模拟电子电路课件第二章(1new)

1、模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路1基本放大电路基本放大电路模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路2u放大的对象：变化量放大的对象：变化量u放大的本质：能量的控制放大的本质：能量的控制u放大的特征：功率放大放大的特征：功率放大u放大的基本要求：不失真，放大的前提放大的基本要求：不失真，放大的前提2.1 放大的概念和放大电路的主要性能指标放大的概念和放大电路的主要性能指标模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路3信号源放大电路负载直流电压源直流功率模 拟 电 子

2、线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路4CD播放器放大电路扬声器直流电压源直流功率CD 系统框图小信号常见系统举例常见系统举例模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路5麦克风输出信号放大电路扬声器直流电压源直流功率扩音器系统框图小信号模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路6气象卫星的视频信号放大电路显示器直流电压源直流功率气象卫星系统框图小信号模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路7基本放大电路基本放大电路: 一般是指由一个三极管与相应元

3、件一般是指由一个三极管与相应元件组成的三种基本组态放大电路。组成的三种基本组态放大电路。 1.1.放大电路主要用于放大电路主要用于放大微弱信号放大微弱信号，使，使输出电压或电流在幅度上得到了放大，输出输出电压或电流在幅度上得到了放大，输出信号的能量得到了加强。信号的能量得到了加强。 2. 2.输出信号的输出信号的能量能量实际上是由实际上是由直流电源直流电源提供的，只是经过提供的，只是经过三极管的控制三极管的控制，使之转换，使之转换成信号能量，提供给负载。成信号能量，提供给负载。模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路8二、放大电路的主要技术指标二、放大

4、电路的主要技术指标( (线性放大器线性放大器) )1.1.放大倍数放大倍数表示放大器的放大能力表示放大器的放大能力 根据放大电路输入信号的条件和对输出信号的要根据放大电路输入信号的条件和对输出信号的要求，放大器可分为四种类型，所以有四种放大倍数求，放大器可分为四种类型，所以有四种放大倍数的定义。的定义。IiIo模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路9（1）电压增益电压增益定义为定义为: Av=Vo/Vi（重点）（重点）（2）电流增益电流增益定义为定义为: : A Ai i= =I Io o/ /I Ii i （3）互阻增益互阻增益定义为定义为: Ar

5、=Vo/Ii（4）互导增益互导增益定义为定义为: Ag=Io/Vi模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路102.2. 输入电阻输入电阻R Ri i从放大电路输入端看进从放大电路输入端看进 去的等效电阻去的等效电阻输入电阻：输入电阻：Ri=ui / ii对于电压源：对于电压源： Ri越大越好。越大越好。（1）Ri越大，越大，ii就越小，从信号源索取的电流越小。就越小，从信号源索取的电流越小。（2）当信号源有内阻时，）当信号源有内阻时， Ri越大，越大， ui就越接近就越接近uS。输入端输入端iiuiRiuSRS信号源信号源Au输出端输出端对于电流源呢？

6、对于电流源呢？模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路113. 输出电阻输出电阻Ro从放大电路输出端从放大电路输出端 看进去的等效电阻。看进去的等效电阻。（1）去掉信号源）去掉信号源（2）去掉负载）去掉负载,加电压加电压IVRo输出电阻：输出电阻：模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路12输出电阻的设计：输出电阻的设计： 若负载要求得到较稳定的电压，即要求放大器更若负载要求得到较稳定的电压，即要求放大器更像一个电压源，则我们要将放大器的输出电阻设计得像一个电压源，则我们要将放大器的输出电阻设计得越小越好；若负

7、载要求得到较稳定的电流，即要求放越小越好；若负载要求得到较稳定的电流，即要求放大器更像一个电流源，则我们将放大器的输出电阻设大器更像一个电流源，则我们将放大器的输出电阻设计得越大越好。计得越大越好。 放大器相对于负载来说，就相当于负载的信号源（电压源放大器相对于负载来说，就相当于负载的信号源（电压源或电流源）。而放大器的输出电阻就相当于信号源内阻或电流源）。而放大器的输出电阻就相当于信号源内阻。模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路134.4. 通频带通频带通频带：通频带：fbw=fHfL放大倍数随频率变化曲放大倍数随频率变化曲线线幅频特性曲线幅频特

8、性曲线fAAm0.707AmfL下限截下限截止频率止频率fH上限截上限截止频率止频率 3dB带宽带宽模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路14放大器的源增益和外观增益放大器的源增益和外观增益siivsiiiosoRRRARRRVVVVvsAiVVA/=oviIA/I=oisoisIIAsisisisioRRRARRRII外观增益：外观增益：源增益：源增益：模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路15 电压增益20 （dB） vAlgiAlgpAlg 电流增益20 （dB） 功率增益10 （dB） 分贝的表示方

9、法：分贝的表示方法： （p84）模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路16三极管：工作于放大区（正向控制作用）三极管：工作于放大区（正向控制作用）EB 、RB 、EC 、RC :提供合适的静态工作点，即，提供合适的静态工作点，即，静态偏置电路。使三极管工作于放大区。静态偏置电路。使三极管工作于放大区。共发射极组态共发射极组态2. 2 基本共射放大电路的工作原理基本共射放大电路的工作原理模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路17IBQ iB OtuCEOt iC OtICQUCEQB+IBICIIC+UCEU

10、+CEBE+UUBESRBRCRLR1C2CouCCVSu+_+_+_+_Q点上叠加交流量点上叠加交流量模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路18（一）放大原理（一）放大原理UCE（-ICRc）sUUBEIBIC（b bIB） oU电压放大倍数：电压放大倍数：ovsUAUIBQuSOt iB OtuCEOtuoOt iC OtICQUCEQB+IBICIIC+UCEU+CEBE+UUBESRBRCRLR1C2CouCCVSu+_+_+_+_CECCCCuVi R模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路19各点

11、波形各点波形uo比比ui幅度放大且相位相反幅度放大且相位相反Rb+VCCRCC1C2uiiBiCuCEuoceCECEcCCbBBbeBEBEuUuiIiiIiuUu模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路20（二）单管共（二）单管共射射极放大电路各元件的作用极放大电路各元件的作用VCC 、RB 、RC :静态偏置电路静态偏置电路,使三极管工作于放大区。使三极管工作于放大区。放大元件放大元件iC=b biB，工作，工作在放大区，要保证集在放大区，要保证集电结反偏，发射结正电结反偏，发射结正偏。偏。模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章

12、 基本放大电路基本放大电路21集电极电阻，将集电极电阻，将变化的电流转变变化的电流转变为变化的电压。为变化的电压。为放大信号为放大信号提供能量。提供能量。模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路22耦合电容：耦合电容：电解电容，有极性，电解电容，有极性，电容值较大电容值较大作用：作用：隔直通交隔直通交隔离输入输出与隔离输入输出与电路直流的联系，电路直流的联系，同时对交流信号同时对交流信号呈短路状态。呈短路状态。模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路23分析三极管电路的基本思想和方法分析三极管电路的基本思想和方

13、法直流通路直流通路( (ui = 0) )分析：分析：静态。静态。 交流通路交流通路( (ui 0) )分析：分析：动态动态,只考虑变化的电压和电流。只考虑变化的电压和电流。非线性电路非线性电路近似近似线性电路线性电路叠加定理叠加定理分析电路中的直流成分分析电路中的直流成分分析电路中的交流成分分析电路中的交流成分电路分析电路分析2. 3 放大电路的分析方法放大电路的分析方法模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路24放大电路没有输入信号时放大电路没有输入信号时(ui = 0)的工作状态称为的工作状态称为静态静态。 静态静态分析的任务分析的任务: :是根

14、据电路参数和三极管的是根据电路参数和三极管的特性确定特性确定静静 态值（直流值）态值（直流值）UBE、IB、 IC 和和UCE。可用放大电路的可用放大电路的直流通路来直流通路来分析分析。一、一、 静态工作情况分析静态工作情况分析模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路25Rb+VCCRCC1C2TRL为什么要为什么要设置静态设置静态工作点？工作点？ 放大电路建立正确的静态工作点，是为了使三极管放大电路建立正确的静态工作点，是为了使三极管工作在线性区以保证信号不失真。工作在线性区以保证信号不失真。模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章

15、基本放大电路基本放大电路26iBuBEQiCuCEuiibibic模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路27开路开路Rb+VCCRCC1C2RL画出放大电路的直流通路画出放大电路的直流通路静态工作点的估算法：静态工作点的估算法：1.将交流电压源短路将交流电压源短路2.将电容开路将电容开路直流通路的画法：直流通路的画法：开路开路模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路28Rb+VCCRC直流通道直流通道用估算法分析放大器的静态工作点用估算法分析放大器的静态工作点（ IB、UBE、IC、UCE）模 拟 电 子 线

16、 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路29（1）估算）估算IB（ UBE 0.7V)Rb+VCCRCIBUBEbBECCBRUVIbCC7 . 0RVbRVCCRb称为称为偏置电阻偏置电阻，IB称称为为偏置电流偏置电流。+_模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路30（2）估算）估算UCE、ICRb+VCCRCICUCECCCCCERIVUIC= b bIB+_模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路31例：用估算法计算静态工作点。例：用估算法计算静态工作点。已知：已知：VCC=12V

17、，RC=4K ，Rb=300K ，b b=37.5。解：解：A400.04mA30012RVIbCCBmAIIBC5 . 104. 05 .37b6V41.512RIVUCCCCCE请注意电路中请注意电路中IB和和IC的数量级的数量级UBE 0.7VRb+VCCRC模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路32iC( iC,uCE )(iB,uBE)iB静态工作点的静态工作点的图解法图解法uBE+_uCE+_Rb+VCCRC模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路33静态工作点静态工作点 :(IBQ,UBEQ)

18、和和( ICQ,UCEQ )分别对分别对应于输应于输 入输出特性曲线上的一个点。入输出特性曲线上的一个点。IBUBEIBQUBEQ1）列输入回路方程）列输入回路方程UBE =VCCIBRb，在输入特性曲线上在输入特性曲线上求出求出IBQQiCiBuBE+_uCE+_Rb+VCCRC模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路34直流负载线直流负载线I IBQBQ对应的输出特对应的输出特性与直流负载线性与直流负载线的交点就是静态的交点就是静态工作点工作点Q QICUCEVCCCCCRVIB IBQQUCEQICQ2 2）列输出回路方程）列输出回路方程UCE=

19、VCCICRC，在输出特性曲线上画出，在输出特性曲线上画出直流负载线直流负载线也可由估算法求出也可由估算法求出IBQiCiBuBE+_uCE+_Rb+VCCRC模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路35例：例： 设设 RB = 38 k ，用图解法，用图解法求求 VBB = 0 V、3 V 时时的的 iC、uCE。 解解 uCE/ViC/mAiB= 010 A20 A30 A40 A50 A60 A41O235当当VBB= 0 V： IB 0，IC 0，5 VUCE 5 V当当VBB = 3 V：BBE(on)BBBRUVImA 0.06 0.3UC

20、E 0.3 V 0，IC 5 mA模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路36iBuBEQiCuCEuiibibic交流放大原理（设输出空载）交流放大原理（设输出空载）假设在静态工作点的基础上，输入一微小的正弦信号假设在静态工作点的基础上，输入一微小的正弦信号ui，Q点附近输入特性可近似为线性。点附近输入特性可近似为线性。二、动态工作情况分析二、动态工作情况分析模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路37iCuCEicuCE也沿着也沿着负载线变化负载线变化uCEuCE与与ui反相！反相！uCE怎么变化怎么变化模

21、 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路38各点波形各点波形uo比比ui幅度放大且相位相反幅度放大且相位相反Rb+VCCRCC1C2uiiBiCuCEuoceCECEcCCbBBbeBEBEuUuiIiiIiuUu模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路39对交流信号对交流信号( (输入信号输入信号u ui i) )短路短路短路短路放大器的交流通路放大器的交流通路1/ C 0（交流通路（交流通路分析动态工作情况）分析动态工作情况）画交流通路原则：画交流通路原则：1.固定不变的电压源都视为短路；固定不变的电流源都视

22、为开路；固定不变的电压源都视为短路；固定不变的电流源都视为开路；2.视电容对交流信号短路视电容对交流信号短路置零置零模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路40交流通路交流通路模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路41ic其中：其中：CLLR/RR uce=-ic（RC/RL） = -ic RL交流负载线交流负载线交流负载线的作法：交流负载线的作法：斜斜 率为率为- -1/RL 。（ RL= RLRc ）经过经过Q点。点。(交流交流 输入信号为零时输入信号为零时) uce模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子

23、线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路42iCuCEVCCCCCRVQIBQ交流负载线交流负载线直流负载线直流负载线斜斜 率为率为- -1/RL 。（ RL= RLRc ）经过经过Q点。点。空载时，交流负载线与直流负载线重合。空载时，交流负载线与直流负载线重合。模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路43 动态分析动态分析BCCRVBQIBEQVQBQBIi CCCRVCCVCQICEQVQ交流负载线，斜率：1LR QQ交流负载线交流负载线是有交流是有交流 输入信号时工作点的运动轨迹输入信号时工作点的运动轨迹 模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子

24、 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路44例例 ： 硅管，硅管，ui = 10 sin t (mV)，RB = 176 k ， RC = 1 k ，VCC = VBB = 6 V，图解分析各电压、电流值。，图解分析各电压、电流值。 解解 令令 ui = 0，求静态电流，求静态电流 IBQA)( 30mA)(03. 01767 . 06BQ I + iBiCRBVCCVBBRCC1ui+ + +uCE +uBE 模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路45uBE/ViB/ A0.7 V30Quit tuBE/VtiBIBQuCE/ViC/mA41

25、23iB=10 A20304050605Q6交流负载线交流负载线Q Q 6tiCICQt tuCE/VUcemibicuceOOOOOOUCEQ Q模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路46当当 ui = 0 uBE = UBEQ iB = IBQ iC = ICQ uCE = UCEQ 当当 ui = Uim sin t ib = Ibmsin t ic = Icmsin t uce = Ucem sin t uo = uceiB = IBQ + Ibmsin tiC = ICQ + Icmsin tuCE = UCEQ Ucem sin t =

26、UCEQ +Ucem sin (180 + t)iouu 模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路47放大电路的非线性失真问题放大电路的非线性失真问题因因工作点不合适工作点不合适或者或者信号太大信号太大使放大电路的工作范围超出了使放大电路的工作范围超出了晶体管特性曲线上的线性范围，从而引起非线性失真。晶体管特性曲线上的线性范围，从而引起非线性失真。1. “Q”过低引起截止失真过低引起截止失真不发生截止失真的条件不发生截止失真的条件：IBQ Ibm 。OQibOttOuBE/ViBuBE/ViBui uCEiCict OOiCOtuCEQuce交流负载线

27、交流负载线截止失真截止失真:由三极管截止区引起的失真，称为截止失真。由三极管截止区引起的失真，称为截止失真。动画动画模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路482. “Q”过高引起饱和失真过高引起饱和失真ICSL(SAT)CECCCSBSRUVII b bb b不接负载时，交、直流负载线重合，不接负载时，交、直流负载线重合，V CC= VCC不发生饱和失真的条件不发生饱和失真的条件： IBQ + I bm IBSuCEiCt OOiCO tuCEQV CC饱和失真饱和失真:由三极管饱和区引起的失真，称为饱和失真。由三极管饱和区引起的失真，称为饱和失真。

28、ibIBS模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路49饱和失真的本质：饱和失真的本质：负载开路时：负载开路时：接负载时：接负载时：受受 RC 的限制，的限制，iB 增大，增大，iC 不可能超过不可能超过 VCC/RC 。受受 R L 的限制，的限制，iB 增大，增大，iC 不可能超过不可能超过 V CC/R L 。C1+ RCRB+VCCC2RL+uo +iBiCui( (R L= RC / RL) )iCuCECCCRVQIBQV CC模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路50最大不失真输出幅度和输出功率最

29、大不失真输出幅度和输出功率omIomV最大不失真电压：最大不失真电压：),min(|)| |,min(|LCQCESCEQomRIVVACBAV放大电路向负载提供的输出功率：放大电路向负载提供的输出功率：omomomomo2122IVIVP模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路511. 改变改变 RB，其他参数不变，其他参数不变uBEiBuCEiCVCCVBBVBBRBQQR B iB Q 趋近截止区；趋近截止区；R B iB Q 趋近饱和区。趋近饱和区。2. 改变改变 RC ，其他参数不变，其他参数不变RC Q 趋近饱和区。趋近饱和区。iCuBEi

30、BuCEVCCUCEQQQICQVCCRCUBE =VBBIBRBUCE=VCCICRC电路参数对静态工作点的影响电路参数对静态工作点的影响模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路52选择工作点的原则：选择工作点的原则：1、当、当 ui 较小时，为减少功耗和噪声，较小时，为减少功耗和噪声，“Q” 可设得低一些；可设得低一些；2、为获得最大输出，、为获得最大输出，“Q” 可设在交流负载线可设在交流负载线中点。中点。模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路53PNP 管构成的放大电路管构成的放大电路对于输出信号：对

31、于输出信号：PNP管：管：顶部顶部失真为饱和失真。失真为饱和失真。底部底部失真为截止失真失真为截止失真NPN管：管：顶部顶部失真为截止失真。失真为截止失真。底部底部失真为饱和失真失真为饱和失真例例iCiBvBE+_vCE+_模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路54图解法分两大步骤：静态分析和动态分析。 静态分析：画出放大器的直流通路；在晶体管的输入特性和输出特性的坐标中分别画出直流负载线；在坐标中读出VBEQ、VCEQ、IBQ、ICQ。 动态分析：画出放大器的交流通路；在晶体管的输出特性的坐标中，过Q点画交流负载线；对应输入端交流信号的变化范围在输

32、出端找出交流信号的变化范围。 晶体管各极电流和电压是直流成分和交流成分的叠加。图解法适用于输出幅值较大解法适用于输出幅值较大,而工作频率不太高的情况。而工作频率不太高的情况。图解法小结：模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路553、H参数小信号模型应用参数小信号模型应用2 、H参数的引出参数的引出1、三极管的小信号模型、三极管的小信号模型三、线性放大器解析法三、线性放大器解析法（微变等效电路分析法）（微变等效电路分析法）模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路56建立小信号模型的意义：建立小信号模型的意义：

33、由于三极管是非线性器件，这样就使得放大由于三极管是非线性器件，这样就使得放大电路的分析非常困难。建立小信号模型，就是在电路的分析非常困难。建立小信号模型，就是在一定的条件下一定的条件下（工作点附近）（工作点附近）将将非线性器件做线非线性器件做线性化处理性化处理，从而简化放大电路的分析和设计。，从而简化放大电路的分析和设计。 由于研究对象的多样性和复杂性，往往把对由于研究对象的多样性和复杂性，往往把对象的某些特征提取出来，用已知的、相对明了的象的某些特征提取出来，用已知的、相对明了的单元组合来说明，并作为进一步研究的基础，这单元组合来说明，并作为进一步研究的基础，这种研究方法称为建模。种研究方法

34、称为建模。引引 言言模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路57 当当放大电路的输入信号很小时放大电路的输入信号很小时，就可以把三，就可以把三极管极管小范围内小范围内的特性曲线近似地用直线来代替，从而的特性曲线近似地用直线来代替，从而可以把三极管这个非线性器件所组成的电路当作线性可以把三极管这个非线性器件所组成的电路当作线性电路来处理。电路来处理。建立小信号模型的思路：建立小信号模型的思路：%510的误差时，bbeimVv模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路58在放大电路中在放大电路中 晶体三极管的小信号模

35、型有两种：晶体三极管的小信号模型有两种：一、用晶体管工作的物理过程来模拟，得到晶体一、用晶体管工作的物理过程来模拟，得到晶体管的混合管的混合 （hybrid ）模型）模型二、由网络方程来推导出晶体管小信号模型，得二、由网络方程来推导出晶体管小信号模型，得到到 参数（参数（ parameters）模型。）模型。 HH模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路591.1.混合混合型高频小信号模型型高频小信号模型 混合混合型高频小信号模型是通过三极管的物理型高频小信号模型是通过三极管的物理模型而建立的，如图所示（共发射极接法）。模型而建立的，如图所示（共发射极

36、接法）。物理模型物理模型模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路60-集电结电阻集电结电阻rbcrbb -基区的体电阻，基区的体电阻，b是假想的基区内的一个点。是假想的基区内的一个点。rbe- 发射结电阻发射结电阻 ebmVgcer表示三极管的正向控制作用表示三极管的正向控制作用管子输出电阻管子输出电阻 -发射结电容，也用发射结电容，也用C 这一符号这一符号Cbe -集电结电容，也用集电结电容，也用C 这一符号这一符号 Cbc模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路61bceebCbbrcbCebrebVebm

37、Vgcbr bcIbIceVbeVcerbcebbrebrebVebmVgcIbIceVbeVcer简化的低频小信号混合简化的低频小信号混合 等效电路等效电路 模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路622. H2. H参数的引出参数的引出在小信号情况下，对上两式取全微分得（在小信号情况下，对上两式取全微分得（Q点上）点上）CECEBEBBBEBEBCEdvvvdiivdvIV 对于对于BJT双口网双口网络，输入、输出络，输入、输出特性曲线如下：特性曲线如下：vBE=f(iB，vCE)iC=g(iB ，vCE)CECECBBCBCEdvvidiiidI

38、VCi模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路63CEBBEie Vivh 输出端交流短路时的输入电阻；输出端交流短路时的输入电阻；输出端交流短路时的正向电流传输比或电输出端交流短路时的正向电流传输比或电流放大系数；流放大系数；输入端电流恒定（交流开路）的反向电压传输比输入端电流恒定（交流开路）的反向电压传输比输入端电流恒定（交流开路）时的输出电导。输入端电流恒定（交流开路）时的输出电导。四个参数量纲各不相同，故称为混合参数（四个参数量纲各不相同，故称为混合参数（H H参数）。参数）。vbe= hieib+ hrevceic= hfeib+ hoevc

39、eCEBCfe Viih BCEBEre Ivvh BCECoe Ivih CEBCECBCEBCCCEBCEBEBCEBBEBEdvvidiiididvvvdiivdvIVIV用小信号交流分量表示用小信号交流分量表示模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路64 H H参数小信号模型参数小信号模型根据根据可得小信号模型可得小信号模型BJT的的H参数模型参数模型hfeibicvceibvbehrevcehiehoevbe= hieib+ hrevceic= hfeib+ hoevcevBEvCEiBcebiCBJT双口网络双口网络H H参数都是小信号参数

40、，即微变参数都是小信号参数，即微变 参数或交流参数。参数或交流参数。H H参数与工作点有关，在放大参数与工作点有关，在放大 区基本不变。区基本不变。模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路65（1）模型的简化模型的简化hfeibicvceibvbehrevcehiehoe即即 rbe= hie b b = hfe = hre rce= 1/hoe一般采用习惯符号一般采用习惯符号 很小，一般为很小，一般为10-3 10-4 ，rce很大，很大，约为约为100k 。故故 一般可忽略它们的影响，一般可忽略它们的影响， 得到简化电路得到简化电路 b b ib

41、是受控源是受控源 ，且为电流，且为电流控制电流源控制电流源(CCCS)。 电流方向与电流方向与ib的方向是关联的方向是关联的。的。 模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路66（2） H H参数的确定参数的确定 b b 一般用测试仪测出；一般用测试仪测出； rbe 与与Q点有关，可用图示仪测出。点有关，可用图示仪测出。一般用公式估算一般用公式估算 rbe bbebbbbbeIIrIrr)1 (b模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路67EQebImVr26低频小功率管低频小功率管 rbb(100300） )m

42、A()mV(26)1(200EQbeIrb b TBETBEVvEBSVvEBSEIIie) 1(e模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路68（1 1）电压放大倍数的计算）电压放大倍数的计算：uiuo3 、 H H参数的应用参数的应用共共射射极极放放大大电电路路模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路69bebirIU LboRIU b b beLurRA b b LCLR/RR 负载电阻越小，放大倍数越小。负载电阻越小，放大倍数越小。画微变等效电路画微变等效电路rbeRbRCRLiUiI bI cI oU

43、BI b b模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路70iiIURibeb/rRberrbeRbRCRLiU iI bI cI oU BI b b（2 2）输入电阻的计算：）输入电阻的计算：根据输入电阻的定义：根据输入电阻的定义：模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路71coooRIUR所以：所以：用加压求用加压求流法求输流法求输出电阻：出电阻：（3）输出电阻的计算：）输出电阻的计算：0U,R.o.ooSLIU=R根据定义根据定义oU oI rbeRbRCiI bI cI bI b b00模 拟 电 子 线

44、路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路72例例 b b = 100，uS = 10sin t (mV)，（1）求）求叠加在叠加在“Q” 点上的各交流量。点上的各交流量。（2）求放大电路的电压增益、输入及输出电阻。）求放大电路的电压增益、输入及输出电阻。+uo + iBiCRBVCCVBBRCRLC1C2uS+ + RS+uCE +uBE 12 V12 V510470 k 2.7 k 3.6 k 模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路73 解解 令令 ui = 0，求静态电流，求静态电流 IBQ 求求“Q”，计算，计算 rbem

45、A)( 024. 04707 . 012BQ IEQbe 26)1(200Irb b ICQ = b b IBQ = 2.4 mAUCEQ = 12 2.4 2.7 = 5.5 (V)( 2831024. 026200 模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路74 交流通路交流通路+uo + RBRCRLuSRS 小信号等效小信号等效+uo + RBRLRSrbe Eibicb b icBCusRC+ube 模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路75 分析各极交流量分析各极交流量be BSbe BSbe /)

46、/(rRRrRuu )A( sin5 . 5be be b trui )mA( sin55. 0 b ctii b b oceuu (V) sin85. 0)/(LCctRRi 分析各极总电量分析各极总电量uBE = (0.7 + 0.0072sin t )ViB = (24 + 5.5sin t) AiC = ( 2.4 + 0.55sin t ) mAuCE = ( 5.5 0.85sin t ) V)mV( sin2 . 7t 模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路76118beLurRAbcoRR2.7 k iRBbeR /r470 /1.2

47、831.283 k LCLR/RR 放大电路的电压增益、输入及输出电阻放大电路的电压增益、输入及输出电阻模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路77环境温度升高环境温度升高2. 4 放大电路静态工作点的稳定放大电路静态工作点的稳定模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路78静态工作点的位置发生变化的原因静态工作点的位置发生变化的原因1 1、 温度对晶体管参数的影响温度对晶体管参数的影响TITICBOCBO,温度每升高温度每升高1010o oC, IC, ICBOCBO一倍一倍TUTUBEBE,温度每升高温度每升

48、高1 1o oC, UC, UBEBE2.5mv2.5mvT,T,温度每升高温度每升高1 1o oC,/ 0.5C,/ 0.51%1% 2 2、温度对静态工作点的影响、温度对静态工作点的影响( (固定偏置固定偏置) )I ICQCQ=I=IBQBQ+(1+) I+(1+) ICBOCBOI IBQBQ= =（Vcc- UVcc- UBEBE）/ R/ RB B TICQQ饱和失真饱和失真模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路79“Q”过高引起饱和失真过高引起饱和失真ICS集电极临界集电极临界饱和电流饱和电流NPN 管：管：底部底部失真为饱和失真。失真

49、为饱和失真。uCEiCt OOiCO tuCEQV CC3 工作点上移时输出波形分析工作点上移时输出波形分析模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路80稳定静态工作点的方法：稳定静态工作点的方法： （1）分压式偏置电路）分压式偏置电路 （2）温度补偿电路）温度补偿电路模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路81特点特点：R RB1B1、R RB2B2偏置电阻偏置电阻 R RE E发射极电阻发射极电阻 共发射极电路共发射极电路 直流偏置采用直流偏置采用分压式偏置电路分压式偏置电路模 拟 电 子 线 路模 拟 电

50、子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路82 两个条件 a、使IBI1 （510倍） ，因为I1=I2+IB2ICCbbbBVRRRV212-是稳定的b、使BEQBVV（35倍）eBeBEBECRVRVVII-也是稳定的 1、稳定Q点原理模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路83 物理过程：VB是稳定的直流负反馈最终使直流负反馈最终使ICQ趋于稳定趋于稳定 模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路842、静态分析a、画出直流通路b、计算静态工作点 VBQ= VCC Rb2 / (Rb1+Rb2) eB

51、eBEBEQCQRVRVVII IBQ = ICQ /b VCEQ= VCC ICQRcIEQRe = VCCICQ(Rc+Re)（1）估算法）估算法模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路85（2 2） 利用戴维南定理利用戴维南定理 )()1 (ECCQCCCEQBQCQEBBEBBBQRRIVVIIRRVVIbbBBBBBBBBBBVRRRVRRR21221/模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路863 3、动态分析、动态分析(2.4.4)(2.4.4)求求AU、Ri、RO 1.画出交流通路画出交流通路2

52、.2.画出放大电路的微变等效电路画出放大电路的微变等效电路模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路87 求电压增益(/)(/)(1)(/)(1)obcLvib beeEbcLb bebEcLbeEvIRRAvI rI RIRRi rI RRRrRb bb bb bb bb b 计算动态性能指标计算动态性能指标模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路88 求输入电阻EbeiBBiiRrvRRvi)1 (/21b)1 (/(/21EbeBBiiiRrRRivRb模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章

53、章 基本放大电路基本放大电路89 求输出电阻0)()(0)()/(21EcbcebcTEcbBBsbebRIIrIIVRIIRRRrIb)/1 (21EBBsbeEcecToRRRRrRrIVRbcocoRRRR/模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路90 静态工作点稳定。静态工作点稳定。 Au Au ，RiRi，RoRo基本不变。基本不变。 （同固定偏置放大电路相比较）（同固定偏置放大电路相比较） 结结 论论模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路91 如何提高电压放大倍数如何提高电压放大倍数AuAu 在在

54、R RE E两端并联一个电容，则放大倍数两端并联一个电容，则放大倍数与固定偏置放大电路相同与固定偏置放大电路相同。模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路92例例 b b = 100，RS= 1 k ，RB1= 62 k ，RB2= 20 k , RC= 3 k ，RE = 1.5 k ，RL= 5.6 k ，VCC = 15 V。求：求：“Q”，Au，Ri，Ro。1) )求求“Q”)V( 7 . 362201520BQ U)mA( 25 . 17 . 07 . 3EQCQ IIA)( 20mA)( 02. 0100 /2BQ I)V( 6)5 . 1

55、3(215CEQ U+VCCRCC1C2RLRE+CE+RB1RB2RS+us +uo 解解 模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路93+VCCRCC1C2RLRE+CE+RB1RB2RS+us +uo 2) )求求 Au，Ri，Ro ， Aus 5001 02. 0/26200 /26200BQbe Ir1305 . 13/5.6 100 beL rRAub b)k( 36. 15 . 1/62/20/beB2B1i rRRR7536. 11)130(36. 1uSiisis ARRRAuuAuuRo = RC = 3 k 模 拟 电 子 线 路模

56、 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路94小小 结结分析了固定偏置放大电路产生失真的原因。分析了固定偏置放大电路产生失真的原因。分析了射极偏置分析了射极偏置(分压式偏置分压式偏置)放大电路稳定静态工放大电路稳定静态工作点的原理。作点的原理。重点分析计算了分压式偏置放大电路的性重点分析计算了分压式偏置放大电路的性 能指标。能指标。深入讨论了射极电阻对静态和动态的影响，深入讨论了射极电阻对静态和动态的影响， 为今后学习反馈建立基础概念。为今后学习反馈建立基础概念。模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路95稳定静态工作点的温度补偿电路稳

57、定静态工作点的温度补偿电路EBEBCQRVVI 不变不变分压式偏置电路又加上温度补偿热敏电阻，工作点的稳定性很好。模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路96一、一、共基极放大电路共基极放大电路:+VCCRCC2C3RLRE+RB1RB2RS +us +uo C11. 求求“Q”(”(略略) )模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路972. 动态分析动态分析beLbebLbio rRriRiuuAu b bb bRiR ib bb b 1)1(be bbebeiiririiuR)1(/beEib b rRRR

58、oRo = RCRCRERS +us RL+uo RCRERS+us RLrbeioicieiiibb b ib+ui +VCCRCC2C3RLRE+RB1RB2RS +us +uo C1输出电阻：输出电阻：令令us0，去掉负载，去掉负载模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路98RCRERS +us RL共基极放大器的特点：共基极放大器的特点：u 共基极电路的电流放大系数几乎为1，所以又称为电流跟随器u 共基极放大器的输出电压和输入电压的相位相同，且增益大u 输入电阻较小，一般为十几到几十欧姆u 输出电阻Ro较大可以到达几百千欧姆 模 拟 电 子 线

59、 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路99二、共集电极放大电路二、共集电极放大电路 ( (射极输出器、射极跟随器射极输出器、射极跟随器) )IBQIEQ+C1RS+ui RERB+VCCC2RL+uo+us模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路100IBQ = (VCC UBEQ) / RB +(1+ b b REICQ = b b I BQUCEQ = VCC ICQ RE1. 静态分析静态分析IBQIEQ+C1RS+ui RERB+VCCC2RL+uo+us模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放大电路1012. 动态分析动态分析交流通路交流通路RsRB+ +uo RLibiciiRE小信号等效电路小信号等效电路usRB+uo RLibiciirbeb b ibRERs+ R L = RE / RLIBQIEQ+C1RS+ui RERB+VCCC2RL+uo+us模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 第第2章章 基本放大电路基本放