《电工学(少学时)唐介第9章-基本放大电路》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电工学(少学时)唐介第9章-基本放大电路（98页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第第9章章 基本放大电路基本放大电路9.29.2 放大电路的工作原理放大电路的工作原理放大电路的工作原理放大电路的工作原理9.39.3 放大电路的静态分析放大电路的静态分析放大电路的静态分析放大电路的静态分析9.59.5 双极型晶体管基本放大电路双极型晶体管基本放大电路双极型晶体管基本放大电路双极型晶体管基本放大电路9.99.9 差分放大电路差分放大电路差分放大电路差分放大电路9.89.8 多级放大电路多级放大电路多级放大电路多级放大电路9.49.4 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放大电路的动态分析2021/3/111教学要求：教学要求：教学要求：教学要求：第第9章章
2、基本放大电路基本放大电路1. 1. 1. 1. 理解共射极单管放大电路的基本结构和工作原理。理解共射极单管放大电路的基本结构和工作原理。理解共射极单管放大电路的基本结构和工作原理。理解共射极单管放大电路的基本结构和工作原理。2. 2. 2. 2. 掌握静态工作点的估算和动态微变等效电路的分析方法。掌握静态工作点的估算和动态微变等效电路的分析方法。掌握静态工作点的估算和动态微变等效电路的分析方法。掌握静态工作点的估算和动态微变等效电路的分析方法。了解输入电阻、输出电阻的概念。了解放大电路的频率特性。了解输入电阻、输出电阻的概念。了解放大电路的频率特性。了解输入电阻、输出电阻的概念。了解放大电路的
3、频率特性。了解输入电阻、输出电阻的概念。了解放大电路的频率特性。3. 3. 3. 3. 要很好理解共射放大电路、共集放大电路的特点。要很好理解共射放大电路、共集放大电路的特点。要很好理解共射放大电路、共集放大电路的特点。要很好理解共射放大电路、共集放大电路的特点。4. 4. 4. 4. 了解多级放大的概念。掌握阻容耦合放大电路的静态和动了解多级放大的概念。掌握阻容耦合放大电路的静态和动了解多级放大的概念。掌握阻容耦合放大电路的静态和动了解多级放大的概念。掌握阻容耦合放大电路的静态和动态方法。了解直接耦合放大电路中的零点漂移现象。态方法。了解直接耦合放大电路中的零点漂移现象。态方法。了解直接耦合
4、放大电路中的零点漂移现象。态方法。了解直接耦合放大电路中的零点漂移现象。5. 5. 5. 5. 了解差动放大电路的工作原理，了解差模信号和共模信号了解差动放大电路的工作原理，了解差模信号和共模信号了解差动放大电路的工作原理，了解差模信号和共模信号了解差动放大电路的工作原理，了解差模信号和共模信号的概念。的概念。的概念。的概念。重点：重点：重点：重点：单管放大电路的基本结构和工作原理，共射放大电路、单管放大电路的基本结构和工作原理，共射放大电路、单管放大电路的基本结构和工作原理，共射放大电路、单管放大电路的基本结构和工作原理，共射放大电路、共集放大电路静态和动态分析方法。直接耦合放大电路中的零共
5、集放大电路静态和动态分析方法。直接耦合放大电路中的零共集放大电路静态和动态分析方法。直接耦合放大电路中的零共集放大电路静态和动态分析方法。直接耦合放大电路中的零点漂移现象。点漂移现象。点漂移现象。点漂移现象。难点：难点：难点：难点：放大电路的工作原理及静态和动态分析方法。放大电路的工作原理及静态和动态分析方法。放大电路的工作原理及静态和动态分析方法。放大电路的工作原理及静态和动态分析方法。2021/3/112放大的概念放大的概念放大的概念放大的概念: : 放大的目的是将微弱的放大的目的是将微弱的放大的目的是将微弱的放大的目的是将微弱的变化信号变化信号变化信号变化信号放大成较大的信号。放大成较大
6、的信号。放大成较大的信号。放大成较大的信号。 放大的实质放大的实质放大的实质放大的实质: : 用小能量的信号通过三极管的电流控制作用，将放大电路中用小能量的信号通过三极管的电流控制作用，将放大电路中用小能量的信号通过三极管的电流控制作用，将放大电路中用小能量的信号通过三极管的电流控制作用，将放大电路中直流电源的能量转化成交流能量输出。直流电源的能量转化成交流能量输出。直流电源的能量转化成交流能量输出。直流电源的能量转化成交流能量输出。 对放大电路的基本要求对放大电路的基本要求对放大电路的基本要求对放大电路的基本要求 ： 1. 1. 要有足够的放大倍数要有足够的放大倍数要有足够的放大倍数要有足够
7、的放大倍数( ( ( (电压、电流、功率电压、电流、功率电压、电流、功率电压、电流、功率) ) ) )。 2. 2. 尽可能小的波形失真。尽可能小的波形失真。尽可能小的波形失真。尽可能小的波形失真。 另外还有输入电阻、输出电阻、通频带等其它技术指标。另外还有输入电阻、输出电阻、通频带等其它技术指标。另外还有输入电阻、输出电阻、通频带等其它技术指标。另外还有输入电阻、输出电阻、通频带等其它技术指标。 本章主要讨论电压放大电路。本章主要讨论电压放大电路。本章主要讨论电压放大电路。本章主要讨论电压放大电路。uiuoAu电源电源2021/3/113 一一一一 基本放大电路的形式基本放大电路的形式基本放
8、大电路的形式基本放大电路的形式三极管放三极管放大电路有大电路有三种形式三种形式共射放大电路共射放大电路共基放大电路共基放大电路共集放大电路共集放大电路以共射放大以共射放大电路为例讲电路为例讲解工作原理解工作原理9.1 放大电路的工作原理放大电路的工作原理2021/3/114放大元件放大元件iC= iB，工作，工作在放大区（保证集电结在放大区（保证集电结反偏，发射结正偏）。反偏，发射结正偏）。输入、输出回路的共同输入、输出回路的共同端端-零电位的参考点。零电位的参考点。UCC为电路为电路提供能量，提供能量，并保证集电并保证集电结反偏。结反偏。耦合电容具有隔离直耦合电容具有隔离直流、通交流的作用。
9、流、通交流的作用。ui输输入入uo输输出出 二二二二 放大电路的组成放大电路的组成放大电路的组成放大电路的组成RB+UCCUBBRCC1C2T集电极电阻集电极电阻基极电源与基极偏置基极电源与基极偏置电阻使发射结正偏，电阻使发射结正偏，并提供大小适当的基并提供大小适当的基极电流。极电流。2021/3/115RBRCT+UCCRCTRB单电源供电电路单电源供电电路双电源供电电路双电源供电电路可以省去可以省去+ + +- - -2021/3/116 问题：问题：问题：问题：发射结单向导电，且正向特性有死区电压，发射结单向导电，且正向特性有死区电压，发射结单向导电，且正向特性有死区电压，发射结单向导电
10、，且正向特性有死区电压，如果直接输入交流如果直接输入交流如果直接输入交流如果直接输入交流信号，必有半个周期不能导电，使信号，必有半个周期不能导电，使信号，必有半个周期不能导电，使信号，必有半个周期不能导电，使输出信号失真。输出信号失真。输出信号失真。输出信号失真。怎样才能作到不失真呢？怎样才能作到不失真呢？怎样才能作到不失真呢？怎样才能作到不失真呢？ （保证三（保证三（保证三（保证三极管始终处于放大状态极管始终处于放大状态极管始终处于放大状态极管始终处于放大状态，发射结正偏、集电结反偏），发射结正偏、集电结反偏），发射结正偏、集电结反偏），发射结正偏、集电结反偏） 办法：办法：办法：办法：在在
11、在在u ui i=0=0=0=0时，先使时，先使时，先使时，先使I IB B、I IC C有一个直流分量（也有一个直流分量（也有一个直流分量（也有一个直流分量（也叫静态值）。输入交流叫静态值）。输入交流叫静态值）。输入交流叫静态值）。输入交流信号后信号后信号后信号后, , , ,使使使使i ib b、i ic c在在在在直流的基础直流的基础直流的基础直流的基础上变化。总量上变化。总量上变化。总量上变化。总量i iB B、i iC C是交直流的叠加，是交直流的叠加，是交直流的叠加，是交直流的叠加，只有大小变化，只有大小变化，只有大小变化，只有大小变化，方向不变，以满足发射结单向导电的条件。方向不
12、变，以满足发射结单向导电的条件。方向不变，以满足发射结单向导电的条件。方向不变，以满足发射结单向导电的条件。三、基本放大电路的放大原理三、基本放大电路的放大原理三、基本放大电路的放大原理三、基本放大电路的放大原理2021/3/117符号规定符号规定符号规定符号规定UA大写字母、大写下标，表示直流量大写字母、大写下标，表示直流量。uA小写字母、大写下标，表示全量小写字母、大写下标，表示全量。ua小写字母、小写下标，表示交流分量小写字母、小写下标，表示交流分量。uAua全量全量全量全量交流分量交流分量交流分量交流分量tU UA A直流分量直流分量直流分量直流分量 2021/3/118UBEIBIC
13、UCE无输入信号无输入信号(ui = 0)时时: uo = 0 0uBE = UBEuCE = UCE+UCCRBRCC1C2T+ui+uo+ + uBEuCE iCiBiEuBEtOiBtOiCtOuCEtOiB=IBiE=IEiC=ICIE=IB+IC2021/3/119ICUCEOIBUBEO结论：结论： (1) (1) 无输入信号电压时，放大电路的工作状态为静态，无输入信号电压时，放大电路的工作状态为静态，无输入信号电压时，放大电路的工作状态为静态，无输入信号电压时，放大电路的工作状态为静态，此时各处的值为静态值。三极管各电极都是恒定的此时各处的值为静态值。三极管各电极都是恒定的此时各
14、处的值为静态值。三极管各电极都是恒定的此时各处的值为静态值。三极管各电极都是恒定的电压和电流电压和电流电压和电流电压和电流: : : :I IB B、U UBEBE和和和和 I IC C、U UCECE 。 ( ( ( (I IB B、U UBEBE) ) ) ) 和和和和( ( ( (I IC C、U UCECE) ) ) )分别对应于输入、输出特分别对应于输入、输出特分别对应于输入、输出特分别对应于输入、输出特性曲线上的一个点，称为性曲线上的一个点，称为性曲线上的一个点，称为性曲线上的一个点，称为静态工作点静态工作点静态工作点静态工作点。QIBUBEQUCEIC2021/3/1110UBE
15、IB无输入信号无输入信号(ui = 0)时时: uo = 0uBE = UBEuCE = UCE？有输入信号有输入信号有输入信号有输入信号( (u ui i 0) 0)时时时时 uCE = UCC iC RC uo 0uBE = UBE+ uiuCE = UCE+ uoIC+UCCRBRCC1C2T+ui+uo+ + uBEuCE iCiBiEuBEtOiBtOiCtOuCEtOuitOUCEuotO2021/3/1111结论结论：(2) (2) 加上输入信号电压后，各电极电流和电压的大加上输入信号电压后，各电极电流和电压的大加上输入信号电压后，各电极电流和电压的大加上输入信号电压后，各电极电
16、流和电压的大小均发生了变化，都在直流量的基础上叠加了一小均发生了变化，都在直流量的基础上叠加了一小均发生了变化，都在直流量的基础上叠加了一小均发生了变化，都在直流量的基础上叠加了一个交流量，但方向始终不变个交流量，但方向始终不变个交流量，但方向始终不变个交流量，但方向始终不变。+集电极电流集电极电流直流分量直流分量交流分量交流分量动态分析动态分析iCtOiCtICOiCticO静态分析静态分析2021/3/1112结论结论：(3) (3) 若参数选取得当，输出电压可比输入电压大，若参数选取得当，输出电压可比输入电压大，若参数选取得当，输出电压可比输入电压大，若参数选取得当，输出电压可比输入电压
17、大， 即电路具有电压放大作用即电路具有电压放大作用即电路具有电压放大作用即电路具有电压放大作用。(4) (4) 输出电压与输入电压在相位上相差输出电压与输入电压在相位上相差输出电压与输入电压在相位上相差输出电压与输入电压在相位上相差180180， 即共发射极电路具有反相作用即共发射极电路具有反相作用即共发射极电路具有反相作用即共发射极电路具有反相作用。uitOuotO2021/3/11131. 1. 实现放大的条件实现放大的条件实现放大的条件实现放大的条件 (1) (1) 晶体管必须工作在放大区。发射结正偏，集晶体管必须工作在放大区。发射结正偏，集晶体管必须工作在放大区。发射结正偏，集晶体管必
18、须工作在放大区。发射结正偏，集 电结反偏电结反偏电结反偏电结反偏。(2) (2) 正确设置静态工作点，使晶体管工作于放大正确设置静态工作点，使晶体管工作于放大正确设置静态工作点，使晶体管工作于放大正确设置静态工作点，使晶体管工作于放大 区区区区。(3) (3) 输入回路将变化的电压转化成变化的基极电输入回路将变化的电压转化成变化的基极电输入回路将变化的电压转化成变化的基极电输入回路将变化的电压转化成变化的基极电 流流流流。(4) (4) 输出回路将变化的集电极电流转化成变化的输出回路将变化的集电极电流转化成变化的输出回路将变化的集电极电流转化成变化的输出回路将变化的集电极电流转化成变化的 集电
19、极电压，经电容滤波只输出交流信号集电极电压，经电容滤波只输出交流信号集电极电压，经电容滤波只输出交流信号集电极电压，经电容滤波只输出交流信号。2021/3/11142. 2. 直流通路和交流通路直流通路和交流通路直流通路和交流通路直流通路和交流通路 因电容对交、直流的作用不同。在放大电路中如因电容对交、直流的作用不同。在放大电路中如因电容对交、直流的作用不同。在放大电路中如因电容对交、直流的作用不同。在放大电路中如果电容的容量足够大，可以认为它对交流分量不起果电容的容量足够大，可以认为它对交流分量不起果电容的容量足够大，可以认为它对交流分量不起果电容的容量足够大，可以认为它对交流分量不起作用，
20、即对交流短路。而对直流可以看成开路。这作用，即对交流短路。而对直流可以看成开路。这作用，即对交流短路。而对直流可以看成开路。这作用，即对交流短路。而对直流可以看成开路。这样，交直流所走的通路是不同的样，交直流所走的通路是不同的样，交直流所走的通路是不同的样，交直流所走的通路是不同的。直流通路：直流通路：直流通路：直流通路：无信号时电流（直流电流）的通路，无信号时电流（直流电流）的通路，无信号时电流（直流电流）的通路，无信号时电流（直流电流）的通路， 用来计算静态工作点用来计算静态工作点用来计算静态工作点用来计算静态工作点。交流通路：交流通路：交流通路：交流通路：有信号时交流分量（变化量）的通路
21、，有信号时交流分量（变化量）的通路，有信号时交流分量（变化量）的通路，有信号时交流分量（变化量）的通路， 用来计算电压放大倍数、输入电阻、用来计算电压放大倍数、输入电阻、用来计算电压放大倍数、输入电阻、用来计算电压放大倍数、输入电阻、 输出电阻等动态参数输出电阻等动态参数输出电阻等动态参数输出电阻等动态参数。信号的不同分量可以分别在不同的通道分析。信号的不同分量可以分别在不同的通道分析。信号的不同分量可以分别在不同的通道分析。信号的不同分量可以分别在不同的通道分析。2021/3/1115例：例：例：例：画出下图放大电路的直流通路画出下图放大电路的直流通路画出下图放大电路的直流通路画出下图放大电
22、路的直流通路直流通路直流通路直流通路用来计算静态工作点直流通路用来计算静态工作点直流通路用来计算静态工作点直流通路用来计算静态工作点Q Q ( IB 、 IC 、 UCE )对直流信号电容对直流信号电容 C 可看作开路可看作开路（即将电容断开即将电容断开）断开断开断开断开+UCCRBRCT+ UBEUCEICIBIE+UCCRSusRBRCC1C2T+RLui+uo+ + uBEuCE iCiBiE2021/3/1116RBRCuiuORLRSus+对交流信号对交流信号对交流信号对交流信号( ( ( (有输入信号有输入信号有输入信号有输入信号u ui i时的交流分量时的交流分量时的交流分量时的
23、交流分量) ) ) ) XC 0，C 可看作短可看作短路。忽略电源的内阻，路。忽略电源的内阻，电源的端电压恒定，电源的端电压恒定，直流电源对交流可看直流电源对交流可看作短路作短路。短路短路短路短路对地短路对地短路交流通路交流通路交流通路交流通路 用来计算电压用来计算电压用来计算电压用来计算电压放大倍数、输入放大倍数、输入放大倍数、输入放大倍数、输入电阻、输出电阻电阻、输出电阻电阻、输出电阻电阻、输出电阻等动态参数等动态参数等动态参数等动态参数。+UCCRSusRBRCC1C2T+RLui+uo+ + uBEuCE iCiBiE2021/3/1117放大电路的分析方法放大电路的分析方法放大电路的
24、分析方法放大电路的分析方法放大电放大电放大电放大电路分析路分析路分析路分析静态分析静态分析动态分析动态分析估算法估算法图解法图解法微变等效电路法微变等效电路法图解法图解法计算机仿真计算机仿真放大电路中各点的电压或电流都是在静态直流上放大电路中各点的电压或电流都是在静态直流上附加了小的交流信号。附加了小的交流信号。2021/3/11189.2 放大电路的静态分析放大电路的静态分析静态静态静态静态：放大电路无信号输入放大电路无信号输入（ui = 0）时的工作状态时的工作状态。分析方法：分析方法：分析方法：分析方法：估算法、图解法。估算法、图解法。分析对象：分析对象：分析对象：分析对象：各极电压电流
25、的直流分量。各极电压电流的直流分量。所用电路：所用电路：所用电路：所用电路：放大电路的直流通路放大电路的直流通路。设置设置设置设置Q Q点的目的点的目的点的目的点的目的： (1) 使放大电路的放大信号不失真使放大电路的放大信号不失真使放大电路的放大信号不失真使放大电路的放大信号不失真； ( ( ( (2)2) 使放大电路工作在较佳的工作状态，静态是动使放大电路工作在较佳的工作状态，静态是动使放大电路工作在较佳的工作状态，静态是动使放大电路工作在较佳的工作状态，静态是动态的基础态的基础态的基础态的基础。静态工作点静态工作点Q：IB、IC、UCE 。静态分析静态分析：确定放大电路的静态值确定放大电
26、路的静态值。2021/3/1119对直流信号（只有对直流信号（只有+UCC）开路开路开路开路RB+UCCRCC1C2T直流通道直流通道RB+UCCRC直流通路直流通路直流通路直流通路2021/3/1120一、一、用图解法确定静态值用图解法确定静态值用作图的方法确定静态值用作图的方法确定静态值用作图的方法确定静态值用作图的方法确定静态值步骤步骤步骤步骤： 1. 1. 用估算法确定用估算法确定用估算法确定用估算法确定I IB B 优点优点优点优点： 能直观地分析和了解静能直观地分析和了解静能直观地分析和了解静能直观地分析和了解静 态值的变化对放大电路态值的变化对放大电路态值的变化对放大电路态值的变
27、化对放大电路 的影响的影响的影响的影响。2. 2. 由输出特性确定由输出特性确定由输出特性确定由输出特性确定I IC C 和和和和U UCECEUCE = UCC ICRC +UCCRBRCT+ UBEUCEICIB直流负载线方程直流负载线方程直流负载线方程直流负载线方程2021/3/1121 直流负载线斜率直流负载线斜率直流负载线斜率直流负载线斜率ICQUCEQUCCU UCECE =U=UCCCCIIC CR RC CUCE /VIC/mA直流负载线直流负载线Q由由IB确定的那确定的那条输出特性与条输出特性与直流负载线的直流负载线的交点就是交点就是Q点点O2021/3/1122二、二、用估
28、算法确定静态值用估算法确定静态值1. 1. 直流通路估算直流通路估算直流通路估算直流通路估算 I IB B根据电流放大作用根据电流放大作用2. 2. 由直流通路估算由直流通路估算由直流通路估算由直流通路估算U UCECE、I IC C当当UBE UCC时，时，+UCCRBRCT+ UBEUCEICIB由由由由KVL: KVL: U UCC CC = = I IB B R RB B+ + U UBEBE由由由由KVL: KVL: U UCC CC = = I IC C R RC C+ + U UCECE所以所以所以所以 U UCE CE = = U UCC CC I IC C R RC C RB
29、称为称为偏置电阻偏置电阻，IB称为称为偏置电流偏置电流。即即即即I IC C=I=IB B2021/3/1123例例例例1 1：用估算法计算静态工作点用估算法计算静态工作点用估算法计算静态工作点用估算法计算静态工作点。已知：已知：UCC=12V，RC=4k ，RB=300k ， =37.5。解：解：注意：注意：注意：注意：电路中电路中电路中电路中I IB B 和和和和 I IC C 的数量级不同的数量级不同的数量级不同的数量级不同+UCCRBRCT+ UBEUCEICIB2021/3/1124例例例例2 2：用估算法计算图示电路的静态工作点。用估算法计算图示电路的静态工作点。用估算法计算图示电
30、路的静态工作点。用估算法计算图示电路的静态工作点。 由例由例由例由例1 1 1 1、例、例、例、例2 2 2 2可知，当电路不同时，计算静态可知，当电路不同时，计算静态可知，当电路不同时，计算静态可知，当电路不同时，计算静态值的公式也不同值的公式也不同值的公式也不同值的公式也不同。由由KVL可得：可得：由由KVL可得：可得：IE+UCCRBRCT+ UBEUCEICIB2021/3/1125 在放大电路中，输出信号应该成比例地放大输入信号在放大电路中，输出信号应该成比例地放大输入信号在放大电路中，输出信号应该成比例地放大输入信号在放大电路中，输出信号应该成比例地放大输入信号（即线性放大）；如果
31、两者不成比例，则输出信号不能反映（即线性放大）；如果两者不成比例，则输出信号不能反映（即线性放大）；如果两者不成比例，则输出信号不能反映（即线性放大）；如果两者不成比例，则输出信号不能反映输入信号的情况，放大电路产生输入信号的情况，放大电路产生输入信号的情况，放大电路产生输入信号的情况，放大电路产生非线性失真非线性失真非线性失真非线性失真。若若若若Q Q设置过高，设置过高，设置过高，设置过高，晶体管进入饱和区工晶体管进入饱和区工晶体管进入饱和区工晶体管进入饱和区工作，造成饱和失真。作，造成饱和失真。作，造成饱和失真。作，造成饱和失真。Q2uo适当减小基极电流适当减小基极电流适当减小基极电流适当
32、减小基极电流可消除失真。可消除失真。可消除失真。可消除失真。UCEQuCE/VttiC C/mAICiC C/mAuCE/VOOOQ1静态工作点的影响静态工作点的影响静态工作点的影响静态工作点的影响 如果如果如果如果QQ设置不合设置不合设置不合设置不合适，晶体管进入截止适，晶体管进入截止适，晶体管进入截止适，晶体管进入截止区或饱和区工作，将区或饱和区工作，将区或饱和区工作，将区或饱和区工作，将造成非线性失真。造成非线性失真。造成非线性失真。造成非线性失真。2021/3/1126若若若若Q Q设置过低，设置过低，设置过低，设置过低， 晶体管进入截止晶体管进入截止晶体管进入截止晶体管进入截止区工作
33、，造成截止区工作，造成截止区工作，造成截止区工作，造成截止失真。失真。失真。失真。 适当增加基极电适当增加基极电适当增加基极电适当增加基极电流可消除失真。流可消除失真。流可消除失真。流可消除失真。uiuotiB B/ AiB B/ AuBE/VtuBE/VUBEOOOQQuCE/VtiC C/mAuCE/VOOUCE 如果如果如果如果Q Q设置合适，设置合适，设置合适，设置合适，信号幅值过大信号幅值过大信号幅值过大信号幅值过大也可产生失真，也可产生失真，也可产生失真，也可产生失真，减小信号减小信号减小信号减小信号幅值幅值幅值幅值可消除失真。可消除失真。可消除失真。可消除失真。为了得到尽量大的输
34、出信号，要把为了得到尽量大的输出信号，要把为了得到尽量大的输出信号，要把为了得到尽量大的输出信号，要把Q Q设置在设置在设置在设置在直流负载线的直流负载线的直流负载线的直流负载线的中间部分中间部分中间部分中间部分。2021/3/11279.3 放大电路的动态分析放大电路的动态分析动态：动态：动态：动态：放大电路有信号输入放大电路有信号输入放大电路有信号输入放大电路有信号输入（u ui i 0 0 0 0）时的工作状态时的工作状态时的工作状态时的工作状态。分析方法：分析方法：分析方法：分析方法： 微变等效电路法，图解法。微变等效电路法，图解法。微变等效电路法，图解法。微变等效电路法，图解法。所用
35、电路：所用电路：所用电路：所用电路： 放大电路的交流通路放大电路的交流通路放大电路的交流通路放大电路的交流通路。动态分析动态分析动态分析动态分析: : : : 即性能指标分析，计算电压放大倍数即性能指标分析，计算电压放大倍数即性能指标分析，计算电压放大倍数即性能指标分析，计算电压放大倍数A Au u、输入电阻输入电阻输入电阻输入电阻r ri i、输出电阻输出电阻输出电阻输出电阻r ro o等等等等。分析对象：分析对象：分析对象：分析对象： 各极电压和电流的交流分量各极电压和电流的交流分量各极电压和电流的交流分量各极电压和电流的交流分量。目的目的目的目的： 找出找出找出找出A Au u、r ri
36、 i、r ro o与电路参数的关系，为设计打基础与电路参数的关系，为设计打基础与电路参数的关系，为设计打基础与电路参数的关系，为设计打基础。2021/3/1128（1 1 1 1）电压放大倍数）电压放大倍数）电压放大倍数）电压放大倍数A Au u一、放大电路的主要性能指标一、放大电路的主要性能指标一、放大电路的主要性能指标一、放大电路的主要性能指标反映放大电路的放大能力的指标反映放大电路的放大能力的指标若若ui为正弦量则为正弦量则分贝值分贝值增益增益2021/3/1129（2 2 2 2）放大电路的输入电阻）放大电路的输入电阻）放大电路的输入电阻）放大电路的输入电阻r ri i输入电阻输入电阻
37、是衡量放大电路从前级取电流大小及对是衡量放大电路从前级取电流大小及对输入电压衰减程度的指标。输入电压衰减程度的指标。Au从放大电路输从放大电路输入端看进去的入端看进去的等效电阻为等效电阻为ri希望希望ri越大越好越大越好2021/3/1130（3 3 3 3）放大电路的输出电阻）放大电路的输出电阻）放大电路的输出电阻）放大电路的输出电阻ro 放大电路对放大电路对负载负载而言，相当于信号源，将它用电压源等效而言，相当于信号源，将它用电压源等效代替，等效电源的内阻为输出电阻。代替，等效电源的内阻为输出电阻。希望希望r0 0越小越好越小越好r0是衡量放大电路带负载能力的指标是衡量放大电路带负载能力的
38、指标从放大电路输出端看从放大电路输出端看进去的等效电阻为进去的等效电阻为r0 02021/3/1131（4 4 4 4）放大电路的频率特性）放大电路的频率特性）放大电路的频率特性）放大电路的频率特性通频带：通频带：fbw=fHfL放大倍数放大倍数放大倍数放大倍数随频率变随频率变随频率变随频率变化曲线化曲线化曲线化曲线反映放大电路对不同频率的信号适应能力反映放大电路对不同频率的信号适应能力幅频特性幅频特性相频特性相频特性幅频特性幅频特性幅频特性幅频特性相频特性相频特性相频特性相频特性通频带通频带通频带通频带OO放大器只有工作在通放大器只有工作在通放大器只有工作在通放大器只有工作在通频带范围内才能
39、避免频带范围内才能避免频带范围内才能避免频带范围内才能避免产生频率失真。产生频率失真。产生频率失真。产生频率失真。2021/3/1132例例9.3.1 某放大电路的空载电压放大倍数某放大电路的空载电压放大倍数 输入电阻输入电阻 输出电阻输出电阻 试问试问：（1）输入端接到）输入端接到 的信号源上，的信号源上， （2）输出端再接上）输出端再接上 的负载电阻时，的负载电阻时，解：解：IiUSUiU0c2021/3/1133二、放大电路的微变等效电路二、放大电路的微变等效电路微变等效电路：微变等效电路：微变等效电路：微变等效电路： 把非线性元件晶体管所组成的放大电路等效为一把非线性元件晶体管所组成的
40、放大电路等效为一个线性电路。即把非线性的晶体管线性化，等效为个线性电路。即把非线性的晶体管线性化，等效为一个线性元件一个线性元件。线性化的条件：线性化的条件：线性化的条件：线性化的条件： 晶体管在小信号（微变量）情况下工作。因此，晶体管在小信号（微变量）情况下工作。因此，在静态工作点附近小范围内的特性曲线可用直线近在静态工作点附近小范围内的特性曲线可用直线近似代替。似代替。微变等效电路法：微变等效电路法：微变等效电路法：微变等效电路法： 利用放大电路的微变等效电路分析利用放大电路的微变等效电路分析计算计算放大电路放大电路电压放大倍数电压放大倍数Au、输入电阻、输入电阻ri、输出电阻、输出电阻r
41、o等等。2021/3/1134 晶体管的微变等效电路可从晶体管特性曲线求出晶体管的微变等效电路可从晶体管特性曲线求出晶体管的微变等效电路可从晶体管特性曲线求出晶体管的微变等效电路可从晶体管特性曲线求出。 当信号很小时，在静态工作点当信号很小时，在静态工作点当信号很小时，在静态工作点当信号很小时，在静态工作点附近的输入特性在小范围内可近附近的输入特性在小范围内可近附近的输入特性在小范围内可近附近的输入特性在小范围内可近似线性化似线性化似线性化似线性化。1. 1. 晶体管的交流小信号电路模型晶体管的交流小信号电路模型晶体管的交流小信号电路模型晶体管的交流小信号电路模型 U UBEBE I IB B
42、对于小功率三极管对于小功率三极管对于小功率三极管对于小功率三极管：r rbebe一般为几百欧到几千欧一般为几百欧到几千欧一般为几百欧到几千欧一般为几百欧到几千欧。(1) (1) 输入回路输入回路输入回路输入回路Q Q输入特性输入特性输入特性输入特性晶体管的晶体管的晶体管的晶体管的输入电阻输入电阻输入电阻输入电阻 晶体管的输入回路晶体管的输入回路晶体管的输入回路晶体管的输入回路(B(B、E E之间之间之间之间) )可用可用可用可用r rbebe等效代替等效代替等效代替等效代替，即由即由即由即由r rbebe来确来确来确来确定定定定u ubebe和和和和 i ib b之间的关系之间的关系之间的关系
43、之间的关系。I IB BU UBEBEO2021/3/1135(2) (2) 输出回路输出回路输出回路输出回路r rcece愈大，恒流特性愈好愈大，恒流特性愈好愈大，恒流特性愈好愈大，恒流特性愈好因因因因r rcece阻值很高，一般忽阻值很高，一般忽阻值很高，一般忽阻值很高，一般忽略不计略不计略不计略不计。晶体管的晶体管的晶体管的晶体管的输出电阻输出电阻输出电阻输出电阻输出特性输出特性输出特性输出特性I IC CU UCECEQ Q 输出特性在线性工作区是输出特性在线性工作区是输出特性在线性工作区是输出特性在线性工作区是一组近似等距的平行直线一组近似等距的平行直线一组近似等距的平行直线一组近似
44、等距的平行直线。晶体管的电晶体管的电晶体管的电晶体管的电流放大系数流放大系数流放大系数流放大系数 晶体管的输出回路晶体管的输出回路晶体管的输出回路晶体管的输出回路(C(C、E E之之之之间间间间) )可用一受控电流源可用一受控电流源可用一受控电流源可用一受控电流源 i ic c= = i ib b等效代替，即由等效代替，即由等效代替，即由等效代替，即由 来确定来确定来确定来确定i ic c和和和和 i ib b之间的关系之间的关系之间的关系之间的关系。 一般在一般在一般在一般在2020200200之间之间之间之间，在手册中常用在手册中常用在手册中常用在手册中常用h hfefe表示表示表示表示。
45、O2021/3/1136ibicicBCEib ib晶体三极管晶体三极管微变等效电路微变等效电路ube+ +- -uce+ +- -ube+ +- -uce+ +- -rbeBEC 晶体管的晶体管的B、E之间之间可用可用rbe等效代替等效代替。 晶体管的晶体管的C、E之间可用一之间可用一受控电流源受控电流源ic= ib等效代替等效代替。1. 1. 晶体管的交流小信号电路模型晶体管的交流小信号电路模型晶体管的交流小信号电路模型晶体管的交流小信号电路模型可以将晶体管用一个线性的电路模型来等效代替可以将晶体管用一个线性的电路模型来等效代替2021/3/1137对交流信号对交流信号( (输入信号输入信
46、号ui)短路短路短路短路置零置零RB+UCCRCC1C2TRBRCRLuiuo交流通路交流通路即小信号电路模型分析法即小信号电路模型分析法2. 2. 放大电路的微变等效电路放大电路的微变等效电路放大电路的微变等效电路放大电路的微变等效电路2021/3/11382. 2. 放大电路的微变等效电路放大电路的微变等效电路放大电路的微变等效电路放大电路的微变等效电路 将交流通路中的晶将交流通路中的晶将交流通路中的晶将交流通路中的晶体管用晶体管微变等体管用晶体管微变等体管用晶体管微变等体管用晶体管微变等效电路代替即可得放效电路代替即可得放效电路代替即可得放效电路代替即可得放大电路的微变等效电大电路的微变
47、等效电大电路的微变等效电大电路的微变等效电路路路路。ibicuSrbe ibRBRCRLEBCui+ +- -uo+ +- -+ +- -RSii交流通路交流通路交流通路交流通路微变等效电路微变等效电路微变等效电路微变等效电路RBRCuiuORL+ + +- - -RSuS+ +- -ibicBCEii2021/3/1139 分析时假设输入为分析时假设输入为分析时假设输入为分析时假设输入为正弦交流，所以等效正弦交流，所以等效正弦交流，所以等效正弦交流，所以等效电路中的电压与电流电路中的电压与电流电路中的电压与电流电路中的电压与电流可用相量表示可用相量表示可用相量表示可用相量表示。微变等效电路微
48、变等效电路微变等效电路微变等效电路2. 2. 放大电路的微变等效电路放大电路的微变等效电路放大电路的微变等效电路放大电路的微变等效电路 将交流通路中的晶将交流通路中的晶将交流通路中的晶将交流通路中的晶体管用晶体管微变等体管用晶体管微变等体管用晶体管微变等体管用晶体管微变等效电路代替即可得放效电路代替即可得放效电路代替即可得放效电路代替即可得放大电路的微变等效电大电路的微变等效电大电路的微变等效电大电路的微变等效电路路路路。ibicuSrbe ibRBRCRLEBCui+ +- -uo+ +- -+ +- -RSiirbeRBRCRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RS2021/3/1
49、1403. 3.电压放大倍数的计算电压放大倍数的计算电压放大倍数的计算电压放大倍数的计算当放大电路输出端开路当放大电路输出端开路当放大电路输出端开路当放大电路输出端开路( ( ( (未接未接未接未接R RL L) ) ) )时时时时，负载电阻愈小，放大倍数愈小。负载电阻愈小，放大倍数愈小。负载电阻愈小，放大倍数愈小。负载电阻愈小，放大倍数愈小。 式中的负号表示输出电压的相位式中的负号表示输出电压的相位式中的负号表示输出电压的相位式中的负号表示输出电压的相位与输入相反与输入相反与输入相反与输入相反。例例例例1 1 1 1：rbeRBRCRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RS2021/
50、3/11414.4.4.4.放大电路输入电阻的计算放大电路输入电阻的计算放大电路输入电阻的计算放大电路输入电阻的计算放大电路对信号源放大电路对信号源放大电路对信号源放大电路对信号源( ( ( (或对前级放大电路或对前级放大电路或对前级放大电路或对前级放大电路) ) ) )来说，是一个负载，来说，是一个负载，来说，是一个负载，来说，是一个负载，可用一个电阻来等效代替。这个电阻是信号源的负载电阻可用一个电阻来等效代替。这个电阻是信号源的负载电阻可用一个电阻来等效代替。这个电阻是信号源的负载电阻可用一个电阻来等效代替。这个电阻是信号源的负载电阻, , , ,也也也也就是放大电路的输入电阻。就是放大电
51、路的输入电阻。就是放大电路的输入电阻。就是放大电路的输入电阻。定义定义定义定义： 输入电阻是对交输入电阻是对交输入电阻是对交输入电阻是对交流信号而言的，是流信号而言的，是流信号而言的，是流信号而言的，是动态电阻动态电阻动态电阻动态电阻。+ + + +- - - -信号源信号源信号源信号源A Au u放大电路放大电路放大电路放大电路+ + + +- - - -输入电阻是表明放大电路从信号源吸取电流大小输入电阻是表明放大电路从信号源吸取电流大小输入电阻是表明放大电路从信号源吸取电流大小输入电阻是表明放大电路从信号源吸取电流大小的参数。的参数。的参数。的参数。电路的输入电阻愈大，从信号源取得的电流电
52、路的输入电阻愈大，从信号源取得的电流电路的输入电阻愈大，从信号源取得的电流电路的输入电阻愈大，从信号源取得的电流愈小，因此一般总是希望得到较大的输入电阻。愈小，因此一般总是希望得到较大的输入电阻。愈小，因此一般总是希望得到较大的输入电阻。愈小，因此一般总是希望得到较大的输入电阻。放大放大放大放大电路电路电路电路信号源信号源信号源信号源+ + + +- - - -+ + + +- - - -2021/3/1142rbeRBRCRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSRE 例例例例2 2：rbeRBRCRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RS例例例例1 1：riri2021/3
53、/1143 5. 5. 放大电路输出电阻的计算放大电路输出电阻的计算放大电路输出电阻的计算放大电路输出电阻的计算放大电路放大电路放大电路放大电路对负载对负载对负载对负载( ( ( (或对后级放大电路或对后级放大电路或对后级放大电路或对后级放大电路) ) ) )来说来说来说来说，是一个信，是一个信，是一个信，是一个信号源，可以将它进行戴维宁等效，等效电源的内阻即为放号源，可以将它进行戴维宁等效，等效电源的内阻即为放号源，可以将它进行戴维宁等效，等效电源的内阻即为放号源，可以将它进行戴维宁等效，等效电源的内阻即为放大电路的输出电阻。大电路的输出电阻。大电路的输出电阻。大电路的输出电阻。+ +_ _
54、R RL Lr ro o+ +_ _定义定义定义定义： 输出电阻是输出电阻是输出电阻是输出电阻是动态电阻，与动态电阻，与动态电阻，与动态电阻，与负载无关负载无关负载无关负载无关。 输出电阻是表明放大电路带负载能力的参数。输出电阻是表明放大电路带负载能力的参数。输出电阻是表明放大电路带负载能力的参数。输出电阻是表明放大电路带负载能力的参数。电路电路电路电路的输出电阻愈小，负载变化时输出电压的变化愈小，的输出电阻愈小，负载变化时输出电压的变化愈小，的输出电阻愈小，负载变化时输出电压的变化愈小，的输出电阻愈小，负载变化时输出电压的变化愈小，因此一般总是希望得到较小的输出电阻因此一般总是希望得到较小的
55、输出电阻因此一般总是希望得到较小的输出电阻因此一般总是希望得到较小的输出电阻。R RS SR RL L+ +_ _A Au u放大放大放大放大电路电路电路电路+ +_ _2021/3/1144共射极放大电路特点：共射极放大电路特点：共射极放大电路特点：共射极放大电路特点： 1. 1. 1. 1. 放大倍数高放大倍数高放大倍数高放大倍数高; ; ; ;2. 2. 2. 2. 输入电阻低输入电阻低输入电阻低输入电阻低; ; ; ;3. 3. 3. 3. 输出电阻高输出电阻高输出电阻高输出电阻高. . . .例例3：求求ro的步骤的步骤：1) 断开负载断开负载RL3) 外加电压外加电压4) 求求外加
56、外加2) 令令 或或rbeRBRCRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSRE 2021/3/1145rbeRBRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSRE外加外加例例例例4 4：求求求求r ro o的步骤的步骤的步骤的步骤：1) 断开负载断开负载RL3) 外加电压外加电压4) 求求2) 令令 或或2021/3/1146为了保证放大电路的稳定工作，为了保证放大电路的稳定工作，为了保证放大电路的稳定工作，为了保证放大电路的稳定工作，必须有合适的、稳定的静态工作点。必须有合适的、稳定的静态工作点。必须有合适的、稳定的静态工作点。必须有合适的、稳定的静态工作点。但是，放大电路的静
57、态工作点常因但是，放大电路的静态工作点常因但是，放大电路的静态工作点常因但是，放大电路的静态工作点常因外界条件的变化而发生变动。外界条件的变化而发生变动。外界条件的变化而发生变动。外界条件的变化而发生变动。1 1 1 1、固定偏置放大电路、固定偏置放大电路、固定偏置放大电路、固定偏置放大电路RB+UCCRCC1C2T9.4 双极型晶体管基本放大电路双极型晶体管基本放大电路 固定偏置放大电路，简单、容易调固定偏置放大电路，简单、容易调固定偏置放大电路，简单、容易调固定偏置放大电路，简单、容易调整，但在温度变化、三极管老化、电整，但在温度变化、三极管老化、电整，但在温度变化、三极管老化、电整，但在
58、温度变化、三极管老化、电源电压波动等外部因素的影响下，将源电压波动等外部因素的影响下，将源电压波动等外部因素的影响下，将源电压波动等外部因素的影响下，将引起静态工作点的变动，严重时将使引起静态工作点的变动，严重时将使引起静态工作点的变动，严重时将使引起静态工作点的变动，严重时将使放大电路不能正常工作，其中影响最放大电路不能正常工作，其中影响最放大电路不能正常工作，其中影响最放大电路不能正常工作，其中影响最大的是温度的变化。大的是温度的变化。大的是温度的变化。大的是温度的变化。一、共射放大电路一、共射放大电路一、共射放大电路一、共射放大电路2021/3/1147温度变化对静态工作点的影响温度变化
59、对静态工作点的影响温度变化对静态工作点的影响温度变化对静态工作点的影响 在固定偏置放大电路中，在固定偏置放大电路中，当温当温度升高时度升高时，UBE 、 、 ICEO 。 上式表明，当上式表明，当UCC和和 RB一定时，一定时， IC与与 UBE、 以及以及 ICEO 有关，而这有关，而这三个参数随温度而变化三个参数随温度而变化。温度升高时温度升高时， IC将增加将增加，使使Q点沿负载线上移点沿负载线上移。RB+UCCRCC1C2T2021/3/1148iCuCEQ温度升高时，输温度升高时，输温度升高时，输温度升高时，输出特性曲线上移出特性曲线上移出特性曲线上移出特性曲线上移Q 固定偏置电路的
60、工作点固定偏置电路的工作点Q点是不稳定的，为此需要点是不稳定的，为此需要改进偏置电路。当温度升高使改进偏置电路。当温度升高使 IC 增加时，能够自动减增加时，能够自动减少少IB，从而抑制从而抑制Q点的变化，保持点的变化，保持Q点基本稳定点基本稳定。结论：结论：结论：结论： 当温度升高时，当温度升高时，当温度升高时，当温度升高时， I IC C将增将增将增将增加，使加，使加，使加，使Q Q点沿负载线上移，点沿负载线上移，点沿负载线上移，点沿负载线上移，容易使晶体管容易使晶体管容易使晶体管容易使晶体管 T T进入饱和进入饱和进入饱和进入饱和区造成饱和失真，甚至引区造成饱和失真，甚至引区造成饱和失真
61、，甚至引区造成饱和失真，甚至引起过热烧坏三极管起过热烧坏三极管起过热烧坏三极管起过热烧坏三极管。O常采用分压偏置电路来稳定静态工作点。常采用分压偏置电路来稳定静态工作点。常采用分压偏置电路来稳定静态工作点。常采用分压偏置电路来稳定静态工作点。2021/3/11492. 分压式偏置电路分压式偏置电路（1 1） 稳定稳定稳定稳定Q Q点的原理点的原理点的原理点的原理 基极电位基本恒定，基极电位基本恒定，不随温度变化不随温度变化。VBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSuS+a. RB2的作用的作用R RB2B2的作用是组成分压器的作用是组成分压器的作用是组成分
62、压器的作用是组成分压器，使使使使V VB B固定固定固定固定。2021/3/1150VB 集电极电流基本恒定，不集电极电流基本恒定，不集电极电流基本恒定，不集电极电流基本恒定，不随温度变化。随温度变化。随温度变化。随温度变化。RB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSuS+b. RE和和CE的作用的作用若没有电容若没有电容若没有电容若没有电容C CE E，当输入信号时，当输入信号时，当输入信号时，当输入信号时C CE E称为称为称为称为射极旁路电容射极旁路电容射极旁路电容射极旁路电容，使，使，使，使u ubebe= =u ui i，电压放大倍数不会降低电压放大倍
63、数不会降低电压放大倍数不会降低电压放大倍数不会降低。2021/3/1151Q Q点稳定的过程点稳定的过程点稳定的过程点稳定的过程VEVBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSuS+TUBEIBICVEICVB 固定固定 R RE E：温度补偿电阻温度补偿电阻温度补偿电阻温度补偿电阻 对直流对直流对直流对直流：R RE E越大越大越大越大, , , ,稳定稳定稳定稳定Q Q点点点点效果越好效果越好效果越好效果越好； 对交流对交流对交流对交流：R RE E越大越大越大越大, , , ,交流损交流损交流损交流损失越大失越大失越大失越大, , , ,为避免交流损失加
64、为避免交流损失加为避免交流损失加为避免交流损失加旁路电容旁路电容旁路电容旁路电容C CE E。R RE E的作用：的作用：的作用：的作用：使使使使I IC C与晶体管的参数无关，只与电路参数有关。与晶体管的参数无关，只与电路参数有关。与晶体管的参数无关，只与电路参数有关。与晶体管的参数无关，只与电路参数有关。将电路静态工作点稳定。将电路静态工作点稳定。将电路静态工作点稳定。将电路静态工作点稳定。本电路稳压的过程本电路稳压的过程实际是由于加了实际是由于加了RE形成了形成了负反馈负反馈过程过程2021/3/1152（2 2）静态分析静态分析静态分析静态分析静态工作点的计算静态工作点的计算静态工作点
65、的计算静态工作点的计算估算法估算法估算法估算法: : : :I1I2IBRB1+UCCRCC1TRB2RE直流通路直流通路2021/3/1153（3 3）动态分析动态分析动态分析动态分析 对交流：对交流：旁路电容旁路电容 CE 将将RE E 短路短路， RE E不起不起作用作用， Au，ri，ro与固定偏置电路相同与固定偏置电路相同。如果去掉如果去掉CE ，Au，ri，ro ？旁路电容旁路电容RB1RCC1C2RB2CERERL+UCCuiuo+RSuS+2021/3/1154RB1RCC1C2RB2CERERL+UCCuiuo+RSuS+ 去掉去掉去掉去掉C CE E后的后的后的后的微变等效
66、电路微变等效电路微变等效电路微变等效电路短路短路短路短路对地对地对地对地短路短路短路短路如果去掉如果去掉如果去掉如果去掉C CE E ，A Au u，r ri i，r ro o ? ?r rbebeR RB BR RC CR RL LE EB BC C+ + + +- - - -+ + + +- - - -+ + + +- - - -R RS SR RE E2021/3/1155无旁路电容无旁路电容无旁路电容无旁路电容C CE E有旁路电容有旁路电容有旁路电容有旁路电容C CE EA Au减小减小减小减小分压式偏置电路分压式偏置电路ri i 提高提高提高提高r ro o不变不变不变不变2021
67、/3/1156对信号源电压的对信号源电压的对信号源电压的对信号源电压的放大倍数放大倍数放大倍数放大倍数？信号源信号源信号源信号源考虑信号源内阻考虑信号源内阻RS 时时RB1RCC1C2RB2CERERL+UCCuiuo+RSuS+2021/3/1157例例例例1:1: 在图示放大电路中，已知在图示放大电路中，已知UCC=12V, RC= 6k, RE1= 300， RE2= 2.7k， RB1= 60k， RB2= 20k RL= 6k ，晶体管，晶体管=50， UBE=0.6V, 试求试求: :(1) (1) 静态工作点静态工作点 IB、IC 及及 UCE；(2) (2) 画出微变等效电路；
68、画出微变等效电路；(3) (3) 输入电阻输入电阻ri、ro及及 Au。RB1RCC1C2RB2CERE1RL+UCCuiuo+RE22021/3/1158解解解解: : : : (1)(1)由直流通路求静态工作点。由直流通路求静态工作点。由直流通路求静态工作点。由直流通路求静态工作点。直流通路直流通路直流通路直流通路RB1RCRB2RE1+UCCRE2+UCEIEIBICVB2021/3/1159(2) (2) 由微变等效电路求由微变等效电路求由微变等效电路求由微变等效电路求A Au u、 ri i 、 ro o。微变等效电路微变等效电路微变等效电路微变等效电路r rbebeR RB BR
69、RC CR RL LE EB BC C+ + + +- - - -+ + + +- - - -+ + + +- - - -R RS SR RE1E12021/3/1160 例例22电路如图所示，硅晶体管电路如图所示，硅晶体管=50=50求：求：(1)(1)放大器的静态工放大器的静态工作点；作点；(2)(2)画出放大器的微变等效电路画出放大器的微变等效电路( (有有CE、无、无CE ) )；(3)(3)放放大器的电压放大倍数大器的电压放大倍数Au ( (有有CE、无、无CE) )；r ri i和和r r0 0 （4 4）若测得输出波形为）若测得输出波形为 判断放大器出现的是何种失真，如何消除失真
70、？判断放大器出现的是何种失真，如何消除失真？+_+UCCRERCCEIEICIBRB1RB2uouiRL5k180k20k1.3k5k20V解解（1） tuoO2021/3/1161（2）放大器的微变等效电路）放大器的微变等效电路 +_RB1RB2RCRLrbeuiuoicib ibii有有CE：+_RB1RB2RCRLrbeuiuoicib ibiiRE无无CE：2021/3/1162（3 3）放大倍数）放大倍数RB2uo+_RB1RCRLrbeuiicib ibiiicibii无无CE：+_RB1RB2RCRLrbeuiuo ibRE有有CE：2021/3/1163+_+UCCRERCCE
71、IEICIBRB1RB2uouiRL5k180k20k1.3k5kO20V 若要消除失真必须若要消除失真必须改变改变RB1与与RB2的比例，的比例，适当抬高放大器的静态适当抬高放大器的静态工作点，如：调节工作点，如：调节RB1使其变小则适当抬高了使其变小则适当抬高了VB。（4）因为共射极单级放大器的）因为共射极单级放大器的 uo 与与 ui 反相，据反相，据 uo 的波形的波形可以判断出可以判断出 ui的波形为的波形为 因此可以判断出由于放因此可以判断出由于放大大器的静态工作点太低，在器的静态工作点太低，在 ui 的前半个周期当的前半个周期当 ui UBE 时，三时，三极管发生了截止，使极管发
72、生了截止，使 uo 发生了失真，因此该失真为截止失真。发生了失真，因此该失真为截止失真。 ui to2021/3/1164 因对交流信号而言，集电极是输入与输出回路的公共因对交流信号而言，集电极是输入与输出回路的公共因对交流信号而言，集电极是输入与输出回路的公共因对交流信号而言，集电极是输入与输出回路的公共端，所以是端，所以是端，所以是端，所以是共集电极放大电路共集电极放大电路共集电极放大电路共集电极放大电路。 因从发射极输出，所以称射极输出器。因从发射极输出，所以称射极输出器。因从发射极输出，所以称射极输出器。因从发射极输出，所以称射极输出器。RB+UCCC1C2RE ERLui+uo+us
73、+RS二、共集放大电路二、共集放大电路二、共集放大电路二、共集放大电路RB+UCCRE直流通路直流通路直流通路直流通路2021/3/1165求求求求Q Q点点点点：1 1、静态分析静态分析静态分析静态分析直流通路直流通路直流通路直流通路+UCCRBRE E+UCE+UBEIE EIBICRB+UCCC1C2RE ERLui+uo+us+RS2021/3/11662 2、动态分析动态分析动态分析动态分析（1 1）电压放大倍数电压放大倍数电压放大倍数电压放大倍数微变等效电路微变等效电路微变等效电路微变等效电路rbeRBRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSRE 电压放大倍数电压放大倍数
74、电压放大倍数电压放大倍数A Au u 1 1 1 1且输入输出同且输入输出同且输入输出同且输入输出同相，输出电压跟随输入电压，相，输出电压跟随输入电压，相，输出电压跟随输入电压，相，输出电压跟随输入电压，故称电压跟随器故称电压跟随器故称电压跟随器故称电压跟随器。2021/3/1167rbeRBRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSRE（2 2）输入电阻输入电阻输入电阻输入电阻 射极输出器的射极输出器的射极输出器的射极输出器的输入电阻高，对输入电阻高，对输入电阻高，对输入电阻高，对前级有利前级有利前级有利前级有利。 r ri i 与负载有关与负载有关与负载有关与负载有关2021/3/
75、1168rbeRBRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSRE外加外加（3 3）输出电阻输出电阻输出电阻输出电阻2) 令令 或或求求求求r ro o的步骤的步骤的步骤的步骤：1) 断开负载断开负载RL3) 外加电压外加电压4) 求求2021/3/1169射极输出器的输射极输出器的输射极输出器的输射极输出器的输出电阻很小，带出电阻很小，带出电阻很小，带出电阻很小，带负载能力强。负载能力强。负载能力强。负载能力强。rbeRBRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSRE2021/3/1170共集电极放大电路共集电极放大电路( (射极输出器射极输出器) )的特点的特点：1. 1.
76、电压放大倍数小于电压放大倍数小于电压放大倍数小于电压放大倍数小于1 1，约等于约等于约等于约等于1;1;2. 2. 输入电阻高输入电阻高输入电阻高输入电阻高；3. 3. 输出电阻低输出电阻低输出电阻低输出电阻低；4. 4. 输出与输入同相输出与输入同相输出与输入同相输出与输入同相。2021/3/1171射极输出器的应用射极输出器的应用主要利用它具有输入电阻高和输出电阻低的特点。主要利用它具有输入电阻高和输出电阻低的特点。主要利用它具有输入电阻高和输出电阻低的特点。主要利用它具有输入电阻高和输出电阻低的特点。 1. 1. 因输入电阻高，它常被用在多级放大电路的因输入电阻高，它常被用在多级放大电路
77、的因输入电阻高，它常被用在多级放大电路的因输入电阻高，它常被用在多级放大电路的第一级，可以提高输入电阻，第一级，可以提高输入电阻，第一级，可以提高输入电阻，第一级，可以提高输入电阻，减轻信号源负担减轻信号源负担减轻信号源负担减轻信号源负担。 2. 2. 因输出电阻低，它常被用在多级放大电路的因输出电阻低，它常被用在多级放大电路的因输出电阻低，它常被用在多级放大电路的因输出电阻低，它常被用在多级放大电路的末级，可以降低输出电阻，末级，可以降低输出电阻，末级，可以降低输出电阻，末级，可以降低输出电阻，提高带负载能力提高带负载能力提高带负载能力提高带负载能力。 3. 3. 利用利用利用利用 ri i
78、 大、大、大、大、 ro o小以及小以及小以及小以及 A Au u 1 1 的特点，也可将的特点，也可将的特点，也可将的特点，也可将射极输出器放在放大电路的两级之间，起到阻抗射极输出器放在放大电路的两级之间，起到阻抗射极输出器放在放大电路的两级之间，起到阻抗射极输出器放在放大电路的两级之间，起到阻抗匹配作用，匹配作用，匹配作用，匹配作用，这一级射极输出器称为缓冲级或中间这一级射极输出器称为缓冲级或中间这一级射极输出器称为缓冲级或中间这一级射极输出器称为缓冲级或中间隔离级隔离级隔离级隔离级。2021/3/1172共共集集放放大大电电路路（射射随随器器）ri大大共共射射放放大大电电路路共共集集放放
79、大大电电路路（射射随随器器） uoAu大大r0小小2021/3/1173例例例例1:1:在图示放大电路中，已知在图示放大电路中，已知UCC=12V, RE= 2k, RB= 200k， RL= 2k ，晶体管，晶体管=60， UBE=0.6V, 信号源内阻信号源内阻RS= 100，试求试求: :(1) 静态工作点静态工作点 IB、IE 及及 UCE；(2)(2) 画出微变等效电路；画出微变等效电路；(3) Au、ri 和和 ro 。RB+UCCC1C2RE ERLui+uo+us+RS2021/3/1174解解解解: : : :(1)(1)由直流通路求静态工作点。由直流通路求静态工作点。由直流
80、通路求静态工作点。由直流通路求静态工作点。直流通路直流通路直流通路直流通路+UCCRBRE E+UCE+UBEIE EIBIC2021/3/1175(2) (2) 由微变等效电路求由微变等效电路求由微变等效电路求由微变等效电路求A Au u、 ri i 、 ro o。rbeRBRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSRE微变等效电路微变等效电路微变等效电路微变等效电路2021/3/1176 9.6 多级放大电路多级放大电路 耦合方式：信号源与放大电路之间、两级放大电路之间、耦合方式：信号源与放大电路之间、两级放大电路之间、耦合方式：信号源与放大电路之间、两级放大电路之间、耦合方式：信
81、号源与放大电路之间、两级放大电路之间、放大器与负载之间的连接方式。放大器与负载之间的连接方式。放大器与负载之间的连接方式。放大器与负载之间的连接方式。 常用的耦合方式：直接耦合、阻容耦合和变压器耦合。常用的耦合方式：直接耦合、阻容耦合和变压器耦合。常用的耦合方式：直接耦合、阻容耦合和变压器耦合。常用的耦合方式：直接耦合、阻容耦合和变压器耦合。动态动态动态动态: : : : 传送信号传送信号传送信号传送信号减少压降损失减少压降损失减少压降损失减少压降损失 静态：保证各级有合适的静态：保证各级有合适的静态：保证各级有合适的静态：保证各级有合适的Q Q点点点点波形不失真波形不失真波形不失真波形不失真
82、对耦合电对耦合电对耦合电对耦合电路的要求路的要求路的要求路的要求第一级第一级放大电路放大电路输输输输 入入入入 输输输输 出出出出第二级第二级放大电路放大电路第第 n 级级放大电路放大电路 第第 n-1 级级放大电路放大电路功放级功放级功放级功放级2021/3/1177一一、阻容耦合阻容耦合第一级第一级第一级第一级第二级第二级第二级第二级负载负载负载负载信号源信号源信号源信号源两级之间通过耦合电容两级之间通过耦合电容 C2 与下级输入电阻连接与下级输入电阻连接RB1RC1C1C2RB2CE1RE1+RS+RC2C3CE2RE2RL+UCC+T1T22021/3/11781. 1. 静态分析静态
83、分析静态分析静态分析 由于电容有隔直作用，所以每级放大电路的直流由于电容有隔直作用，所以每级放大电路的直流通路互不相通，通路互不相通，每级的静态工作点互相独立，互不每级的静态工作点互相独立，互不每级的静态工作点互相独立，互不每级的静态工作点互相独立，互不影响，可以各级单独计算影响，可以各级单独计算影响，可以各级单独计算影响，可以各级单独计算。两级放大电路均为共发射极分压式偏置电路。两级放大电路均为共发射极分压式偏置电路。两级放大电路均为共发射极分压式偏置电路。两级放大电路均为共发射极分压式偏置电路。RB1RC1C1C2RB2CE1RE1+RS+RC2C3CE2RE2RL+UCC+T1T2202
84、1/3/1179关键关键关键关键: : : :考虑级间影响考虑级间影响考虑级间影响考虑级间影响。方法方法: :ri2 = RL1ri2+UCCRS1M(+24V)R120k27kC2C3R3R2RLRE282k43k10k8k10k C1RC2T1RE1CET22. 2. 动态分析动态分析动态分析动态分析2021/3/11802ri , ro : 概念同单级概念同单级1rirori2+UCCRS1M(+24V)R120k27kC2C3R3R2RLRE282k43k10k8k10kC1RC2T1RE1CET22021/3/1181第一级第一级第二级第二级rbeRB2RC1EBC+ +- -+ +
85、- -+ +- -RSrbeRC2RLEBC+ +- -RB12021/3/1182多级阻容耦合放大器的特点：多级阻容耦合放大器的特点：多级阻容耦合放大器的特点：多级阻容耦合放大器的特点：(1) (1) 由于电容的隔直作用，各级放大器的静态工作由于电容的隔直作用，各级放大器的静态工作点相互独立，分别估算。只能放大交流信号。点相互独立，分别估算。只能放大交流信号。(2) (2) 前一级的输出电压是后一级的输入电压。前一级的输出电压是后一级的输入电压。(3) (3) 后一级的输入电阻是前一级的交流负载电阻。后一级的输入电阻是前一级的交流负载电阻。(4) (4) 前一级的输出电阻是后一级的电源内阻。
86、前一级的输出电阻是后一级的电源内阻。(5) (5) 总电压放大倍数总电压放大倍数= =各级放大倍数的乘积。各级放大倍数的乘积。(6) (6) 总输入电阻总输入电阻 ri 即为第一级的输入电阻即为第一级的输入电阻ri1 。(7) (7) 总输出电阻即为最后一级的输出电阻。总输出电阻即为最后一级的输出电阻。由上述特点可知，射极输出器接在多级放大电由上述特点可知，射极输出器接在多级放大电由上述特点可知，射极输出器接在多级放大电由上述特点可知，射极输出器接在多级放大电路的首级可提高输入电阻；接在末级可减小输出电路的首级可提高输入电阻；接在末级可减小输出电路的首级可提高输入电阻；接在末级可减小输出电路的
87、首级可提高输入电阻；接在末级可减小输出电阻；接在中间级可起匹配作用，从而改善放大电路阻；接在中间级可起匹配作用，从而改善放大电路阻；接在中间级可起匹配作用，从而改善放大电路阻；接在中间级可起匹配作用，从而改善放大电路的性能。的性能。的性能。的性能。2021/3/1183 例例：信号经共射放大电路放大后，再经射极输出器输出，信号经共射放大电路放大后，再经射极输出器输出，求：整个放大电路的电压放大倍数求：整个放大电路的电压放大倍数Au 和和ri、ro 。 usRSRB3+UCCC22RE2uoT2RB1RCC11RB2CERE1uiriT12021/3/11842021/3/1185二、二、直接耦
88、合直接耦合直接耦合：直接耦合：直接耦合：直接耦合：将前级的输出端直接接后级的输入端。将前级的输出端直接接后级的输入端。可用来放大缓慢变化的信号或直流量变化的信号可用来放大缓慢变化的信号或直流量变化的信号。+UCCuoRC2T2uiRC1R1T1R2+RE22021/3/11862. 2. 零点漂移零点漂移零点漂移零点漂移零点漂移：零点漂移：零点漂移：零点漂移：指输入信号电压为零时，输出电压发生指输入信号电压为零时，输出电压发生 缓慢地、无规则地变化的现象缓慢地、无规则地变化的现象。uotO产生的原因：产生的原因：产生的原因：产生的原因：晶体管参数随温度变化、电源电压晶体管参数随温度变化、电源电
89、压 波动、电路元件参数的变化波动、电路元件参数的变化。直接耦合存在的两个问题直接耦合存在的两个问题直接耦合存在的两个问题直接耦合存在的两个问题：1. 前后级静态工作点相互影响前后级静态工作点相互影响2021/3/1187零点漂移的危害：零点漂移的危害：零点漂移的危害：零点漂移的危害： 直接影响对输入信号测量的准确程度和分辨能力。直接影响对输入信号测量的准确程度和分辨能力。严重时，可能淹没有效信号电压，无法分辨是有效信严重时，可能淹没有效信号电压，无法分辨是有效信号电压还是漂移电压号电压还是漂移电压。 一般用输出漂移电压折合到输入端的等效漂移电一般用输出漂移电压折合到输入端的等效漂移电压作为衡量
90、零点漂移的指标压作为衡量零点漂移的指标。输入端等效输入端等效输入端等效输入端等效漂移电压漂移电压漂移电压漂移电压输出端输出端输出端输出端漂移电压漂移电压漂移电压漂移电压电压电压电压电压放大倍数放大倍数放大倍数放大倍数 只有输入端的等效漂移电压比输入信号小许多时，放只有输入端的等效漂移电压比输入信号小许多时，放大后的有用信号才能被很好地区分出来大后的有用信号才能被很好地区分出来。2021/3/1188 由于不采用电容，所以直接耦合放大电路具有由于不采用电容，所以直接耦合放大电路具有良好的低频特性良好的低频特性。通频带通频带通频带通频带f|Au |0.707| Auo |OfH| Auo |幅频特
91、性幅频特性幅频特性幅频特性 抑制零点漂移是制作高质量直接耦合放大电路抑制零点漂移是制作高质量直接耦合放大电路的一个重要的问题的一个重要的问题。 适合于集成化的要求，在集成运放的内部，级间都适合于集成化的要求，在集成运放的内部，级间都是直接耦合是直接耦合。2021/3/1189一、电路结构一、电路结构一、电路结构一、电路结构特点：特点：特点：特点：结构对称结构对称结构对称结构对称9.7 9.7 差分放大电路差分放大电路抑制零点漂移抑制零点漂移抑制零点漂移抑制零点漂移uo= uC1 - uC2 = 0uo= (uC1 + uC1 ) - (uC2 + uC2 ) = 0当当 ui1 = ui2 =
92、0 时时：当温度变化时：当温度变化时：当温度变化时：当温度变化时：ui1ui2uoRCR1T1RCR1T2u02021/3/1190双电源结构双电源结构双电源结构双电源结构uoui1+UCCRCT1RCT2ui2REUEE2021/3/1191二、二、 静态分析静态分析 温度温度TICIE = 2ICVEUBEIBICRE的作用的作用的作用的作用 设设ui1 = ui2 = 0自动稳定自动稳定自动稳定自动稳定RE 具有强负反馈作用具有强负反馈作用uoui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2REUEE 抑制温度漂移，稳定静态工作点。抑制温度漂移，稳定静态工作点。 抑制零漂原理：抑制零漂原理：
93、抑制零漂原理：抑制零漂原理：(a) 靠电路的对称性；靠电路的对称性；靠电路的对称性；靠电路的对称性； (b) 靠靠靠靠R RE E 的负反馈作用的负反馈作用的负反馈作用的负反馈作用。(c) 为了增大抑制零漂的效果可用恒流源代替为了增大抑制零漂的效果可用恒流源代替为了增大抑制零漂的效果可用恒流源代替为了增大抑制零漂的效果可用恒流源代替 R RE E （恒流源（恒流源（恒流源（恒流源的直流电阻的直流电阻的直流电阻的直流电阻 R R 小，交流电阻小，交流电阻小，交流电阻小，交流电阻 r r 大）大）大）大）。2021/3/1192三、三、三、三、 动态分析动态分析动态分析动态分析1. 1. 1. 1
94、. 输入信号分类输入信号分类输入信号分类输入信号分类(1)(1)共模输入信号共模输入信号共模输入信号共模输入信号即即：ui1 = ui2 即共模电压放大倍数即共模电压放大倍数: : 即两个输入信号电压大小相等，相位相同的一对信号。即两个输入信号电压大小相等，相位相同的一对信号。因因T1、T2对称，对称， 所以所以uc1 = uc2 。说明差放对共模信号无放大作用。说明差放对共模信号无放大作用。则：则： u0 = uc1-uc2=0对称差分放大电路对两管所产生的同向漂移（不论什么对称差分放大电路对两管所产生的同向漂移（不论什么对称差分放大电路对两管所产生的同向漂移（不论什么对称差分放大电路对两管
95、所产生的同向漂移（不论什么原因引起）都具有抑制作用。原因引起）都具有抑制作用。原因引起）都具有抑制作用。原因引起）都具有抑制作用。零点漂移是零点漂移是共模信号共模信号2021/3/1193(2)(2)差模输入差模输入差模输入差模输入差模电压放大倍数差模电压放大倍数: :即即：ui1 =-ui2 即两个输入信号电压大小相等，相位即两个输入信号电压大小相等，相位相反的一对信号。相反的一对信号。因因T1、T2对称，对称， 所以所以uc1 = -uc2 。则：则： u0 = uc1-uc2=2uc1R RE E 对差模信号作用对差模信号作用对差模信号作用对差模信号作用 ui1 ui2ib1 , ic1
96、ib2 , ic2ic1 = - ic2iRE= ie1+ ie2 = 0uRE= 0RE对差模信号相当于短路。对差模信号相当于短路。说明差放对差模信号具有放大作用。利用此特点实现有用信说明差放对差模信号具有放大作用。利用此特点实现有用信号的放大。号的放大。_REuouiR+_ui1ui2R+UCC2021/3/1194共模抑制比共模抑制比共模抑制比共模抑制比: :KCMRR = 它是衡量差分放大电路对差模信号放大及它是衡量差分放大电路对差模信号放大及它是衡量差分放大电路对差模信号放大及它是衡量差分放大电路对差模信号放大及对共模信号抑制的能力的指标。对共模信号抑制的能力的指标。对共模信号抑制的
97、能力的指标。对共模信号抑制的能力的指标。理想情况下理想情况下理想情况下理想情况下: :越大越好。越大越好。输入输出电阻：输入输出电阻：输入输出电阻：输入输出电阻：差模放大倍数差模放大倍数差模放大倍数差模放大倍数：2021/3/1195四、差放电路的输入和输出方式四、差放电路的输入和输出方式四、差放电路的输入和输出方式四、差放电路的输入和输出方式输入端输入端 接法接法双端双端单端单端输出端输出端 接法接法双端双端单端单端ui1+UCCui2uoC1B1C2EB2RCT1RBRCT2RBIRE-UEE2021/3/1196uo+UCCRCT1RBRCT2RBREUEE单端输入单端输出的差分放大单端
98、输入单端输出的差分放大单端输入单端输出的差分放大单端输入单端输出的差分放大电路有两种情况：电路有两种情况：电路有两种情况：电路有两种情况：1.1.反相输入反相输入反相输入反相输入u ui i可看成一半作用在左边电可看成一半作用在左边电可看成一半作用在左边电可看成一半作用在左边电路，另一半作用在右边电路路，另一半作用在右边电路路，另一半作用在右边电路路，另一半作用在右边电路则则则则ui0uBE10iC10uO0ui+ +- -ui/2可见，输入与输出电压相位相反，称反相输入可见，输入与输出电压相位相反，称反相输入可见，输入与输出电压相位相反，称反相输入可见，输入与输出电压相位相反，称反相输入2.
99、2.同相输入同相输入同相输入同相输入+ +- -ui/2uiui/2-ui/2则则则则ui0uBE10iC10uO0可见，输入与输出电压相位相同，称同相输入可见，输入与输出电压相位相同，称同相输入可见，输入与输出电压相位相同，称同相输入可见，输入与输出电压相位相同，称同相输入 双端输出时，双端输出时，双端输出时，双端输出时，u uo o=2=2u uC1C1，单端输出时，单端输出时，单端输出时，单端输出时， u uo o= =u uC1C1。即在。即在。即在。即在u ui i相同时，相同时，相同时，相同时，u uO O较双端输出时减少了一半。较双端输出时减少了一半。较双端输出时减少了一半。较双端输出时减少了一半。2021/3/1197个人观点供参考，欢迎讨论
