求放大电路输入电阻和输出电阻

1、关于求放大电路的输入电阻和输出电阻第一张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月放大的概念: 放大的目的是将微弱的变化信号放大成较大的信号。 放大的实质: 用小能量的信号通过三极管的电流控制作用，将放大电路中直流电源的能量转化成交流能量输出。 对放大电路的基本要求 ： 1. 要有足够的放大倍数(电压、电流、功率)。 2. 尽可能小的波形失真。 另外还有输入电阻、输出电阻、通频带等其它技术指标。 本章主要讨论电压放大电路。第二张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月2.1 半导体三极管2.1.1 基本结构NNP基极发射极集电极NPN型BECBECPNP型PPN基极发射极集电极符号：BE

2、CIBIEICBECIBIEICNPN型三极管PNP型三极管第三张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月基区：最薄，掺杂浓度最低发射区：掺杂浓度最高发射结集电结BECNNP基极发射极集电极结构特点：集电区：面积最大第四张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月BE输入输出CB输入输入输出输出BEECC共基极共发射极共集电极第五张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月2.1. 2 电流分配和放大原理1. 三极管放大的外部条件BECNNPEBRBECRC发射结正偏、集电结反偏 PNP发射结正偏 VBVE集电结反偏 VCVE集电结反偏 VCVB 第六张，PPT共一百四十七页，创作于2

3、022年6月2. 各电极电流关系及电流放大作用IB(mA)IC(mA)IE(mA)00.020.040.060.080.100.0010.701.502.303.103.950.0010.721.542.363.184.05结论:1）三电极电流关系 IE = IB + IC2） IC IB ， IC IE 3） IC IB = IC / IB 把基极电流的微小变化能够引起集电极电流较大变化的特性称为晶体管的电流放大作用。 实质:用一个微小电流的变化去控制一个较大电流的变化，是CCCS器件。第七张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月3.三极管内部载流子的运动规律BECNNPEBRBECI

4、EIBEICEICBO 基区空穴向发射区的扩散可忽略。 发射结正偏，发射区电子不断向基区扩散，形成发射极电流IE。进入P 区的电子少部分与基区的空穴复合，形成电流IBE ，多数扩散到集电结。从基区扩散来的电子作为集电结的少子，漂移进入集电结而被收集，形成ICE。 集电结反偏，有少子形成的反向电流ICBO。第八张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月3. 三极管内部载流子的运动规律IC = ICE+ICBO ICEICIBBECNNPEBRBECIEIBEICEICBOIB = IBE- ICBO IBE ICE 与 IBE 之比称为共发射极直流电流放大倍数集射极穿透电流, 温度ICEO(

5、常用公式)若IB =0, 则 IC ICE0第九张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月2.1.3 特性曲线 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，是分析放大电路的依据。为什么要研究特性曲线： 1）直观地分析管子的工作状态 2）合理地选择偏置电路的参数，设计性能良好的电路 重点讨论应用最广泛的共发射极接法的特性曲线第十张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月发射极是输入回路、输出回路的公共端 共发射极电路输入回路输出回路 测量晶体管特性的实验线路ICEBmAAVUCEUBERBIBECV+第十一张，PPT共一百四十七页，创作于2022

6、年6月1. 输入特性特点:非线性死区电压：硅管0.5V，锗管0.1V。正常工作时发射结电压： NPN型硅管 UBE 0.60.7VPNP型锗管 UBE 0.2 0.3VIB(A)UBE(V)204060800.40.8UCE1VO第十二张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月2. 输出特性IB=020A40A60A80A100A36IC(mA )1234UCE(V)912O放大区输出特性曲线通常分三个工作区：(1) 放大区 在放大区有 IC= IB ，也称为线性区，具有恒流特性。 在放大区，发射结处于正向偏置、集电结处于反向偏置，晶体管工作于放大状态。第十三张，PPT共一百四十七页，创作

7、于2022年6月IB=020A40A60A80A100A36IC(mA )1234UCE(V)912O（2）截止区IB 0 以下区域为截止区，有 IC 0 。 在截止区发射结处于反向偏置，集电结处于反向偏置，晶体管工作于截止状态。饱和区截止区（3）饱和区 当UCE UBE时，晶体管工作于饱和状态。 在饱和区，IB IC，发射结处于正向偏置，集电结也处于正偏。 深度饱和时， 硅管UCES 0.3V， 锗管UCES 0.1V。第十四张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月工作状态（晶体管工作状态的判定） 放大 截止 饱和1.根据PN结 UBE 0 UBE 0 UBE 0偏置电压 (正偏) (

8、反偏) (正偏) UB C 0 UB C 0 UB C 0 (反偏) (反偏) (正偏)2.根据 IB 0 IB IBS 0 IBS IB IC IE IC IB 0 IB IE IB IC 0 (1+) IB IBS =EC UCES / RC 硅管临界饱和UCES =0.5V 深饱和UCES 0.10.3V第十五张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月工作状态（晶体管工作状态的判定）3.测量管压 UBE UCE 放大 0.7V UCE S UCE EC 截止 0 EC 饱和 0.7V UCE S第十六张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月2.1.4 主要参数1. 电流放大系数

9、，直流电流放大系数交流电流放大系数当晶体管接成发射极电路时， 表示晶体管特性的数据称为晶体管的参数，晶体管的参数也是设计电路、选用晶体管的依据。注意： 和 的含义不同，但在特性曲线近于平行等距并且ICE0 较小的情况下，两者数值接近。常用晶体管的 值在20 200之间。100左右为宜。第十七张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月例：在UCE= 6 V时， 在 Q1 点IB=40A, IC=1.5mA； 在 Q2 点IB=60 A, IC=2.3mA，求在以后的计算中，一般作近似处理： = 。IB=020A40A60A80A100A36IC(mA )1234UCE(V)9120Q1Q2在

10、 Q1 点，有由 Q1 和Q2点，得第十八张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月2.集-基极反向截止电流 ICBO ICBO是由少数载流子的漂移运动所形成的电流，受温度的影响大。 温度ICBOICBOA+ECICBO越小越好。(硅管的较小1微安以下）第十九张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月ICEO = ICBO + ICBO =（1+ ） ICBOIC = ICE + ICBO = IB + ICEO AICEOIB=0+ICEO受温度的影响大。温度ICEO，所以IC也相应增加。三极管的温度特性较差。3.集-射极反向截止电流(穿透电流)ICEO第二十张，PPT共一百四十七页

11、，创作于2022年6月4. 集电极最大允许电流 ICM5. 集-射极反向击穿电压U(BR)CEO 集电极电流 IC上升会导致三极管的值的下降，当值下降到正常值的三分之二时的集电极电流即为 ICM。 当集射极之间的电压UCE 超过一定的数值时，三极管就会被击穿。手册上给出的数值是25C、基极开路时的击穿电压U(BR) CEO。6. 集电极最大允许耗散功耗PCM PCM取决于三极管允许的温升，消耗功率过大，温升过高会烧坏三极管。 PC PCM =IC UCE 硅管允许结温约为150C，锗管约为7090C。第二十一张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月ICUCE=PCMICMU(BR)CEO

12、安全工作区由三个极限参数可画出三极管的安全工作区ICUCEO第二十二张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月晶体管参数与温度的关系1、温度每增加10C，ICBO增大一倍。硅管优 于锗管。2、温度每升高 1C，UBE将减 小(2-2.5)mV， 即晶体管具有负温度系数。3、温度每升高 1C， 增加 0.5%1.0%。第二十三张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月2.2 基本放大电路的组成2.2.1 共发射极基本放大电路组成 共发射极基本电路ECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+uBEuCEiCiBiE第二十四张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月2.2.2

13、基本放大电路各元件作用 晶体管T-放大元件, iC= iB。要保证集电结反偏,发射结正偏,使晶体管工作在放大区 。基极电源EB与基极电阻RB-使发射结 处于正偏，并提供大小适当的基极电流。共发射极基本电路ECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+uBEuCEiCiBiE第二十五张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月集电极电源EC -为电路提供能量。并保证集电结反偏。集电极电阻RC-将变化的电流转变为变化的电压。耦合电容C1 、C2 -隔离输入、输出与放大电路直流的联系，同时使信号顺利输入、输出。信号源负载共发射极基本电路ECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+

14、uBEuCEiCiBiE第二十六张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月2.2 基本放大电路的组成单电源供电时常用的画法共发射极基本电路+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiEECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+uBEuCEiCiBiE第二十七张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月2.2.3 共射放大电路的电压放大作用UBEIBICUCE无输入信号(ui = 0)时: uo = 0uBE = UBEuCE = UCE+UCCRBRCC1C2T+ui+uo+uBEuCEiCiBiEuBEtOiBtOiCtOuCEtO第二十八张，

15、PPT共一百四十七页，创作于2022年6月ICUCEOIBUBEO结论： (1) 无输入信号电压时，三极管各电极都是恒定的 电压和电流:IB、UBE和 IC、UCE 。 (IB、UBE) 和(IC、UCE)分别对应于输入、输出特性曲线上的一个点，称为静态工作点。QIBUBEQUCEIC第二十九张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月UBEIB无输入信号(ui = 0)时: uo = 0uBE = UBEuCE = UCE？有输入信号(ui 0)时 uCE = UCC iC RC uo 0uBE = UBE+ uiuCE = UCE+ uoIC2.2.3 共射放大电路的电压放大作用+UCC

16、RBRCC1C2T+ui+uo+uBEuCEiCiBiEuBEtOiBtOiCtOuCEtOuitOUCEuotO第三十张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月结论：(2) 加上输入信号电压后，各电极电流和电压的大 小均发生了变化，都在直流量的基础上叠加了 一个交流量，但方向始终不变。+集电极电流直流分量交流分量动态分析iCtOiCtICOiCticO静态分析第三十一张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月结论：(3) 若参数选取得当，输出电压可比输入电压大， 即电路具有电压放大作用。(4) 输出电压与输入电压在相位上相差180， 即共发射极电路具有反相作用。uitOuotO第三十

17、二张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月1. 实现放大的条件 (1) 晶体管必须工作在放大区。发射结正偏，集 电结反偏。(2) 正确设置静态工作点，使晶体管工作于放大 区。(3) 输入回路将变化的电压转化成变化的基极电 流。(4) 输出回路将变化的集电极电流转化成变化的 集电极电压，经电容耦合只输出交流信号。第三十三张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月2. 直、流通路和交流通路 因电容对交、直流的作用不同。在放大电路中如果电容的容量足够大，可以认为它对交流分量不起作用，即对交流短路。而对直流可以看成开路。这样，交直流所走的通路是不同的。直流通路：无信号时电流（直流电流）的通路

18、， 用来计算静态工作点。交流通路：有信号时交流分量（变化量）的通路， 用来计算电压放大倍数、输入电阻、 输出电阻等动态参数。第三十四张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月例：画出下图放大电路的直流通路直流通路直流通路用来计算静态工作点Q ( IB 、 IC 、 UCE )对直流信号电容 C 可看作开路（即将电容断开）断开断开+UCCRBRCT+UBEUCEICIBIE+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiE第三十五张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月RBRCuiuORLRSes+对交流信号(有输入信号ui时的交流分量) XC 0，C 可看作

19、短路。忽略电源的内阻，电源的端电压恒定，直流电源对交流可看作短路。短路短路对地短路交流通路 用来计算电压放大倍数、输入电阻、输出电阻等动态参数。+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiE第三十六张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月2. 放大电路的静态分析静态：放大电路无信号输入（ui = 0）时的工作状态。分析方法：估算法、图解法。分析对象：各极电压电流的直流分量。所用电路：放大电路的直流通路。设置Q点的目的： (1) 使放大电路的放大信号不失真； (2) 使放大电路工作在较佳的工作状态，静态是动态的基础。静态工作点Q：IB、IC、UCE 。静态分析

20、：确定放大电路的静态值。第三十七张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月2.2.3 共射放大电路的电压放大作用UBEIBICUCE无输入信号(ui = 0)时: uo = 0uBE = UBEuCE = UCE+UCCRBRCC1C2T+ui+uo+uBEuCEiCiBiEuBEtOiBtOiCtOuCEtO第三十八张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月IB，IC，UBE，UCE 直流分量ib，iC，ube，uce 交流分量iB，iC，uBE，uCE 总 量Ib，IC，Ube，Uce 交流分量有效值0iBtIBibIbm符号含义：RBRCUCEUBE+UCC+C1C2+ui+u0

21、RL各种符号关系：第三十九张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月ICUCEOIBUBEO结论： (1) 无输入信号电压时，三极管各电极都是恒定的 电压和电流:IB、UBE和 IC、UCE 。 (IB、UBE) 和(IC、UCE)分别对应于输入、输出特性曲线上的一个点，称为静态工作点。QIBUBEQUCEIC第四十张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月UBEIB无输入信号(ui = 0)时: uo = 0uBE = UBEuCE = UCE？有输入信号(ui 0)时 uCE = UCC iC RC uo 0uBE = UBE+ uiuCE = UCE+ uoIC2.2.3 共射放

22、大电路的电压放大作用+UCCRBRCC1C2T+ui+uo+uBEuCEiCiBiEuBEtOiBtOiCtOuCEtOuitOUCEuotO第四十一张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月结论：(2) 加上输入信号电压后，各电极电流和电压的大 小均发生了变化，都在直流量的基础上叠加了 一个交流量，但方向始终不变。+集电极电流直流分量交流分量动态分析iCtOiCtICOiCticO静态分析第四十二张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月结论：(3) 若参数选取得当，输出电压可比输入电压大， 即电路具有电压放大作用。(4) 输出电压与输入电压在相位上相差180， 即共发射极电路具有反

23、相作用。uitOuotO第四十三张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月1. 实现放大的条件 (1) 晶体管必须工作在放大区。发射结正偏，集 电结反偏。(2) 正确设置静态工作点，使晶体管工作于放大 区。(3) 输入回路将变化的电压转化成变化的基极电 流。(4) 输出回路将变化的集电极电流转化成变化的 集电极电压，经电容耦合只输出交流信号。第四十四张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月2. 直、流通路和交流通路 因电容对交、直流的作用不同。在放大电路中如果电容的容量足够大，可以认为它对交流分量不起作用，即对交流短路。而对直流可以看成开路。这样，交直流所走的通路是不同的。直流通路：

24、无信号时电流（直流电流）的通路， 用来计算静态工作点。交流通路：有信号时交流分量（变化量）的通路， 用来计算电压放大倍数、输入电阻、 输出电阻等动态参数。第四十五张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月2.3 放大电路的静态分析静态：放大电路无信号输入（ui = 0）时的工作状态。分析方法：估算法、图解法。分析对象：各极电压电流的直流分量。所用电路：放大电路的直流通路。设置Q点的目的： (1) 使放大电路的放大信号不失真； (2) 使放大电路工作在较佳的工作状态，静态是动态的基础。静态工作点Q：IB、IC、UCE 。静态分析：确定放大电路的静态值。第四十六张，PPT共一百四十七页，创作于

25、2022年6月直流通路直流通路用来计算静态工作点Q ( IB 、 IC 、 UCE )对直流信号电容 C 可看作开路（即将电容断开）断开断开+UCCRBRCT+UBEUCEICIBIE+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiE2.3.1用估算法计算静态工作点第四十七张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月2.3.1用估算法计算静态工作点+UCCRBRCT+UBEUCEICIBUCC = UBE +I B RBI B = UCC - UBE / RB UCC / RB 若UCC UBE I C= I B + I CEO I B UCE = UCC - I

26、C RC第四十八张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月例1：用估算法计算静态工作点。已知：UCC=12V，RC=4k，RB=300k， =37.5。解：注意：电路中IB 和 IC 的数量级不同+UCCRBRCT+UBEUCEICIB第四十九张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月例2：用估算法计算图示电路的静态工作点。 由例1、例2可知，当电路不同时，计算静态值的公式也不同。由KVL可得：由KVL可得：IE+UCCRBRCT+UBEUCEICIB第五十张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月2.3.2静态图解法UBE =UCC - RBIBIB = IBQ下页输入回路静态图

27、解：翻页iB = （uBE）UBE = UBEQ线性部分非线性部分线性部分UCCUCCRBUBEQIBQiBuBE返回RBRCICIBUCEUBE+UCCUCCUCCUCEIC+IBUBE+RBRCQB0第五十一张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月UCE = UCC RCICIB = IBQICQUCEQQUCCUCCRCiCuCE0IC = f（UCE）IB =常量输出回路静态图解翻页IC = ICQUCE = UCEQ直流负载线返回UCCUCCUCEIC+IBUBE+RBRC第五十二张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月iCuCEIB =IBQICQUCEQQ UCCUC

28、CRC0输入、输出回路静态图解分析UBE = UBEQIB = IBQUCE = UCEQIC = ICQ翻页UCCUCCRBIBQiBuBEQUBEQ返回第五十三张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月 图(a)中，没有设置静态偏置，不能放大。图(b)中，有静态偏置,但ui被EB 短路，不能引起iB的变化，所以不能放大。翻页UCCRCC1C2TRLuoui(a)+_+_RBUCCRCC1C2TRLuouiEB(b)_+如图所示电路，能否放大交流信号？请说明理由。思考与练习+返回第五十四张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月图(c)中，有静态偏置,有变化的iB和ic, 但因没有R

29、C ，不能把集电极电流的变化转化为电压的变化送到输出端,所以不能放大交流电压信号。翻页UCCC2TRLuouiRB(c)C1+_+_+返回第五十五张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月2.3.4 放大电路的动态分析动态：放大电路有信号输入（ui 0）时的工作状态。分析方法： 微变等效电路法，图解法。所用电路： 放大电路的交流通路。动态分析: 计算电压放大倍数Au、输入电阻ri、输出电阻ro等。分析对象： 各极电压和电流的交流分量。目的： 找出Au、 ri、 ro与电路参数的关系，为设计 打基础。第五十六张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月1. 微变等效电路法 微变等效电路：

30、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，等效为一个线性元件。线性化的条件： 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似代替。微变等效电路法： 利用放大电路的微变等效电路分析计算放大电路电压放大倍数Au、输入电阻ri、输出电阻ro等。第五十七张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月 晶体管的微变等效电路可从晶体管特性曲线求出。 当信号很小时，在静态工作点附近的输入特性在小范围内可近似线性化。1) 晶体管的微变等效电路UBEIB对于小功率三极管：rbe一般为几百欧到几千欧。(1) 输入回路Q输入特性晶体管的

31、输入电阻 晶体管的输入回路(B、E之间)可用rbe等效代替，即由rbe来确定ube和 ib之间的关系。IBUBEO第五十八张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月若是小信号微变量，可用电压和电流的交流量来代替。即 UBE = ube IB =i b UCE = uce IC =ic 第五十九张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月(2) 输出回路rce愈大，恒流特性愈好因rce阻值很高，一般忽略不计。晶体管的输出电阻输出特性ICUCEQ 输出特性在线性工作区是一组近似等距的平行直线。晶体管的电流放大系数 晶体管的输出回路(C、E之间)可用一受控电流源 ic= ib等效代替，即由来确

32、定ic和 ib之间的关系。一般在20200之间，在手册中常用hfe表示。O第六十张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月ibicicBCEibib晶体三极管微变等效电路ube+-uce+-ube+-uce+-3) 晶体管的微变等效电路rbeBEC 晶体管的B、E之间可用rbe等效代替。 晶体管的C、E之间可用一受控电流源ic=ib等效代替。第六十一张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月RBRCuiuORLRSes+对交流信号(有输入信号ui时的交流分量) XC 0，C 可看作短路。忽略电源的内阻，电源的端电压恒定，直流电源对交流可看作短路。短路短路对地短路交流通路 用来计算电压放

33、大倍数、输入电阻、输出电阻等动态参数。+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiE第六十二张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月2. 放大电路的微变等效电路 将交流通路中的晶体管用晶体管微变等效电路代替即可得放大电路的微变等效电路。ibiceSrbeibRBRCRLEBCui+-uo+-+-RSii交流通路微变等效电路RBRCuiuORL+-RSeS+-ibicBCEii第六十三张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月 分析时假设输入为正弦交流，所以等效电路中的电压与电流可用相量表示。微变等效电路2. 放大电路的微变等效电路 将交流通路中的晶体管用

34、晶体管微变等效电路代替即可得放大电路的微变等效电路。ibiceSrbeibRBRCRLEBCui+-uo+-+-RSiirbeRBRCRLEBC+-+-+-RS第六十四张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月1、电压放大倍数（1）带负载时的电压放大倍数=（RC/RL）Ib rbe Ib= （RC/RL）rbe（2）不带负载时的电压放大倍数Au=UiUoAu=UiUo= RCrbe翻页返回Ui_rbe IbIbIcRCRBUo_RL第六十五张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月2、放大电路的输入电阻ri =RB / rbe 对基本放大电放大电路放大电路的输入电阻定义为：=IiriU

35、i翻页返回riUi_rbe IbIbIcRCRBUo_RLIi第六十六张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月3、放大电路的输出电阻 对负载而言,放大电路相当于一个具有內阻的信号源，信号源的內阻就是放大电路的输出电阻。 RS放大电路IUS=0Uro=RCI可用外加电压法 求roro翻页roU+返回rbe IbIbIcRCRBUo_RLUS_IiRS第六十七张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSRE 例2：rbeRBRCRLEBC+-+-+-RS例1：riri第六十八张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月 5. 放大电路输出电阻的计算

36、放大电路对负载(或对后级放大电路)来说，是一个信号源，可以将它进行戴维宁等效，等效电源的内阻即为放大电路的输出电阻。+_RLro+_定义： 输出电阻是动态电阻，与负载无关。 输出电阻是表明放大电路带负载能力的参数。电路的输出电阻愈小，负载变化时输出电压的变化愈小，因此一般总是希望得到较小的输出电阻。RSRL+_Au放大电路+_第六十九张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月rbeRBRCRLEBC+-+-+-RS共射极放大电路特点： 1. 放大倍数高;2. 输入电阻低;3. 输出电阻高.例3：求ro的步骤：1) 断开负载RL3) 外加电压4) 求外加2) 令 或第七十张，PPT共一百四十

37、七页，创作于2022年6月rbeRBRLEBC+-+-+-RSRE外加例4：求ro的步骤：1) 断开负载RL3) 外加电压4) 求2) 令 或第七十一张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月动态分析图解法QuCE/VttiB/AIBtiC/mAICiB/AuBE/VtuBE/VUBEUCEiC/mAuCE/VOOOOOOQicQ1Q2ibuiuoRL= 由uo和ui的峰值（或峰峰值）之比可得放大电路的电压放大倍数。第七十二张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月ibicicBCEibib晶体三极管微变等效电路ube+-uce+-ube+-uce+-1. 晶体管的微变等效电路rbeB

38、EC 晶体管的B、E之间可用rbe等效代替。 晶体管的C、E之间可用一受控电流源ic=ib等效代替。第七十三张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月2. 放大电路的微变等效电路 将交流通路中的晶体管用晶体管微变等效电路代替即可得放大电路的微变等效电路。交流通路RBRCuiuORL+-RSeS+-ibicBCEiirbeRBRCRLEBC+-+-+-RS第七十四张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月3.电压放大倍数的计算当放大电路输出端开路(未接RL)时，因rbe与IE有关，故放大倍数与静态 IE有关。负载电阻愈小，放大倍数愈小。 式中的负号表示输出电压的相位与输入相反。例1：rb

39、eRBRCRLEBC+-+-+-RS第七十五张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月3.电压放大倍数的计算rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSRE例2： 由例1、例2可知，当电路不同时，计算电压放大倍数 Au 的公式也不同。要根据微变等效电路找出 ui与ib的关系、 uo与ic 的关系。第七十六张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月4.放大电路输入电阻的计算 输入电阻是对交流信号而言的，是动态电阻。+-信号源Au放大电路+-放大电路信号源+-+-ri较小 1）Ii大，信号源的功率大，增加其负担。的后果 2）Ui减小， ri 上分压小， Uo减小。 3） ri 为前级的负载 r

40、i较小， A u 。第七十七张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSRE rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSriri第七十八张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月 5. 放大电路输出电阻的计算+_RLro+_定义： 输出电阻是动态电阻，与负载无关。 输出电阻是表明放大电路带负载能力的参数。电路的输出电阻愈小，负载变化时输出电压的变化愈小，因此一般总是希望得到较小的输出电阻。RSRL+_Au放大电路+_第七十九张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月rbeRBRCRLEBC+-+-+-RS共射极放大电路特点： 1. 放大倍数高;2

41、. 输入电阻低;3. 输出电阻高.例3：求ro的步骤：1) 断开负载RL3) 外加电压4) 求外加2) 令 或第八十张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月rbeRBRLEBC+-+-+-RSRE外加例4：求ro的步骤：1) 断开负载RL3) 外加电压4) 求2) 令 或第八十一张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月小结1.关于 A u 1)RC或 RL增大，A u也增大。2） rbe（1）IE 一定时，大，rbe大，但不是成线性比例 增加。（2）一定时， IE稍增加，rb rbe ，A u 。 （比 效果好， IE 受限制。第八十二张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月

42、3）uo与ui 反相4）考虑电源内阻（R S ）A u = U / ES = UO / Ui U/ES = - 2.关于ri rO （ ri较大好， rO较小好）ri较小 1）Ii大，信号源的功率大，增加其负担。的后果 2）Ui减小， ri 上分压小， Uo减小。 3） ri 为前级的负载 ri较小，A u 。 rO作为后级的输入（相当于电源内阻）分压大，带载能力差。第八十三张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月2.3.5动态分析图解法QuCE/VttiB/AIBtiC/mAICiB/AuBE/VtuBE/VUBEUCEiC/mAuCE/VOOOOOOQicQ1Q2ibuiuoRL=

43、由uo和ui的峰值（或峰峰值）之比可得放大电路的电压放大倍数。第八十四张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月 2.3.6 非线性失真 如果Q设置不合适，晶体管进入截止区或饱和区工作，将造成非线性失真。若Q设置过高，动画 晶体管进入饱和区工作，造成饱和失真。Q2uo 适当减小基极电流可消除失真。UCEQuCE/VttiC/mAICiC/mAuCE/VOOOQ1第八十五张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月 若Q设置过低，动画 晶体管进入截止区工作，造成截止失真。 适当增加基极电流可消除失真。uiuotiB/AiB/AuBE/VtuBE/VUBEOOOQQuCE/VtiC/mAuC

44、E/VOOUCE 如果Q设置合适，信号幅值过大也可产生失真，减小信号幅值可消除失真。第八十六张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月2.4 静态工作点的稳定 合理设置静态工作点是保证放大电路正常工作的先决条件。但是放大电路的静态工作点常因外界条件的变化而发生变动。 前述的固定偏置放大电路，简单、容易调整，但在温度变化、三极管老化、电源电压波动等外部因素的影响下，将引起静态工作点的变动，严重时将使放大电路不能正常工作，其中影响最大的是温度的变化。第八十七张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月2.4.1 温度变化对静态工作点的影响 在固定偏置放大电路中，当温度升高时，UBE、 、 I

45、CBO 。 上式表明，当UCC和 RB一定时， IC与 UBE、 以及 ICEO 有关，而这三个参数随温度而变化。温度升高时， IC将增加，使Q点沿负载线上移。第八十八张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月iCuCEQ温度升高时，输出特性曲线上移Q 固定偏置电路的工作点Q点是不稳定的，为此需要改进偏置电路。当温度升高使 IC 增加时，能够自动减少IB，从而抑制Q点的变化，保持Q点基本稳定。结论： 当温度升高时， IC将增加，使Q点沿负载线上移，容易使晶体管 T进入饱和区造成饱和失真，甚至引起过热烧坏三极管。O第八十九张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月2.4.2 分压式偏置电

46、路1. 稳定Q点的原理 基极电位基本恒定，不随温度变化。VBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSeS+第九十张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月RB2RCICIBTRB1RE+UCCVBIE+_UEUBE+_ 直流通路第九十一张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月VB 集电极电流基本恒定，不随温度变化。RB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSeS+第九十二张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月从Q点稳定的角度来看似乎I2、VB越大越好。但 I2 越大，RB1、RB2必须取得较小，将增加损耗，降低输

47、入电阻。而VB过高必使VE也增高，在UCC一定时，势必使UCE减小，从而减小放大电路输出电压的动态范围。在估算时一般选取：I2= (5 10) IB，VB= (5 10) UBE， RB1、RB2的阻值一般为几十千欧。2.参数的选择VEVBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSeS+第九十三张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月Q点稳定的过程VEVBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSeS+TUBEIBICVEICVB 固定 RE：温度补偿电阻 对直流：RE越大,稳定Q点效果越好； 对交流：RE越大,交流损失越大

48、,为避免交流损失加旁路电容CE。第九十四张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月估算法:VBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSeS+第九十五张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月动态分析 对交流：旁路电容 CE 将RE 短路， RE不起作用， Au，ri，ro与固定偏置电路相同。如果去掉CE ，Au，ri，ro ？旁路电容RB1RCC1C2RB2CERERL+UCCuiuo+RSeS+第九十六张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月RB1RCC1C2RB2CERERL+UCCuiuo+RSeS+ 去掉CE后的微变等效电路短路对地短路如

49、果去掉CE ，Au，ri，ro ?rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSRE第九十七张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSrbeRBRCRLEBC+-+-+-RSRE 开路短路法求第九十八张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月第九十九张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月无旁路电容CE有旁路电容CEAu减小分压式偏置电路ri 提高ro不变第一百张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月对信号源电压的放大倍数？信号源考虑信号源内阻RS 时RB1RCC1C2RB2CERERL+UCCuiuo+RSeS+第一百零一张，PPT共一百

50、四十七页，创作于2022年6月例1: 在图示放大电路中，已知UCC=12V, RC= 6k, RE1= 300， RE2= 2.7k， RB1= 60k， RB2= 20k RL= 6k ，晶体管=50， UBE=0.6V, 试求:(1) 静态工作点 IB、IC 及 UCE；(2) 画出微变等效电路；(3) 输入电阻ri、ro及 Au。RB1RCC1C2RB2CERE1RL+UCCuiuo+RE2第一百零二张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月解:(1)由直流通路求静态工作点。直流通路RB1RCRB2RE1+UCCRE2+UCEIEIBICVB第一百零三张，PPT共一百四十七页，创作于

51、2022年6月(2) 由微变等效电路求Au、 ri 、 ro。微变等效电路rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSRE第一百零四张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSrbeRBRCRLEBC+-+-+-RSRE 开路短路法求第一百零五张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月第一百零六张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月2.5 射极输出器 因对交流信号而言，集电极是输入与输出回路的公共端，所以是共集电极放大电路。 因从发射极输出，所以称射极输出器。RB+UCCC1C2RERLui+uo+es+RS第一百零七张，PPT共一百四十七页，

52、创作于2022年6月求Q点：2.5.1 静态分析直流通路+UCCRBRE+UCE+UBEIEIBICRB+UCCC1C2RERLui+uo+es+RS第一百零八张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月2.5.2 动态分析1. 电压放大倍数 电压放大倍数Au1且输入输出同相，输出电压跟随输入电压，故称电压跟随器。微变等效电路rbeRBRLEBC+-+-+-RSRE第一百零九张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月rbeRBRLEBC+-+-+-RSRE2. 输入电阻 射极输出器的输入电阻高，对前级有利。 ri 与负载有关第一百一十张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月3. 输

53、出电阻射极输出器的输出电阻很小，带负载能力强。rbeRBRLEBC+-+-+-RSRE第一百一十一张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月共集电极放大电路(射极输出器)的特点：1. 电压放大倍数小于1，约等于1;2. 输入电阻高；3. 输出电阻低；4. 输出与输入同相。第一百一十二张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月射极输出器的应用主要利用它具有输入电阻高和输出电阻低的特点。 1. 因输入电阻高，它常被用在多级放大电路的第一级，可以提高输入电阻，减轻信号源负担。 2. 因输出电阻低，它常被用在多级放大电路的末级，可以降低输出电阻，提高带负载能力。 3. 利用 ri 大、 ro小

54、以及 Au 1 的特点，也可将射极输出器放在放大电路的两级之间，起到阻抗匹配作用，这一级射极输出器称为缓冲级或中间隔离级。第一百一十三张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月例1:. 在图示放大电路中，已知UCC=12V, RE= 2k, RB= 200k， RL= 2k ，晶体管=60， UBE=0.6V, 信号源内阻RS= 100，试求:(1) 静态工作点 IB、IE 及 UCE；(2) 画出微变等效电路；(3) Au、ri 和 ro 。RB+UCCC1C2RERLui+uo+es+RS第一百一十四张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月解:(1)由直流通路求静态工作点。直流通

55、路+UCCRBRE+UCE+UBEIEIBIC第一百一十五张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月(2) 由微变等效电路求Au、 ri 、 ro。rbeRBRLEBC+-+-+-RSRE微变等效电路第一百一十六张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSrbeRBRCRLEBC+-+-+-RSRE 开路短路法求第一百一十七张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月第一百一十八张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月2.5 射极输出器 因对交流信号而言，集电极是输入与输出回路的公共端，所以是共集电极放大电路。 因从发射极输出，所以称射极输

56、出器。RB+UCCC1C2RERLui+uo+es+RS第一百一十九张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月求Q点：2.5.1 静态分析直流通路+UCCRBRE+UCE+UBEIEIBICRB+UCCC1C2RERLui+uo+es+RS第一百二十张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月2.5.2 动态分析1. 电压放大倍数 电压放大倍数Au1且输入输出同相，输出电压跟随输入电压，故称电压跟随器。微变等效电路rbeRBRLEBC+-+-+-RSRE第一百二十一张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月rbeRBRLEBC+-+-+-RSRE2. 输入电阻 射极输出器的输入电阻高

57、，对前级有利。 ri 与负载有关第一百二十二张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月3. 输出电阻射极输出器的输出电阻很小，带负载能力强。rbeRBRLEBC+-+-+-RSRE第一百二十三张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月共集电极放大电路(射极输出器)的特点：1. 电压放大倍数小于1，约等于1;2. 输入电阻高；3. 输出电阻低；4. 输出与输入同相。第一百二十四张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月射极输出器的应用主要利用它具有输入电阻高和输出电阻低的特点。 1. 因输入电阻高，它常被用在多级放大电路的第一级，可以提高输入电阻，减轻信号源负担。 2. 因输出电阻低

58、，它常被用在多级放大电路的末级，可以降低输出电阻，提高带负载能力。 3. 利用 ri 大、 ro小以及 Au 1 的特点，也可将射极输出器放在放大电路的两级之间，起到阻抗匹配作用，这一级射极输出器称为缓冲级或中间隔离级。第一百二十五张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月例1:. 在图示放大电路中，已知UCC=12V, RE= 2k, RB= 200k， RL= 2k ，晶体管=60， UBE=0.6V, 信号源内阻RS= 100，试求:(1) 静态工作点 IB、IE 及 UCE；(2) 画出微变等效电路；(3) Au、ri 和 ro 。RB+UCCC1C2RERLui+uo+es+RS

59、第一百二十六张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月解:(1)由直流通路求静态工作点。直流通路+UCCRBRE+UCE+UBEIEIBIC第一百二十七张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月(2) 由微变等效电路求Au、 ri 、 ro。rbeRBRLEBC+-+-+-RSRE微变等效电路第一百二十八张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月2.6 阻容耦合放大电路2.6.1 耦合方式耦合:在多级放大电路中,每两个单级放 大电路之间的连接方式。耦合电路：实现耦合的电路对级间耦合电路的基本要求：1.对前后级Q点不影响。2.信号不失真。3.减少信号电压在耦合 电路上的压降。耦合方式

60、：阻容耦合，变压器耦合，直接耦合。第一百二十九张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月2.6.2 阻容耦合第一级第二级负载信号源两级之间通过耦合电容 C2 与下级输入电阻连接RB1RC1C1C2RB2CE1RE1+RS+RC2C3CE2RE2RL+UCC+T1T2第一百三十张，PPT共一百四十七页，创作于2022年6月1. 静态分析 由于电容有隔直作用，所以每级放大电路的直流通路互不相通，每级的静态工作点互相独立，互不影响，可以各级单独计算。两级放大电路均为共发射极分压式偏置电路。RB1RC1C1C2RB2CE1RE1+RS+RC2C3CE2RE2RL+UCC+T1T2第一百三十一张，P