(下册)第2章基本放大电路

1、第第2 2章章 基本放大电路基本放大电路一、放大的概念u放大的对象：变化量放大的对象：变化量u放大的本质：能量的控制放大的本质：能量的控制u放大的特征：功率放大放大的特征：功率放大u放大的基本要求：不失真放大的基本要求：不失真放大的前提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VCC至少一路直流至少一路直流电源供电电源供电放大电路的目的是将微弱的放大电路的目的是将微弱的变化信号不失真的变化信号不失真的放大成较大的信号。这里所讲的主要是电压放大放大成较大的信号。这里所讲的主要是电压放大电路。电路。电压放大电路可以用有输入口和输出口的四电压放大电路可以用有输入口和输出口的四

2、端网络表示，如图：端网络表示，如图：u ui iu uo oA Au u二、性能指标ioUUAAuuuioIIAAiiiioIUAuiioUIAiu1. 1. 放大倍数放大倍数：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入电流输入电流输出电压输出电压输出电流输出电流对信号而言，任何放大电路均可看成四端口网络。对信号而言，任何放大电路均可看成四端口网络。2. 输入电阻和输出电阻 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。LooLoooo) 1(RUU

3、RUUUR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iiiIUR 输入电压与输入电压与输入电流有输入电流有效值之比。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3. 通频带4. 最大不失真输出电压Uom：交流有效值。交流有效值。 由于电容、电感及放大管由于电容、电感及放大管PN结的电容效应，使放大电路在信结的电容效应，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，并产生相移。号频率较低和较高时电压放大倍数数值下降，并产生相移。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

4、率LHbwfff5. 最大输出功率Pom和效率：功率放大电路的参数：功率放大电路的参数三种三极管三种三极管放大电路放大电路共射极放大电路共射极放大电路共基极放大电路共基极放大电路共集电极放大电路共集电极放大电路以共射极以共射极放大电路放大电路为例讲解为例讲解工作原理工作原理NPNNPN型共发射级放大电路型共发射级放大电路VBB、Rb：使发射结正偏，且：使发射结正偏，且有合适的有合适的IB。VCC：使集电结反偏，同时作：使集电结反偏，同时作为负载的能源。为负载的能源。Rc：将：将iC转换成转换成uCE(uo) 。共射共射电路的组成及各元件的作用：)( oCEcbIcuuuiiuR动态信号作用时：

5、动态信号作用时：1. 1. 共发射极基本放大电路组成共发射极基本放大电路组成 共发射极基本电路共发射极基本电路(实用电路实用电路)ECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+uBEuCEiCiBiE放大元件放大元件iC= iB，工作在放大区，工作在放大区，要保证集电结反要保证集电结反偏，发射结正偏。偏，发射结正偏。uiuo输入输入输出输出参考点参考点RB+ECEBRCC1C2T基本放大电路的组成基本放大电路的组成作用：作用：使发射使发射结正偏，并提结正偏，并提供适当的静态供适当的静态工作点。工作点。基极电源与基极电源与基极电阻基极电阻RB+ECEBRCC1C2T集电极电源，集电极电源

6、，为电路提供能为电路提供能量。并保证集量。并保证集电结反偏。电结反偏。RB+ECEBRCC1C2T集电极电阻，集电极电阻，将变化的电流将变化的电流转变为变化的转变为变化的电压。电压。RB+ECEBRCC1C2T耦合电容：耦合电容：电解电容，有极性。电解电容，有极性。大小为大小为10 F50 F作用：作用：隔离输隔离输入输出与电路入输出与电路直流的联系，直流的联系，同时能使信号同时能使信号顺利输入输出。顺利输入输出。RB+ECEBRCC1C2T可以省去可以省去电路改进：采用单电源供电电路改进：采用单电源供电RB+ECEBRCC1C2T单电源供电电路单电源供电电路+ECRCC1C2TRB2. 2.

7、 基本放大电路各元件作用基本放大电路各元件作用 晶体管晶体管T-放大元放大元件件, , iC= iB。要保。要保证集电结反偏证集电结反偏, ,发发射结正偏射结正偏, ,使晶体使晶体管工作在放大区管工作在放大区 。基极电源基极电源EB与基极与基极电阻电阻RB-使发射结使发射结 处于正偏，并提供处于正偏，并提供大小适当的基极电大小适当的基极电流。流。共发射极基本电路共发射极基本电路ECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+uBEuCEiCiBiE电位参考点电位参考点集电极电源集电极电源EC -为为电路提供能量。并保电路提供能量。并保证集电结反偏。证集电结反偏。集电极电阻集电极电阻RC-

8、将将变化的电流转变为变化的电流转变为变化的电压。变化的电压。耦合电容耦合电容C1 、C2 -隔离输入、输出隔离输入、输出与放大电路直流的与放大电路直流的联系，同时使信号联系，同时使信号顺利输入、输出。顺利输入、输出。共发射极基本电路共发射极基本电路ECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+uBEuCEiCiBiE单电源供电时常用的画法单电源供电时常用的画法共发射极基本电路共发射极基本电路+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiEECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+uBEuCEiCiBiE电源供电的简化电源供电的简化3. 3. 共射

9、放大电路的电压放大作用共射放大电路的电压放大作用UBEIBICUCE（1）无输入信号）无输入信号(ui = 0)时时: uo = 0uBE = UBEuCE = UCE+UCCRBRCC1C2T+ui+uo+uBEuCEiCiBiEuBEtOiBtOiCtOuCEtOICUCEOIBUBEO结论：结论：QIBUBEQUCEICUBEIB无输入信号无输入信号(ui = 0)时时: uo = 0uBE = UBEuCE = UCE？ uCE = UCC iC RC uo 0uBE = UBE+ uiuCE = UCE+ uoIC+UCCRBRCC1C2T+ui+uo+uBEuCEiCiBiEuBE

10、tOiBtOiCtOuCEtOuitOUCEuotO（2）输入信号）输入信号(ui 0)时时:+集电极电流集电极电流直流分量直流分量交流分量交流分量动态分析动态分析iCtOiCtICOiCticO静态分析静态分析uitOuotO 基本共射放大电路的波形分析基本共射放大电路的波形分析符号规定符号规定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，表示交直流量。小写字母、大写下标，表示交直流量。ua小写字母、小写下标，表示交流分量。小写字母、小写下标，表示交流分量。uAua交直流量交直流量交流分量交流分量tUA直流分量直流分量 (1) 晶体管必须工作在放

11、大区。发射结正偏，集晶体管必须工作在放大区。发射结正偏，集 电结反偏。电结反偏。(2) 正确设置静态工作点，使晶体管工作于放大正确设置静态工作点，使晶体管工作于放大 区。区。(3) 输入回路将变化的电压转化成变化的基极电输入回路将变化的电压转化成变化的基极电 流。流。(4) 输出回路将变化的集电极电流转化成变化的输出回路将变化的集电极电流转化成变化的 集电极电压，经电容耦合只输出交流信号。集电极电压，经电容耦合只输出交流信号。设置静态工作点的必要性！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！ 设置合适的静态工作点，首先要解决失真问题，但设置合适的静态工作点，首先要解决失真问

12、题，但Q点点几乎影响着所有的动态参数！几乎影响着所有的动态参数！ 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压？时有合适的直流电流和极间电压？清华大学清华大学 华成英华成英 讨论讨论1. 用用NPN型晶体管组成一个在本节课中未见过的共射型晶体管组成一个在本节课中未见过的共射放大电路。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！直流通路和交流通路直流通路和交流通路 放大电路中各点的电压或电流都是在静态直放大电路中各点的电压或电流都是在静态直流上附加了小

13、的交流信号。流上附加了小的交流信号。但是，电容对交、直流的作用不同。如果电但是，电容对交、直流的作用不同。如果电容容量足够大，可以认为它对交流不起作用，即容容量足够大，可以认为它对交流不起作用，即对交流短路。而对直流可以看成开路，这样，交对交流短路。而对直流可以看成开路，这样，交直流所走的通道是不同的。直流所走的通道是不同的。直流通路：直流通路：只考虑直流信号的分电路。只考虑直流信号的分电路。交流通路：交流通路：只考虑交流信号的分电路。只考虑交流信号的分电路。信号的不同分量可以分别在不同的通路分析。信号的不同分量可以分别在不同的通路分析。放大电路无信号输入（放大电路无信号输入（ui = 0）时

14、的工作状态。）时的工作状态。估算法、图解法。估算法、图解法。各极电压电流的直流分量。各极电压电流的直流分量。放大电路的直流通路。放大电路的直流通路。 (1)静态工作点静态工作点Q：IB、IC、UCE 。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。直流通路直流通路( IB 、 IC 、 UCE )断开断开断开断开+UCCRBRCT+UBEUCEICIBIE+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiE直流通路直流通路直流通路的画法：直流通路的画法：将交流电压源短路，将电容开路。将交流电压源短路，将电容开路。1. 1. 用估算法确定静态值用估算法确

15、定静态值BBECCB RUUI 所以所以BCCBRUI 根据电流放大作用根据电流放大作用CEOBC III BB II当当UBE IC VCE = VCES = 0.3V(硅硅)VCE = VCES = 0.1V(锗锗)管子管子c、e间如同短接间如同短接O 1 2 3 4 5 6 12 3 4vCE(V)iC(mA)40(A)080120160200Q2QQ1NM饱和区放大区截止区 Q点的选择：点的选择：Q点应选在交流负载线的中央点应选在交流负载线的中央Q点选得太低，出现截止失真；点选得太低，出现截止失真；Q点选得太高，出现饱和失真。点选得太高，出现饱和失真。QuCE/VttiB B/ AIB

16、tiC C/mAICiB B/ AuBE/VtuBE/VUBEUCEiC C/mAuCE/VOOOOOOQicQ1Q2ibuiuoO 1 2 3 4 5 6 12 3 4vCE(V)iC(mA)40(A)080120160200QNMvivo(V)tttvo(V)饱和失真饱和失真:波形切去下半部分波形切去下半部分O 1 2 3 4 5 6 12 3 4vCE(V)iC(mA)40(A)080120160200QNMvivo(V)tt截止失真截止失真:波形切去上半部分波形切去上半部分vo(V)tO 1 2 3 4 5 6 12 3 4vCE(V)iC(mA)40(A)080120160200QN

17、Mvivo(V)ttQ点合适但输入信号过大：同时出现饱和失真和截止失真点合适但输入信号过大：同时出现饱和失真和截止失真例例 判断下列管子的工作状态判断下列管子的工作状态02V3V(a)00.7V3V(b)2.3V3V2.6V(c)0 3V(d) 0.2V解：解： (a) 发射结反偏发射结反偏 管子截止管子截止(b) 发射结正偏，集电结反偏，发射结正偏，集电结反偏， 管子放大管子放大(c) 发射结正偏，集电结正偏，发射结正偏，集电结正偏， 管子饱和管子饱和(d) 发射结正偏，集电结反偏，发射结正偏，集电结反偏， 管子放大管子放大 输入信号不能过大输入信号不能过大 合适的静态工作点合适的静态工作点

18、实现线性放大：实现线性放大：直观、全面了解放大器工作情况；直观、全面了解放大器工作情况；大致估算动态范围。大致估算动态范围。能合理安排能合理安排Q点；点；缺点：费事、不精确，除能分析出电压放缺点：费事、不精确，除能分析出电压放大倍数外，分析其他指标有困难。大倍数外，分析其他指标有困难。3 3、微变等效电路法、微变等效电路法 把非线性元件晶体管所组成的放大电路等效为一把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。即把非线性的晶体管线性化，等效为个线性电路。即把非线性的晶体管线性化，等效为一个线性元件。一个线性元件。 晶体管在小信号（微变量）情况下工作。因此，晶体管在小信号（微变量）情况下

19、工作。因此，在静态工作点附近小范围内的特性曲线可用直线近在静态工作点附近小范围内的特性曲线可用直线近似代替。似代替。 利用放大电路的微变等效电路分析利用放大电路的微变等效电路分析计算计算放大电路放大电路电压放大倍数电压放大倍数Au、输入电阻、输入电阻ri、输出电阻、输出电阻ro等。等。ibicicBCEib ib晶体三极管晶体三极管微变等效电路微变等效电路ube+ +- -uce+ +- -ube+ +- -uce+ +- -（1 1）晶体管的微变等效电路）晶体管的微变等效电路rbeBEC 晶体管的晶体管的B、E之间之间可用可用rbe等效代替。等效代替。 晶体管的晶体管的C、E之间可用一之间可

20、用一受控电流源受控电流源ic= ib等效代替。等效代替。晶体管的微变等效电路可从晶体管特性曲线求出。晶体管的微变等效电路可从晶体管特性曲线求出。)mA()mV(26)1()(200EbeIr CEBBEbeUIUr CEbbeUiu O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rbeH参数的确定参数的确定求求rbebbebeivrDebbbberirivDbbbb)1(riribibcicrbbbeierD+vbeNPNrbb ： 基区体电阻基区体电阻 ( )rD ：发射结结电阻发射结结电阻ETDIVrbibcicrbbbeierD+vbeNPN代入代入E

21、Tbbbbbe)1 (IVirivEbbbe26)1 (Irr环境温度下环境温度下VT = 26mVIE的范围的范围: 0.1 5mACEBCUII CEbcUii BCCEceIIUr BcceIiu O+12V4kRLCb2+20FCb120FRc4kRb300kviv0VCCbce1b122步骤：步骤：1. 画电路的小信号模型画电路的小信号模型 画画BJT的小信号模型的小信号模型，标出，标出e, b, c； 按电压源短路、隔直电容短路的原则画其他元按电压源短路、隔直电容短路的原则画其他元件；件； 用相量标出各电压、电流用相量标出各电压、电流 (测试时常用正弦波作测试时常用正弦波作输入信号

22、输入信号)iUiIbIcIoUbISErbeRBRCRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSRBRCuiuORL+ + +- - -RSeS+ +- -ibicBCEiibebirIU LcoRIU beLrRAu LCL/ RRR io :UUAu 定义定义Lb RI rbebeCrRAu iUiIbIcIoUbISErbeRBRCRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RS LcoRIU LCL/RRR io :UUAu 定义定义Lb RI rbeRBRCRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSiUiIbIcIoUbISEeIREEebebiRIrIU Ebbeb

23、) 1 (RIrI EbeL) 1(RrRAu iii IUr 输输入入电电阻阻SESRiIiUirSESRiIiU它是衡量放大器对信号源衰减程度的重要指标它是衡量放大器对信号源衰减程度的重要指标isisiRRRVV一定，ss, RVRi越大，衰减越小，越大，衰减越小，越大iV因此一般总是希望得到较大的输入电阻。因此一般总是希望得到较大的输入电阻。iiIUri beB/rR 时时，当当beBrR bRiBIIU EebebiRIrIU Ebbeb)1 (RIrI Ebeib)1 (RrUI EbeBi)1 (/RrRr beirr rbeRBRCRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -R

24、SiUiIbIcIoUbISEeIREiUiIbIcIoUbISErbeRBRCRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSririBRIBRIoUoEoUSERo=ReqR0越小，在越小，在R0上损失的电压越小。上损失的电压越小。它是衡量放大器带负载能力的重要指标它是衡量放大器带负载能力的重要指标相差越小，带负载能力越强，相差越小，带负载能力越强，当当R0 =0, 则则ooVV0R00LLRVRV 电路的输出电阻愈小，负载变化时输出电压的变电路的输出电阻愈小，负载变化时输出电压的变化愈小，因此一般总是希望得到较小的输出电阻。化愈小，因此一般总是希望得到较小的输出电阻。iUiIbIcIo

25、UbISErbeRBRCRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSCoooRIUr 求求ro的步骤：的步骤：1) 断开负载断开负载RLoU3) 外加电压外加电压oI4) 求求or外加外加oICRcoIII bcII CoRCRUI 0 0 cb II所所以以2) 令令 或或0i U0S E00例例 如图所示电路如图所示电路T为3DG6，已知工作点处的已知工作点处的 = 40(1) 求求VA(2) 若若Rs= 500 , 求源电压放大倍数求源电压放大倍数s0vsVVA+12V4kRLRc4kRb300k+VCC+RssVoV+iV解解：ARVRVVI40bCCbBEccBEBC6 . 1

26、ImAII+12V4kRLRc4kRb300k+VCC+RssVoV+iV+12VRc4kRb300k+VCC由原图可画出电路的直流通路，由直流通路，得：(1) 求求VA首先静态分首先静态分析，求析，求IE解解：画交流通路，求Rbe+RLiV+RsrbesVoV+oIiIRbbbIbIecRcEbbe)1 (IVrrT取rbe=200，VT =26mvk866. 08666 . 12641200ber92beLbeLi0vrRrIRIVVAbb+12V4kRLRc4kRb300k+VCC+RssVoV+iV求vARi=Rb/rberbe=0.866k6 .58isisiiososRRRAVVV

27、VVVAVV由于信号源内阻由于信号源内阻Rs的存在，输入信号在的存在，输入信号在Rs上损上损失了一部分，使失了一部分，使 ， 从而使放大倍数下降。从而使放大倍数下降。siVVisisiRRRVV+RLiV+RsrbesVoV+oIiIRbbbIbIecRc(2) 若若Rs= 500 , 求源电压放大倍数求源电压放大倍数s0vsVVA 合理设置静态工作点是保证放大电路正常工作的合理设置静态工作点是保证放大电路正常工作的先决条件。但是放大电路的静态工作点常因外界条先决条件。但是放大电路的静态工作点常因外界条件的变化而发生变动。件的变化而发生变动。前述的固定偏置放大电路，简单、容易调整，但前述的固定

28、偏置放大电路，简单、容易调整，但在温度变化、三极管老化、电源电压波动等外部因在温度变化、三极管老化、电源电压波动等外部因素的影响下，将引起静态工作点的变动，严重时将素的影响下，将引起静态工作点的变动，严重时将使放大电路不能正常工作，其中影响最大的是温度使放大电路不能正常工作，其中影响最大的是温度的变化。的变化。对于前面的电路（固定偏置电路）而言，静态工对于前面的电路（固定偏置电路）而言，静态工作点由作点由UBE、 和和ICEO 决定，这三个参数随温度而变决定，这三个参数随温度而变化，温度对静态工作点的影响主要体现在这一方面。化，温度对静态工作点的影响主要体现在这一方面。UBEICEOT Q 在

29、固定偏置放大电路中，在固定偏置放大电路中，当温度升高时，当温度升高时， 上述表明，当上述表明，当UCC和和 RB一定时，一定时， IC及及UBE这两个这两个参数随温度而变化。参数随温度而变化。温度升高时，温度升高时， IC将增加，使将增加，使Q点沿负载线上移。点沿负载线上移。iBuBE25C50CTVBE : T载流子运动载流子运动 PN结的阻结的阻挡挡 正向结电阻正向结电阻VBE 。T ICBO : T本证激化本证激化 电子空穴对电子空穴对 ICBO ， ICEO T : T 基区载流子运动加快基区载流子运动加快 加快了向集电极的漂移加快了向集电极的漂移 。温度对温度对 值及值及ICEO的影

30、响的影响温度温度 、 ICEOICiCuCEQQ 总的效果是：总的效果是：温度上升温度上升时，输出时，输出特性曲线特性曲线上移，造上移，造成成Q点上移。点上移。小结：小结：温度温度IC 固定偏置电路的固定偏置电路的Q点是不稳定的。点是不稳定的。 Q点点不稳定可能会导致静态工作点靠近饱和区或不稳定可能会导致静态工作点靠近饱和区或截止区，从而导致失真。为此，需要改进偏截止区，从而导致失真。为此，需要改进偏置电路，当温度升高、置电路，当温度升高、 IC增加时，能够自动增加时，能够自动减少减少IB，从而抑制，从而抑制Q点的变化。保持点的变化。保持Q点基本点基本稳定。稳定。常采用分压式偏置电路来稳定静态

31、工作点。常采用分压式偏置电路来稳定静态工作点。分压式偏置电路CE 交流旁路电容，防止增益减少RE射极直流负反馈电阻B2II 若若满满足足： 基极电位基本恒定，基极电位基本恒定，不随温度变化。不随温度变化。2B2BRIV 2B1BCC21RRUII CC2B1B2BBURRRV VBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSeS+VBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSeS+本电路稳压的本电路稳压的过程实际是由过程实际是由于加了于加了RE形成形成了了负反馈负反馈过程过程由于由于基极电位基本恒定，不随温度变化，故有如下关系：基极

32、电位基本恒定，不随温度变化，故有如下关系：T IC IE IERe VE VBE IBIC从从Q点点稳定的角度来稳定的角度来看似乎看似乎I2、VB越大越好。越大越好。但但 I2 越大，越大，RB1、RB2必须取得较小，将增加必须取得较小，将增加损耗，降低输入电阻。损耗，降低输入电阻。而而VB过高必使过高必使VE也增也增高，在高，在UCC一定时，势一定时，势必使必使UCE减小，从而减减小，从而减小放大电路输出电压的小放大电路输出电压的动态范围。动态范围。I2= (5 10) IB，VB= (5 10) UBE， RB1、RB2的阻值一般为几十千欧。的阻值一般为几十千欧。VEVBRB1RCC1C2

33、RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSeS+CC2B1B2BURRRVB EBEBECRUVII CBII EECCCCCERIRIUU VBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSeS+ 对交流：对交流：旁路电容旁路电容 CE 将将R 短路短路， R 不起不起作用作用， Au，ri，ro与固定偏置电路相同与固定偏置电路相同。如果去掉如果去掉CE ，Au，ri，ro ？RB1RCC1C2RB2CERERL+UCCuiuo+RSeS+RB1RCC1C2RB2CERERL+UCCuiuo+RSeS+2B1BB/ RRR iUiIbIcIoUbIS

34、EeIBRI画小信号模型画小信号模型ebeLebebLbV)1 ()1 ( RrRRrIRIA /o bLVI RiUiIbIcIoUbISEeIBRIebbebebebi)1 (RIrIRIrIVeEbeL) 1(RrRAu beLrRAu EbeB2B1i)1 (R/R/Rrr beBir/Rr CoRrCoRr？即即： Sos EUAu考虑信号源内阻考虑信号源内阻RS 时时iSibeLs rRrrRAu 所以所以SosEUAu SiioEUUU SiEUAu iSiSirRrEU irRB1RCC1C2RB2CERERL+UCCuiuo+RSeS+ 例：在图示放大电路中，已知例：在图示放

35、大电路中，已知UCC=12V, RC= 6k, RE1= 300， RE2= 2.7k， RB1= 60k， RB2= 20k RL= 6k ，晶体管，晶体管=50， UBE=0.6V, 试求试求: :(1) (1) 静态工作点静态工作点 IB、IC 及及 UCE；(2) (2) 画出微变等效电路；画出微变等效电路；(3) (3) 输入电阻输入电阻ri、ro及及 Au。RB1RCC1C2RB2CERE1RL+UCCuiuo+RE2V3V12206020CCB2B1B2B URRRVmA8 . 0 mA36 . 03EBEBEC RUVII A16 A500.8CB IIV8 . 4V38 .

36、068 . 012)(1E1EECCCCCE RRIRIUURB1RCRB2RE1+UCCRE2+UCEIEIBICVBk6Co Rrk86. 18 . 02651200I26) 1(200Ebe rk 15/2B1BB RRR其中其中 EbeBi) 1(/RrRr k03.8 EbeL) 1 (RrRAu 69. 8 iUiIbIcIoUbISEeIBRI例例 在如图所求的电路中，设信号源内阻在如图所求的电路中，设信号源内阻Rs=600 , BJT的的 =50.(1) 画电路的小信号模型；画电路的小信号模型；(2) 当当 =15mv时，求时，求 SV0V(3) 求放大器的求放大器的Ri和和R

37、0.Rs10F3.3k33k10k2005.1k+sV1.3k10F50FoV12V+T3AX25解解：(1)画电路的小信号模型画电路的小信号模型+sVrbeoV+cIbbIbIec33K10K600 200 3.3K5.1K(2)当当 =15mv时，求时，求 本电路的直流通路本电路的直流通路33K10K3.3K1.3K200 IE12VVV8 . 2103310)12(BVVVV6 . 22 . 08 . 2EmAVIE73. 12 . 03 . 1ESV0Va. 求求IEb. 求求rbe:k97. 026)1 (200EbeIrc. 求求Ri:k6 . 42 . 0)1(/10/33bei

38、rR2 . 05197. 01 . 5/3 . 350)1 (ebeVRrRALd. 求求 ：VA+sVrbeoV+cIbbIbIec33K10K6002003.3K5.1K3 . 86 . 46 . 06 . 4VVisiVSAARRRAe. 求求VSAf. 求求0VmVAVVVSS5 .124)3 . 8(150(3) Ri= 4.6k R0=RC=3.3 k RB+UCCC1C2RRLui+uo+es+RS交流通路交流通路 EBBECCB)1(RRUUI BE)1(II EECCCERIUU +UCCRBR+UCE+UBEIIBICRB+UCCC1C2RRLui+uo+es+RSRB+U

39、CCC1C2RERLuiuoRBRERLuiuo交流通路交流通路交流通路交流通路 RBRERLuiuo交流通路交流通路rbeiUbIRERLRBoUcIbIiI微变等效电路微变等效电路LEL/ RRR LeoRIU Lb1RI ）（ LebebiRIrIU Lbbeb)1 (RIrI LbbebLb)1 ()1 (RIrIRIAu1)1 (1LbeLRrR）（rbeRBRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSiUbIcIoUbISEeIREiIbeLrR )1 (rbeRBRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSiUbIcIoUbISEeIREiIiBi/rRr LbeBi

40、)1 (/RrRr LbebLEebebbii)1 (/RrIRRIrIIUr LEL/RRR irir 1sbeoRrrRrRr 1/sbeEosbeE) 1 ( RRr 通通常常：rbeRBRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSiUbIcIoUbISEeIREiIor+TVIbIebcbIRbRSrbeRS1)1 ()1 (SbeSbeb0RrRrVVIVIVRLbeL) 1 () 1 (RrRAu LbeBi) 1(/RrRr Rrr 1sbeo. 例：在图示放大电路中，已知例：在图示放大电路中，已知UCC=12V, RE= 2k, RB= 200k， RL= 2k ，晶体管

41、，晶体管=60， UBE=0.6V, 信号源内阻信号源内阻RS= 100，试求试求: :(1) 静态工作点静态工作点 IB、IE 及及 UCE； 画出微变等效电路；画出微变等效电路；(3) Au、ri 和和 ro 。RB+UCCC1C2RRLui+uo+es+RSmA035. 0mA260)(12006 . 012) (1EBBECCB RRUUImA14. 2 0.035mA60)(1 )(1BE II V727V142212EECCCE.RIUU +UCCRBR+UCE+UBEIIBIC3 .176110094. 01SbeoRrrk94. 024. 1266120026) (1200Eb

42、e Ir LbeBi) 1 (/RrRr k7 .41 LbeL) 1()(1RrRAu 98.0 rbeRBRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSiUbIcIoUbISEeIRECb1Cb2+iVsV+oV+CBRb2Rb1ReRLRc+VCCTRs交流通路交流通路 从交流通路知：输入加在基极与发射极之间，输出电压从交流通路知：输入加在基极与发射极之间，输出电压为基极与集电极之间的电压，称为共基极电路。为基极与集电极之间的电压，称为共基极电路。 静态分析静态分析Rb2Rb1ReRc+VCCT首先画出直流通路，首先画出直流通路，CCb2b1b2BVRRRVeBEBeeECRVVRV

43、II)RR(IVRIRIVVecCCCeEcCCCCE IICB2. 动态分析动态分析a. 小信号模型小信号等效电路小信号等效电路 交流通路交流通路 beLbebLbiVrRrIRIVVA01)1 (bebieirIVIVRi1/beeieirRRRRc0RR 小信号等效电路小信号等效电路 Ri输入电阻小，是共基极放大电路最显著特征。输入电阻小，是共基极放大电路最显著特征。由于输入由于输入电阻小，因而具有较宽的带宽，常用于高频电路。电阻小，因而具有较宽的带宽，常用于高频电路。2.3.3 放大电路三种组态的比较放大电路三种组态的比较1.1.三种组态的判别三种组态的判别以输入、输出信号的位置为判断

44、依据：以输入、输出信号的位置为判断依据： 信号由基极输入，集电极输出信号由基极输入，集电极输出共射极放大电路共射极放大电路 信号由基极输入，发射极输出信号由基极输入，发射极输出共集电极放大电路共集电极放大电路 信号由发射极输入，集电极输出信号由发射极输入，集电极输出共基极电路共基极电路 2.2.三种组态的比较三种组态的比较小结、三种组态的特点及用途小结、三种组态的特点及用途共射极放大电路：共射极放大电路： AV 1，AI 1; Ri一般；一般；RoRc。用途：低频下，作多级放大电路的中间级。用途：低频下，作多级放大电路的中间级。共集电极放大电路（又称共集电极放大电路（又称射极电压跟随器射极电压

45、跟随器）：）： AV1 ，AI 1; Ri很高；很高；Ro很小；很小；频率特性较好频率特性较好。用途：输入级、输出级或缓冲级。用途：输入级、输出级或缓冲级。共基极放大电路（又称共基极放大电路（又称电流跟随器电流跟随器）：）： AV 1 ，AI 1; Ri很小；很小；Ro Rc；高频特性好高频特性好。用途：用途： 高频或宽频带电路。高频或宽频带电路。 2GS(off)GSDSSD)1 (UUII2GSD)41 ( 8 UISDDDG2G1G2GSRIURRRU 2GS(off)GSDSSD)1 (UUIIRG1RDRG2RG+RL+SDGTOUiUdISGRG2RG 1RGRLDRLRD微变等效

46、电路微变等效电路gsmUggsURG是为了提是为了提高输入电阻高输入电阻ri而设置的。而设置的。输入电阻输入电阻)/(G2G1GiRRRr DORr )/(LDmioRRgUUAu gsiUU )(LDdR/RIUo )( LDgsmR/RUg (3)源极输出器源极输出器+UDD RSC2C1RG1RG2RG+RLuiuo+RG1RSRG2RG+RL+SDGTOUiUSI+gsU交流通路交流通路1)/(1)/(LSmLSmio RRgRRgUUAuogsiUUU )(LSSR/RIUo )( LSgsmR/RUg 电压放大倍数电压放大倍数)/(LSgsmgsRRUgU CDDSDSGS uiu

47、RU DS1V1.5VUGS=0.5V0ID/mA9201248129482V2.5V例：例： 求下图的。、oiVRRAC1iV+RRg+VDDC2oV+RdRL解：解：(1) 画简化小信号模型gdRdgsmVggsVoV+Rg+iVRLRsRgRgRVgVRVgVVAmLmgsmgsLgsmioV1(2)Ri = RgRo = RdLdL/ RRR 将前级的输出端直接接后级的输入端。将前级的输出端直接接后级的输入端。可用来放大缓慢变化的信号或直流量变化的信号。可用来放大缓慢变化的信号或直流量变化的信号。+UCCuoRC2T2uiRC1R1T1R2+RE22. 零点漂移零点漂移指输入信号电压为

48、零时，输出电压发生指输入信号电压为零时，输出电压发生 缓慢地、无规则地变化的现象。缓慢地、无规则地变化的现象。uotO晶体管参数随温度变化、电源电压晶体管参数随温度变化、电源电压 波动、电路元件参数的变化。波动、电路元件参数的变化。1. 前后级静态工作点相互影响前后级静态工作点相互影响已知：已知：UZ=4V， UBE=0.6V，RC1=3k ，RC2=500 ， 1= 2=50。温度升高前，温度升高前，IC1=2.3mA，Uo=7.75V。IC1 = 2.3 1.01 mA = 2.323 mAUC1= UZ + UBE2 = 4 + 0.6 V = 4.6 VmA147. 0mA32. 23

49、6 . 412121 CRBIIICuZ+UCCuoRC2T2ui=0RC1R1T1R2+RDZ已知：已知：UZ=4V， UBE=0.6V，RC1=3k ，RC2=500 ， 1= 2=50。温度升高前，温度升高前，IC1=2.3mA，Uo=7.75V。uZ+UCCuoRC2T2ui=0RC1R1T1R2+RDZmA147. 0mA32. 236 . 4121C2B IIIRC C1 1IC2= 2 IC2 = 50 0.147mA = 7.35mA 直接影响对输入信号测量的准确程度和分辨能力。直接影响对输入信号测量的准确程度和分辨能力。 严重时，可能淹没有效信号电压，无法分辨是有效严重时，可

50、能淹没有效信号电压，无法分辨是有效信号电压还是漂移电压。信号电压还是漂移电压。 一般用输出漂移电压折合到输入端的等效漂移电一般用输出漂移电压折合到输入端的等效漂移电压作为衡量零点漂移的指标。压作为衡量零点漂移的指标。uAuuodId 只有输入端的等效漂移电压比输入信号小许多时，放只有输入端的等效漂移电压比输入信号小许多时，放大后的有用信号才能被很好地区分出来。大后的有用信号才能被很好地区分出来。 由于不采用电容，所以直接耦合放大电路具有由于不采用电容，所以直接耦合放大电路具有良好的低频特性。良好的低频特性。f|Au |0.707| Auo |OfH| Auo | 抑制零点漂移是制作高质量直接耦

51、合放大电路抑制零点漂移是制作高质量直接耦合放大电路的一个重要的问题。的一个重要的问题。 适合于集成化的要求，在集成运放的内部，级间适合于集成化的要求，在集成运放的内部，级间都是直接耦合。都是直接耦合。两级之间通过耦合电容两级之间通过耦合电容 C2 与下级输入电阻连接与下级输入电阻连接RB1RC1C1C2RB2CE1RE1+RS+RC2C3CE2RE2RL+UCC+oU1OUiUSEB1R B2R T1T2 由于由于电容有隔直电容有隔直作用，所以每级放大电路的直流作用，所以每级放大电路的直流通路互不相通，通路互不相通，。RB1RC1C1C2RB2CE1RE1+RS+RC2C3CE2RE2RL+U

52、CC+oU1OUiUSEB1R B2R T1T2第一级第一级第二级第二级212ioi1oiouuuAAUUUUUUA 电电压压放放大大倍倍数数2ir1bI2bI1cI2cIrbeRB2RC1EBC+ +- -+ +- -+ +- -RSiUiI1oU1b1ISErbeRC2RLEBC+ +- -oU2b2IB1R B2R RB12i1C1L/rRR 1be1L1io11rRUUAu be2L222io2rRUUAu 1iirr 2oorr L2CL2/ RRR 例：例：如图所示的两级电压放大电路，如图所示的两级电压放大电路，已知已知1= 2 =50, T1和和T2均为均为3DG8D。 RB1C

53、1C2RE1+RC2C3CE+24V+oUiUB1R B2R T1T2E2R E1R 1M 27k 82k 43k 7.5k 510 10k 解解: : (1) 两级放大电路的静态值可分别计算。两级放大电路的静态值可分别计算。A8 . 9mA2750)(110000.624) (1E1B1BECCB1 RRUUImA 49. 0mA 0098. 050)(1)1 (B1E1 II V77. 10V2749. 024E1E1CCCE RIUU RB1C1C2RE1+RC2C3CE+24V+oUiUB1R B2R T1T2E2R E1R 1M 27k 82k 43k 7.5k 510 10k V2

54、6. 843V438224B2B2B1CCB2 RRRUVmA 96. 0mA5 . 751. 06 . 026. 8E2E2BE2B2C2 RRUUIRB1C1C2RE1+RC2C3CE+24V+oUiUB1R B2R T1T2E2R E1R 1M 27k 82k 43k 7.5k 510 10k A 2 . 19mA5096. 02C2B2 IIV71. 6)V5 . 751. 010(96. 024)(E2E2C2C2CCCE2 RRRIUURB1C1C2RE1+RC2C3CE+24V+oUiUB1R B2R T1T2E2R E1R 1M 27k 82k 43k 7.5k 510 10k

55、 2bI2cIrbe2RC2oUrbe1iURB1B1R 2BR 1bI2bI1bI1cIRE11oU+_+_+_2ER 由微变等效电路可知，放大电路的输入电阻由微变等效电路可知，放大电路的输入电阻 ri 等等于第一级的输入电阻于第一级的输入电阻ri1。第一级是射极输出器，它。第一级是射极输出器，它的输入电阻的输入电阻ri1与负载有关，而射极输出器的负载即与负载有关，而射极输出器的负载即是第二级输入电阻是第二级输入电阻 ri2。2ir1iirr 2bI2cIrbe2RC2oUrbe1iURB1B1R 2BR 1bI2bI1bI1cIRE11oU+_+_+_2ER k58. 196. 02651

56、20026)1(200Ebe2 Ir k 14)1 (/E2be2B2B12 RrRRri k 22. 9k14271427/i2E1L1 rRR2ir k 349 02650)(120026) (1200rE11be1 .I k 320)1 (/L1be1B1i1i RrRrr 2oorr k10C2o2o Rrr2bI2cIrbe2RC2oUrbe1iURB1B1R 2BR 1bI2bI1bI1cIRE11oU+_+_+_2ER (3)(3)求各级电压的放大倍数及总电压放大倍数求各级电压的放大倍数及总电压放大倍数 994 022 950)(1322 9)501 ()1 ()1 (L111b

57、eL111u.RrRA 2bI2cIrbe2RC2oUrbe1iURB1B1R 2BR 1bI2bI1bI1cIRE11oU+_+_+_2ER 2bI2cIrbe2RC2oUrbe1iURB1B1R 2BR 1bI2bI1bI1cIRE11oU+_+_+_2ER 1851. 050)(179. 11050)1 (2E2be22C2 RrRAu 总电压放大倍数总电压放大倍数9 . 1718)(994. 021 uuuAAA多级阻容耦合放大器的特点：多级阻容耦合放大器的特点：(1) 由于电容的隔直作用，各级放大器的静态工作由于电容的隔直作用，各级放大器的静态工作点相互独立，分别估算。点相互独立，分

58、别估算。(2) 前一级的输出电压是后一级的输入电压。前一级的输出电压是后一级的输入电压。(3) 后一级的输入电阻是前一级的交流负载电阻。后一级的输入电阻是前一级的交流负载电阻。(4) 总电压放大倍数总电压放大倍数=各级放大倍数的乘积。各级放大倍数的乘积。(5) 总输入电阻总输入电阻 ri 即为第一级的输入电阻即为第一级的输入电阻ri1 。(6) 总输出电阻即为最后一级的输出电阻。总输出电阻即为最后一级的输出电阻。由上述特点可知，射极输出器接在多级放大电由上述特点可知，射极输出器接在多级放大电路的首级可提高输入电阻；接在末级可减小输出路的首级可提高输入电阻；接在末级可减小输出电阻；接在中间级可起匹配作用，从而改善放大电阻；接在中间级可起匹配作用，从而改善放大电路的性能。电路的性能。电电源源供供给给的的直直流流功功率率率率负负载载得得到到的的交交流流信信号号功功 ICUCEOQiCtOICUCEOQiCtOICUCEOQiCtO晶体管在输入信号晶体管在输入信号的整个周期都导通的整个周期都导通静态静态IC较大，波形较大，波形好好, 管耗大效率低。管耗大效率低。晶体管只在输入信号晶