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1、2.1 放大系统简介常见系统举例放大电路的基本概念放大的本质是放大的对象是变化量；放大的前提是不失真，只有在不失真的情况下放大才有意义。对能量的控制和转换 一一 基本放大电路的组成基本放大电路的组成 二二 直流通道和交流通道直流通道和交流通道 三三 静态和动态静态和动态 四四 分析方法分析方法2.2 基本放大电路一、基本放大电路的组成起放大作用。1 1 保证集电结反偏保证集电结反偏2 2 将交流集电极电流将交流集电极电流转换为电压输出。转换为电压输出。 保证发射结正偏保证发射结正偏 保证基极有个合适的保证基极有个合适的静态电流静态电流 输入耦合电容输入耦合电容C C1 1保证交流保证交流信号加
2、到发射结，割断信号源信号加到发射结，割断信号源与三极管基极的直流通路。与三极管基极的直流通路。 输出耦合电容输出耦合电容C C2 2保证放大保证放大的交流信号输送到负载，而放的交流信号输送到负载，而放大电路的直流成分不能加到负大电路的直流成分不能加到负载上。载上。各元件的作用：各元件的作用：三极管T集电极负载电路RC和EC偏置电路EB、RB耦合电容C1、C2二、直流通道和交流通道(b)(b)交流通道交流通道 (a)(a)直流通道直流通道 即交流信号为即交流信号为0 0时，直流信号通过的通道。画直流时，直流信号通过的通道。画直流通路时，通路时，电容视为开路；电容视为开路；电感视为短路；电感视为短
3、路；电电压源视为短路，电流源视为开路，但保留其内阻；压源视为短路，电流源视为开路，但保留其内阻；能通过交流信号的电路通道。画交流通路时，能通过交流信号的电路通道。画交流通路时， 耦合耦合电容短路电容短路; ; 无内阻的直流电源视为短路。无内阻的直流电源视为短路。三、静态和动态 静态当交流输入电压ui=0时，放大电路的工作状态，也称直流工作状态。 放大电路建立正确的静态，是保证动态工作的前提。分析放大电路必须要正确地区分静态和动态。 动态当交流输入电压ui0时，放大电路的工作状态，也称交流工作状态。四、基本放大电路的分析方法1 1 参数的表示方法参数的表示方法2 2 放大电路的静态分放大电路的静
4、态分析析3 3 放大电路的动态分放大电路的动态分析析以基极电流为例来进行说明基极电流的基极电流的直流分量基极电流的基极电流的交流分量的瞬时值的瞬时值基极电流的交流分量的有效值 基极电流的瞬时值（交流分量+直流分量）1 1、参数的表示方法、参数的表示方法简化的电路简化的电路电路的简化画法去掉去掉E EB B做出参考地电位，做出参考地电位，标出标出E EC C的电位的电位U UCCCC2 2、放大电路的静态分析、放大电路的静态分析静态分析是指无输入交流信号（ui=0）时，求三极管的输入电流、输入电压和输出电流、输出电压的值，即求IB 、 UBE、 IC、 UCE, 其中，UBE为常数，故只需求三个
5、参数 （1）静态工作状态的估算分析法（2）静态工作状态的图解分析法静态分析有静态分析有估算法和图解分析法两种两种静态工作状态的估算分析法I IB B、I IC C和和U UCECE这些量代表的工作状态称为静态工作点，用这些量代表的工作状态称为静态工作点，用Q Q表示。表示。根据直流通道可对放大电路的静态进行计算列输入回路方程列输出回路方程列放大特性方程【例例】电路如图所示，已知电路如图所示，已知V VCCCC=12V=12V，管子的管子的=50=50，U UBEQBEQ=0.7V=0.7V，R R1 1=20k=20k，R R2 2=4k=4k， R RC C=4k=4k， R RL L=4k
6、=4k，求求I IB B、 I IC C 、U UCECE直流等效电路列列输入回路方程输入回路方程三极管特性方程三极管特性方程解得解得列列输出回路方程输出回路方程U UCEQ=6V画直流等效电路【例例】电路如图所示，已知电路如图所示，已知V VCCCC=12V=12V，管子的管子的=50=50，U UBEQBEQ=0.7V=0.7V，E EB B=1.5V=1.5V。欲使静态时欲使静态时U UCEQCEQ=6V=6V，求，求R Rb b；3. 3. 由输出回路方程由输出回路方程UCE=UCCICRC，在输出特性曲线上确在输出特性曲线上确定定两个特殊点两个特殊点, ,即可画出即可画出直流直流负载
7、线负载线。1.1.列输入回路方程列输入回路方程U UBEBE = =U UCCCCI IB BR RB B，求出求出I IB B4.4.直流负载线与直流负载线与IB对应的那条对应的那条输出特性曲线的交点，即为要输出特性曲线的交点，即为要求的静态工作点求的静态工作点Q，读出其坐读出其坐标可得静态参数标可得静态参数ICQ和和UCEQ。2.2.在输出特性曲线上，找出对应在输出特性曲线上，找出对应IBQ的那条的那条输出特性曲线输出特性曲线图解分析法及步骤UCC 、 UCC /Rc直流直流、交交信号同时存在信号同时存在交流信号是被放大的信号交流信号是被放大的信号直流信号保证三极管直流信号保证三极管不失不
8、失真真的放大交流信号的放大交流信号直流信号直流信号 交流信号交流信号分开处理分开处理直流直流电路分析电路分析（静态静态分析分析）IBQ ICQ UBEQ UCEQ估估算算法法图图解解法法交流交流电路分析电路分析（动态（动态分析分析）Au Ri Ro 小小信信号号模模型型图图解解法法3 3、放大电路的动态分析、放大电路的动态分析放大电路的动态分析是在静态工作点上叠加交放大电路的动态分析是在静态工作点上叠加交流信号，交流电压瞬时值为负仅表现在静态工流信号，交流电压瞬时值为负仅表现在静态工作点电压基础上减小该电压的瞬时值，总的电作点电压基础上减小该电压的瞬时值，总的电压的实际极性仍为静态工作点电压的
9、极性。压的实际极性仍为静态工作点电压的极性。交流分析（动态分析）的目的是求交流电路中各点的交流信号电流或电压值，进而分析放大器的各种性能。放大原理放大原理三极管放大作用三极管放大作用 变化的变化的 通过通过 转变为转变为变化的输出变化的输出输入信号通过耦合电容加在三极管的发射结有下列过程动态分析方法（1 1）图解法图解法（2 2）微变等效电路法微变等效电路法（1）图解法交流负载线交流负载线图解分析步骤图解分析步骤交流电路的图解法是在直流通路图解法的基础上进行的，图解时必须首先建立交流负载线的概念，交流负载线上表示的是实际输入基极信号电流作用下uCE和iC的移动轨迹交流负载线交流负载方程交流负载
10、方程叠加直流后的实际交流负载线方程叠加直流后的实际交流负载线方程画交流负载线画交流负载线画交流负载线画交流负载线 通通过过输输出出特特性性曲曲线线上上的的Q Q点点做做一一条条直直线线，斜率为斜率为 -1/(-1/(RLRc) 交流负载线是有交交流负载线是有交流流输入信号时实际工作输入信号时实际工作点的运动轨迹。点的运动轨迹。 交流负载线与直流负载交流负载线与直流负载线相交线相交Q Q点。点。图解法分析步骤交流工作状态的图解分析交流工作状态的图解分析Q1Q2 图解分析法适用范围不受输入信号大小的限制，小信号或大信号放大均可采用图解法 对于非电阻性负载或需要考虑三级管结电容时，就不好用图解法；信
11、号很小时作图精度也差利用图解法来进行讨论 电路参数与静态工作点的关系电路参数与静态工作点的关系 波波形的非线性失真形的非线性失真饱和失真饱和失真截止失真截止失真由于放大电路的工作点达到了三极管的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。对于饱和区而引起的非线性失真。对于NPNNPN管，管，输出电压表现为底部失真。输出电压表现为底部失真。 由于放大电路的工作点达到了三极管的截止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。对于区而引起的非线性失真。对于NPNNPN管，管，输出输出电压表现为顶部失真。电压表现为顶部失真。(1) 波形的非线性失真注意：对于注意：对于P
12、NPPNP管，由于是负电源供电，失真的表现形式，与管，由于是负电源供电，失真的表现形式，与NPNNPN管正好相反。管正好相反。对NPN管饱和失真1 1、产生饱和失真的原因、产生饱和失真的原因Q点靠近饱和区2 2、消除饱和失真的方法、消除饱和失真的方法使Q点移动到放大区，常常减小IB来消除饱和失真截止失真1 1、产生截止失真的原因、产生截止失真的原因Q点靠近截止区2 2、消除截止失真的方法、消除截止失真的方法使Q点移动到放大区，常常增加IB消除截止失真（2）电路参数与静态工作点的关系nRB对静态工作点Q的影响偏置电阻偏置电阻RB1减小为减小为RB2，静态工作点由静态工作点由Q1上移至上移至Q2n
13、RC对静态工作点Q的影响设设RC1减小为减小为RC2，静态工作点由静态工作点由Q1右移至右移至Q2nVCC对静态工作点Q的影响设设VCC1减小为减小为VCC2，静态工作点由静态工作点由Q1左偏下移至左偏下移至Q2（2）微变等效电路法三极管微变等效电路模型的建立三极管微变等效电路模型的建立放大电路的放大电路的微变等效电路模型微变等效电路模型基本放大电路的动态分析基本放大电路的动态分析 三极管微变等效电路模型的建立低频低频小信号小信号变化量变化量1 1 使用条件使用条件不考虑结电容可等效为线性器件纯交流信号 思想：在合适的条件下，将非线性的三极管转变为熟悉的线性器件（电阻，电源2 2 输入回路输入
14、回路用红线代替黑线，在微变的情况下，所产生的误差工程上是允许的等效为等效为输入回路可等效为3 3 输出回路输出回路等效为等效为忽略忽略rce等效为等效为微变等效电路简化模型rbeQ200 +(1+) 26 / IEQ (mA) 放大电路的微变等效电路模型交流等效电路交流等效电路微变等效电路微变等效电路 放大电路的动态分析 放大电路的动态分析就是指交流信号单独作用时，求三个交流参数电压电压放大倍数放大倍数输入电阻输入电阻 Ri RiRo输出电阻输出电阻 Ro 电压放大倍数（增益）电压放大倍数（增益）电流放大倍数（增益）电流放大倍数（增益）互阻放大倍数（增益）互阻放大倍数（增益）互导放大倍数（增益
15、）互导放大倍数（增益）1 1、放大倍数、放大倍数放大电路的放大电路的交流交流输出量和输出量和交流交流输入量之比。输入量之比。 工程上常用工程上常用分贝分贝表示电压、电流、功率增益。表示电压、电流、功率增益。功率放大倍数（增益）功率放大倍数（增益）输入电阻输入电阻Ri等于等于交流输入电交流输入电压压与与交流输入电流交流输入电流的比值。的比值。即即2 2、输入电阻、输入电阻RiRS，此时为恒压输入，此时为恒压输入RiRS，此时为恒流输入，此时为恒流输入Ri= =RS，此时输入功率最大，此时输入功率最大 输出电阻输出电阻Ro为从放大器的输出端看进去为从放大器的输出端看进去的等效电阻。的等效电阻。3
16、3、输出电阻、输出电阻 首先，首先，令令us=0，即电压源短路（或，即电压源短路（或Is=0 ，电流，电流源开路）源开路）, , 保留信号源内阻。保留信号源内阻。输出电阻的计算方法输出电阻的计算方法 其次其次将负载将负载RL去掉，在输去掉，在输出端加一个信号电压出端加一个信号电压U，若输若输出端电流为出端电流为I，则输出电阻为：则输出电阻为： 放大器对负载而言，就相当于负载的信号源。放大器对负载而言，就相当于负载的信号源。而放大器的输出电阻就相当于信号源的内阻。而放大器的输出电阻就相当于信号源的内阻。电压放大倍数电压放大倍数输入电阻输入电阻输出电阻输出电阻Ro =Rc基本放大电路的动态分析负号
17、负号表示输出电压与表示输出电压与输入电压极性相反输入电压极性相反微变微变等效等效电路电路例题：例题：给定电路如图所示，给定电路如图所示，RS为信号源内阻，为信号源内阻，其中其中=50，VBE=0.7V,Rs=150：（1 1）计算静计算静态工作点态工作点Q Q；（；（2 2）计算电压放大倍数计算电压放大倍数A和源放和源放大倍数大倍数As ; ;（1 1）计算静态工作点）计算静态工作点2.3 静态工作点稳定电路-分压偏置放大电路固定偏置存在的问题固定偏置存在的问题分压偏置放大电路分压偏置放大电路 固定偏置放大电路存在的问题温度升高时，Ic会增大，使输出特性曲线整体上移，从而使静态工作点上移改进思
18、路：改进思路：当温度升高时，当温度升高时，IB能自动降低能自动降低。直流负载线直流负载线 分压偏置放大电路工作点稳定RB1、RB2分压电阻，保证VB恒定。增加元件的作用RE把输出端IC的变化引回输入端，与VB比较，使IB产生相应的变化。CE保证RE不影响交流参数。分压偏置放大电路稳定静态工作点的过程 (1) 直流计算方法方法1 1：用戴维南定理：用戴维南定理进行变换后如图所示：进行变换后如图所示：方法方法2 2： 估算法估算法由于电路设计时，应保证即RB1和RB2近似串联，则比较方法1和方法2的结果，你能得出什么结论？方法方法1 1方法方法2 2(2) 交流计算输出电阻输出电阻Ro = Rc输
19、入电阻输入电阻电压放大倍数电压放大倍数微变等效电路例：用戴维南法求解三极管的静态工作点。例：求出所示电路的电压放大倍数Au、输入电阻ri、输出电阻ro的表达式。例：求有交流射极电阻放大电路的交流参数表达式输出电阻输出电阻输入电阻输入电阻电压放大倍数电压放大倍数Ri共射放大电路的特点共射放大电路的特点1、既能放大电压又能放大电流，常作为放大电路的中间级。2、输入电阻居中，输出电阻较大2.4 共集组态基本放大电路 -射极输出器(1)直流分析直直流流通通道道如如图图(2)交流分析电压放大倍数电压放大倍数画出放大电路的微变等效电路画出放大电路的微变等效电路输入电阻输入电阻 Ri=Rb1/ Rb2 /r
20、be +(1+)Re/RL )输出电阻输出电阻 将输入信号短路，负载开路，在输出端加电压源uo,可以求出输出电流射极输出器的特点1 1、不能放大电压信号、不能放大电压信号2 2、具有很大的输入电阻，因此可以从电压信号、具有很大的输入电阻，因此可以从电压信号源获得更多的信号，常用在放大电路的输入级。源获得更多的信号，常用在放大电路的输入级。3 3、具有较小的输出电阻，因此带负载能力较强，、具有较小的输出电阻，因此带负载能力较强，常用在放大电路的输出级。常用在放大电路的输出级。4 4、由于其输入电阻高，输出电阻低常用来连接、由于其输入电阻高，输出电阻低常用来连接电路，起到缓冲作用。电路，起到缓冲作用。共集电极共集电极共射极共射极电压增益电压增益低低高高电流增益电流增益高高高高输入电阻输入电阻高高中中输出电阻输出电阻低低高高输入和输出输入和输出相位关系相位关系同相同相反相反相
