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1、第二章 基本放大电路,2.2 放大电路的分析方法,2.1 放大电路的基本概念和工作原理,2.3 放大电路的静态工作点稳定,2.4 电压放大电路,一. 放大的概念 基本放大电路一般是指由一个三极管与相应元件组成的三种基本组态放大电路。 1. 放大电路主要用于放大微弱信号，输出电压或电流在幅度上得到了放大，输出信号的能量得到了加强。 2. 输出信号的能量实际上是由直流电源提供的，只是经过三极管的控制，使之转换成信号能量，提供给负载。,2.1 放大电路的基本概念和工作原理,2.1.1 放大电路的基本概念,二. 放大电路的主要技术指标,电压放大倍数 电流放大倍数 功率放大倍数,退出,(1) 放大倍数,
2、 输入电阻 ri,输入电阻是表明放大电路从信号源吸取电流大小的参数，ri大放大电路从信号源吸取的电流小，反之则大。,(3) 输出电阻ro,输出电阻是表明放大电路带负载的能力，ro大表明放大电路带负载的能力差，反之则强。,注意：放大倍数、输入电阻、输出电阻通常都是在正弦信号下的交流参数，只有在 放大电路处于放大状态且输出不失真的条件下才有意义。,(4) 通频带,相应的频率fL称为下限频率，fH称为上限频率。,放大电路的增益A(f) 是频率的函数。在低频段和高频段放大倍数都要下降。当A(f)下降到中频电压放大倍数A0的 时，即,Sect,简化： 1. 两个电源用一个Ec,去掉Eb,Rb改接由Ec供
3、电 2. 公共端接地，设其电位为0，其他各点电位 以它做参考点。因此可不画Ec,只标出极性和大小。,2.1.2 基本放大电路的工作原理,1. 共发射极组态交流基本放大电路的组成,三 极 管T起电流放大作用。 负载电阻Rc 、RL将变化的集电极电流转换为电压输出。 偏置电路VCC 、Rb提供电源，并使三极管工作在线性区。 耦合电容C1 、C2“隔直通交”。 “隔直”作用是利用C1、C2隔断放大电路与信号源、放大电路与负载之间直流联系，以免其直流工作状态互相影响。“通交”作用就是传送交流信号，即沟通信号源、放大电路和负载三者之间的交流通路。,静态 时，放大电路的工作状态，也称直流工作状态。 动态
4、时，放大电路的工作状态，也称交流工作状态。,3.直流通道和交流通道,2. 静态和动态,直流通道即能通过直流的通道。从C、B、E向外看，有直流负载电阻， Rc 、Rb 。 交流通道能通过交流的电路通道。如从C、B、E向外看，有等效的交流负载电阻， Rc/RL和偏置电阻Rb 直流电源和耦合电容对交流相当于短路 若直流电源内阻为零，交流电流流过直流电源时，没有压降。设C1、 C2 足够大，对信号而言，其上的交流压降近似为零。在交流通道中，可将直流电源和耦合电容短路。,输入信号： ui 输出信号： uo=uce,4. 放大原理 三极管放大作用 :,1. 计算法,借助于放大电路的直流通路来求 直流通路是
5、能通过直流的通道。将电路中的耦合电容和旁路电容开路，即可得到。,Uo,Ui,EC,2.2 放大电路的分析方法,退出,2.2.1 放大电路的静态分析,固定偏置: 只要Ec RB RC不变 工作点不变，但在外部因素 (温度)旦影响下要变动,用估算法确定静态值的方法：, 画放大电路的直流通路（原则：电容开路，电感短路）,IB、IC和UCE这些量代表的工作状态称为静态工作点，用Q表示。, 列输入/输出回路电压方程, 联解方程组得,作出直流负载线，直流负载线和输出特性曲线的有多个交点。只有与iB=IB对应的那条曲线的交点才是静态工作点,如改变Ib的数值，便可改变静态工作点的位置，从而影响放大电路的放大质
6、量,2. 静态分析-图解法,2.2.2 放大电路的动态分析,在小信号输入条件下，晶体管可以用一个等效的线性电路来替代，个等效的线性电路晶体管的微变等效电路，而交流分量可采用放大电路的微变等效电路进行分析。,动态,有输入信号Ui0时，放大电路的工作状态，也称交流工作状态,动态分析,确定放大电路的放大倍数AU 或AI, 输入电阻ri和输出电阻ro,放大电路要想获得大的不失真输出幅度，需要： 1.工作点Q要设置在输出特性曲线放大区的中间部位； 2.要有合适的交流负载线。 3. 输入信号的幅度不能太大,线性化方法 输入信号小，在静态工作点附近，曲线用直线来代替,2.2.2.1 微变等效电路,退出,1.
7、晶体管的微变等效电路(晶体管低频小信号模型),输入回路微变等效电路,曲线用直线来代替,输出回路等效为晶体管输入电阻rbe, 输入特性曲线上Q点斜率的倒数为晶体管输入电阻rbe。,输出回路微变等效电路,三极管输出特性曲线族，在放大区它是一组近似与横轴平行和等距的直线。输出回路等效为受控恒流源,三极管的输出电阻rce与受控电流源 ib并联。由于rce阻值很高，通常都忽略不计，,共发射极微变等效电路, 共集微变等效电路, 共基微变等效电路,2.共射放大电路的微变等效电路,画放大电路的微变等效电路步骤： (1)画出放大电路的交流通路。耦合电容和直流电源对交流相当于短路。 (2)画放大电路的微变等效电路
8、。用晶体管的微变等效电路等效代替交流通路的中晶体管, 电流和电压都用相量来表示。,2.2.2.2 动态分析,1. 电路方程：,2、电压放大倍数,退出,输入方程,输出方程,有信号源内阻,共发射极接法的固定偏置基本放大电路,放大电路对信号源或前级放大电路来说 是一个负载，用输入电阻表示,3、输入电阻,放大电路对负载或后级电路来讲，看作一个 电源，其内阻即为输出电阻 计算：在信号源短路和输出端开路条件下 从输出端看进去的等效电阻,4、输出电阻,要求: 输入电阻高,要求: 输出电阻低,例2.2.3 在如图所示的基本放大电路中，设晶体管的=40，UBE=-0.7V，RB=280k,Rc=4k,RL=4k
9、，C1，C2足够大。 1计算静态时的IB，IC和UCE。 2计算晶体管的rbe的值。3. 画放大电路的微变等效电路。 4求中频时的电压放大倍数Au, 当输入信号源有内阻Rs=1k时, 求电压放大倍数Aus。 5求放大电路的输入电阻和输出电阻。,1. 静态基极电流（偏置电流）,集电极电流的静态值,集一射极电压的静态值,2. 晶体管的输入电阻,3.画放大电路的微变等效电路, 如图2.2.6(c)所示,4.放大电路的电压放大倍数,当输入信号源有内阻Rs=1k时, 电压放大倍数,5放大电路的输入电阻 放大电路的输出电阻,图解分析方法,不截止 Ucm1,不饱和 Ucm2,饱和失真,截止失真,由于放大电路
10、的工作点达到了三极 管的饱和区而引起的非线性失真。,由于放大电路的工作点达到了三极 管的截止区而引起的非线性失真。,波形的失真,双向失真,工作点位置合适信号过大而引起的非线性失真。,2.3 放大电路的静态工作点稳定,退出,2.3.1 静态工作点对放大性能的影响,饱和失真由于放大电路的工作点达到了三极管的饱和区而引起的非线性失真。它是由于静态工作点接近饱和区，交流量在饱和区放大倍数低或不能放大而造成的。 截止失真由于放大电路的工作点达到了三极管的截止区而引起的非线性失真。它是由于静态工作点接近截止区，交流量在截止区不能放大而造成的。,放大电路的静态工作点不合适，是引起动态工作点进入非线性区使放大
11、信号失真的重要因素之一。实践证明，即使是设置了合适的静态工作点，但在外部因素（例如温度变化、晶体管老化、电源电压的波动等）的影响下，将引起静态工作点的偏移，这种现象叫做静态工作点漂移，严重时会使放大电路不能正常工作。外部因素中，对静态工作点影响最大的是温度变化，因为晶体管对温度是非常敏感。,温度UBE ICBO ICQ,退出,2.3.2、温度对静态工作点的影响,严格地说，晶体管全部参数都与温度有关。但对静态工作点影响最大的是三个参数：UBE、和ICBO。使静态工作点漂移，表现出静态电流IC随着温度升高而增大, 温度升高时，静态工作点将沿直流负载线上移,受温度T影响大,VBE的温度系数为-2mv
12、/c; VBE(T)=VBE(TO=25C) - 2.210-3 (T-TO) V,2.3.3、分压式电流负反馈偏置电路,静态工作点,静态工作点稳定： TIcQ IEQUE IcQIBQUBEQ,退出,RE越大，稳定性越好。但太大将使输出电压降低。一般取几百欧几k。,分压电路: I1 = I2 + IB I2,基极电位:,电流反馈:,2.4 电压放大电路,2.4.1 共发射极分压偏置电压放大电路,1 静态分析,2 动态分析,例2.4.1 有一基本放大电路如图所示，已知VCC=15V、Rc=3k、Rb1=39k、Rb2=11k、Re =1.3 k、RL =10k，UBE=0.7V，=99，耦合电
13、容的容量足够大。试计算电路的中频电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。,1直流计算,静态发射极电流,基极电位,2交流计算,输入方程,输出方程,电压放大倍数,输入电阻,输出电阻,退出,一、静态分析,2.4.2 射极输出器-共集电极电路,二、动态分析,电压放大倍数,输入电阻,射极输出器的输入电阻很高。,输出电阻,用外加电源法求输出电阻：把信号源电动势 短路而保留内阻 ，输出端去掉负载电阻 而接上一外加交流电压源 。,特点 1、Au 近似为 1，但恒小于 1 2、射极输出器输入/出电压同相 3. 输入电阻高减轻信号源负担, 中间放大器Au大 4. 输出电阻低 提高带负载的能力 信号源短路, 去掉负载, 外加电压源,射极输出器特点,电路方程 Uo = Ui - Ube Ui,VCC,退出,Sect,共基极放大电路的直流通道如图2.7.1(b)所示，与分压偏置共射极放大电路相同，静态工作点求法与共射放大电路相同，,1 直流分析,2 交流分析,特点：共基电路输入电阻较小，输出电阻较大， 电流增益近似等于1， 电 压增益与共射电路绝对值相等。 直流工作点的温度稳定性好。共基电路可工作在较高的频率。,2.4.2 共基极电路,
