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1、第6章 放大电路分析基础讲授人：刘讲授人：刘 家家 磊磊第6章 放大电路分析基础把微弱的电信号不失真地放大到负载所需的数值。放大器第6章 放大电路分析基础传感器自动控制第第6 6章章 放大电路分析基础放大电路分析基础共发射极放大电路的动态分析6.3共发射极放大电路的静态分析6.2工作点稳定的典型电路射极偏置电路6.4放大电路工作原理6.1第第6 6章章 放大电路分析基础放大电路分析基础场效应管放大电路 6.7共基极电路6.6多级放大器6.8共集电极电路射极输出器6.5放大电路工作原理6.1共发射极放大电路的静态分析6.2直流通路和交流通路6.1.1放大电路的组成原理6.1.2第第6 6章章 放
2、大电路分析基础放大电路分析基础6.1.1 放大电路工作原理放大电路的核心部件 集电极电流放大的目的基极电流 6.1.1 放大电路工作原理图6.1 共发射极基本放大电路C2的作用与C1相似, 使交流信号能顺利传送至负载, 同时, 使放大器与负载之间无直流联系。电容C1为耦合电容, 其作用是: 使交流信号顺利通过加至放大器输入端，同时隔直流, 使信号源与放大器无直流联系。C1一般选用容量大的电解电容, 它是有极性的, 使用时, 它的正极与电路的直流正极相连, 不能接反。6.1.1 放大电路工作原理 (1) 必须保证BJT工作在放大区。图6.1中Rb, UBB保证e结正向偏置; Rc, UCC保证c
3、结反向偏置。保证BJT在电路中始终处于放大状态，必须要使BJT建立一定的直流工作状态。 （2）电路中应保证输入信号能加到三极管的发射结，以控制三极管的电流。 （3）保证信号电压输出加至负载。组成放大电路时遵循的原则：6.1.1 放大电路工作原理图6.1中使用两个电源，为了方便，可以采用单电源供电，如图6.2所示：图6.2 单电源共发射极放大电路三极管 T 起放大作用。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输入耦合电容C1保证信号加到发射结，不影响发射结偏置。输出耦合电容C2保证信号输送到负载，不影响集电结偏置。负载电阻RC、RL将变化的集电极电流转换为电压
4、输出。例1:判断图6.3电路是否具有放大作用 6.1.1 放大电路工作原理 解： 图6.3 a不能放大，因为是NPN三极管，所加的电压UBE不满足条件，所以不具有放大作用。图6.3 b具有放大作用。 图6.36.1.2 直流通路和交流通路1.什么是直流或交流通路? ? 首先我们需要知道首先我们需要知道什么是什么是静态或动态静态或动态的概的概念。念。输入信号为零时的工作状态称为静态。静态时，电路只有直流通路。有输出信号时的工作状态称为动态，动态时应考虑电路的交流通路。 由于放大电路中存在着电抗元件，所以直流通路和交流通路不相同。对于直流通路来说，电容被视为开路，电感被视为短路；对于交流通路，电容
5、和电感应作为电抗元件处理，当其电抗与所在回路的串联电阻相比可忽略其作用时，电容一般按短路处理，电感按开路处理。 直流电源因为其两端电压值固定不变，内阻视为零，故在画交流通路时也按短路处理。6.1.2 直流通路和交流通路例2 试画出图6.4所示电路的直流通路和交流通路。 6.1.2 直流通路和交流通路图6.4解：图6.4所示电路的直流通路如图6.5所示；图6.5 直流通路图6.6 交流通路交流通路如图6.6所示。6.1.2 直流通路和交流通路放大电路的分析主要包含两个部分:(1)直流分析。又称为静态分析，主要求出电路的直流工作状态，即求出基极直流电流IB；集电极直流电流IC；集电极与射极间直流电
6、压UCE。(2)交流分析。又称动态分析，主要求出电压放大倍数、输入电阻、输出电阻等。这些直流电流和电压是BJT输入输出特性曲线上的一个确定点，称为静态工作点。放大电路工作原理6.1共发射极放大电路的静态分析6.2第第6 6章章 放大电路分析基础放大电路分析基础电路参数对静态工作点的影响图解法确定静态工作点6.2.1解析法确定静态工作点6.2.26.2.3 在学习之前，我们先来了解一个概念：什么是Q点？6.2 共发射极放大电路的静态分析 它就是直流工作点，又称为静态工作点，简称Q点。我们在进行静态分析时，主要是求基极直流电流IB、集电极直流电流IC、集电极与发射极间的直流电压UCE。 求解静态工
7、作点的方法：公式法(解析法)和作图法(图解法)两种方法。 由于晶体三极管导通时，UBE变化很小，可视为常数，一般 硅管 UBE=0.6V0.8V，取0.7V 锗管 UBE=0.1V0.3V，取0.2V 当UCC、Rb已知，由(61)式可求出IBQ。6.2.1 解析法确定静态工作点 根据放大电路的直流通路，可以估算出该放大电路的静态工作点。 由图6.5，首先由基极回路求出静态时基极电流IBQ：(61)(62) 根据三极管各极电流关系，可求出静态工作点的集电极电流ICQ。 ICQ=IBQ (63) 再根据集电极输出回路可求出UCEQ。 UCEQ=UCC-ICRc (64)6.2.1 解析法确定静态
8、工作点 例3 估算图6.2放大电路的静态工作点。设UCC=12V，Rc=3k，Rb =280k，=50，三极管为硅管。直流通路如图6.5所示。 解：根据公式(61)、(63)、(64)得6.2.2 图解法确定静态工作点 三极管的电流、电压关系可用输入特性曲线和输出特性曲线表示，我们可以在特性曲线上，直接用作图的方法来确定静态工作点。 用图解法的关键是正确的作出直流负载线，通过直流负载线与iB=IBQ的特性曲线的交点，即为Q点。读出它的坐标即得IC和UCE。 将图6.5直流通路，改画成图6.7(a)，由图中的a、b两端向左看，其ICuCE关系由三极管中IB=IBQ的输出特性曲线确定，其 ，如图6
9、.7(b)所示。由图中的a、b两端向右看，电流IC与uCE关系由回路的电压方程表示： uCE=UCC-IC * Rc uCE与IC是线性关系，只需确定两点即可： 令iC=0，uCE=UCC，得M点；令uCE=0, ，得N点。将M、N两点连接起来，即得一条直线，称为直流负载线，它反映了直流电流、电压与负载电阻Rc的关系。6.2.2 图解法确定静态工作点 图6.7 静态工作点的图解法6.2.2 图解法确定静态工作点 由于在同一回路中只有一个IC值和uCE值，即IC、uCE既要满足图6.7(b)所示的输出特性，又要满足图6.7(c)所示的直流负载线，所以电路的直流工作状态，必然是IB=IBQ的特性曲
10、线和直流负载线的交点，只要知道IBQ即可，一般通过(61)式可直接求出，Q点的确定如图6.7(d)所示。 由上可得出用图解法求Q点的步骤： (1)在输出特性曲线坐标中，按直流负载线方程uCE=UCC-iCRC，作出直流负载线。 (2) 由基极回路求出IBQ。 (3)找出iB=IBQ这一条输出特性曲线，与直流负载线的交点即为Q点。读出Q点坐标的电流、电压值即为所求。 6.2.2 图解法确定静态工作点6.2.2 图解法确定静态工作点 例4 如图6.8(a)电路，已知Rb=280k，Rc=3k，UCC=12V，三极管的输出特性曲线如图6.8(b)，试用图解法确定静态工作点。图6.8 例4电路图6.2
11、.2 图解法确定静态工作点 解：首先写出直流负载方程，并作出直流负载线： 连接这两点，即得直流负载线。然后，由基极输入回路，计算IBQ 。 直流负载线与iB=IBQ=40A这一条特性曲线的交点，即为Q点，从图上查出IBQ=40A，ICQ=2mA，UCEQ=6V，与例3结果一致。6.2.3 电路参数对静态工作点的影响改变Rb改变Rc改变Ucc Rb变化，只对IB有影响。Rb增大，IB减小，工作点沿直流负载线下移。 Rc变化，只改变负载线的纵坐标Rc增大，负载线的纵坐标下移,工作点沿iB=IB这条特性曲线左移 Ucc变化,IB和直流负载线同时变化Ucc增大,IB增大,直流负载线水平向右移动,工作点
12、向右上方移动Rb减小，IB增大，工作点沿直流负载线上移 Rc减小,负载线的纵坐标上移,工作点沿iB=IB这条特性曲线右移 Ucc减小,IB减小,直流负载线水平向左移动,工作点向左下方移动 静态工作点的位置在实际应用中很重要，它与电路参数有关。下面我们分析一下电路参数Rb，Rc，Ucc对静态工作点的影响。 例5：如图6.9所示：(1) 要使工作点由Q1变到Q2点应使（ ） A.Rc增大 B.Rb增大 C.Ucc增大 D.Rc减小(2) 要使工作点由Q1变到Q3点应使( ) A.Rb增大 B.Rc增大 C.Rb减小 D.Rc减小答案： (1) D (2) A注意：在实际应用中，主要是通过改变电阻Rb来改变静态工作点。 6.2.3 电路参数对静态工作点的影响课堂小结 通过本次的讲解，首先使同学们理解了放大电路的工作原理，即组成放大电路所遵循的原则，直流通路和交流通路等；然后使同学们掌握了共发射极放大电路的静态分析方法，即解析法和图解法，最后使同学们理解了电路参数对静态工作点的影响。
