《电工电子技术基础及应用实践》课件 第7章 放大电路

《电工电子技术及应用实践》

《电工电子技术及应用实践》

第七章

放大电路本章内容

§1共射极放大电路§2静态工作点电路稳定§3射极输出器§4差分放大电路

§5互补对称功率放大电路电子技术中放大的目的是将微弱的变化信号放大成较大的信号。本节所讲的主要是电压放大电路。uiuoAu§1共射极放大电路放大的概念§1共射极放大电路放大的含义1.

uo与ui波形相似2.负载功率P0大于信号源功率Pi放大的本质用小能量的信号，通过三极管的电流控制作用，将放大电路中直流电源的能量转化成交流能量输出。§1共射极放大电路对放大电路的基本要求1.要有足够的放大倍数（电压、电流、功率）2.尽可能小的波形失真信号源负载放大作用iC=iB，工作在放大区集电极电源，为电路提供能量，并保证集电结反偏。集电极电阻，将变化的电流转变为变化的电压。基极电源与基极电阻使发射结正偏，并提供适当的静态工作点。§1共射极放大电路共射极放大电路的组成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。§1共射极放大电路可以省去？参考点电路改进：采用单电源供电§1共射极放大电路UA大写字母、大写下标，表示直流量。uA小写字母、大写下标，表示全量。ua小写字母、小写下标，表示交流分量。uAua全量交流分量tUA直流分量符号规定:Ua大写字母、小写下标，表示交流有效值。§1共射极放大电路放大电路的工作原理动态信号作用时：组成放大电路时注意：1.保证晶体管工作在放大区。

发射结正偏，集电极结反偏2.输入信号必须能够作用于放大管的输入回路。对于晶体管能产生△uBE。

3.当负载接入时，必须保证放大管的输出回路的动态电流能够作用于负载，从而使负载获得比输入信号大得多的信号电流或信号电压。§1共射极放大电路§1共射极放大电路放大电路的分析放大电路的静态分析2.放大电路的动态分析

静态分析的任务是根据电路参数和三极管的特性确定静态值（直流值）IB、

IC

和UCE，也叫静态工作点。用放大电路的直流通路来分析。放大电路没有输入信号时的工作状态称为静态。直流通路：只考虑直流信号的分电路，电容开路，电感、交流电源短路（留内阻）。

交流通路：只考虑交流信号的分电路，电容、直流电源短路。

§1共射极放大电路放大电路的静态分析开路开路直流通路RB+UCCRC短路短路短路交流通路§1共射极放大电路（1）根据直流通道估算IBIBUBERB称为偏置电阻，IB称为偏置电流，偏流IB的大小是固定的，此放大电路也通常叫做固定偏置放大电路+UCC直流通路RBRCICUCE1.静态工作点的估算§1共射极放大电路ICQuCE~iC满足什么关系iCuCEUCCQ直流负载

-1/RCIBQ？uCE=UCC-iCRC→

直流负载线UCEQ2.图解法求静态工作点

静态时的值应该既满足晶体管的非线性，又满足UCC和RC串联的线性电路，直线和三极管输出特性中相对于IB

的曲线的交点就是工作点Q。§1共射极放大电路1.微变等效电路法

三极管是一个非线性元件，其特性由特性曲线来描述。当三极管在小信号（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。也就是把三极管等效成一个线性元件。这样，就可以象处理线性电路那样来处理三极管的放大电路，这为分析计算放大电路带来了极大的方便。§1共射极放大电路放大电路的动态分析

(1)晶体管的微变等效电路icuceubeib

ibCBE

看输入：iBuBE

uBE

iB对输入的小交流信号而言，三极管相当于电阻rbe。rbe是三极管的交流参数！§1共射极放大电路icuceubeib

ibCBEiCuCEiCiB三极管的输出端可近似地看成一个受控的恒流源。Eicucerbe

ib

ibBCube

看输出：微变等效电路§1共射极放大电路(2)放大电路的微变等效电路短路短路交流通路RBRCRLuouiuiRB+UCCRCC1C2TRLuo短路§1共射极放大电路uirbeibibiiicuoRBRCRL将交流通道中的三极管用微变等效电路代替:交流通路RBRCRLuiuorbeibibbce§1共射极放大电路1)电压放大倍数的计算rbeRBRCRL§1共射极放大电路2)输入电阻的计算定义：3)输出电阻的计算

负载开路,即RL=∞;rbeRBRCRL00

除独立源，保留内阻，加压求流法。§1共射极放大电路2.图解法RB+UCCRCC1C2Tuoui++--++（1）负载开路（RL=∞）§1共射极放大电路uBEQiBuituBEIBUBEiBtibiCuCEiCticucetuCEUCEIC§1共射极放大电路uiOtiB

OtuCEOtuoOtiC

OtIBQICQUCEQ

可看出输出信号电压uo和输入信号电压ui相位正好相反，叫做单管放大器的“反向作用”（或“倒相作用”）。

由于Icm>>Ibm，只要RC

有一定的阻值，输出信号电压幅值Uom远大于输出信号电压幅值，这就是晶体管放大电路的电压放大作用。RB+UCCRCC1C2uoui++--++iBuBEiCuCE§1共射极放大电路在放大电路中，输出信号应该成比例地放大输入信号（即线性放大）；如果两者不成比例，则输出信号不能反映输入信号的情况，放大电路产生非线性失真。为了得到尽量大的输出信号，要把Q设置在交流负载线的中间部分。如果Q设置不合适，信号进入截止区或饱和区，造成非线性失真。波形非线性失真分析：§1共射极放大电路iCuCEuo

Q点过低，信号进入截止区放大电路产生截止失真输出波形输入波形ib§1共射极放大电路iCuCE

Q点过高，信号进入饱和区放大电路产生饱和失真ib输入波形uo输出波形§1共射极放大电路（2）输出端接有负载RL短路短路短路RB+UCCRCC1C2TRBRCRLuiuo交流通路RLuo§1共射极放大电路icuceRBRCRLuiuo交流负载线：有交流输入信号时，工作点Q的运动轨迹。

通过输出特性曲线上过Q点做一条斜率为-1/R’L直线，比直流负载线要陡。§1共射极放大电路对于阻容耦合的情况，直流负载线与交流负载线，则只有在空载时是同一直线。§1共射极放大电路综合实战演练1：如图所示共发射极放大电路，已知UCC=12V,Rc=3kΩ，RB=300kΩ，RL=3kΩ,β=50,试求：（1）放大电路的静态值。（2）求电压放大倍数、输入电阻ri和输出电阻ro。（3）若所加信号源内阻RS为3kΩ，求电压放大倍数。解：（1）求静态工作点。根据直流通路可得

+UCC直流通路RBRCIBUBEICUCE§1共射极放大电路§1共射极放大电路（2）求电压放大倍数、输入电阻ri

和输出电阻ro。由于

晶体管的输入电阻为：电压放大倍数为为

其中

输入电阻为

输出电阻为

§1共射极放大电路（3）若考虑信号源内阻的影响，输出电压相对于信号源可见输入电阻越大，越接近，，也就越接近。。的电压放大倍数rbeRBRCRLRS+-RB1+UCCRCC1C2RB2CERERLuiuo§2静态工作点电路稳定I1I2IB

直流通路RB1+UCCRCRB2RE静态工作点稳定原理及计算IC

UCEIE§2静态工作点电路稳定I1I2IB

直流通路RB1+UCCRCRB2REIC

UCEIE本电路稳压的过程实际是由于加了RE形成了负反馈过程。稳定原理：TUBEIBICUEIC§2静态工作点电路稳定rbeRCRLRBRB1+UCCRCC1C2RB2CERERLuiuo§2静态工作点电路稳定动态分析CE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：如果去掉CE，放大倍数怎样I1I2IBRB1+UCCRCC1C2RB2CERERLuiuo？§2静态工作点电路稳定去掉

CE

后的微变等效电路rbeRCRLRERB将RE折算到基极：利?弊?§2静态工作点电路稳定

静态分析折算RB+UCCC1C2RERLuiuoIBIERB+UCCRE§3射极输出器RB+UCCC1C2RERLuiuorbeRERLRB微变等效电路§3射极输出器

动态分析1.电压放大倍数rbeRERLRB输入输出同相，称电压跟随器2.输入电阻§3射极输出器3.输出电阻用加压求流法求输出电阻。rorbeRERBRSrbeRERBRS电源置0射极输出器的输出电阻很小，带负载能力强。§3射极输出器总结:射极输出器的特点.（1）电压放大倍数小于1，但近似等于1。（2）输出电压与输入电压同相，具有跟随作用。（3）输入电阻高。（4）输出电阻低。§3射极输出器

放大电路级与级之间的连接称为“耦合”，耦合方式主要有三种：阻容耦合、变压器耦合和直接耦合等。多级放大电路中前后级的关系是：前级是后级的信号源；后级是前级的负载。§4差分放大电路多级放大器§4差分放大电路什么是零点漂移现象：ΔuI＝0，ΔuO≠0的现象。产生原因：温度变化，直流电源波动，元器件老化。其中晶体管的特性对温度敏感是主要原因，故也称零漂为温漂。克服温漂的方法：引入直流负反馈，温度补偿。典型电路：采用特性相同的管子，使它们的温漂相互抵消，构成“差分放大电路”。零点漂移§4差分放大电路

差分放大电路的工作原理特点：结构对称，两个三极管的特性一致，电路参数对应相等。抑制零漂的原理:uo=uC1-uC2

=0uo=(uC1+

uC1

)-(uC2+

uC2)=0当

ui1

=

ui2=0

时：当温度变化时：§4差分放大电路1.共模信号一对大小相等、相位相同的输入信号2.差模信号一对大小相等，相位相反的输入信号§4差分放大电路3.任意信号ui1

,

ui2§4差分放大电路设4.共模抑制比（KCMRR）——衡量差分放大电路差模信号和抑制共模信号的能力输入和输出方式输入端：双端、单端输出端：双端、单端1.反相输入输入和输出电压相位相反，称反相输入。双端输出时，而单端输出时故在相同时，较双端输出时减少了一半。2．同相输入输入