第2章放大电路的基本原理201321

第二章

放大电路的基本原理2.1放大的概念2.2单管共发射极放大电路2.3放大电路的主要技术指标2.4放大电路的基本分析方法2.5工作点的稳定问题2.6放大电路的三种基本组态2.7场效应管放大电路2.8多级放大电路

单管放大电路是复杂放大电路的基本单元，也是本章的学习重点。我们将在本章利用图解分析法或微变等效电路分析法这两个工具，定性和定量地分析放大电路的工作原理和各项参数。

本章导学一、静态工作点的物理意义及分析方法

(估算法与图解法)二、共发射极放大电路工作原理及分析方法三、共集电极放大电路工作原理及分析方法四、共基极放大电路工作原理及分析方法必须掌握的内容如下所示：五、各放大电路电压、电流放大倍数和输入、输出电阻的计算方法六、温度对放大电路参数的影响及改进型电路七、多级放大电路静态、动态参数的计算方法一、从微观上看2.1

放大的概念二、从宏观上看

第二章放大电路的基本原理将输入信号的幅度由小增大，称为“放大”。用小能量的输入信号控制另外一个能源，使输出端负载得到能量比较大的信号，称为“放大”。负载上的信号的变化规律是由输入信号控制，负载上得到的比较大的能量是由另外一个能源(直流电源)提供的。放大的对象是变化量Vi=0Vi=Vsin

tVBBVCCVBEIBIEIC+-

vI+vBE

vO+-+iC+iE+iB

vI=20mV

设若则电压放大倍数

iB=20uA

vO=-iC•

RL=-0.98V，使2.1放大的概念

=49=0.98mA本质：实现能量的控制。在放大电路中提供一个能源，由能量较小的输入信号控制这个能源，使之输出较大的能量，然后推动负载。小能量对大能量的控制作用称为放大作用。放大的对象是变化量。元件：双极型三极管和场效应管。特点：1、放大电路核心元件---器件伏安特性的非线性。2、电路中的电压、电流---交直流并存。3、受控源特点。4、温度对电路有影响。放大电路的基本知识

输入电阻

输出电阻

电压放大模型

电流放大模型1.模拟信号的放大2.放大电路模型3.放大电路的主要性能指标

增益

频率响应及带宽

非线性失真电压增益（电压放大倍数）电流增益信号源负载2.

放大电路模型放大电路是一个双口网络。从端口特性来研究放大电路，可将其等效成具有某种端口特性的等效电路。信号源负载输入端口特性可以等效为一个输入电阻输出端口可以根据不同情况等效成不同的电路形式Ri另一方面，考虑到输入回路对信号源的衰减理想有要想减小衰减，则希望…？——负载开路时的电压增益电压放大模型——输入电阻——输出电阻由输出回路得则电压增益为由此可见即负载的大小会影响增益的大小要想减小负载的影响，则希望…？（考虑改变放大电路的参数）理想情况1、输入电阻RiRi愈大愈好，说明本级放大电路从信号源索取的电流越小。从放大电路输入端看进去的等效电阻为输入电阻Ri，在中频段Ri可认为是纯阻性的。2.2

放大电路的主要性能指标2、输出电阻Ro1、输入信号源短路；2、输出端负载开路；3、外加一个正弦输出电压得到I。从放大电路输出端看进去的等效电阻，在中频段Ro可认为是纯阻性的。理论上测量输出电阻Ro的条件实际测量RO的方法将上式合并得：整理：开路输出电压具体方法：先使负载开路，测出一个端电压，再接上负载RL，测出一个(实际输出电压)，代入下式即可得出RO的值。输出电阻Ro是衡量放大电路带负载能力的重要指标。Ro愈小愈好，说明本级放大电路带负载的能力很强。注意：输入、输出电阻为交流电阻3、电压放大倍数4、电流放大倍数——正弦电流向量的比值5、最大输出幅度Uom放大电路不失真时最大的能够输出给负载的电压

(或电流)

幅度，一般指有效值，用

Uom表示。也可以用峰—峰值来表示，但须将有效值乘以。6、非线性失真系数DU1、U2、U3：分别表示基波、二次谐波、三次谐波的幅值。由于晶体管自身的非线性原因，造成放大电路输入了单个正弦波后在输出端得到不仅有单个正弦波而且还增生了一定数量的谐波信号，这种现象称非线性失真，用非线性失真系数D来描述。7、通频带

在中频段，放大器一般呈纯阻性，此时放大倍数最大。而在低、高频段受放大器中电抗性元件的影响(耦合电容、三极管极间电容)，使放大倍数下降。我们定义：在低、高频段，放大倍数下降至最大值的0.707倍时所包括的频率范围称为通频带BW。通频带愈宽，说明电路的放大范围愈大，适应能力愈强。通频带愈窄，说明电路的放大范围愈小，选择性愈好。由元器件非线性特性引起的失真。非线性失真系数end小写字母、大写下标表示总量（含交、直流）。如，vCE、iB等。大写字母、大写下标表示直流量。如，VCE、IC等。小写字母、小写下标表示纯交流量。如，vce、ib等。上方有圆点的大写字母、小写下标表示相量。如，、等。书中有关符号的约定2.3单管共发射极放大电路2.3.1单管共发射极放大电路的组成图2.3.1单管共射放大电路的原理电路VT：NPN型三极管，为放大元件；VCC：为输出信号提供能量；

RC：当iC通过Rc，将集电极电流的变化转化为集电极电压的变化，传送到电路的输出端；

VBB

、Rb：为发射结提供正向偏置电压，提供静态基极电流(静态基流)。一、放大过程（定性分析）△ui↑△uBE↑1△iB↑2△iC↑↑32.3.2工作原理△uRC↑↑△uCE↓↓5△uo↓↓462.3.2单管共发射极放大电路的工作原理一、放大作用：设若则

iB=20uA使

=49=0.98mA

vI

=20mV

vO=-iC•RL

=-0.98V电压放大倍数二、组成放大电路的原则：

1.外加直流电源的极性必须使发射结正偏，集电结反偏。则有：

2.输入回路的接法应使输入电压

u

能够传送到三极管的基极回路，使基极电流产生相应的变化量

iB。

3.输出回路的接法应使变化量

iC能够转化为变化量

uCE，并传送到放大电路的输出端。三、原理电路的缺点：1.双电源供电；2.uI、uO

不共地。四、推论:要保证电路能够正常地将微小的输入信号

放大并且输出，必须做到以下三点：

1、保持发射结正偏，集电结反偏，电路处于

放大状态。满足△iC=β△iB

2、必须将输入信号的变化量加进基极回路，使基极产生变化的基流△iB。

3、输出回路必须使△iC

转化成变化的△uCE，并能送出到输出端。

共射极基本放大电路五、单管共射放大电路的改进电路C1

、C2

：为隔直电容或耦合电容；RL：为负载电阻。该电路也称阻容耦合单管共射放大电路。图2.4.1(b)交流通道2.4放大电路的基本分析方法基本分析方法两种图解法微变等效电路法2.4.1直流通路与交流通路图2.2.2(b)图2.4.1(a)直流通道1、电容的处理：一、直流通道的等效变换处理电容“隔直”，所以将电容及电容以外的电路(包括输入和输出端及负载电阻)除掉。2、电感的处理：电感“通直”，所以将电感保留(或视为短路)。3、电阻的处理：电阻是中性元件，可以“通直”，也保留。4、直流通道等效电路5、直流通道的用途用于计算放大电路的静态参数(静态工作点)。1、电容的处理

二、交流通道的等效变换处理

电容的交流阻抗小，所以将电容视为短路。2、电感的处理电感存在一定的交流阻抗，应将电感保留。3、电阻的处理电阻是中性元件，既可“通直”又可“通交”，故也保留。4、供电电源的处理因为供电的电压源是恒定不变的，对于交流电压信号无阻碍作用，所以将其视为短路。

若采用电流源供电方式，对于交流电压信号来讲有很强的阻碍作用，所以将其视为开路。

5、交流通道等效电路6、交流通道的用途主要用于分析或计算放大电路的动态参数。2.4.2静态工作点的近似估算一、静态工作点在没有外加输入信号时，放大电路处于静止状态，此时三极管的各个参数都对应某一个固定的数值，这个固定的数值就称为静态工作点，常用Q(Quiescent)来表示。在对应Q点时：IBQ；UBEQ；ICQ；集射间的电压UCEQ；射极电流IE称IEQ。2.4.2静态工作点的近似计算bceIBQICQ

UCEQ图2.4.1(a)硅管UBEQ=(0.6~0.8)V锗管UBEQ=(0.1~0.2)VICQ

IBQUCEQ=VCC–ICQ

RC【例1】图示单管共射放大电路中，VCC=12V，Rc=3k

，Rb=280k，NPN硅管的

=50，试估算静态工作点。图2.4.3(a)解：设UBEQ=0.7VICQ

IBQ=(500.04)mA=2mAUCEQ=VCC–ICQ

Rc=(12-2

3)V=6VICQ

IBQUCEQ=VCC–ICQ

RC1.静态工作点的近似计算直流通路C1C2视为开路交流通路C1C2Vcc视为短路2.画交直流通路的原则小结[例2]已知下电路中：VT为NPN型三极管，VCC=12V，

RC=3KΩ，Rb=280KΩ，β=50，估算静态工作点

(设UBEQ=0.7V)，并在输出特性曲线上画出Q点。解：⑴估算IBQ⑵估算

ICQ⑶估算UCEQ因为在放大区域中ICQ与IBQ是线性关系。⑷画出Q

点Q[例3]已知下电路中：Rb=28KΩ，Rc=3KΩ，β=50，

Vcc=12V，判断下电路的工作状态，并在输出特性曲线上标出Q点。（UBEQ=0.7V）解：⑴首先画出直流通道，估算IBQ、ICQ和UCEQ其关键原因是电路不在放大状态，而我们还认为电路符合放大的特点，仍采用β去获得ICQ。我们必须找到一个定量判断放大与饱和的方法。对吗？⑵估算实际灌入基极的电流IB⑶估算临界饱和集电极电流ICS⑷折算临界饱和基流IBS⑸判断比较所以该电路饱和。最后在输出特性曲线上画出Q点ICS=3.9mAUCES=0.3VQ补充：三极管放大与饱和状态的定量判断由于三极管在放大或饱和状态时，其发射结的偏置均为正偏，若收集结的偏置无法确定时则必须根据下面的方法判断三极管工作在哪个状态。1、首先判断三极管的发射结的偏置，若是反偏则可判定为截止状态；若是正偏则三极管有可能工作在放大或饱和状态。2、根据电路估算出实际注入基极的电流IB(估算时视UBES=0.7V)。这个电流愈大，三极管愈容易工作在饱和状态。3、假定三极管工作在临界饱和状态(仍符合放大规律)，根据电路结构估算出临界饱和集流ICS(估算时视UCES~0.3V)。4、将临界饱和集电极电流除以β换算为临界饱和基极电流IBS。这个电流愈小，三极管愈易工作在饱和状态。5、最后将实际注入基极的电流IB与临界饱和基流IBS进行比较。若IB>IBS，则判定三极管工作在饱和状态；反之三极管放大。如果忽略临界饱和的基射间和集射间的电压UBES、UCES，可以得到共射电路的饱和条件：注意：已知Rb、Rc和β就可以判断电路是否饱和。结论【例4】设图P2-5中的三极管β=100，UBEQ=0.6V，VCC=12V，Rc=3k

，Rb=120k。求静态工作点处的IBQ、ICQ和UCEQ值。Rb+VCCRcC13k

120k

iBiC+-+-uIuO解：2.4.3图解法在三极管的输入、输出特性曲线上直接用作图的方法求解放大电路的工作情况。一、图解法的过程(一)图解分析静态1.先用估算的方法计算输入回路IBQ2.在输出特性曲线上作直流负载线,确定ICQUCEQ

方法：根据uCE=VCC

-

iCRc式确定两个特殊点bceIBQICQ

UCEQ输出回路输出回路输出特性直流负载线Q由静态工作点Q确定的ICQ、UCEQ

为静态值。

【例1】图示单管共射放大电路及特性曲线中，已知Rb=280k

，Rc=3k

，集电极直流电源VCC=12V，试用图解法确定静态工作点。解：首先估算IBQ做直流负载线，确定Q

点根据UCEQ=VCC–ICQ

RciC=0，uCE=12V；uCE=0，iC=4mA.0iB

=0µA20µA40µA60µA80µA134224681012MQ静态工作点IBQ=40µA，ICQ=2mA，UCEQ=6V.uCE

/V由Q

点确定静态值为：iC

/mAICQ

IBQUCEQ=VCC–ICQ

RC1.静态工作点的近似计算小结(2)在输出特性曲线上，作出直流负载线

VCE=VCC－ICRc，与IBQ曲线的交点即为Q点，从而得到VCEQ

和ICQ。2.用图解法求解静态工作点(1)

先估算IBQ，在输出特性曲线上确定一条线三、图解法分析动态电路(交流通路)1、作出输出回路的交流通路(仍以上电路为例)

左边仍是三极管部分，右边是输出回路。因为是交流通道，所以集电极电流和输出电压分别用

ΔiC和

ΔuCE表示。交流通路的总电阻为，它是RC和RL的并联值，因此动态的阻值要小于静态的阻值RC。2、作出交流负载线※推论：因为

所以交流负载线要比直流负载线的斜率大，交流负载线更陡峭。②当外加正弦输入电压时，放大电路的工作点将沿交流负载线运动。①当ui

瞬时值为0时，电路相当于是静态电路，因此动态Q和静态Q是在同一个点上。我们只要作一条斜率为的直线经过Q点就可以得到交流负载线。注意只有交流负载线才能描述动态时

ΔiC与

ΔuCE的关系，而直流负载线只能用来确定静态工作点。(不能描述动态参数)3.动态工作情况图解分析图2.4.5(a)输入回路工作情况0.680.72

uBE

iBtQ000.7t6040200uBE/ViB/µAuBE/ViBUBE交流负载线直流负载线4.57.5

uCE912t0ICQiC

/mA0IB=40µA2060804Q260uCE/ViC

/mA0tuCE/VUCEQ

iC图2.4.5(b)输出回路工作情况分析

3动态工作情况分析通过图解分析，可得如下结论：

1.vi

vBE

iB

iC

vCE

|-vo|

2.vo与vi相位相反；

3.可以测量出放大电路的电压放大倍数；

4.可以确定最大不失真输出幅度。[例1]用图解法求下电路的电压放大倍数(五大步骤)2、再求动态电阻解1、作直流负载线确定Q点。由前面例题已求出：IBQ=40μAICQ=2mAUCEQ=6V（从交流通道中可得）3、作交流负载线具体操作：⑶用虚线连接这两点后，再平移过Q点，就可以得到交流负载线。⑵在横轴上再找另一特殊点。令：iC=4mA

⑴在纵轴iC上找一特殊点。方法是先作一条斜率为的直线，然后再平移过Q点即可。4、根据图中各处波形的投影得到变化量5、最后根据实测数据算出电压放大倍数Au[例2]已知下电路三极管的输出特性曲线，试用图解法确定静态工作点(IBQ，ICQ，UCEQ)。解：⑴首先估算IBQ（设UBEQ=0.7V）⑵做直流负载线①当iC=0时：uCE=12V

在横轴上作一个点②当uCE=0时：iC=4mA

在纵轴上作一个点③连接两点作直流负载线，与iB=40μA的曲线相交形成Q点。④分别向横、纵轴投影得：ICQ=2mA，UCEQ=6V[例3]已知图中：Rb=510K，Rc=10K，RL=1.5K，VCC=10V三极管特性曲线如图所示：

①用图解法求静态工作点，并分析此点选得是否合适；②VCC和三极管不变，为把静态集压UCEQ提高到5V左右，可以改变哪些参数？如何改法？③VCC和三极管不变，为使ICQ=2mA,UCEQ=2V,应改哪些参数？改成什么数值？解①求静态工作点，并分析此点选得是否合适；

由于未知β，所以只能通过输出特性曲线估算ICQ。作直流负载线：连接两点得Q1点：投影找到ICQ=0.8mA，UCEQ=2V

β=ICQ/IBQ=44分析Q1点选得是否合适：Q1点靠近饱和区，不合适。

欲使UCEQ增大，显然要改变原来的负载线的斜率。因此最佳的方案是大幅度地减小RC，可增加负载线的仰角；然后还要调大IBQ

，使Q点上移到放大区域。所以还需利用减小Rb的办法来配合调大IBQ。解②将UCEQ提高到5V

左右时，改变哪些参数？如何改法？解③

VCC，三极管不变，

ICQ=2mA,UCEQ=2V，应改哪些参数？改成什么数值？由题意的条件所确定的Q3点投影可知：IBQ=40μA所以：[例]作出下电路中的负载线。已知：Rb=560KΩ，

RC=5.1KΩ

，R1=R=10KΩ，RL=1MΩ，

VCC1=VCC2=12V。解：①先求出IBQ解：②利用戴维南定理来处理三极管集射极以外的电路将其等效为一个总电源和一个总电阻。解上方程组可以算出：U’ce=7.1V再将其等效内阻算出：最后找出两个特殊点，作负载线：设：IC=0，在横轴上作一个点。最后作负载线。找出Q点。本题没有电容，因此交、直流负载线相同。设：UCe=0，在纵轴上作另一个点。单管共射放大电路电压、电流波形单管共射放大电路当输入正弦波uI

时，放大电路中相应的uBE、iB、iC、uCE、uO波形。图2.4.6单管共射放大电路的电压电流波形单管共射放大电路电压、电流波形(三)用图解法分析电路参数对静态工作点的影响

1.改变Rb，保持VCC，Rc，

不变；OIBiCuCE

Q1Rb增大，Rb减小，Q点下移；Q点上移；Q2OIBiCuCE

Q1Q3

2.改变VCC，保持Rb，Rc，

不变；升高VCC，直流负载线平行右移，动态工作范围增大，但管子的动态功耗也增大。Q2图2.4.9(a)图2.4.9(b)

3.改变Rc，保持Rb，VCC，

不变；

4.改变

，保持Rb，Rc，VCC

不变；增大Rc，直流负载线斜率改变，则Q点向饱和区移近。OIBiCuCE

Q1Q2OIBiCuCE

Q1Q2增大

，ICQ增大，UCEQ减小，则Q点移近饱和区。图2.4.9(c)图2.4.9(d)特点：

1、各级电压和电流都在原来静态直流的基础上叠加一个正弦交流成分2、具有电压放大作用3、输出电压uo与输入信号相位相反二、图解法的应用

（一）用图解法分析非线性失真三极管的三个工作区当工作点进入饱和区或截止区时，将产生非线性失真。饱和区特点：

iC不再随iB的增加而线性增加，即此时截止区特点：iB=0，iC=ICEOvCE=VCES，典型值为0.3V二、图解法的应用(一)用图解法分析非线性失真ibui结论：iB波形底部失真OQOttOuBE/ViB/µAuBE/ViB/µAIBQ1.由于静态工作点设置得过低，而造成的顶部失真叫做截止失真。iC

波形底部失真；uCE

(uo)顶部失真NPN管截止失真时的输出uo波形(顶部失真)。uo=

uceOiCtOOQ

tuCE/VuCE/ViC

/mAICQUCEQOIB=0QtOO

NPN管uo波形tiCuCE/VuCE/ViC

/mAuo=

uceib(不失真)ICQUCEQ2.由于静态工作点设置得过高，而造成的底部失真叫做饱和失真。iC顶部失真，Uo、Uce底部失真（二）、用图解法估算最大输出幅度⑴最大输出幅度Uom的定义输出波形没有明显失真的情况下，放大电路能够输出的最大电压(用有效值表示)。⑵最大输出幅度与VCC有关。

VCC愈大，交流负载线愈长，Uom就愈宽，输出幅度就愈大。⑶最大输出幅度与Q点的定位有关

Q点若定得太高，BQ>AQ，即ED>CD；

Q点若定得太低，AQ>BQ，即CD>ED。若要不失真，只能在这两个波峰中取较短的一个，因此只有在Q点为中心点时(即CD=ED)，才可获得最大输出幅度。[例]求图中的最大输出幅度Uom从图中可看出Q点选得较低，CD>ED，容易截止。取最短的幅度段ED来估算最大输出幅度。(三)用图解法分析电路参数对静态工作点的影响

1.改变Rb，保持VCC，Rc，

不变；OIBiCuCE

Q1Rb增大，Rb减小，Q点下移；Q点上移；Q2OIBiCuCE

Q1Q3

2.改变VCC，保持Rb，Rc，

不变；升高VCC，直流负载线平行右移，动态工作范围增大，但管子的动态功耗也增大。Q2图2.4.9(a)图2.4.9(b)

3.改变Rc，保持Rb，VCC，

不变；

4.改变

，保持Rb，Rc，VCC

不变；增大Rc，直流负载线斜率改变，则Q点向饱和区移近。OIBiCuCE

Q1Q2OIBiCuCE

Q1Q2增大

，ICQ增大，UCEQ减小，则Q点移近饱和区。图2.4.9(c)图2.4.9(d)

1.能够形象地显示静态工作点的位置与非线性失真的关系；

2.方便估算最大输出幅值的数值；

3.可直观表示电路参数对静态工作点的影响；

4.有利于对静态工作点Q的检测等。图解法小结2.4.4微变等效电路法晶体管在小信号(微变量)情况下工作时，可以在静态工作点附近的小范围内用直线段近似地代替三极管的特性曲线，三极管就可以等效为一个线性元件。这样就可以将非线性元件晶体管所组成的放大电路等效为一个线性电路。微变等效条件研究的对象仅仅是变化量信号的变化范围很小一、简化的

h参数微变等效电路(一)

三极管的微变等效电路

iB

uBE晶体管的输入特性曲线

rbe：晶体管的输入电阻。在小信号的条件下，rbe是一常数。晶体管的输入电路可用rbe等效代替。1.输入电路Q点附近的工作段近似地看成直线

可认为

uBE与

iB成正比QOiB

uBE

图2.4.10(a)vBEvCEiBcebiC双口网络2.输出电路假设在

Q

点附近特性曲线基本上是水平的(

iC

与

uCE无关)，数量关系上，

iC

比

iB大

倍；

iB

iB从三极管输出端看，可以用

iB恒流源代替三极管；该恒流源为受控源；表现为iB对iC

的控制。uCE

QiC

O图2.4.10(b)3.三极管的简化参数等效电路

注意：这里忽略了uCE

对iC与输出特性的影响，在大多数情况下，简化的微变等效电路对于工程计算来说误差很小。图2.4.11

三极管的简化h参数等效电路cbe

+

uBE

+

uCE

iC

iBebcrbe

iB+

uBE

+

uCE

iC

iB4.三极管放大电路(共射)的等效电路上等效电路主要用于定量计算动态参数。微变等效电路实际上是在交流通道的基础上，将三极管模型化。5.基本动态参数的计算①输入电压：②输出电压：从上式中可以看到输出电压与输入电压的相位相反。③电压放大倍数：从右图中可以看出，假若Rb

>>rbe时：④电流放大倍数：输入电流：若RC

>>RL时，有：从上式中可以看到输出电流与输入电流的相位相同。输出电流：⑤输入电阻Ri：从输入端看进去电路呈现出的阻抗为输入电阻。输出电阻：将输入端短路，即：且保留RS

，从输出端看进去，并且不包括RL的电阻。

估算输出电压、输出电流和电压放大倍数时要考虑RL；估算输出电阻时不能考虑RL。注意：

1.电路如图所示。试画出其小信号等效模型电路。解：例题物三、三极管输入电阻rbe的近似估算公式：

rbe是计算放大电路动态参数的关健量。而在三极管手册中又未给出输入特性曲线，故用图解法并不能求出rbe

。必须有一个近似的估算方法。1、三极管结构图：为基区的体电阻；为基射之间的内部结电阻；为发射区的体电阻；所以：2、估算rbe：一般三极管为200Ω~300Ω；：因发射区多子浓度高，故此值很小，一般在几个

Ω左右，可忽略。：这是估算rbe的关健参数。IS

为反向饱和电流；UT

为温度电压当量(常温下UT=26mV)；由二极管方程(描述PN结电压和电流的关系)得知：因此：因为uBE在放大区是大于0.5V的，所以：因为：为了找到iE与uBE的关系，将上式对uBE求导：将上右式代入上式得：所以：从工程的角度观察，在输入小信号时，iE在静态工作点IEQ附近是小范围变化的，因此可认为：再从结构图上得出：所以：讨论：适当增大IEQ可提高⑴若β一定IEQ↑→rbe↓→↑⑵若IEQ一定，β↑→rbe

↑，不一定增大。将上式对iB求导：因此我们就找到了uBE与iB的关系：所以：今后在没有特别的说明时，解：①求rbe

:[例]下电路：IBQ=40μA，ICQ=2mA，UCEQ=6V，β=50①估算rbe；②输入电阻Ri

；③输出电阻Ro；④电压放大倍数；⑤若要提高，应如何操作？③求Ro：②求Ri：④求：由前面的分析得知：增大IEQ，可以减小rbe，最终能提高。⑤注意：IEQ不能太大，因为IEQ大意味着ICQ大，Q点要向左上方饱和区移动，易导致饱和失真。所以我们将IEQ从2mA增大到3mA(三)微变等效电路法求动态参数的步骤(归纳)

1.首先利用图解法或近似估算法确定放大电路的静态工作点Q

。

2.然后求出静态工作点处的微变等效电路参数rbe(与IEQ有关)；

3.画出放大电路的微变等效电路。可先画出三极管的等效电路，然后画出放大电路其余部分的交流通路。

五、复杂电路的微变等效电路法(典型应用)有些电路无法用图解法直接求出动态参数

(∵图解法反映的是集-射间电压与电流关系，而复杂电路往往讨论的是集-地间的电压与电流关系)

。若采用微变等效电路，此问题就得到了解决。C1RcRb+VCCC2RL+

++VT+

Re1、求：←

Re变成了(1+β)Re

2、求：求电压放大倍数①射极无电阻Re或射极虽然有电阻Re但并上了一个电容

Ce

时，电路电压放大倍数与基本电路的电压放大倍数相同。3、求：讨论：②射极有电阻Re而且没有并联电容Ce时，上电路的电压放大倍数将会有较大的衰减。③当(1+β)Re>>rbe时，而且β

>>1时，有：4、

求

：输入电流：输出电流：有：5、求

Ri：显然引入Re后，Ri增大了，这是件好事。从电路上看：Ri为b点到地的电阻。◊6、求Ro：按照Ro的定义：将电路按上图等效，断开负载，并将rce(三极管集－射间电阻)考虑进来。再加上一个外加输出电压。①简单估算：因为rce非常大，可视为断开。所以式中图2.4.15

求图2.4.14(a)电路输出电阻的等效电路②完整估算：须考虑rce的作用，并根据等效电路，找出Uo与Io的关系。将代入式，放大电路输出电阻为上式中，通常，故可简化为如果Re=0，但考虑rce

的作用，则显然，接入

Re

后，三极管集电极至公共端之间的等效电阻大大提高了。应物3.26[例]已知下电路：Rb=240KΩ，Rc=3KΩ，Re=820Ω，Vcc=12V，β＝50，试求：解①：先画出直流通路①电路的静态工作点；②电压放大倍数；③输入/输出电阻。解③

求输入电阻Ri

：最后求输出电阻Ro(因为rce很大，所以可以不考虑)：解②

求电压放大倍数：返回2.5工作点的稳定问题2.5.1温度对静态工作点的影响三极管是一种对温度十分敏感的元件。温度变化对管子参数的影响主要表现有：

1.UBE

改变。UBE

的温度系数约为–2mV/

C，即温度每升高1

C，UBE约下降2mV。

T↑UBE↓ICQ↑Q点↑各晶体管的温度系数分散性比较大，一般条件下，每增加1℃度时，β约增加0.5%~1%。2、温度对β的影响℃↑β↑输出特性曲线上移ICQ↑Q点↑3、温度对反向饱和电流ICBO的影响温度每增加10℃度时，ICBO约增加一倍。℃↑ICBO↑ICQ↑Q点↑温度升高将导致IC

增大，Q上移。容易产生饱和区失真。iCuCEOiBQVCCT=20

C

T=50

C图2.5.1

温度对Q

点和输出波形的影响输出波形底部削平2.5.2静态工作点稳定电路一、电路组成——分压式偏置电路C1RcRb2+VCCC2RL+

+++

+CeuoRb1ReiBiCiEiRuiuEuB图2.5.2

分压式工作点稳定电路由于UBQ

不随温度变化，——电流负反馈式工作点稳定电路

T

ICQ

IEQ

UEQ

UBEQ

(=UBQ–UEQ)

IBQ

ICQ

说明：

1.Re

愈大，同样的

IEQ产生的

UEQ愈大，则温度稳定性愈好。但Re

增大，UEQ

增大，要保持输出量不变，必须增大VCC。

2.接入Re

，电压放大倍数将大大降低。在Re

两端并联大电容Ce，交流电压降可以忽略，则Au基本无影响。Ce

称旁路电容

3.要保证UBQ

基本稳定，IR>>IBQ，则需要Rb1、Rb2

小一些，但这会使电阻消耗功率增大，且电路的输入电阻降低。实际选用Rb1、Rb2

值，取IR

=(5~

10)IBQ，UBQ=(5~10)UBEQ。二、静态与动态分析静态分析C1RcRb2+VCCC2RL+

+++

+CeuoRb1ReiBiCiEiRuiuEuB由于IR>>IBQ，可得(估算)静态基极电流动态分析C1RcRb2+VCCC2RL+

+++

+CeuoRb1ReiBiCiEiRuiRcRb2+VCCRL+

+

uiuoRb1Rerbe

ebcRcRL+

+

Rb2Rb1Ui2.6放大电路的三种基本组态三种基本接法共射组态共集组态共基组态2.6.1共集电极放大电路C1Rb+VCCC2RL

+Re++RS+~

~

++__+rbebec(b)等效电路——为射极输出器图2.6.1

共集电极放大电路(a)电路图一、静态工作点C1Rb+VCCC2RL

+Re++RS+~

由基极回路求得静态基极电流则(a)电路图图2.6.1

共集电极放大电路二、电流放大倍数所以三、电压放大倍数结论：电压放大倍数恒小于1，而接近1，且输出电压与输入电压同相，又称射极跟随器。

~

++__+rbebec(b)等效电路四、输入电阻

~

++__+rbebec输入电阻较大。Ri五、输出电阻+_rbebec~输出电阻低，故带载能力比较强。Ro图2.6.2求射极输出器Ro

的等效电路如不考虑Re考虑Re2.6.2共基极放大电路图2.6.3

共基极放大电路(a)原理电路

VEE

保证发射结正偏；VCC

保证集电结反偏；三极管工作在放大区。(b)实际电路实际电路采用一个电源VCC

，用Rb1、Rb2分压提供基极正偏电压。C1C2+++_+_ReVEEVCCRcRLVTC1C2VCCRb2Rb1+++++__ReCbRLRc一、静态工作点(IBQ,ICQ,UCEQ)图2.6.3(b)实际电路C1C2VCCRb2Rb1+++++__ReCbRLRc二、电流放大倍数微变等效电路由图可得：所以由于

小于1

而近似等于1，所以共基极放电电路没有电流放大作用。+_+_Rerbebec图2.6.4

共基极放大电路的等效电路三、电压放大倍数+_+_Rerbebec图2.6.4由微变等效电路可得共基极放大电路没有电流放大作用，但是具有电压放大作用。电压放大倍数与共射电路相等，但没有负号，说明该电路输入、输出信号同相位。四、输入电阻暂不考虑电阻Re

的作用五、输出电阻暂不考虑电阻Re

的作用Ro

=

rcb.已知共射输出电阻rce

，而rcb

比

rce大得多，可认为rcb

(1+

)rce如果考虑集电极负载电阻，则共基极放大电路的输出电阻为Ro=Rc//rcb

Rc考虑电阻Re的作用2.6.3三种基本组态的比较大(数值同共射电路，但同相)小(小于、近于

1)大(十几~一几百)小大(几十~一百以上)大(几十~一百以上)电路组态性能共射组态共集组态共基组态C1C2VCCRb2Rb1+++++__ReCbRLC1Rb+VCCC2RL

+Re+++

C1Rb+VCCC2RL

++++

Rc2.6.3三种基本组态的比较

频率响应大(几百千欧~几兆欧)大(几欧~几十欧)中(几十千欧~几百千欧)rce小(几欧

~几十欧)小(几十千欧以上)中(几百欧~几千欧)

rbe组态性能共射组态共集组态共基组态差较好好2.8多级放大电路2.8.1多级放大电路的耦合方式三种耦合方式阻容耦合直接耦合变压器耦合一、阻容耦合图2.8.1阻容耦合放大电路C1RC1Rb1+VCCC2RL+

+VT1+

+Rc2Rb2C3VT2+第一级第二级优点：

(1)前、后级直流电路互不相通，静态工作点相互独立；

(2)选择足够大电容，可以做到前一级输出信号几乎不衰减地加到后一级输入端，使信号得到充分利用。不足：

(1)不适合传送缓慢变化的信号；

(2)无法实现线性集成电路。二、直接耦合Rc1Rb1+VCC+

VT1+

Rc2Rb2VT2图2.8.2两个单管放大电路简单的直接耦合特点：

(1)

可以放大交流和缓慢变化及直流信号；

(2)

便于集成化。

(3)各级静态工作点互相影响；基极和集电极电位会随着级数增加而上升；

(4)零点漂移。Uc1=UB1=0.7VT1饱和1.解决合适静态工作点的几种办法改进电路—(a)电路中接入Re2，保证第一级集电极有较高的静态电位，但第二级放大倍数严重下降。改进电路—(b)稳压管动态电阻很小，可以使第二级的放大倍数损失小。但集电极电压变化范围减小。VDZRc1Rb1+VCC+

VT1+

Rc2RVT2(b)Rc1Rb1+VCC+

VT1+

Rc2Re2VT2(a)改进电路—(c)+VCCRc1Rb1+

VT1+

Rc2Rb2VT2VDz改进电路—(d)

可降低第二级的集电极电位，又不损失放大倍数。但稳压管噪声较大。可获得合适的工作点。为经常采用的方式。(c)Rc1Rb1+VCC+VT1+

Re2Rc2VT2-(d)图2.8.3直接耦合方式实例【例1】图示两级直接耦合放大电路中，已知：Rb1=240k

，

Rc1=3.9k

，Rc2=500

，稳压管VDz的工作电压UZ=4V，三极管VT1

的

1=45，VT2的

2=40，VCC=24V，试计算各级静态工作点。图2.8.4例题的电路Rc1Rb1+VCC+

VT1+

Rc2VT2VDzuIuOiB1iC1iRc1iB2iC2解：设UBEQ1=UBEQ2=0.7V，则

UCQ1=UBEQ2+Uz=4.7V如ICQ1

由于温度的升高而增加1%，计算静态输出电压的变化。ICQ1=

1IBQ1=4.5mAIBQ2=IRc1–ICQ1=(4.95–4.5)mA=0.45mAICQ2=

2IBQ2=(40×0.45)mA=18mAUO=UCQ2=VCC–ICQ2RC2=(24–18×0.5)V=15V

UCEQ2=UCQ2–UEQ2=(15–4)V=11V当ICQ1增加1%时，即ICQ1=(4.5×1.01)mA=4.545mAIBQ2=(4.95-4.545)mA=0.405mAICQ2=(40×0.405)mA=16.2mAUO=UCQ2=(24–16.2×0.5)V=15.9V比原来升高了0.9V，约升高6%。2.零点漂移直接耦合时，输入电压为零，但输出电压离开零点，并缓慢地发生不规则变化的现象。原因：放大器件的参数受温度影响而使Q点不稳定。图2.8.5零点漂移现象uOtOuItO放大电路级数愈多，放大倍数愈高，零点漂移问题愈严重。抑制零点漂移的措施：(1)

引入直流负反馈以稳定Q

点；(2)

利用热敏元件补偿放大器的零漂；图2.8.6利用热敏元件补偿零漂R2R1+VCC+

VT2+

RcVT1uIuOiC1ReRuB1(3)

采用差分放大电路。三、变压器耦合选择恰当的变比，可在负载上得到尽可能大的输出功率。图2.8.8变压器耦合放大电路第二级VT2、VT3组成推挽式放大电路，信号正负半周VT2、VT3

轮流导电。优点：(1)

能实现阻抗变换；(2)

静态工作点互相独立。缺点：(1)

变压器笨重；(2)

无法集成化；(3)

直流和缓慢变化信号不能通过变压器。三种耦合方式的比较阻容耦合直接耦合变压器耦合特点各级工作点互不影响；结构简单能放大缓慢变化的信号或直流成分的变化；适合集成化有阻抗变换作用；各级直流通路互相隔离。存在问题不能反应直流成分的变化，不适合集成化有零点漂移现象；各级工作点互相影响不能反应直流成分的变化；不适合放大缓慢变化的信号；不适合集成化适合场合分立元件交流放大电路集成放大电路，直流放大电路低频功率放大，调谐放大2.8.2多级放大电路的电压放大倍数和输入、输出电阻一、电压放大倍数总电压放大倍数等于各级电压放大倍数的乘积，即其中，n

为多级放大电路的级数。二、输入电阻和输出电阻通常，多级放大电路的输入电阻就是输入级的输入电阻；输出电阻就是输出级的输出电阻。具体计算时，有时它们不仅仅决定于本级参数，也与后级或前级的参数有关。图2.8.4例题的电路Rc1Rb1+VCC+

VT1+

Rc2VT2VDzuIuOiB1iC1iRc1iB2iC2

【例2】图示电路中，Rb1=240k

，Rc1=3.9k

，

Rc2=500

，UZ=4V，

1=45，

2=40，VCC=24V，设稳压管的rz=50

。试估算总的电压放大倍数，以及输入、输出电阻Ri

和Ro。解：估算Au1时，应将第二级Ri2

作为第一级的负载电阻。所以

【例3】:如图所示的两级电压放大电路，已知β1=β2=50,T1和T2均为3DG8D。计算前、后级放大电路的静态值(UBE=0.6V);

RB1C1C2RE1+++–RC2C3CE+++24V+–T1T21M

27k

82k

43k

7.5k

510

10k

oU.Ui.解:

两级放大电路的静态值可分别计算。

RB1C1C2RE1+++–RC2C3CE+++24V+–T1T21M

27k

82k

43k

7.5k

510

10k

oU.Ui.第一级是射极输出器:第二级是分压式偏置电路：RB1C1C2RE1+++–RC2C3CE+++24V+–Ui.T1T21M

27k

82k

43k

7.5k

510

10k

oU.2、动态性能分析Au1第一级Au2第二级Aun末级uiuo1RLRSuousuo2ui2uinii=Au1·Au2

·

·

·

AunAu1(dB)=Au1(dB)+Au2(dB)+·

·

·+Aun

(dB)（1）放大倍数的计算注意：Auk（k为1～之间的任一个数）并不指独立的各级的电压增益，必须考虑前后级对它的影响。

方法1：在计算第一级的电压放大倍数时，把第二级的输入电阻（包括偏置电阻）Ri2作为第一级的负载，即。方法2：在计算第一级的电压放大倍数时，先认为，即先计算第一级空载的电压放大倍数。然后在计算第二级的电压放大倍数时，把第一级的输出电阻作为第二级的信号源电阻，计算出。考虑级与级之间的相互影响，计算各级电压放大倍数时，应把后级的输入电阻作为前级的负载处理!!!（2）输入和输出电阻的计算多级放大电路的输入电阻为第一级放大电路的输入电阻。多级放大电路的输出电阻为最后一级放大电路的输出电阻。例4:如图所示的两级电压放大电路，已知β1=β2=50,T1和T2均为3DG8D。

RB1C1C2RE1+++–RC2C3CE+++24V+–T1T21M

27k

82k

43k

7.5k

510

10k

oU.Ui.（1）求各级电压的放大倍数及总电压放大倍数。（2）求放大电路的输入电阻和输出电阻（1）求各级电压的放大倍数及总电压放大倍数第一级放大电路为射极输出器2bI2cIrbe2RC2rbe1RB11bI1cIRE1+_+_+_Ui.oU.o1U.第二级放大电路为共发射极放大电路总电压放大倍数2bI2cIrbe2RC2rbe1RB11bI1cIRE1+_+_+_Ui.oU.o1U.(2)

计算

r

i和r

0微变等效电路2bI2cIrbe2RC2rbe1RB11bI1cIRE1+_+_+_Ui.oU.o1U.由微变等效电路可知，放大电路的输入电阻

ri等于第一级的输入电阻ri1。第一级是射极输出器，它的输入电阻ri1与负载有关，而射极输出器的负载即是第二级输入电阻

ri2。2bI2cIrbe2RC2rbe1RB11bI1cIRE1+_+_+_Ui.oU.o1U.2bI2cIrbe2RC2rbe1RB11bI1cIRE1+_+_+_Ui.oU.o1U.

1=60,

2=100;rbe1=2k,rbe2=2.2k。求Au,Ri,Ro。例5:[解]Ri2=R6//R7

//rbe2R

L1=R3//R