第2章 基本放大电路(6)

1、2 - 5 - 1模拟电子技术基础模拟电子技术基础河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院基础部基础部第九次课第九次课2 - 5 - 2Rb1+VCCRCC1C2Rb2CeReRLuiuo2.4 .2 静态工作点稳定电路静态工作点稳定电路基极分压电阻，基极分压电阻，保证保证UB的稳定的稳定交流旁路电容，减少交流旁路电容，减少交流信号的损失交流信号的损失射极直流负反馈电射极直流负反馈电阻，稳定阻，稳定Q点作用点作用2 - 5 - 3直流通路直流通路Rb1+VCCRCC1C2Rb2CeReRLuiuo2 - 5 - 4放大电路的微变等效电路放大电路的微变等效电路计算电路的动态参数：计算电路的动态参

2、数：bebbiiir/R/RIUR21 CoRR beLiourRUUA )/(LCLRRR 2 - 5 - 5eeR)1 (RbbebiIrIIrIUbebeLcoRIU)/(LcLRRR eR)1 (berRUUALioue21R)1 (/berRRIURbbiiicoRR 放大电路的微放大电路的微变等效电路变等效电路: :计算电路的动态参数：计算电路的动态参数：2 - 5 - 62.5 2.5 晶体管单管放大电路的晶体管单管放大电路的 三种基本接法三种基本接法 针对于交流而言，具体接法在交流通针对于交流而言，具体接法在交流通路（等效电路）来看。以路（等效电路）来看。以晶体管晶体管在放大电

3、在放大电路中的接法，放大电路有三种基本接法。路中的接法，放大电路有三种基本接法。2 - 5 - 72.5.1 基本共射放大电路基本共射放大电路1. 直接耦合共射放大电路直接耦合共射放大电路2. 阻容耦合共射放大电路阻容耦合共射放大电路3. 带射极电阻的阻容耦合带射极电阻的阻容耦合电路电路4. 静态工作点稳定电路静态工作点稳定电路2 - 5 - 82.5.2 基本共集放大电路基本共集放大电路一、电路组成一、电路组成二、静态分析二、静态分析对于直流通路：对于直流通路：BQIEQI 直流通路直流通路：用于研：用于研 究静态工作点。究静态工作点。 电容视为开路；电容视为开路； 2. 电感线圈视为短路电

4、感线圈视为短路（即忽略线圈电阻）；（即忽略线圈电阻）；CEQU3. 信号源视为短路，但应保留其内阻。信号源视为短路，但应保留其内阻。2 - 5 - 9计算静态工作点：计算静态工作点：eEQBEQbBQBBRIURIVeR)1(bBEQBBBQRUVIBQEQII)1 (eREQCCCEQIVUBQIEQICEQU2 - 5 - 10交流通路：交流通路：在输入信号作用下交流信号流经在输入信号作用下交流信号流经的通路，用于研究动态参数。的通路，用于研究动态参数。三、动态分析三、动态分析对于交流通路，对于交流通路， 1. 容量大的容量大的电容电容（如耦合电容）视为短路；（如耦合电容）视为短路； 2.

5、 无内阻的无内阻的直流电源直流电源（如（如+VCC）视为短路。）视为短路。2 - 5 - 112 - 5 - 122 - 5 - 132 - 5 - 142 - 5 - 15计算动态参数计算动态参数eeoRIU ebRI）（ 1obbebiURrIU)(ebebebRIRrI)1 ()(1、电压放大倍数：、电压放大倍数：ebbebbebebebbeiouRIrRIRIIrRIIUUA)1 ()()1 (R)(Ree2 - 5 - 16ebbebbebebebbeiouRIrRIRIIrRIIUUA)1 ()()1 (R)(ReeebeuR)(rRR)(Abe 112 - 5 - 171）因为因

6、为所以所以 ，电路没有电压放大能力。，电路没有电压放大能力。，1uA但是，输出电流但是，输出电流 Ie 增加了，电路有电流放大增加了，电路有电流放大能力，即电路有功率放大能力。能力，即电路有功率放大能力。2）输入输出信号相位相同输入输出信号相位相同，输出电压跟随输入，输出电压跟随输入电压，故称电压，故称电压跟随器电压跟随器。结论：结论：ebebeuRrRRA)1 ()1 (,)1 (ebbeRRr2 - 5 - 182、输入电阻、输入电阻biiiiIUIUReR)1(berRRbibebebbIIrRIeR)(结论：结论：3 3）放大电路输入电阻大。放大电路输入电阻大。2 - 5 - 19be

7、rRUIbobberRUIboe1eRoIIIeberRUUUIURboooooo)1 (Re1/ReberRRbo3、输出电阻、输出电阻结论：结论：4 4）放大电路输出电阻小。放大电路输出电阻小。2 - 5 - 20动态参数动态参数1berR/RRbeoeR)1 (berRRbiebebeuRrRRA)1()1(2 - 5 - 21 利用共集放大电路的特点，引出利用共集放大电路的特点，引出电路的应用电路的应用: 因为共集放大电路因为共集放大电路输入电阻大输入电阻大，因而从，因而从信号源索取的电流小，所以信号源索取的电流小，所以常用于多级放大电常用于多级放大电路的输入级路的输入级； 因为共集放

8、大电路因为共集放大电路输出电阻小输出电阻小，带负载能，带负载能力强，所以常用于力强，所以常用于多级放大电路的输出级多级放大电路的输出级； 可用它连接两电路，减小电路间直接相连可用它连接两电路，减小电路间直接相连所带来的影响，所带来的影响，作为中间级，起缓冲作用作为中间级，起缓冲作用。2 - 5 - 222.5.3 共基放大电路（了解内容）共基放大电路（了解内容） 静态分析：静态分析： 计算计算QeBEQBBEQRUVI1EQBQIIBEQCCQCCEQCQCEQURIVUUUBEQEQUUcCQCCCQRIVU2 - 5 - 232. 动态分析：动态分析：1）画出交流微变等效电路）画出交流微变

9、等效电路2 - 5 - 242）计算交流参数）计算交流参数eRebccIrIRIbeiouUUAeR)1(berRc2 - 5 - 25eiiiiIUIURcoRR ebebeeIrIRI 1beerR2 - 5 - 26电路交流参数电路交流参数eR)1(berRAcucoRR 1beirReR2 - 5 - 272.5.4 三种接法的比较三种接法的比较 P115从电路中可以看出：从电路中可以看出：1、输入端均在、输入端均在 b、e 端，没有端，没有c ；2、输出端均在、输出端均在 c、e 端，没有端，没有b 。2 - 5 - 28eR)1 (berRAcu1ReberRicoRR eeR)1

10、 (R)1 (berRAbueR)1 (berRRbi1/ReberRRbobebrRRAcuberRRbicoRR 2 - 5 - 29共射电路共射电路既能放大电流又能放大电压，输入电阻在三既能放大电流又能放大电压，输入电阻在三种电路中居中，输出电阻较大，频带较窄。常作为低种电路中居中，输出电阻较大，频带较窄。常作为低频电压放大电路的单元电路。频电压放大电路的单元电路。共集电路共集电路只能放大电流不能放大电压，是三种接法中只能放大电流不能放大电压，是三种接法中输入电阻最大、输出电阻最小的电路，并具有电压跟输入电阻最大、输出电阻最小的电路，并具有电压跟随的特点。常用于电压放大电路的输入级和输出

11、级，随的特点。常用于电压放大电路的输入级和输出级，在功率放大电路中也常采用射极输出的形式。在功率放大电路中也常采用射极输出的形式。共基电路共基电路只能放大电压不能放大电流，输入电阻小，只能放大电压不能放大电流，输入电阻小，电压放大倍数、输出电阻与共射电路相当，频率特性电压放大倍数、输出电阻与共射电路相当，频率特性是三种接法中最好的电路。常用于宽频带放大电路。是三种接法中最好的电路。常用于宽频带放大电路。2 - 5 - 30Rb+ECC1C2ReRLuiuo例：例：已知射极输出器的参数如下：已知射极输出器的参数如下：Rb=570k ，Re=5.6k ，RL=5.6k ， =100，EC=12V求

12、求Au 、 Ri和和Ro 。设：设：RS=1 k ， 求：求：Aus 、 Ri和和Ro 。3 . RL=1k 和和 时时，求求Au 。2 - 5 - 31EBBECBRRUEI)1 (mA0111.I )(IBE k(mA)26(mV)(1)(9201126101300300.IrEbeRb+ECC1C2ReRLuiuo2 - 5 - 321. 求求Au 、 Ri和和Ro 。LbeLuR)(rRA11）（)1 (/LbebiRrRR2.8)1001 (2.9570/190k1/SbeeoRrRR990821019282101.10102.965/. 28微变等效电路微变等效电路2 - 5 -

13、33设：设：RS=1 k ， 求：求：Aus 、 Ri和和RouSiiusARRRA98509901190190.)1 (/LbebiRrRR 190k1/SbeeoRrRR101 15702.965/. 38微变等效电路微变等效电路2 - 5 - 34 RL=1k 时时:3. RL=1k 和和 时，时，求求Au 。 RL= 时时:LbeLuR)(rRA11）（9670) 165(10192) 165(101././.Au9950651019265101.Au2 - 5 - 35比较：比较：空载时空载时, Au=0.995 RL=5.6k 时时, Au=0.990 RL=1k 时时, Au=0

14、.967可见：可见：射极输出器带负载能力强。射极输出器带负载能力强。2 - 5 - 36小结小结基本要求：基本要求： 掌握各种放大电路静态工作点的计算。掌握各种放大电路静态工作点的计算。 掌握各种放大电路利用等效法分析动态掌握各种放大电路利用等效法分析动态指标。指标。 1. 掌握共集电路的特点。掌握共集电路的特点。作业：作业： P141 习题习题 2.122 - 5 - 37晶体管的直流模型：晶体管的直流模型：2 - 5 - 38注意：要求用估算法计算静态工作点。注意：要求用估算法计算静态工作点。1. 画出直流通路；画出直流通路；2. 用晶体管直流模型代替晶体管；用晶体管直流模型代替晶体管；3

15、. 得到等效电路，计算静态工作点。得到等效电路，计算静态工作点。放大电路的直流等效电路放大电路的直流等效电路2 - 5 - 39ubeibuceicrbe ibibbcecbeicubeuce1、晶体管的微变等效模型、晶体管的微变等效模型)mA()mV(26)1 (EbbbeIrr2 - 5 - 402. 放大电路的微变等效电路放大电路的微变等效电路画出放大电路的交流通道画出放大电路的交流通道Uirbe IbIbIiIcUoRbRCRL交流通路交流通路RbRCRLuiuo将交流通道中的三极管将交流通道中的三极管用微变等效电路代替用微变等效电路代替:2 - 5 - 413、放大电路的动态参数、放

16、大电路的动态参数bbeLuRrRAbbeiRrRcoRR Uirbe IbIbIiIcUoRbRCRL2 - 5 - 42 说明：虽然利用说明：虽然利用h参数等效模型分析的是参数等效模型分析的是动态参数，但是由于动态参数，但是由于rbe与与Q点紧密相关，而点紧密相关，而且只有在且只有在Q点合适时动态分析才有意义，所点合适时动态分析才有意义，所以对放大电路进行分析时，总是遵循以对放大电路进行分析时，总是遵循“先静先静态，后动态态，后动态”的原则，也只有的原则，也只有Q点合适才可点合适才可进行动态分析。进行动态分析。2 - 5 - 43例例 :电路如图所示电路如图所示已知已知VCC=12V，Rb=

17、510k， RC=3k；晶体管的晶体管的rbb=150，=80， 导通时的导通时的UBEQ=0.7V； RL=3 k 。（1）求电路的）求电路的Q、Au、Ri和和Ro;?UUAsous（2）若所加信号源内阻为）若所加信号源内阻为Rs，求出：，求出：2 - 5 - 44解解: (1)首先求出首先求出Q点和点和rbe，再求出再求出Au、Ri和和Ro。ARUVIbBEQCCBQ2.22mAIIBQCQ77.1VRIVUcCQCCCEQ69.6UCEQ大于大于UBEQ，说明，说明Q点在晶体管的放大区。点在晶体管的放大区。2 - 5 - 45kIUrrCQTbbbe33.1画出交流等效电路如下：画出交流

18、等效电路如下：2 - 5 - 46berRUUALiouberIUbi)/()/(LcbLccoRRIRRIU)/(LcLRRR 9033. 13/380uA2 - 5 - 47berRIURbiii/kRi33.1kRRco32 - 5 - 48（2）uisiiosisousARRRUUUUUUA36)90(33.1233.1usA2 - 5 - 49小结小结基本要求：基本要求：掌握晶体管的等效模型；掌握晶体管的等效模型； 会用等效法分析动态指标。会用等效法分析动态指标。作业：作业： P140 习题习题 2.7按要求画图按要求画图2 - 5 - 502.4 静态工作点的稳定静态工作点的稳定影

19、响影响 Q 稳定的因素：稳定的因素：bBEQCCBQRUVIBQCQIIcCQCCCEQRIVU根据静态工作点的根据静态工作点的Q计算计算:影响影响 Q 因素：电路参数因素：电路参数 Vcc、Rc、Rb； 以及以及晶体管的性能指标晶体管的性能指标 rbe、。2 - 5 - 51 放大电路放大电路Q Q变化时对电路工作性能的影变化时对电路工作性能的影响。利用响。利用图解法图解法简单分析简单分析直观形象。直观形象。2 - 5 - 52 Q点偏低产生非线性失真点偏低产生非线性失真-截止失真截止失真（对于对于uo 顶部平顶失真）顶部平顶失真）Q交流负载线iC0t0iCiBuCEuCE0t(a)2 -

20、5 - 53Q点偏高产生的非线性失真点偏高产生的非线性失真-饱和失真（对于饱和失真（对于uo底部平顶失真）底部平顶失真）Q交流负载线iCiCiB0tuCEuCE0(b)t02 - 5 - 54 为了保证放大电路的正常工作，必须有合适的、为了保证放大电路的正常工作，必须有合适的、稳定的静态工作点。电源电压的波动、元件的老化以及稳定的静态工作点。电源电压的波动、元件的老化以及因温度变化所引起晶体管参数的变化，都会造成静态工因温度变化所引起晶体管参数的变化，都会造成静态工作点的不稳定。作点的不稳定。其中温度对晶体管参数的影响是最主要其中温度对晶体管参数的影响是最主要。TUBE ICEO2.4 .1

21、静态工作点稳定的必要性静态工作点稳定的必要性IC2 - 5 - 55iCuCEQQ 温度上升温度上升时，输出时，输出特性曲线特性曲线上移，造上移，造成成Q点上移。点上移。 如果如果Q由于温度的变化偏移厉害，就有可能影响由于温度的变化偏移厉害，就有可能影响电路的正常工作。为了避免由于晶体管参数受温度电路的正常工作。为了避免由于晶体管参数受温度影响而引起影响而引起Q变化，常常要引入变化，常常要引入直流负反馈或温度补直流负反馈或温度补偿偿的方法来保证放大电路的的方法来保证放大电路的Q的稳定。的稳定。2 - 5 - 56Rb1+VCCRCC1C2Rb2CeReRLuiuo2.4 .2 静态工作点稳定电

22、路静态工作点稳定电路基极分压电阻，基极分压电阻，保证保证UB的稳定的稳定交流旁路电容，减少交流旁路电容，减少交流信号的损失交流信号的损失射极直流负反馈电射极直流负反馈电阻，稳定阻，稳定Q点作用点作用 一、电路及电路组成一、电路及电路组成2 - 5 - 57Rb1+VCCRCC1C2Rb2CeReRLuiuo电路称为分压式电流负反馈电路称为分压式电流负反馈Q点稳定电路。点稳定电路。2 - 5 - 58直流通路直流通路Rb1+VCCRCC1C2Rb2CeReRLuiuo2 - 5 - 59二、二、Q 点稳定条件点稳定条件直流直流通路通路BQII 1基极电位基极电位UB基本稳定基本稳定:设计电路要求

23、：设计电路要求： I1=(510)IBQ时，时，IBQ可以忽略。可以忽略。2 - 5 - 60BQIII12CCbbbBQVRRRU211又因为：又因为：12II Rb1、Rb2可以看可以看成是串联关系成是串联关系 UBQ与与T参数无关，电路参参数无关，电路参数稳定，数稳定， UBQ基本稳定。基本稳定。2 - 5 - 61 IEQ 基本稳定：基本稳定：eRBEQBQEQUUI由电路可知：由电路可知：当当UBQUBEQ ，UBQ=(35)UBEQ时，时， UBEQ可以忽略。可以忽略。eRBQEQUIIEQ 基本稳定基本稳定。2 - 5 - 62TUBEIBICUEIC三、三、Q Q 的稳定过程：

24、的稳定过程：当温度升高时当温度升高时 最终保证最终保证ICQ基本稳定，基本稳定，达到达到Q稳定的目的。稳定的目的。UBQ基本稳定基本稳定2 - 5 - 63四、静态工作点的估算四、静态工作点的估算CCbbbBQVRRRU211eRBEQBQEQCQUUIIRe)(cCQCCCEQRIVU1EQBQII方法方法1：近似计算：近似计算2 - 5 - 64方法方法2：利用戴维宁定理，得到放大电路的等效电路。：利用戴维宁定理，得到放大电路的等效电路。2 - 5 - 65CCbbbBBVRRRV211+=Re)1 (bBEQBBBQRUUIRe)(cCQCCCEQRIVUBQCQII=21/bbbRRR

25、 根据输入回路得到电压方程：根据输入回路得到电压方程：ReEQBEQbBQBBIURIV2 - 5 - 66五、动态分析五、动态分析动态参数的计算动态参数的计算 1）当）当 Ce 存在时，存在时， 画出交流等效电路：画出交流等效电路： a、直流电源、直流电源Vcc短路；短路； b、电容、电容C短路；短路； c、T 微变等效。微变等效。Rb1+VCCRCC1C2Rb2CeReRLuiuo2 - 5 - 67放大电路的微变等效电路放大电路的微变等效电路+VCCuoRb1RCC1C2Rb2CeReRLui微变等效电路微变等效电路uoRb1RCRLuiRb2交流通路交流通路2 - 5 - 68放大电路

26、的微变等效电路放大电路的微变等效电路计算电路的动态参数：计算电路的动态参数：bebbirRRIiUiR/21CoRR beLurRUiUoA)/(LCLRRR 2 - 5 - 69电路的动态参数：电路的动态参数：bebbirRRR/21CoRR beLurRA )/(LCLRRR 2 - 5 - 70 2）当）当 Ce 不不存在时，存在时， 画出交流等效电路：画出交流等效电路： a、直流电源、直流电源Vcc短路；短路； b、电容、电容C 短路；短路； c、T 微变等效。微变等效。+VCCuoRb1RCC1C2Rb2CeReRLuiX2 - 5 - 71eeR)1 (RbbebiIrIIrIUb

27、ebeLcoRIU)/(LcLRRR eR)1 (berRUUALioue21R)1 (/berRRIURbbiiicoRR 放大电路的微放大电路的微变等效电路变等效电路: :计算电路的动态参数：计算电路的动态参数：2 - 5 - 72)/(LcLRRR eeRR)1 (LLuRrRAbee21R)1 (/berRRRbbicoRR 电路的动态参数：电路的动态参数：时：当berR)(e12 - 5 - 73eeRR)1 (LLuRrRAbee21R)1 (/berRRRbbicoRR 电路的动态参数比较：电路的动态参数比较：Ce 存在时：存在时：bebbirRRR/21CoRR beLurRACe 不存在时：不存在时：2 -