放大器的基本原理经典

放大器的基本原理经典第1页，课件共160页，创作于2023年2月第一节半导体器件§2.1.1

半导体的基本知识§2.1.2

PN

结及半导体二极管§2.1.3

半导体三极管第2页，课件共160页，创作于2023年2月第二节基本放大电路§2.2.1放大电路的组成§2.2.2放大电路的分析方法§2.2.3静态工作点的稳定§2.2.4放大器的主要性能指标§2.2.5多级阻容耦合放大电路第3页，课件共160页，创作于2023年2月㈠导体、半导体和绝缘体导体：自然界中很容易导电的物质称为导体，金属一般都是导体。绝缘体：有的物质几乎不导电，称为绝缘体，如橡皮、陶瓷、塑料和石英。半导体：另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘体之间，称为半导体，如锗、硅、砷化镓和一些硫化物、氧化物等。第4页，课件共160页，创作于2023年2月半导体的导电机理不同于其它物质，所以它具有不同于其它物质的特点。例如：当受外界热和光的作用时，它的导电能力明显变化。往纯净的半导体中掺入某些杂质，会使它的导电能力明显改变。第5页，课件共160页，创作于2023年2月一、本征半导体的结构特点GeSi通过一定的工艺过程，可以将半导体制成晶体。现代电子学中，用的最多的半导体是硅和锗，它们的最外层电子（价电子）都是四个。㈡本征半导体本征半导体：完全纯净的、结构完整的半导体晶体。第6页，课件共160页，创作于2023年2月在硅和锗晶体中，原子按四角形系统组成晶体点阵，每个原子都处在正四面体的中心，而四个其它原子位于四面体的顶点，每个原子与其相临的原子之间形成共价键，共用一对价电子。硅和锗的晶体结构：第7页，课件共160页，创作于2023年2月硅和锗的共价键结构共价键共用电子对+4+4+4+4+4表示除去价电子后的原子第8页，课件共160页，创作于2023年2月共价键中的两个电子被紧紧束缚在共价键中，称为束缚电子，常温下束缚电子很难脱离共价键成为自由电子，因此本征半导体中的自由电子很少，所以本征半导体的导电能力很弱。形成共价键后，每个原子的最外层电子是八个，构成稳定结构。共价键有很强的结合力，使原子规则排列，形成晶体。+4+4+4+4第9页，课件共160页，创作于2023年2月二、本征半导体的导电机理在绝对0度（T=0K）和没有外界激发时,价电子完全被共价键束缚着，本征半导体中没有可以运动的带电粒子（即载流子），它的导电能力为0，相当于绝缘体。在常温下，由于热激发，使一些价电子获得足够的能量而脱离共价键的束缚，成为自由电子，同时共价键上留下一个空位，称为空穴。1.载流子、自由电子和空穴第10页，课件共160页，创作于2023年2月+4+4+4+4空穴束缚电子自由电子二、本征半导体的导电机理1.载流子、自由电子和空穴第11页，课件共160页，创作于2023年2月2.本征半导体的导电机理+4+4+4+4在其它力的作用下，空穴吸引附近的电子来填补，这样的结果相当于空穴的迁移，而空穴的迁移相当于正电荷的移动，因此可以认为空穴是载流子。本征半导体中存在数量相等的两种载流子，即自由电子和空穴。第12页，课件共160页，创作于2023年2月温度越高，载流子的浓度越高。因此本征半导体的导电能力越强，温度是影响半导体性能的一个重要的外部因素，这是半导体的一大特点。本征半导体的导电能力取决于载流子的浓度。本征半导体中电流由两部分组成：

1.自由电子移动产生的电流。

2.空穴移动产生的电流。第13页，课件共160页，创作于2023年2月㈢杂质半导体在本征半导体中掺入某些微量的杂质，就会使半导体的导电性能发生显著变化。其原因是掺杂半导体的某种载流子浓度大大增加。P型半导体：空穴浓度大大增加的杂质半导体，也称为（空穴半导体）。N型半导体：自由电子浓度大大增加的杂质半导体，也称为（电子半导体）。第14页，课件共160页，创作于2023年2月一、N型半导体在硅或锗晶体中掺入少量的五价元素磷（或锑），晶体点阵中的某些半导体原子被杂质取代，磷原子的最外层有五个价电子，其中四个与相邻的半导体原子形成共价键，必定多出一个电子，这个电子几乎不受束缚，很容易被激发而成为自由电子，这样磷原子就成了不能移动的带正电的离子。每个磷原子给出一个电子，称为施主原子。第15页，课件共160页，创作于2023年2月一、N型半导体+4+4+5+4多余电子磷原子第16页，课件共160页，创作于2023年2月N型半导体中的载流子是什么？1.由施主原子提供的电子，浓度与施主原子相同。2.本征半导体中成对产生的电子和空穴。掺杂浓度远大于本征半导体中载流子浓度，所以，自由电子浓度远大于空穴浓度。自由电子称为多数载流子（多子），空穴称为少数载流子（少子）。第17页，课件共160页，创作于2023年2月二、P型半导体在硅或锗晶体中掺入少量的三价元素，如硼（或铟），晶体点阵中的某些半导体原子被杂质取代，硼原子的最外层有三个价电子，与相邻的半导体原子形成共价键时，产生一个空穴。这个空穴可能吸引束缚电子来填补，使得硼原子成为不能移动的带负电的离子。由于硼原子接受电子，所以称为受主原子。+4+4+3+4空穴硼原子P型半导体中空穴是多子，电子是少子。第18页，课件共160页，创作于2023年2月三、杂质半导体的示意表示法－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－P型半导体++++++++++++++++++++++++N型半导体杂质型半导体多子和少子的移动都能形成电流。但由于数量的关系，起导电作用的主要是多子。近似认为多子与杂质浓度相等。第19页，课件共160页，创作于2023年2月㈠PN

结的形成在同一片半导体基片上，分别制造P型半导体和N型半导体，经过载流子的扩散，在它们的交界面处就形成了PN结。§2.1.2PN结及半导体二极管第20页，课件共160页，创作于2023年2月P型半导体－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－N型半导体++++++++++++++++++++++++扩散运动内电场E漂移运动扩散的结果是使空间电荷区逐渐加宽，空间电荷区越宽。内电场越强，就使漂移运动越强，而漂移使空间电荷区变薄。空间电荷区，也称耗尽层。第21页，课件共160页，创作于2023年2月漂移运动P型半导体－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－N型半导体++++++++++++++++++++++++扩散运动内电场E扩散和漂移这一对相反的运动最终达到平衡，相当于两个区之间没有电荷运动，空间电荷区的厚度固定不变。第22页，课件共160页，创作于2023年2月－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－++++++++++++++++++++++++空间电荷区N型区P型区电位VV0第23页，课件共160页，创作于2023年2月空间电荷区中没有载流子。注意:空间电荷区中内电场阻碍P区中的空穴、N区中的电子都是多子）向对方运动（扩散运动）。P

区中的电子和N区中的空穴（都是少子），数量有限，因此由它们形成的电流很小。第24页，课件共160页，创作于2023年2月第25页，课件共160页，创作于2023年2月㈡PN结的单向导电性

PN结加上正向电压、正向偏置的意思都是：P区加正、N区加负电压。

PN结加上反向电压、反向偏置的意思都是：

P区加负、N区加正电压。第26页，课件共160页，创作于2023年2月－－－－++++RE一、PN结正向偏置内电场外电场变薄PN+_内电场被削弱，多子的扩散加强能够形成较大的扩散电流。第27页，课件共160页，创作于2023年2月二、PN结反向偏置－－－－++++内电场外电场变厚NP+_内电场被被加强，多子的扩散受抑制。少子漂移加强，但少子数量有限，只能形成较小的反向电流。RE第28页，课件共160页，创作于2023年2月㈢半导体二极管一、基本结构PN结加上管壳和引线，就成为半导体二极管。引线外壳线触丝线基片点接触型PN结面接触型PN二极管的电路符号：第29页，课件共160页，创作于2023年2月二、伏安特性UI死区电压硅管0.6V,锗管0.2V。导通压降:硅管0.6~0.7V,锗管0.2~0.3V。反向击穿电压UBR第30页，课件共160页，创作于2023年2月三、主要参数1.最大整流电流

IOM二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。2.反向击穿电压UBR二极管反向击穿时的电压值。击穿时反向电流剧增，二极管的单向导电性被破坏，甚至过热而烧坏。手册上给出的最高反向工作电压UWRM一般是UBR的一半。第31页，课件共160页，创作于2023年2月3.反向电流

IR指二极管加反向峰值工作电压时的反向电流。反向电流大，说明管子的单向导电性差，因此反向电流越小越好。反向电流受温度的影响，温度越高反向电流越大。硅管的反向电流较小，锗管的反向电流要比硅管大几十到几百倍。以上均是二极管的直流参数，二极管的应用是主要利用它的单向导电性，主要应用于整流、限幅、保护等等。下面介绍两个交流参数。第32页，课件共160页，创作于2023年2月4.微变电阻rDiDuDIDUDQ

iD

uDrD是二极管特性曲线上工作点Q附近电压的变化与电流的变化之比：显然，rD是对Q附近的微小变化区域内的电阻。第33页，课件共160页，创作于2023年2月二极管：死区电压=0.5V，正向压降

0.7V(硅二极管)理想二极管：死区电压=0，正向压降=0RLuiuouiuott二极管的应用举例：二极管半波整流第34页，课件共160页，创作于2023年2月㈣稳压二极管UIIZIZmax

UZ

IZ稳压误差曲线越陡，电压越稳定。+-UZ动态电阻：rz越小，稳压性能越好。第35页，课件共160页，创作于2023年2月（4）稳定电流IZ、最大、最小稳定电流Izmax、Izmin。（5）最大允许功耗稳压二极管的参数:（1）稳定电压

UZ（2）电压温度系数

U（%/℃）稳压值受温度变化影响的的系数。（3）动态电阻第36页，课件共160页，创作于2023年2月㈠基本结构BECNNP基极发射极集电极NPN型PNP集电极基极发射极BCEPNP型§2.1.3半导体三极管第37页，课件共160页，创作于2023年2月BECNNP基极发射极集电极基区：较薄，掺杂浓度低集电区：面积较大发射区：掺杂浓度较高第38页，课件共160页，创作于2023年2月BECNNP基极发射极集电极发射结集电结第39页，课件共160页，创作于2023年2月㈡晶体管放大原理BECNNPEBRBIE基区空穴向发射区的扩散可忽略。IBE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。ECRc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。第40页，课件共160页，创作于2023年2月BECNNPEBRBIE集电结反偏，有少子形成的反向电流ICBO。ICBOIC=ICE+ICBO

ICEIBEICEECRc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。第41页，课件共160页，创作于2023年2月IB=IBE-ICBO

IBEIBEBRBIEICBOICEIBEBECNNPIC=ICE+ICBO

ICEECRc第42页，课件共160页，创作于2023年2月基极电流IB小，集电极电流IC大，根据基尔霍夫第一定律：——直流电流放大系数若取电流的变化量，则有β——交流放大系数要使三极管能放大电流，必须使发射结正偏，集电结反偏。第43页，课件共160页，创作于2023年2月BECIBIEICNPN型三极管BECIBIEICPNP型三极管第44页，课件共160页，创作于2023年2月㈢特性曲线三极管特性测试实验线路ICmA

AVUCEUBERBIBECEBVRcbce第45页，课件共160页，创作于2023年2月一、输入特性UCE1VIB(

A)UBE(V)204060800.40.8工作压降：硅管UBE0.6~0.7V,锗管UBE0.2~0.3V。UCE=0VUCE=0.5V死区电压，硅管0.5V，锗管0.2V。第46页，课件共160页，创作于2023年2月二、输出特性IC(mA)1234UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A此区域满足IC=

IB称为线性区（放大区）。当UCE大于一定的数值时，IC只与IB有关，IC=

IB。0.7第47页，课件共160页，创作于2023年2月IC(mA)1234UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A此区域中UCE

UBE,集电结正偏，IB>IC，UCE0.3V称为饱和区。第48页，课件共160页，创作于2023年2月IC(mA)1234UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A此区域中:IB=0,IC=ICEO,UBE<死区电压，称为截止区。第49页，课件共160页，创作于2023年2月输出特性三个区域的特点:放大区：发射结正偏，集电结反偏。即：IC=IB,且

IC

=

IB(2)饱和区：发射结正偏，集电结正偏。即：UCE

UBE

，

IB>IC，UCE0.3V

(3)截止区：

UBE<死区电压，IB=0，IC=ICEO

0

第50页，课件共160页，创作于2023年2月三、主要参数前面的电路中，三极管的发射极是输入输出的公共点，称为共射接法，相应地还有共基、共集接法。共射直流电流放大倍数：工作于动态的三极管，真正的信号是叠加在直流上的交流信号。基极电流的变化量为

IB，相应的集电极电流变化为

IC，则交流电流放大倍数为：1.电流放大倍数和

第51页，课件共160页，创作于2023年2月放大元件，起电流放大作用，是整个放大电路的核心。uiuo输入输出参考点RB+ECEBRCC1C2T耦合电容C1：①隔直作用：隔断放大电路与信号源之间的直流通路②交流耦合：保证交流信号顺利通过第52页，课件共160页，创作于2023年2月2.集-基极反向截止电流ICBO

AICBOICBO是集电结反偏由少子的漂移形成的反向电流，受温度的变化影响。第53页，课件共160页，创作于2023年2月BECNNPICBOICEO=

IBE+ICBO

IBE

IBEICBO进入N区，形成IBE。根据放大关系，由于IBE的存在，必有电流

IBE。集电结反偏有ICBO3.集-射极反向截止电流ICEOICEO受温度影响很大，当温度上升时，ICEO增加很快，所以IC也相应增加。三极管的温度特性较差。第54页，课件共160页，创作于2023年2月4.集电极最大电流ICM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。5.集-射极反向击穿电压当集---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。第55页，课件共160页，创作于2023年2月6.集电极最大允许功耗PCM集电极电流IC

流过三极管，所发出的焦耳热为：PC=ICUCE必定导致结温上升，所以PC

有限制。PC

PCMICUCEICUCE=PCMICMU(BR)CEO安全工作区第56页，课件共160页，创作于2023年2月§2.2.1放大电路的组成㈠放大的概念电子学中放大的目的是将微弱的变化信号放大成较大的信号。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端网络表示，如图：uiuoKu第57页，课件共160页，创作于2023年2月㈡基本放大电路的组成三极管放大电路有三种形式共射放大器共基放大器共集放大器以共射放大器为例讲解工作原理第58页，课件共160页，创作于2023年2月放大元件，起电流放大作用，是整个放大电路的核心。uiuo输入输出？参考点RB+ECEBRCC1C2T第59页，课件共160页，创作于2023年2月作用：使发射结正偏，并提供适当的静态工作点。基极电源与基极电阻RB+ECEBRCC1C2T第60页，课件共160页，创作于2023年2月集电极电源，为电路提供能量。并保证集电结反偏。RB+ECEBRCC1C2T第61页，课件共160页，创作于2023年2月集电极电阻，将变化的电流转变为变化的电压。RB+ECEBRCC1C2T第62页，课件共160页，创作于2023年2月耦合电容：电解电容，有极性。大小为10

F~50

F作用：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。RB+ECEBRCC1C2T第63页，课件共160页，创作于2023年2月可以省去电路改进：采用单电源供电RB+ECEBRCC1C2T第64页，课件共160页，创作于2023年2月单电源供电电路+ECRCC1C2TRB第65页，课件共160页，创作于2023年2月二、基本放大电路的工作原理ui=0时由于电源的存在IB0IC0IBQICQIEQ=IBQ+ICQ一、静态工作点RB+ECRCC1C2T第66页，课件共160页，创作于2023年2月IBQICQUBEQUCEQ(ICQ,UCEQ)(IBQ,UBEQ)RB+ECRCC1C2T第67页，课件共160页，创作于2023年2月(IBQ,UBEQ)和(ICQ,UCEQ

)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。IBUBEQIBQUBEQICUCEQUCEQICQ第68页，课件共160页，创作于2023年2月IBUBEQICUCEuCE怎么变化？假设uBE有一微小的变化ibtibtictuit第69页，课件共160页，创作于2023年2月uCE的变化沿一条直线uce相位如何？uce与ui反相！ICUCEictucet第70页，课件共160页，创作于2023年2月各点波形RB+ECRCC1C2uitiBtiCtuCtuotuiiCuCuoiB第71页，课件共160页，创作于2023年2月实现放大的条件1.晶体管必须偏置在放大区。发射结正偏，集电结反偏。2.正确设置静态工作点，使整个波形处于放大区。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，经电容滤波只输出交流信号。第72页，课件共160页，创作于2023年2月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。

如果已给定电路的参数，则计算静态工作点来判断；如果未给定电路的参数，则假定参数设置正确。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：第73页，课件共160页，创作于2023年2月§2.2.2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计算机仿真第74页，课件共160页，创作于2023年2月㈠直流通道和交流通道放大电路中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。但是，电容对交、直流的作用不同。如果电容容量足够大，可以认为它对交流不起作用，即对交流短路。而对直流可以看成开路，这样，交直流所走的通道是不同的。交流通道：只考虑交流信号的分电路。直流通道：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道分析。第75页，课件共160页，创作于2023年2月例：对直流信号（只有+EC）开路开路RB+ECRCC1C2T直流通道RB+ECRC第76页，课件共160页，创作于2023年2月对交流信号(输入信号ui)短路短路置零RB+ECRCC1C2TRBRCRLuiuo交流通路第77页，课件共160页，创作于2023年2月一、直流负载线ICUCEUCE~IC满足什么关系？1.三极管的输出特性。2.UCE=EC–ICRC。ICUCEECQ直流负载线与输出特性的交点就是Q点IB直流通道RB+ECRC㈡直流负载线和交流负载线第78页，课件共160页，创作于2023年2月二、交流负载线ic其中：uceRBRCRLuiuo交流通路第79页，课件共160页，创作于2023年2月iC和uCE是全量，与交流量ic和uce有如下关系所以：即：交流信号的变化沿着斜率为：的直线。这条直线通过Q点，称为交流负载线。第80页，课件共160页，创作于2023年2月交流负载线的作法ICUCEECQIB过Q点作一条直线，斜率为：交流负载线第81页，课件共160页，创作于2023年2月㈢静态分析一、估算法（1）根据直流通道估算IBIBUBERB称为偏置电阻，IB称为偏置电流。+EC直流通道RBRC第82页，课件共160页，创作于2023年2月（2）根据直流通道估算UCE、ICICUCE直流通道RBRC+EC第83页，课件共160页，创作于2023年2月二、图解法先估算IB，然后在输出特性曲线上作出直流负载线，与IB对应的输出特性曲线与直流负载线的交点就是Q点。ICUCEQEC第84页，课件共160页，创作于2023年2月例：用估算法计算静态工作点。已知：EC=12V，RC=4k

，RB=300k，

=37.5。解：请注意电路中IB和IC的数量级。第85页，课件共160页，创作于2023年2月㈣动态分析一、三极管的微变等效电路1.输入回路iBuBE当信号很小时，将输入特性在小范围内近似线性。

uBE

iB对输入的小交流信号而言，三极管相当于电阻rbe。rbe的量级从几百欧到几千欧。对于小功率三极管：第86页，课件共160页，创作于2023年2月2.输出回路iCuCE所以：(1)输出端相当于一个受ib控制的电流源。近似平行(2)考虑uCE对iC的影响，输出端还要并联一个大电阻rce。rce的含义

iC

uCE第87页，课件共160页，创作于2023年2月ubeibuceicubeuceicrce很大，一般忽略。3.三极管的微变等效电路rbe

ibib

rcerbe

ibibbce等效cbe第88页，课件共160页，创作于2023年2月二、放大电路的微变等效电路将交流通道中的三极管用微变等效电路代替:交流通路RBRCRLuiuouirbe

ibibiiicuoRBRCRL第89页，课件共160页，创作于2023年2月三、电压放大倍数的计算特点：负载电阻越小，放大倍数越小。rbeRBRCRL第90页，课件共160页，创作于2023年2月四、输入电阻的计算对于为放大电路提供信号的信号源来说，放大电路是负载，这个负载的大小可以用输入电阻来表示。输入电阻的定义：是动态电阻。rbeRBRCRL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。第91页，课件共160页，创作于2023年2月五、输出电阻的计算对于负载而言，放大电路相当于信号源，其内阻即为放大器的输出电阻ro，它是一个动态电阻。由于电流源的内阻为无穷大，所以RCrbeRBriro第92页，课件共160页，创作于2023年2月㈤失真分析在放大电路中，输出信号应该成比例地放大输入信号（即线性放大）；如果两者不成比例，则输出信号不能反映输入信号的情况，放大电路产生为了得到尽量大的输出信号，要把Q设置在交流负载线的中间部分。如果Q设置不合适，信号进入截止区或饱和区，则造成非线性失真。下面将分析失真的原因。为简化分析，假设负载为空载(RL=)。非线性失真第93页，课件共160页，创作于2023年2月iB(

A)uBE(V)40600.20.40.60.8200iBωt0ωtuBE0VBE输入情况第94页，课件共160页，创作于2023年2月iB(

A)uBE(V)40600.20.40.60.8200iBωt0ωtuBE0VBE第95页，课件共160页，创作于2023年2月iCuCEuoib输出情况MNQ’Q’’第96页，课件共160页，创作于2023年2月iCuCEuo可输出的最大不失真信号选择静态工作点ibQ’Q’’Q第97页，课件共160页，创作于2023年2月iCuCEuo1.Q点过低，信号进入截止区放大电路产生截止失真输出波形输入波形ibQ’Q’’Q第98页，课件共160页，创作于2023年2月iCuCE2.Q点过高，信号进入饱和区放大电路产生饱和失真ib输入波形uo输出波形Q’Q’’Q第99页，课件共160页，创作于2023年2月§2.2.3静态工作点的稳定为了保证放大电路的稳定工作，必须有合适的、稳定的静态工作点。但是，温度的变化严重影响静态工作点。工作点不稳定的原因很多，但主要影响因素是晶体管的特性参数UBE、ICBO和β。这三个参数随温度而变化，温度对静态工作点的影响主要体现在这一方面。TUBE

ICBOQ第100页，课件共160页，创作于2023年2月一、温度对UBE的影响iBuBE25ºC50ºCTUBEIBIC

UBE的变化将通过IB的变化影响Q点

第101页，课件共160页，创作于2023年2月二、温度对

值及ICBO的影响T、ICBOICiCuCEQQ´总的效果是：温度上升时，输出特性曲线上移，造成Q点上移。第102页，课件共160页，创作于2023年2月小结：TIC固定偏置电路的Q点是不稳定的。Q点不稳定可能会导致静态工作点靠近饱和区或截止区，从而导致失真。为此，需要改进偏置电路，当温度升高、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。常采用分压式偏置电路来稳定静态工作点。电路见下页。第103页，课件共160页，创作于2023年2月分压式偏置电路：RB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuo一、静态分析I1I2IBRB1+ECRCTRB2RE直流通路RE射极直流负反馈电阻CE交流旁路电容第104页，课件共160页，创作于2023年2月TUBEIBICUEIC本电路稳压的过程实际是由于加了RE形成了负反馈过程I1I2IBRB1+ECRCTRB2RE1.静态工作点稳定的原理第105页，课件共160页，创作于2023年2月I1I2IBRB1+ECRCTRB2RE直流通路2.求静态工作点算法一：上述四个方程联立，可求出IE

，进而，可求出UCE

。本算法比较麻烦，通常采用下面介绍的算法二、三。第106页，课件共160页，创作于2023年2月I1I2IBRB1+ECRCTRB2RE直流通路+EC方框中部分用戴维南定理等效为：RdESB进而，可求出IE

、UCE

。算法二：第107页，课件共160页，创作于2023年2月I1I2IBRB1+ECRCTRB2RE直流通路算法三：第108页，课件共160页，创作于2023年2月可以认为与温度无关。似乎I2越大越好，但是RB1、RB2太小，将增加损耗，降低输入电阻。因此一般取几十k

。I1I2IBRB1+ECRCTRB2RE直流通路第109页，课件共160页，创作于2023年2月例：已知

=50，EC=12V，RB1=7.5k

，RB2=2.5k

，RC=2k

，RE=1k

，求该电路的静态工作点。RB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuo算法一、二的结果：算法三的结果：结论：三种算法的结果近似相等，但算法三的计算过程要简单得多。第110页，课件共160页，创作于2023年2月二、动态分析+ECuoRB1RCC1C2RB2CERERLuirbeRCRLR'B微变等效电路uoRB1RCRLuiRB2交流通路第111页，课件共160页，创作于2023年2月CE的作用：交流通路中，CE将RE短路，RE对交流不起作用，放大倍数不受影响。问题：如果去掉CE，放大倍数怎样？I1I2IBRB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuo第112页，课件共160页，创作于2023年2月去掉CE后的交流通路和微变等效电路：rbeRCRLRER'BRB1RCRLuiuoRB2RE第113页，课件共160页，创作于2023年2月用加压求流法求输出电阻。rbeRCRER'BRS可见，去掉CE后，放大倍数减小、输出电阻不变，但输入电阻增大了。第114页，课件共160页，创作于2023年2月RB1+ECRCC1C2TRB2CERE1RLuiuoRE2问题2：如果电路如下图所示，如何分析？第115页，课件共160页，创作于2023年2月I1I2IBRB1+ECRCC1C2TRB2CERE1RLuiuoRE2I1I2IBRB1+ECRCTRB2RE1RE2静态分析：直流通路第116页，课件共160页，创作于2023年2月RB1+ECRCC1C2TRB2CERE1RLuiuoRE2动态分析：交流通路RB1RCRLuiuoRB2RE1第117页，课件共160页，创作于2023年2月交流通路：RB1RCRLuiuoRB2RE1微变等效电路：rbeRCRLRE1R'B第118页，课件共160页，创作于2023年2月问题：Au和Aus的关系如何？定义：放大电路RLRS第119页，课件共160页，创作于2023年2月第120页，课件共160页，创作于2023年2月㈡放大器的主要性能指标一、放大倍数与增益电压放大倍数Ku电流放大倍数Ki功率放大倍数Kp单位：dB功率增益Gp电流增益Gi电压增益Gu第121页，课件共160页，创作于2023年2月二、输入阻抗放大电路一定要有前级（信号源）为其提供信号，那么就要从信号源取电流。输入电阻是衡量放大电路从其前级取电流大小的参数。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。Au~US定义：即：ri越大，Ii就越小，ui就越接近uS输入电阻ri第122页，课件共160页，创作于2023年2月三、输出阻抗ro当输入信号不变，负载改变时，输出电压改变量Δuo与输出电流改变量Δio之比对于低频交流信号，输出阻抗是纯电阻性输出阻抗输出电阻第123页，课件共160页，创作于2023年2月Au~US

放大电路对其负载而言，相当于信号源，我们可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。~roUS'ro越小，放大电路的负载能力越强。第124页，课件共160页，创作于2023年2月如何确定电路的输出电阻ro

？步骤：1.所有的电源置零(将独立源置零，保留受控源)。2.加压求流法。方法一：计算。第125页，课件共160页，创作于2023年2月方法二：测量。Uo1.测量开路电压。~roUs'2.测量接入负载后的输出电压。~roUs'RLUo'步骤：3.计算。第126页，课件共160页，创作于2023年2月四、通频带fAuAum0.7AumfL下限截止频率fH上限截止频率通频带：fbw=fH–fL放大倍数随频率变化曲线——幅频特性曲线通频带越宽，放大器对信号的频率变化适应能力越强。第127页，课件共160页，创作于2023年2月四、信噪比与噪声系数信噪比：有用信号功率噪声信号功率噪声系数：信噪比越大越好NF越小，说明放大器对微弱信号的实际放大能力越强。第128页，课件共160页，创作于2023年2月耦合方式：直接耦合；阻容耦合；变压器耦合；光电耦合。

§2.2.5多级阻容耦合放大电路耦合：即信号的传送。多级放大电路对耦合电路要求：1.静态：保证各级Q点设置2.动态:传送信号。第n-1

级放大电路输出第二级放大电路第一级放大电路输入第n级放大电路……功放级要求：波形不失真，减少压降损失。

第129页，课件共160页，创作于2023年2月设:

1=

2=50,rbe1=2.9k

,rbe2=1.7k

典型电路前级后级+UCC1M(+24V)R127kC2C3R3R2RLRE282k43k10k8k10kC1RC2T1RE1CET2第130页，课件共160页，创作于2023年2月关键:考虑级间影响。1.静态:

Q点同单级。2.动态性能:方法:ri2=RL1ri2+UCC1M(+24V)R127kC2C3R3R2RLRE282k43k10k8k10kC1RC2T1RE1CET2性能分析第131页，课件共160页，创作于2023年2月2ri

,

ro

:概念同单级1rirori2+UCC1M(+24V)R127kC2C3R3R2RLRE282k43k10k8k10kC1RC2T1RE1CET2第132页，课件共160页，创作于2023年2月微变等效电路:ri2+UCC1M(+24V)R127kC2C3R3R2RLRE282k43k10k8k10kC1RC2T1RE1CET2RE1R2R3RC2RLR1第133页，课件共160页，创作于2023年2月1.ri

=R1//[rbe1

+（

+1)RL1']其中:RL1

=RE1//ri2=RE1//R2//R3

//rbe2=RE1//RL1

=RE1//ri2=27//1.7

1.7k

ri

=1000//(2.9+51×1.7)

82k

2.ro

=RC2=10k

RE1R2R3RC2RLR1第134页，课件共160页，创作于2023年2月3.中频电压放大倍数:RE1R2R3RC2RLR1第135页，课件共160页，创作于2023年2月RE1R2R3RC2RLRSR1第136页，课件共160页，创作于2023年2月多级阻容耦合放大器的特点：(1)由于电容的隔直作用，各级放大器的静态工作点相互独立，分别估算。(2)前一级的输出电压是后一级的输入电压。(3)后一级的输入电阻是前一级的交流负载电阻。(4)总电压放大倍数=各级放大倍数的乘积。(5)总输入电阻ri即为第一级的输入电阻ri1。(6)总输出电阻即为最后一级的输出电阻。由上述特点可知，射极输出器接在多级放大电路的首级可提高输入电阻；接在末级可减小输出电阻；接在中间级可起匹配作用，从而改善放大电路的性能。第137页，课件共160页，创作于2023年2月例1：放大电路由下面两个放大电路组成。已知EC=15V

，R1=100k

，R2=33k

，RE1=2.5k

，RC=5k

，

1=60，；RB=570k

，RE2=5.6k

，

2

=100，RS=20k

，RL=5k

+ECR1RCC11C12R2CERE1uiriuoT1放大电路一RB+ECC21C22RE2uiuoT2放大电路二第138页，课件共160页，创作于2023年2月求直接采用放大电路一的放大倍数Au和Aus。若信号经放大电路一放大后，再经射极输出器输出，求放大倍数Au、ri和ro

。若信号经射极输出器后，再经放大后放大电路一输出，求放大倍数Aus。+ECR1RCC11C12R2CERE1uiriuoT1RB+ECC21C22RE2uiuoT2第139页，课件共160页，创作于2023年2月ri=

R1//R2//rbe

=1.52k

(1)由于RS大，而ri小，致使放大倍数降低；(2)放大倍数与负载的大小有关。例：

RL=5k

时,Au=-93；RL=1k

时,Au=-31

。求直接采用放大电路一的放大倍数Au和Aus。+ECR1RCC1C2R2CERERLuiuousRSriT1rbe1=1.62k

，rbe2=2.36k

第140页，课件共160页，创作于2023年2月2.若信号经放大电路一放大后，再经射极输出器输出，求放大倍数Au、ri和ro

。

usRSRB+ECC22RE2uoT2RLR1RCC11R2CERE1uiriT1rbe2=2.36k

rbe1=1.62k

ro1=RC=5k

第141页，课件共160页，创作于2023年2月第142页，课件共160页，创作于2023年2月讨论：带负载能力。2.输出不接射极输出器时的带负载能力：RL=5k

时：Au=-93RL=1k

时：Au=-31即：当RL由5k

变为1k

时，放大倍数降低到原来的92.3%。放大倍数降低到原来的30%RL=5k

时：

Au1=-185，Au2=0.99，ri2=173k

Au=Au1Au2=-183RL=1k

时：

Au1=-174，Au2=0.97，ri2=76k

Au=Au1Au2=-1691.输出接射极输出器时的带负载能力：可见输出级接射极输出器后，可稳定放大倍数Au。第143页，课件共160页，创作于2023年2月3.若信号经射极输出器后，再经放大后放大电路一输出，求放大倍数Aus。Au2=-93ri2=1.52k

Au1=0.98ri=101k

+ECR1RCC12R2CERE1riuoT1uiRBC21RE2T2usRS第144页，课件共160页，创作于2023年2月输入不接射极输出器时：可见输入级接射极输出器后，由于从信号源取的信号增加，从而可提高整个放大电路的放大倍数Aus。第145页，课件共160页，创作于2023年2月思考题：若首级接射极输出器、中间级接共射放大电路、末级接射极输出器，射极输出器和共射放大电路的参数同前。求该三级放大电路的放大倍