大三上课件-工业电子学第2章讲稿

电一.放大的基本二.放大电路的主要技术指放大倍数——表示放大器的放大能根据放大电路输入信号的条件和对输出类型，所以有四种放大倍数的定义电压放大倍数定义为 电流放大倍数定义为互阻增益定义为互导增益定义为

uSuSRRi=ui/信号源输入 输出一一般来说，Ri越大越好12Ri越大，ii就越小，从信号源索取的电流当信号源有内阻时，Riui就越接近uSuSuSusouso输出

U RLI

US输出电阻是表明放大电路带负载的能力，Ro大电路带负载的能力越强，反之通频A

3dBfL下限截通频带：

上限截 止频基本共射放大电路的工作原

Rb

IC+T集电结反放大原理

VBBU

IBUBE+△UBE

UCE -

→△IB →△UCE（-△IC×Rc）→UU电压放

Au 二.单管共射极放大电路的结构及各元件的T

放大元件iC=iB，

输共射放大共射放大电和UBERCTCRCT

量。集2 2T

耦合电容电解电容，有极

输入输电路直流的联系同时能使信大小为

C利输入输出2 2

CC21TC1C2T作静态工作点——Ui=0RbRC CTui=0

CRCIICIB((IC,UCEUU(IB,UBE)和IC,UCE分别对应于输入输出特性曲放大电路建管工 性区，以保证信号不失真

IQIC

静态工作点的估画出放大电

将交流电压源短路，将电直流通路的 开

RL开直流通直流通点（IB、UBE、IC、UCE）估算IB（UBE

IB

VCC UU

VCCRb称为偏置电阻，IB为偏置电流估算UCE、

IC=

U

IC例：用估算法计算已知：VCC=12V，RC=4K，Rb=300K=37.5解UBEIBVCC120.04mA4μA 300UCEVCCICRC121.546V 请注意电路中IB和IC直流负一.用图解法分析放大器的静态工直流负R静态

静态UCE

.交流放大原理（设输出空载） 静态工作Qu

i假设在静态工作点的假设在静态工作点的基础，输入一微小的正弦信号UUCE与UiE各点波各点波1C2uo比ui幅度放大且相位结论：（1）放大电路中号是交直流共存，可表示

UBEubeiBIBibiCIC UCE

虽然交流量可正负变瞬时量方向始终放大器交流通路——分析动态工作情交流通路的画法

将直流电压源短路，将电容短路对交流信号(输入信号

2 置2 短

短 交流负载输出端接入负载RL：不影响影响动uce=-=-ic

交流量ic和uce有如uce=-ic（RC//RL）=-ic或ic=（-1/RL）这就是说，交流负载线的斜交流负载线

1②经过Q①斜率为-1/R'L（R'L=RL∥Rc②经过Q点注意

空载时，交流负载线与直流负载非线性失真与QQ点过低→信号波信号波称为截止失称为截止失信号波Q点过高信号波

“非线性失真思路：将非线性的BJT等效成一个条件：交流小1、三极管的h参数等首 输入回

ube

bbcee对于小功率三极管 IErbe的量级从几百欧到几千1

1

evB'E

VV(1)diB(VVdVB bIr(1)bIE | r (be bb bb

(1)26(mV

IEQ

icib输出端相当于ib控制的电流源

c c画出三极管的hrce很大2.三极管的简化⑴电流源为一受控源，而不是独立⑵电流源的流向不能随意假定，而是由ib决定bcic等e⑶该模型仅适用于交流小信bcic等eccbe(一)画出放大器的微变等效 画出放大器的交流通2将交流通路中的三极管用h参数效电路代动画演(二)电压放大倍数的计算 bIcIi bIcb b

IB UiIb

RLRC//R uU u

负载电阻越小，放大倍数越小(三)输入电阻的计算根据输入电阻的定义 bcRbbcRbBURi UI U URb//rberbe当信号源有内阻(四)输出电阻的计算： 根据定. =Uo

Ii I RL

US

U所以

RR

求：1.静态工作点2.电压增益AU、输入电阻、输出电阻R0失真？应调节解：1

2.思路：微变等效电 AU、Ri、 Au

U Ui

LL

43(3.9//6.2)1030.945RiRb//rbe470//0.945R0静态工温度对静T IC温度对UBE5050C25

温度对值及ICEO 、 总的效果是

动画演总之： 动画演能够自动减少IBIBIC，从而抑制QI

CC

1 2I

∴I1

B

RERLIE

R V Rb1R ReRe电

静态工作点稳定过 B

C

UB Rb1Rb2

UB被认为较本UB被认为较本电路稳压于加了RE了负反馈uo 演演

由输入特性曲 B V

ICICIE=（UB-UBE）/

UCE=VCC-ICRC-电容开路,画出直电容开路,画出直交流通道及微变等BCERL交

u u

uouBBrIbE效效Ui

Ib IUo BrBrIbE Ui UoRL=RC// urRi=Rb1//Rb2//r300()(1) ERo=电容CE的作例题（2）求电压放大倍数结构

o直流通VCC=IBVCC=IBRb+UBE=IBRb+UBE+(1+IBIB U (1beUUU

IC=VCCIE动态分交流通道及微变等效交流通道及微变等效电路BEe e

BRIbBRIbBEReRL电压 I

RBRBIb RLUoIe UiIbrbeIe Ibrbe(1)IbA

(1)Ib

（1

(1 Ib )IbR （1讨

(11、rbe(1)RL,所以 IbrbeIeIbrbe(1)Ib rIbrIbReRL

=

+(1+ iR=i=Rb//[rbe+(1+3、输出保 Ii 置

IbIIbIbIIbIb UUssREIbIURsRs//1+当RS=0 UoIr11E//rbes R1E射极输出器的特点：电压放大倍数射极输出器的特点：电压放大倍数演示二.共基极电静态工直流通路与射偏置电路相VB

Rb2Rb1

IC

VBVCE

ICRcIERe

IC(RcRe 动态指①电压输入回路：VI b输出回路VoIcRLIb

电压增益

I i

I b 动态指入电R

e b b(1b

1 Ri i

Re//rebRe// 1 1出电

Ro 三种组态的电压增益

(Rc//RL

(1)(Re//RL

(Rc//RL输入电阻

Rb//

R (1)(R//R

Re

1输出电阻

R//(Rs//Rb)R 1 R 场效应管放大一.直流偏置电路：保证管子工作在饱和区，输出信（1）自偏压电

已知VP，由vGS -VDS=VDD-ID(Rd+R (1vGSV VPvGS=-

可解出Q点的VGSID注意：该电路产生负的栅源电压，所以只能用于需要负栅源电压的（2）分压式自偏压计算Q已知VPR

R

VDS=VDD- (1vGS)2

VG

可解出Q点的VGSID Rg2Rg1Rg2

ID

该电路产生的栅 二.场效应管的交流小与双极型晶体管一样，场效应管也是一种非 件，而在交流小号情况下，也可以由它的线性等效电路—交流小信号模型来代替其中：rgs是输入电阻，理论值为无穷大gmvgs是压控电流源，它体现了输入电压对输出电流的控制作用称为低频跨rd为输出电阻，类似于双极型晶体管的rce三.共源放大分析（1）（2）求电压放大忽略 由输入输出回路V gmVRV(1

V V V

gm1gmRiRiRg3(Rg1//由于 RoRo共漏放大分析画交流小信号等效电路电压放大倍VVg

(R//R

VgV(R V V

gm(R//RL i 1gm(R//RLi输入RiRiRg3(Rg1//输出电由图O O

RgRg

O Ogs所以Ro O

1g

R 功率放多级放大功率放输一.多级放大器的耦合阻容优优点各级放大器静态工作点独输出温度漂移比较小缺缺点不适合放大缓慢变化的信不便于作成集成电直接电路中无电容，便于集成化可放大缓慢变化的信缺缺点各级放大器静态工作点相互影输出温度漂移严二.多级放大器的分+++++i+R--O1- O--前级的输出阻抗是后级的信号源阻电压放大 A o1o2

V V ++++i+- O----输入电Ri=Ri（最前级）(一般情况下输出电Ro=Ro（最后级）(一般情况下举例1：两级放大电路如下图示，求Q、AVRi、设：1=2==100，VBE1=VBE2=0.7VVCCUB1= =UB1VBE3.380.7= I

ICQ1/9.VC1VB2VccICQ1Rc1

VE2

VB2VBE27.20.77.9VVC2ICQ2Rc21.044.34.47VVCEQ2VC2先计算三极管的输入

=rbb

(1)26(mV)300I

(mA)

=rbb

(1)26(mV)300电压

I

(mA) =(Rc2//RL)1004.3

rr

Ri1=rbe1//Rb1//Rb2=3.1//51//20=2.55

(58.3)

Rs+

1AvsAvs1Av241.9(153.6)求输入电Ri=Ri1=rbe1//Rb1//Rb2=2.55求输出电RO=RC2=4.3举例2：电路如下图示，求Q、AV、Ri、画微变等效电微变等效本章基本放大电路的组成。BJT加上合适的偏置电路（路保证BJT工作在放大区）交流与直流