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1、2 基本放大电路,2.1 放大的概念及主要技术指标,2.2 基本共射放大电路的工作原理,2.3 放大电路的分析方法,2.4 放大电路静态工作点的稳定,2.5 晶体管放大电路的三种基本接法,2.6 场效应管放大电路,2.7 基本放大电路的派生电路,要求： 1、掌握放大的基本概念,几个放大电路的性能指标放大倍数、输入电阻、输出电阻、频带宽度； 2、掌握静态、动态、直流通路、交流通路、最大不失真输出电压等基本概念； 3、掌握结合具体电路进行合理近似的估算法； 4、掌握图解法分析放大电路的静态、动态工作情况； 5、掌握非线性失真的概念，并会解决失真。 5、熟练掌握运用小信号模型等效电路法计算放大电路的
2、动态性能指标； 6、熟练掌握共射（包括工作点稳定电路）、共集和共基放大电路的工作原理及特点； 7、掌握场效应管放大电路的分析方法和指标计算。,2.1.2 放大电路的性能指标,2.1.1 放大的概念,2.1 放大的概念及主要技术指标,2.1 放大的概念和电路主要指标,2.1.1 放大的概念,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。这里所讲的主要是电压放大电路。,放大的前提是不失真，即只有在不失真的情况下放大才有意义。,放大电路放大的本质是能量的控制和转换。,uo,Au,ui,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
3、供给负载。,一、 放大倍数：输出量与输入量之比,电压放大倍数是最常被研究和测试的参数,信号源,信号源内阻,输入电压,输出电压,输入电流,输出电流,任何放大电路均可看成为二端口网络。,2.1.2.放大电路的性能指标,二、输入电阻 Ri,放大电路一定要有前级（信号源）为其提供信号，放大电路的输入电阻相当于信号源的负载。 输入电阻是衡量放大电路从其前级取电流大小的参数。输入电阻越大，从其前级取得的电流越小，信号源衰减越少。,一般来说， Ri越大越好。,Ri=Ui / Ii,三、输出电阻 Ro,从放大电路输出端看进去的等效电阻。,输入端正弦电压 ，分别测量空载和输出端接负载 RL 的输出电压 、 。,
4、输出电阻愈小，带载能力愈强。,四、通频带,通频带：,fbw= fH fL,放大倍数随频率变化曲线,通频带越宽，表明放大电路对不同频率信号的适应能力越强。,五、非线性失真系数 D,所有谐波总量与基波成分之比，即,六、最大不失真输出幅度,在输出波形没有明显失真情况下放大电路能够提供给负载的最大输出电压(或最大输出电流)可用峰-峰值(UOPP、IOPP)表示，或有效值表示(Uom 、Iom)。,七、最大输出功率与效率,输出不产生明显失真的最大输出功率。用符号 Pom表示。, ：效率 PV：直流电源消耗的功率,2.2 基本共射放大电路的工作原理,2.2.1 基本共射放大电路的组成及各元件作用,T：NP
5、N 型三极管，为放大元件；,VCC：为输出信号提供能量；,RC：当 iC 通过 Rc，将电流的变化转化为集电极电压的变化，传送到电路的输出端；,VBB 、Rb：为发射结提供正向偏置电压，提供静态基极电流(静态基流)。,动态信号作用时：,放大电路没有输入信号时的工作状态称为静态。,2.2.2 设置静态工作点的必要性,一、 静态工作点 (Quiescent Point),静 态工作点Q（直流值）：UBEQ、IBQ、 ICQ 和UCEQ,ICQ= IBQ,对于NPN硅管UBEQ0.7V，PNP锗管UBEQ-0.2V,二、为什么要设置静态工作点,输出电压会 出现失真,对放大电路的基本要求：,1. 输出
6、波形不能失真。 2. 能够放大输入信号。,Q点不仅影响放大电路是否会失真，而且影响放大电路的几乎所有的动态参数。,uCE（-iCRc）,uBE,iB,iC（biB）,电压放大倍数：,B,C,E,一放大原理,2.2.3 基本共射放大电路的工作原理及波形分析,若设置了适当静态工作点,符号说明,基本共射放大电路的电压放大作用是利用晶体管的电流放大作用，并依靠RC将电流的变化转化成电压的变化来实现的。,各电压、电流的波形,静态工作点合适：合适的直流电源、合适的电路参数。 动态信号能够作用于晶体管的输入回路，在负载上能够获得放大了的动态信号。 对实用放大电路的要求：共地、直流电源种类尽可能少、负载上无直
7、流分量。,2.2.4 放大电路的组成原则,一、组成原则,二、常见的两种共射放大电路,1.直接耦合共射放大电路,2.阻容耦合共射放大电路,ICQ IBQ,UCEQ = VCC ICQ RC(无负载时),Rb1,Rb2,(Rb1和RL都会影响静态工作点),1、直接耦合放大电路,问题： 1. 两种电源 2. 信号源与放大电路不“共地”,将两个电源合二为一,共地，且要使信号驮载在静态之上,静态时，,动态时，b-e间电压是uI与Rb1上的电压之和。,二、常见的两种共射放大电路,2、阻容耦合放大电路,耦合电容的容量应足够大，即对于交流信号近似为短路。其作用是“隔离直流、通过交流”。,静态时，C1、C2上电
8、压？,动态时，,C1、C2为耦合电容！,uBEuIUBEQ，信号驮载在静态之上。 负载上只有交流信号。,二、常见的两种共射放大电路,直流电源VBB和VCC 三 极 管 T 集电极负载电阻 RC 偏置电路 VBB 、Rb 耦合电容 Cb1 、Cb2,将变化的集电极电流 转换为电压输出,使三极管工作在线性区 给输出信号提供能量,起隔直作用,对交流起耦合的作用,组成原则：,1、发射结正偏，集电结反偏,2、合适的静态工作点,3、输入信号能加到三极管上,4、输出信号能有效地传送到负载,起放大作用,使发射结正偏、集电结反骗,总结：,静态：输入信号为零时，放大电路的工作状态，也称直流工作状态。,动态：输入信
9、号不为零时，放大电路的工作状态，也称交流工作状态。,电路处于静态时,三极管各电极的电压、电流在特性曲线上确定为一点,称为静态工作点,常称为Q点.常用IB、 IC和UCE (或IBQ、ICQ和UCEQ)表示。,一、静态、静态工作点和动态,工作点偏低,工作点偏高,工作点合适,二、放大电路为什么要建立合适的静态工作点？,ui=0,ui=Usint,三、基本共射放大电路的工作原理及波形分析,2.3.1 直流通路和交流通路,阻容耦合放大电路的 直流通路,共射极放大电路,2.3 放大电路的分析方法,放大电路如图所示。已知BJT的 =80， Rb=300k， Rc=2k， VCC= +12V，求：,共射极放
10、大电路,（1）放大电路的Q点。此时BJT工作在哪个区域？,（2）当Rb=100k时，放大电路的Q点。此时BJT工作在哪个区域？（忽略BJT的饱和压降）,解：（1）,（2）当Rb=100k时，,静态工作点为Q（40uA，3.2mA，5.6V），BJT工作在放大区。,其最小值也只能为0，即IC的最大电流为：,所以BJT工作在饱和区。,UCEQ不可能为负值，,此时，Q（120uA，6mA，0V），,例题,2.3.2 图解分析法, 用近似估算法求静态工作点, 用图解分析法确定静态工作点,一、静态工作情况分析,二、动态工作情况分析,三、波形非线性失真分析,四、最大不失真输出幅度分析, 截止失真, 饱和失
11、真, 交流通路, 放大过程, 交流负载线, 放大倍数分析,静态,ui=0时，放大电路的工作状态，也称直流工作状态。,静态分析,确定放大电路的静态值IB、IC、UCE（或IBQ、ICQ、UCEQ），即静态工作点Q。静态工作点的位置直接影响放大电路的质量。,静态分析方法,计算法,图解分析法,要借助于放大电路的直流通路，直流通路是直流电流的通路。,只要将电路中的耦合电容和旁路电容开路，即可得到直流通路。,一、静态工作情况分析,放大电路的输入和输出直流负载线,三极管的输入和输出特性曲线,确定静态工作点,（1）由输入特性曲线和输入直流负载线求IBQ、UBEQ,UBE=VCC-IBRb, 直流负载线,VC
12、C/Rb,VCC,IBQ,Q,- 1/Rb,作出直流负载线，直流负载线和输入特性曲线的交点即是静态工作点Q，由Q可确定IBQ、UBEQ,一、静态工作情况分析,Q,IBQ,ICQ,UCEQ,负载线,（2）由输出特性曲线和 输出直流负载线求ICQ、VCEQ,iC=f(uCE) IB=const,动态,输入信号ui0时放大电路的工作状态，也称交流工作状态。,动态分析要借助于交流通路,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,(1)将放大电路中电容视作短路；,1、交流通路的画法：,(2)直流电源内阻很小，对交流信号可视作短路。,二、动态工作情况分析,ui,uo,uo与
13、 ui 的相差为1800,2.放大电路的工作过程,当交流信号加到放大器输入端时,管子各点的电压和电流将在静态值基础上叠加一交流分量, 电路中的信号既有直流又有交流。,由交流通路得纯交流负载线：,共射极放大电路,uce= -ic (Rc /RL),因为交流负载线必过Q点，即 uce= uCE - UCEQ ic= iC - ICQ 同时，令RL = Rc/RL,3. 交流通路及交流负载线,uCE - UCEQ= -(iC - ICQ ) RL,即 iC = (-1/RL) uCE + (1/RL) UCEQ+ ICQ,二、动态工作情况分析,不截止 Ucm1,不饱和 Ucm2,4. 输入交流信号时
14、的图解分析,4. 输入交流信号时的图解分析,共射极放大电路,# 动态工作时， iB、 iC的实际电流方向是否改变，uCE的实际电压极性是否改变？,二、动态工作情况分析,通过图解分析，可得如下结论： 1. ui uBE iB iC uCE |-uo| 2. uo与ui相位相反； 3. 可以测量出放大电路的电压放大倍数；,电压放大倍数的分析(直接耦合方式),斜率不变,三、波形非线性失真的分析,1. 静态工作点过低，引起 iB、iC、uCE 的波形失真,截止失真,（动画3-2）,NPN 管截止失真时的输出 uo 波形。uo 波形顶部失真,消除方法：减小Rb或 增大VBB。,2.饱和失真 Q 点过高，
15、引起 iC、uCE的波形失真,饱和失真产生于晶体管的输出回路！,NPN 管饱和失真时的输出 uo 波形。uo 波形底部失真,消除方法：增大Rb或 减小VBB，或Rc，或增大VCC。,饱和失真,截止失真,由于放大电路的工作点 到达了三极管的饱和区 而引起的非线性失真。,由于放大电路的工作点 到达了三极管的截止区 而引起的非线性失真。,波形的失真,双向失真,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。,静态工作点位置合适，但信号过大所引起的非线性失真。,四、用图解法估算最大输出幅度,O,iB = 0,Q,uCE/V,iC / mA,A,C,B,D,E,交流负载线,输出波形没有明显失真时能够输出最大电压。即输出特性的 A、B 所限定的范围。,Q 尽量设在线段 AB 的中点。则 AQ = QB，CD = DE,问题：如何求最大不失真输出电压？,Uomax=min(UCEQ-UCES) , (RLICQ),4、图解法的特点,形象直观； 适应于Q点分析、失真分析、最大不失真输出电压的分析； 能够用于大信号分析； 不易准确求解； 不能求解输入电阻、输出电阻、频带等参数。,讨论,1. 在什么参数、如何变化时Q1 Q2 Q3 Q4？ 2. 从输出电压上看，哪个Q点下最易产生截止失真？哪个Q
