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1、第第4章章放大电路的基本原理放大电路的基本原理4.1基本放大电路的组成基本放大电路的组成 4.2放大电路的基本分析方法放大电路的基本分析方法4.3工作点的稳定问题工作点的稳定问题4.4 射极输出器射极输出器4.5差分放大电路差分放大电路4.1基本放大电路的组成基本放大电路的组成 图图 4.1.1单管共射放大电路单管共射放大电路的原理电路的原理电路VT：NPN 型三极管，为放大元件；型三极管，为放大元件；VCC：为输出信号提供能量；为输出信号提供能量；RC：当当 iC 通通过过 Rc，将将电电流流的的变变化化转转化化为为集集电电极极电电压压的的变变化化，传传送送到到电电路路的输出端；的输出端；V
2、BB、Rb：为为发发射射结结提提供供正正向向偏偏置置电电压压，提提供供静静态基极电流态基极电流(静态基流静态基流)。4.2.1静态分析计算静态分析计算bceIBQICQ UCEQ图图 4.2.1硅管硅管 UBEQ=(0.6 0.8)V锗管锗管 UBEQ=(0.1 0.2)VICQ IBQUCEQ=VCC ICQ RC4.2放大电路的基本分析方法放大电路的基本分析方法4.2.2动态分析动态分析晶晶体体管管在在小小信信号号(微微变变量量)情情况况下下工工作作时时，可可以以在在静静态态工工作作点点附附近近的的小小范范围围内内用用直直线线段段近近似似地地代代替替三三极极管管的的特特性性曲曲线线，三三极
3、极管管就就可可以以等等效效为为一一个个线线性性元元件件。这这样样就就可可以以将将非非线线性性元元件件晶晶体体管管所所组组成成的的放放大大电电路路等等效效为为一一个个线性电路。线性电路。微变等效条件微变等效条件研究的对象仅仅是研究的对象仅仅是变化量变化量信号的信号的变化范围很小变化范围很小（1）三极管的简化参数等效电路）三极管的简化参数等效电路注注意意：这这里里忽忽略略了了 uCE 对对 iC与与输输出出特特性性的的影影响响，在在大大多多数数情情况况下下，简简化化的的微微变变等等效效电电路路对对于于工工程程计计算算来来说说误差很小。误差很小。图图 4.2.2三极管的简化三极管的简化 等效电路等效
4、电路cbe +uBE +uCE iC iBebcrbe iB+uBE +uCE iC iB(二二)rbe 的近似估算公式的近似估算公式rbb ：基区体电阻。基区体电阻。re b ：基射之间结电阻。基射之间结电阻。低频、小功率管低频、小功率管 rbb 约为约为 300 。UT：温度电压当量。：温度电压当量。c beiBiCiE图图 2.4.13电流放大倍数与电压放大倍数之间关系电流放大倍数与电压放大倍数之间关系因：因：（2）放大电路的微变等效电路画法对交流分量而言，电容C1和C2可视作短路；同时一般直流电源的电阻很小，可以忽略不计，对交流讲直流电源也可以认为是短路的。据此即可画出交流通路。再把交
5、流通路中的晶体管用微变等效电路代替，即为放大电路的微变等效电路。4.2.3共发射极交流等效电路（3）电压放大倍数的计算 以图4.2.3的交流放大电路为例计算电压放大倍数。设输入的是正弦信号，电压和电流都可用相量表示，根据电路图可列出：故放大电路的电压放大倍数：等效电路法的步骤等效电路法的步骤(归纳归纳)1.首首先先利利用用近近似似估估算算法法确确定定放放大大电电路路的的静静态态工工作点作点 Q。2.求求出出静静态态工工作作点点处处的的微微变变等等效效电电路路参参数数 和和 rbe。3.画画出出放放大大电电路路的的微微变变等等效效电电路路。可可先先画画出出三三极极管管的的等等效效电电路路，然然后
6、后画画出出放放大大电电路路其其余余部部分分的的交交流通路。流通路。4.列出电路方程并求解。列出电路方程并求解。4.3.1静态工作点稳定电路静态工作点稳定电路一、电路组成一、电路组成分压式偏置电路分压式偏置电路C1RcRb2+VCCC2RL+CeuoRb1ReiBiCiEiRuiuEuB图图 4.3.1分压式工作点稳定电路分压式工作点稳定电路由于由于 UBQ 不随温度变化，不随温度变化，电流负反馈式工作点稳定电路电流负反馈式工作点稳定电路T ICQ IEQ UEQ UBEQ(=UBQ UEQ)IBQ ICQ 4.3工作点的稳定问题工作点的稳定问题说明：说明：1.Re 愈愈大大，同同样样的的 IE
7、Q 产产生生的的 UEQ 愈愈大大，则则温温度度稳稳定定性性愈愈好好。但但 Re 增增大大，UEQ 增增大大，要要保保持持输输出量不变，必须增大出量不变，必须增大 VCC。2.接接入入 Re，电电压压放放大大倍倍数数将将大大大大降降低低。在在 Re 两两端端并并联联大大电电容容 Ce，交交流流电电压压降降可可以以忽忽略略，则则 Au 基基本本无影响。无影响。Ce 称旁路电容称旁路电容3.要要保保证证 UBQ 基基本本稳稳定定，IR IBQ，则则需需要要 Rb1、Rb2 小小一一些些，但但这这会会使使电电阻阻消消耗耗功功率率增增大大，且且电电路路的的输输入入电电阻阻降降低低。实实际际选选用用 R
8、b1、Rb2 值值，取取 IR=(5 10)IBQ，UBQ=(5 10)UBEQ。二、静态与动态分析二、静态与动态分析静态分析静态分析C1RcRb2+VCCC2RL+CeuoRb1ReiBiCiEiRuiuEuB由于由于 IR IBQ，可得可得(估算估算)静态基极电流静态基极电流动态分析动态分析C1RcRb2+VCCC2RL+CeuoRb1ReiBiCiEiRuirbe ebcRcRL+Rb2Rb1RcRb2+VCCRL+uiuoRb1Re4.4 射极输出器射极输出器C1Rb+VCCC2RL+Re+RS+_ _+rbebec为射极输出器为射极输出器图图 4.4.1共集电极放大电路共集电极放大电
9、路一、静态工作点一、静态工作点C1Rb+VCCC2RL+Re+RS+由基极回路求得静态基极电流由基极回路求得静态基极电流则则(a)电路图电路图图图 4.4.2共集电极放大电路共集电极放大电路二、电流放大倍数二、电流放大倍数所以所以三、电压放大倍数三、电压放大倍数结结论论：电电压压放放大大倍倍数数恒恒小小于于 1，而而接接近近 1，且且输输出出电电压与输入电压同相，又称压与输入电压同相，又称射极跟随器。射极跟随器。+_+rbebec(b)等效电路等效电路四、输入电阻四、输入电阻+_+rbebec输入电阻较大。输入电阻较大。Ri五、输出电阻五、输出电阻+_rbebec 输出电阻低，故带载能力比较强
10、。输出电阻低，故带载能力比较强。Ro图图 4.4.4求射极输出器求射极输出器 Ro 的等效电路的等效电路 4.5.1差分放大电路原理差分放大电路原理1.电路组成电路组成+VCCRc2+VT1VT2Rb2Rc1Rb1+uId+uoR1R2假设电路完全对称假设电路完全对称当当 uId=0，时，时UCQ1=UCQ2UO=0图图 4.5.1差分放大电路的基本形式差分放大电路的基本形式4.5差分放大电路差分放大电路4.5.2典型差分放大电路典型差分放大电路可减小每个管子输出端的温漂。可减小每个管子输出端的温漂。1.电路组成电路组成+VCCRc+VT1VT2Rc+uId+uoRR-VEERe Re 称为称
11、为“长尾电阻长尾电阻”。且引入且引入共模负反馈共模负反馈。Re 愈愈大大，共共模模负负反反馈馈愈愈强强。Ac 愈愈小小。每每个个管管子的零漂愈小。子的零漂愈小。对对差差模模信信号号无负反馈。无负反馈。图图 4.2.8长尾式差分放大电路长尾式差分放大电路2.静态分析静态分析+VCCRc+VT1VT2Rc+uId+uoRR-VEERe当当 uId=0 时，由于电路结构对称，故：时，由于电路结构对称，故：IBQ1=IBQ2=IBQ，ICQ1=ICQ2=ICQ，UBEQ1=UBEQ2=UBEQ，UCQ1=UCQ2=UCQ，1=2=IBQR+UBEQ+2IEQRe=VEE则则ICQ IBQ(对地对地)图
12、图 4.2.8长尾式差分放大电路长尾式差分放大电路3.动态分析动态分析RcVT1VT2Rc+uoRR uI1 uI2则则同理同理图图 4.2.8长尾式差分长尾式差分放大电路的交流通路放大电路的交流通路图图4.2.10接有调零电位器的长尾差分电路接有调零电位器的长尾差分电路RcVT1VT2Rc+uoRRuI1uI2RWVEE+VCCRe输出电压为输出电压为差模电压放大倍数为差模电压放大倍数为差模输入电阻为差模输入电阻为差模输出电阻为差模输出电阻为结论结论(1)双双端端输输出出时时，Ad 与与单单管管 Au 基基本本相相同同；单单端端输输出出时，时，Ad 约为双端输出时的一半。约为双端输出时的一半
13、。双端输出时，双端输出时，Ro=2Rc；单端输出时，；单端输出时，Ro=Rc。(2)双双端端输输出出时时，理理想想情情况况下下，KCMR ；单单端端输输出时，共模抑制比不如双端输出高。出时，共模抑制比不如双端输出高。(3)单单端端输输出出时时，可可以以选选择择从从不不同同的的三三极极管管输输出出，而使输出电压与输入电压反相或同相。而使输出电压与输入电压反相或同相。(4)单单端端输输出出时时，由由于于引引入入很很强强的的共共模模负负反反馈馈，两两个管子仍基本工作在差分状态。个管子仍基本工作在差分状态。(5)单端输出时，单端输出时，Rid 2(R+rbe)。差分放大电路四种接法的性能比较差分放大电路四种接法的性能比较 接法接法性能性能差分输入差分输入双端输出双端输出差分输入差分输入单端输出单端输出单端输入单端输入双端输出双端输出单端输入单端输入单端输出单端输出AdKCMR很高很高很高很高较高较高较高较高RidRo
