到rbe/(1+)。第76页/共124页第七十七页，共124页。(3) 输出电阻输出电阻ro: 故时当, 0, 0,0bbsIIUcORr (4) 电流电流(dinli)放大倍数放大倍数:iOiIIA ccieicOIIAIIII,电流放大倍数电流放大倍数(bish)小于小于1且接近且接近于于1共基极放大电路又称为电流跟共基极放大电路又称为电流跟 随随器器

47、 第77页/共124页第七十八页，共124页。微变等效电路法的步骤微变等效电路法的步骤(bzhu)(bzhu)(归纳归纳) )1. 首先利用图解法或近似估算法确定放大电路的静态工首先利用图解法或近似估算法确定放大电路的静态工作点作点 Q 。2. 求出静态工作点处求出静态工作点处 rbe 。3. 画出放大电路的微变等效电路。可先画出三极管的等画出放大电路的微变等效电路。可先画出三极管的等效电路，然后画出放大电路其余部分的交流通路效电路，然后画出放大电路其余部分的交流通路(tngl)。4. 列出电路方程并求解。列出电路方程并求解。第78页/共124页第七十九页，共124页。电路如图所示，求电压放大

48、倍数电路如图所示，求电压放大倍数(bish)Au，电流放大倍，电流放大倍数数(bish)Ai，输入电阻输入电阻ri，输出电阻，输出电阻ro。第79页/共124页第八十页，共124页。5.三种基本组态三种基本组态(z ti)放大电路的比放大电路的比较较第80页/共124页第八十一页，共124页。5.三种基本组态三种基本组态(z ti)放大电路的比较放大电路的比较第81页/共124页第八十二页，共124页。6.三种三种(sn zhn)分析方法的比较分析方法的比较、方方 法法用用 途途优优 点点缺缺 点点解析法解析法求静态工作点求静态工作点简洁，便于初简洁，便于初步估算步估算不很准确不很准确图解法图

49、解法1确定静态工确定静态工作点。作点。2画出电压、画出电压、电流波形，分电流波形，分析失真。析失真。3确定动态范确定动态范围。围。1直观、形象。直观、形象。2便于大信号便于大信号，尤其是关于，尤其是关于电压幅值、失电压幅值、失真和功率的分真和功率的分析析1要用三极管要用三极管特性曲线。特性曲线。2作图麻烦，作图麻烦，有误差。有误差。3只适于简单只适于简单电路的分析。电路的分析。微变等效电微变等效电路法路法分析电路的动态分析电路的动态指标指标 使用方便，适使用方便，适于各种电路。于各种电路。1不能用于静不能用于静态分析。态分析。2只能用于动只能用于动态小信号分析。态小信号分析。第82页/共124

50、页第八十三页，共124页。2.4静态工作点的稳定静态工作点的稳定(wndng)及其偏及其偏置电路置电路问题问题(wnt)的提出的提出基本共基本共e极放大电路存在的问极放大电路存在的问题题(wnt) （1）实验中出现）实验中出现(chxin)的现象的现象第83页/共124页第八十四页，共124页。（2）静态工作点的位置发生变化的原因）静态工作点的位置发生变化的原因温度温度(wnd)对晶体管参数的影响对晶体管参数的影响 CBOIT，温度每升高，温度每升高10， CBOI一倍；一倍； BEUT，温度每升高，温度每升高10， BEU2.5mV T，温度每升高，温度每升高10， /0.51。 温度温度(

51、wnd)对静态工作点的影对静态工作点的影响响BEUTbBECCBQRUUI CBOBQCQIII)1 (Q饱和饱和(boh)失真失真 第84页/共124页第八十五页，共124页。温度升高将导致温度升高将导致 IC 增大增大(zn d)，Q 上移。波形容上移。波形容易失真。易失真。iCuCEOiBQCCCRUUCCQ T = 20 C T = 50 C图图 2-24温度对温度对 Q 点和输出点和输出(shch)波形的影响波形的影响第85页/共124页第八十六页，共124页。（3 3）解决方法）解决方法使外界环境处于恒温状态，把放大电路置于恒温槽中，使外界环境处于恒温状态，把放大电路置于恒温槽中，

52、但这样所付出但这样所付出(fch)(fch)的代价很高，因而只应用于一些特的代价很高，因而只应用于一些特殊需要的地方。殊需要的地方。从放大电路自身去考虑，使其在工作温度变化范围内，从放大电路自身去考虑，使其在工作温度变化范围内，尽量减小工作点的变化。尽量减小工作点的变化。第86页/共124页第八十七页，共124页。射极偏置放大射极偏置放大(fngd)电路电路（1）电路）电路(dinl)组成组成分压式偏置分压式偏置(pin zh)电路电路第87页/共124页第八十八页，共124页。说明说明(shumng)：1. Re 愈大，同样的愈大，同样的 IEQ 产生的产生的 UEQ 愈大，则温度愈大，则温

53、度稳定性愈好。但稳定性愈好。但 Re 增大，增大，UEQ 增大，要保持输出量不变，增大，要保持输出量不变，必须增大必须增大 UCC。2. 接入接入 Re ，电压放大倍数将大大降低。在，电压放大倍数将大大降低。在 Re 两端并联两端并联大电容大电容 Ce ，交流电压降可以忽略，交流电压降可以忽略(hl)，则，则 Au 基本无影响基本无影响。 Ce 称旁路电容。称旁路电容。第88页/共124页第八十九页，共124页。（2）稳定静态工作）稳定静态工作(gngzu)点的原理点的原理 直流通路：如右图所示。直流通路：如右图所示。稳定稳定(wndng)条件：条件：要使基极电位要使基极电位UB恒定，恒定，使

54、它与使它与IB无关。无关。1212)(bRbBRbRbCCRIRIIRIRIU如果如果BRII12bRbRCCRIRIU，则则,21bbCCRRRUICCbbbbRBURRRRIU2111(2-41 )第89页/共124页第九十页，共124页。由于由于 IE=UE/Re，因而要稳定工作，因而要稳定工作(gngzu)点，应点，应使使UE恒定，不受的影响恒定，不受的影响 ，因此要求满足条件，因此要求满足条件 BEBUUeBeBEBeEERURUURUI则则（2-43）实际中式（实际中式（240）、（）、（242）满足）满足(mnz)如下关系：如下关系：BEBBRUUII)105()105(（2-4

55、4）BEBBRUUII)105()105(（2-44）eBeBEBeEERURUURUI则则（2-43）eBeBEBeEERURUURUI则则（2-43）eBeBEBeEERURUURUI则则第90页/共124页第九十一页，共124页。由于由于 UB不随温度不随温度(wnd)变变化，化，电流电流(dinli)负反馈式工作点稳定电路负反馈式工作点稳定电路T ICQ IEQ UEQ UBEQ ( (= UBQ UEQ) ) IBQ ICQ 稳定稳定(wndng)过程过程若电路调整适当，可使若电路调整适当，可使ICQ基本不变。基本不变。第91页/共124页第九十二页，共124页。（3）静态）静态(j

56、ngti)分析分析估算法估算法CCbbbBQURRRU211BEBQEQUUUCQeEQEQIRUI1EQBQII)(ecCQCCCEQRRIUU（245）第92页/共124页第九十三页，共124页。利用戴维宁定理利用戴维宁定理(dngl)基极回路对直流等效为基极回路对直流等效为 CCbbbBBURRRU21121/bbbRRR （247）（246）cRbReRBBUCCUV ebBEBBBQRRUUI)1 (BQCQII)(ecCQCCCEQRRIUU则静态则静态(jngti)(jngti)工作点可按下式计算：工作点可按下式计算：第93页/共124页第九十四页，共124页。（4）动态分析）动

57、态分析 微变等效电路微变等效电路第94页/共124页第九十五页，共124页。电压放大电压放大(fngd)倍数倍数iOuUUA /LbLcboRIRRIUbebirIU beLiourRUUA输入电阻输入电阻ribebbirRRr/21输出电阻输出电阻rocoRr 第95页/共124页第九十六页，共124页。 【例【例4】设图】设图2 - 22中中UCC=24V, Rb1=20k, Rb2=60k, Re=1.8 k, Rc=33k,=50 , UBE=0.7V，求其静态，求其静态(jngti)工作点。工作点。 VRRIUUAIImARUIVUUUVURRRUecCCCCEQEQBQeEEQBE

58、BECCbbbB21. 91 . 59 . 224)(5819 . 28 . 13 . 53 . 57 . 0662426020121第96页/共124页第九十七页，共124页。2.5多级放大多级放大(fngd)电电路路图图226多级放大电路方框图多级放大电路方框图多级放大多级放大(fngd)电路含有输入级、中间级、输出电路含有输入级、中间级、输出级。级。 对输入级的要求：与信号源的性质对输入级的要求：与信号源的性质(xngzh)有关。有关。当输入信号源为高内阻电压源时，要求输入级也必须有高的输当输入信号源为高内阻电压源时，要求输入级也必须有高的输入电阻，以减少信号在内阻上的损失。入电阻，以减

59、少信号在内阻上的损失。输入信号源为电流源，为了充分利用信号源，则要求输入级有较低输入信号源为电流源，为了充分利用信号源，则要求输入级有较低的输入电阻。的输入电阻。第97页/共124页第九十八页，共124页。中间级的任务中间级的任务 ：电压放大。：电压放大。 多级放大电路的放大倍数主要取决于中间级，中多级放大电路的放大倍数主要取决于中间级，中间级可能由几级放大电路组成间级可能由几级放大电路组成 。输出输出(shch)级级 ：推动负载：推动负载 当负载仅需要足够大的电压时，则要求输出具有大的当负载仅需要足够大的电压时，则要求输出具有大的电压动态范围。电压动态范围。更多场合更多场合(chng h)下

60、，输出级推动扬声器、电机等下，输出级推动扬声器、电机等执行部件，需要输出足够大的功率，常称为功率放大电执行部件，需要输出足够大的功率，常称为功率放大电路。路。第98页/共124页第九十九页，共124页。三种三种(sn zhn)耦合方式耦合方式阻容耦合阻容耦合直接直接(zhji)耦合耦合变压器耦合变压器耦合（1）阻容耦合）阻容耦合图图 2-27阻容耦合放大阻容耦合放大(fngd)电路电路C1RC1Rb1+UCCC2RL+VT1+ iUoU+Rc2Rb2C3VT2+第第 一一 级级第第 二二 级级多级放大电路的耦合方式多级放大电路的耦合方式第99页/共124页第一百页，共124页。优点优点(yud