电路与模拟电子技术课件 第6章 晶体三极管及其基本放大电路2

2026/9/716.2放大电路的基本概念因此，如何设置静态工作点和分析晶体管的工作状态是晶体管应用的一个关键。

应用晶体管时，首先要将晶体管设置在合适的工作区间，如进行语音放大需将晶体管设置在放大区，如应用在数字电路，则晶体管工作在饱和区或截止区。2026/9/72放大电路的功能：将微弱的电信号不失真地放大到所需要的数值，从而使电子设备的终端执行器件工作。放大的实质：用小能量的信号通过晶体管的电流控制作用，将放大电路中直流电源的能量转化成交流能量输出。

基本放大电路一般是指由放大管与其它电路元件所组成的放大电路。6.2.1放大的概念2026/9/73放大电路的结构示意图2026/9/74只有一个放大管的放大器为基本放大器，相应的电路为基本放大电路。放大电路的组成必须符合两个原则：(1)放大器应工作在放大状态，对于晶体管则要求发射结正偏，集电结反偏；(2)放大信号通路应畅通，即输入信号能送到放大器的输入端，经放大后，输出信号能够作用于负载电阻上。2026/9/75两类电源：(1)信号源：一般是交流信号，待放大的信号；(2)直流电源：提供直流偏置。

如果放大器工作在放大区，是近似线性区域，根据叠加定理，则各支路响应都可以看成这两种电源单独作用的叠加：(1)交流通路：信号源单独作用所对应的电路；(2)直流通路：直流电源单独作用所对应的电路。2026/9/76＊电压、电流等表示方法的规定①直流量：

大写字母+大写下标，如IB②交流量：小写字母+小写下标，如ib③交流量有效值：

大写字母+小写下标，如Ib④瞬时值（直流分量和交流分量之和）：

小写字母+大写下标，如iB，iB=IB+ib1.电压放大倍数(无量纲)6.2.2放大电路的主要性能指标

2.电流放大倍数(无量纲)

3.输入电阻Ri从放大器输入端看进去的电阻，即：4.输出电阻Ro从放大器输出端看进去的电阻，即：2026/9/78基本共射放大电路集电极电源UCC>UBB集电极电阻，将集电极电流转换成集电极电压基极电阻，决定基极电流放大电路的核心输入交流电压信号基极电源，提供适当直流偏置输出电压信号地6.3.晶体管放大电路的放大原理6.3.1.基本共射放大电路的组成2026/9/791）直流（静态）工作分析：

ui=0时

电路中各处的电压、电流都是不变的直流,称为静态。

若UBB和UCC能使T的发射结正偏，集电结反偏

→三极管工作在放大状态，则：IBIC6.3.2基本共射极放大电路的工作原理2026/9/710ICUCEOIBUBEO结论：(1)无输入电压信号时，三极管各电极都是恒定的电压和电流:IB、UBE和

IC、UCE

。

(IB、UBE)

和(IC、UCE)分别对应于输入、输出特性曲线上的一个点，称为放大电路的静态工作点。QIBUBEQUCEICIBQ、ICQ、UBEQ和UCEQIB2026/9/7112)当ui≠0→iB=IBQ+ib→iC=ICQ+ic=ICQ+βib→uCE=UCEQ+uce=UCC-iCRC→uo=uce=-RCic∵ic↑→uCE↓

ic↓→uCE↑∴u0方向和ic相反2026/9/712uO与ui相比：①

uO幅度＞ui幅度；②波形形状相同,但相位相反，故共射放大电路又称反相放大器。2026/9/713静态时（ui=0）：UBB=0→UBEQ=0→发射结不能导通；UBB=0→IBQ=0→ICQ=βIBQ=0→UC>UB

→集电结反偏；→三极管T工作在截止区为什么要设计静态工作点？(假设电路如图，无基极电压)2026/9/714•

动态时（ui≠0）：︱ui︱

＜UBE（ON）→发射结无法正偏→三极管一直在截止区→uo=UCE=UCC即使

︱ui

︱＞

UBE（ON），

输出仍然严重失真。

只有在信号的整个周期内晶体管始终工作在放大状态，输出信号才不会产生失真。2026/9/715静态工作点的作用：

保证放大电路中的三极管正常工作，保证放大电路输出不产生失真。放大电路的基本要求：①输出不失真②输出能够放大

2026/9/716结论设置合适的静态工作点，让交流信号承载在直流分量之上，保证晶体管在输入信号的整个周期内始终工作在放大状态，输出电压波形才不会产生非线性失真。基本共射放大电路的电压放大作用是利用晶体管的电流放大作用，并依靠RC将电流的变化转化成电压的变化来实现的。2026/9/717[补充]两种实用放大电路：（1）直接耦合放大电路问题：1.两个直流电源2.信号源与放大电路不“共地”共地，且要使信号驮载在静态之上静态时，动态时，VCC和uI同时作用于晶体管的输入回路。将两个电源合二为一有直流分量有交流损失－＋UBEQ（2）阻容耦合放大电路

耦合电容的容量应足够大，即对于交流信号近似为短路。其作用是“隔离直流、通过交流”。静态时，C1、C2上电压？动态时，C1、C2为耦合电容！＋－UBEQ－＋UCEQuBE＝uI＋UBEQ，信号驮载在静态之上。负载上只有交流信号。UCCUCC：直流电源；RB：基极偏置电阻；RC：集电极偏置电阻；RL：负载电阻特点：电路中信号源与放大电路，放大电路与负载电阻均通过电容相连。2026/9/719

由于一般情况下，在放大电路中，直流分量与交流分量是共存的。但为了分析方便，对工作在放大模式下的电路进行分析时，常先进行直流分析（静态分析），后进行交流分析（动态分析）。6.4放大电路的分析方法直流分析法（静态分析）分析指标(静态工作)：IBQ、ICQ、UCEQ分析方法：图解法、估算法

交流分析法（动态分析）分析指标：Au

、Ri、Ro分析方法：图解法、微变等效电路法

206.4.1直流通路和交流通路直流通路（直流分响应电路）：直流电源作用下直流电流流经的道路(用于计算静态工作点)画直流通路的原则①C开路②L短路③输入信号为0（保留内阻）RCVTRBUCCuo＋C2RL＋－＋－ui＋C1

阻容耦合共射放大电路

2026/9/721RCVRBUCCuo＋C2RL＋－＋－ui＋C1

阻容耦合共射放大电路

RBUCCRC(a)直流通路直流通路2026/9/722交流通路：只考虑交流信号的分电路（用来计算电压放大倍数、输入电阻、输出电阻等动态参数。）画交流通路的原则①C短路②直流电源对地短路

RCVRBUCCuo＋C2RL＋－＋－ui＋C1

阻容耦合共射放大电路

交流通路（交流单独作用时电路）23RCVRBUCCuo＋C2RL＋－＋－ui＋C1

阻容耦合共射放大电路

RCuous＋－RsRBRL＋－IiIo(b)交流通路交流通路2026/9/724练习：画出直流通路、交流通路。直流通路交流通路例1：晶体管直流通路如图所示。若已知晶体管工作在放大状态，β=100，试计算晶体管的静态工作点IBQ，ICQ和UCEQ。ICQ＋－UCEQ270kRBUBB6VIBQUCC12VRC3k估算法求解静态工作点

解因为UBB使e结正偏，UCC使c结反偏，所以晶体管可以工作在放大状态。故有电路ICQ＋－UCEQ270kRBUBB6VIBQUCC12VRC3kICQ＋－UCEQ270kRBUBB6VIBQUCC12VRC3k例2：若UBB从零增加，说明晶体管的工作区间以及IBQ、ICQ、UCEQ的变化情况？当UBB从0~0.7V之间时，两个结都反偏，晶体管进入截止区：IBQ=ICQ≈0UCEQ≈UCC

分析：当UBB继续增大，发射结正偏，集电结反偏，晶体管进入放大区。随着IBQ的增大，ICQ=βIBQ也增大。UCEQ=UCC-ICQ×RC不断下降。ICQ＋－UCEQ270kRBUBB6VIBQUCC12VRC3k当UBB增大到UCEQ<UBEQ(饱和)时，集电结正偏，晶体管进入饱和区。此时，IBQ的增加，不能引起ICQ的增加。UCEQ≈UCE(sat)

≈0，ICQ≈UCC/RC。ICQ＋－UCEQ270kRBUBB6VIBQUCC12VRC3k结论：晶体管工作状态分析方法RBUBBUEERERCUCCUBB-UEE≤UBE(on)且UBB＜UCC，则晶体管截止1、首先判断晶体管是否截止：此时：IB=IC=IE=0，UBE=UBB-UEE，UCE=UCC-UEE。RBUBBUEERERCUCC2.再判断晶体管是处于放大状态还是饱和状态：若UBB-UEE>UBE(on)则发射结正偏，下面关键是判断集电结是正偏还是反偏。∵UBB-UEE-UBE(on)=IBQRB+(1+β)IBQRE则晶体管处于放大状态；则晶体管处于饱和状态；∴若假定为放大状态，则：RBUBBUEERERCUCC晶体管处于饱和状态时：RBUBBUEERERCUCC例3：

晶体管电路如下图所示。已知β=100，试判断晶体管的工作状态。5VRBUBBRERCUCC500KΩ1KΩ2KΩ12V1.先判断晶体管是否截止：∴晶体管不截止；2.再判断晶体管是放大还是饱和状态：∵UBB-UBE(on)=IBQRB+(1+β)IBQRE5VRBUBBRERCUCC500KΩ1KΩ2KΩ12V∴晶体管处于放大状态；5VRBUBBRERCUCC500KΩ1KΩ2KΩ12V例4

晶体管电路如下图所示。已知β=100，试判断晶体管的工作状态。5VRBUBBRCUCC50KΩ2KΩ12V1.先判断晶体管是否处于截止状态：∴不截止2.再判断晶体管是处于放大状态还是饱和状态：∵UBB-UBE(on)=IBQRB5VRBUBBRCUCC50KΩ2KΩ12V∴晶体管应工作在饱和区；则：5VRBUBBRCUCC50KΩ2KΩ12V2026/9/7406.4.2图解法图解法：图解分析是在晶体管特性曲线上，用作图的方法对放大电路进行分析。优点：直观、形象一、直流图解分析

直流图解分析是在晶体管特性曲线上，用作图的方法确定出静态工作点，求出IBQ、UBEQ和ICQ、UCEQ。1、IBQ、UBEQ的求解RBUCCRC41UCCUCC/RBQIBQUBEQ输入特性曲线与方程UCC=IB×RB+UBE的交点Q为静态工作点RBUCCRC42IBQ、UBEQ一般不用图解法确定，而用估算法。

UBEQ=0.7V（硅管）或0.3V（锗管）RBUCCRC43输出特性曲线与输出回路方程的交点为静态工作点Q。iB＝IBQuCE0NQMiCUCEQUCCICQUCCRC(a)直流负载线与Q点直流负载线2、ICQ、UCEQ的求解RBUCCRC例：

在图示电路中，若RB=560kΩ,RC=3kΩ,UCC=12V，晶体管的输出特性曲线如图所示，试用图解法确定直流工作点。RBUCCRCIBQICQ＋－UCEQuCE/V21012012340μA30μA20μA10μAiC/mA468445解:取UBEQ=0.7V，由估算法可得在输出特性上找两个特殊点：当uCE=0时，iC=UCC/RC=12/3000=4mA，得M点；当iC=0时，uCE=UCC=12V，得N点。由图中Q点的坐标可得，ICQ=2mA,UCEQ=6V。

输出回路满足：UCC=UCE+IC×RCuCE/V21012012340μA30μA20μA10μAiC/mA4684MNQ46放大器的直流图解分析Q点与RB、RC的关系：uCE/V21012012340μA30μA20μA10μAiC/mA4684MNQ①②RBQ3Q2Q4RCRBQ1RCRBUCCRCIBQICQ＋－UCEQUCCRCUCC47总结——输出特性曲线方程，由晶体管的特性决定——直流负载线方程，由电路特性决定静态工作点为下面两条曲线的交点：48二、交流图解分析交流图解分析是在输入信号作用下，通过作图来确定晶体管各极电流和极间电压的变化量。由于交流信号是叠加在静态工作点上的，因此交流状态的图解法必须在直流状态的基础上分析。瞬时值直流值交流值2026/9/749iBIBQtiBIBQuBEuBEtiBmaxiBminQUBEQ(a)输入回路的工作波形(a)输出回路的工作波形iB变化时，会带来uCE和iC的变化，在输出特性曲线上瞬时工作点（uCE和iC）移动的轨迹称为交流负载线。RCUoUs＋－RsRBRL＋－uceicuce=-icRL’其中RL’=RC//RL

RL’uce=uCE–UCEQic=iC–ICQuCE–UCEQ=–(iC–ICQ)RL’

交流负载线方程：51放大器的交流图解分析QiCiBmaxiBminiCICQttuCEuCEUCCICQRL′ICQUCCRC交流负载线k＝－RL′1Q1Q2IBQAUCEQuCE–UCEQ=–(iC–ICQ)RL’

交流负载线方程：2026/9/752tuBE0QuBEiB0iCuCE0QtiBIBQiCtICQtuCE0-1/RL’VCEQib放大倍数Au=

由uo和ui的峰值（或峰峰值）之比可得放大电路的电压放大倍数。2026/9/753接入负载RL，电压放大倍数将减小。QuCE/VttiB/

AIBtiC/mAICiB/

AuBE/VtuBE/VUBEUCEiC/mAuCE/VOOOOOOQicibuiuoRL-1/RL’-1/RC54共射极放大器的电压、电流波形①叠加交流信号后，晶体管各极电流方向、极间电压极性与静态时相同。②直流量保证了交流量的不失真。③放大器的输出与输入信号是反相（或称倒相）的。2026/9/755

如果Q设置不合适，晶体