三极管放大电路

电子技术

第四章放大电路的认知及应用模拟电路部分(2-1)

放大电路的认知及应用§4.1三极管基本放大电路§4.2场效应管放大电路§4.3多级放大电路§4.4功率放大电路(2-2)§4.1三极管基本放大电路

一

放大器的概念电子学中放大的目的是将微弱的变化信号放大成较大的信号。这里所讲的主要是电压放大电路。电压放大电路可以用有输入口和输出口的四端网络表示，如图：uiuoAu(2-4)放大电路应满足两个条件：1、输出信号的功率大于输入信号的功率。2、力求输出到负载上的信号波形与输入信号的波形相同。一个放大器必须含有一个或多个有源器件，如：三极管、场效应管等。同时还包括电阻、电容、电感、变压器元件。(2-5)1、放大器的基本要求（1）要有足够的放大倍数放大倍数是衡量放大器放大能力的参数，放大倍数有电压放大倍数（Au）、电流放大倍数（Ai）和功率放大倍数（Ap）三种。（2）、要具有一定宽度的同频带

放大器放大的信号往往不是单一频率的，而是在一定频率范围内变化的。因此，要求放大器具有一定宽度的同频带。（3）、非线性失真要小

因为放大电路中晶体三极管是非线性器件，在放大信号的过程中，放大后的信号与原信号相比，波形将产生、畸变，这种现象称为非线性失真。（4）、工作要稳定放大器的各参数要基本稳定，不随工作时间和环境条件的变化而变化；同时放大器在没有外加信号时，它本身也不能产生其它信号，既不能发生自激震荡。

(2-6)2、放大电路的分类（1）、按三极管的连接方式分：共发射极放大器、共基极放大器和共集电极放大器。（2）、按放大信号的工作频率分：直流放大器、低频放大器和高频放大器。(3)、按放大信号的形式分：交流放大器和直流放大器。（4）、按放大器的技数分：单级放大器和多级放大器。（5）、按放大信号的性质分：电流放大器、电压放大器和功率放大器。（6）、按被放大的信号的强度分：小信号放大器和大信号放大器。（7）、按元器件的集成化程度分：分立元件放大器和集成电路放大器。3、放大器的放大倍数（1）、电压放大倍数是放大器输出电压瞬时值与输入电压瞬时值的比值。

Au=

U0Ui(2)、电流放大倍数是放大器输出电流瞬时值与输入的瞬时值的比值。

Ai=

i0ii（3）、功率放大倍数是放大器输出功率与输入功率的比值。

Ap=

p0pi

4、放大器的增益

放大倍数用对数表示称为增益G，功率放大倍数常取用对数来表示，成为功率增益Gp,单位为分贝（用dB表示）感谢各位评委老师指导

本章将依据上述原则，介绍几种常用的基本放大电路的组成，讨论它们的工作原理、性能指标和基本分析方法。掌握这些基本放大电路，是学习和应用复杂电子电路的基础。

(1).电路的组成三极管VT,电源VCC,基极偏置电阻Rb,耦合电容C1和C2，集电极负载电阻RC

二、基本共射极放大电路1、电路组成及各元作用

放大电路的分析方法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(2-11)

共射放大电路的基本组成放大元件iC=iB，工作在放大区，要保证集电结反偏，发射结正偏。uiuo输入输出？参考点RB+ECEBRCC1C2T(2-12)集电极电源，为电路提供能量。并保证集电结反偏。RB+ECEBRCC1C2T(2-13)集电极电阻，将变化的电流转变为变化的电压。RB+ECEBRCC1C2T(2-14)使发射结正偏，并提供适当的静态工作点。基极电源与基极电阻RB+ECEBRCC1C2T(2-15)耦合电容隔离输入输出与电路直流的联系，同时能使信号顺利输入输出。RB+ECEBRCC1C2T(2-16)可以省去电路改进：采用单电源供电RB+ECEBRCC1C2T(2-17)单电源供电电路+ECRCC1C2TRB(2-18)(2).各元件作用

(1)三极管V：实现电流放大。

(2)集电极直流电源UCC:确保三极管工作在放大状态。

(3)集电极负载电阻RC:将三极管集电极电流的变化转变为电压变化，以实现电压放大。

(4)基极偏置电阻RB:为放大电路提供静态工作点。

(5)耦合电容C1和C2:隔直流通交流。

基本放大电路的工作原理ui=0时由于电源的存在IB0IC0IBQICQIEQ=IBQ+ICQRB+ECRCC1C2T(2-20)

（3）.工作原理

(1)ui直接加在三极管V的基极和发射极之间，引起基极电流iB作相应的变化。

(2)通过V的电流放大作用，V的集电极电流iC也将变化。

(3)iC的变化引起V的集电极和发射极之间的电压uCE变化。

(4)uCE中的交流分量uce经过C2畅通地传送给负载RL，成为输出交流电压uo,，实现了电压放大作用。

2、放大电路中的直流通路和交流通路1）放大电路的直流通路（1）静态(放大电路未加入输入信号即Ui=0时电路的工作状态。此时电路中的电压、电流都是直流信号，IB,IC,UCE称为放大电路的静态工作点，记作：Q（IBQ,ICQ,UCEQ）)(2)直流通路：指放大器中直流电流流经路径。画直流通路：把电容视为开路，其余保持不变。2.画出基本放大电路的直流通路？××+TRbRCCVc.静态工作点的含义？

所谓静态工作点就是输入信号为零时，电路处于直流工作状态，这些直流电流、电压的数值在三极管特性曲线上表示为一个确定的点Q，即

IBQ、ICQ、UBEQ、UCEQ。+TCCRbVcRIBQICQUCEQUBEQ静态工作点Q公式推导

仔细观察基本放大电路的直流通路并完成下列题目：1.该图中有＿＿条支路。２.根据基尔霍夫电压定律可列出回路方程：VCCIBQRbUCEQ+TRbRc2

硅管约为_______Ｖ锗管约为_______Ｖ0.70.3可忽略不计所以：UBEQ放大电路中ICQ=IBQIBQ、ICQ、UBEQ、UCEQ的公式推导

IBQ=UCEQ=ICQ=IBQ+TRbRCCVc强记不如善悟

——佚名ICQ=IBQ求解下图基本放大电路的静态工作点IBQ、ICQ、UCEQ

例

已知：Ｒb=300KΩ,Ｒc=4KΩ,ＶＣＣ=12V,β=37.5试一试ICQ=IBQ=37.5×4=1.5mA+TRbRCCVc练一练基本放大电路如图试回答以下两个问题：2.已知：Ｒb=200KΩ,Ｒc=2KΩ,ＶＣＣ=12V,β=50估算静态工作点IBQ、ICQ、UCEQ1.已知：Ｒb=400KΩ,Ｒc=4KΩ,ＶＣＣ=20V,β=50估算静态工作点IBQ、ICQ、UCEQICQ=IBQ=50×60=3mA+TRbRCCVc1.解：ICQ=IBQ=50×50=2.5mA+TRbRCCVc2.解：

三极管本身就是一个非线性器件，其非线性特性主要反映在输入特性的转折区，输出特性的饱和区及截止区。对一个由三极管组成的放大电路来说，非线性失真是不可避免的。而我们要求放大器的非线性失真尽可能小。当静态工作点位置选择不当或信号过大时，将出现严重的非线性失真。2、静态工作点对波形的影响

(1)饱和失真若Q点位置选得偏高，接近饱和区时，如QA点，iC信号的正半周和UCE1的负半周被部分削除，这种由于动态工作点进入饱和区而引起的失真，称为“饱和失真”。(2)截止失真当Q点的位置选得偏低，接近截止区处时，如QB点则信号负半周可能进入截止区，造成输出电压的上半周被部分切掉，产生“截止失真”。uce

(V)ωt

2Π

ube

(V)IcQUcEQ2Π

2Π

ωt

ωt

ωt

ic(mA)IcQΠ

Π

Π

ic(mA)ib(μA)ib(μA)126Q

Q

IBQ饱和失真过程演示返回uce

(V)ωt

2Π

ube

(V)IcQUcEQ2Π

2Π

ωt

ωt

ωt

ic(mA)IcQΠ

Π

Π

ic(mA)ib(μA)ib(μA)126Q

Q

IBQ截止失真过程演示返回3、静态工作点与波形失真关系1、静态工作点Q选择不当，就会使放大器工作时产生信号波形的失真。若Q点在交流负载线上的位置过高，信号的正半周可能进入饱和区，造成输出电压波形负半周被部分削除，产生波形失真。若静态工作点在交流负载线上位置过低，则信号负半周可能进入截止区，造成输出电压的上半周被部分切掉，产生截止失真。由于它们都是晶体管的工作状态离开线性放大区进入非线性的饱和区和截止区所造成的，因此称为非线性失真。为了获得幅度大而不失真的交流输出信号，放大器的静态工作点应选在交流负载线中点处。4、消除非线性失真的方法（1）当静态工作点偏高，IBQ偏大，出现饱和失真。要消除饱和失真，可能偏置电阻Rb增大，即可使IBQ下降，静态工作点下移。（2）当静态工作点偏低，IBQ偏小，出现截止失真。要消除截止失真，可能偏置电阻Rb减小，即可使IBQ上升，静态工作点上移。（3）为调节静态工作点，常将偏置电阻设置成可调电阻，为防止可调偏置电阻调为零电阻时，静态工作点电流过大引起三极管损失，又常将可调偏置电阻与一固定电阻相串联，如：图课本88页4-10。你学到了什么静态工作点Q的估算ICQ=IBQ作业1.同步练习第23页第2题2.思考放大电路中RB和RC值能不能随便取，会出现什么情况？尝试完成下表：已知vcc=12v,β=40RbRcQ值Q可能出现情况200kΩ2kΩIBQ=___ICQ=____UCEQ=____3kΩIBQ=___ICQ=____UCEQ=____10kΩIBQ=___ICQ=____UCEQ=____IBQ=___ICQ=____UCEQ=____举一反三，闻一知十，乃学者用功之深，究理之熟，才能融会贯通，以至于此。

———朱熹谢谢放大电路的交流通路1、动态（即交流通路）：是指放大电路的输入端加交流信号时电路的工作状态，动态是电路同时存在交流量和直流量。2、交流通路：是指放大电路中交流信号通过的路经。（求：放大电路的放大倍数Au，输入电阻ri和输入电阻r0）3、交流通路的画法把电容和直流电源视为短路，其余元件不变。

基本交流电压放大电路

动态分析

画出放大电路的交流通路

将直流电压源短路，将电容短路。下一页返回上一页短路短路置零

基本交流电压放大电路

下一页返回上一页+++R--uoTuRBRLic+交流通路

基本交流电压放大电路

下一页返回上一页Trbe三极管微变等效电路

基本交流电压放大电路

下一页返回上一页+++--uouRBRLiRc+rbe微变等效电路

基本交流电压放大电路

下一页返回上一页+++--uouRBRLiRc+rbeRBRCuiuORL+–+–对交流信号(有输入信号ui时的交流分量)XC0，C可看作短路。忽略电源的内阻，电源的端电压恒定，直流电源对交流可看作短路短路短路对地短路交流通路

用来计算电压放大倍数、输入电阻、输出电阻等动态参数。+UCCRBRCC1C2T++RLui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiEicuceRBRCRLuiuo交流通路(2-52)输入电阻：ri=RB//rBE≈rBE(RB的阻值很大约等于rBE)对于小功率三极管：输出电阻：r0=rCE//R