电工电子学C：分立元件放大电路2

分立元件放大电路南京工业大学信息科学与工程学院电子系第四章复习：晶体管放大的外部条件－发射结必须正向偏置，集电结必须反向偏置晶体管是电流控制电流的放大器件BECIBIEICBECIBIEICPNP型NPN型放大电路的功能：放大电路的性能指标：电压放大倍数、输入电阻、输出电阻、通频带、非线性失真等。Auuotuituo+–ui+–第二节基本放大电路现代使用最广的是以晶体管(双极型晶体管或场效应晶体管)放大电路为基础的集成放大器。大功率放大以及高频、微波的低噪声放大，常用分立晶体管放大器。高频和微波的大功率放大主要靠特殊类型的真空管，如功率三极管或四极管、磁控管、速调管、行波管以及正交场放大管等。RBEBRCC1C2T++ECuo+–ui+–RSus+–RL++––1.电路组成参考点ui+–uo+–一、放大电路的组成及工作原理

RBEBRCC1C2T++ECuo+–ui+–RSus+–RL++––2.元件作用放大元件,iC=iB。要保证集电结反偏,发射结正偏,使T工作在放大区。使发射结正偏，并提供适当的基极电流。

基极电源与基极电阻后一页前一页返回参考点RBEBRCC1C2T++ECuo+–ui+–RSus+–RL++––集电极电源，为电路提供能量。并保证集电结反偏。集电极电阻，将变化的电流转变为变化的电压。耦合电容隔直传交信号源负载RBEBRCC1C2T++ECuo+–ui+–RSus+–RL++––可以省去RB参考点+UCC输入输出二、放大电路的分析静态分析(ui

=0)（确定静态工作点）：

估算法动态分析(ui

≠0)（计算放大电路的性能指标）：

微变等效电路法1、静态分析（1）估算法求IB、IC、UCE

步骤：

1）画出直流通路

2）根据直流通路估算IB3）估算IC4）根据直流通路估算UCEC看作开路开路直流通路开路VT+RB+UCCRC后一页前一页+UCCRCC1C2+RBuoRLesRS+-+-1）画出直流通路直流通路：无信号时直流电流的通路2）根据直流通路估算IBRBRCIBRB称为偏置电阻，IB称为偏置电流。+UCCUBE+–RBRC+UCC4）根据直流通道估算UCEIC根据电流放大作用后一页前一页UCE+–返回3）估算ICRBRCIB+UCCIC例1：用估算法计算静态工作点。已知：UCC=12V，RC=4K，RB=300K，=37.5。解：请注意电路中IB和IC的数量级UCE+–UBE+–ICRB+UCCREIB例2：用估算法计算图示电路的静态工作点。后一页前一页UCE+–UBE+–（2）图解法：直流偏置线与输入特性曲线交点Q的坐标(IB、UBE)

即为所求静态工作点。IBUBEQIBUBEUBE=UCC–IBRB直流偏置线由电路特性和晶体管的输入特性确定IB和UBE后一页前一页RBRCIBICUCE+–UBE+–+UCC返回UCCUCC/RB2、动态分析动态：

放大电路有交流信号输入（ui

0）时的工作状态。动态分析:(性能指标)

计算电压放大倍数、输入电阻、输出电阻等。

对输入的小交流信号而言，三极管相当于电阻。rbe称为晶体管输入电阻。对于小功率三极管：（1）微变等效电路法1）输入回路iBuBE

当信号很小时，将输入特性在小范围内近似线性。三极管的微变等效电路UBEIBrbe的量级从几百欧到几千欧。2）输出回路iCuCE所以：输出端相当于一个受ib控制的电流源。后一页前一页ICUCE特性曲线近似平行输出端还要并联一个大电阻rce。rce愈大，恒流特性愈好rce称为晶体管输出电阻返回ibicicBCEibib

rceCrbeBE晶体三极管微变等效电路后一页前一页ube+-uce+-ube+-uce+-rce很大，一般忽略。返回用微变等效电路法分析电路：画出交流通路画出微变等效电路求电压放大倍数求输入电阻求输出电阻电工电子学B1)画交流通路:交流信号传输的路径,信号源单独作用的电路.C短路,直流电源可看作对地短路。后一页前一页短路短路对地短路+UCCRBRCC1C2RLuo+-esRS+-返回交流通路后一页前一页RBRCuiuoRLRSes++-+--返回2)画出微变等效电路将交流通路中的三极管用微变等效电路代替后一页前一页

分析时假设输入为正弦交流，所以等效电路中的电压与电流可用相量表示。RBRCuiuoRL++-rbeibibicRBRCRLEBCui+-uo+-rbeRBRCRL+--+返回3)求电压放大倍数：负载电阻越小，放大倍数越小。rbeRBRCRL+--+4)求输入电阻：放大电路对信号源来说，是一个负载，其大小可以用一个输入电阻(等效电阻)来表示。定义：后一页前一页放大电路+-信号源+-返回输入电阻是表明放大电路从信号源吸取电流大小的参数。输入电阻越大，放大电路得到的信号电压Ui也越大，因此一般希望输入电阻大些。rbeRBRCRL+--+后一页前一页返回5)求输出电阻：对于负载而言，放大电路相当于一个信号源，而信号源的内阻就是放大电路的输出电阻。+_RLr0+_后一页前一页返回RL000rbeRBRC外加1）断开负载RL2）ES=0,内阻保留3）外加电压4）求共发射极放大电路输出电阻共射极放大电路特点：

1.放大倍数高;2.输入电阻低;3.输出电阻高.++--后一页前一页返回加压求流法步骤:RS(2)图解法步骤:1）根据ui在输入特性曲线上求iB

2）画出交流负载线

3）由输出特性曲线和交流负载线求iC和uCE

iBibtuiuBEQ60201）根据ui在输入特性曲线上求iBRBRCRLuiuo交流通路交流信号的变化沿着斜率为：的直线。这条直线通过Q点，称为交流负载线。2）画出交流负载线

交流负载线的作法iCuCEECQIB过Q点作一条直线，斜率为：交流负载线CCREuce与ui反相！iCuCEictucet3）由输出特性曲线和交流负载线求iC和uCEiCuCE可输出的最大不失真信号讨论:静态工作点的选择与非线性失真iCuCEQ点过低，信号进入截止区放大电路产生截止失真Q点过高，信号进入饱和区放大电路产生饱和失真ib输入波形uo输出波形iCuCE第三节放大电路中静态工作点的稳定

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，严重时将使放大电路不能正常工作，其中影响最大的是温度的变化。1.温度变化对静态工作点的影响在固定偏置放大电路中(不掌握)

当UCC和

RB一定时，IC与UBE、以及ICEO

有关，这三个参数随温度而变化。

当温度升高时，

UBE、、ICBO

。要掌握以下结论:温度升高时，

IC将增加，使Q点沿负载线上移。后一页前一页返回iCuCEQ温度升高时，输出特性曲线上移结论：当温度升高时，

IC将增加，使Q点沿负载线上移，容易使T进入饱和区造成饱和失真，甚至引起过热烧坏三极管。Q´

固定偏置电路的Q点是不稳定的，为此需要改进偏置电路。当温度升高使IC增加时，能够自动减少IB，从而抑制Q点的变化，保持Q点基本稳定。后一页前一页返回2.分压式偏置电路稳定Q点的原理

基极电位基本恒定，不随温度变化。后一页前一页跳转RB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IBVB++++UCCuiuo++––返回

集电极电流基本恒定，不随温度变化。后一页前一页RB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IBVB++++UCCuiuo++––返回Q点稳定的过程TUBEIBICUEICVB固定RE:温度补偿电阻对直流：RE越大稳Q效果越好；对交流：RE越大交流损失越大,为避免交流损失加旁路电容CE。后一页前一页I1I2IBVB+++RB1RCC1C2RB2CERERL+UCCuo+–ui+–返回3.分压式偏置电路的分析静态分析RB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IBVB++++UCCuiuo++––动态分析对交流:CE将RE短路，Au，ri，ro与固定偏置电路相同。I1I2IBVB+++RB1RCC1C2RB2CERERL+UCCuo+–ui+–旁路电容返回

去掉CE后的微变等效电路+UCC短路对地短路C1RB1RCC2RB2RERLuo+–ui+–rbeRCRLRE++--返回Au减小(1)电压放大倍数后一页前一页返回rbeRCRLRE++--(2)输入电阻ri

和输出电阻r0rbeRCRLRE+_+_无旁路电容CE有旁路电容CEAu减小ri

提高ro不变分压式偏置电路返回例1:.

在图示放大电路中，已知UCC=12V,RC=6kΩ,RE1=300Ω，RE2=2.7KΩ，RB1=60kΩ，RB2=20kΩ

RL=6kΩ，晶体管β=50，UBE=0.6V,试求:(1)静态工作点IB、IC及UCE；(2)画出微变等效电路；(3)输入电阻ri、r0及Ａu。RB1+UCCRCC1C2RB2CERE2RLuiuoRE1++返回后一页前一页【解】RB1+UCCRCRB2RE2RE1直流通路如图所示。返回后一页前一页微变等效电路如图rbeRCRLRE1++第四节共集电极放大电路后一页前一页RB+UCCRCC1C2RERLuiuo++––++返回又称为射极输出器RB+UCCRCRE直流通路一、静态分析后一页前一页RB+UCCRCC1C2RERLuiuo++––++二、动态分析1.电压放大倍数

电压放大倍数

且输入输出同相，输出电压跟随输入电压，故称电压跟随器。rbeRERL++––后一页前一页返回2.输入电阻后一页前一页rbeRERL++––返回3.输出电阻

断开负载电阻，用加压求流法求输出电阻。置0后一页前一页+RsrbeRERL+ro返回一般所以后一页前一页RsrbeRE+_射极输出器的输出电阻很小，带负载能力强。返回共集电极放大电路的特点：1.电压放大倍数小于1，约等于12.输入电阻高3.输出电阻低4..输出与输入同相后一页前一页返回讨论1.将射极输出器放在放大电路的第一级，可以提高输入电阻，减轻信号源负担。2.将射极输出器放在放大电路的末级，可以降低输出电阻，提高带负载能力。3.将射极输出器放在放大电路的两级之间，可以起到阻抗匹配作用。后一页前一页返回

第五节多级放大电路

电压放大级

耦合方式：信号源与放大电路之间、两级放大电路之间、放大器与负载之间的连接方式。

常用的耦合方式：直接耦合；阻容耦合。功放级后一页前一页

第二级

推动级

输入级

输出级输入输出2022/12/10一、阻容耦合放大电路第一级第二级负载两级之间通过耦合电容C2与下级输入电阻连接+UCCRSRB1C2C3RLRE2C1RC2VT1RE1CE2VT2RB2RC1CE1++++++++––––+后一页前一页返回1.静态分析：

由于电容有隔直作用，所以每级放大电路的直流通路互不相通，每级的静态工作点互相独立，互不影响，可以各级单独计算。两级放大电路均为共发射极分压式偏置电路。后一页前一页返回+UCC