电子技术基础：-晶体管放大电路

晶体管放大电路

基本放大电路及基本分析方法多级放大电路

放大电路的组成和工作原理放大电路的频率特性功率放大电路放大电路的反馈6.1.1放大电路概述放大的对象是变化量。放大的本质是能量的控制和转换。放大的基本特征是功率放大。放大电路扩音机示意图话筒扬声器

6.1放大电路的组成和工作原理放大电路的性能指标放大电路RsUsUiUoUo’RiRoRL++--+--+IiIo一、放大倍数二、输入电阻三、输出电阻Au=Uo/UiAi=Io/Ii上限截止频率下限截止频率fbw=fH-fL四、通频带uouiVCC原则：1、晶体管工作在放大区。

2、输入信号得到足够的放大和顺利的传送。将集电极电流变化转化为电压变化。保证晶体管发射结正偏,集电结反偏。提供放大信号所需能量。保证有一合适的基极电流。耦合电容：隔离直流、传送交流。6.1.2共射放大电路的组成硅管：UBEQ=0.6V~0.8V锗管:UBEQ=0.2V~0.3VUCEQ=VCC-ICQRC6.1.3共射放大电路的工作原理VCCIBQICQUBEQUCEQ+-+-uouiVCC1.静态和直流通路要点：电容视为开路，电感视为短路，信号源视为短路。2.动态和交流通路要点：直流电源视为短路；大容量电容视为短路。uouiVCCUoUiuouiVCCtuituotiCICQtuCEUCEQ3.放大原理iBIBQtuBEUBEQt6.2.1估算法分析静态工作点6.2.2微变等效电路法rbe=rbb’+(1+

)UT/IEQ+_UbeUceIb

Ic+_rbe

Ib1.晶体管的微变等效模型UbeUceIb

Ic+_+_

6.2基本放大电路及基本分析方法1、电压放大倍数Au2、输入电阻Ri

放大电路输入端看进去的交流等效电阻（不含RS!）3、输出电阻Ro

放大电路输出端看进去的交流等效电阻（不含RL!）UoUiVCCUS+-RS+_UiUoIb

Ic+_rbe

IbRbRLRcUsRs+-2.共射放大电路动态参数分析方法：将信号源短路(Us=0)，保留其内阻Rs，去掉RL，在输出端加电压源Uo，求此时Io，则Ro=Uo/Io。4、源电压放大倍数Aus一、Q点过低导致截止失真特征：NPN管共射电路：

ic底部削波，uce顶部削波。二、Q点过高导致饱和失真特征：NPN管共射电路：ic顶部削波，uce底部削波。uouiVCCiBIBQttiCICQtuCEUCEQ6.2.3放大电路的非线性失真和动态范围T↑→ICBO↑,温度每升高10oC,ICBO↑一倍T↑→UBE↓,温度每升高1oC,UBE↓2.5mvT↑→β↑,温度每升高1oC,β↑0.5%—1%6.2.4稳定静态工作点的放大电路1.温度对静态工作点的影响100℃27℃0℃温度扫描分析6.2.4稳定静态工作点的放大电路一、电路构成2.典型的稳定静态工作点电路静态工作点稳定的原理T(℃)↑→ICQ↑→UEQ↑→UBEQ↓（UBQ基本不变）→IBQ↓→ICQ↓

若电路调整适当，可以使ICQ基本不变。二、静态分析三、动态分析动态分析+-Vccusuoui一、电路构成二、静态分析6.2.5射极输出器三、动态分析电压放大倍数AuR

L=Re//RL特点：Au略小于1；Uo与Ui同相；Ri大，Ro小;

有电流、功率放大作用。输入电阻Ri输出电阻Ro一、阻容耦合方式级与级之间通过耦合电容连接。6.3.1阻容耦合放大电路二、电路特点

Q点独立；不能放大变化缓慢的信号；不便于集成。三、性能分析

6.3多级放大电路2、输入电阻、输出电阻1、电压放大倍数注意极间相互影响！将后级输入电阻看成前级负载。一、直接耦合方式uiuoVcc6.3.2直接耦合放大电路

输入电压为零时，电路输出电压会偏离初始值，随时间作缓慢、无规则地变动。二、性能分析1、静态2、动态三、电路特点1、各级静态工作点的配置问题2、零点漂移（温漂）问题一、输出功率足够大输出足够大的信号电压、足够大的信号电流。二、转换效率尽可能高效率：交流输出功率与电源提供的直流功率之比。三、非线性失真尽可能小

工作在大信号状态，难免带来非线性失真。四、重视功率管的散热和保护6.4.1功率放大电路的基本特点

6.4功率放大电路功率放大电路的分类2、乙类状态：晶体管只在信号半个周期内导通。3、甲乙类状态：晶体管导通时间略大于半个周期。分类：

1、甲类状态：晶体管在整个信号周期内导通。1.互补对称乙类功放电路(OCL电路)静态：ui=0，T1、T2截止，电路无功耗。uo=0。动态：ui

正半周，T1跟随，T2截止，输出信号正半周。

ui

负半周，T2跟随，T1截止，输出信号负半周。6.4.2互补对称功率放大电路

输出功率：Po=IoUo=1/2·IomUom=U2om/2RL最大不失真输出功率：电源提供平均功率：最大效率:=Pomax/

PV最大管压降集电极最大电流集电极最大功耗令得当

ui

<0.5V

T1,T2截止

输出波形不连续

交越失真解决方法：提高Q点，使晶体管处于临界导通状态。2.互补对称甲乙类功放电路6.4.3其他类型的互补功率放大电路变压器耦合推挽功放无输出变压器功放(OTL电路)复合管互补对称电路一、复合管的组成原则：保证晶体管均处于放大状态。

值应能提高。特点：1.复合管类型与前级管相同。2.复合管的≈1×23.不同类型管构成的复合管rbe=rbe1同类型管构成的复合管rbe=rbe1+(1+1)rbe2二、准互补对称电路AufAum0.707Aumflfh下限截止频率上限截止频率Au与f有关原因：电路中存在电抗元件。放大电路放大倍数与信号频率的关系称频率特性（响应）。通频带fBW=fh-fl1.频率特性概念和主要参数2.频率失真频率失真属于线性失真，输出不会产生输入所没有的频率成分。

6.5放大电路的频率特性简化混合

模型参数：rbe=rbb’+rb’erb’e=UT/IBQgmUb’e=IbUb’e=Ibrb’egm=/rb’eC’：等效的晶体管结电容3、晶体管全频段小信号模型h参数模型——忽略晶体管结电容

混合

模型——考虑结电容效应混合

模型定性分析

1、中频段可忽略结电容、耦合电容。

2、低频段可忽略结电容。

3、高频段可忽略耦合电容。高频段的等效电路低频段的等效电路AFXiXi’XfXo

反馈是将放大电路的输出量的一部分或全部，按一定的方式送回到输入回路，去影响输入量的过程。基本放大电路反馈网络判断一个电路有无反馈关键是看有无反馈通路（信号反向流通的渠道）。开环放大电路：有A无F闭环放大电路：有A有F开环增益A=Xo/Xi’闭环增益Af=Xo/Xi反馈系数F=Xf/Xo6.6.1什么是反馈

6.6放大电路中的负反馈反馈结果使原输入量增强（输出量增大）：正反馈。反馈结果使原输入量削弱（输出量减小）：负反馈。瞬时极性法：同一瞬间，通过标注电路各点交流量的相对极性来判断反馈极性。步骤：1、先假定输入量的瞬时极性（对地）。2、依次确定电路有关各点的瞬时极性。3、判断反馈量对输入量的影响。使之增强——正反馈。使之削弱——负反馈。6.6.2反馈的基本类型与判断1.负反馈与正反馈（极性）uoui+–+ube=ui-uf+++–ube=ui-uf+-uf+-uf构成交流反馈——用于改善交流性能。2交流反馈与直流反馈（性质）反馈信号是交流量直流量交、直流量判断时注意观察大容量电容对反馈信号的影响。构成交、直流反馈。构成直流反馈——用于稳定静态工作点。6.6.2反馈的基本类型与判断uouiCeC3.电压反馈与电流反馈(组态)

——从输出端连接方式区分AFAFuoIo判断方法：假设uo=0（交流短路）若反馈消失——电压反馈反馈仍存在——电流反馈反馈信号正比（取自）输出电压——电压反馈反馈信号正比（取自）输出电流——电流反馈C+––+–++4.串联反馈与并联反馈(组态)——从输入端连接方式区分AFuiufui’+-++--ui’=ui-ufAFIiIi’IfIi’=Ii-If判断方法：反馈支路与输入端同极相连——并联反馈反馈支路与输入端不同极相连——串联反馈Xi与Xf表现为电压形式的加减关系——串联反馈Xi与Xf表现为电流形式的加减关系——并联反馈+–Ii’=Ii-Ifuoui1.负反馈放大电路的一般表达式开环增益A=Xo/Xi’反馈系数F=Xf/Xo闭环增益Af=Xo/XiXi=Xi’+Xf=Xi’+FXo=Xi’+AFXi’=(1+AF)Xi’AFXiXi’XfXoAf=引入负反馈后，放大倍数是原来的1/(1+AF)倍。1+AF称为反馈深度。若1+AF»1，则Af1/F6.6.3负反馈的表示方法引入负反馈后，Af相对变化量是A相对变化量的1/(1+AF)Af的相对变化量A的相对变化量6.6.4负反馈对放大性能的影响1、稳定放大倍数uf加入负反馈Fuf+–uiduo略大略小略小略大uiA接近正弦波无负反馈2

、减小非线性失真fAfLfH闭环通频带是开环通频带的1+AF倍AffLffHf无反馈时：

BW=f