第二章基本放大电路.ppt

1、2.1 放大电路的基本概念和主要性能指标 2.2 基本共射放大电路的工作原理 2.3 放大电路的分析方法 2.4 放大电路静态工作点的稳定 2.5 单管放大电路的三种基本接法,第二章 基本放大电路,放大电路（亦称放大器）是一种应用极为广泛的电子电路。 在电视、广播、通信、测量仪表以及其它各种电子设备中，是必不可少的重要组成部分。 它的主要功能是将微弱的电信号（电压、电流、功率）进行放大，以满足人们的实际需要。例如扩音机就是应用放大电路的一个典型例子。,图 2.1.1 扩音机原理框图,2.1 放大电路的基本概念和主要性能指标,当人们对着话筒讲话时，声音信号经过话筒（传感器）被转变成微弱的电信号，

2、经放大电路放大成足够强的电信号后，才能驱动扬声器，使其发出比原来大得多的声音。放大电路放大的实质是能量的控制和转换。在输入信号作用下，放大电路将直流电源所提供的能量转换成负载（例如扬声器）所获得的能量，这个能量大于信号源所提供的能量。 因此放大电路的基本特征是功率放大，即负载上总是获得比输入信号大得多的电压或电流信号， 也可能兼而有之。那么，由谁来控制能量转换呢？答案是有源器件，即三极管和场效应管等等。,放大的作用：将微弱的电信号经过放大电路放大成足够强的电信号后驱动负载.（如:扬声器等）,放大的本质：能量的控制和转换。,放大电路的基本特征：功率放大，即负载上总是获得比输入信号大得多的电压或电

3、流信号， 也可能兼而有之。,有源元件：控制能量转换的器件，如三极管和场效应管等等。,2.1.1 放大电路的基本概念,放大的前提：信号不失真。即三极管工作在放大区，场效应管工作在恒流区，确保输出量输入量始终保持线性关系，电路不会产生失真。,任何一个放大电路都可以看成一个二端网络。下图为放大电路示意图，左边为输入端口，外接正弦信号源 ,Rs为信号源的内阻，在外加信号的作用下，放大电路得到输入电压 ，并产生输入电流 ；右边为输出端口，外接负载RL，在输出端可得到输出电压 ，输出电流 。,图 2.1.2 放大电路示意图,2.1.2 放大电路的性能指标,1 放大倍数 放大倍数是衡量放大电路放大能力的重要

4、指标。电压放大倍数是输出电压的变化量和输入电压的变化量之比。当放大电路的输入为正弦信号时，变化量也可用电压的正弦量来表示，即,(2.1.1),电流放大倍数是输出电流的变化量和输入电流的变化量之比， 用正弦量表示为,(2.1.2),互阻放大倍数是输出电压的变化量和输入电流的变化量之比， 用正弦量表示为,(2.1.3),其量纲为电阻。 互导放大倍数是输出电流的变化量和输入电压的变化量之比， 用正弦量表示为,(2.1.4),其量纲为电导。,2. 输入电阻 放大电路的输入端外接信号源，对信号源来说放大电路就是它的负载。 这个负载的大小就是从放大电路输入端看进去的等效电阻，即放大电路的输入电阻Ri。通常

5、定义输入电阻Ri为输入电压与输入电流的比值，即,(2.1.5),Ri越大，则放大电路输入端从信号源分得的电压越大，输入电压 越接近于信号源电压 ，信号源电压损失小；Ri越小， 则放大电路输入端从信号源分得的电压越小，信号源内阻消耗的能量大，信号源电压损失大，所以希望输入电阻越大越好。,3 输出电阻 放大电路的输出端电压在带负载时和空载时是不同的，带负载时的输出电压 比空载时的输出电压 有所降低，这是因为从输出端看放大电路， 放大电路可等效为一个带有内阻的电压源， 在输出端接有负载时，内阻上的分压使输出电压降低，该内阻称输出电阻Ro，它是从放大电路输出端看进去的等效电阻。通常定义输出电阻Ro是在

6、信号源短路（即 =0, Rs保留），负载开路的条件下，放大电路的输出端外加电压 与相应产生的电流 的比值，即,(2.1.6),在实际工作中，也可根据放大电路空载时测得的输出电压 和带负载时测得的输出电压 来得到，即,(2.1.7),输出电阻是衡量放大电路带负载能力的一项指标， 输出电阻越小，表明带负载能力越强。,图2.1.3 两个放大电路相连的示意图,输入电阻Ri与输出电阻入Ro 是描述子电路相互连接时所产生的影响而引入的参数。输入输出电阻均会直接或间接的影响放大电路的放大能力。,4 通频带：用于衡量放大电路对不同频率信号的放大能力。,图 2-4 放大电路的频率指标,当放大倍数从 下降到 （即

7、0.707 ）时，在高频段和低频段所对应的频率分别称为上限截止频率fH和下限截止频率fL。fH和fL之间形成的频带宽度称为通频带，记为fBW。,(2.1.8),通频带越宽表明放大电路对不同频率信号的适应能力越强。 但是通频带宽度也不是越宽越好，超出信号所需要的宽度，一是增加成本，二是把信号以外的干扰和噪声信号一起放大， 显然是无益的。所以应根据信号的频带宽度来要求放大电路应有的通频带。,5 非线性失真系数 由于放大器件具有非线性特性，因此它们的线性放大范围有一定的限度，超过这个限度， 将会产生非线性失真。当输入单一频率的正弦信号时，输出波形中除基波成分外，还含有一定数量的谐波，所有的谐波成分总

8、量与基波成分之比，称为非线性失真系数D。设基波幅值为A1、二次谐波幅值为A2、三次谐波幅值为A3、，则,(2.1.9),6 最大不失真输出电压 最大不失真输出电压是指在输出波形不失真的情况下，放大电路可提供给负载的最大输出电压。一般用有效值Uom表示。,7 最大输出功率和效率 最大输出功率是指在输出信号不失真的情况下，负载上能获得的最大功率，记为Pom。在放大电路中，输入信号的功率通常较小，经放大电路放大器件的控制作用将直流电源的功率转换为交流功率，使负载上得到较大的输出功率。通常将最大输出功率Pom与直流电源消耗的功率PV之比称为效率，即,(2.1.10),它反映了直流电源的利用率。,8.

9、信噪比与噪声系数 放大器输入端的信号功率与噪声功率的比值简称为输入信噪比，记作(Ps/PN)i。放大器中器件、元件产生的内部噪声， 使得输出端的信噪比(Ps/PN)o小于(Ps/PN)i。在常温下，放大器内部噪声决定于器件的噪声，为此，通常定义晶体管噪声系数为,用分贝(dB)表示的噪声系数为,(2.1.11),(2.1.12),返回,2.2.1 基本放大电路的组成及各元件的作用 所谓基本放大电路是指由一个放大器件（例如三极管）所构成的简单放大电路。由前面的分析可知，三极管有三个电极， 因此有三种不同的电路组态。下面以应用最广泛的基本共射放大电路为例， 说明其组成原则和工作原理。 图2.2.1所

10、示电路中，放大电路的输入端接需要放大的信号ui；输出端电压uo，外接负载，发射极是放大电路输入和输出的公共端， 所以该电路是共射基本放大电路,并称公共端为“地”。,2.2 基本共射放大电路的工作原理,在放大电路中，常把输入电压、输出电压以及直流电压的公共端称为“地”， 用符号“”表示，实际上该端并不是真正接到地，而是在分析放大电路时， 以“地”点作为零电位点（即参考电位点），这样，电路中任一点的电位就是该点与“地”之间的电压。,图2.2.1 基本共射放大电路及波形分析,当ui=0时，放大电路处于静态工作状态。ICIB，UCEVccICRC,当ui0时，放大电路处于动态放大。iCiB，uCEVc

11、ciCRC,ui=Uimsint,iB=IBQ+ib=IB+Ibmsint,uCE=VCC-iCRc=UCEQ+uce =UCEQ-Ucemsint,uo=uce=-Ucemsint,iC=IB+Ibmsint=IC+Icmsint,2.2.2设置静态工作点的必要性 在放大电路中，当有信号输入时，交流量与直流量共存。当外加输入信号为0时，放大电路处于直流工作状态或静止状态，简称静态。此时，在直流电源VCC的作用下，三极管的各电极都存在直流电流和直流电压，这些直流电流和直流电压在三极管的输入和输出特性曲线上各自对应一点Q，该点称为静态工作点。静态工作点处的基极电流、基极与发射极之间的电压分别用I

12、BQ、UBEQ表示，集电极电流、集电极与发射极之间的电压分别用ICQ、UCEQ表示。 ,令ui=0,根据输入回路方程可得静态工作点Q的表达式：,在近似估算中常认为UBEQ为已知量，可近似认为硅管的UBEQ=(0.60.8) V，锗管的UBEQ=(0.10.3) V。,图2.2.2 没有设置合适的静态工作点,放大电路中设置合适的静态工作点，使交流信号驮载在直流分量之上，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失真。 放大电路的基本要求： （1）输出信号不失真。 （2）能够放大。 静态工作点的设置不仅会影响放大电路是否会产生失真， 还会影响放大倍数、最大输出电压等

13、动态参数。,2.2.4 放大电路的组成原则 一.组成原则 (1) 必须根据放大管的类型提供直流电源（配合阻值适当的电阻），以便设置合适的静态工作点，并作为输出的能源。 (2) 输入信号必须能够作用于放大管的输入回路。对于晶体管，输入信号通过改变b-e极之间的电压或基极电流，从而改变放大管输出回路的电流，达到放大输入信号的目的。 (3) 能使输出信号作用于负载，使负载获得比输入信号大得多的信号电流或信号电压，且放大后的信号波形基本不失真。,二. 常见的两种共射放大电路,1.直接耦合共射放大电路,图2.2.4 直接耦合共射放大电路,令uI=0可求出静态工作点：,为防止干扰，输入信号、直流电源、输出

14、信号均有一端接在公共端，即“共地”。,不可少？,该电路是将前述基本共射放大电路的不足之处作了部分改动后得到,基本共射放大电路,2. 阻容耦合共射放大电路,图2.2.5 阻容耦合共射放大电路 (a)电路 (b)输入回路等效电路,耦合电容C1/C2作用： 隔离直流，通过交流又称为隔直电容。,令uI=0可求出静态工作点：,电容器C1和C2作用： (1) 传递交流信号 对信号频率而言，其容抗足够小，可视作短路，从而保证信号可以顺利地通过，即起到耦合信号的作用，所以常称作耦合电容。 (2) 隔断直流 电容器可以隔断电路中不必要的直流成分以免互相影响，因此C1和C2也称为隔直电容。,2. 3 . 1 直流

15、通路和交流通路 由放大电路的工作原理可知，放大电路工作在放大状态时， 电路中交直流信号是并存的。为了便于分析，常将交流信号和直流信号分开研究。 这样就需要根据电路的具体情况，正确地画出直流通路和交流通路。,2.3 放大电路的分析方法,2.交流通路 是指在输入信号作用下，交流信号所流经的通路。用于研究动态参数。 画交流通路的原则： 容量大的电容视为短路（如耦合电容）； 直流电压源（忽略其内阻）视为短路。,1.直流通路 是指在直流电源作用下，直流电流所流经的通路。用于研究静态工作点。 画直流通路的原则: 电容视为开路；电感视为短路；信号源视为短路，但应保留其内阻。,图2.3.1 图2.2.1 所示

16、基本共射放大电路的直流通路和交流通路,直流通路,交流通路,图2.2.1 基本共射放大电路,(1)基本共射放大电路(双电源VBB,VCC) 根据直流通路可求出静态工作点Q：,图2.3.2 直接耦合共射放大电路及其 直流通路和交流通路,(2)直接耦合共射放大电路 (单电源VCC) 根据直流通路可求出静态工作点Q：,图2.3.3 图2.2.5(a)所示阻容耦合共射放大电路的直流通路和交流通路,图2.2.5(a) 阻容耦合共射放大电路,直流通路,交流通路,由于C1，C2的隔直作用，Q点与信号源内阻和负载电阻无关,(3)阻容耦合共射放大电路 根据直流通路可求出静态工作点Q：,2.3.2 图解法 所谓图解

17、分析法就是利用三极管的输入、输出特性曲线， 通过作图的方法对放大电路的性能指标进行分析。通常先进行静态分析， 即对放大电路未加输入信号时的工作状态进行分析， 求解电路中各处的直流电压和直流电流；然后进行动态分析， 即对放大电路加上输入信号后的工作状态进行分析。,基本共射放大电路(双电源VBB,VCC),返回,当uI时，在晶体管输入回路中，静态工作点既在晶体管的输入特性曲线上，又应满足电路的回路方程：,uBE=VBB-iBRb,一、静态工作点的分析,利用图解法求解静态工作点,在晶体管的输入特性曲线坐标系中，画出uBE=VBB - iBRb的直线，它与横坐标的交点为（VBB，），与纵坐标的交点为（

18、， VBBRb），斜率为 -1/Rb。直线与曲线的交点就是静态工作点（IBQ，UBEQ）。直线uBE=VBB - iBRb称为输入回路负载线。,在晶体管的输出回路中，静态工作点既应在IB=IBQ的那条输出特性曲线上，又应满足外电路的回路方程： uCE=VCC - icRc (2.3.2) 在输出特性坐标系中,画出上式确定的直线, 它与横轴的交点为(VCC, 0), 与纵轴的交点为(0, VCC/RC), 斜率为 -1/RC;并找到IB=IBQ的那条输出特性曲线, 该曲线与上述直线的交点就是静态工作点（ICQ，UCEQ）。上述直线称为输出回路负载线。,二、电压放大倍数的分析,当加入输入信号uI时

19、，输入回路方程为： uBE=VBB+ uI iBRb (2.3.3) 该直线与横坐标的交点为（VBB + uI ，），与纵坐标的交点为（， VBB + uI Rb），斜率仍为 -1/Rb。首先给定uI ,再做输入回路负载线, 得到在uI 作用下的基极电流变化量iB ；,在输出特性中，找到IB=IBQ iB的那条输出特性曲线，输出回路负载线与曲线的交点为（ UCEQ uCE ， ICQ i）。其中uCE 就是输出电压。,上述求解过程流程如下：首先给定uI uI（经输入回路图解）iB （经输出回路图解） i uCE u,电压放大倍数: Au=uCE/uI=uo/uI；,图2.3.9 直流负载线和交

20、流负载线,放大电路带负载RL后，在输入信号ui不变的情况下,输出电压uo的幅值变小，即电压放大倍数减小，而且最大不失真输出电压也变小。,负载对放大倍数的影响,讨论区,(2) 输入交流信号时的图解分析,2 动态工作情况分析,共射极放大电路,输出回路负载线,通过图解分析，可得如下结论： 1. vi vBE iB iC vCE |vo| 2. vo与vi相位相反； 3. 可以测量出放大电路的电压放大倍数:Au=uCE/uI=uo/uI； 4. 可以确定最大不失真输出幅度。,三、 波形非线性失真的分析,当工作点进入饱和区或截止区时，将产生非线性失真。,饱和区特点： iC不再随iB的增加而线性增加，即,

21、此时,截止区特点：iB=0， iC= ICEO,uCE= UCES ，典型值为0.3V,图2.3.6 基本共射放大电路的波形分析(静态工作点合适，波形不失真）,图2.3.7 基本共射放大电路的截止失真（静态工作点Q点过低）,因晶体管截止而产生的失真称为截止失真,基本概念,消除办法:适当抬高Q点。如减小Rb或增大VBB，可以增大IBQ。,图2.3.8 基本共射放大电路的饱和失真（静态工作点Q点过高）,因晶体管饱和而产生的失真称为饱和失真,基本概念,消除办法:适当降低Q点。如增大Rb或减小VBB，可以减小IBQ。,波形的非线性失真,饱和失真,截止失真,注意：对于PNP管，由于是负电源供电，失真的表

22、现形式，与NPN管正好相反。,放大区是否为绝对线性区？,思 考 题,小结,上述两种失真都是由于静态工作点选择不当或输入信号幅度过大，使三极管工作在特性曲线的非线性部分所引起的失真， 因此统称为非线性失真。 一般来说，如果希望输出幅度大而失真小， 工作点最好选在交流负载线的中点。,图2.3.6 基本共射放大电路的波形分析,四、直流负载线与交流负载线,放大电路要想获得大的不失真输出幅度，要求:(1)静态工作点Q要设置在输出特性曲线放大区的中间部位；(2) 要有合适的交流负载线。,为使Uom尽可能大，应将Q点设置在放大区内负载线的中点，即横坐标值为（Vcc-UCES)/2,最大不失真输出电压峰值：(

23、空载) minVcc-UCEQ，UCEQ-UCES,直流负载线 斜率1/Rc,Vcc,交流负载线 斜率1/(Rc/RL),最大不失真输出电压峰值： (带负载RL） minICQRL，UCEQ-UCES,图解法分析最大不失真输出电压,五、图解法的适用范围,特点： 直观形象地反映了晶体管的工作情况，但是必须知道所用管的特性曲线，且误差较大。此外，BJT的特性曲线只能反映信号频率较低时的电压、电流关系，而不反映信号频率较高时，极间电容产生的影响。 适用范围： 图解法一般多用于分析输出幅值比较大而工作频率不太高时的情况。在实际应用众多用于分析Q点位置、最大不失真输出电压和失真情况。,共射极放大电路,放

24、大电路如图所示。已知BJT的 =80， Rb=300k， Rc=2k， VCC= +12V，求：,（1）放大电路的Q点。此时BJT工作在哪个区域？,（2）当Rb=100k时，放大电路的Q点。此时BJT工作在哪个区域？（忽略BJT的饱和压降）,解：（1）,（2）当Rb=100k时，,静态工作点为Q（40uA，3.2mA，5.6V），BJT工作在放大区。,其最小值也只能为0，即IC的最大电流为：,所以BJT工作在饱和区。,VCE不可能为负值，,此时，Q（113uA，6mA，0V），,例题1,图2.3.10 例2.3.1图,图2.2.1 基本共射放大电路,例题2：P90例2.3.1,Q点：,【例3】

25、放大电路及三极管的输出特性曲线如图2-14所示， 试确定该电路的电源电压UCC、基极电阻Rb、集电极电阻Rc、负载电阻RL的数值以及最大不失真输出电压幅值Uom。要使静态工作点移到Q和Q，应改变电路中的哪些参数？,图 2-14 例2-1电路图及输出特性曲线 (a) 电路图； (b) 输出特性曲线,解（1） 由图2-14的输出特性曲线及直流负载线与横轴交点可知UCC=8 V，Rb=(UCC-UBEQ)/IBQUCC/IBQ=8/0.02=400k，由直流负载线与纵轴交点为IC=UCC/Rc=4mA，则Rc=UCC/IC=8/4=2k。因为ICQRL=2V，所以RL=2/ICQ=2/2=1 k，而

26、RL=RcRL，故RL=2 k。 由图可读得U-cem=UCEQUCES=4-0.7=3.3V，U+cem=ICQRL=2V，所以最大不失真输出电压的幅值为Uom=min(U-cem ,U+cem )=2V。 （2）若静态工作点移到Q，由图可见基极电流IB增大，则应减小基极电阻Rb，或增大电源电压UCC；若静态工作点移到Q，由图可见，基极电流IB没有改变，说明Rb和UCC不变，由于Q与Q不在同一条负载线上，说明交流负载线的斜率发生改变， 故应改变集电极电阻Rc和负载电阻RL。,？,思 考 题,1. 试分析下列问题：,共射极放大电路,（1）增大Rc时，负载线将如何变化？Q点怎样变化？ （不变）,

27、（2）增大Rb时，负载线将如何变化？Q点怎样变化？（降低）,（3）减小VCC时，负载线将如何变化？Q点怎样变化？ （降低）,（4）减小RL时，负载线将如何变化？Q点怎样变化？（不变）,共射极放大电路,？,思 考 题,2. 放大电路如图所示。当测得BJT的VCE 接近VCC的值时，问管子处于什么工作状态？可能的故障原因有哪些？,截止状态,答：,故障原因可能有：, Rb支路可能开路，IB=0， IC=0， VCE= VCC - IC Rc= VCC 。, C1可能短路， VBE=0， IB=0， IC=0， VCE= VCC - IC Rc= VCC 。,2.3.3 等效电路法,一 、 晶体管的小

28、信号建模,二、 共射极放大电路的小信号模型分析,2 晶体管共射h参数等效模型,（意义、思路）,1 利用直流通路求Q点,2 画小信号等效电路,3 求放大电路动态指标(Au,Ri,Ro),1 晶体管的直流模型及静态工作点的估算法,建立小信号模型的意义,建立小信号模型的思路,当放大电路的输入信号电压很小时，就可以把三极管小范围内的特性曲线近似地用直线来代替，从而可以把三极管这个非线性器件所组成的电路当作线性电路来处理。,由于三极管是非线性器件，这样就使得放大电路的分析非常困难。建立小信号模型，就是将非线性器件做线性化处理，从而简化放大电路的分析和设计。,一 、 BJT的小信号建模,一、 晶体管的直流

29、模型及静态工作点的估算法,图2.3.11 晶体管的直流模型,图2.3.12 晶体管的共射h参数等效模型,二、 晶体管共射h参数等效模型,1.h参数等效模型的由来,在小信号情况下，对上两式取全微分得,对于BJT双口网络，我们已经知道输入输出特性曲线如下：,iB=f(uBE) uCE=const,iC=f(uCE) iB=const,可以写成：,输入特性曲线,（b)输出特性曲线,双口网络,由于duBE、duCE、diB、diC表示小信号的变化量，所以它们可分别用 来取代。根据电路原理网络分析知识， 可得h参数方程:,(2.3.7a),(2.3.7b),h11e、h12e、h21e、h22e称为共射

30、接法下的H参数，其中,四个参数量纲各不相同，故称为混合参数（h参数）。,图 2-16 三极管共射H参数小信号模型 (a) 三极管共射连接时的双口网络； (b) H参数小信号模型,图2.3.13 h参数的物理意义及求解方法,2. h参数的物理意义,表示晶体管在Q点附近的电流放大系数；,输出回路电压uce对输入回路电压ube的影响，称为内反馈数,uCE1V, uBE/uCE的值一般很小，可忽略。,输入端交流开路时的输出电导。常称其倒数1/h22e为c-e间动态电阻rce,表示小信号作用下b-e间的动态电阻，记作rbe。,图 2.3.14 简化的h参数小信号模型,图2.3.14 简化的h参数等效模型

31、,返回,4. rbe的近似表达式, 一般用测试仪测出；, rbe 与Q点有关，一般可用公式估算 rbe,则,图 2.3.15 三极管动态rbe的估算 (a) 结构； (b) 等效电路,说明：h参数都是在Q点处求偏导得到，因此只适用于低频交流小信号的动态分析，故又称为晶体管的低频小信号模型，将h参数等效模型分析放大电路动态参数的方法称为微变等效电路法。,由PN结电流方程可知，发射结的总电流,（u为发射结总电压）,对上式在Q点处求导可得,由于发射结处于正向偏置，u大于导通电压，常温下UT26 mV，因此可认为iEISeu/UT，以Q点作切线，其斜率为,则发射结的结电阻在常温下为,从图2.3.15等

32、效电路中可得b-e间电压为,由此可得rbe的近似表达式为,返回,三、 共射放大电路动态参数分析,利用h参数等效模型可以求解放大电路的电压 放大倍数、输入电阻和输出电阻。 画交流等效电路（用h参数等效模型取代晶体管） （）基本共射放大电路的动态参数分析 对基本共射放大电路的交流等效电路如下图所示。,基本共射放大电路,（）基本共射放大电路的交流等效电路,1.电压放大倍数,由图有：,由放大倍数的定义：,.输入电阻i,由输入电阻的定义：,.输出电阻o,由诺顿定理将放大电路输出回路进行变换，变为一个有内阻的电压源 如图（b）可得：,Ro=Rc,Ro也可由定义式求得。,（）阻容耦合共射放大电路的动态参数分

33、析,共射极放大电路,1. 利用直流通路求Q点,一般硅管VBE=0.7V，锗管VBE=0.2V， 已知。,在分析动态参数前,应先分析电路的静态参数,2. 画出交流等效电路,共射极放大电路,交流等效电路,3. 求电压放大倍数,根据,则电压增益为,4. 求输入电阻（与信号源内阻RS无关）,5. 求输出电阻(与负载电阻RL无关）,令,Io,（两种方法可求）,另外可采用戴维南定理进行等效的方法求Ro,电路如图所示。试画出其小信号等效模型电路。,解：,例题1,例题2 已知三极管参数rbb=300,=60，UBEQ=0.7V,UCES=0.4 V,电路中的其它参数UCC=20V，Rb=500 k，Rc=6

34、K,Rs=1 k，RL=12 k，求该放大电路的 和最大输出电压有效值。,解（1） 静态分析，求静态工作点Q。由电路图中的直流通路可得,小信号等效电路,电路图,IB,VBE,+,-,IC,VCE,+,-,直流通路,（2） 动态分析。,然后计算电压放大倍数，因RL =6 k12 k=4 k，则,画出放大电路的小信号等效电路， 先求三极管的动态电阻,放大电路的源电压放大倍数为输出电压与信号源电压的比值，用Aus表示。设放大电路的输入电阻为Ri，则由等效电路可知：,（3） 估算最大输出电压有效值。因为,所以最大输出电压有效值为,以上对共射放大电路进行了动态分析，一般地说，希望放大电路的输入电阻高一些

35、好，这样可避免信号过多地衰减；对于输出电阻希望越小越好，从而可以提高带负载能力。此外，由于动态参数与Q点紧密相关，因此，只有静态工作点合适，动态分析才有意义，所以，对放大电路进行分析时应遵守“先静态, 后动态”的原则。,2.4 放大电路静态工作点的稳定,2.4.1 静态工作点稳定的必要性,2.4.3稳定静态工作点的措施,2.4.2 典型的静态工作点稳定电路,共射极放大电路,图2.4.1 晶体管在不同环境温度下的输出特性曲线,图1.3.8 温度对晶体管输入特性的影响,2.4.1 静态工作点稳定的必要性,影响Q点不稳定因素：电源电压波动，元件老化，温度变化引起晶体管参数的变化。其中温度对晶体管参数

36、的影响是最主要的。,2.4.1 静态工作点稳定的必要性 由前面的讨论可知，静态工作点不仅决定了输出波形是否失真，而且还影响电压放大倍数及输入电阻等动态参数，所以在设计和调试放大电路时，必须设置一个合适的静态工作点Q。影响工作点不稳定的原因很多，例如电源电压变化、电路参数变化、管子老化等等，但是最主要的原因是由于三极管的参数（ICBO、UBE、 等）随温度的变化而造成静态工作点的不稳定。例如温度升高时，三极管少子形成的反向饱和电流ICBO要增大，温度每升高10 ICBO约增加一倍，而三极管的穿透电流ICEO=(1+)ICBO增加的幅度更大。同时，温度升高导致三极管载流子运动加速，在基区电子和空穴

37、复合的机会减少，使增大。根据实验结果，温度每升高1，增加0.5%1.0%左右，UBE减小22.5 mV。,2.4.2 典型的静态工作点稳定电路,图2.4.2 分压式电流负反馈Q点稳定电路(射极偏置电路),一、电路组成和Q点稳定原理,Q点稳定的分压式偏置放大电路 在实际使用的放大电路中，除了选用温度影响比较小的硅三极管和改善工作环境温度外，最主要的是找出一种能够自动调节Q点位置的偏置电路，使Q点能够稳定在合适的位置上。 静态工作点Q稳定电路如图2.4.2所示，图（a）为直接耦合方式，图（b）为阻容耦合方式，它们具有相同的直流通路如图（c）所示。,综上所述，只要电路满足I1IBQ，UBQUBEQ这

38、两个条件， 那么，就可以认为ICQ主要由外电路参数UCC、Rb1、Rb2和Re决定， 与三极管的参数几乎无关。这不仅提高了静态工作点的稳定性， 并且在更换三极管时，不必重新调整工作点，给批量生产带来了很大方便。 在兼顾其它指标的情况下，通常选用I1=(510)IBQ， UBQ=(510)UBEQ。 另外，为了不削弱交流信号的放大作用，通常在电阻Re的两端并联一个大电容Ce，Ce称为射极旁路电容。由于Ce具有“隔直流，通交流”的作用，因此它对静态工作点没有影响，但是对交流信号起旁路作用，即交流信号作用时，Ce将Re短接，使发射极电阻Re上没有交流信号，防止了放大倍数的下降。,二、 分压式射极偏置

39、电路的分析,1 静态分析（求Q点）,2 动态分析,图2.4.4 阻容耦合Q点稳定电路的交流等效电路,（1）有旁路电容时,（2）无旁路电容时,若（1 ）Rerbe且1,三、 其它稳定Q点的方法 当电源电压不变时，三极管发射极电压UBEQ会随着温度的升高而减小，导致放大电路静态工作点不稳定。消除这种不稳定因素的方法是补偿法。利用二极管或热敏电阻等温度敏感元件的温度特性来补偿三极管UBEQ随温度的变化，使Q点更稳定。 利用二极管的补偿法是在分压式射极偏置电路的支路串联一个二极管，如图2.4.5 所示。利用二极管VD的正向电压随温度的变化去抵消三极管UBEQ随温度变化所产生的影响，从而使静态工作点稳定

40、。,图2.4.5 静态工作点稳定电路,返回,IRb=(Vcc-UBEQ)/Rb,IRb=IR+IB,直流负反馈和温度补偿两种方法来稳定Q点,2.5 晶体管单管放大电路的三种接法, 电路的组成, 电路分析（静态、动态）, 电路的组成,2.5.3 三种组态的比较,2.5.1 基本共集放大电路,2.5.2 基本共基极放大电路, 电路分析（静态、动态）,1. 电路的组成,2.5.1 基本共集放大电路,由于输出电压从发射极获得，故该电路也称为射极输出器,集电极是输出回路和输出回路的公共端,2. 静态分析,由直流通路可列出输入回路的方程：,VBBIBQRb+UBEQ+IEQRe =IBQRb+UBEQ+(

41、1+)IBQRe,故Q点为：,3.动态分析,（1）画出交流等效电路,（2）电压放大倍数,结论：电路无电压放大能力，但有功率放大作用（电流放大了）。,（3）输入电阻,发射极电阻Re等效到基极回路将增大到（1+）倍，共集电路的输入电阻比共射电路的输入电阻大的多。,返回,（4）输出电阻,令输入信号为Ui=0，在输出端加交流电压Uo ，求出交流电流,而,故输出电阻Ro表达式为：,基极回路电阻Rb等效到射极回路将减小到1/（1+）。所以Ro可小到几十欧姆。, 电压增益Au小于1但接近于1，且, 输入电阻大，从信号源索取电流小且电压信号源衰减小。, 输出电阻小，带负载能力强。, 所以多用于多级放大电路的输入极和输出极， 也可用作 连接两电路的缓冲电路。,2.5.2 基本共基放大电路,1. 电路的组成,2. 静态分析(令Ui=0),3.动态分析,Ro=Rc,（Ic/Ie1，故共基极电路又称为电流跟随器）, 无电流放大能力（=Ic/Ie1且接近于1），但有电压 放大能力，从而实现功率放大且