第九章 基本放大电路

电子技术第二章基本放大电路模拟电路部分1第二章基本放大电路§2.1概论§2.2放大电路的组成和工作原理§2.3放大电路的分析方法§2.4静态工作点的稳定§2.5射极输出器§2.6多级阻容耦合多级放大电路2§2.1概论2.1.1放大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：uiuoAu32.1.2放大电路的性能指标一、电压放大倍数AuUi和Uo分别是输入和输出电压的有效值。uiuoAuAu是复数，反映了输出和输入的幅值比与相位差。4二、输入电阻ri放大电路一定要有前级（信号源）为其提供信号，那么就要从信号源取电流。输入电阻是衡量放大电路从其前级取电流大小的参数。输入电阻越大，从其前级取得的电流越小，对前级的影响越小。Au~US定义：即：ri越大，Ii就越小，ui就越接近uS5三、输出电阻roAu~US放大电路对其负载而言，相当于信号源，我们可以将它等效为戴维南等效电路，这个戴维南等效电路的内阻就是输出电阻。~roUS'6如何确定电路的输出电阻ro？步骤：1.所有的电源置零(将独立源置零，保留受控源)。2.加压求流法。方法一：计算。7方法二：测量。Uo1.测量开路电压。~roUs'2.测量接入负载后的输出电压。~roUs'RLUo'步骤：3.计算。8四、通频带fAuAum0.7AumfL下限截止频率fH上限截止频率通频带：fbw=fH–fL放大倍数随频率变化曲线——幅频特性曲线92.绩1.兴3符号若规定UA大写雕字母理、大朱写下闹标，滨表示群直流闸量。uA小写保字母竞、大懒写下亩标，讽表示警全量梅。ua小写是字母秒、小爽写下醋标，障表示帐交流缝分量考。uAua全量交流仇分量tUA直流象分量10§璃2.熟2基本没放大碰电路春的组择成和越工作哑原理三极搏管放弯大电惕路有引三种吐形式共射牛放大猎器共基猾放大极器共集咐放大蹦器以共诞射放标大器赢为例逐讲解栗工作事原理112.支2.谣1共射裙放大锐电路猫的基翻本组爆成放大相元件iC=iB，工作兴在放痒大区芦，要投保证捐集电屯结反唇偏，邻发射由结正税偏。uiuo输入输出？参考洒点RB+ECEBRCC1C2T12作用淡：使发匹射结巩正偏熄，并疾提供华适当踪蝶的静翁态工调作点护。基极棉电源诊与基雀极电悬阻RB+ECEBRCC1C2T13集电肃极电御源，巴为电任路提像供能近量。约并保重证集遍电结侄反偏疮。RB+ECEBRCC1C2T14集电辨极电祝阻，妄将变乘化的凉电流互转变番为变铸化的弟电压肿。RB+ECEBRCC1C2T15耦合肌电容术：电解须电容惧，有蚊极性飞。大小乳为10F~思50F作用驾：隔离邻输入姓输出史与电温路直荐流的蝇联系蝇，同远时能坊使信斑号顺仿利输东入输飘出。RB+ECEBRCC1C2T16可以猜省去电路熔改进当：采准用单形电源疗供电RB+ECEBRCC1C2T17单电源供电电路+ECRCC1C2TRB182.亩2.疼2基本气放大辆电路基的工酒作原单理ui=0时由于馒电源腐的存世在IB0IC0IBQICQIEQ=IBQ+ICQ一、醋静态汗工作驳点RB+ECRCC1C2T19IBQICQUBEQUCEQ(ICQ,UCE开Q)(IBQ,UBE基Q)RB+ECRCC1C2T20(IBQ,UBE段Q)和(ICQ,UCE栽Q)分别命对应种于输析入输乔出特宿性曲汁线上膜的一判个点边称为肆静态债工作栏点。IBUBEQIBQUBEQICUCEQUCEQICQ21IBUBEQICUCEuCE怎么宫变化？假设uBE有一轮微小节的变眠化ibtibtictuit22uCE的变伟化沿琴一条直直线uce相位室如何？uce与ui反相耀！ICUCEictucet23各点贯波形RB+ECRCC1C2uitiBtiCtuCtuotuiiCuCuoiB24实现新放大躬的条泳件1.晶体古管必同须偏多置在门放大零区。读发射哄结正眨偏，所集电民结反贝偏。2.正确荐设置剂静态来工作民点，先使整普个波吩形处某于放伸大区齐。3.输入罗回路竹将变铅化的汤电压台转化默成变沾化的究基极刻电流瘦。4.输出腊回路茎将变叠化的境集电文极电愤流转乞化成圣变化刑的集德电极魔电压杏，经烈电容垦滤波最只输里出交椅流信荷号。25如何予判断夜一个通电路库是否仿能实甜现放欺大？3.晶体变管必冒须偏贪置在厌放大肆区。洁发射麦结正刚偏，宣集电繁结反干偏。4.正确庸设置夏静态按工作睡点，托使整摄个波仁形处穗于放健大区样。如果爆已给靠定电抗路的求参数稳，则竟计算狭静态怎工作番点来侄判断跌；如茅果未激给定懒电路蒙的参丽数，海则假槐定参坐数设淘置正吹确。1.信号太能否赵输入阴到放划大电雅路中绢。2.信号犬能否遣输出挨。与实位现放贿大的笔条件掌相对咬应，恩判断野的过榆程如闸下：26§2继.3放大幻玉电路员的分瞧析方锄法放大砌电路框分析静态下分析动态照分析估算旋法图解帐法微变绳等效没电路善法图解彻法计算狸机仿凶真272.懒3.宋1直流叮通道泳和交袍流通盖道放大浇电路俯中各贸点的摄电压旋或电增流都代是在委静态末直流昨上附业加了涨小的削交流塑信号烧。但是威，电耻容对佳交、长直流亚的作柏用不御同。通如果必电容沿容量浆足够将大，客可以汇认为嘱它对备交流使不起美作用犁，即狭对交睡流短角路。坚而对舌直流患可以勿看成雾开路盟，这究样，墨交直贪流所工走的昆通道雕是不铅同的锻。交流塔通道勾：只考哥虑交皆流信敞号的腿分电寇路。直流惑通道钩：只考祸虑直乳流信披号的心分电计路。信号你的不屈同分卡量可胡以分穗别在慨不同得的通馒道分公析。28例：对直堵流信勒号（猪只有+EC）开路开路RB+ECRCC1C2T直流通道RB+ECRC29对交敏流信盟号(输入哈信号ui)短路短路置零RB+ECRCC1C2TRBRCRLuiuo交流通路30一、醒直流哲负载张线ICUCEUCE~IC满足尖什么蜜关系凯？1.三极椅管的输出佩特性前。2.UCE=EC–ICRC。ICUCEECQ直流负载居线与输披出特性糊的交喘点就涂是Q点IB直流通道RB+ECRC2.靠3.早2直流要负载蓬线和吓交流追负载叶线31二、紫交流雪负载裂线ic其中搂：uceRBRCRLuiuo交流通路32iC和uCE是全鞭量，酿与交稀流量ic和uce有如然下关幻玉系所以伟：即：交流信号的变化沿着斜率为：的直线。这条榜直线乔通过Q点，鞭称为交流认负载帖线。33交流栏负载暖线的面作法ICUCEECQIB过Q点作一条直线，斜率为：交流疫负载槽线342.引3.炉3静态巴分析一、惹估算肥法（1）根待据直宫流通押道估铜算IBIBUBERB称为偏置虑电阻，IB称为偏置德电流。+EC直流通道RBRC35（2）根柏据直欲流通誉道估爪算UCE、IBICUCE直流通道RBRC36二、策图解枯法先估胸算IB，然后赛在输任出特输性曲嗽线上脾作出只直流夕负载颜线，狮与IB对应恢的输娃出特敞性曲绣线与谅直流农负载烛线的般交点材就是Q点。ICUCEQEC37例：用估花算法柱计算悬静态割工作未点。已知拘：EC=1吩2V，RC=4犹k，RB=3喘00半k，=3歇7.撇5。解：请注沿意电超路中IB和IC的数吴量级抖。382.沾3.蚀4动态圈分析一、沈三极疗管的逢微变舰等效岭电路1.输入吓回路iBuBE当信权号很罩小时妻，将叮输入师特性达在小盗范围妨内近奖似线快性。uBEiB对输出入的秋小交爱流信欲号而忌言，络三极遍管相纲当于锋电阻rbe。rbe的量减级从孤几百盼欧到盼几千类欧。对于小功率三极管：392.输出棍回路iCuCE所以凳：(1樱)输出肃端相恒当于乖一个悔受ib控制叮的电泡流源号。近似平行(2套)考虑uCE对iC的影裕响，家输出足端还窄要并被联一快个大街电阻rce。rce的含递义iCuCE40ubeibuceicubeuceicrce很大锅，一般稼忽略王。3.三极掀管的仔微变煎等效吴电路rbeibibrcerbeibibbce等效cbe41二、拣放大仇电路耳的微叠变等宏效电领路将交宽流通敞道中订的三专极管妈用微苗变等景效电辞路代熔替:交流通路RBRCRLuiuouirbeibibiiicuoRBRCRL42三、拢电压系放大扭倍数枕的计大算特点煌：负载子电阻第越小转，放撇大倍局数越醋小。rbeRBRCRL43四、包输入贷电阻讲的计死算对于粥为放属大电斑路提戴供信跳号的杀信号板源来每说，桂放大鸣电路者是负绵载，叶这个擦负载主的大撇小可猫以用螺输入塌电阻峰来表均示。输入电阻的定义：是动态电阻。rbeRBRCRL电路芽的输己入电闻阻越令大，帖从信标号源乘取得否的电着流越半小，籍因此购一般盖总是贡希望自得到剪较大众的的楚输入甚电阻螺。44五、祸输出史电阻钓的计身算对于练负载判而言君，放新大电循路相筐当于工信号眼源，具可以至将它叠进行水戴维近南等叫效，要戴维涉南等脱效电书路的绣内阻尊就是丹输出蹄电阻喷。计算柄输出钟电阻债的方卡法：(1机)所有储电源投置零贝，然踪蝶后计告算电栽阻（岛对有吉受控私源的疤电路门不适黄用）热。(2乖)所有宁独立眠电源恩置零烈，保锦留受文控源敬，加围压求纽奉流法马。45所以不：用加令压求谢流法钟求输量出电讽阻：rbeRBRC00462.条3.品5失真帮分析在放李大电旋路中县，输雨出信示号应春该成厅比例捎地放盲大输众入信信号（砌即线剩性放成大）滴；如暑果两唐者不捷成比气例，碑则输岂出信转号不坟能反朵映输至入信搬号的谨情况辣，放厕大电拿路产负生非线闪性失悬真。为了累得到亚尽量组大的来输出祖信号弓，要舟把Q设置惨在交羽流负快载线湾的中轧间部陕分。声如果Q设置铅不合驼适，锈信号治进入勿截止百区或悼饱和紫区，末则造娱成非钞线性态失真悉。下面凉将分借析失剩真的针原因划。为都简化科分析寺，假批设负质载为筋空载(RL=)。47iCuCEuo可输叶出的钻最大谎不失先真信毛号选择嘱静态哭工作俱点ib48iCuCEuo1.Q点过否低，质信号印进入境截止缓区放大才电路奇产生截止旨失真输出波形输入波形ib49iCuCE2.Q点过荣高，窑信号咽进入运饱和客区放大刻电路召产生饱和孔失真ib输入波形uo输出波形50§2榨.4静态组工作记点的徐稳定为了签保证咽放大裁电路畜的稳迟定工跟作，孔必须蜡有合痛适的棚、稳才定的谦静态紧工作叫点。老但是恶，温潜度的允变化生严重刑影响苍静态傻工作龄点。对于嚼前面铅的电过路（裂固定君偏置努电路小）而演言，仓静态杠工作明点由UBE、和ICE滔O决定圈，这满三个区参数浩随温福度而锻变化犬，温棉度对介静态从工作所点的遇影响欧主要网体现舟在这茶一方当面。TUBEICE途OQ51一、毅温度浓对UBE的影肿响iBuBE25ºC50ºCTUBEIBIC52二、辟温度扔对值及ICE闲O的影傻响T、ICEOICiCuCEQQ´总的记效果除是：温度上升时，输出特性曲线上移，造成Q点上移。53小结冷：TIC固定擦偏置丑电路萍的Q点是寸不稳运定的接。Q点不稳所定可竞能会料导致鄙静态闻工作功点靠深近饱殃和区扁或截丛止区语，从冰而导裤致失型真。肥为此证，需熟要改幕进偏鞠置电谨路，录当温毫度升示高、IC增加致时，议能够牛自动厘减少IB，从而篮抑制Q点的转变化小。保嫂持Q点基璃本稳悲定。常采蔽用分叶压式口偏置慨电路淹来稳脂定静亚态工逢作点沈。电感路见改下页盛。54分压息式偏舞置电研路：RB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuo一、削静态恒分析I1I2IBRB1+ECRCTRB2RE直流通路RE射极券直流沟负反勾馈电舅阻CE交流旁路谨电容55TUBEIBICUEIC本电组路稳哄压的好过程毛实际不是由办于加产了RE形成秩了负反浊馈过程I1I2IBRB1+ECRCTRB2RE1.静态岂工作逼点稳毒定的细原理56I1I2IBRB1+ECRCTRB2RE直流通路2.求静哨态工鸦作点算法狮一：上述茅四个辣方程吧联立君，可济求出IE，进而风，可酱求出UCE。本算说法比婚较麻创烦，舒通常劈燕采用吴下面咏介绍恩的算堪法二愚、三翻。57I1I2IBRB1+ECRCTRB2RE直流通路+EC方框损中部书分用肺戴维颂南定妖理等畜效为纠：RdESB进而局，可牙求出IE、UCE。算法坡二：58I1I2IBRB1+ECRCTRB2RE直流通路算法企三：59可以挡认为扛与温嫂度无徒关。似乎I2越大肯越好泳，但甩是RB1、RB2太小，分将增般加损门耗，伙降低陆输入努电阻肺。因香此一币般取中几十k。I1I2IBRB1+ECRCTRB2RE直流通路60例：已知=5粒0，EC=1暑2V，RB1=7悦.5拐k，RB2=2烧.5横k，RC=2熄k，RE=1容k，求该显电路复的静箩态工但作点霉。RB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuo算法变一、王二的岔结果品：算法要三的援结果距：结论般：三种站算法坡的结模果近芒似相估等，趟但算汽法三拢的计尖算过奸程要观简单切得多韵。61二、芒动态疼分析+ECuoRB1RCC1C2RB2CERERLuirbeRCRLR'B微变等效电路uoRB1RCRLuiRB2交流通路62CE的作用：交流通路中，CE将RE短路，RE对交流不起作用，放大倍数不受影响。问题1：如果宋去掉CE，放大色倍数忽怎样循？I1I2IBRB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuo63去掉CE后的掠交流闭通路粒和微糊变等愤效电爆路：rbeRCRLRER'BRB1RCRLuiuoRB2RE64用加压杰求流窜法求允输出牲电阻狡。rbeRCRER'BRS可见孝，去市掉CE后，赌放大勇倍数执减小高、输叶出电叙阻不元变，扇但输按入电伯阻增合大了塌。65RB1+ECRCC1C2TRB2CERE1RLuiuoRE2问题2：如果款电路吃如下皱图所小示，错如何估分析便？66I1I2IBRB1+ECRCC1C2TRB2CERE1RLuiuoRE2I1I2IBRB1+ECRCTRB2RE1RE2静态魔分析绳：直流肝通路67RB1+ECRCC1C2TRB2CERE1RLuiuoRE2动态仰分析走：交流能通路RB1RCRLuiuoRB2RE168交流侮通路咏：RB1RCRLuiuoRB2RE1微变膜等效婶电路励：rbeRCRLRE1R'B69问题杯：Au和Aus的关垫系如穿何？定义逢：放大电路RLRS70§屯2.垒5射极杏输出碌器RB+ECC1C2RERLuiuoRB+ECRE直流通道71一、浸静态累分析IBIE折算RB+ECRE直流通道72二、设动态石分析RB+ECC1C2RERLuiuoRBRERLuiuo交流通道73RBRERLuiuo交流通道rbeRERLRB微变等效电路741.电压史放大讯倍数rbeRERLRB751.所以但是移，输胸出电霜流Ie增加血了。2.输入拥输出鹅同相物，输吵出电烈压跟热随输典入电虽压，滋故称电压渗跟随竖器。结论贷：762.输入满电阻输入删电阻蜂较大魔，作丸为前课一级后的负赴载，醋对前晚一级食的放澡大倍睁数影砌响较课小且都取得屿的信谈号大飘。rbeRERLRB773.输出兼电阻用加秆压求肝流法阵求输萄出电认阻。rorbeRERBRSrbeRERBRS电源置078一般：所以：射极联输出利器的大输出虫电阻言很小览，带侍负载丑能力烫强。所谓带负团载能充力强，是椒指当傅负载请变化乔时，网放大恋倍数员基本莫不变淋。79RB+ECC1C2RERLuiuo例：已知毒射极始输出唤器的经参数帽如下裙：RB=5刃70江k，RE=5仔.6睛k，RL=5忙.6编k，=1针00，EC=1骆2V求Au、ri和ro。设：RS=1k，求：Aus、ri和ro。3激.RL=1矩k时，求Au。80RB+ECC1C2RERLuiuoRB=5地70伐k，RE=5头.6首k，RL=5遭.6萍k，=1纲00奶，EC=1漫2V81RB=5仁70孕k，RE=5践.6浸k，RL=5膏.6东k，=1惠00恢，EC=1讨2V1.求Au、ri和ro。rbeRERLRB微变等效电路rbe=2与.9掉k，RS=082rbeRERLRB微变等效电路2.设：RS=1k，求：Aus、ri和roRB=5割70僵k，RE=5掉.6故k，RL=5斧.6精k，=1尿00叙，EC=1潜2Vrbe=2口.9监k，RS=083RL=1罚k时3.RL=1条k和披时，求Au。比较颈：空载躲时,Au=0兆.9彼95RL=5师.6汤k时,Au=0阀.9龙90RL=1尤k时,Au=0积.9氏67RL=时可见聋：射极丑输出视器带负纵载能奴力强钟。84射极创输出定器的昏使用1.将射水极输避出器乌放在鱼电路陷的首糕级，各可以卧提高阅输入祝电阻废。2.将射钓极输霸出器雹放在专电路佳的末侦级，染可以忠降桃低输尝出电柿阻，愤提高休带负酱载能竞。3.将射侄极输蒜出器萍放在喘电路哪的两弹级之谱间，润可以袄起到盗电路骨的匹袄配作猛用。85耦合含方式红：直接虏耦合捐；阻欺容耦服合；完变压浪器耦属合；暂光电里耦合痒。§2嫌.6多级讲阻容惨耦合宁放大大电路耦合修：即信乳号的护传送孙。多级湖放大耻电路奶对耦红合电洋路要络求：1.静态光：保旦证各穷级Q点设砍置2.动态:传送期信号氧。第一级放大电路输入输出第二级放大电路第n级放大电路……第n-1

级放大电路功放级要求岩：波形肾不失萝真，宿减少握压降伞损失抵。86设:1=2=5肾0,rbe1=旁2.舞9k,rbe2=希1.举7断k2.痕7.漆1典型雾电路前级后级+UCCRS1M(+24V)R120k27kC2C3R3R2RLRE282k43k10k8k10kC1RC2T1RE1CET287关键:考虑遥级间伞影响宅。1.静态:Q点同饼单级夫。2.动态赠性能:方法:ri2=RL1ri2+UCCRS1M(+24V)R120k27kC2C3R3R2RLRE282k43k10k8k10kC1RC2T1RE1CET22.失7.闪2性能夸分析88考虑冠级间拿影响2ri

,

ro

:概念同单级1rirori2+UCCRS1M(+24V)R120k27kC2C3R3R2RLRE282k43k10k8k10kC1RC2T1RE1CET289微变址等效纽奉电路:ri2+UCCRS1M(+24V)R120k27kC2C3R3R2RLRE282k43k10k8k10kC1RC2T1RE1CET2RE1R2R3RC2RLRSR1901.ri=R1//[闯rbe1+（+1)RL1']其中:RL1=柴RE1//ri2=扫RE1//R2//R3//rbe1=RE1//RL1=量RE1//ri2=吴27卵/兰/攻1.相71.言7kri=1悦00勇0/球/(共2.厦9+织51宴×1论.7惑)82漂k2.ro=RC2=沟10番kRE1R2R3RC2RLRSR1913.中频敞电压旦放大艘倍数:其中漆：RE1R2R3RC2RLRSR192RE1R2R3RC2RLRSR193多级跌阻容紧耦合减放大却器的沃特点坡：(1未)由于资电容吃的隔户直作疗用，期各级锄放大碌器的枪静态船工作赞点相室互独漂立，粱分别简估算阁。(2怎)前一框级的千输出室电压勾是后奏一级茄的输杂入电库压。(3恭)后一森级的检输入音电阻签是前导一级够的交帜流负昂载电抬阻。(4携)总电划压放榜大倍朱数=各级屋放大收倍数治的乘颤积。(5础)总输薪入电淡阻ri即为第姥一级蛾的输缠入电亏阻ri1。(6便)总输核出电行阻即咏为最访后一死级的爸输出羞电阻撒。由上贡述特矛点可究知，鸽射极村输出恋器接圆在多苍级放蛮大电太路的逃首级膛可提忽高输葛入电减阻；度接在单末级攻可减饮小输轿出电菊阻；烘接在愤中间舟级可至起匹斧配作糟用，摄从而示改善骑放大完电路挡的性升能。94例1：放大婚电路笼由下鹊面两哑个放搬大电长路组烦成。互已知EC=1坊5V，R1=1段00劈燕k，R2=3秆3k，RE1=2军.5裂k，RC=5宪k，1=6华0，；RB=5胁70姿k，RE2=5剖.6母k，2=1学00，RS=2形0k，RL=5逆k+ECR1RCC11C12R2CERE1uiriuoT1放大电路一RB+ECC21C22RE2uiuoT2放大电路二95求直麻接采球用放裹大电赌路一才的放葱大倍本数Au和Aus。若信否号经购放大粗电路存一放游大后阳，再吹经射纹极输城出器兄输出诞，求迈放大冬倍数Au、ri和ro。若信乏号经抬射极头输出魄器后哈，再暗经放镜大后雀放大梁电路友一输萌出，袖求放仗大倍霜数Aus。+ECR1RCC11C12R2CERE1uiriuoT1RB+ECC21C22RE2uiuoT296ri=R1//R2//rbe=1姥.5程2k(1鞋)由于RS大，而ri小，哭致使做放大胃倍数亡降低塔；(2糟)放大极倍数树与负码载的笛大小泰有关勇。例粉：RL=5认k时,Au=根-魔93；RL=1汤k时,Au=暮-袭31。求直双接采休用放贫大电洲路一邪的放庸大倍慕数Au和Aus。+ECR1RCC1C2R2CERERLuiuousRSriT1rbe1=1令.6源2k，rbe2=2湾.3桌6鞋k972.若信启号经俘放大萝电路答一放淋大后善，再融经射弱极输眉出器浸输出防，求容放大表倍数Au、ri和ro。usRSRB+ECC22RE2uoT2RLR1RCC11R2CERE1uiriT1rbe2=2.36krbe1=1.62kro1=RC=5k9899讨论观：带负绑载能对力。2.输出筹不接闪射极齿输出捐器时愉的带艇负载耻能力谣：RL=5猜k时：Au=-抢93RL=1虚k时：Au=-束31即：止当RL由5k变为1k时，晓放大陆倍数鹅降低渐到原平来的92订.3胡%。放大膏倍数坏降低脖到原想来的30嗽%RL=5交k时：Au1=-失18胞5，Au2=0幅.9趣9，ri2=1扭73疗kAu=Au1Au2=-183RL=1毅k时：Au1=-列17团4，Au2=0宿.9穗7，ri2=7摩6泉kAu=Au1Au2=-1691.输出贴接射列极输当出器输时的汗带负鲁载能申力：可见孝输出毅级接逮射极辅输出榴器后骄，可登稳定探放大显倍数Au。10寺03.若信腹号经款射极锅输出有器后深，再谈经放慕大后侨放大遍电路核一输滔出，冻求放君大倍糊数Aus。Au2=-起93ri2=1银.5徐2kAu1=0