《电工与电子技术》课件第8章

8.1共发射极基本放大电路

8.2多级放大电路

本章小结

习题8第8章基本放大电路8.1.1共发射极基本放大电路的组成及作用

1．电路的组成

图8-1(a)所示为由直流电源、晶体三极管、电阻和电容组成的单管电压放大电路。

2．各元件的作用8.1共发射极基本放大电路图8-1单管共射极放大电路(a)双电源；(b)单电源;(c)用电位形式表示电源8.1.2单管共射放大电路的工作原理

图8-2(a)所示是小信号放大电路，其放大电路中的电抗元件对直流信号和交流信号的电抗作用是不同的。图8-2单管共射极放大电路原理图(a)原理电路；(b)直流通路；(c)交流通路

1．静态工作点

当无交流信号输入时，放大电路的工作状态称为直流状态，又称静态。如图8-2(b)所示。

2．工作原理

当放大电路加上输入电压ui后，由叠加原理可知晶体三极管各电极间的电压及各电极的电流都在直流量的基础上叠加了一个交流量，即

uBE=UBEQ+ui

iB=IBQ+ib

iC=ICQ+ic

uCEQ=UCEQ+uce

图8-3放大电路的工作原理8.1.3放大电路的基本分析方法

1．估算静态工作点的电流和电压

放大电路的静态工作点可根据直流通路进行分析。根据图8-2(b)所示的直流通路，可求得单管共射放大电路的基极电流

由三极管的特性可知，UBEQ变化范围非常小，可近似认为硅管为

UBEQ=0.6~0.8V，通常取UBEQ=0.7V。锗管为

UBEQ=0.1~0.3V，通常取UBEQ=0.2V

根据三极管电流放大原理，静态时集电极电流为

ICQ≈βIBQ

利用KVL可求得静态时集电极和发射极之间的电压为

UCEQ=UCC－ICQRc

例8-1

在图8-2(a)所示单管共射放大电路中，已知UCC=12V，Rc=3kΩ，Rb=280kΩ，NPN型硅管，β=50，试估算静态工作点。

解由于是硅三极管，可取UBEQ=0.7V

ICQ=βIBQ=(50×0.04)=2mA

UCEQ=UCC－ICQRc=12－2×3=6V

2．静态工作点对输出波形的影响

3．估算放大电路的输入电阻、输出电阻和电压放大倍数

这种分析方法得出的结果与实际测量结果基本一致，此法称为微变等效电路法，如图8-4所示。图8-4微变等效电路

1)三极管的输入电阻rbe

在三极管的输入端(b、e端)接上输入电压ui时，就会引起相应的电流，这就如同在一个电阻两端加上交流电压，能产生电流一样。因此三极管的输入端可等效为电阻rbe，即

，通常对于小功率三极管的rbe可用下式估算:

2)估算放大电路的输入电阻

从放大电路输入端看进去的等效电阻，称为放大电路的输入电阻，用ri表示。ri越大，表明放大电路从信号源索取的电流越小，放大电路输入端所得的电压越接近信号源电压。由图8-4(b)可得

ri=Rb∥rbe

3)估算放大电路的输出电阻

从放大电路输出端看进去(不包括负载电阻)的无源交流等效电阻，称为放大电路的输出电阻，用ro表示。ro越小，表明接入负载后输出电压的幅值下降越小。由图8-4(b)可得

ro=Rc

4)估算电压放大倍数

电压放大倍数是指输出信号与输入信号电压的比值，用Au表示，即。由图8-4(b)可看出，放大电路的输出电压有两种情况：

无负载时

uo=－icRc

有负载时

其中无负载时

有负载时

例8-2

试求例8-1电路无负载和有负载时的电压放大倍数及电路的输入电阻和输出电阻(设负载电阻RL=2kΩ)。

解

(1)三极管的输入电阻

(2)无负载时的电压放大倍数

(3)有负载时的电压放大倍数

(4)放大电路的输入电阻

ri=Rb∥rbe=200∥0.73≈0.73kΩ

(5)放大电路的输出电阻

ro=Rc=2kΩ8.1.4放大电路的静态工作点的稳定

1．温度对静态工作点的影响

2．静态工作点稳定电路

图8-5所示为分压式工作点稳定电路，该电路可实现上面两点设想。

Q点的稳定过程(UBQ固定):

T↑→ICQ↑→IEQ↑→UEQ↑→UBEQ↓→IBQ↓→ICQ↓图8-5分压式工作点稳定电路

1.阻容耦合多级放大电路

图8-6是一个两级阻容耦合放大电路。8.2多级放大电路图8-6阻容耦合多级放大电路多级放大电路的电压放大倍数等于各级电压放大倍数的乘积。图8-6所示两级阻容耦合放大电路的电压放大倍数为

推广到多级放大电路

2．直接耦合多级放大电路

直接耦合多级放大电路的前后级之间没有耦合电容，如图8-7所示。图8-7直接耦合多级放大电路

(1)三极管放大电路是由三极管、偏置电源及有关元件组成的。基本共射放大电路、分压式工作点稳定电路和基本共集电极放大电路是常用的放大电路。它们的组成原则是：直流通路必须保证三极管有合适的静态工作点；交流通路必须保证输入信号能传送到放大电路的输入回路，同时保证放大后的信号能传送到放大电路的输出端。

本章小结

(2)由于放大电路中交、直流信号并存，含有非线性器件，出现受控电流源，因此增加了分析电路的难度。一般对放大器的定量分析，一是确定静态工作点；二是求出动态时的性能指标，方法是微变等效电路法。

(3)微变等效电路法是在小信号的条件下，把三极管等效成线性电路的分析方法。该方法只能分析动态，不能分析静态，也不能分析失真和动态范围等。

(4)多级放大电路有三种耦合方式，即阻容耦合、直接耦合和变压器耦合。多级放大电路的电压放大倍数等于各级放大倍数之积；输入电阻为第一级电路的输入电阻；输出电阻等于末级电路的输出电阻。

1.共射放大器的输入信号加在三极管的

极间，输出信号从三极管的

极间取出，

是放大器输入、输出回路的公共端。

2.放大器实现正常放大的条件是：既有合适的直流偏置，即放射结

偏置，集电结

偏置，又要使

能有效地输入和取出。习题8

3.共射基本放大电路输入、输出端的耦合电容有两个作用：一个作用是

，用来隔断放大电路与信号源或负载之间的直流通路；第二个作用是

，使交流信号能顺畅地经过放大电路。耦合电容一般都是电解电容，连接时要注意其

。

4.共射放大电路中集电极电阻Rc的作用主要是将集电极的

变化转换成

的变化。Rc的阻值一般为

。

5.共射放大电路中基极偏置电阻Rb的作用主要是为三极管提供大小适当的

电流，使放大器获得合适的

。Rb的阻值一般为

。

6.引起放大器工作点不稳定的原因有电源电压波动、温度变化、元件参数变化等因素，其中最主要的是

的影响。

7.在共射交流放大电路中，若静态工作点Q位置选得过高，将引起

失真，反之，Q点位置选得偏低，易引起

失真。这两种失真都是由三极管的非线性引起的，故称为

失真。

8.放大器的输入电阻越

，就越能从前级电压信号源获得较大的信号；输出电阻越

，放大器带负载能力越强。

9.分压式偏置电路有两个特点：一是利用上、下偏置电阻Rb1、Rb2分压来固定

；二是利用发射极电阻Re产生反映集电极电流变化的电压，作用于

，自动调整静态工作点。

多级放大器常用的极间耦合方式有

、

和

。二、判断题

1.共射基本放大电路只能放大交流信号，不能放大直流信号。()

2.温度变化，三极管的β值也随之变化。温度升高，β值增大；温度降低，则β值减少。()

3.由于阻容耦合放大电路各级工作点彼此独立，因而不存在零点漂移问题。()

4.三极管输入电阻rbe与静态电流IE的大小有关，因而rbe是直流电阻。()

5.放大电路输出信号中的交流分量是由输入信号源提供的。()三、分析计算题

1.判断图8-8所示的各电路能否实现正常放大？为什么？

图8-8计算题1图

2.在基本放大电路中，如果输入信号为正弦波，但用示波器观察到输出电压波形如图8-9所示，试判断图

(a)、图(b)所示各是什么性质的失真？如何调整基极电阻使输出波形接近正弦波？

图8-9计算题2图

图8-10计算题3图

3.判断在图8-10所示电路中，某一参数变化时UCEQ的变化情况(a.增大b.减小c.不变)，将答案填入相应的空格内。

(1)Rb增加时，UCEQ将

。

(2)Rc减小时，UCEQ将

。

(3)RL增加时，UCEQ将

。

(4)Rs增加时，UCEQ将

。

(5)β减小(换管子)时，UCEQ将

。

4.试画出图8-11所示电路的直流通路和交流通路，并将电路进行化简。

图8-11计算题4图5.判断图8-12所示电路属于何种组态的放大电路。

图8-12计算题5图

6.在图8-13的电路中，当Rb=400kΩ、Rc=5kΩ、β=60、UCC=12V时,确定该电路的静态工作点。当调节Rp时，可改变其静态工作点。

(1)如果要求ICQ=2mA，则Rb应为多大？

(2)如果要求UCEQ=6V，则Rb应为多大？图8-13计算题6图

7.基本共射放大电路如图8-13所示，Rb=400kΩ、Rc=R1=5.1kΩ、β=40、UCC=12V，三极管为NPN型硅管。

(1)估算静态工作点IBQ、ICQ和UCEQ。

(2)画出其微变等效电路。

(3)估算电压放大倍数Au、ri和ro。

(4)当负载RL=5.1kΩ时，Au=？

8.分压式共射放大电路如图8-14所示，UBEQ=0.7V、β=50,其他参数如图中标注。

(1)估算静态工作点IBQ、ICQ和U