第五章 基本放大电路(5.1-5.2)

1、第二节第二节 放大电路的基本分析方法放大电路的基本分析方法 第三节第三节 静态工作点稳定电路静态工作点稳定电路第五章第五章 基本放大电路基本放大电路第六节第六节 场效应管放大电场效应管放大电路路 第五节第五节 多级放大电路多级放大电路第四节第四节 射极输出器射极输出器第一节第一节 放大电路的基本概念放大电路的基本概念第一节第一节 放大电路的基本概念放大电路的基本概念一一 、概论、概论（什么是放大电路？）（什么是放大电路？）二、二、 放大电路的组成放大电路的组成三、三、 放大电路的放大电路的工工作情况作情况四、放大电路的性能指标四、放大电路的性能指标一、一、 放大的概念放大的概念电子学中放大的目

2、的是将微弱的电子学中放大的目的是将微弱的变化信号变化信号放大放大成较大的信号。这里所讲的主要是电压放大电路。成较大的信号。这里所讲的主要是电压放大电路。电压放大电路可以用有输入口和输出口的四电压放大电路可以用有输入口和输出口的四端网络表示，如图：端网络表示，如图：uiuoAu二、放大电路的组成二、放大电路的组成三极管放三极管放大电路有大电路有三种形式三种形式共射放大器共射放大器以共射放以共射放大器为例大器为例讲解工作讲解工作原理原理共基放大器共基放大器共集放大器共集放大器1、 电路的组成电路的组成放大元件放大元件iC= iB，工作在放大区，工作在放大区，要保证集电结反要保证集电结反偏，发射结正

3、偏。偏，发射结正偏。uiuo输入输入输出输出参考点参考点RB+ECEBRCC1C2T作用：作用：使发射使发射结正偏，并提结正偏，并提供适当的静态供适当的静态工作点。工作点。RB+ECEBRCC1C2T基极电源与基极电源与基极电阻基极电阻集电极电源，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。RB+ECEBRCC1C2T集电极电阻，集电极电阻，将变化的电流将变化的电流转变为变化的转变为变化的电压。电压。作用：作用：隔离输入隔离输入输出与电路直流输出与电路直流的联系，同时能的联系，同时能使信号顺利输入使信号顺利输入输出。输出。耦合电容：电解电耦合电容：电解电容，

4、有极性。容，有极性。大小为大小为10 F50 F耦合电容：电解电耦合电容：电解电容，有极性。容，有极性。大小为大小为10 F50 F可以省去可以省去电路改进：采用单电源供电电路改进：采用单电源供电RB+ECEBRCC1C2T单电源供电电路单电源供电电路+ECRCC1C2TRBECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+uBEuCEiCiBiEECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+uBEuCEiCiBiE 放大电路不失真的放大信号，放大电路放大电路不失真的放大信号，放大电路必须遵循的原则：必须遵循的原则：1、使晶体管处于放大状态、使晶体管处于放大状态2、保证信号电路的畅

5、通、保证信号电路的畅通3、合理的设置静态工作点，保证信号不失真、合理的设置静态工作点，保证信号不失真地被放大。地被放大。三、放大电路的工作情况三、放大电路的工作情况+UCCRBRCC1C2T+ui+uo+uBEuCEiCiBiE uo 0uBE = UBE+ uiuCE = UCE+ uoiB = IB+ ibiC = IC+ icuitOIBiBtOICiCtOuCEtOUCEuotO+集电极电流集电极电流直流分量直流分量交流分量交流分量动态分析动态分析iCtOiCtICOiCticO静态分析静态分析uitOuotO+ECRCC1C2TRSUSIiUiRiR0U0RL三、放大电路的性能指标三

6、、放大电路的性能指标 为了描述放大电路质量的高低，我引入放大电路性为了描述放大电路质量的高低，我引入放大电路性能指标的概念，常借助放大电路的交流等效电路来看常能指标的概念，常借助放大电路的交流等效电路来看常用放大电路的性能指标。用放大电路的性能指标。1、电压放大倍数、电压放大倍数AuuiuoAuiouUUAAu反映了输出和输入的幅值比与反映了输出和输入的幅值比与相位差。相位差。2、输入电阻、输入电阻Ri放大电路一定要有信号源为其提供信号，那么就放大电路一定要有信号源为其提供信号，那么就要从信号源索取电流。要从信号源索取电流。输入电阻输入电阻是衡量放大电路是衡量放大电路从其前级索取电流大小的参数

7、。输入电阻越大，从其前级索取电流大小的参数。输入电阻越大，从其前级取得的电流越小，对前级的影响越小，从其前级取得的电流越小，对前级的影响越小，输入端得到的电压输入端得到的电压Ui越接近信号电压越接近信号电压Us。iiiIUR定义：定义：即：即：Ri越大，越大，Ii 就越小，就越小，ui就越接近就越接近uS（ ui越大）越大）RSUSRiR0U0RLiIiU3、输出电阻、输出电阻Ro放大电路的输出信号是提供给负载的，我们可放大电路的输出信号是提供给负载的，我们可以将它等效为戴维南等效电路，这个戴维南等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。效电路的内阻就是输出电阻。RS

8、USRiR0U0RLiIiU如何确定电路的输出电阻如何确定电路的输出电阻Ro ？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。IURo方法一：方法一：计算。计算。UI方法二：方法二：测量。测量。Uo1. 测量开路电压测量开路电压 。RoUs2. 测量接入负载后的输出电压测量接入负载后的输出电压 。LoooRUUR) 1(RoUsRLUo步骤：步骤：3. 计算。计算。LLLoRRRURIU000Uo Uo4、通频带、通频带fAuAum0.707AumfL下限截下限截止频率止频率fH上限截上限截止频率止频率通频带

9、：通频带：fbw=fHfL放大倍数随频率变化曲放大倍数随频率变化曲线线幅频特性曲线幅频特性曲线衡量放大电路对不同频率信号的放大能力。衡量放大电路对不同频率信号的放大能力。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第二节第二节 放大电路的基本分析方法放大电路的基本分析方法静态工作点静态工作点放大电路的性能指标放大电路的性能指标一、一、 直流通路和交流通路直流通路和交流通路 二、二、 静态分析静态分析三、三、 动态分析动态分析一、一、 直流通路和交流通路直流通路和交流通路 放大电路中各点的电压或电流都是在静态直放大电路中

10、各点的电压或电流都是在静态直流上附加了小的交流信号。流上附加了小的交流信号。但是，电容对交、直流的作用不同。如果电但是，电容对交、直流的作用不同。如果电容容量足够大，可以认为它通交流阻直流容容量足够大，可以认为它通交流阻直流，即对即对交流短路交流短路，而对直流开路而对直流开路。这样，交直流所走的这样，交直流所走的通道是不同的。通道是不同的。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。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。信号的不同分量可以分别在不同的通路分析。信号的不同分量可以分别在不同的通路分析。例：例：对直流信号（只有对直流信号（只有+

11、UCC）开路开路开路开路RB+UCCRCC1C2T直流通道直流通道RB+UCCRC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RB+UCCRCC1C2TRBRCRLuiuo交流通路交流通路二、二、 静态分析静态分析1、估算法、估算法（1）根据直流通道估算）根据直流通道估算IBIBUBEBBECCBRUUIBCCRU7 . 0BCCRURB称为称为偏置电阻偏置电阻，IB称为称为偏偏置电流置电流。+UCC直流通道直流通道RBRC（2）根据直流通道估算）根据直流通道估算UCE、IBICUCECEOBCIIICCCCCERIUUBI直流通道直流通道RBRC+UCCIB2、图解法

12、、图解法(1)、先估算、先估算 IB ，ICUCEBBECCBRUUIBBECCBRUUI2、直流负载线、直流负载线ICUCEUCEIC满足什么关系？满足什么关系？1. 三极管的三极管的输出特性。输出特性。2. UCE=UCCICRC 。ICUCEUCCCCCRUQ直流直流负载线负载线与输出与输出特性的特性的交点就交点就是是Q点点IB直流通道直流通道RB+ECRC直流直流负载线负载线与输出与输出特性的特性的交点就交点就是是Q点点ICUCEUCCCCCRUQIBBBECCBRUUICCCCECCRUURI1静态工作点静态工作点例：例：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：U

13、CC=12V，RC=4k ，RB=300k ， =37.5。解：解：A40mA04. 030012BCCBRUImA51040537.IIIBBCV645 . 112CCCCCERIUU请注意电路中请注意电路中IB 和和IC 的数量级。的数量级。三、三、 动态分析动态分析RB+UCCRCC1C2TBICIuiibbBBiIicCCiIi考虑交流信号考虑交流信号iBuBE uBE iB 把非线性元件晶体管所组成的放大电路等效为一把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。即把非线性的晶体管线性化，等效为个线性电路。即把非线性的晶体管线性化，等效为线性元件。线性元件。 晶体管在小信号（微

14、变量）情况下工作。因此，晶体管在小信号（微变量）情况下工作。因此，在静态工作点附近小范围内的特性曲线可用直线近在静态工作点附近小范围内的特性曲线可用直线近似代替。似代替。 利用放大电路的微变等效电路分析利用放大电路的微变等效电路分析计算计算放大电路放大电路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等。等。ibicicBCEib ib晶体三极管晶体三极管微变等效电路微变等效电路ube+ +- -uce+ +- -ube+ +- -uce+ +- -rbeBEC 晶体管的晶体管的B、E之间之间可用可用rbe等效代替。等效代替。 晶体管的晶体管的C、E之间可用一之间

15、可用一受控电流源受控电流源ic= ib等效代替。等效代替。ibiceSrbe ibRBRCRLEBCui+ +- -uo+ +- -+ +- -RSiiRBRCuiuORL+ + +- - -RSeS+ +- -ibicBCEii（3）放大电路的动态指标）放大电路的动态指标RBRCRLuiuo1）电压放大系数）电压放大系数AUrbe IbIbUiRBRCRLIiIcU0iuUUA0beLbebLCbbebLCcurRrIRRIrIRRIA)/()/(接入负载放大电路放大倍数接入负载放大电路放大倍数下降。负载越小放大倍数越低。下降。负载越小放大倍数越低。不接负载不接负载RLbeCurRArbe IbIbUiRBRCRLIiIcU02）输入电阻）输入电阻riri=Ui/Ii=RB/rberbe)mA()mV(26)1 ()(300EbeIroUoEoooIUr 输出电阻：输出电阻：oUSE3）输出电阻）输出电阻roRB+UCCRCC1C2TRSRLUS已知：已知：UCC=12V， RB=280k ，RC=3k ， RL=3k ， RS=500 ， =70。A40mA04. 0102807 . 0123BBECCBRUUImAAIIBC8 . 24070V6 . 3103108 . 21233CCCCCERIUU