电子线路配套资源第2章-放大电路基础课件

1、 2.1.1放大器的基本概念1.什么是放大器? 能把微弱的电信号（电压、电流）进行放大变成较强电信号的电路，称为放大电路。 2.放大器的分类放大电路的种类很多。按多种形式分类如下：(1)按电路型式不同可分共射、共集、共基放大器，差动放大器等；(2)按耦合方式不同可分为直接耦合放大器和交流耦合放大器；(3)按工作频段不同可分为低频放大器，视频放大器，高频放大器和宽带放大器等；(4)按信号大小可分为小信号放大器和大信号放大器，大信号放大器又称为功率放大器。 2.1.2分压式偏置放大电路的基本构成 1.电路形式分压式偏置放大电路的元件连接如图2.1.2所示。 图2.1.2 分压式偏置放大电路原理图2

2、.元件的作用VT：晶体三极管，起电流放大作用。(2) VCC：直流供电电源，为电路提供工作电压和电流。(3)RB1 ，RB2：为上偏置电阻，为下偏置电阻，电源电压通过和串联分压后向基极提供直流。(4) C1：输入耦合电容，耦合输入交流信号，并起隔离直流电的作用。(5) C2：输出耦合电容，耦合输出交流信号，并起隔离直流的作用。 (6)RC ：集电极负载电阻，电源通过为集电极供电，另一个作用是将放大的电流转换为放大的电压输出。 (7) RE：发射极电阻，起到稳定静态电流的作用。（8）CE：射极旁路电容，它的容量较大，对交流信号相当于短路。接入后，电路的放大能力有所下降，可以减少对交流信号放大能力

3、的影响。 (9) RL：负载电阻。3.放大电路的电压、电流符号规定 (1)直流分量用大写字母和大写下标表示，如IB、IC、VBE、VCE。(2)交流分量用小写字母和小写下标表示，如ib、ic、ube、uce。(3)交直流叠加瞬时值用小写字母和大写下标表示，如iB=ib+ IB 。（4）交流电量的有效值用大写字母和小写下标表示，如Vi、Vo、Po。2.1.3 放大器的工作原理 1.静态工作点的设置静态:放大电路未输入交流信号,即 时的工作状态叫做静态。静态工作点Q: 是指放大电路在静态时，三极管各极电压和电流值（主要指IBQ、ICQ、VBEQ 、VCEQ）。通常静态工作状态下各参数的值用加下标Q

4、来表示。2.不设置静态工作点，波形产生失真的原因 图2.1.4 产生失真的原因 (1)当输入信号较大时，三极管发射结导通，输入电流随输入信号的变化而变化。 (2)当输入信号较小时（未超过发射结的导通电压），三极管发射结截止，输入电流，不随输入信号的变化而变化，故产生了失真，因此经过放大的输出电流和电压也将产生严重的失真。小实验： 图2.1.3 静态工作点对波形影响的实验 3.动态工作情况动态 :当放大器输入了交流信号，即 时,放大器的工作状态叫做动态 提示在分压式偏置放大电路中，我们得出如下结论：输入电压信号与输出电压信号的频率相同，相位相反，幅度得到放大。 2.1.4 静态工作点的稳定对于下

5、图的电路（固定偏置电路）而言，静态工作点由UBE、和 VCEQ决定，这三个参数随温度而变化。图2.1.6 温度对静态工作点的影响 图2.1.7 三极管在不同温度 时的特性曲线 图2.1.7所示为三极管在20和40两种温度时的输出特性，20时用实线表示，40时用虚线表示。由图可见，当温度升高时曲线族上移，Q点也上移接近饱和区。 提示：影响静态工作点稳定的因素很多，温度变化是主要因素，此外当电源电压波动，电路元件老化和更换元件等引起的元件参数变化也会影响静态工作点的稳定。2.波形的失真与静态工作点的关系 (1)饱和失真输出信号电压波形负半周被削去一部分，这种现象称为饱和失真；产生饱和失真的原因是R

6、P减小, IBQ增大，Q点上移，如图2.1.9所示。消除饱和失真的方法：增大RP使Q点适当下移。 图2.1.9 饱和失真波形及图解分析图2.1.10 截止失真波形及图解分析 （2）截止失真输出信号电压波形负半周被削去一部分，这种现象称为截止失真。产生截止失真的原因是RP增大， IBQ减小，Q点下移。消除截止失真的方法：减小使Q点适当上移。3.稳定静态工作点的电路分压式偏置放大电路是能自动稳定静态工作点的放大电路 UB不受温度变化的影响。Ce将Re短路，Re对交流不起作用，放数不受影响。静态工作点稳定过程温度T 升高ICQ增大 IEQ增大UEQ升高UCQ下降UBEQ下降ICQ下降聪明小博士： 静

7、态工作点的调整注意：RP的是可调电阻一定要串联一个固定电阻，它可以防止可调电阻调为0电阻时，使三极管的静态工作电流过大而损坏器件。 2.2 放大电路的分析方法 当我们对放大电路有了初步的了解之后，就会提出静态工作点Q多大才算合适？电路的放大倍数如何估算等问题。解决这一类问题的方法称为放大电路的分析方法，通常有估算法，图解法和等效电路法。本节以共射基本放大器为例，着重介绍估算法和图解法的。 名 师 课 堂2.2.1放大电路的主要性能指标1.放大倍数2.输入电阻3.输出电阻 名 师 课 堂2.2.2估算分析法 常用来估算放大器的静态工作点和放大倍数、输入电阻、输出电阻等。 1.估算静态工作点 (1

8、)画出直流通路 （方法：把电容看成开路） 名 师 课 堂根据直流通路，和分压公式，便可以得到静态工作点： 名 师 课 堂2.交流参数（性能指标）的估算（1）画交流通路 交流通路是指放大电路中交流信号流通的路径。由于容抗小的电容以及内阻小的直流电源可看作交流短路，因此画交流通路只需把容量较大的电容及直流电源简化为一条短路线，加以整理，便可以得到交流通路。由交流通路变可以得到放大电路的主要性能指标。 名 师 课 堂 名 师 课 堂重点例题 小结 估算法较为简单，并能很快计算出具体数值，以达到分析放大电路的一些性能的目的。但这种方法也有不足之处，它难以判断所设置的静态工作点是否适当，放大电路在工作过

9、程中是否会出现非线性失真等等。 图解分析法是利用晶体管的特性曲线，通过作图的方法分析放大器的工作情况，其优点是能直观地了解静态工作点设置与波形失真的关系，帮助我们合理地设计工作点，正确地选择电路参数。我们将在下一节中介绍。 本节介绍的估算法中，关于静态工作点的估算和三大指标的估算，是本章当中要求掌握的一个重要知识点，希望同学们能很好的掌握。 名 师 课 堂 2.3 放大电路的三种基本接法2.3.1共集放大电路 图2.3.1 共集电极放大电路提示射极输出器的特点是：1.电压放大倍数等于且小于1，输出电压与输入电压同相；2.输入阻抗高；3.输出阻抗低。工程应用2.3.2共基极放大电路图2.3.3

10、共基极放大电路 提示共基电路的主要特点是：1.共基电路的电压放大倍数在数值上与共射基本放大电路相同，且为正值，表明输出电压与输入电压同相；2.输入电阻很低，一般只有几欧姆到几十欧姆，输出电阻较高；3.输出电阻与共射电路相同； 另外，它的频率特性好，多用于高频和宽频带电路中。 2.3.3三种基本放大电路的比较共发射极电路共基极电路共集电极电路输入电阻 1K左右几十几百K输出电阻 几十K几十K几十电压增益 几十几百几十几百略小于1UO与Ui之间的相位关系反相同相同相2.3.4 共源、共漏、共栅放大器图2.3.4 场效应管放大器2.4 多级放大电路图2.4.1 多级放大器的框图2.4.1多级放大电路

11、的级间耦合方式 多级放大电路中，级与级之间的连接方法称为耦合方式。常用的耦合方式有下列四种：阻容耦合变压器耦合直接耦合光电耦合(a) 阻容耦合二级放大电路 图2.4.2多级放大器的四种耦合方式 (b) 变压器耦合二级放大电路2.4.2多级放大电路性能分析1.电压放大倍数 多级放大电路总的电压放大倍数为各级电压放大倍数之积，即 (2.4.1)2.输入电阻和输出电阻 多级放大电路的输入电阻和输出电阻与单级放大器类似。输入电阻是从输入端看进去的等效电阻，也就是第一级的输入电阻；输出电阻是从输出端看进去的等效电阻，即为最后一级的输出电阻，即 ri=ri1(2.4.2) ro=ron(2.4.3)3.频

12、率特性与通频带 工程上把放大倍数下降到中频段放大倍数的 (即0.707)倍时，对应的低端频率称为下限频率，对应的高端频率称为上限频率。与之间的频率范围称为通频带，记作，即 BW=fh-fL (2.4.4) 图2.4.5 通频带 图2.4.6 多级放大器通频带 2.5 放大电路应用举例 2.5.1触摸门铃 图2.5.1是一个常见的触摸门铃的示意电路图。2.5.2助听器 本章小结 1.分压式偏置共射极放大电路对学习和掌握放大电路的工作原理和分析方法是十分重要的。要不失真地放大交流信号必须为放大器设置合适的静态工作点，以保证放大信号时始终工作在放大区；由于温度等因素的影响，静态工作点会变动，因此要采取措施稳定静态工作点，分压式偏置共射极放大电路是比较常用的具有稳定静态工作点的放大电路。2.放大电路的分析方法有估算法和图解法两种。估算法较为简便，可用来估算静态工作点、输入电阻、输出电阻、放大倍数；图解法要用来分析放大器的动态特性比较直观，并有助于对放大原理的理解。3. 共基和共集放大电路也是一种常用的基本放大电路