项目二 单管放大电路的制作与调试

1、1项目二项目二 基本放大电路基本放大电路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 基本共射放大电路的工作原理基本共射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 晶体管基本放大电路的派生电路（了解）晶体管基本放大电路的派生电路（了解）2.7 场效应管放大电路（了解）场效应管放大电路（了解）重点掌握：放大的概念、放大电路的主要指标，静态、动态重点掌握：放大的概念、放大电路的主要指标，静态、动态直流通路与交

2、流通路的概念，放大电路的分析方法（图解法直流通路与交流通路的概念，放大电路的分析方法（图解法和微变等效电路法），和微变等效电路法），Q、Au、Ri、Ro的估算方法。的估算方法。22.1 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2.1.1 放大的概念放大的概念放大的目的是将微弱的放大的目的是将微弱的变化信号变化信号的电压或电流的电压或电流无失真无失真地放大地放大(功率放大功率放大)。其本质是。其本质是能量的控制和转换能量的控制和转换：在输入信号作用下，通：在输入信号作用下，通过放大电路将直流电源的能量转换成负载所获得的能量。这样，过放大电路将直流电源的能量转换成负载所

3、获得的能量。这样，必须存在能够控制能量的元件：必须存在能够控制能量的元件：有源元件有源元件：T。前提：不失真前提：不失真。放大镜放大物体，利用杠杆移动重物，变压器放大电压：放大镜放大物体，利用杠杆移动重物，变压器放大电压：将原物形状或大小按一定比例放大，且放大前后能量守恒。将原物形状或大小按一定比例放大，且放大前后能量守恒。图为电子学中利用扩音机放大声音的原理框图：图为电子学中利用扩音机放大声音的原理框图：电电信信号号足够强足够强电信号电信号微弱微弱强得多强得多32.1.2 放大电路的性能指标放大电路的性能指标一、放大倍数一、放大倍数ioiiiIIAA电流放大倍数电流放大倍数:反映了输出反映了

4、输出电流电流和输入和输入电流电流的幅值比与相位差的幅值比与相位差iouuuUUAA电压放大倍数电压放大倍数:反映了输出反映了输出电压电压和输入和输入电压电压的幅值比与相位差的幅值比与相位差ioiuIUA.ioiuUIA互阻放大倍数互阻放大倍数互导放大倍数互导放大倍数任何一个放大电路都可以看成为一个两端口网络任何一个放大电路都可以看成为一个两端口网络:信号源信号源负载负载复数复数4二、输入电阻二、输入电阻输入电阻输入电阻是衡量放大电路从信号源获取电流大小的参数。是衡量放大电路从信号源获取电流大小的参数。输入电阻越大，从信号源获取的电流越小，对信号源的影输入电阻越大，从信号源获取的电流越小，对信号

5、源的影响越小。响越小。即：即：Ri 越大，越大，Ii 就越小，就越小，ui 就越接近就越接近uS。iiiIUR从放大电路输入端看进去的等效电阻称为从放大电路输入端看进去的等效电阻称为输入电阻输入电阻，定义为输入电压有效值和输入，定义为输入电压有效值和输入电流有效值之比：电流有效值之比：5三、输出电阻三、输出电阻放大电路的输出可以等效成一个有内阻的电压源，从输出端放大电路的输出可以等效成一个有内阻的电压源，从输出端看进去的等效内阻称为看进去的等效内阻称为输出电阻。输出电阻。OLOLOURRRULOOORUUR1若空载时的输出电压有效值为若空载时的输出电压有效值为Uo 带负载后的输出电压有效值为带

6、负载后的输出电压有效值为Uo，则则1、2、所有的电源置零，所有的电源置零，加压求流求电阻法加压求流求电阻法.0SUoooIUR输出电阻如何确定？输出电阻如何确定？6四、通频带四、通频带fAuAum0.7AumfL下限截下限截止频率止频率fH上限截上限截止频率止频率通频带：通频带：fbw=fH fL通频带越宽，放大电路对不同频率信号的适应能力越强。通频带越宽，放大电路对不同频率信号的适应能力越强。音频：音频：20HZ20KHZ用于衡量放大电路对不同频率信号的适应能力。用于衡量放大电路对不同频率信号的适应能力。放大倍数随频率变化曲线放大倍数随频率变化曲线幅频特性曲线幅频特性曲线低频段低频段中频段中

7、频段通频带通频带高频段高频段7六、最大不失真输出电压六、最大不失真输出电压七、最大输出功率与效率七、最大输出功率与效率当输入电压再增大就会使输出波形产生非线性失真时的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，一般以输出电压，一般以有效值有效值Uom表示。峰峰值：表示。峰峰值：在输出信号不失真的情况下，负载上能够获得的最大功率在输出信号不失真的情况下，负载上能够获得的最大功率称为称为最大输出功率最大输出功率Pom最大输出功率最大输出功率Pom与电源消耗的与电源消耗的功率功率PV 之比，称为效率之比，称为效率VomPP五、非线性失真系数五、非线性失真系数由于放大器件具有非线性，当输

8、入信号幅度超过一定值由于放大器件具有非线性，当输入信号幅度超过一定值后，输出电压将产生非线性失真。输出波形中的谐波成分总后，输出电压将产生非线性失真。输出波形中的谐波成分总量与基波成分之比称为非线性失真系数量与基波成分之比称为非线性失真系数D。omOPPUU228uAt2.1.3 符号规定符号规定UA大写字母、大写下标，表示直流量大写字母、大写下标，表示直流量uA小写字母、大写下标，表示总量小写字母、大写下标，表示总量ua小写字母、小写下标，表示交流瞬时量小写字母、小写下标，表示交流瞬时量ua总量总量交流分量交流分量UA直流分量直流分量 Ua大写字母、小写下标，表示交流有效值大写字母、小写下标

9、，表示交流有效值总量总量=直流分量直流分量+交流分量交流分量9 2.2 基本共射放大电路的工作原理基本共射放大电路的工作原理三极管放三极管放大电路有大电路有三种形式三种形式共射放大器共射放大器共基放大器共基放大器共集放大器共集放大器以共射放以共射放大器为例大器为例讲解工作讲解工作原理原理10晶体管晶体管：起放大作用起放大作用的核心元件的核心元件 R Rc c、 V VCC CC ：集电极电阻和集电极电阻和集电极电源，提供输出回路集电极电源，提供输出回路的的静态工作点静态工作点。同时，。同时， R Rc c 还是集电极负载电阻，可还是集电极负载电阻，可将将变化的电流转变为变化的电变化的电流转变为

10、变化的电压。压。 V VCCCC 还提供输出所需的还提供输出所需的能量，能量，并保证集电结反偏。并保证集电结反偏。 iu+ VBB Rb + ou图图 2.2.1 基基本本共共射射放放大大电电路路 VCC Rc R Rb b、 V VBB BB ：基极电阻和基极基极电阻和基极电源，电源，使发射结正偏，并使发射结正偏，并提供提供输入回路的输入回路的静态工作点静态工作点。2.2.1 共射放大电路的组成及各元件的作用共射放大电路的组成及各元件的作用输入的正输入的正弦波信号弦波信号11iCui+ iB+VBBRb+ VCCRCuCEuO静态工作点静态工作点Q: u i=0时，称放大电路处于静态。时，称

11、放大电路处于静态。此时的此时的IB , UBE , IC, UCE 称为称为 IBQ , UBEQ , UCEQ, ICQBQCQIIcCQCCCEQRIVUbBEQBBBQRUVIiBuBEQIBQUBEQiCuCEQUCEQICQ12u i不为不为0时时，必然产生动态的，必然产生动态的ib、ic，由由Rc转变为转变为uCE，从而实现电压的放大从而实现电压的放大。iB=IBQ+ibiC=ICQ+icuCE=UCEQ+uceuo=uceiCui+ iB+VBBRb+ VCCRCuCEuOtui iBt IBQICQUCEQ t iC t uCE t uO tui iBt IBQICQ t iC

12、 UCEQ t uCE t uO |132.2.2 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 iCui+ iB+VBBRb+ VCCRCuCEuO既然放大电路放大的是动态信号既然放大电路放大的是动态信号,那为什么要设置静态工作点呢？那为什么要设置静态工作点呢？设设VBB=0tui iBt IBQICQUCEQ t iC t uCE t uO tui iBt t iC t uCE t uO 输出波形严重失真，必须设置合适的静态工作点！输出波形严重失真，必须设置合适的静态工作点！|则则IBQ=0，ICQ=0，UCEQ=VCC142. 2.3 放大电路的组成原则放大电路的组成原则 一

13、一. 组成原则组成原则1. 根据所用放大管的类型提供合适的直流电源，以便设置根据所用放大管的类型提供合适的直流电源，以便设置合适的静态工作点合适的静态工作点Q 对于晶体管应使发射结正偏，集电结反偏，以使晶体管对于晶体管应使发射结正偏，集电结反偏，以使晶体管工作于线性放大区；对于场效应管，应根据其类型，使工作于线性放大区；对于场效应管，应根据其类型，使栅栅-源之间、漏源之间、漏-源之间的偏置电压能够保证场效应管工源之间的偏置电压能够保证场效应管工作于恒流区。作于恒流区。2. 电阻取值要得当电阻取值要得当, 与电源配合与电源配合, 设置合适的静态工作点设置合适的静态工作点Q 3. 输入信号能有效地

14、作用于放大电路的输入回路，输入信号能有效地作用于放大电路的输入回路，输入回输入回路将变化的电压转化成变化的基极电流。路将变化的电压转化成变化的基极电流。4. 输出信号能有效地加到负载上，输出信号能有效地加到负载上，将变化的集电极电流转将变化的集电极电流转化成变化的集电极电压。化成变化的集电极电压。15如何判断一个电路是否能实现放大？如何判断一个电路是否能实现放大？4. 晶体管是否工作在放大区。发射结正偏，集电结反偏。晶体管是否工作在放大区。发射结正偏，集电结反偏。5. 正确设置静态工作点，使整个波形处于放大区。正确设置静态工作点，使整个波形处于放大区。2. 信号能否输入到放大电路中。信号能否输

15、入到放大电路中。3. 信号能否输出。信号能否输出。 与与组成原则组成原则相对应，判断的过程如下：相对应，判断的过程如下：1. 电源电压是否正确。电源电压是否正确。如果已给定电路的参数，则计算静态工作点来判断；如果已给定电路的参数，则计算静态工作点来判断；如果未给定电路的参数，则假定参数设置正确。如果未给定电路的参数，则假定参数设置正确。16二二. 常见的两种共射放大电路常见的两种共射放大电路 (a) 直接耦合共射放大电路直接耦合共射放大电路直接耦合：直接耦合：电路通过直接连电路通过直接连接传递信号的方式。接传递信号的方式。12bBEQbBEQCCBQRURUVI令输入端短路求静态工令输入端短路

16、求静态工作点作点: RL开路时：开路时： ui + Rb1 + VCC Rc uo Rb2 RL 2.2.3 直直接接耦耦合合共共射射放放大大电电路路 BQCQIIcCQCCCEQRIVU接接RL时：时：IBQ、ICQ不变不变LCRCQRIIICRCQCCCRCCCEQRIIVRIVULCCLLCCQCCCEQRRRRIVU)(电路改进：采用单电源供电电路改进：采用单电源供电IBQICQIRCIRL17 Rb Rc +C2- ui + -C1+ + VCC uo RL 2.2.4 阻阻容容耦耦合合共共射射放放大大电电路路 (b) 阻容耦合共射放大电路阻容耦合共射放大电路 阻容耦合：阻容耦合：电

17、路通过电路通过电容连接传递信号的方电容连接传递信号的方式。起连接作用的电容式。起连接作用的电容称之为称之为耦合电容耦合电容。 耦合电容的容量一般耦合电容的容量一般很大，为电解电容，起很大，为电解电容，起隔直通交的作用。可使隔直通交的作用。可使Ui 几乎无失真的加到几乎无失真的加到UBE求静态工作点求静态工作点:令输入端短路令输入端短路Ui=0 cCQCCCEQBQCQbBEQCCBQRIVUIIRUVI,RL对静态工作点没有影响对静态工作点没有影响182.3 放大电路的分析方法放大电路的分析方法放大电路放大电路分析方法分析方法静态分析静态分析动态分析动态分析估算法估算法图解法图解法微变等效电路

18、法微变等效电路法图解法图解法计算机仿真计算机仿真分析放大电路分析放大电路就是在理解放大电路的工作原理的基础上求解就是在理解放大电路的工作原理的基础上求解静态工作点静态工作点IBQ , UBEQ , UCEQ, ICQ和各项动态参数和各项动态参数AU, Ri, Ro本节以基本共射放大电路为例，针对电路中存在非线性器件本节以基本共射放大电路为例，针对电路中存在非线性器件,而且直流量与交流量同时作用的特点，提出分析方法。而且直流量与交流量同时作用的特点，提出分析方法。192.3.1 直流通路与交流通路直流通路与交流通路 1.1.直流通路：直流通路：在直流电源作用下直流电流流经的通路，在直流电源作用下

19、直流电流流经的通路，用于静态分析。对于直流通路：用于静态分析。对于直流通路：电容视为开路；电感视电容视为开路；电感视为短路；信号源视为短路，但保留其内阻。为短路；信号源视为短路，但保留其内阻。2. 2. 交流通路：交流通路：在输入信号作用下交流电流流经的通路，在输入信号作用下交流电流流经的通路，用于动态分析。对于交流通路：用于动态分析。对于交流通路：大容量电容（耦合电容、大容量电容（耦合电容、旁路电容等）视为短路；大容量电感视为开路；直流电旁路电容等）视为短路；大容量电感视为开路；直流电源视为短路。源视为短路。在放大电路中直流信号与交流信号总是共存的，但是由在放大电路中直流信号与交流信号总是共

20、存的，但是由于电容、电感等电抗元件的存在，直流信号流经的通路与交于电容、电感等电抗元件的存在，直流信号流经的通路与交流信号流经的通路是不完全相同的。流信号流经的通路是不完全相同的。20基本共射放大电路基本共射放大电路直流通路直流通路交流通路交流通路信号源视为短路信号源视为短路直流电源直流电源视为短路视为短路21直接耦合共射放大电路直接耦合共射放大电路直流通路直流通路交流通路交流通路信号源视为信号源视为短路短路，但保但保留其内阻留其内阻直流电源直流电源视为短路视为短路22阻容耦合共射放大电路阻容耦合共射放大电路直流通路直流通路交流通路交流通路信号源视为信号源视为短路短路，电容电容视为开路视为开路

21、直流电源视直流电源视为短路，电为短路，电容视为短路容视为短路ic232.3.2 图解分析法图解分析法 一一. . 静态工作点的分析静态工作点的分析已知三极管的输入、输出特性曲线以及各元件参数的已知三极管的输入、输出特性曲线以及各元件参数的情况下，利用作图的方法对电路进行分析即为情况下，利用作图的方法对电路进行分析即为图解法图解法。基本共射放大电路基本共射放大电路cCCCCERiVubBBBBERiVuQ应在输入特性应在输入特性曲线上，又满足曲线上，又满足Q应在输出特性应在输出特性曲线上，又满足曲线上，又满足三极管三极管非线性非线性外电路外电路线性线性外电路外电路线性线性24cCCCCERiVu

22、bBBBBERiVu输入回路图解分析输入回路图解分析bBBBBEBBBEBRViuVui时，时，00CCCCCECCCECRViuVui时，时，00输出回路图解分析输出回路图解分析IBQUBEQVBBi BBEuQVBB RbICQUCEQQIBQuCEiCuCERcVCCVCC斜率斜率1Rc斜率斜率1Rb输入回路负载线输入回路负载线输出回路负载线输出回路负载线25二、电压放大倍数的分析二、电压放大倍数的分析当加入输入信号当加入输入信号 ui时，输时，输入回路方程为：入回路方程为：biBBRuV, 0bBiBBBERiuVu该直线与横轴交点该直线与横轴交点:(VBB+ ui ,0),与纵轴交点

23、：与纵轴交点：斜率斜率1RbICEIOUuuuuAu0与与ui 反相反相26当输入电压为正弦波时，若当输入电压为正弦波时，若Q点合适而且输入信号幅值点合适而且输入信号幅值较小，则输出电压也为正弦波，无失真。较小，则输出电压也为正弦波，无失真。三、波形非线性失真分析三、波形非线性失真分析最大不失真输出电压最大不失真输出电压Uom.为使为使Uom尽可能大，应将尽可能大，应将Q点设置在放大点设置在放大区内负载线的中点，即横坐标值为区内负载线的中点，即横坐标值为（VCC-UCES)/2+UCES的位置的位置27若若Q 点过低，则输出电压产生截止失真。点过低，则输出电压产生截止失真。ib、ic 波形将产

24、生底部失真，波形将产生底部失真，uo波形将产生顶部失真。波形将产生顶部失真。这种因为晶体管截止而产生的失真叫做这种因为晶体管截止而产生的失真叫做截止失真。截止失真。解决方法：加大解决方法：加大VBB，提高，提高Q。bBEQBBBQRUVI28若若Q 点过高，则输出电压产生饱和失真。点过高，则输出电压产生饱和失真。ib、ic 波形将产生顶部失真，波形将产生顶部失真，uo波形将产生底部失真。波形将产生底部失真。这种因为晶体管饱和而产生的失真叫做这种因为晶体管饱和而产生的失真叫做饱和饱和失真。失真。解决方法：解决方法：1.加大加大Rb，降低，降低Q。 2.降低降低RC，使，使Q 右移右移 3.换换值

25、较小的晶体管值较小的晶体管BQCQIIcCQCCCEQRIVU29四、直流负载线与交流负载线。四、直流负载线与交流负载线。ICQUCEQQIBQuCEiCuCERcVCCVCC斜率斜率1RC以阻容耦合共射放大以阻容耦合共射放大电路为例电路为例静态时静态时所确定的负载线所确定的负载线称为称为直流负载线直流负载线cCCCCERiVu放大电路外电路的伏安放大电路外电路的伏安特性曲线称为特性曲线称为负载线负载线动态动态 时所确定的负载线称为时所确定的负载线称为交流负载线交流负载线.ui 引起的变化引起的变化/LCLCCCERiRRiu交流负载线必过交流负载线必过Q点点斜率斜率LCRR /1交流负载线与

26、横轴的交点交流负载线与横轴的交点B：0),/(LCCQCEQRRIUBLCQRI空载时直流负载线与交流负载线重合空载时直流负载线与交流负载线重合CCQRIUom1Uom2最大不失真输出电压最大不失真输出电压21,minomomUU30思考思考 直接耦合放大电路的直流负载线、交流负载线如何？直接耦合放大电路的直流负载线、交流负载线如何？RL开路时：开路时：cCCCCERIVU接接RL时：时：IBQ、ICQ不变不变CLLCCCCCERRRRIVU)(0CEUCCCCRVI 时时0CI时时CLLCCCERRRVUICQUCEQQIBQuCEiCuCERcVCCVCCQCLLCCRRRVUCEQRL开

27、路时和接开路时和接RL时，直接时，直接耦合放大电路的负载线不耦合放大电路的负载线不过同一个过同一个Q点点直接耦合放大电路的直流负载线、交流负载线直接耦合放大电路的直流负载线、交流负载线重合重合RL开路时和接开路时和接RL时，直接耦合放大电路的负载线如何？时，直接耦合放大电路的负载线如何？31五、图解法的适用范围五、图解法的适用范围特点：特点：直观、形象直观、形象，但要求实测晶体管的输入、输出曲线，而且，但要求实测晶体管的输入、输出曲线，而且用图解法进行定量分析的误差较大。用图解法进行定量分析的误差较大。适用范围：适用范围：静态工作点位置、最大不失真输出电压和失真情况分析。静态工作点位置、最大不

28、失真输出电压和失真情况分析。注意：静态工作点位置由直流负载线确定，注意：静态工作点位置由直流负载线确定， 估算放大倍数、最大不失真输出电压幅度和分析非估算放大倍数、最大不失真输出电压幅度和分析非线性失真情况必须根据交流负载线来估算和分析。线性失真情况必须根据交流负载线来估算和分析。32bBEQBBBQRUVIBQCQIIcCQCCCEQRIVU例例2.3.1 P89 基本共射放大电路电路参数的改变对基本共射放大电路电路参数的改变对Q点的影响点的影响RcVCCVCC斜率斜率1Rc33思考题：思考题： 在图示阻容耦合放大电路中：在图示阻容耦合放大电路中： （1 1）增大）增大R Rb b 时，交、

29、直流负载线将如何变化？时，交、直流负载线将如何变化？Q Q点怎样变化？点怎样变化？ （2 2）增大）增大R RC C 时，交、直流负载线将如何变化？时，交、直流负载线将如何变化？Q Q点怎样变化？点怎样变化？ （3 3）增大）增大R RL L 时，交、直流负载线将如何变化？时，交、直流负载线将如何变化？Q Q点怎样变化？点怎样变化？ （4 4）减小）减小V VCCCC时，交、直流负载线将如何变化？时，交、直流负载线将如何变化？Q Q点怎样变化？点怎样变化？ 2.3.12 阻阻容容耦耦合合共共射射放放大大电电路路 Rc + Rs us C1 VCC Rb RL C2 bBEQCCBQRUVIBQ

30、CQIIcCQCCCEQRIVULCCCERRiu/34 斜率斜率 - 1 Rc 斜率斜率 1 Rc/ RL Q VCEQ ICQ IBQ Rc VCC VCC vCE iC I IBQBQ减小，交、直流负载线斜减小，交、直流负载线斜率均不变，交流负载线右移，率均不变，交流负载线右移，Q Q 点向右下方移动。点向右下方移动。QQQ交、直流负载线斜率均不变，方向左移，交、直流负载线斜率均不变，方向左移，Q点向左下方移动。点向左下方移动。交、直流负载线斜率的交、直流负载线斜率的大小均减小，交、直流大小均减小，交、直流负载线变得平缓，负载线变得平缓，Q点点将左移将左移直流负载线斜率不变，直流负载线斜

31、率不变，交流负载线斜率的大小交流负载线斜率的大小将减小，交流负载线变将减小，交流负载线变得平缓，得平缓，Q点不动。点不动。解：（解：（1）增大）增大Rb 时时（2）增大）增大Rc 时时（3）增大）增大RL时，时，（4）减小）减小VCC时时bBEQCCBQRUVIBQCQIIcCQCCCEQRIVULCCCERRiu/35一一. . 晶体管的直流模型及静态工作点的估算晶体管的直流模型及静态工作点的估算 建立直流模型的意义：建立直流模型的意义：由于三极管是非线性器件，这样由于三极管是非线性器件，这样就使得放大电路的分析非常困难。建立直流模型，就就使得放大电路的分析非常困难。建立直流模型，就是将非线

32、性器件做线性化处理，从而简化放大电路的是将非线性器件做线性化处理，从而简化放大电路的分析和设计。分析和设计。 建立直流模型的思路建立直流模型的思路：当放大电路的输入信号电压足够：当放大电路的输入信号电压足够小时，晶体管工作于线性区，就可以把三极管小范围小时，晶体管工作于线性区，就可以把三极管小范围内的特性曲线近似地用直线来代替，从而可以把非线内的特性曲线近似地用直线来代替，从而可以把非线性器件所组成的电路等效成线性电路来处理。性器件所组成的电路等效成线性电路来处理。2.3.3 等效电路法等效电路法 36晶体管的直流模型晶体管的直流模型已知：已知：VCC=12V, Rb=510K, Rc=3K,

33、=100,UBEQ=0.7V求静态工作点。求静态工作点。bBEQCCBQRUVIBQCQIIcCQCCCEQRIVUA225107 . 012mAA2 . 222100V4 . 532 . 21237二、晶体管共射二、晶体管共射h 参数等效模型（微变等效电路）参数等效模型（微变等效电路）1. 输入回路输入回路iBuBE当信号很小时，将输入特性在小范围内近似线性当信号很小时，将输入特性在小范围内近似线性 uBE iBBBEbeiur对输入的小交流信号而言，对输入的小交流信号而言，三极管相当于电阻三极管相当于电阻rbe。EQTbbbeIUrr)1 (小功率三极管：小功率三极管：mVU，rTbb26

34、一一般般取取常常温温下下为为基基区区体体电电阻阻CQTbbbeIUrr382. 输出回路输出回路iCuCE)(bBcCCiIiIibBiI所以：所以：bcii(1) 输出端相当于一个受输出端相当于一个受ib 控制的控制的电流源。电流源。近似平行近似平行(2) 考虑考虑 uCE对对 iC的影响，输出端的影响，输出端还要并联一个大电阻还要并联一个大电阻rce。非常大非常大 iC uCECCEceiurubeibuceicic3. 等效模型等效模型rbe ibib rcecberbe ibibbceic39uce熟练掌握熟练掌握 等效模型等效模型ubeibiccberbe ibibbceic直流等效

35、直流等效模型模型交流等效交流等效模型模型EQTbbbeIUrr)1 (CQTbbIUr40三、共射放大电路动态参数分析三、共射放大电路动态参数分析交流通路交流通路交流等效电路交流等效电路基本共射放大电路基本共射放大电路uA、电电压压放放大大倍倍数数1bebbirRIUcbccoRIRIUbebciourRRUUAbbebbiiiIrRIIUR)(iR、输输入入电电阻阻2oR、输输出出电电阻阻3COOUoooRUUIURS.0CoRR bebirRRIO41工作在放大区工作在放大区例例:已知：基本共射放大电路已知：基本共射放大电路VBB=1V, VCC=12V, Rb=24K, Rc=5.1K,

36、 rbb=100, =100, UBEQ=0.7V求静态工作点。求静态工作点。求求AU、Ri、RobBEQBBBQRUVIBQCQIIcCQCCCEQRIVUAA5 .12)10247 . 01(3mAA25. 15 .12100V63. 51 . 525. 112解：求静态工作点。解：求静态工作点。BEQCEQUU求求AU、Ri、Ro先求先求rbeCQTbbbeIUrrK2 . 2)25. 126100100(bebcurRRA5 .192 . 2241 . 5100bebirRRK2 .262 . 224kRRco1 . 5例例2.3.2 P9842交流等效电路交流等效电路阻容耦合阻容耦合

37、共射放大电路共射放大电路交流通路交流通路 bebirIULboRIUbeLurRALCLRRR/2、输入电阻、输入电阻RiiiiIURbebrR /CoooRIUR3、输出电阻、输出电阻Ro1、电压放大倍数、电压放大倍数Au4、电压放大倍数、电压放大倍数AussiiosousUUUUUUAsiiuusRRRAARi43工作在放大区工作在放大区例例:已知：阻容耦合共射放大电路已知：阻容耦合共射放大电路, VCC=12V, Rb=510K, Rc=3K, rbb=150, =80, UBEQ=0.7V， RL=3K, 求求AU、Ri、Ro Rs=2k,求求AUSbBEQCCBQRUVIBQCQII

38、cCQCCCEQRIVUAA2 .22)105107 . 012(3mAA77. 12 .2280V69. 6377. 112解：求静态工作点。解：求静态工作点。BEQCEQUU求求AU、Ri、Ro、 AUS先求先求rbeCQTbbbeIUrrK33. 1)77. 1268080(beLCbeLurRRrRA/9033. 15 . 180bebirRR/Krbe33. 1kRRco3例例2.3.3 P98siiuusRRRAA233. 133. 19036441. 静态工作点。静态工作点。2. 电压增益电压增益Au、输入电阻、输入电阻Ri，输出电阻输出电阻RO 。3. 若在输入端加一内阻若在输

39、入端加一内阻RS为为1k的信号源，求的信号源，求Aus 4. 若输出电压的波形出现如若输出电压的波形出现如图所示失真图所示失真 ，是截止还是饱，是截止还是饱和失真？应调节哪个元件？和失真？应调节哪个元件？ 如何调节？如何调节？例：例： 200bbr求：求：45解解：1 .IcVCE46)(94576. 126)431 (200)1 (mAmVIUrrETbbbebeLiurRUUA0103945. 0)2 . 6/9 . 3(43)(945. 0945. 0/470/krRRbebikRRC2 . 602. 画出交流通路和与其对应的微变等效电路画出交流通路和与其对应的微变等效电路474.输出电

40、压的波形出现如图所示失真输出电压的波形出现如图所示失真 为底部失真，是饱和失真，为底部失真，是饱和失真，导致饱和失真的原因是导致饱和失真的原因是UCE太小。太小。bBECCBRUVI对于输出回路：对于输出回路： UCE=VCCICRc要想增大要想增大UCE ，可减小电阻，可减小电阻Rc对于输入回路：对于输入回路：要想增大要想增大UCE ，可增大电阻，可增大电阻Rb501945. 0945. 0103. 3isiusousRRRAUUA481. 静态工作点稳定的必要性静态工作点稳定的必要性 （1 1）必要性）必要性静态工作点决定放大电路是否产生失真；静态工作点决定放大电路是否产生失真；静态工作点

41、影响电压放大倍数、输入电阻等动态参数；静态工作点影响电压放大倍数、输入电阻等动态参数；静态工作点的不稳定，将导致动态参数不稳定，甚至使放静态工作点的不稳定，将导致动态参数不稳定，甚至使放大电路无法正常工作。大电路无法正常工作。（2 2）影响静态工作点稳定的因素）影响静态工作点稳定的因素 电源电压波动、元件老化、环境温度变化等，都会引电源电压波动、元件老化、环境温度变化等，都会引起晶体管和电路元件参数的变化，造成静态工作点的不稳起晶体管和电路元件参数的变化，造成静态工作点的不稳定。其中，温度对晶体管参数的影响是最为主要的。定。其中，温度对晶体管参数的影响是最为主要的。49（3 3）温度对静态工作

42、点的影响）温度对静态工作点的影响QvCE/ViC/mAiB =0IBQ1(a) 温度变化对温度变化对ICBO的影响的影响(b) 温度变化对输入特性曲线的影响温度变化对输入特性曲线的影响温度温度T 10 oCICBO 1倍倍 输出特性曲线上移输出特性曲线上移)()C25CBO(CBO00TTkTeII VCBE(BE030)25102 . 2)(TTUUT(c) 温度变化对温度变化对 的影响的影响温度每升高温度每升高1 oC ， 要增加要增加0.5% 1.0%温度温度T 输出特性曲线族间距增大输出特性曲线族间距增大QvCE/ViC/mAiB =0IBQ1温度温度T 1 oC UBE 2.5mv输

43、入特性曲线左移输入特性曲线左移IB 总之：总之： ICBO ICEO T UBE IB IC 502. 典型的静态工作点稳定电路典型的静态工作点稳定电路 （1 1）电路组成）电路组成C Ce e旁路电容旁路电容阻容耦合放大电路阻容耦合放大电路直接耦合放大电路直接耦合放大电路直流通路直流通路51（2 2）Q Q点稳定原理点稳定原理目标目标：温度变化时，使：温度变化时，使I IC C维持恒定。维持恒定。 如果温度变化时，如果温度变化时，基极基极电位能电位能基本不变基本不变，则可实现静态工作点的，则可实现静态工作点的稳定。稳定。基极电位基本不变的条件：基极电位基本不变的条件：I1 IBQCCb2b1

44、b1BQVRRRUT ICQ IEQ ICQ UEQ 、UBQ不变不变 UBE IBQ （负反馈）（负反馈）（一般取（一般取 I1 =(510)IBQ ， UBQ =3V5V ）则：则：52（3 3）Q Q点的估算点的估算CCb2b1b1BQVRRRUCQeBEQBQEQIRUUI)(ecCQCCeEQcCQCCCEQRRIVRIRIVU1EQIIICQBQ53（4 4）动态参数的估算）动态参数的估算画出如图所示阻容耦合电路画出如图所示阻容耦合电路的交流通路和微变等效电路的交流通路和微变等效电路若将若将Rb1/Rb2看成一个电阻看成一个电阻Rb则右图与阻容耦合共射放大电路则右图与阻容耦合共射放

45、大电路的交流等效电路完全相同的交流等效电路完全相同beLurRAiiiIURbebrR /CoooRIURLCLRRR/bebbrRR/211Rb254ebeLouRrRUUAi)1 (ebeb2b1iRrRRR)1 (/coRR 若没有旁路电容若没有旁路电容Ce，则，则等效电路变为右图等效电路变为右图ebbebeebebiRIrIRIrIU1LbLcoRIRIU则且若, 1,)1 (beerRLcLeLou/RRRRRUUAiiI55例：如图所示，例：如图所示，VCC=12V，Rb1=5k，Rb2=15k ，Re=2.3k ，Rc=5.1k ，RL=5.1k ；=50，rbe=1.5k，UB

46、EQ= 0.7V。(1).估算静态工作点估算静态工作点Q(2).分别求有、无分别求有、无Ce时的时的Au和和Ri解：解： (1)静态工作点静态工作点:CCb2b1b1BQVRRRUeBEQBQEQCQRUUII)(ecCQCCCEQRRIVUV3121555mA13 . 27 . 03V6 . 4) 3 . 21 . 5(1121BQEQIImA02. 0501156Rb1+VCCRcC1C2TRb2CeRe1RLuiuoRe2+ +- -+ +- -(2)求求AU和和Ri 当有当有Ce时时:beLurRAbebbirRRR/21当无当无Ce时，因为时，因为(1+)Rerbe且且1，所以，所以

47、 eLuRRAebebbiRrRRR1/21可以看出，当无可以看出，当无Ce时，时，电压放大倍数很低电压放大倍数很低 855 . 12/ 1 . 550/becLrRRkkkk07. 15 . 1/15/57 .13 .22/1 .5k75. 33 . 25015 . 1/15/5解决办法如图：解决办法如图：直流通路中直流通路中Re1与与Re2均起均起作用作用交流通路中只有交流通路中只有Re1起作用起作用这样既能保证静态工作点这样既能保证静态工作点稳定又能使电路有较高的稳定又能使电路有较高的放大倍数放大倍数57I1I2IBRb1+ECRcTRb2Re1Re2直流通路直流通路交流通路交流通路Rb

48、1RcRLuiuoRb2Re1微变等效电路：微变等效电路：rbeRcRLoURe1iUiIbIcIbIRb582.5.1. 2.5.1. 基本共集放大电路基本共集放大电路 ( (射极输出器）射极输出器） 一、电路组成一、电路组成ReC1VCCRb+ uiC2+ uo阻容耦合共集放大电路阻容耦合共集放大电路 + + 直接耦合共集放大电路直接耦合共集放大电路RbVCCuiVBBReuo59二、静态分析二、静态分析eBQBEQbBQeEQBEQbBQBBRIURIRIURIV1ebBEQBBBQRRUVI1BQEQII 1eEQCCCEQRIVU60三、动态分析三、动态分析eebebeeiou)(R

49、IrRIRIUUAbebee)1 ()1 (RrRRAbU 从式中可看出从式中可看出, ,Au小于小于1,1,若若(1+(1+)R)Re eR Rb b+r+rb be e, ,则则Au接近于接近于1 1，故，故常称共集放大电路为常称共集放大电路为射集跟随器射集跟随器)1 ()1 (ebebebRrRIRIbbeebebbiiIRIrRIIUR)(iebebiRrRR)1 (61bebobrRUI)1 (/obeberRRR)1 ()1 (bebbeberRRrRRo所所以以一一般般.0SUoooIUR输出电阻：输出电阻：beboerRUI1eRoIIIebebebebOeOOOOrRRrRU

50、RUUIUR11111o62例例2.5.1：已知射极输出器的参数如下：已知射极输出器的参数如下： VBB=6V, VCC=12V, Rb=15k ，Re=5k ，UBEQ=0.7V, rbb=100 ， =50，估算估算Q点、点、Au 、 Ri 和和Ro 。P109ebBEQBBBQRRUVI1BQEQII 1eEQCCCEQRIVU解：解：估算估算Q点点AmA6 .195501157 . 06mAA16 .19501V75112CQTbbbeIUrrK43. 1)12651100(63ebee)1 ()1 (RrRRAbUebebiRrRR)1 ()1 (/obeberRRR)1 (bebr

51、R例例2.5.1：已知射极输出器的参数如下：已知射极输出器的参数如下： VBB=6V, VCC=12V, Rb=15k ，Re=5k ，UBEQ=0.7V, rbb=100 ， =50，估算估算Q点、点、Au 、 Ri 和和Ro 。P109求求Au 、 Ri 和和Ro94. 0550143. 1155501KK27155143. 1153205143. 11564Rb+VCCC1C2ReRLuiuoRb+VCCRe直流通道直流通道阻容耦合电路共集放大电路阻容耦合电路共集放大电路:65一、静态分析一、静态分析IBIEebBEQCCBQRRUVI)1 (BQEQII)1 (eEQCCCEQRIVU

52、Rb+VCCRe直流通道直流通道eBQBEQbBQeEQBEQbBQCCRIURIRIURIV166二、动态分析二、动态分析Rb+VCCC1C2ReRLuiuoRbReRLuiuorbeiUbIReRLRboUcIbIiI67LeoRIULeLRRR/LbRI）（1LebebiRIrIULbbebRIrI)1 (LbbebLbuRIrIRIA)1 ()1 (LbeLRrR)1 (1）（1. 电压放大倍数电压放大倍数rbeiUbIReRLRboUcIbIiI1,)1(接接近近于于则则若若uLbeARr682. 输入电阻输入电阻bRbiIIILbebiiiRrRIUR)1 (/rbeiUbIReR

53、LRboUcIbIiIbRILbbebiRIrIU)1 (693. 输出电阻输出电阻用加压求流法求输出电阻。用加压求流法求输出电阻。RobIiIrbeReRbcIbIrbeReRbbIbIeIUIebbIIIIebebeRUrUrU电源置电源置0IURo)11/(1ebeRr1/beerR一般：一般：1beerR所以：所以：1beorR70Rb+VCCC1C2ReRLuiuo例例2.5.2：已知射极输出器的参数如下：已知射极输出器的参数如下：Rb=570k ，Re=5.6k ， rbb=300 , RL=5.6k ， =100，VCC=12V求求Au 、 Ri 和和Ro 。ebBECCBRRU

54、VI)1 (BEII)1 (k9 . 201. 126101300解：解：AmA106 . 510015707 . 012mAA01. 1101001EQTbbbeIUrr171Rb=570k ，Re=5.6k ，RL=5.6k ， =100，VCC=12V求求Au 、 ri和和ro 。rbeiUbIReRLRboUcIbIiI微变等效电路微变等效电路rbe=2.9 k ，LbeLuR)(rRA11）（)1 (/LbebiRrRR2.8)1001 (2.9570/190k1/beeorRR990821019282101.1012.9/6 . 5 2872共集电极电路特点：共集电极电路特点：2. 2. 输入电阻大，从信号源获取的