模拟电子技术基础基本放大电路课件

§2.1放大的概念与放大电路的性能指标§2.2基本共射放大电路的工作原理§2.3放大电路的分析方法§2.4静态工作点的稳定§2.5晶体管放大电路的三种接法§2.6场效应管及其基本放大电路§2.7基本放大电路的派生电路第2章基本放大电路1§2.1放大的概念与放大电路的性能指标§2.2基本共§2.1放大的概念与放大电路

的主要性能指标2.1.1、放大的概念2.1.2、放大电路的性能指标2§2.1放大的概念与放大电路

的主要性能指标2.1.1、2.1.1、放大的概念

（瞬时模型）放大的对象：变化量放大的本质：能量的控制放大的特征：功率放大放大的基本要求：不失真——放大的前提判断电路能否放大的基本出发点VCC至少一路直流电源供电32.1.1、放大的概念

（瞬时模型）放大

由于任何稳态信号都可以分解为若干频率正弦信号（谐波）的叠加，所以放大电路常以正弦波作为测试信号。

重要概念：

放大电路中既有直流信号，也有交流信号（电压、电流、功率）。当三极管、场效应管工作在线性区域时，根据叠加原理，直流信号、交流信号可以分开讨论。这样能简化运算过程，节省运算时间，在模电中广泛采用这一方法。4由于任何稳态信号都可以分解为若干频率正弦信号（2.1.2、性能指标(交流电路)信号源信号源内阻输入电压输入电流输出电压输出电流对信号而言，任何放大电路均可看成二端口网络。52.1.2、性能指标(交流电路)信号源信号源内阻输入电压电压放大倍数是最常被研究和测试的参数电压放大倍数互阻放大倍数电流放大倍数互导放大倍数1.放大倍数：输出量与输入量之比6电压放大倍数是最常被研究和测试的参数电压放大倍数互阻放大倍数2.输入电阻

将输出等效成有内阻的电压源，内阻就是输出电阻。输入电压与输入电流有效值之比。从输入端看进去的等效电阻72.输入电阻将输出等效成有内阻的电压源，内阻就是输3.输出电阻

将输出等效成有内阻的电压源，内阻就是输出电阻。空载时输出电压有效值带RL时的输出电压有效值83.输出电阻将输出等效成有内阻的电压源，内阻就是输4.通频带

由于电容、电感及放大管PN结的电容效应，使放大电路在信号频率较低和较高时电压放大倍数数值下降，并产生相移。衡量放大电路对不同频率信号的适应能力。下限频率上限频率94.通频带由于电容、电感及放大管PN结的电容效应，5.非线性失真

由元器件非线性特性引起的失真。非线性失真系数输出波形中的谐波成分总量与基波成分之比称为非线性失真系数。105.非线性失真由元器件非线性特性引起的失真。非线性失6、最大不失真输出电压

Uom(交流有效值)7、最大输出功率Pom和效率η(功率放大电路的参数)

POm输出信号不失真情况下，负载上能获得的最大功率

PV电源消耗功率输入电压再增大就会使输出波形产生非线性失真时的输出电压。116、最大不失真输出电压Uom(交流有效值)7、最大输出功课程回顾(1)重要概念：当三极管、场效应管工作在线性区域时，根据叠加原理，直流信号、交流信号可以分开讨论。这样能简化运算过程，节省运算时间，在模电中广泛采用这一方法。(2)性能指标(交流电路)12课程回顾(1)重要概念：(2)性能指标(交放大倍数：输入电阻输出电阻13放大倍数：输入电阻输出电阻13§2.2基本共射放大电路的工作原理2.2.1、电路的组成及各元件的作用2.2.2、设置静态工作点的必要性2.2.3、波形分析2.2.4、放大电路的组成原则

本节将以NPN型晶体管组成的基本共射放大电路为例，阐明放大电路的组成原理及电路中各元件的作用。14§2.2基本共射放大电路的工作原理2.2.1、电路的组成及2.2.1、电路的组成及各元件的作用（瞬时通路）VBB、Rb：使UBE＞Uon，且有合适的IB。VCC：使UCE≥UBE，同时作为负载的能源。Rc：将变化的集电极电流转换为电压输出。。

共射152.2.1、电路的组成及各元件的作用（瞬时通路）VBB、2.2.2、设置静态工作点的必要性一、静态工作点

输入交流电压ui为零时，晶体管各极的电流、b-e间的电压、管压降称为静态工作点Q，记作IBQ、ICQ（IEQ）、UBEQ、UCEQ。其中，UBEQ已知，对于硅管0.7V；（对于锗管0.2V）；求解举例：（直流通路）162.2.2、设置静态工作点的必要性一、静态工作点二、为什么要设置静态工作点

去掉VBB后，IBQ=0,输出电压必然失真！

对于放大电路的基本要求，一是不失真，二是能够放大。

为什么放大的对象是动态信号，却要晶体管在信号为零时有合适的直流电流和极间电压？

设置合适的静态工作点，首先要解决失真问题，但Q点几乎影响着所有的动态参数！17二、为什么要设置静态工作点去掉VBB后，IBQ=02.2.3、基本共射放大电路的波形分析(定性分析、找找感觉)输出和输入反相！动态信号驮载在静态之上与iC变化方向相反

要想不失真，就要在信号的整个周期内保证晶体管始终工作在放大区！IBQICQ182.2.3、基本共射放大电路的波形分析(定性分析、找找感觉)2.2.3共发射极放大电路的工作原理及波形分析RB+ECRCC1C2iCuCuo各点波形iBiBuiuCuo192.2.3共发射极放大电路的工作原理及波形分析RB+ECR2.2.4、放大电路的组成原则静态工作点合适：合适的直流电源、合适的电路参数。动态信号能够作用于晶体管的输入回路，在负载上能够获得放大了的动态信号。对实用放大电路的要求：共地、直流电源种类尽可能少、负载上无直流分量。202.2.4、放大电路的组成原则静态工作点合适：合适的直流电源两种实用放大电路：（1）直接耦合放大电路将两个电源合二为一有直流分量有交流损失21两种实用放大电路：（1）直接耦合放大电路将两个电源合二为一有静态工作点22静态工作点22（2）阻容耦合放大电路

耦合电容的容量应足够大，即对于交流信号近似为短路。其作用是“隔离直流、通过交流”。动态时，C1、C2为耦合电容！＋－UBEQ－＋UCEQuBE＝ui＋UBEQ，信号驮载在静态之上。负载上只有交流信号。23（2）阻容耦合放大电路耦合电容的容量应足够大，即对于静态工作点瞬时电路步骤：先画直流通路，再计算。24静态工作点瞬时电路步骤：先画直流通路，再计算。24例题2.2.1现有一个直流电源，使用一只PNP型管组成共射放大电路。

（电阻、电容若干）解：要点：（1）发射结正偏，集电结反偏；（2）动态信号能够作用于晶体管的输入回路，在负载上能够获得放大了的动态信号。（C）输入端为直接耦合的共射放大电路；（d）输入端为阻容耦合的共射放大电路；25例题2.2.1现有一个直流电源，使用一只PNP型管组成共§2.3放大电路的分析方法2.3.1、放大电路的直流通路和交流通路2.3.2、图解法2.3.3、等效电路法26§2.3放大电路的分析方法2.3.1、放大电路的直流通(2-27)放大电路分析静态分析动态分析估算法图解法微变等效电路法图解法计算机仿真PSpice(2-27)放大电路分析静态分析动态分析估算法图解法微变等效2.3.1、放大电路的直流通路和交流通路1.直流通路：①交流信号Us=0；②电容开路；③电感相当于短路。2.交流通路：①大容量电容相当于短路；②直流电源相当于短路。

通常，放大电路中直流电源的作用和交流信号的作用共存，这使得电路的分析复杂化。为简化分析，将它们分开作用(小信号-非线性电路在一定范围内用线性电路分析)，引入直流通路和交流通路的概念。282.3.1、放大电路的直流通路和交流通路1.直流通路：①基本共射放大电路的直流通路和交流通路直流通路交流通路举例1:图2.3.1电容电感电压源电流源直流通路开路短路

保留保留交流通路短路保留短路开路29基本共射放大电路的直流通路和交流通路直流通路交流通路举例1:举例2：图2.3.2直流通路交流通路电容电感电压源电流源直流通路开路短路

保留保留交流通路短路保留短路开路30举例2：图2.3.2直流通路交流通路电容电感电压源电流源直流直流通路阻容耦合单管共射放大电路的直流通路和交流通路举例3：图2.3.3电容电感电压源电流源直流通路开路短路

保留保留交流通路短路保留短路开路31直流通路阻容耦合单管共射放大电路的直流通路和交流通路举例3：

注意：

在分析放大电路时，应遵循“先静态，后动态”的原则；

求解静态工作点时应利用直流通路；求解动态参数时应利用交流通路，两种通路切不可混淆。32注意：

在分析放大电路时，应遵循课程回顾一.直流通路和交流通路的画法1.直流通路：①交流信号Us=0；②大电容开路；③电感相当于短路。2.交流通路：①大容量电容相当于短路；②直流电源相当于短路。

注意：在分析放大电路时，应遵循“先静态，后动态”的原则；

求解静态工作点（UBEQ、IBQ、ICQ、UCEQ）时应利用直流通路；

求解动态参数（、、）时应利用交流通路，两种通路切不可混淆。

33课程回顾一.直流通路和交流通路的画法1.直流通路：①2.3.2、图解法（已知放大管的实测特性曲线）

输入回路负载线QIBQUBEQ1.静态分析:(△ui=0)图解二元方程342.3.2、图解法（已知放大管的实测特性曲线）输入输入回路负载线QIBQUBEQIBQQICQUCEQ负载线35输入回路负载线QIBQUBEQIBQQICQUCEQ负载线3电压放大倍数的分析:

(△uI

不等于0时)斜率不变36电压放大倍数的分析:

(△uI不等于0时)斜率不变363.波形非线性失真的分析（1）正常情况下Uo373.波形非线性失真的分析（1）正常情况下Uo37（2）截止失真消除方法：升高Q点。截止失真是在输入回路首先产生失真！38（2）截止失真消除方法：升高Q点。截止失真是在输入回路首先（3）饱和失真消除方法：降低Q点。：饱和失真是输出回路产生失真。39（3）饱和失真消除方法：降低Q点。：饱和失真是输出回路产生失最大不失真输出电压Uom

：比较（UCEQ-UCES）与（VCC－UCEQ

），取其小者，除以。最大不失真输出电压Uom

：比较（UCEQ-UCES）与（VCC－UCEQ

），取其小者，除以。40最大不失真输出电压Uom：比较（UCEQ-UCES）与（uCE=VCC–iCRC与输出特性的交点就是Q点4、直流负载线与交流负载线直流负载线：41uCE=VCC–iCRC与输出特性的交点就是Q点4、直流负载（1）通过输出特性曲线上的

Q点做一条直线，其斜率为-1/R'L

。交流负载线确定方法：R'L=RL∥Rc，是交流负载电阻。

动态信号遵循的负载线称为交流负载线。42（1）通过输出特性曲线上的交流负载线确定方法：R'L=（2）.交流负载线与直流负载线相交Q点。注：对于放大电路与负载直接耦合的情况，直流负载线和交流负载线是同一条直线；而对于阻容耦合放大电路，则只有在空载时两条直线才合二为一。43（2）.交流负载线与直流注：对于放大电路与435、图解法的适用范围

在实际应用中，多用于分析Q点位置、最大不失真输出电压和失真情况。445、图解法的适用范围在实际应用中，多用于分析2.3.3、等效电路法半导体器件的非线性特性使放大电路的分析复杂化。利用线性元件建立模型，来描述非线性器件的特性。1.直流模型：适于Q点的分析利用估算法求解静态工作点，实质上利用了直流模型。452.3.3、等效电路法半导体器件的非线性特性使放大电路的分析2.3.3、等效电路法半导体器件的非线性特性使放大电路的分析复杂化。利用线性元件建立模型，来描述非线性器件的特性。1.直流模型：适于Q点的分析理想二极管利用估算法求解静态工作点，实质上利用了直流模型。输入回路等效为恒压源输出回路等效为电流控制的电流源使用条件：发射结正偏，集电结反偏。462.3.3、等效电路法半导体器件的非线性特性使放大电路的分析2.晶体管的h参数等效模型（交流等效模型）在交流通路中可将晶体管看成为一个二端口网络，输入回路、输出回路各为一个端口。低频小信号模型472.晶体管的h参数等效模型（交流等效模型）在交流通路中可将简化的h参数等效电路－交流等效模型UT=kT/q,常温下为26mA.基区体电阻由IEQ算出48简化的h参数等效电路－交流等效模型UT=kT/q,常温下为最大不失真输出电压Uom

：比较（UCEQ-UCES）与（VCC－UCEQ

），取其小者，除以。最大不失真输出电压Uom

：比较（UCEQ-UCES）与（VCC－UCEQ

），取其小者，除以。1、图解法课程回顾49最大不失真输出电压Uom：比较（UCEQ-UCES）与（2晶体管的简化h参数等效模型（低频小信号模型、

交流等效模型）UT=kT/q,常温下为26mA.基区体电阻由IEQ算出502晶体管的简化h参数等效模型（低频小信号模型、

3.放大电路的动态分析(1)电压放大倍数(2)输入电阻(3)输出电阻解释：

现令信号源电压为零；然后在输出端将负载去掉，并加一正弦波测试信号UO，必然产生动态电流IO.513.放大电路的动态分析(1)电压放大倍数(2)输入放大电路的交流等效电路52放大电路的52例题2.3.2(1)、静态工作点(2)、动态分析53例题2.3.2(1)、静态工作点(2)、动态分析53例题2.3.3(1)、静态工作点直流通路瞬时电路54例题2.3.3(1)、静态工作点直流通路瞬时电路54动态分析输入电阻中不应含有Rs!输出电阻中不应含有RL!55动态分析输入电阻中不应含有Rs!输出电阻中不应含有RL!55§2.4放大电路静态工作点的稳定2.4.1、温度对静态工作点的影响2.4.2、静态工作点稳定的典型电路2.4.3、稳定静态工作点的方法56§2.4放大电路静态工作点的稳定2.4.1、温度对静态工2.4.1、温度对静态工作点的影响

所谓Q点稳定，是指ICQ和UCEQ在温度变化时基本不变，这是靠IBQ的变化抵消作用得来的。

若温度升高时要Q’回到Q，则只有减小IBQT（℃）→β↑→ICQ↑→Q’ICEO↑UBE降低Q’572.4.1、温度对静态工作点的影响所谓Q点稳定，课程回顾一.微变等效电路法（1）画直流通路：①交流信号Us=0；②大电容开路；③电感相当于短路。（2）求解静态工作点（UBEQ、IBQ、ICQ、UCEQ）

(3)求解动态参数

（、、）。

1.求静态工作点（1)画交流通路：①大容量电容相当于短路；②直流电源相当于短路。2.动态分析（2)画微变等效电路：将晶体管的符号换成晶体管的微变等效电路。58课程回顾一.微变等效电路法（1）画直流通路：①交流信二、晶体管的简化等效电路59二、晶体管的简化等效电路59三.放大电路的动态分析1.电压放大倍数2.输入电阻3.输出电阻60三.放大电路的动态分析1.电压放大倍数2.输入电阻2.4.2、静态工作点稳定的典型电路

（引入直流负反馈）直流通路？Ce为旁路电容，在交流通路中可视为短路1.电路组成和Q点稳定原理（1）电路组成直接耦合方式阻容耦合方式612.4.2、静态工作点稳定的典型电路（引入直流负反馈）直流（2）稳定原理

为了稳定Q点，通常I1>>IBQ，即I1≈I2；因此基本不随温度变化。62（2）稳定原理为了稳定Q点，通常I1>>IBQ，即I（3）Re的作用：引入直流负反馈T(℃)↑→IC↑→UE↑→UBE↓（UB基本不变）→IB↓→IC↓63（3）Re的作用：引入直流负反馈T(℃)↑→IC↑→URe起直流负反馈作用，其值越大，反馈越强，Q点越稳定。关于反馈的一些概念：将输出量通过一定的方式引回输入回路影响输入量的措施称为反馈。直流通路中的反馈称为直流反馈。反馈的结果使输出量的变化减小的称为负反馈，反之称为正反馈。Re有上限值吗？IC通过Re转换为ΔUE影响UBE温度升高IC增大，反馈的结果使之减小64Re起直流负反馈作用，其值越大，反馈越强，Q点越稳定。关于反（4）静态工作点稳定的原因，总结为①Re的直流负反馈作用；②在Ⅰ1＞＞ⅠBQ的情况下，UBQ在温度变化时基本不变。65（4）静态工作点稳定的原因，总结为①Re的直流负反馈作用课程回顾一.微变等效电路法（1）画直流通路：①交流信号Us=0；②大电容开路；③电感相当于短路。（2）求解静态工作点（UBEQ、IBQ、ICQ、UCEQ）

(3)求解动态参数

（、、）。

1.求静态工作点（1)画交流通路：①大容量电容相当于短路；②直流电源相当于短路。2.动态分析（2)画微变等效电路：将晶体管的符号换成晶体管的微变等效电路。66课程回顾一.微变等效电路法（1）画直流通路：①交流信二、放大电路静态工作点的稳定1、温度对静态工作点的影响T(℃)↑→IC↑→UE↑→UBE↓（UB基本不变）→IB↓→IC↓67二、放大电路静态工作点的稳定1、温度对静态工作点的影响T2.

Q点分析分压式电流负反馈工作点稳定电路（1）估算法682.Q点分析分压式电流负反馈工作点稳定电路（1）估算法讨论：（2）利用戴维南定理法69讨论：（2）利用戴维南定理法693.动态分析无旁路电容Ce时：如何提高电压放大能力？如何提高电压放大能力？703.动态分析无旁路电容Ce时：如何提高电压放大能力？如何利?弊?无旁路电容Ce时：如何提高电压放大能力？71利?弊?无旁路电容Ce时：如何提高电压放大能力？711.静态分析重点掌握：估算法课程回顾§2.4放大电路静态工作点的稳定721.静态分析重点掌握：估算法课程回顾§2.4放大电路2.动态分析无旁路电容Ce时：如何提高电压放大能力？如何提高电压放大能力？732.动态分析无旁路电容Ce时：如何提高电压放大能力？如何利?弊?无旁路电容Ce时：74利?弊?无旁路电容Ce时：74例2.4.1解：

（1）静态工作点（2）动态分析当有Ce时无旁路电容Ce时：75例2.4.1解：

（1）静态工作点（2）动态分析当有Ce时（3）若Rb1因虚焊而开路：

假设电路中晶体管仍工作在放大状态，则

上式表明，原假设不成立，晶体管工作在饱和区。动态分析已无意义。若晶体管的饱和管压降UCES=0.7V，则管子的发射极电位和集电极电位为76（3）若Rb1因虚焊而开路：假设电路中晶体管1、晶体管的简化等效电路课程回顾771、晶体管的简化等效电路课程回顾772.微变等效电路法（1）画直流通路（2）求解静态工作点（UBEQ、IBQ、ICQ、UCEQ）

(3）求解动态参数

（、、）。

1）.求静态工作点（1）画交流通路：2）.动态分析（2）画微变等效电路：将晶体管的符号换成晶体管的微变等效电路。782.微变等效电路法（1）画直流通路

(3）§2.5晶体管单管放大电路的三种基本接法2.5.1、基本共集放大电路2.5.2、基本共基放大电路2.5.3、三种接法放大电路的比较79§2.5晶体管单管放大电路的三种基本接法2.5.1、基本2.5.1、基本共集放大电路2.静态分析1.电路的组成802.5.1、基本共集放大电路2.静态分析1.电路的组动态分析

（1）电压放大倍数首先画交流通路81动态分析

（1）电压放大倍数首先画交流通路81故称之为射极跟随器82故称之为射极跟随器82（2）输入电阻的分析Ri与负载有关！RL带负载电阻后从基极看Re，被增大到（1+β）倍83（2）输入电阻的分析Ri与负载有关！RL带负载电阻后从基极看（3）输出电阻的分析Ro与信号源内阻有关！

令Us为零，保留Rb，在输出端加Uo，产生Io,。从射极看基极回路电阻，被减小到（1+β）倍RL84（3）输出电阻的分析Ro与信号源内阻有关！令Us为零（4）.基本共集放大电路的特点：

输入电阻大(几十-几百千殴)，输出电阻小（几-几十欧）；只放大电流，不放大电压；在一定条件下有电压跟随作用！85（4）.基本共集放大电路的特点：85例2.5.1解：静态分析动态分析86例2.5.1解：静态分析动态分析86*2.5.2、基本共基放大电路1.静态分析---（令Ui=0时）87*2.5.2、基本共基放大电路1.静态分析---（令Ui2.动态分析首先画交流通路882.动态分析首先画交流通路88898990903.特点：输入电阻小，频带宽！只放大电压(同相)，不放大电流！913.特点：输入电阻小，频带宽！只放大电压(同相)，不放课程复习1.基本共集放大电路(1)静态分析(2)动态分析RL带负载电阻后特点：输入电阻大(几十-几百千殴)，输出电阻小（几-几十欧）；只放大电流，不放大电压；在一定条件下有电压跟随作用！92课程复习1.基本共集放大电路(1)静态分析(2)2.基本共基放大电路（1）静态分析（2）动态分析特点：输入电阻小，频带宽！只放大电压(同相)，不放大电流！932.基本共基放大电路（1）静态分析（2）动态分析特点3、三种接法的比较：空载情况下

接法共射共集共基

Au大

小于1

大

Ri

中

大

小

Ro

大

小

大频带窄中宽共射电路：常作为低频电压放大电路。共集电路：常用于放大电路的输入级和输出级。共基电路：常作为宽频带放大电路。943、三种接法的比较：空载情况下接法共射课程复习1.基本共集放大电路RL2.共集放大电路-作业2.12(1)静态分析(2)动态分析(2)动态分析(1)静态分析(2)动态分析(1)静态分析(2)动态分析95课程复习1.基本共集放大电路RL2.共集放大电路-作业2

其中，共栅电路很少使用。

本节只对共源电路进行分析。2.6.1、场效应管放大电路的三种接法

三种：共源、共漏、共栅放大电路。§2.6

场效应管放大电路96其中，共栅电路很少使用。2.6.1、场效应管放大2.6.2、场效应管放大电路静态工作点的估算

根据场效应管工作在恒流区的条件，在g-s、d-s间加极性合适的电源。一.基本共源放大电路以场效应管为N沟道增强型MOS管为例。972.6.2、场效应管放大电路静态工作点的估算根二.静态分析

（1）方法1：利用输出特性曲线求解。令；则根据电路图可知，

再作负载线uDS=VDD-iDRd，即可求出Q点。

然后再输出特性曲线上，找UGS=VGG的那条曲线。98二.静态分析（1）方法1：利用输出特性曲线求解。令；则

（2）方法2：利用转移特性曲线求解。根据电路图可知，；如从转移特性查得，例如：当时的漏极电流：因此管压降:令则根据电路图可知，则根据电路图可知，；则根据电路图可知，；则根据电路图可知，99则（2）方法2：利用转移特性曲线求解。根据电路图可知，；2.6.3、场效应管放大电路的动态分析根据iD的表达式或转移特性可求得gm。一.场效应管的交流等效模型根据iD的表达式或转移特性可求得gm。根据iD的表达式或转移特性可求得gm。1002.6.3、场效应管放大电路的动态分析根据iD的表达式或转移根据iD的表达式或转移特性可求得gm。101根据iD的表达式或转移特性可求得gm。101二.基本共源放大电路的动态分析102二.基本共源放大电路的动态分析102

场效应管与晶体管相比的优点：

高输入电阻、噪声低、温度稳定性好、抗辐射能力强。

同时，便于集成化，构成低功耗电路。

103场效应管与晶体管相比的优点：

高输§2.7基本放大电路的派生电路2.7.1、复合管放大电路104§2.7基本放大电路的派生电路2.7.1、复合管放大电路一、复合管复合管的组成：多只管子合理连接等效成一只管子。

不同类型的管子复合后，其类型决定于T1管。目的：增大β，减小前级驱动电流，改变管子的类型。iB方向决定复合管的类型105一、复合管复合管的组成：多只管子合理连接等效成一只管子。

不同类型的管子复合后，其类型决定于T1管。106不同类型的管子复合后，其类型决定于T1管。106§2.1放大的概念与放大电路的性能指标§2.2基本共射放大电路的工作原理§2.3放大电路的分析方法§2.4静态工作点的稳定§2.5晶体管放大电路的三种接法§2.6场效应管及其基本放大电路§2.7基本放大电路的派生电路第2章基本放大电路107§2.1放大的概念与放大电路的性能指标§2.2基本共§2.1放大的概念与放大电路

的主要性能指标2.1.1、放大的概念2.1.2、放大电路的性能指标108§2.1放大的概念与放大电路

的主要性能指标2.1.1、2.1.1、放大的概念

（瞬时模型）放大的对象：变化量放大的本质：能量的控制放大的特征：功率放大放大的基本要求：不失真——放大的前提判断电路能否放大的基本出发点VCC至少一路直流电源供电1092.1.1、放大的概念

（瞬时模型）放大

由于任何稳态信号都可以分解为若干频率正弦信号（谐波）的叠加，所以放大电路常以正弦波作为测试信号。

重要概念：

放大电路中既有直流信号，也有交流信号（电压、电流、功率）。当三极管、场效应管工作在线性区域时，根据叠加原理，直流信号、交流信号可以分开讨论。这样能简化运算过程，节省运算时间，在模电中广泛采用这一方法。110由于任何稳态信号都可以分解为若干频率正弦信号（2.1.2、性能指标(交流电路)信号源信号源内阻输入电压输入电流输出电压输出电流对信号而言，任何放大电路均可看成二端口网络。1112.1.2、性能指标(交流电路)信号源信号源内阻输入电压电压放大倍数是最常被研究和测试的参数电压放大倍数互阻放大倍数电流放大倍数互导放大倍数1.放大倍数：输出量与输入量之比112电压放大倍数是最常被研究和测试的参数电压放大倍数互阻放大倍数2.输入电阻

将输出等效成有内阻的电压源，内阻就是输出电阻。输入电压与输入电流有效值之比。从输入端看进去的等效电阻1132.输入电阻将输出等效成有内阻的电压源，内阻就是输3.输出电阻

将输出等效成有内阻的电压源，内阻就是输出电阻。空载时输出电压有效值带RL时的输出电压有效值1143.输出电阻将输出等效成有内阻的电压源，内阻就是输4.通频带

由于电容、电感及放大管PN结的电容效应，使放大电路在信号频率较低和较高时电压放大倍数数值下降，并产生相移。衡量放大电路对不同频率信号的适应能力。下限频率上限频率1154.通频带由于电容、电感及放大管PN结的电容效应，5.非线性失真

由元器件非线性特性引起的失真。非线性失真系数输出波形中的谐波成分总量与基波成分之比称为非线性失真系数。1165.非线性失真由元器件非线性特性引起的失真。非线性失6、最大不失真输出电压

Uom(交流有效值)7、最大输出功率Pom和效率η(功率放大电路的参数)

POm输出信号不失真情况下，负载上能获得的最大功率

PV电源消耗功率输入电压再增大就会使输出波形产生非线性失真时的输出电压。1176、最大不失真输出电压Uom(交流有效值)7、最大输出功课程回顾(1)重要概念：当三极管、场效应管工作在线性区域时，根据叠加原理，直流信号、交流信号可以分开讨论。这样能简化运算过程，节省运算时间，在模电中广泛采用这一方法。(2)性能指标(交流电路)118课程回顾(1)重要概念：(2)性能指标(交放大倍数：输入电阻输出电阻119放大倍数：输入电阻输出电阻13§2.2基本共射放大电路的工作原理2.2.1、电路的组成及各元件的作用2.2.2、设置静态工作点的必要性2.2.3、波形分析2.2.4、放大电路的组成原则

本节将以NPN型晶体管组成的基本共射放大电路为例，阐明放大电路的组成原理及电路中各元件的作用。120§2.2基本共射放大电路的工作原理2.2.1、电路的组成及2.2.1、电路的组成及各元件的作用（瞬时通路）VBB、Rb：使UBE＞Uon，且有合适的IB。VCC：使UCE≥UBE，同时作为负载的能源。Rc：将变化的集电极电流转换为电压输出。。

共射1212.2.1、电路的组成及各元件的作用（瞬时通路）VBB、2.2.2、设置静态工作点的必要性一、静态工作点

输入交流电压ui为零时，晶体管各极的电流、b-e间的电压、管压降称为静态工作点Q，记作IBQ、ICQ（IEQ）、UBEQ、UCEQ。其中，UBEQ已知，对于硅管0.7V；（对于锗管0.2V）；求解举例：（直流通路）1222.2.2、设置静态工作点的必要性一、静态工作点二、为什么要设置静态工作点

去掉VBB后，IBQ=0,输出电压必然失真！

对于放大电路的基本要求，一是不失真，二是能够放大。

为什么放大的对象是动态信号，却要晶体管在信号为零时有合适的直流电流和极间电压？

设置合适的静态工作点，首先要解决失真问题，但Q点几乎影响着所有的动态参数！123二、为什么要设置静态工作点去掉VBB后，IBQ=02.2.3、基本共射放大电路的波形分析(定性分析、找找感觉)输出和输入反相！动态信号驮载在静态之上与iC变化方向相反

要想不失真，就要在信号的整个周期内保证晶体管始终工作在放大区！IBQICQ1242.2.3、基本共射放大电路的波形分析(定性分析、找找感觉)2.2.3共发射极放大电路的工作原理及波形分析RB+ECRCC1C2iCuCuo各点波形iBiBuiuCuo1252.2.3共发射极放大电路的工作原理及波形分析RB+ECR2.2.4、放大电路的组成原则静态工作点合适：合适的直流电源、合适的电路参数。动态信号能够作用于晶体管的输入回路，在负载上能够获得放大了的动态信号。对实用放大电路的要求：共地、直流电源种类尽可能少、负载上无直流分量。1262.2.4、放大电路的组成原则静态工作点合适：合适的直流电源两种实用放大电路：（1）直接耦合放大电路将两个电源合二为一有直流分量有交流损失127两种实用放大电路：（1）直接耦合放大电路将两个电源合二为一有静态工作点128静态工作点22（2）阻容耦合放大电路

耦合电容的容量应足够大，即对于交流信号近似为短路。其作用是“隔离直流、通过交流”。动态时，C1、C2为耦合电容！＋－UBEQ－＋UCEQuBE＝ui＋UBEQ，信号驮载在静态之上。负载上只有交流信号。129（2）阻容耦合放大电路耦合电容的容量应足够大，即对于静态工作点瞬时电路步骤：先画直流通路，再计算。130静态工作点瞬时电路步骤：先画直流通路，再计算。24例题2.2.1现有一个直流电源，使用一只PNP型管组成共射放大电路。

（电阻、电容若干）解：要点：（1）发射结正偏，集电结反偏；（2）动态信号能够作用于晶体管的输入回路，在负载上能够获得放大了的动态信号。（C）输入端为直接耦合的共射放大电路；（d）输入端为阻容耦合的共射放大电路；131例题2.2.1现有一个直流电源，使用一只PNP型管组成共§2.3放大电路的分析方法2.3.1、放大电路的直流通路和交流通路2.3.2、图解法2.3.3、等效电路法132§2.3放大电路的分析方法2.3.1、放大电路的直流通(2-133)放大电路分析静态分析动态分析估算法图解法微变等效电路法图解法计算机仿真PSpice(2-27)放大电路分析静态分析动态分析估算法图解法微变等效2.3.1、放大电路的直流通路和交流通路1.直流通路：①交流信号Us=0；②电容开路；③电感相当于短路。2.交流通路：①大容量电容相当于短路；②直流电源相当于短路。

通常，放大电路中直流电源的作用和交流信号的作用共存，这使得电路的分析复杂化。为简化分析，将它们分开作用(小信号-非线性电路在一定范围内用线性电路分析)，引入直流通路和交流通路的概念。1342.3.1、放大电路的直流通路和交流通路1.直流通路：①基本共射放大电路的直流通路和交流通路直流通路交流通路举例1:图2.3.1电容电感电压源电流源直流通路开路短路

保留保留交流通路短路保留短路开路135基本共射放大电路的直流通路和交流通路直流通路交流通路举例1:举例2：图2.3.2直流通路交流通路电容电感电压源电流源直流通路开路短路

保留保留交流通路短路保留短路开路136举例2：图2.3.2直流通路交流通路电容电感电压源电流源直流直流通路阻容耦合单管共射放大电路的直流通路和交流通路举例3：图2.3.3电容电感电压源电流源直流通路开路短路

保留保留交流通路短路保留短路开路137直流通路阻容耦合单管共射放大电路的直流通路和交流通路举例3：

注意：

在分析放大电路时，应遵循“先静态，后动态”的原则；

求解静态工作点时应利用直流通路；求解动态参数时应利用交流通路，两种通路切不可混淆。138注意：

在分析放大电路时，应遵循课程回顾一.直流通路和交流通路的画法1.直流通路：①交流信号Us=0；②大电容开路；③电感相当于短路。2.交流通路：①大容量电容相当于短路；②直流电源相当于短路。

注意：在分析放大电路时，应遵循“先静态，后动态”的原则；

求解静态工作点（UBEQ、IBQ、ICQ、UCEQ）时应利用直流通路；

求解动态参数（、、）时应利用交流通路，两种通路切不可混淆。

139课程回顾一.直流通路和交流通路的画法1.直流通路：①2.3.2、图解法（已知放大管的实测特性曲线）

输入回路负载线QIBQUBEQ1.静态分析:(△ui=0)图解二元方程1402.3.2、图解法（已知放大管的实测特性曲线）输入输入回路负载线QIBQUBEQIBQQICQUCEQ负载线141输入回路负载线QIBQUBEQIBQQICQUCEQ负载线3电压放大倍数的分析:

(△uI

不等于0时)斜率不变142电压放大倍数的分析:

(△uI不等于0时)斜率不变363.波形非线性失真的分析（1）正常情况下Uo1433.波形非线性失真的分析（1）正常情况下Uo37（2）截止失真消除方法：升高Q点。截止失真是在输入回路首先产生失真！144（2）截止失真消除方法：升高Q点。截止失真是在输入回路首先（3）饱和失真消除方法：降低Q点。：饱和失真是输出回路产生失真。145（3）饱和失真消除方法：降低Q点。：饱和失真是输出回路产生失最大不失真输出电压Uom

：比较（UCEQ-UCES）与（VCC－UCEQ

），取其小者，除以。最大不失真输出电压Uom

：比较（UCEQ-UCES）与（VCC－UCEQ

），取其小者，除以。146最大不失真输出电压Uom：比较（UCEQ-UCES）与（uCE=VCC–iCRC与输出特性的交点就是Q点4、直流负载线与交流负载线直流负载线：147uCE=VCC–iCRC与输出特性的交点就是Q点4、直流负载（1）通过输出特性曲线上的

Q点做一条直线，其斜率为-1/R'L

。交流负载线确定方法：R'L=RL∥Rc，是交流负载电阻。

动态信号遵循的负载线称为交流负载线。148（1）通过输出特性曲线上的交流负载线确定方法：R'L=（2）.交流负载线与直流负载线相交Q点。注：对于放大电路与负载直接耦合的情况，直流负载线和交流负载线是同一条直线；而对于阻容耦合放大电路，则只有在空载时两条直线才合二为一。149（2）.交流负载线与直流注：对于放大电路与435、图解法的适用范围

在实际应用中，多用于分析Q点位置、最大不失真输出电压和失真情况。1505、图解法的适用范围在实际应用中，多用于分析2.3.3、等效电路法半导体器件的非线性特性使放大电路的分析复杂化。利用线性元件建立模型，来描述非线性器件的特性。1.直流模型：适于Q点的分析利用估算法求解静态工作点，实质上利用了直流模型。1512.3.3、等效电路法半导体器件的非线性特性使放大电路的分析2.3.3、等效电路法半导体器件的非线性特性使放大电路的分析复杂化。利用线性元件建立模型，来描述非线性器件的特性。1.直流模型：适于Q点的分析理想二极管利用估算法求解静态工作点，实质上利用了直流模型。输入回路等效为恒压源输出回路等效为电流控制的电流源使用条件：发射结正偏，集电结反偏。1522.3.3、等效电路法半导体器件的非线性特性使放大电路的分析2.晶体管的h参数等效模型（交流等效模型）在交流通路中可将晶体管看成为一个二端口网络，输入回路、输出回路各为一个端口。低频小信号模型1532.晶体管的h参数等效模型（交流等效模型）在交流通路中可将简化的h参数等效电路－交流等效模型UT=kT/q,常温下为26mA.基区体电阻由IEQ算出154简化的h参数等效电路－交流等效模型UT=kT/q,常温下为最大不失真输出电压Uom

：比较（UCEQ-UCES）与（VCC－UCEQ

），取其小者，除以。最大不失真输出电压Uom

：比较（UCEQ-UCES）与（VCC－UCEQ

），取其小者，除以。1、图解法课程回顾155最大不失真输出电压Uom：比较（UCEQ-UCES）与（2晶体管的简化h参数等效模型（低频小信号模型、

交流等效模型）UT=kT/q,常温下为26mA.基区体电阻由IEQ算出1562晶体管的简化h参数等效模型（低频小信号模型、

3.放大电路的动态分析(1)电压放大倍数(2)输入电阻(3)输出电阻解释：

现令信号源电压为零；然后在输出端将负载去掉，并加一正弦波测试信号UO，必然产生动态电流IO.1573.放大电路的动态分析(1)电压放大倍数(2)输入放大电路的交流等效电路158放大电路的52例题2.3.2(1)、静态工作点(2)、动态分析159例题2.3.2(1)、静态工作点(2)、动态分析53例题2.3.3(1)、静态工作点直流通路瞬时电路160例题2.3.3(1)、静态工作点直流通路瞬时电路54动态分析输入电阻中不应含有Rs!输出电阻中不应含有RL!161动态分析输入电阻中不应含有Rs!输出电阻中不应含有RL!55§2.4放大电路静态工作点的稳定2.4.1、温度对静态工作点的影响2.4.2、静态工作点稳定的典型电路2.4.3、稳定静态工作点的方法162§2.4放大电路静态工作点的稳定2.4.1、温度对静态工2.4.1、温度对静态工作点的影响

所谓Q点稳定，是指ICQ和UCEQ在温度变化时基本不变，这是靠IBQ的变化抵消作用得来的。

若温度升高时要Q’回到Q，则只有减小IBQT（℃）→β↑→ICQ↑→Q’ICEO↑UBE降低Q’1632.4.1、温度对静态工作点的影响所谓Q点稳定，课程回顾一.微变等效电路法（1）画直流通路：①交流信号Us=0；②大电容开路；③电感相当于短路。（2）求解静态工作点（UBEQ、IBQ、ICQ、UCEQ）

(3)求解动态参数

（、、）。

1.求静态工作点（1)画交流通路：①大容量电容相当于短路；②直流电源相当于短路。2.动态分析（2)画微变等效电路：将晶体管的符号换成晶体管的微变等效电路。164课程回顾一.微变等效电路法（1）画直流通路：①交流信二、晶体管的简化等效电路165二、晶体管的简化等效电路59三.放大电路的动态分析1.电压放大倍数2.输入电阻3.输出电阻166三.放大电路的动态分析1.电压放大倍数2.输入电阻2.4.2、静态工作点稳定的典型电路

（引入直流负反馈）直流通路？Ce为旁路电容，在交流通路中可视为短路1.电路组成和Q点稳定原理（1）电路组成直接耦合方式阻容耦合方式1672.4.2、静态工作点稳定的典型电路（引入直流负反馈）直流（2）稳定原理

为了稳定Q点，通常I1>>IBQ，即I1≈I2；因此基本不随温度变化。168（2）稳定原理为了稳定Q点，通常I1>>IBQ，即I（3）Re的作用：引入直流负反馈T(℃)↑→IC↑→UE↑→UBE↓（UB基本不变）→IB↓→IC↓169（3）Re的作用：引入直流负反馈T(℃)↑→IC↑→URe起直流负反馈作用，其值越大，反馈越强，Q点越稳定。关于反馈的一些概念：将输出量通过一定的方式引回输入回路影响输入量的措施称为反馈。直流通路中的反馈称为直流反馈。反馈的结果使输出量的变化减小的称为负反馈，反之称为正反馈。Re有上限值吗？IC通过Re转换为ΔUE影响UBE温度升高IC增大，反馈的结果使之减小170Re起直流负反馈作用，其值越大，反馈越强，Q点越稳定。关于反（4）静态工作点稳定的原因，总结为①Re的直流负反馈作用；②在Ⅰ1＞＞ⅠBQ的情况下，UBQ在温度变化时基本不变。171（4）静态工作点稳定的原因，总结为①Re的直流负反馈作用课程回顾一.微变等效电路法（1）画直流通路：①交流信号Us=0；②大电容开路；③电感相当于短路。（2）求解静态工作点（UBEQ、IBQ、ICQ、UCEQ）

(3)求解动态参数

（、、）。

1.求静态工作点（1)画交流通路：①大容量电容相当于短路；②直流电源相当于短路。2.动态分析（2)画微变等效电路：将晶体管的符号换成晶体管的微变等效电路。172课程回顾一.微变等效电路法（1）画直流通路：①交流信二、放大电路静态工作点的稳定1、温度对静态工作点的影响T(℃)↑→IC↑→UE↑→UBE↓（UB基本不变）→IB↓→IC↓173二、放大电路静态工作点的稳定1、温度对静态工作点的影响T2.

Q点分析分压式电流负反馈工作点稳定电路（1）估算法1742.Q点分析分压式电流负反馈工作点稳定电路（1）估算法讨论：（2）利用戴维南定理法175讨论：（2）利用戴维南定理法693.动态分析无旁路电容Ce时：如何提高电压放大能力？如何提高电压放大能力？1763.动态分析无旁路电容Ce时：如何提高电压放大能力？如何利?弊?无旁路电容Ce时：如何提高电压放大能力？177利?弊?无旁路电容Ce时：如何提高电压放大能力？711.静态分析重点掌握：估算法课程回顾§2.4放大电路静态工作点的稳定1781.静态分析重点掌握：估算法课程回顾§2.4放大电路2.动态分析无旁路电容Ce时：如何提高电压放大能力？如何提高电压放大能力？1792.动态分析无旁路电容Ce时：如何提高电压放大能力？如何利?弊?无旁路电容Ce时：180利?弊?无旁路电容Ce时：74例2.4.1解：

（1）静态工作点（2）动态分析当有Ce时无旁路电容Ce时：181例2.4.1解：

（1）静态工作点（2）动态分析当有Ce时（3）若Rb1因虚焊而开路：

假设电路中晶体管仍工作在放大状态，则

上式表明，原假设不成立，晶体管工作在饱和区。动态分析已无意义。若晶体管的饱和管压降UCES=0.7V，则管子的发射极电位和集电极电位为182（3）若Rb1因虚焊而开路：假设电路中晶体管1、晶体管的简化等效电路课程回顾1831、晶体管的简化等效电路课程回顾772.微变等效电路法（1）画直流通路（2）求解静态工作点（UBEQ、IBQ、ICQ、UCEQ）

(3）求解动态参数

（、、）。

1）.求静态工作点（1）画交流通路：2）.动态分析（2）画微变等效电路：将晶体管的符号换成晶体管的微变等效电路。1842.微变等效电路法（1）画直流通路

(3）§2.5晶体管单管放大电路的三种基本接法2.5.1、基本共集放大电路2.5.2、基本共基放大电路2.5.3、三种接法放大电路的比较185§2.5晶体管单管放大电路的三种基本接法2.5.1、基本2.5.1、基本共集放大电路2.静态分析1.电路的组成1862.5.1、基本共集放大电路2.静态分析1.电路的组动态分析

（1）电压放大倍数首先画交流通路187动态分析

（1）电压放大倍数首先画交流通路81故称之为射极跟随器188故称之为射极跟随器82（2）输入电阻的分析Ri与负载有关！RL带负载电阻后从基极看Re，被增大到（1+β）倍189（2）输入电阻