第2章放大电的基本原理和分析方法

1、 第第 2 2 章章 放大电路的基本放大电路的基本原理和分析方法原理和分析方法2.1 放大的概念放大的概念2.2 放大电路的主要技术指标放大电路的主要技术指标2.3 单管共发射极放大电路单管共发射极放大电路2.4 放大电路的基本分析方法放大电路的基本分析方法2.5 工作点的稳定问题工作点的稳定问题2.6 放大电路的三种基本组态放大电路的三种基本组态2.7 场效应管放大电路场效应管放大电路2.8 多级放大电路多级放大电路教学内容 教学要求教学要求一一. .重点掌握的内容：重点掌握的内容：1.1.放大、静态与动态、直流通路与交流通路、静态放大、静态与动态、直流通路与交流通路、静态工作点、负载线、放

2、大倍数、输入电阻、输出电阻工作点、负载线、放大倍数、输入电阻、输出电阻的概念；的概念；2.2.用近似计算法估算单管共射放大电路的静态工作用近似计算法估算单管共射放大电路的静态工作点；点；3.3.用微变等效电路法分析计算单管共射电路、分压用微变等效电路法分析计算单管共射电路、分压式工作点稳定电路的电压放大倍数式工作点稳定电路的电压放大倍数au和和aus，输入电，输入电阻阻ri和输出电阻和输出电阻ro. .二、一般掌握的内容二、一般掌握的内容1.1.图解法确定单管共射放大电路的静态工作点，定图解法确定单管共射放大电路的静态工作点，定性分析波形失真，观察电路参数对静态工作点的影性分析波形失真，观察电

3、路参数对静态工作点的影响，估算最大不失真输出的动态范围；响，估算最大不失真输出的动态范围；2.2.三种不同组态（共射、共基、共集）放大电路的三种不同组态（共射、共基、共集）放大电路的特点；特点；3.3.多级放大电路三种耦合方式的特点，放大倍数的多级放大电路三种耦合方式的特点，放大倍数的计算规律；计算规律；4.用估算法计算场效应管放大电路静态工作点的方用估算法计算场效应管放大电路静态工作点的方法；掌握用微变等效电路法分析场效应管放大电路法；掌握用微变等效电路法分析场效应管放大电路的的au、ri、ro的方法。的方法。 2.1 放大的概念放大的概念 电子学中放大的目的是将微弱的电子学中放大的目的是将

4、微弱的变化信号变化信号放大放大成较大的信号。本章所讲的主要是电压放大电路。成较大的信号。本章所讲的主要是电压放大电路。放大的本质：放大的本质：实现能量的控制（小能量对实现能量的控制（小能量对 大能量大能量 的控制作用）。的控制作用）。放大的对象：放大的对象：变化量变化量双极型三极管和场效应管都可以实现放大作用双极型三极管和场效应管都可以实现放大作用2.2 放大电路的主要技术指标放大电路的主要技术指标1、放大倍数、放大倍数iouuua电压放大倍数：电压放大倍数：电流放大倍数：电流放大倍数：ioiiia2、输入电阻、输入电阻ri 放大电路一定要有前级（信号源）为其提供信号，放大电路一定要有前级（信

5、号源）为其提供信号，那么就要从信号源索取电流。那么就要从信号源索取电流。输入电阻输入电阻是衡量放大电是衡量放大电路从其前级索取电流大小的参数。路从其前级索取电流大小的参数。输入电阻越大，从输入电阻越大，从其前级索取的电流越小，对前级的影响越小其前级索取的电流越小，对前级的影响越小。auusiiiiuruiii3、输出电阻、输出电阻ro 放大电路对其放大电路对其负载负载而言，相当于信号源，我们而言，相当于信号源，我们可以将它等效为戴维南等效电路，这个戴维南等效可以将它等效为戴维南等效电路，这个戴维南等效电路的内阻就是输出电阻。电路的内阻就是输出电阻。auusrous输出电阻越小，说明放大电路的带

6、负载能力越强。输出电阻越小，说明放大电路的带负载能力越强。如何确定电路的输出电阻如何确定电路的输出电阻ro ？方法一：方法一：计算。计算。步骤：步骤：1. 所有的电源置零所有的电源置零 (将独立源置零，保留受控源将独立源置零，保留受控源)。2. 加压求流法。加压求流法。iooooiuruo+-方法二：方法二：测量。测量。步骤：在输入端加一固定的正弦交流电压步骤：在输入端加一固定的正弦交流电压1. 测量开路电压。测量开路电压。2. 测量接入负载后的输出电压。测量接入负载后的输出电压。rousrous3. 计算。计算。loooruur) 1(+-ourl+-ou4、通频带、通频带faufl下限截下

7、限截止频率止频率0.707aumaumfh上限截上限截止频率止频率放大倍数放大倍数随频率变随频率变化曲线化曲线通频带越宽，表明放大电路对信号频率的变化具通频带越宽，表明放大电路对信号频率的变化具有更强的适应能力。有更强的适应能力。通频带：通频带：bw=fhfl5、最大输出幅度、最大输出幅度 在输出波形没有明显失真的情况下，放大电路能在输出波形没有明显失真的情况下，放大电路能够提供给负载的最大输出电压（或最大输出电流）。够提供给负载的最大输出电压（或最大输出电流）。一般用峰值或峰一般用峰值或峰-峰值表示。峰值表示。6、非线性失真系数、非线性失真系数12322.uuud基波基波二次谐波二次谐波三次

8、谐波三次谐波7、最大输出功率与效率、最大输出功率与效率vompp最大输出功率最大输出功率直流电源消耗的功率直流电源消耗的功率 符号规定符号规定大写字母、大写下标，表示直流大写字母、大写下标，表示直流(静态）量。静态）量。ib小写字母、小写下标，表示交流瞬时值。小写字母、小写下标，表示交流瞬时值。ib大写字母、小写下标，表示交流有效值。大写字母、小写下标，表示交流有效值。ib小写字母、大写下标，表示全量（直流交流）小写字母、大写下标，表示全量（直流交流）ib全量全量ib直流分量直流分量 交流分量交流分量ibibt 2.3 单管共发射极放大电路单管共发射极放大电路三极管放三极管放大电路有大电路有三

9、种形式三种形式共基放大电路共基放大电路共射放大电路共射放大电路共集放大电路共集放大电路以共射放以共射放大电路为大电路为例讲解工例讲解工作原理作原理rbvccvbbrcvt+-+-uiuoibic2.3.1 单管共射放大电路的组成单管共射放大电路的组成放大元件放大元件ic= ib，工作在放大区，要工作在放大区，要保证发射结正偏，保证发射结正偏，集电结反偏。集电结反偏。rbvccvbbrcvt+-+-uiuoibic集电极电源，集电极电源，为电路提供能为电路提供能量。并保证集量。并保证集电结反偏。电结反偏。rbvccvbbrcvt+-+-uiuoibic集电极电阻，集电极电阻，将变化的电流将变化的

10、电流转变为变化的转变为变化的电压。电压。rbvccvbbrcvt+-+-uiuoibic基极电源与基极电源与基极电阻基极电阻使发射结使发射结正偏，并正偏，并提供适当提供适当的静态工的静态工作点。作点。rbvccvbbrcvt+-+-uiuoibic电路改进：采用单电源供电电路改进：采用单电源供电可以省去可以省去rcc1c2vtrbvcc+-ui+-uo耦合电容耦合电容（隔直电容）（隔直电容）隔直流隔直流通交流通交流隔离输入输出与电路直流隔离输入输出与电路直流的联系，同时能使信号的联系，同时能使信号顺利输入输出。顺利输入输出。+vccrcc1c2vtrb+-ui+-uo简化画法简化画法判断放大电

11、路有无放大作用的原则：判断放大电路有无放大作用的原则： 外加直流电源的极性是否能保证三极管的发外加直流电源的极性是否能保证三极管的发射结正向偏置，集电结反向偏置。射结正向偏置，集电结反向偏置。 uiib；输出回路是否将放大了的信号能输出回路是否将放大了的信号能 输入回路的接法应保证信号能输入，以实现输入回路的接法应保证信号能输入，以实现送出来，以实现送出来，以实现icuo. . 放大电路是否有一个合适的静态工作点，以保证放大电路是否有一个合适的静态工作点，以保证波形基本不失真。波形基本不失真。p102题题2-1rb+vccrcc1c2uitibtucetictuoticibui+-uce+-u

12、o+-对比图对比图2.4.62.3.2 单管共发射极放大电路的工作原理单管共发射极放大电路的工作原理ubequitibt假设假设ube有一微小的变化有一微小的变化icuceibtictuce怎么变化怎么变化ibicuceictucetuce的变化沿一条的变化沿一条直线直线,称为负载线称为负载线uce相位如何相位如何uce与与ui反相！反相！2.4 放大电路的基本分析方法放大电路的基本分析方法放大放大电路电路分析分析静态分析静态分析动态分析动态分析计算机仿真计算机仿真估算法估算法图解法图解法微变等效电路法微变等效电路法图解法图解法直流通路：直流通路：只考虑直流信号的分电路。只考虑直流信号的分电路

13、。交流通路：交流通路：只考虑交流信号的分电路。只考虑交流信号的分电路。静态是放大电路正常工作的基础和前提条件；静态是放大电路正常工作的基础和前提条件；动态则是放大电路工作的直接目的。动态则是放大电路工作的直接目的。2.4.1 直流通路和交流通路直流通路和交流通路 分析电路的步骤：分析电路的步骤：先静态，后动态先静态，后动态。 静态：静态：放大器未加入交流输入信号时的直流工作状放大器未加入交流输入信号时的直流工作状态（态（静态工作点静态工作点）。）。 动态：动态：输入信号加上交流输入信号，放大器各点电输入信号加上交流输入信号，放大器各点电压、各支路电流将随输入信号在静态基础上变化。压、各支路电流

14、将随输入信号在静态基础上变化。（au、ri、ro）rb+vccrcc1c2trl+-ui+-uo对直流信号（只有对直流信号（只有+vcc）开路开路开路开路直流通路直流通路rb+vccrcrb+vccrcc1c2trl+-ui+-uo对交流信号对交流信号(输入信号输入信号ui)短路短路短路短路置零置零交流通路交流通路uorbrcrlui+-+-2.4.2 静态工作点的近似估算静态工作点的近似估算1、静态工作点、静态工作点rb+vccrcc1c2t由于电源的由于电源的存在存在ib 0ic 0ibqicqieq=ibq+icq+ui=0时时-rb+vccrcc1c2tibqicq( icq,uceq

15、 )(ibq,ubeq)ubeq+-uceq+-(ibq,ubeq) 和和( icq,uceq )分别对应于输入输出分别对应于输入输出特性曲线上的一个点称为特性曲线上的一个点称为静态工作点静态工作点。ibubeubeqibqqicuceuceqicqq用估算法求静态工作点用估算法求静态工作点+vcc直流通路直流通路rbrc（1）根据直流通路估算）根据直流通路估算ibqibbbeqccbqruvirb称为称为偏置电阻偏置电阻，ib称为称为偏置电流偏置电流。ube+硅管：硅管：ubeq=(0.60.8)v锗管：锗管：ubeq=(0.10.3)v（2）根据直流通路估算）根据直流通路估算uceq、ic

16、q直流通道直流通道rbrcicbcqiiccccceqrivuuce+vcc例例2.4.1：用估算法计算静态工作点。用估算法计算静态工作点。已知：已知：vcc=12v，rc=3k ，rb=280k ，rl=3 k ，三极，三极管的管的 =50，求静，求静态工作点。态工作点。rb+vccrcc1c2trl+-ui+-uoa40ma04. 02807 . 012kruvibbeqccbqma2)04. 050(maiibqcqv63212ccqccceqrivu请注意电路中请注意电路中ib 和和ic 的数量级。的数量级。解：解：设三极管的设三极管的ubeq=0.7v2.4.3 图解法图解法1. 图

17、解的基本方法图解的基本方法(1)图解分析静态图解分析静态先估算先估算 ib ，然后在输出特性曲线上作出直流负，然后在输出特性曲线上作出直流负载线，与载线，与 ib 对应的对应的输出特性曲线输出特性曲线与与直流负载线直流负载线的交的交点就是点就是q点。点。直流通路直流通路rb+vccrcicuceic满足什么关系？满足什么关系？1. 三极管的输出特性。三极管的输出特性。2. uce=vccicrc 。icucecccrv直流负载线直流负载线斜率为斜率为-1/rcvccuce+qicquceqibq交流通路交流通路lcecrui1其中：其中：cllrrr/icrbrcrluiuouce+-+-+-

18、(2)图解分析动态图解分析动态ic 和和 uce是全量，与交流量是全量，与交流量ic和和uce有如下关系有如下关系cciiceceuu所以：所以：lcecrui1即：交流信号的变化沿着斜率为：即：交流信号的变化沿着斜率为：lr1的直线。的直线。这条直线通过这条直线通过q点，称为点，称为交流负载线交流负载线。icucecccrvvccqibq交流负载线的作法交流负载线的作法交流负载线交流负载线过过q点作一条直线，斜率为：点作一条直线，斜率为：lr1例例2.4.2：已知电路参数同已知电路参数同2.4.1，三极管的输出特，三极管的输出特性曲线如下图。性曲线如下图。解：解：a40ma04. 02807

19、 . 012) 1 (bbeqccbqruviuce / vib=80a6040200ic/ma0作直流负载线作直流负载线根据根据uce=vccicrc 。当当ic=0时，时，uce=vcc=12v;当当uce=0时，时，mamarvicccc4312124412uce / vib=80a6040200ic/ma0(2)与与ib=40a 的交点，即是静态工作点的交点，即是静态工作点q。q26由图知：由图知：icq=2ma, uceq=6vq412uce / vib=80a6040200ic/ma0(3)画交流负载线画交流负载线kkrrrlcl5 . 13333/lcecrui1由由取取ic=4

20、ma，则，则uce=41.5=6v，作辅助线。作辅助线。6过过q点做其平行线。点做其平行线。2.图解法的应用图解法的应用在放大电路中，输出信号应该成比例地放大输入信号（即在放大电路中，输出信号应该成比例地放大输入信号（即线性放大）；如果两者不成比例，则输出信号不能反映输入线性放大）；如果两者不成比例，则输出信号不能反映输入信号的情况，放大电路产生信号的情况，放大电路产生非线性失真非线性失真。为了得到尽量大的输出信号，要把为了得到尽量大的输出信号，要把q设置在交流负载线设置在交流负载线的中间部分。如果的中间部分。如果q设置不合适，信号进入截止区或饱和区设置不合适，信号进入截止区或饱和区，就会造成

21、非线性失真。，就会造成非线性失真。(1)分析非线性失真分析非线性失真icuceib选择静态工作点选择静态工作点可输出的可输出的最大不失最大不失真信号真信号交流负载线交流负载线q点过低，信号进入截止区点过低，信号进入截止区icuce输入波形输入波形ib放大电路产生放大电路产生截止失真截止失真输出波形输出波形顶部失真顶部失真减小减小rb，提高，提高q点，可点，可消除该失真。消除该失真。 q点过高，信号进入饱和区点过高，信号进入饱和区icuceib输入波形输入波形uo输出波形输出波形放大电路产生放大电路产生饱和失真饱和失真底底部部失失真真增大增大rb，降低，降低q点，点，可消除该失真。可消除该失真。

22、(2)估算最大输出幅度估算最大输出幅度uce / vib=80a6040200ic/ma0直流负载线直流负载线交流负载线交流负载线qdceabcd=uceq-ucesdeicqrl最大不失真输出幅度最大不失真输出幅度uom将由将由cd和和de二者中较小的二者中较小的一个决定。当静态工作点一个决定。当静态工作点q在交流负载线在交流负载线ab的中点的中点时时,cd=de，uom最大最大, 。22decduom(3)分析电路参数对静态工作点的影响分析电路参数对静态工作点的影响uce / vib=80a6040200ic/ma0增大基极电阻增大基极电阻rb, ibq将减小将减小,q点下移点下移,输出波

23、形易产生截输出波形易产生截止失真。止失真。q2cccrvvccq1uce / vib=80a6040200ic/ma0q1增大增大vcc,直流负载直流负载线将平行右移，线将平行右移，q点移向右上方。点移向右上方。q2cccrvvccuce / vib=80a6040200ic/ma0q1增大增大rc，直流负，直流负载线与纵轴的交载线与纵轴的交点点（vcc/rc）下下降，而降，而ibq不变，不变，q点移近饱和区。点移近饱和区。q2cccrvvcc增大增大 ，特性曲，特性曲线宽度增大，线宽度增大，q随之上移。随之上移。uce / vic/ma0cccrvvccq1q2电路参数对工作点的影响电路参数

24、对工作点的影响1.rbibqq点靠近截止区点靠近截止区易截止失真易截止失真2.vcc直流负载线平行右移（直流负载线平行右移（q）动态动态 范围范围，静态功耗静态功耗3.rcvcc/rc直流负载线更平坦直流负载线更平坦q靠靠 近饱和区近饱和区易饱和失真易饱和失真4. icqq靠近饱和区靠近饱和区易饱和失真易饱和失真思考题：思考题：用示波器观察用示波器观察npn管共射单极放大器管共射单极放大器输出电压，得到下图所示三种削波失真的波形，输出电压，得到下图所示三种削波失真的波形，试分别写出失真的类型。试分别写出失真的类型。uo tuo tuo t截止失真截止失真饱和失真饱和失真输入信号过大引输入信号过

25、大引起的削波失真起的削波失真2.4.4 微变等效电路法微变等效电路法1.简化的简化的h参数微变等效电路参数微变等效电路（1）三极管的微变等效电路）三极管的微变等效电路输入特性输入特性当信号很小时，输入特性在小范围内近似线性。当信号很小时，输入特性在小范围内近似线性。ibube ib ubebbebbebeiuiur输出特性输出特性icuce近似平行近似平行 ic uce)(bbccciiiiibbiibcii所以：所以：(1) 输出端相当于一个受输出端相当于一个受ib 控制控制的电流源。的电流源。(2) 考虑考虑 uce对对 ic的影响，输出的影响，输出端相当于并联一个大电阻端相当于并联一个大

26、电阻rce。rce的含义的含义cceceiur三极管的三极管的h参数等效电路参数等效电路icibrbe ibib rce等等效效rbe ibibbcerce很大，很大，一般忽略。一般忽略。icube+uce+ube+uce+（2）单管共射放大电路的微变等效电路）单管共射放大电路的微变等效电路将交流通道中的三极管用微变等效电路代替将交流通道中的三极管用微变等效电路代替:交流通路交流通路rbrcrluiuo+-+-bebiriulboriubelurralclrrr/特点：特点：负载电阻越小，放大倍数越小。负载电阻越小，放大倍数越小。电压放大倍数电压放大倍数(增益）的计算增益）的计算iicirbe

27、rbrcrliubioubi+iouuuasousuua定义：定义：sousuuasisiiurrruuisiusarrra若提高若提高aus , ,须提高输入电阻须提高输入电阻ri或降低或降低rs.源电压增益：源电压增益：-ou放放大大电电路路rlrsiusu+-+问题：问题： 和和 的关系如何？的关系如何？uausa输入电阻的计算输入电阻的计算输入电阻的定义：输入电阻的定义：iiiiur是动态电阻。是动态电阻。bebrr /beriiiiur电路的输入电阻越大，从信号源取得的电流越小，电路的输入电阻越大，从信号源取得的电流越小，因此一般总是希望得到较大的的输入电阻。因此一般总是希望得到较大

28、的的输入电阻。ouiibicirberbrcrliubi+-+-输出电阻的计算输出电阻的计算对于负载而言，放大电路相当于信号源，可以将对于负载而言，放大电路相当于信号源，可以将它进行戴维南等效，戴维南等效电路的内阻就是输出它进行戴维南等效，戴维南等效电路的内阻就是输出电阻。电阻。计算输出电阻的方法：计算输出电阻的方法：(1) 所有电源置零，然后计算电阻（对有受控源所有电源置零，然后计算电阻（对有受控源的电路不适用）。的电路不适用）。(2) 所有独立电源置零，保留受控源，加压求流法。所有独立电源置零，保留受控源，加压求流法。-ou放放大大电电路路rlrsiusu+-+用加压求流法求输出电阻：用加

29、压求流法求输出电阻：rberbrciibicibi00所以：所以：coooriuroiou+-（3）rbe的近似估算的近似估算 三极管三极管b、e之间的电阻由三部分组成：基区体电之间的电阻由三部分组成：基区体电阻阻rbb、基射间结电阻、基射间结电阻reb和发射区体电阻和发射区体电阻re。对于小功率三极管：对于小功率三极管：rbe的量级从几百欧到几千欧。的量级从几百欧到几千欧。300bbr其中发射区体电阻其中发射区体电阻re较小，可以忽略。较小，可以忽略。)ma()mv(26)1 (ebbbeirr（2.4.8）等效电路法的步骤等效电路法的步骤1. 画直流通路，确定静态工作点；画直流通路，确定静

30、态工作点；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；3. 求求 rbe；4. 求动态参数求动态参数 、ri、ro。ua例例2.4.3(2)欲提高欲提高 ，应调，应调整哪些参数？整哪些参数？ua已知电路如图，求（已知电路如图，求（1）au、ri、ro;直流通路直流通路rbrc+vcc解：解：由直流通路得静态工作点：由直流通路得静态工作点：a40ma04. 02807 . 012bbeqccbqruvieqima204. 050bqcqiiv63212ccqccceqrivu)ma()mv(26)1 (ebbbeirr30051262963 78963. 03/350/belc

31、belurrrrrari=rbe/rb rbe=963 ro=rc=3k 欲提高欲提高 ，可调整，可调整q点使点使ieq增大，从而使增大，从而使rbe减小，减小，提高放大倍数。即提高放大倍数。即uaubeeqbqbariirouiibicirberbrcrliubi+-+-2.微变等效电路法的应用微变等效电路法的应用ouiuiirbercrlrebicibirb 微变等效电路微变等效电路ebbebiririu)1 (lboriuebelurrra)1 ()1 (/ebebirrrrcorr ouiuiirbercrlrebicibirb电路的电压放大倍数降低了。电路的电压放大倍数降低了。输入电

32、阻提高了。输入电阻提高了。例例2.4.4：已知已知vcc=12v，rb=240k ，rc=rl=3 k ， re=820 ，三极管的，三极管的 =50，试估算放大电路的试估算放大电路的静态工作点；静态工作点；估算放大电路的估算放大电路的 、ri和和ro。ua解：解：画直流通路，求静态工作点画直流通路，求静态工作点cceeqbeqbbqvriuria40ma04. 082. 0512407 . 012)1 (ebbeqccbqrruvieqima204. 050bqcqiiv36. 4)82. 03(212)(eccqccceqrrivu画微变等效电路画微变等效电路ouiuiirbercrlre

33、bicibirb求求rbe96322651300)ma()mv(26)1 (ebbbeirr求动态参数求动态参数75.182.051963.0333350)1 (ebelurrrakrrrrebebi3 .3678.42/240)82.051963.0/(240)1 (/ro=rc=3k ouiuiirbercrlrebicibirb2.5 工作点的稳定问题工作点的稳定问题2.5.1 温度对静态工作点的影响温度对静态工作点的影响为了保证放大电路的稳定工作，必须有合适的、为了保证放大电路的稳定工作，必须有合适的、稳定的静态工作点。但是，温度的变化严重影响静稳定的静态工作点。但是，温度的变化严重影

34、响静态工作点。态工作点。对于前面的电路（固定偏置电路）而言，对于前面的电路（固定偏置电路）而言，ube、 和和icbo 这三个参数会随温度而变化，使静态工作点这三个参数会随温度而变化，使静态工作点发生变化。发生变化。tube icboq1、温度对、温度对ube的影响的影响50cibube25cbbeccbruvitubeibic2、温度对、温度对 值及值及icbo的影响的影响icuceqt 、 icboic温度上升时，造成温度上升时，造成q点上移；温度下点上移；温度下降时，降时，q点下移。点下移。总的效果是：总的效果是：q 小结：小结：tic 固定偏置电路的固定偏置电路的q点是不稳定的。点是不

35、稳定的。 q点不稳点不稳定可能会导致静态工作点靠近饱和区或截止区，定可能会导致静态工作点靠近饱和区或截止区，从而导致失真。为此，需要改进偏置电路，当温从而导致失真。为此，需要改进偏置电路，当温度升高、度升高、 ic增加时，能够自动减少增加时，能够自动减少ib，从而抑制，从而抑制q点的变化，保持点的变化，保持q点基本稳定。点基本稳定。常采用分压式偏置电路来稳定静态工作点。常采用分压式偏置电路来稳定静态工作点。2.5.2 分压式静态工作点稳定电路分压式静态工作点稳定电路 （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）1、电路组成及工作原理、电路组成及工作原理上偏电阻上偏电阻uoui+vc

36、crb2rcc1c2rb1cererlirib旁路电容旁路电容下偏电阻下偏电阻条件：条件：irib 时，有时，有ccbbbbvrrru211ub由由rb1、rb2分压得到，不受温度影响。分压得到，不受温度影响。ticieue = iereube = ubueibicre的负反馈作用，使的负反馈作用，使ic基本不变，从而稳定静态工作点。基本不变，从而稳定静态工作点。一般取一般取ir=(510)ib ,ub=(35)v；rb1、rb2取几十取几十k。2、 静态与动态分析静态与动态分析tib+vccrcrei1rb1irrb2直流通路直流通路1) 静态：静态：brii 211bbccrrrviicc

37、bbbbqvrrru211cqebeqbqeeeqiruurui)(eccqccceqrrivucqbqiiuoui+vccrb2rcc1c2rb1cererlirib2) 动态：动态：belurrabebbirrrr/21corr uoui+vcc+rb2rcc1c2rb1cererl+rc交流通路交流通路rb1uiuorlrb2例例2.5.1 解：解：vvrrruccbbbbq3)125 . 75 . 25 . 2(211maruuiiebeqbqeqcq3 . 217 . 03vrrivueccqccceq1 . 5) 12(3 . 212)(amaiicqbq77077. 0303 .

38、 2tib+vccrcrei1rb1irrb22 .4665. 02/230belurra483483. 065. 0/5 . 7/5 . 2/21krrrrbebbikrrco2当当60时，时，ubq、ieq、icq、uceq的值基本不的值基本不变，仅仅变，仅仅amaiicqbq38038. 0603 . 26503 . 22631300)ma()mv(26)1 (ebbbeirr问题问题1：如果去掉如果去掉ce，放大倍数怎样？放大倍数怎样？ce的作用：交流通路中，的作用：交流通路中， ce将将re短路，使短路，使re对交流不起作用，放大倍数与基本共射放大对交流不起作用，放大倍数与基本共射放

39、大电路相同。电路相同。uoui+vcc+rb2rcc1c2rb1cererl+去掉去掉 ce 后的交流通路和微变等效电路：后的交流通路和微变等效电路：ebbebiririu)1 (lboriuebelurrra)1 ()1 (/21ebebbirrrrrcorr uorb1rcrluirb2reiuiirbercrlourebicibirb1rb2问题问题2：如果电路如下图所示，如何分析？如果电路如下图所示，如何分析？uorb2+vccrcc1c2trb1cere1rluire2静态分析：静态分析：iri1ibrb2+vccrcc1trb1re1re2动态分析：动态分析：uorb1rcrlui

40、rb2re1rbercrloure1iuiibicibibrrbercrloure1iuiibicibibr1)1 (ebbebiririulboriu1)1 (ebelurrra)1 (/1ebebirrrrcorr 2.6 放大电路的三种基本组态放大电路的三种基本组态 根据输入信号与输出信号公共端的不根据输入信号与输出信号公共端的不同，三极管构成的放大电路可有三种基本同，三极管构成的放大电路可有三种基本接法，也称三种基本组态：接法，也称三种基本组态：共射组态、共集组态、共基组态。共射组态、共集组态、共基组态。2.6.1 共集电极放大电路共集电极放大电路 （射极输出器、射极跟随器射极输出器、

41、射极跟随器）rb+vccre直流通道直流通道rsc1c2rluiuo+vccrb+-+-re+-us1、静态分析、静态分析rb+vccre直流通道直流通道ibieebbeqccbqrruvi)1 (eqbqcqiiieeqccceqrivuvccibqrbubeqieqre=02、动态分析、动态分析uirbrerluo+-+-rbererlrbbi微变等效电路微变等效电路+-uiiiibic+-uocebbiiirbererlrbeibiiu+ou+oi微变等效电路微变等效电路rbebirerlrbcibiiib ceei+-ui+-uo1） 电流放大倍数：电流放大倍数： (忽略忽略rb的分流

42、）的分流）)1 (beioiiiiia2）电压放大倍数）电压放大倍数eeoriuebri）（1leerrr/eebebiririuebbebriri)1 (ebbebebuririria)1 ()1 (ebeerrr)1 (1）（biiiiu+rberbeibiou+oierebeeurrra)1 (1）（结论：结论：输入输出同相，输出电压跟随输入电压，输入输出同相，输出电压跟随输入电压，故称故称电压跟随器电压跟随器。2)1)所以所以,)1 (eberr但是，有较大的电流放大倍数但是，有较大的电流放大倍数 。，1uaia3）输入电阻）输入电阻)1 (/ebebirrrr输入电阻较大，作为前一级

43、的负载，对前一级的放输入电阻较大，作为前一级的负载，对前一级的放大倍数影响较小。大倍数影响较小。rbeiubirerlrboucibiii+-+-4）输出电阻）输出电阻用加压求流法求输出电阻。用加压求流法求输出电阻。bssrrr/:设电源置电源置0ebbiiii外bi外irbererbrsbieiesbesberurrurru外外外外外iuroesberrr1111/sbeerrrrou外外+一般：一般：1sbeerrr所以：所以：1sbeorrr射极输出器的输出电阻很小，带负载能力强。射极输出器的输出电阻很小，带负载能力强。外外iuroesberrr1111/sbeerrr射极输出器特点：射

44、极输出器特点：电压增益小于近似等于电压增益小于近似等于1，输出电压与输入电压同，输出电压与输入电压同相，输入电阻高，输出电阻低。相，输入电阻高，输出电阻低。射极输出器的使用射极输出器的使用1. 将射极输出器放在电路的首级，可以将射极输出器放在电路的首级，可以提高输入电阻。提高输入电阻。2. 将射极输出器放在电路的末级，可以将射极输出器放在电路的末级，可以降降 低输出电阻，提高带负载能力。低输出电阻，提高带负载能力。3. 将射极输出器放在电路的两级之间，将射极输出器放在电路的两级之间，可以起到电路的匹配作用。可以起到电路的匹配作用。例：例：2.6.1rsc1c2rluiuo+vccrb+-+-r

45、e+-us 估算静态工作点，计算电流放大倍数、电压估算静态工作点，计算电流放大倍数、电压放大倍数和输入、输出电阻。放大倍数和输入、输出电阻。解：解：rb+vccre直流通道直流通道marruviebbeqccbq0198. 06 . 5412407 . 010)1 (eqbqcqimaii792. 00198. 040vrivueeqccceq56. 56 . 5792. 010vccibqrbubeqieqre=0986. 08 . 24165. 18 . 241)1 (1ebeeurrra）（kirrebbbe65. 11646792. 02641300)ma()mv(26)1 (krrr

46、lee8 . 2/41)1 (ia微变等效电路微变等效电路rbebirerlrbcibiiib ceei+-ui+-uokrrrrebebi4 .788 . 24165. 1/240)1 (/26026. 04016 . 96 . 1/6 . 51/krrrrsbeeokrrrbss6 . 9240/10/可见：输入电阻很大，输出电阻很小。可见：输入电阻很大，输出电阻很小。874. 0986. 0104 .784 .78uisiusarrra2.6.2 共基极放大电路共基极放大电路 rb2+vccre直流通道直流通道rb1rcuoc1c2rluivccrcrerb2rb1cb+-+-1、静态分

47、析、静态分析ccbbbbvrrru211cqebebeqiruui)(eccqccceqrrivu1eqbqiirb2+vccre直流通道直流通道rb1rcicieib2、动态分析、动态分析uoc1c2rluivccrcrerb2rb1cb+-+-rlrcre+-iuou+-交流通路交流通路rlrcre+-iuou+-微变等效电路微变等效电路+-eciirlrcrerbebbibi+-eioiiuou1）电流放大倍数：）电流放大倍数： (忽略忽略re的分流）的分流）1)(bbcioiiiiiia2）电压放大倍数）电压放大倍数bbelbiouirriuualclrrr/looriulbribeb

48、iriubelrr+-eciirlrcrerbebbibi+-eioiiuou3）输入电阻）输入电阻4）输出电阻）输出电阻电源置电源置0ib=0rorc共基组态输入电阻小。共基组态输入电阻小。+-eciirerbebbibi+-eioiiuoulr外uecrcrerbeboi+-rs1)1 (bebbebiiiririiur1/beeirrr例例2.6.2 解：解：rb2+vccre直流通道直流通道rb1rcicieibvvrrruccbbbb8 . 21255 . 15 . 1211amruuiiebebeqcq03. 127 . 08 . 2aamiicqbq2002. 05003. 1v

49、rrivueccqccceq7 . 4)21 . 5(03. 112)(kirrebbbe6 . 1158703. 12651300)ma()mv(26)1 (98. 0501501)(bbcioiiiiiiakrrrlcl55. 21 . 5/1 . 5/7 .796 . 155. 250beliourruua302/516 . 1/1ebeirrrrorc5.1k +-eciirlrcrerbebbibi+-eioiiuou 接法接法 共射共射 共集共集 共基共基 au 大大 小于小于1 大大 ai 1 ri 中中 大大 小小 ro 大大 小小 大大 频带频带 窄窄 中中 宽宽接法接法共射

50、共射共集共集共基共基输入输入bbe输出输出cec2.6.3 三种基本组态的比较三种基本组态的比较 共射电路：共射电路：有较大的电压放大倍数和电流放大倍数，有较大的电压放大倍数和电流放大倍数，电压反相，输入输出电阻值比较适中，频率响应差，电压反相，输入输出电阻值比较适中，频率响应差，在低频电压放大电路中广泛应用。在低频电压放大电路中广泛应用。共集电路：共集电路：电压跟随，电压放大倍数接近电压跟随，电压放大倍数接近1，输入，输入电阻高，输出电阻低，可用作多级放大电路的输入电阻高，输出电阻低，可用作多级放大电路的输入级、输出级或作为隔离用的中间级。级、输出级或作为隔离用的中间级。共基电路：共基电路：

51、输入电阻低，使晶体管结电容的影响输入电阻低，使晶体管结电容的影响不显著，因此频率响应好常用于宽频带放大电路不显著，因此频率响应好常用于宽频带放大电路中，也可作为恒流源。中，也可作为恒流源。场效应管（场效应管（fet）与双极型三极管（）与双极型三极管（bjt）比较：）比较：共同点：共同点： 2.7 场效应管放大电路场效应管放大电路1）都具有放大作用，可作为放大电路的核心元件。）都具有放大作用，可作为放大电路的核心元件。2）都有三个电极，）都有三个电极，g-b、s-e、d-c，有共源放大电路、，有共源放大电路、共漏放大电路、共栅放大电路。共漏放大电路、共栅放大电路。3）都是非线性元件，分析方法基本

52、一致。）都是非线性元件，分析方法基本一致。 静态分析：估算法、图解法。静态分析：估算法、图解法。 动态分析：微变等效电路法。动态分析：微变等效电路法。1)双极型三极管是电流控制器件，要求设置合适的静态双极型三极管是电流控制器件，要求设置合适的静态偏置电流偏置电流ibq，场效应管是电压控制器件，要求设置，场效应管是电压控制器件，要求设置一个合适的静态偏置电压一个合适的静态偏置电压ugsq。2)场效应管栅源输入电阻高，双极型三极管场效应管栅源输入电阻高，双极型三极管b、e间输入间输入电阻较小。电阻较小。3)场效应管只利用多数载流子导电，噪声小、受外界温场效应管只利用多数载流子导电，噪声小、受外界温

53、度及辐射影响小。度及辐射影响小。4)在相同负载下，电压放大倍数比双极型三极管低。在相同负载下，电压放大倍数比双极型三极管低。5)场效应管电路便于大规模集成。场效应管电路便于大规模集成。不同点：不同点：2.7.1 共源极放大电路共源极放大电路vdduouirdrggds+-+-vgg共源极放大电路的原理图共源极放大电路的原理图1、静态分析、静态分析 由于由于mos管栅极电流几乎为零，因此，管栅极电流几乎为零，因此，rg上没有电上没有电压降，所以有：压降，所以有：gggsqvu根据式（根据式（1.4.4）有漏极电流：）有漏极电流：2)(1thgsgsqdodquuii静态漏源电压：静态漏源电压：d

54、dqdddsqrivuvdduouirdrggds+-+-vgggsdid),(dsgsduufi dsudsdgsugsddduuiduuidigsds|dsdsgsmdurdug1dsugsdmuig|跨导跨导gsuddsdsiur|漏源等效电阻漏源等效电阻ugs+-uds+-2、动态分析、动态分析用用id、ugs、uds分别代替上式中的各变化量得到：分别代替上式中的各变化量得到：dsdsgsmdurugi1场效应管微变等效电路：场效应管微变等效电路：idgsdugs+-uds+-dqdothgsgsdmiiuuig)(2在在q点附近点附近:跨导跨导gm与与idq有关，有关，q点愈高，点愈

55、高，gm值愈大。值愈大。gm的数值约为的数值约为0.120ms。rds通常为几百千欧的数量级。通常为几百千欧的数量级。idudssgdrdsugsgmugs+-+-很大，很大，可忽略。可忽略。idudssgdrdsugsgmugs+-+-sgdugsgmugs+-uds+-idvdduouirdrggds+-+-vggsgdugs+-uo+-idgmugsui+-rgrd微变等效电路微变等效电路gsiuudgsmddorugriudmiourguua电压放大倍数：电压放大倍数：输出电阻：输出电阻：dorr 2.7.2 分压分压-自偏压式共源极放大电路自偏压式共源极放大电路+vddrsuicsc

56、2c1r2rdrgr1rlgds+-+uo+-1、静态分析、静态分析+vddrsr2rdrggdsr1sdqddrivrrr211sggsquuu2)() 1(thgsgsqdodquuii)(sddqdddsqrrivu栅极不取电流，栅极不取电流，rg上无电压上无电压id2、动态分析、动态分析+vdduouirscsc2c1r2rdrgr1rlgds+-+-rl微变等效电路微变等效电路rdr1sgr2rgdrdgsmuggsu+-gsiuudgsmlddorugrriu)/(dmurga21/rrrrgiro=rdrdsgr2r1rgdrlrdgsugsmugiuou+-+-+-ididq例

57、例:2.7.2 解解:ugsq6ugs0id1224qddsdddgsiirivrrru5 . 265 . 215300200200211直线与横轴的交点为直线与横轴的交点为ugs6v，与纵轴的交点为与纵轴的交点为id=2.4ma.得：得：ugsq=3.5v,idq=1ma开启电压开启电压ugs(th)2v漏极回路列方程：漏极回路列方程：dqsddqdddsqirrivu5 . 715)(q3.5v (ugsq)iduds01251015（ma)(v)idqudsq得：得：udsq=7.5vmsiiugdqdothgsm38. 119 . 1222)(由图知：由图知：ugs(th)2v，当，当

58、ugs=4v时，时，ido=1.9ma,代入求得：代入求得：电压放大倍数：电压放大倍数：45. 35/538. 1dmurga输入电阻、输出电阻分别为：输入电阻、输出电阻分别为：mrrrrgi1 .103 . 0/2 . 010/21ro=rd5k 2.7.3 共漏极放大电路共漏极放大电路 （ 源极输出器、源极跟随器）源极输出器、源极跟随器）uo1、静态分析、静态分析sggsquuusdddrivrrr2112)() 1(thgsgsqdodquuiisdqdddsqrivu+vddrsuic1r2rgr1rl1mdsc2g+-+-2、动态分析、动态分析gr2r1rgsdrlrsrlgr2r1

59、rgsdrsgsmug+-ugsiouuuasgsmgssgsmrugurug11smsmrgrg21/rrrrgirlgr2r1rgsdrsgsmug+-ugsrlgr2r1rgsdrsgsmug+-ugs输出电阻输出电阻 ro加压求流法加压求流法mgsmgsdoguguiur1smsoorgrrr/1/p84例例2.7.3gr2r1rgsd微变等效电路微变等效电路rsgsmug+- ro rogsuidiu+-场效应管放大电路小结场效应管放大电路小结(1) 场效应管放大器输入电阻很大。场效应管放大器输入电阻很大。(2) 场效应管共源极放大器场效应管共源极放大器(漏极输出漏极输出)输入输入输出反相，电压放大倍数大于输出反相，电压放大倍数大于1；输出电；输出电阻阻=rd。(3) 场效应管源极跟随器输入输出同相，电场效应管源极跟随器输入输出同相，电压放大倍数小于压放大倍数小于1且约等于且约等于1；输出电阻；输出电阻小。小。2.8 多级放大电路多级放大电路第一级第一级放大电路放大电路输输 入入 输输 出出第二级第二级放大电路放大电路第第 n 级级放大电路放大电路 第第 n-1 级级放大电路放大电路功放级功放级耦合：耦合：即信号的传