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1、,Task 6,模拟电子技术与应用,第2章 基本放大电路和多级放大路及其应用,本章要点, 放大电路的基本概念 共发射极基本放大电路的组成 直流通路、交流通路、微变等效 电路、静态分析和动态分析,,Task 6,模拟电子技术与应用, 截止失真和饱和失真 分压偏置式电路分析计算 共集电极电路的特点和用途 共基极电路的特点 场效应管放大电路 多级放大电路的分析计算、复合 管 放大器的频率响应,,Task 6,模拟电子技术与应用,2.1 晶体管基本放大电路,2.1.1 晶体管在放大电路中的三种连接方式,1.共发射极电路（a）,,Task 6,模拟电子技术与应用,2.共集电极电路（b）,3.共基极电路（
2、c）,,Task 6,模拟电子技术与应用,2.1.2 晶体管基本放大电路的组成和工作原理,1.固定偏置式共发射极放大电路,在三种组态放大电路中，共发射极电路用得比较普遍，下面就以NPN共射极放大电路为例，讨论放大电路的结构、工作原理和分析方法。,放大电路中各元件的名称作用：,,Task 6,模拟电子技术与应用,1）三极管,2）基极偏置电阻RB,3）集电极负载电阻RC,5）集电极电源UCC,,Task 6,模拟电子技术与应用,2.电压、电流等符号的规定,（1）直流分量：用大写字母和大写下标表示。如IB表示晶体管基极直流电流。 （2）交流分量：用小写字母和小写下标表示。如ib表示晶体管基极交流电流
3、。 （3）瞬时值：用小写字母和大写下标表示，它为交流分量和直流分量之和。如iB表示晶体管基极瞬时电流值，iB =IB + ib。 （4）交流有效值：用大写字母和小写下标表示。如Ib表示晶体管基极正弦交流电流有效值。 （5）交流峰值：用交流有效值符号再增加小写m下标表示。如Ibm表示晶体管基极正弦交流电流的峰值。,,Task 6,模拟电子技术与应用,3.放大电路实现信号放大的实质,放大的交流信号ui加到放大电路的输入端，经C1交流耦合，输入信号ui加到晶体管的发射结上。随ui的变化，会引起相应基极电流iB的变化；因为晶体管工作在放大状态，有关系式iC =iB，即iB的变化会引起iC作相应的变化。
4、iC的变化通过电阻RC产生电压降，从而转为电压的变化，经C2交流耦合传送出去，形成uo,共射极放大电路实现电压信号的放大，是利用晶体管的基极电流iB对集电极电流iC的控制作用来实现的。即用一个较小的变化量去控制实现一个较大的变化量。放大器放大的实质是实现小能量对大能量的控制和转换作用。,,Task 6,模拟电子技术与应用,放大电路实现信号放大的工作过程,,Task 6,模拟电子技术与应用,4.基本放大电路的组成原则,放大电路的组成原则为： （1）外加电源的极性必须保证晶体管的发射结正向偏置，集电结反向偏置。 （2）输入电压ui要能引起基极电流iB作相应的变化。 （3）集电极电流iC的变化要尽可
5、能的转换为电压的变化输出。 （4）放大电路工作时，直流电源UCC要为晶体管提供合适的静态工作电流IBQ、ICQ和电压UCEQ，即电路要有一个合适的静态工作点Q 。,,Task 6,模拟电子技术与应用,5.放大电路的主要性能指标,1）放大倍数Au、Ai 放大倍数是衡量放大电路对信号放大能力的主要技术参数 （1）电压放大倍数Au。,（2）电流放大倍数Ai,,Task 6,模拟电子技术与应用,2）输入电阻Ri,放大电路的输入电阻,3）输出电阻RO,放大电路的输出电阻,,Task 6,模拟电子技术与应用,2.1.3 晶体管共射极放大电路的分析方法,1.图解分析法,1）静态工作情况分析,直流通路,共射极
6、放大电路,共射极放大电路的直流通路,,Task 6,模拟电子技术与应用,静态工作点Q的估算,公式估算法,,Task 6,模拟电子技术与应用, 图解法,由右图可得：,管压降UCE和集电极电流IC之间的关系为一个斜线,斜率：,,Task 6,模拟电子技术与应用,2）动态工作情况分析,（1）交流通路,（2）交流负载线,,Task 6,模拟电子技术与应用,（3）放大电路的动态工作范围,,Task 6,模拟电子技术与应用,（4）非线性失真,截止失真,,Task 6,模拟电子技术与应用,饱和失真,,Task 6,模拟电子技术与应用,2.微变等效电路分析法,1）晶体管微变等效电路,,Task 6,模拟电子技
7、术与应用,2）晶体管的交流输入电阻rbe,3）关于微变等效电路的几点说明,对于微变输入信号，晶体管的基极和发射极之间可用交流电阻rbe来代替；集电极和发射极之间可以用受控电流源ib来代替。 微变等效电路适用的前提条件是：微变小信号，对于大信号电路（如功率放大电路）不适用。 微变等效电路中的受控电流源不能独立存在，其方向不能随意假定。,,Task 6,模拟电子技术与应用,微变等效电路中的电压、电流都是交流量，电路中无直流量，因此不能用微变等效电路来求解静态工作点Q的值。 用晶体管的微变等效电路直接取代交流通路中的晶体管。即不管电路是什么组态，晶体管的b、e间用交流电阻rbe代替，c、e间用受控电
8、流源ib代替。,4）用微变等效电路分析共射极放大电路,电压放大倍数Au,放大电路的输入电阻Ri,,Task 6,模拟电子技术与应用,输入电阻和输出电阻的微变等效电路,放大电路的输出电阻Ro,,Task 6,模拟电子技术与应用,出电压uo对信号源电压us的放大倍数Aus,,Task 6,模拟电子技术与应用,2.2 分压偏置式放大器,2.2.1 分压偏置式放大器的电路结构,通常,I1IBQ,所以,I1I2,,Task 6,模拟电子技术与应用,2.2.2 分压偏置式放大电路稳定工作点Q的原理,1.温度变化对Q点的影响,（1）温度升高，反向电流ICBO、ICEO增大。温度每 升 高10，ICBO和IC
9、EO就约增大1倍。 （2）温度升高，晶体管的电流放大系数增大。实验 表明温度每升高1，约增大0.5%1%。 （3）温度升高，相同基极电流IB下，UBE减小。温度每 升高1，UBE大约减小2.2mV。 总之，当环境温度变化时，以上各参数都会随着 发生变化，从而导致工作点Q的不稳定。,,Task 6,模拟电子技术与应用,2.Q点稳定的原理,一般情况,I1IBQ,当UCC、RB1、RB2确定后，UB也就基本确定，不受温度的影响。,温度：TICIEUEUBEIBIC,I1= ( 5 10 ) IBQ、UB =(3 5 )V(硅管),I1= ( 10 20 ) IBQ、UB =(1 3 )V(锗管),,
10、Task 6,模拟电子技术与应用,3.工作点稳定电路的分析,分压式偏置电路,,Task 6,模拟电子技术与应用,静态工作点和动态各参数的公式如下：,,Task 6,模拟电子技术与应用,,Task 6,模拟电子技术与应用,2.3 其他组态放大器(共集和共基放大电路),2.3.1 共集电极放大电路射极跟随器,1.电路组成,,Task 6,模拟电子技术与应用,2.静态工作点Q的估算,由直流通路可得：,,Task 6,模拟电子技术与应用,3.动态参数Au、Ri、Ro,由微变等效电路可得,1）电压放大倍数Au,1,电流放大倍数,,Task 6,模拟电子技术与应用,2）输入电阻Ri,由微变等效电路可求出输
11、入电阻为,,Task 6,模拟电子技术与应用,3）输出电阻Ro,求输出电阻简化的等效电路,,Task 6,模拟电子技术与应用,4）射极跟随器的主要特点, 电压放大倍数小于1，接近于1。 输入电压与输出电压同相位。 输入电阻大，常用在多级放大电路的输入级中。 输出电阻小，常用在多级放大电路的输出级，以提高整个 电路的带负载能力。 具有电流放大作用和功率放大作用。,,Task 6,模拟电子技术与应用,2.3.2 共基极放大电路,1.电路组成,共基极放大器的电路如图2-31a所示，图中CB为基极旁路电容，C1、C2是耦合电容。RB1和RB2分别是上、下两个偏置电阻，RC是集电极直流负载，RE是发射极
12、电阻，起稳定工作点的作用。信号从晶体管的发射极和基极输入，从集电极和基极输出，基极是输入回路和输出回路的公共端，因此称为共基极放大电路。,,Task 6,模拟电子技术与应用,2.静态工作点Q的估算,上图（b）为共基极放大电路的直流通路，显然它和前面叙述的分压偏置式放大电路的直流通路相同，因此静态工作点Q的计算公式也与分压偏置式电路相同，不再赘述。,3.动态参数Au、Ri、Ro,右图为共基极放大电路的交流通路和微变等效电路。,,Task 6,模拟电子技术与应用,1）电压放大倍数Au,2）输入电阻Ri,3）输出电阻Ro,4）共基极电路的主要特点, 电流放大倍数接近于1。 输入电压与输出电压同相 位
13、。 输入电阻小。 输出电阻大。 具有电压放大作用和功率 放大作用。,,Task 6,模拟电子技术与应用,2.3.3 三种组态放大电路的性能比较,,Task 6,模拟电子技术与应用,,Task 6,模拟电子技术与应用,2.4 场效应晶体管的基本放大电路,2.4.1 场效应管放大电路的组成,1.自偏压电路,电路中RD为漏极电阻，RS为源极电阻，RG为栅极电阻。交流信号从栅极输入，从漏极输出，因此为共源极电路。,删源偏置电压为：,UGS=UGUS=IDRS,自偏压电路只适用于耗尽型场效应管放大电路，对于增强型的场效应管不适用。,,Task 6,模拟电子技术与应用,2.分压式自偏压电路,分压式自偏压电路与自偏压电路相比，电路中接入了RG1和RG2两个分压电阻。该电路的栅极电压由RG1、RG2分压再串联RG后与栅极连接(一般RG较大，RG1、RG2较小)，由于RG中无电流，栅极电压UG取决于RG1和RG2分压，RG仅起电压传输作用。删源偏压UGS为：,分压式自偏压电路即适用于耗尽型场效
