1、主講：物理與電子工程學院周 功 明(1-2)NoImageNoImage第第2 2章章 基本放大電路基本放大電路NoImageNoImage第二章第二章 基本放大電路基本放大電路2.1 2.1 放大的概念和放大電路的主要性能指標放大的概念和放大電路的主要性能指標 2.2 2.2 基本共射放大電路的工作原理基本共射放大電路的工作原理 2.3 2.3 放大電路的分析方法放大電路的分析方法 2.4 2.4 放大電路靜態(tài)工作點的穩(wěn)定放大電路靜態(tài)工作點的穩(wěn)定 2.5 2.5 晶體管單管放大電路的三種基本接法晶體管單管放大電路的三種基本接法 2.6 2.6 晶體管基本放大電路的派生電路晶體管基本放大電路的

2、派生電路 2.7 2.7 場效應管放大電路場效應管放大電路 教學要求教學要求一一. .重點掌握的內容：重點掌握的內容： 1.1.放大、靜態(tài)與動態(tài)、直流通路與交流通路、靜態(tài)放大、靜態(tài)與動態(tài)、直流通路與交流通路、靜態(tài)工作點、負載線、放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻工作點、負載線、放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻的概念；的概念； 2.2.用近似計算法估算單管共射放大電路的靜態(tài)工作用近似計算法估算單管共射放大電路的靜態(tài)工作點；點； 3.3.用微變等效電路法分析計算單管共射電路、分壓用微變等效電路法分析計算單管共射電路、分壓式工作點穩(wěn)定電路的電壓放大倍數(shù)式工作點穩(wěn)定電路的電壓放大倍數(shù)A Au u和和A Ausu

3、s，輸入電，輸入電阻阻RiRi和輸出電阻和輸出電阻Ro.Ro.二、一般掌握的內容二、一般掌握的內容 1.1.圖解法確定單管共射放大電路的靜態(tài)工作點，定圖解法確定單管共射放大電路的靜態(tài)工作點，定性分析波形失真，觀察電路參數(shù)對靜態(tài)工作點的影性分析波形失真，觀察電路參數(shù)對靜態(tài)工作點的影響，估算最大不失真輸出的動態(tài)范圍；響，估算最大不失真輸出的動態(tài)范圍； 2.2.三種不同組態(tài)（共射、共基、共集）放大電路的三種不同組態(tài)（共射、共基、共集）放大電路的特點；特點； 三、一般了解的內容三、一般了解的內容 用故算法估算場效應管放大電路靜態(tài)工作點的方法用故算法估算場效應管放大電路靜態(tài)工作點的方法(1-5)NoIm

4、ageNoImage第第2 2章章 基本放大電路基本放大電路NoImageNoImage 2.1放大的概念和放大電路的主要性能放大的概念和放大電路的主要性能2.1.1 放大的概念放大的概念電子學中放大的目的是將微弱的電子學中放大的目的是將微弱的變化信號變化信號放大放大成較大的信號。這里所講的主要是電壓放大電路。成較大的信號。這里所講的主要是電壓放大電路。電壓放大電路可以用有輸入口和輸出口的四電壓放大電路可以用有輸入口和輸出口的四端網(wǎng)絡表示，如圖：端網(wǎng)絡表示，如圖：ui uo Au 2.1 2.1 放大電路的基本概念及性能指標放大電路的基本概念及性能指標 2.1.1 放大的基本概念放大的基本概念

5、 放大放大把微弱的電信號的幅度放大。把微弱的電信號的幅度放大。一個微弱的電信號通過放大器后，輸出電壓或電流的幅得一個微弱的電信號通過放大器后，輸出電壓或電流的幅得到了放大，但它隨時間變化的規(guī)律不能變到了放大，但它隨時間變化的規(guī)律不能變，即，即不失真不失真。+-uo+u+-i放大電路u-R+SSRL信號源負載iiio(1-7)NoImageNoImage第第2 2章章 基本放大電路基本放大電路NoImageNoImage1.放大電路放大的本質是能量的控制和轉換放大電路放大的本質是能量的控制和轉換即在輸入信號作用下，通過放大電路將直流即在輸入信號作用下，通過放大電路將直流電源的能量轉換為按照輸入信

6、號規(guī)律變化的較大電源的能量轉換為按照輸入信號規(guī)律變化的較大的輸出信號功率。的輸出信號功率。2.電子電路放大的基本特征是功率的放大電子電路放大的基本特征是功率的放大即在負載上總是獲得比輸入信號大得多的電即在負載上總是獲得比輸入信號大得多的電壓或電流，有時兼而有之。故放大電路中必須存壓或電流，有時兼而有之。故放大電路中必須存在有源元件。在有源元件。3. 放大的前提是不失真放大的前提是不失真即只有在不失真的情況下放大才有意義。即只有在不失真的情況下放大才有意義。2.1.2 放大電路的主要技術指標放大電路的主要技術指標1.1.放大倍數(shù)放大倍數(shù)表示放大器的放大能力表示放大器的放大能力 根據(jù)放大電路輸入信

7、號的條件和對輸出信號的要求，放大器可分為四種根據(jù)放大電路輸入信號的條件和對輸出信號的要求，放大器可分為四種類型，所以有四種類型，所以有四種放大倍數(shù)的定義。放大倍數(shù)的定義。（1）電壓放大倍數(shù)）電壓放大倍數(shù)定義為定義為: AU=uo/ui（2）電流放大倍數(shù)）電流放大倍數(shù)定義為定義為: AI=io/ii （3）互阻增益）互阻增益定義為定義為: Ar=uo/ii（4）互導增益）互導增益定義為定義為: Ag=io/ui+-uo+u+-i放大電路u-R+SSRL信號源負載iiio(1-9)NoImageNoImage第第2 2章章 基本放大電路基本放大電路NoImageNoImage2.1.2 放大電路的

8、性能指標放大電路的性能指標iouuUUA電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)ioiiIIA電流放大倍數(shù)電流放大倍數(shù)iouiIUA互阻放大倍數(shù)互阻放大倍數(shù)ioiuUIA互導放大倍數(shù)互導放大倍數(shù)2. 輸入電阻輸入電阻Ri從放大電路輸入端看進去的等效電阻從放大電路輸入端看進去的等效電阻Ri=ui / ii一般來說，一般來說， Ri越大越好。越大越好。（1）Ri越大，越大，ii就越小，從信號源索取的電流越小。就越小，從信號源索取的電流越小。（2）當信號源有內阻時，）當信號源有內阻時， Ri越大，越大， ui就越接近就越接近uS。+i-oiii+-信號源S放大電路oS-LuR負載RuuRiRi3. 輸出電阻輸出電阻

9、Ro從放大電路輸出端看進去的等效電阻從放大電路輸出端看進去的等效電阻+S+o負載LS+信號源-u-oiiiRR放大電路-+iuuRiRiouoRRo 輸出電阻是表明放大電路帶負載能力的，輸出電阻是表明放大電路帶負載能力的，Ro越越小，放大電路帶負載的能力越強，反之則差。小，放大電路帶負載的能力越強，反之則差。 0,ooosL= uRiuR 輸出電阻輸出電阻的定義：的定義：3. 輸出電阻輸出電阻Ro從放大電路輸出端看進去的等效電阻從放大電路輸出端看進去的等效電阻+S+o負載LS+信號源-u-oiiiRR放大電路-+iuuRiRiouoRRo 輸出電阻是表明放大電路帶負載能力的，輸出電阻是表明放大

10、電路帶負載能力的，Ro越越小，放大電路帶負載的能力越強，反之則差。小，放大電路帶負載的能力越強，反之則差。 0,ooosL= uRiuR 輸出電阻輸出電阻的定義：的定義：(1-13)NoImageNoImage第第2 2章章 基本放大電路基本放大電路NoImageNoImage3.輸出電阻輸出電阻Ro Au US 放大電路對其放大電路對其負載負載而言，相當于信號源，而言，相當于信號源，我們可以將它等效為戴維南等效電路，這個戴我們可以將它等效為戴維南等效電路，這個戴維南等效電路的內阻就是輸出電阻。維南等效電路的內阻就是輸出電阻。Ro US(1-14)NoImageNoImage第第2 2章章 基

11、本放大電路基本放大電路NoImageNoImage如何確定電路的輸出電阻如何確定電路的輸出電阻Ro ？步驟：步驟：1. 所有的電源置零所有的電源置零 (將獨立源置零，保留受控源將獨立源置零，保留受控源)。2. 加壓求流法。加壓求流法。UI方法一：方法一：計算。計算。 LS0oooRUIUR方法二：方法二：測量。測量。步驟：在輸入端加一固定的正弦交流電壓步驟：在輸入端加一固定的正弦交流電壓1. 測量開路電壓。測量開路電壓。2. 測量接入負載后的輸出電壓。測量接入負載后的輸出電壓。Ro UsUo RoUsRL Uo 3. 計算。計算。LoooRUURRRRUU)1(LoLoo*輸出電阻輸出電阻 R

12、o從放大電路輸出端看進去的等效電阻。從放大電路輸出端看進去的等效電阻。測量測量 Ro： LS0oooRUIUR輸入端正弦電壓輸入端正弦電壓 ，分別測量空載和輸出端接負載，分別測量空載和輸出端接負載 RL 的輸出電壓的輸出電壓 、 。oU iUoULooo)1(RUUR 輸出電阻愈小，帶載能力愈強。輸出電阻愈小，帶載能力愈強。LoLooRRRUU 四、通頻帶四、通頻帶f Au fL 下限截下限截止頻率止頻率 0.707Aum Aum fH 上限截上限截止頻率止頻率 放大倍數(shù)放大倍數(shù)隨頻率變隨頻率變化曲線化曲線通頻帶越寬，表明放大電路對信號頻率的變化具通頻帶越寬，表明放大電路對信號頻率的變化具有更

13、強的適應能力。有更強的適應能力。通頻帶：通頻帶：fBW=fHfL (1-18)NoImageNoImage第第2 2章章 基本放大電路基本放大電路NoImageNoImage五、非線性失真系數(shù)五、非線性失真系數(shù)213212)()(AAAAD六、最大不失真輸出電壓六、最大不失真輸出電壓當輸入電壓再增大就會使輸出波形產生非線性當輸入電壓再增大就會使輸出波形產生非線性失真時的輸出電壓。失真時的輸出電壓。七、最大輸出功率與效率七、最大輸出功率與效率VomPP(1-19)NoImageNoImage第第2 2章章 基本放大電路基本放大電路NoImageNoImage 2.2 基本共射放大電路的工作原理基

14、本共射放大電路的工作原理三極管放三極管放大電路有大電路有三種形式三種形式共射放大器共射放大器共基放大器共基放大器共集放大器共集放大器以共射放以共射放大器為例大器為例講解工作講解工作原理原理(1-20)NoImageNoImage第第2 2章章 基本放大電路基本放大電路NoImageNoImage符號規(guī)定：符號規(guī)定：UA 大寫字母、大寫下標，表示直流量。大寫字母、大寫下標，表示直流量。uA 小寫字母、大寫下標，表示全量。小寫字母、大寫下標，表示全量。ua 小寫字母、小寫下標，表示交流分量。小寫字母、小寫下標，表示交流分量。uA ua 全量全量交流分量交流分量t UA直流分量直流分量 (1-21)

15、NoImageNoImage第第2 2章章 基本放大電路基本放大電路NoImageNoImage2.2.1 基本共射放大電路的組成及各元件的作用基本共射放大電路的組成及各元件的作用放大元件放大元件iC= iB，工作在放大區(qū)，工作在放大區(qū)，要保證集電結反要保證集電結反偏，發(fā)射結正偏。偏，發(fā)射結正偏。 輸入輸入輸出輸出參考點參考點圖2.2.1 基本共射放大電路(1-22)NoImageNoImage第第2 2章章 基本放大電路基本放大電路NoImageNoImage集電極電源，集電極電源，為電路提供能為電路提供能量。并保證集量。并保證集電結反偏。電結反偏。圖2.2.1 基本共射放大電路(1-23)

16、NoImageNoImage第第2 2章章 基本放大電路基本放大電路NoImageNoImage集電極電阻，集電極電阻，將變化的電流將變化的電流轉變?yōu)樽兓霓D變?yōu)樽兓碾妷骸ｋ妷骸D2.2.1 基本共射放大電路(1-24)NoImageNoImage第第2 2章章 基本放大電路基本放大電路NoImageNoImage使發(fā)射結正偏，使發(fā)射結正偏，并提供適當?shù)牟⑻峁┻m當?shù)撵o態(tài)工作點。靜態(tài)工作點。基極電阻基極電阻基極電源基極電源圖2.2.1 基本共射放大電路(1-25)NoImageNoImage第第2 2章章 基本放大電路基本放大電路NoImageNoImage耦合電容耦合電容隔離輸入輸隔離輸入輸

17、出與電路直出與電路直流的聯(lián)系，流的聯(lián)系，同時能使信同時能使信號順利輸入號順利輸入輸出。輸出。Rb +VCC VBB RC C1 C2 T(1-26)NoImageNoImage第第2 2章章 基本放大電路基本放大電路NoImageNoImage可以省去可以省去電路改進：采用單電源供電電路改進：采用單電源供電Rb +VCC VBB RC C1 C2 T(1-27)NoImageNoImage第第2 2章章 基本放大電路基本放大電路NoImageNoImage單電源供電電路單電源供電電路+VCC Rc C1 C2 TRb (1-28)NoImageNoImage第第2 2章章 基本放大電路基本放大

18、電路NoImageNoImage2.2.2 設置靜態(tài)工作點的必要性設置靜態(tài)工作點的必要性ui=0由于電源的由于電源的存在存在IB 0 IC 0 IBQ ICQ IEQ=IBQ+ICQ 1.靜態(tài)工作點靜態(tài)工作點UBEQ (1-29)NoImageNoImage第第2 2章章 基本放大電路基本放大電路NoImageNoImage(IBQ,UBEQ) 和和( ICQ,UCEQ )分別對應于輸入輸出分別對應于輸入輸出特性曲線上的一個點稱為靜態(tài)工作點。特性曲線上的一個點稱為靜態(tài)工作點。IB UBE QIBQ UBEQIC UCE QUCEQICQ開路開路畫出放大電路的直流通路畫出放大電路的直流通路 2.

19、 2. 靜態(tài)工作點的估算靜態(tài)工作點的估算將交流電壓源短路，將電容開路，將交流電壓源短路，將電容開路，電感電感短路短路。直流通路的畫法：直流通路的畫法：開路開路-u+TRb2Lb1oCRCub1+R+CC-.iVc畫直流通路：畫直流通路：+TRb1RCCVcRb稱為稱為偏置電阻偏置電阻，IB稱為稱為偏置電流偏置電流。用估算法分析放大器的靜態(tài)工作點用估算法分析放大器的靜態(tài)工作點（ IB、UBE、IC、UCE）IC= IBbBECCBRUVI bCCV7 . 0RV CCCCCERIVU 例：用估算法計算靜態(tài)工作點。例：用估算法計算靜態(tài)工作點。已知：已知：VCC=12V，RC=4K ，Rb=300K

20、 ， =37.5。解：解：A400.04mA30012bCCB RVImA5 . 104. 05 .37BC II 6V41.512CCCCCE RIVU請注意電路中請注意電路中IB和和IC的數(shù)量級的數(shù)量級+CTb1CCRbVL+uoR-u+-ib2CcR(1-33)NoImageNoImage第第2 2章章 基本放大電路基本放大電路NoImageNoImagecCQCCCEQBQCQbBEQBBBQRIVUIIRUVI靜態(tài)工作點表達式：靜態(tài)工作點表達式：(1-34)NoImageNoImage第第2 2章章 基本放大電路基本放大電路NoImageNoImage二、為什么要設置靜態(tài)工作點二、為

21、什么要設置靜態(tài)工作點圖2.2.2 沒有設置合適的靜態(tài)工作點ib t 2.2.3單管共發(fā)射極放大電路的單管共發(fā)射極放大電路的工作原理工作原理一、放大作用：一、放大作用：圖圖 2.2.1單管共射放大電路單管共射放大電路的原理電路的原理電路 )( )(CCCEOBCBBERiuuiiiuu 實實現(xiàn)現(xiàn)了了放放大大作作用用。 Ouu (1-36)NoImageNoImage第第2 2章章 基本放大電路基本放大電路NoImageNoImage二、基本共射放大電路的波形分析二、基本共射放大電路的波形分析ccceceCEQCEcCQCbBQBRiuuUuiIiiIi結論：結論：（1）放大電路中的信）放大電路中

22、的信號是交直流共存，可表示成：號是交直流共存，可表示成：ceCECEcCCbBBbeBEBEuUuiIiiIiuUu 雖然交流量可正負變化，但雖然交流量可正負變化，但瞬時量方向始終不變瞬時量方向始終不變（2 2）輸出）輸出u uo o與輸入與輸入u ui i相比，幅度相比，幅度被放大了，頻率不變，但相位相被放大了，頻率不變，但相位相反。反。uituBEtiBtiCtuCEtuot(1-38)NoImageNoImage第第2 2章章 基本放大電路基本放大電路NoImageNoImage圖圖2.2.3 基本共射放大電路的波形分析基本共射放大電路的波形分析(1-39)NoImageNoImage第

23、第2 2章章 基本放大電路基本放大電路NoImageNoImage2.2.4放大電路的組成原則放大電路的組成原則一、組成原則一、組成原則1.必須根據(jù)晶體管的類型提供直流電源，以便設置必須根據(jù)晶體管的類型提供直流電源，以便設置合適的靜態(tài)工作點，并作為輸出的能源。合適的靜態(tài)工作點，并作為輸出的能源。2.電阻取值得當，并與電源配合，使晶體管有合適電阻取值得當，并與電源配合，使晶體管有合適的靜態(tài)工作電流。的靜態(tài)工作電流。3.輸入信號必須能夠作用于晶體管的輸入回路。輸入信號必須能夠作用于晶體管的輸入回路。4必須保證晶體管輸出回路的動態(tài)電流能夠作用于負必須保證晶體管輸出回路的動態(tài)電流能夠作用于負載，從而使

24、負載獲得比輸入信號大得多的信號電流載，從而使負載獲得比輸入信號大得多的信號電流或信號電壓。或信號電壓。判斷放大電路有無放大作用的原則：判斷放大電路有無放大作用的原則： 外加直流電源的極性是否能保證三極管的發(fā)外加直流電源的極性是否能保證三極管的發(fā) 射結正向偏置，集電結反向偏置。射結正向偏置，集電結反向偏置。 uIiB； 輸出回路是否將放大了的信號能輸出回路是否將放大了的信號能 輸入回路的接法應保證信號能輸入，以實現(xiàn)輸入回路的接法應保證信號能輸入，以實現(xiàn)送出來，以實現(xiàn)送出來，以實現(xiàn)icuo. . 放大電路是否有一個合適的靜態(tài)工作點，以保證放大電路是否有一個合適的靜態(tài)工作點，以保證 波形基本不失真。

25、波形基本不失真。(1-41)NoImageNoImage第第2 2章章 基本放大電路基本放大電路NoImageNoImage二、常見的兩種共射放大電路二、常見的兩種共射放大電路圖2.2.4 直接耦合共射放大電路1. 直接耦合共射放大電路直接耦合共射放大電路1. 直接耦合共射放大電路直接耦合共射放大電路(1-42)NoImageNoImage第第2 2章章 基本放大電路基本放大電路NoImageNoImagecCQCCCEQBQCQbBEQbBEQCCBQRIVUIIRURUVI12直接耦合共射放大電路靜態(tài)工作點：直接耦合共射放大電路靜態(tài)工作點：(1-43)NoImageNoImage第第2 2

26、章章 基本放大電路基本放大電路NoImageNoImageIBQ ICQ UBEQ UCEQ ( ICQ,UCEQ ) (IBQ,UBEQ) Rb +VCC Rc C1 C2 T2. 阻容耦合共射放大電路阻容耦合共射放大電路圖2.2.5 阻容耦合共射放大電路耦合電容耦合電容隔離輸入輸隔離輸入輸出與電路直出與電路直流的聯(lián)系，流的聯(lián)系，同時能使信同時能使信號順利輸入號順利輸入輸出。輸出。(1-44)NoImageNoImage第第2 2章章 基本放大電路基本放大電路NoImageNoImagecCQCCCEQBQCQbBEQCCBQRIVUIIRUVI阻容耦合共射放大電路靜態(tài)工作點：阻容耦合共射放

27、大電路靜態(tài)工作點：(1-45)NoImageNoImage第第2 2章章 基本放大電路基本放大電路NoImageNoImage2.3 放大電路的分析方法放大電路的分析方法放大放大電路電路分析分析靜態(tài)分析靜態(tài)分析動態(tài)分析動態(tài)分析估算法估算法圖解法圖解法微變等效電微變等效電路法路法圖解法圖解法計算機仿真計算機仿真直流通路：直流通路：只考慮直流信號的分電路。只考慮直流信號的分電路。交流通路：交流通路：只考慮交流信號的分電路。只考慮交流信號的分電路。靜態(tài)是放大電路正常工作的基礎和前提條件；靜態(tài)是放大電路正常工作的基礎和前提條件； 動態(tài)則是放大電路工作的直接目的。動態(tài)則是放大電路工作的直接目的。2.3.

28、1 直流通路與交流通路直流通路與交流通路 靜態(tài)：靜態(tài)：放大器未加入交流輸入信號時的直流工作狀放大器未加入交流輸入信號時的直流工作狀態(tài)（態(tài)（靜態(tài)工作點靜態(tài)工作點）。）。 動態(tài)：動態(tài)：輸入信號加上交流輸入信號，放大器各點電輸入信號加上交流輸入信號，放大器各點電壓、各支路電流將隨輸入信號在靜態(tài)基礎上變化。壓、各支路電流將隨輸入信號在靜態(tài)基礎上變化。 （Au、Ri、Ro） 分析電路的步驟：分析電路的步驟：先靜態(tài)，后動態(tài)先靜態(tài)，后動態(tài)。放大電路的直流通路和交流通路的畫法放大電路的直流通路和交流通路的畫法1. 直流通路：直流通路： Us=0，保留，保留Rs；電容開路；電感相當于短路；電容開路；電感相當于短

29、路（線圈電阻近似為（線圈電阻近似為0）。）。2. 交流通路：交流通路：大容量電容相當于短路；大容量電容相當于短路； 直流電源相當于短路直流電源相當于短路（內阻為（內阻為0）。）。 電感相當于開路電感相當于開路 為什么？為什么？ 通常，放大電路中直流電源的作用和交流信號的通常，放大電路中直流電源的作用和交流信號的作用共存，這使得電路的分析復雜化。為簡化分析，作用共存，這使得電路的分析復雜化。為簡化分析，將它們分開作用，引入直流通路和交流通路的概念。將它們分開作用，引入直流通路和交流通路的概念。開路開路畫出放大電路的直流通路畫出放大電路的直流通路 1. 1. 靜態(tài)工作點的估算靜態(tài)工作點的估算 將交

30、流電壓源短路，將電容開路。將交流電壓源短路，將電容開路。直流通路的畫法：直流通路的畫法：開路開路-u+TRb2Lb1oCRCub1+R+CC-.iVc畫直流通路：畫直流通路：+TRb1RCCVcRb稱為稱為偏置電阻偏置電阻，IB稱為稱為偏置電流偏置電流。用估算法分析放大器的靜態(tài)工作點用估算法分析放大器的靜態(tài)工作點（ IB、UBE、IC、UCE）IC= IBbBECCBRUVI bCCV7 . 0RV CCCCCERIVU 對交流信號對交流信號(輸入信號輸入信號ui)2.放大器的交流通路放大器的交流通路交流通路交流通路分析動態(tài)工作情況分析動態(tài)工作情況交流通路的畫法：交流通路的畫法：-u+T+b2

31、V-uRc.ob1RLC+b1CCCRi 將直流電壓源短路，將電容短路，將直流電壓源短路，將電容短路，電感相當于短路。電感相當于短路。短路短路短路短路置零置零交流通路交流通路+R-uoTuRbRLic+(1-52)NoImageNoImage第第2 2章章 基本放大電路基本放大電路NoImageNoImage例：例：對直流信號（只有對直流信號（只有+VCC）開路開路開路開路Rb +VCC Rc C1 C2 T直流通道直流通道Rb +VCC Rc (1-53)NoImageNoImage第第2 2章章 基本放大電路基本放大電路NoImageNoImage對交流信號對交流信號(輸入信號輸入信號ui

32、)短路短路短路短路置零置零Rb Rc RL ui uo 交流通路交流通路Rb +VCC Rc C1 C2 T(1-54)NoImageNoImage第第2 2章章 基本放大電路基本放大電路NoImageNoImage一、靜態(tài)工作點的分析一、靜態(tài)工作點的分析直流通道直流通道Rb +VCC Rc 2.3.2 圖解法圖解法IB UBE滿足什么關系？滿足什么關系？ 1. 三極管的輸入特性。三極管的輸入特性。2. UBE=VCCIbRb Q輸入回路輸入回路 直流負載線直流負載線與輸入與輸入特性的特性的交點就交點就是是Q點點bCCRVVCC UBE IB Ib UbE (1-55)NoImageNoIma

33、ge第第2 2章章 基本放大電路基本放大電路NoImageNoImageIC UCE滿足什么關系？滿足什么關系？ 1. 三極管的輸出特性。三極管的輸出特性。2. UCE=VCCICRC 。IC UCE VCC CCCRVQ 輸出回路輸出回路 直流負載線直流負載線與輸出與輸出特性的特性的交點就交點就是是Q點點IB 直流通道直流通道Rb +VCC Rc UCE IC (1-56)NoImageNoImage第第2 2章章 基本放大電路基本放大電路NoImageNoImageIB UBE QIC UCE uCE怎么變化怎么變化 假設假設uBE有一微小的變化有一微小的變化ib t ib t ic t

34、ui t二、電壓放大倍數(shù)的分析二、電壓放大倍數(shù)的分析(1-57)NoImageNoImage第第2 2章章 基本放大電路基本放大電路NoImageNoImageuCE的變化沿一的變化沿一條直線條直線uce相位如何相位如何 uce與與ui反相！反相！ IC UCE ic t uce tIoICEuuuuuA(1-58)NoImageNoImage第第2 2章章 基本放大電路基本放大電路NoImageNoImage各點波形各點波形 Rb +VCC RC C1 C2 ui tiB tiCtuC tuo tuiiCuCuoiB(1-59)NoImageNoImage第第2 2章章 基本放大電路基本放大

35、電路NoImageNoImage在放大電路中，輸出信號應該成比例地放大輸入在放大電路中，輸出信號應該成比例地放大輸入信號（即線性放大）；如果兩者不成比例，則輸出信號（即線性放大）；如果兩者不成比例，則輸出信號不能反映輸入信號的情況，放大電路產生信號不能反映輸入信號的情況，放大電路產生非線非線性失真性失真。為了得到盡量大的輸出信號，要把為了得到盡量大的輸出信號，要把Q設置在直流設置在直流負載線的中間部分。如果負載線的中間部分。如果Q設置不合適，信號進入截設置不合適，信號進入截止區(qū)或飽和區(qū)，造成非線性失真。止區(qū)或飽和區(qū)，造成非線性失真。三、波形非線性失真的分析三、波形非線性失真的分析(1-60)N

36、oImageNoImage第第2 2章章 基本放大電路基本放大電路NoImageNoImageiC uCE uo 可輸出的可輸出的最大不失最大不失真信號真信號選擇靜態(tài)工作點選擇靜態(tài)工作點ib (1-61)NoImageNoImage第第2 2章章 基本放大電路基本放大電路NoImageNoImageiC uCE 1. Q點過低，信號進入截止區(qū)點過低，信號進入截止區(qū)放大電路產生放大電路產生 截止失真截止失真uo 輸出波形輸出波形輸入波形輸入波形ib 減小減小Rb，提高，提高Q點，可點，可消除該失真。消除該失真。(1-62)NoImageNoImage第第2 2章章 基本放大電路基本放大電路NoI

37、mageNoImageiC uCE 2. Q點過高，信號進入飽和區(qū)點過高，信號進入飽和區(qū)放大電路產生放大電路產生 飽和失真飽和失真uo 輸出波形輸出波形ib 輸入波形輸入波形增大增大Rb，降低，降低Q點，點，可消除該失真。可消除該失真。(1-63)NoImageNoImage第第2 2章章 基本放大電路基本放大電路NoImageNoImage四、交流負載線四、交流負載線ic LcceRiu其中：其中：CLLRRR/uce RB RC RL ui uo 交流通路交流通路交流負載電阻交流負載電阻(1-64)NoImageNoImage第第2 2章章 基本放大電路基本放大電路NoImageNoIma

38、geiC 和和 uCE是全量，與交流量是全量，與交流量ic和和uce有如下關系有如下關系 CCcIiiCECEceUuu所以：所以：即：交流信號的變化沿著斜率為：即：交流信號的變化沿著斜率為：LR1的直線。的直線。這條直線通過這條直線通過Q點，稱為點，稱為交流負載線交流負載線。)(1CLCECELCIRUuRi或：或：)(LCCELCCERIURiu(1-65)NoImageNoImage第第2 2章章 基本放大電路基本放大電路NoImageNoImage交流負載線的作法交流負載線的作法IC UCE VCC CCCRVQ IB 1.過過Q點作一條直線，斜率為：點作一條直線，斜率為：LR1交流負

39、載線交流負載線交流負載線的作法：交流負載線的作法：iCiCEVCCCCCRVQIB交流負載線交流負載線直流負載線直流負載線斜斜 率為率為- -1/RL 。（ RL= RLRc ）經過經過Q點。點。 注意：注意：（1）交流負載線是有交流）交流負載線是有交流 輸入信號時工作點的運動軌跡。輸入信號時工作點的運動軌跡。 （2）空載時，交流負載線與直流負載線重合。）空載時，交流負載線與直流負載線重合。(1-67)NoImageNoImage第第2 2章章 基本放大電路基本放大電路NoImageNoImage2.在縱坐標上確定點在縱坐標上確定點A（0，），連接，），連接AQ即得交流負載線。即得交流負載線。

40、CLCEIRULCCERIU)(1CLCECELCIRUuRi3.在橫坐標上確定點在橫坐標上確定點B（，（， 0），連），連接接BQ即得交流負載線。即得交流負載線。)(LCCELCCERIURiu五、五、用圖解法估算最大輸出幅度用圖解法估算最大輸出幅度OiB = 0QuCE/ViC / mAACBDE交流負載線交流負載線 輸出波形沒有輸出波形沒有明顯失真時能夠輸明顯失真時能夠輸出最大電壓。即輸出最大電壓。即輸出特性的出特性的 A、B 所所限定的范圍。限定的范圍。22omDECDU Q 盡量設在線段盡量設在線段 AB 的中點。則的中點。則 AQ = QB，CD = DE六、六、用圖解法分析電路參

41、數(shù)對靜態(tài)工作點的影響用圖解法分析電路參數(shù)對靜態(tài)工作點的影響1. 改變改變 Rb，保持，保持VCC ，Rc ， 不變；不變；OIBiCuCE Q1Rb 增大，增大，Rb 減小，減小，Q 點下移；點下移；Q 點上移；點上移；Q2OIBiCuCE Q1Q32. 改變改變 VCC，保持，保持 Rb，Rc ， 不變；不變； 升高升高 VCC，直流負載線平，直流負載線平行右移，動態(tài)工作范圍增大，行右移，動態(tài)工作范圍增大，但管子的動態(tài)功耗也增大。但管子的動態(tài)功耗也增大。Q2圖圖 2.4.9( (a) )圖圖 2.4.9( (b) )3. 改變改變 Rc，保持，保持 Rb，VCC ， 不變；不變；4. 改變改

42、變 ，保持保持 Rb，Rc ，VCC 不變；不變；增大增大 Rc ，直流負載，直流負載線斜率改變，則線斜率改變，則 Q 點向點向飽和區(qū)移近。飽和區(qū)移近。OIBiCuCE Q1Q2OIBiCuCE Q1Q2增大增大 ，IC Q 增大，增大，UCEQ 減小，則減小，則 Q 點移近飽點移近飽和區(qū)。和區(qū)。圖圖 2.4.9 ( (c) )圖圖 2.4.9 ( (d) )電路參數(shù)對工作點的影響電路參數(shù)對工作點的影響1.RbIBQQ1點靠近截止區(qū)點靠近截止區(qū)易截止失真易截止失真 2.VCC直流負載線平行右移（直流負載線平行右移（Q2）動態(tài)動態(tài) 范圍范圍，靜態(tài)功耗靜態(tài)功耗 3.RCVCC/RC直流負載線更平坦

43、直流負載線更平坦Q3靠靠 近飽和區(qū)近飽和區(qū)易飽和失真易飽和失真 4. ICQQ4 靠近飽和區(qū)靠近飽和區(qū)易飽和失真易飽和失真七、圖解法小結七、圖解法小結1. 能夠形象地顯示靜態(tài)工作點的位置與非線性能夠形象地顯示靜態(tài)工作點的位置與非線性失真的關系；失真的關系；2. 方便估算最大輸出幅值的數(shù)值；方便估算最大輸出幅值的數(shù)值；3. 可直觀表示電路參數(shù)對靜態(tài)工作點的影響；可直觀表示電路參數(shù)對靜態(tài)工作點的影響；4. 有利于對靜態(tài)工作點有利于對靜態(tài)工作點 Q 的檢測等。的檢測等。NoImage八、圖解法的適用范圍八、圖解法的適用范圍1. 信號幅值較大。信號幅值較大。2. 工作頻率不高。工作頻率不高。思考題：思

44、考題：用示波器觀察用示波器觀察NPN管共射單極放大器管共射單極放大器輸出電壓，得到下圖所示三種削波失真的波形，輸出電壓，得到下圖所示三種削波失真的波形，試分別寫出失真的類型。試分別寫出失真的類型。 uo tuo tuo t截止失真截止失真飽和失真飽和失真輸入信號過大引輸入信號過大引起的削波失真起的削波失真圖圖 2.4.3( (a) )【例例】圖示單管共射放大電路及特性曲線中，已知圖示單管共射放大電路及特性曲線中，已知 Rb = 280 k ，Rc = 3 k ，集電極直流電源，集電極直流電源 VCC = 12 V，試用圖解法確定靜態(tài)工作點。試用圖解法確定靜態(tài)工作點。解：解：首先估算首先估算 I

45、BQA 40mA)2807 . 012(bBEQCCBQ RUVI做直流負載線，確定做直流負載線，確定 Q 點點根據(jù)根據(jù) UCEQ = VCC ICQ RciC = 0，uCE = 12 V ；uCE = 0，iC = 4 mA .0iB = 0 A20 A40 A60 A80 A134224681012MQIBQ = 40 A ，ICQ = 2 mA，UCEQ = 6 V.uCE /V由由 Q 點確定靜態(tài)值為：點確定靜態(tài)值為：iC /mA圖圖 2.4.3( (b) )(1-76)NoImageNoImage第第2 2章章 基本放大電路基本放大電路NoImageNoImage2.3.3 等效電

46、路法等效電路法一、晶體管的直流模型及靜態(tài)工作點的估算法一、晶體管的直流模型及靜態(tài)工作點的估算法圖2.3.11 晶體管的直流模型2.3.3 放大電路的交流模型分析法放大電路的交流模型分析法思路：將非線性的思路：將非線性的BJT等效成一個線性電路等效成一個線性電路條件：交流小信號條件：交流小信號+i-ube+-ubTce+ci+bucei+-+ibecu-二端口網(wǎng)絡(1-78)NoImageNoImage第第2 2章章 基本放大電路基本放大電路NoImageNoImage二、晶體管共射二、晶體管共射h參數(shù)等效模型參數(shù)等效模型1. h參數(shù)等效模型的由來參數(shù)等效模型的由來),(),(CEBCCEBBE

47、uifiuifuCEICECBUBCCCEICEBEBUBBEBEduuidiiididuuudiiuduBCEBCE在低頻、小信號作用下的關系式在低頻、小信號作用下的關系式CECECBBCCCECEBEBBBEBEddddddBCEBCEuuiiiiiuuuiiuuIUIUce22b21cce12b11be UhIhIUhIhU交流等效模型（按式子畫模型）交流等效模型（按式子畫模型）電阻電阻無量綱無量綱無量綱無量綱電導電導2.h參數(shù)的物理意義參數(shù)的物理意義beBBE11CEriuhUBCEBE12IuuhCEBC21UiihceCEC221Bruihib-e間的間的動態(tài)電阻動態(tài)電阻內反饋內反

48、饋系數(shù)系數(shù)電流放大系數(shù)電流放大系數(shù)c-e間的電導間的電導分清主次，合理近似！什么情況下分清主次，合理近似！什么情況下h12和和h22的作用可忽略不計？的作用可忽略不計？(1-81)NoImageNoImage第第2 2章章 基本放大電路基本放大電路NoImageNoImage3. 簡化的簡化的h參數(shù)等效模型參數(shù)等效模型 圖2.3.14 簡化的h參數(shù)等效模型(1-82)NoImageNoImage第第2 2章章 基本放大電路基本放大電路NoImageNoImage4. rbe的近似表達式的近似表達式 圖2.3.15 晶體管輸入回路的分析(1-83)NoImageNoImage第第2 2章章 基本

49、放大電路基本放大電路NoImageNoImageebebbbberIrIU) 1(TUuSEeIiETUuSTEebiUeIUdudirT111EQTebIUr11bebebbbebbbbbebbbbbebeIrIrIUIUIUUIUr(1-84)NoImageNoImage第第2 2章章 基本放大電路基本放大電路NoImageNoImage)mA()mV()mA()mV()1 (EQTbbEQTbbbeIUrIUrr對于小功率三極管：對于小功率三極管：rbb一般為幾百歐。一般為幾百歐。(200歐歐)rbe的數(shù)量級從幾百歐到幾千歐。的數(shù)量級從幾百歐到幾千歐。)mA(mV26)(1200EbeI

50、r所以：所以：(1-85)NoImageNoImage第第2 2章章 基本放大電路基本放大電路NoImageNoImageube ib uce ic ube uce ic rce很大，很大， 一般忽略。一般忽略。三極管的三極管的h參數(shù)等效電路參數(shù)等效電路rbe ib ib rce rbe ib ib bce等等效效cbe(1-86)NoImageNoImage第第2 2章章 基本放大電路基本放大電路NoImageNoImageRb +VCC Rc C1 C2 T三、共射放大電路動態(tài)參數(shù)的分析三、共射放大電路動態(tài)參數(shù)的分析三三. 放大器的交流分析放大器的交流分析1. 畫出放大器的微變等效電路畫出

51、放大器的微變等效電路（1）畫出放大器的交流通路）畫出放大器的交流通路（2）將交流通路中的三極管用）將交流通路中的三極管用h參參數(shù)等效電路代替數(shù)等效電路代替Rb +VCC Rc C1 C2 T(1-88)NoImageNoImage第第2 2章章 基本放大電路基本放大電路NoImageNoImage將交流通路中的三極管用微變等效電路代替將交流通路中的三極管用微變等效電路代替:交流通路交流通路Rb Rc RL ui uo ui rbe ib ib ii ic uo Rb Rc RL (1-89)NoImageNoImage第第2 2章章 基本放大電路基本放大電路NoImageNoImage2.電壓

52、放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)AubebirIULboRIUbeLurRALcLRRR/特點：特點：交流負載電阻越小，放大倍數(shù)越小。交流負載電阻越小，放大倍數(shù)越小。rbe Rb Rc RL iUiIbIcIoUbIiouUUAsousUUA定義：定義：問題：問題：Au 和和 Aus 的關系如何？的關系如何？sousUUASiSiiURRRUuiSiusARRRA若提高若提高Aus,須提高輸入電阻須提高輸入電阻i或降低或降低Rs. 源電壓增益：源電壓增益：-oU放放大大電電路路RLRSiUsU+-+(1-91)NoImageNoImage第第2 2章章 基本放大電路基本放大電路NoImageNoImage

53、3.輸入電阻輸入電阻Ri對于為放大電路提供信號的信號源來說，放大電對于為放大電路提供信號的信號源來說，放大電路是負載，這個負載的大小可以用輸入電阻來表示。路是負載，這個負載的大小可以用輸入電阻來表示。輸入電阻的定義：輸入電阻的定義：iiiIUR是動態(tài)電阻。是動態(tài)電阻。rbe Rb Rc RL iUiIbIcIoUbIbebrR /beriiiIUR電路的輸入電阻越大，從信號源取得的電流越電路的輸入電阻越大，從信號源取得的電流越小，因此一般總是希望得到較大的的輸入電阻。小，因此一般總是希望得到較大的的輸入電阻。(1-92)NoImageNoImage第第2 2章章 基本放大電路基本放大電路NoI

54、mageNoImage4.輸出電阻輸出電阻Ro對于負載而言，放大電路相當于信號源，可以對于負載而言，放大電路相當于信號源，可以將它進行戴維南等效，戴維南等效電路的內阻就將它進行戴維南等效，戴維南等效電路的內阻就是輸出電阻。是輸出電阻。計算輸出電阻的方法：計算輸出電阻的方法：(1) 所有電源置零，然后計算電阻（對有受控源所有電源置零，然后計算電阻（對有受控源的電路不適用）。的電路不適用）。(2) 所有獨立電源置零，保留受控源，加壓求流法。所有獨立電源置零，保留受控源，加壓求流法。(1-93)NoImageNoImage第第2 2章章 基本放大電路基本放大電路NoImageNoImageCoooR

55、IUR所以：所以： 用加壓求流法求輸出電阻：用加壓求流法求輸出電阻：oUrbe Rb RC iIbIcIbI=0 =0oI0,ooosL=uRiuR(1-94)NoImageNoImage第第2 2章章 基本放大電路基本放大電路NoImageNoImagebebebirrRR|CoRR beLurRA分析結果：分析結果：結果說明：結果說明： 1.負號說明輸出與輸入反相；負號說明輸出與輸入反相； 2.共射極放大電路輸入電阻較小；共射極放大電路輸入電阻較小； 3.共射極放大電路輸出電阻較大。共射極放大電路輸出電阻較大。小結：等效電路法的步驟小結：等效電路法的步驟1. 畫直流通路，確定靜態(tài)工作點。畫

56、直流通路，確定靜態(tài)工作點。 2. 畫出放大電路的微變等效電路。畫出放大電路的微變等效電路。 3. 求求 rbe. 4. 求動態(tài)參數(shù)求動態(tài)參數(shù)Au、Ri、Ro。例例1Rb+VCC RC C1 C2 280k 3k +12VRL3k +-uo+-ui已知電路如圖，求（已知電路如圖，求（1）求靜態(tài)）求靜態(tài)Q點；點； (2) Au、Ri、Ro;(3)欲提高欲提高Au ，應調，應調 整哪些參數(shù)？整哪些參數(shù)？NoImage直流通路直流通路Rb RC +Vcc解解（1）由直流通路得靜態(tài)工作點：由直流通路得靜態(tài)工作點： A40mA04. 02807 . 012bBEQCCBQRUVIEQImA204. 050

57、BQCQIIV63212CCQCCCEQRIVU(1-98)NoImageNoImage第第2 2章章 基本放大電路基本放大電路NoImageNoImage（2）將交流通路中的三極管用微變等效電路代）將交流通路中的三極管用微變等效電路代替替:交流通路交流通路Rb Rc RL ui uo ui rbe ib ib ii ic uo Rb Rc RL )mA()mV(26)1 (EbbbeIrr30051262963 78963. 03/350/beLCbeLurRRrRARi=rbe/Rb rbe=963 Ro=Rc=3k 欲提高欲提高 ，可調整，可調整Q點使點使IEQ增大，從而使增大，從而使r

58、be減小，減小， 提高放大倍數(shù)。即提高放大倍數(shù)。即 uAubeEQBQbArIIR（3）例例2 2：共射放大電路如圖所示。設：共射放大電路如圖所示。設：VCC12V12V，Rb=300k=300k, ,Rc=3k=3k, , RL=3k=3k,BJTBJT的的 =60=60。+CTb1CCRbVL+uoR-u+-ib2CcR1 1、試求電路的靜態(tài)工試求電路的靜態(tài)工作點作點Q Q。A40300kV12bBBBQ RVI2mAA4050QBCQ II6V3k2mAV12CCQCCCEQ RIVU解：解：+CTb1CCRbVL+uoR-u+-ib2CcR2 2、估算電路的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻估算電

59、路的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻Ri和輸出電阻和輸出電阻Ro。解：畫微變等效電路解：畫微變等效電路-+.cuLoibbeRricibi.iiRubR)mA(mV26)(1200EbeIr 993)mA(2mV2661200750.993kk3k50beLu rRARi=rbe/Rbrbe=993Ro=Rc=3k+CTb1CCRbVL+uoR-u+-ib2CcR 3. 若輸出電壓的波形出現(xiàn)如若輸出電壓的波形出現(xiàn)如 下失真下失真 ，是截止還是飽和，是截止還是飽和 失真？失真？應調節(jié)哪個元件？如何調節(jié)？應調節(jié)哪個元件？如何調節(jié)？解：解：為截止失真。為截止失真。 應減小應減小Rb。(1-103)NoImag

60、eNoImage第第2 2章章 基本放大電路基本放大電路NoImageNoImage2.4 放大電路靜態(tài)工作點的穩(wěn)定放大電路靜態(tài)工作點的穩(wěn)定為了保證放大電路的穩(wěn)定工作，必須有合適的、為了保證放大電路的穩(wěn)定工作，必須有合適的、穩(wěn)定的靜態(tài)工作點。但是，溫度的變化嚴重影響靜穩(wěn)定的靜態(tài)工作點。但是，溫度的變化嚴重影響靜態(tài)工作點。態(tài)工作點。對于前面的電路（固定偏置電路）而言，靜態(tài)工對于前面的電路（固定偏置電路）而言，靜態(tài)工作點由作點由UBE、 和和ICEO 決定，這三個參數(shù)隨溫度而變決定，這三個參數(shù)隨溫度而變化，溫度對靜態(tài)工作點的影響主要體現(xiàn)在這一方面。化，溫度對靜態(tài)工作點的影響主要體現(xiàn)在這一方面。 T