电子技术15基本放大器-1-3

第十五章基本放大器15.2放大电路的静态分析15.3放大电路的动态分析15.4静态工作点的稳定15.5射极输出器15.6放大电路的频率特征15.1基本放大电路的组成第十五章基本放大器15.8差动放大电路15.9互补对称功率放大电路15.10场效应管及其放大电路15.7多级放大电路及其极间耦合方式

本章要点：1.基本概念：放大、静态、静态工作点、动态、放大倍数、输入电阻、输出电阻等。

（重点）2.基本放大电路的组成原则。（重点）3.放大电路的图解法和等效电路法。（重点）4.静态工作点对电路性能的影响及其稳定方法（重点）5.射极输出器的特点。（重点）6.多极放大电路的类型和典型电路的分析。（重点）7.差分放大电路和功率放大电路。（了解）8.场效应管及其放大电路。（自学了解）第十五章基本放大器一、放大的概念放大的对象：变化量放大的本质：能量的控制放大的特征：功率放大放大的基本要求：不失真15.1基本放大电路的组成从输入端看进去的等效电阻将输出等效成有内阻的电压源，内阻就是输出电阻。电压放大倍数从输出端看进去的等效电阻输入电阻：输出电阻Ro二、性能指标三、放大电路的组成原则1、输入回路和输出回路必须有直流偏置电源，以保证发射结正偏，集电结反偏；2、电阻取值要适当，使放大电路有合适的静态工作点；3、输入信号必须能够作用于放大管的输入回路（即输入信号能送到放大管的输入端）；4、输出信号能输出到负载。放大元件iC=iB，工作在放大区，要保证集电结反偏，发射结正偏。四.共射极放大电路的结构及各元件的作用各元件作用：使发射结正偏，并提供适当的静态IB和UBE。基极电源与基极电阻集电极电源，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。一般几千欧到几十千欧。耦合电容：电解电容，有极性，大小为10F~50F作用：隔直通交隔离输入输出与电路直流的联系，同时能使信号顺利输入输出。++各元件作用：基本放大电路的习惯画法15.2

放大电路的静态分析分析方法：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。静态分析：确定放大电路的静态值。

共射放大电路的几个概念无输入信号(ui

=0)时电路的状态。+UCCRBRCC1C2T++ui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE1、什么是静态？

什么是静态工作点？静态时，IB、IC、UBE、UCE的值。

什么是动态？有输入信号ui

时电路的状态。

15.2放大电路的静态分析2.什么是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。直流通路：无交流信号时放大电路的等效电路，用来计算静态工作点。（此时电容相当于开路）交流通路：只有交流信号作用时放大电路的等效电路，用来计算电压放大倍数、输入电阻、输出电阻等动态参数。（此时电容相当于短路）1.静态工作点——Ui=0时电路的工作状态IB、IC、UCEui=0时由于电源的存在，电路中存在一组直流量。ICIEIB+UBE-+UCE-由于(IB,UBE)和(IC,UCE)分别对应于输入、输出特性曲线上的一个点，所以称为静态工作点。IBUBEQIBUBEQUCEICICUCEIB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，是为了使三极管工作在线性区，以保证信号不失真。开路画出放大电路的直流通路

2.静态工作点(IB、IC、UCE)的估算将交流电压源短路，将电容开路。直流通路的画法：开路15.2.1

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当UBE<<UCC时，由KVL:UCC=IBRB+

UBE由KVL:UCC=ICRC+

UCE所以UCE=UCC–

ICRC+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIBRB称为偏置电阻，IB称为偏置电流。例：用估算法计算静态工作点。已知：VCC=12V，RC=4K，Rb=300K，=37.5。解：请注意电路中IB和IC的数量级15.2.2

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直流负载线方程+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIBUCE/VIC/mAO15.2.2

用图解法确定静态值直流负载线斜率ICQUCEQUCCUCE

=UCC–ICRC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RC↑→直流负载线斜率越小→

Q点移向饱和区。电路参数对静态工作点的影响：返回12RB↑→Q点↓UCC↑→IB↑→Q点↑

→直流负载线向右平移→

Q点↑例题15.2.2(15.2.7,P88)

15.3

放大电路的动态分析动态：放大电路只有交流信号作用时的工作状态。分析方法：

微变等效电路法（重点），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。15.3.1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。1.晶体管的微变等效电路15.3.1微变等效电路法共发射极接法晶体管P39符号定义

有效值初相位角频率最大值回顾：交流分量瞬时值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发射极电流的静态值(2)输出回路输出特性

输出特性在线性工作区是一组近似等距的平行直线。当UCE为常数时，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。iCiBiCuCEQrce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iCuCEiCuCE当IB为常数时，++++icbecrceberce-u+bi+-beu简化的h参数等效电路rce＞105，忽略。二.放大器的微变等效电路(1)画出放大器的交流通路(2)将交流通路转化成微变等效电路计算放大倍数计算输入电阻计算输出电阻对交流信号(输入信号ui)1.放大器的交流通路交流通路——分析动态工作情况交流通路的画法：

将直流电压源短路，将电容短路。短路短路置零交流通路2.画出放大器的微变等效电路3、电压放大倍数的计算：负载电阻越小，放大倍数越小。电路的输入电阻越大，从信号源取得的电流越小，因此一般总是希望得到较大的的输入电阻。4、输入电阻的计算：根据输入电阻的定义：定义：当信号源有内阻时：由图知：所以：所以：5、输出电阻的计算：根据定义：0+-RS例.1共射放大电路如图所示。设：VCC＝12V，Rb=300kΩ,Rc=3kΩ,RL=3kΩ,BJT的b

=60。1、试求电路的静态工作点Q。解：2、估算电路的电压放大倍数、输入电阻Ri和输出电阻Ro。解：画微变等效电路Ri=rbe//Rb≈rbe=861ΩRo=Rc=3kΩ1.根据ui在输入曲线，求iB和uBE。一.图解法的方法步骤

(输出端带负载)+UCCRSesRBRCC1C2T+++–RLui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE三.放大器动态工作情况的图解分析iBuBEQuiiB假设在静态工作点的基础上，输入一微小的正弦信号uiDC交流负载线直流负载线´iC/mA4321O48121620B80mAA60mA40mA20mAuCE/VQ交流负载线—指动态时与的关系曲线。2.作交流负载线特点：斜率为，且过静态工作点。3.图解分析QuCE/VttiB/AIBtiC/mAICiB/AuBE/VtuBE/VUBEUCEiC/mAuCE/VOOOOOOQiCQ1Q2ibuiuo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。注意：uo与ui反相！iBuBEQuiiBic1.交流放大原理（设输出空载）假设在静态工作点的基础上，输入一微小的正弦信号uiib静态工作点iCiCEuce注意：uce与ui反相！结论：（1）放大电路中的信号是交直流共存，可表示成：虽然交流量可正负变化，但瞬时量方向始终不变（2）输出uo与输入ui相比，幅度被放大了，频率不变，但相位相反。uituBEtiBtiCtuCEtuot

四.非线性失真分析

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，

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若Q设置过低，

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