第9章基本放大电路

1、第第 9 章章 基本放大电路基本放大电路9.1 放大电路的工作原理放大电路的工作原理9.2 放大电路的静态分析放大电路的静态分析9.3 放大电路的动态分析放大电路的动态分析9.8 功率放大电路功率放大电路9.5 场效晶体管基本放大电路场效晶体管基本放大电路9.6 多级放大电路多级放大电路9.7 差分放大电路差分放大电路9.4 双极型晶体管基本放大电路双极型晶体管基本放大电路分析与思考分析与思考教学基本要求教学基本要求练习题练习题返回主页返回主页掌握掌握理解理解大写字母及大写下标，如大写字母及大写下标，如UBE表示直流信号；表示直流信号；小写字母及小写下标，如小写字母及小写下标，如uo 表示交流

2、信号；表示交流信号；大写字母及小写下标，如大写字母及小写下标，如Uo 表示交流信号有效值；表示交流信号有效值；小写字母大写下标，如小写字母大写下标，如uBE表示叠加的交直流信号。表示叠加的交直流信号。关于本章文字符号的约定关于本章文字符号的约定9.1 放大电路的工作原理放大电路的工作原理 放大器的作用：把微弱的电信号（电压、电流放大器的作用：把微弱的电信号（电压、电流和功率）放大到所需的量级。和功率）放大到所需的量级。（一）电路（一）电路下一节下一节上一页上一页下一页下一页返返 回回共发射极基本电路共发射极基本电路ECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+l各元件的作用各元件的作用

3、晶体管晶体管T-放大元件放大元件, , iC= iB。要保证集电要保证集电结反偏结反偏, ,发射结正偏发射结正偏, ,使晶体管工作在放使晶体管工作在放大区大区 。基极电源基极电源EB与基极与基极电阻电阻RB-使发射结使发射结 处于正偏，并提供处于正偏，并提供大小适当的基极电大小适当的基极电流。流。ECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+下一节下一节上一页上一页下一页下一页返返 回回集电极电源集电极电源EC -为为电路提供能量。并保电路提供能量。并保证集电结反偏。证集电结反偏。集电极电阻集电极电阻RC-将将电流放大转变为电电流放大转变为电压放大。压放大。耦合电容耦合电容C1 、C2

4、 -隔离输入、输出隔离输入、输出与放大电路的直流与放大电路的直流联系，使交流信号联系，使交流信号顺利输入、输出，顺利输入、输出，一般为微法级。一般为微法级。信信号号源源负载负载共发射极基本电路共发射极基本电路ECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+l各元件的作用各元件的作用下一节下一节上一页上一页下一页下一页返返 回回单电源供电电路单电源供电电路双电源共发射极基本电路双电源共发射极基本电路+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiEECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+uBEuCEiCiBiE直流量直流量：大写字母，大写下标大写字母

5、，大写下标，如如 IB交流量：小写字母，小写下标交流量：小写字母，小写下标，如如 ib混合量：小写字母，大写下标混合量：小写字母，大写下标，如如 iB下一节下一节上一页上一页下一页下一页返返 回回iB = IB + ib( (二二) )信号放大过程信号放大过程静态：未加输入信号时放大器的工作状态。静态：未加输入信号时放大器的工作状态。 动态：加上输入信号时放大器的工作状态。动态：加上输入信号时放大器的工作状态。下一节下一节上一页上一页下一页下一页返返 回回上一节上一节+UCCRBRCC1C2T+ui+uo+uBEuCEiCiBiE+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCE

6、iCiBiE静态：未加输入信号时放大器的工作状态。静态：未加输入信号时放大器的工作状态。 动态：加上输入信号时放大器的工作状态。动态：加上输入信号时放大器的工作状态。下一节下一节上一页上一页下一页下一页返返 回回上一节上一节 uCE = UCC iC RC uBE = UBE+ uiuCE = UCE+ uo分析与思考分析与思考下一节下一节上一页上一页下一页下一页返返 回回上一节上一节C1位置位置PNP型型Ucc；C极性极性下一节下一节上一页上一页下一页下一页返返 回回上一节上一节C极性极性直流通路直流通路( ( I IB B 、 I IC C 、 U UCECE ) )对直流信号电容对直流信

7、号电容 C C 可看作开路（即将电容断开）可看作开路（即将电容断开）断开断开断开断开+ +U UCCCCR RB BR RC CT T+ + +U UBEBEU UCECEI IC CI IB BI IE E+U+UCCCCR RS Se es sR RB BR RC CC C1 1C C2 2T T+ + + +R RL Lu ui i+ +u uo o+ + + +u uBEBEu uCECEi iC Ci iB Bi iE ER RB BR RC Cu ui iu uO OR RL LR RS Se es s+ + + +C C 可看作短路。直可看作短路。直流电源对交流可看流电源对交流可

8、看作短路。作短路。短路短路短路短路对地短路对地短路+U+UCCCCR RS Se es sR RB BR RC CC C1 1C C2 2T T+ + + +R RL Lu ui i+ +u uo o+ + + +u uBEBEu uCECEi iC Ci iB Bi iE E9.2 放大电路的静态分析放大电路的静态分析( (一一) )静态工作点的确定静态工作点的确定(1)(1)图解法图解法 静态工作点：在晶体三极管输入、输出特性上所静态工作点：在晶体三极管输入、输出特性上所对应的工作点对应的工作点 Q ( (I IB、IC、UCE ) )。由电路结构由电路结构 IB Q输入特性输入特性由由I

9、B值值 一条曲线一条曲线输出特性输出特性下一节下一节上一页上一页下一页下一页返返 回回上一节上一节直流负载线（直流负载线（UCEUCCICRC)相交相交 Q (2)(2)估算法估算法下一节下一节上一页上一页下一页下一页返返 回回上一节上一节BBECCB RUUI BCCBRUI BC II 当当UBE IB 通常取：通常取： I2（510 ）IB故故B 点电位基本被固定。点电位基本被固定。2B1B2BCCBRRRUU 下一节下一节上一页上一页下一页下一页返返 回回上一节上一节 共射放大电路共射放大电路分压偏置共射放大电路分压偏置共射放大电路(2)(2)静态分析静态分析下一节下一节上一页上一页下

10、一页下一页返返 回回上一节上一节iCC2B1B2BURRRVB EBEBECRUVII CB IIEECCCCCERIRIUU VBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSuS+ 对交流：对交流：旁路电旁路电容容 CE 将将R 短路短路， R 不起作用不起作用， Au，ri，ro与固定偏置电与固定偏置电路相同路相同。旁路电容旁路电容RB1RCC1C2RB2CERERL+UCCuiuo+RSuS+(3)(3)动态分析动态分析RB1RCC1C2RB2CERERL+UCCuiuo+RSuS+iUiIbIcIoUbISUbeLrRAu iB1B2be/rRRrCoRr

11、 RB1RCC1C2RB2CERERL+UCCuiuo+RSuS+eIiUiIbIcIoUbISUEbeL) 1(RrRAu EbeB2B1i)1 (R/R/Rrr CoRr eIiUiIbIcIoUbISU无旁路电容无旁路电容CE有旁路电容有旁路电容CEEbeL) 1(RrRAu Au减小减小beLrRAu EbeB2B1i)1 (R/R/Rrr CoRr beBir/Rr CoRr ri 提高提高ro不变不变分压式偏置电路分压式偏置电路下一节下一节上一页上一页下一页下一页返返 回回上一节上一节例例 电路如图所示，求：电路如图所示，求：(1) 放大器的静态工作点；放大器的静态工作点；(2)

12、画出放画出放大器的微变等效电路大器的微变等效电路 (有有CE、无、无CE )；(3) 放大器的电压放大倍放大器的电压放大倍数数 Au (有有CE、无、无CE)；(4) 放大器的输入、输出放大器的输入、输出电阻（有电阻（有CE、无、无CE）；（）；（5）若测得输出波形为）若测得输出波形为 判断放大器出现的是何种失真，如何消除失真？（判断放大器出现的是何种失真，如何消除失真？（6）若输入）若输入信号为信号为 ，输出正常波形，则，输出正常波形，则UO多大？多大？+_+UCCRERCCEIEICIBRB1RB2uouiRL3.3k180k20k1.3k3.3k20V解解（1）V2CC2B1B2BB U

13、RRRUmA1EBEBE RUUIV15.4EECCCCCE RIRIUUA20mA0.021EB IImA1BC II tuoO下一节下一节上一页上一页下一页下一页返返 回回上一节上一节mV3140sin210itu =50，硅管，硅管（2）+_RB1RB2RCRLrbeuiuoicib ibii有有CE：+_RB1RB2RCRLrbeuiuoicib ibiiRE无无CE：下一节下一节上一页上一页下一页下一页返返 回回上一节上一节（3 3）152626200Cbe Irk1.65/LCL RRR541.5261.6550beLu rRARB2uo+_RB1RCRLrbeuiicib ibi

14、i下一节下一节上一页上一页下一页下一页返返 回回上一节上一节无无CE：icibii+_RB1RB2RCRLrbeuiuo ibRE2 . 1)1(EbeLu RrRA 有有CE：（4 4）有有CE：+_RB1RB2RCRLrbeuiuoicib ibii无无CE：icibii+_RB1RB2RCRLrbeuiuo ibRE下一节下一节上一页上一页下一页下一页返返 回回上一节上一节 k5 . 1/bebeB2B1irrRRr k3 . 3CoRr k2 .14)1 (/EbeB2B1iRrRRr k3 . 3CoRr+_+UCCRERCCEIEICIBRB2RB1uouiRL3.3k180k20

15、k1.3k3.3k20V 若要消除失真必须改若要消除失真必须改变变RB1与与RB2的比例，适当的比例，适当抬高放大器的静态工作点，抬高放大器的静态工作点，如：适当调节如：适当调节RB1使其使其变变小，小，则抬高了则抬高了IB。（5）因为共射极单级放大器的）因为共射极单级放大器的 uo 与与 ui 反相，据反相，据 uo 的波形的波形可以判断出可以判断出 ui的波形为的波形为 因此可以判断出由于放大因此可以判断出由于放大器的器的静态工作点太低静态工作点太低，在，在 ui 的前半个周期当的前半个周期当 ui UBE 时，三时，三极管发生了截止，使极管发生了截止，使 uo 失真，因此该失真为截止失真

16、。失真，因此该失真为截止失真。 ui to下一节下一节上一页上一页下一页下一页返返 回回上一节上一节（6 6）54oiu UUAmV5401054uo iUAU（二）共集放大电路（二）共集放大电路(1) (1) 电路组成电路组成下一节下一节上一页上一页下一页下一页返返 回回上一节上一节+_+UCCRERBuouiC1C2 因对交流信号而言，集电极是输入与输出回因对交流信号而言，集电极是输入与输出回路的公共端，所以是路的公共端，所以是共集电极放大电路共集电极放大电路。 因从发射极输出，所以称射极输出器。因从发射极输出，所以称射极输出器。(2) (2) 静态分析静态分析下一节下一节上一页上一页下一

17、页下一页返返 回回上一节上一节EBBECCB)1(RRUUI BE)1(II EECCCERIUU +UCCRBR+UCE+UBEIIBICRB+UCCC1C2RRLui+uo+us+RSBCIILEL/ RRR LeoRIU Lb1RI ）（ LebebiRIrIU Lbbeb)1 (RIrI LbbebLb)1()1(RIrIRIAu LbeL)1(1RrR ）（rbeRBRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSiUbIcIoUbISUeIREiI(3) (3) 动态分析动态分析rbeRBRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSiUbIcIoUbISUeIREiI Lb

18、eBi)1 (/RrRr LEL/RRR iriiIUri bRiBIIU )(EebebiLRRIrIU/ / /)/()1 (EbbebLRRIrI)/)(1 (EbeibLRRrUIB BR RB BRUIibesbeo1rRrrSBS/RRR RrRr 1/sbeEosbeE) 1 ( RRr 通通常常：rbeRBRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSiUbIcIoUbISEeIREiIorbeorrLbeL) 1 () 1 (RrRAu LbeBi) 1(/RrRr besbeo1rRrr9.6 多级放大电路多级放大电路（一）多级放大电路（一）多级放大电路+_RE1RCR

19、B1RB2ui_+UCCRB3uoRE2图图 9.9.2 直接耦合直接耦合下一节下一节上一页上一页下一页下一页返返 回回上一节上一节+_RE1RCRB1RB2ui+_+UCCRB3uo+RE2+图图 9.9.1 阻容耦合阻容耦合（三）动态（三）动态(1)(1)电压放大倍数：电压放大倍数：2u1uuAAA 注：注：1o2S2i1L,rRrR (2)(2)输入电阻：输入电阻：1iirr (3)(3)输出电阻：输出电阻：2oorr （二）静态（二）静态阻容耦合式：阻容耦合式：由于耦合电容的隔直作用，各级有由于耦合电容的隔直作用，各级有各自独立各自独立 的静态工作点的静态工作点，可分别按前述方法求解。

20、，可分别按前述方法求解。直接耦合式：直接耦合式：由于前后级直接相连，故前后级的由于前后级直接相连，故前后级的工作点相工作点相 互制约互制约，必须配合妥当，不能独立求解各级，必须配合妥当，不能独立求解各级 静态工作点。静态工作点。1 ir1orSR信号源信号源放大电路放大电路ISUi1Ii1Ui1O1UAO1UO1I2ir2orLR负载负载放大电路放大电路IIi2Ii2Ui2O2UAO2UO2I零点漂移P263 电路结构对称，在理想的情况下，两管的特性及电路结构对称，在理想的情况下，两管的特性及对应电阻元件的参数值都相等。对应电阻元件的参数值都相等。差动放大电路是抑制零点漂移最有效的电路结构。差动放大电路是抑制零点漂移最有效的电路结构。 + +U UCCCCu uo ou ui1i1R RC CR RB2B2T T1 1R RB1B1R RC Cu ui2i2R RB2B2R RB1B1+ + + +T T2 2两个输入、两个输入、两个输出两个输出两管两管静态工静态工作点相同作点相同9.7 9.7 差分放大电路差分放大电路( (一一) ) 工作原理工作原理u uo o