电路与模拟电子技术基础课件 第6章 晶体管基本放大电路

电子技术基础ElectronicTechnologyFundamentals单元导学6.1放大电路概述Us为待放大的电压信号。Rs表示电压信号的内电阻，Us连接到放大器的输入端，产生微弱的基级电流信号流经放大器后，输出端的电压或电流将被放大一定的倍数。直流电源VCC提供能量。放大电路的组成原则（1）晶体管必须工作在放大区，即发射结正向偏置，集电结反向偏置。（2）电路中各元器件的连接必须保证输入信号得到足够的放大和顺利的传送。6.1放大电路概述（1）NPN型晶体管是起放大作用的关键元件，输入信号在基极产生一个极小的电流iB，根据晶体管的电流放大关系iC=βiB，输出端将产生放大数十或数百倍的iC和iE。（2）直流电源VBB通过电阻Rb连接在晶体管的输入端，提供发射结的正向偏置电压。Rb被称为基极偏置电阻，调节Rb可调节发射结的正向偏置电压UBE和基极电流iB的大小。（3）直流电源VCC通过电阻Rc接在晶体管的输出端，为集电结提供反向偏置电压。同时，流经VCC的电流较大，将使得VCC产生较大的能量提供给外部电路。Rc被称为集电极偏置电阻。（4）RL为外接的负载。负载和放大电路的输出电阻共同决定了输出电压的大小。6.1放大电路概述放大电路组成部分

6.1放大电路概述放大电路的主要参数

6.1放大电路概述输入电阻Ri输入电阻Ri定义为输入电压Ui与输入电流Ii之比输出电阻Ro从放大电路的输出端看进去，其等效电阻就是Ro通频带fbw通频带表征放大电路对不同频率的输入信号的放大能力6.1放大电路概述6.2共射级放大电路

如图，共射放大电路的输入和输出端串联耦合电容。放大电路中既有直流分量又有交流分量，电容可起到“通交隔直”作用，使得直流量和交流量流经不同的通路，达到放大相应信号的目的，亦可保证直流分量不受其他电路影响。另外，图中输入端与输出端采用同一偏置电源并采用电位标示法。直流分量波形图直流交流叠加波形图6.2共射级放大电路思考题：直流分量和交流分量叠加后，发射结偏置电压uBE的变化波形是怎样的？6.2共射级放大电路6.3放大电路的直流通路与交流通路直流通路

放大电路不接信号源Us，只在直流偏置电压的作用下，所产生的电流流经的通路称为直流通路。也称为静态通路。

此时主要用IB，UBE，IC，UCE四个物理量描述直流静态值。这四个量也表述晶体管输入特性和输出特性，求解静态电路也是通过输入回路和输出回路来分析。交流通路

将放大电路的直流偏置电压短接，只接交流小信号的情况下，交流电流流经的通路称为交流通路。也称为动态通路。放大电路的各项指标如放大倍数、输入电阻、输出电阻等，都在交流通路上分析。6.3放大电路的直流通路与交流通路6.4放大电路的静态分析计算法求静态工作点输出特性曲线的Q点输入特性曲线的Q点6.4放大电路的静态分析-VCC+IBQRb+UBEQ=0-VCC+ICQRc+UCE=0输入回路输出回路

6.4放大电路的静态分析

6.4放大电路的静态分析图解法6.5放大电路的动态分析

晶体管是非线性元件，PN结的端电压和电流呈曲线关系，在计算输入电压、输出电压时比较复杂，在误差允许的条件下，我们将晶体管做合理的线性化处理，简化计算过程。

将晶体管的输入回路用等效电阻rbe代替，输出回路用受控电流源代替。6.5放大电路的动态分析

6.5放大电路的动态分析6.6非线性失真饱和失真

若静态工作点偏高，即直流分量较大，当叠加正弦信号后，部分信号就可能进入饱和区。iB增大后，iC几乎不再增加，这样iC的波形被削顶，uCE的波形被削底，这种现象就是饱和失真。

避免饱和失真就要降低静态工作点，即减小iB或iC的值。根据输入回路和输出回路的KVL方程，可通过增大Rb或者减小Rc来调节。截止失真

相反，若静态工作点偏低，叠加正弦信号后就可能进入截止区。此时晶体管处于不导通状态，电流iC波形被削底，电压uCE波形被削顶。这种现象就是截止失真。

避免截止失真，就要提高静态工作点，可通过减小Rb的阻值来调节。6.6非线性失真6.7

放大电路静态工作点的稳定温度升高对晶体管各个参数的影响：使得反向饱和电流ICBO增加。使得放大倍数β值变大。发射结电压UBE减小，在外电压和偏置电阻不变的情况下，基级电流iB增大。以上三个因素都会使晶体管的输出电流iC变大分压式电流负反馈偏置放大电路6.7

放大电路静态工作点的稳定温度t↑→IC↑→IE↑→IERE↑→UBE↓→IB↓→IC↓IBQ<<I1，可近似认为I1=I2

UB=UBE+ReIEQ6.7

放大电路静态工作点的稳定例6.3

如图所示电路，Rb1=3kΩ，Rb2=2kΩ，Rc=3kΩ，Re=2kΩ，RL=1kΩ，Vcc=10V，β=80。求：（1）静态工作点；（2）电压放大倍数，输入电阻，输出电阻。6.7

放大电路静态工作点的稳定

6.7

放大电路静态工作点的稳定交流通路微变等效电路

6.8三种基本组态放大电路分析共集电极放大电路

静态工作点计算如下：6.8三种基本组态放大电路分析

Ri=rbe+(1+β)(Re//RL)

共集电极放大电路具有输入电阻大、输出电阻小的特点。6.8三种基本组态放大电路分析共基极放大电路

6.8三种基本组态放大电路分析

6.8三种基本组态放大电路分析三种基本放大电路对比（1）共射极放大电路既放大电压又放大电流，输出电压与输入电压反相。输入电阻和输出电阻大小都适中，频带较窄。可应用于对输入、输出电阻无要求、低频多级放大电路的输入级、中间级或输出级。（2）共集电极放大电路只能放大电流，不能放