1、低頻電壓放大器電子技術基礎與技能2022/7/262 低頻電壓放大器 放大器的種類很多，按照信號的頻率劃分，可分為低頻放大器、中頻放大器、高頻放大器和直流放大器等。按器件類型分，可分為晶體管放大電路、場效應管放大電路和集成運算放大電路。按輸入信號的強弱來分，有大信號放大器和小信號放大器，按放大對象分，可分為電壓放大器、功率放大器。對放大電路的要求主要有兩個方面：第一是要具有一定的放大能力，用放大倍數來表示，如電壓放大倍數和功率放大倍數；第二是失真要小，即放大后輸出信號的波形應盡可能保持與輸入信號波形一致。低頻電壓放大器主要對頻率從20Hz到20kHz的信號進行放大的電路。2022/7/2631

2、. 電路組成及各元件的作用下圖所示是單管共發射極基本放大電路。電路左邊兩點間aa為輸入端，ui加于輸入端；右邊bb兩點間為輸出端，外接負載RL。電路以發射極作為公共電極，所以屬于共發射極電路。（1）電路元件作用。三極管VT是放大電路的核心元件，利用它的電流放大作用可放大輸入信號。 2022/7/264交流通道：只考慮交流信號的分電路。直流通道：只考慮直流信號的分電路。信號的不同分量可以分別在不同的通道分析。在靜態時，電容C1充電后兩端加上直流電壓，數值等于三極管基極對地電壓UBEQ；同樣，C2兩端也加上直流電壓，數值等于集電極對地電壓UCEQ。 （2）電路畫法說明。在電路中，通常把輸入回路和輸

3、出回路的公共端稱為“地”（實際并不一定接到大地，往往接機殼或底板），并把“地”當作零電位，作為電路中其余各點電壓的參考點。電路中各點的電位如無特殊注明，都是指該點對“地”的電位。在圖中Vcc負極接地，所以在圖中可以只標出它的極性和大小，不再畫出電源的符號。這是電子電路中的習慣畫法，后面將經常采用這種畫法。2022/7/2652. 電壓、電流符號和正方向的規定放大電路工作時，三極管各極電壓和電流都是變化量，每一時刻電壓、電流的數值稱為瞬時值，這個瞬時值又包括直流分量和交流分量。為了清楚地表示瞬時值、直流分量和交流分量，以下通過電壓、電流符號的大小寫和下角標的大小寫加以區別。 2022/7/266

4、3. 共射極放大電路分析（1）靜態工作情況1）直流通路。直流通路就是放大電路的直流等效電路，它是指ui=0時，放大電路的直流電流流通的路徑。計算放大電路的靜態工作點（如IBQ、ICQ、UCQ、UCEQ等）時用直流通路。由于電容器對直流電相當于斷開，因此畫直流通路時，把有電容器的支路斷開，其他不變。 2）靜態與靜態工作點。在放大電路沒有輸入信號（ui=0）時，Vcc通過RB和RC加到晶體三極管，使管子產生直流的基極電流IB、集電極電流IC，并呈現直流的發射結電壓UBE和集電極發射極間電壓UCE。由于ui=0時，電路中的電流、電壓都是不隨時間變化的直流量，所以稱這種狀態為直流工作狀態，簡稱靜態。2

5、022/7/267靜態時三極管的基極直流IB、UBE，集電極直流IC、UCE的數值，與晶體三極管輸入、輸出特性曲線上一點Q相對應，如下圖所示。Q點稱為放大電路的靜態工作點。為了表明IB、IC、UBE、UCE是對應于Q點的靜態值，分別將它們寫作IBQ、ICQ、UBEQ、UCEQ。3）靜態工作點的意義。通過控制IBQ，ICQ，UBEQ，UCEQ的數值，可以改變靜態工作點。正確安排靜態工作點，信號將不失真放大。 2022/7/268由此可見，一個放大電路，為了不失真地放大交流信號，必須安排合適的靜態工作點，使晶體管處于合適的直流工作狀態，以保證放大電路的正常工作。 正確安排靜態工作點，信號不失真放大

6、 2022/7/269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，則輸出信號不能反映輸入信號的情況，放大電路產生非線性失真。最大不失真放大 2022/7/2610為了得到盡量大的輸出信號，要把Q設置在交流負載線的中間部分。如果Q設置不合適，信號進入截止區或飽和區，造成非線性失真。若Q點過低，信號進入截止區，造成截止失真；Q點過高，信號進入飽和區，造成飽和失真。 2022/7/26114）靜態工作點的計算。靜態工作點可根據直流通路求得。Vcc=IBQRB+UBEQ VccUBEQ時，ICQIBQUCEQ=Vcc-ICQRC 2022/7/2612例1：用估算法

7、計算靜態工作點。已知：VCC=12V，RC=4k，RB=300k，=37.5。解：2022/7/2613（2）交流工作狀態1）動態時三極管各極電壓和電流的波形。加入ui后，三極管基極發射極間的瞬時值電壓uBE為電容C1兩端電壓和ui的疊加，由于耦合電容取值較大，使得在ui正、負交變時C1兩端電壓保持UBEQ基本不變，所以uBE等于UBEQ與ui的疊加，即：uBE= uBEQ+ui=uBEQ+Uimsint 隨uBE的增大和減小，基極電流iB也相應增大和減小，故iB 也是單向脈動直流。這時的基極電流iB是由兩個電流成分疊加而成，一個是由Vcc和RB所決定的靜態直流IBQ（直流分量），另一個是由u

8、i引起的交流電流（交流分量， ib=Ibmsint），即：iB= IBQ+ib=IBQ+ Ibmsint2022/7/2614隨iC的變化，在RC兩端產生的壓降uR也是一個單向脈動直流電壓，由直流（直流分量）和交流（交流分量）兩個電壓疊加。即：uR=URQ+URmsint由集電極回路可知，集電極瞬時電壓uCE為：uCE=VccuR=VccURQURmsint=UCEQURmsint所以集電極瞬時電壓uCE也是一個單向脈動電壓，即：uCE=UCEQURmsint=UCEQUcemsint2022/7/2615由于uCE的直流成分UCEQ被耦合電容C2隔斷，因此，只有交流成分可以通過C2到達輸出端

9、，成為放大電路和輸出信號電壓uo，即：uo=uce= Ucemsint。 由圖(f)和圖(a)可以看出，共發射極放大電路輸出信號電壓uo與輸入信號電壓ui的相位相反。這是因為ui正半周時使iB和iC增大，RC上的壓降增大，從而使集電極電壓的瞬時值uCE減少，uo為負半周。反之，當ui為負半周時， uCE增大，uo為正半周。共發射極放大電路輸出電壓uo與輸入電壓ui反相的這種現象，稱為倒相作用。2022/7/26162）放大電路的放大倍數。放大倍數是衡量放大電路放大能力的技術指標。用放大倍數的對數形式表示放大器的放大能力叫做增益。放大器的放大能力可以用三種放大倍數來表示，即電壓放大倍數Au、電流

10、放大倍數Ai、功率放大倍數Ap 功率增益Gp=10lgAp電壓增益Gu=20lgAu，如電流增益Gi=20lgAi2022/7/2617（3）交流通路。放大器中交流信號流通的路程稱為交流通路。由于直流電源內阻很小，耦合電容對交流電流的阻抗也很小，可以把它們近似年看成對交流分量短路。其中，Ib經過晶體管放大，形成集電極電流交流分量Ic（Ib）。由圖可見，集電極電阻RC和負載電阻RL都接在集電極和地之間，兩者并聯，稱為交流負載電阻，用RL表示，即RL=RC/RL。 2022/7/2618（4）電壓放大倍數的計算當放大電路接負載時，電壓放大倍數為：式中負號表示輸出電壓與輸入電壓相位相反。對于低頻小功率管，其輸入電阻rbe的阻值從幾百歐到幾千歐。可利用下面的