1、第 2 章基本放大電路第第 2 章章 基本放大電路基本放大電路第第 1 節節 共發射極放大電路共發射極放大電路第第 2 節節 共集電極放大電路共集電極放大電路第第 3 節節 多級放大電路及其頻率特性多級放大電路及其頻率特性第第 4 節節 差分放大電路差分放大電路第第 5 節節 互補對稱功率放大電路互補對稱功率放大電路第第 6 節節場效應管放大電路場效應管放大電路第第 7 節節放大電路的放大電路的Multisim仿真仿真第 2 章 重點 放大電路的基本組成（共射放大電路、共集放大電路） 放大電路的靜態分析和動態分析方法 差動放大電路的特點與作用 互補對稱功率放大電路的工作原理第第1節節 共發射極

2、放大電路共發射極放大電路 / 共射放大電路共射放大電路耦合電容耦合電容隔直通交隔直通交集電極電集電極電阻，保證阻，保證集電結反集電結反偏，偏，將變將變化的電流化的電流轉變為變轉變為變化的電壓。化的電壓。核心元件核心元件iC= iB，工作在線性放大區，工作在線性放大區，要保證其發射結正要保證其發射結正偏，集電結反偏。偏，集電結反偏。一、放大電路的組成（固定偏置）一、放大電路的組成（固定偏置）基極電阻，保證發射基極電阻，保證發射結正偏，并提供合適結正偏，并提供合適的靜態工作點。的靜態工作點。電源電源為電路提供能量為電路提供能量RB+UCCRCC1C2T+開路開路開路開路直流通路（電容開路）直流通路

3、（電容開路）二、放大電路靜態分析二、放大電路靜態分析: ui=0RB+UCCRCRB+UCCRCC1C2uiuo+1、估算法、估算法UUIRCCBEBB CBII CECCCCUUI R RB+UCCRCIBUBEUCEICICUCEUCC直流負載線與直流負載線與三極管輸出特三極管輸出特性性(IB定定)的交點的交點QIB2 、圖解法、圖解法 （IC、UCE）直流負載線直流負載線CCCUR交流通路（電容、直流電源短路）交流通路（電容、直流電源短路）三、放大電路的動態分析：三、放大電路的動態分析：ui0短短路路短短路路置零置零iuou IB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

4、量iB小寫字母、大寫下標，表示全量小寫字母、大寫下標，表示全量。 ib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 Ib大寫字母、小寫下標，表示交流分量有效值大寫字母、小寫下標，表示交流分量有效值+全量全量iBt=直流分量直流分量IBt靜態分析靜態分析直流通路直流通路交流分量交流分量ib動態分析動態分析交流通路交流通路uiiBiCuCEuo各點波形各點波形RB+UCCRCC1C2+1. 圖解法圖解法iBuBEQiCuCEiB動態分析（交流放大原理）動態分析（交流放大原理）uBEuCEta. 放大放大b. 反向反向直流搭臺，交流唱戲iBiCiCuCE可輸出可輸出的最大的最大不

5、失真不失真信號信號合適的靜態工作點合適的靜態工作點iBQiCuCEuoQ 點過低點過低, 信號進入截止區信號進入截止區, 導致截止失真導致截止失真截止失真截止失真CiiCuCEQ 點過高，信號進入飽和區，產生飽和失真點過高，信號進入飽和區，產生飽和失真Ciuo飽和失真飽和失真實現放大的條件實現放大的條件1、晶體管必須工作在放大區。發射結正偏，集電結反偏。、晶體管必須工作在放大區。發射結正偏，集電結反偏。2、設置合適的靜態工作點，使整個波形處于放大區。、設置合適的靜態工作點，使整個波形處于放大區。3、輸入回路將變化的電壓轉化成變化的基極電流。、輸入回路將變化的電壓轉化成變化的基極電流。4、輸出回

6、路將變化的集電極電流轉化成變化的集電極、輸出回路將變化的集電極電流轉化成變化的集電極電壓，經電容耦合，只輸出交流信號。電容起電壓，經電容耦合，只輸出交流信號。電容起“隔隔直流通交流直流通交流”的作用。的作用。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，信號進入設置不合適，信號進入截止區或飽和區，造成截止區或飽和區，造成非線性失真非線性失真。 為了保證放大電路的穩定工作，必須有合適的、穩定的靜態為了保證放大電路的穩定工作，必須有合適的、穩定的靜態工作點。但是，溫度的變化會嚴重影響靜態工作點。工

7、作點。但是，溫度的變化會嚴重影響靜態工作點。2 靜態工作點的穩定靜態工作點的穩定1、靜態工作點計算、靜態工作點計算uiRB1+UCCRCC1C2RB2CERERLuoI1I2IB+BCII CECCE()CCUUIRR RVURIIIRB2BCCB1B1B22 VUVIIRVRUBBEBBEBCEEE 本電路穩定本電路穩定IC的過程實質是：的過程實質是：RE形成強形成強負反負反饋饋2. 穩定的過程穩定的過程CE旁路電容旁路電容對直流不起作用對直流不起作用RB1+UCCRCC1C2RB2CERERLuiuoI1I2IB+B2BCCB1B2RVURR T CI EV BEBEUVV BI CI 2

8、 微變等效電路分析法微變等效電路分析法1） 三極管的微變等效模型三極管的微變等效模型1. 輸入回路輸入回路當信號很小時，將輸入特性在小范當信號很小時，將輸入特性在小范圍內線性化。圍內線性化。對輸入的對輸入的交流小信號交流小信號而言，發射結相當于而言，發射結相當于電阻電阻 rbe。不可用于直不可用于直流計算流計算小功率三極管的小功率三極管的rbe從一般為從一般為1k左右左右BEu beC26(mV)200 (mA)rI berBEuBiBi uuriibeBEbeBb 2. 輸出回路輸出回路輸出端相當于一個受輸出端相當于一個受 ib控制的電流源控制的電流源iCuCE近似平行近似平行QiC近似平行

9、近似平行uCE。表明表明iC 和和uCE基基本無關，只受本無關，只受iB 控制。控制。三極管的微變等效模型三極管的微變等效模型弄清楚等效的概念：弄清楚等效的概念：1. 等效的條件？等效的條件？ (微變微變)2. 怎么等效？怎么等效？ (三極間三極間)CBii BCEBCEber放大電路的微變等效電路放大電路的微變等效電路畫交流通路：電容和理想電壓源畫交流通路：電容和理想電壓源 視為短路視為短路畫微變等效電路：三極管用它的畫微變等效電路：三極管用它的 微變等效模型代替微變等效模型代替CBErbeuiRBRCRLEBCuobI bI 放大器動態性能分析放大器動態性能分析負載電阻越小，放大倍數越小負

10、載電阻越小，放大倍數越小電壓放大倍數電壓放大倍數ib be UI r obuib bebeLLUI RRAUI rr rbeRBRCRLiU oU bI bI 交流負載電阻交流負載電阻obLUI R LCL=| RRRsE iI iU sRir放大放大電路電路sE iI iU oU sRLR輸入電阻輸入電阻 riiriiiUrI iissirUERr sisiEIRr ri 越大越好！越大越好！例例 1.1CBEUUUrUUIIIRrRrRriiiiiiiRBbBbeBbeBbe1|11 rbeRCRLEBCbI bI iI RBRBI iU oU 放大放大電路電路sE iI iU oU sR

11、LR輸出電阻輸出電阻 rooU oU orLR怎樣計算怎樣計算ro？LooLoRUURr ro 越小越好！越小越好！例例 1.2CBErbeRCRLEBCbI bI iI RBRBI iU oU oroCrR 4、放大電路的一般等效模型、放大電路的一般等效模型sE iI iU sRiroroU oU LRouoiUA U Luou|RAA ooiiiusuusisssiUUUUrAAAEUEERr 源電壓放大倍數源電壓放大倍數空載電壓放大倍數空載電壓放大倍數例例2.1、分壓偏置電路、分壓偏置電路(有有CE)biiuouiibi ciberB1RB2RCRLRB1RB2RCRLRiuou 放大器

12、動態性能分析放大器動態性能分析obLLCLib beoLuibe =|UI RRRRUI rURAUr 交流負載電阻交流負載電阻berRRriB1B2| oCrR biiuouiibi ciberB1RB2RCRLRrirobiiuouiibi berB1RB2RCRLRER例例2.2、分壓偏置電路、分壓偏置電路(無無CE)B1RB2RCRLRiuouERbI iU oU iI bI berB1RB2RCRLRER去掉去掉CE后的微變等效電路后的微變等效電路obLLCL =|UI RRRR 交流負載電阻交流負載電阻ib bebE(1)UI rI R oLuibeE(1)URAUrR bI iU

13、 oU iI bI berB1RB2RCRLRER去掉去掉CE后的微變等效電路后的微變等效電路rRRrRiB1B2beE|(1) oCrR 思考題思考題1、微變等效電路的使用前提是什么？如何畫出放大電路的微變、微變等效電路的使用前提是什么？如何畫出放大電路的微變等效電路？等效電路？2、放大電路的輸入電阻和輸出電阻指的是什么？對放大器的性、放大電路的輸入電阻和輸出電阻指的是什么？對放大器的性能有什么影響？能有什么影響？3、耦合電容起什么作用？旁路電容起什么作用？、耦合電容起什么作用？旁路電容起什么作用？第第2節節 共集電極放大電路共集電極放大電路/射極輸出器射極輸出器/電壓跟隨器電壓跟隨器一一.

14、 靜態分析靜態分析二二. 動態分析動態分析1. 微變等效電路微變等效電路RB+UCCC1C2RERLuiuoCCBEBBE(1)UUIRR CBII CECCCEUUI R rbeiU iI bI cI oU bI BRRERL2、電壓放大倍數、電壓放大倍數特點特點1： uo ui 大小相等、同相，又叫大小相等、同相，又叫電壓跟隨器電壓跟隨器 無無電壓電壓放大作用，但放大作用，但 有有電流電流放大作用放大作用rbeiU iI bI cI oU bI BRRERLLEL|RRR oeLbL(1)UI RI R ib beeLb bebL(1)UI rI RI rI R obLLuib bebLb

15、eL(1)(1)1(1)(1)UI RRAUI rI RrR 3、輸入電阻、輸入電阻rbeiU iI bI cI oU bI BRRERLrRrRiBbeL|(1) ri 大大4、輸出電阻、輸出電阻用加壓求流法求輸出電阻。用加壓求流法求輸出電阻。置置0RsoU iU sU BRERLRiI bI cI berbI or4、輸出電阻、輸出電阻ssB|RRR bbebesbesEUUUIIIIrRrRR besoEbesE1|111rRUrRIrRR sRiU U ERberBRiI bI I bI eI ro 很小，帶負載能力強。很小，帶負載能力強。一般一般besE1rRR 所以所以beso1r

16、Rr besoE|1rRrR 討論討論1、將射極輸出器放在電路的第一級，可以、將射極輸出器放在電路的第一級，可以提高輸入電阻。提高輸入電阻。2、將射極輸出器放在電路的最后一級，可、將射極輸出器放在電路的最后一級，可以降低輸出電阻，提高帶負載能力。以降低輸出電阻，提高帶負載能力。3、將射極輸出器放在電路的兩級之間，可、將射極輸出器放在電路的兩級之間，可以起到電路的以起到電路的匹配作用匹配作用。第第3節節 多級放大電路及其頻率特性多級放大電路及其頻率特性阻容耦合阻容耦合變壓器耦合變壓器耦合直接耦合直接耦合光電耦合光電耦合一、耦合方式：一、耦合方式：第一級第一級第二級第二級第第n-1級級第第n級級輸

17、入輸入輸出輸出功率放大級功率放大級耦合耦合前置級前置級前級放大電路后級放大電路前級放大電路后級放大電路前級放大電路后級放大電路1.1.前后級前后級Q點相互影響點相互影響二、直接耦合放大電路存在的特殊問題二、直接耦合放大電路存在的特殊問題iu1R2RC1R1TCCU ouC2RE2R2TIIUIIUB1C1CE1C2B2CE2 2.2.存在嚴重的零點漂移（存在嚴重的零點漂移（零漂零漂）零漂零漂：當當ui=0時時, ,uo0, ,有一有一緩慢緩慢、不規則不規則的輸出的輸出。主要是由溫度、電路元件參數、電源電壓變化。主要是由溫度、電路元件參數、電源電壓變化等引起。等引起。uot0有時會將有時會將信號

18、淹沒信號淹沒溫漂溫漂：溫度引起的零漂。：溫度引起的零漂。在零漂中，溫漂最為嚴重。在零漂中，溫漂最為嚴重。零漂的度量：零漂的度量： a.a.輸出端絕對值輸出端絕對值 b.b.輸入端折算值輸入端折算值例：放大器A、B，Aua=103，Aub=105；零漂電壓均為500mV。問可否放大0.1mV的信號？輸出端：0.1mV103=100mV (100mV500mV零漂，B可用）500/103=0.5mV (0.1mV0.005mV零漂，B可用）輸入端：三、阻容耦合多級放大電路的動態性能分析三、阻容耦合多級放大電路的動態性能分析特點：各級靜態工特點：各級靜態工作點互不影響作點互不影響,也不也不存在嚴重的

19、零漂存在嚴重的零漂r ir or i2Uo1Ui2+UCCRS1M(+24V)R120KUi27KC2C3R3R2RLRE282K43K10K8K10KC1RC2T1RE1CET2USii1oo2L1i2uu1u2rrrrRrAA A ii1ooNLKi(K+1)uu1u2uN rrrrRrAA AA 四、阻容耦合放大電路的頻率特性四、阻容耦合放大電路的頻率特性uu()()()AfAff 頻率特性幅頻特性u()Af相頻特性()f 幅頻失真u()Af 常常量量相頻失真()f 常常量量耦合、旁路耦合、旁路電容造成電容造成三極管結三極管結電容造成電容造成fL:下限截止頻率下限截止頻率fH:上限截止頻

20、率上限截止頻率低中高fAu幅頻特性曲線幅頻特性曲線uM0.707A通頻帶通頻帶:BHLfff 思考題思考題1、放大器的幅頻特性低頻段下降的原因是什么？高頻段下降的、放大器的幅頻特性低頻段下降的原因是什么？高頻段下降的原因又是什么？原因又是什么？2、射極輸出器有什么特點？、射極輸出器有什么特點？第第6節節 場效應管放大電路場效應管放大電路一、靜態分析：一、靜態分析：求：求：UDS和和 ID。設：設：UGUGS，則：則：UG US而：而：IG=0DDGURRRU212SGSSDRURUI)(DSDDDDSRRIUU二、動態分析：二、動態分析：場效應管的微變等效電路場效應管的微變等效電路gsdSGD

21、RDSgsugsmugdsu很大，可忽略。很大，可忽略。muGS iDg 跨導跨導共源場效應管放大電路的微變等效電路：共源場效應管放大電路的微變等效電路：UgsUiUgsgmUoIdrirogsiUU )R/R(UgULDgsmo LmuRgAsgR2R1RGRL dRLRD21/RRRrGiro = RDsgR2R1RGRL dRLRD源極輸出器：源極輸出器：微變等效電路：微變等效電路：iU gsU oU dI gsmUg LgsmgsLgsmiouRUgURUgUUA11LmLmRgRgriro ro gR2R1RGsdRLRS求求ro加壓求流法。加壓求流法。mgsmgsdoogUgUIU

22、R1SooRRR/ro ro gR2R1RGsRSgsU oU dI gsmUg 一、典型差動放大電路一、典型差動放大電路第第4節節 差動差動/分放大電路分放大電路特點：對稱特點：對稱CRCRi1uTTCCU i2uo2uo1uouEEU ER二二. 靜態分析靜態分析 CRCRi1uTTCCU i2uo2uo1uouEEU ERCRCRTTCCU i2uo2uo1uouEEUERSRBSBEBEEE2(1)I RUI RU EEBEBSE2(1)UUIRR CBII CECCEECCE(2)UUUIRR 三、差動放大電路的輸入、輸出方式三、差動放大電路的輸入、輸出方式四、抑制零漂的原理四、抑制

23、零漂的原理當當ui1 = ui2 = 0 時時：uo= uC1 - uC2 = 0當溫度變化時當溫度變化時：uo= (uC1 + uC1 ) - (uC2 + uC2 ) = 0輸入端輸入端接法接法雙端雙端單端單端輸出端輸出端 接法接法雙端雙端單端單端ui = ui1- - ui2ui = ui1 、 ui2 = 0uo = uo1- - uo2uo = uo1 、 uo21. 雙端輸出雙端輸出對稱性對稱性溫度溫度TICIE = 2ICVEUBEIBICRE 抑制抑制溫度漂移溫度漂移自動穩定自動穩定RE : 強負反饋作用強負反饋作用ui1uo+UCCRCT1RBRCT2RBui2-UEEREI

24、C1IC2IBIBIE2. 單端輸出單端輸出五五.輸入信號分類輸入信號分類1 差模輸入差模輸入差模信號：差模信號：ui1 = -ui2= ud差模電壓放大倍數差模電壓放大倍數:共模輸入共模輸入2共模信號：共模信號：ui1 = ui2 = uC共模電壓放大倍數共模電壓放大倍數: 共模抑制比共模抑制比:oddid2uAuu occcuAu dCMRRcKAAdCMRRcK20log (dB)AA越大越好！越大越好！3 任意輸入任意輸入: ui1 , ui2差模分量差模分量:共模分量共模分量:ui1 = uC + udui2 = uC - ud 疊加疊加分解分解例題例題: ui1 = 20 mv ,

25、 ui2 = 10 mv 則：則：ud = 5mv , uc = 15mv ui1 = 15mv + 5mv,ui2= 15mv - 5mvi1i2d2uuui1i2c2uuuui = ui1 - ui2 = 2ud即即:(1) 差模輸入差模輸入+UCC-UEEuiuoRCTRCTRERR均壓器均壓器i1id12uuui2id12uuu六六. 動態分析動態分析 ( (一一). ). 雙端輸入、雙端輸出雙端輸入、雙端輸出1RE對差模信號作用對差模信號作用 ui1 ui2ib1 , ic1ib2 , ic2ic1 = - ic2iRE = ie1+ ie2 = 0uRE = 0RE 對差模信號不起

26、作用對差模信號不起作用ib2ib1ic2ic1iRE+UCC-UEEuiuoRCT1RCT2RERR2差模信號通路差模信號通路:T1單邊微變等效電路 ui2 ui1RR uod1 uod2 uodC1B1C2EB2RCT1RCT2ib2ib1ic1ic2uod1B1EC1RC ib1ui1rbeib13 放大倍數放大倍數: :差模電壓放大倍數差模電壓放大倍數: :i1od1d1uuA iodduuA 單邊差模放大倍數單邊差模放大倍數: :b1Cd1b1 beCbei RAi rRr d2d1AAuod1B1EC1RC ib1ui1rbeib1od1od2d1 i1d2 i2Cdod1iibeu

27、uA uA uRAAuur若差動電路帶負載若差動電路帶負載RL(接在接在c1與與c2之之間間), 對于差模信號而言，對于差模信號而言，RL中點電位中點電位為為0, 所以放大倍數：所以放大倍數：CLdd1be1/2RRAAr 空載時，總的差動電壓放大倍數：空載時，總的差動電壓放大倍數：ro = 2RC ri ri roibe2rr輸入電阻：輸入電阻：輸出電阻：輸出電阻：4 輸入輸出電阻輸入輸出電阻: :RR C1B1C2EB2RCT1RCT2(2) 共模輸入共模輸入RE對共模信號起作用，并且對共模信號起作用，并且iRE=2ie1。uC uoc2 uoc1 uocic1ic2iREuRE-UEE+

28、UCCREC1B1C2EB2RCT1RCT2共模信號通路共模信號通路: :uC1 uoc2 uoc1uoc2RERCT1RCT2 ic1 ic2ie1uC22RE ie2T T1 1單邊單邊微變等效電路微變等效電路oc1cc1c2c1beE2(1)uRAAurRic1uc1uoc1ib1RC2RE ib1ie1rbeuoc2 = AC2 uc2uoc= uoc1 uoc2 0KCMRR uoc1 = AC1 uc1AC 0(3) 差動輸入差動輸入ui1 = uC + udui2 = uC - ud 由疊加原理可知：由疊加原理可知：uo1 = Ac uc Ad uduo2 = Ac uc Ad

29、uduo= uo1 uo2 2 Ad ud Ad(ui1 ui2 ) 差動放大電路的特點：差動放大電路的特點：放大差模信號，抑制共模信號放大差模信號，抑制共模信號(三三). 雙端輸入、單端輸出雙端輸入、單端輸出uo1 = Ac uc Ad ud差模電壓放大倍數、輸出電阻同上，輸入電阻減半。差模電壓放大倍數、輸出電阻同上，輸入電阻減半。(二二).單端輸入、雙端輸出單端輸入、雙端輸出單端輸入的效果與雙端輸入相似，單端輸入的效果與雙端輸入相似，ui1 = ui 、ui2 = 0uC = 0.5 ui 、 ud = 0.5 ui 注意：空載、有載時注意：空載、有載時Ac 、Ad不一樣。不一樣。 輸入電

30、阻、輸出電阻也不一樣。輸入電阻、輸出電阻也不一樣。(四四).單端輸入、單端輸出單端輸入、單端輸出例例1： 擴音系統擴音系統電電 壓壓 放放 大大功功 率率 放放 大大 信信 號號 提提 取取執行機構執行機構一、功率放大器的一般概念一、功率放大器的一般概念 功率放大器的作用：作為放大電路的輸出級，以功率放大器的作用：作為放大電路的輸出級，以驅動驅動執行執行機構。如使揚聲器發聲、繼電器動作、機構。如使揚聲器發聲、繼電器動作、 儀表指針偏轉等。儀表指針偏轉等。第第8節節 互補對稱功率放大電路互補對稱功率放大電路功放電路特點功放電路特點2、電流、電壓信號比較大，必須注意防止、電流、電壓信號比較大，必須注意防止波形失真波形失真。3、電源提供的能量盡可能轉換給負載，減少晶體管、電源提供的能量盡可能轉換給負載，減少晶體管及線路上的損失。即注意提高電路的及線路上的損失。即注意提高電路的 效率效率（ ）。）。4、散熱散熱。1、功放、功放三極管保護三極管保護：功放電路中電流、電壓都比較功放電路中電流、電壓都比較大，必須注意電路參數不能超大，必須注意電路參數不能超過晶體管的極限值過晶體管的極限值: ICM ,UCEO , PCM 。 UCEOICMPCMicuCEOE100%PP 甲類甲類工作在線性區工作在線性區信號不失真信號不失真效率低效率低最大效率最大效率50%