模拟电子技术第2章放大电路的主要性能指标的计算

（2）放大电路的主要性能指标的计算a.电压放大倍数·······式中bce·····式中uo与ui相位相反bceb.输入电阻Ri由图可知Ribce通常故Ribcec.输出电阻Ro由定义：画出求输出电阻的等效电路由图可知故bceiiRo在图示电路中，已知：VCC=12V，RC=2kΩ，RB=360kΩ；晶体管T为锗管，其=β=60，rbb'=300Ω；C1=C2=10μF，RL=2kΩ。试求：[例](a)晶体管的IBQ，ICQ

及UCEQ；

(b)

放大电路的Au，Ri，Ro及Uop-p。[解](a)

画出放大电路的直流通路由图可知：

直流通路(b)

首先画出放大电路的交流通路交流通路其次画出放大电路的微变等效电路微变等效电路bce图中由微变等效电路得

·bceRi=RB//rbe≈rbe=1.1kΩ因为2|ICQ|RL'=2×1.95×(2//2)=3.9V2UCEQ=2×8.1=16.2V故Uopp=min[2UCEQ,2|ICQ|RL']=3.9Vbce1.晶体管用微变等效电路来代替，条件时什么？2.电压放大倍数Au是不是与成正比？3.为什么说当一定时通过增大IE来提高电压放大倍数是有限制的？试从IC和rbe两方面来说明。4.能否增大RC来提高放大电路的电压放大倍数？当RC过大时对放大电路的工作有何影响？设IB不变。5.rbe,rce,ri,ro是交流电阻，还是直流电阻？在ro中包括不包括负载电阻RL？6.如果输出波形失真，静态工作点不合适吗？思考题2.5静态工作点的选择和稳定

2.5.1选择静态工作点Q应该考虑的几个主要问题1.安全性2.动态范围Q应该在安全区，且应该在安全区中的放大区。为了获得尽可能大的动态范围，Q应该设置在交流负载线的中间。3.电压放大倍数Au当dβ/diC

≈0时|ICQ|增大rbe减小|Au

|提高4.输入电阻Ri由于Ri≈rbe当|ICQ|增大rbe减小Ri减小由于·5.功耗和噪声2.5.2静态工作点的稳定

1．引起Q点不稳定的原因

（1）温度对Q点的影响a.温度升高，β增大b.温度升高，ICBQ增大减小电流|ICQ|，可以降低电路的功耗和噪声。c.温度升高，|UBE|减小导致集电极电流ICQ增大（2）老化（3）其他方面b.影响Q点不稳定的主要因素是温度管子长期使用后，参数会发生变化，影响Q点。

电路中电源电压波动、元件参数的变化等都会影响Q点。小结：a.Q点是影响电路性能的主要因素2．稳定静态工作点的途径

(1)从元件入手。a.选择温度性能好的元件b.经过一定的工艺处理以稳定元件的参数，防止元件老化。(2)从环境入手采用恒温措施。引入负反馈采用温度补偿(3)从电路入手2.5.3负反馈在静态工作点稳定中的应用

（1）

电路组成

+_T+_+++I＞＞IBQ故基极电位

UBQ>>UBEQ

（2）

Q点稳定的条件

直流通路T+_+__稳定Q点的机理

T↑↑↑↓↑↑↓↓↓T+_+__这种作用称为直流电流负反馈。小结：稳定Q的机理是：电路将输出电流IC在RE上的压降返送到输入回路，产生了抑制IC改变的作用，使IC基本不变。T+_+__电容CE的作用：a.对于交流信号满足b.交流信号对地短路，使RE只对直流信号有反馈，而对交流信号无反馈。电容CE称为旁路电容。+_T+_+++[例1]在图示电路中，RB1=39kΩ，RB2=10kΩ，RC=2.7kΩ，RE=1kΩ，RL=5.1kΩ，C1=C2=10μF，Ce=47μF，VCC=15V，晶体管T的

=100、rbb'=300Ω、UBEQ=0.7V。试求：

(1)

ICEQ、UCEQ(2)Au、R

i、Ro的值。+_T+_+++求静态工作点有两种方法

[解](1)

方法一：戴维南等效电路法直流通路T+_+__+_T+_+++对输入回路进行戴维南等效RB

=RB1//RB2=7.96kΩ

图中等效电路T_+_+_++_T+_+__

VBB=IBQRB+UBEQ+IEQRE写出输入回路方程VBB=IBQRB+UBEQ+（1+）IBQREIEQ=（1+）IBQ式中故T_+_+_++_ICQ=IBQ=100×0.0217=2.17mA

UCEQ=VCC－ICQRC－IEQRE=15－2.17×(2.7＋1)=6.97V将有关数据代入上式，得

≈VCC－ICQ(RC＋RE)UCEQ≈VCC－IEQ（RC+RE）=15－2.36×(2.7＋1)=6.27V方法二估算法由得T+_+__

(2)动态分析首先画出放大电路的交流通路交流通路+_T+_+++再画出放大电路的微变等效电路微变等效电路图中bceRi=RB1//RB2//rbe=39//10//1.4≈1.2kΩRo=RC=2.7kΩ·bce

[例2]图示电路的参数均与例1相同。试求：(1)放大电路的Q。（2）放大电路的Au、R

i、Ro。[解](1)由于图示电路的直流通路与例1完全相同，故两电路的静态工作点一样。(2)首先画出放大电路的交流流通路+_T+_++RB=RB1//RB2=39//10≈7.96kΩ图中交流通路+_T+_++其次画出微变等效电路微变等效电路bce•由图可知···········bce•其中

Ri=RB//Ri'输入电阻

bce•

Ri=RB//Ri'=7.96//102.4=7.39kΩ

故bce•根据Ro的定义画出求Ro的等效电路求电路的输出电阻时，要考虑晶体管的输出电阻。注意：求Ro的等效电路bce•bce•化电流源为电压源•bce•由图得（推导过程略）•1.静态工作点不稳定对放大电路有何影响？2.对于分压式偏置电路，为什么只要满足I2>>IB和VB>>UBE两个条件，静态工作点才能基本稳定？3.对于分压式偏置电路，当更换晶体管时，对放大电路的静态值有无影响？试说明之。4.在实际中调整分压式偏置电路的静态工作点时。应调节哪个元件的参数比较方便？接上发射极电阻的旁路电容CE后是否影响静态工作点？思考题2.6共集电极和共基极放大电路2.6.1共集电极放大电路

1.电路组成

电路从发射极与“地”之间输出信号，所以又称为射极输出器。2.静态分析

画出放大电路的直流通路。

+_T+_++UCEQ=VCC－IEQRE

（1）估算法

直流通路由图可得T+_+__+_T+_++（2）戴维南等效电路法等效电路等效电路中RB=RB1//RB2

T+_+__UCEQ=VCC－IEQRE≈VCC－ICQRE

由图可得2．动态分析

交流通路（1）画交流通路+_T+_+_T+_++交流通路输入回路输出回路共集电极电路另一种画法+_T+_（2）画微变等效电路

微变等效电路图中•+_T+_（3）动态性能分析

a.电压放大倍数RL'=RE//RL其中

由图可知········•···由于故···无电压放大能力•b.电流放大倍数由于·······故··•和同一数量级和同一数量级即射极输出器有电流放大能力和功率放大能力整理上式得一般情况|Ai|>1故····

Ri=RB//R'i=RB1//RB2//[rbe+(1+β)R'L]

c.输入电阻由于故

Ri通常很大•d.输出电阻Ro画出求Ro的等效电路图中故•射极输出器的输出电阻很小。•e.射极输出器的特点：

(a)Au≈1，无电压放大能力。(b)uo与ui同相。

(c)

具有电流放大能力和功率放大能力。(d)具有高的输入电阻和低的输出电阻。f.射极输出器的用途(b)在多级放大电路中作输入级和输出级(a)阻抗变换用在两级放大电路之间。用在高内阻的信号源与低阻抗负载之间。2.6.2共基极放大电路

1.电路组成

+_T+_+++2.静态分析

画出放大电路的直流通路。

直流通路T+_+__+_T+_+++3.动态分析

交流通路+_T_++_T+_+++微变等效电路(1)电压放大倍数Uo=―βIb(RC//RL)=―βIbR'L···Ui=―Ibrbe

·····

输出与输入电压同相位+_T_+bec+_T_+(2)

输入电阻Ri输入电阻通常很小故Ri+_T_+bec由求Ro的电路图可知(3)

输出电阻Ro当Ui=0时，Ib=0故+_T_+bec共基极放大电路的特点：

(1)有电压放大能力,电压放大倍数与共射极放大电路相同。(2)

uo与ui同相。(3)没有电流放大能力。(4)输入电阻小，输出电阻大。(5)在低频放大电路很少应用。

2.7多级放大电路2.7.1多级放大电路的组成

RsRo1Ri1Ro2Rin+_uo1+_+_+_ui+_+_uoRL+_+_第1级信号源输入级中间放大级输出级第2级第n级第n级+_us_1ui2Ri2uo2uin-1Rin-1Ron-1uon-1uinRon输入级——输入电阻高，噪声和漂移小。各级的特点：输出级——动态范围大，输出功率大，带载能力强。中间级——具有足够大的信号放大的能力。多级放大电路的组成输入级中间级输出级多级放大电路的耦合放大电路与信号源、负载以及电路内部各级之间的连接。1．直接耦合

常用的耦合方式直接耦合阻容耦合变压器耦合2.7.2多级放大电路的耦合方式

特点：能对交、直流信号进行放大又称为直流放大电路RC1RC2T2RB_ui+VCCRL+_uo+VBBT1直接耦合放大电路存在两个特殊的问题：

（1）各级静态工作点不独立。RC1RC2T2RB_ui+VCCRL+_uo+VBBT1常用的解决方法提高后级射极电位电平移位+VCC

T2RERC2RC1RBT1RDZ+VCC

T2RERC2RC1RBT1两种管子互补+VCC

T2Rc2RE2RC1RB1T1RE-VCC

(2)零点漂移问题

当输入ui=0时，输出电压uO并不恒定，而是出现缓慢地、无规则地漂动。这种现象称为零点漂移，简称零漂。零漂实质上就是放大电路静态工作点的变化。RC1RC2T2RB_ui+VCCRL+_uo+VBBT1引起零漂的原因(a)元器件参数，特别是晶体管的参数会随温度的变化而变化。(b)元器件会出现老化，参数发生了变化。

由温度引起的零漂称为温漂；由元器件老化引起的零漂称为时漂。引起直接耦合放大电路零漂的主要因素是温漂。零漂抑制零点漂移的主要方法：衡量零漂的大小：用折合到输入端的零点漂移电压大小来衡量（a）引入直流负反馈

（b）采用差动放大电路2.阻容耦合多级放大电路RC1RC2T2RB1ui+VCCRL+_uoT1RB2++++_C1C2C3特点:a.各级放大电路的静态工作点相互独立,便于设计和调试。b.可以抑制零点漂移。c.无法放大低频信号和直流信号。d.在集成电路中，无法制造大电容。只能用于分立元件电路中。RC1RC2T2RB1ui+VCCRL+_uoT1RB2++++_C1C2C33.变压器耦合

CE1RE1T1TR1TR2CB1ui+_CE2RE2T2RL+_uoTR3+VCCRB11++RB12++RB21RB22CE1变压器耦合特点：e.具有阻抗变换作用，可以实现阻抗匹配。b.对直流信号起到隔离作用，可以消除零点漂移。a.对直流信号没有放大能力，只能放大交流信号。d.体积大、重量重、费用高、不宜集成化。c.各级放大电路的静态工作点相互独立。便于设计和调试。2.7.3多级放大电路的分析计算

1.直接耦合电路的静态分析

阻容耦合、变压器耦合的各级静态工作点独立，分析方法与前述的单级放大电路的方法相同。这里只对直接耦合电路进行静态分析。由得在输入回路RC1RC2T2RB_ui+VCCRL+_uO+VBBT1+_+_+_+_令输入电压ui=0联立求解可得、、在一、二级之间RC1RC2T2RB_ui+VCCRL+_uO+VBBT1+_+_+_+_联立求解可得、在输出回路RC1RC2T2RB_ui+VCCRL+_uO+VBBT1+_+_+_+_2.多级放大电路的动态分析（1）多级放大电路的电压放大倍数

RsRo1Ri1Ro2Rin+_uo1+_+_+_ui+_+_uoRL+_+_第1级信号源输入级中间放大级输出级第2级第n级第n级+_us_1ui2Ri2uo2uin-1Rin-1Ron-1uon-1uinRon···········RsRo1Ri1Ro2Rin+_uo1+_+_+_ui+_+_uoRL+_+_第1级信号源输入级中间放大级输出级第2级第n级第n级+_us_1ui2Ri2uo2uin-1Rin-1Ron-1uon-1uinRonRsRo1Ri1Ro2Rin+_uo1+_+_+_ui+_+_uoRL+_+_第1级信号源输入级中间放大级输出级第2级第n级第n级+_us_1ui2Ri2uo2uin-1Rin-1Ron-1uon-1uinRon因为ui2=uo1，ui3=uo2，…，uin=uon-1········故·····放大倍数的另一种表示方法Au(dB)=20lg|Au1|+20lg|Au2|+20lg|Au3|+……+20lg|Aun|··········即

（2）输入电阻（3）输出电阻

RsRo1Ri1Ro2Rin+_uo1+_+_+_ui+_+_uoRL+_+_第1级信号源输入级中间放大级输出级第2级第n级第n级+_us_1ui2Ri2uo2uin-1Rin-1Ron-1uon-1uinRonRiRo多级放大电路动态分析时应注意的两个问题：a.后一级放大电路的输入电阻可视为前一级放大电路的负载电阻。b.前一级放大电路的输出电阻可视为后一级放大电路的信号源内阻。例试写出图示放大电路的电压放大倍数Au、输入电阻Ri和输出电阻Ro的表达式。T2_ui+VCC+_uO+VBBT1[解]由图可知，放大电路是由两级共集电极放大电路组成。故RiRi2RoRo1T2_ui+VCC+_u