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1、单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版副标题样式*1第8章 交流放大电路8.1 基本交流电压放大电路8.2 基本交流电压放大电路分析8.3 分压式偏置放大电路8.4 多级放大电路8.5 放大电路中的负反馈8.6 互补对称功率放大电路 8.1 基本交流电压放大电路 共射极基本放大电路如图8-1所示。三极管 VT为放大元件，用基极电流iB控制集电极电流iC。电源UCC使集电结反偏，UBB使三极管的发射结正偏，三极管处在放大状态。 大连理工大学出版社8.2 基本交流电压放大电路分析一、共射极基本放大电路的静态分析 静态是指无交流信号输入时，电路中的电流、电压的状态，静态时三极管各极电流和电压值称为
2、静态工作点Q（主要指IBQ、ICQ和UCEQ。静态分析主要是确定放大电路中的静态值IBQ、ICQ和UCEQ。1.估算法计算静态工作点 大连理工大学出版社（4）求静态工作点Q并确定ICQ、UCEQ的值。三极管的ICQ和UCEQ既要满足IB = 40A的输出特性曲线，又要满足直流负载线，因而三极管必然工作在它们的交点Q，该点就是静态工作点。由静态工作点Q便可在坐标上查得静态值ICQ和UCEQ。 【例8-1】 如图8-2所示电路，已知UCC =12 V，RB =300 k，RC =3 k，RL=3 k，RS=3 k，=50，试求放大电路的静态工作点。解 :求静态工作点: 大连理工大学出版社 二、共射
3、极基本放大电路的动态分析 动态是指有交流信号输入时，电路中的电流、电压随输入信号做相应变化的状态。由于动态时放大电路是在直流电源UCC和交流输入信号ui共同作用下工作，电路中的电压uCE、电流iB和iC均包含两个分量。1.图解法进行动态性能分析 （1）根据静态分析方法，求出静态工作点Q。 （2）根据ui在输入特性曲线上求uBE和iB，如图8-6（a）所示。 大连理工大学出版社（3）作交流负载线。交流负载线反映动态时电流ic和电压uce的变化关系。由于可将交流信号直流电源及电容C1、C2视为短路，RL与RC并联，得到集电极交流电流ic与集射极交流电压uce的关系为 uce=-ic（RCRL） （
4、4）设输入端加入中频电压，则可得到三极管各极相关电压与电流的波 形如图8-6所示。由输出特性曲线和交流负载线求ic和uce。 大连理工大学出版社由图解分析波形可得到以下几点结论: 交流信号的传输情况为: ui（即ube）ibicuo（即uce）。 电压和电流都含有直流分量和交流分量。由于C2的隔直作用，集射极的直流分量不能传递到输出端，只有交流分量构成输出电压uo。 输入电压信号ui与输出电压信号uo相位相反，即实现了倒相放大。 从图8 -6中可以计算出电压放大倍数Au，其值等于输出交流电压的幅值与输入交流 电压的幅值之比。显然RL阻值越小，交流负载线越陡，电压放大倍数越小。 静态工作点Q设置
5、得不合适，会对放大电路的性能造成影响。若Q点偏高，在输入信号的正半周，Q进入饱和区，造成iC和uCE的波形与iB（或ui）的波形不一致。大连理工大学出版社 输出电压输出电压u uo o 的负半周出现平顶畸变，称为饱和失真，如的负半周出现平顶畸变，称为饱和失真，如图图8-78-7（a a）所示）所示; ;若若Q Q点偏低，则输出电压点偏低，则输出电压u uo o 的正半周出现平的正半周出现平顶畸变，称为截止失真，如图顶畸变，称为截止失真，如图8-78-7（b b）所示。饱和失真和截止）所示。饱和失真和截止失真统称为非线性失真。失真统称为非线性失真。 大连理工大学出版社2.微变等效电路法 微变等效
6、电路法是解决放大元件非线性问题的另一种常用的方法，其实质是在信号变化范围很小（微变）的前提下，可认为三极管电压、电流之间的关系基本上是线性的，这样就 可用一个线性等效电路来代替非线性的三极管，将放大电路转化成线性电路。 （1）三极管的微变等效电路 所谓等效，就是替代前后电路的伏安关系不变。 三极管的输入端、输出端的伏安关系可用其输入、输出特性曲线来表示。设Q点设置在放大区，在输入特性的Q点附近，特性基本上是一段直线，即iB与uBE成正比，故在三极管的 B、E间可用一等效电阻rbe来代替。rbe的近似值为 大连理工大学出版社（2）放大电路的微变等效电路 （3）电压放大倍数的计算 输入的信号为 大
7、连理工大学出版社（4）输入电阻 输入电阻ri的大小决定了放大电路从信号源吸取电流（输入电流）的大小。为了减轻信号源的负担，总希望ri越大越好。 （5）输出电阻 输出电阻ro的计算方法是:信号源 短路，断开负载RL，在输出端加电压 ，求出由 产生的电流 ，则输出电阻为 对于负载而言，放大器的输出电阻ro越小，负载电阻RL的变化对输出电压的影响就越小，表明放大器带负载能力越强， 大连理工大学出版社【例8-2】 如图8-2所示电路，已知UCC =12 V，RB=300 k，RC=3 k，RL=3 k，RS= 3 k，=50，试求:（1）RL接入和断开两种情况下电路的电压放大倍数Au; （2）输入电阻
8、ri和输出电阻ro; （3）输出端开路时的电源电压放大倍数AuS。 解 :例8-1中已求出电路的静态工作点，再求三极管的动态输入电阻为（1）RL接入时的电压放大倍数Au为 大连理工大学出版社RL断开时的电压放大倍数Au为 （2）输入电阻ri为 =3000.963=0.96 k 输出电阻ro 为 ro=RC=3 k （3） 大连理工大学出版社三、射极输出器 射极输出器如图8-9（a）所示，它是共集电极放大电路，该电路具有如下特点: （1）电压放大倍数小于1，但约等于1，即电压跟随; （2）输入电阻较高; （3）输出电阻较低。 大连理工大学出版社【例8-3】 如图8-9（ a）所示电路，已知UCC
9、=12 V，RB=200 k，RE=2 k，RL=3 k， RS=100，=50。试估算静态工作点，并求电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。 解 :（1）用估算法计算静态工作点 根据图8 -9（a）绘制射极输出器的直流通路，如图8 -9（b）所示。 根据 KVL定律，基极回路的方程式为 UCC=IBQRB+UBEQ +URE式中 URE=IEQRE=（1+）IBQRE =0.0374 mA=37.4A ICQ=IBQ=500.0374=1.87 mAUCEQUCC-ICQRE=12-1.872=8.26 V大连理工大学出版社（2）求电压放大倍数Au、输入电阻ri和输出电阻ro =47.4 k =
10、RBRS=200103100=100 = =R RE ER RL L=2=23=1.2 k3=1.2 k 大连理工大学出版社8.3 分压式偏置放大电路一、三极管分压式偏置放大电路 温度tICIEUE（=IERE）UBE（=UB-IERE）I BIC通过上述调节达到稳定静态工作点的目的。 大连理工大学出版社【例8-4】 如图8-10所示电路，已知UCC=12 V，RB1=20 k，RB2=10 k，RC=3 k， RE=2 k，RL=3 k，=50。试估算静态工作点，并求电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。 解 :（1）用估算法计算静态工作点 V ICQIEQ = =1.65 mA IBQ= mA
11、=33AUCEQ=UCC-ICQ（RC+RE）=12-1.65（3+2）=3.75 V大连理工大学出版社（2）求电压放大倍数 其微变等效电路与共射极放大电路的微变等效电路相似（如图 8 -8所示），在输入回路中增加了并联电阻。（3）求输入电阻和输出电阻 ri=RB1RB2rbe=20101.1=0.944 kro=RC=3 k大连理工大学出版社二、场效应管偏置放大电路 UGS=UG-US= -IDRS 大连理工大学出版社【例8-5】 如图8-13所示电路，已知UDD=20 V，RD=5 k，RS=5 k，RL=5 k，RG= 1261 M，RG1=300 k，RG2=100 k，gm=5 mA
12、/V。求静态工作点及电压放大倍数Au、输入电阻ri和输出电阻ro。 解 :静态工作点为 =5 V 1 mAUDS=UDD-ID（RD+RS）=20-1（5+5）=10 V 大连理工大学出版社电压放大倍数为 =RDRL=55=2.5 kAu=-gm =-52.5=-12.5输入电阻为 ri=RG+RG1RG2=1000+300100=1075 k输出电阻为 ro=RD=5 k大连理工大学出版社8.4 多级放大电路一、阻容耦合多级放大电路1.静态工作点分析 各级单独计算。 大连理工大学出版社2.动态分析（1）电压放大倍数等于各级电压放大倍数的乘积，即 （2）输入电阻就是第一级的输入电阻。 （3）输
13、出电阻就是最后一级的输出电阻。 大连理工大学出版社二、直接耦合多级放大电路 值得注意的是，各级静态工作点互相影响，且由于温度影响等因素，放大电路在无输入信号的情况下，输出电压uo出现缓慢、不规则波动的现象，这种现象称做零点漂移。 抑制零点漂移的方法有多种，如采用温度补偿电路、稳压电源以及精选电路元件等方法。最有效且广泛采用的方法是输入级采用差动放大电路。 大连理工大学出版社电路输入电压: ui=ui1-ui2电路输出电压: uo=uo1-uo2 当两输入端加的信号大小相等、极性相反时，输入信号为差模信号，设两输入信号为 因两侧电路对称，放大倍数相等，电压放大倍数用Ad表示，则输出电压为 uo1
14、 =Adui1，uo2=Adui2uo=uo1-uo2=Ad（ui1-ui2）=Adui 由上式可得差模电压放大倍数为 大连理工大学出版社 当两输入端加的信号大小相等、极性相同时，输入信号为共模信号，设两输入信号为 ui1=ui2=ui则输出电压为 uo1=uo2=Auui，uo=uo1-uo2=0可得共模电压放大倍数为 定义 :共模抑制比 ，共模抑制比越大，表示电路放大差模信号和抑制共模信号的能力越强。 大连理工大学出版社三、变压器耦合多级放大电路 变压器耦合的优点是:各级直流通路相互独立，变压器通过磁路，把初级线圈的交流信号传到次级线圈，直流电压或电流无法通过变压器传给次级。变压器在传递信
15、号的同时，能实现阻抗变换。 大连理工大学出版社8.5 放大电路中的负反馈一、反馈的基本概念 反馈是指把放大电路输出回路中某个电量（电压或电流）的一部分或全部，通过一定的电路形式（反馈网络）送回到放大电路的输入回路，并同输入信号一起参与控制作用，以使放大电路的某些性能获得改善的过程。 大连理工大学出版社二、反馈的极性和类型 1.反馈的极性 不同极性的反馈对放大电路性能的影响截然不同，因此在分析具体反馈电路时，首先必须正确地判断出电路中反馈的极性。判断反馈极性的简便方法是瞬时极性法，具体做法如下: （1）不考虑电路中所有电抗元件的影响; （2）用正负号（或箭头）表示电路中各点电压的瞬时极性（或瞬时
16、变化）; （3）假定输入电压ui的极性，看ui经过放大和反馈后得到的反馈信号（uf或if）的极性是增强还是减弱有效输入信号（或）。使有效输入信号减弱的反馈就是负反馈，使有效输入信号增强的反馈就是正反馈。 大连理工大学出版社【例8-6】 放大电路如图8-21所示。说明该电路中有无反馈，如果有反馈，是正反馈还是负反馈。 大连理工大学出版社解 :判断一个电路中是否存在反馈，就是要看电路中有无联系输出回路和输入回路的元件。图8-21中Rf就是起这种联系作用的元件，因此Rf就是反馈元件，它构成反馈网络。 判断反馈极性利用瞬时极性法。假定ui的极性为“+”（对地），则经一级共射电路放大后，uo1的极性为“-”，再经一级共集电极电路放大后，uo2的极性为“-”，通过Rf的反馈电流的瞬时流向由其两端的瞬时电压极性决定。如图8 -21所示，由于if的分流作用，使得放大电路的有效输入信号=iB=ii-if减弱，故为负反馈。 大连理工大学出版社2.反馈的类型 （1）根据输入端采样对象的不同可以将反馈分为并联反馈和串联反馈。 （2）根据输出端反馈采样对象的不同，可以将反馈分为电压反馈和电流反馈。 大连理工大学
