试讲PPT-基本放大电路(第1部分)

1、第二章第二章 基本放大电路基本放大电路2.2 2.2 单管共射放大电路的工作原理单管共射放大电路的工作原理2.3 2.3 放大电路的图解分析法放大电路的图解分析法2.4 2.4 放大电路的模型分析法放大电路的模型分析法2.5 2.5 共集和共基放大电路及共集和共基放大电路及BJTBJT电流源电路电流源电路2.1 2.1 放大电路的基本概念及性能指标放大电路的基本概念及性能指标2.1 2.1 放大电路的概念及主要性能指标放大电路的概念及主要性能指标 一一. .放大的概念放大的概念 放大放大把微弱的电信号的幅度放大。把微弱的电信号的幅度放大。一个微弱的电信号通过放大器后，输出电压或电流的幅值一个微

2、弱的电信号通过放大器后，输出电压或电流的幅值得到了放大，但它随时间变化的规律不能变得到了放大，但它随时间变化的规律不能变，即，即不失真不失真。+-uo+u+-i放大电路u-R+SSRL信号源负载iiio二二. .放大电路的主要技术指标放大电路的主要技术指标1.1.放大倍数放大倍数表示放大器的放大能力表示放大器的放大能力 根据放大电路输入信号的条件和对输出信号的要求，放大器可分为四种根据放大电路输入信号的条件和对输出信号的要求，放大器可分为四种类型，所以有四种类型，所以有四种放大倍数的定义。放大倍数的定义。（1）电压放大倍数）电压放大倍数定义为定义为: AU=uo/ui（2）电流放大倍数）电流放

3、大倍数定义为定义为: AI=io/ii （3）互阻增益）互阻增益定义为定义为: Ar=uo/ii（4）互导增益）互导增益定义为定义为: Ag=io/ui+-uo+u+-i放大电路u-R+SSRL信号源负载iiio2. 输入电阻输入电阻Ri从放大电路输入端看进去的等效电阻从放大电路输入端看进去的等效电阻Ri=ui / ii一般来说，一般来说， Ri越大越好。越大越好。（1）Ri越大，越大，ii就越小，从信号源索取的电流越小。就越小，从信号源索取的电流越小。（2）当信号源有内阻时，）当信号源有内阻时， Ri越大，越大， ui就越接近就越接近uS。+i-oiii+-信号源S放大电路oS-LuR负载R

4、uuRiRi3. 输出电阻输出电阻Ro从放大电路输出端看进去的等效电阻从放大电路输出端看进去的等效电阻+S+o负载LS+信号源-u-oiiiRR放大电路-+iuuRiRiouoRRo 输出电阻是表明放大电路带负载能力的，输出电阻是表明放大电路带负载能力的，Ro越越小，放大电路带负载的能力越强，反之则差。小，放大电路带负载的能力越强，反之则差。 0,ooosL= uRiuR 输出电阻输出电阻的定义：的定义：ou+-负载LRou+-oR放大电路ORABoOLLOuRRRuLooORuuR) 1(4. 通频带通频带fAAm0.7AmfL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

5、带： fbw=fHfL放大倍数随频率放大倍数随频率变化曲线变化曲线幅幅频特性曲线频特性曲线 3dB带宽带宽5. 非线性失真系数非线性失真系数D定义：输出波形中的谐波成分总量与基波成分之比。定义：输出波形中的谐波成分总量与基波成分之比。设基波幅值为设基波幅值为A1，谐波幅值分别为，谐波幅值分别为A2 、A3 、，则，则 213212)()(AAAAD6. 最大不失真输出电压最大不失真输出电压定义：当输入电压再增加就会使输出波形产生非线性失真时定义：当输入电压再增加就会使输出波形产生非线性失真时的输出电压。的输出电压。有效值：有效值：最大值：最大值：峰峰值：峰峰值：omUomU2omoppUU22

6、oppU7. 最大输出功率与效率最大输出功率与效率VomPP定义定义1：在输出信号不失真的情况下，负载上能够获得的最：在输出信号不失真的情况下，负载上能够获得的最大功率大功率 。omP定义定义2：最大输出功率：最大输出功率 与直流电源提供的总功率与直流电源提供的总功率 之比。之比。omPVP2.2 2.2 基本（单管）共射放大电路的工作原理基本（单管）共射放大电路的工作原理2.2.12.2.1基本共射放大电路的组成及各元件的作用基本共射放大电路的组成及各元件的作用VCC VBB RbRcTuo+-ui+-IBIC基基极极电电源源基极偏置电阻基极偏置电阻集电极电源集电极电源集电极负载电阻集电极负

7、载电阻放大作用，电路核心放大作用，电路核心输入信号，正弦电压输入信号，正弦电压VCC VBB RbRcTuo+-ui+-IBICVcRTVBBCCbR-+BEU-UCE+ICIBuio-u+VcRTVBBCCbR-+BEU-UCE+ICIBo-u+RLui +-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：隔直通交隔直通交隔离隔离输入输出与电路直流输入输出与电路直流的联系，同时能使信的联系，同时能使信号顺利输入输出。号顺利输入输出。+b2b-iuC+R-b1RuToL+CcRVCCBBV基本放大电路的习惯画法基本放大电路的习惯画法+b2b-iu

8、C+R-b1RuToL+CcRVCCBBV+CTb1CCRbVL+uoR-u+-ib2CcR一、静态工作点一、静态工作点Ui=0时电路的工作状态时电路的工作状态-u+TRb2Lb1oCRCub1+R+CC-.iVcui=0时时由于电源的由于电源的存在，电路存在，电路中存在一组中存在一组直流量。直流量。ICQIEQIBQ+UBEQ-+UCEQ-2.2.22.2.2设置静态工作点的必要性设置静态工作点的必要性由于由于(IBQ,UBEQ) 和和( ICQ,UCEQ )分别对应于输入、输分别对应于输入、输出特性曲线上的一个点，所以称为出特性曲线上的一个点，所以称为静态工作点静态工作点。IBUBEQIB

9、QUBEQQUCEQICQICUCEIB开路开路画出放大电路的直流通路画出放大电路的直流通路 二、二、 静态工作点的估算静态工作点的估算 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。直流通路的画法：直流通路的画法：开路开路-u+TRb2Lb1oCRCub1+R+CC-.iVc画直流通路：画直流通路：+TRb1RCCVcRb1称为称为偏置电阻偏置电阻，IB称为称为偏置电流偏置电流。用估算法分析放大器的静态工作点用估算法分析放大器的静态工作点（ IBQ、UBEQ、ICQ、UCEQ）ICQ= IBb1BECCBQRUVIb1CCV7 . 0RVCCQCCCEQRIVU例：用估算法计算

10、静态工作点。例：用估算法计算静态工作点。已知：已知：VCC=12V，RC=4K ，Rb=300K ， =37.5。解：解：A400.04mA30012bCCBQRVImA5 . 104. 05 .37BQCQ II6V41.512CCQCCCEQRIVU请注意电路中请注意电路中IBQ和和ICQ的数量级的数量级+CTb1CCRbVL+uoR-u+-ib2CcR三为什么要设置三为什么要设置静态工作点静态工作点VCC RbRcTuo+-iuiut只有在只有在 时晶体管才能导通，其它时间处于时晶体管才能导通，其它时间处于截止状态，导致输出波形严重失真。所以必须设置截止状态，导致输出波形严重失真。所以必

11、须设置静态工作静态工作点点VUuoni7 . 0 放大电路建立正确的静态工作点，是为了使三极管工作放大电路建立正确的静态工作点，是为了使三极管工作在线性区，以保证信号不失真。在线性区，以保证信号不失真。VCC VBB RbRcTuo+-IBIC放大电路处于静态。放大电路处于静态。BQCQIIbBEQBBBQRUVIbBBRV7 . 0CEQOUUCCQCCRIV2.2.3 2.2.3 基本共射放大电路的工作原理及波形分析基本共射放大电路的工作原理及波形分析0iu1）UCE（-ICRc）2 2）u u i i00 （加入交流信号）（加入交流信号）UBEIBIC（ IB）电压放大倍数：电压放大倍数

12、： u uo o iouUUAVcRTVBBCCbR-+BEU-UCE+ICIBuiUBE+IB+CI+UCE+o-u+u ui iCCCQCCCERIIVu)(CCCCQCCRIRIV)()()(CCCCQCCRIRIV)(CCCEQRIUCCoRIuCcRi结论：结论：（1）放大电路中的信）放大电路中的信号是交直流共存，可表示成：号是交直流共存，可表示成：ceCEQCEcCQCbBQBbeBEQBEuUuiIiiIiuUu虽然交流量可正负变化，但虽然交流量可正负变化，但瞬时量方向始终不变瞬时量方向始终不变（2 2）输出）输出u uo o与输入与输入u ui i相比，幅度相比，幅度被放大了，

13、频率不变，但相位相被放大了，频率不变，但相位相反。反。uituotuBEtiBtiCtuCEtUBEQ IBQ ICQ UCEQ 2.3 2.3 放大电路的分析方法放大电路的分析方法一一.静态分析（求静态工作点静态分析（求静态工作点Q点）点）二二. 动态分析动态分析求放大器的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻。求放大器的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻。（1）近似估算）近似估算（2）图解法）图解法（1）等效电路法）等效电路法（2）图解法）图解法2.3.1 2.3.1 直流通路与交流通路直流通路与交流通路直流通路直流通路交流通路交流通路+CTb1CCRbVL+uoR-u+-ib2CcR直流通路直流

14、通路交流通路交流通路VCCVBBRbRc12V6V4K150K+uCEIB=40AiC非线性部分非线性部分线性部分线性部分iC=f(uCE) iB=40ACCCCCERiVuM(VCC,0)(12 , 0)(0 , 3), 0(CCCRVNiCCE(V)(mA)=60uAIBu=0BBII=20uABI =40uAB=80uAI=100uAIB直流负载线直流负载线斜率：斜率：CCCCCC1RVRVtgKUCEQ6VICQ1.5mAIB=40AIC=1.5mAUCEQ=6V 直流直流工作点工作点Q一、一、 用图解法分析放大器的静态工作点用图解法分析放大器的静态工作点2.3.2. 图解法图解法iB

15、uBEQuiibic1. 交流放大原理（设输出空载）交流放大原理（设输出空载）假设在静态工作点的基础上，输假设在静态工作点的基础上，输入一微小的正弦信号入一微小的正弦信号 uiib静态工作点静态工作点二二. 用图解法分析放大器的动态工作情况用图解法分析放大器的动态工作情况iCiCEuce注意：注意：uce与与ui反相！反相！1b+b2CRcCVRCCb1uiiBiCuCEuo各点波形各点波形uo比比ui幅度放大且相位相反幅度放大且相位相反-u+T+b2V-uRc.ob1RLC+b1CCCRi2. 交流放大原理（输出端加负载）交流放大原理（输出端加负载）画出交流通路画出交流通路+R-uoTuRb

16、RLic+-uTbRi+LCLRRR/3.交流负载线交流负载线输出端接入负载输出端接入负载RL：不影响不影响Q 影响动态！影响动态！+CTb1CCRbVL+uoR-u+-ib2CcR交流负载线交流负载线+-uTbRi+LRciceuLcceRiucCQCiIiceCEQCEuUu) 1 (CQCcIii)2(CEQCEceUuu)3(LCQCCEQCERIiUu)(LCLCQCEQCERiRIUu)()4(LCQCEQCCRIUV其中：其中：LCCCCERiVuiCiCE交流负载线的作法：交流负载线的作法：CCCCCERIVU直流负载线方程：直流负载线方程：交流负载线方程：交流负载线方程：LC

17、CCCERiVu斜斜 率为率为- -1/RL（ RL=RLRc）斜斜 率为率为- -1/RC（1）先作直流负载线。）先作直流负载线。)0(,CCV), 0(CCCRV（2）再作交流负载线。）再作交流负载线。)0(,CCV),(CQCEQIUQLCLCQCEQCERiRIUu)(交流负载线通过交流负载线通过Q点。点。斜斜 率为率为- -1/RLCCCCCERIVUiCuCE)0(,CCV), 0(CCCRV)0(,CCV),(CQCEQIUQLCQCEQCCRIUVCCQCCCEQRIVUCCQCEQCCRIUVLCRRCCCCVV注意：注意：（1）交流负载线是有交流）交流负载线是有交流 输入信

18、号时工作点的运动轨迹。输入信号时工作点的运动轨迹。 （2）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。iCuCEuo可输出可输出的最大的最大不失真不失真信号信号（1）合适的静态工作点）合适的静态工作点ib4非线性失真与非线性失真与Q Q的关系的关系iCuCEuo（2）Q点过低点过低信号进入截止区信号进入截止区称为截止失真称为截止失真信号波形信号波形iCuCEuo（3）Q点过高点过高信号进入饱和区信号进入饱和区称为饱和失真称为饱和失真信号波形信号波形截止失真和饱和失真截止失真和饱和失真统称统称“非线性失真非线性失真”回顾复习回顾复习-基本共射放大电路的工作原理基本共

19、射放大电路的工作原理1 1、基本共射放大电路的组成及各元件的作用、基本共射放大电路的组成及各元件的作用2 2、设置静态工作点的必要性以及、设置静态工作点的必要性以及估算估算3 3、放大电路的分析方法、放大电路的分析方法直流通路和交流通路直流通路和交流通路静态分析（求静态工作点静态分析（求静态工作点Q点）点）-图解法图解法2.4 放大电路的交流模型分析法放大电路的交流模型分析法思路：将非线性的思路：将非线性的BJT等效成一个线性电路等效成一个线性电路条件：交流小信号条件：交流小信号+i-ube+-ubTce+ci+bucei+-+ibecu-二端口网络1、简化的简化的h h参数参数等效电路等效电

20、路得三极管简化的得三极管简化的h h参数等效电路。参数等效电路。+iibebb-cebe-+rccubie+u+i-ube+-ubTce+ci)mA(mV26)(1200EbeIr其中：其中：2. 放大器的交流分析（动态分析）放大器的交流分析（动态分析）1. 画出放大器的微变等效电路画出放大器的微变等效电路（1）画出放大器的交流通路）画出放大器的交流通路（2）将交流通路中的三极管用）将交流通路中的三极管用h参参数等效电路代替数等效电路代替-+.cuLoibbeRricibi.iiRubR+CTb1CCRbVL+uoR-u+-ib2CcR+R-uoTuRbRLic+2 2、电压放大倍数的计算：、

21、电压放大倍数的计算：bebiriu LboRiu LCLRRR/ 负载电阻越小，放大倍数越小。负载电阻越小，放大倍数越小。-+.cuLoibbeRricibi.iiRubRbeLiourRuuAiiiuRibeb/rRber电路的输入电阻越大，从信号源取电路的输入电阻越大，从信号源取得的电流越小，因此一般总是希望得到得的电流越小，因此一般总是希望得到较大的的输入电阻。较大的的输入电阻。3 3、输入电阻的计算：、输入电阻的计算：根据输入电阻的定义：根据输入电阻的定义：-+-+RbrbeibbiiicioLcRu.Ru.iiRRocibbeRricbibRiioRcoooRiuR 所以：所以：4、

22、输出电阻的计算：、输出电阻的计算：根据定义：根据定义：oi00,ooosL= uRiuRou+-定义：定义：放大+iuR+uS-S电路iRRL+Ou-当信号源有内阻时：当信号源有内阻时：iouuuA sousuuA 由图知：由图知：ssiiiuRRRu 所以：所以：sousuuA usiiARRR siiouuuusiiRRRuusi)(bebbirRiuCboRiubebCiourRRuuAiiiuRibebrR coooRiuR bebCurRRA+CTb1CCRbVL+uoR-u+-ib2CcRbeLiourRuuAbebirRRbebi/rRR coRR coRR -+.cuLoibb

23、eRricibi.iiRubR例例2.4.1 2.4.1 共射放大电路如图所示。设：共射放大电路如图所示。设：VCC12V12V，Rb=300k=300k, ,Rc=3k=3k, , RL=3k=3k,BJTBJT的的 =50=50。+CTb1CCRbVL+uoR-u+-ib2CcR1 1、试求电路的静态工试求电路的静态工作点作点Q Q。bCCBQRUVIBEQQBCQI I 6V3k2mAV12解：解：A40300kV122mAA4050CCQCCCEQRIVU+CTb1CCRbVL+uoR-u+-ib2CcR2 2、估算电路的电压放大倍数、输入电阻估算电路的电压放大倍数、输入电阻Ri和输出

24、电阻和输出电阻Ro。解：画微变等效电路解：画微变等效电路-+.cuLoibbeRricibi.iiRubR)mA(mV26)(1200EbeIr Ri=rbe/Rbrbe=863Ro=Rc=3k863)mA(2mV26512009 .860.863kk3k50beLurRA+CTb1CCRbVL+uoR-u+-ib2CcR 3. 若输出电压的波形出现如若输出电压的波形出现如 下失真下失真 ，是截止还是饱和，是截止还是饱和 失真？失真？应调节哪个元件？如何调节？应调节哪个元件？如何调节？解：解：为截止失真。为截止失真。 应减小应减小Rb。例例2.4.2 2.4.2 在图在图示电路中。设：示电路中

25、。设：VCC12V12V，Rb=510k=510k, ,Rc=3k=3k, , 晶体管的晶体管的 ， =80 =80 ， UBEQ0.7V 0.7V ；RL=3k=3k。150bbr；和、oiuRRA（1 1）求出电路的）求出电路的 （2 2）若所加信号源内阻）若所加信号源内阻Rs为为2k2k，求出，求出 。 iOusUUA 解：（解：（1 1）bCCBQRUVIBEQQBCQI I CCQCCCEQRIVUmA5107 . 0-12A2 .22mA77. 1A0222. 080m377. 1126.69V)mA(mV26)(1EbeIrrbb)mA(77. 1mV26)80(1150K33.

26、 1)/(LCbORRIULbRIbebirIU ioUUA u901.333380 beLrRbebiiirRIUR/iRKrbe33. 1KRRoi3（2 2）siiosousuuuuuuA usiiARRR)90(233. 133. 136对于前面的电路（固定偏置电路）而言，对于前面的电路（固定偏置电路）而言，静态工作点由静态工作点由UBE、 和和ICEO决定，这三个参决定，这三个参数随温度而变化。数随温度而变化。Q变变UBE ICBO变变T变变IC变变2.5 放大电路静态工作点的稳定放大电路静态工作点的稳定一、一、 温度对静态工作点的影响温度对静态工作点的影响1、温度对、温度对UBE的

27、影响的影响iBuBE25 C50CTUBEQbCCBQRUVIBEQBQCQIIICQ2、温度对、温度对 值及值及ICEO的影响的影响T 、 ICBOICQiCuCEQQ 温度上升时温度上升时，输出特性，输出特性曲线上移，曲线上移，造成造成Q点上点上移。移。总之：总之：TICQCBOBQCQIII)1 (CQbeIr26)1 (200（1） 结构及工作原理结构及工作原理二二. 典型的静态工作点稳定电路典型的静态工作点稳定电路选选I1=（510）IBQ I1 I2CCb2b1b1BQRRRVU静态工作点稳定过程：静态工作点稳定过程：TUBEICICIEUECCb2b1b1BQRRRVU UBE=

28、UB-UEUBQ稳定稳定IB由输入特性曲线由输入特性曲线 =UB - IE ReCCb2b1b1BQVRRRUIBQ=ICQ/ UCEQ = VCC - ICQRCICQ IEQ =UEQ/Re UEQ = UBQ- UBEQ = （UBQ- UBEQ）/ Re - IEQRe= VCC ICQ（ RC + Re ）（2）直流通路及静态工作点估算）直流通路及静态工作点估算: 将电容短路将电容短路,直流电源短路，画出电路的交流小信号等效电路。直流电源短路，画出电路的交流小信号等效电路。（3）动态分析：）动态分析：电压放大倍数：电压放大倍数：)/(LCboRRIubebirIu iouuuAbeb

29、LbrIRIbeLrR输出电阻：输出电阻：coRR 输入电阻：输入电阻：beb2b1/rRRRiLbRI思考：思考：若在若在Re两端没有并联电容两端没有并联电容Ce是否会对是否会对Au、Ri、Ro产生影响？产生影响？电压放大倍数：电压放大倍数：iouuuAbebirIu )/(LCboRRIuebeL)(1RrR)(1ebebLbRrIRIeeRIebb)1 (RIrIbe输入电阻：输入电阻：biiIuRib2b1i/RRRR)(1/ebeb2b1RrRR输出电阻：输出电阻：coRR ebe)(1RriRbebb)1 (IRIrIbe2.6.1 基本共集电极放大电路基本共集电极放大电路一一. 电路组成：电路组成：2.6 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二二. 静态分析：静态分析：+-BEQUebBBRRUVI)1 (BEQBQBQCQIIeEQCCCEQRIVUbBQBBRIVeBQBEQbBQ)1 (RIURIBEQUeEQRIeCQCCRIVCQBQEQIIIBQ)1 (IBQBQIICQI三三. 动态分析：动态分析：iouuuA ebebbi)(RIrRIueebo)1 (RIu1 ebebb)1 ()(RIrRIbebeb)I(1)()I(1RrRIRbeb