第2章 基本放大电路

电动机转速测速系统示意图模拟电子数字电子第2章基本放大电路内容第1节共发射极放大电路第2节共集电极放大电路第3节多级放大电路及其频率特性第4节差分放大电路第5节 互补对称功率放大电路第6节 场效应管放大电路第7节 放大电路的Multisim仿真重点内容放大电路的基本组成（共射放大电路）放大电路的静态分析和动态分析方法差分（动）放大电路的特点与作用互补对称功率放大电路的工作原理 放大电路的基本概念电压放大电路的框图表示（四端网络）uiuoAu放大倍数Au要足够大,输出波形不失真类型：共发射极放大电路

共集电极放大电路共基极放大电路放大电路分析静态分析动态分析估算法图解法计算机仿真法微变等效电路分析法图解法计算机仿真法1.1共发射极放大电路耦合电容作用：隔直通交集电极电阻，保证集电结反偏，实现电压放大核心元件iC=iB，工作在线性放大区，要保证其发射结正偏，集电结反偏。一、放大电路的组成（固定偏置）基极电阻，保证发射结正偏，并提供合适的静态工作点。让晶体管实现放大为电路提供能量C2+C1+RB+UCCRCTRB+UCCRCC1C2uiuo++

IB大写字母、大写下标，表示直流量iB小写字母、大写下标，表示全量。ib小写字母、小写下标，表示交流分量

Ib大写字母、小写下标，表示交流分量有效值+全量iBt=直流分量IBt静态分析直流通路交流分量ib动态分析交流通路开路开路直流通路（所有电容均开路）二、放大电路静态分析RB+UCCRCRB+UCCRCC1C2uiuo++ui=01、估算法RB+UCCRCIBUBEUCEIC静态工作点（Q点）计算iCuCEUCC直流负载线与三极管输出特性(IB定)的交点QIB2、图解法

（IC、UCE）直流负载线UCEIC0iCuCE可输出的最大不失真信号3.合适的静态工作点iBQ交流通路三、放大电路的动态分析置零短路短路ui≠0电容、直流电源短路iBiCuCE波形示意图RB+UCCRCC1C2++1.图解法uiuoiBuBEQiCuCEib1）动态分析（交流放大原理）a.放大 b.反相直流搭台，交流唱戏iBicuBEtuCEtiCuCEuoQ点过低,信号进入截止区,导致截止失真截止失真2）放大电路的非线性失真iCiCuCEQ点过高，信号进入饱和区，产生饱和失真uo饱和失真iC实现放大的条件1、晶体管必须工作在放大区。发射结正偏，集电结反偏。2、设置合适的静态工作点，使整个波形处于放大区。3、输入回路将变化的电压转化成变化的基极电流。4、输出回路将变化的集电极电流转化成变化的集电极电压，经电容耦合，只输出交流信号。电容起“隔直流通交流”的作用。2微变等效电路分析法1）三极管的微变等效模型输入回路对输入的交流小信号而言，发射结相当于电阻rbe。小功率三极管的rbe一般为(1~2)kΩ左右Δ

Δ

Δ

BE该公式不能用于直流计算！输出回路输出端相当于一个受ib控制的电流源iCuCE近似平行QiC近似平行uCE。表明iC

和uCE基本无关，只受iB

控制。三极管的微变等效模型弄清楚等效的概念：1.等效的条件？(微变)2.怎么等效？(三极间)2.放大电路的微变等效电路画交流通路：电容和理想电压源视为短路画微变等效电路：三极管用微变等效模型代替CBErbeRBRCEBCui3.放大器动态性能指标分析负载电阻越小，放大倍数越小1)电压放大倍数rbeRBRCRL交流负载电阻放大电路2)输入电阻riri越大越好！可减轻信号源的的负担例1求固定偏置放大电路的输入电阻CBErbeRCRLEBCRBui放大电路3)输出电阻ro怎样计算ro？ro越小越好！CBErbeRCRLEBCRBui例2求固定偏置放大电路的输出电阻4、放大电路的一般等效模型源电压放大倍数空载电压放大倍数RB+UCCRCIBUBEUCEIC为了保证放大电路的稳定工作，必须有合适的、稳定的静态工作点。但是，温度的变化会严重影响静态工作点。四、静态工作点的稳定1、静态工作点计算>>

uiRB1+UCCRCRB2RERLuoCEI1I2IBC2+C1++分压式偏置放大电路直流通路RB1+UCCRCRB2REI1I2IB+本电路稳定IC的过程实质是：RE形成强负反馈2.稳定静态工作点的过程CE旁路电容对直流不起作用RB1+UCCRCRB2REI1I2IB+通常选取：例2.1、分压偏置电路(有CE)

放大器动态性能分析交流负载电阻riro例2.2、分压偏置电路(无CE)去掉CE后的微变等效电路交流负载电阻去掉CE后的微变等效电路解(1)静态工作点例1在固定偏置的放大电路中，已知RB=300kΩ,RC=3kΩ,RL=6kΩ,β=40,UCC=12V。试求：（1）静态工作点；（2）电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。电压放大倍数：输入电阻：

输出电阻：例2在分压式偏置的放大电路中，已知RB1=39kΩ,RB2=7.5kΩ,RC=3kΩ,RE=1kΩ,RL=6kΩ,β=40,UCC=12V。试求：（1）静态工作点；（2）电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。解（1）静态工作点(2)电压放大倍数：输入电阻：输出电阻：微变等效电路(3)若CE开路思考题1、微变等效电路的使用前提是什么？如何画出放大电路的微变等效电路？2、放大电路的输入电阻和输出电阻指的是什么？对放大器的性能有什么影响？3、耦合电容起什么作用？旁路电容起什么作用？2.2共集电极放大电路一.静态分析RB+UCCC1C2RERLuiuo+UCCRBREUBEIEIB二.动态分析微变等效电路rbeRERLRBRERLuiuoRB+UCCC1C2RERLuiuoRBRERLuiuo共集电极放大电路又称之为射极输出器1、电压放大倍数特点1：uo

≈

ui 大小相等、同相，又叫电压跟随器无电压放大作用，但有电流放大作用rbeRERL2、输入电阻特点2：ri大可高达几十到几百千欧姆左右rbeRERLRBrbeRB3、输出电阻用加压求流法求输出电阻。置0Rs3、输出电阻特点3:

ro

很小，带负载能力强。一般所以一般大约在几十欧姆左右讨论1、将射极输出器放在电路的第一级，可以提高输入电阻。2、将射极输出器放在电路的最后一级，可以降低输出电阻，提高带负载能力。3、将射极输出器放在电路的两级之间，可以起到电路的匹配作用。2.3多级放大电路及其频率特性阻容耦合变压器耦合直接耦合光电耦合一、耦合方式：第一级第二级第n-1级第n级输入输出功率放大级耦合前置级前级放大电路后级放大电路前级放大电路后级放大电路前级放大电路后级放大电路电容耦合变压器耦合直接耦合1.前后级Q点相互影响二、直接耦合放大电路存在的特殊问题2.存在严重的零点漂移（零漂）零漂：当ui=0时,uo≠0,有一缓慢、不规则的输出主要是由温度、电路元件参数、电源电压变化等引起。uot0有时会将信号淹没温漂：温度引起的零漂。在零漂中，温漂最为严重。三、阻容耦合多级放大电路的动态性能分析特点：各级静态工作点互不影响,也不存在严重的零漂rirori2Uo1Ui2+UCCRS1M(+24V)R120KUi27KC2C3R3R2RLRE282K43K10K8K10KC1RC2T1RE1CET2US++++Uo四、阻容耦合放大电路的频率特性频率特性幅率特性相率特性耦合、旁路电容造成三极管结电容等造成fL:下限截止频率fH:上限截止频率低中高fAu幅频特性曲线通频带:0耦合电容C1、C2（几十微法）设为：20微法等效电容CO（几十皮法）：结电容和分布电容设为：10皮法f/Hz101k100kXC796Ω7.96Ω0.0796ΩXC0160MΩ1.6MΩ16kΩ思考题1、放大器的放大倍数：在低频段下降的原因是什么？在高频段下降的原因又是什么？2、射极输出器有什么特点？一、典型差分放大电路2.4差分（动）放大电路特点：电路对称二.静态分析三、差分放大电路的输入、输出方式四、抑制零漂的原理当ui1

=

ui2

=0时：uo=uC1-uC2

=0当温度变化时：uo=(uC1+uC1

)-(uC2+uC2)=0输入端

接法双端单端输出端接法双端单端ui

=ui1-

ui2ui

=ui1、

ui2=0uo

=uo1-

uo2uo

=uo1、

uo21.双端输出——对称性温度TICIE

=2ICVEUBEIBICRE

抑制温度漂移自动稳定RE:强负反馈作用2.单端输出ui1uo1+UCCRCT1RBRCT2RBui2-UEEREIC1IC2IBIBIE五.输入信号分类1.差模输入差模信号：ui1=-ui2=uid差模电压放大倍数:2.共模输入共模信号：ui1

=ui2=uiC共模电压放大倍数:共模抑制比:越大越好！3.任意输入:ui1,

ui2差模分量:共模分量:ui1

=uic+

uidui2=uic-

uid

叠加分解例题:

ui1=20mV,ui2=10mV则：uid=5mV,uic=15mVui1=15mV+5mV,ui2=15mV+(-5mV)ui

=ui1-ui2

=2uid即:1.差模输入六.动态分析(一).双端输入、双端输出+UCCui均压器-UEEuoRCT1RCT2RERRui1ui2RE对差模信号作用

ui1

ui2ib1

,ic1ib2

,ic2ie1

=-ie2iRE

=ie1+

ie2

=0uRE

=0RE对差模信号不起作用ib2ib1ic2ic1iRE+UCC-UEEuiuoRCT1RCT2RERRui1ui2uo1uo1ie2ie1(1)差模信号通路

ui2

ui1RR

uod1

uod2

uodC1B1C2EB2RCT1RCT2ib2ib1ic1ic2(2)放大倍数双端输入双端输出的差模电压放大倍数就等于单管放大倍数结论：2.共模输入uc2uc1

uoc2

uoc1uoc2RERCT1RCT2

ic1

ic2ie12RE

ie2uoc=uoc1－uoc2

0uoc1=uc2AC

0KCMRR

uoc1=uoc23.差动输入ui1

=uic+

uidui2=uic-

uid由叠加原理可知：uo1=Ac×uic＋Ad×uiduo2=Ac×uic－Ad×uiduo=uo1－uo2＝2Ad×uid＝Ad×(ui1－ui2)差分放大电路的特点：放大差模信号，抑制共模信号(三).双端输入、单端输出(二).单端输入、双端输出(四).单端输入、单端输出例1：扩音系统电压放大功率放大

信号提取执行机构一、功率放大器的一般概念

功率放大器的作用：作为放大电路的输出级，以驱动执行机构。如使扬声器发声、继电器动作、仪表指针偏转等。2.5互补对称功率放大电路功放电路特点2、电流、电压信号比较大，必须注意防止波形失真。3、电源提供的能量尽可能转换给负载，减少晶体管及线路上的损失。即注意提高电路的效率（）。4、散热。1、功放三极管保护：功放电路中电流、电压都比较大，必须注意电路参数不能超过晶体管的极限值:ICM,UCEO,PCM。UCEOICMPCMicuCE甲类工作在线性区信号不失真效率低最大效率50%二、甲类、甲乙类、乙类放大电路iCicticiCtiCict甲乙类乙类正半周工作在线性区负半周全部进入截止区信号负半周完全失真效率高最大效率可达78.5%工作原理（设ui为