电路与电子技术设计项目4：基本放大电路的分析与测试1

1、项目四：基本放大电路的分析与测试项目四：基本放大电路的分析与测试 项目描述N型硅型硅二氧化硅保护膜二氧化硅保护膜BECN+P型硅型硅（a） 平面型平面型N型锗型锗ECB铟铟球球铟铟球球PP+（b）合金型）合金型emitterbase electrodecollector晶体管的外形和引脚晶体管的外形和引脚EBCECBEBCBEEBC集电区集电区集电结集电结基区基区发射结发射结发射区发射区NN集电极集电极C基极基极B发射极发射极EPECB符号符号集电区集电区集电结集电结基区基区发射结发射结发射区发射区CBEN集电极集电极C发射极发射极E基极基极BNPPN1、内部条件、内部条件ECRCIC UCE

2、CEBUBE共发射极接法放大电路共发射极接法放大电路（1）发射结正向偏置；）发射结正向偏置；（2）集电结反向偏置。）集电结反向偏置。对于对于NPN型三极管应满足型三极管应满足:EBRBIBIEUBE 0UBC VB VE输出输出回路回路输入输入回路回路公公共共端端2、外部条件、外部条件ECRCIC UCECEBUBE共发射极接法放大电路共发射极接法放大电路（1）发射结正向偏置；）发射结正向偏置；（2）集电结反向偏置。）集电结反向偏置。对于对于PNP型三极管应满足型三极管应满足:EBRBIBIE即即 VC VB 0UBE IB同样有同样有: IC IB所以说三极管具有电流控制作用所以说三极管具有

3、电流控制作用,也称之为电流放大作用。也称之为电流放大作用。电流关系：电流关系：IE=IB+IC=(1+ ) IBECRCIC UCECEBUBEEBRBIBIE = IC IBIC= IB 即管子各电极电压与电流的关系曲线，是管子即管子各电极电压与电流的关系曲线，是管子内部载流子运动的外部表现，反映了晶体管的性能，内部载流子运动的外部表现，反映了晶体管的性能，是分析放大电路的依据。是分析放大电路的依据。 重点讨论应用最广泛的共发射极接法的特性曲线重点讨论应用最广泛的共发射极接法的特性曲线IB = f (UBE )UC E = 常数常数ECRCIC UCECEBUBE输出输出回路回路输入输入回路

4、回路公共端公共端EBRBIBIEIB( A)UBE(V)204060800.40.8UCE 1VOIB =40AIB =60AUCE 0IC IB增加增加IB 减小减小IB = 20AIB = 常数常数IC = f (UCE )三极管输出特性上的三个工作区三极管输出特性上的三个工作区 IC / mAUCE /V0放放大大区区IB= 0 A20A40 A截止区截止区 饱和区饱和区60 A80 AUCE小小IC小小 (1) 放大区。放大区。 此时。 在曲线上是比较平坦的部分, 表示当一定时, 的值基本上不随CE而变化。在这个区域内,当基极电流发生微小的变化量时, 相应的集电极电流将产生较大的变化量

5、, 此时二者的关系为 该式体现了三极管的电流放大作用。 对于三极管, 工作在放大区时.V, 而。 输出特性曲线输出特性曲线IC= IB (2) 截止区截止区 指曲线的以下的阴影部分。此时，UBE小于死区电压，发射结不导通，IB=0，电流三极管处于截止状态。有时，为了使三极管可靠截止，常使三极管的发射结处于反偏状态。当管子工作在截止区时IB=0、 IC = ICEO 0； UCE EC，晶体管，晶体管C、E之间相当于开路。之间相当于开路。输出特性曲线输出特性曲线 当发射结反向偏置时, 发射区不再向基区注入电子, 则三极管。所以, 在截止区, 。对三极管, , BC。 (3) 饱和区饱和区 。在这

6、个区域,。对NPN三极管, 。 输出特性曲线输出特性曲线此时，此时， IB增加时，增加时，IC基本不变，且基本不变，且IC EC / RC ； UCE 0 晶体管晶体管C、E之间相当于短路之间相当于短路 集电结处于正偏状态，因此影响了集电结收集载流子的能力，即使IB增大，IC也基本不变化，IC不再受IB的控制，这种现象称为饱和。此时，三极管失去了放大作用, 或关系不成立。不同值的各条特性曲线几乎重叠在一起。集射极之间呈现低电阻，相当于一个闭合的开关。 。三极管饱和时的管压降用CES表示。在深度饱和时, 小功率管管压降通常小于.V。 BCII_ BCII 53704051BC.II 400400

7、605132BC .II 发射极开路，集电结反偏，发射极开路，集电结反偏，CB之间出现的反向漏电之间出现的反向漏电流。流。ICBO是由少数载流子是由少数载流子的漂移运动所形成的电流，的漂移运动所形成的电流，受温度的影响大。受温度的影响大。 温度温度ICBO ICBO A+EC AICEOIB=0+bCeICMU(BR)CEO安全工作区安全工作区ICUCEO 电子爱好者电子元器件网电子发烧友三极管参数（例C9013） 使三极管在饱和和截止状态之间互相转换。当控制使三极管在饱和和截止状态之间互相转换。当控制信号为高电平时，三极管饱和导通，当控制信号为低电信号为高电平时，三极管饱和导通，当控制信号为

8、低电平时，三极管截止，此时三极管相当于一个受控制的开平时，三极管截止，此时三极管相当于一个受控制的开关。关。 使三极管工作在放大状态，利用使三极管工作在放大状态，利用I IB B对对I IC C的控制作用的控制作用来实现电流放大。来实现电流放大。三极管能够放大的内三极管能够放大的内部条件和外部条件分部条件和外部条件分别是什么？别是什么？三极管有哪三三极管有哪三个极？个极？ 测量三极管三个电极对地电位如下图所示，试判断三极管测量三极管三个电极对地电位如下图所示，试判断三极管的工作状态。的工作状态。 放大 截止截止饱和饱和 放大放大：把微弱电信号的幅度放大。把微弱电信号的幅度放大。 小信号小信号

9、大信号大信号 (利用利用VT的控制作用）的控制作用）对象：对象：低频交流小信号（变化量）低频交流小信号（变化量） 作用：不失真的放大信号作用：不失真的放大信号 不失真不失真：一个微弱的电信号通过放大器后，输一个微弱的电信号通过放大器后，输出电压或电流的幅度得到了放大，但它随时间出电压或电流的幅度得到了放大，但它随时间变化的规律不能变。变化的规律不能变。放大电路中的符号放大电路中的符号3. 总瞬时值：字母小写，下标大写，如总瞬时值：字母小写，下标大写，如：CECBBEUIIU， 1. 直流量：字母大写，下标大写，如：直流量：字母大写，下标大写，如：2. 交流量：字母小写，下标小写，如：交流量：字

10、母小写，下标小写，如：5. 符号法表示交流量：交流量有效值字母上面加点，符号法表示交流量：交流量有效值字母上面加点， 如：如：4. 交流量有效值：字母大写，下标小写，交流量有效值：字母大写，下标小写， 如：如：CECBBEuiiu，cecbbeuiiu，cecbbeUIIU，cecbbeUIIU ，放大元件放大元件iC= iB，工作在放大区，要工作在放大区，要保证集电结反偏，保证集电结反偏，发射结正偏。发射结正偏。+b2b-iuC+R-b1RuToL+CcRVCCBBV一、一、 单管共单管共射射极放大电路的结构及各元件的作用极放大电路的结构及各元件的作用各元件作用：各元件作用：使发射结正偏，并

11、使发射结正偏，并提供适当的静态提供适当的静态IB和和UBE。基极电源与基极电源与基极电阻基极电阻+b2b-iuC+R-b1RuToL+CcRVCCBBV集电极电源，一集电极电源，一般为般为 几伏到几几伏到几十伏，为电路提十伏，为电路提供能量。并保证供能量。并保证集电结反偏。集电结反偏。集电极电阻集电极电阻RC，一般为几千欧姆一般为几千欧姆到几十千欧姆，到几十千欧姆，将变化的电流转将变化的电流转变为变化的电压。变为变化的电压。耦合电容：耦合电容：电解电容，有极性，电解电容，有极性，大小为大小为10 F50 F作用：作用：隔直通交隔直通交隔离隔离输入输出与电路直流输入输出与电路直流的联系，同时能使

12、信的联系，同时能使信号顺利输入输出。号顺利输入输出。+b2b-iuC+R-b1RuToL+CcRVCCBBV各元件作用：各元件作用：基本放大电路的习惯画法基本放大电路的习惯画法+b2b-iuC+R-b1RuToL+CcRVCCBBV+CTb1CCRbVL+uoR-u+-ib2CcR1. 三极管工作在放大状态三极管工作在放大状态2. 要有合适的静态工作点（保要有合适的静态工作点（保证不失真的放大）证不失真的放大） 3. 交流信号能够很好地输入输出（有交流信号能够很好地输入输出（有完整的输入输出回路）完整的输入输出回路）组成放大电路的原则：组成放大电路的原则：1.静态工作点静态工作点ui=0时电路

13、的工作状态时电路的工作状态 二、放大电路的静态分析-u+TRb2Lb1oCRCub1+R+CC-.iVcui=0时时由于电源的由于电源的存在，电路存在，电路中存在一组中存在一组直流量（直流量（IB、UBE、IC、UCE）。）。ICIEIB+UBE-+UCE-由于由于(IB,UBE) 和和( IC,UCE )分别对应于输入、输出特分别对应于输入、输出特性曲线上的一个点，所以称为性曲线上的一个点，所以称为静态工作点静态工作点。IBUBEQIBUBEQUCEICICUCEIB为什么要设置静态工作点？为什么要设置静态工作点？ 放大电路建立正确的静态工作点，是为了使三极管放大电路建立正确的静态工作点，是

14、为了使三极管工作在线性区，以保证信号不失真。工作在线性区，以保证信号不失真。开路开路画出放大电路的直流通路画出放大电路的直流通路 2. 2. 静态工作点的估算静态工作点的估算 将交流电压源短路，将电容开路。将交流电压源短路，将电容开路。直流通路的画法：直流通路的画法：开路开路-u+TRb2Lb1oCRCub1+R+CC-.iVc画直流通路：画直流通路：IB : 称为称为偏置电流偏置电流Rb : 称为称为偏置电阻偏置电阻用估算法分析放大器的静态工作点用估算法分析放大器的静态工作点（ UBE、 IB、IC、UCE）IC= IBbBECCBRUVI bCCbCCV7 . 0RVRVCCCCCERIV

15、U +TRb1RCCVc例：用估算法计算静态工作点。例：用估算法计算静态工作点。已知：已知：VCC=12V，RC=4K ，Rb=300K ， =37.5。解：解：A400.04mA30012bCCB RVImA5 . 104. 05 .37BC II6V41.512CCCCCE RIVU请注意电路中请注意电路中IB和和IC的数量级的数量级+CTb1CCRbVL+uoR-u+-ib2CcR3、静态工作点的图解分析、静态工作点的图解分析图解分析法的思路：图解分析法的思路：把电路分为线性部分和非线性部分，分别画把电路分为线性部分和非线性部分，分别画出相应的图形，然后求解。出相应的图形，然后求解。UC

16、E=VCCICRCVCCICUCECCCRV直流负载线直流负载线由估算法求出由估算法求出I IB B，I IB B对应的输对应的输出特性与直流出特性与直流负载线的交点负载线的交点就是工作点就是工作点Q QQIB静态静态UCE静态静态IC+CRciuVb1TuCC+b2R-oC+b-过（过（VCC,0)和和（0，VCC/RC)两点作直线两点作直线直流负载线的斜率直流负载线的斜率为：为：CR1 iBuBEQuiibic1. 交流放大原理（设输出空载）交流放大原理（设输出空载）假设在静态工作点的基础上，输假设在静态工作点的基础上，输入一微小的正弦信号入一微小的正弦信号 uiib静态工作点静态工作点三

17、、图解法分析放大器的动态工作情况三、图解法分析放大器的动态工作情况iCuCEuce注意：注意：uce与与ui反相！反相！uiiBiCuCEuo各点波形各点波形uo比比ui幅度放大且相位相反幅度放大且相位相反1b+b2CRcCVRCCb1结论：结论：（1）放大电路中的信号）放大电路中的信号是交直流共存，可表示成：是交直流共存，可表示成：ceCECEcCCbBBbeBEBEuUuiIiiIiuUu 虽然交流量可正负变化，但虽然交流量可正负变化，但瞬时量方向始终不变瞬时量方向始终不变（2 2）输出）输出u uo o与输入与输入u ui i相比，幅度相比，幅度被放大了，频率不变，但相位相被放大了，频率

18、不变，但相位相反。反。uituBEtiBtiCtuCEtuot对交流信号对交流信号(输入信号输入信号ui)2.放大器的交流通路放大器的交流通路交流通路交流通路分析动态工作情况分析动态工作情况交流通路的画法：交流通路的画法： 将直流电压源短路，将电容短路。将直流电压源短路，将电容短路。短路短路短路短路置零置零-u+T+b2V-uRc.ob1RLC+b1CCCRi叠加原理叠加原理交流通路交流通路+R-uoTuRbRLic+3.交流负载线交流负载线输出端接入负载输出端接入负载RL：不影响不影响Q点点 影响动态！影响动态！+CTb1CCRbVL+uoR-u+-ib2CcRic其中：其中：CLL/RRR

19、 uce=-ic（RC/RL） = -ic RL+R-uoTuRbRLic+交流量交流量ic和和uce有如下关系：有如下关系：即交流负载线的斜率为：即交流负载线的斜率为：L1Ruce=-ic（RC/RL）= -ic RL或或ic=（-1/ RL） uce交流负载线的作法：交流负载线的作法：斜斜 率为率为- -1/RL 。（。（ RL= RLRc ）经过经过Q点。点。 交流负载线的作法：交流负载线的作法：iCuCEVCCCCCRVQIB交流负载线交流负载线直流负载线直流负载线斜斜 率为率为- -1/RL 。（ RL= RLRc ）经过经过Q点。点。 注意：注意：（1）交流负载线是有交流）交流负载

20、线是有交流 输入信号时工作点的运动轨迹。输入信号时工作点的运动轨迹。 （2）空载时，交流负载线与直流负载线重合。）空载时，交流负载线与直流负载线重合。直流负载线的斜率为：直流负载线的斜率为：CR1 iCuCEuo可输出可输出的最大的最大不失真不失真信号信号（1）合适的静态工作点（负载开路）合适的静态工作点（负载开路）iC4非线性失真与非线性失真与Q Q的关系的关系iCuCEuo（2）Q点过低点过低信号进入截止区信号进入截止区称为截止失真称为截止失真（削顶失真）（削顶失真） 信号波形信号波形iCuCEuo（3）Q点过高点过高信号进入饱和区信号进入饱和区称为饱和失真称为饱和失真（削底失真）（削底失

21、真）信号波形信号波形截止失真和饱和失真截止失真和饱和失真统称统称“非线性失真非线性失真”小结放大电路中的符号放大电路中的符号3. 总瞬时值：总瞬时值：CECBBEUIIU， 1. 直流量：直流量：2. 交流量：交流量：CECBBEuiiu，cecbbeuiiu，字母小写，下标大写，如：字母小写，下标大写，如：字母大写，下标大写，如：字母大写，下标大写，如：字母小写，下标小写，如：字母小写，下标小写，如：耦合电容：耦合电容：电解电容，有极性，电解电容，有极性，大小为大小为10 F50 F作用：作用：隔直通交隔直通交隔离隔离输入输出与电路直流输入输出与电路直流的联系，同时能使信的联系，同时能使信号

22、顺利输入输出。号顺利输入输出。+b2b-iuC+R-b1RuToL+CcRVCCBBV各元件作用：各元件作用：1.静态工作点静态工作点 二、放大电路的静态分析-u+TRb2Lb1oCRCub1+R+CC-.iVcui=0时时由于电源的由于电源的存在，电路存在，电路中存在一组中存在一组直流量（直流量（IB、UBE、IC、UCE）。）。ICIEIB+UBE-+UCE-Ui=0时电路的工作状态时电路的工作状态开路开路画出放大电路的直流通路画出放大电路的直流通路 2. 2. 静态工作点的估算静态工作点的估算 将交流电压源短路，将电容开路。将交流电压源短路，将电容开路。直流通路的画法：直流通路的画法：开

23、路开路-u+TRb2Lb1oCRCub1+R+CC-.iVc画直流通路：画直流通路：IB : 称为称为偏置电流偏置电流Rb : 称为称为偏置电阻偏置电阻用估算法分析放大器的静态工作点用估算法分析放大器的静态工作点（ UBE、 IB、IC、UCE）IC= IBbBECCBRUVI bCCbCCV7 . 0RVRVCCCCCERIVU +TRb1RCCVcUCE=VCCICRCVCCICUCECCCRV直流负载线直流负载线由估算法求出由估算法求出I IB B，I IB B对应的输对应的输出特性与直流出特性与直流负载线的交点负载线的交点就是工作点就是工作点Q QQIB静态静态UCE静态静态IC+CR

24、ciuVb1TuCC+b2R-oC+b-过（过（VCC,0)和和（0，VCC/RC)两点作直线两点作直线直流负载线的斜率直流负载线的斜率为：为：CR1 iBuBEQuiibic1. 交流放大原理（设输出空载）交流放大原理（设输出空载）假设在静态工作点的基础上，输假设在静态工作点的基础上，输入一微小的正弦信号入一微小的正弦信号 uiib静态工作点静态工作点三、图解法分析放大器的动态工作情况三、图解法分析放大器的动态工作情况iCuCEuceuce与与ui关系？关系？反反相相对交流信号对交流信号(输入信号输入信号ui)2.放大器的交流通路放大器的交流通路交流通路交流通路分析动态工作情况分析动态工作情

25、况交流通路的画法：交流通路的画法： 将直流电压源短路，将电容短路。将直流电压源短路，将电容短路。短路短路短路短路置零置零-u+T+b2V-uRc.ob1RLC+b1CCCRi叠加原理叠加原理iCuCEuo可输出可输出的最大的最大不失真不失真信号信号（1）合适的静态工作点（负载开路）合适的静态工作点（负载开路）iC4非线性失真与非线性失真与Q Q的关系的关系iCuCEuo（2）Q点过低点过低信号进入截止区信号进入截止区称为截止失真称为截止失真（削顶失真）（削顶失真） 信号波形信号波形iCuCEuo（3）Q点过高点过高信号进入饱和区信号进入饱和区称为饱和失真称为饱和失真（削底失真）（削底失真）信号

26、波形信号波形截止失真和饱和失真截止失真和饱和失真统称统称“非线性失真非线性失真”模型分析法分析放大电路的交流信号模型分析法分析放大电路的交流信号基本放大电路的整体分析基本放大电路的整体分析分压式偏置的共射放大电路的整体分析分压式偏置的共射放大电路的整体分析四、模型分析法分析放大电路的交流信号四、模型分析法分析放大电路的交流信号条件：交流小信号条件：交流小信号+i-ube+-ubTce+ci+bucei+-+ibecu-二端口网络思路：将非线性的三极管等效成一个线性电路思路：将非线性的三极管等效成一个线性电路（一）三极管的微变等效模型（一）三极管的微变等效模型iBuBE uBE iB iBiCu

27、CE iC+iibebb-cebe-+rccubie+u1. 三极管等效模型是一个交三极管等效模型是一个交流模型，只能进行交流分析，流模型，只能进行交流分析，不能进行静态分析不能进行静态分析2. 交流模型的值与静态工交流模型的值与静态工作点密切相连作点密切相连注意：rbe的计算：的计算：由由PN结的电流公式：结的电流公式：)1(eTEB/SE UUIIEBEe1dUdIrTE/TS)(eTEBUIUIUU EETemV26IIUr（常温下）（常温下）其中：其中：rbb=100300，通常取通常取200进行估算。进行估算。+bceberbbrBICIIEber)mA(mV26)(1200EbeI

28、r所以：所以：ebbbebbbbbbebe)(1)(1rriririiur （二）放大电路的交流分析（二）放大电路的交流分析1. 画出放大电路的微变等效电路画出放大电路的微变等效电路（1）画出放大电路的交流通路）画出放大电路的交流通路 （2）将交流通路中的三极管）将交流通路中的三极管 用等效模型代替用等效模型代替-+.cuLoibbeRricibi.iiRubR+CTb1CCRbVL+uoR-u+-ib2CcR+R-uoTuRbRLic+2 2、动态参数、动态参数 Au 、 Ri 、 RO的计算：的计算：bebiriu beLiourRuuALCLRRR/ 负载电阻越小，放大倍数越小。负载电阻

29、越小，放大倍数越小。-+.cuLoibbeRricibi.iiRubRLboRiu （1）电压放大倍数 AuAu=uo/uiiiiuRibeb/rRber（2）输入电阻）输入电阻Ri 根据输入电阻的定义：根据输入电阻的定义：-+-+RbrbeibbiiicioLcRu.Ru.iiRRo定义：定义：放大+iuR+uS-S电路iRRL+Ou-当信号源有内阻时当信号源有内阻时电压放大倍数电压放大倍数AuSiouuuA sousuuA 由图知：由图知：ssiiiuRRRu 所以：所以：siiosousuuuuuuA usiiARRR 上式可以看出，上式可以看出， Ri越大，越大，ui就越接近就越接近u

30、S。从信号源从信号源汲汲取信号的能力就越强取信号的能力就越强。 所以一般来说，所以一般来说，Ri越大越好。越大越好。cibbeRricbibRiioRcoooRiuR 所以：所以：（3）输出电阻）输出电阻Ro根据定义：根据定义：oi00,ooosL= uRiuRou+- 输出电阻是表明放大电路带负载能力的输出电阻是表明放大电路带负载能力的，Ro越小，放大电路带负越小，放大电路带负载的能力越强，反之则差。载的能力越强，反之则差。 两种分析方法特点比较两种分析方法特点比较优点优点缺点缺点图解分图解分析法析法形象直观，适用于形象直观，适用于Q点分点分析、非线性失真分析、最析、非线性失真分析、最大不失

31、真输出幅度的分析，大不失真输出幅度的分析，能够用于大、小信号。能够用于大、小信号。作图麻烦，只能分析作图麻烦，只能分析简单电路，求解误差简单电路，求解误差大，不易求解输入电大，不易求解输入电阻、输出电阻等动态阻、输出电阻等动态参数。参数。微变等微变等效电路效电路分析法分析法任何复杂的电路，可方便任何复杂的电路，可方便求解动态参数如放大倍数、求解动态参数如放大倍数、输入电阻、输出电阻等。输入电阻、输出电阻等。只能用于分析小信号，只能用于分析小信号，不能用来求解静态工不能用来求解静态工作点作点Q。分析步骤：分析步骤： 画直流（通路），画直流（通路），求求Q点点。 由由Q点，点，定参量定参量（rbe

32、值）值）。 由交流，由交流，画微变画微变（等效电路）。等效电路）。 由由微变微变，求指标求指标。 可方便求解动态参数如放大倍数、输入电阻、输出电可方便求解动态参数如放大倍数、输入电阻、输出电阻等。阻等。微变等效电路分析法微变等效电路分析法beLiourRuuA iiiuRibeb/rRberCuRRiuR 0,ooosL=bBECCBRUVIIC= IBCCCCCERIVU 静态分析：在直流通路上进行静态分析：在直流通路上进行动态分析：在微变等效电路上进行动态分析：在微变等效电路上进行 基本放大电路的整体分析基本放大电路的整体分析 )mA(mV26)(1200EbeIr例例 共射放大电路如图所

33、示。设：共射放大电路如图所示。设：VCC12V12V，Rb=300k=300k, ,Rc=3k=3k, , RL=3k=3k,BJTBJT的的 =50=50。+CTb1CCRbVL+uoR-u+-ib2CcR1 1）试求电路的静态工作点试求电路的静态工作点Q Q。A40300kV12bCCBQ RVI2mAA4050QBCQ II6V3k2mAV12CCQCCCEQ RIVU解：解：+CTb1CCRbVL+uoR-u+-ib2CcR2)2)估算电路的电压放大倍数估算电路的电压放大倍数AU 、输入电阻、输入电阻Ri和输出电阻和输出电阻Ro。解：画微变等效电路解：画微变等效电路-+.cuLoibb

34、eRricibi.iiRubR)mA(mV26)(1200EbeIr 993)mA(2mV2651200750.993kk3k50beLu rRARi=rbe/Rbrbe=993Ro=Rc=3k+CTb1CCRbVL+uoR-u+-ib2CcR 3) 若输出电压的波形出现如若输出电压的波形出现如 下失真下失真 ，是截止还是饱和，是截止还是饱和 失失真？应调节哪个元件？如何调节？真？应调节哪个元件？如何调节？解：解：为截止失真。为截止失真。调整静态工作点可以改变：调整静态工作点可以改变：1. Rb2. Rc3.VccbBECCBRUVIIC= IBCCCCCERIVU VCCICUCECCCRV

35、QIB静态静态UCE静态静态IC应减小应减小Rb。静态工作点合适了，输出信号就不会出现失真了么？ 对对于固定偏置的基本放于固定偏置的基本放大电路而言，电大电路而言，电路定后，路定后，UBE、 和和ICEO也定了下来，静态工也定了下来，静态工作点也定了下来。但是，这三个参数随温度作点也定了下来。但是，这三个参数随温度而变化，因此，电路的静态工作点也随着改而变化，因此，电路的静态工作点也随着改变。变。( (一）一） 温度对静态工作点的影响温度对静态工作点的影响Q变变UBE ICEO变变T变变IC变变iBuBE25 C50CTUBEIBICiBuBEiCuCEQQ 温度上温度上升时，升时，输出特输出

36、特性曲线性曲线上移，上移，造成造成Q点上移点上移。2、温度对、温度对 值及值及ICEO的影响的影响T 、 ICEOICiCuCEQQ 温度上升时温度上升时，输出特性，输出特性曲线上移，曲线上移，造成造成Q点上点上移。移。总之：总之：TICI1I2IBCCb2b1b2BRRRVU 选选I2=（510）IB I1 I2ICIE+b2Rb1b1CCTCRRVRu+-Lo-+uiCb2Rce1 1、结构及工作原理、结构及工作原理六、分压式偏置的共射放大电路六、分压式偏置的共射放大电路静态工作点静态工作点稳定过程：稳定过程：TUBEICICIEUECCb2b1b2BRRRVU UBE=UB-UE =UB

37、 - IE ReUB稳定稳定IB由输入特性曲线由输入特性曲线I1I2IBICIE+b2Rb1b1CCTCRRVRu+-Lo-+uiCb2Rce2、直流通路及静态工作点估算、直流通路及静态工作点估算:CCb2b1b2BVRRRU IB=IC/ UCE = VCC - ICRC - IEReIC IE =UE/Re = （UB- UBE）/ Re 电容开路电容开路 , 画出直流通路，求画出直流通路，求Q点。点。+b2cReVRRRb1TCC 将电容、直流电源短路，画出电路的微变等效电路，求参数。将电容、直流电源短路，画出电路的微变等效电路，求参数。3、动态分析、动态分析+ebbciRiRRb1be

38、rRuoC+-LRi-+ub2RRiicbiii电压放大倍数：电压放大倍数：RL= RC / RL+ebbciRiRRb1berRuoC+-LRi-+ub2RRiicbiiiebeLebebLbiou)(1)(1RrRRriRiuuA ebbebi)1(Ririu )/(LCboRRiu 输入电阻：输入电阻：ebebii)(1RriuR b2b1ii/RRRR b2b1ebe/)(1RRRr 输出电阻：输出电阻：coRR +ebbciRiRRb1berRuoC+-LRi-+ub2RRiicbiiioR思考：思考：若在若在Re两端并电容两端并电容Ce会对会对Au、Ri、Ro有什么影响？有什么影响

39、？+b2Rb1b1CCTCRRVRu+-Lo-+uiCb2RceCecoRR ebeLebebLbiou)(1)(1RrRRriRiuuA b2b1ii/RRRR b2b1ebe/)(1RRRr +b2Rb1b1CCTCRRVRu+-Lo-+uiCb2Rce2CeRe1例例 已知已知50，试估算，试估算 电路的静态工作点电路的静态工作点Q， 并求解并求解Au、Ri、Ro。 解：解：（1）画直流，找画直流，找Q点：点：直流通路直流通路1)501 (25012Re)1 (XRUIbCCBQ0.040(mA)40AICQIBQ50X0.042（mA） UCCICQ（RC RE ）6（V）UCEQUC

40、CICQRCIEQRe（2）定参量）定参量 三极管的交流输入电阻三极管的交流输入电阻（3）画模型）画模型EQbeImVr26)1 (200mAmV226)501 (200k863. 0863)(BQCQEQIII微变等效电路微变等效电路 （4）求指标：）求指标： 电压放大倍数电压放大倍数Au 输入电阻输入电阻R i 输入电阻输入电阻R o 9.57863.02/250/XrRRAubeLC)(863. 0/krRrRbebbeikRRCO2+i-ube+-ubTce+ci+iibebb-cebe-+rccubie+u（1）画出放大电路的交流通路）画出放大电路的交流通路 （2）将交流通路中的三极

41、管）将交流通路中的三极管 用等效模型代替用等效模型代替-+.cuLoibbeRricibi.iiRubR+CTb1CCRbVL+uoR-u+-ib2CcR+R-uoTuRbRLic+2 2、动态参数、动态参数 Au 、 Ri 、 RO的计算：的计算：bebiriu beLiourRuuALCLRRR/ 负载电阻越小，放大倍数越小。负载电阻越小，放大倍数越小。-+.cuLoibbeRricibi.iiRubRLboRiu （1）电压放大倍数 AuAu=uo/uiiiiuRibeb/rRber（2）输入电阻）输入电阻Ri 根据输入电阻的定义：根据输入电阻的定义：-+-+Rbrbeibbiiicio

42、LcRu.Ru.iiRRo定义：定义：放大+iuR+uS-S电路iRRL+Ou-当信号源有内阻时当信号源有内阻时电压放大倍数电压放大倍数AuSiouuuA sousuuA 由图知：由图知：ssiiiuRRRu 所以：所以：siiosousuuuuuuA usiiARRR 上式可以看出，上式可以看出， Ri越大，越大，ui就越接近就越接近uS。从信号源从信号源汲汲取信号的能力就越强取信号的能力就越强。 所以一般来说，所以一般来说，Ri越大越好。越大越好。cibbeRricbibRiioRcoooRiuR 所以：所以：（3）输出电阻）输出电阻Ro根据定义：根据定义：oi00,ooosL= uRiu

43、Rou+- 输出电阻是表明放大电路带负载能力的输出电阻是表明放大电路带负载能力的，Ro越小，放大电路带负越小，放大电路带负载的能力越强，反之则差。载的能力越强，反之则差。 画直流（通路），画直流（通路），求求Q点点。 由由Q点，点，定参量定参量（rbe值）值）。 由交流，由交流，画微变画微变（等效电路）。等效电路）。 由由微变微变，求指标求指标。 可方便求解动态参数如放大倍数、输入电阻、输出电可方便求解动态参数如放大倍数、输入电阻、输出电阻等。阻等。微变等效电路分析法微变等效电路分析法分析步骤：分析步骤：若在若在Re两端并电容两端并电容Ce会对会对Au、Ri、Ro有什有什么影响？么影响？+b2

44、Rb1b1CCTCRRVRu+-Lo-+uiCb2RceCecoRR ebeLebebLbiou)(1)(1RrRRriRiuuA b2b1ii/RRRR b2b1ebe/)(1RRRr 共集，共基，共射，如何判别？共集，共基，共射，如何判别？判别方法： 1、哪个极直接交流接地，就是共哪极放大电路 2、看交流信号从哪个极输入，哪个极输出，共剩下极放大电路(一一) 共集电极放大电路（射极输出器）共集电极放大电路（射极输出器）1、电路结构：、电路结构：+-RuRVeuib-C1+CCoTRL2C+-RSSu2、 直流通路及静态工作点分析：直流通路及静态工作点分析：ebCCRRUVI)1(BEB I

45、BIEUBEUCECBEIIIIIICBCeCCCeECCCERIVRIVU eEBEbBCCRIURIV eBBEbB)1(RIURI +RVebCCR3、 动态分析动态分析（1）交流通路及微变等）交流通路及微变等效电路效电路+-RuRVeuib-C1+CCoTRL2C+-RSSu+ebbciRiRberuo-LRi-+ubRiicbiii+Ru-+SSeR（2）电压放大倍数：）电压放大倍数：)/)(1)/)(1LebeLeiouRRrRRuuA )/()1(LebbebiRRiriu )/()1(LeboRRiu +ebbciRiRberuo-LRi-+ubRiicbiii+Ru-+SSe

46、R1 （3）输入电阻）输入电阻+ebbciRiRberuo-LRi-+ubRiicbiii+Ru-+SSeR)/)(1LebebiiRRriuR biiR/RR bLebe)(1R/)R/Rr （4）输出电阻）输出电阻+SbuRRberiRbecbe+-iiboRrRRRurRurRuuiuR 1beseebesbesobRe)1(iii be)1(iRu besbrRui bSs/ RRR0,ooosL= uRiuR射极输出器的特点：电压放大倍数射极输出器的特点：电压放大倍数=1， 输入阻抗高，输出阻抗小。输入阻抗高，输出阻抗小。射极输出器的应用射极输出器的应用1、放在多级放大器的输入端，提

47、高整个放、放在多级放大器的输入端，提高整个放大器的输入电阻。大器的输入电阻。2、放在多级放大器的输出端，减小整个放、放在多级放大器的输出端，减小整个放大器的输出电阻。大器的输出电阻。2、放在两级之间，起缓冲作用。、放在两级之间，起缓冲作用。（二）共基极电路（二）共基极电路+S+Vb11b2ui-u+2SCCR-RCCRcRR+uLo-eR1、电路结构：2、 静态工作点分析：静态工作点分析：直流通路：直流通路：CCb2b1b2BVRRRU eBEBECRUUII )(ecCCCeEcCCCCERRIVRIRIVU CBII +S+Vb11b2ui-u+2SCCR-RCCRcRR+uLo-eR+b

48、2Rb1RRVRceCC+S+Vb11b2ui-u+2SCCR-RCCRcRR+uLo-eR+ebbciRiberi-+ueRiiceiiiRu-+SSR+ouLR-Rcib3、 动态分析动态分析 （画出其微变等效电路）（画出其微变等效电路）（1 1）电压放大倍数）电压放大倍数beLciou)/(rRRuuA bebiriu )/(LCboRRiu +ebbciRiberi-+ueRiiceiiiRu-+SSR+ouLR-Rcib（2 2）输入电阻）输入电阻eiiiuR （3）输出电阻）输出电阻coRR )(1)(1beebebriri +ebbciRiberi-+ueRiiceiiiRu-+

49、SSR+ouLR-RcibeRRR/ii)(1/beerR（三）三种组态的比较（三）三种组态的比较电压增益：电压增益：beLc)/(rRR 输入电阻：输入电阻：beb/rR输出电阻：输出电阻：cR)/)(1()/()1(LebeLeRRrRR )/)(1(/LebebRRrR 1)/(/bebserRRRbeLc)/(rRR 1/beerRcR+-RuRVeuib-C1+CCoTRL2C+-RSSu共集共集+S+Vb11b2ui-u+2SCCR-RCCRcRR+uLo-eR共基共基共射共射+b2b-iucC+RR-CCb1RuToL+CV一、一、 多级放大电路的耦合方式多级放大电路的耦合方式

50、多级放大电路是将各单级放大电路连接起来，这种级间连接方式称为耦合。要求前级的输出信号通过耦合不失真地传输到后级的输入端。常见的耦合方式有阻容耦合、变压器耦合、直接耦合及光电耦合四种形式。下面分别介绍。 1. 阻容耦合阻容耦合 阻容耦合是利用电容器作为耦合元件将前级和后级连接起来。这个电容器称为耦合电容，如图4.3.2所示。第一级的输出信号通过电容器C2和第二级的输入端相连接。 V1V2Ui.C1Rb1Rc1C2Rb2Rc2C3Uo.UCC(a) 图4.3.2 阻容耦合两级放大电路 (a)电路; (b)直流通路 图4.3.2 阻容耦合两级放大电路 (a)电路; (b)直流通路V1V2Rb1Rc1

51、Rb2Rc2 UCC(b) 阻容耦合的优点是：前级和后级直流通路彼此隔开，每一级的静态工件点相互独立，互不影响。便于分析和设计电路。因此，阻容耦合在多级交流放大电路中得到了广泛应用。 阻容耦合的缺点是：信号在通过耦合电容加到下一级时会大幅衰减，对直流信号（或变化缓慢的信号）很难传输。在集成电路里制造大电容很困难，不利于集成化。所以，阻容耦合只适用于分立元件组成的电路。 2. 变压器耦合变压器耦合 变压器耦合是利用变压器将前级的输出端与后级的输入端连接起来，这种耦合方式称为变压器耦合，如图4.3.3所示。将V1的输出信号经过变压器T1送到V2的基极和发射极之间。V2的输出信号经T2耦合到负载RL

52、上。Rb11、Rb12和Rb21、Rb22分别为V1管和V2管的偏置电阻，Cb2是Rb21和Rb22的旁路电容，用于防止信号被偏置电阻所衰减。 V1V2Ui.C1Rb11Ce1UCCRb12Re1Cb2Rb21Rb22Re2Ce2RLT1T2 图4.3.3 变压器耦合两级放大电路 变压器耦合的优点是：由于变压器不能传输直流信号，且有隔直作用，因此各级静态工作点相互独立，互不影响。变压器在传输信号的同时还能够进行阻抗、电压、电流变换。 变压器耦合的缺点是：体积大、笨重等，不能实现集成化应用。 3. 直接耦合直接耦合 直接耦合是将前级放大电路和后级放大电路直接相连的耦合方式，这种耦合方式称为直接耦

53、合，如图4.3.4所示。直接耦合所用元件少，体积小，低频特性好，便于集成化。直接耦合的缺点是：由于失去隔离作用，使前级和后级的直流通路相通，静态电位相互牵制，使得各级静态工作点相互影响。另外还存在着零点漂移现象。现讨论如下： （1）静态工作点相互牵制。如图4.3.4所示，不论V1管集电极电位在耦合前有多高，接入第二级后，被V2管的基极钳制在0.7V左右，致使V2管处于临界饱和状态，导致整个电路无法正常工作。 V1V2Ui.Rb1Rc1Rb2Rc2Uo. UCC 图4.3.4 直接耦合放大电路 (2)零点漂移现象。由于温度变化等原因，使放大电路在输入信号为零时输出信号不为零的现象称为零点漂移。产

54、生零点漂移的主要原因是由于温度变化而引起的。因而，零点漂移的大小主要由温度所决定。 要使用直接耦合的多级放大电路，必须解决静态工作点相互影响和零点漂移问题，解决方法我们将在差动式放大电路中讨论。二、二、多级放大电路的分析多级放大电路的分析 注意：求解多级放大电路的动态参数注意：求解多级放大电路的动态参数Au、Ri、Ro时，一定时，一定要考虑前后级之间的相互影响。要考虑前后级之间的相互影响。 （1）要把后级的输入阻抗作为前级的负载电阻；）要把后级的输入阻抗作为前级的负载电阻； （2）前级的开路电压作为后级的信号源电压，前级的输出阻）前级的开路电压作为后级的信号源电压，前级的输出阻抗作为后级的信号

55、源阻抗。抗作为后级的信号源阻抗。 32133221uuuioioioiouAAAuuuuuuuuA 32120lg20lg20)(lg20uuuulbAAAdBA电压放大倍数：电压放大倍数：分贝单位：分贝单位：输入电阻：输入电阻：输出电阻：输出电阻：1 iiRR 末ooRR 在工程上电压放大倍数常用分贝表示，折算公式为uuAdBAlg20)(例例 如图所示两级组容耦合放大电路。如图所示两级组容耦合放大电路。Rb1=20k， Rb2=10k， Rc=2k， Re1=2k， Rb=200k， Re2=1k， RL=2k， 150， 2100 ， UCC=12V。（1）判定）判定VT1、 VT2各构

56、成什么组态电路？各构成什么组态电路？（2）分别估计各级的静态）分别估计各级的静态 工作点。工作点。（3）计算放大电）计算放大电 路的电压放大路的电压放大 倍数倍数AU、输入、输入 电阻电阻Ri、输出、输出 电阻电阻Ro 。CCb2b1b2B1VRRRUIB1=IC1/ UCE1 = VCC IC1RC IE1Re1IC1 IE1 =UE1/Re = （UB- UBE）/ Re 2BE2B)1 (ebCCRRUVI22C22B2C2CBEIIIIIIe2C2CCe2E2CCCERIVRIVUe2E22BEb2BCCRIURIVe2B2BE2bB2)1 (RIURIco1RRbeL1be1bL1b

57、i1o1u1rRriRiuuAb2b11i/RRrRbe2/iCLRRR )/)(1)/)(1Le22beLe2i2o22uRRrRRuuA1 bLe2be2i2/ )/)(1RRRrRrRcRRiuRb1)/(be2e2o221uuuAAA三、 放大电路的频率特性放大电路的频率特性 在实际应用中，放大器所放大的信号并非单一频率，例如，语言、音乐信号的频率范围在2020000Hz，图像信号的频率范围在06MHz，还有其它范围。所以，要求放大电路对信号频率范围内的所有频率都具有相同的放大效果，输出才能不失真地重显输入信号。实际电路中存在的电容、电感元件及三极管本身的结电容效应，对交流信号都具有一

58、定的影响。所以，对不同频率具有不同的放大效果。因这种原因所产生的失真称为频率失真。 1. 幅频特性幅频特性 共射极放大电路的幅频特性如图4.3.9所示。从幅频特性曲线上可以看出，在一个较宽的频率范围内，曲线平坦，这个频率范围称为中频区。在中频区之外的低频区和高频区，放大倍数都要下降。 引起低频区放大倍数下降的原因是由于耦合电容C1、C2及Ce的容抗随频率下降而增大所引起。Rb11C1RcC2RL UCCUi.VRb12ReCe(a)|Au|Aum0.707Aum0fLfHf(b) 图4.3.9共射极放大电路的幅频特性 (a)电路；(b)幅频特性 高频区放大倍数的下降原因是由于三极管结电容和杂散

59、电容的容抗随频率增加而减小所引起。结电容通常为几十到几百皮法，杂散电容也不大，因而频率不高时可视为开路。在高频时输入的电流被分流，使得IC减小，输出电压降低，导致高频区电压增益下降，如图4.3.10所示。Ui.RcCcRLRbCcbCbe 图3.10 高频通路 2. 通频带通频带 把放大倍数Aum下降到 时对应的频率称为下限频率fL和上限频率fH，夹在上限频率和下限频率之间的频率范围称为通频带fBW。umA21LHBWfff(4-34) 两级放大电路的幅频特性如图4.3.11所示。由图可见，多级放大电路虽然提高了中频区的放大倍数，但通频带变窄了，这是一个重要的概念。 Aum10.707Aum1

60、0fLfHfAum1|Au1|(a) 图4.3.11 两级放大电路的通频带 图3.11 两级放大电路的通频带 (b)Aum20.707Aum20fLfHfAum2|Au2| 图3.11 两级放大电路的通频带 Aum Aum Aum2Aum0.707Aum0fLfHf|Au|(c)0.49Aum七、基本放大电路的派生电路七、基本放大电路的派生电路复复合合管管（一）复合管共射放大电路电路的组成（二）复合管共集放大电路（三）共射-共基放大电路电路组成（四）共集（四）共集-共基放大电路共基放大电路电路组成功率放大器功率放大器例例 扩音系统扩音系统功率放大器的作用：功率放大器的作用： 用作放大电路的用作