电子电工基础第二章

1、第二章第二章 半导体三极管及其放大电路半导体三极管及其放大电路 2-1 半导体三极管半导体三极管 2-2 共射极基本放大电路共射极基本放大电路 2-3 分压式射极偏置电路分压式射极偏置电路 2-4 多级放大器多级放大器 2-5 负反馈放大电路负反馈放大电路 2-6 功率放大电路功率放大电路 2-1 半导体三极管半导体三极管 一、三极管的结构、符号和类型一、三极管的结构、符号和类型 二、三极管的电流放大作用二、三极管的电流放大作用 三、三极管的特性曲线三、三极管的特性曲线 四、三极管的主要参数四、三极管的主要参数 五、三极管的识别和简单测试五、三极管的识别和简单测试 一、三极管的结构、符号和类型

2、一、三极管的结构、符号和类型 npnnpn型三极管型三极管 1、结构和符号、结构和符号 pnppnp型三极管型三极管 b 基极基极 e 发射极发射极 c集电集电 极极 集电结集电结 发射结发射结 n 集电区 n 发射区 p 基区 b c e v b 基极基极 e 发射极发射极 c集电集电 极极 集电结集电结 发射结发射结 p 集电区 p 发射区 n 基区 v b c e 分类方法分类方法种种 类类应应 用用 按极性分按极性分npn型三极管型三极管目前常用的三极管，电流从集电极流目前常用的三极管，电流从集电极流 向发射极向发射极 pnp型三极管型三极管电流从发射极流向集电极电流从发射极流向集电极

3、 按材料分按材料分硅三极管硅三极管热稳定性好，是常用的三极管热稳定性好，是常用的三极管 锗三极管锗三极管反向电流大，受温度影响较大，热稳反向电流大，受温度影响较大，热稳 定性差定性差 按工作频率分按工作频率分低频三极管低频三极管工作频率比较低，用于直流放大、音工作频率比较低，用于直流放大、音 频放大电路频放大电路 高频三极管高频三极管工作频率比较高，用于高频放大电路工作频率比较高，用于高频放大电路 按功率分按功率分小功率三极管小功率三极管输出功率小，用于功率放大器末前级输出功率小，用于功率放大器末前级 大功率三极管大功率三极管输出功率较大，用于功率放大器末级输出功率较大，用于功率放大器末级 （

4、输出级）（输出级） 按用途分按用途分放大管放大管应用在模拟电子电路中应用在模拟电子电路中 开关管开关管应用在数字电子电路中应用在数字电子电路中 2、 类型类型 二、三极管的电流放大作用二、三极管的电流放大作用 1、 三极管的工作电压三极管的工作电压 npnnpn型三极管型三极管pnppnp型三极管型三极管 三极管电流分配实验电路三极管电流分配实验电路 通过调节电位器通过调节电位器 rb的阻值，可调节的阻值，可调节 基极的偏压，从而基极的偏压，从而 调节基极电流调节基极电流ib的大的大 小。每取一个小。每取一个ib值，值， 从毫安表可读取集从毫安表可读取集 电极电流电极电流ic和发射电和发射电

5、流流ie的相应值，实验的相应值，实验 数据见表数据见表2-4。 2、 三极管的电流放大作用三极管的电流放大作用 表表2-4 三极管的电流放大作用三极管的电流放大作用 次数次数 项目项目 123456 ib/ma00.010.020.030.040.05 ic/ma0.010.561.141.742.332.91 ie/ma0.010.571.161.772.372.96 电流关系电流关系说说 明明 集电极与基极电流关系集电极与基极电流关系ic=ib 三个电极电流之间的关系三个电极电流之间的关系ie=ib+ic=（1+）ib 三极管三个电极电流关系三极管三个电极电流关系 三极管三极管电流放大作用

6、的电流放大作用的条件条件是是：发射结加正向电压，集电结加发射结加正向电压，集电结加 反向电压。反向电压。 三极管三极管电流放大的电流放大的实质实质是：是：用较小的基极电流控制较大的集电用较小的基极电流控制较大的集电 极电流，是极电流，是“以小控大以小控大”。 通过实验数据分析，三极管三个电极电流具有通过实验数据分析，三极管三个电极电流具有下下表所示的关系。表所示的关系。 结论：结论： 三极管特性曲线测试电路三极管特性曲线测试电路 三、三极管的特性曲线三、三极管的特性曲线 1、输入特性、输入特性 锗管的输入特性曲线锗管的输入特性曲线 硅管的输入特性曲线硅管的输入特性曲线 三极管的输入特性曲线三极

7、管的输入特性曲线 三极管的输入特性曲线三极管的输入特性曲线 与二极管的正向特性曲线与二极管的正向特性曲线 相似，只有当发射结的正相似，只有当发射结的正 向电压向电压ube大于死区电压大于死区电压 （硅管（硅管0.5v，锗管，锗管0.2v）时）时 才产生基极电流才产生基极电流ib，这时三，这时三 极管处于正常放大状态极管处于正常放大状态,发发 射结两端电压射结两端电压为为ube（硅管硅管 为为0.7v，锗管为，锗管为0.3v）。 2、 输出特性输出特性 三极管的输出特性曲线三极管的输出特性曲线 每条曲线可分为每条曲线可分为 线性上升线性上升、弯曲弯曲、平平 坦坦三部分。三部分。 对应不同对应不同

8、ib值得值得 不同的曲线，从而形不同的曲线，从而形 成曲线簇。各条曲线成曲线簇。各条曲线 上升部分很陡，几乎上升部分很陡，几乎 重合重合,平坦部分则按平坦部分则按ib 值从下往上排列，值从下往上排列，ib 的取值间隔均匀，相的取值间隔均匀，相 应的特性曲线在平坦应的特性曲线在平坦 部分也均匀部分也均匀分布，且分布，且 与横轴平行与横轴平行。 在放大区内，有一在放大区内，有一 个特定的基极电流，个特定的基极电流， 就有一个特定的集就有一个特定的集 电极电流，实现基电极电流，实现基 极对集电极电流的极对集电极电流的 控制。控制。 名称名称截截 止止 区区放放 大大 区区饱饱 和和 区区 范围范围

9、ib=0曲线以下区域， 几乎与横轴重合 平坦部分线性区，几乎与 横轴平行 曲线上升和弯曲部分 条件条件 发射结反偏（或零 偏），集电结反偏 发射结正偏，集电结反偏 发射结正偏，集电结正 偏（或零偏） 特征特征 ib=0，ic=iceo0（1）当 ib一定时， ic的 大小与uce基本无关（但 uce的大小随ic的大小而变 化），具有恒流特性； （2）ib不同，曲线也不同 ，ic受ib控制，具有电流 放大特性，ic=hfeib， ic=ib 各电极电流都很大，ic 不受ib控制，三极管失 去放大作用 工作工作 状态状态 截止状态放大状态饱和状态 输出特性曲线的三个区域输出特性曲线的三个区域 提示

10、：提示： 对于对于npn型三极管：工作于放大区时，型三极管：工作于放大区时， ucubue；工作于截止区时，；工作于截止区时， ubue；工作于；工作于 饱和区时，饱和区时，ucub。pnppnp型三极管与之相反。型三极管与之相反。 在模拟电子电路中三极管大多工作在在模拟电子电路中三极管大多工作在 放大状态，作为放大管使用；放大状态，作为放大管使用；在数字电子在数字电子 电路中三极管工作在饱和电路中三极管工作在饱和或或截止状态截止状态，作作 为开关管使用为开关管使用。 【例例2-1】已知三极管接在相应的电路中，测得三极管各电极的电已知三极管接在相应的电路中，测得三极管各电极的电 位，如下图所示

11、，试判断这些三极管的工作状态？位，如下图所示，试判断这些三极管的工作状态？ 在在 图（图（a） 中，三极管为中，三极管为npn型管，型管，ub=2.7v，uc=8v，ue=2v，因，因ubue，发，发 射结正偏，射结正偏，ucub，集电结反偏，所以图，集电结反偏，所以图（a）中的三极管工作在放大状态中的三极管工作在放大状态。 在在 图图（b）中，三极管为中，三极管为npn型管，型管，ub=3.7v，uc=3.3v，ue=3v，因，因ubue， 发射结正偏，发射结正偏，ucub，集电结正偏，所以图，集电结正偏，所以图（b）中的三极管工作在饱和状态中的三极管工作在饱和状态。 在在 图图（c）中，中

12、， 三极管为三极管为npn型管型管， ub=2v，uc=8v，ue=2.7v，因，因ubue， 发射结反偏，所以图发射结反偏，所以图（c）中的三极管工作在截止状态中的三极管工作在截止状态。 在在 图（图（d） 中，三极管为中，三极管为pnp型，型， ub= -0.3v，uc= -5v，ue=0v。因。因ubue，发，发 射结正偏，射结正偏，ucub，集电结反偏，所以图，集电结反偏，所以图（d）中的三极管工作在放大状态中的三极管工作在放大状态。 （a） （b） （c） （d） 解：解： 【例例2-2】 若有一三极管工作在放大状态，测得各电极对地电位分别为若有一三极管工作在放大状态，测得各电极对地

13、电位分别为 u12.7v，u24v，u32v。试判断三极管的管型、材料及三个管脚对。试判断三极管的管型、材料及三个管脚对 应的电极。应的电极。 由放大条件的分析知，三个管脚中由放大条件的分析知，三个管脚中b极的电位介于极的电位介于c极和极和e极之间，极之间， 所以要判断管型、材料及电极，可按下面四步进行。所以要判断管型、材料及电极，可按下面四步进行。 第一步第一步 找找b极极。管脚。管脚1为基极。为基极。 第二步第二步 判断判断材料材料。u1-u2既不等于既不等于0.7v，也不等于也不等于0.3v，而而 u1u3=2.720.7v所以该三极管为硅管。所以该三极管为硅管。 第三步第三步 判断判断

14、发射极和管型发射极和管型。因。因u1u30.7v，管脚管脚3为发射极，又因为发射极，又因 u2u1 u3,所以该三极管为所以该三极管为npn型三极管。型三极管。 最后确定剩余的管脚为最后确定剩余的管脚为集电极集电极。 解：解： 四、三极管的主要参数四、三极管的主要参数 1、电流放大系数、电流放大系数 （1）共射极直流电流放大系数共射极直流电流放大系数hfe 三极管集电极电流与与基极电流的比值，即三极管集电极电流与与基极电流的比值，即hfe=ic/ib。反映三极反映三极 管的管的直流电流放大能力直流电流放大能力。 （2 2）共射极交流电流放大系数）共射极交流电流放大系数 三极管集电极电流的变化量

15、与基极电流的变化量之比，即三极管集电极电流的变化量与基极电流的变化量之比，即 =ic/ib。反映三极管的。反映三极管的交流电流放大能力交流电流放大能力。 同一只三极管，在相同的工作条件下同一只三极管，在相同的工作条件下hfe，应用中不再区分，均应用中不再区分，均 用用来表示。来表示。 选管时，选管时，值应恰当，值应恰当，太小，放大作用差；太小，放大作用差；太大，性能不稳太大，性能不稳 定，通常选用定，通常选用3030100100之间的管子。之间的管子。 反映三极管的电流放大能力。反映三极管的电流放大能力。 基极开路时基极开路时（ib=0），c-e极间的反向电流。好象是从集电极直接穿透三极管极间

16、的反向电流。好象是从集电极直接穿透三极管 到达发射极的电流，故又叫到达发射极的电流，故又叫“穿透电流穿透电流”。 iceo（1）icbo，反映了三极管的稳定性。选管子时，反映了三极管的稳定性。选管子时，iceo越小，管子受越小，管子受 温度影响越小，工作越稳定。温度影响越小，工作越稳定。 2、极间反向电流、极间反向电流 （1 1）集电极）集电极- -基极间的反向饱和电流基极间的反向饱和电流i icbo cbo 发射极开路时，发射极开路时，c-bc-b极间的反向饱和电流。极间的反向饱和电流。icbo越小，集电结的单向导电性越好。越小，集电结的单向导电性越好。 （2 2）集电极）集电极- -发射极

17、间反向饱和电流发射极间反向饱和电流i iceo ceo 反映三极管的质量好坏。反映三极管的质量好坏。 3、极限参数、极限参数 （1 1）集电极最大允许电流）集电极最大允许电流icm 集电极电流过大时，三极管的集电极电流过大时，三极管的值要降低，一般规定值要降低，一般规定值下降到正常值的值下降到正常值的2/32/3时的时的 集电极电流为集电极最大允许电流。集电极电流为集电极最大允许电流。 使用时一般使用时一般icicm，否则管子易烧毁。选管时，否则管子易烧毁。选管时，icmic。 （2）集电极）集电极-发射极间的反向击穿电压发射极间的反向击穿电压u（ （br）ceo 基极开路时，加在基极开路时，

18、加在c与与e极间的最大允许电压。极间的最大允许电压。 使用时，一般使用时，一般uceu（ （br）ceo，否则易造成管子击穿。选管时， ，否则易造成管子击穿。选管时，u（ （br）ceouce。 。 （3 3）集电极最大允许耗散功率）集电极最大允许耗散功率pcm 集电极消耗功率的最大限额。根据三极管的最高温度和散热条件来规定最大允许耗集电极消耗功率的最大限额。根据三极管的最高温度和散热条件来规定最大允许耗 散功率散功率pcm，要求，要求pcmicuce 。 pcm的大小与环境温度有密切关系，温度升高，的大小与环境温度有密切关系，温度升高， pcm减小。对于大功率管，常在管减小。对于大功率管，常

19、在管 子上加散热器或散热片，降低管子的环境温度，从而提高子上加散热器或散热片，降低管子的环境温度，从而提高pcm。 工作时，工作时， icucepcm，否则管子会因过热而损坏。选管时，否则管子会因过热而损坏。选管时，pcmicuce。 表示三极管工作时，不允许超过的极限值。表示三极管工作时，不允许超过的极限值。 五、三极管的识别和简单测试五、三极管的识别和简单测试 2-2 共射极基本放大电路共射极基本放大电路 三、共射极放大电路的分析方法三、共射极放大电路的分析方法 一、概述一、概述 二、共射极基本放大电路的组成及二、共射极基本放大电路的组成及 工作原理工作原理 一、概述一、概述 放大器的基本

20、结构放大器的基本结构 可能是某种用电设可能是某种用电设 备，也可能是一级备，也可能是一级 放大器放大器 也可能是一也可能是一 级放大电路级放大电路 放大电路的种类放大电路的种类 分类方法分类方法种种 类类应应 用用 信号的 大小 小信号放大器位于多级放大电路的前级,专门用于小信号的放大 大信号放大器 位于多级放大电路的后级，如功率放大器，专门 用于大信号的放大 所放大的 信号频率 直流放大器 专门用于放大直流信号和变化缓慢的信号，集成 电路采用的就是直流放大器 低频放大器专门用于低频信号的放大 高频放大器专门用于高频信号的放大 三极管的 连接方式 共射极放大器 最常用的放大器，具有电压和电流放

21、大能力，是 唯一能够同时放大电流和电压的放大器 共集电极放大器 常用放大器，只有电流放大能力，没有电压放大 能力，又称为射极输出器或射极跟随器。 共基极放大器 用于高频放大电路中，只有电压放大能力，没有 电流放大能力，很少用 元件集约 程度 分立元件放大器是由单个分立的元器件组成的电子线路 集成放大器 将电子元器件和连线按照电子线路的连接方法， 集中制作在一小块晶片上的电子器件 二、共射极基本放大电路的组成及工作原理二、共射极基本放大电路的组成及工作原理 1放大电路组成及各元件的作用放大电路组成及各元件的作用 输入耦合电容 其作用一是隔直 流；二是通交流 输出耦合电容 其作用一是隔直流； 二是

22、通交流 基极偏置电阻 其作用为电路提供 静态偏流ibq。 集电极电阻 其作用将三极管的电流放大 作用变换成电压放大作用。 直流电源 其作用一是为电路提 供能源；二是为电路 提供工作电压。 三极管 其作用可以将微小的基极电流转 换成较大的集电极电流，它是放 大器的核心。 2、放大器中电压、电流符号及正方向的规定、放大器中电压、电流符号及正方向的规定 物物 理理 量量表表 示示 符符 号号 直流量直流量 用大写字母带大写下标。如：ib、ic、ie、 ube、uce 交流量交流量 用小写字母带小写下标。如：ib、ic、ie、ube、 uce、ui、uo 交直流叠加量交直流叠加量 用小写字母带大写下标

23、。如：ib、ic、ie、 ube、uce 交流分量的有效值交流分量的有效值 用大写字母带小写下标。如：ib、ic、ie、 ube、uce 电压电压用用“+”、“-”表示表示电流 电流用用箭头箭头表示。表示。 （1）电压、电流符号：）电压、电流符号： （2）电压、电流的正方向：）电压、电流的正方向： 3、静态工作点的设置、静态工作点的设置 （1）静态工作点）静态工作点 直流通路直流通路输入、输出特性曲线上的输入、输出特性曲线上的q点点 三极管的三极管的ib、ic、ube和和uce值叫静态值。值叫静态值。 这些静态值分别这些静态值分别在输入在输入、输出特性曲线上对应着一点输出特性曲线上对应着一点q

24、，称为静态工，称为静态工 作点，或简称作点，或简称q点。点。 静态静态：ui=0 用用ibq、icq和和uceq表示。表示。（ubeq为常数）为常数） （2）静态工作点的作用）静态工作点的作用 未设静态工作点时未设静态工作点时ui和和ib波形波形 设置静态工作点的目的设置静态工作点的目的：使放大器能不失真放大交流信号。 q 具有合适静态工作点时具有合适静态工作点时ui和和ib波形波形 思考：思考：放大电路为什么要设置静态工作点？放大电路为什么要设置静态工作点？ 4、工作原理、工作原理 ui 共射极基本放大电路共射极基本放大电路静态时电路的工作情况静态时电路的工作情况 所谓静态指的是放大器在没有

25、交流信号输所谓静态指的是放大器在没有交流信号输 入（即入（即ui=0）时的工作状态。）时的工作状态。 静态：静态： uiubeibicuceuo ib + - ube ic + - uce ui uo + - + - ubeubequi ib=ibqib ic=icq+ic uceuceq（icrc） 输出输出 uouce=icrc 即即 uceucequce 输入输入 ui （2）动态工作情况动态工作情况 uceuccicrc=vccicqrcicrc 用示波器观察到的输入输出电压波形 只要电路参数能使三级管工作在放大区，且rc足够大，则 uo的变化幅度将比ui变化幅度大很多倍。如输入信号电

26、压波 形如下图a所示，那么用示波器观察到的输出电压波形如图 b所示。 a b 视频 （1）输出电压）输出电压uo的幅度比输入电压的幅度比输入电压ui大，说明放大器大，说明放大器 实现了电压放大。实现了电压放大。ui、ib、ic三者频率相同，相位相同，而三者频率相同，相位相同，而 uo与与ui相位相反相位相反,这叫做共射极放大器的这叫做共射极放大器的“反相反相”作用。作用。 从工作波形我们可以看出：从工作波形我们可以看出： （2）动态时，）动态时，ube、ib、ic、uce都是直流分量和交流都是直流分量和交流 分量的叠加，波形也是两种分量的合成。分量的叠加，波形也是两种分量的合成。 （3）虽然动

27、态时各部分电压和电流大小随时间变化，）虽然动态时各部分电压和电流大小随时间变化， 但方向却始终保持和静态时一致，所以静态工作点但方向却始终保持和静态时一致，所以静态工作点ibq、 icq、uceq是交流放大的基础。是交流放大的基础。 三、共射极放大电路的分析方法三、共射极放大电路的分析方法 1、近似估算法近似估算法 已知电路各元器件的参数，利用公式通过近似计算来分已知电路各元器件的参数，利用公式通过近似计算来分 析放大器性能的方法称为近似估算法。析放大器性能的方法称为近似估算法。 （1）近似估算放大器的静态工作点）近似估算放大器的静态工作点 直流通路直流通路所谓直流通路是指直流信号流通的路径。

28、所谓直流通路是指直流信号流通的路径。 画法画法:把把电容电容看作看作断路断路 iibqcq rivuccqccceq b cc b beqcc bq r v r uv i 静态工作点静态工作点 直流通路直流通路 （2）近似估算放大器的输入电阻、输出电阻和电压）近似估算放大器的输入电阻、输出电阻和电压 放大倍数放大倍数 交流通路交流通路所谓交流通路是指交流信号流通的路径。所谓交流通路是指交流信号流通的路径。 画法画法:把把电容电容和和直流电源直流电源都视为都视为交流短路交流短路 电路图电路图 交流通路交流通路 等效电路等效电路 三极管的交流等效电路三极管的交流等效电路 间等效为恒流源与 间等效为

29、与 ec reb be 注意；恒流源电流的方向注意；恒流源电流的方向 ibic rbeibrb rl b c e rc + + - - ui uo 三极管等效电路三极管等效电路 1）输入电阻）输入电阻ri ri ro 放大器的输入电阻是指从放大器的输入电阻是指从 放大器的输入端看进去的放大器的输入端看进去的 交流等效电阻。交流等效电阻。 ri=rbrbe rbrbe rirbe 2）输出电阻）输出电阻ro 对负载来说，放大器又相当于一个具有内阻的信号源，这个内阻就是放大电路的输对负载来说，放大器又相当于一个具有内阻的信号源，这个内阻就是放大电路的输 出电阻。出电阻。 rorc ri越大越好越大

30、越好 ro越小越好越小越好 3）电压放大倍数）电压放大倍数au 放大器的电压放大倍数是指放大器输出电压与输入电压的比值。放大器的电压放大倍数是指放大器输出电压与输入电压的比值。 i o u u u a bebi riu 其中，其中， lc l /rrr lco riu be l u r r a 特殊地特殊地：空载时，：空载时， l r be c u r r a 即：即： 由交流等效电路可知：由交流等效电路可知： 那么，电压放大倍数为：那么，电压放大倍数为： 电压放大倍数为：电压放大倍数为： ）（a40)ma(04. 0 10300 12 3 b cc bq r v i 【例【例2-3】在共射极

31、基本放大电路中，设在共射极基本放大电路中，设vcc12v，rb300k， rc2 k，50，rl=2 k。试求静态工作点、输入电阻。试求静态工作点、输入电阻ri、输出、输出 电阻电阻ro及空载与带载两种情况下的电压放大倍数。及空载与带载两种情况下的电压放大倍数。 解解： 静态偏置电流：静态偏置电流： 静态集电极电流：静态集电极电流： )ma(204.050 bqcq ii 静态集电极电压：静态集电极电压： )v( 82212 ccqccceq rivu 三极管的交流输入电阻：三极管的交流输入电阻： )k(96. 0)(963 2 26 )501 (300 26 )1 (300 eq be i

32、r rirbe=0.96 k rorc=2 k 空载时，放大器的电压放大倍数：空载时，放大器的电压放大倍数： 104 96.0 250 be c u r r a 有载时，等效负载电阻：有载时，等效负载电阻： k1 lc lc l rr rr r 放大器的电压放大倍数：放大器的电压放大倍数： 52 96.0 150 be l u r r a 放大器的输出电阻：放大器的输出电阻： 放大器的输入电阻：放大器的输入电阻： b cc b beqcc bq r v r uv i 2、图解分析法图解分析法 利用三极管的输入、输出特性曲线和电路参数，通过作图来分利用三极管的输入、输出特性曲线和电路参数，通过作

33、图来分 析放大器性能的方法，称为图解分析法，简称图解法。析放大器性能的方法，称为图解分析法，简称图解法。 （1）图解分析放大器的静态工作点）图解分析放大器的静态工作点 1）求）求ibq 由直流通路知：由直流通路知： 2）作直流负载线）作直流负载线 ucevccicrc 由回路电压定律可知：由回路电压定律可知： 直流通路直流通路 ）（a30)ma(03. 0 1040 12 3 b cc bq r v i 【例【例2-4】在共射极基本放大电路中，已知在共射极基本放大电路中，已知vcc=12v， rb=40k，rc=3k，三极管的输出特性曲线三极管的输出特性曲线下图下图所示。所示。 试利用图解法求

34、电路的静态工作点。试利用图解法求电路的静态工作点。 （2）在输出特性曲线簇中找到）在输出特性曲线簇中找到ibq=30a对应的对应的 曲线。曲线。 解：解：（ （1）求静态基极电流）求静态基极电流 uce=vcc-icrc=12-3 ic 画直流负载线画直流负载线mn。 直流负载线直流负载线mn与与ibq所在的输出特性曲线的交所在的输出特性曲线的交 点点q即为静态工作点。即为静态工作点。 ibq=30a， icq2ma，uceq6v。 （3） 由由直流输出直流输出回路回路，列关于列关于ic与与uce的线性方程的线性方程 式式 （4）确定静态工作点确定静态工作点q （2）静态工作点的调整）静态工作

35、点的调整 1） rc、vcc不变，改变不变，改变rb rb增大增大 q q rb增大增大 q沿直流负载线向下移动沿直流负载线向下移动 rb减小减小 q沿直流负载线向上移动沿直流负载线向上移动 rb减小减小 例如例如: q沿直流负载线向下移动沿直流负载线向下移动 q沿直流负载线向上移动沿直流负载线向上移动 q ibq 2）rb、vcc不变，改变不变，改变rc 例如：例如： rc增大增大 rc减小减小 q rc增大，增大，q沿特性沿特性 曲线向左移动曲线向左移动 rc减小，减小，q沿特沿特 性曲线向右移动性曲线向右移动 q沿特性曲线向左移动沿特性曲线向左移动 q沿特性曲线向右移动沿特性曲线向右移动

36、 q 3）rb、rc不变，改变不变，改变vcc 例如例如: vcc增大增大 q向右上方移动向右上方移动 vcc减小减小 q向左下方移动向左下方移动 vcc增大，增大，q 向右上方移动向右上方移动 vcc减小，减小，q向向 左下方移动左下方移动 提示：提示：在实际应用中，一般在实际应用中，一般rc和和vcc一定情况下，调整静态工作点是通一定情况下，调整静态工作点是通 过改变过改变rb的阻值来实现。的阻值来实现。 q ibq 利用图解法进行动态情况分析的具体作法为：利用图解法进行动态情况分析的具体作法为： 1）作直流负载线确定静态工作点作直流负载线确定静态工作点 2）过静态工作点作交流负载线过静态

37、工作点作交流负载线 3）随输入电压随输入电压ui的变化的变化，ube 将以将以ubeq为基础为基础而变化而变化，对应，对应 的的ib以以ibq为基础而变化，在为基础而变化，在 ibmax和和ibmin之间变化之间变化 放大器输入图解分析放大器输入图解分析 q a b ibq ubeq 0 （3）图解分析放大器的动态工作情况）图解分析放大器的动态工作情况 1）画交流负载线）画交流负载线 作交流负载线的辅助线。辅助作交流负载线的辅助线。辅助 线与横轴的交点坐标为线与横轴的交点坐标为 n （vcc，0），与纵轴的交点坐），与纵轴的交点坐 标为标为l（0，vcc/ rl）。）。 过过q点作辅助线的平行

38、线，即点作辅助线的平行线，即 为交流负载线。为交流负载线。 l（0，ucc/ rl） h j 辅助线辅助线 交流负载线交流负载线 提示提示：交流负载线过静交流负载线过静 态工作点，比直流负载态工作点，比直流负载 线陡线陡。 2）在输出特性曲线上找出）在输出特性曲线上找出ibq 及及ibmax和和ibmin对应的特性曲线对应的特性曲线 和交流负载线的交点和交流负载线的交点q，可得，可得 到相对应的集电极电流的动态到相对应的集电极电流的动态 范围和集电极与发射极间电压范围和集电极与发射极间电压 的动态范围。的动态范围。 3）求电压放大倍数。）求电压放大倍数。 放大器输出图解分析放大器输出图解分析

39、q q ib 已知输入交流电压已知输入交流电压uim，求出输出，求出输出 电压电压 uom。 uom 根据电压放大倍数的定义可求电根据电压放大倍数的定义可求电 压放大倍数为：压放大倍数为： im om u u u a 由图解分析可知：由图解分析可知：uo与与ui相位相反。相位相反。 q 0 uce （v） t 0 t （4）波形失真与静态工作点的关系）波形失真与静态工作点的关系 1）工作点）工作点偏高偏高 2）工作点）工作点偏低偏低 uo uo 饱和失真饱和失真 截止失真截止失真 饱和失真和截止失真统饱和失真和截止失真统 称为称为“非线性失真非线性失真”。 易引起易引起饱和失真饱和失真 易引起

40、易引起截止失真截止失真 q q 2-3 分压式射极偏置电路分压式射极偏置电路 一、影响静态工作点稳定的主一、影响静态工作点稳定的主 要因素要因素 二、分压式射极偏置电路二、分压式射极偏置电路 一、影响静态工作点稳定的主要因素一、影响静态工作点稳定的主要因素 工作点不稳定的主工作点不稳定的主 要要因素因素是是温度温度变化变化 思考思考：怎样才能保证静态工作怎样才能保证静态工作 点不受温度变化的影响？点不受温度变化的影响？ 45c 45时电路时电路 的静态工作的静态工作 点点 25时电路的时电路的 静态工作点静态工作点 0 / b i 20a 40a q 例：例：温度升高温度升高 q点上移点上移

41、反之，反之，q点下移点下移 q点过高，易发生饱和失真点过高，易发生饱和失真 反之，易发生截止失真反之，易发生截止失真 二、分压式射极偏置电路二、分压式射极偏置电路 分压式射极偏置电路分压式射极偏置电路 直流通路直流通路 1、电路结构特点、电路结构特点 （1）利用上偏置电阻）利用上偏置电阻rb1和下偏置电阻和下偏置电阻rb2组成串组成串 联分压器，为基极提供稳定的静态工作电压联分压器，为基极提供稳定的静态工作电压ubq。 iibq2 v rr r u cc b2b1 b2 bq i1= i2+ ibq （2）利用发射极电阻）利用发射极电阻re，自动使静态电流，自动使静态电流ieq稳定稳定 不变。

42、不变。 ubq=ubeq +ueq uu beqbq r u i e bq eq 上偏置电阻上偏置电阻 下偏置电阻下偏置电阻 集电极电阻集电极电阻 射极电阻射极电阻 旁路电容旁路电容 输入耦合电容输入耦合电容 输出耦合电容输出耦合电容 i1 i2 ibq ubq ubeq ueq + + - ieq 2、静态工作点稳定原理、静态工作点稳定原理 i i cq bq 温度升高（t） icq i eq ubeq=（ubq-ieqre） ibq icq 条件：条件： iibq2 uu beqbq ibqicq ubq ubeq ieq + - + ueq - 例如例如: ubq 固定固定 3、估算静态

43、工作点、估算静态工作点 v rr r u cc b2b1 b2 bq r u i e bq eq icqieq i i cq bq uceq=vcc-icq（rc+re） 直流通路直流通路 直流通路直流通路 交流通路交流通路 4、估算输入电阻、输出电阻和电压放大倍数、估算输入电阻、输出电阻和电压放大倍数 交流通路与共射极基 本放大电路的交流通路相 似，等效电路也相似，其 中rb= rb1/ rb2。 输入电阻、输出电阻和电压放大倍数的估算公式完全相同。 【例【例2-5】在在分压式射极偏置电路分压式射极偏置电路中中，若，若rb1=7.6 k，rb2=2.4k， rc=2 k， rl=2 k，re

44、=1 k，vcc=12v，三极管的，三极管的=60。求：（。求：（1）放大电路的静态工）放大电路的静态工 作点；（作点；（2）放大电路的输入电阻）放大电路的输入电阻ri、输出电阻、输出电阻ro及电压放大倍数及电压放大倍数aul。 解：解： （1）估算静态工作点）估算静态工作点 基极电压：基极电压： )v(88.2 6.74.2 124.2 cc b2b1 b2 bq v rr r u 静态集电极电流：静态集电极电流： )ma(88.2 101 88.2 3 e bq eqcq r u ii 静态偏置电流：静态偏置电流： )a(36 60 88.2 cq bq i i 静态集电极电压：静态集电极

45、电压： )v(36.3)21 (88.212)( eccqccceq rrivu （2）估算输入电阻）估算输入电阻ri、输出电阻、输出电阻ro及电压放大倍数及电压放大倍数au )k(85.0)(850 88.2 26 )601 (300 26 )1 (300 eq be i r 放大器的输入电阻：放大器的输入电阻： k33.1 42 42 lc lc l rr rr r 94 85. 0 33. 160 be l ul r r a 放大器的输出电阻：放大器的输出电阻： 放大器的电压放大倍数：放大器的电压放大倍数： rirbe=0.85k rorc=2 k 因因 2-4 2-4 多级放大器多级放

46、大器 多级放大电路的组成多级放大电路的组成 一、级间耦合方式一、级间耦合方式 二、多级放大器的近似估算二、多级放大器的近似估算 多级放大电路 一、级间耦合方式一、级间耦合方式 1、阻容耦合、阻容耦合 2、变压器耦合、变压器耦合 （1）用一只容量足够大的耦合电容）用一只容量足够大的耦合电容 进行连接进行连接，传递交流信号。，传递交流信号。 （2）前、后级放大器之间的直流电）前、后级放大器之间的直流电 路被隔离，静态工作点彼此独立，路被隔离，静态工作点彼此独立， 互不影响互不影响。 它的低频特性不很好，不能用于直流放大它的低频特性不很好，不能用于直流放大 器中。一般应用在低频电压放大电路中。器中。

47、一般应用在低频电压放大电路中。 （1）通过变压器进行连接，将前级）通过变压器进行连接，将前级 输出的交流信号通过变压器耦合到后输出的交流信号通过变压器耦合到后 级级。 （2） 耦合变压器有阻抗变换作用，耦合变压器有阻抗变换作用， 有利于提高放大器的输出功率有利于提高放大器的输出功率。 （3）能够隔离前、后级的直流联系。）能够隔离前、后级的直流联系。 各级电路的静态工作点彼此独立，互各级电路的静态工作点彼此独立，互 不影响不影响。 由于变压器体积大，低频特性差，又无法由于变压器体积大，低频特性差，又无法 集成，因此一般应用于高频调谐放大器或集成，因此一般应用于高频调谐放大器或 功率放大器中。功率

48、放大器中。 3、直接耦合、直接耦合 4、光电耦合、光电耦合 （1）无耦合元器件，信号通过导线直）无耦合元器件，信号通过导线直 接传递，可放大缓慢的直流信号接传递，可放大缓慢的直流信号。 （2）直流放大器必须采用这种耦合方）直流放大器必须采用这种耦合方 式式。 （3）前、后级的静态工作点互相影响，）前、后级的静态工作点互相影响， 给电路的设计和调试增加了难度给电路的设计和调试增加了难度。 应用：直接耦合便于电路的集成化，因此应用：直接耦合便于电路的集成化，因此 广泛应用于集成电路中。广泛应用于集成电路中。 （1）以光电耦合器为媒介来实现电信）以光电耦合器为媒介来实现电信 号的耦合和传输号的耦合和

49、传输。 （2）光电耦合既可传输交流信号又可）光电耦合既可传输交流信号又可 传输直流信号，而且抗干扰能力强，易传输直流信号，而且抗干扰能力强，易 于集成化于集成化。 应用：广泛应用在集成电路中应用：广泛应用在集成电路中 二、多级放大器的近似估算二、多级放大器的近似估算 1、估算多级放大器的电压放大倍数、估算多级放大器的电压放大倍数au auau1au2aun 2、估算多级放大器的输入电阻、估算多级放大器的输入电阻ri和输出电阻和输出电阻ro ro=ron ri=ri1 2-5 负反馈放大电路负反馈放大电路 一、反馈的基本概念一、反馈的基本概念 二、反馈的判断二、反馈的判断 三、负反馈放大器的四种

50、基本类型三、负反馈放大器的四种基本类型 四、负反馈对放大器性能的影响四、负反馈对放大器性能的影响 五、负反馈放大电路的特例五、负反馈放大电路的特例射极输射极输 出器出器 一、反馈的基本概念一、反馈的基本概念 正向传输正向传输 反向传输反向传输 xi 放大器中的反馈指把放大器放大器中的反馈指把放大器输出信号输出信号（电压或电流）的一部分或全部通过（电压或电流）的一部分或全部通过 一定的电路，按照某种方式一定的电路，按照某种方式送回送回到输入端并与输入信号（电压或电流）到输入端并与输入信号（电压或电流）叠加叠加， 从而改变放大器性能的一种方法，这种把电压或电流从放大器的输出端返送到从而改变放大器性

51、能的一种方法，这种把电压或电流从放大器的输出端返送到 输入端的过程叫做反馈。输入端的过程叫做反馈。 xi xo 反馈放大器通常称为反馈放大器通常称为 闭环放大器闭环放大器，而未引，而未引 入反馈的放大器则称入反馈的放大器则称 为为开环放大器开环放大器。 通常用电阻、电容、电感等元件组成引导反馈信号的电路称为反馈电路。 1、什么是反馈、什么是反馈 构成反馈电路的构成反馈电路的 元件叫反馈元件元件叫反馈元件,反馈反馈 元件联系着放大器的元件联系着放大器的 输出与输入，并影响输出与输入，并影响 放大器的输入。放大器的输入。 反馈放大电路是由反馈放大电路是由 基本放大电路和反馈基本放大电路和反馈 电路

52、两部分组成。电路两部分组成。 2、反馈的分类、反馈的分类 （1）正反馈与的负反馈）正反馈与的负反馈 反馈信号反馈信号xf与输入信号与输入信号xi极性极性 相同相同，使净输入信号，使净输入信号 增加增加。 反馈信号反馈信号xf与输入信号与输入信号xi极性极性 相反相反，使净输入信号，使净输入信号 减小减小。 正反馈使放大器的放大倍数增加。正反馈使放大器的放大倍数增加。负反馈使放大器的放大倍数减小。负反馈使放大器的放大倍数减小。 xi xi 1）正反馈）正反馈 2）负反馈）负反馈 提示：提示：负反馈虽使放大倍数减小，但能改善放大器的性能，所以，负反馈虽使放大倍数减小，但能改善放大器的性能，所以，

53、大部分放大器都要引入负反馈。正反馈一般应用在振荡电路中。大部分放大器都要引入负反馈。正反馈一般应用在振荡电路中。 （2）电压反馈和电流反馈）电压反馈和电流反馈 1）电压反馈：）电压反馈：2）电流反馈：）电流反馈： 电流反馈的取电流反馈的取 样环节与输出样环节与输出 端串联。端串联。 反馈信号反馈信号xf取自输出端取自输出端 负载两端的电压负载两端的电压uo。 反馈信号反馈信号xf取自取自 输出电流输出电流io。 电压反馈的取电压反馈的取 样环节与输出样环节与输出 端并联。端并联。 （3）串联反馈和并联反馈）串联反馈和并联反馈 1）串联反馈：反馈电路与信号源相串联。）串联反馈：反馈电路与信号源相

54、串联。 2）并联反馈：反馈电路与信号源相并联。）并联反馈：反馈电路与信号源相并联。 串联反馈，反馈信串联反馈，反馈信 号在输入端以电压号在输入端以电压 形式出现。形式出现。 并联反馈，反馈信并联反馈，反馈信 号在输入端以电流号在输入端以电流 形式出现。形式出现。 （4）直流反馈和交流反馈）直流反馈和交流反馈 1）直流反馈：）直流反馈：反馈反馈信号只含有直流量信号只含有直流量。 2）交流反馈：）交流反馈：反馈反馈信号只含有交流量信号只含有交流量。 二、反馈的判断二、反馈的判断 1、有无反馈的判断、有无反馈的判断 反馈放大器的特征是是否存在反馈元件，反馈元件是联系反馈放大器的特征是是否存在反馈元件

55、，反馈元件是联系 放大器的输出与输入的桥梁。放大器的输出与输入的桥梁。 无反馈元件无反馈元件rf、cf为反馈元件为反馈元件re、ce为反馈元件为反馈元件 2、反馈极性的判断、反馈极性的判断 反馈极性的判断一般采用反馈极性的判断一般采用瞬时极性法瞬时极性法 （1）先假设输入信号在某一瞬间对地为）先假设输入信号在某一瞬间对地为“+”； （2）从输入端到输出端依次标出放大器各点的瞬时极性；）从输入端到输出端依次标出放大器各点的瞬时极性； （3）反馈信号的极性与输入信号进行比较，确定反馈极性。）反馈信号的极性与输入信号进行比较，确定反馈极性。 具体步骤如下：具体步骤如下： 注意注意： 1 1）三极管各

56、电极的相位关系，发射极信号与基极输入信号瞬）三极管各电极的相位关系，发射极信号与基极输入信号瞬 时极性相同，集电极瞬时极性与基极瞬时极性相反。时极性相同，集电极瞬时极性与基极瞬时极性相反。 2 2）反馈电路中的电阻、电容等元件，一般认为它们在信号传）反馈电路中的电阻、电容等元件，一般认为它们在信号传 输过程中不产生附加相移，对瞬时极性没有影响。输过程中不产生附加相移，对瞬时极性没有影响。 送回到送回到基极基极的反馈信号瞬时极的反馈信号瞬时极 性若为性若为“-”，是，是负反馈负反馈； 送回到送回到发射极发射极的反馈信号瞬时极性若的反馈信号瞬时极性若 为为“+”，是，是负反馈负反馈； 正反馈正反馈

57、 负反馈负反馈 负反馈负反馈 正反馈正反馈 反之，则是正反馈。反之，则是正反馈。反之，则是正反馈。反之，则是正反馈。 例：例： 设基极输入瞬时极性为设基极输入瞬时极性为“+”， + _ 因净输入信号因净输入信号ube=ui+uf，所以电路引入了正反馈。，所以电路引入了正反馈。 uf ube + _ 用瞬时极性法：用瞬时极性法： 3、电压反馈和电流反馈的判断、电压反馈和电流反馈的判断 电压反馈和电流反馈的判断方法：看电压反馈和电流反馈的判断方法：看反馈电路反馈电路在在输出回路输出回路的连接方法的连接方法。 反馈电路反馈电路接在输接在输 出端点出端点上，所以上，所以 是电压反馈。是电压反馈。 反馈

58、电路反馈电路接在接在 发射极，所以发射极，所以 是电流反馈是电流反馈。 反馈电路接在第反馈电路接在第 二级放大电路的二级放大电路的 发射极，所以是发射极，所以是 电流反馈。电流反馈。 若反馈电路接在输出端为电压反馈，不接在输出端（一般接发射极）为若反馈电路接在输出端为电压反馈，不接在输出端（一般接发射极）为 电流反馈。电流反馈。 4、串联反馈和并联反馈的判断、串联反馈和并联反馈的判断 串联反馈和并联反馈的判断方法：看反馈电路在输入回路的连接方法串联反馈和并联反馈的判断方法：看反馈电路在输入回路的连接方法。 反馈电路反馈电路接接 在输入端点在输入端点 上，所以是上，所以是 并联反馈。并联反馈。

59、反馈电路反馈电路接在输入接在输入 回路的发射极，所回路的发射极，所 以是串联反馈以是串联反馈。 反馈电路接在输入反馈电路接在输入 回路的发射极，所回路的发射极，所 以是串联反馈。以是串联反馈。 若反馈电路接在输入端为并联反馈，不接在输入端（一般接发射极）为若反馈电路接在输入端为并联反馈，不接在输入端（一般接发射极）为 串联反馈。串联反馈。 5、直流反馈和交流反馈的判断、直流反馈和交流反馈的判断 若反馈电路中存在电容，根据电容 “通交隔直通交隔直”的特性 来进行判断。 cf通交流，所以，通交流，所以， 是交流反馈是交流反馈 ce隔直流，所以，隔直流，所以， 是直流反馈。是直流反馈。 反馈电路中无

60、电容，反馈电路中无电容， 所以，交、直流均存所以，交、直流均存 在反馈，是交流直流在反馈，是交流直流 共存。共存。 反馈类型的判断方法反馈类型的判断方法：电压电流看输出，串联并联看输电压电流看输出，串联并联看输 入，交流直流看电容，正负反馈看极性入，交流直流看电容，正负反馈看极性 ce通交流，通交流，re被短被短 路，不起反馈作用路，不起反馈作用 三、负反馈放大器的四种基本类型三、负反馈放大器的四种基本类型 电压串联负反馈电压串联负反馈 电流串联负反馈电流串联负反馈 电压并联负反馈电压并联负反馈 电流并联负反馈电流并联负反馈 例例2-62-6 【例【例2-62-6】如如下图下图所示电路，试判断