小信号放大电路

1、项目二项目二 小信号放大电路小信号放大电路模块模块1 1 三极管小信号放大电路三极管小信号放大电路 模块模块2 2 两级放大电路组装与测试两级放大电路组装与测试 模块模块3 3 放大电路中负反馈测试放大电路中负反馈测试 模块模块4 4 集成运算放大器的研究集成运算放大器的研究 模块模块1 1 常用三极管小信号放大电路常用三极管小信号放大电路 教教学学目目标标知识目标知识目标1、了解基本放大电路的组成2、理解电路中各元器件的作用3、掌握描述基本放大的性能指标 能力（技能）目标能力（技能）目标1、学会用数字万用表测量基本放大电路的静态工作点2、初步学会静态工作点的分析方法 重点及难点重点及难点重点

2、：基本放大电路的工作原理及分析方法难点：基本放大电路的静态工作点分析与测试 2.1 2.1 放大电路的基础知识放大电路的基础知识一、放大电路的组成一、放大电路的组成2.1 2.1 放大电路的基础知识放大电路的基础知识一、放大电路的组成原则一、放大电路的组成原则电路中的三极管满足放大条件，发射结正偏，集电结反偏输入信号能正常送入并起控制作用放大后的输出信号能正常输出举例说明：二、放大电路的主要性能指标二、放大电路的主要性能指标1 1、放大倍数、放大倍数 输出信号的电压和电流幅度得到了放大，所以输出功率也输出信号的电压和电流幅度得到了放大，所以输出功率也会有所放大。对放大电路而言有电压放大倍数、电

3、流放大倍数会有所放大。对放大电路而言有电压放大倍数、电流放大倍数和功率放大倍数和功率放大倍数, ,通常它们都是按正弦量定义的。通常它们都是按正弦量定义的。 电压放大倍数电压放大倍数io/VVAv电流放大倍数电流放大倍数io/IIAi功率放大倍数功率放大倍数iiooio/IVIVPPAp 2 2、输入电阻、输入电阻 Ri 输入电阻是表明放大电路从信号源吸取电流大小的参数，输入电阻是表明放大电路从信号源吸取电流大小的参数，Ri大放大电路从信号源吸取的电流小，反之则大。大放大电路从信号源吸取的电流小，反之则大。iiiIVR 3 3、输出电阻、输出电阻Ro 输出电阻是表明放大电路带负载的能力，输出电阻

4、是表明放大电路带负载的能力，Ro大表明放大大表明放大电路带负载的能力差，反之则强。电路带负载的能力差，反之则强。0,.o.ooSL=VRIVR 注意：放大倍数、输注意：放大倍数、输入电阻、输出电阻通常都入电阻、输出电阻通常都是在正弦信号下的交流参是在正弦信号下的交流参数，只有在放大电路处于数，只有在放大电路处于放大状态且输出不失真的放大状态且输出不失真的条件下才有意义。条件下才有意义。 4 4、通频带、通频带 BW 放大电路的增益放大电路的增益A(f) 是频率的函数。在低频段和高频段放大倍是频率的函数。在低频段和高频段放大倍数都要下降。当数都要下降。当A(f)下降到中频电压放大倍数下降到中频电

5、压放大倍数A0的根号的根号2分之分之1时时，即，即00HL7 .02)()(AAfAfAfL称为下限频率称为下限频率fH称为上限频率称为上限频率思考练习：1.已知放大电路的电压放大倍数等于80，电流放大倍数等于10，试问该放大电路的电压、电流增益，功率增益各位多少分贝？ （提示：Ap(dB)=10lgAp）2.放大电路的功能是什么？模块模块2 2 两级放大电路组装与测试两级放大电路组装与测试 教教学学目目标标知识目标知识目标1、两级放大电路的分析与计算2、学会对实际电路的分析3、掌握描述基本放大的性能指标能力（技能）目标能力（技能）目标1、培养学生的综合分析问题的能力2、培养学生的焊接、排故技

6、能3、对电子仪器使用的能力 重点及难点重点及难点重点：实际电路的焊接、排故，对电路的分析难点：电路的分析，排故能力2.2 2.2 三种基本组态放大电路三种基本组态放大电路课程引入：1.放大电路有哪三种基本组态？2.每种组态放大电路的特点是什么？一、共发射极放大电路一、共发射极放大电路1 1、电路的组成、电路的组成（1 1）组成）组成放大元件放大元件iC= iB，工作在放大区，要工作在放大区，要保证集电结反偏，保证集电结反偏，发射结正偏。发射结正偏。+b2b-iuC+R-b1RuToL+CcRVCCBBV （2）各元件的作用各元件的作用集电极电阻集电极电阻R RC C，将变化的电流转将变化的电流

7、转变为变化的电压。变为变化的电压。使发射结正偏，使发射结正偏，并提供适当的静并提供适当的静I IB B和和U UBEBE。+b2b-iuC+R-b1RuToL+CcRVCCBBV集电极电源，为电路集电极电源，为电路提供能量。并保证集提供能量。并保证集电结反偏。电结反偏。隔直隔直通交通交 （3 3）基本放大电路的习惯画法）基本放大电路的习惯画法+b2b-iuC+R-b1RuToL+CcRVCCBBV+CTb1CCRbVL+uoR-u+-ib2CcR2 2、静态分析静态分析静态静态：u ui i0 时电路的工作状态时电路的工作状态静态工作点静态工作点 Q Q：由由I IBQBQ、I ICQCQ、U

8、 UCEQCEQ决定决定（1 1）估算法）估算法BBEQCCBQRUUIBQCQIICCQCCCEQRIUU画直流通路（电容器开路）画直流通路（电容器开路）+TRb1RCCVc （2 2）图解法）图解法 IB=0 0 UCE/V 20A 40A 60A 80A IC/mA Q ICQ UCEQ UCC RC UCC 估算法求估算法求I IB B，确定对确定对应的输出特性曲线应的输出特性曲线由由U UCECE=U=UCCCCI IC CR RC C所决定的直流负载线所决定的直流负载线两者的交点两者的交点Q Q就是静态工作点就是静态工作点过过Q Q点作水平线，在点作水平线，在纵轴上的截距即为纵轴上

9、的截距即为I ICQCQ过过Q Q点作垂线，在横点作垂线，在横轴上的截距即为轴上的截距即为I ICQCQ 3 3、放大电路动态分析和非线性失真放大电路动态分析和非线性失真（1 1）放大电路的动态分析放大电路的动态分析动态：有交流输入信号时电路的工作状态动态：有交流输入信号时电路的工作状态放大器的交流通路放大器的交流通路交流通路的画法：将直流电源短路，电容短路交流通路的画法：将直流电源短路，电容短路+CTb1CCRbVL+uoR-u+-ib2CcR+R-uoTuRbRLic+作交流负载线作交流负载线iCiCEVCCCCCRVQIB交流负载线交流负载线直流负载线直流负载线 斜率为斜率为- -1/R

10、L （ RL= RLRc）经过经过Q点点 注意：注意：交流负载线是有交流交流负载线是有交流 输入信号时工作点的运动轨迹输入信号时工作点的运动轨迹空载时，交流负载线与直流负载线重合空载时，交流负载线与直流负载线重合 波形分析交流放大原理（设输出空载）波形分析交流放大原理（设输出空载）iBuBEQuiib输入一微小的正弦信号输入一微小的正弦信号 ui uceicibiCiCE 结论结论 （1）放大电路中的信号是交直流共存可表示成：）放大电路中的信号是交直流共存可表示成：ceCECEcCCbBBbeBEBEuUuiIiiIiuUu （2）输出）输出u uo o与输入与输入u ui i相位相反，但幅度

11、被放大了，频相位相反，但幅度被放大了，频率不变。率不变。 （2 2）放大电路的非线性失真放大电路的非线性失真 放大电路有合适的静态工作点（即交流负载线的中间位置），放大电路有合适的静态工作点（即交流负载线的中间位置），可输出最大不失真信号。可输出最大不失真信号。 工作点过高引起饱和失真工作点过高引起饱和失真 0 uC E iC Q IC Q iC t 0 t Q Q uC E UC E Q 0 饱和失真饱和失真 工作点过低引起截止失真工作点过低引起截止失真 0 uCE iC Q ICQ iC t 0 t Q Q UCEQ 0 uCE 截止失真截止失真 4 4、用小信号模型法分析共射放大电路用小

12、信号模型法分析共射放大电路（1）画共射放大电路的等效电路）画共射放大电路的等效电路 画出放大器的交流通路画出放大器的交流通路将交流通路中的三极管用将交流通路中的三极管用h参数等效电路代替参数等效电路代替+CTb1CCRbVL+uoR-u+-ib2CcR （2）动态参数的计算）动态参数的计算 电压放大倍数电压放大倍数Au 式中的负号表示输出与输入电压相位相反。式中的负号表示输出与输入电压相位相反。负载电阻越大，放大倍数越大。负载电阻越大，放大倍数越大。 beLbbebLbbecLorRIrIRIrIRUUAiu 输入电阻输入电阻RiRi beB/rRIURiiirbe+oUcIbICBE+iUb

13、IRCRLRBRs +sU iIRi 电路的输入电阻越电路的输入电阻越大，从信号源取得的电大，从信号源取得的电流越小，流越小，因此一般总是因此一般总是希望输入电阻越大越好。希望输入电阻越大越好。 输出电阻输出电阻R R。CoRIUR 对于负载而言，放大器的输出电阻对于负载而言，放大器的输出电阻R Ro o越小，越小，负载电阻负载电阻R RL L的变化对输出电压的影响就越小，表的变化对输出电压的影响就越小，表明放大器带负载能力越强，因此总希望明放大器带负载能力越强，因此总希望R Ro o越小越越小越好。好。 5 5、稳定工作点的分压式偏置电路、稳定工作点的分压式偏置电路（1 1）温度对静态工作点

14、的影响）温度对静态工作点的影响 对于前面的电路（固定偏置电路）而言，静态对于前面的电路（固定偏置电路）而言，静态工作点由工作点由U UBEBE、 和和I ICEOCEO决定，这三个参数随温度而决定，这三个参数随温度而变化。变化。总之：总之：TICTUBEIBICT 、 ICEOIC （2）分压式分压式偏置偏置电路电路 采用分压式采用分压式偏置偏置电路稳定工作点电路稳定工作点工作原理工作原理条件条件 ：I2IB， 则 CCB2B1B2BURRRUUB稳定稳定 温度tICIEUE(=IE RE)UBE(=UBIE RE)IB IC 原理：原理：静态参数的计算静态参数的计算 )(CQBQEBEQBE

15、QCCB2B1B2BECCQCCCEQCQRRIUUIIRUUIIURRRU CbeBBiuRRrRRRrRAo21beL/动态参数的计算动态参数的计算 二二、共、共集电集电极放大电路极放大电路 1.1.电路结构电路结构 Rsus+uiRL+uo+UCCC1C2VRBRE+UCCVRB1REICQIBQ+UCEQ+ UBEQ 2.2.静态和动态分析静态和动态分析（1 1）静态分析）静态分析ECQCCEEQCCCEQBQCQEBBEQCCBQEBQBEQBBQEEQBEQBBQCC)1 ()1 (RIURIUUIIRRUUIRIURIRIURIU+UCCVRB1REICQIBQ+UCEQ+ UB

16、EQ 直流通道直流通道 （2 2）动态分析）动态分析 rbe+oUcIbICBE+iUbIRERLRBRs +sU 射极输出器的微变等效电路1IeIiI电压放大倍数电压放大倍数LbeLoLbbebobebLbLo)1()1()1()1(RrRUUARIrIUrIURIRIUiuie 输入电阻输入电阻)1(/)1(LbeBLbeBb1RrRIURRrURUIIIiiiiii输出电阻输出电阻1/beEoEbebebbssseRrRIURRURrURrUIIII 3.3.共集电极放大电路（共集电极放大电路（射极输出器）的特点射极输出器）的特点（1 1）电压放大倍数小于电压放大倍数小于1 1，但约等于

17、，但约等于1 1，即电压跟随。，即电压跟随。（2 2）输入电阻较高。输入电阻较高。（3 3）输出电阻较低。输出电阻较低。4.4.射极输出器的应用射极输出器的应用放在多级放大器的输入端，提高整个放大器的输入电阻。放在多级放大器的输入端，提高整个放大器的输入电阻。放在多级放大器的输出端，减小整个放大器的输出电阻。放在多级放大器的输出端，减小整个放大器的输出电阻。放在两级之间，起缓冲作用。放在两级之间，起缓冲作用。 三三、共、共基基极放大电路极放大电路1.1.电路结构电路结构 三三、共、共基基极放大电路极放大电路静态分析见前面分压式共射偏置电路分析方法，这里从略。静态分析见前面分压式共射偏置电路分析

18、方法，这里从略。共基极电路输入电阻小，一般用于作高频和宽频放大电路共基极电路输入电阻小，一般用于作高频和宽频放大电路直流与交流通道直流与交流通道 2、三种放大电路组态比较、三种放大电路组态比较 （1 1）共射电路）共射电路 （2 2）共集电路）共集电路 （3 3）共基电路）共基电路 （4）三种放大器性能比较）三种放大器性能比较 共射电路既有电压放大倍数由有电流放大倍数，其输共射电路既有电压放大倍数由有电流放大倍数，其输入电阻不大，输出电阻也不大；输出电压与输出电压相位相反；入电阻不大，输出电阻也不大；输出电压与输出电压相位相反；广泛应用于各种放大电路中。广泛应用于各种放大电路中。 共集电极电路

19、只有电流放大倍数，没有电压放大倍数，共集电极电路只有电流放大倍数，没有电压放大倍数，输入电阻大，输出电阻小，带负载能力强，可用于作输入极、输入电阻大，输出电阻小，带负载能力强，可用于作输入极、输出极和缓冲极；它的输入电压和输出电压同相位。输出极和缓冲极；它的输入电压和输出电压同相位。 共基极电路只有电压放大倍数，没有电流放大倍数，共基极电路只有电压放大倍数，没有电流放大倍数，其输入电阻较小，输入电压与输出电压同相位；广泛应用于高其输入电阻较小，输入电压与输出电压同相位；广泛应用于高频、宽频放大电路中。频、宽频放大电路中。 四四、场效应管放大电路、场效应管放大电路场效应管共源极放大电路RGRG1

20、RG2RSRDRL+UDDC1C2CS+ui+uoGDSV+1 1静态分析静态分析设设UGS=0，则：，则：DDG2G1G2GSURRRUU)(SDDDDDSSGSSDRRIUURURUI 2 2动态分析动态分析 思考练习：1.用双极型三极管组成放大电路，有哪几种基本组态，它们在电路结构上有哪些相同点和不同点？2.试用N沟道耗尽型MOS管构成一共漏放大电路并与共集放大电路进行比较，在电路性能上有哪些相同的特点？模块模块3 3 放大电路中负反馈测试放大电路中负反馈测试 教教学学目目标标知识目标知识目标1、反馈网络的分析2、学会对实际电路的分析3、基本放大的性能指标,与加入负反馈后的性能指标 能力

21、（技能）目标能力（技能）目标1、培养学生的综合分析问题的能力2、培养学生的焊接、排故技能3、对电子仪器使用的能力 重点及难点重点及难点重点：实际电路的焊接、排故，对电路的分析难点：电路的分析，排故能力一、差分放大电路的工作原理一、差分放大电路的工作原理1 1、差分放大电路的结构、差分放大电路的结构 该电路采用两个相同参数的该电路采用两个相同参数的BJTBJT，其外围电路完全相，其外围电路完全相同，即电路两边完全对称。同，即电路两边完全对称。-+-_-o2Ru+RT+RbTCC1R+EEueb2oVRccV+i2uui1uo1o2o1o21uuuuuuiii 2 2、几个基本概念、几个基本概念

22、（1 1）差动放大电路一般有两个输入端：差动放大电路一般有两个输入端： 双端输入双端输入从两输入端同时加信号。从两输入端同时加信号。 单端输入单端输入仅从一个输入端仅从一个输入端对地对地加信号加信号。（2 2）差动放大电路可以有两个输出端。）差动放大电路可以有两个输出端。 双端输出双端输出从从C1 和和C2输出。输出。 单端输出单端输出从从C1或或C2 对地输出对地输出。（3 3）差模信号与共模信号差模信号与共模信号差模信号：差模信号：i2i1id=uuu )(21=i2i1icuuu 共模信号：共模信号：idodud=uuA差模电压增益：差模电压增益：icocuc=uuA共模电压增益：共模电

23、压增益：总输出电压：总输出电压：icucidudocodo=uAuAuuu ucudCMR=AAK（4）共模抑制比）共模抑制比 3 3、差动放大电路的基本工作原理、差动放大电路的基本工作原理 （1 1）静态工作点的计算静态工作点的计算+_+_+VCCuuci1i2TT12RcRbRbRouREEeV0=i2i1 uu 忽略忽略Ib，有：有：Ub1=Ub2=0VeEERe)(7 . 0=RVVIReCC2C121=IIII CE2CE1= UU)7 . 0(CCCC RIV CB1B1III 0=C2C1O UUU （2 2）抑制零漂的原理抑制零漂的原理+_+_+VCCuuci1i2TT12Rc

24、RbRbRouREEeVUo= UC1 - UC2 = 0当当ui1 = ui2 = 0 时，时，当温度变化时：当温度变化时：UC1 = UC2T ic1 ,ic2 uc1 , uc2 uo= uc1 - uc2 = 0 （3 3）电路的动态分析电路的动态分析加入差模信号加入差模信号-+-2+REidb2TuTi1idb1RRucc+i22uRu-uEu+o1ouo2 uicic=0=0。ui1i1=-=-ui2i2 = =uidid/2/2，Re对差模信号相当于短路。对差模信号相当于短路。若若ui1 ,ui2 ib1 ,ib2 ie1 ,ie2 IRe不变不变 UE不变不变 2i1iOduuuuA -+-2+REidb2TuTi1idb1RRucc+i22uRu-uEu+o