06讲 基本放大电路2017ok

1、1第二章第二章 放大器的基本原理放大器的基本原理2.12.22.32第三节第三节 基本放大电路基本放大电路3本节要求：本节要求：n1. 1.理解单管交流放大电路的放大作用和理解单管交流放大电路的放大作用和放大电路的性能特点；放大电路的性能特点；n2.2.掌握静态工作点的估算方法和放大电掌握静态工作点的估算方法和放大电路的微变等效电路分析法；路的微变等效电路分析法；4放大电路没有输入信号时的工作状态称为放大电路没有输入信号时的工作状态称为静态。静态。静态分析的任务是根据电路参数和三极管的特性静态分析的任务是根据电路参数和三极管的特性确定确定静态值静态值（直流值）（直流值）UBE、IB、 IC 和

2、和UCE。可用。可用放大电路的放大电路的直流通路直流通路来分析。来分析。ui =0C1TRLuoRCRBVCCC2三、放大电路的静态分析三、放大电路的静态分析ICIBUBEUCE5画出直流通路画出直流通路UCE = VCC - IC RCIC = IB硅管的硅管的UBE 约为约为 0.7V锗管的锗管的UBE 约为约为 0.2Vui =0IB=VCCUBERBC1TRLuoRCRBVCCC2RCIC UCEUBERBIB+VCCIE1. 1. 估算法估算法6解：解： 先估算先估算 IB6 - 0.7180= 29.4AIB=UCCUBERB+UCCRBRCC1C2TuouiIC = IB=50

3、0.0294=1.472mAUCE = UCC - IC RC=6 2 1.472=3.055V例：在基本交流放大电路中，已知例：在基本交流放大电路中，已知 U UCCCC = 6V, = 6V, R RC C =2k=2k ，R RB B =180k =180k ， =50=50，试求静态工作点。试求静态工作点。7例例：在：在基本交流放大电路中，基本交流放大电路中，已知已知 VCC = 12V, RC = 4k ， RB =280k ，试用图解法确定静态工作点位置，试用图解法确定静态工作点位置，求出静态值。求出静态值。解：先估算解：先估算 IB12 - 0.7280= 40A将方程将方程 U

4、CE = VCC - IC RC 所表示的直线画在所表示的直线画在三极管三极管输出特性曲线的坐标平面上输出特性曲线的坐标平面上 直线上的两点直线上的两点:N点点 : IC = VCC / RC = 3mA , UCE =0M点点 : IC = 0 , UCE = VCC = 12VIB=VCCUBERB2.2.图解法图解法80IB = 0 A20A40 A60 A80 A1231.5VCCRCN24681012VCCMQ求得静态值为求得静态值为 : IC = 1.5mA , UCE = 6V , IB = 40AUCE /V图解过程图解过程:IC / mAN点点 : IC = VCC / RC

5、 = 3mA , UCE =0M点点 : IC = 0 , UCE = VCC = 12V90IB = 4 0 A6080123Q246810120M1）Vcc和和RC不变不变, , RB增大为增大为RB，IB减小为减小为IB QIBVCCRCNIC / mAUCE /VVCCIB=VCCUBERB3. 3. 静态工作点与电路参数的关系静态工作点与电路参数的关系100IB = 4 0 A2060801231.5246810120MQ Q2）Vcc和和RB不变不变, Rc增大为增大为RcVCCRCNIC / mAUCE /VVCCN VCCRC UCE = VCC - IC RCIB=VCCUB

6、ERB110206080123VCC246810120MQ3）Rc和和RB不变不变, Vcc减小为减小为Vcc 时时IB VCC QM IB = 4 0 AVCCRCNN VCC RCIC / mAUCE /VIB=VCCUBERBUCE = VCC - IC RC12四、放大电路的四、放大电路的动动态分析态分析n放大电路放大电路有输入信号有输入信号时的工作状态称为时的工作状态称为动态动态。n加上输入信号电压后，三极管的各电极电流和电加上输入信号电压后，三极管的各电极电流和电压的大小均发生了变化，压的大小均发生了变化，都在直流量的基础上叠都在直流量的基础上叠加了一个交流量加了一个交流量，但方向

7、始终不变。，但方向始终不变。+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13设设ui = Uim sin t = 0.02sin t (v)VCCRBRCC1C2TuBEuCE iBiCuiUC1UC2uo+uBE=UBEUim sin t+=0.7+0.02 sin t(V)ube 1. 1.图解法图解法例：参数如上例，例：参数如上例，已知已知 VCC = 12V, RC = 4k ，RB =280k 。14tUBE /V00.7=tuBE/V 00.70.720.68ube UBE uBE=UBEUim sin t+

8、=0.7+0.02 sin t(V)ube 注意各种符号的不同含义注意各种符号的不同含义+tui /V00.020.02(ube/V) Ubem直流分量直流分量交流分量交流分量交直流总量交直流总量IC = 1.5mA , UCE = 6V , IB = 40A根据输入回路的根据输入回路的KVL方程：方程：150UBEtib=IB iBiB -在输入特性上作图在输入特性上作图ubeuBE/VIC = 1.5mA , UCE = 6V , IB = 40A0iBAuBE/VQ1QQ26040200604020IB0.680.70.72tAiBiBib160IB = 4 0 A2060803Q1.

9、5612N0Mt00Q 12.250.752.251.50.75ICicUCEUcemuce (uo)39uCE /VuCE /Vt369在输出特性上作图在输出特性上作图Q 2iC / mAiC / mA输入输出反相输入输出反相 iC = iB17UBEIB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放大电路的电压放大过程放大电路的电压放大过程ui+UCCRBRCC1C2T+uo+uBEuCEiCiBiEuBEtOiBtOiCtOuCEtOuitO

10、UCEuotO输入输出反相输入输出反相 18+UCCRBRCC1C2T ui+tui0tuBE0UBEt0iCICt0iBIBiBuBEiCuCEt0UCEuCEtuo0uo+iEuBE= UBE+ uiiB= IB+ ibiC = IC + icuCE= UCC - RCiCuO= - RCic输入输出反相输入输出反相 19020 A40 A80 A123IB = 0Qt00uce (uo) ic正正半周削平半周削平Q2Q1uCE /V IB = 60 A 1.2 用图解法分析非线性失真用图解法分析非线性失真uo波形波形tuce负负半周被削平半周被削平饱和失真饱和失真uCE /ViC / m

11、AiC / mA20uBE / V0Q5ibube0tt0iB / AiB / AuBE / V (a) (a)工作点偏低引起工作点偏低引起 ib失真失真t1t2t1t2在在ube负半周负半周t1 t2时时间内，间内， uBE小于死区小于死区电压，电压， iB =0设静态值设静态值 IB = 5 AQ2Q1210IB = 5 A20608031. 5612t00Q 2.250.752.251.50.75icuce (uo)39400(b)(b)工作点偏低引起工作点偏低引起 ic 、 uce (uo)失真失真0.250.25正半周正半周变平变平uCE /VuCE /Vt截止失真截止失真uo波形波

12、形iC = iBQ1Q2iC / mAiC / mA221.3 放大电路的组成原则放大电路的组成原则课堂讨论题：下面各电路能否放大交流电压信号？课堂讨论题：下面各电路能否放大交流电压信号？(1) 为了不失真的放大交变电压信号为了不失真的放大交变电压信号, 必须给放大电必须给放大电路设置合适的静态工作点。路设置合适的静态工作点。(2) 在输入回路加入在输入回路加入ui 应能引起应能引起 uBE 的变化的变化, 从而引从而引起起iB和和 ic 的变化。的变化。 (3) 应将集电极电流的变化转化为电压的变化送到输应将集电极电流的变化转化为电压的变化送到输出端。出端。23VCCRCC1C2TRLuou

13、i(a)RBVCCRCC1C2TRLuouiEB(b)图图(a)中，没有设置静中，没有设置静态偏置，不能放大。态偏置，不能放大。图图(b)中，有静态偏中，有静态偏置置, 但但ui被被EB短路，短路，不能引起不能引起iB的变化，的变化，所以不能放大。所以不能放大。24VCCC2TRLuouiRB(c)C1图图(c)中，有静态偏置中，有静态偏置,有变化的有变化的iB和和ic, 但因但因没有没有RC ，不能把集电，不能把集电极电流的变化转化为极电流的变化转化为电压的变化送到输出电压的变化送到输出端端,所以不能放大交流所以不能放大交流电压信号。电压信号。252. 2. 微变等效电路法微变等效电路法 把

14、非线性元件晶体管所组成的放大电路等效为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。一个线性电路。 晶体管在小信号（微变量）情况下工作。晶体管在小信号（微变量）情况下工作。因此，在静态工作点附近小范围内的特性曲线可用因此，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。直线近似代替。 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262.1 2.1 三极管的微变等效电路三极管的微变等效电路 uBE=ube iBib=rbe = uBE iB=ubeibrbe称为三极管的输入电阻，可称为三极管的输入电阻，可 用下式来估算：用下式来估算： rbe

15、= 200 +(1+ )26（mV）IE （mA）Q iB uBE iBuBEo( (忽略忽略uCECE变化对输入特性的影响变化对输入特性的影响) )27CEBCUII CEbcUii BCCEceIIUr BcceIiu O28ibicicBCEib 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+ +- -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之间可用一之间可用一受控电流源受控电流源ic= ib等效代替。等效代替。rce292.2 放大电路的微变等效电路放大电路的微

16、变等效电路对于交流信号而言，对于交流信号而言，电源和电容均看成电源和电容均看成短路。短路。交流通路交流通路TuiuoRCRBiiibicuceubeRLRSusT+C1RCRBUCCC2usuoRSRL302、放大电路的微、放大电路的微变等效电路变等效电路TuiuoRCiiibicuceubeRLRSusRB 基本放大基本放大电路的微变等效电路电路的微变等效电路rbe EBCIiUoriIbIb IcUiUsIRBRCRLRBRS31ibiceSrbe ibRBRCRLEBCui+ +- -uo+ +- -+ +- -RSiiRBRCuiuORL+ + +- - -RSeS+ +- -ibic

17、BCEii323、放大电路的动态分析、放大电路的动态分析（1）电压放大倍数）电压放大倍数Au= rbe （RC/RL）=UoUiIb Ib= （RC/RL）rbeAus=（2）称为源电压放大倍数。称为源电压放大倍数。UoUs 基本放大基本放大电路的微变等效电路电路的微变等效电路rbe EBCIiUoriIbIb IcUiUsIRBRCRLRBRS33（3）放大电路的输入电阻）放大电路的输入电阻放大电路的输入电阻定义为：放大电路的输入电阻定义为：ri =RB / rbe 对基本放大对基本放大电路电路ri=IiriUirbe EBCIiUoIbIb IcUiIRBRCRLRB34roRS放大电路放

18、大电路（4）放大电路的输出电阻）放大电路的输出电阻 对负载而言对负载而言,放大电放大电路相当于一个具有內阻路相当于一个具有內阻的信号源，这个信号源的信号源，这个信号源的內阻就是放大电路的的內阻就是放大电路的输出电阻。输出电阻。 外加电压外加电压 在在rbe中产生的电流为中产生的电流为0UUIIb=0Ib =0Ui=0Ui=0IRCIUroro=RCUI可用外加电压法求可用外加电压法求roRCRBRSrbe RL35Aus=(2)称为源电压放大倍数。称为源电压放大倍数。UoUsiiSousUUUUASiioUUUUiSiurRrASousUUASiSiiUrRrU36小小 结结n基本放大电路分析

19、：基本放大电路分析：n基本放大电路的静态分析基本放大电路的静态分析n图解法（图解法（QQ点位置、失真）点位置、失真）n估算法（静态工作点计算）估算法（静态工作点计算）n基本放大电路的动态分析基本放大电路的动态分析n微变等效电路模型（线性化）微变等效电路模型（线性化）n放大性能指标的计算放大性能指标的计算37作作 业业n2-62-6，2-92-9，2-102-10，2-112-1138已知已知VCC=12V, Rb=510k, RC=3k, RL=3 k 晶体管的晶体管的=80, 导通时的导通时的UBEQ=0.7V。 1） 求静态工作点求静态工作点Q 2）求出电路的）求出电路的Au、Ri和和Ro

20、;解解: (1)首先求出首先求出Q点和点和rbe，再求出，再求出Au、Ri和和Ro。AmAmARUVIbBEQCCBQ2 .22022.05107 .012BQICQIBEbBQCCURIU复习：复习：电路如图所示：电路如图所示：39mAmAIIBQCQ77.1)022.080（VVRIVUcCQCCCEQ69.6)377.112(EQbeImvr)(26200画出交流等效电路如下：画出交流等效电路如下：BQICQI)77.12680200(k38. 1375. 1UCEQ大于大于UBEQ，说明，说明Q点在晶体管的放大区点在晶体管的放大区40berRUUALiouberIUbi)/()/(Lc

21、bLccoRRIRRIU)/(LcLRRR 9033. 13/380uAebc410berRIURbiii/kRi37.137.1/510kRRco3ROIO00ebc（2 2）输入电阻）输入电阻（3 3）输出电阻）输出电阻4290uAkRi37. 1 kRo3交流指标交流指标共射极放大电路的特点：共射极放大电路的特点：1. 放大倍数大放大倍数大2. 输入电阻小输入电阻小3. 输出电阻大输出电阻大4. 输入电压与输出电压反相输入电压与输出电压反相43一、是非题一、是非题1、单管放大电路中，当电源、单管放大电路中，当电源EC和集电极电阻和集电极电阻RC确定后，若基极确定后，若基极电流电流IB太大

22、会引起饱和失真，太大会引起饱和失真，IB太小会引起截止失真。太小会引起截止失真。答案：是答案：是2、甲类功率放大器的最大缺点是会引起交越失真。、甲类功率放大器的最大缺点是会引起交越失真。答案：非答案：非3、放大器的微变等效电路可以用来计算静态工作点。、放大器的微变等效电路可以用来计算静态工作点。答案：非答案：非二、单选题二、单选题答案答案（2）1、一单管放大电路的输入信号电压、一单管放大电路的输入信号电压ui为正弦波，它的输出电压为正弦波，它的输出电压的波形如图，若要改善输出波形，可采用什么方法？的波形如图，若要改善输出波形，可采用什么方法？（1）增加）增加RB（3）减小）减小RC（2）减小）

23、减小RB（4）增加）增加RC t 0 2 uO442、一单管放大电路的输入信号电压、一单管放大电路的输入信号电压ui为正弦波，它的输出电压为正弦波，它的输出电压的波形如图，若要改善输出波形，可采用什么方法？的波形如图，若要改善输出波形，可采用什么方法？（1）增加）增加RB（3）减小）减小RC（2）减小）减小RB（4）增加）增加RC答案答案（1） t 0 2 uO3、放大电路如图所示，三极管工作在放大区。若将集电极电阻、放大电路如图所示，三极管工作在放大区。若将集电极电阻换成一个阻值较大的电阻，则集电极电流将（换成一个阻值较大的电阻，则集电极电流将（ ）。）。（1）不变）不变（2）显著减小）显著

24、减小（3）显著增大）显著增大答案答案（1）4、检查放大器中的晶体管在静态时是否进入截止区，最简便的方、检查放大器中的晶体管在静态时是否进入截止区，最简便的方法是测量（法是测量（ ）。）。（1）IB（2）IC（3）UBE（4）UCE答案答案（4）455、放大电路如图所示，调整工作点时，如不小心把、放大电路如图所示，调整工作点时，如不小心把RB 调到零，调到零，这时将会使（这时将会使（ ）。）。（2）电路进入饱和区）电路进入饱和区（1）电路进入截止区）电路进入截止区（3）三极管烧坏）三极管烧坏答案答案（3）+UCCRBRCC1C2TuouiRERL46（1）不变）不变（2）减小）减小（3）增大）增

25、大（4）不确定）不确定答案答案（2）RCC1C2TRLRB2RE+CE+RB1uoRSus6、放大电路如图所示，、放大电路如图所示，CE 开焊，则电路电压放大倍数将（开焊，则电路电压放大倍数将（ ）。）。答案答案（3）7、放大电路如上图所示，、放大电路如上图所示，CE 开焊，则电路的输入电阻将（开焊，则电路的输入电阻将（ ）。）。（1）不变）不变（2）减小）减小（3）增大）增大（4）不确定）不确定7、放大电路如上图所示，、放大电路如上图所示，CE 开焊，则电路的输入电阻将（开焊，则电路的输入电阻将（ ）。）。三、分析与计算题三、分析与计算题471、判别下面电路对交流信号有无放大作用。、判别下面

26、电路对交流信号有无放大作用。+UCCRBRCC1C2TuouiRERL解：对交流无放大作用，解：对交流无放大作用， 因为电源极性不对。因为电源极性不对。解：对交流无放大作用，解：对交流无放大作用， 因为无因为无IB电流。电流。2、判别下面电路对交流信号有无放大作用。、判别下面电路对交流信号有无放大作用。+UCCRBRCC1C2TuouiRERL483、判别下面电路对交流信号有无放大作用。、判别下面电路对交流信号有无放大作用。+UCCRBRCC1C2TuouiRERL解：对交流无放大作用，解：对交流无放大作用， 因为信号源被短路。因为信号源被短路。解：对交流无放大作用，解：对交流无放大作用， 因为因为RL被短路。被短路。4、判别下面电路对交流信号有无放大作用。、判别下面电路对交流信号有无放大作用。+UCCRBRCC1C2TuouiRERL495、 RC =2K , RE =1K , RL =4K , 欲使欲使UCE=6V，问，问RB1 应取多