《模电》第3章BJT放大电路

第3章BJT放大电路一、基本组成直流电压源放大电路信号源负载VCCGNDGND换能、提供直流偏置条件电路讨论条件：正弦稳态、中频段、低频管、不失真、功率增益>1、微弱输入信号、负载为纯电阻2/4/20231直流电压源放大电路信号源负载放大电路直流电压源2/4/20232心电检测仪的信号源放大器2/4/20233二、放大器的两种基本类型及其技术指标1.单电源供电基本CE模型2/4/202342/4/202352.基极分压式偏置电路—

固基压稳射极电流电路（1）固基压稳射极电流---原理2/4/20236稳射极电流IE

---原理1.为什么要稳定集电极电流IC?思考题：2/4/20237（2）基极分压式偏置电路---构成CE、CB、CC放大电路结构2.为什么I2不能过大于IB?思考题：3.旁路电容用来做什么事?4.耦合电容用来做什么事?5.为什么要计算工作点电流IC?6.为什么要计算工作点电压

VCE?2/4/20238（3）放大器的交流小信号模型\技术指标定义交流输入电阻Ri交流输出电阻Ro2/4/20239交流输入电阻Ri交流输出电阻Ro2/4/202310（1）直流通路---开路电容、短路电感（2）交流通路---开路直流电流源、开路扼流圈；短路电容（耦合电容、旁路电容）、短路直流电压源VCC。3.图解法2.估算法4.交流小信号等效模型分析法（微变等效模型法）三、电路分析方法1.直流通路和交流通路获取方法---开路、短路2/4/202311四、CE电路图解法1.根据（1）CE电路BJT之输入伏安特性曲线、输出伏安特性曲线；（2）输入单回路〖分割〗、输出单回路分割〖分割〗；（3）输入回路负载线（直流、交流）、输出回路负载线（直流、交流）；2.目的（1）输入静态工作点Qi

求解〖BJT之e结VCR与其外VCR的交点〗（2）输出静态工作点Qo

求解〖BJT之输出VCR与其外VCR的交点〗（3）电路的非线性失真---削波失真---饱和失真、截止失真；（4）确定放大器交流不失真的动态范围；

（5）放大器输出回路偏置电阻的合理选择、输入回路偏置电阻的合理选择、直流电压源VCC的合理选择。2/4/2023122/4/2023132/4/2023142/4/2023152/4/2023162/4/2023172/4/202318VCE（cut）V’CC输入、输出之交流负载线共享静态工作点。2/4/202319V’CCVCESVCE（sat）VCE（cut）VCE（sat）=VCEQ－VCES

；VCE（cut）=V’cc－VCEQ=R’LIC两者最小者，确定了放大器最大不失真输出电压幅度（即：动态范围）。2/4/202320五、微变等效模型分析法（交流小信号等效模型）---交流＋＋1.β参数模型2/4/202321涉及方面:静态工作点的估算、中频段、交流技术指标定义

和意义、交流小信号等效模型与技术指标求解。2.gm参数模型六、三种基本组态放大电路CE、CB、CC2/4/202322[1]CE电路结构1.CE放大电路2/4/202323[2]CE直流通路图静态工作点计算：2/4/202324[3]CE交流通路图2/4/202325[4]CE放大器技术指标计算与电路等效模型图2/4/202326CE输入单回路等效模型图图a忽略rce影响等效图图b输入回路等效图〖1〗CE含射极直流电阻RF输入回路等效模型图〖2〗求输入电阻Ri2/4/202327〖3〗求输出电阻Ro2/4/2023282/4/202329放大器的通用小信号模型图2/4/202330[1]CB放大电路图2.CB放大电路2/4/202331[2]CB直流通路图静态工作点计算：2/4/202332[3]CB交流通路图2/4/202333[4]CB交流小信号等效模型图2/4/202334[5]CB单回路简化模型2/4/202335[6]CB放大器技术指标计算2/4/202336[1]CC电路图3.CC放大电路2/4/202337[2]CC直流通路图静态工作点计算：2/4/202338[3]交流小信号等效模型CC交流通路2/4/202339[4]CC交流小信号等效模型图2/4/202340[5]CC输组态输入电阻求解简化模型输入单回路图2/4/202341[6]CC输组态输出电阻求解简化模型2/4/202342[7]

CC放大器技术指标计算2/4/2023432/4/202344七、三种基本组态电路特征比较2/4/202345八、BJT基本组态的级联----多级放大器图3-24

级联放大器模型示意图2/4/2023461、信号的四种耦合方式（1）电容耦合方式

CE–CE级联电路2/4/202347扼流圈：隔离；图3-26电源去耦电路去耦旁路电容：2/4/202348[1]电容的作用：C3

：输出耦合耦合；

C1：输入耦合；C2：级与级之间的级间耦合；[2]直流电压源内阻r’的影响：输出回路信号经电源内阻r’反馈到输入同输入信号混合叠加形成放大器新的输入量。如果形成的反馈是正反馈，放大器会出现自激，破坏电路稳定工作。2/4/2023492/4/2023502/4/2023512/4/202352（2）变压器耦合方式CE–CE级联电路2/4/202353[1]响应频谱（幅谱）特性下限截止频率高，上限截止频率因为受到变压器高频趋肤效应、分布参数负载阻抗和BJT结电容以及基区宽度调制效应、BJT的特征频率等影响，显得较低。（3）直接耦合方式[1]电路原理图2/4/202354CE放大器的直接耦合方式NPN-PNP管配合实现直接耦合2/4/202355[2]直接耦合的三个特殊问题〖1〗放大器前后级直流电平必须正确配合〖2〗直流放大器的零输入和零输出条件：放大器输入口和输出口的静态直流电压为零，就是直流放大器的零输入零输出的条件。〖3〗零点漂移问题直接耦合放大器在静态时，输出端直流电压会出现缓慢变化的现象，称之为零点漂移，简称零漂。2/4/202356（4）光电耦合方式光电耦合放大器是放大器之间利用光耦合器件－光电二极管或光电三极管，将放大器之间耦合起来。原理如图3-28所示。其特点是：耦合器件将放大器的前后级间隔离开来。光电耦合放大器的增益同时要考虑光耦合器件的转换效率。图3-28光电耦合放大器原理框图2/4/2023572、多级放大器指标的计算（1）输入电阻、负载、信号源：多级放大器中，后级放大器的输入电阻是前级放大器的负载，而前级放大器的输出回路是后级放大器的信号源。（2）微变模型同单级一样。（3）多级放大器的通用模型图2/4/202358两级放大器的通用模型图2/4/2023594、实例分析[1]CE–CB级联放大电路图（1）CE–CB级联放大器分析2/4/202360[2]CE–CB级联放大电路的交流通路图2/4/202361[3]CE-CB交流小信号等效模型图2/4/202362[4]电压增益简化算法-----输入置1V2/4/202363（2）CC–CB级联放大器分析[1]CC–CB级联放大器电路图2/4/202364[2]交流小信号等效模型图2/4/202365[3]电压增益简化算法-----输入置1V2/4/202366九、本章小结1.BJT小信号放大器线性放大条件:2.BJT小信号线性等效模型；3.BJT放大CE、CB、CC原理与技术指标计算；

BJT放大器的非线性失真：晶体管非线性伏安特性产生的输出波形的失真称为非线性失真（发射结电压与电流关系是指数函数）。非线性失真情况下的输出含有新的频率分量。

特殊失真现象：大信号状态下发生的2/4/2023675.放大器的动态范围：输出交流负载线上的动点变化范围。应用图解分析法，进行电路分析以解决不失真最大输出的最佳交流负载线选择确定为目的。图解分析法：

[1]直流负载线；

[2]交流负载线；

[3]直流电源电压VCC、偏置电阻R1、

R2、RE、RC和负载电阻RL对放大波峰失真含“削顶”失真和“削底”失真。NPN：“削顶”属于截止失真；PNP：“削顶”属于饱和失真；2/4/202368器的交直流负载线的影响、对电压放大倍数AV的影响、对源电压放大倍数AVS的影响、对放大器的失真和不失真动态范围的影响等的分析技巧。8.输入电阻和输出电阻的匹配：

[1]输入电阻同信号源内阻的匹配，获得放大器的最大输入功率

。[2]输出电阻同负载电阻的匹配，获得放大器的最大输出功率。[3]合理选择、的大小能够获得最大功率增益APMAX

或最大电压增益AVSMAX。2/4/2023699.多级级联放大器特点

[1]级联能够提高放大器增益，但是带宽B变窄。[2]级联能够改善放大器的输入输出电阻，实现匹配传输信号。[3]级联的直接耦合方式具备频带宽、成本低增益高的特点。但是，存在着三个特殊问题，必须妥善解决。10.三种基本组态电路的静态偏置电路共性[1]直流偏置电路相同(见下面的直流通路图)：2/4/202370图3-29三种基本组态的直流通路图2/4/202371[2]图3-29偏置电路特殊性：[4]保证基极电位稳定的条件：利用直流负反馈克服环境温度带的工作点不稳定现象，提供稳定的静态工作点。[3]偏置电路稳定性焦点：当环境温度变化时，基极对地的电位不随之改变，即基极电位的稳定是保证工作点稳定的条件。【1】I2>>IB;工程取值：I2>10IB；【2】R1、R2尽可能选择高精度、金属膜电阻，以提高其对温度的相对稳定性。2/4/202372五、试题解法训练但是，要求RB=R1//R2足够大，使RB>>，以保证提高源电压增益AVS

。2/4/2023731．多级级联电路如图7所示。其中，耦合电容和旁路电容容量足够大。已知：（1）画出小信号交流等效电路；（2）求中频段电压增益。（15分）2/4/2023742/4/2023752/4/2023762/4/2023772/4/2023782/4/2023792/4/2023802/4/202381图解法练习题：P106习题3.13、3.19波形失真判定题：P107习题3