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1、第第8 8章章 根本放大根本放大电路路8.1 8.1 共共发射极放大射极放大电路的路的组成成8.2 8.2 放大放大电路的静路的静态分析分析8.4 8.4 静静态任任务点的点的稳定定后一页后一页前往前往8.3 8.3 放大放大电路的路的动态分析分析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变化信号放大成化信号放大成较大大的信号。的信号。后一页后一页前一页前一页 放大的本放大的本质: 用小能量的信号用小能量的信号经过三极管的三极管的电流控制造用，流控制造用，将放大将放大电路中直流路中直流电源的能量源的能量转化成交流能量化成交流能量输出。出。 对放大放大电路的根本要求路的根本
2、要求 ：1. 要有足要有足够的放大倍数的放大倍数(电压、电流、功率流、功率)。2. 尽能尽能够小的波形失真。小的波形失真。 另外另外还有有输入入电阻、阻、输出出电阻等技阻等技术目的。目的。前往前往Au 放大放大电路可以用有路可以用有输入端口和入端口和输出端口的四出端口的四端网端网络表示，如以下表示，如以下图。后一页后一页前一页前一页uouot tuiuit tuo+ + ui+ + 前往前往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，表示交流小写字母、小写下标，表示交流分量分量uAua全量全
3、量交流分量交流分量tUA直流分量直流分量 8.1 8.1 共共发射极放大射极放大电路的路的组成成RBEBRCC1C2T+ECuo+ui+RSes+RL+1. 电路路组成成 后一页后一页前一页前一页前往前往参考点参考点ui+uo+8.1 8.1 根本放大根本放大电路的路的组成成RBEBRCC1C2T+ECuo+ui+RSes+RL+2. 元件作用元件作用 放大元件放大元件放大元件放大元件, , iC=iC=iBiB。要保证。要保证。要保证。要保证集电结反偏集电结反偏集电结反偏集电结反偏, ,发射发射发射发射结正偏结正偏结正偏结正偏, ,使使使使T T任务任务任务任务在放大区在放大区在放大区在放大
4、区 。使发射结正偏，使发射结正偏，使发射结正偏，使发射结正偏，并提供适当的基并提供适当的基并提供适当的基并提供适当的基极电流。极电流。极电流。极电流。 基极电源基极电源基极电源基极电源与基极电阻与基极电阻与基极电阻与基极电阻后一页后一页前一页前一页前往前往参考点参考点8.1 8.1 根本放大根本放大电路的路的组成成RBEBRCC1C2T+ECuo+ui+RSes+RL+2. 元件作用元件作用 集电极电源，集电极电源，集电极电源，集电极电源，为电路提供为电路提供为电路提供为电路提供能量。并保能量。并保能量。并保能量。并保证集电结反证集电结反证集电结反证集电结反偏。偏。偏。偏。集电极电阻，集电极电
5、阻，集电极电阻，集电极电阻，将变化的电将变化的电将变化的电将变化的电流转变为变流转变为变流转变为变流转变为变化的电压。化的电压。化的电压。化的电压。耦合电容耦合电容耦合电容耦合电容隔离输入、隔离输入、隔离输入、隔离输入、输出与放大输出与放大输出与放大输出与放大电路直流的电路直流的电路直流的电路直流的联络，同时联络，同时联络，同时联络，同时使信号顺利使信号顺利使信号顺利使信号顺利输入、输出。输入、输出。输入、输出。输入、输出。信信信信号号号号源源源源负载负载负载负载后一页后一页前一页前一页前往前往单电源供源供电时常用的画法常用的画法后一页后一页前一页前一页RBEBRCC1C2T+ECuo+ui+
6、RSes+RL+可以省去可以省去可以省去可以省去RB参考点参考点+UCC输入入输出出前往前往UBEIB无输入信号无输入信号(ui = 0)时时:？有有有有输输入信号入信号入信号入信号(ui 0)(ui 0)时时 uCE = UCC iC RC uBE = UBE+ uiuCE = UCE+ uo uo 0IC+UCCRBRCC1C2T+ui+uo+ + uBEuCE iCiBiEuBEtOiBtOiCtOuCEtOuitOUCEuotO= ube= ube3. 共射放大电路的电压放大作共射放大电路的电压放大作用用结论：1无输入信号电压时，三极管各电极都是恒定无输入信号电压时，三极管各电极都是恒
7、定 的电压和电流的电压和电流:IB、UBE和和 IC、UCE 。 (IB (IB、UBE) UBE) 和和( IC( IC、UCE )UCE )分分别对应于于输入、入、输出特性曲出特性曲线上的一个点称上的一个点称为静静态任任务点。点。IBUBEQIBUBEICUCEQUCEIC后一页后一页前一页前一页前往前往2加上输入信号电压后，各电极电流和电压的加上输入信号电压后，各电极电流和电压的 大小均发生了变化，都在直流量的根底上叠大小均发生了变化，都在直流量的根底上叠 加了一个交流量，但方向一直不变。加了一个交流量，但方向一直不变。iCtiCtIC+iCtic集电极电流集电极电流直流分量直流分量交流
8、分量交流分量静态分析静态分析动态分析动态分析跳转跳转后一页后一页前一页前一页前往前往3. 实现放大的条件实现放大的条件 1 1晶体管必需任晶体管必需任务在放大区。在放大区。发射射结正偏，集正偏，集 电结反偏。反偏。2 2正确正确设置静置静态任任务点，使整个波形点，使整个波形处于放大于放大 区。区。后一页后一页前一页前一页前往前往8.2 8.2 放大放大电路的静路的静态分析分析静静态：放大：放大电路无交流信号路无交流信号输入入ui =0ui =0时的的 任任务形状。形状。后一页后一页前一页前一页分析方法：估算法、分析方法：估算法、图解法解法所用所用电路：放大路：放大电路的直流通路路的直流通路设置
9、置 Q Q点的目的：点的目的： 1 1使放大使放大电路不失真的放大信号；路不失真的放大信号； 2 2使放大使放大电路任路任务在在较佳的任佳的任务形状，形状， 静静态是是动态的根底。的根底。静静态任任务点点Q Q：IBIB、ICIC、UCE UCE 。静静态分析分析: :确定放大确定放大电路的静路的静态值。前往前往只需只需+UCC+UCC作用作用C可看作开路可看作开路开路开路直流通路直流通路用来计算静态任务点用来计算静态任务点Q Q开路开路VT+RB+UCCRC前往前往后一页后一页前一页前一页+UCCRCC1C2+RBuoRL esRS+-+-前往前往1. 1. 估算法：估算法：1 1根据直流通
10、路估算根据直流通路估算 IB IBRBRCIB RB称称为 偏置偏置电阻，阻，IB 称称为 偏置偏置电流。流。后一页后一页前一页前一页+UCCUBE+前往前往RBRC+UCC2 2根据直流通道估算根据直流通道估算UCEUCE、ICICIC根据根据电流放大作用流放大作用后一页后一页前一页前一页UCE+前往前往RBRCIB+UCCIC后一页后一页前一页前一页例例1：用估算法计算静态任务点。：用估算法计算静态任务点。知：知：VCC=12VVCC=12V，RC=4KRC=4K，RB=300KRB=300K，=37.5=37.5。解：解：请留意留意电路中路中IBIB和和 IC IC的数量的数量级UCE+
11、UBE+前往前往ICRB+UCCREIB例例2：用估算法计算图示电路的静态任务点。：用估算法计算图示电路的静态任务点。跳转跳转后一页后一页前一页前一页UCE+UBE+前往前往2. 2. 图解法：图解法：IBUBEQIBUBEUBE = VCCIBRB由由输入特性入特性确定确定UBEUBE后一页后一页前一页前一页RBRCIBICUCE+UBE+UCC前往前往 直流直流直流直流负载线负载线斜率斜率斜率斜率ICQUCEQUCCUCE =UCCICRCUCE =UCCICRCUCE /VIC/mA直流负载线直流负载线Q由由IBIB确定的确定的那条输出特那条输出特性与直流负性与直流负载线的交点载线的交点
12、就是就是Q Q点点ORBRCIBICUCE+UBE+UCC8.3 8.3 放大放大电路的路的动态分析分析后一页后一页前一页前一页动态：放大：放大电路有交流信号路有交流信号输入入ui ui 0 0时的的 任任务形状。形状。动态分析分析: : 电压放大倍数、放大倍数、输入入电阻、阻、输出出电阻等。阻等。对象：各极象：各极电压和和电流的交流分量。流的交流分量。分析方法：微分析方法：微变等效等效电路法，路法，图解法。解法。所用所用电路：放大路：放大电路的交流通路路的交流通路. .前往前往RBRCuiuORLRSes+对对交流信号交流信号交流信号交流信号( ( ( (有有有有输输入信号入信号入信号入信号
13、uiuiuiui时时的交流分量的交流分量的交流分量的交流分量) ) ) ) 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+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+ + uBEuCE iCiBiE微微变等效等效电路法路法1 1输入回路入回路iBuBE 当信号很小当信号很小时，将将输入特性在小范入特性在小范围内近似内近似线性。性。 对输入的小对输入的小交流信号而言，交流信号而言，三极管相当于三极管相当于电阻。电阻
14、。rberbe称为称为晶体管输入电晶体管输入电阻。阻。对于小功率三极管：对于小功率三极管：rbe的量的量级从几百欧到几千欧。从几百欧到几千欧。后一页后一页前一页前一页1. 三极管的微三极管的微变等效等效电路路 UBE IB前往前往2 2输出回路输出回路iCuCE输出端相当于一个受出端相当于一个受 ibib控制的控制的电流源。流源。后一页后一页前一页前一页 IC UCE特性曲线特性曲线近似平行近似平行输出端出端还要并要并联一个一个大大电阻阻rcerce。rcerce愈大，恒流特性愈愈大，恒流特性愈好好rcerce称称为晶体管晶体管输出出电阻阻前往前往ibicicBCEib ib rceCrbeB
15、E晶体三极管晶体三极管微变等效电路微变等效电路后一页后一页前一页前一页ube+ +- -uce+ +- -ube+ +- -uce+ +- -rcerce很大，普通忽略。很大，普通忽略。前往前往2. 2. 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三极管用微将交流通路中的三极管用微变等效等效电路替代路替代后一页后一页前一页前一页 分析分析时假假设输入入为正弦交流，所以等效正弦交流，所以等效电路中的路中的电压与与电流可用相量表示。流可用相量表示。RBRCuiuoRL+ + +- -rbe ibibicRBRC RLE EB B C Cui+ +- -uo+ +- -rbeRBRC
16、RL+ +- - -+ +前往前往3. 3. 电压放大倍数的计算：电压放大倍数的计算：负载电阻越小，放大倍数越小。阻越小，放大倍数越小。跳转跳转1跳转跳转2后一页后一页前一页前一页rbeRBRCRL+ +- - -+ +前往前往因因因因rberbe与与与与IEIE有关，故放大倍数与静有关，故放大倍数与静有关，故放大倍数与静有关，故放大倍数与静态态 IEIE有关。有关。有关。有关。3. 3. 电压放大倍数的计算电压放大倍数的计算后一页后一页前一页前一页rbeRCRCRLRLRERE+ + +- - -前往前往4. 4. 输入入电阻的阻的计算算放大放大电路路对信号源来信号源来说，是一个，是一个负载
17、，其，其大小可以用一个大小可以用一个输入入电阻阻( (等效等效电阻阻) )来表示。来表示。定定义： 输入入电阻阻是是动态电阻阻后一页后一页前一页前一页Au放大电路放大电路+ +- -信号源信号源+ +- -放大放大电路电路+ +- -信号源信号源+ +- -前往前往普通普通总是希望得到是希望得到较大的的大的的输入入电阻。阻。rbeRBRCRL+ +- - -+ +后一页后一页前一页前一页前往前往rbeRCRCRLRLRERE+ + +- - -后一页后一页前一页前一页前往前往 5. 5. 输出出电阻的阻的计算算对于于负载而言，放大而言，放大电路相当于信号源，路相当于信号源，可以将它可以将它进展
18、戴展戴维宁等效，等效宁等效，等效电源的内阻源的内阻就是就是输出出电阻。阻。+_RLr0+_Au+_RL放大放大电路电路RS+_后一页后一页前一页前一页前往前往电路的路的输出出电阻越小越好。阻越小越好。输出出电阻的定阻的定义： 输出出电阻是阻是动态电阻，阻，与与负载无关。无关。后一页后一页前一页前一页+_无无 源源网网 络络将信号源将信号源 短路短路负载RLRL开路开路Au+_RL放大放大电路电路RS+_+_ro前往前往RL000rbeRBRC外加外加求求roro的步的步骤：1 1断开断开负载RLRL2 2令令Ui=0Ui=0或或ES=0ES=03 3外加外加电压4 4求求共共发射极放大射极放大
19、电路路输出出电阻阻共射极放大共射极放大电路路特点：特点： 1. 放大倍数高放大倍数高;2. 输入入电阻低阻低;3. 输出出电阻高阻高.+ + +- - -后一页后一页前一页前一页前往前往动态动态分析分析分析分析图图解法解法解法解法QuCE/VttiB/AIBtiC/mAICiB/AuBE/VtuBE/VUBEUCEiC/mAuCE/VOOOOOOQicQ1Q2ibuiuo 由由由由uouououo和和和和uiuiuiui的峰的峰的峰的峰值值或峰峰或峰峰或峰峰或峰峰值值之比可得放大之比可得放大之比可得放大之比可得放大电电路路路路的的的的电压电压放大倍数。放大倍数。放大倍数。放大倍数。非非线性失真
20、：性失真： 假假设Q Q设置不适宜，管子置不适宜，管子进入截止区或入截止区或饱和区，将呵斥非和区，将呵斥非线性失真。性失真。 假假设Q Q设置置过高，管子任高，管子任务进入入饱和区，和区，呵斥呵斥饱和失真，减小基极和失真，减小基极电流可消除失真。流可消除失真。 假假设Q Q设置置过低，管子任低，管子任务进入截止区，入截止区，呵斥截止失真，添加基极呵斥截止失真，添加基极电流可消除失真。流可消除失真。 假假设Q Q设置适宜，信号幅置适宜，信号幅值过大也可大也可产生生失真，减小信号幅失真，减小信号幅值可消除失真。可消除失真。后一页后一页前一页前一页跳转跳转前往前往iCuCEuo可输出可输出的最大的最
21、大不失真不失真信号信号选择静态任务点选择静态任务点ib假假假假设设Q Q Q Q设设置置置置过过高，高，高，高， 晶体管晶体管晶体管晶体管进进入入入入饱饱和和和和区任区任区任区任务务，呵斥，呵斥，呵斥，呵斥饱饱和和和和失真。失真。失真。失真。Q2uo 适当减小基极适当减小基极适当减小基极适当减小基极电电流增大流增大流增大流增大RBRBRBRB可消除失真。可消除失真。可消除失真。可消除失真。UCEQuCE/VttiC/mAICiC/mAuCE/VOOOQ1假假假假设设Q Q Q Q设设置置置置过过低低低低 晶体管晶体管晶体管晶体管进进入截入截入截入截止区任止区任止区任止区任务务，呵斥，呵斥，呵斥
22、，呵斥截止失真。截止失真。截止失真。截止失真。 适当添加基极适当添加基极适当添加基极适当添加基极电电流减小流减小流减小流减小RBRBRBRB可消除失真。可消除失真。可消除失真。可消除失真。uiuotiB/AiB/AuBE/VtuBE/VUBEOOOQQuCE/VtiC/mAuCE/VOOUCE 假假假假设设Q Q Q Q设设置适宜，信号幅置适宜，信号幅置适宜，信号幅置适宜，信号幅值过值过大也可大也可大也可大也可产产生失真，生失真，生失真，生失真，减小信号幅减小信号幅减小信号幅减小信号幅值值可消除失真。可消除失真。可消除失真。可消除失真。8.4 8.4 静静态任任务点的点的稳定定 合理合理设置静
23、置静态任任务点是保点是保证放大放大电路正常任路正常任务的先决条件。但是放大的先决条件。但是放大电路的静路的静态任任务点常因外界条件的点常因外界条件的变化化而而发生生变动。其中影响最大的是温度的其中影响最大的是温度的变化。化。跳转跳转后一页后一页前一页前一页前往前往1. 温度变化对静态任务点的影响温度变化对静态任务点的影响在固定偏置放大在固定偏置放大电路中路中 上式上式阐明，当明，当VCC和和 RB一定一定时， IC与与 UBE、 以及以及 ICEO 有关，而有关，而这三个参数随温度而三个参数随温度而变化。化。 当温度升高时，当温度升高时， UBE、 、 ICBO 。温度升高时，温度升高时， I
24、C IC将添加，使将添加，使Q Q点沿负载线上移。点沿负载线上移。后一页后一页前一页前一页前往前往iCuCEQ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结论：结论： 当温度升当温度升高时，高时， IC IC将将添加，使添加，使Q Q点点沿负载线上沿负载线上移，容易使移，容易使T T进入饱和区进入饱和区呵斥饱和失呵斥饱和失真，甚至引真，甚至引起过热烧坏起过热烧坏三极管。三极管。Q当温度升高使当温度升高使 IC IC 添加添加时，可以自，可以自动减少减少IBIB，从而抑制从而抑制Q Q点的点的变化，化，坚持持Q Q点根本点根本稳定。定。后一页后一页前一页前一页前往前往2. 分压式偏置
25、电路分压式偏置电路1、稳定定Q点的原理点的原理 基极基极电位根本恒定，位根本恒定， 不随温度不随温度变化。化。后一页后一页前一页前一页跳转跳转RB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IBVB+UCC+UCCuiuo+前往前往 集集电极极电流根本恒流根本恒定，不随温度定，不随温度变化。化。2. 分压式偏置电路分压式偏置电路1. 稳定稳定Q点的原理点的原理后一页后一页前一页前一页RB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IBVB+UCC+UCCuiuo+前往前往Q点稳定的过程点稳定的过程TUBEIBICVEICVB固固定定 RE: RE:温度温度补偿电阻阻 对直流：直流：RERE越大越大稳Q
26、 Q效果越好；效果越好； 对交流：交流： RE RE越大交越大交流流损失越大失越大, ,为防止交防止交流流损失加旁路失加旁路电容容CECE。后一页后一页前一页前一页I1I2IBVB+RB1RCC1C2RB2CERERL+UCC+UCCuo+ui+前往前往2. 静态任务点的计算静态任务点的计算估算法估算法: :后一页后一页前一页前一页RB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IBVB+UCC+UCCuiuo+前往前往3. 动态分析动态分析对交流对交流:CE将将RE短路，短路，RE不起作用，不起作用， Au，ri，ro与固定偏置电路一样。与固定偏置电路一样。跳转跳转后一页后一页前一页前一页I1I
27、2IBVB+RB1RCC1C2RB2CERERL+UCC+UCCuo+ui+旁路电容旁路电容前往前往+ECuoRB1RCC1C2RB2CERERLuirbeRCRLRB微变等效电路微变等效电路uoRB1RCRLuiRB2交流通路交流通路 去掉去掉CECE后的后的微微变等效等效电路路假设去掉假设去掉CE， Au，ri，ro怎怎样？样？+UCC短路短路对地对地短路短路后一页后一页前一页前一页C1RB1RCC2RB2RERLuo+ui+rbeRCRLRE+ + +- - -前往前往去掉去掉CECE后的微变等效电路后的微变等效电路Au减小减小无旁路无旁路电容容CE有旁路有旁路电容容CE(1) (1)
28、电压放大倍数电压放大倍数后一页后一页前一页前一页rbeRCRLRE+_+_前往前往ri 提高提高无旁路无旁路电容容CE有旁路有旁路电容容CEro不变不变(2) 输入电阻输入电阻ri 和输出电阻和输出电阻r0后一页后一页前一页前一页rbeRCRLRE+_+_前往前往无旁路电容无旁路电容CECE有旁路电容有旁路电容CECEAu减小减小ri 提高提高ro不变不变分分压式偏置式偏置电路路后一页后一页前一页前一页前往前往后一页后一页前一页前一页对信号源电压对信号源电压的放大倍数？的放大倍数？RS+信号源信号源RB1+UCCRCC1C2RB2CERERLuiuo+前往前往思索信号源内阻思索信号源内阻RSR
29、S时时后一页后一页前一页前一页跳转跳转信号源信号源RB1+UCCRCC1C2RB2CERERLuiuo+RS+前往前往RB1+ECRCC1C2TRB2CERE1RLuiuoRE2问题问题2：假设电路如以下图所示，如何分析？：假设电路如以下图所示，如何分析？例例1:1:. 在在图示放大示放大电路中，知路中，知UCC=12V, RC= 6k, UCC=12V, RC= 6k, RE1= 300RE1= 300， RE2= 2.7K RE2= 2.7K， RB1= 60k RB1= 60k， RB2= 20k RB2= 20k RL= 6k RL= 6k ，晶体管，晶体管=50=50， UBE=0.
30、6V, UBE=0.6V, 试求求: :(1) (1) 静静态任任务点点IBIB、ICIC及及UCEUCE；(2) (2) 画出微画出微变等效等效电路；路；(3) (3) 输入入电阻阻riri、r0r0及及u u。RB1+UCCRCC1C2RB2CERE2RLuiuoRE1+ + + 前往前往后一页后一页前一页前一页I1I2IBRB1+ECRCC1C2TRB2CERE1RLuiuoRE2I1I2IBRB1+ECRCTRB2RE1RE2静态分析：静态分析：直流通路直流通路【解】RB1+UCCRCRB2RE2RE1直流通路如下图。直流通路如下图。前往前往后一页后一页前一页前一页RB1+ECRCC1C2TRB2CERE1RLuiuoRE2动态分析：动态分析：交流通路交流通路RB1RCRLuiuoRB2RE1交流通路：交流通路：RB1RCRLuiuoRB2RE1微微变等效等效电路：路：rbeRCRLRE1RB2微变等效电路如图。微变等效电路如图。rbeRCRLRE+ + + 前往前往后一页后一页前一页前一页作业P1798-68-128-13
