电工学唐介第九章(少学时)课件

第9章基本放大电路第9章基本放大电路9.2

放大电路的工作原理9.3

放大电路的静态分析9.1

双极性晶体管9.9

差分放大电路9.4

放大电路的动态分析9.5

双极性晶体管基本放大电路9.8

多级放大电路9.1

双极性晶体管一、基本结构N型硅P型N型二氧化硅保护膜CBENPN型NNP基极发射极集电极NPN型BEC符号：BECIBIEICNPN型三极管一、基本结构N型锗铟球铟球P型P型CEBPNP型BECPNP型PPN基极发射极集电极符号：BECIBIEICPNP型三极管9.1双极性晶体管二、晶体管的电流放大作用以NPN型三极管为例讨论cNNPebbec表面看三极管若实现放大，必须从三极管内部结构和外部所加电源的极性来保证。不具备放大作用基区：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：面积最大这些结构特点是它具有电流放大作用的内在条件。三、电流分配和放大原理1.三极管放大的外部条件发射结正向偏置、集电结反向偏置(2)对PNP型三极管

从电位的角度看：

(1)对NPN型三极管

发射结正偏VB>VE

集电结反偏VC>VB

即VC>VB>VE

集电极电位最高

即VE>VB>VC

发射极电位最高BECNNPEBRBECRCIEICIBBECPPNEBRBECRCIEICIB共射极放大电路

发射结正偏VB<VE

集电结反偏VC<VB2.各电极电流关系及电流放大作用IB(mA)IC(mA)IE(mA)00.020.040.060.080.100.010.701.502.303.103.950.010.721.542.363.184.05结论:1）三电极电流关系IE=IB+IC2）IC

IB

，

IC

IE

3）IC

IB

基极电流的微小变化IB能够引起较大的集电极电流变化IC,这就是三极管的电流放大作用。

BECNNPEBRBECRCIEICIB3.三极管内部载流子的运动规律BECNNPEBRBECIEIBEICEICBO

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，漂移进入集电区而被集电极收集，形成ICE。

集电结反偏，有少子形成的反向电流ICBO。IBIc发射结正偏扩散强E区多子（自由电子）到B区B区多子（空穴）到E区穿过发射结的电流主要是电子流形成发射极电流IEIE是由扩散运动形成的1发射区向基区扩散电子，形成发射极电流IE。2电子在基区中的扩散与复合，形成基极电流IBE区电子到基区B后，有两种运动扩散ICE复合IBE同时基区中的电子被EB拉走形成IBIBE=IB时达到动态平衡形成稳定的基极电流IBIB是由复合运动形成的3集电极收集电子，形成集电极电流IC集电结反偏阻碍C区中的多子（自由电子）扩散，同时收集E区扩散过来的电子有助于少子的漂移运动，有反向饱和电流ICBO形成集电极电流IC4.电流的关系

IE=IB+IC

当IB=0时，

直流(静态)电流放大系数

交流(动态)电流放大系数≈ICIBIC－ICEOIBβ

=ICIBβ=

UCE=常数

ICIB≈IC=ICEONPNB

E

CRCECEBRBIEICIB电路图

综上所述，从发射区扩散到基区的电子只有很小一部分在基区复合，绝大部分到达集电区。BECRCECICEO四、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++––––++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

UBE0.6~0.7VPNP型锗管

UBE0.2~0.3VIB(A)UBE(V)204060800.40.8UCE1VO1.输入特性

IB=f(UBE)UCE=常数

UCE≥1V25℃UCE≥1V75℃80604020UBE/VIB/AO0.40.8输入特性1、温度增加时，由于热激发形成的载流子增多，在同样的UBE下，IB增加。2、若保持IB不变，可减小UBE。3、温度每升高1C，UBE将减小2.5mV，即晶体管具有负温度系数。2.输出特性IB=020A40A60A80A100A36IC(mA)1234UCE(V)912O输出特性曲线通常分三个工作区：截止区饱和区放大区2.输出特性IB=020A40A60A80A100A36IC(mA)1234UCE(V)912O放大区(1)放大区

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。

在放大区有IC=IB

，也称为线性区，具有恒流特性。UBC﹤0UBE﹥0

对于NPN型管而言，应使UCE﹥UBE此时2.输出特性(1)放大区特征a.的微小变化会引起的较大变化；b.,是由和决定的；c.,;d.晶体管相当通路。NPNB

E

CRCUCCUBBRBIEICIBIB=020A40A60A80A100A36IC(mA)1234UCE(V)912O（2）截止区IB<0以下区域为截止区，有IC0

。

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。截止区2.截止状态条件:发射结反偏,集电结反偏。电路图CERCUCC截止状态时的晶体管NPNB

E

CRCUCCUBBRBIEICIB截止区的特征：

a.

基极电流IB＝0；

b.

集电极电流IC＝0；c.；d.晶体管相当于开路。IB=020A40A60A80A100A36IC(mA)1234UCE(V)912O（3）饱和区饱和区

当UCEUBE时，晶体管工作于饱和状态。在饱和区，IBIC，发射结处于正向偏置，集电结也处于正偏。

深度饱和时，硅管UCES0.3V，

锗管UCES-0.1V。IB↑,IC

↑UCE=(UCC－RCIC)↓

ICM=UCC/RC电路图NPNB

E

CRCUCCUBBRBIEICIBCERCUCC饱和状态时的晶体管a.增加时，基本不变；b.,是由和决定的；c.；d.晶体管相当于短路。（3）饱和区的特征晶体管三种工作状态的电压和电流ICIBUCE–++–UBC﹤0+–UBE﹥0放大IC≈0IB＝0UCE≈–++–UBC﹤0+–UBE≤0UCC截止IC≈IB≥UCE≈0–++–UBC＞0+–UBE＞0I’BUCCRC饱和截止放大饱和发射结反偏正偏正偏集电结反偏反偏正偏五、主要参数1.电流放大系数,直流电流放大系数交流电流放大系数当晶体管接成共发射极电路时，

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。例：在UCE=6V时，在Q1点IB=40A,IC=1.5mA；

在Q2点IB=60A,IC=2.3mA。在以后的计算中，一般作近似处理：=。IB=020A40A60A80A100A36IC(mA)1234UCE(V)9120Q1Q2在Q1点，有由Q1和Q2点，得2.

集电极最大允许电流ICM3.

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。4.

集电极最大允许耗散功率PCMPCM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=ICUCE

硅管允许结温约为150C，锗管约为7090C。ICUCE=PCMICMU(BR)CEO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

管子工作在放大状态，利用IB对IC的控制作用。1、用于交流放大电路中

IC=ICEO≈0，c、e之间相当于断路，三极管相当于一个开关处于断开状态。

UCES≈0，

c、e之间相当于短路，三极管相当于一个开关处于接通状态。2、用于数字电路中管子工作在截止或饱和状态，利用其开关特性。截止时：饱和时：“开”“关”半导体三极管应用常见三极管的外形结构实物照片放大的概念:

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，同时介绍功率放大电路。9.2放大电路的工作原理9.2放大电路的工作原理共发射极基本交流放大电路ECRSesRBEBRCC1C2T+++–RL++––ui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE电路组成：●晶体管T●基极电源EB与基极电阻RB●集电极电源EC●集电极电阻RC●耦合电容C1、C2

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+–++–uBEuCE–iCiBiE基本放大电路各元件作用集电极电源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+–++–uBEuCE–iCiBiE单电源供电时常用的画法共发射极基本电路+UCCRSesRBRCC1C2T+++–RLui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiEECRSesRBEBRCC1C2T+++–RL++––ui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE放大电路的组成T+ECRCC1C2RBNPNT-ECRCC1C2RBPNP符号规定UA大写字母、大写下标，表示直流量。uA小写字母、大写下标，表示交直流量。ua小写字母、小写下标，表示交流分量。uAua交直流量交流分量tUA直流分量共射放大电路的电压放大作用UBEIBICUCEuo=0uBE=UBEuCE=UCE+UCCRBRCC1C2T++ui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiEuBEtOiBtOiCtOuCEtO（1）无输入信号(ui

=0)时: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。QIBUBEQUCEICUBEIB无输入信号(ui

=0)时:uo=0uBE=UBEuCE=UCE？有输入信号(ui

≠0)时uCE=UCC－iC

RCuo0uBE=UBE+uiuCE=UCE+uoIC+UCCRBRCC1C2T++ui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiEuBEtOiBtOiCtOuCEtOuitOUCEuotO（2）有输入信号(ui

≠0)时: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*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。如何判断一个电路是否能实现放大？3.晶体管必须偏置在放大区。发射结正偏，集电结反偏。4.正确设置静态工作点，使整个波形处于放大区。1.信号能否输入到放大电路中。2.信号能否输出。与实现放大的条件相对应，判断的过程如下：22.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，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。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++–UBEUCE–ICIBIE+UCCRSesRBRCC1C2T+++–RLui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiERBRCuiuORLRSes++–+––对交流信号(有输入信号ui时的交流分量)XC0，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

用来计算电压放大倍数、输入电阻、输出电阻等动态参数。+UCCRSesRBRCC1C2T+++–RLui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE例：画放大电路的交流通路方法交流放大电路的分析方法静态：放大电路无信号输入（ui

=0）时的工作状态。静态分析：确定放大电路的静态值。

——静态工作点Q：IB、IC、UCE

。交流放大电路有静态分析和动态分析两种方法。动态：放大电路有信号输入（ui

0）时的工作状态。动态分析:

计算电压放大倍数Au、输入电阻ri、输出电阻ro等。

放大电路的分析方法放大电路分析静态分析动态分析估算法图解法微变等效电路法图解法9.3

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。9.3.1

用估算法确定静态值1.

直流通路估算IB根据电流放大作用2.由直流通路估算UCE、IC+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIB由KVL:UCC=IBRB+

UBE由KVL:UCC=ICRC+

UCE所以UCE=UCC–

ICRC例1：用估算法计算静态工作点。已知：UCC=6V，RC=2k，RB=180k，=50。解：注意：电路中IB

和IC

的数量级不同+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIB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++–UBEUCE–ICIB9.3.2

用图解法确定静态值用作图的方法确定静态值步骤：

1.用估算法确定IB优点：

能直观地分析和了解静态值的变化对放大电路的影响。2.由输出特性确定IC

和UCCUCE

=UCC–ICRC+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIB直流负载线方程9.3.2

用图解法确定静态值直流负载线斜率ICQUCEQUCCUCE

=UCC–ICRCUCE/VIC/mA直流负载线Q由IB确定的那条输出特性与直流负载线的交点就是Q点O(二)静态工作点的影响下一节上一页下一页返回上一节1.当IB太小，Q

点很低，引起后半周截止失真。(二)静态工作点的影响下一节上一页下一页返回上一节1.当IB太小，Q

点很低，引起后半周截止失真。(二)静态工作点的影响下一节上一页下一页返回上一节1.当IB太小，Q

点很低，引起后半周截止失真。2.当IB太大，Q

点很高，引起前半周饱和失真。(二)静态工作点的影响下一节上一页下一页返回上一节1.当IB太小，Q

点很低，引起后半周截止失真。2.当IB太大，Q

点很高，引起前半周饱和失真。※

截止失真和饱和失真统称为非线形失真。(二)静态工作点的影响下一节上一页下一页返回上一节1.当IB太小，Q

点很低，引起后半周截止失真。2.当IB太大，Q

点很高，引起前半周饱和失真。※

截止失真和饱和失真统称为非线形失真。9.4

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。9.4放大电路的动态分析一、放大电路的主要性能指标

1.电压放大倍数Au其分贝值:|Au|(dB)=20lg|Au|定义：Uo

UiAu=

Uo

UiAu

=Uo

Ui

绝对值:

|Au|=Uom

Uim=当输入信号为正弦交流信号时,：反映放大电路的放大能力在放大电路中:2.输入电阻ri

定义：Ui

Iiri

=Ui

Iiri=当输入信号为正弦交流信号时

ri

RS＋ri

Ui

=Us

Us

RS＋ri

Ii

=

＋

Ui

－+_UsIiRS放大电路ri放大电路信号源输入电阻ri

大

Ui大

Uo

大；

ri大

Ii

小可减轻信号源的负担；

ri

RS＋ri

Ui

=Us

Us

RS＋ri

Ii

=ri越大越好，ri

RS

。可见：

＋

Ui

－+_UsIiRS放大电路ri输入电阻3.输出电阻ro

UOC

ISCro

=

UOC

ISCro

=当输入信号为正弦交流信号时：定义：

＋

Uo

－+_UesIoroRL放大电路负载输出电阻UOC

=Ues=A0Ui放大电路输出端开路电压：当输出端接有负载时：放大器的电压放大倍数：

若ro

小，带载能力强；反之带载能力差。

RL

RL＋ro

UoL

=UOC

RL

RL＋ro

|Au|

=|A0|

可见：

ro

越小越好，ro

RL。

＋

Uo

－+_UesIoroRL

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。

放大电路输出端接负载后，输出电压和电压放大倍数都比空载时有所下降。二、微变等效电路法

微变等效电路：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。

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(2)输出回路

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，即由来确定ic和ib之间的关系。一般在20～200之间，在手册中常用hfe表示。输出特性ICUCEQOICIBibicicBCEibib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。

＋Ｕce

－CIcE

IbiC

＋

uCE

－

＋

uBE

－iBBEC

＋Ｕbe

－BErbe

Ib

＋Ｕce

－CIcIb晶体管的小信号模型共射接法共集接法共基接法CE

IbIcBIbrbeCE

IbIcBIbrbe电路图IiIbIcIoRBRC

＋

Uo

－

＋

Ui

－RBRC+UCC

＋

uo

－

＋

ui

－C1C2＋＋2.放大电路的交流通路+_UsRsRL作法:C

短路，UCC短路。

IbIc

Ii＋Uo

－＋Ui

－BrbeCRBRCEIo

Ib放大电路交流通路微变等效电路BEC3.电压放大倍数的计算当放大电路输出端开路(未接RL)时，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：rbeRBRCRLEBC+-+-+-RS4.放大电路输入电阻的计算放大电路对信号源(或对前级放大电路)来说，是一个负载，可用一个电阻来等效代替。这个电阻是信号源的负载电阻,也就是放大电路的输入电阻。rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSri5.

放大电路输出电阻的计算放大电路对负载(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。rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSUOC

ISCro=－IcRC

－Ic

=

=RC9.5双极型晶体管基本放大电路一、共射放大电路1.电路组成

+UCCRSesRBRCC1C2T+++–RLui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE一、共射放大电路

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。9.5.1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、、ICEO

。

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。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。O9.5.2分压式偏置电路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+–（1）RB2的作用9.5.2分压式偏置电路1.稳定Q点的原理VB

集电极电流基本恒定，不随温度变化。RB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB++++UCCuiuo++––ICRSeS+–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。参数的选择VEVBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB++++UCCuiuo++––ICRSeS+–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,为避免交流损失加旁路电容CE。（2）RE的作用2.静态工作点的计算估算法:VBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB++++UCCuiuo++––ICRSeS+–3.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+–RB1RCC1C2RB2CERERL++++UCCuiuo++––RSeS+–

去掉CE后的微变等效电路短路对地短路如果去掉CE，Au，ri，ro

?rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSRE3.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：rbeRBRCRLEBC+-+-+-RS3.电压放大倍数的计算rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSRE例2：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。rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSRE2rbeRBRCRLEBC+-+-+-RS1：riri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不变例1:

在图示放大电路中，已知UCC=12V,RC=6kΩ,RE1=300Ω，RE2=2.7kΩ，RB1=60kΩ，RB2=20kΩ

RL=6kΩ，晶体管β=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解:(1)由直流通路求静态工作点。直流通路RB1RCRB2RE1+UCCRE2+–UCEIEIBICVB(2)由微变等效电路求Au、ri

、

ro。微变等效电路rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSRE1二、共集放大电路

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求Q点：1、静态分析直流通路+UCCRBRE+–UCE+–UBEIEIBICRB+UCCC1C2RERLui+–uo+–++es+–RS2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+-+-+-RSRERB+UCCC1C2RERLui+–uo+–++es+–RS2.

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rbeRBRLEBC+-+-+-RSRErbeRBRLEBC+-+-+-RSRE外加3、输出电阻求ro的步骤：1)

断开负载RL3)外加电压4)求2)令或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。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小以及Au1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。三、共基放大电路RB1RCC1C2RB2CBRERL++++UCCuiuo++––

因对交流信号而言，信号由发射极输入，由集电极输出。由于基极旁路电容CB，以基极作为信号输入和输出的公共端。1.静态工作点的计算估算法:VBRB1RCC1C2RB2CBRERL++++UCCuiuo++––RB1RCC1C2RB2CBRERL++++UCCuiuo++––2动态分析ECBRERC+_+_uiuo共基极放大电路的交流通路共基极放大电路的微变等效电路ECBRERC+_+_rbeRL1.

电压放大倍数ECBRERC+_+_rbeRL2.

输入电阻1.

电压放大倍数2.

输入电阻3.

输出电阻ECBRERC+_+_rbeRL9.8多级放大电路

耦合方式：信号源与放大电路之间、两级放大电路之间、放大器与负载之间的连接方式。

常用的耦合方式：直接耦合、阻容耦合和变压器耦合。动态:传送信号减少压降损失静态：保证各级有合适的Q点波形不失真第二级

推动级

输入级

输出级输入输出多级放大电路的框图对耦合电路的要求1.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+––T1T21.

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+––T1T22.

动态分析微变等效电路第一级第二级rbeRB2RC1EBC+-+-+-RSrbeRC2RLEBC+-RB1直接耦合：将前级的输出端直接接后级的输入端。可用来放大缓慢变化的信号或直流量变化的信号。+UCCuoRC2T2uiRC1R1T1R2––++RE29.9

差分放大电路2.零点漂移零点漂移：指输入信号电压为零时，输出电压发生缓慢地、无规则地变化的现象。uotO产生的原因：晶体管参数随温度变化、电源电压波动、电路元件参数的变化。直接耦合存在的两个问题：1.前后级静态工作点相互影响零点漂移的危害：直接影响对输入信号测量的准确程度和分辨能力。严重时，可能淹没有效信号电压，无法分辨是有效信号电压还是漂移电压。

一般用输出漂移电压折合到输入端的等效漂移电压作为衡量零点漂移的指标。输入端等效漂移电压输出端漂移电压电压放大倍数

只有输入端的等效漂移电压比输入信号小许多时，放大后的有用信号才能被很好地区分出来。

由于不采用电容，所以直接耦合放大电路具有良好的低频特性。通频带f|Au

|0.707|Auo|OfH|Auo|幅频特性

抑制零点漂移是制作高质量直接耦合放大电路的一个重要的问题。

适合于集成化的要求，在集成运放的内部，级间都是直接耦合。9.9.1差分放大电路的工作原理

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。差分放大电路是抑制零点漂移最有效的电路结构。差分放大原理电路

+UCCuoui1RCRB2T1RB1RCui2RB2RB1+++–––T2两个输入、两个输出两管静态工作点相同1.零点漂移的抑制uo=VC1－VC2

=0uo=(VC1+VC1

)－(VC2+

VC2)=0静态时，ui1

=

ui2

=0当温度升高时ICVC（两管变化量相等）

对称差分放大电路对两管所产生的同向漂移都有抑制作用。+UCCuoui1RCRB2T1RB1RCui2RB2RB1+++–––T22.有信号输入时的工作情况

两管集电极电位呈等量同向变化，所以输出电压为零，即对共模信号没有放大能力。(1)共模信号

ui1=ui2

大小相等、极性相同

差分电路抑制共模信号能力的大小，反映了它对零点漂移的抑制水平。+UCCuoRCRB2T1RB1RCRB2RB1+–ui1ui2++––T2+–+–+–+–+–+–共模信号需要抑制+UCCuoui1RCRB2T1RB1RCui2RB2RB1+++–––T22.有信号输入时的工作情况两管集电极电位一减一增，呈等量异向变化，(2)

差模信号

ui1=–ui2

大小相等、极性相反uo=(VC1－VC1

)－(VC2+

VC１)=－2VC1即对差模信号有放大能力。+–+–+–+–+–+–差模信号是有用信号(3)比较输入

ui1、ui2大小和极性是任意的。

一对比较信号ui1、ui2可以看成是一对共模信号和一对差模信号的叠加。

式中

放大器只放大两个输入信号的差值信号—差分放大电路。所以，对比较输入信号的放大作用可分解为对共模信号分量和差模信号分量的处理。(3)比较输入

ui1、ui2大小和极性是任意的。例1:

ui1=10mV,ui2=6mVui2=8mV－2mV例2:

ui1=20mV,ui2=16mV可分解成:

ui1=18mV+2mVui2=18mV－2mV可分解成:

ui1=8mV+2mV共模信号差模信号

放大器只放大两个输入信号的差值信号—差分放大电路。