模电：第二章第一二节(改)

1、1 半导体器件半导体器件 2 基本放大电路基本放大电路3 集成运算放大电路集成运算放大电路4 放大电路的频率响应放大电路的频率响应5 负反馈放大电路负反馈放大电路6 信号处理与波形产生电路信号处理与波形产生电路7 低频功率放大电路低频功率放大电路8 直流电源直流电源课程内容课程内容 56学时学时 3.5学分学分第第2章章 基本放大电路基本放大电路2.1 基本放大电路概述基本放大电路概述2.2 基本共射放大电路基本共射放大电路2.3 放大电路静态工作点的稳定放大电路静态工作点的稳定2.4 三极管单管放大放大电路的三种基本接法三极管单管放大放大电路的三种基本接法2.5 场效应管放大电路场效应管放大

2、电路2.6 多级放大电路多级放大电路2.1 基本放大电路概述基本放大电路概述在实际工程中常常需要把一些微弱的电信号放大在实际工程中常常需要把一些微弱的电信号放大到便于测量、足以利用的程度。到便于测量、足以利用的程度。电子电路中的放大器，电子电路中的放大器，主要功能是放大电信号主要功能是放大电信号。即把微弱的输入信号，通过电子器件（如即把微弱的输入信号，通过电子器件（如三极管三极管）的控）的控制作用，将制作用，将直流电源的电源能量转换成一定强度的随输直流电源的电源能量转换成一定强度的随输入信号变化的输出信号。入信号变化的输出信号。为了实现对信号的放大，放大电路中必须包含为了实现对信号的放大，放大

3、电路中必须包含三三极管极管或或场效应管场效应管这些具有放大作用的电子元件，这些元这些具有放大作用的电子元件，这些元件必须工作在件必须工作在放大区放大区。否则就会造成信号。否则就会造成信号失真，失真，放大也放大也就失去了意义。就失去了意义。1.1. 放大的概念放大的概念 从信号的角度看，放大电路可用有输入端口和输出从信号的角度看，放大电路可用有输入端口和输出端口的双端口网络表示。端口的双端口网络表示。 为了使问题简化，以后都将使用为了使问题简化，以后都将使用正弦信号正弦信号作为放大电作为放大电路的输入信号进行分析，讨论。路的输入信号进行分析，讨论。uiuoiiio放大器放大器2.2.放大器的基本

4、性能指标放大器的基本性能指标(1)(1)放大倍数放大倍数(A)电压放大倍数电压放大倍数电流放大倍数电流放大倍数iOiIIA iOrIUA iOgUIA iOuUUA 互阻放大倍数互阻放大倍数互导放大倍数互导放大倍数放大倍数在工程上，常用分贝（放大倍数在工程上，常用分贝（dBdB）来表示，它是以来表示，它是以1010为底的对数单位为底的对数单位定义：定义：A(dB) = 20lgA放大器放大器AuAiArAg增益增益(Gain)要求掌握增益要求掌握增益( (分贝放大倍数分贝放大倍数) )和放大倍数的转换关系和放大倍数的转换关系 G = 20lgA A=10(G/20)例：放大倍数例：放大倍数10

5、0倍，增益倍，增益G=20lg(100) = 40dB 放大倍数放大倍数10000倍，增益倍，增益G=20lg(10000) = 80dB 放大倍数放大倍数0.707倍，增益倍，增益G=20lg(0.707) = -3dB 增益增益106dB，放大倍数，放大倍数A=10(106/20)=105.3=199526倍倍用增益来代替放大倍数，可以省去很长的数字串，还用增益来代替放大倍数，可以省去很长的数字串，还可以把乘除运算变成加减运算，方便了工程运算。可以把乘除运算变成加减运算，方便了工程运算。(2)(2)输入电阻输入电阻Ri 放大电路输入端要从信号源索取一定的电流，所以它的输入放大电路输入端要从

6、信号源索取一定的电流，所以它的输入回路对于信号源来说是一个负载。这一负载作用常用放大电路的回路对于信号源来说是一个负载。这一负载作用常用放大电路的输入电阻这一指标来表征。输入电阻这一指标来表征。iiiIUR isisiRRRUU定义？一般定义？一般多大为好？多大为好？(3)(3)输出电阻输出电阻Ro从输出端看进去的放大电路的等效电阻，称为输出电阻从输出端看进去的放大电路的等效电阻，称为输出电阻Ro。如果已知内部电路，可由如下方法计算出输出电阻：如果已知内部电路，可由如下方法计算出输出电阻： | |ILSRUoIUR0工程上如何测工程上如何测量？量？U(3)(3)输出电阻输出电阻Ro工程上如何测

7、工程上如何测量输出电阻？量输出电阻？1 1、断开开关、断开开关S S，用毫伏，用毫伏表或示波器测出表或示波器测出Uo；2 2、接通开关、接通开关S S，用毫伏，用毫伏表或示波器测出带了已表或示波器测出带了已知负载电阻后的输出电知负载电阻后的输出电压压UoLUoLOLOOOOLLOLRUURURRRU1 (3) (3)输出电阻输出电阻Ro对负载来说，对负载来说，RO多大为好？多大为好？负载电阻需要得到最负载电阻需要得到最大电压，则输出电阻大电压，则输出电阻R Ro o越小越好；越小越好；负载电阻需要得到最负载电阻需要得到最大功率，则输出电阻大功率，则输出电阻和负载电阻大小相等和负载电阻大小相等为

8、好。为好。第第2章章 基本放大电路基本放大电路2.1 基本放大电路概述基本放大电路概述2.2 基本共射放大电路基本共射放大电路2.3 放大电路静态工作点的稳定放大电路静态工作点的稳定2.4 三极管单管放大放大电路的三种基本接法三极管单管放大放大电路的三种基本接法2.5 场效应管放大电路场效应管放大电路2.6 多级放大电路多级放大电路2.2 基本共射放大电路基本共射放大电路p VT：三极管，实现电流：三极管，实现电流控制和放大控制和放大p Rb：偏流电阻：偏流电阻p VBB：使：使UBEUon，与，与Rb共共同决定同决定IB。p Rc：集电极电阻。将电流：集电极电阻。将电流的放大转换为电压的放大

9、。的放大转换为电压的放大。p VCC：使集电结反偏：使集电结反偏输入输入输出输出 VCCuo+_VBBRbRLui+_RcVTp ui=0时，电路处于时，电路处于静态静态。IC=IB，UCE=VCC - ICRC。p ui不为不为0时，时，电路处于电路处于动态动态。 ibic uce即即uo；实现实现电压放大，电压放大，VCC为输出提供能量。为输出提供能量。1.1.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 在信号源为零时，放大电路的工作状态叫做在信号源为零时，放大电路的工作状态叫做静态工作点静态工作点。静态工作点静态工作点：Q点，直流电源单独作用时点，直流电源单独作用时（ui =0

10、）的基极的基极电流电流IBQ、集电极电流、集电极电流ICQ 、b-eb-e间电压间电压UBEQ （常数，硅管（常数，硅管0.7V0.7V、锗管、锗管0.2V0.2V）、管压降）、管压降UCEQ 。VCCuo+_VBBRbRLRcbBEQBBBQRUVI BQCQII CCQCCCEQRIVU （1 1） 对一个放大电路，应首先进行对一个放大电路，应首先进行静态分析静态分析，分析电路，分析电路的直流状态，即分析电路的静态，也即分析电路的的直流状态，即分析电路的静态，也即分析电路的静态工作静态工作点点, ,静态工作点静态工作点可以通过可以通过解析法解析法，即列电路方程解得，也可通，即列电路方程解得

11、，也可通过过图解法图解法，通过作图得到。，通过作图得到。a.a.什么叫静态工作点？什么叫静态工作点？VBB=0，ui=0 VT截止截止Ui 峰值峰值Uon ，部分导通，严重失真，部分导通，严重失真注：为了使晶体管始终工作在放大状态，即保证在直流偏置上注：为了使晶体管始终工作在放大状态，即保证在直流偏置上叠加上交流信号时，晶体管依旧能不失真输出。信号必须设置叠加上交流信号时，晶体管依旧能不失真输出。信号必须设置合理的静态工作点，以保证放大电路不产生失真。合理的静态工作点，以保证放大电路不产生失真。VCCuo+_RbRLui+_RcuBEiBOUonUi峰值峰值Uonb.b.为什么要分析静态工作点

12、？为什么要分析静态工作点？（2 2）在进行完静态分析之后，应对电路进行）在进行完静态分析之后，应对电路进行动态分析动态分析。即分析放大即分析放大电路加上交流信号后的状态电路加上交流信号后的状态。放大电路的动态分析通常包括两个部分：放大电路的动态分析通常包括两个部分：a.a.解析法：解析法： 即微变等效电路法。是指求得加入交流信号后，电即微变等效电路法。是指求得加入交流信号后，电路对交流信号的电压放大倍数路对交流信号的电压放大倍数A Au u、输入电阻、输入电阻R Ri i和输出电阻和输出电阻R Ro o等几项指标。等几项指标。b.b.图解法：图解法： 在输入输出特性曲线上，画出静态工作点，和交

13、流在输入输出特性曲线上，画出静态工作点，和交流负载线。并以此为依据分析交流放大电路输出电压负载线。并以此为依据分析交流放大电路输出电压uo的的动态范围动态范围，和输入电压和输入电压ui的的相位关系相位关系，并以此分析电路的，并以此分析电路的失真情况失真情况。VCCuo+_VBBRbRLui+_Rc 实际使用的基本共射放大电路和之前分析电路性质时使实际使用的基本共射放大电路和之前分析电路性质时使用的电路有着如下区别：用的电路有着如下区别： （1 1）将双电源用一个单电源代替，则为了保证发射结正）将双电源用一个单电源代替，则为了保证发射结正偏，集电结反偏。偏，集电结反偏。R Rb b、R RC C

14、应设置成适当值（应设置成适当值（R Rb b比比R Rc c大很多）。大很多）。 （2 2）为了）为了“隔直通交隔直通交”，隔绝电路前后级，顺利传输交，隔绝电路前后级，顺利传输交流信号，加入了流信号，加入了C C1 1和和C C2 2两个耦合电容。两个耦合电容。三极管性质分析时三极管性质分析时使用到的共射放大电路使用到的共射放大电路实用共射放大电路实用共射放大电路 由于放大电路中存在着电感、电容等电抗原件，导由于放大电路中存在着电感、电容等电抗原件，导致放大电路中直流、交流电流所流经的路径不同。致放大电路中直流、交流电流所流经的路径不同。直流、直流、交流电流所流过的电路通路分别被称为交流电流所

15、流过的电路通路分别被称为直流通路直流通路和和交流交流通路通路。 显然，在分析电路显然，在分析电路静态工作点静态工作点时，即做时，即做静态分析静态分析时，时，应考虑电路的应考虑电路的直流通路，直流通路，在考虑在考虑交流信号的放大交流信号的放大时，即时，即做做动态分析动态分析时，应考虑电路的时，应考虑电路的交流通路交流通路。 所以在分析、计算具体放大电路之前，应分清放大所以在分析、计算具体放大电路之前，应分清放大电路的交、直流通路。电路的交、直流通路。对于直流通路来说，电对于直流通路来说，电容视为开路，电感视为容视为开路，电感视为短路短路，交流电压源短路。交流电压源短路。对于交流通路，电容一对于交

16、流通路，电容一般按短路处理，电感按般按短路处理，电感按开路处理。直流电源在开路处理。直流电源在画交流通路时按短路处画交流通路时按短路处理。理。 直流通路直流通路和和交流通路交流通路的区分方法，即画法如下：的区分方法，即画法如下：2.2.直流通路和交流通路直流通路和交流通路对于直流通路来说，电对于直流通路来说，电容视为开路，电感视为容视为开路，电感视为短路短路，交流电压源短路。交流电压源短路。对于交流通路，这时电对于交流通路，这时电容一般按短路处理，电容一般按短路处理，电感按开路处理。直流电感按开路处理。直流电源在画交流通路时按短源在画交流通路时按短路处理。路处理。一般步骤：一般步骤：（1 1）

17、画出放大电路的直流通路）画出放大电路的直流通路（2 2）由基极回路求出静态时基极电流）由基极回路求出静态时基极电流 IBQ（3 3）求集电极电流）求集电极电流ICQ=IBQ（4 4）由集电极回路求）由集电极回路求 UCEQbBEQccBQRUUICCQCCCEQRIUUCEQcCQCCURIU3.3.静态工作点的设置（静态分析解析法）静态工作点的设置（静态分析解析法） 本小节的目的是像大家介绍如何使用列电路方程的方本小节的目的是像大家介绍如何使用列电路方程的方法（解析法）求得放大电路的静态工作点。法（解析法）求得放大电路的静态工作点。放大器的电路的基本分析方法：放大器的电路的基本分析方法：1.

18、1.直流分析直流分析，又称，又称静态分析静态分析：（1 1）画出）画出直流通路直流通路，即直流电流的电路通路。，即直流电流的电路通路。（2 2）在直流通路下，使用）在直流通路下，使用解析法解析法或或图解法图解法求出放大电求出放大电路的直流工作状态。即基极直流电流路的直流工作状态。即基极直流电流I IBQBQ；集电极直流电；集电极直流电流流I ICQCQ；集电极与发射极间直流电压；集电极与发射极间直流电压U UCEQCEQ。即求出电路的。即求出电路的静态工作点静态工作点Q Q。2.2.交流分析交流分析，又称，又称动态分析动态分析: :（1 1）画出）画出交流通路交流通路，即交流信号的电路通路。，

19、即交流信号的电路通路。（2 2）在交流通路下，使用）在交流通路下，使用解析法（微变等效电路法）解析法（微变等效电路法）和和图解法图解法分析电路分析电路输出电压的输出电压的动态范围动态范围及其和输入电及其和输入电压的压的相位关系相位关系以及电路以及电路失真情况失真情况，并，并求出放大电路的求出放大电路的电压放大倍数电压放大倍数A Au u、输入电阻、输入电阻R Ri i和输出电阻和输出电阻R Ro o等几项指标。等几项指标。例例1 1（p p3434例例2-12-1）已知已知=50,Rb=475k,Rc=3k,VCC=+15V, 三三极管极管UBE=0.7V，求电路的静态工作点，求电路的静态工作

20、点A304757015.RUUIbBEQccBQmA5 . 13050BQCQIIV5 .1035 . 115CCQCCCEQRIUU例例1 1（p p3434例例2-12-1）已知已知=100,Rb=260k,Rc=2k,Re=500=500, , VCC=+15V, ,三极管三极管UBE=0.7V,求电路的静态工作点求电路的静态工作点A.RRUUIebBEQccBQ305 . 01012607010)1 (mAIIBQCQ330100VRRIUUeCCQCCCEQ5 . 25 . 2310)(eEQBEQbBQCCRIURIUBQEQII)1 (eECEQcCQCCRIURIUCQEII

21、VCCuo+_Rb2Rb1ui+Rc_12V2k100k10k=70例例2：图示电路三极管发射结正向导通电压图示电路三极管发射结正向导通电压UBE=0.7V，分别就下，分别就下列情况求列情况求UCEQ：（1 1）图示正常状态，（）图示正常状态，（2 2）RB1开路，（开路，（3 3）RB2开路。开路。解：求静态工作点解：求静态工作点UCEQ，输入信号为零，输入信号为零（1 1）图示正常状态，）图示正常状态， UBE=0.7V I1=0.7V/Rb1=0.07mA I2=(12V-0.7V)/Rb2=0.113mA IBQ=I2-I1=0.043mA IBQS=(12V-0.2V)/(RC*)=

22、0.084mA IBQIBQS，饱和，饱和，UCEQ=UCES（3 3）RB2开路，开路， UBE无正向电压，截止，无正向电压，截止，UCEQ=12V。0.7VI1I2VCCuo+_Rb2Rb1ui+Rc_12V2k100k10k=70例例2：图示电路三极管发射结正向导通电压图示电路三极管发射结正向导通电压UBE=0.7V，分别就下，分别就下列情况求列情况求UCEQ：（1 1）图示正常状态，）图示正常状态，（2）RB1开路。开路。解：求静态工作点解：求静态工作点UCEQ，输入信号为零，输入信号为零（1 1）图示正常状态，）图示正常状态， UBE=0.7V I1=0.7V/Rb1=0.07mA

23、I2=(12V-0.7V)/Rb2=0.113mA IBQ=I2-I1=0.043mA 假设在放大状态假设在放大状态ICQ=IBQ=3.01mA UCEQ=VCC-ICQ*RC=5.98V 验证集电结确实反偏，计算成立。验证集电结确实反偏，计算成立。（2）RB1开路，开路， IBQ=(12V-0.7V)/Rb2=0.113mA 假设放大状态，假设放大状态，ICQ=IBQ=7.91mA 则则UCEQ=12-7.91*2= -3.82V 不满足放大条件，假设放大不成立。不满足放大条件，假设放大不成立。 所以饱和，所以饱和，UCEQ=UCES0.7VI1I2VCCuo+_Rb2Rb1ui+Rc_12

24、V2k100k10k=70例例2：图示电路三极管发射结正向导通电压图示电路三极管发射结正向导通电压UBE=0.7V，分别就下列分别就下列情况求情况求UCEQ：（1 1）图示正常状态。）图示正常状态。解：求静态工作点解：求静态工作点UCEQ，输入信号为零，输入信号为零（1 1）图示正常状态，）图示正常状态， UBE=0.7V I1=0.7V/Rb1=0.07mA I2=(12V-0.7V)/Rb2=0.113mA IBQ=I2-I1=0.043mA 假设在放大状态假设在放大状态ICQ=IBQ=6.45mA UCEQ=VCC-ICQ*RC= -0.9V 不满足放大条件，假设放大不成立。不满足放大条

25、件，假设放大不成立。所以饱和，所以饱和，UCEQ=UCES0.7VI1I2=150 三极管发射结三极管发射结正向导通时，三极管可能处在放大状正向导通时，三极管可能处在放大状态，也可能处在饱和状态态，也可能处在饱和状态，无论在放大还是饱和状态，无论在放大还是饱和状态，都满足电路基本定律。所以输入回路和输出回路根据都满足电路基本定律。所以输入回路和输出回路根据电路基本定律所做的计算都是成立的。电路基本定律所做的计算都是成立的。 除此之外，除此之外，放大放大状态必须状态必须发射结发射结正偏，正偏，集电结集电结反反偏，偏，在这种条件下，在这种条件下，IC=IB；而；而饱和饱和状态状态发射结发射结正偏正

26、偏，集电结集电结也也正偏正偏，IC由外电路和饱和压降决定，由外电路和饱和压降决定，不不满足满足IC=IB。 具体应用和计算时有具体应用和计算时有两种两种方法：方法：1 1、在应用、在应用IC=IB之前之前判断判断IB是否大于是否大于IBS，大于按饱和处理，大于按饱和处理，否则就应用否则就应用I IC C= =I IB B进行计算。进行计算。2 2、计算出、计算出IB等参数后，等参数后，先假设在放大状态先假设在放大状态，用，用IC=IB计算，计算，如计算结果满足发射结正偏，集电结反偏，则假设成立，如计算结果满足发射结正偏，集电结反偏，则假设成立，计算有效；如计算结果仅发射结正偏，集电结不是反偏则

27、计算有效；如计算结果仅发射结正偏，集电结不是反偏则假设不成立，再重新按饱和状态进行计算。假设不成立，再重新按饱和状态进行计算。bcbbebeiiiru)()(26)1()200(mAImvrrEQbbe 当通过三极管的信号当通过三极管的信号很小很小（微变微变）时，三极管可进行如下等效：）时，三极管可进行如下等效：4.4.微变等效电路法（动态分析解析法）微变等效电路法（动态分析解析法） 当输入信号变化的范围很小（当输入信号变化的范围很小（微变微变）时，可以认为）时，可以认为三极管电压、电流变化量之间的关系基本是线性的。三极管电压、电流变化量之间的关系基本是线性的。cecebfeccerebieb

28、euhihiuhihu 输入回路输入回路输出回路输出回路),(1CEBBEuifu ),(2CEBCuifi 微变微变线性线性BQCEQBQCEQIuihUiihIuuhUiuhCECoeBCfeCEBEreBBEieceoebfeccerebiebeuhihiuhihu将式中各交流量前面的系数将式中各交流量前面的系数h h及下标及下标称为称为h h参数参数。即：。即： 称为输出交流短路时的输入电阻。称为输出交流短路时的输入电阻。 如如 hie1.4k 称为输入交流断路时的电压反馈系数。称为输入交流断路时的电压反馈系数。 如如 hre510-4 称为输出交流短路时的电流称为输出交流短路时的电流

29、放大放大系数。系数。 如如 hfe100 称为输入交流断路时的输出电导。称为输入交流断路时的输出电导。 如如 hoe510-5Srbebcbbebeiiiru)()(26)1()200(mAImvrrEQbbe 如题中已告诉如题中已告诉rbe则直接应用题给值，则直接应用题给值，不必计算，如题中未告知不必计算，如题中未告知rbe大小，则大小，则算出算出IEQ后依上式计算。后依上式计算。用微变等效模型分析共射基本放大电路用微变等效模型分析共射基本放大电路分析方法：分析方法：1 1、首先画出放大电路的微变等效电路、首先画出放大电路的微变等效电路 (1) (1) 画出放大电路的画出放大电路的交流交流通

30、路通路 (2) (2) 用简化用简化h参数画出三极管的微变等效电路参数画出三极管的微变等效电路 (3) (3) 标出需要的电流和电压量标出需要的电流和电压量分析方法：分析方法：1 1、首先画出放大电路的微变等效电路、首先画出放大电路的微变等效电路2 2、然后根据微变等效电路求、然后根据微变等效电路求电压放大倍数电压放大倍数Au和和输入输入电阻电阻Ri，输出电阻输出电阻Ro。beLbebcLbiourRriRRiuuA)/(注意：注意：1 1、负号反映了输出电压和输入电压的反相关系。、负号反映了输出电压和输入电压的反相关系。2 2、公式仅适用于共射基本放大电路，若发射极到地之间接、公式仅适用于共

31、射基本放大电路，若发射极到地之间接有电阻则需要另外分析。有电阻则需要另外分析。共射基本放共射基本放大电路大电路的放的放大倍数公式大倍数公式beLbebcLbiourRriRRiuuA)/(bebebiiirrRiuR /输入电阻与信号源内阻无关输入电阻与信号源内阻无关共射基本放共射基本放大电路大电路的放的放大倍数公式大倍数公式注意：注意：1 1、输入电阻可直接从输入端看，计算内部电路即可。、输入电阻可直接从输入端看，计算内部电路即可。2 2、如发射极到地之间接有电阻，、如发射极到地之间接有电阻，计算输入电阻时，计算输入电阻时，其阻值其阻值需折算到输入端，而不是简单的和需折算到输入端，而不是简单

32、的和r rbebe串联的关系。串联的关系。分析方法：分析方法：1 1、首先画出放大电路的微变等效电路、首先画出放大电路的微变等效电路2 2、然后根据微变等效电路求、然后根据微变等效电路求电压电压放大倍数放大倍数Au和和输入输入电阻电阻Ri，输出电阻输出电阻Ro。beLbebcLbiourRriRRiuuA)/(bebebiiirrRiuR/输入电阻与信号源内阻无关输入电阻与信号源内阻无关cRUoooRiuRLs 0|输出电阻与负载无关输出电阻与负载无关共射基本放共射基本放大电路大电路的放的放大倍数公式大倍数公式1.1.输出电阻可以直接从输出端往里看，计算内部电路的电阻输出电阻可以直接从输出端往

33、里看，计算内部电路的电阻即可。注意电流源视为断路。即可。注意电流源视为断路。分析方法：分析方法：1 1、首先画出放大电路的微变等效电路、首先画出放大电路的微变等效电路2 2、然后根据微变等效电路求、然后根据微变等效电路求电压放大倍数电压放大倍数Au和和输入输入电阻电阻Ri，输出电阻，输出电阻Ro。RERERE与与rbe不是简单的串联关系，流过不是简单的串联关系，流过RE的电流是流过的电流是流过rbe的电流的电流的的1+倍。倍。因此，从输入电压因此，从输入电压ui看，看，ui=ib*rbe+(1+)RE, 所以：所以：E1 RrRAbeLubeLurRARi=Rb/rbe+(1+)RER2R2从

34、基极看射极电阻，射极从基极看射极电阻，射极电阻要扩大（电阻要扩大（1+1+）倍）倍 以三极管的特性曲线为基础，通过作图来分析放大电路以三极管的特性曲线为基础，通过作图来分析放大电路工作情况的方法称为图解法。工作情况的方法称为图解法。图解法既可分析电路的图解法既可分析电路的静静态工作情况态工作情况，又可分析电路的，又可分析电路的动态工作情况动态工作情况。 静态分析中的图解法，和解析法一样，同样是用来确静态分析中的图解法，和解析法一样，同样是用来确定放大电路的定放大电路的静态工作点，即静态工作点，即Q Q点点。 动态分析中的图解法，通常用来讨论电路动态分析中的图解法，通常用来讨论电路输出电压的输出

35、电压的动态范围动态范围，和输入电压的，和输入电压的相位关系相位关系、电路的、电路的失真情况失真情况，最终通过计算确定最终通过计算确定最大不失真电压最大不失真电压。5.5.图解法图解法 在图解法中，静态分析的作用是求出在图解法中，静态分析的作用是求出静态工作点静态工作点，即，即Q点点。 方法如下：方法如下：UCC=iBRb+uBE（1 1）静态分析（图解法）静态分析（图解法）（1 1）画出画出直流通路直流通路，根据输入回路根据输入回路列出列出基极回路基极回路方程方程： 确定确定基极基极静态工作点静态工作点电流电流I IBQBQ，即，即： 其中其中UBEQ=0.7V=0.7V（硅）或（硅）或0.2

36、V0.2V（锗）（锗）（2 2）根据根据输出回路输出回路，列出，列出输出回路输出回路方程方程：bBEQCCBQRUUIuCE=UCC - iCRCuCE=UCC - iCRCuCE=UCC - iCRCuCE=UCC - iCRCIB=020 A40 A60 A80 A100 AuCE(V)iC(mA )QccUcCCRUICQUCEQ输出特性曲线图输出特性曲线图（3 3）在三极管）在三极管输出特性曲线图输出特性曲线图中确中确定右式所对应直线，由于该式由电路定右式所对应直线，由于该式由电路的的直流通路直流通路列出列出的方程确定，所以该的方程确定，所以该直线又被叫做直线又被叫做直流负载线直流负载

37、线。直流负载线直流负载线的画法如下：找出的画法如下：找出直流负直流负载线载线与横轴的交点与横轴的交点（UCC，0），与纵，与纵轴的交点轴的交点（1，UCC /RC），相连即得，相连即得直流负载线直流负载线，其斜率为，其斜率为-1/ RC。（4 4）在输出特性曲线图中找出）在输出特性曲线图中找出iB=IBQ这条输出特性曲线这条输出特性曲线，其于，其于直流负载线直流负载线的交点即为的交点即为Q点点，Q点点坐标为坐标为（UCEQ , ,ICQ） 例例2-2:2-2:电路图如左下图所示，其中电路图如左下图所示，其中Rb=270k, Rc=3k, UCC=6V, , 三极管为硅管三极管为硅管，其输出特性

38、曲线如右下图所示，其输出特性曲线如右下图所示，用图解法求电路的静态工作点。用图解法求电路的静态工作点。iB=010 A20 A30 A40 AuCE(V)1.534.560.511.52iC(mA )ICQUCEQuARUUIbBEQccBQ20IBQ=20uA，ICQ=1mA，UCEQ=3VQmARUVUR - i=UuCCCCCCCCCCE2,6其中 （2 2）电路参数变化对）电路参数变化对Q Q点的影响点的影响. .Rb变化变化时时： Q点沿负载线向下移动点沿负载线向下移动CECBbUIIRUCCRcRbiB=010 A20 A30 A40 AuCE(V)1.534.560.511.52

39、iC(mA )QQ （a a）R Rb b对对Q Q点的影响点的影响RC变化时：变化时：点逆时针转动负载线绕负载线的斜率变小MRRIUUCCCCCCEUCCRcRbiB=010 A20 A30 A40 AuCE(V)1.534.560.511.52iC(mA )QMQ （b b）R Rc c对对Q Q点的影响点的影响UCC变化时：变化时：直流负载线向右平移CCCCCCCEURIUUiB=010 A20 A30 A40 AuCE(V)1.534.560.511.52iC(mA )QQUCCRcRb （c c）U UCCCC对对Q Q点的影响点的影响动态分析中的图解法是采用动态分析中的图解法是采用

40、作图作图的形式，在的形式，在静态分析的基静态分析的基础上础上，在三极管，在三极管输入输出特性曲线图里输入输出特性曲线图里，全面直观分析放，全面直观分析放大电路各个回路与节点工作状态的方法。大电路各个回路与节点工作状态的方法。通过动态分析图解法，可分析出通过动态分析图解法，可分析出输出电压输出电压的动态范围的动态范围，其，其和输入电压的和输入电压的相位关系相位关系，并以此为依据分析出放大电路的，并以此为依据分析出放大电路的失真状况失真状况。（3 3）动态分析（图解法）动态分析（图解法）在动态分析图解法中以下概念至关重要：在动态分析图解法中以下概念至关重要： 放大电路工作时，根据叠加定理，其电路内

41、的电流放大电路工作时，根据叠加定理，其电路内的电流电压是在电压是在直流量，即直流量，即Q Q点的基础上，点的基础上，叠加上叠加上一个交流量一个交流量得到的得到的。 动态分析图解法分析的是在加入交流信号源后电路动态分析图解法分析的是在加入交流信号源后电路的整体变化情况，即分析的是的整体变化情况，即分析的是直交流共同作用下直交流共同作用下总总的电的电压电流的变化情况压电流的变化情况。 基于此，输入输出基于此，输入输出特性曲线横纵坐标特性曲线横纵坐标所表征的物理所表征的物理量可做如下量可做如下拆分拆分：ceCEQCEcCQCbBQBuUuiIiiIi静态分析静态分析动态分析动态分析解析法解析法即即微

42、变等效电微变等效电路法路法，由该方，由该方法可得到放大法可得到放大倍数倍数AU，输入，输入电阻电阻ri，输出，输出电阻电阻ro动态分析图解法：将电路中交直流信号共同动态分析图解法：将电路中交直流信号共同作用时的总电流电压，作图综合分析后，得作用时的总电流电压，作图综合分析后，得出放大电路的失真情况的方法。出放大电路的失真情况的方法。用用公公式式表表示示为为（a）负载开路负载开路 在动态分析的图解法中，可以先不考虑负载电阻在动态分析的图解法中，可以先不考虑负载电阻RL，进行，进行初步分析后再加上负载影响初步分析后再加上负载影响。bBQBiIi cCQCiIi ceCEQCEuUu 负载开路负载开

43、路输出回路输出回路输入回路输入回路负载开路负载开路输出回路输出回路输入回路输入回路输入信号输入信号输出信号输出信号uo (uce)和和ui相位相相位相反，即反，即反相作用反相作用uo (uce)幅度比幅度比ui大，大，即即放大作用放大作用共射放大电路又称共射放大电路又称为反相电压放大器为反相电压放大器工作点沿着负载线工作点沿着负载线在在Q1和和Q2之间移动之间移动非线性失真非线性失真a.a.当信号幅度加大时候，原本工作于放大区的三极管会进入当信号幅度加大时候，原本工作于放大区的三极管会进入饱和与截止区，出现失真。饱和与截止区，出现失真。思考思考：信号幅度加大后，进入饱和与截止后的信号幅度加大后

44、，进入饱和与截止后的iB、iC波波形。形。 Q Q点偏低，将引起截止失真；点偏低，将引起截止失真；Q Q点偏高，将引起饱和失真。点偏高，将引起饱和失真。增大增大Rb,或减或减小小Rc，或换，或换较小的管子较小的管子减小减小Rb，或或增大基极增大基极电源电源b.b.除信号原因之外，当静态工作点设置不当时也会除信号原因之外，当静态工作点设置不当时也会引起失真。引起失真。（b b）加上交流负载）加上交流负载 在动态分析的图解法中，可以先不考虑负载电阻在动态分析的图解法中，可以先不考虑负载电阻R RL L，进行初步分析后再加上负载影响进行初步分析后再加上负载影响。交流通路输出回路的方程：交流通路输出回

45、路的方程：uce=-ic*（Rc/RL）如何根据以上方程作出交流负载线如何根据以上方程作出交流负载线? ?1 1、交流负载线斜率、交流负载线斜率 k= -1 / RL = -1/(RC/RL) 2 2、过静态工作点、过静态工作点Q有交流负载有交流负载Uom最大不失真输最大不失真输出电压出电压Uom无交流负载无交流负载无交流负载无交流负载时，为使时，为使Uom尽可能大，尽可能大，取负载线取负载线Q点横坐标位点横坐标位置为置为(VCC-UCES)/2图解法图解法有交流负载时，为使输出有交流负载时，为使输出Uom尽可能大，尽可能大，ICQRL=UCEQ-UCES=VCC-ICQRC-UCESUom=

46、min ICQRL，UCEQ-UCES Uom=min VCC-UCEQ，UCEQ-UCES 图解法对象：图解法对象：Q Q点位置点位置最大不失真最大不失真输出电压输出电压失真情况失真情况(加交流负载加交流负载)VCCuo+_Rbui+Rc_3V1k例：已知三极管输入和输出特性曲线，且例：已知三极管输入和输出特性曲线，且UBEQ=0.7V，求作，求作Q点点，直流直流负载线，说明负载线，说明ui=0.05sin(t)和和ui=0.1sin(t)时时uo的变化情况。的变化情况。解：电路静态的输出回路方程解：电路静态的输出回路方程 VCC=iC*RC+uCEui=0.05sin(t)时时 uo0.5

47、sin(t+)ui=0.1sin(t)时时 uo0.9sin(t+)C1C2uCEiCVCCuo+_Rbui+Rc_3V1k例：已知三极管输出特性和直流负载线，定性画出交流负载线，当例：已知三极管输出特性和直流负载线，定性画出交流负载线，当RL=1k时，设时，设UCES=0.7V时，问最佳的静态工作点的时，问最佳的静态工作点的ICQ应是多少？应是多少？C1C2VCCRL1kuo+_Rbui+Rc_RLuce= - ic*（Rc/RL）交流负载线斜率交流负载线斜率 -1/（RC/RL）= - 1/RLUCEQ=VCC-ICQ*RC所以考虑负载电阻后最佳工作点满足所以考虑负载电阻后最佳工作点满足I

48、CQ（RC/RL）=VCC-ICQ*RC-UCES0.5ICQ=3-1ICQ-0.7，ICQ=1.53mAICQ*RLUCEQ-UCESVCCuo+_Rbui+Rc_例：已知三极管放大电路输入正弦信号后的输出波形失真，例：已知三极管放大电路输入正弦信号后的输出波形失真，各如下图波形，问该失真各是什么失真，应该怎样消除？各如下图波形，问该失真各是什么失真，应该怎样消除？C1C2RL截止失真，消除截止失真，消除失真要增大失真要增大IBQ，可减小可减小Rb实现实现饱和失真，消除饱和失真，消除失真要减小失真要减小ICQ，可增大可增大Rb或换小或换小三极管三极管实现实现饱和与截止失真，饱和与截止失真，消

49、除失真要减小输消除失真要减小输入信号幅度入信号幅度P56例例2-3 单极共射基本放大电路如图单极共射基本放大电路如图2-17所示，已知三极所示，已知三极管的管的UBE=0.7V，=50 ，Rb=377k，Rc=6k，Rs=100，RL=3k，VCC=+12V，UCES=0.7V，试求，试求（1）电路的静态工作点）电路的静态工作点Q。（2）电压放大倍数）电压放大倍数Au、Aus。（3）输入电阻）输入电阻Ri、 输出电阻输出电阻Ro。（4）画出输出回路的直流）画出输出回路的直流 和交流负载线。和交流负载线。（5）求电路输出幅度）求电路输出幅度Uomax， 用有效值表示。用有效值表示。（6）若）若us=27sint(mV)， 分析电路能否正常放大分析电路能否正常放大 此信号。此信号。（7）如何调整电路元件参数使该电路有尽可能大的输出幅）如何调整电路元件参数使该电路有尽可能大的输出幅度？其值为多大？度？其值为多大？P56例例2