第二章放大电路的基本原理

1、第二章第二章放大电路的基本原理放大电路的基本原理2.1放大的概念放大的概念2.2单管共发射极放大电路单管共发射极放大电路2.3放大电路的主要技术指标放大电路的主要技术指标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2.1放大的概念放大的概念本质：本质：实现能量的控制。实现能量的控制。在放大电路中提供一个能源，由能量较小的输入在放大电路中提供一个能源，由能量较小的输入信号控制这个能源，使之输出较大的能量，然后推动信号控制这个能源，使之输

2、出较大的能量，然后推动负载。负载。小能量对大能量的控制作用称为小能量对大能量的控制作用称为放大作用放大作用。放大的对象是放大的对象是变化量。变化量。元件：元件：双极型三极管和场效应管。双极型三极管和场效应管。2.2单管共发射极放大电路单管共发射极放大电路2.2.1单管共发射极放大电路的组成单管共发射极放大电路的组成图图 单管共射放大电路的单管共射放大电路的原理电路原理电路VT：NPN 型三极管，为放大元件；型三极管，为放大元件；VCC：为输出信号提供能量；为输出信号提供能量；RC：当当 iC 通过通过 Rc，将，将电流的变化转化为集电极电流的变化转化为集电极电压的变化，传送到电路电压的变化，传

3、送到电路的输出端；的输出端；VBB 、Rb：为发射结提为发射结提供正向偏置电压，提供静供正向偏置电压，提供静态基极电流态基极电流( (静态基流静态基流) )。2.2.2单管共发射极放大电路的单管共发射极放大电路的工作原理工作原理一、放大作用：一、放大作用：图图 单管共射放大电路的单管共射放大电路的原理电路原理电路 )( )(CCCEOBCBBERiuuiiiuu 实现了放大作用。实现了放大作用。 Ouu 二、组成放大电路的原则：二、组成放大电路的原则：1. 外加直流电源的外加直流电源的极性必须使发射结正偏，极性必须使发射结正偏，集电结反偏。则有：集电结反偏。则有：BCii 2. 输入回路的接法

4、应使输入电压输入回路的接法应使输入电压 u 能够传送到三能够传送到三极管的基极回路，使基极电流产生相应的变化量极管的基极回路，使基极电流产生相应的变化量 iB。3. 输出回路的接法应使变化量输出回路的接法应使变化量 iC 能够转化为变化能够转化为变化量量 uCE，并传送到放大电路的输出端。，并传送到放大电路的输出端。三、原理电路的缺点：三、原理电路的缺点：1. 双电源供电；双电源供电； 2. uI、uO 不共地。不共地。四、单管共射放大电路四、单管共射放大电路图图 单管共射放大电路单管共射放大电路C1 、C2 ：为隔直电容或耦合电容；为隔直电容或耦合电容； RL：为负载电阻。为负载电阻。该电路

5、也称该电路也称阻容耦合阻容耦合单管共射放大电路。单管共射放大电路。2.3放大电路的主要技术指标放大电路的主要技术指标图图 放大电路技术指标测试示意图放大电路技术指标测试示意图一、放大倍数一、放大倍数) )( (电压放大倍数电压放大倍数uA ioUUAu ) )( (iA 电流放大倍数ioIIAi 二、最大输出幅度二、最大输出幅度在输出波形没有明显失真情况下放大电路能够提供在输出波形没有明显失真情况下放大电路能够提供给负载的最大输出电压给负载的最大输出电压( (或最大输出电流或最大输出电流) )可用峰可用峰-峰值表峰值表示，或有效值表示示，或有效值表示( (Uom 、Iom) )。三、非线性失真

6、系数三、非线性失真系数 D四、输入电阻四、输入电阻 Ri所有谐波总量与基波成分之比，即所有谐波总量与基波成分之比，即12322UUUD 从放大电路输入端看进去的等从放大电路输入端看进去的等效电阻。效电阻。iiiIUR 五、输出电阻五、输出电阻 Ro从放大电路输出端看进去的等效电阻。从放大电路输出端看进去的等效电阻。测量测量 Ro： LS0oooRUIUR输入端正弦电压输入端正弦电压 ，分别测量空载和输出端接负载，分别测量空载和输出端接负载 RL 的输出电压的输出电压 、 。oU iUoULooo)1(RUUR 输出电阻愈小，带载能力愈强。输出电阻愈小，带载能力愈强。LoLooRRRUU Aum

7、六、通频带六、通频带BWm21uA七、最大输出功率与效率七、最大输出功率与效率 输出不产生明显失真的最大输出功率。用符号输出不产生明显失真的最大输出功率。用符号 Pom表示。表示。VomPP ：效率：效率PV：直流电源消耗的功率：直流电源消耗的功率fL fHfL：下限频率：下限频率fH：上限频率：上限频率图图 2.3.2交流通路交流通路2.4放大电路的基本分析方法放大电路的基本分析方法基本分析方法两种基本分析方法两种图解法图解法微变等效电路法微变等效电路法2.4.1直流通路与交流通路直流通路与交流通路图图 原电路原电路直流通路直流通路2.4.2静态工作点的近似计算静态工作点的近似计算bceIB

8、QICQ UCEQbBEQCCBQRUVI 硅管硅管 UBEQ = (0.6 0.8) V锗管锗管 UBEQ = (0.1 0.2) VICQ IBQUCEQ = VCC ICQ RC【例例】图示单管共射放大电路中，图示单管共射放大电路中，VCC = 12 V，Rc = 3 k ，Rb = 280 k ，NPN 硅管的硅管的 = 50，试估算静，试估算静态工作点。态工作点。解：解：设设 UBEQ = 0.7 VA 40mA )2807.012(bBEQCCBQ RUVIICQ IBQ = (50 0.04) mA = 2 mAUCEQ = VCC ICQ Rc = (12 2 3)V = 6

9、V2.4.3图解法图解法在三极管的输入、输出特性曲线上直接用作图的方在三极管的输入、输出特性曲线上直接用作图的方法求解放大电路的工作情况。法求解放大电路的工作情况。一、图解法的过程一、图解法的过程( (一一) )图解分析静态图解分析静态1. 先用估算的方法计算输入回路先用估算的方法计算输入回路 IBQ、 UBEQ。2. 用图解法确定输出回路静态值用图解法确定输出回路静态值方法：方法：根据根据 uCE = VCC iCRc 式确定两个特殊点式确定两个特殊点cCCCCECCCEC 0 0 RViuVui 时，时，当当时，时，当当输出回路输出回路输出特性输出特性CCCCCECCCEC0 0 RViu

10、Vui ，直流负载线直流负载线Q由静态工作点由静态工作点 Q 确 定 的确 定 的 IC Q、UCEQ 为静态值。为静态值。【例例】图示单管共射放大电路及特性曲线中，已知图示单管共射放大电路及特性曲线中，已知 Rb = 280 k ，Rc = 3 k ，集电极直流电源，集电极直流电源 VCC = 12 V，试用图解法确定静态工作点。试用图解法确定静态工作点。解：解：首先估算首先估算 IBQA 40mA)2807 . 012(bBEQCCBQ RUVI做直流负载线，确定做直流负载线，确定 Q 点点根据根据 UCEQ = VCC ICQ RciC = 0，uCE = 12 V ；uCE = 0，i

11、C = 4 mA .0iB = 0 A20 A40 A60 A80 A134224681012MQIBQ = 40 A ，ICQ = 2 mA，UCEQ = 6 V.uCE /V由由 Q 点确定静态值为：点确定静态值为：iC /mA( (二二) ) 图解分析动态图解分析动态1. 交流通路的输出回路交流通路的输出回路 输出通路的外电路是输出通路的外电路是 Rc 和和 RL 的并联。的并联。2. 交流负载线交流负载线交流负载线交流负载线交流负载线斜率为：交流负载线斜率为：LCLL/ 1RRRR ，其中，其中OIBiC / mAuCE /VQ3. 动态工作情况图解分析动态工作情况图解分析图图 输入回

12、路工作情况输入回路工作情况0.680.72 uBE iBtQ000.7t6040200uBE/ViB / AuBE/ViBUBE交流负载线交流负载线直流负载线直流负载线4.57.5 uCE912t0ICQiC / mA0IB = 4 0 A2060804Q260uCE/ViC / mA0tuCE/VUCEQ iC图图 输出回路工输出回路工作情况分析作情况分析4. 电压放大倍数电压放大倍数BECEIOuuuuAu 【例例】用图解法求图示电路电压放大倍数。输入、输用图解法求图示电路电压放大倍数。输入、输出特性曲线如右图，出特性曲线如右图，RL = 3 k 。 uCE = (4.5 7.5) V =

13、 3 V uBE = (0.72 0.68) V = 0.04 V解：解：求求 确定交流负载线确定交流负载线LR k 5 . 1/LCLRRR取取 iB = (60 20) A = 40 A则输入、输出特性曲线上有则输入、输出特性曲线上有7504. 03BECE uuAu单管共射放大电路单管共射放大电路当输入正弦波当输入正弦波 uI 时，时，放大电路中相应的放大电路中相应的 uBE、iB、iC、uCE、uO 波形。波形。图图 单管共射放大电路的电压单管共射放大电路的电压电流波形电流波形 二、图解法的应用二、图解法的应用( (一一) )用图解法分析非线性失真用图解法分析非线性失真1. 静态工作点

14、静态工作点过低，引起过低，引起 iB、iC、uCE 的波形失真的波形失真ibui结论：结论：iB 波形失真波形失真OQOttOuBE/ViB / AuBE/ViB / AIBQ 截止失真截止失真iC 、 uCE ( (uo ) )波形失真波形失真NPN 管截止失真时管截止失真时的输出的输出 uo 波形。波形。uo = uceOiCtOOQ tuCE/VuCE/ViC / mAICQUCEQOIB = 0QtOO NPN 管管 uo波形波形tiCuCE/VuCE/ViC / mAuo = uceib( (不失真不失真) )ICQUCEQ2. Q 点过高，引起点过高，引起 iC、uCE的波形失真的

15、波形失真饱和失真饱和失真( (二二) )用图解法估算最大输出幅度用图解法估算最大输出幅度OiB = 0QuCE/ViC / mAACBDE交流负载线交流负载线 输出波形没有输出波形没有明显失真时能够输明显失真时能够输出最大电压。即输出最大电压。即输出特性的出特性的 A、B 所所限定的范围。限定的范围。22omDECDU Q 尽量设在线段尽量设在线段 AB 的中点。则的中点。则 AQ = QB，CD = DE( (三三) )用图解法分析电路参数对静态工作点的影响用图解法分析电路参数对静态工作点的影响1. 改变改变 Rb，保持，保持VCC ，Rc ， 不变；不变；OIBiCuCE Q1Rb 增大，

16、增大，Rb 减小，减小，Q 点下移；点下移；Q 点上移；点上移；Q2OIBiCuCE Q1Q32. 改变改变 VCC，保持，保持 Rb，Rc ， 不变；不变； 升高升高 VCC，直流负载线平，直流负载线平行右移，动态工作范围增大，行右移，动态工作范围增大，但管子的动态功耗也增大。但管子的动态功耗也增大。Q23. 改变改变 Rc，保持，保持 Rb，VCC ， 不变；不变；4. 改变改变 ，保持保持 Rb，Rc ，VCC 不变；不变；增大增大 Rc ，直流负载，直流负载线斜率改变，则线斜率改变，则 Q 点向点向饱和区移近。饱和区移近。OIBiCuCE Q1Q2OIBiCuCE Q1Q2增大增大 ，

17、IC Q 增大，增大，UCEQ 减小，则减小，则 Q 点移近饱点移近饱和区。和区。图解法小结图解法小结1. 能够形象地显示静态工作点的位置与非线性能够形象地显示静态工作点的位置与非线性失真的关系；失真的关系；2. 方便估算最大输出幅值的数值；方便估算最大输出幅值的数值；3. 可直观表示电路参数对静态工作点的影响；可直观表示电路参数对静态工作点的影响；4. 有利于对静态工作点有利于对静态工作点 Q 的检测等。的检测等。2.4.4微变等效电路法微变等效电路法 晶体管在小信号晶体管在小信号( (微变量微变量) )情况下工作时，可以在静情况下工作时，可以在静态工作点附近的小范围内态工作点附近的小范围内

18、用直线段近似地代替三极管的用直线段近似地代替三极管的特性曲线特性曲线，三极管就可以，三极管就可以等效为一个线性元件等效为一个线性元件。这样就。这样就可以将非线性元件晶体管所组成的放大电路等效为一个可以将非线性元件晶体管所组成的放大电路等效为一个线性电路。线性电路。微变等效条件微变等效条件研究的对象仅仅是研究的对象仅仅是变化量变化量信号的信号的变化范围很小变化范围很小一、简化的一、简化的 h 参数微变等效电路参数微变等效电路( (一一) ) 三极管的微变等效电路三极管的微变等效电路 iB uBE 晶体管的输入特性曲线晶体管的输入特性曲线 常数常数 CEBBEbeUiurrbe ：晶体管的输入电阻

19、。：晶体管的输入电阻。 在小信号的条件下，在小信号的条件下，rbe是一常是一常数。晶体管的输入电路可用数。晶体管的输入电路可用 rbe 等效等效代替。代替。1. 输入电路输入电路Q 点附近的工作段点附近的工作段近似地看成直线近似地看成直线 可认为可认为 uBE 与与 iB 成正比成正比QOiB uBE 2. 输出电路输出电路假设在假设在 Q 点附近特性曲线基本上是水平的点附近特性曲线基本上是水平的( ( iC 与与 uCE无关无关) )，数量关系上，数量关系上， iC 比比 iB 大大 倍；倍； iB iB从三极管输出端看，从三极管输出端看，可以用可以用 iB 恒流源代恒流源代替三极管；替三极

20、管；该恒流源为受控源；该恒流源为受控源；为为 iB 对对 iC 的控制。的控制。uCE QiC O3. 三极管的简化参数等效电路三极管的简化参数等效电路注意：注意：这里忽略了这里忽略了 uCE 对对 iC与输出特性的影响，在与输出特性的影响，在大多数情况下，简化的微变等效电路对于工程计算来说大多数情况下，简化的微变等效电路对于工程计算来说误差很小。误差很小。图图 三极管的简化三极管的简化 h 参数等效电路参数等效电路cbe + uBE + uCE iC iBebcrbe iB+ uBE + uCE iC iB4. 电压放大倍数电压放大倍数 Au；输入电阻输入电阻 Ri、输出电阻、输出电阻 RO

21、C1RcRb+VCCC2RL+VT+ iUOUbebirIU而 LbLcoRIRIUio UUAubeLio rRUUAu所以)/(LcLRRR Ri = rbe / Rb ，Ro = RcoUrbe ebcRcRLRbbIcIbI + + iU图图 单管共射放大电路的等效电路单管共射放大电路的等效电路( (二二) ) rbe 的近似估算公式的近似估算公式rbb ：基区体电阻。基区体电阻。re b ：基射之间结电阻。基射之间结电阻。欧欧姆姆，可可忽忽略略。只只有有几几：发发射射区区体体电电阻阻，一一般般 er EQEQbe26IIUrT EQbbBBEbe26)1(ddIriur 低频、小功率

22、管低频、小功率管 rbb 约为约为 300 。UT ：温度电压当量。：温度电压当量。c beiBiCiEbb rbe rer e b 电流放大倍数与电压放大倍数之间关系电流放大倍数与电压放大倍数之间关系讨论讨论1. 当当 IEQ 一定时，一定时， 愈大则愈大则 rbe 也愈大，选用也愈大，选用 值较大的三极管其值较大的三极管其 Au 并不能按比例地提高；并不能按比例地提高；EQbeL26)1(300beIrrRAu 因：因：2. 当当 值一定时，值一定时，IEQ 愈大则愈大则 rbe 愈小，可以得愈小，可以得到较大的到较大的 Au ，这种方法比较有效。，这种方法比较有效。 ( (三三) ) 等

23、效电路法的步骤等效电路法的步骤( (归纳归纳) )1. 首先利用图解法或近似估算法确定放大电路首先利用图解法或近似估算法确定放大电路的静态工作点的静态工作点 Q 。2. 求出静态工作点处的微变等效电路参数求出静态工作点处的微变等效电路参数 和和 rbe 。3. 画出放大电路的微变等效电路。可先画出三画出放大电路的微变等效电路。可先画出三极管的等效电路，然后画出放大电路其余部分的交极管的等效电路，然后画出放大电路其余部分的交流通路。流通路。4. 列出电路方程并求解。列出电路方程并求解。二、二、 微变等效电路法的应用微变等效电路法的应用uA . 1 计算电压放大倍数计算电压放大倍数例：接有发射极电

24、阻的单管放大电路，计算电压放例：接有发射极电阻的单管放大电路，计算电压放大倍数和输入、输出电阻。大倍数和输入、输出电阻。C1RcRb+VCCC2RL+VT+ iUOURerbe bcRcRLRboUbIcIbI + ReeIe+ iU图图 接有发射极电阻的放大电路接有发射极电阻的放大电路rbe bcRcRLRboUbIcIbI + ReeIe+ iU根据微变等效电路列方程根据微变等效电路列方程eebebiRIrIU be)1( II 其中其中LbLCO RIRIU 而而ebeLiO)1(RrRUUAu eLRRAu 引入发射极电阻引入发射极电阻后，后， 降低了。降低了。uA若满足若满足(1 +

25、 ) Re rbe 与三极管的参数与三极管的参数 、rbe 无关。无关。uA2. 放大电路的输入电阻放大电路的输入电阻 bebeiii/)1(RRrIUR 引 入引 入 Re 后，输入电阻后，输入电阻增大了。增大了。3. 放大电路的输出电阻放大电路的输出电阻coRR rbe ebcRcRLRboUbIcIbI + + ReeIcIrbe bcRcRbbIbI ReeIe将放大电路的输入将放大电路的输入端短路，负载电阻端短路，负载电阻 RL 开开路路 ，忽略，忽略 c 、e 之间的之间的内电阻内电阻 rce 。RLiU讨论讨论引入引入 Re 后对输出电阻的影响。后对输出电阻的影响。cIrbe e

26、bcRcRbbIbI ReeIrce oU+_OIbceeOCCCOO IrUUIIRUI 其中其中beebi0 rUIU ，因为因为ebececeeCbececeOebececeObeceeceOC)1()1()1(RrrrURIrrrUUrrrUrUrUrUIOe beee/ rRR 式中式中图图 求图求图 2.4.14( (a) )电路电路输出电阻的等效电路输出电阻的等效电路将将 代入代入 式，放大电路输出电阻为式，放大电路输出电阻为C I ccooIRUI ebecececooo)1(/RrrrRIUR 上式中，通常上式中，通常 ，故可简化为，故可简化为1becerr )(/ebece

27、cecoRrrrRR 如果如果 Re = 0 ，但考虑，但考虑 rce 的作用，则的作用，则ceco/rRR 显然，接入显然，接入 Re 后，三极管集电极至公共端之间的后，三极管集电极至公共端之间的等效电阻大大提高了。等效电阻大大提高了。2.5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 三极管是一种对温度十分敏感的元件。温度变化对管三极管是一种对温度十分敏感的元件。温度变化对管子参数的影响主要表现有：子参数的影响主要表现有： 1. UBE 改变。改变。UBE 的温度系数约为的温度系数约为 2 mV/ C，即温度，即温度每升高每升高 1 C，UBE 约

28、下降约下降 2 mV 。 2. 改变。改变。温度每升高温度每升高 1 C， 值约增加值约增加 0.5% 1 %， 温度系数分散性较大。温度系数分散性较大。 3. ICBO 改变。改变。温度每升高温度每升高 10 C ，ICBQ 大致将增加一大致将增加一倍，说明倍，说明 ICBQ 将随温度按指数规律上升。将随温度按指数规律上升。温度升高将导致温度升高将导致 IC 增大，增大，Q 上移。波形容易失真。上移。波形容易失真。iCuCEOiBQCCCRVVCCQ T = 20 C T = 50 C图图 温度对温度对 Q 点和输出波形点和输出波形的影响的影响2.5.2静态工作点稳定电路静态工作点稳定电路一

29、、电路组成一、电路组成分压式偏置电路分压式偏置电路C1RcRb2+VCCC2RL+ +CeuoRb1ReiBiCiEiRuiuEuB图图 分压式工作点稳定电路分压式工作点稳定电路由于由于 UBQ 不随温度变化，不随温度变化，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T ICQ IEQ UEQ UBEQ ( (= UBQ UEQ) ) IBQ ICQ 说明：说明：1. Re 愈大，同样的愈大，同样的 IEQ 产生的产生的 UEQ 愈大，则愈大，则温度稳定性愈好。但温度稳定性愈好。但 Re 增大，增大，UEQ 增大，要保持输增大，要保持输出量不变，必须增大出量不变，必须增大 VCC。2.

30、 接入接入 Re ，电压放大倍数将大大降低。在，电压放大倍数将大大降低。在 Re 两端并联大电容两端并联大电容 Ce ，交流电压降可以忽略，则，交流电压降可以忽略，则 Au 基基本无影响。本无影响。 Ce 称旁路电容称旁路电容3. 要保证要保证 UBQ 基本稳定，基本稳定，IR IBQ，则需要，则需要 Rb1、Rb2 小一些，但这会使电阻消耗功率增大，且电路的小一些，但这会使电阻消耗功率增大，且电路的输入电阻降低。实际选用输入电阻降低。实际选用 Rb1、Rb2 值，取值，取 IR = (5 10)IBQ，UBQ = (5 10)UBEQ。二、静态与动态分析二、静态与动态分析静态分析静态分析C1

31、RcRb2+VCCC2RL+ +CeuoRb1ReiBiCiEiRuiuEuB由于由于 IR IBQ， 可得可得( (估算估算) )CCb2b1b1BQVRRRU eBEQBQeEQEQCQ RUURUII 则则)(ecCQCCeEQcCQCCCEQRRIVRIRIVU 静态基极电流静态基极电流 CQBQII 动态分析动态分析C1RcRb2+VCCC2RL+ +CeuoRb1ReiBiCiEiRuirbe ebcRcRLoUbIcIiUbI + + Rb2Rb1RcRb2+VCCRL+ uiuoRb1Re beLrRAu LcL/ RRR cob2b1bei/RRRRrR 2.6放大电路的三种

32、基本组态放大电路的三种基本组态三种基本接法三种基本接法共射组态共射组态共集组态共集组态共基组态共基组态2.6.1共集电极放大电路共集电极放大电路C1Rb+VCCC2RL+Re+RS+sUoUiUoUsU +_ _+rbeSR eR iIbIeIoIbeccIbI ( (b) )等效电路等效电路为射极输出器为射极输出器图图 共集电极放大电路共集电极放大电路( (a) )电路图电路图一、静态工作点一、静态工作点C1Rb+VCCC2RL+Re+RS+SUOU由基极回路求得静态基极电流由基极回路求得静态基极电流ebBEQCCBQ)1(RRUVI BQCQII 则则eCQCCeEQCCCEQRIVRIV

33、U ( (a) )电路图电路图图图 共集电极放大电路共集电极放大电路二、电流放大倍数二、电流放大倍数biII eoII )1(beioi IIIIA所以所以三、电压放大倍数三、电压放大倍数ebeeo)1(RIRIU ebbebeebebi)1(RIrIRIrIU ebeeio)1 ()1 (RrRUUAuLee/ RRR 结论：电压放大倍数恒小于结论：电压放大倍数恒小于 1，而接近，而接近 1，且输出电，且输出电压与输入电压同相，又称压与输入电压同相，又称射极跟随器。射极跟随器。iUOUSU +_+rbeSR eR iIbIeIoIbeccIbI ( (b) )等效电路等效电路四、输入电阻四、

34、输入电阻eebebiRIrIU ebeiii)1(RrIUR iUOUSU +_+rbeSR eR iIbIeIoIbeccIbI 输入电阻较大。输入电阻较大。Ri五、输出电阻五、输出电阻OU+_rbeSR bIeIoIbeccIbI bsssbebo/ )( RRRRrIU 式中式中 1)1(sbeooobeoRrIURIII所以所以而而 输出电阻低，故带载能力比较强。输出电阻低，故带载能力比较强。Ro图图 求射极输出器求射极输出器 Ro 的的等效电路等效电路2.6.2共基极放大电路共基极放大电路图图 共基极放大电路共基极放大电路( (a) )原理电路原理电路VEE 保证发射结正偏；保证发射

35、结正偏；VCC 保证集电结反偏；三极管保证集电结反偏；三极管工作在放大区。工作在放大区。( (b) )实际电路实际电路实际电路采用一个电实际电路采用一个电源源 VCC ，用，用 Rb1、Rb2 分分压提供基极正偏电压。压提供基极正偏电压。C1C2+_+_OUiUReVEEVCCRcRLVTC1C2OUVCCRb2Rb1+_ReCbRLiURc一、静态工作点一、静态工作点( (IBQ , ICQ , UCEQ) )图图 实际电路实际电路C1C2OUVCCRb2Rb1+_ReCbRLiURcCQBEQCCb2b1b1eeBEQBQEQ)(1IUVRRRRRUUI 1EQBQII)(ecCQCCeE

36、QcCQCCCEQRRIVRIRIVU 二、电流放大倍数二、电流放大倍数微变等效电路微变等效电路由图可得：由图可得：coei,IIII 所以所以 ecioIIIIAi由于由于 小于小于 1 而近似等于而近似等于 1 ，所以共基极放电电路，所以共基极放电电路没有电流放大作用。没有电流放大作用。+_+_OUiURerbeLR iIeICIOIbIbI bec图图 共基极放大电路的等效电路共基极放大电路的等效电路三、电压放大倍数三、电压放大倍数+_+_OUiURerbeLR iIeICIOIbIbI bec由微变等效电路可得由微变等效电路可得beLioLbobebi rRUUARIUrIUu 所以所

37、以共基极放大电路没有电流放大作用，但是共基极放大电路没有电流放大作用，但是具有电压放具有电压放大作用大作用。电压放大倍数与共射电路相等，但没有负号，说。电压放大倍数与共射电路相等，但没有负号，说明该电路明该电路输入、输出信号同相位。输入、输出信号同相位。四、输入电阻四、输入电阻暂不考虑电阻暂不考虑电阻 Re 的作用的作用 1)1(bebbebiiirIrIIUR五、输出电阻五、输出电阻暂不考虑电阻暂不考虑电阻 Re 的作用的作用 Ro rcb . 已知共射输出电阻已知共射输出电阻 rce ，而，而 rcb 比比 rce大大 得多，可认为得多，可认为rcb (1 + )rce如果考虑集电极负载电

38、阻，则共基极放大电路的输如果考虑集电极负载电阻，则共基极放大电路的输出电阻为出电阻为Ro = Rc / rcb Rc2.6.3三种基本组态的比较三种基本组态的比较大大( (数值同共射数值同共射电路，但同相电路，但同相) )小小( (小于、近于小于、近于 1 ) )大大( (十几十几 一几百一几百) ) 小小 大大( (几十几十 一百以上一百以上) ) 大大( (几十几十 一百以上一百以上) )电电路路组态组态性能性能共共 射射 组组 态态共共 集集 组组 态态共共 基基 组组 态态C1C2OUVCCRb2Rb1+_ReCbRLiUC1Rb+VCCC2RL+Re+iUOUC1Rb+VCCC2RL

39、+iUOURciAuA )1( beLrR ebee)1()1(RrR beLrR 2.6.3三种基本组态的比较三种基本组态的比较 频率频率响应响应大大( (几百千欧几百千欧 几兆欧几兆欧) )小小( (几欧几欧 几十欧几十欧) )中中( (几十千欧几十千欧几百千欧几百千欧) )rce小小( (几欧几欧 几十欧几十欧) )大大( (几十千欧以上几十千欧以上) )中中(几百欧几百欧几千欧几千欧) rbe组态组态性能性能共共 射射 组组 态态共共 集集 组组 态态共共 基基 组组 态态iRoR 1sbeRrce)1(r 1berebe)1(Rr 差差较好较好好好2.8多级放大电路多级放大电路2.8

40、.1多级放大电路的耦合方式多级放大电路的耦合方式三种耦合方式三种耦合方式阻容耦合阻容耦合直接耦合直接耦合变压器耦合变压器耦合一、阻容耦合一、阻容耦合图图 阻容耦合放大电路阻容耦合放大电路C1RC1Rb1+VCCC2RL+VT1+ iUoU+Rc2Rb2C3VT2+第第 一一 级级第第 二二 级级优点：优点：(1) (1) 前、后级直流电路互不相通，静态工作点相前、后级直流电路互不相通，静态工作点相互独立；互独立；(2) (2) 选择足够大电容，可以做到前一级输出信号选择足够大电容，可以做到前一级输出信号几乎不衰减地加到后一级输入端，使信号得到充分利几乎不衰减地加到后一级输入端，使信号得到充分利

41、用。用。不足：不足： (1) (1) 不适合传送缓慢变化的信号；不适合传送缓慢变化的信号；(2) (2) 无法实现线性集成电路。无法实现线性集成电路。二、直接耦合二、直接耦合Rc1Rb1+VCC+VT1+ iUOURc2Rb2VT2图图 两个单管放大电路简单的直接耦合两个单管放大电路简单的直接耦合特点：特点：( (1) ) 可以放大交流和可以放大交流和缓慢变化及直流信号；缓慢变化及直流信号；( (2) ) 便于集成化。便于集成化。( (3) )各级静态工作点互相影各级静态工作点互相影响；基极和集电极电位会随着响；基极和集电极电位会随着级数增加而上升；级数增加而上升；( (4) )零点漂移。零点

42、漂移。1. 解决合适静态工作点的几种办法解决合适静态工作点的几种办法改进电路改进电路( (a) )电路中接入电路中接入 Re2，保证第一级集电极有保证第一级集电极有较高的静态电位，但较高的静态电位，但第二级放大倍数严重第二级放大倍数严重下降。下降。 改进电路改进电路( (b) )稳压管动态电阻稳压管动态电阻很小，可以使第二级很小，可以使第二级的放大倍数损失小。的放大倍数损失小。但集电极电压变化范但集电极电压变化范围减小。围减小。VDZRc1Rb1+VCC+VT1+ iUOURc2RVT2( (b) )Rc1Rb1+VCC+VT1+ iUOURc2Re2VT2( (a) )改进电路改进电路( (

43、c) )+VCCRc1Rb1+VT1+ iUOURc2Rb2VT2VDz改进电路改进电路( (d) ) 可降低第二级的可降低第二级的集电极电位，又不损集电极电位，又不损失放大倍数。但稳压失放大倍数。但稳压管噪声较大。管噪声较大。可获得合适的工可获得合适的工作点。为经常采用的作点。为经常采用的方式。方式。( (c) )Rc1Rb1+VCC+VT1+ iUOURe2Rc2VT2 ( (d) )图图 直接耦合方式实例直接耦合方式实例【例例】图示两级直接耦合放大电路中，已知：图示两级直接耦合放大电路中，已知：Rb1 = 240 k ，Rc1 = 3.9 k ，Rc2 = 500 ，稳压管，稳压管 VD

44、z 的工作的工作电压电压 UZ = 4 V，三极管，三极管 VT1 的的 1 = 45，VT2 的的 2 = 40，VCC = 24 V，试计算各级静态工作点。试计算各级静态工作点。图图 例题的电路例题的电路Rc1Rb1+VCC+VT1+ Rc2VT2VDzuIuOiB1iC1iRc1iB2iC2解：设解：设 UBEQ1 = UBEQ2 = 0.7 V，则则UCQ1 = UBEQ2 + Uz = 4.7 VmA 4.95mA )9 . 37 . 424(c1CQ1CCc1 RUVIRmA1 . 0mA)2407 . 024(b1BEQ1CCBQ1 RUVI如如 ICQ1 由于温度的由于温度的升

45、高而增加升高而增加 1%，计算静态输出电压，计算静态输出电压 的变化。的变化。ICQ1 = 1 IBQ1 = 4.5 mAIBQ2 = IRc1 ICQ1 = (4.95 4.5 ) mA = 0.45 mAICQ2 = 2 IBQ2 = (40 0.45 ) mA = 18 mAUO= UCQ2 = VCC ICQ2RC2= (24 18 0.5 ) V = 15 V UCEQ2 = UCQ2 UEQ2 = ( 15 4 ) V = 11 V当当 ICQ1 增加增加 1% 时，即时，即ICQ1 = (4.5 1.01) mA = 4.545 mAIBQ2 = (4.95 4.545) mA

46、= 0.405 mAICQ2 = (40 0.405) mA = 16.2 mAUO = UCQ2 = (24 16.2 0.5)V = 15.9 V比原来升高了比原来升高了 0.9 V ， 约升高约升高 6%。2. 零点漂移零点漂移直接耦合时，输入电压为零，但输出电压离开零点，直接耦合时，输入电压为零，但输出电压离开零点，并缓慢地发生不规则变化的现象。并缓慢地发生不规则变化的现象。原因：原因：放大器件的参数受温度影响而使放大器件的参数受温度影响而使 Q 点不稳定。点不稳定。图图 零点漂移现象零点漂移现象uOtOuItO放大电路级数愈多，放放大电路级数愈多，放大倍数愈高，零点漂移问题大倍数愈高，零点漂移问题愈严重。愈严重。抑制零点漂移的措施：抑制零点漂移的措施：( (1) ) 引入直流负反馈以稳定引入直流负反馈以稳定 Q 点；点；( (2) ) 利用热敏元件补偿放大器的零漂；利用热敏元件补偿放大器的零漂；图图 利用热敏元件补偿零漂利用热敏元件补偿零漂R2R1+VCC+VT2+ RcVT1uIuOiC1ReRuB1( (