第 10 章 晶体三极管放大电路

1、10 . 1 交流电压放大电路的组成和信号放大概述 10 . 1 . 1 共射组态基本放大电路的组成 晶体管的主要用途之一，是利用其电流放大作用组成放大电路。共射组态基本放大电路如图 10 一 1 所示。利用放大器件工作在放大区时所具有的电流控制特性，可以实现放大作用。放大电路由放大器件、直流电源、偏置电路、输人电路和输出电路几部分组成1 输入回路 ( 1 ）藕合电容 Q 起隔直流通交流的作用。 ( 2 ）基极偏置电阻 RB 。它的作用是给发射结提供正向偏置电压，2 输出回路 ( 1 ）集电极电源 Ucc 和集电极负载电阻 RC 。电源 Ucc 除了为输出信号提供能量外，还通过 RC 给集电结

2、提供反向偏置电压，使晶体管处于放大状态 ( 2 ）藕合电容 Q 。 Q 的作用与 Q 相似，一方面隔断放大电路与负载之间的直流通路，使晶体三极管的静态工作点不受影响；另一方面沟通放大电路与负载之间的交流通路，使放大电路的输出信号毫无损失地加到负载两端。3 晶体三极管 晶体三极管具有电流放大作用，是放大电路中的核心器件。利用其能量放大作用可实现输人端能量较小的信号去控制电源 Ucc 供给的能量，以在输出端获得一个能量较大的信号。这就是晶体三极管放大作用的实质，因此，晶体三极管还可以看成一个控制元件。10 . 1 . 2 信号放大概述10.2交流电压放大电路的分析 10 . 2 . 1 放大电路的

3、静态分析 无信号输人时（ u ；一 0 ) ，放大电路的工作状态称为静态。静态时，电路中各处的电压、电流均为直流量。由于电路中的电容、电感等电抗元件对直流没有影响，因此，对直流而言，放大电路中的电容可视为开路、电感可视为短路。据此所得到的等效电路称为放大电路的直流通路，如图 10 一 3 所示。对直流通路进行电路分析，求解输人、输出电路的伏安关系即放大电路的静态分析，从而确定出静态工作点 Q 。 利用晶体三极管的输人、输出特性曲线，通过作图的方法，直观地分析放大电路工作性能的方法，称为图解法。应用图解法可直观地看到交流信号放大传输的过程，正确地选择静态工作点和确定动态工作范围，估算电压放大倍数

4、。10 . 2 . 2 放大电路的动态分析 1 放大电路无信号偷入的情况 如图 10 一 1 所示的放大电路，当无信号输人时（相当于输人端短路），放大电路是直流通路 2 放大电路有信号偷入后的情况 1 ）输入回路 基极电流i B 可根据输人信号电压 u ；从管子的输人特性上求得。 2 ）不接负载电阻 RL 时的电压放大倍数 3 ）接入负载电阻 RL 时的电压放大倍数10 . 2 . 3 电路参数对放大器工作的影响 1 . RB 的影响2 . RC 的影响3 直流电源Ucc 的影响10 . 2 . 4 放大电路的非线性失真 截止失真：三极管进人截止区而引起的失真。可通过减小基极偏置电阻 RB 的

5、阻值来消除。饱和失真：三极管进人饱和区而引起的失真。可通过增大基极偏置电阻 RB 的阻值来消除。失真波形如图 10 一 9 所示。10 . 2 . 5 动态交流指标的估算 1 三极管的微变等效电路 如何把三极管线性化，用一个等效电路来代替，可从共发射极接法三极管的输人特性和输出特性两方面来分析讨论2 放大电路的微变等效电路 放大电路的微变等效电路如图 10 一 13 ( b ）所示。画放大电路微变等效电路的步骤如下。 ( 1 ）画出放大电路的交流通路的原则：在放大电路中，藕合电容 C ：和 G 的电容量比较大，其交流容抗很小，可忽略它们的交流压降，故用短路线取代；直流电源内阻很小，也可以忽略不

6、计，对交流分量，直流电源可视为短路。如图 1 。一 13 ( a ）所示。 ( 2 ）放大电路的微变等效电路：用三极管的微变等效电路取代交流通路中的三极管，如图 10 一 13 ( b ）所示。3 放大电路的主要性能指标 Au 、 Ri 、 Ro ( 1 ）电压放大倍数 ( 2 ）输人电阻 Ri( 3 ）输出电阻 RO 输出电阻 R 。就是从放大器输出端（不包括外接负载电阻 RL ）看进去的交流等效电阻，如图 10 一 13 所示。因为晶体管输出端在放大区反映出的动态电阻、很大，所以输出电阻就近似等于集电极电阻。即10 . 3 典型交流电压放大电路1 各元件作用 ( 1 ）基极偏置电阻 RBI

7、 , RBZ : R 二为三极管提供一个大小合适的基极直流电流几， RBI 由 RP 和 R 组成，调节 RP 的阻值，可控制几的大小； R 的作用是防止 RP 阻值调到零时烧坏三极管。一般 R 。的阻值为几十千欧至几百千欧； RBZ 的阻值为几十千欧。 ( 2 ）发射极电阻 RE ：引人直流负反馈稳定静态工作点。一般 RE 的阻值为几千欧。 ( 3 ）发射极旁路电容偏：为避免交流分量艺 E 通过 RE 产生负反馈而降低电压放大倍数，在 RE 两端并联一个大容量的电容，其对交流信号相当于短路，让i E 从偏中通过（偏对直流无影响），因此偏称为旁路电容。一般偏也选择电解电容，容量为几十微法。2

8、稳定工作点原理3 静态分析4 动态分析该电路动态性能指标一般用微变等效电路来确定，具体步骤为： ( 1 ）画出微变等效电路； ( 2 ）求电压放大倍数、输人电阻 Ri 、输出电阻 R 。10 . 4 多级电压放大电路1 多级放大器的放大倍数2。多级放大电路的输人电阻，输出电阻10 . 5 放大电路中的负反馈 10 . 5 . 1 负反馈的基本概念 所谓反馈，是指将放大电路的输出信号（电压或电流的一部分或全部），通过某种形式（反馈网络）馈送到电路的输人回路，并同输人信号一起参与放大电路的输人控制。如图 10 一 20 所示，负反馈放大电路由两部分组成：一部分是无反馈的基本放大器，它可以是单级或多

9、级的；一部分是反馈网络，它是联系输出电路和输人电路的环节，一般由电阻、电容等元件组成。10 . 5 . 2 负反馈的分类 1 正反馈和负反馈 按照反馈对放大电路性能影响的效果，可将反馈分为正反馈和负反馈两种极性。正反馈虽能提高放大倍数，但同时也加剧了放大电路性能的不稳定性，主要用于振荡电路；负反馈虽降低了放大倍数，但却换来了放大电路性能的改善。2。电压反馈，电流反馈 反馈信号的大小与输出电压成比例的反馈称为电压反馈；反馈信号的大小与输出电流成比例的反馈称为电流反馈。3。串联反馈和并联反馈 串联反馈和并联反馈的判断：把输人端短路，如果这时反馈信号同样被短路，即净输人信号为零，则为并联反馈；如果此时反馈信号没有消失，则为串联反馈。反馈分类的框图如图 1 。一 21 所示。10 . 5 . 3 负反馈对放