《放大电路分析基础》PPT课件.ppt

《《放大电路分析基础》PPT课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《放大电路分析基础》PPT课件.ppt（125页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第二章第二章 放大电路放大电路分析基础分析基础教学基本要求教学基本要求 通过本章学习，掌握放大器电路通过本章学习，掌握放大器电路的基本结构，掌握模拟电路的基本概的基本结构，掌握模拟电路的基本概念：交流通路和直流通路、静态工作念：交流通路和直流通路、静态工作点、直流和交流负载线、饱和失真和点、直流和交流负载线、饱和失真和截止失真、放大倍数、输入电阻和输截止失真、放大倍数、输入电阻和输出电阻等。能用微变等效电路分析放出电阻等。能用微变等效电路分析放大电路并计算放大电路的性能指标。大电路并计算放大电路的性能指标。能根据输出波形，判断非线性失真的能根据输出波形，判断非线性失真的类型及怎样调整电路参数消

2、除非线性类型及怎样调整电路参数消除非线性失真。失真。基本放大电路基本放大电路：一般是指由一个三极管与相应元件组成：一般是指由一个三极管与相应元件组成的三种基本组态放大电路。的三种基本组态放大电路。v放大电路主要用于放大微弱信号，输出电压或电流在幅度放大电路主要用于放大微弱信号，输出电压或电流在幅度上得到了放大，输出信号的能量得到了加强。上得到了放大，输出信号的能量得到了加强。v输出信号的能量实际上是由直流电源提供的，经过三极管输出信号的能量实际上是由直流电源提供的，经过三极管的控制，使之转换成信号能量，提供给负载。的控制，使之转换成信号能量，提供给负载。放大的概念：放大的概念：本质：本质：实现

3、能量的控制。实现能量的控制。在在放放大大电电路路中中提提供供一一个个能能源源，由由能能量量较较小小的的输输入入信信号号控控制制这这个个能能源源，使使之之输输出出较较大大的的能能量量，然然后后推推动动负载。负载。小能量对大能量的控制作用称为小能量对大能量的控制作用称为放大作用放大作用。放大的对象是放大的对象是变化量。变化量。元件：元件：双极型三极管和场效应管。双极型三极管和场效应管。这里主要介绍电压放大电路这里主要介绍电压放大电路。放大电路工作原理放大电路工作原理放大电路的直流工作状态放大电路的直流工作状态放大电路的动态分析放大电路的动态分析静态工作点的稳定及其偏置静态工作点的稳定及其偏置多级放

4、大电路多级放大电路2.1 放大电路工作原理放大电路工作原理放大电路的组成原理放大电路的组成原理 图图21 基本共射极放大电路基本共射极放大电路（1）电路结构）电路结构 由由NPN型三极管和若干电阻、电容等组成。如图型三极管和若干电阻、电容等组成。如图2-1所示。所示。（2）各元件的作用）各元件的作用V：NPN型三极管，放大电路型三极管，放大电路的核心器件，用来实现放大作用。的核心器件，用来实现放大作用。UBB：保证发射结处于正向偏保证发射结处于正向偏置，为基极提供偏置电流。置，为基极提供偏置电流。Rb：为三极管的基极提供合适为三极管的基极提供合适的偏置电流，并使发射结获得必的偏置电流，并使发射

5、结获得必须的正向偏置电压。须的正向偏置电压。UCC：保证集电结处于反偏，以确保证集电结处于反偏，以确保三极管工作在放大状态；也为输出保三极管工作在放大状态；也为输出信号提供能量。信号提供能量。图图21 基本共射极放大电路基本共射极放大电路RC：其作用是将集电极电流的变化转换成集射电压的变换，以其作用是将集电极电流的变化转换成集射电压的变换，以实现电压放大。同时电源实现电压放大。同时电源UCC通过通过RC加到三极管上，使三极管获得加到三极管上，使三极管获得合适的工作电压，所以也起直流负载的作用。合适的工作电压，所以也起直流负载的作用。C1、C2：耦合电容，作用是耦合电容，作用是“隔离直流，传送交

6、流隔离直流，传送交流”。一般用电解。一般用电解电容，连接时电容的正极接高电位，负极接低电位。电容，连接时电容的正极接高电位，负极接低电位。RL：电路的外接负载，可以是耳机、扬声器或其他执行机构，也电路的外接负载，可以是耳机、扬声器或其他执行机构，也可以是后级放大电路的输入电阻。可以是后级放大电路的输入电阻。（3）放大电路的组成原则）放大电路的组成原则保证三极管工作在放大区，保证三极管工作在放大区，发射结正偏，集电结反偏，具发射结正偏，集电结反偏，具备合适的静态工作点。备合适的静态工作点。保证输入信号加到三极管的保证输入信号加到三极管的输入回路。输入回路。保证信号电压输送至负载保证信号电压输送至

7、负载（即在输出回路能得到放大了（即在输出回路能得到放大了的交流信号）。的交流信号）。（4）电路的习惯画法）电路的习惯画法 图图21中使用两个电源中使用两个电源UBB和和UCC，这给使用者带来不便。在实际，这给使用者带来不便。在实际中，常采用单电源供电，其画法如图中，常采用单电源供电，其画法如图22所示。所示。图图22 单电源共射极放大电路的单电源共射极放大电路的习惯画法习惯画法直流通路和交流通路直流通路和交流通路 v分析三极管电路的基本思想：分析三极管电路的基本思想：非线性电路经适当近似后可按线性电路对待，利用叠加定理，分别非线性电路经适当近似后可按线性电路对待，利用叠加定理，分别分析电路中的

8、交、直流成分。分析电路中的交、直流成分。直流通路：直流通路：电容相当于开路，电电容相当于开路，电感相当于短路。感相当于短路。交流通路：交流通路：电容短路，电感开路，电容短路，电感开路，直流电源对公共端短路。直流电源对公共端短路。静态：静态：只考虑直流信号，即只考虑直流信号，即Ui=0，各点电位不变（直流工作状态）。，各点电位不变（直流工作状态）。动态：动态：只考虑交流信号，即只考虑交流信号，即Ui不不为为0，各点电位变化（交流工作状，各点电位变化（交流工作状态）。态）。图图22 单电源共射极放大电路的单电源共射极放大电路的习惯画法习惯画法图图23 基本共射极放大电路的直流通路和交流通路基本共射

9、极放大电路的直流通路和交流通路 放大电路建立正确的静态，是保证动态工作的前提。分析放大电路必放大电路建立正确的静态，是保证动态工作的前提。分析放大电路必须要正确地区分静态和动态，正确地区分直流通路和交流通路。须要正确地区分静态和动态，正确地区分直流通路和交流通路。放大电路的直流工作状态放大电路的直流工作状态静态工作点的求解方法静态工作点的求解方法解析法解析法图解法图解法建立正确的静态工作点（简称建立正确的静态工作点（简称Q点）目的：点）目的：使三极管工作在使三极管工作在线性区以保证信号不失真。线性区以保证信号不失真。静态分析的任务：静态分析的任务：根据电路参数和三极管的特性确定静态值根据电路参

10、数和三极管的特性确定静态值（直流值）（直流值）UBE、IB、IC 和和UCE。可用放大电路的直流通路来分析。可用放大电路的直流通路来分析。解析法确定静态工作点（近似计算）解析法确定静态工作点（近似计算）硅管硅管 UBEQ=(0.6 0.8)V锗管锗管 UBEQ=(0.1 0.2)VICQ IBQUCEQ=UCC ICQ RC图图2-3（a）【例例1】图示单管共射放大电路中，图示单管共射放大电路中，UCC=12 V，Rc=3 k，Rb=280 k，NPN 硅硅管管的的 =50，试试估估算算静静态工作点。态工作点。解：解：设设 UBEQ=0.7 VICQ IBQ =(50 0.04)mA=2 mA

11、UCEQ=UCC ICQ Rc =(12 2 3)V=6 V图解法确定静态工作点图解法确定静态工作点在在三三极极管管的的输输入入、输输出出特特性性曲曲线线上上直直接接用用作作图图的的方方法求解放大电路的工作情况。法求解放大电路的工作情况。输出回路输出回路从从ab端向左看，端向左看，iC=f(uCE)三极管的输出特性方程三极管的输出特性方程从从ab端向右看，端向右看，uCE=UCC-iCRc 直流负载线直流负载线输出回路输出回路输出特性输出特性直流负载线直流负载线Q图图 2-4由由静静态态工工作作点点 Q 确确 定定 的的 ICQ、UCEQ 为静态值。为静态值。解析解析法求法求出出【例例2】图图

12、示示单单管管共共射射放放大大电电路路及及特特性性曲曲线线中中，已已知知 Rb=280 k，Rc=3 k ，集电极直流电源，集电极直流电源 UCC=12 V，试用图解法确定静态工作点。试用图解法确定静态工作点。解：解：首先估算首先估算 IBQ做直流负载线，确定做直流负载线，确定 Q 点点根据根据 UCEQ=UCC ICQ RciC=0，uCE=12 V；uCE=0，iC=4 mA.图图2-5（a）0iB=0 A20 A40 A60 A80 A134224681012MQ静态工作点静态工作点静态工作点静态工作点IBQ=40 A，ICQ=2 mA，UCEQ=6 V.uCE /V由由 Q 点确定静态值

13、为：点确定静态值为：iC /mA图图2-5（b）电路参数对静态工作点的影响电路参数对静态工作点的影响1.改改变变 Rb，保保持持UCC，Rc，不变；不变；OIBiCuCE Q1Rb 增大，增大，Rb 减小，减小，Q 点下移；点下移；Q 点上移；点上移；Q2OIBiCuCE Q1Q32.改改变变 UCC，保保持持 Rb，Rc，不变；不变；升升高高 UCC，直直流流负负载载线线平平行行右右移移，动动态态工工作作范范围围增增大大，但管子的动态功耗也增大。但管子的动态功耗也增大。Q2图图 2-6(a)图图 2-6(b)3.改改变变 Rc，保保持持 Rb，UCC，不变；不变；4.改改变变 ，保保持持 R

14、b，Rc，UCC 不变；不变；增增大大 Rc，直直流流负负载载线线斜斜率率改改变变，则则 Q 点点向向饱和区移近。饱和区移近。OIBiCuCE Q1Q2OIBiCuCE Q1Q2增增大大 ，ICQ 增增大大，UCEQ 减减小小，则则 Q 点点移移近近饱饱和区。和区。图图 2-6(c)图图 2-6(d)电路及参数如下图所示，试求静态工作点。电路及参数如下图所示，试求静态工作点。2.3.1 2.3.1 图解法分析动态特性图解法分析动态特性1.交流通路的输出回路交流通路的输出回路 输输出出通通路路的的外外电电路路是是Rc 和和 RL 的并联。的并联。2.交流负载线交流负载线交流负载线交流负载线交流负

15、载线斜率为交流负载线斜率为OIBiC /mAuCE /VQ静态工作点静态工作点静态工作点静态工作点图 2-7交流负载线2.3 2.3 放大电路的动态分析放大电路的动态分析特点：特点：经过经过Q点点 交流负载线具体作法如下交流负载线具体作法如下:首先作一条首先作一条 的辅助线的辅助线(此线有无数条此线有无数条),然然后过后过Q点作一条平行于辅助线的线即为交流负载线点作一条平行于辅助线的线即为交流负载线,如图如图2-7所示。所示。由于由于 ,故一般情况下交流负载线比直流负故一般情况下交流负载线比直流负载线陡。载线陡。交流负载线也可以通过求出在交流负载线也可以通过求出在uCE坐标的截距坐标的截距,再

16、与再与Q点相连即可得到。点相连即可得到。连接连接Q点和点和 点即为交流负载线。点即为交流负载线。【例【例3】作出图】作出图2-5(a)的交流负载线。已知特性曲线如图的交流负载线。已知特性曲线如图2-5(b)所示所示,UCC=12V,Rc=3k,RL=3k,Rb=280k。解解 首先作出直流负载线首先作出直流负载线,求出求出Q点点,如例如例2所示。所示。为方便将图为方便将图2-5(b)重画于图重画于图2-8。显然显然作一条辅助线作一条辅助线,使其使其取取U=6 V、I=4mA,连接该两点即为交流负载线的辅助线连接该两点即为交流负载线的辅助线,过过Q点作辅助线的平行线点作辅助线的平行线,即为交流负

17、载线。可以看出即为交流负载线。可以看出 相一致。与按相一致。与按 相一致。相一致。图图2 8 例例 3 中交流负载线的画法中交流负载线的画法 仍以例仍以例3为例为例,设输入加交流信号电压为设输入加交流信号电压为ui=Uimsint,则则基极电流将在基极电流将在IBQ上叠加进上叠加进ib,即即iB=IBQ+Ibmsint,如电路使如电路使Ibm=20A,3.3.交流波形的画法交流波形的画法 从图从图2-8交流负载线交流负载线可读出相应的集电极电流可读出相应的集电极电流 iC和和电压电压uCE，列于表列于表2-1。单单管管共共射射放放大大电电路路当当输输入入正正弦弦波波 uI 时时，放放大大电电路

18、路中中相相应应的的 uBE、iB、iC、uCE、uO 波形。波形。图图 2-10单管共射放大电路的单管共射放大电路的电压电流波形电压电流波形图图 2-9(a)输入回路工作情况输入回路工作情况0.680.72 uBE iBtQ000.7t6040200uBE/ViB/AuBE/ViBUBE交流负载线交流负载线直流负载线直流负载线4.57.5 uCE912t0ICQiC/mA0IB =4 0 A2060804Q260uCE/ViC/mA0tuCE/VUCEQ iC图图 2-9(b)输出回路工作输出回路工作情况分析情况分析共射极放大电路中各点波形共射极放大电路中各点波形 观察各点波形，可以得出以下几

19、点结论：观察各点波形，可以得出以下几点结论：va).放大器输入交变电压时，三极管各极电流的方向和极间电放大器输入交变电压时，三极管各极电流的方向和极间电压的极性始终不变，只是围绕各自的静态值，按输入信号规压的极性始终不变，只是围绕各自的静态值，按输入信号规律近似呈线性变化。律近似呈线性变化。v b).三极管各极电流、电压的瞬时波形中，只有交流分量才三极管各极电流、电压的瞬时波形中，只有交流分量才能反映输入信号的变化，因此，需要放大器输出的是交流量。能反映输入信号的变化，因此，需要放大器输出的是交流量。vc).将输出与输入的波形对照，可知将输出与输入的波形对照，可知uo比比ui幅度放大且相位相幅

20、度放大且相位相反。通常称这种波形关系为反相或倒相。反。通常称这种波形关系为反相或倒相。2.3.2 2.3.2 放大电路的非线性失真放大电路的非线性失真1.1.由三极管特性曲线的非线性引起的失真由三极管特性曲线的非线性引起的失真图图2 10 三极管特性的非线性引起的失真三极管特性的非线性引起的失真 2.2.工作点不合适引起的失真工作点不合适引起的失真（1）静静态态工工作作点点过过低低，引引起起 iB、iC、uCE 的波形失真的波形失真ibui结论：结论：iB 波形失真波形失真OQOttOuBE/ViB/AuBE/ViB/AIBQ 截止失真截止失真iC、uCE(uo)波形失真波形失真NPN 管管截

21、截止止失失真真时时的输出的输出 uo 波形。波形。uo=uceOiCtOOQ tuCE/VuCE/ViC/mAICQUCEQv解决方法：解决方法：将输入回路中的基极偏置电阻将输入回路中的基极偏置电阻Rb减小，减小，以增大以增大IBQ、ICQ，从而使静态工作点，从而使静态工作点Q上移，上移，保证在输入信号的整个周期内，三极管工作在保证在输入信号的整个周期内，三极管工作在输入特性的线性部分，便可解决截止失真问题。输入特性的线性部分，便可解决截止失真问题。OIB=0QtOO NPN 管管 uo波形波形tiCuCE/VuCE/ViC/mAuo=uceib(不失真不失真)ICQUCEQ（2）Q 点过高，

22、引起点过高，引起 iC、uCE的波形失真的波形失真饱和失真饱和失真v解决方法：解决方法：将输入回路中的基极偏置电阻将输入回路中的基极偏置电阻Rb增大，增大，以减小以减小IBQ、ICQ，从而使静态工作点，从而使静态工作点Q下移，下移，进入三极管放大区的中间位置，便可解决饱和进入三极管放大区的中间位置，便可解决饱和失真问题。失真问题。另外，还可以通过调节另外，还可以通过调节RC的大小来改善饱的大小来改善饱和失真。和失真。指当工作状态已定的前提下指当工作状态已定的前提下,逐渐增大输入信号逐渐增大输入信号,三三极管尚未进入截止或饱和时极管尚未进入截止或饱和时,输出所能获得的最大不失真输出所能获得的最大

23、不失真输出电压。输出电压。如如ui增大首先进入饱和区增大首先进入饱和区,则最大不失真输出电压受饱则最大不失真输出电压受饱和区限制和区限制,Ucem=UCEQ-Uces;如首先进入截止区如首先进入截止区,则最大不失真输出电压受截止区限则最大不失真输出电压受截止区限制制 ,最大不失真输出电压值最大不失真输出电压值,选取其中小的选取其中小的一个。一个。如图如图2-12所示所示,所以所以3.3.最大不失真输出电压最大不失真输出电压图图2 12 最大不失真输出电压最大不失真输出电压OiB=0QuCE/ViC/mAACBDE交流负载线交流负载线 Q 尽量设在线段尽量设在线段 AB 的中点。则的中点。则 A

24、Q=QB，CD=DE 关于图解法分析动态特性的步骤归纳如下关于图解法分析动态特性的步骤归纳如下:(1)首先作出直流负载线首先作出直流负载线,求出静态工作点求出静态工作点Q。(2)作出交流负载线。作出交流负载线。根据要求从交流负载线可画出输出根据要求从交流负载线可画出输出电流、电流、电压波形电压波形,或求出最大不失真输出电压值。或求出最大不失真输出电压值。1.能够形象地显示静态工作点的位置与非线性失真能够形象地显示静态工作点的位置与非线性失真的关系；的关系；2.方便估算最大输出幅值的数值；方便估算最大输出幅值的数值；3.可直观表示电路参数对静态工作点的影响；可直观表示电路参数对静态工作点的影响；

25、4.有利于对静态工作点有利于对静态工作点 Q 的检测等。的检测等。图解法小结图解法小结微变等效电路法微变等效电路法 三三极极管管在在小小信信号号(微微变变量量)情情况况下下工工作作时时，可可以以在在静静态态工工作作点点附附近近的的小小范范围围内内用用直直线线段段近近似似地地代代替替三三极极管管的的特特性性曲曲线线，三三极极管管就就可可以以等等效效为为一一个个线线性性元元件件。这这样样就就可可以以将将非非线线性性元元件件晶晶体体管管所所组组成成的的放放大大电电路路等等效效为为一一个个线性电路。线性电路。微变等效条件微变等效条件研究的对象仅仅是研究的对象仅仅是变化量变化量信号的信号的变化范围很小变

26、化范围很小 三极管处于共三极管处于共e极状态时极状态时,输入回路和输出回路各变输入回路和输出回路各变量之间的关系由以下形式表示量之间的关系由以下形式表示:输入特性输入特性:输出特性输出特性:式中式中iB、iC、uBE、uCE代表各电量的总瞬时值代表各电量的总瞬时值,为直流分量为直流分量和交流瞬时值之和和交流瞬时值之和,即即（1）h参数的引出参数的引出用全微分形式表示用全微分形式表示uBE和和iC，则有则有（2-8）（2-9）令则则(2-8)、(2-9)式可写成式可写成（2-14）（2-15）则式则式(2-14)、(2-15)可改写成可改写成（2-16）（2-17）图图2 13 完整的完整的h参

27、数等效电路参数等效电路（2）h参数的意义和求法参数的意义和求法三极管输出交流短路时的输入电阻三极管输出交流短路时的输入电阻(也可写成也可写成hie)三极管输入交流开路时的电压反馈系数三极管输入交流开路时的电压反馈系数(也可写成也可写成hre）三极管输出交流短路时的电流放大系数三极管输出交流短路时的电流放大系数(也可写成也可写成hfe）三极管输入交流开路时的输出导纳三极管输入交流开路时的输出导纳(也可写成也可写成hoe)图图2 14 从特性曲线上求出从特性曲线上求出h参数参数 由于由于h12、h22是是uCE变化通过基区宽度变化对变化通过基区宽度变化对iC及及uBE的影响的影响,一般这个影响很小

28、一般这个影响很小,所以可忽略不计。这所以可忽略不计。这样样(2-16)、(2-17)式又可简化为式又可简化为 可见，这四个参数具有不同的量纲，而且要在输入可见，这四个参数具有不同的量纲，而且要在输入开路或输出交流短路条件下求得。开路或输出交流短路条件下求得。注意：注意：h参数都是小信号参数，参数都是小信号参数，即微变参数或交流参数。即微变参数或交流参数。h参数与工作点有关，参数与工作点有关，在放大区基本不变。在放大区基本不变。图图2 15 三极管简化等效电路三极管简化等效电路Ib是受控源，且为电流控制电流源是受控源，且为电流控制电流源(CCCS)。电流方向与电流方向与Ib的方向是关联的。的方向

29、是关联的。一般用测试仪测出；一般用测试仪测出；rbe与与Q点有关点有关，可用图示仪测出，可用图示仪测出,一般用公式估算一般用公式估算。说明：说明：图图 2 16 rbe估算等效电路估算等效电路估算公式：估算公式：低频、小功率管低频、小功率管 rbb 约为约为 300 。2.3.4 2.3.4 三种基本组态放大电路的分析三种基本组态放大电路的分析（1）放大倍数）放大倍数1.放大电路的性能指标放大电路的性能指标电压放大倍数电压放大倍数Au电流放大倍数电流放大倍数Ai互导放大倍数互导放大倍数Ag 互阻放大倍数互阻放大倍数Ar 源电压放大倍数源电压放大倍数Aus 功率放大倍数功率放大倍数Ap （2）输

30、入电阻）输入电阻 ri从放大电路输入端看进去的等效电阻。从放大电路输入端看进去的等效电阻。对对信号源来信号源来说说，放大器相当于它的，放大器相当于它的负载负载，ri则表征该负则表征该负载能从信号源获取多大信号。载能从信号源获取多大信号。一般来说，一般来说，ri越大越好。越大越好。测量测量 ri：ri测量电路测量电路（3）输出电阻）输出电阻 ro从放大电路输出端看进去的等效电阻。从放大电路输出端看进去的等效电阻。测量测量 ro：输出电阻愈小，带载能力愈强。输出电阻愈小，带载能力愈强。在在输输入入电压电压作用下，首先打开作用下，首先打开S，测测得得负载负载开路开路电压电压 ，然后然后闭合闭合S，测

31、得接入负载时的电压，测得接入负载时的电压（4）最大输出幅度）最大输出幅度在在输输出出波波形形没没有有明明显显失失真真情情况况下下放放大大电电路路能能够够提提供供给给负负载载的的最最大大输输出出电电压压(或或最最大大输输出出电电流流)可可用用峰峰-峰峰值值表表示示，或有效值表示或有效值表示(Uom、Iom)。（5）非线性失真系数）非线性失真系数 D所有谐波总量与基波成分之比，即所有谐波总量与基波成分之比，即Aum（6）通频带）通频带BW（7）最大输出功率与效率）最大输出功率与效率 输输出出不不产产生生明明显显失失真真的的最最大大输输出出功功率率。用用符符号号 Pom表示。表示。：效率：效率PV：

32、直流电源消耗的功率：直流电源消耗的功率fL fHfL：下限频率：下限频率fH：上限频率：上限频率图图 2.共共e极放大电路极放大电路图2 18 共e极放大电路及其微变等效电路交流通路交流通路微变等效电路微变等效电路(1)电压放大倍数电压放大倍数讨论：讨论：负号：表示共负号：表示共e极放大电路，集电极输极放大电路，集电极输出电压与基极输入电压相位相反。出电压与基极输入电压相位相反。放大倍数与放大倍数与、静态工作点有关。、静态工作点有关。(2)电流放大倍数电流放大倍数 流过负载流过负载 RL的电流：的电流：而而若满足若满足 ，则，则共共e极放大电路既有电压放大作用，又有电流放大作用。极放大电路既有

33、电压放大作用，又有电流放大作用。（3）输入电阻输入电阻ri:由图由图2-18(b)可直接看出可直接看出ri=Rbri,式中式中由于由于 Ui=Ibrbe，所以，所以 ri=rbe。当。当Rbrbe时时,则则ri=Rbrberbe （4）输出电阻输出电阻ro:由于当由于当Us=0时时,Ib=0,从而受控源从而受控源Ib=0,因此可直接因此可直接得出得出 ro=Rc。注意注意,因因ro常用来考虑带负载常用来考虑带负载RL的能力的能力,所以所以,求求ro时不应含时不应含RL,应将其断开。应将其断开。（5）源电压放大倍数源电压放大倍数3.共共C极放大电路极放大电路静态工作点的求解静态工作点的求解动态性

34、能指标动态性能指标(1)电压放大倍数电压放大倍数通常通常所以所以且且 共共C极放大电路的电压放大倍数小于极放大电路的电压放大倍数小于1 而接近于而接近于1集电极输出电压与基极输入电压相位相同集电极输出电压与基极输入电压相位相同又称为射极跟随器又称为射极跟随器(2)电流放大倍数电流放大倍数（忽略（忽略Rb分流影响）分流影响）(3)输入电阻输入电阻ri:共共c极放大电路输入电阻高极放大电路输入电阻高,这是共这是共c极电路的特点之一。极电路的特点之一。(4)输出电阻输出电阻ro:图2 20 求ro等效电路则结论：结论：共共c极放大电路是一个具有高输入电阻、低输出电阻、极放大电路是一个具有高输入电阻、

35、低输出电阻、电压增益近似为电压增益近似为1的放大电路。的放大电路。可用来作输入级、可用来作输入级、输出级输出级,也可作为缓冲级也可作为缓冲级,用来隔离用来隔离它前后两级之间的相互影响。它前后两级之间的相互影响。4.共共b极放大电路极放大电路电路习惯画法电路习惯画法静态工作点的求解静态工作点的求解动态性能指标动态性能指标交流通路交流通路微变等效电路微变等效电路(1)电压放大倍数电压放大倍数：(2)输入电阻输入电阻ri:与共与共e极放大电路相比极放大电路相比,其输入电阻减小到其输入电阻减小到rbe/(1+)。(3)输出电阻输出电阻ro:(4)电流放大倍数电流放大倍数电流放大倍数小于电流放大倍数小于

36、1且接近于且接近于1共基极放大电路又称为电流跟共基极放大电路又称为电流跟 随器随器 微变微变等效电路法的步骤等效电路法的步骤(归纳归纳)1.首首先先利利用用图图解解法法或或近近似似估估算算法法确确定定放放大大电电路路的静态工作点的静态工作点 Q。2.求出静态工作点处求出静态工作点处 rbe。3.画画出出放放大大电电路路的的微微变变等等效效电电路路。可可先先画画出出三三极极管管的的等等效效电电路路，然然后后画画出出放放大大电电路路其其余余部部分分的的交交流通路。流通路。4.列出电路方程并求解。列出电路方程并求解。电路如图所示，求电压放大倍数电路如图所示，求电压放大倍数Au，电流放大倍数，电流放大

37、倍数Ai，输入电阻输入电阻ri，输出电阻，输出电阻ro。5.三种基本组态放大电路的比较三种基本组态放大电路的比较5.三种基本组态放大电路的比较三种基本组态放大电路的比较6.三种分析方法的比较三种分析方法的比较、方方 法法用用 途途优优 点点缺缺 点点解析法解析法求静求静态态工作点工作点简洁简洁，便于初，便于初步估算步估算不很准确不很准确图图解法解法1确定静确定静态态工工作点。作点。2画出画出电压电压、电电流波形，分流波形，分析失真。析失真。3确定确定动态动态范范围围。1直直观观、形象。、形象。2便于大信号，便于大信号，尤其是关于尤其是关于电电压压幅幅值值、失真、失真和功率的分析和功率的分析1要

38、用三极管要用三极管特性曲特性曲线线。2作作图图麻麻烦烦，有有误误差。差。3只适于只适于简单简单电电路的分析。路的分析。微微变变等效等效电电路法路法分析电路的动态分析电路的动态指标指标 使用方便，适使用方便，适于各种于各种电电路。路。1不能用于静不能用于静态态分析。分析。2只能用于只能用于动动态态小信号分析。小信号分析。静态工作点的稳定及其偏置电路静态工作点的稳定及其偏置电路2.4.1 问题的提出问题的提出基本共基本共e e极放大电路存在的问题极放大电路存在的问题 （1）实验中出现的现象）实验中出现的现象（2）静态工作点的位置发生变化的原因）静态工作点的位置发生变化的原因温度对晶体管参数的影响温

39、度对晶体管参数的影响，温度每升高，温度每升高10，一倍；一倍；，温度每升高，温度每升高10，2.5mV，温度每升高，温度每升高10，1。温度对静态工作点的影响温度对静态工作点的影响 Q饱和失真饱和失真 温度升高将导致温度升高将导致 IC 增大，增大，Q 上移。波形容易失真。上移。波形容易失真。iCuCEOiBQUCCT=20 C T=50 C图图 2-24温度对温度对 Q 点和输出点和输出波形的影响波形的影响（3 3）解决方法）解决方法使外界环境处于恒温状态，使外界环境处于恒温状态，把放大电路置于把放大电路置于恒温槽中恒温槽中，但这样所付出的代价很高，因而只，但这样所付出的代价很高，因而只应用

40、于一些特殊需要的地方。应用于一些特殊需要的地方。从放大电路自身去考虑，使其在工作温度变从放大电路自身去考虑，使其在工作温度变化范围内，尽量化范围内，尽量减小工作点的变化减小工作点的变化。射极偏置放大电路射极偏置放大电路（1）电路组成）电路组成分压式偏置电路分压式偏置电路说明：说明：1.Re 愈愈大大，同同样样的的 IEQ 产产生生的的 UEQ 愈愈大大，则则温温度度稳稳定定性性愈愈好好。但但 Re 增增大大，UEQ 增增大大，要要保保持持输输出量不变，必须增大出量不变，必须增大 UCC。2.接接入入 Re，电电压压放放大大倍倍数数将将大大大大降降低低。在在 Re 两两端端并并联联大大电电容容

41、Ce，交交流流电电压压降降可可以以忽忽略略，则则 Au 基基本本无影响。无影响。Ce 称旁路电容。称旁路电容。（2）稳定静态工作点的原理）稳定静态工作点的原理 直流通路直流通路：如右图所示。：如右图所示。稳定条件稳定条件：要使基极电位要使基极电位UB恒定，恒定，使它与使它与IB无关。无关。如果如果，则，则(2-41)由于由于 IE=UE/Re，因而要稳定工作点，应使因而要稳定工作点，应使UE恒定，恒定，不受的影响不受的影响，因此要求满足条件，因此要求满足条件 则则（2-43）实际中式（实际中式（240）、（）、（242）满足如下关系：）满足如下关系：（2-44）（2-44）则则（2-43）则则

42、（2-43）则则由于由于 UB不随温度变化，不随温度变化，电流负反馈式工作点稳定电路电流负反馈式工作点稳定电路T ICQ IEQ UEQ UBEQ(=UBQ UEQ)IBQ ICQ 稳定过程稳定过程若电路调整适当，可使若电路调整适当，可使ICQ基本不变。基本不变。（3）静态分析）静态分析估算法估算法（245）利用戴维宁定理利用戴维宁定理基极回路对直流等效为基极回路对直流等效为（247）（246）则则静静态态工作点可按下式工作点可按下式计计算：算：（4）动态分析）动态分析 微变等效电路微变等效电路电压放大倍数电压放大倍数输入电阻输入电阻ri输出电阻输出电阻ro 【例【例4】设图】设图2-22中中

43、UCC=24V,Rb1=20k,Rb2=60k,Re=1.8 k,Rc=33k,=50,UBE，求其静态工作点。，求其静态工作点。多级放大电路多级放大电路图图226多级放大电路方框图多级放大电路方框图多级放大电路含有输入级、中间级、输出级。多级放大电路含有输入级、中间级、输出级。对输入级的要求对输入级的要求：与信号源的性质有关。：与信号源的性质有关。当输入信号源为高内阻电压源时，要求输入级也必须有高当输入信号源为高内阻电压源时，要求输入级也必须有高的输入电阻，以减少信号在内阻上的损失。的输入电阻，以减少信号在内阻上的损失。输入信号源为电流源，为了充分利用信号源，则要求输入输入信号源为电流源，为

44、了充分利用信号源，则要求输入级有较低的输入电阻。级有较低的输入电阻。中间级的任务中间级的任务：电压放大。电压放大。多级放大电路的放大倍数主要取决于中间级，中间级多级放大电路的放大倍数主要取决于中间级，中间级可能由几级放大电路组成可能由几级放大电路组成。输出级输出级：推动负载推动负载 当负载仅需要足够大的电压时，则要求输出具有大当负载仅需要足够大的电压时，则要求输出具有大的电压动态范围。的电压动态范围。更多场合下，输出级推动扬声器、电机等执行部件，更多场合下，输出级推动扬声器、电机等执行部件，需要输出足够大的功率，常称为功率放大电路。需要输出足够大的功率，常称为功率放大电路。三种耦合方式三种耦合

45、方式阻容耦合阻容耦合直接耦合直接耦合变压器耦合变压器耦合（1）阻容耦合）阻容耦合图图 2-27阻容耦合放大电路阻容耦合放大电路C1RC1Rb1+UCCC2RL+VT1+Rc2Rb2C3VT2+第第 一一 级级第第 二二 级级多级放大电路的耦合方式多级放大电路的耦合方式优点：优点：(1)(1)前前、后后级级直直流流电电路路互互不不相相通通，静静态态工工作作点点相相互独立；互独立；(2)(2)选选择择足足够够大大电电容容，可可以以做做到到前前一一级级输输出出信信号号几几乎乎不不衰衰减减地地加加到到后后一一级级输输入入端端，使使信信号号得得到到充充分分利利用。用。不足：不足：(1)(1)不适合传送缓

46、慢变化的信号；不适合传送缓慢变化的信号；(2)(2)无法实现线性集成电路。无法实现线性集成电路。（2）直接耦合）直接耦合Rc1Rb1+UCC+VT1+Rc2Rb2VT2图图 2-28两个单管放大电路简单的直接耦合两个单管放大电路简单的直接耦合特点：特点：(1)可以放大交流和可以放大交流和缓慢变化及直流信号；缓慢变化及直流信号；(2)便于集成化。便于集成化。(3)各各级级静静态态工工作作点点互互相相影影响响；基基极极和和集集电电极极电电位位会会随随着着级数增加而上升；级数增加而上升；(4)零点漂移。零点漂移。a.解决合适静态工作点的几种办法解决合适静态工作点的几种办法改进电路改进电路(a)电电路

47、路中中接接入入 Re2，保保证证第第一一级级集集电电极极有有较较高高的的静静态态电电位位，但但第第二二级级放放大大倍倍数数严严重下降。重下降。改进电路改进电路(b)稳稳压压管管动动态态电电阻阻很很小小，可可以以使使第第二二级级的的放放大大倍倍数数损损失失小小。但但集集电电极极电电压压变变化化范范围减小。围减小。VDZRc1Rb1+UCC+VT1+Rc2RVT2(b)Rc1Rb1+UCC+VT1+Rc2Re2VT2(a)改进电路改进电路(c)+UCCRc1Rb1+VT1+Rc2Rb2VT2VDz改进电路改进电路(d)可可降降低低第第二二级级的的集集电电极极电电位位，又又不不损损失失放放大大倍倍数

48、数。但但稳稳压压管噪声较大。管噪声较大。可可获获得得合合适适的的工工作作点点。为为经经常常采采用用的的方式。方式。(c)Rc1Rb1+UCC+VT1+Re2Rc2VT2(d)图图 2-29直接耦合方式实例直接耦合方式实例b.零点漂移零点漂移直直接接耦耦合合时时，输输入入电电压压为为零零，但但输输出出电电压压离离开开零零点点，并缓慢地发生不规则变化的现象。并缓慢地发生不规则变化的现象。原因：原因：放大器件的参数受温度影响而使放大器件的参数受温度影响而使 Q 点不稳定。点不稳定。图图 2-31零点漂移现象零点漂移现象uOtOuItO放大电路级数愈多，放放大电路级数愈多，放大倍数愈高，零点漂移问题大

49、倍数愈高，零点漂移问题愈严重。愈严重。抑制零点漂移的措施：抑制零点漂移的措施：引入直流负反馈以稳定引入直流负反馈以稳定 Q 点；点；利用热敏元件补偿放大器的零漂；利用热敏元件补偿放大器的零漂；图图 2-32利用热敏元件补偿零漂利用热敏元件补偿零漂R2R1+UCC+VT2+RcVT1uIuOiC1ReRuB1采用差分放大电路。采用差分放大电路。（3）变压器耦合）变压器耦合选选择择恰恰当当的的变变比比，可可在在负负载载上上得得到到尽尽可可能能大大的的输输出出功率。功率。图图 2-33变压器耦合放大电路变压器耦合放大电路第第 二二 级级VT2、VT3组组成成推推挽挽式式放放大大电电路路，信信号号正正

50、负负半半周周 VT2、VT3 轮流导电。轮流导电。优点：优点：(1)能实现阻抗变换；能实现阻抗变换；(2)静态工作点互相独立。静态工作点互相独立。缺点：缺点：(1)变压器笨重；变压器笨重；(2)无法集成化；无法集成化；(3)直流和缓慢变化信号不能通过变压器。直流和缓慢变化信号不能通过变压器。三种耦合方式的比较三种耦合方式的比较阻容耦合阻容耦合直接耦合直接耦合变压器耦合变压器耦合特点特点各各级级工工作作点点互互不影响；不影响；结构简单结构简单能放大缓慢变能放大缓慢变化的信号或直流化的信号或直流成分的信号；成分的信号；适合集成化适合集成化有阻抗变换作用；有阻抗变换作用；各级直流通路互各级直流通路互