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1、9/20/20241目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院第第 5 章章 基本放大电路基本放大电路9/20/20242目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院第第5章章 基本放大电路基本放大电路5.1 共射极放大电路共射极放大电路5.4 静态工作点的稳定静态工作点的稳定5.5 射极输出器射极输出器5.7 多级放大电路多级放大电路 5.10 场效晶体管放大电路场效晶体管放大电路5.8 差分放大电路差分放大电路5.9 功率放大器功率放大器*5.6 共基极电路共基极电路5.2 放大电路的静态分析放大电路的静态分析5.3 放大电路的动态分析放大电路的动态分析9/20/2024
2、3目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院第第5章章 基本放大电路基本放大电路本章要求：本章要求：本章要求：本章要求：1. 1. 理解单管交流放大电路的放大作用和共发射极、理解单管交流放大电路的放大作用和共发射极、理解单管交流放大电路的放大作用和共发射极、理解单管交流放大电路的放大作用和共发射极、 共集电极放大电路的性能特点。共集电极放大电路的性能特点。共集电极放大电路的性能特点。共集电极放大电路的性能特点。2.掌握静态工作点的估算方法和放大电路的微变等掌握静态工作点的估算方法和放大电路的微变等掌握静态工作点的估算方法和放大电路的微变等掌握静态工作点的估算方法和放大电路的微变等3.
3、 效电路分析法。效电路分析法。效电路分析法。效电路分析法。3. 3. 了解放大电路输入、输出电阻和多级放大的概念，了解放大电路输入、输出电阻和多级放大的概念，了解放大电路输入、输出电阻和多级放大的概念，了解放大电路输入、输出电阻和多级放大的概念， 了解放大电路的频率特性、互补功率放大电路的了解放大电路的频率特性、互补功率放大电路的了解放大电路的频率特性、互补功率放大电路的了解放大电路的频率特性、互补功率放大电路的 工作原理。工作原理。工作原理。工作原理。4. 4. 了解差动放大电路的工作原理和性能特点。了解差动放大电路的工作原理和性能特点。了解差动放大电路的工作原理和性能特点。了解差动放大电路
4、的工作原理和性能特点。9/20/20244目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院5.1 晶体管共发射极放大电路晶体管共发射极放大电路5.1.1 共发射极放大电路的组成共发射极放大电路的组成+UCCRCC1C2TRB+RLuiuoRSuSEC输入端接低频交流电压信号输入端接低频交流电压信号ui输出端接负载电阻输出端接负载电阻L，输出电压为，输出电压为uoECRCC1C2TRB+RLuiuoEB9/20/20245目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院1. 元件作用元件作用 集电极电源集电极电源UCC 电路的能源、给晶体管加偏置电路的能源、给晶体管加偏置 电电路路的的核
5、核心心元元件件。工工作作在在放放大大区区，利利用用其其电电流流放放大大作作用用，将将微弱的电信号进行放大。微弱的电信号进行放大。 晶体管晶体管T基极电阻基极电阻RB 确定的静态工作点确定的静态工作点Q 集电极电阻集电极电阻RC 实现电路的电压放大实现电路的电压放大ui iB iCuCEuoui iB iCuCEuo耦合电容耦合电容C1、C2 隔直流通交流隔直流通交流对直流视为开路对直流视为开路 对交流视为短路对交流视为短路 +UCCRCC1C2TRB+RLuiuoiCiBuCE9/20/20246目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院2. 直流通路和交流通路直流通路和交流通路 +
6、UCCRCTRBICIBUCEUBERCTRBRLuiuoicibuceube+UCCRCC1C2TRB+RLuiuoiCiBuCEuBE原电路原电路直流通路直流通路交流通路交流通路RCTRBRLuiuoicibuceube直流分量（静态值）：大写大注直流分量（静态值）：大写大注 IB IC UBE UCE总电量（瞬时值）：总电量（瞬时值）： 小写大注小写大注 iB iC uBE uCE 交流分量（瞬时值）：小写小注交流分量（瞬时值）：小写小注 ib ic ube uce 交流分量（有效值）：大写小注交流分量（有效值）：大写小注 Ib Ic Ube Uce 9/20/20247目录目录电路与电
7、子学电路与电子学计算机学院计算机学院总电量总电量 = 直流分量直流分量 + 交流分量交流分量IBtotoibtoiB以基极电流以基极电流iB为例为例 波形如图所示波形如图所示9/20/20248目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院5.3.2 静态分析静态分析 1.1.由直流通路确定静态工作点由直流通路确定静态工作点 +UCCRCTRBICIBUCEUBE直流通路直流通路9/20/20249目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院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：电路中
8、注意：电路中IB和和IC的数量级的数量级例例+UCCRCTRBICIBUCEUBE9/20/202410目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院2. 由图解法求静态工作点由图解法求静态工作点Q UCC先找出先找出IB 对应的输出特性曲线对应的输出特性曲线然后在输出特性上作出直流负载线然后在输出特性上作出直流负载线ICUCEoQ交点为交点为Q点点直流负载线方程直流负载线方程横轴的截距为横轴的截距为UCC纵轴的截距为纵轴的截距为直流负载线斜率直流负载线斜率9/20/202411目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院Q点太低容易截止点太低容易截止UCCICUCEoQIB3.
9、 电路参数对电路参数对Q 的影响的影响 UCC 、 RC 一定时，改变一定时，改变RBRB IB Q RB IB Q Q点太高容易饱和点太高容易饱和Q1IB1Q2IB29/20/202412目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院 UCC 、 RB 一定时，改变一定时，改变RCUCCICUCEoQIBRC 负载线平缓负载线平缓Q1Q2Q1点靠近饱和区点靠近饱和区RC 负载线陡直负载线陡直RC = 0时，无电压放大作用时，无电压放大作用 RC、 RB 一定时，改变一定时，改变UCC UCC1ICUCEoQ2IB2UCC2UCC3IB3Q3IB1Q1直流负载线斜率不变直流负载线斜率不变
10、直流负载线平行移动直流负载线平行移动UC CQ9/20/202413目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院5.3.2 放大电路的动态分析放大电路的动态分析 1.微变等效电路法微变等效电路法 晶体管的微变等效电路晶体管的微变等效电路等效的条件等效的条件工作范围在特性曲线的线性段工作范围在特性曲线的线性段小信号（小信号（微变微变信号）信号）mV、V级级=常数常数等效电路引出等效电路引出ebcubeuceibicbecubeucerbeibicib9/20/202414目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院 UBE IB晶体管的输入电阻：晶体管的输入电阻：iBuBEQoQ
11、1Q2UBEIBiCuCEoQ1Q2QUCEIC IB IC晶体管的电流放大系数晶体管的电流放大系数 ：输出端相当于一个受输出端相当于一个受 ib控控制的电流源。制的电流源。输入端相当于电阻输入端相当于电阻rbe9/20/202415目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院晶体管的输出电阻晶体管的输出电阻rce ：rce可视为开路可视为开路iCuCE UCE ICobecubeucerbeibicibrce9/20/202416目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院对交流信对交流信号号ui而言而言短路短路+UCC短路短路置零置零 放大电路的微变等效电路放大电路的微变等
12、效电路RBRCC1C2RLuiuo9/20/202417目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院rbe ibibiiicuiuoRBRCRL将交流通道中的晶体管用微变等效电路代替将交流通道中的晶体管用微变等效电路代替RCTRBRLuiuoicibuceube9/20/202418目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院3. 动态性能指标的计算动态性能指标的计算(1)电压放大倍数电压放大倍数Aurbe ibibiiicuiuoRBRCRL其中，其中，RL=RC / RL;负号表示负号表示 uo与与 ui 反相反相; 可可见见：RL愈愈大大， Au愈愈高高。一一般般总希望负
13、载电阻总希望负载电阻RL大一些。大一些。输出端开路时输出端开路时9/20/202419目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院rbe ibibiiicuiuoRBRCRLRSuS源电压放大倍数源电压放大倍数 式中式中ri = RB/rberbe （通常（通常RB rbe）可见：可见：RS愈小，愈小， 愈高。一般希望愈高。一般希望RS小一些小一些9/20/202420目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院(2) 输入电阻输入电阻ri放大电路是信号源（或前一级）的负载，放大电路是信号源（或前一级）的负载，输入电输入电阻阻ri就是信号源（或前一级）的负载电阻。就是信号源（或
14、前一级）的负载电阻。ri ii 减轻信号源负担减轻信号源负担rbe ibibiiicuiuoRBRCRLRSuSriuiuo本级本级 Au ri前一级前一级RL前一级前一级Au 一般要求：一般要求：输入电阻输入电阻ri越高越好越高越好9/20/202421目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院(3) 输出电阻输出电阻rorbe ibibiiicuiuoRBRCRLRSuS一般要求：一般要求：输出电阻输出电阻ro越小越好越小越好放大电路是负载（或后一级）的信号源，其等效信放大电路是负载（或后一级）的信号源，其等效信号源的内阻就是号源的内阻就是输出电阻输出电阻roro 带负载能力强带
15、负载能力强ro后一级后一级 RS 后一级后一级 Ausrbe Ib = 0Ib = 0RBRCRSuS = 09/20/202422目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院RLro另一种计算输出电阻的方法另一种计算输出电阻的方法开路（空载）时的输出电压开路（空载）时的输出电压 通路（负载）时的输出电压通路（负载）时的输出电压 rbe IbIbIiIcUiRBRCRSUSrbe IbIbIiIcUiRBRCRLRSUS9/20/202423目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院4. 4. 放大电路其它性能指标的介绍放大电路其它性能指标的介绍 （1 1）波形的非线性失真）
16、波形的非线性失真 Q点太低，信号进入截止区点太低，信号进入截止区uoiCuCEoQiC截止失真：截止失真：截止区截止区截止失真截止失真消消除除截截止止失失真真的的方方法法：减减小小R B阻阻值值，增增大大IB，提提高高Q点的位置。点的位置。9/20/202424目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院iCuCEoQiCuoQ点太高，信号进入饱和区点太高，信号进入饱和区饱和失真：饱和失真：消消除除饱饱和和失失真真的的方方法法：增增大大R B阻阻值值，减减小小IB，降降低低Q点的位置。点的位置。饱和区饱和区饱和失真饱和失真9/20/202425目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院
17、计算机学院iCuCEoQuoiC总总之之，设设置置合合适适的的静静态态工工作作点点，并并且且输输入入的的信信号号幅幅度度适适中中，可可避避免免放放大大电电路路产产生生非非线性失真。线性失真。 9/20/202426目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院(2) 通频带通频带Aum0.7AumfL下限截下限截止频率止频率fH上限截上限截止频率止频率通频带：通频带： BW = fH fLAu=f（f）fAuo(3)(3)最大输出幅度最大输出幅度 +UCCRCC1C2RB+RLuiuoiCiBuBECof XC耦合电容耦合电容C1、C2 分压分压 uo Au f 寄生电容寄生电容Co分流
18、分流 io uo Au 9/20/202427目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院5.4 静态工作点的稳定静态工作点的稳定5.4.1 温度对静态工作点的影响温度对静态工作点的影响 固定偏置放大电路中固定偏置放大电路中 Q温度升高温度升高时，输出时，输出特性曲线特性曲线上移，造上移，造成成Q点上点上移移温度温度T ICEOICQiCuCEQoQ点不稳定点不稳定IB=020 A40 A60 A80 A100 AIB=020 A40 A60 A80 A100 A温度温度T ICQQ点不稳定点不稳定9/20/202428目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院5.4.2 分
19、压式偏置放大电路分压式偏置放大电路可见可见IC与温度无关与温度无关1. 1. 稳定原理稳定原理 RB1+UCCRCC1C2RB2CERERLuiuoBEI1IBI29/20/202429目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院温度温度TUBEIBICUEICRB1+UCCRCC1C2RB2CERERLuiuoBEI1IBI2UB不变不变通通过过自自动动调调节节使使电电流流IC基本不变。基本不变。 要求：要求：9/20/202430目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院2.2.静态工作点的计算静态工作点的计算估算法估算法估算法估算法: : : :UBRB1RCC1C2R
20、B2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSeS+9/20/202431目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院3. 3. 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+RSeS+9/20/202432目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院RB1RCC1C2RB2CERERL+UCCuiuo+RSeS+ 去掉去掉去掉去掉C CE
21、 E后的后的后的后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 E9/20/202433目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院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
22、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9/20/202434目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院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+RSeS+9/20/202435目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院例例例例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，
23、RB2= 20k RL= 6k ，晶体管，晶体管=50， UBE=0.6V, 试求试求:(1) 静态工作点静态工作点 IB、IC 及及 UCE；(2) 画出微变等效电路；画出微变等效电路；(3) 输入电阻输入电阻ri、ro及及 Au。RB1RCC1C2RB2CERE1RL+UCCuiuo+RE29/20/202436目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院解解解解: : : : (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+UCEIEIBICVB9/2
24、0/202437目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院(2) 由微变等效电路求由微变等效电路求Au、 ri 、 ro。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 RC CR RL LE EB BC C+ + + +- - - -+ + + +- - - -+ + + +- - - -R RS SR RE E9/20/202438目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院 因对交流信号而言，集电极是输入与输出回路因对交流信号而言，集电极是输入与输出回路因对交流信号而言，集电极是输入与输出回路因对交流信号而言，集电极是输入与输出回路的公共端
25、，所以是的公共端，所以是的公共端，所以是的公共端，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+es+RS5.5 射极输出器射极输出器9/20/202439目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院求求求求Q Q点：点：点：点：5.5.1 5.5.1 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+UCCC
26、1C2RE ERLui+uo+es+RS9/20/202440目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院5.5.2 5.5.2 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 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 1 1且输入输出同相，输出电压且输入输出同相，输出电压且输入输出同相，输出电压且输入输出同相，输出电压跟随输入电压，跟随输入电压，跟随输入电压，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。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+ +- -+
27、+- -+ +- -RSRE9/20/202441目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院rbeRBRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSRE2. 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9/20/202442目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院3. 3. 输出电阻输出电阻输出电阻输出电阻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
28、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+ +- -+ +- -+ +- -RSRE9/20/202443目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院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. 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
29、。输出与输入同相。9/20/202444目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院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
30、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 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，也可将射的特点，也可将射的特点，也可将射的特点，也可将射极输出器放在放大电路的两级之间，起到阻抗匹极输出器放在放大电路的两
31、级之间，起到阻抗匹极输出器放在放大电路的两级之间，起到阻抗匹极输出器放在放大电路的两级之间，起到阻抗匹配作用，配作用，配作用，配作用，这一级射极输出器称为缓冲级或中间隔这一级射极输出器称为缓冲级或中间隔这一级射极输出器称为缓冲级或中间隔这一级射极输出器称为缓冲级或中间隔离级。离级。离级。离级。9/20/202445目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院例例例例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)
32、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+es+RS9/20/202446目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院解解解解: : : :(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+UCCRBRE E+UCE+UBEIE EIBIC9/20/202447目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院(2) (2) 由微变等效电路求由微变等效电路求由微变等效
33、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9/20/202448目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院+UCCRCCBC2RLRE+RB1RB2RS +us +uo C1*5.6共基极放大电路共基极放大电路RCRERS +us RL+uo +RB2RB1UCCC1CB+C2 因对交流信号而言，旁路因对交流信号而言，旁路因对交流信号而言，旁路因对交流信号而言，旁路电容电容电容电容C CB B将基极接地，基极是将基极接地，基极是将基极接地，基极是将基极接
34、地，基极是输入与输出回路的公共端，输入与输出回路的公共端，输入与输出回路的公共端，输入与输出回路的公共端，所以是所以是所以是所以是共基极放大电路共基极放大电路共基极放大电路共基极放大电路。9/20/202449目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院5.6.1 静态分析静态分析估算法：估算法： 直流通路直流通路直流通路直流通路RB1RCRB2RE+UCC+UCEIEIBICUB9/20/202450目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院rir iroro = RCRCRERS +us RL+uo RCRERS+us RLrbeioicieiiib ib+ui 5.6.
35、2 动态分析动态分析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9/20/202451目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院共基极电路的特点：共基极电路的特点：1. 无电流放大作用，无电流放大作用，1，且，且1；4. 输入电阻小、输出电阻大。输入电阻小、输出电阻大。2. Au 大小与共射电路相同；大小与共射电路相同；3. 输出电压与输入电压同相；输出电压与输入电压同相；共基极电路一般用于高频电路共基极电路一般用于高频电路;或用作恒流源电路。或用作恒流源电路。9/20/202452目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院RCTRBRL
36、uiuoicibuceubeRCRERS +us RLuoRBRE ERLuo+es+RS共射极电路共射极电路共集电极电路共集电极电路共基极电路共基极电路ro = RCro = RC大大小小大大大大小小大大中中小小大大大大大大小小9/20/202453目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院5 .7 多级放大电路多级放大电路输输入入A1A2An-1An输输出出12n-1n前置级：前置级：电压放大电压放大末前级末前级末级末级功率放大功率放大级间耦合方式：级间耦合方式：阻容耦合、直接耦合阻容耦合、直接耦合和和变压器耦合。变压器耦合。阻容耦合：阻容耦合：用于分立元件多级交流放大电路用于分
37、立元件多级交流放大电路直接耦合：直接耦合：用于放大缓变信号和直流信号的电路用于放大缓变信号和直流信号的电路对耦合电路要求：对耦合电路要求：各级静态工作点尽可能独立各级静态工作点尽可能独立尽可能减小传输信号的损失和失真尽可能减小传输信号的损失和失真9/20/202454目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院5.7.1 阻容耦合放大电路阻容耦合放大电路 +UCCRSRB1uiC2C3RB2RLuoC1RC2T1T2uSRC11. 静态分析静态分析由于电容有隔直由于电容有隔直 各级的静态工作各级的静态工作点独立（各级静点独立（各级静态值单独计算）态值单独计算）2. 动态分析动态分析RC
38、1RB2RC2RLRSRB1画出微变等效电画出微变等效电路计算电压放大路计算电压放大倍数及输入电阻倍数及输入电阻和输出电阻和输出电阻9/20/202455目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院第一级：第一级： 第二级：第二级： 总的电压放大倍数：总的电压放大倍数： 输入电阻：输入电阻： 输出电阻：输出电阻： RC1RB2RC2RLRSRB19/20/202456目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院5.7.2 直接耦合放大电路直接耦合放大电路 直接耦合存在的两个问题直接耦合存在的两个问题前后级静态工作点相互影响前后级静态工作点相互影响零点漂移零点漂移 直接耦合方式不
39、但能放大交流信号，直接耦合方式不但能放大交流信号，而且能放大变化极其缓慢的超低频信号以而且能放大变化极其缓慢的超低频信号以及直流信号。及直流信号。 因此直接因此直接耦合放大电路耦合放大电路比交流放大电比交流放大电路，路，用途广用途广，通频带宽通频带宽。fAuoAum0.7AumfLfH交流交流直流直流9/20/202457目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院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+UCCuoT2uiRB1T1RC1RC2RB2UC1UBE2静态（静态（ui = 0）时）时UC1 = UBE2 = 0.6V，T1处于临界饱和状态处于临界饱和状态RC
40、1 偏小偏小， T2易饱和易饱和RE2 UE2 UC1 +UCCuoT2uiRB1T1RC1RC2RB2UC1UBE2RE2UE2+UCCuoT2uiRB1T1RC1RC2RB2UC1UBE2DZUZRUZ UE2 UC1 9/20/202458目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院+UCCT2RB1T1RC1RC2RB2DZUZR2. 零点漂移（零漂）零点漂移（零漂）ui=0uo 0Ui = 0时，时，uo 0uo随时间无规则缓慢的变化随时间无规则缓慢的变化 影响：影响：淹没真正的输出信号，淹没真正的输出信号，以假乱真时电路无法以假乱真时电路无法正常工作。正常工作。主要原因：主
41、要原因： 晶体管参数受温度影响晶体管参数受温度影响 温度变化温度变化 IC UCE Uo 0 0 第一级电路的零漂逐级放大，对电路影响最大第一级电路的零漂逐级放大，对电路影响最大 抑制抑制零漂最有效的方法是采用零漂最有效的方法是采用差动放大电路差动放大电路9/20/202459目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院5.8 差分放大电路差分放大电路5.8.1 差分放大电路的工作原理差分放大电路的工作原理ui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2REUEEuo结构：结构：电路左右对称电路左右对称信信号号从从两两管管的的基基极极输输入入，从从两两管管的集电极输出。的集电极输出。1.
42、零漂的抑制零漂的抑制uo= uC1 - uC2 = 0当当ui1 = ui2 = 0 时：时：温度温度IC1 UC1 IC2 UC2 UC1 = UC2uo= UC1 - UC2 = 09/20/202460目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院ui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2REUEEuo2. 信号的输入信号的输入 共模输入共模输入共模信号：共模信号：ui1 = ui2ui1 iC1 uC1 iC2 uC2 uC1 = uC2uo= uC1 - uC2 = 0ui2 差放电路差放电路抑制共模抑制共模信号信号 零漂零漂信号信号是特殊的是特殊的共模信号共模信号 9/20
43、/202461目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院 差模输入差模输入ui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2REUEEuo差模信号：差模信号：ui1 = ui2ui1 iC1 uC1 iC2 uC2 |uC1 | = | uC2 |uo= 2| uC1 | 0ui2 差放电路差放电路放大差模放大差模信号信号uo= Ad （ ui1 ui2 ）放大输入信号的差值放大输入信号的差值9/20/202462目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院 差分输入（比较输入、任意输入）差分输入（比较输入、任意输入）ui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2REUEEuo差差分
44、分信信号号可可以以分分解解为为一一对对共共模模信信号号和和一一对对差差摸摸信信号的组合：号的组合： 其中：其中：ui1= 8mVui2= 4mV= 6mV+2mV= 6mV-2mV9/20/202463目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院3. 发射极电阻发射极电阻RE的作用的作用 RE对差模信号无作用对差模信号无作用 ui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2REUEEuoib1ib2ie1ie2ieueube1ube2RE对差模对差模信号可视信号可视为短路为短路ui1 ie1 ie2 ie = ie1 + ie2 ie RE = 0ui2 ie不变不变9/20/202464
45、目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院 RE对共模信号的负反馈作用对共模信号的负反馈作用 ui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2REUEEuoib1ib2ie1ie2ieueube1ube2ie1 ie2 ui1 ui2 ie = ie1 + ie2 ueuc1 uc2 ube2ube1 uc1 uc2 对于每个管来说就像对于每个管来说就像是在发射极与地之间是在发射极与地之间连接了一个连接了一个2RE电阻电阻 RE可以降低各单管对可以降低各单管对共模信号的放大倍数共模信号的放大倍数 RE越大，抑制共模越大，抑制共模信号的能力就越强信号的能力就越强 9/20/202465目录
46、目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院在实用电路中，常用晶体管组成的恒流源代在实用电路中，常用晶体管组成的恒流源代替电阻替电阻RE，来提高抑制共模信号的能力，来提高抑制共模信号的能力 ui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2ISUEEuo晶体管动态电阻大晶体管动态电阻大增大增大RE 提高抑制共模能力提高抑制共模能力 晶体管静态电阻小晶体管静态电阻小减小负电源减小负电源UEE9/20/202466目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院5.8.2 动态分析动态分析 差模电压放大倍数差模电压放大倍数1信号输入信号输入:双端输入为差模双端输入为差模输入输入1.双端输入双端双
47、端输入双端输出的电路输出的电路ui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2REUEEuouiRLRR双端输入双端双端输入双端输出的电路输出的电路C1C29/20/202467目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院差模信号通路差模信号通路:T1单边微变等效电路RBuod1B1EC1RC ib1ui1rbe1ib12 ui2 ui1 uod1 uod2 uodC1B1C2EB2RCT1RBRCT2RBib2ib1ic1ic29/20/202468目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院3 差模电压放大倍数差模电压放大倍数: :差模电压放大倍数差模电压放大倍数: :单边差模
48、放大倍数单边差模放大倍数: :uod1B1EC1RC ib1ui1rbe1ib1RB9/20/202469目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院若差动电路带负载若差动电路带负载RL(接在接在C1与与C2之间之间), 对于差动信号而言，对于差动信号而言，RL中点为零电位中点为零电位, 所以放所以放大倍数：大倍数：总的差动电压放大倍数：总的差动电压放大倍数：ui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2REUEEuouiRLRR双端输入双端双端输入双端输出的电路输出的电路C1C29/20/202470目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院ro = 2 RC输入电阻：输入电
49、阻：输出电阻：输出电阻：4 输入、输出电阻输入、输出电阻: :uod1ui1RBB1EC1RC ib1rbeib1uod2RBB2EC2RC ib2rbeib2ui2rori1ri2ri = ri1+ri29/20/202471目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院 共模电压放大倍数和共模抑制比共模电压放大倍数和共模抑制比双端输出时；共模输出电压双端输出时；共模输出电压uoc = 0，所以：所以：共模电压放大倍数：共模电压放大倍数： Ac = 0KCMRR AC = 0共模抑制比共模抑制比:KCMRR =KCMRR (dB) =9/20/202472目录目录电路与电子学电路与电子
50、学计算机学院计算机学院2.单端输入单端单端输入单端输出的电路输出的电路ui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2REUEEuo1ui单端输入单端单端输入单端输出的电路输出的电路uo2 差模电压放大倍数差模电压放大倍数1信号输入信号输入:单端输入也有差模单端输入也有差模输入输入对差模信号而言，单端输入与双端输对差模信号而言，单端输入与双端输入的效果一样入的效果一样9/20/202473目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院uodRBB1EC1RC ib1uirbe1ib1差模信号通路差模信号通路:23 差模电压放大倍数差模电压放大倍数: :本管输入本管输出时：本管输入本管输出时：
51、uod 与与ui 反相反相本管输入他管输出时：本管输入他管输出时：uod 与与ui 同相同相9/20/202474目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院ro = RC输入电阻：输入电阻：输出电阻：输出电阻：4 输入、输出电阻输入、输出电阻: :uodRBB1EC1RC ib1uirbe1ib19/20/202475目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院共共模信号通路模信号通路: :共模电压放大倍数和共模抑制比共模电压放大倍数和共模抑制比uic uoc2REERCT1RB ic1ie1微变等效电路微变等效电路uicic1RBuocib1RC ib12REie1rbe1
52、共模电压放大倍数共模电压放大倍数9/20/202476目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院共模抑制比共模抑制比单端单端输出时，输出时，REAC KCMRR KCMRR =KCMRR (dB) =4.双端输入单端双端输入单端输出的电路输出的电路3.单端输入双端单端输入双端输出的电路输出的电路单端输入双端单端输入双端输出与双端输入双端输出的电路一样输出与双端输入双端输出的电路一样双端输入单端双端输入单端输出与单端输入单端输出的电路一样输出与单端输入单端输出的电路一样9/20/202477目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院差放电路小结：差放电路小结：放大差模信号放大
53、差模信号抑制共模信号（抑制抑制共模信号（抑制零漂）；零漂）；差分信号可分解为一对共模信号和一对差摸信号差分信号可分解为一对共模信号和一对差摸信号1. 信号的输入信号的输入2. 发射极电阻发射极电阻RE的作用的作用 RE对差模信号不起作用（视为短路）对差模信号不起作用（视为短路） RE对共模信号有负反馈作用；对共模信号有负反馈作用； RE越大，抑制共模信号的能力就越强越大，抑制共模信号的能力就越强 3. 输入、输出方式输入、输出方式 对差模信号而言，单端输入与双端输入的效果一样对差模信号而言，单端输入与双端输入的效果一样对差模信号而言，单端输出与双端输出的效果不同对差模信号而言，单端输出与双端输
54、出的效果不同9/20/202478目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院 双端输出时：双端输出时：Ac = 0； KCMRR =ro = 2RC输出电阻：输出电阻： 单端输出时：单端输出时：REAC KCMRR ro = RC输出电阻：输出电阻： 单端输入或双端输入时：单端输入或双端输入时：输入电阻：输入电阻：9/20/202479目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院具有恒流源的实际差动放大电路具有恒流源的实际差动放大电路1.晶体管晶体管T3为恒流源为恒流源T3工作在放大区具有工作在放大区具有恒流特性。可以使共恒流特性。可以使共模放大倍数模放大倍数Ac0，共，共模
55、抑制比模抑制比KCMR2.调零点位器调零点位器RP 解决两边电路不完全解决两边电路不完全对称，带来的零漂问题对称，带来的零漂问题RP的取值约几十到几百欧姆的取值约几十到几百欧姆实际差动放大电路实际差动放大电路-UEET3RPIC3=ISRB1RB2REui2ui1uo1 uo2T2T1RBRBRCRC+UCC思考题：思考题： 5-59/20/202480目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院5.10 场效应管放大电路场效应管放大电路 场效应晶体管具有输入电阻高、噪声低等优点，场效应晶体管具有输入电阻高、噪声低等优点，场效应晶体管具有输入电阻高、噪声低等优点，场效应晶体管具有输入电
56、阻高、噪声低等优点，常用于多级放大电路的输入级以及要求噪声低的放常用于多级放大电路的输入级以及要求噪声低的放常用于多级放大电路的输入级以及要求噪声低的放常用于多级放大电路的输入级以及要求噪声低的放大电路。大电路。大电路。大电路。 场效应管的源极、漏极、栅极相当于双极型晶体场效应管的源极、漏极、栅极相当于双极型晶体场效应管的源极、漏极、栅极相当于双极型晶体场效应管的源极、漏极、栅极相当于双极型晶体管的发射极、集电极、基极。管的发射极、集电极、基极。管的发射极、集电极、基极。管的发射极、集电极、基极。 场效应管的共源极放大电路和源极输出器与双极场效应管的共源极放大电路和源极输出器与双极场效应管的共
57、源极放大电路和源极输出器与双极场效应管的共源极放大电路和源极输出器与双极型晶体管的共发射极放大电路和射极输出器在结构型晶体管的共发射极放大电路和射极输出器在结构型晶体管的共发射极放大电路和射极输出器在结构型晶体管的共发射极放大电路和射极输出器在结构上也相类似。上也相类似。上也相类似。上也相类似。 场效应管放大电路的分析与双极型晶体管放大电场效应管放大电路的分析与双极型晶体管放大电场效应管放大电路的分析与双极型晶体管放大电场效应管放大电路的分析与双极型晶体管放大电路一样，包括静态分析和动态分析。路一样，包括静态分析和动态分析。路一样，包括静态分析和动态分析。路一样，包括静态分析和动态分析。 9/
58、20/202481目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院场效应管的微变等效电路场效应管的微变等效电路跨导跨导漏极输出电阻漏极输出电阻gsdsgdrDS很大，可忽略很大，可忽略9/20/202482目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院5.10.1 共源极放大电路共源极放大电路计算：计算：UDS和和 ID+UDD+20VuoRSuiCSC2C1RG1RDRGRG2RL150k50k1M10k10kGDS10k1. 静态分析静态分析已知：已知：UGS（off）= -5Vgm=0.312msIDSS= 1mA9/20/202483目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院
59、计算机学院+UDD+20VuoRSuiCSC2C1RG1RDRGRG2RL150k50k1M10k10kGDS10k9/20/202484目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院UGS UGS（off） 舍去舍去解得两组解解得两组解静态工作点静态工作点:9/20/202485目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院2. 动态分析动态分析rirosgRG2RG1RGRL dRLRD9/20/202486目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院ro=RD=10KsgRG2RG1RGdRLRDrori9/20/202487目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院
60、计算机学院5.10.2 共漏极放大电路共漏极放大电路源极输出器源极输出器uo+UDDRSuiC1RG1RG2RLDSC2G9/20/202488目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院微变等效电路：微变等效电路：gRG2RG1sdRLRS电压放大倍数：电压放大倍数：9/20/202489目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院gRG2RG1sdRLRSri输入电阻：输入电阻：9/20/202490目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院输出电阻输出电阻ro： 用加压求流法用加压求流法 作业：作业： 5-20gRG2RG1sdRSro ro 9/20/202491目录目录电路与电子学电路与电子学计算机学院计算机学院第第 5 章章结束结束
