基本放大电路

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1、第2章机械工业出版社同名教材 配套电子教案第2章 基本放大电路 2 .1 放大电路基本概念 放大电路基本框图 放大电路性能指标 放大倍数1）电压放大倍数： 源电压放大倍数Aus： 2）电流放大倍数： 3）功率放大倍数： 输入电阻Ri输入电阻 输出电阻Ro2.2 共射基本放大电路2.2.1 共射基本放大电路概述 电路组成和各元件作用 直流通路和交流通路 直流通路 交流通路设 则 共射基本放大电路中的电压电流在直流成分的基础上叠加了一个交流信号：输入输入电压隔除直流成分，只有交流成分：uo中负号表示与ui反相。 2.2.2 共射基本放大电路的分析 图解法 非线性失真 截止失真放大电路中的三极管有部

2、分时间工作在截止区而引起的 失真，称为截止失真。1）引起截止失真的主要原因：IBQ过小，Q点在截止区 或靠近截止区。2）改善方法：增大IB，即减小RB。 饱和失真 放大电路中的三极管有部分时间工作在饱和区而引起的 失真，称为饱和失真。 1）引起饱和失真的主要原因：是Q点在饱和区或靠近饱 和区，即UCEQ过小；2）改善方法：增大RB是最好的方法。 微变等效电路法 三极管h参数等效电路图2-9 h参数微变等效电路 a) 三极管等效电路 b) 放大电路等效电路输入电阻计算： 适用范围：交流、低频、小信号。 共射基本放大电路的微变等效电路分析法1）电压放大倍数： 其中 2）输入电阻： 3）输出电阻：

3、【例2-2】 已知共射基本放大电路如图所示，=80， UBEQ=0.7V，rbb =200，RB=470k，RC=3.9k， RL=6.2k，Rs=3.3k，us=20Sint(mV)，VCC=12V，试求 ： IBQ、UCQ、UCEQ； 画微变等效电路； Au、Aus、Ri、Ro、uo。 解： 微变等效电路 2.2.3 静态工作点稳定电路 温度对三极管参数的影响 温度每升高10，ICBO就增加一倍； 温度每升高1，相对增大0.5%1%； 温度每升高1，|UBE|减小22.5mV。 温度对放大电路静态工作点的影响温度升高，使三极管三项参数变化，最终结果均使IC增大。 分压式偏置电路能稳定三极管

4、放大电路的静态工作点。 电路形式 稳定条件： I1IBQ； UBQUBEQ。即：RB1RB2不能太大；RE足够大。 工作原理温度 分析计算1）静态分析2）动态分析微变等效电路：电压放大倍数： 输入电阻： 输出电阻： 缺点虽能稳定静态工作点，但电压放大倍数Au大大降低。 改善措施在RE两端并联一个较大的电容CE（20F100F）。【例2-3】 分压式偏置电路如图2-13a所示，已知VCC=24V ，=50，rbb =300，UBEQ=0.6V，Us=1mV，Rs=1k， RB1=82k，RB2=39k，RC=10k，RE1=200， RE2=7.5k，RL=9.1k，C1=C2=10F，CE=4

5、7F，试求 ： 静态工作点； 画微变等效电路； rbe、Ri、Ro、Au、Aus、Uo。解： 微变等效电路如图2-13b所示，其中RE2被电容CE交流短路， 微变等效电路中不须画出，对动态性能无影响；RE1未被电容 CE交流短路，微变等效电路中仍须画出，对动态性能也有影响 。图2-13 例2-3电路 a) 电路 b) 微变等效电路 2.3 共集电极电路和共基极电路2.3.1 共集电极电路 电路形式 静态分析 动态分析 微变等效电路： 电压放大倍数： 输入电阻： 输出电阻： 主要特点 电压放大倍数小于1，接近于1； 输入输出电压同相； 输入电阻大； 输出电阻小； 具有电流放大和功率放大作用。 主

6、要用途 用作多级放大器输入级。 用作多级放大器的输出级。 用作多级放大器的中间级。【例2-4】已知共集电极电路如图所示，VCC=24V， =50，rbb =200，UBEQ=0.7V，RB=360k， RE=5.1k，RL=6.2k，C1=C2=10F，试求： 静态工作点； 画微变等效电路； rbe、Au、Ri、Ro。解： 微变等效电路 2.3.2 共基极电路 电路形式 静态分析 动态分析微变等效电路 主要特点 电流放大倍数小于1，接近于1； 输入输出电压同相； 输入电阻小； 输出电阻大； 具有电压放大和功率放大作用。【例2-5】已知共基极电路如图所示，VCC=12V，=60，rbb =300

7、，UBEQ=0.6V，RB1=47k，RB2=18k，RC=1.3k ，RE=2.7k，RL=1.2k，C1=C2=10F，CB=100F，试 求： 静态工作点； 画微变等效电路； rbe、Au、Ri、Ro。解： 微变等效电路 放大电路三种基本组态比较表2-1 三种基本组态放大电路的特性比较 2.4 场效应管放大电路 自偏压共源电路图2-19 自偏压场效应管放大电路 a) 自偏压电路 b) 微变等效电路电压放大倍数： 输入电阻： 输出电阻： 分压式偏置共源电路图2-20 分压式偏置场效应管放大电路 a) 分压式偏置电路 b) 微变等效电路电压放大倍数： 输入电阻： 输出电阻： 源极输出器图2-

8、21 源极输出器 a) 源极输出器电路 b) 微变等效电路电压放大倍数： 输入电阻： 输出电阻： 【例2-6】已知源极输出器电路如图2-21a所示，VCC=12V， RG1=2M，RG2=500k，RG3=3.3 M，RS=12k， RL=12k，gm=1.5ms，C1=C2=0.1F，试求Au、Ri、Ro。解： 2.5 多级放大电路2.5.1 多级放大电路基本概念 多级放大器的组成 输入级：要求输入电阻高，一般由共集电极电路或场效应 管放大电路充任。 中间级：要求有足够的电压放大倍数，一般由共射电路组 成。 输出级：有二个要求：一是输出电阻要小，即带负载能力 要强；二是要有一定的输出功率。因

9、此一般也由共集电路充 任。 级间耦合方式 阻容耦合主要特点：耦合简单；前后级静态工作点相互独立， 互不影响。但不能传输直流信号和变化缓慢的信号； 不便于集成。 变压器耦合主要特点：前后级静态工作点相互独立；变压器具有 阻抗变换作用，可调节前后级阻抗匹配，达到最大功 率传输。但变压器体大、量重、价贵、有电磁干扰、 高频和低频特性均差，且不能集成。 直接耦合主要特点：是既能放大直流信号，又能放大交流信号； 便于集成（集成电路内部均为直接耦合）；但前后级静 态工作点不能独立，相互影响，存在零点漂移问题。 光电耦合主要特点：前后级静态工作点相互独立，互不影响；便 于集成。但受温度影响较大。 分析方法

10、电压放大倍数： 注意事项：计算前级放大器的电压放大倍数时，后级放大 器的输入电阻应看作前级放大器的负载电阻； 输入电阻：即输入级的输入电阻。 输出电阻：即输出级的输出电阻。 【例2-7】 已知两级放大电路如图2-22a所示，VCC=24V，rbb =300，1=2=50，UBEQ=0.7V，RB1=1M，RB21=82k， RB22=43k，RE1=27k，RE21=510，RE22=7.5k， RC2=10k，Rs=1k，RL=8.2k，C1=C2=C3=10F， CE2=47F，试求： V1、V2静态工作点； 画微变等效电路； Ri、Ro、Au； 若Us=1mV，求Uo。解： 图2-22

11、两级放大电路 a) 电路图2-22 两级放大电路 b) 微变等效电路 微变等效电路如图2-22b所示。 2.5.2 阻容耦合放大电路的频率特性 幅频特性与相频特性 图2-23 阻容耦合放大电路频率特性 a) 幅频特性 b) 相频特性 阻容耦合放大电路产生频率 特性的原因： 在低频段，主要是耦合电 容和旁路电容的影响。 在高频段，主要是三极管 PN结结电容和线路分布电 容的影响。 通频带BWBW =f H-f L 频率失真放大电路对不同频率信号的电压放大倍数和相移的不同 而引起输出电压波形的失真，分别称为幅频失真和相频 失真，并统称为频率失真。 图2-24 放大电路的频率失真 a) 输入电压波形

12、 b) 输出电压波形（不失真） c) 幅频失真的输出电压波形 d) 相频失真的输出电压波形2.6 放大电路中的负反馈2.6.1 反馈的基本概念 电路反馈的定义将放大电路输出量（电压或电流）中的一部分或全部通过 某一电路，引回到输入端，与输入信号叠加，共同控制放 大电路，称为反馈。 反馈分类 负反馈和正反馈若引回的反馈信号削弱输入信号而使放大电路的放大倍数 降低，称为负反馈；若引回的反馈信号增强输入信号而使放大电路的放大倍数 提高，称为正反馈。 直流反馈和交流反馈若反馈信号属直流量（直流电压或直流电流），则称为直 流反馈；若反馈信号属交流量，则称为交流反馈。 电压反馈和电流反馈若反馈信号属电压量

13、，则称为电压反馈；若反馈信号属电流量，则称为电流反馈。 串联反馈和并联反馈若反馈信号与输入信号的叠加方式为串联，则称为串联反馈；若叠加方式为并联，则称为并联反馈。放大电路中负反馈的四种组合类型：电压串联负反馈； 电压并联负反馈； 电流串联负反馈； 电流并联负反馈。 基本负反馈电路 单级电流串联负反馈单级共射（共源）放大电路在发射极（源极）串接电阻 ，且电阻两端未并联旁路电容，输出信号从集电极（漏极 ）输出的均属电流串联负反馈电路。 图2-25 单级电流串联负反馈电路 单级电压串联负反馈单级共集（共漏）放大电路，在发射极（源极）串接电 阻，输出信号从发射极（源极）输出的均属电压串联负 反馈电路。

14、图2-26 单级电压串联负反馈电路单级共射（共源）放大电路，在集电极与基极间并联电 阻（包括电抗元件），均属电压并联负反馈电路。 单级电压并联负反馈图2-27 单级电压并联负反馈电路 负反馈放大电路的方框图图2-29 负反馈放大器方框图开环增益：A = xo / xid 反馈系数： F = xf / xo 闭环增益： 满足深度负反馈（1+AF）1条件时， 2.6.2 多级负反馈放大电路类型的判别 负反馈类型的具体判别方法 判别有无反馈 根据有否沟通输出回路与输入回路的中间环节，即有否连接 两个回路的反馈元件或反馈网络。 判别正、负反馈 用“瞬时极性法”。若反馈信号极性与输入信号极性相同为正 反

15、馈，相反为负反馈。 判别电压、电流反馈根据反馈信号取自于输出电压还是输出电流。 判别串联、并联反馈根据反馈信号馈入输入回路与输入信号的叠加方式是串联还 是并联。 负反馈类型判别举例【例2-10】已知电路如图2-31所示，试分别判别4个电路的反 馈类型。图2-31 多级反馈放大电路的判别 a) 电压串联负反馈 b) 电压并联负反馈 图2-31 多级反馈放大电路的判别 c) 电流串联负反馈 d) 电流并联负反馈解： 图2-31a为电压串联负反馈电路。 图2-31b为电压并联负反馈电路。 图2-31c为电流串联负反馈电路。 图2-31d为电流并联负反馈电路。2.6.3 负反馈对放大电路性能的影响 提高电路增益稳定性 减小非线性失真图2-32 负反馈减小非线性失真 a) 无反馈时信号波形 b) b) 引入负反馈时信号波形 扩展通频带图2-33 负反馈扩展通频带BWf = (1+AF) BW 放大电路的增益带宽积为一常数：Af BWf = ABW 改变输入输出电阻串联负反馈使输入电阻增大；并联负反馈使输入电阻减小；电压负反馈使输出电阻减小；电流负反馈使输出电阻增大。 负反馈放大电路