考研电路复习-节点电压法的典型例题

主编：赵玉菊电子工业出版社全国高职高专院校规划教材·精品与示范系列1.1.1焊接工具一．电烙铁电烙铁是焊接的主要工具之一。它主要有烙铁头和烙铁芯构成，烙铁芯是由电阻丝和绝缘材料做成的，烙铁芯是电烙铁的热源，将热传递给烙铁头。烙铁头是用导热良好的紫铜材料制造的，主要用来融化焊锡。常用电烙铁的种类1.外热式电烙铁：烙铁头安装在烙铁芯内。2.内热式电烙铁：烙铁芯安装在烙铁头的里面。3.其他烙铁〔1〕恒温电烙铁；〔2〕吸锡电烙铁；〔3〕汽焊烙铁。二．其它工具1.尖嘴钳；2.偏口钳；3.镊子；4.小刀1.1.2焊料与焊剂一.焊料焊料是一种易熔金属，它能使元器件引线与印制电路板的连接点连接在一起。手工焊接常用直径为0.8mm焊锡丝，且多已参加助焊剂，使用起来很方便。二.焊剂1.助焊剂：通常使用松香作为助焊剂。2.阻焊剂：限制焊料只在需要的焊点上进行焊接，把不需要焊接的印制电路板的板面局部覆盖起来。1.1.3焊接工艺一.焊接五步法准备好电烙铁以及镊子、剪刀、斜口钳、尖嘴钳、焊料、焊剂等工具，按下述五步法进行焊接。1.准备施焊：准备好焊锡丝和烙铁，将电烙铁及焊件搪锡，左手握焊料，右手握电烙铁。2.加热焊件：将烙铁接触焊接点，加热焊件各局部。3.熔化焊料：当焊件加热到能熔化焊料的温度后将焊丝置于焊点，焊料开始熔化并润湿焊点。4.移开焊锡：当熔化一定量的焊锡后将焊锡丝移开。5.移开烙铁：当焊锡完全润湿焊点后迅速移开烙铁。三.印制电路板的焊接工艺1.焊前准备熟悉所焊印制电路板的装配图，按图纸配料，检查元器件型号、规格及数量是否符合图纸要求，并做好装配前元器件引线成型等准备工作。2.焊接顺序元器件装焊顺序依次为：电阻器、电容器、二极管、三极管、集成电路、大功率管，其它元器件为先小后大。单元2：常用仪器、仪表

函数发生器

函数发生器是一种多功能的信号源，它可以输出正弦波、方波或三角波等，输出电压的幅值和频率都可以方便地调节。函数发生器采用恒流充放电原理来产生三角波和方波，改变充放电电流值，就可以得到不同频率信号；当充电与放电电流不相等时，原来的三角波可变成各种斜率的锯齿波，同时方波就变成各种占空比的脉冲波。另外，将三角波通过波形变换电路，就能得到正弦波信号。

单元2：常用仪器、仪表万用表使用本卷须知：1.在测量之前如不知被测电压、电流范围时，应将转换开关置于最高量程并逐档调低。2.当只在最高位显示“1〞时，说明已过量程，应将量程调高。3.测量完毕，应将转换开关旋至交流750V平安档位上，以防误用欧姆档〔或电流档〕测电压而损坏电表。单元2：常用仪器、仪表示波器单元3：常用电子元器件

电阻器1.电阻的作用：电阻的作用主要有：分压、限流、偏置、滤波〔与电容器组合使用〕和阻抗匹配等。2.电阻的分类〔1〕按结构分类：分为固定电阻和可变电阻两大类。〔2〕按材料分类：分为碳膜电阻器、金属膜电阻器、热敏电阻器、实心碳膜电阻器、碳膜电位器、半可调式电阻器等。单元3：常用电子元器件

3.电阻的参数标注方法两种：一种是数标法；另一种是色标法。〔1〕数标法：数标法是用阿拉伯数字在电阻器外表上直接标出其阻值和允许误差等级。如有一只电阻器上标有“47KⅡ〞的字样，表示它的标称值是47KΩ，允许误差不超过±10%。〔2〕色标法：色标法是一种用颜色表示电阻器标称值和允许误差的方法。单元电子3：常用元器件一般用四道色环或五道色环来表示，各种颜色代表不同的数字。四环电阻的四道色环，第一道环和第二道环分别表示电阻的第一位和第二位有效数字，第三道环表示10的乘方数〔10n，n为颜色所表示的数字〕，第四道环表示允许误差〔假设无第四道色环，那么误差为±20%〕。色环电阻的单位一律为Ω。单元电子3：常用元器件4.电阻器的检测〔1〕检测固定电阻器固定电阻器的质量好坏比较容易鉴别。对于常用的碳膜、金属膜电阻器等电阻器的阻值可以用普通万用表的电阻挡，合理选择量程直接测量，看其测量阻值与标称值是否一致，相差值是否在允许误差的范围之内。单元电子3：常用元器件2.检测电位器〔注意：使用指针式万用表测量〕〔1〕检测电位器固定端的阻值先测量电位器的总阻值是否与标称阻值相同。假设测得的阻值为无穷大或较标称阻值大，那么说明该电位器已开路或变值损坏。〔2〕检测电位器可变端的阻值将两表笔分别接电位器中心头与两个固定端中的任一端，慢慢转动电位器手柄，使其从一个极端位置旋转至另一个极端位置，正常的电位器，万用表表针指示的电阻值应从标称阻值〔或0Ω〕连续变化至0Ω〔或标称阻值〕。整个旋转过程中，表针应平稳变化，而不应有任何跳动现象。单元3：常用电子元器件

电容器1.电容器的作用电容器在电路中起通交流、隔直流、贮能、旁路、耦合、滤波等作用。2.电容器的分类〔1〕按结构分类：分为固定电容器、可变电容器和微调电容器三类。〔2〕按介质分类：电容器按介质分为陶瓷电容器、云母电容器、纸介电容器、油质电容器、碳膜电容器、薄膜电容器、电解电容器等。单元3：常用电子元器件

3.电容器容量和误差的标志方法。〔1〕直标法：将标称容量和误差值直接标在电容器上。如0.22uF±10%。〔2〕文字符号法：将容量的整数局部和小数局部分别写在容量单位标志符合的前面和后面。例如：2.2pF写为2p2,6800pF写为6n8，0.01uF写为10n等。〔3〕数码标注法：用三位数字表示电容器大小的标注方法，称为数码标注法。三位数字中前两位数表示电容量值的第一、二位有效数字，第三位数字表示前两位有效数字后“0〞的个数，这样得到的电容量单位是pF。单元3：常用电子元器件

4.电容器的检测注意：使用指针式万用表测量〔1〕无极性电容器的检测对于电容量在0.1uF以上的无极性电容器，可以用万用表的欧姆档〔R×1KΩ〕来测量电容器的两极。测量时假设表针向右微微摆动，然后再慢慢向左返回，那么说明此电容器正常；假设表针不动，说明此电容器已经断路。单元3：常用电子元器件

〔2〕电解电容器的检测电解电容器的容量较大，两极有正、负之分，长脚为正，短脚为负。检测时，一般用万用表的欧姆档〔R×1KΩ〕，红表笔接电容器的负极，黑表笔接电容器的正极，测量时表针首先向右偏转，然后慢慢退回，待指针稳定后得到的阻值是几百KΩ以上，那么说明被测电容是好的。假设指针根本不向右偏转，说明电容器内部已断路或电解质已干涸而失去容量。单元3：常用电子元器件

电感器1.电感器的作用电感器的作用是通直流、阻交流，频率越高，线圈阻抗越大。2.电感器的分类按电感形式分类：固定电感、可变电感。

按导磁体性质分类：空芯线圈、铁氧体线圈、铁芯线圈、铜芯线圈。

按工作性质分类：天线线圈、振荡线圈、扼流线圈、陷波线圈、偏转线圈。

按绕线结构分类：单层线圈、多层线圈、蜂房式线圈。单元3：常用电子元器件

3.电感器的检测电感器的精确测量可通过高频g表或电感表进行测量。假设不具备以上两种仪表，那么可用万用表欧姆档测量线圈的直流电阻来判断其好坏。假设被测电感器的阻值为零，那么说明电感器内部绕组有短路故障；假设被测电感器阻值为无穷大，那么说明电感器的绕组或引出脚于绕组接点处发生了断路故障。单元3：常用电子元器件

1.3.4半导体二极管一.半导体的根本知识1.本征半导体纯洁的半导体称为本征半导体。纯硅和锗都是四价元素.在本征硅和锗的单晶中，由于原子排列的有序性，使得每个价电子为相邻原子所共有，形成共价键结构。绝对零度〔－273℃〕时，所有价电子都被束缚在共价键内，晶体中没有自由电子，所以半导体不能导电。单元3：常用电子元器件

在室温或光照下少数价电子可以获得足够的能量摆脱共价键的束缚称为自由电子，同时在价键中留下一个空位，这个空位称为空穴，如右图所示，这种现象称为本征激发。本征激发产生的自由电子和空穴是成对出现的。自由电子和空穴在运动中相遇时会重新结合而成对消失，这种现象称为复合。自由电子和空穴统称为载流子。在半导体中存在着自由电子和空穴两种载流子参与导电，分别形成电子电流和空穴电流，这是与导体在导电机理上的不同之处。单元3：常用电子元器件

2.杂质半导体掺入杂质的半导体称为杂质半导体。〔1〕N型半导体：在本征硅〔或锗〕中掺入少量的五价元素，如磷，就得到N型半导体。N型半导体中自由电子是多子，空穴是少子。杂质原子那么成为不能移动的带正电荷的离子〔又称为空间电荷〕。〔2〕P型半导体：在本征硅〔或锗〕中掺入少量的三价元素，如硼，就得到P型半导体。P型半导体中空穴是多子，自由电子是少子，杂质原子那么成为不能移动的带负电荷的离子。N型半导体和P型半导体均呈现电中性单元3：常用电子元器件

3.PN结的形成及特性〔1〕PN结的形成由浓度差产生的多子的运动称为扩散运动。少子的运动为漂移运动。单元3：常用电子元器件〔2〕PN结的单向导电特性PN结正偏时，PN结变窄，内电场削弱，呈现很小的电阻，形成较大的正向电流。PN结反偏时，PN结变宽，内电场增强，呈现很大的电阻，反向电流近似为零。因此PN结正偏时导通，反偏时截至，具有单向导电特性。单元3：常用电子元器件

二.半导体二极管1.二极管的结构、符合及类型单元3：常用电子元器件2.二极管的特性及参数〔1〕二极管的伏安特性特性曲线分为两局部：正向特性;反向特性当二极管承受正向电压小于某一数值〔称为死区电压〕时，这一区段二极管正向电流很小,几乎等于零。单元3：常用电子元器件当正向电压超过死区电压以后，随着电压的升高，正向电流将迅速增大,二极管正向电阻变得很小，电流与电压的关系根本上是一条指数曲线。当二极管完全导通后，正向压降根本维持不变，称为二极管正向导通压降UD(on)。一般硅管的UD(on)约为0.6～0.8V，锗管的UD(on)约为0.1～0.3V。当在二极管上加上反向电压时，反向电流的值很小。而且当反向电压超过零点几伏后，反向电流不再随着反向电压而增大，即到达了饱和。单元3：常用电子元器件温度对二极管的特性有显著影响。当温度升高时，扩散运动加强，产生同一正向电流所需的电压减小，故正向特性曲线向左移。当温度升高时，少数载流子数量增加，反向电流将随之增加，故反向特性曲线向下移。〔2〕二极管的主要参数①最大整流电流IF。②最高反向工作电压UR。③反向电流IR。④最高工作频率fM。单元3：常用电子元器件3.晶体二极管的应用〔1〕二极管整流电路单元3：常用电子元器件〔2〕钳位图中，假设A点UA=0，二极管VD可正向导通，其压降很小，故F点的电位也被钳制在0V左右，即UF＝0。单元3：常用电子元器件例：二极管电路如图所示，试判断图中的二极管是导通还是截止，并求出A、O两端电压UAO。设二极管是理想的。解：图〔a〕D处于正向偏置而导通，UAO＝­-6V。单元3：常用电子元器件图〔b〕：D对被反向偏置而截止，UAO＝-12V。图〔c〕：D1、D2属于共阴极连接。对D1有阳极电位为0V，D2的阳极电位为-15V，故D1优先导通，此后使UA＝0V，故D2反偏而截止，UAO=0V。图〔d〕：D1、D2属于共阳极连接。对D1有阴极电位为0V，D2的阴极电位为-6V．故D2优先导通，此后使UA＝-6V；D1反偏而截止，故UAO＝-6V。单元3：常用电子元器件〔3〕二极管限幅电路限幅电路也称为削波电路。当输入信号电压在一定范围内变化时，输出电压也随着输入电压相应的变化；当输入电压高于某一个数值时，输出电压保持不变，这就是限幅电路〔限制输出信号幅度的电路称为限幅电路〕。常用于波形变换和整形电路。单元3：常用电子元器件例：图(a)为一正负对称限幅电路，设输入电压ui=10sinωt(V),Us1=Us2=5V。试画出输出电压uo的波形。单元3：常用电子元器件解：当-Us2<ui<Us1时，VD1、VD2都处于反向偏置而截止，因此i=0,uo=ui。当ui>Us1时，VD1处于正向偏置而导通，使输出电压保持在Us1。当ui<-Us2时，VD2处于正向偏置而导通，输出电压保持在-Us2。所以输出电压uo被限制在+Us1与-Us2之间，即|uo|≤5V。输入、输出波形如图(b)所示单元3：常用电子元器件〔4〕二极管开关电路在开关电路中，利用二极管的单向导电性使其成为一个较理想的电子开关，广泛应用于电脑、电视机、通信设备、家用音响、影碟机、仪器仪表、控制电路及各类高频电路中。例：二极管开关电路如下图。当u1和u2为0V或5V时，求u1和u2的值在不同组合情况下，输出电压uO的值。设二极管是理想的。单元3：常用电子元器件解：当u1＝0V和u2=5V时，D1为正向偏置，uO=0V(因二极管是理想的)，此时D2的阴极电位为5V，阳极为0V，处于反向偏置，故D2截止。以此类推，将u1和u2的其余三种组合及输出电压列于下表中。单元3：常用电子元器件4．特种二极管〔1〕稳压二极管从伏安特性曲线看到，稳压管正向偏压时，其特性和普通二极管一样；反向偏压时，开始一段和二极管一样，当反向电压大到一定数值时，反向电流突然上升，这一特性称反向击穿特性，比普通二极管陡直。利用反向击穿区内电流在很大范围内变化，而管子两端的电压却变化很小的特性进行稳压。单元3：常用电子元器件〔2〕发光二极管发光二极管与普通二极管一样，具有单向导电性。当外加反偏电压时，二极管截止，不发光；当外加正偏电压时导通，因流过正向电流而发光。发光二极管能发红光、黄光、绿光、蓝光及紫光等。单元3：常用电子元器件〔3〕光电二极管光电二极管也叫光敏二极管，是一种光接收器件，其PN结工作在反偏状态。5．二极管的检测〔1〕普通二极管的测试①判别极性。将数字万用表置于R×100或R×1K档，两表笔分别接二极管的两个电极，假设测出的电阻值较小〔硅管为几百~几千欧，锗管为100~1KΩ〕，说明二极管正向导通，此时红表笔接的是二极管的正极，黑表笔接的是二极管的负极；假设测出的电阻值较大〔几十至几百千欧〕，说明二极管反向截至，此时黑表笔接的是二极管的正极，红表笔接的是二极管的负极。单元3：常用电子元器件②判别好坏。如果两表笔对换位置测量的电阻值一个比较大，一个比较小，说明二极管是正常的；如果测量的两个电阻值都很小，说明二极管内部PN结击穿或已短路；如果测量的两个电阻值都很大，说明二极管内部已断路。〔2〕稳压二极管的测试①判别极性。与普通二极管的判别方法相同。②判别好坏。将数字万用表置于R×10K档，黑表笔接二极管的“+〞极，红表笔接的是二极管的“-〞极；假设此时的反向电阻很小，说明该稳压管正常。单元3：常用电子元器件1.3.5半导体三极管一.三极管的结构与类型三极管的结构：3个区+3个极+2个结类型：NPN型、PNP型符号中的箭头方向表示发射结正向偏置时的电流方向。单元3：常用电子元器件二.三极管的电流分配与放大作用单元3：常用电子元器件

当发射结正向偏置电压改变时，即基极电流改变时，发射区注入载流子数将跟随改变，从而使集电极电流IC产生相应的变化，由于IB<<IC，因此IB很小的变化就能引起IC较大的变化，这就是三极管的电流放大作用。单元3：常用电子元器件三.三极管的特性曲线1.输入特性曲线iB=f〔uBE〕|uCE=常数曲线形状与二极管的伏安特性相类似，只不过uCE=1V的输入特性曲线比uCE=0的曲线向右移动了一段距离，即uCE增大，曲线向右移。单元3：常用电子元器件2．输出特性曲线该曲线是指当iB一定时,输出回路中的iC与uCE之间的关系曲线,用函数式可表示为：iC=f〔uCE〕|iB=常数单元3：常用电子元器件输出特性分为截止区、放大区和饱和区三个区域。〔1〕截止区：一般将iB≤０的区域称为截止区,在图中为iB=0的一条曲线的以下局部。此时iC也近似为零。三极管工作在截止区时,发射结和集电结均反向偏置。〔2〕放大区：在iB＝０的特性曲线上方，各条输出特性曲线近似平行于横轴的曲线簇局部为放大区。uCE在1V以上，iC不随着uCE变化，呈现恒流特性。在放大区iC的大小随iB变化，iC≈βiB。此时，发射结处于正向偏置,集电结处于反向偏置。单元3：常用电子元器件〔3〕饱和区：曲线靠近纵轴附近,各条输出特性曲线的上升局部属于饱和区。在这个区域，不同iB值的各条特性曲线几乎重叠在一起，即当uCE较小时，管子的集电极电流iC根本上不随基极电流iB而变化，这种现象称为饱和。单元3：常用电子元器件例：测得某放大电路中BJT的三个电极A、B、C的对地电位分别为UA＝-9V，UB＝-6V，Uc＝-6.2V，试分析A、B、C中哪个是基极b、发射极e、集电极c，并说明此BJT是NPN管还是PNP管。解：由BJT的电极B的UB＝-6V，电极C的UC＝-6.2V，电极A的UA＝-9V，基极电位始终处于发射极和集电极的中间位置，故电极C是基极。又由于锗BJT的|UBE|≈0.2V，硅BJT的|UBE|≈0.7V，根据BJT工作在放大区时，必须保证发射结正偏、集电结反偏的条件可知，电极B是发射极，电极A是集电极，且此BJT为PNP管。单元3：常用电子元器件四.三极管的主要参数1.电流放大系数：2.极间反向电流〔1〕集电极－基极反向饱和电流ICBO。〔2〕集电极－发射极反向饱和电流ICEO。3.极限参数〔1〕集电极最大允许电流ICM。〔2〕集电极—发射极间的击穿电压U〔BR〕CEO。〔3〕集电极最大允许功率损耗PCM。单元3：常用电子元器件4.温度对三极管的特性与参数的影响单元3：常用电子元器件五.三极管的检测1.三极管极性和基极的判断。将数字万用表量程开关置于“〞挡位，用万用表的红表笔接三极管的某一管脚〔假设它是基极〕，用黑表笔分别接另外两个管脚。如果显示的两个阻值都很小，说明这个三极管是NPN型的，红表笔所接的管脚是NPN型管的基极；如果显示的两个阻值都很大，说明这个三极管是PNP型的，红表笔所接的管脚是PNP型管的基极。如果两个阻值一个很大，一个很小，说明红表笔所接的管脚一定不是三极管的基极，这时要换另一个管脚重新检测，直到出现上述特点，判断出基极。单元3：常用电子元器件2.三极管的集电极和发射极的判断。将数字万用表量程开关置于“hFE〞挡位，将三极管按极性分别插入NPN型和PNP型三极管的插孔内，已判断出来的基极一定要插入相应的基极插孔内，如果万用表显示的数值较大，说明三极管的三个极和插孔旁标注的三个极是对应的，可以由此分辨三极管的发射极和集电极，显示读数为晶体三极管β的近似值；如果万用表显示的数值很小，说明三极管的发射极和集电极正好插反了。单元3：常用电子元器件1.3.6场效应管场效应管可以分为结型场效应管〔JFET〕和绝缘栅型场效应管〔IGFET〕或称MOS型场效应管两大类。一.结型场效应管1.结构及符号〔a〕N沟道结构示意图〔b〕N沟道符号〔c〕P沟道符号单元3：常用电子元器件2.工作原理(1)UGS对

ID的控制作用当UGS＝０时，场效应管两侧的PN结均处于零偏置，形成两个耗尽层，此时耗尽层最薄，导电沟道最宽，沟道电阻最小。当|UGS|值增大时，栅源之间反偏电压增大，PN结的耗尽层增宽，导致导电沟道变窄，沟道电阻增大。当|UGS|值增大到使两侧耗尽层相遇时，导电沟道全部夹断沟道电阻趋于无穷大。对应的栅源电压UGS称为场效应管的夹断电压，用UGS(off)来表示。分析可知，改变栅源电压UGS的大小，可以有效的控制导电沟道的宽窄，也就能控制沟道电阻的大小。单元3：常用电子元器件单元3：常用电子元器件〔2〕UGS为一定值时，UDS对ID的控制作用当UGS为一定值时，随着UDS逐渐增加，产生了一个沿沟道的电位梯度，离源极愈远，电位差愈大，加到该处PN结的反向电压也愈大，耗尽层也愈向N型半导体中心扩展，使靠近漏极处的导电沟道比靠近源极处要窄，导电沟道呈楔形。当UDS继续增加，使漏栅间的电位差加大，靠近漏端电位差最大，耗尽层也最宽。当两耗尽层在A点相遇时，称为预夹断。当在栅极和源极之间加一负电源UGS时，UGS愈负，耗尽层愈宽，沟道电阻愈大，相应的ID就愈小。当栅源电压UGS负到夹断电压UGS(off)时，沟道全部被夹断，沟道电阻趋于无穷大，ID＝0。单元3：常用电子元器件单元3：常用电子元器件3.场效应管的特性曲线〔1〕转移特性所谓转移特性是在一定漏源电压UDS下，栅源电压UGS对漏极电流ID的控制特性，即ID=f(UGS)|UDS=常数单元3：常用电子元器件〔2〕输出特性输出特性〔也叫漏极特性〕是指在栅源电压UGS一定时，漏极电流ID与漏源电压UDS之间的关系。即ID=f(UDS)|UGS=常数单元3：常用电子元器件二.绝缘栅型场效应管绝缘栅型场效应管的栅极与漏极、源极及沟道是绝缘的，输入电阻可高达1014Ω以上。这种场效应管是由金属、氧化物和半导体组成的，故称MOS管。MOS管可分为N沟道和P沟道两种。按照工作方式不同可以分为增强型和耗尽型两类。单元3：常用电子元器件1.N沟道增强型MOS场效应管〔1〕结构及符号单元3：常用电子元器件〔2〕工作原理将栅、源极短路〔即栅源电压UGS＝0〕，漏、源极间将无电流。如果在栅、源极间加上一个正电源UGS，当UGS增加超过某一临界电压UGS(th)时P型硅外表形成了一个N型薄层，通常把这个N型薄层称为反型层。假设此时加上漏源电压UDS，就会产生ID。单元3：常用电子元器件〔3〕特性曲线单元3：常用电子元器件2.N沟道耗尽型MOS场效应管N沟道耗尽型绝缘栅场效应管的结构和增强型根本相同，只是在制作这种管子时，预先在二氧化硅绝缘层中掺有大量的正离子。单元3：常用电子元器件Ｎ沟道耗尽型绝缘栅场效应管的特性曲线

单元3：常用电子元器件三.场效应管的主要参数1.开启电压UGS(th)。2.夹断电压UGS(off)。3.低频跨导gm。4.漏源击穿电压U〔BR〕GS。5.最大耗散功率PDM。6.最大漏极电流IDM。单元3：常用电子元器件四.场效应管的检测结型场效应管的管脚识别：判定栅极G：将万用表拨至R×1k档，用万用表的负极任意接一电极，另一只表笔依次去接触其余的两个极，测其电阻。假设两次测得的电阻值近似相等，那么负表笔所接触的为栅极，另外两电极为漏极和源极。假设两次测出的电阻都很大，那么为N沟道；假设两次测得的阻值都很小，那么为P沟道。判定源极S、漏极D：一般结型场效应管的源极与漏极在制造工艺上是对称的，所以，当栅极G确定后，对于源极S、漏极D不一定要判别，这两个极可以互换使用。

主编：赵玉菊工程2根本放大电路的仿真与实训

单元1根本放大电路单元2差动放大电路知识重点1．根本放大电路2．差动放大电路3．功率放大电路4．多级放大电路知识难点1．共射极放大电路2．电压放大倍数3．共模拟制比4．交越失真和效率知识分布网络基本放大电路放大电路的组成放大电路的主要性能指标三种组态的放大电路共发射极放大电路共集电极放大电路共基极放大电路直流电源放大三极管交流耦合电容电阻放大倍数输入电阻输出电阻通频带与频率失真最大输出功率和效率2.输出信号的能量实际上是由直流电源提供的，只是经过三极管的控制，使之转换成信号能量，提供给负载。

1.放大电路主要用于放大微弱信号，输出电压或电流在幅度上得到了放大，输出信号的能量得到了加强。根本放大电路一般是指由一个三极管与相应元件组成的三种根本组态放大电路。单元1根本放大电路2.1.1放大电路的组成和性能指标放大电路的结构示意框图及实际电路见图。图2.1.1放大电路结构示意图和实际电路图一、放大电路的组成放大电路的组成必须满足以下原那么：〔1〕外加电压保证晶体管工作在放大区；〔2〕输入信号要能传送到放大电路的输入回路中；〔3〕输出信号要能传送到放大电路的输出端。图2.1.1放大电路结构示意图和实际电路图图示为单管共射极放大电路，电路中晶体管T起放大作用，是电路的核心。电源VCC同基极电阻Rb和集电极电阻RC配合，使晶体管工作于放大区，同时为晶体管提供适宜的基极电流。集电极电阻RC的另一个作用是将晶体管集电极电流的变化转换成电压的变化，送至输出端。电容C1、C2称为耦合电容，起隔离直流，传送交流的作用。RL为电路负载电阻。功率放大倍数定义为

(2.3)电压放大倍数定义为

(2.1)电流放大倍数定义为

(2.2)图2.1.2放大倍数的定义二、放大电路的主要性能指标〔一〕、放大倍数输出信号的电压和电流幅度得到了放大，所以输出功率也会有所放大。对放大电路而言有电压放大倍数、电流放大倍数和功率放大倍数,通常它们都是按正弦量定义的。放大倍数定义式中各有关量如下图。(二)、输入电阻Ri输入电阻是说明放大电路从信号源吸取电流大小的参数，Ri大放大电路从信号源吸取的电流小，反之那么大。Ri的定义见图和式(2.4)(2.4)图2.1.3输入电阻的定义(三)、输出电阻Ro输出电阻是说明放大电路带负载的能力，Ro大说明放大电路带负载的能力差，反之那么强。Ro的定义见式(2.5)。(2.5)图2.1.4放大电路的输出电阻(四)、通频带(2.6)相应的频率fL称为下限频率，fH称为上限频率。图2.1.5通频带的定义

放大电路的增益A(f)是频率的函数。在低频段和高频段放大倍数都要下降。当A(f)下降到中频电压放大倍数A0的1/时，即放大电路只有设置了适宜的静态工作点Q，才能不失真地放大交流信号。因此,设置直流偏置电路，是实现对交流信号放大的前提。放大电路中常见的直流偏置电路有以下几种。2.1.2三种根本组态的放大电路

图2.1.6三种组态放大电路

图2.1.7固定偏置式放大电路

〔一〕、固定偏置式共发射极放大电路如下图，+UCC经电阻Rb为发射结提供正偏电压，经电阻Rc为集电结提供反偏电压。

一、共射极放大电路

对放大电路分析时，先进行静态分析，再进行动态分析静态工作点的分析方法有图解法和工程近似法，这里只介绍工程近似法。

静态工作点的估算静态时直流电流流通的路径称为直流通路。画直流通路的原那么是：电容视为开路；电感线圈视为短路。单管共射极放大电路的直流通路如图2.1.7(b)所示。

图2.1.7（a）放大电路（b）放大电路的直流通路（a）（b）

静态工作点的估算（2.6）（2.7）（2.8）（2.9）（2.10）图〔b〕放大电路的直流通路

电路的特点:固定偏置式电路结构简单,但静态工作点不稳定。例如当IBQ固定时,温度升高,β值增大,ICQ增大,UCEQ减小,使Q点变化。例：图中UCC=10V，RB=250KΩ，RC=3KΩ，β=50，求放大电路的静态工作点Q。所以，Q=｛IB=37.2μA，IC=1.86mA，UCE=4.42V｝。解：与温度根本无关(二)、分压式偏置共发射极放大电路

条件：I1≈I2>>IB调节过程：那么+UCCCERE＋

uS－RSuiC2+RCRB1RB2+C1RLu0uCEiCiiiEiBI2I1分压式偏置共发射极电压放大器的分析静态分析：(2.11)如果电路改为以下图，静态分析如下分压式偏置共发射极电压放大器的静态分析静态分析(2.11)例题：解：图示电路，UCC=12V，RB1=20kΩ，RB2=10kΩ，RC=3kΩ，RE=2kΩ，RL=3kΩ，β=50。试估算静态工作点，并求电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。〔1〕用估算法计算静态工作点

〔三〕动态分析(放大电路性能指标的估算)放大电路的动态分析是在画出交流通路后,再在交流通路的根底上画出小信号等效电路(微变等效电路),常用等效电路法来对放大电路根本性能指标Au、ri、ro进行定量估算。1.放大电路的微变等效电路把图所示交流通路中的三极管,用微变等效电路代换,那么可得到放大电路的微变等效电路,如下图。下面我们以图所示电路为例,总结画放大电路微变等效电路的方法和步骤。(1〕画出放大电路的交流通路如下图。(2〕用三极管的微变等效电路代替交流通路中的三极管,画出放大电路的微变等效电路,如下图。

图2.1.8放大电路动态分析放大电路微变等效电路

图2.1.8共射放大电路的微变等效电路(a)不考虑信号源内阻的等效电路；(b)考虑信号源内阻时的等效电路①电压放大倍数式中RL'=RC//RL。当RL=∞〔开路〕时（2.13）（2.14）2、固定偏置共发射极电压放大器的动态分析②输入电阻Ri输入电阻Ri的大小决定了放大电路从信号源吸取电流〔输入电流〕的大小。为了减轻信号源的负担，总希望Ri越大越好。另外，较大的输入电阻Ri，也可以降低信号源内阻Rs的影响，使放大电路获得较高的输入电压。在上式中由于RB比rbe大得多，Ri近似等于rbe，在几百欧到几千欧，一般认为是较低的，并不理想。（2.15）③输出电阻对于负载而言，放大器的输出电阻Ro越小，负载电阻RL的变化对输出电压的影响就越小，说明放大器带负载能力越强，因此总希望Ro越小越好。上式中Ro在几千欧到几十千欧，一般认为是较大的，也不理想。（2.16）

④源电压放大倍数图为考虑信号源内阻时所画出的微变等效电路,可以得出（2.17）

可求得考虑信号源内时的源电压放大倍数Aus

将式〔2.17〕代入式〔2.18〕得（2.18）（2.19）称Aus为源电压放大倍数。+UCCCERE＋

uS－RSuiC2+RCRB1RB2+C1RLu0uCEiCiiiEiBI2I1其中：RB=RB1∥RB23、分压式偏置共发射极电压放大器的动态分析动态分析：发射极带两个电阻分压偏置式共发射极放大器的动态分析动态分析：例：图示电路〔接CE〕，UCC=12V，RB1=20kΩ，RB2=10kΩ，RC=3kΩ，RE=2kΩ，RL=3kΩ，β=50,试估算静态工作点，并求电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。解：〔1〕用估算法计算静态工作点〔2〕求电压放大倍数〔3〕求输入电阻和输出电阻①共发射极根本放大电路的电压放大倍数较大，输出电压和输入电压反相，应用十分广泛。②作为一个电压放大器来说，共发射极电路的输入电阻不够大，仅约为rbe，使放大器得到的输入电压比信号源电压衰减很多，导致源电压放大倍数下降。③电路的输出电阻相对较大，带负载的能力不强。从上面的分析过程得出的公式典型例题的数据，可以得出这样的结论：(一)、静态分析二、共集电极放大电路－射极输出器共集电极放大电路如下图。由于输出信号取自发射极，故常称为“射极输出器〞。

图2.1.9共集电极放大电路

(a)共集电极放大电路；(b)直流通路（a）（b）静态分析分析如下(2.20)(2.21)(2.22)(二)、动态分析

图2.1.9共集电极放大电路(a)共集电极放大电路(b)直流通路(c)交流通路(b)微变等效电路(a)(b)①求电压放大倍数输入电压输出电压电压放大倍数(2.23)②求输入电阻其中(2.24)③求输出电阻其中(2.25)例：图示电路，UCC=12V，RB=200kΩ，RE=2kΩ，RL=3kΩ，RS=100Ω，β=50。试估算静态工作点，并求电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。解：〔1〕用估算法计算静态工作点射极输出器的特点①电压放大倍数小于1，但约等于1，即电压跟随。②输入电阻较高。③输出电阻较低。图2.1.10共基极放大电路〔a〕共基极放大电路电路图〔b〕直流通路〔c〕交流通路三、共基极放大电路

〔一〕、共基极放大电路的组成与分析共基极放大电路如图〔a〕所示。输入电压Ui加于发射极和基极之间，输出电压从集电极和基极之间取出，基极为输入和输出回路的公共端，所以叫共基极放大电路。1.静态分析

图2.1.10(b)的直流通路和分压式射极偏置电路的直流通路相同，因此计算方法也相同，可以直接得出共基极放大电路的静态数值为(2.26)(2.27)(2.28)(2.29)

共基极放大电路(简称共基放大电路)如图2.1.11(a)所示,直流通路采用的是分压偏置式,交流信号经C1从发射极输入,从集电极经C2输出,C1、C2为耦合电容,Cb为基极旁路电容,使基极交流接地,故称为共基极放大器。交流通路如图2.1.11(b)所示,微变等效电路入图2.1.11(c)所示。2．共基极放大电路的动态性能(b)(c)图2.1.11共基极放大电路〔a〕共基极放大电路〔b〕交流通路〔c〕微变等效电路

根据微变等效电路,同样可分析得共基极放大电路的动态参数:〔1〕放大倍数。

共基极放大电路的电压放大倍数在数值上与共射极电路相同，但共基极放大电路的输入与输出是同相位的。(2.30)当考虑Re时〔2〕输入电阻。当不考虑Re的并联支路时(2.31)

3.共基极放大电路的特点及应用

共基极放大电路的特点是输入电阻很小，电压放大倍数较高。这类电路主要用于高频电压放大电路。〔3〕输出电阻。微变等效电路中，电源为零，受控电流源开路，

ro≈Rc

(2.32)

四、三种根本放大电路的性能比较上述所讲的三种组态放大电路是用三极管组成放大电路的根本形式,其他类型的单级放大电路归根到底都是由这三种变化而来的。三种组态的根本放大电路的比较见下面附表。表：三极管放大电路三种根本组态的比较共发射极电路共集电极电路共基极电路电路形式Auriro单元2差动放大电路知识分布网络单端输入、双端输出双直流电源完全对称的共发射极电路两个输入端两个输出端单端输入、单端输出双端输入、单端输出双端输入、双端输出差动放大电路的组成差动放大电路的输入、输出方式差动放大电路图2.2.1(a)根本差动放大电路(b)典型根本差动放大电路一、根本差动放大电路图为典型差动放大电路,它是由两个完全对称的共发射极电路组成的。2.2.1差动放大电路

图2.2.2直流通路当输入信号为零时,放大电路的直流通路如下图,由基极回路可得直流电压方程式为二、差动放大电路静态分析(2.33)

图2.2.2直流通路(2.35)(2.36)(2.34)因为电路参数对称，故V2管的静态参数与V1管相同。静态时，两管集电极对地电位UCE1=UCE2〔不为0〕，而两集电极之间电位差为零，即输出电压

Uo=UCE1-UCE2=0〔2.37〕1、差模输入信号在放大器两输入端分别输入大小相等、相位相反的信号,即ui1=--ui2时,这种输入方式称为差模输入,所输入的信号称为差模输入信号。差模输入信号用uid来表示。差模输入电路如下图,由图可得三、差动电路的动态性能分析〔一〕、输入信号的类型

图2.2.3差摸输入电路（2.38）2、共模输入信号共模输入信号常用uic来表示。共模输入电路如下图,由图可得

图2.2.4共摸输入电路（2.39）

(二)、差动电路的动态分析(差模输入)

由图可以看出,当从两管集电极取电压时,其差模电压放大倍数表示为当在两个管子的集电极接上负载RL时,其中由电路可得差模输入电阻为电路的两集电极之间的差模输出电阻为（2.40）（2.41）（2.42）（2.43）

实际应用中,差动放大电路两输入信号中既有差模信号成分,又有无用的共模输入成分,此时对于共模信号存在：差分放大电路对差模信号有良好的放大能力而对共模信号有较强的拟制能力，ＫＣＭＲ值越大，说明电路拟制共模信号的性能越好。四、衡量差动放大电路的性能指标——共模抑制比(2.44)(2.45)(2.46)根据差动放大电路输入输出形式的不同，差动放大电路分为双端输入、双端输出，双端输入、单端输出，单端输入、单端输出和单端输入、双端输出四种形式。

1．单端输入单端输入可以看成是双端输入的一种特例：两个输入信号中的一个为0。

2．

单端输出单端输出的输出信号可以取自差放管V1、V2任意一管的集电极与地之间的信号电压。由于所取输出端的位置不同，输出信号与输入信号之间的相位关系也就不同，图分别给出了同相和反相两种输出方式。2.2.2差动放大电路的输入、输出形式图2.2.5差动放大电路的两种单端输出形式〔a〕反相输出形式;〔b〕同相输出形式图2.2.6双端输入、单端输出差放电路

图2.2.7单端输入、双端输出差放电路1〕单端输出时的差模电压放大倍数Aud1因为单端输出时，差动放大电路中非输出管的输出电压未被利用，所以单端输出时的电压放大倍数只有双端输出时的一半。假设带上负载，由于外接负载电阻RL直接并联于输出管的集电极与地之间，因此交流等效负载电阻为R′L=Rc∥RL，由此可得单端输出时的差模电压放大倍数为

根据单端输出位置的不同，差模电压放大倍数可正可负。(2.47)2〕单端输出时的共模电压放大倍数Auc1因为单端输出时，仅取一管的集电极电压作为输出，使两管的零点漂移不能在输出端互相抵消，所以共模抑制比相对较低。但由于有Re对共模信号的强烈抑制作用，因此其输出零漂比普通的单管放大电路还是小得多。单端输出时，射极电阻Re上流过两倍的射极电流，根据带射极电阻的单管共发射极放大电路的电压放大倍数公式，可得单端输出时差动放大电路的共模电压放大倍数为(2.48)3〕单端输出时的共模抑制比由上面的公式可得单端输出时的共模抑制比为4〕单端输出时差动放大电路的输出电阻由于仅从一管的集电极取输出信号，因此输出电阻是从一管的集电极和接地点之间看进去的等效电阻，它是双端输出时的一半，即

rod=Rc(2.50)

为便于比较差动放大电路四种输入输出形式的特点，将这四种接法电路的根本情况列于下表。(2.49)表差动放大电路的输入输出形式图2.2.8单端输入、单端输出差放电路的仿真电路运用EWB仿真软件对单端输入、单端输出的差放电路进行仿真。仿真电路如下图。图2.2.9单端输入、单端输出差放电路的仿真电路仿真结果如下图，由结果可以看出两输出端电压大小相等，相位相反。单元3功率放大电路

功率放大电路甲乙类互补对称功率放大电路交越失真放大电路组成乙类互补对称功率放大电路电路组成工作原理功率和效率的估算特点和工作状态分类功率放大电路的特点功率放大电路的分类知识分布网络

2.3.1功率放大器的特点和分类一．电路特点功率放大器作为放大电路的输出级,具有以下几个特点:(1)由于功率放大器的主要任务是向负载提供一定的功率,因而输出电压和电流的幅度足够大;(2)由于输出信号幅度较大,使三极管工作在饱和区与截止区的边沿,因此输出信号存在一定程度的失真;(3)功率放大器在输出功率的同时,三极管消耗的能量亦较大,因此,不可无视管耗问题。

根据功率放大器在电路中的作用及特点,首先要求它输出功率大、非线性失真小、效率高。其次,由于三极管工作在大信号状态,要求它的极限参数ICM、PCM、U〔BR〕CEO等应满足电路正常工作并留有一定余量,同时还要考虑三极管有良好的散热功能,以降低结温,确保三极管平安工作。图2.3.1功率放大器工作状态的分类〔a〕甲类;〔b〕乙类;〔c〕甲乙类二．功率放大器的分类根据放大器中三极管静态工作点设置的不同,可分成甲类、乙类和甲乙类三种,如下图。甲类放大器的工作点设置在放大区的中间,这种电路的优点是在输入信号的整个周期内三极管都处于导通状态,输出信号失真较小〔前面讨论的电压放大器都工作在这种状态〕,缺点是三极管有较大的静态电流ICQ,这时管耗PC大,电路能量转换效率低。乙类放大器的工作点设置在截止区,这时,由于三极管的静态电流ICQ=0,所以能量转换效率高,它的缺点是只能对半个周期的输入信号进行放大,非线性失真大。甲乙类放大电路的工作点设在放大区但接近截止区,即三极管处于微导通状态,这样可以有效克服乙类放大电路的失真问题,且能量转换效率也较高,目前使用较广泛。功率放大器的三种工作状态iCICicIcm甲类IC≥IcmPo=UcmIcm/2信号越大，则η=Po/PE越高；最高可达50%；效率较低；但输出不易失真；PE=UCCIC

；ICicIcmiC甲乙类IC<Icm

信号越大，输出的失真越严重；但由于PE=UCCIC降低，所以η有所提高；icIcmiC乙类IC≈0

虽然输出功率降低，但PE=UCCIC(IC≈0)很小，而且管耗PT变得很小，使得η有大幅度提高；乙类功放得最高效率可达78.5%；对输入信号而言，输出已经完全失真；图2.3.2双电源乙类互补对称功率放大器

2.3.2乙类互补对称功率大电路

1.电路组成及工作原理图是双电源乙类互补功率放大电路。这类电路又称无输出电容的功率放大电路,简称OCL电路。V1为NPN型管,V2为PNP型管,两管参数对称。电路工作原理如下所述。1〕静态分析当输入信号ui=0时,两三极管都工作在截止区,此时IBQ、ICQ、IEQ均为零,负载上无电流通过,输出电压uo=0。2〕动态分析〔1〕当输入信号为正半周时,ui>0,三极管V1导通,V2截止,V1管的射极电流ie1经＋ＵCC自上而下流过负载,在RL上形成正半周输出电压,uo>0。〔2〕当输入信号为负半周时,ui<0,三极管V2导通,V1截止,V2管的射极电流ie2经－ＵCC自下而上流过负载,在RL上形成负半周输出电压,uo<0。2.功率和效率的估算1〕输出功率Po假设忽略UCES,那么icIcmiC乙类IC≈02〕直流电流提供的功率PDC

由于两个管子轮流工作半个周期，每个管子的集电极电流的平均值为因为每个电源只提供半个周期的电流，所以两个电源供给的总功率为3〕效率4〕管耗PC

可求得当Uom=0.63UCC

时,三极管消耗的功率最大,其值为每个管子的最大功耗为图2.3.3交越失真波形〔a〕演示电路;〔b〕输出波形3.交越失真及其消除1)电路演示演示电路如图2.3.3(a)所示,在放大器的输入端参加一个1000Hz正弦信号,用示波器观察输出端的信号波形,发现输出波形在正、负半周的交界处发生了失真,观察到的输出波形如图2.3.3(b)所示。uo

t理想输出ui

tui

t

t实际输出交越失真当|ui|低于三极管死区电压时，两管均截止；输出电流几乎为零；只有当|ui|高于死区电压时，管子才会交替导通；这样在uo

波形的衔接处产生了交越失真；ibubeQ

产生这种失真的原因是:在乙类互补对称功率放大电路中,没有施加偏置电压,静态工作点设置在零点,UBEQ=0,IBQ=0,ICQ=0,三极管工作在截止区。由于三极管存在死区电压,当输入信号小于死区电压时,三极管V1、V2仍不导通,输出电压uo为零,这样在输入信号正、负半周的交界处,无输出信号,使输出波形出现交越失真。

为了解决交越失真,可给三极管加适当的基极偏置电压,使之工作在甲乙类工作状态。甲乙类互补对称功率放大电路

一、甲乙类双电源互补对称功率放大电路

为了解决交越失真,可给三极管加适当的基极偏置电压,使之工作在甲乙类工作状态,如图2.3.4所示。

图2.3.4甲乙类互补对称功率放大电路在上述互补对称电路中，假设要求输出较大功率，那么要求功放管采用中功率或大功率管。这就产生了如下问题。一是大功率的PNP和NPN两种类型管子之间难以作到特性一致；二是输出大功率时功放管的峰值电流很大，而功放管的β不会很大，因而要求其前置级有较大推动电流，这对于前级是电压放大器的情况是难以作到的。为了解决上述问题，可采用复合管互补对称电路。实际电路中，静态电流通常取的很小，所以这种电路仍可以用乙类互补对称功率放大电路的有关公式近似估算输出功率和效率等指标。互补对称功率放大电路要求有一对特性相同的NPN型和PNP型功率管，在要求输出功率较大时，往往很难找到这种配对的大功率管，一般采用复合管来解决这个问题。图2.3.5甲乙类互补对称功率放大电路〔a〕利用二极管进行偏置的电路〔b〕利用UBE扩大电路进行偏置的电路

-VEE+VCC-VEE+VCC(a)(b)运用EWB仿真软件对乙类互补功率放大电路进行仿真。仿真电路如下图，仿真结果如下图，明显观察到输出波形出现了交越失真现象。图2.3.6甲乙类功率放大电路的仿真电路图2.3.7乙类功率放大电路的仿真结果输出波形输入波形甲乙类互补功率放大电路的仿真电路如下图，仿真结果如下图，可以观察到防止了输出波形的交越失真。图2.3.8甲乙类功率放大电路的仿真电路图2.3.9甲乙类功率放大电路的仿真结果输出波形输入波形知识分布网络单元4多级放大电路

多级放大电路多级放大电路的主要性能指标放大倍数输入电阻输出电阻多级放大电路的耦合方式变压器耦合阻容耦合直接耦合多级放大电路的组成输入级中间级输出级知识分布网络单元4多级放大电路

多级放大电路集成运算放大器的主要性能指标开环差模电压放大倍数差模输入电阻输出电阻输入失调电压输入失调电流共模拟制比集成运算放大器的组成输入级中间级偏置电路输出级

一．多级放大电路的组成多级放大电路的组成可用图所示的框图来表示。其中,输入级与中间级的主要作用是实现电压放大，输出级的主要作用是功率放大,以推动负载工作。图2.4.1多级放大电路的结构框图2.4.1多级放大电路的组成及性能指标的估算前面讲过的根本放大电路,其电压放大倍数一般只能到达几十～几百。然而在实际工作中,放大电路所得到的信号往往都非常微弱,要将其放大到能推动负载工作的程度,仅通过单级放大电路放大,达不到实际要求,那么必须通过多个单级放大电路连续屡次放大,才可满足实际要求。多级放大电路是由两级或两级以上的单级放大电路连接而成的。在多级放大电路中,我们把级与级之间的连接方式称为耦合方式。而级与级之间耦合时,必须满足:(1)耦合后,各级电路仍具有适宜的静态工作点;(2)保证信号在级与级之间能够顺利地传输过去;(3)耦合后,多级放大电路的性能指标必须满足实际的要求。为了满足上述要求,一般常用的耦合方式有:阻容耦合、直接耦合、变压器耦合。

2.4.2耦合方式〔a〕阻容耦合〔b〕直接耦合〔c〕变压器耦合我们把级与级之间通过电容连接的方式称为阻容耦合方式。电路如下图。

(2)缺点:因电容对交流信号具有一定的容抗,在信号传输过程中,会受到一定的衰减。尤其对于变化缓慢的信号容抗很大,不便于传输。此外,在集成电路中,制造大容量的电容很困难,所以这种耦合方式下的多级放大电路不便于集成。

(1)优点:因电容具有“隔直〞作用,所以各级电路的静态工作点相互独立,互不影响。这给放大电路的分析、设计和调试带来了很大的方便。此外,还具有体积小、重量轻等优点。

为了防止电容对缓慢变化的信号在传输过程中带来的不良影响,也可以把级与级之间直接用导线连接起来,这种连接方式称为直接耦合。其电路如下图。直接耦合的特点:(1)优点:既可以放大交流信号,也可以放大直流和变化非常缓慢的信号;电路简单,便于集成,所以集成电路中多采用这种耦合方式。

(2)缺点:存在着各级静态工作点相互牵制和零点漂移这两个问题。我们把级与级之间通过变压器连接的方式称为变压器耦合。其电路如下图。变压器耦合还具有阻抗变换作用，以到达阻抗匹配、获得最大的输出功率的目的。所以，变压器耦合比较适用于功率放大电路。但变压器耦合频率特性差、体积和质量大、本钱高、频率特性差，因此随着电子产品集成度的提高，已逐步被无变压器的输出电路所代替。只不过在高频电路，特别是在选频放大器中，还有相当程度的应用，比方收音机接收信号就是利用接收天线和耦合线圈来实现的。二．直接耦合存在的问题及解决方法直接耦合放大电路存在两个问题：静态工作点相互牵制和零点漂移。1．静态工作点相互牵制直接耦合方式可省去级间耦合元件，信号传输的损耗很小。它不仅能够放大交流信号，而且还能放大变化十分缓慢的信号，但由于级间为直接耦合，所以前后级间的直流电位相互影响，使得多级放大电路的各级静态工作点不能独立，当某一级的静态工作点发生变化时，其前后级也将受到影响，常用提高后一级发射极电位的方法解决，即在后一级的三极管的发射极串联电阻、二极管或稳压管。2．零点漂移现象把直接耦合放大电路的输入端短接〔即ui=0〕，在输出端uo也会偏离初始值，有一定数值的无规那么缓慢变化电压输出，这种现象称为零点漂移，简称零漂。引起零点漂移的原因很多，如晶体管参数随温度的变化而变化，电源电压的波动，电路参数的变化等，其中以温度变化的影响最为严重，所以零点漂移也称温漂。在输入信号较小时，零点漂移的电压可能把有用信号电压完全掩盖，造成有用信号的失真，使人们无法识别是漂移电压，还是有用信号电压。解决零点漂移的方法有温度补偿、引入直流负反响、采用差分放大电路等。其中采用差分放大电路是解决零点漂移最有效的方法。

三、多级放大电路的性能指标估算

1．电压放大倍数

根据电压放大倍数的定义式在图中,由于故因此可推广到n级放大电路的电压放大倍数为图2.4.3多级放大电路的微变等效电路

3．输出电阻多级放大电路的输出电阻就是输出级的输出电阻。计算时要注意:当输出级为共集电极放大电路时,要考虑其前级对输出电阻的影响。

2．输入电阻多级放大电路的输入电阻,就是输入级的输入电阻。计算时要注意:当输入级为共集电极放大电路时,要考虑第二级的输入电阻作为前级负载时对输入电阻的影响。

例1:如下图的两级阻容耦合放大电路，β1=80，β2=60，三极管的输入电阻分别为rbe1=3.7kΩ，rbe2=2.2kΩ，Rb1=100kΩ，Rb2=24kΩ，Rc1=15kΩ，Re1=5.1kΩ，Rb3=33kΩ，Rb4=6.8kΩ，Rc2=7.5kΩ，Re2=2kΩ,Ce1=Ce2=100μF，C1=C2=C3=47μF，UCC=20V，RL=5kΩ，信号源内阻Rs=600Ω，设三极管的发射结压降为0.7V。试求：〔1〕两级放大电路的电压放大倍数和源电压放大倍数；〔2〕两级放大电路的输入电阻和输出电阻。图2.4.4多级放大电路图2.4.5微变等效电路解〔1〕电压放大倍数。微变等效电路如下图。设第一、二级的电压放大倍数分别为Au1和Au2，总的电压放大倍数为Au=Au1Au2。式中:RL1=ri2=Rb3∥Rb4∥rbe2=33∥6.8∥2.2≈1.6kΩ所以式中,RL2=RL=5kΩ，所以故两级放大电路总的电压放大倍数为

Au=Au1Au2=(-31)(-82)=2542

这个结果说明，经两级共发射极放大电路放大后的输出电压与输入电压相位相同。

(2)输入电阻和输出电阻

ri=3.1kΩ

ro=ro2=Rc2=7.5kΩ从图中可知放大器的输入电阻为

ri=ri1=Rb1∥Rb2∥rbe1=100∥24∥3.7≈3.1kΩ

故源电压放大倍数Aus为

2.4.2集成运放的组成及其符号

图2.4.6集成运算放大器内部组成原理框图1．集成运放的组成及其符号集成运放内部实际上是一个高增益的直接耦合放大器,其内部组成原理框图用图2.4.6表示,

它由输入级、中间级、输出级和偏置电路等四局部组成,符号见图。

输入级:输入级是提高运算放大器质量的关键局部,要求其输入电阻高,为了能减小零点漂移和抑制共模干扰信号,输入级都采用具有恒流源的差动放大电路,也称差动输入级。中间级:中间级的主要作用是提供足够大的电压放大倍数,故而也称电压放大级。要求中间级本身具有较高的电压增益。

图2.4.7集成运放的符号

输出级:输出级的主要作用是输出足够的电流以满足负载的需要,同时还需要有较低的输出电阻和较高的输入电阻,以起到将放大级和负载隔离的作用。偏置电路:偏置电路的作用是为各级提供适宜的工作电流,一般由各种恒流源电路组成。图2.4.8μA741内部电路

2.模拟集成电路的型号命名方法我国半导体集成电路的型号命名按照GB3430—82,由五局部组成，如CF0741CT其各符号含义如下图。图2.4.9CF0741CT其各符号含义3.集成运算放大器外形及分类

常见的集成运算放大器有圆形、扁平型、双列直插式等,有8管脚、14管脚等。

图2.4.10集成运放外形结构示意图和引脚排列图

2.4.11集成运放外形结构示意图各引脚名称如下图。

2.4.12集成运放实物照片集成运算放大器有四种分类方法。1〕按其用途分类集成运算放大器按其用途分为通用型及专用型两大类。(1)通用型集成运算放大器(2)专用型集成运算放大器2〕按其供电电源分类集成运算放大器按其供电电源分类，可分为两类。(1)双电源集成运算放大器(2)单电源集成运算放大器这类运放采用特殊设计,在单电源下能实现零输入、零输出。交流放大时,失真较小。3〕按其制作工艺分类集成运算放大器按其制作工艺分类，可分为三类。(1)双极型集成运算放大(2)单极型集成运算放大器(3)双极－单极兼容型集成运算放大器4〕按运放级数分类按单片封装中的运放级数分类，集成运放可分为四类。(1)单运放