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1、主编 李中发 制作 李中发 2005年1月,电子技术,第2章 单级交流放大电路,理解共发射极单管放大电路的基本结构和工作原理 掌握放大电路静态工作点的估算和微变等效电路的分析方法 了解放大电路输入电阻和输出电阻的概念 理解射极输出器的电路结构、性能特点及应用 了解场效应管共源极放大电路的结构和性能特点,学习要点,2.1 放大电路的组成和工作原理 2.2 放大电路的静态分析 2.3 放大电路的动态分析 2.4 静态工作点的稳定 2.5 射极输出器 2.6 场效应晶体管放大电路,第2章 单级交流放大电路,2.1 放大电路的组成和工作原理,2.1.1 共发射极放大电路的组成,根据放大电路连接方式的不
2、同，可分为共发射极放大电路、共集电极放大电路和共基极放大电路3种，其中共发射极放大电路应用最广。,2.1.2 共发射极放大电路的工作原理,uiuBEiBiC=iBuCEuo,如果电路的参数选择适当，uo的幅度将比ui大得多，从而达到放大的目的。,1、工作原理,2、放大电路的组成原则,（1）外加直流电源的极性必须使晶体管的发射结正向偏置，集电结反向偏置，以保证晶体管工作在放大区。 （2）输入回路的接法，应该使输入电压的变化量能传送到晶体管的基极回路，并使基极电流产生相应的变化量。 （3）输出回路的接法，应该使集电极电流的变化量能转化为集电极电压的变化量，并传送到放大电路的输出端。 （4）要合理地
3、设置放大电路的静态工作点。,2.2.1 估算法,静态是指无交流信号输入时，电路中的电流、电压都不变的状态，静态时三极管各极电流和电压值称为静态工作点Q（主要指IBQ、ICQ和UCEQ）。静态分析主要是确定放大电路中的静态值IBQ、ICQ和UCEQ。,直流通路：耦合电容可视为开路。,2.2 放大电路的静态分析,图解步骤： （1）用估算法求出基极电流IBQ（如40A）。 （2）根据IBQ在输出特性曲线中找到对应的曲线。 （3）作直流负载线。根据集电极电流IC与集、射间电压UCE的关系式UCE=UCCICRC可画出一条直线，该直线在纵轴上的截距为UCC/RC，在横轴上的截距为UCC，其斜率为1/ R
4、C ，只与集电极负载电阻RC有关，称为直流负载线。 （4）求静态工作点Q，并确定UCEQ、ICQ的值。晶体管的ICQ和UCEQ既要满足IB=40A的输出特性曲线，又要满足直流负载线，因而晶体管必然工作在它们的交点Q，该点就是静态工作点。由静态工作点Q便可在坐标上查得静态值ICQ和UCEQ。,2.2.2 图解法,IB=40A的输出特性曲线,由UCE=UCCICRC所决定的直流负载线,两者的交点Q就是静态工作点,过Q点作水平线，在纵轴上的截距即为ICQ,过Q点作垂线，在横轴上的截距即为ICQ,动态是指有交流信号输入时，电路中的电流、电压随输入信号作相应变化的状态。由于动态时放大电路是在直流电源UC
5、C和交流输入信号ui共同作用下工作，电路中的电压uCE、电流iB和iC均包含两个分量。,交流通路：（ui单独作用下的电路）。由于电容C1、C2足够大，容抗近似为零（相当于短路），直流电源UCC去掉（短接）。,2.3 放大电路的动态分析,图解步骤： （1）根据静态分析方法，求出静态工作点Q。 （2）根据ui在输入特性上求uBE和iB。 （3）作交流负载线。 （4）由输出特性曲线和交流负载线求iC和uCE。,2.3.1 图解法,从图解分析过程，可得出如下几个重要结论： （1）放大器中的各个量uBE，iB，iC和uCE都由直流分量和交流分量两部分组成。 （2）由于C2的隔直作用，uCE中的直流分量U
6、CEQ被隔开，放大器的输出电压uo等于uCE中的交流分量uce，且与输入电压ui反相。 （3）放大器的电压放大倍数可由uo与ui的幅值之比或有效值之比求出。负载电阻RL越小，交流负载电阻RL也越小，交流负载线就越陡，使Uom减小，电压放大倍数下降。 （4）静态工作点Q设置得不合适，会对放大电路的性能造成影响。若Q点偏高，当ib按正弦规律变化时，Q进入饱和区，造成ic和uce的波形与ib（或ui）的波形不一致，输出电压uo（即uce）的负半周出现平顶畸变，称为饱和失真；若Q点偏低，则Q进入截止区，输出电压uo的正半周出现平顶畸变，称为截止失真。饱和失真和截止失真统称为非线性失真。,把非线性元件晶
7、体管所组成的放大电路等效成一个线性电路，就是放大电路的微变等效电路，然后用线性电路的分析方法来分析，这种方法称为微变等效电路分析法。等效的条件是晶体管在小信号（微变量）情况下工作。这样就能在静态工作点附近的小范围内，用直线段近似地代替晶体管的特性曲线。,（1）基本思路,（2）晶体管微变等效电路,输入特性曲线在Q点附近的微小范围内可以认为是线性的。当uBE有一微小变化UBE时，基极电流变化IB，两者的比值称为三极管的动态输入电阻，用rbe表示，即：,2.3.2 微变等效电路法,输出特性曲线在放大区域内可认为呈水平线，集电极电流的微小变化IC仅与基极电流的微小变化IB有关，而与电压uCE无关，故集
8、电极和发射极之间可等效为一个受ib控制的电流源，即：,（3）放大电路微变等效电路,电压放大倍数,式中RL=RC/RL。当RL=（开路）时,输入电阻,Ri,输入电阻Ri的大小决定了放大电路从信号源吸取电流（输入电流）的大小。为了减轻信号源的负担，总希望Ri越大越好。另外，较大的输入电阻Ri，也可以降低信号源内阻Rs的影响，使放大电路获得较高的输入电压。在上式中由于RB比rbe大得多，Ri近似等于rbe，在几百欧到几千欧，一般认为是较低的，并不理想。,输出电阻,对于负载而言，放大器的输出电阻Ro越小，负载电阻RL的变化对输出电压的影响就越小，表明放大器带负载能力越强，因此总希望Ro越小越好。上式中
9、Ro在几千欧到几十千欧，一般认为是较大的，也不理想。,2.4.1 温度对静态工作点的影响,温度升高,UBE减小,ICBO增大,增大,IC增大,2.4 静态工作点的稳定,条件：I2IB，则,与温度基本无关。,调节过程：,2.4.2 静态工作点稳定的放大电路,（1）静态分析,（2）动态分析,例：图示电路（接CE），已知UCC=12V，RB1=20k，RB2=10k，RC=3k，RE=2k，RL=3k，=50。试估算静态工作点，并求电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。,解：（1）用估算法计算静态工作点,（2）求电压放大倍数,（3）求输入电阻和输出电阻,2.5.1 静态分析,2.5 射极输出器,求电压放
10、大倍数,2.5.2 动态分析,求输入电阻,求输出电阻,射极输出器的特点： 电压放大倍数小于1，但约等于1，即电压跟随。 输入电阻较高。 输出电阻较低。 射极输出器的用途： 射极跟随器具有较高的输入电阻和较低的输出电阻，这是射极跟随器最突出的优点。射极跟随器常用作多级放大器的第一级或最末级，也可用于中间隔离级。用作输入级时，其高的输入电阻可以减轻信号源的负担，提高放大器的输入电压。用作输出级时，其低的输出电阻可以减小负载变化对输出电压的影响，并易于与低阻负载相匹配，向负载传送尽可能大的功率。,例：图示电路，已知UCC=12V，RB=200k，RE=2k，RL=3k，RS=100 ，=50。试估算静态工作点，并求电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。,解：（1）用估算法计算静态工作点,设UGS=0，则：,2.6 场效应晶体管放大电路,2.6.1 静态分析,2.6.2 动态分析,
