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1、,第一节 放大器的基本概念 第二节 晶体管基本放大电路 第三节 场效应管放大电路 第四节 多级放大器 第五节 功率放大器 第六节 差动放大电路,第七章 基本放大电路,返回主目录,第一节 放大器的基本概念,一、放大器的功能 放大器的功能是把微弱的电信号放大成较强的电信号。例如扩音机就是放大器的典型应用，如图7-1所示,图7-1 扩音机工作示意图,如图7-2所示的简易路灯自动开关装置。,图7-2 简易路灯自动开关电路,图7-3 晶体管在电路中的三种基本连接方式,放大电路的核心是晶体管，晶体管的三个电极可分别作为输入信号和输出信号的公共端，所以就有共发射极、共集电极和共基极三种接法，如图7-3所示。
2、,二、放大电路的要求,（1）有一定的输出功率 （2）具有足够的放大倍数 （3）失真要小 （4）工作要稳定,三、放大电路的电压、电流符号规定,1）直流分量用大写字母和大写下标表示，如 、 、 、 、 。 2）交流分量用小写字母和小写下标表示，如 、 、 、 、 。 3）总的值（瞬时值）用小写字母和大写下标表示， 如 、 、 、 、 。,1电路组成,第二节 晶体管基本放大电路,一、共射基本放大电路的工作原理,图7-4 共发射极基本放大电路,2. 各元件的作用,1）晶体管V 放大电路的核心，起电流放大作用，反映晶体管的电流控制作用。,2）直流电源 使晶体管的发射结正偏，集电结反偏，确保晶体管工作在放
3、大状态。它又是整个放大电路的能量提供者。,3) 集电极电阻 将晶体管的集电极电流变换成集电极电压（ ）。,4）基极偏置电阻 决定静态基极电流的大小。也称偏置电流，故称为偏置电阻。,5）电容 和 隔断直流，使静态工作点不受信号源和输出端负载的影响；传送交流信号，电容量足够大时，容抗很小，近似为短路，故称为耦合电容。,二、共射基本放大电路的静态工作点,放大器的工作状态：静态和动态。,静态工作点Q： 放大电路在静态时，晶体管各极电压和电流值（主要指 、 、 ）。,动态：放大电路有交流信号输入，电路中的电压、电流随输入信号作相应变化的状态。,静态：无交流信号输入时，电路中的电压、电流都不变的状态。,结
4、论： 静态工作点的设置是否合理，直接影响着放大电路的工作状态，它的稳定也影响着放大电路的稳定性。,静态工作点对放大器的影响,若 设置较小，在输入信号为负半周时，交流信号所产生的 与直流量 叠加后，很容易使晶体管进入截止区而失去放大作用，如图7-5b所示；,若 设置较大，在输入信号为正半周时， 与 叠加后，使 很大， 很小（此时集电结仍正偏），这样很容易使晶体管进入饱和区而失去放大作用，如图7-5d所示。,当工作点设置适当时，将会得到如图7-5c所示的波形。,图7-5 静态工作点对波形的影响 a) 输入信号 b) 很小 c) 适当 d) 很大,图7-6 放大器的电压、电流波形,3. 共射极放大器
5、的工作原理,令交流输入信号 0，电容 和 有隔断直流的作用，所以开路。据此画出图7-4的直流通路如图。,直流通路的画法,直流通路的作用 1）为电路实现能量转换提供电能。2）使电路获得合适的静态工作点。,四、共射基本放大电路的估算分析法,直流通路,交流通路的画法,令直流电源 0，即将电源正极与地线短接。在电容 和 的值较大时，它们对交流信号呈现的容抗很小，可以忽略不计，所以用短路代替。据此画出图7-4的交流通路如图所示。,交流通路的作用 将微弱的输入信号，按一定要求放大后，从输出端输出。,交流通路,静态分析主要是确定放大电路的静态工作点，图7-4 所示的放大电路的直流通路如图7-9所示。,（7-
6、1）,（7-2）,（7-3）,（7-4）,图7-7 直流通路,1静态分析,2动态分析,微变等效电路法又称小信号分析法，它将晶体管在静态工作点附近进行线性化，然后用一个线性模型来等效，如图7-8d所示。,动态分析主要确定放大电路的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻等。,有输入信号时，晶体管的各个电流和电压瞬时值都含有直流分量和交流分量，而放大，只考虑其中的交流分量。,动态分析最基本的方法是微变等效电路法。,图7-8 晶体管的微变等效电路,（1）晶体管的微变等效电路,微变等效电路法又称小信号分析法，它将晶体管在静态工作点附近进行线性化，然后用一个线性模型来等效，如图7-8所示。,当 为常数时,式中，
7、 称为晶体管的输入电阻，在小信号工作条件下， 是一个常数，因此晶体管的输入电路可用来 等效，如图7-8d所示。,由图7-8b可以看出晶体管的输入特性曲线是非线性的，但在输入小信号时，选择合适的Q点，则Q点附近的工作段可近似为直线。,低频小功率的 可用下式估算,(7-5),式中， 称为晶体管的输入电阻( )； 、 、 分别是基极、集电极、发射极电流的静态值(mA)。,图7-8c所示是晶体管输出特性曲线，在线性工作区是一组近似等距离平行的直线。,为常数时,（7-6）,值就是晶体管共射极电流放大系数。在小信号工作条件下，是一个常数，它代表晶体管的电流控制作用，晶体管输出回路用受控恒流源 来代替，如图
8、7-8d所示。,（2）放大电路的微变等效电路 图7-9a所示是放大电路的交流通路。把交流通路中的晶体管用其微变等效电路代替，即得到放大电路的微变等效电路，如图7-9b所示。,图7-9 共射基本放大电路的等效电路 a）交流通路 b）微变等效电路,放大电路输出电压与输入电压的比值叫作电压放大倍数，定义为,(7-7),式中, 负号表示输出电压与输入电压反相。如果电路中输出端开路（ = ），则,（3）交流参数的计算,1）电压放大倍数,放大电路对信号源（或前一级放大电路）而言，是一个负载，可以用一个动态电阻来等效，这个动态电阻就是放大电路的输入电阻 。其定义为,(7-8),(7-9),2）输入电阻,输出
9、电阻越小，带负载能力越强。,放大电路对负载（或后一级放大电路）而言，是一个信号源，其内阻即为放大电路的输出电阻 。它是一个动态电阻。在输入信号短路（ =0）和输出端开路（ = ）的条件下，在输出端加上电压 ，若产生的电流为 ，则,因为,所以,3）输出电阻,图7-10 所示为共射放大电路，试画出它的直流通路，求静态工作点，画出它的微变等效电路，计算其电压放大倍数、输入输出电阻。,图7-10 共发射极放大电路,例7-1,(1) 放大电路的直流通路如图7-11a所示，其静态工作点,图7-11a,解,（2）放大电路的微变等效电路如图7-11b所示，其交流参数如下：,图7-11b,五、静态工作点稳定的分
10、压式偏置电路,基本共射极放大电路的特点： 优点：结构简单，电压和电流放大作用都比较大， 缺点：静态工作点不稳定。,静态工作点不稳定原因：电源电压波动、电路参数变化、晶体管老化等，但主要原因是晶体管特性参数（ 、 、 ）随温度变化造成的。,例如，当温度升高时，对于同样的 ，输出特性曲线将上移。严重时，将使晶体管进入饱和区而失去放大能力。实用的分压式偏置电路如图7-12。,图7-12 分压式偏置电路,分压偏置电路的特点,（1）基极电位稳定。一般 很小， ， ，,（7-11）,（2）工作点稳定：利用发射极电阻来获得反映电流变化的信号，反馈到输入端，实现工作点的稳定。其过程为,( C) ,通常 ，所以
11、发射极电流,(7-12),式（7-11）、式 (7-12)分别说明了 和 是稳定的，基本上不随温度而变，而且也基本上与管子的参数无关。,图7-12 分压式偏置电路,例7-2,图7-13 直流通路,（1）画直流通路如图7-13a所示。,由式（7-11）、式（7-12）可得,解,（2）画微变等效电路如图7-13b，,图7-13b 微变等效电路,六、射极输出器,图7-14 射极输出器,图7-14 是共集电极放大电路。该电路从发射极输出信号，故又称为射极输出器。,1静态分析,据图7-14画出直流通路如图7-15a 所示。,图7-15 直流通路,射极输出器中的电阻,射极输出器中的电阻 同样具有稳定工作点
12、的作用，其作用过程如下：,( C) 即 ,上述过程说明射极输出器的工作点是稳定的。,2动态分析,（1）电压放大倍数,1 （7-13）,图7-15 微变等效电路,画微变等效电路如图7-15b。,射极跟随器，简称跟随器。,（2）输入电阻,式中，,。,式中， 。,图7-15 微变等效电路,射极输出器的输入电阻较高，可达几十千欧到几百千欧。,（3）输出电阻,令 =0 ，画图如下。,（7-15）,式中， 为信号源内阻（通常较小）。上式表明射极输出器的输出电阻 较小，通常为几欧至几百欧。,3射极输出器的应用 （1）用于高输入电阻的输入级 （2）用于低输出电阻的输出级 （3）用于两级共射放大电路之间的隔离级
13、,射极输出器的特点 静态工作点稳定。 输出电压与输入电压同相且略小于输入电压，即电压放大倍数略小于1。 输入电阻高，可达几十千欧到几百千欧。 输出电阻低，一般为几欧至几百欧。,第三节 场效应管放大电路,一、共源极放大电路的组成及各元件作用,1组成,图7-16 分压式自偏压电路,2各元件的作用,V：场效应管，电压控制元件，由栅源电压控制漏极电流。,、 ：分压电阻，使栅极获得合适的工作电压，改变 的阻值可调整放大电路的静态工作点。,：源极电阻，不仅决定栅源偏压 ，同时还可稳定静态工作点。,：源极旁路电容，消除对交流信号的衰减作用。,、 ：耦合电容，起隔断直流、耦合交流信号的作用。,图7-17 自偏
14、压放大电路,耗尽型管在 =0时，也有漏极电流 流过 形成 （ ）压降，该电压降为负偏压 ，使管子工作于放大状态。,图7-18 场效应管自偏置电路应用实例,图7-18为简易送话器前置放大电路。,图7-19 场效应管微变等效电路,二、动态参数的估算,1场效应管的微变等效电路,输入电阻很大，可看成在输入端加上一个开路电压,输出回路是被 控制的电流源,2放大电路微变等效电路,图7-20 微变等效电路,由场效应管的微变等效电路和图7-16共源放大电路的交流通路可得图7-20微变等效电路。,（1）电压放大倍数,（2）输入电阻,（3）输出电阻,由图7-20可知,式中，负号表示输出电压与输入电压反相，, （ / ）,第四节 多级放大器,图7-21 用作音频功放的多级放大器组成方框图,一、级间耦合方式及特点,1阻容耦合,图7-22 两级阻容耦合放大器,特点：静态工作点相互没有影响,优点：体积小、重量轻,缺点：不能传送直流信号，不适合传送变化缓慢的信号,2直接耦合,图7-23 两级直接耦合方式,特点：既能放大交流信号，还能放大直流信号或变化缓慢的信号,缺点：各级的静态工作点互相影响，温度造成的直流工作点
