三极管放大电路及分析ppt课件

1、第第4章章三极管及三极管及放大电路基础放大电路基础4.1BJT结构及性能参数结构及性能参数4.2基本共发射极放大电路基本共发射极放大电路4.3放大电路的主要技术指标放大电路的主要技术指标4.4放大电路的基本分析方法放大电路的基本分析方法4.5工作点的稳定问题工作点的稳定问题4.6放大电路的三种基本组态放大电路的三种基本组态4.7组合（多级）放大电路组合（多级）放大电路4.8放大电路频率响应放大电路频率响应第四章 放大电路的基本原理4.2.1放大的概念放大的概念本质：实现能量的控制。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，使之输出较大在放大电路中提供一个

2、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。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。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。放大的对象是变化量。元件：输出信号能受输入信号的控制，双极型三极管和场效应管。元件：输出信号能受输入信号的控制，双极型三极管和场效应管。4.2基本共射极放大电路基本共射极放大电路第四章 放大电路的基本原理放大原件的受控作用：放大原件的受控作用：1、三极管（、三极管（BJT）的输出电流（如集电极电流）的输出电流（如集电极电流IC受输入电流受输入电流IB的控制），场的控制），场效应管（效应管（FET、JFET

3、、MOS）输出电流）输出电流ID受输入电场受输入电场UGS的控制。的控制。2、输出受输入控制，输入信号的微小变化都能在输出端有较大变换。、输出受输入控制，输入信号的微小变化都能在输出端有较大变换。3、输出信号的能量由另一个电源提供。、输出信号的能量由另一个电源提供。第四章 放大电路的基本原理4.2.2单管共发射极放大电路单管共发射极放大电路4.2.2.1单管共发射极放大电路的组成单管共发射极放大电路的组成图图 1单管共射放大电路的原理电路单管共射放大电路的原理电路VT：NPN 型三极管，为放大元件；型三极管，为放大元件；VCC：为输出信号提供能量；：为输出信号提供能量；RC：当：当 iC 通过

4、通过 Rc，将电流的变化转化，将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；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：为发射结提供正向偏置电压。第四章 放大电路的基本原理组成放大电路的原则：组成放大电路的原则：1. 外加直流电源的极性必须使发射外加直流电源的极性必须使发射结正偏，集电结反偏。则有：结正偏，集电结反偏。则有：BCii 2. 输入回路的接法应使输入电压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相应的变化量 iB。3. 输出回路的接法应使变化量输出回

5、路的接法应使变化量 iC 能够转化为变化量能够转化为变化量 uCE，并传送到放大电路的输出，并传送到放大电路的输出端。端。原理电路的缺点：原理电路的缺点：1. 双电源供电；双电源供电； 2. uI、uO 不共地。不共地。第四章 放大电路的基本原理单管共射放大电路单管共射放大电路图图 3单管共射放大电路单管共射放大电路C1 、C2 ：为隔直电容或耦合电容；：为隔直电容或耦合电容； RL：为负载电阻。：为负载电阻。该电路也称阻容耦合单管共射放大电路。该电路也称阻容耦合单管共射放大电路。第四章 放大电路的基本原理4. 3放大电路的主要技术指标放大电路的主要技术指标图图 4放大电路技术指标测试示意图放

6、大电路技术指标测试示意图1、放大倍数、放大倍数) )( (uA 电压放大倍数ioUUAu ) )( (iA 电流放大倍数ioIIAi 第四章 放大电路的基本原理2、输出电阻、输出电阻 Ro从放大电路输出端看进去的等效电阻。从放大电路输出端看进去的等效电阻。输出电阻输出电阻Ro定义定义：输入端信号源短路输入端信号源短路( );输出端负载开路输出端负载开路( )时外加一个正弦输出电压时外加一个正弦输出电压 ，得，得到相应的输出电流到相应的输出电流 ，二者的比值为输出电阻。，二者的比值为输出电阻。SLoo0oURURIS0ULR oUoI第四章 放大电路的基本原理输入端正弦电压输入端正弦电压 ，分别

7、测量空载和输出端接负载，分别测量空载和输出端接负载 RL 的输出电压的输出电压 、 。oU iUoULooo)1(RUUR 输出电阻愈小，带载能力愈强。输出电阻愈小，带载能力愈强。LoLooRRRUU 输出电阻输出电阻Ro的测量：的测量：图图 3放大电路技术指标测试示意图放大电路技术指标测试示意图第四章 放大电路的基本原理4、最大输出幅度、最大输出幅度在输出波形没有明显失真情况下放大电路能够提供给负载的最大输出电压在输出波形没有明显失真情况下放大电路能够提供给负载的最大输出电压( (或最大输出电或最大输出电流流) )可用峰可用峰-峰值表示，或有效值表示峰值表示，或有效值表示( (Uom 、Io

8、m) )。5、非线性失真系数、非线性失真系数 D3、输入电阻、输入电阻 Ri所有谐波总量与基波成分之比，即所有谐波总量与基波成分之比，即12322UUUD 从放大电路输入端看进去的等效电阻。从放大电路输入端看进去的等效电阻。iiiIUR 第四章 放大电路的基本原理Aum6、通频带、通频带BWm21uA7、最大输出功率与效率、最大输出功率与效率 输出不产生明显失真的最大输出功率。用符号输出不产生明显失真的最大输出功率。用符号 Pom表示。表示。VomPP ：效率：效率PV：直流电源消耗的功率：直流电源消耗的功率fL fHfL：下限频率：下限频率fH：上限频率：上限频率图图 4第四章 放大电路的基

9、本原理2.4放大电路的基本分析方法放大电路的基本分析方法基本分析方法两种基本分析方法两种图解法图解法微变等效电路法微变等效电路法静态分析：电路中未施加输入信号，仅存在偏置电路直流作用时的电路工作状态，如输静态分析：电路中未施加输入信号，仅存在偏置电路直流作用时的电路工作状态，如输入、输出回路的电流及电压入、输出回路的电流及电压动态分析：当外加交流输入信号时，电路中存在直流、交流信号并存状态时的电路状态，动态分析：当外加交流输入信号时，电路中存在直流、交流信号并存状态时的电路状态，如放大倍数、输入电阻、输出电阻、通频带、最大输出功率等。如放大倍数、输入电阻、输出电阻、通频带、最大输出功率等。基本

10、分析思路：先静态，后动态基本分析思路：先静态，后动态第四章 放大电路的基本原理4.4放大电路的基本分析方法放大电路的基本分析方法静态工作点：当外加输入信号为零时，在直流电源静态工作点：当外加输入信号为零时，在直流电源VCC的作用下，三极管的基极回路及的作用下，三极管的基极回路及集电极回路均存在直流电流及直流电压，这些值在三极管输入、输出特性曲线上对应一集电极回路均存在直流电流及直流电压，这些值在三极管输入、输出特性曲线上对应一个点，该点称静态工作点。个点，该点称静态工作点。电路中电抗原件及电源的特点：电容对直流信号的阻抗无穷大，可以认为开路，但对交电路中电抗原件及电源的特点：电容对直流信号的阻

11、抗无穷大，可以认为开路，但对交流信号，阻抗为流信号，阻抗为1/wc,当电容足够大，可认为短路；电感对直流信号的阻抗很小，可认为当电容足够大，可认为短路；电感对直流信号的阻抗很小，可认为短路，而对交流信号，感抗大小为短路，而对交流信号，感抗大小为wL; 对理想电压源，由于电压变化为零，在交流通路中对理想电压源，由于电压变化为零，在交流通路中相当于短路；对理想电流源，由于电流变化为相当于短路；对理想电流源，由于电流变化为0，故在交流通路中相当于开路。，故在交流通路中相当于开路。第四章 放大电路的基本原理图图 5( (b) )4.4放大电路的基本分析方法放大电路的基本分析方法4.4.1直流通路与交流

12、通路直流通路与交流通路 图图5图图 5( (a) )第四章 放大电路的基本原理4.4.2静态工作点的近似计算静态工作点的近似计算bceIBQICQ UCEQ图图 6bBEQCCBQRUVI 硅管硅管 UBEQ = (0.6 0.8) V锗管锗管 UBEQ = (0.1 0.2) VICQ IBQUCEQ = VCC ICQ RC第四章 放大电路的基本原理【例例】图示单管共射放大电路中，图示单管共射放大电路中，VCC = 12 V，Rc = 3 k ，Rb = 280 k ，NPN 硅管的硅管的 = 50，试估算静态工作点。，试估算静态工作点。图图 7解：设解：设 UBEQ = 0.7 VA 4

13、0mA )2807.012(bBEQCCBQ RUVIICQ IBQ = (50 0.04) mA = 2 mAUCEQ = VCC ICQ Rc = (12 2 3)V = 6 V第四章 放大电路的基本原理4.4.3图解法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。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、图解法的过程( (一一) )图解分析静态图解分析静态1. 先用估算的方法计算输入回路先用估算的方法计算输入回路 IBQ、 UBEQ。2. 用图解法确定输出回路静态值用图解法确定输出回路静态值方法：根据方法：根据

14、 uCE = VCC iCRc 式确定两个特殊点式确定两个特殊点cCCCCECCCEC 0 0 RViuVui 时，时，当当时，时，当当第四章 放大电路的基本原理输出回路输出回路输出特性输出特性CCCCCECCCEC0 0 RViuVui ，直流负载线直流负载线Q图图 2.4.2由静态工作点由静态工作点 Q 确定的确定的 ICQ、UCEQ 为静态值。为静态值。第四章 放大电路的基本原理图图 8【例例】图示单管共射放大电路及特性曲线中，已知图示单管共射放大电路及特性曲线中，已知 Rb = 280 k ，Rc = 3 k ，集电极直，集电极直流电源流电源 VCC = 12 V，试用图解法确定静态工

15、作点。，试用图解法确定静态工作点。解：首先估算解：首先估算 IBQA 40mA)2807 . 012(bBEQCCBQ RUVI做直流负载线，确定做直流负载线，确定 Q 点点根据根据 UCEQ = VCC ICQ RciC = 0，uCE = 12 V ；uCE = 0，iC = 4 mA .第四章 放大电路的基本原理0iB = 0 A20 A40 A60 A80 A134224681012MQIBQ = 40 A ，ICQ = 2 mA，UCEQ = 6 V.uCE /V由由 Q 点确定静态值为：点确定静态值为：iC /mA图图 2.4.3( (b) )第四章 放大电路的基本原理( (二二)

16、 ) 图解分析动态图解分析动态1. 交流通路的输出回路交流通路的输出回路图图 8 输出通路的外电路是输出通路的外电路是 Rc 和和 RL 的并联。的并联。2. 交流负载线交流负载线交流负载线交流负载线交流负载线斜率为：交流负载线斜率为：LCLL/ 1RRRR ，其中，其中OIBiC / mAuCE /VQ图图 9第四章 放大电路的基本原理3. 动态工作情况图解分析动态工作情况图解分析图图 10 输入回路工作情况输入回路工作情况0.680.72 uBE iBtQ000.7t6040200uBE/ViB / AuBE/ViBUBE第四章 放大电路的基本原理交流负载线交流负载线直流负载线直流负载线4

17、.57.5 uCE912t0ICQiC / mA0IB = 4 0 A2060804Q260uCE/ViC / mA0tuCE/VUCEQ iC图图 11输出回路工作情况分输出回路工作情况分析析第四章 放大电路的基本原理4. 电压放大倍数电压放大倍数BECEIOuuuuAu 图图 12【例例】用图解法求图示电路电压放大倍数。输入、输出特性曲线如右图，用图解法求图示电路电压放大倍数。输入、输出特性曲线如右图，RL = 3 k 。 uCE = (4.5 7.5) V = 3 V uBE = (0.72 0.68) V = 0.04 V解：解：求求 确定交流负载线确定交流负载线LR k 5 . 1/

18、LCLRRR取取 iB = (60 20) A = 40 A则输入、输出特性曲线上有则输入、输出特性曲线上有7504. 03BECE uuAu第四章 放大电路的基本原理 二、图解法的应用二、图解法的应用( (一一) )用图解法分析非线性失真用图解法分析非线性失真1. 静态工作点过低，引起静态工作点过低，引起 iB、iC、uCE 的波形失真的波形失真ibui结论：结论：iB 波形失真波形失真OQOttOuBE/ViB / AuBE/ViB / AIBQ 截止失真截止失真第四章 放大电路的基本原理iC 、 uCE ( (uo ) )波形失真波形失真NPN 管截止失真时的输出管截止失真时的输出 uo

19、 波波形。形。uo = uceOiCtOOQ tuCE/VuCE/ViC / mAICQUCEQ第四章 放大电路的基本原理OIB = 0QtOO NPN 管管 uo波形波形tiCuCE/VuCE/ViC / mAuo = uceib( (不失真不失真) )ICQUCEQ2. Q 点过高，引起点过高，引起 iC、uCE的波形失真的波形失真饱和失真饱和失真第四章 放大电路的基本原理( (二二) )用图解法估算最大输出幅度用图解法估算最大输出幅度OiB = 0QuCE/ViC / mAACBDE交流负载线交流负载线 输出波形没有明显失真时能输出波形没有明显失真时能够输出最大电压。即输出特性的够输出最

20、大电压。即输出特性的 A、B 所限定的范围。所限定的范围。22omDECDU Q 尽量设在线段尽量设在线段 AB 的中点。则的中点。则 AQ = QB，CD = DE第四章 放大电路的基本原理( (三三) )用图解法分析电路参数对静态工作点的影响用图解法分析电路参数对静态工作点的影响1. 改变改变 Rb，保持，保持VCC ，Rc ， 不不变；变；OIBiCuCE Q1Rb 增大，增大，Rb 减小，减小，Q 点下移；点下移；Q 点上移；点上移；Q2OIBiCuCE Q1Q32. 改变改变 VCC，保持，保持 Rb，Rc ， 不变；不变； 升高升高 VCC，直流负载线平行右移，动态工作，直流负载线

21、平行右移，动态工作范围增大，但管子的动态功耗也增大。范围增大，但管子的动态功耗也增大。Q2图图 13( (a) )图图 13( (b) )第四章 放大电路的基本原理3. 改变改变 Rc，保持，保持 Rb，VCC ， 不变；不变；4. 改变改变 ，保持保持 Rb，Rc ，VCC 不变；不变；增大增大 Rc ，直流负载线斜率改变，则，直流负载线斜率改变，则 Q 点向饱和区移近。点向饱和区移近。OIBiCuCE Q1Q2OIBiCuCE Q1Q2增大增大 ，ICQ 增大，增大，UCEQ 减小，则减小，则 Q 点点移近饱和区。移近饱和区。图图 13 ( (c) )图图 13 ( (d) )第四章 放大

22、电路的基本原理图解法小结图解法小结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；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；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；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有利于对静态工作点 Q 的检测等。的检测等。第四章 放大电路的基本原理4.4.4微变等效电路法微变等效电路法 晶体管在小信号晶体管在小信号( (微变量微变量) )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

23、，三极管就可以等效为一个线性元件。这样就可以将非线性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。元件晶体管所组成的放大电路等效为一个线性电路。微变等效条件微变等效条件研究的对象仅仅是变化量研究的对象仅仅是变化量信号的变化范围很小信号的变化范围很小第四章 放大电路的基本原理一、简化的一、简化的 h 参数微变等效电路参数微变等效电路( (一一) ) 三极管的微变等效电路三极管的微变等效电路 iB uBE 晶体管的输入特性曲线晶体管的输入特性曲线 常数常数 CEBBEbeUiurrbe ：晶体管的输入电阻。：晶体管的输入

24、电阻。 在小信号的条件下，在小信号的条件下，rbe是一常数。晶体管的输入电路是一常数。晶体管的输入电路可用可用 rbe 等效代替。等效代替。1. 输入电路输入电路Q 点附近的工作段点附近的工作段近似地看成直线近似地看成直线 可认为可认为 uBE 与与 iB 成正比成正比QOiB uBE 图图 14( (a) )第四章 放大电路的基本原理2. 输出电路输出电路假设在假设在 Q 点附近特性曲线基本上是水平的点附近特性曲线基本上是水平的( ( iC 与与 uCE无关无关) )，数量关系上，数量关系上， iC 比比 iB 大大 倍；倍； iB iB从三极管输出端看，可以用从三极管输出端看，可以用 iB

25、 恒流源代替三极管；恒流源代替三极管；该恒流源为受控源；该恒流源为受控源；为为 iB 对对 iC 的控制。的控制。uCE QiC O图图 14( (b) )第四章 放大电路的基本原理3. 三极管的简化参数等效电路三极管的简化参数等效电路注意：这里忽略了注意：这里忽略了 uCE 对对 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。路对于工程计算来说误差很小。图图 15三极管的简化三极管的简化 h 参数等效电路参数等效电路cbe + uBE + uCE iC iBebcrbe iB+ uBE + uCE iC i

26、B第四章 放大电路的基本原理( (二二) ) rbe 的近似估算公式的近似估算公式rbb ：基区体电阻。基区体电阻。re b ：基射之间结电阻。基射之间结电阻。欧姆，可忽略。欧姆，可忽略。只有几只有几：发射区体电阻，一般：发射区体电阻，一般 er EQEQbe26IIUrT EQbbBBEbe26)1(ddIriur 低频、小功率管低频、小功率管 rbb 约为约为 300 。UT ：温度电压当量。：温度电压当量。c beiBiCiEbb rbe rer e b 图图 16第四章 放大电路的基本原理例例. 求电路电压放大倍数求电路电压放大倍数 Au；输入电阻；输入电阻 Ri、输出电阻、输出电阻

27、ROC1RcRb+VCCC2RL+VT+ iUOUbebirIU 而而ocLb LUI RI R io UUAu beLio rRUUAu 所以所以)/(LcLRRR Ri = rbe / Rb ，Ro = RcoUrbe ebcRcRLRbbIcIbI + + iU图图 17单管共射放大电路的等效电路单管共射放大电路的等效电路第四章 放大电路的基本原理电流放大倍数与电压放大倍数之间关系电流放大倍数与电压放大倍数之间关系讨论讨论1. 当当 IEQ 一定时，一定时， 愈大则愈大则 rbe 也愈大，选用也愈大，选用 值较大的三极管其值较大的三极管其 Au 并不能按比例地并不能按比例地提高；提高；E

28、QbeL26)1(300beIrrRAu 因：因：2. 当当 值一定时，值一定时，IEQ 愈大则愈大则 rbe 愈小，可以得到较大的愈小，可以得到较大的 Au ，这种方法比较有效。，这种方法比较有效。 第四章 放大电路的基本原理( (三三) ) 等效电路法的步骤等效电路法的步骤( (归纳归纳) )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. 求出静态工作点处的微变等效电路参数求出静态工作点处的微变等效电路参数 和和 rbe 。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，然后画出放大电画出放大电路的微变等效

29、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。路其余部分的交流通路。4. 列出电路方程并求解。列出电路方程并求解。第四章 放大电路的基本原理*改进的引入发射级电阻的共发射极放大电路及分析改进的引入发射级电阻的共发射极放大电路及分析 uA . 1 计算电压放大倍数计算电压放大倍数如图所示接有发射极电阻的单管放大电路，计算电压放大倍数和输入、输出电阻。如图所示接有发射极电阻的单管放大电路，计算电压放大倍数和输入、输出电阻。C1RcRb+VCCC2RL+VT+ iUOURerbe bcRcRLRboUbIcIbI + ReeIe+ iU图图 18接有发射极电阻的放大电路接有发射

30、极电阻的放大电路第四章 放大电路的基本原理rbe bcRcRLRboUbIcIbI + ReeIe+ iU根据微变等效电路列方程根据微变等效电路列方程eebebiRIrIU be)1( II 其中其中LbLCO RIRIU 而而ebeLiO)1(RrRUUAu eLRRAu 引入发射极电阻后，引入发射极电阻后， 降低了。降低了。uA若满足若满足(1 + ) Re rbe 与三极管的参数与三极管的参数 、rbe 无关。无关。uA第四章 放大电路的基本原理2. 放大电路的输入电阻放大电路的输入电阻 bebeiii/)1(RRrIUR 引入引入 Re 后，输入后，输入电阻增大了。电阻增大了。3. 放

31、大电路的输出电阻放大电路的输出电阻coRR rbe ebcRcRLRboUbIcIbI + + ReeIcIrbe bcRcRbbIbI ReeIe将放大电路的输入端短路，负载电将放大电路的输入端短路，负载电阻阻 RL 开路开路 ，忽略，忽略 c 、e 之间的内电阻之间的内电阻 rce 。RLiU图图 19第四章 放大电路的基本原理4.5工作点的稳定问题工作点的稳定问题4.5.1温度对静态工作点的影响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：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。改变。UB

32、E 的温度系数约为的温度系数约为 2 mV/ C，即温度每升高，即温度每升高 1 C，UBE 约下降约下降 2 mV 。 2. 改变。温度每升高改变。温度每升高 1 C， 值约增加值约增加 0.5% 1 %， 温度系数分散性较大。温度系数分散性较大。 3. ICBO 改变。温度每升高改变。温度每升高 10 C ，ICBQ 大致将增加一倍，说明大致将增加一倍，说明 ICBQ 将随温度按指数规律上将随温度按指数规律上升。升。第四章 放大电路的基本原理温度升高将导致温度升高将导致 IC 增大，增大，Q 上移。波形容易失真。上移。波形容易失真。iCuCEOiBQCCCRVVCCQ T = 20 C T

33、 = 50 C图图 20温度对温度对 Q 点和输出波形的影响点和输出波形的影响第四章 放大电路的基本原理4.5.2静态工作点稳定电路静态工作点稳定电路一、电路组成一、电路组成改进的分压式偏置电路改进的分压式偏置电路C1RcRb2+VCCC2RL+ +CeuoRb1ReiBiCiEiRuiuEuB图图 21分压式工作点稳定电路分压式工作点稳定电路由于由于 UBQ 不随温度变化，不随温度变化，电流负反馈式工作点稳定电路电流负反馈式工作点稳定电路T ICQ IEQ UEQ UBEQ ( (= UBQ UEQ) ) IBQ ICQ 第四章 放大电路的基本原理说明：说明：1. Re 愈大，同样的愈大，同

34、样的 IEQ 产生的产生的 UEQ 愈大，则温度稳定性愈好。但愈大，则温度稳定性愈好。但 Re 增大，增大，UEQ 增大，要保持输出量不变，必须增大增大，要保持输出量不变，必须增大 VCC。2. 接入接入 Re ，电压放大倍数将大大降低。在，电压放大倍数将大大降低。在 Re 两端并联大电容两端并联大电容 Ce ，交流电压降，交流电压降可以忽略，则可以忽略，则 Au 基本无影响。基本无影响。 Ce 称旁路电容称旁路电容3. 要保证要保证 UBQ 基本稳定，基本稳定，IR IBQ，则需要，则需要 Rb1、Rb2 小一些，但这会使电阻消耗小一些，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

35、用功率增大，且电路的输入电阻降低。实际选用 Rb1、Rb2 值，取值，取 IR = (5 10)IBQ，UBQ = (5 10)UBEQ。第四章 放大电路的基本原理二、静态与动态分析二、静态与动态分析静态分析静态分析C1RcRb2+VCCC2RL+ +CeuoRb1ReiBiCiEiRuiuEuB由于由于 IR IBQ， 可得可得( (估算估算) )CCb2b1b1BQVRRRU eBEQBQeEQEQCQ RUURUII 则则)(ecCQCCeEQcCQCCCEQRRIVRIRIVU 静态基极电流静态基极电流 CQBQII 第四章 放大电路的基本原理动态分析动态分析C1RcRb2+VCCC2

36、RL+ +CeuoRb1ReiBiCiEiRuirbe ebcRcRLoUbIcIiUbI + + Rb2Rb1RcRb2+VCCRL+ uiuoRb1Re beLrRAu LcL/ RRR cob2b1bei/RRRRrR 第四章 放大电路的基本原理4.6放大电路的三种基本组态放大电路的三种基本组态三种基本接法三种基本接法共射组态共射组态共集组态共集组态共基组态共基组态4.6.1共集电极放大电路共集电极放大电路C1Rb+VCCC2RL+Re+RS+sUoUiUoUsU +_ _+rbeSR eR iIbIeIoIbeccIbI ( (b) )等效电路等效电路为射极输出器为射极输出器图图 22

37、共集电极放大电路共集电极放大电路( (a) )电路图电路图第四章 放大电路的基本原理一、静态工作点一、静态工作点C1Rb+VCCC2RL+Re+RS+SUOU由基极回路求得静态基极电流由基极回路求得静态基极电流ebBEQCCBQ)1(RRUVI BQCQII 则则eCQCCeEQCCCEQRIVRIVU ( (a) )电路图电路图图图 22共集电极放大电路共集电极放大电路第四章 放大电路的基本原理二、电流放大倍数二、电流放大倍数biII eoII )1(beioi IIIIA所以所以三、电压放大倍数三、电压放大倍数ebeeo)1(RIRIU ebbebeebebi)1(RIrIRIrIU oe

38、ibee(1)(1)uURAUrRLee/ RRR 结论：电压放大倍数恒小于结论：电压放大倍数恒小于 1，而接近，而接近 1，且输出电压与输入电压同相，又称射极跟随，且输出电压与输入电压同相，又称射极跟随器。器。iUOUSU +_+rbeSR eR iIbIeIoIbeccIbI ( (b) )等效电路等效电路第四章 放大电路的基本原理四、输入电阻四、输入电阻eebebiRIrIU ebeiii)1(RrIUR iUOUSU +_+rbeSR eR iIbIeIoIbeccIbI 输入电阻较大。输入电阻较大。Ri第四章 放大电路的基本原理五、输出电阻五、输出电阻OU+_rbeSR bIeIoI

39、beccIbI bsssbebo/ )( RRRRrIU 式式中中 1)1(sbeooobeoRrIURIII所所以以而而 输出电阻低，故带载能力比较强。输出电阻低，故带载能力比较强。Ro图图 23求射极输出器求射极输出器 Ro 的等效电路的等效电路第四章 放大电路的基本原理C1Rb+VCCC2RL+Re+RS+SUOURc 该电路为何种组态放大电路？该电路为何种组态放大电路？第四章 放大电路的基本原理4.6.2共基极放大电路共基极放大电路图图 24共基极放大电路共基极放大电路( (a) )原理电路原理电路VEE 保证发射结正偏；保证发射结正偏；VCC 保证集电结反偏；保证集电结反偏；三极管工

40、作在放大区。三极管工作在放大区。( (b) )实际电路实际电路实际电路采用一个电源实际电路采用一个电源 VCC ，用，用 Rb1、Rb2 分压提供基极正偏电压。分压提供基极正偏电压。C1C2+_+_OUiUReVEEVCCRcRLVTC1C2OUVCCRb2Rb1+_ReCbRLiURc第四章 放大电路的基本原理C1Rb1+VCCC2RL+Re+RS+SUOURcRb2Cb+ 该电路为何种组态放大电路？该电路为何种组态放大电路？第四章 放大电路的基本原理一、静态工作点一、静态工作点( (IBQ , ICQ , UCEQ) )图图 24( (b) )实际电路实际电路C1C2OUVCCRb2Rb1

41、+_ReCbRLiURcCQBEQCCb2b1b1eeBEQBQEQ)(1IUVRRRRRUUI 1EQBQII)(ecCQCCeEQcCQCCCEQRRIVRIRIVU 第四章 放大电路的基本原理二、电流放大倍数二、电流放大倍数微变等效电路微变等效电路由图可得：由图可得：coei,IIII 所以所以 ecioIIIIAi由于由于 小于小于 1 而近似等于而近似等于 1 ，所以共基极放电电路没有电流放大作用。，所以共基极放电电路没有电流放大作用。+_+_OUiURerbeLR iIeICIOIbIbI bec图图 25共基极放大电路的等效电路共基极放大电路的等效电路第四章 放大电路的基本原理三

42、、电压放大倍数三、电压放大倍数+_+_OUiURerbeLR iIeICIOIbIbI bec图图 26由微变等效电路可得由微变等效电路可得beLioLbobebi rRUUARIUrIUu 所以所以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。等，但没有负号，说明该电路输入、输出信号同相位。第四章 放大电路的基本原理四、输入电阻四、输入电阻暂不考虑电阻暂不考虑电阻 Re 的作用的作用 1)1(bebbebiiirIrIIUR五、输出电阻

43、五、输出电阻暂不考虑电阻暂不考虑电阻 Re 的作用的作用 Ro rcb . 已知共射输出电阻已知共射输出电阻 rce ，而，而 rcb 比比 rce大大 得多，可认为得多，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第四章 放大电路的基本原理4.6.3三种基本组态的比较三种基本组态的比较大大( (数值同共射电路，数值同共射电路，但同相但同相) )小小( (小于、近于小于、近于 1 ) )大大( (十几十几 一几百一几百) ) 小小 大大( (几十几十 一百以上一百以上)

44、) 大大( (几十几十 一百以上一百以上) )电电路路组态组态性能性能共共 射射 组组 态态共共 集集 组组 态态共共 基基 组组 态态C1C2OUVCCRb2Rb1+_ReCbRLiUC1Rb+VCCC2RL+Re+iUOUC1Rb+VCCC2RL+iUOURciAuA )1( beLrR ebee)1()1(RrR beLrR 第四章 放大电路的基本原理4.6.3三种基本组态的比较三种基本组态的比较 频率响频率响应应大大( (几百千欧几百千欧 几兆欧几兆欧) )大大( (几欧几欧 几十欧几十欧) )中中( (几十千欧几十千欧几百千欧几百千欧) )rce小小( (几欧几欧 几十欧几十欧) )

45、小小( (几十千欧以上几十千欧以上) )中中(几百欧几百欧几千欧几千欧) rbe组态组态性能性能共共 射射 组组 态态共共 集集 组组 态态共共 基基 组组 态态iRoR 1sbeRrce)1(r 1berebe)1(Rr 差差较好较好好好第四章 放大电路的基本原理4.7组合（多级）放大电路组合（多级）放大电路4.7.1多级放大电路的耦合方式多级放大电路的耦合方式三种耦合方式三种耦合方式阻容耦合阻容耦合直接耦合直接耦合变压器耦合变压器耦合一、阻容耦合一、阻容耦合图图 27阻容耦合放大电路阻容耦合放大电路C1RC1Rb1+VCCC2RL+VT1+ iUoU+Rc2Rb2C3VT2+第第 一一 级

46、级第第 二二 级级第四章 放大电路的基本原理优点：优点：(1) (1) 前、后级直流电路互不相通，静态工作点相互独立；前、后级直流电路互不相通，静态工作点相互独立；(2) (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，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。使信号得到充分利用。不足：不足： (1) (1) 不适合传送缓慢变化的信号；不适合传送缓慢变化的信号；(2) (2) 无法实现线性集成电路。无法实现线性集成电路。第四章 放大电路的基本原理二、直接耦合二、直接耦合Rc1Rb1+VCC+VT1+ iUOURc2Rb2

47、VT2图图 28两个单管放大电路简单的直接耦合两个单管放大电路简单的直接耦合特点：特点：( (1) ) 可以放大交流和缓慢变化及直流可以放大交流和缓慢变化及直流信号；信号；( (2) ) 便于集成化。便于集成化。( (3) )各级静态工作点互相影响；基极和集电极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；电位会随着级数增加而上升；( (4) )零点漂移。零点漂移。第四章 放大电路的基本原理1. 解决合适静态工作点的几种办法解决合适静态工作点的几种办法改进电路改进电路( (a) )电路中接入电路中接入 Re2，保证第一级，保证第一级集电极有较高的静态电位，但第二集电极有较高的静

48、态电位，但第二级放大倍数严重下降。级放大倍数严重下降。 改进电路改进电路( (b) )稳压管动态电阻很小，可以使稳压管动态电阻很小，可以使第二级的放大倍数损失小。但集电第二级的放大倍数损失小。但集电极电压变化范围减小。极电压变化范围减小。VDZRc1Rb1+VCC+VT1+ iUOURc2RVT2( (b) )Rc1Rb1+VCC+VT1+ iUOURc2Re2VT2( (a) )第四章 放大电路的基本原理改进电路改进电路( (c) )+VCCRc1Rb1+VT1+ iUOURc2Rb2VT2VDz改进电路改进电路( (d) ) 可降低第二级的集电极电位，可降低第二级的集电极电位，又不损失放大

49、倍数。但稳压管噪声又不损失放大倍数。但稳压管噪声较大。较大。可获得合适的工作点。为经常可获得合适的工作点。为经常采用的方式。采用的方式。( (c) )Rc1Rb1+VCC+VT1+ iUOURe2Rc2VT2 ( (d) )图图 29直接耦合方式实例直接耦合方式实例第四章 放大电路的基本原理2. 零点漂移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。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原因：放大器件的参数受温度影响而使 Q 点不稳定。点不稳定。图图 30零点漂移现象零点漂移现象uOt

50、OuItO放大电路级数愈多，放大倍数愈高，零放大电路级数愈多，放大倍数愈高，零点漂移问题愈严重。点漂移问题愈严重。第四章 放大电路的基本原理抑制零点漂移的措施：抑制零点漂移的措施：( (1) ) 引入直流负反馈以稳定引入直流负反馈以稳定 Q 点；点；( (2) ) 利用热敏元件补偿放大器的零漂；利用热敏元件补偿放大器的零漂；图图 31利用热敏元件补偿零漂利用热敏元件补偿零漂R2R1+VCC+VT2+ RcVT1uIuOiC1ReRuB1( (3) ) 采用差分放大电路。采用差分放大电路。第四章 放大电路的基本原理三、变压器耦合三、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。选择

51、恰当的变比，可在负载上得到尽可能大的输出功率。图图 32变压器耦合放大电路变压器耦合放大电路第二级第二级VT2、VT3组成推挽式放大电路，组成推挽式放大电路，信号正负半周信号正负半周 VT2、VT3 轮流导电。轮流导电。第四章 放大电路的基本原理优点：优点：( (1) ) 能实现阻抗变换；能实现阻抗变换；( (2) ) 静态工作点互相独立。静态工作点互相独立。缺点：缺点：( (1) ) 变压器笨重；变压器笨重；( (2) ) 无法集成化；无法集成化；( (3) ) 直流和缓慢变化信号不能通过变压器。直流和缓慢变化信号不能通过变压器。第四章 放大电路的基本原理三种耦合方式的比较三种耦合方式的比较

52、阻容耦合阻容耦合直接耦合直接耦合变压器耦合变压器耦合特点特点各级工作点互不影响；各级工作点互不影响；结构简单结构简单能放大缓慢变化的信号能放大缓慢变化的信号或直流成分的变化；或直流成分的变化； 适合集成化适合集成化有阻抗变换作用；有阻抗变换作用；各级直流通路互相隔离。各级直流通路互相隔离。存在存在问题问题 不能反应直流成分的变不能反应直流成分的变化，化，不适合集成化不适合集成化有零点漂移现象；有零点漂移现象；各级工作点互相影响各级工作点互相影响不能反应直流成分的变化；不能反应直流成分的变化；不适合放大缓慢变化的信号；不适合放大缓慢变化的信号；不适合集成化不适合集成化适合适合场合场合分立元件交流放大电路分立元件交流放大电路集成放大电路，直流放集成放大电路，直流