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1、第6章 放 大 电 路,6.1 基本放大电路 6.2 分压式偏置电路 6.3 其他放大电路 6.4 反馈电路 6.5 功率放大电路 6.6 差动放大电路 6.7 集成运算放大电路及基本运算电路,6.1 基本放大电路,6.1.1 基本放大电路的组成,图6-1 共发射极基本放大电路的组成,1.晶体管VT 2.直流电源 Vcc 3.基极偏置电阻Rb。 4.集电极负载电阻RC。 5.耦合电容C1和C2。,6.1 基本放大电路,由于放大电路可以看成是一个有源四端双口网络，为讨论放大电路的性能指标，画出放大电路的等效网络，如图62所示，并按双口网络的一般约定画出了电流的方向和电压的极性。,图6-2 放大电
2、路的等效网络,6.1.2 放大电路的主要性能指标,6.1 基本放大电路,2.输入电阻,3.输出电阻Ro,1放大倍数(或增益) 为衡量放大电路的放大能力，规定不失真时的输出量与输入量的比值叫做放大电路的放大倍数，又叫做增益。,6.1 基本放大电路,图6-3 共发射极基本放大电路及其直流通路,6.1.3 静态分析 静态是指在放大电路中没有交流输入信号(ui=0)时的直流工作状态，主要任务是确定静态工作点，在分析时只需要画出直流通路。,6.1 基本放大电路,例6.1 在图6-3所示共发射极放大电路中，已知UCC=20V，Rc=6.2k，Rb=500k，晶体管为3DG100，=45。试求放大电路的静态
3、工作点。 解：IBQ20V/500k=0.04mA,1.估算法确定静态工作点,6.1 基本放大电路,2) 作直流负载线:直流负载线是放大电路输出回路的直流伏安特性曲线。 3) 求静态工作点：直流负载线和晶体管的输出特性都反映了IC和UCE的关系，其交点就是放大电路的静态工作点。,2.图解法确定静态工作点 例6.2 在图6-3所示共发射极放大电路中，已知UCC=20V，Rc=6.2k，Rb=500k，试用图解法确定放大电路的静态工作点。 解：1) 估算基极电流IBQ：根据式(6-1)，有,6.1 基本放大电路,图6-4 例6.2图解法确定静态工作点, 在输入回路确定一条IBQ线：, 在输出回路列
4、写KVL方程：UCE=UCC-IcRc，令UCE=0，可得N点，即=UCC/Rc；令IC=0，可得M点，即UCE=UCC。 在输出特性曲线上找到IBQ线及N、M两点。 连接N、M两点且与IBQ线相交，得到相交点Q。 查到Q(IBQ、ICQ、UCEQ)。,6.1 基本放大电路,图6-5 共发射极基本放大电路的交流通路,6.1.4 动态分析 动态是指放大电路加入交流信号后电路的状态。进行动态分析时，要利用交流通路来考虑。,6.1 基本放大电路,1.微变等效电路法(工程估算法) (1)晶体管的等效电路 晶体管的输入端b、e极之间可用电阻rbe来等效。,图6-6 晶体管微变等效电路,6.1 基本放大电
5、路,放大电路的电压放大倍数Au、输入电阻Ri和输出电阻Ro，这些都是交流量，可以通过微变等效电路来计算。,图6-7 共发射极基本放大电路,(2)用微变等效电路法分析共发射极放大电路 分析的目的是确定,6.1 基本放大电路,图6-8 共发射极放大电路的微变等效电路,1)电压放大倍数Au的估算。,6.1 基本放大电路,2)放大电路的输入电阻Ri。,3)放大电路的输出电阻Ro。,6.1 基本放大电路,例6.3 放大电路如图6-7所示，图中UCC=20V，Rc = 6.8k，Rb = 500k，RL = 6.8k，晶体管的=45，求Au、 Ri和Ro的值。 解：IBQ=20V/500k=0.04mA=
6、40A *2.图解法分析动态特性,图6-9 交流负载线的画法,6.1 基本放大电路,Q点对应的电流、电压值分别为ICQ ，UCEQ 。 2)求出交流负载RL，过Q点作一斜率为(-1/RL)的直线。,例6.4 作出图6-7所示电路的交流负载线。已知特性曲线如图6-10a所示，UCC=12V，Rc = 3k，Rb = 280k，RL = 3k。 解：首先用例6-2所讲方法作出直流负载线，求出Q点，如图6-10b所示。显然有,图6-10 例6.4中交流负载线的画法,1)在输出特性曲线上先画出直流负载线，找到Q点，,6.1 基本放大电路,(1)截止失真 当工作点设置得过低，Q点进入截止区，因而引起iB
7、、iC和uCE的波形失真,称为截止失真，如图6-11所示。 (2)饱和失真 如果工作点设置得过高，Q点进入饱和区，此时，iB继续增大而iC不再随之增大，因此引起iC和uCE产生波形失真，称为饱和失真，如图6-12所示。,6.1.5 静态工作点对输出波形的影响 当输出信号波形与输入信号波形存在差异时，称为失真。,6.1 基本放大电路,图6-12 饱和失真,图6-11 截止失真,6.2 分压式偏置电路,6.2.1 温度对静态工作点的影响 实际应用中，影响静态工作点的因素有很多，例如电源电压的波动、电路参数的变化以及温度变化、晶体管老化等。 6.2.2 分压式偏置电路的工作原理 1.电路的组成,图6
8、-13 分压式偏置电路,6.2 分压式偏置电路,2.静态工作点稳定的原理,3静态工作点的估算 由图6-13（b)可以得到如下估算公式,6.2 分压式偏置电路,4.交流参数的估算,图6-14 分压式偏置稳定电路的交流等效电路,1)电压放大倍数：,6.2 分压式偏置电路,2)输入电阻：,3)输出电阻:,例6.5 在图6-13a所示的分压式偏置稳定电路中，设UCC=12V，Rc = 2.5k，Rb1=20k，Rb2=10k，Re=2k，RL=2k，UBEQ取0.7V,晶体管=80。 (1)求此放大电路的静态参数。 (2) 计算电压放大倍数Au、输入电阻Ri 、输出电阻Ro。 解： (1)求此放大电路
9、的静态参数:,6.2 分压式偏置电路,(2) 计算电压放大倍数Au、输入电阻Ri 、输出电阻Ro:,6.3 其他放大电路,6.3.1 共集电极放大电路 1.电路的组成,图6-15 共集电极放大电路,2.工作原理 3.共集电极放大电路的参数,6.3 其他放大电路,(1)电压放大倍数Au,(2)输入电阻Ri,(3)输出电阻Ro,4.共集电极放大电路的特点 电压放大倍数小于1，而近于1，没有电压放大作用，但有电流放大和功率放大作用；输出电压与输入电压同相；高的输入电阻。可减小放大电路对信号源（或前级）所取的信号电流；很低的输出电阻。可减小负载变动对放大倍数的影响。,6.3 其他放大电路,*6.3.2
10、 共基极放大电路 图617a所示为共基极放大电路，图中Rb1、Rb2为基极分压电阻，Rc为集电极电阻，Cb保证基极对地交流短路。,图6-17 共基极放大电路,6.3 其他放大电路,1)共发射极放大电路既能放大电流又能放大电压，输入电阻在三种电路中居中，输出电阻较大，频带较窄，常作为低频电压放大电路的单元电路。 2)共集电极放大电路只能放大电流不能放大电压，是三种接法中输入电阻最大、输出电阻最小的电路，并具有电压跟随的特点，常用于电压放大电路的输入级和输出级，在功率放大电路中也常采用射极输出形式。 3)共基极放大电路只能放大电压不能放大电流，输入电阻小，电压放大倍数和输出电阻与共发射极放大电路相
11、当，频率特性是三种接法中最好的电路，常用于宽频带放大电路。,*6.3.3 三种基本放大电路特点的比较 综上所述，晶体管单管放大电路的三种组态的特点归纳如下：,6.3 其他放大电路,图6-18 多级放大电路的组成框图,1)对输入级的要求，与信号源的性质有关。 2)中间级的主要任务是电压放大，多级放大电路的放大倍数，主要取决于中间级，它本身可由一级或几级放大电路组成。 3)输出级的任务是推动负载。,6.3.4 多级放大电路 1.多级放大电路的组成框图,6.3 其他放大电路,2.多级放大电路的级间耦合方式 (1)阻容耦合 图6-19所示为用电容C2将两个单级放大电路连接起来的两级放大电路，第一级为分
12、压式偏置电路，第二级为射极输出器。 (2)直接耦合 前级的输出端直接与后级的输入端相连接的方式，称为直接耦合，如图6-20所示。,图6-19 两级阻容耦合放大电路,6.3 其他放大电路,图6-20 直接耦合两级放大电路,1)各级的静态工作点相互影响。,2)零点漂移问题。,图6-21 零点漂移,6.3 其他放大电路,3.多级放大电路的分析方法 (1)电压放大倍数,(2)输入电阻,(3)输出电阻,6.4 反馈电路,6.4.1 反馈的基本概念 将放大电路输出信号(电压或电流)的一部分或全部,通过某些元件或网络(称为反馈网络),反向送回到输入回路,并对原输入信号(电压或电流)产生影响的过程称为反馈。,
13、图6-22 反馈放大电路的框图,6.4 反馈电路,*6.4.2 反馈类型及其判定方法 1.电压反馈与电流反馈,图6-23 电压反馈,6.4 反馈电路,图6-24 电流反馈,(1)电压反馈 对交变信号而言，若基本放大电路、反馈网络及负载三者在取样端是并联连接，则称为并联取样。,(2)电流反馈 对交变信号而言，若基本放大电路、反馈网络及负载三者在取样端是串联连接，则称为串联取样。 (3)电压反馈和电流反馈的判定 是电压反馈还是电流反馈在输出回路中判断。,6.4 反馈电路,1)判定方法之一：输出短路法。 2)判定方法之二：按电路结构判定。 例6.6 判断图6-25所示电路是电压反馈还是电流反馈。 解
14、：由上述的方法判断可知，图6-25a中反馈元件是Rf，将输出电压对地短接，反馈信号随之消失，则图6-25a是电压反馈；图6-25b中反馈元件是Re，将输出电压对地短接，Re上仍有电流，则图6-25b是电流反馈。,图6-25 电压电流反馈举例,6.4 反馈电路,(1)串联反馈 对交流信号而言，信号源、基本放大电路和反馈网络三者在比较端是串联连接，则称为串联反馈。,(2)并联反馈 对交流信号而言，信号源、基本放大电路和反馈网络三者在比较端是并联连接，则称为并联反馈，如图6-27所示。,2.串联反馈和并联反馈,(3)串联反馈和并联反馈的判定方法 在输入回路中判断是串联反馈还是并联反馈。,6.4 反馈
15、电路,图6-26 串联反馈示意图,图6-27 并联反馈示意图,6.4 反馈电路,例6.7 判断图6-25所示电路是串联反馈还是并联反馈。 解：图6-25a所示电路的反馈信号与输入信号接于同一点，以电流的形式进行叠加，故为并联反馈；图6-25b所示电路的反馈信号与输入信号分别接于基极和发射极，不在同一点，以电压的形式进行叠加，故为串联反馈。 3.直流反馈和交流反馈 (1)直流反馈 若反馈环路内只有直流分量可以通过，则该反馈环可以产生直流反馈。 (2)交流反馈 若反馈环路内只有交流分量可以通过，则该反馈环可以产生交流反馈，交流负反馈主要用来改善放大电路的性能。,6.4 反馈电路,(3)交直流反馈
16、若反馈环路内直流分量和交流分量均可以通过，则该反馈环既可以产生直流反馈，又可以产生交流反馈。 例6.8 判断图6-25a所示电路是什么反馈？ 解：图6-25a所示电路中的Rf既有直流信号通过，也有交流信号通过，故电路引进了交直流反馈。 4.负反馈和正反馈 例6.9 判断图6-25a所示电路的反馈极性。 解：假设基极瞬时极性为正(+)，集电极瞬时极性则为(-)，反馈环节通过Rf将一个负极性的电量引入到正极性的基极进行叠加，必然削弱了净输入量，即在if的影响下iB的变化极性与原设定的变化极性相反，表明反馈信号使净输入信号减弱，所以为负反馈。,6.4 反馈电路,6.4.3 负反馈对放大电路性能的影响 1.减小非线性失真 2.扩宽通频带,图6-28 负反馈改善放大电路性能,3.提高电路及其放大倍数的稳定性,6.5 功率放大电路,1.功率放大电路的概念 (1)输出功率足够大 为了获得较大的输出信号电压和电流，往往要求晶体管工作在极限状态。 (2)效率高 所谓效率是指功率放大
