电子技术 课件 第二章 交流放大电路应用

第二章交流放大电路应用主要内容2.1共射基本放大电路扩音机电路示意图放大器话筒扬声器信号源负载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。一、放大电路的组成及静态分析基本组成如下：

三极管T——

负载电阻Rc、RL——

偏置电路VCC

、Rb——

耦合电容C1、C2——起放大作用。将变化的集电极电流转换为电压输出。提供电源，并使三极管工作在线性区。输入耦合电容C1保证信号加到发射结，不影响发射结偏置。输出耦合电容C2保证信号输送到负载，不影响集电结偏置。共发射极基本放大电路

一、电路结构一、放大电路的组成及静态分析原则一：工作在放大区，有合适静态工作点。C隔断直流,无合适静态工作点,工作在截止区[例]放大电路能否完整地放大信号？UCC极性反,工作在截止区图a-UCCC1RBRCRSRLuSC2++ui–+uo–+C一、放大电路的组成及静态分析原则二：输入交流信号能送入三极管e结放大。U将输入交流信号旁路,使之不能送入三极管e结放大图b+UCCC1RBRCRSRLuSC2++ui–+uo–+U一、放大电路的组成及静态分析原则三：输出交流信号能送到负载上。UCC将输出交流信号短路,使之不能送到负载上图C+UCCC1RBRCRSuS+ui–+uo–+RLC2+ui–+uo–+交流通路RBRCRSRLus仿真一、放大电路的组成及静态分析放大倍数电流放大倍数定义为

AI=IO／IiAI（dB）=20lg（IO／II）＝20lg

AI功率放大倍数定义为

AP=PO／PｉAP（dB）=10lg（PO／PI）＝10lg

AP电压放大倍数定义为

Au=UO／UiAU（dB）=20lg（UO／UI）＝20lg

AU一、放大电路的组成及静态分析输入电阻

Ri输入电阻是表明放大电路从信号源吸取电流大小的参数，反映了电路对信号源的衰减程度。Ri大则电路从信号源吸取的电流小，电路对信号源的影响小，反之则大。一般而言，希望Ri大一些好。输入电阻的定义一、放大电路的组成及静态分析输出电阻Ro 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。

输出电阻是表明放大电路带负载的能力，Ro大表明放大电路带负载的能力差，反之则强。(03.05)一、放大电路的组成及静态分析

放大倍数、输入电阻、输出电阻通常都是在正弦信号下的交流参数，只有在放大电路处于放大状态且输出不失真的条件下才有意义。注意一、放大电路的组成及静态分析（1）静态的工作情况

静态——当输入信号为零时，只有直流电源存在的工作状态，即直流电流及电压值。IB、IC、UBE、UCE

二、放大电路的两种工作情况

（2）动态的工作情况动态——当加入输入信号时，放大电路的工作状态，即在直流基础上加交流信号。

交流瞬时值：ib、ic、ube、uce

瞬时总值：iＢ、iC、uBE、uCE包括直流量和交流量交直共存一、放大电路的组成及静态分析（1）静态分析

确定静态值（Q值）：

IB、IC、UBE、UCE三、放大电路的分析的主要任务（2）动态分析

确定电压放大倍数Au、输入电阻ri和输出电阻ro。一、放大电路的组成及静态分析交流通路——交流信号流经的通路(交流等效电路)直流通路——不加交流信号时直流电流流经的通路(直流等效电路)四、直流通路和交流通路为了研究问题方便,把交、直流分开研究。一、放大电路的组成及静态分析ui–+uo–++UCCC1RBRCRSRLuSC2++ICQIBQ直流通路+UCCRBRC遵循原则:C对直流开路,对交流短路;直流电源对交流短路(忽略内阻)。一、放大电路的组成及静态分析交流通路+UCCC1RBRCRSRLuSC2++ui–+uo–+ui–+uo–+RBRCRSRLus一、放大电路的组成及静态分析主要内容2.2放大电路的分析估算法

——用直流通路确定静态值根据直流通路列回路电压方程输入回路电压方程:输出回路电压方程:UCC=IBRB+UBEUCC=ICRC+UCEUBE+-UCE+-ICIB直流通路+UCCRBRC静态分析一、放大电路的组成及静态分析整理可得：一般取:硅管

UBE=0.7V，锗管UBE=0.3V。UBE+-UCE+-ICIB直流通路+UCCRBRC一、放大电路的组成及静态分析UBE+-UCE+-ICIB直流通路+VCCRBRC固定式偏置放大电路——静态电流IB近似为一个固定值。IB——固定偏置电流。RB——固定偏置电阻。一、放大电路的组成及静态分析讨论UBE+-UCE+-ICIB直流通路+VCCRBRC[例]VCC=12V,RC=2KΩ,RB=200KΩ,β=50,IC=2mA,试求：放大电路静态值。解：一、放大电路的组成及静态分析讨论UBE+-UCE+-ICIB直流通路+VCCRBRC[例1-3-2]VCC=24V,β=50,IC=2mA,UCE=8V,

试估算RB电阻。解：一、放大电路的组成及静态分析2、用图解法确定静态值

把u、i的代数关系式,转换为几何图形,用作图方法求解。uBE-+uCE+-iBiCVBBRBRCVCCiB和uBE满足回路电压方程

iB和uBE满足输入伏安特性

iC和uCE满足输出伏安特性

iC和uCE满足回路电压方程

一、放大电路的组成及静态分析IC/mAUCE/VoIB内部条件—在输入特性曲线上外部条件—在直线上，满足

uBE=VBB-iBRB内部条件—在输出特性曲线上外部条件—在直线上，满足uCE=VCC-iCRCQoIB/μAUBE/VQuBEuCE-++-iBiCVBBRBRCVCCOIC/mAUCE/V

uCE＝UCC－iCRC

直流负载线——通过直流通路得到，且与集电极负载电阻有关。斜率为－RC1输出回路分析

是一个线性方程两点定一直线,找两特殊点讨论如何把方程变为几何图形?MNUCEIC②计算IB≈UCC/RB,找IB那条曲线。③直流负载线与IB曲线交点为Q点。④确定IB、IC、UCE。UCCUCC

RC斜率为－RC1QIB①做输出直流负载线。令iC＝0时:uCE＝UCC

令uCE＝0时:iC＝UCC/RC

作图步骤：静态工作点Q代表：IB、IC、UCE输入回路分析略

OIC/mAUCE/V静态工作点Q的调整：Q点沿直流负载线下移至Q″RBIBQ点沿直流负载线上移至Q′RBIB+UCCRSC2RBRCRLus–+C1++UCEICUCC斜率为－RC1IBQ″VCC

RCQQ′OIC/mAUCE/V一、放大电路的组成及静态分析静态工作情况uitOuBEtOUBEiBtOIBiCtOICuCEtOUCEuotOus=0+-

UBE

UCE-+直流量C2隔直作用,直流无法到达输入信号为零时C2RSRCRLRbC1UCCUBB++IBICuo+-ui–+uo–++UCCC1RBRCRSRLuSC2++ui–+uo–+交流通路RBRCRSRLus动态分析动态——当加入输入信号时，放大电路的工作状态，即在直流基础上加交流信号。

二、放大电路的动态分析30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麻烦、误差大、无法计算输入和输出电阻只介绍此法二、放大电路的动态分析

目的：将含有三极管的非线性电路等效成线性电路。

等效条件：小信号范围内，输入特性近似看成直线。放大电路的微变等效电路法OIBUBEQ▵iD▵uDID二、放大电路的动态分析输入回路rbe△ib△ube+－△iC△uce+－ib

ube-+输出回路OIBUBEQ△UBE△IBEB

输入信号很小时,Q点的切线与曲线重合,rbe为常数。微变等效电路二、放大电路的动态分析33输入回路△ib△iC△ube+－△uce+－rbeib

ube-+EB三极管输入电阻动态电阻与静态工作点有关静态电流rbe在晶体管手册中常用h表示二、放大电路的动态分析△ib△iC△ube+－△uce+－输出回路iC

uce-+QUCEIC▵IC▵UCEOIB=0μA10μA20μA30μA放大区IC/mAUCE/VIB受控电流源βib二、放大电路的动态分析考虑曲线上翘影响iC=βib+▵iC

同样

Ib下,uCE增大,iC在βib的基础上略有增大rce▵iC

相当在βib的基础上并了一个▵iC支路,支路中的电阻为rbe。iCβib

uce-+QUCEIC▵IC▵UCEOIB=0μA10μA20μA30μA放大区IC/mAUCE/VIB二、放大电路的动态分析ubeibuceicubeucerbe

ibib

rcerbe

ibibbce等效cbe建立低频小信号模型rce很大，一般忽略。微变电路法二、放大电路的动态分析ibuce+-

ube-+rberceβib▵iC晶体管的微变等效电路简化的微变等效电路

rce阻值很高,

rce>>RL,忽略

ube-+uce+-rbeβibibrce▵iC用复数表示的微变等效电路rbe-+Ube+-UceIbβIbIc二、放大电路的动态分析RCRLUo+-+VCCRSC2RBRCRLus–+C1++交流通路RBRCRSRLusui–+uo–+RsRbUi+-UsIiIbIcrbeβIb仿真二、放大电路的动态分析39讨论为何带负号？电压放大倍数的计算RCRLUo+-RsRbUi+-UsIbIiIcrbeβIb表明输入电压和输出电压反相二、放大电路的动态分析放大电路信号源内阻RS不可忽略时RCRLUo+-RsRbUi+-UsIbIiIcrbeβIbRsrbeUsUi+-电压放大倍数降低了UsUi<二、放大电路的动态分析RCRLUo+RsRbUi+-UsIbIiIcrbeβIb电压放大倍数是放大电路重要性能指标讨论如何提高带电压放大倍数？RC↑β↑rbe↓但β大,rbe也大。IE太大，产生饱和失真但太大易失真。必须综合考虑RC、β、rbe动态参数计算①电压放大倍数RCRLUo+-IbRsRBUi+-UsIiIcrbeβIb三极管输入电阻动态电阻与静态工作点有关静态电流rbe在晶体管手册中常用h表示二、放大电路的动态分析Rsri_+UiUs②输入电阻ri：从信号源两端向放大器看进去，相当一个动态电阻。riRCRLUo+-RsRbUi+-UsIbIiIcrbeβIb二、放大电路的动态分析③输出电阻ro：放大器对负载而言，是一个信号源，其内阻为ro。roro+_RLUoU'oRCRLUo+-RsRbUi+-UsIbIiIcrbeβIb二、放大电路的动态分析UsRLUo+-roRCRsRbUi+-Ib=0rbeβIbIc=0r'o求rO方法：输入信号短路，输出端加,ro=/UoUoIo一般几千欧较高Uo+-二、放大电路的动态分析对ri、ro的一般要求希望ri高：①从信号源索取电流小，减轻信号源负担。②放大电路从信号源分压大，提高电压放大倍数。希望rO低：放大电路相当恒压源，当RL≫ro时，RL变UO（有效值）不变，带负载能力强。roRLU'oUo+_RsriUsUi+_放大电路IiIo二、放大电路的动态分析

例题:电路如图所示，已知UCC＝12V，Rb＝280kΩ,RC＝4kΩ，RL＝3kΩ三极管的β＝60，UBE＝0.7V。⑴求静态工作点IBQ、ICQ和UCEQ的值。⑵画出电路的微变等效电路。⑶求电路的电压放大倍数Au、输入电阻ri和输出电阻ro的值+－RCRL＋UCCTC2C1RbrsusβIbUOUirbeIbRbRCRL

解：⑴

⑵微变等效电路如图所示。⑶

截止失真：Q点偏低，靠近截止区瞬时工作点进入截止区

饱和失真：Q点偏高，靠近饱和区

瞬时工作点进入饱和区

2、失真分类

非线性失真——由于三极管工作于特性曲线的非线性部分而引发。二、放大电路的动态分析OIC/mAUCE/VQQ1Q2Q2消除失真办法:

UCEICQQ1饱和失真

Q点偏高，瞬时工作点进入饱和区。Uom减小基极电流减小RC,改变负载线斜率更换β较小的管子tOIC/mAOIC/mAUCE/VtOUCE/V二、放大电路的动态分析截止失真uiuoUBEQQUCEQ点偏低，瞬时工作点进入截止区。OIC/mAUCE/VOIB/mAUBE/VtOIB/mAtOUBE/VtOUCE/V二、放大电路的动态分析饱和失真——

3、失真改善

减小IB,Rb↑减小RC,改变负载线斜率。截止失真——

增大IB,

Rb↓4、信号及Q点选择

Q点选在负载线中点。输入信号不要太大。改变RB、RC、UCE

均能调整Q点，但改变RB最方便

。+UCCRSC2RBRCRLus–+C1++二、放大电路的动态分析主要内容2.3静态工作点的稳定电路饱和失真——

失真改善

减小IB,Rb↑减小RC,改变负载线斜率。截止失真——

增大IB,

Rb↓信号及Q点选择

Q点选在负载线中点。输入信号不要太大。改变RB、RC、UCE

均能调整Q点，但改变RB最方便

。+UCCRSC2RBRCRLus–+C1++静态工作点的稳定电路分析Q点不稳定因素：UCC波动，管子老化,温度变化。TaICQ点变化ICBOUBE温度对静态工作点的影响影响最大的是温度引起管子参数的变化。静态工作点的稳定电路分析解决问题的设想：电路上采取措施IC基本不变－－

60℃

Q110μAQ2IC增加温度TaIBICIC曲线上移IB≈VCC/RB受温度影响小,不变IB=0μA20μA30μA10μA20℃OIC/mAUCE/V静态工作点的稳定电路分析（一）电路组成RB：上、下偏置电阻。RE：发射极电阻。CE：发射极旁路电容。RB2分压式偏置放大电路+-uo-+ui+UCCC1RB1RCRSRLuSC2++RECE+静态工作点的稳定电路分析VB基本不受与温度影响故：直流通路UBE+-+-UE-+VB

IBIEICI2I1+UCCRB2RB1RERC1、利用RB1、RB2分压来固定基极电位静态工作点的稳定电路分析直流通路UBE+-+-UE-+VB

IBIEICI2I1+UCCRB2RB1RERC2、利用RE求出反映IC变化的电位UE（使VB≫UBE）当RB固定时，IC、IE基本不变稳定静态工作点的稳定电路分析（二）稳定原理

TaICUBEUEIBIC基本不变IC直流通路UBE+-+-UE-+VB

IBIEICI2I1+UCCRB2RB1RERC仿真静态工作点的稳定电路分析

CE作用——使交流信号不经过RE,避免在RE上产生交流压降，导致电压放大倍数下降。ui–+uo–++UCCRB1RB2RERCCEC1C2+++发射极旁路电容静态工作点的稳定电路分析静态工作点的估算条件:UBE+-+-UE-+VB

IBIEICI2I1+UCCRB2RB1RERC直流通路计算IB较困难，先从计算VB入手。静态工作点的稳定电路分析动态分析1、微变等效电路图2、求出Au、ri、ro③输出电阻ro

②输入电阻ri

①电压放大倍数静态工作点的稳定电路分析RB1RB2βIbUOUirbeIbRCRL+－RCRL＋UCCTC2C1RB1RSUSRB2CERE【例】电路如图所示，已知UCC＝12V，RB1＝10kΩ,RB2＝20kΩ，RC＝2kΩ，RL＝2kΩ，RE＝2kΩ，三极管的β＝50，UBE＝0.7V。⑴求静态工作点IBQ、ICQ和UCEQ的值。⑵画出电路的微变等效电路。⑶求电路的电压放大倍数Au、输入电阻ri和输出电阻ro的值⑵微变等效电路如图所示

⑶解：⑴主要内容2.4共集电极放大电路和共基极放大电路放大电路三种形式共射放大器CE共基放大器CC共集放大器CB共某一极：仅对交流电压而言，输入与输出交流电压共用了三极管某一电极的电位。uce输出端口+-ube输入端口+-ebC一般接地，有时通过电阻接地共集电极放大电路分析共射极放大电路共集电极放大电路

(射极输出器)

共基极放大电路C2RLRLRERCuSUCCVBBui–+uo–+ui–+uo–+RE+UCCC1RBRSusC1C2RBRCRSRL+UCCui–+uo–+us共集电极放大电路分析交流通路ui–+uo–+ui–+uo–+RBRERSRLusRBRCRSRLus共射极放大电路共集电极放大电路共集电极放大电路分析ceb地简易判别法：一端输入，一端输入，另一端为共某一极。C2RLuo–+RE+UCCC1RBRSusui–+b地cecC1C2RBRCRSRL+UCCui–+uo–+us共集电极放大电路分析C2RLuo–+RE+UCCC1RBRSusui–+（一）静态分析直流通路+UCCRBRE一、电路组成二、工作原理1、从射极输出，射极输出器2、一般不接RC

共集电极放大电路分析ube-+ui–+uo–+C2RLRE+UCCC1RBRSusUsUi+-+-UoRBRERLRSrbe微变等效电路①定性分析②定量分析IcIbβIb（二）动态分析仿真共集电极放大电路分析无电压放大作用Au<1,但有功率放大作用UsUi+-+-UoRBRERLRSrbeIcIbβIb共集电极放大电路分析

R’L在回路电流下,折算到电流下,相当扩大了（1+β）倍IEIbriC2RL

ib

iC

ieui–+uo–+riRE+UCCC1RBRSus输入电阻高UsUi+-+-UoRBRERLRSrbeIcIbβIb共集电极放大电路分析RErbeRB

rbe+R’S是外加时，在下求得,折合到发射极回路，流过的电流是

，相当RE除以(1+β）UoIbIEr'oroRS+-UoR'S=RS//RB①定性分析IbIo共集电极放大电路分析rbeRER'SIReroIeR’S=RS//Rb+-UoRErbeRBr'oroRS+-UoIbIoIcIbβIbIo②定量分析共集电极放大电路分析rbeRER'SIReroIe+-UoIcIbβIbIo共集电极放大电路分析微变等效电路UsUi+-+-UoRBRERLRSrbeIcIbβIb(2)由微变等效电路求Au、ri、ro共集电极放大电路分析单管放大电路实验实验目的：单管放大电路静态工作点的设置。建立电路：1、取电位器R，调整静态工作点。实验步骤：1、改变R，观察波形失真。

2、关断负载RL，观察放大倍数变化况。2、取开关K，关断负载RL。单管放大电路实验R=1200*9%R=1200*90%R=1200*60%输出波形输入波形单管放大电路实验结论:调整R可合理设置静态工作点,减小非线性失真。接RL，Uo减小。

实验数据：

R\RL

输出波形

R适中1200k*60%不失真

R小1200k*9%截止失真

R大1200K*90%饱和失真

RL接幅度小

RL不接幅度大单管放大电路实验静态工作情况uitOuBEtOUBEiBtOIBiCtOICuCEtOUCEuotOus=0+-

UBE

UCE-+直流量C2隔直作用,直流无法到达输入信号为零时C2RSRCRLRbC1UCCUBB++IBICuo+-动态工作情况iBiCuo+-uitOuBEtOiBtOiCtOuCEtOUBEIBICUCEuotOus+-ui+-

uBE

uCE-+瞬时总量只有交流信号有输入信号时RSRCRLRbC1UCCUBB++1.静态分析图2.4.3共基极放大电路的直流通路图2.4.2共基极放大电路

与基极分压式射极偏置电路的直流通路是一样的，因此计算Q点的方法相同83共基极放大电路输入信号加在发射极和基极之间，输出信号由集电极和基极之间取出，输入回路与输出回路的公共端是基极。2.动态分析图2.4.4交流通路图2.4.5共基极放大电路的小信号等效电路84rbeβIb2.动态分析图2.4.6共基极放大电路的小信号等效电路①

求电压增益②

计算输入电阻Ri③

计算输出电阻

共基极放大电路的电压增益与固定偏流共射极电路的数值相同，也具有电压放大作用，而且输出电压和输入电压同相位。

共基极放大电路的输出电阻与共射极放大电路的输出电阻相同一般在几欧姆至几十欧。85

放大电路三种组态的比较

共射极放大电路对输入电压和电流都有放大作用，但输出电压与输入电压反相位。输入电阻在三种组态中居中，输出电阻较大。常用作多级放大电路的中间级。

共集电极放大电路有电流放大和功率放大作用。在三种组态中，输入电阻最大，输出电阻最小，常用于放大电路的输入级、输出级。由于有电压跟随作用，也做缓冲器。

共基极放大电路有电压放大作用和电流跟随作用，输入电阻小，输出电阻与共射极电路相当。86

放大电路三种组态的比较共射极电路共集电极电路共基极电路vo与vi反相vo与vi同相vo与vi同相多级放大电路的中间级输入级、中间级、输出级高频或宽频带电路及恒流源电路87主要内容2.5多级放大电路A1输入A2输出前置放大级A2An功率放大级输入级输出级中间级

单级放大电路放大倍数有限，需组成多级放大电路。耦合——级与级之间的连接方式。耦合——级与级之间的连接方式。阻容耦合直接耦合变压器耦合耦合方式光电耦合要求：1、保证各级放大电路的静态工作点互不影响。2、前级的信号顺利传递到后级，损耗和失真尽可能小。阻容耦合放大电路

uo–+ui–+uo1ui2

阻容耦合——前级输出端通过电容接到后级输入端。耦合电容(C1)与等效电阻(ri1)分压进行信号传输。C2+CE1+C1+RSuSRB2RB1RE1RC1T1+Ucc+CE2C3R'B2R'B1RE2RCT2+RLuo1=ui2第一级第二级负载信号源uo–+ui–+uo1ui2C2+CE1+C1+RSuSRB2RB1RE1RC1T1+UccCE2C3R'B2R'B1RE2RCT2++RL优点：①各级直流状态独立，设计调试方便。②只要耦合电容足够大，信号几乎不衰减地传递到下一级。uo–+ui–+uo1C2+CE1+C1+RSuSRB2RB1RE1RC1T1+UccCE2C3R'B2R'B1RE2RCT2++RL讨论输入和输出信号电压相位如何？–+ui2–+

多级放大电路电压放大倍数的计算

耦合电容C1、C2

旁路电容CE、

放大电路中存在电抗元件。PN结电容

分布电容等效电容Ci、CoCiCo+UCCRB2RB1RERCRLRSUsC1C2++CE+输入信号频率不同时，电压放大倍数也不同中频段分析

C1、CE

容抗小，视为短路Ci、Co容抗大，视为开路例如:ƒ=1KHz

C1=10µƒCi=100pƒ则XC1=16Ω

XCi=1.6MΩCiCo+VCCRB2RB1RERCRLRSUsC1C2++CE+对一般工业应用，属低频范围，其中频段内，放大电路可认为是纯电阻电路，放大倍数与频率无关。１、在中频段内放大倍数与频率无关

２、多级放大电路的电压放大倍数多级放大器的电压放大倍数为各级放大倍数的连乘积A1UsRSA2AnRLUO+-Ui+-UO1+-+-Ui2+-UO2+-Uin微变等效电路rbeRC2RLEBCEBCrbeRB2RC1+-RSRB1UsUo+-β2Ib2Ib2Ic2+-UiIiIc1Ib1β1Ib1+-Uo1ri2前一级的负载应包含后一级的输入电阻仿真[例题]VCC=12V,RC1=2KΩ,RC2=200KΩ,R´B1=20kΩ,R´B2=10kΩ,β1=β2=40,IE1=1.1mA,IE2=1.25mA。试求：两级电压放大电路的电压放大倍数解：晶体管T1输入电阻：晶体管T2输入电阻：第二级输入电阻：解：第一级电压放大倍数：第二级负载电阻：第二级电压放大倍数：总电压放大倍数：偏置电路输入级中间级输出级输入端输出端（二）电路的框图及组成方框图结论：集成运放具有电压放大倍数大，输入电阻高（几百千欧），输出电阻低（几百欧），零漂小等优点。中间级——进行电压放大，要求电压放大倍数大，采用共射电路。输出级——要求Ro小，带负载能力强。供给负载较大功率，采用互补对称的射极输出器。偏置电路—建立Q点，采用恒流源电路。输入级——要求减少零点漂移，提高Ri，采用

差分放大电路。

优点：各级直流状态独立，设计调试方便。缺点：①不利于集成化：C容量大,制做困难。②低频特性差：C对变化缓慢的低频信号容抗大，低频信号大部分衰减在C上，不向后级传递。1、阻容耦合方式CE1C1RB1RB2RERCT1+UccuO–+uI–+uO1uI2CE2C3R'B1R'B2RE2RC2T2C22、直接耦合方式

T2的基极电阻为T1的RC1

,省去RB2。T1和T2的直流相互流通。

RB1RC1RS+UCCRC2RLT1T2UsuO–+uI–+

直接耦合——前级输出端直接接到后级输入端。RB2

优点：①低频特性好：可放大变化缓慢的信号。②利于集成化：没有大容量C，易于集成。缺点：①各级直流状态相互影响，设计调试不便。②存在温度漂移（零点漂移）现象。

uOtO3、零点漂移现象

（1）零点漂移现象：输入信号为零时，输出电压不为零,且缓慢变化(偏离初始值)的现象。

ui=0–+直接耦合放大电路mVuO–+

对于阻容耦合:电容对漂移信号容抗大，漂移被隔在本级，不被放大。对于直接耦合:使漂移信号逐级被放大。

（3）危害：当漂移电压和信号电压频率相近时（变化缓慢），难以分辨，有用信号被淹没。（4）抑制方法：直流反馈：Q点稳定电路差动放大电路（2）产生原因：温度影响、管子老化，电源电压波动。

主要是温度变化引起半导体器件参数的变化，导致Q点的变化。iC1

uC1

差分放大电路对有用信号的放大作用

差模信号——大小相等，方向相反的信号。iC2iC1RR-UEERET2T1RC1RC2+UCCRB1RB2∴∆

uO＝∆

uC1

－(－∆

uC2)

＝2∆

uC1

讨论差模信号有输出吗？

（1）采用差模输入方式

另一管iC2uC2

＋uo－uI2-+uI2-+uI＋－输入端有差别输出才有变动（2）差分放大电路中公用RE无负反馈作用

经RE

的iC的增量和减量抵消，RE上无差模信号电压。讨论RE对有用信号有负反馈吗？

iC2iC1RR-UEERET2T1RC1RC2+UCCRB1RB2＋uo－uI2-+uI2-+uI＋－

双入—双出差动电路的放大能力只相当单管的放大能力。差模放大倍数＋uI－思考题RaRbU＋－baT2T1+UCCRCRCRBRB-UEERE＋uo－怎么办？RL+UCCRB2RCRB1

如果双端输出差分电路后面要接输入有一端接地的放大电路，而双端输出没有接地端。（三）输入、输出方式

零漂小，广泛应用。

信号源和负载不能接“地”端。双入单出单入双出单入单出双入双出1、双端输入—双端输出T2T1+UCCRCRCRBRB-UEERE＋uO－＋uI－111

静态时输出端直流电位不为零。无法利用电路的对称性抑制零漂。仅靠RE负反馈作用。2、双端输入—单端输出

用于将差模信号转换为单端输出信号，以便与负载和后级放大器有公共端接“地”。uO1＋－uI＋－uO2＋－-UBB+UCCT2T1RC1RC2RB1RB23、单端输入—双端输出uI＋－-UBB+UCCT2T1RC1RC2RB1RB2+uO-

信号源有一端接“地”,用于将单端输入信号转换为单端输出信号，作为下一级差放的差模输入信号。4、单端输入—单端输出

输入、输出信号都有一端接“地”。RaRbU＋－ba差分放大电路（四）应用举例横风传感器横风风速模拟电信号消除干扰、噪声、漂移物理变化量电路信号处理横风传感器电路框图RaRbU＋－baT2T1+UCCRCRCRBRB-UEERE＋uo－横风传感器信号处理电路横风传感器电路归纳3、抑制零点漂移的最好方法：差分放大电路。1、直接耦合放大电路的零点漂移现象：输入信号为零时，输出电压不为零,且缓慢变化。

2、零点漂移主要原因：晶体管的温漂导致Q

点的变化。4、差分放大电路工作原理。5、差分放大电路的四种接法：根据输入端和输出端接地情况不同。A1输入A2输出前置放大级A2An功率放大级输入级输出级中间级单级放大电路放大倍数有限，需组成多级放大电路。

直接耦合：电路简单，能放大交、直流信号，各级静态工作点“Q”互相影响，不利于调整，零漂现象严重；电路利于集成化，低频特性好。阻容耦合：各级静态工作点“Q”相互独立，只放大交流信号；不利于集成化，低频特性差。

光电耦合：主要用于耦合开关信号，抗干扰能力强。

变压器耦合：各级静态工作点“Q”相互独立，可实现阻抗的变换；用于选频放大器、功率放大器等；不利于集成化,低频特性差。耦合——级与级之间的连接方式。多级放大电路分析电压放大倍数输入电阻Ri

输出电阻Ro

T2的基极电阻为T1的RC1,省去RB2。T1和T2的直流相互流通。

RB1RC1RS+UCCRC2RLT1T2UsuO–+uI–+

一、直接耦合——前级输出端直接接到后级输入端RB2优点：①低频特性好：可放大变化缓慢的信号。②利于集成化：没有大容量C，易于集成。缺点：①各级直流状态相互影响，设计调试不便。②存在温度漂移（零点漂移）现象。uOtO二、零点漂移现象

（1）零点漂移现象：输入信号为零时，输出电压不为零,且缓慢变化(偏离初始值)的现象。

ui=0–+直接耦合放大电路mVuO–+

对于阻容耦合:电容对漂移信号容抗大，漂移被隔在本级，不被放大。对于直接耦合:使漂移信号逐级被放大。（3）危害：当漂移电压和信号电压频率相近时（变化缓慢），难以分辨，有用信号被淹没。（4）抑制方法：直流反馈：Q点稳定电路差动放大电路（2）产生原因：温度影响、管子老化，电源电压波动。

主要是温度变化引起半导体器件参数的变化，导致Q点的变化。主要内容2.6场效应晶体管放大电路2.6.1场效应管放大电路的偏置和静态分析得方程组：解得静态工作点Q（UGSQ，UDSQ，IDQ）

由于栅极的直流偏置电压是一个固定值（UGS＝-VGG），所以称为固定偏压式电路。1、固定偏压 RG：其上没有电流，因此使得静态时

栅极电位UG=0RS：当ID流过RS时产生压降IDRS，使得静态时源极电位US=IDRS栅源偏置电压

UGS=UG–US=–IDRs形成偏置电压是由FET的自身电流IDSS产生的，所以称为自给偏压+VDDRDC2+C1+ui

RGRL+uo

RSCS2、自给偏压 +VDDRDC2+C1+ui

RGRL+uo

RSCS解得静态工作点Q（UGSQ，UDSQ，IDQ）TIDUGSID耗尽型FET管可采用这种形式的偏置电路2、自给偏压 偏置电压可正可负，适用于所有类型的场效应管3、分压式自偏压 解得静态工作点Q（UGSQ，UDSQ，IDQ）3、分压式自偏压 2.6.2场效应管交流指标分析 （a）共源极放大电路

（b）共漏极放大电路

（c）共栅极放大电路1、场效应管放大电路的组态 场效应管微变等效模型体现了输入电压对输出电流的控制作用与静态工作点有关2、场效应管小信号等效模型 场效应管高频模型(*)（a）场效应管高频等效模型（b）简化的场效应管高频等效模型2、场效应管小信号等效模型 2.6.3场效应管放大电路动态分析1、共源放大电路微变等效电路1、共源放大电路（1）电压放大倍数1、共源放大电路（2）输入电阻RG3的作用：增大输入电阻（3）输出电阻2、共漏放大电路RG3+VDDSDG+-uiuo+-RG2RG1RSC1C2RLRS+-id+-RG3RG2RG1RL+_SDGuiuogmugsugs微变等效电路又称源极输出器或源极跟随器2、共漏放大电路（1）电压放大倍数（2）输入电阻（3）输出电阻特点与晶体管的射极输出器一样

例1、+UDD

RSCSC2C1RDRG+T+_+_uiuoIS

+_UGS已知UDD=20V、RD=3k

、RS=1k

、RG=500k

、UGS(off)=–4V、IDSS=8mA，确定静态工作点。解：用估算法UGS

=–1

IDUDS=20

–2（3+1）=12V列出关系式解出UGS1=

–2V、UGS2=

–8V、ID1=2mA、ID2=8mA因UGS2<UGS(off)故舍去，所求静态解为UGS=

–2VID=2mA、例2、

分析如下图所示分压式偏置电路(1)

静态分析+–+UDD

RSCSC2C1RG1RDRG2RG++–RLuiuo估算法：将已知的UGS(off)、IDSS代入上两式，解出UGS、ID;由UDS=

UDD–ID(RD+RS)解出UDS列出静态时的关系式流过

RG的电流为零(2)动态分析电压放大倍数：RG1RDRG2RG+–RL+–SDGT交流通路输入电阻：输出电阻

RG是为了提高输入电阻ri而设置的。2.6.4场效应管放大电路与三极管放大电路的比较 共源放大电路共漏放大电路共栅放大电路电路结构电压放大倍数输入、输出电压相位关系输入电阻输出电阻C1

Rd

C2

+VDD

+

_

T

vo

Rg2

Rg1

Rg

+

_

vi

Cs

Rs

g

s

d

A

C1

C2

+VDD

+

_

T

vo

Rg2

Rg1

Rg

+

_

vi

Rs

g

s

d

A

Cg

Rd

C2

+VDD

+

_

T

vi

Rg2

Rg1

+

vo

C1

Rs

g

s

d

_

反相同相同相共射放大电路对应电路共集放大电路共基放大电路1、共源、共漏和共栅电路的输入电阻高于相应的共射、共集和共基电路的输入电阻。2、场效应管噪声低、温度稳定性好、抗辐射能力强。3、集成度高，适用于大规模集成电路。4、场效应管低频跨导较小，放大能力通常比三极管差。

主要内容2.7功率放大电路A1A2An输入端输出端前置放大级功率放大级扬声器发声电动机旋转继电器动作仪表指针偏转大信号状态小信号状态低频功率放大电路分析功率放大电路与电压放大电路的区别

（1）本质相同功率放大电路和电压放大电路没有本质的区别，它们都在进行能量的交换，即输入信号通过三极管的控制作用，把直流电源的电压、电流和功率转换成随输入信号作相应变化的交流电压、电流和功率。只不过在称呼上，强调的输出量不同而已。电压放大电路要求有较高的输出电压，功率放大电路要求有较高的输出功率。（2）任务不同

电压放大电路主要任务是使负载得到不失真的电压信号。输出的功率并不一定大。在小信号状态下工作。功率放大电路主要任务是使负载得到不失真（或失真较小）的输出功率。在大信号状态下工作。（3）指标不同电压放大电路主要指标是电压增益、输入和输出阻抗.

功率放大电路主要指标是功率、效率、非线性失真。另一部分消耗在管子上。3、集电极最大功耗小一、对功率放大电路的基本要求1、输出功率尽可能大

U与I都大，管子工作在极限状态附近，选管要保证安全。2、效率要高效率η=负载上交流输出功率PO电源供给的功率PE管耗PV=PE-PO

功率放大电路大信号状态下,不可避免产生非线性失真。4、非线性失真要小5、要考虑三极管的散热问题

电源供给的功率另一部分消耗在管子上，热的积累导致晶体管性能老化，甚至烧毁。通常加装散热片。功放分三种工作状态点位置不同Q二、

提高效率的途径增大Po，降低管耗PV。

OiCuCEMNOiCuCEOiCuCEMNMNQQQ甲类乙类甲乙类PE全耗在管子上

无管耗Po＝

PE－

PV最高η＝50%最高η＝78.5%

η介于50%-78.5%无信号时有信号时采用乙类状态效率最高，但严重失真，要采取措施。结论OiCuCEMNOiCuCEOiCuCEIC≈0MNMNQQQIC大IC小三、互补对称功率放大电路（一）乙类互补对称功率放大电路1、工作原理互补——NPN与PNP两个反型管配合。对称——两管特性相同。

正负双电源——e极为直流零电位，UA＝0，RL接入时对Q点无影响。射极输出器——Ro小，带负载能力强。直流零电位A+UCCT1RL-UCCT2uiuo无输出电容（OCL）互补对称功放电路。静态时(输入端电位为零)：输出端电位为零静态时两管均截止，没有建立Q点。信号正半周时：T1导通，T2截止，+UCC供电信号负半周时：T1截止，T2导通,-UCC供电uo–+uo–++UCCT1RL-UCCT2AuiiC1iC2乙类状态uouo–+uo–++UCCT1RL-UCCT2Aui

信号变化一周时：iC1、iC2以相反方向流过负载，RL上获得完整波形。iC1iC2两管交替导通输出波形合成交越失真！是正弦波吗？uo仿真（二）甲乙类互补对称放大电路uIuO–+T1RL+UCCT2-UCCR1R2D1D2B1B2利用二极管设置Q点。UB1、B2=UD1+UD2≈1.4V二极管作用：

①给输出管建立Q点。Ui=UB1=UB2②二极管的动态电阻小，使加到两输出管的ui信号大小相等。（三）采用一个电源的互补对称功放电路无输出变压器（OTL）互补对称功放电路。1、电路组成iC1

电容CO的作用：相当一个电源的作用，其电压为UCC/2。当T1截止时，给T2供电。2、工作原理

＊静态时：UB电位为UCC/2，UA＝0，T1导通，给CO充电。当UA＝

UB＝

UCC/2时，T1截止，CO上充UCC/2。

A+UCCT1RLT2B+CO2、工作原理＊信号正半周时：UB＞UA，T1导通，T2截止，给CO充电。

＊信号负半周时：UB＜UA，T1截止，T2导通,CO放电,CO代替电源向T2供电。uo–+uo–+AuiiC1iC2+UCCT1RLT2+COuo（四）采用复合管的互补功率放大电路

当输出功率较大时，输出级的推动级，即末前级也应该是一个功率放大级。此时往往采用复合管，复合管有四种形式。

复合管的极性由前面的一个三极管决定。由NPN-NPN或PNP-PNP复合而成一般称为达林顿管。

1

2主要内容2.8负反馈放大电路1、反馈的概念为改善放大电路的性能引入反馈。

反馈——把放大电路输出回路的信号一部分或全部反送回输入回路，用来影响输入量。

反馈目的——通过输出对输入的影响来改善系统的运行状态及控制效果。一、

反馈

反馈支路——连接输入与输出，实现将输出信号反送到输入回路的支路A基本放大器F反馈电路XFXOXiXd输入信号输出信号反馈信号净输入信号基本放大器—单级或多级

反馈网络—联系输出与输入回路,R或C组成2、反馈极性ube-++-uO

+-ui+-uF净输入电压：

ube无反馈时:

ube

=ui有反馈时:

ube

=ui-uF

反馈电压：

uF=iE

RE=iC

REREC1C2+UCC反馈元件净输入电压减小，为负反馈

负反馈——使放大电路净输入量减小

正反馈——使放大电路净输入量增大

第一步：假设输入信号某一时刻对地电压的瞬时极性为正。

瞬时极性法+RS+UCCRLuSRB1C1C2RC2RC1uOuiRFRE2第二步：沿着信号正向传输的路经，依次推出电路中相关点的瞬时极性。+_++_+RS+UCCRLuSRB1