第6章

三極管及放大電路認識三極管6.1認識基本放大電路6.2認識負反饋放大電路6.3第6章三極管及放大電路認識三極管6.1認識基本放大電路6

在電子設備中，通常需要把微弱的信號加以放大去推動較大功率的負載工作，如收音機將天線接收下來的微弱信號放大幾百萬倍，才能推動揚聲器發出聲音。

在電子設備中，通常需要把微弱的信號加以放大去推動較大

這就需要放大電路（或稱放大器），而放大電路的核心器件為三極管。

本章先介紹三極管的基本知識，然后討論由它構成的基本放大電路的工作原理和一般分析方法。 這就需要放大電路（或稱放大器），而放大電路的核心器6.1認識三極管

三極管是電子線路中的重要元件，它具有電流放大作用。6.1認識三極管 三極管是電子線路中的重要元件，它6.1.1了解三極管的材料、結構、特性、參數圖6.1常用三極管的外形6.1.1了解三極管的材料、結構、特性、參數圖6.1三極管的材料與結構

三極管的制造材料主要有鍺（Ge）和硅（Si），其外部由管座和3個管腳構成，其內部有3個區、2個PN結和3個電極。三極管的材料與結構

三極管是由兩個相距很近的PN結組成的。

它有3個區，即發射區、基區和集電區，每個區各自引出了一個電極分別稱為發射極e、基極b和集電極c。 三極管是由兩個相距很近的PN結組成的。

發射區與基區之間的PN結稱為發射結，集電區與基區之間的PN結稱為集電結，如圖6.2所示。

三極管有兩種導電類型，分別為PNP型和NPN型。

三極管的文字符號是VT，圖形符號如圖6.3所示。 發射區與基區之間的PN結稱為發射結，集電區與基區之圖6.2三極管的結構圖6.2三極管的結構圖6.3三極管的符號圖6.3三極管的符號

三極管在制造過程中有一定的工藝要求，3個區各有特點，所以不能用兩個二極管代替三極管，也不能將三極管的發射極和集電極顛倒使用。 三極管在制造過程中有一定的工藝要求，3個區各有特點，

三極管的型號常用來表示它的制造材料、基本性能和用法。

它同二極管的命名一樣符合國家標準GB

249—89的規定，也是由5個部分組成，詳見本書附錄A。 三極管的型號常用來表示它的制造材料、基本性能和用法三極管的電流放大特性1．三極管的3個工作狀態

根據三極管內兩個PN結的偏置情況，可把三極管工作狀態分成3種情形：放大狀態、飽和狀態和截止狀態。 3種狀態的PN結偏置情況如表6.1所示。三極管的電流放大特性表6.1 三極管3種狀態的PN結偏置情況表6.1 三極管3種狀態的PN結偏置情況

注：PN結正偏是指P型半導體上電位高于N型半導體的電位，PN結反偏正好相反。 注：PN結正偏是指P型半導體上電位高于N型半導體的2．三極管的電流放大作用

要使三極管起放大作用，必須讓它工作在放大狀態。

現以NPN型三極管為例，用實驗來說明。2．三極管的電流放大作用 要使三極管起放大作用，必須讓圖6.4三極管3個電流的測量圖6.4三極管3個電流的測量三極管的主要參數

三極管的主要參數是用來表征管子性能和適用范圍的參考數據。

（1）電流放大系數β：是表示三極管電流放大能力的參數。一般要求在20～200之間，β值太大的管子工作不穩定。三極管的主要參數

（2）穿透電流（ICEO）：是指在基極開路、集電結反向偏置時，集電極與發射極之間的反向電流。硅管的ICEO比鍺管小得多，因此硅管的性能更穩定。（2）穿透電流（ICEO）：是指在基極開路、集電結反向偏

（3）極限參數。

①集電極最大允許電流ICM：集電極電流過大，三極管β值要降低。當IC超過ICM后，β將下降到不能允許的程度。（3）極限參數。

②集電極最大允許耗散功率PCM：集電極電流通過三極管時引起功耗，主要使集電極發熱，結溫升高。當功耗超過PCM后，三極管過熱損壞。 ②集電極最大允許耗散功率PCM：集電極電流通過三極管時引

③反向擊穿電壓U（BR）CEO：它是基極開路時，加在集電極和發射極之間的最大允許電壓。電壓超過此值，管子因熱擊穿而損壞。 ③反向擊穿電壓U（BR）CEO：它是基極開路時，加在集電6.1.2判別三極管的管腳和型號

三極管在使用前應了解它的性能優劣，判別它能否符合使用要求。

三極管的測試最好使用晶體管特性圖示儀，也可用萬用表做一些簡單的測試。6.1.2判別三極管的管腳和型號 三極管在使用前應1．基極的判別

將萬用表置于R

×

100擋或R

×

1k擋。

假設三極管的一個電極為b極，并用黑表筆與假定的b極相連，然后用紅表筆分別與另外兩個電極相連，如圖6.5所示。1．基極的判別 將萬用表置于R

×

100擋或R

×圖6.5判斷三極管的基極和管型圖6.5判斷三極管的基極和管型

若兩次測得的阻值要么同為大，要么同為小，則所假設的電極確實為基極。

若兩次測得的阻值一大一小，則表明假設的電極并非真正的基極，需將黑表筆所接的管腳調換一個，再按上述方法測試。

用此方法可確定三極管的基極和管型，如表6.3所示。 若兩次測得的阻值要么同為大，要么同為小，則所假設的電表6.3 用萬用表判別三極管的基極和管型表6.3 用萬用表判別三極管的基極和管型2．發射極、集電極的判別

在基極確定后，可接著判別發射極e和集電極c。

以NPN型三極管為例：將萬用表的黑表筆和紅表筆分別接觸兩個待定的電極，然后用手指捏緊黑表筆和b極（不能將兩極短路，即相當于一個電阻），觀察表針的擺動幅度，如圖6.6所示。2．發射極、集電極的判別 在基極確定后，可接著判別發射圖6.6判斷三極管的

發射極和集電極圖6.6判斷三極管的

發射極和集電極

然后將黑、紅表筆對調，重測一次。

比較兩次表針擺動幅度，擺幅大的一次，黑表筆所接管腳為c極，紅表筆所接管腳為e極。

若為PNP型三極管，上述方法中將黑、紅表筆對換即可。 然后將黑、紅表筆對調，重測一次。3．電流放大系數β的估計

選用帶hFE測試功能的萬用表（如MF-47型），將轉換開關撥至ADJ擋，把紅、黑表筆短接，調節調零電位器使指針指在hFE的最大值，然后再把轉換開關撥至hFE擋，斷開兩表筆，最后把三極管的管腳（按NPN型和PNP型）插入測試插座，讀數即可。3．電流放大系數β的估計 選用帶hFE測試功能的萬用表

拓展與延伸三極管的特性曲線

共射放大電路中的三極管有兩個輸入端、兩個輸出端，如圖6.7所示。

輸入端的電流IB與輸入端電壓UBE的關系稱為三極管的輸入特性；輸出端的電流IC與輸出端電壓UCE的關系稱為三極管的輸出特性。

拓展與延伸三極管的特性曲線

輸入特性和輸出特性統稱為三極管的特性，均可用特性曲線表示。

一般特性曲線可由晶體管特性圖示儀測得。 輸入特性和輸出特性統稱為三極管的特性，均可用特性曲圖6.7三極管共射極電路圖6.7三極管共射極電路1．輸入特性曲線

如圖6.8所示的輸入特性曲線，是在輸出電壓UCE為定值時，IB與UBE之間對應關系的曲線。

三極管的輸入特性曲線與二極管的伏安特性曲線正向部分相似。

當UBE很小時，IB

=

0，三極管正向截止。1．輸入特性曲線 如圖6.8所示的輸入特性曲線，是在輸

當UBE大于門坎電壓（硅管為0.5V，鍺管為0.2V）后，三極管開始導通，產生IB。

正常導通時，硅管的導通電壓約為0.7V，鍺管約為0.3V。

當UBE大于門坎電壓（硅管為0.5V，鍺管為0.2V圖6.8輸入特性曲線圖6.8輸入特性曲線2．輸出特性曲線

如圖6.9所示的輸出特性曲線，是在基極電流IB為某一定值時，集電極電流IC與集電極電壓UCE之間的關系，每一個IB值對應一根曲線，故輸出特性曲線是一族曲線。

輸出特性曲線可分為3個區域：截止區、放大區和飽和區。2．輸出特性曲線 如圖6.9所示的輸出特性曲線，是在基圖6.9三極管的輸出特性曲線圖圖6.9三極管的輸出特性曲線圖

（1）截止區：由IB

=

0曲線與橫坐標軸所圍的區域是截止區。此時三極管內部各極開路，發射結反偏或零偏，集電結反偏。

（1）截止區：由IB

=

0曲線與橫坐標軸所圍的區域是截止

（2）放大區：在放大區，IC受到IB的控制，即IC

=

βIB，具有電流放大作用。此時三極管的發

射結正偏，集電結反偏。

（3）飽和區：在飽和區，三極管的IC不隨IB的

增大而變化。三極管飽和時的UCE值稱為飽和

壓降，記為UCES，一般很小，硅管的UCES≈0.3V，鍺管的UCES≈0.1V。此時三極管的發射結和集

電結都處于正偏狀態。（2）放大區：在放大區，IC受到IB的控制，即IC

=

在模擬電路中三極管處于“放大”狀態，工作于放大區；在數字電路中三極管處于“開關”狀態，工作于飽和區與截止區。 在模擬電路中三極管處于“放大”狀態，工作于放大區；在6.2認識基本放大電路

所謂放大電路，就是把微弱的電信號（電流、電壓或功率）轉變為較強的電信號的電子電路。

在日常生活和生產領域中，往往要求用微弱的電信號去控制較大功率的負載，如空調器的感溫頭（傳感器）能使溫度信號產生微弱的電信號，經過放大電路放大后去控制大功率壓縮機的工作，最終控制溫度。6.2認識基本放大電路 所謂放大電路，就是把微弱的6.2.1連接單管共射放大電路圖6.11單管共射放大電路及分立元件插接圖6.2.1連接單管共射放大電路圖6.11單管共射放大6.2.2測試放大電路的波形和參數放大電路中各元器件的作用

電路仍如圖6.11所示，其中各元器件的作用如下。

（1）三極管VT：放大電路的核心器件，具有電流放大作用和能量轉換作用。6.2.2測試放大電路的波形和參數放大電路中各元器件的作

（2）直流電源VCC：一方面給放大電路提供能源；另一方面保證發射結正偏，集電結反偏，使三極管工作在放大狀態。

（3）集電極直流電阻RC：把三極管的電流放大作用轉換為電壓放大的形式。

（4）耦合電容C1、C2：一方面耦合交流信號；另一方面將三極管與信號源、負載的直流靜態工作點分開。（2）直流電源VCC：一方面給放大電路提供能源；另一方面保

（5）RB1、RB2：給三極管的基極提供合適的偏置電流。

（6）RE：引入直流負反饋，穩定靜態工作點。

（7）CE：提供交流信號的通道，減少信號放大過程中的損耗。（5）RB1、RB2：給三極管的基極提供合適的偏置電流。放大電路的靜態、動態及其參數1．靜態及其參數

靜態—放大電路接通電源但沒有信號輸入的狀態。

靜態工作點Q

—靜態時三極管直流電壓UBE、UCE和對應的直流電流IB、IC等參數的統稱，分別記作UBEQ、IBQ、UCEQ和ICQ，其波形如圖6.12中所示。放大電路的靜態、動態及其參數圖6.12放大電路圖6.12放大電路2．動態及其參數

動態—在放大電路的輸入端加入交流信號時的狀態。

動態時電路中的各電壓、電流量都隨輸入信號變化，此時，加在三極管B、E兩極間的是直流電壓量UBEQ和交流信號量ui兩種電壓量的疊加，記為uBE，其波形具有單向脈動性。2．動態及其參數 動態—在放大電路的輸入端加入交流信號

由于uBE的作用，將產生另一個脈動直流電流iB流過輸入回路。 iB流經三極管時被放大成較大的電流iC，在 C、E兩極之間將得到放大的電壓信號uCE，它們也都具有單向脈動性。

由于隔直電容C2的作用，uCE的直流量被阻隔，只有交流分量通過C2，形成輸出電壓uo，這正是希望得到的放大的電壓信號，如圖6.13所示。 由于uBE的作用，將產生另一個脈動直流電流iB流過輸圖6.13放大電路中的動態波形圖6.13放大電路中的動態波形

輸入放大電路的是交流電壓信號，輸出的也是交流電壓信號，其幅度被放大，而流經三極管的仍是直流電（脈動直流電），完成交直流分離的是電容器C1、C2。

對輸入、輸出信號來說，直流量僅是一種運載工具，信號被運載進入放大電路，從直流電源中吸取能量，得以放大后離開直流量，輸出至負載。

輸入放大電路的是交流電壓信號，輸出的也是交流電壓信號

注意 1．為了使放大電路不失真地放大信號，放大電路必須建立合適的靜態工作點。 2．放大電路輸出的交流信號uo與輸入信號ui的波形是反相的。 3．在交流放大電路中同時存在著直流分量和交流分量兩種成分。 注意

為了便于討論，對放大過程中各量的符號作如下規定：用大寫U、I加大寫的下標表示直流電壓、電流分量，如UBE、IB、UCE、IC等；用小寫的u、i加小寫下標表示交流信號各分量，如ui、ib、uce等；用小寫的u、i加大寫下標表示總量，即交、直流的疊加量，如uBE、iB、uCE等。因此上述放大電路中各量的關系為 為了便于討論，對放大過程中各量的符號作如下規定：用大uBE

=

UBEQ

+

ube

=

UBEQ

+

uiiB

=

IBQ

+

ibiC

=

ICQ

+

icuCE

=

UCEQ

+

uce

=

UCEQ

+

uo

描述放大電路基本性能的指標主要有：電壓放大倍數Au、輸入電阻ri、輸出電阻ro等。uBE

=

UBEQ

+

ube

=

UBEQ

+

ui

（1）電壓放大倍數Au：反映放大電路對信號的放大能力。定義為輸出電壓有效值與輸入電壓有效值之比，即 Au

=

Uo/Ui

式中，Uo、Ui分別為輸出交流電壓uo、輸入交流電壓ui的有效值。（1）電壓放大倍數Au：反映放大電路對信號的放大能力。定義

（2）輸入電阻ri和輸出電阻ro：輸入電阻ri是撇開信號源從放大電路的輸入端看進去，放大電路對輸入信號所呈現的等效動態電阻。（2）輸入電阻ri和輸出電阻ro：輸入電阻ri是撇開信號源

輸出電阻ro是撇開負載電阻RL從放大電路的輸出端看進去的等效動態電阻。

一般情況下，放大電路的輸入電阻大，有利于減小信號源的負擔；放大電路的輸出電阻小，有利于提高帶負載的能力。 輸出電阻ro是撇開負載電阻RL從放大電路的輸出端看

用測量電壓的方法可以解決。用萬用表測量VC或VE，則ICQ≈IEQ

=

VE/RE或ICQ

=

(VCC

VC)/RC。 用測量電壓的方法可以解決。用萬用表測量VC或VE，則6.2.3認識放大電路的性能特點

通過電路分析可以認識電路的性能特點。

放大電路分析分為直流分析和交流分析，直流分析的是放大電路的靜態工作點Q，在直流通路上進行；交流分析的是放大電路的性能指標（Au、ri、ro等），在交流通路進行。6.2.3認識放大電路的性能特點 通過電路分析可以直流通路和交流通路

在放大電路中，同時存在著直流分量和交流分量兩種成分。

直流信號的通道稱為直流通路，交流信號的通道稱為交流通路。直流通路和交流通路

直流通路和交流通路的畫法如下：

畫直流通路時，把電容器視為開路，電感器視為短路，其他不變；畫交流通路時，把電容器和電源都短路成一條直線。 直流通路和交流通路的畫法如下：放大電路的靜態工作點Q的求法

在圖6.14（b）所示的直流通路中，忽略基極電流IBQ，則電路靜態工作點為放大電路的靜態工作點Q的求法6.2.4觀測靜態工作點對放大電路性能的影響

靜態工作點選得合適，放大電路才能正常地放大信號，否則就產生所謂的失真。

靜態工作點選得過高（ICQ過大），放大電路將產生飽和失真（uo波形下平頂）；靜態工作點選得過低（ICQ過小），放大電路將產生截止失真（uo波形上平頂），分別如圖6.17（a）、（b）、（c）所示。6.2.4觀測靜態工作點對放大電路性能的影響 靜態圖6.17靜態工作點對信號輸出波形的影響圖6.17靜態工作點對信號輸出波形的影響

調整靜態工作點的方法很簡單，只需調節上偏置電阻Rb1，就能改變IBQ、ICQ和UCEQ的值。 調整靜態工作點的方法很簡單，只需調節上偏置電阻Rb1

失真情況由波形判斷，應根據輸入波形來分析。

對于NPN型三極管組成的放大器，若是在輸入電壓波形的正半周失真，則為飽和失真；若是在輸入電壓波形的負半周失真，則為截止失真。 失真情況由波形判斷，應根據輸入波形來分析。

如圖6.18所示，放大電路輸出電壓的負半周失真，由于共射電路的倒相作用也就是輸入波形的正半周時產生了失真，為飽和失真。 如圖6.18所示，放大電路輸出電壓的負半周失真，由圖6.18放大電路產生飽和失真圖6.18放大電路產生飽和失真

拓展與延伸Ai、AP和增益G

衡量放大電路的指標不僅僅是電壓放大倍數Au，還有電流放大倍數Ai，功率放大倍數AP。

有時放大倍數Au、Ai和AP的數值很大，不便于運算，采用增益來表示放大器的放大能力，可方便地解決問題。 拓展與延伸Ai、AP和增益G

（1）電流放大倍數Ai：是放大器輸出電流有效值Io與輸入電流有效值Ii的比值，即（1）電流放大倍數Ai：是放大器輸出電流有效值Io與輸入電

（2）功率放大倍數AP：是放大器輸出功率Po與輸入功率Pi的比值，即（2）功率放大倍數AP：是放大器輸出功率Po與輸入功率Pi

由于Po

=

UoIo，Pi

=

UiIi，故

（3）增益G：放大倍數采用對數表示稱為增益G，其單位一般取分貝（dB）。 由于Po

=

UoIo，Pi

=

UiIi，故

在電信工程中，對應3種放大倍數的增益分別為功率增益

GP

=

10lgAP

(dB)電壓增益

Gu

=

20lgAu

(dB)電流增益

Gi

=

20lgAi

(dB) 在電信工程中，對應3種放大倍數的增益分別為

例如，電壓放大倍數Au

=

100，則Gu

=

20lg100

=

40(dB)。

另外，采用增益可將乘、除法運算簡化為簡單的加、減法運算。 例如，電壓放大倍數Au

=

100，則Gu

=

206.3認識負反饋放大電路6.3.1連接負反饋放大電路，認識反饋概念圖6.19電壓串聯負反饋實驗電路圖6.3認識負反饋放大電路6.3.1連接負反饋放大電路反饋的類型及其判別法1．反饋

反饋是指從放大電路的輸出端把輸出信號的一部分或全部通過一定的方式送回到放大電路輸入端的過程，如圖6.20所示。反饋的類型及其判別法圖6.20反饋放大器的組成圖6.20反饋放大器的組成2．反饋的類型

反饋主要分為3大類。

（1）正反饋和負反饋。凡反饋信號起到增強輸入信號作用的叫做正反饋，凡反饋信號起到削弱輸入信號作用的稱為負反饋。判別正反饋、負反饋的方法是瞬時極性法，即先假設某一瞬時，輸入信號極性為“+”，經過一系列反饋再到輸入端，若為“+”，則加強輸入信號，為正反饋，反之為負反饋。2．反饋的類型 反饋主要分為3大類。

（2）電壓反饋和電流反饋。在放大電路的輸出端，凡反饋信號取自輸出電壓并與輸出電壓成正比的是電壓反饋，凡反饋信號取自輸出電流并與輸出電流成正比的是電流反饋。判別電壓反饋、電流反饋的方法是把放大電路的輸出端短路，反饋信號因而消失的為電壓反饋，不消失的為電流反饋，如圖6.21所示。（2）電壓反饋和電流反饋。在放大電路的輸出端，凡反饋信號取圖6.21電壓反饋和電流反饋框圖圖6.21電壓反饋和電流反饋框圖

（3）串聯反饋和并聯反饋。在放大電路的輸入端，串聯反饋是指反饋信號uf與輸入信號ui串聯相加（減）后，作為放大電路的凈輸入電壓信號

；并聯反饋是指反饋電流if與輸入電流ii并聯相加（減）后，作為放大電路的凈輸入電流信號

。判別串聯反饋、并聯反饋的方法是把放大電路的輸入端短路，反饋信號被短路掉的為并聯反饋，反饋信號沒有被短路掉的為串聯反饋，如圖6.22所示。（3）串聯反饋和并聯反饋。在放大電路的輸入端，串聯反饋是指（a）串聯反饋（b）并聯反饋圖6.22串聯反饋和并聯反饋框圖

（a）串聯反饋6.3.2驗證負反饋對放大電路性能的影響

低頻小信號放大器正常工作時，ICQ一般為1～3mA，UCEQ為幾伏的電壓。

接入負反饋后，電壓放大倍數要降低。6.3.2驗證負反饋對放大電路性能的影響 低頻小信負反饋對放大電路性能的影響（1）放大倍數將下降，但穩定性得到提高。（2）改善了輸出波形，減小了非線性失真。負反饋對放大電路性能的影響

（3）展寬了通頻帶。放大電路對各種頻率的信號放大能力并非相同，在其性能不降低的情況下，有一個頻率的范圍，稱為通頻帶。引入負反饋后，放大電路通頻帶加寬。

另外，負反饋還可以穩定放大器的靜態工作點和改變放大電路的輸入、輸出電阻。（3）展寬了通頻帶。放大電路對各種頻率的信號放大能力并非相電路的穩壓過程

當環境溫度升高時，引起ICQ增大，由于IEQ≈ICQ，所以IEQ也增大，導致發射極電位UEQ

=

IEQRE上升，而基極電位不變，使UBEQ減小，IBQ也減小，從而遏制了集電極電流ICQ的增加。穩壓過程用符號式表示如下：T（溫度）↑→ICQ↑→IEQ↑→UEQ↑→UBEQ↓→IBQ↓→ICQ↓電路的穩壓過程6.3.3連接射極輸出器并分析其性能

前面所講的放大電路是從集電極輸出，為共射極接法。

而射極輸出器是從發射極輸出，為共集電極接法。

射極輸出器是一個很重要的放大電路，應用非常廣泛。6.3.3連接射極輸出器并分析其性能 前面所講的放射極輸出器的電路結構和反饋類型

如圖6.25（a）所示電路中，三極管的集電極直接接直流電源，輸出信號uo由發射極電阻RE兩端引出。

射極輸出器的直流通路和交流通路如圖6.25（b）、（c）所示。

交流信號的輸入電路與輸出電路是以集電極為公共端，故稱之為共集電極放大電路。射極輸出器的電路結構和反饋類型圖6.25共集電極放大電路圖6.25共集電極放大電路

射極輸出器是一個電壓串聯負反饋放大電路。

其反饋信號uf就是uo，是把輸出電壓的全部反饋疊加至放大電路的輸入端。 射極輸出器是一個電壓串聯負反饋放大電路。射極輸出器的性能分析1．靜態分析

在圖6.25（b）所示的直流通路中，基極回路列出如下方程： VCC

=

IBQRB

+

UBEQ

+

IEQRE

=

IBQRB

+

UBEQ

+

(1

+

β)IBQRE

整理后得射極輸出器的性能分析

而 ICQ

=

βIBQ UCEQ

=

VCCICQRE

故射極輸出器的靜態工作點由以上公式給出。 而2．動態分析

（1）電壓放大倍數Au：

因為

ui

=

ube

+

uo（ube很小）

所以

ui≈uo

故

（但略小于1）。

上式表明uo與ui同相位，且大小近似相等。2．動態分析（1）電壓放大倍數Au：

（2）輸入電阻ri：ri是從交流通路的輸入端看進去的電阻，經推導為ri

=

[rbe

+

(1

+

β)]∥RB≈(1

+

β)∥RB

其中，

=

RE∥RL；ri約等于數十到數百千歐，比共射放大電路的輸入電阻（約為1kΩ）大得多。（2）輸入電阻ri：ri是從交流通路的輸入端看進去的電阻，

（3）輸出電阻ro：ro是從交流通路的輸出端看進去的電阻，經推導為 ro約為十幾歐到幾十歐，比共射放大電路的輸出電阻（約幾千歐）小得多。（3）輸出電阻ro：ro是從交流通路的輸出端看進去的電阻，

射極輸出器的特性歸納為：電壓放大倍數略小于1，電壓跟隨性好，輸入阻抗高、輸出阻抗低，而且具有一定的電流放大能力和功率放大能力。 射極輸出器的特性歸納為：電壓放大倍數略小于1，電壓射極輸出器的用途

在多級放大器中，射極輸出器可作為輸入級，以減輕信號源的負擔；也可作為輸出級，提高帶負載的能力；還可以作為放大器的中間隔離級，減小后級對前級電路的影響；另外，還可以用作阻抗變換器。射極輸出器的用途

拓展與延伸反饋的另一種判別法

判別反饋除了用“短路法”以外，還可以用“兩點法”，這種方法主要用來判別電壓、電流反饋和并聯、串聯反饋。

三極管的3個電極中b、e均可作為信號輸入端，c、e均可作為輸出端。 拓展與延伸反饋的另一種判別法

如果輸出信號uo、反饋信號uf是從c、e極中同一點（如c極）取出，則反饋為電壓反饋；從兩點取出（如uo從c極取，uf從e極取），則為電流反饋。

同樣，輸入信號ui、反饋信號uf從三極管b、e極中同一點（如b極）加入，則反饋為并聯反饋；從兩點加入（如ui從b極加入，uf從e極加入），則為串聯反饋（見圖6.27）。 如果輸出信號uo、反饋信號uf是從c、e極中同一點（電壓反饋：D—c2，C—c2或D—e2，C—e2。電流反饋：D—c2，C—e2或D—e2，C—c2并聯反饋：A—b1，B—b1或A—e1，B—e1。串聯反饋：A—b1，B—e1或A—e1，B—b1。電壓反饋：D—c2，C—c2或D—e2，C—e2。圖6.27兩點法判別反饋類型圖6.27兩點法判別反饋類型

為了便于大家記憶和掌握，特編寫了如下口訣。

一點出為壓，兩點出為流。

一點入為并，兩點入為串。

并入阻小，串入阻大。

壓出阻小，流出阻大。

壓穩壓，流穩流。 為了便于大家記憶和掌握，特編寫了如下口訣。

即并聯反饋使輸入電阻減小，串聯反饋使輸入電阻增大，電壓反饋使輸出電阻減小，電流反饋使輸出電阻增大，電壓反饋穩定輸出電壓，電流反饋穩定輸出電流。 即并聯反饋使輸入電阻減小，串聯反饋使輸入電阻增大，電

注意

上述口訣只適用于負反饋情況。 注意6.4認識集成運算放大電路

在工業自動化控制中，經常遇到一類變化極其緩慢（即變化頻率接近于零）或者是極性固定的直流信號，這類信號的放大不能采用阻容耦合放大電路。

為此，人們采用集成電路技術，制造出一種能放大直流信號的放大電路—集成運算放大電路（簡稱集成運放）。6.4認識集成運算放大電路 在工業自動化控制中，經6.4.1了解集成運算放大電路的外部特性集成運放的主要參數

（1）開環電壓放大倍數Auo：指無外加反饋時，集成運放本身的差模放大倍數，它體現運放器件的放大能力，一般為104～107。6.4.1了解集成運算放大電路的外部特性集成運放的主要參

（2）開環輸入電阻ri：指差模輸入時，運放

無外加反饋時的輸入電阻，一般在幾十千歐至幾十兆歐范圍，ri大的運放性能好。

（3）開環輸出電阻ro：指運放無外加反饋回

路時的輸出電阻，一般為20～200Ω，ro小的運放帶負載能力強。（2）開環輸入電阻ri：指差模輸入時，運放

（4）開環頻帶寬度BW：反映無反饋時，運放有效地放大信號的頻率范圍，一般在幾千赫至幾百千赫。

（4）開環頻帶寬度BW：反映無反饋時，運放有效地放大信號的集成運放的主要理想特性

根據集成運算放大電路參數的主要特點，常常將它理想化為一個放大器模型，其具有以下理想特性。（1）開環電壓放大倍數Auo為無窮大。（2）開環輸入電阻ri為無窮大。（3）開環輸出電阻ro為0。（4）開環頻帶寬度BW為無窮大。集成運放的主要理想特性

理想集成運放的兩個重要推論（見圖6.30）。

（1）虛斷：指運算放大電路的兩個輸入端上的電流等于零，即I+

=

I

=

0（好像運放兩輸入端在內部是斷開的），這是由于運放的輸入電阻ri

所致。（2）虛短：指運放的兩個輸入端的電壓為零，即uA

=

uB。推導如下： 理想集成運放的兩個重要推論（見圖6.30）。

因為

所以

uBuA0

故

uA

=

uB

由此可見，兩個輸入端之間與短路相似。 因為6.4.2加法器電路的組裝與測試

在反相輸入比例運算放大電路的反相輸入端加多個輸入信號，就構成了加法比例運算放大電路（簡稱加法器），加法器在電子線路中應用相當廣泛。6.4.2加法器電路的組裝與測試 在反相輸入比例運推導加法器電路的輸出與輸入的關系

在圖6.33所示的加法器電路中，uI1、uI2和uI3是3路輸入信號，電阻R4稱為平衡電阻，其值為R4

=

R1//R2//R3//Rf。推導加法器電路的輸出與輸入的關系圖6.33加法運算電路圖6.33加法運算電路因為

ii

+

if

=

i1

+

i2

+

i3而

因為 ii

+

if

=

i1

+

i2

+

i3ii

=

0（虛斷）所以

又因為虛地，即uA

=

uB

=

0所以

ii

=

0（虛斷）

故加法器的一般公式為

當R1

=

R2

=

R3

=

Rf時，上式為 uo

=

?

(ui1

+

ui2

+

ui3)

由此可見，電路輸出正比于各輸入電壓之和，故為加法器。 故加法器的一般公式為

由于制造原因，集成運算放大電路在使用時，存在所謂的“零點”問題，即在其輸入端不加信號時，輸出端的信號也不為零，因此集成運算放大電路使用時需要調零。

一般將其輸入端對地短路，使其無輸入信號（即處于靜態），調節電位器使輸出電壓為零。 由于制造原因，集成運算放大電路在使用時，存在所謂的“6.4.3減法器電路的組裝與測試

在集成運算放大電路的兩個輸入端都加入信號，就構成了減法器電路，減法器在電子線路中的應用也很廣泛。6.4.3減法器電路的組裝與測試 在集成運算放大電推導減法器輸出與輸入的關系

在圖6.37所示的減法器電路中，ui1為反相輸入端信號，ui2為同相輸入端信號，在同相輸入端和“地”之間接有電阻R3。推導減法器輸出與輸入的關系圖6.37減法運算電路圖6.37減法運算電路因為

i1

=

if

+

ii而

ii

=

0（虛斷）所以

因為

i1

=

if

+

ii即在同相輸入端，由于ii

=

0，故又因為虛短，即uA

=

uB

即

所以減法器的一般公式為

當R1

=

R2

=

R3

=

Rf時，上式為 uo

=

ui2ui1

由此可見，電路輸出正比于兩端輸入電壓之差，故為減法器。 所以減法器的一般公式為

閱讀材料

EDA技術與EWB電路仿真軟件簡介 EDA是電子設計自動化（ElectronicDesignAutomation）的縮寫，在20世紀90年代初從計算機輔助設計（CAD）、計算機輔助制造（CAM）、計算機輔助測試

（CAT）和計算機輔助工程（CAE）的概念發展而來。 閱讀材料EDA技術與EWB電路仿真軟件簡介圖6.40運放電路圖6.40運放電路 EDA技術就是以計算機為工具，設計者在EDA軟件平臺上，用硬件描述語言（HDL）完成設計文件，然后由計算機自動地完成邏輯編譯、化簡、分割、綜合、優化、布局、布線和仿真，直至對于特定目標芯片的適配編譯、邏輯映射、編程下載等工作。 EDA技術的出現，極大地提高了電路設計的效率和可操作性，減輕了設計者的勞動強度。 EDA技術就是以計算機為工具，設計者在EDA軟件平臺

利用EDA工具，電子設計師可以從概念、算法、協議等開始設計電子系統，大量工作可以通過計算機完成，將電子產品從電路設計、性能分析到設計出IC版圖或PCB版圖的整個過程交由計算機自動處理完成。 利用EDA工具，電子設計師可以從概念、算法、協議等開

現在對EDA的概念或范疇用得很寬，包括在機械、電子、通信、航空航天、化工、礦產、生物、醫學、軍事等各個領域，都有EDA的應用。

目前EDA技術已在各大公司、企事業單位和科研教學部門廣泛使用。 現在對EDA的概念或范疇用得很寬，包括在機械、電子、

例如，在飛機制造過程中，從設計、性能測試及特性分析直到飛行模擬，都可能涉及EDA技術。

常用的EDA軟件包括EWB、PROTEL、ORCAD等。 例如，在飛機制造過程中，從設計、性能測試及特性分析直 EWB（ElectronicsWorkbench，中文譯為“電子工作臺”）是一種電子電路計算機仿真設計軟件，于1988年開發成功。

目前國內外已有許多學校將軟件仿真的內容納入電子類課程的教學中，在微機上搭接和測試各種不同的功能電路，與傳統的測量、調試手段相比，具有省時、省材、操作方便等優點。 EWB（ElectronicsWorkbench，

另外，經EWB進行分析和仿真完成的電路，可以在其他印制板設計軟件（如PROTEL、ORCAD等）的支持下，直接排出印制電路板。 另外，經EWB進行分析和仿真完成的電路，可以在其他印第6章

三極管及放大電路認識三極管6.1認識基本放大電路6.2認識負反饋放大電路6.3第6章三極管及放大電路認識三極管6.1認識基本放大電路6

在電子設備中，通常需要把微弱的信號加以放大去推動較大功率的負載工作，如收音機將天線接收下來的微弱信號放大幾百萬倍，才能推動揚聲器發出聲音。

在電子設備中，通常需要把微弱的信號加以放大去推動較大

這就需要放大電路（或稱放大器），而放大電路的核心器件為三極管。

本章先介紹三極管的基本知識，然后討論由它構成的基本放大電路的工作原理和一般分析方法。 這就需要放大電路（或稱放大器），而放大電路的核心器6.1認識三極管

三極管是電子線路中的重要元件，它具有電流放大作用。6.1認識三極管 三極管是電子線路中的重要元件，它6.1.1了解三極管的材料、結構、特性、參數圖6.1常用三極管的外形6.1.1了解三極管的材料、結構、特性、參數圖6.1三極管的材料與結構

三極管的制造材料主要有鍺（Ge）和硅（Si），其外部由管座和3個管腳構成，其內部有3個區、2個PN結和3個電極。三極管的材料與結構

三極管是由兩個相距很近的PN結組成的。

它有3個區，即發射區、基區和集電區，每個區各自引出了一個電極分別稱為發射極e、基極b和集電極c。 三極管是由兩個相距很近的PN結組成的。

發射區與基區之間的PN結稱為發射結，集電區與基區之間的PN結稱為集電結，如圖6.2所示。

三極管有兩種導電類型，分別為PNP型和NPN型。

三極管的文字符號是VT，圖形符號如圖6.3所示。 發射區與基區之間的PN結稱為發射結，集電區與基區之圖6.2三極管的結構圖6.2三極管的結構圖6.3三極管的符號圖6.3三極管的符號

三極管在制造過程中有一定的工藝要求，3個區各有特點，所以不能用兩個二極管代替三極管，也不能將三極管的發射極和集電極顛倒使用。 三極管在制造過程中有一定的工藝要求，3個區各有特點，

三極管的型號常用來表示它的制造材料、基本性能和用法。

它同二極管的命名一樣符合國家標準GB

249—89的規定，也是由5個部分組成，詳見本書附錄A。 三極管的型號常用來表示它的制造材料、基本性能和用法三極管的電流放大特性1．三極管的3個工作狀態

根據三極管內兩個PN結的偏置情況，可把三極管工作狀態分成3種情形：放大狀態、飽和狀態和截止狀態。 3種狀態的PN結偏置情況如表6.1所示。三極管的電流放大特性表6.1 三極管3種狀態的PN結偏置情況表6.1 三極管3種狀態的PN結偏置情況

注：PN結正偏是指P型半導體上電位高于N型半導體的電位，PN結反偏正好相反。 注：PN結正偏是指P型半導體上電位高于N型半導體的2．三極管的電流放大作用

要使三極管起放大作用，必須讓它工作在放大狀態。

現以NPN型三極管為例，用實驗來說明。2．三極管的電流放大作用 要使三極管起放大作用，必須讓圖6.4三極管3個電流的測量圖6.4三極管3個電流的測量三極管的主要參數

三極管的主要參數是用來表征管子性能和適用范圍的參考數據。

（1）電流放大系數β：是表示三極管電流放大能力的參數。一般要求在20～200之間，β值太大的管子工作不穩定。三極管的主要參數

（2）穿透電流（ICEO）：是指在基極開路、集電結反向偏置時，集電極與發射極之間的反向電流。硅管的ICEO比鍺管小得多，因此硅管的性能更穩定。（2）穿透電流（ICEO）：是指在基極開路、集電結反向偏

（3）極限參數。

①集電極最大允許電流ICM：集電極電流過大，三極管β值要降低。當IC超過ICM后，β將下降到不能允許的程度。（3）極限參數。

②集電極最大允許耗散功率PCM：集電極電流通過三極管時引起功耗，主要使集電極發熱，結溫升高。當功耗超過PCM后，三極管過熱損壞。 ②集電極最大允許耗散功率PCM：集電極電流通過三極管時引

③反向擊穿電壓U（BR）CEO：它是基極開路時，加在集電極和發射極之間的最大允許電壓。電壓超過此值，管子因熱擊穿而損壞。 ③反向擊穿電壓U（BR）CEO：它是基極開路時，加在集電6.1.2判別三極管的管腳和型號

三極管在使用前應了解它的性能優劣，判別它能否符合使用要求。

三極管的測試最好使用晶體管特性圖示儀，也可用萬用表做一些簡單的測試。6.1.2判別三極管的管腳和型號 三極管在使用前應1．基極的判別

將萬用表置于R

×

100擋或R

×

1k擋。

假設三極管的一個電極為b極，并用黑表筆與假定的b極相連，然后用紅表筆分別與另外兩個電極相連，如圖6.5所示。1．基極的判別 將萬用表置于R

×

100擋或R

×圖6.5判斷三極管的基極和管型圖6.5判斷三極管的基極和管型

若兩次測得的阻值要么同為大，要么同為小，則所假設的電極確實為基極。

若兩次測得的阻值一大一小，則表明假設的電極并非真正的基極，需將黑表筆所接的管腳調換一個，再按上述方法測試。

用此方法可確定三極管的基極和管型，如表6.3所示。 若兩次測得的阻值要么同為大，要么同為小，則所假設的電表6.3 用萬用表判別三極管的基極和管型表6.3 用萬用表判別三極管的基極和管型2．發射極、集電極的判別

在基極確定后，可接著判別發射極e和集電極c。

以NPN型三極管為例：將萬用表的黑表筆和紅表筆分別接觸兩個待定的電極，然后用手指捏緊黑表筆和b極（不能將兩極短路，即相當于一個電阻），觀察表針的擺動幅度，如圖6.6所示。2．發射極、集電極的判別 在基極確定后，可接著判別發射圖6.6判斷三極管的

發射極和集電極圖6.6判斷三極管的

發射極和集電極

然后將黑、紅表筆對調，重測一次。

比較兩次表針擺動幅度，擺幅大的一次，黑表筆所接管腳為c極，紅表筆所接管腳為e極。

若為PNP型三極管，上述方法中將黑、紅表筆對換即可。 然后將黑、紅表筆對調，重測一次。3．電流放大系數β的估計

選用帶hFE測試功能的萬用表（如MF-47型），將轉換開關撥至ADJ擋，把紅、黑表筆短接，調節調零電位器使指針指在hFE的最大值，然后再把轉換開關撥至hFE擋，斷開兩表筆，最后把三極管的管腳（按NPN型和PNP型）插入測試插座，讀數即可。3．電流放大系數β的估計 選用帶hFE測試功能的萬用表

拓展與延伸三極管的特性曲線

共射放大電路中的三極管有兩個輸入端、兩個輸出端，如圖6.7所示。

輸入端的電流IB與輸入端電壓UBE的關系稱為三極管的輸入特性；輸出端的電流IC與輸出端電壓UCE的關系稱為三極管的輸出特性。

拓展與延伸三極管的特性曲線

輸入特性和輸出特性統稱為三極管的特性，均可用特性曲線表示。

一般特性曲線可由晶體管特性圖示儀測得。 輸入特性和輸出特性統稱為三極管的特性，均可用特性曲圖6.7三極管共射極電路圖6.7三極管共射極電路1．輸入特性曲線

如圖6.8所示的輸入特性曲線，是在輸出電壓UCE為定值時，IB與UBE之間對應關系的曲線。

三極管的輸入特性曲線與二極管的伏安特性曲線正向部分相似。

當UBE很小時，IB

=

0，三極管正向截止。1．輸入特性曲線 如圖6.8所示的輸入特性曲線，是在輸

當UBE大于門坎電壓（硅管為0.5V，鍺管為0.2V）后，三極管開始導通，產生IB。

正常導通時，硅管的導通電壓約為0.7V，鍺管約為0.3V。

當UBE大于門坎電壓（硅管為0.5V，鍺管為0.2V圖6.8輸入特性曲線圖6.8輸入特性曲線2．輸出特性曲線

如圖6.9所示的輸出特性曲線，是在基極電流IB為某一定值時，集電極電流IC與集電極電壓UCE之間的關系，每一個IB值對應一根曲線，故輸出特性曲線是一族曲線。

輸出特性曲線可分為3個區域：截止區、放大區和飽和區。2．輸出特性曲線 如圖6.9所示的輸出特性曲線，是在基圖6.9三極管的輸出特性曲線圖圖6.9三極管的輸出特性曲線圖

（1）截止區：由IB

=

0曲線與橫坐標軸所圍的區域是截止區。此時三極管內部各極開路，發射結反偏或零偏，集電結反偏。

（1）截止區：由IB

=

0曲線與橫坐標軸所圍的區域是截止

（2）放大區：在放大區，IC受到IB的控制，即IC

=

βIB，具有電流放大作用。此時三極管的發

射結正偏，集電結反偏。

（3）飽和區：在飽和區，三極管的IC不隨IB的

增大而變化。三極管飽和時的UCE值稱為飽和

壓降，記為UCES，一般很小，硅管的UCES≈0.3V，鍺管的UCES≈0.1V。此時三極管的發射結和集

電結都處于正偏狀態。（2）放大區：在放大區，IC受到IB的控制，即IC

=

在模擬電路中三極管處于“放大”狀態，工作于放大區；在數字電路中三極管處于“開關”狀態，工作于飽和區與截止區。 在模擬電路中三極管處于“放大”狀態，工作于放大區；在6.2認識基本放大電路

所謂放大電路，就是把微弱的電信號（電流、電壓或功率）轉變為較強的電信號的電子電路。

在日常生活和生產領域中，往往要求用微弱的電信號去控制較大功率的負載，如空調器的感溫頭（傳感器）能使溫度信號產生微弱的電信號，經過放大電路放大后去控制大功率壓縮機的工作，最終控制溫度。6.2認識基本放大電路 所謂放大電路，就是把微弱的6.2.1連接單管共射放大電路圖6.11單管共射放大電路及分立元件插接圖6.2.1連接單管共射放大電路圖6.11單管共射放大6.2.2測試放大電路的波形和參數放大電路中各元器件的作用

電路仍如圖6.11所示，其中各元器件的作用如下。

（1）三極管VT：放大電路的核心器件，具有電流放大作用和能量轉換作用。6.2.2測試放大電路的波形和參數放大電路中各元器件的作

（2）直流電源VCC：一方面給放大電路提供能源；另一方面保證發射結正偏，集電結反偏，使三極管工作在放大狀態。

（3）集電極直流電阻RC：把三極管的電流放大作用轉換為電壓放大的形式。

（4）耦合電容C1、C2：一方面耦合交流信號；另一方面將三極管與信號源、負載的直流靜態工作點分開。（2）直流電源VCC：一方面給放大電路提供能源；另一方面保

（5）RB1、RB2：給三極管的基極提供合適的偏置電流。

（6）RE：引入直流負反饋，穩定靜態工作點。

（7）CE：提供交流信號的通道，減少信號放大過程中的損耗。（5）RB1、RB2：給三極管的基極提供合適的偏置電流。放大電路的靜態、動態及其參數1．靜態及其參數

靜態—放大電路接通電源但沒有信號輸入的狀態。

靜態工作點Q

—靜態時三極管直流電壓UBE、UCE和對應的直流電流IB、IC等參數的統稱，分別記作UBEQ、IBQ、UCEQ和ICQ，其波形如圖6.12中所示。放大電路的靜態、動態及其參數圖6.12放大電路圖6.12放大電路2．動態及其參數

動態—在放大電路的輸入端加入交流信號時的狀態。

動態時電路中的各電壓、電流量都隨輸入信號變化，此時，加在三極管B、E兩極間的是直流電壓量UBEQ和交流信號量ui兩種電壓量的疊加，記為uBE，其波形具有單向脈動性。2．動態及其參數 動態—在放大電路的輸入端加入交流信號

由于uBE的作用，將產生另一個脈動直流電流iB流過輸入回路。 iB流經三極管時被放大成較大的電流iC，在 C、E兩極之間將得到放大的電壓信號uCE，它們也都具有單向脈動性。

由于隔直電容C2的作用，uCE的直流量被阻隔，只有交流分量通過C2，形成輸出電壓uo，這正是希望得到的放大的電壓信號，如圖6.13所示。 由于uBE的作用，將產生另一個脈動直流電流iB流過輸圖6.13放大電路中的動態波形圖6.13放大電路中的動態波形

輸入放大電路的是交流電壓信號，輸出的也是交流電壓信號，其幅度被放大，而流經三極管的仍是直流電（脈動直流電），完成交直流分離的是電容器C1、C2。

對輸入、輸出信號來說，直流量僅是一種運載工具，信號被運載進入放大電路，從直流電源中吸取能量，得以放大后離開直流量，輸出至負載。

輸入放大電路的是交流電壓信號，輸出的也是交流電壓信號

注意 1．為了使放大電路不失真地放大信號，放大電路必須建立合適的靜態工作點。 2．放大電路輸出的交流信號uo與輸入信號ui的波形是反相的。 3．在交流放大電路中同時存在著直流分量和交流分量兩種成分。 注意

為了便于討論，對放大過程中各量的符號作如下規定：用大寫U、I加大寫的下標表示直流電壓、電流分量，如UBE、IB、UCE、IC等；用小寫的u、i加小寫下標表示交流信號各分量，如ui、ib、uce等；用小寫的u、i加大寫下標表示總量，即交、直流的疊加量，如uBE、iB、uCE等。因此上述放大電路中各量的關系為 為了便于討論，對放大過程中各量的符號作如下規定：用大uBE

=

UBEQ

+

ube

=

UBEQ

+

uiiB

=

IBQ

+

ibiC

=

ICQ

+

icuCE

=

UCEQ

+

uce

=

UCEQ

+

uo

描述放大電路基本性能的指標主要有：電壓放大倍數Au、輸入電阻ri、輸出電阻ro等。uBE

=

UBEQ

+

ube

=

UBEQ

+

ui

（1）電壓放大倍數Au：反映放大電路對信號的放大能力。定義為輸出電壓有效值與輸入電壓有效值之比，即 Au

=

Uo/Ui

式中，Uo、Ui分別為輸出交流電壓uo、輸入交流電壓ui的有效值。（1）電壓放大倍數Au：反映放大電路對信號的放大能力。定義

（2）輸入電阻ri和輸出電阻ro：輸入電阻ri是撇開信號源從放大電路的輸入端看進去，放大電路對輸入信號所呈現的等效動態電阻。（2）輸入電阻ri和輸出電阻ro：輸入電阻ri是撇開信號源

輸出電阻ro是撇開負載電阻RL從放大電路的輸出端看進去的等效動態電阻。

一般情況下，放大電路的輸入電阻大，有利于減小信號源的負擔；放大電路的輸出電阻小，有利于提高帶負載的能力。 輸出電阻ro是撇開負載電阻RL從放大電路的輸出端看

用測量電壓的方法可以解決。用萬用表測量VC或VE，則ICQ≈IEQ

=

VE/RE或ICQ

=

(VCC

VC)/RC。 用測量電壓的方法可以解決。用萬用表測量VC或VE，則6.2.3認識放大電路的性能特點

通過電路分析可以認識電路的性能特點。

放大電路分析分為直流分析和交流分析，直流分析的是放大電路的靜態工作點Q，在直流通路上進行；交流分析的是放大電路的性能指標（Au、ri、ro等），在交流通路進行。6.2.3認識放大電路的性能特點 通過電路分析可以直流通路和交流通路

在放大電路中，同時存在著直流分量和交流分量兩種成分。

直流信號的通道稱為直流通路，交流信號的通道稱為交流通路。直流通路和交流通路

直流通路和交流通路的畫法如下：

畫直流通路時，把電容器視為開路，電感器視為短路，其他不變；畫交流通路時，把電容器和電源都短路成一條直線。 直流通路和交流通路的畫法如下：放大電路的靜態工作點Q的求法

在圖6.14（b）所示的直流通路中，忽略基極電流IBQ，則電路靜態工作點為放大電路的靜態工作點Q的求法6.2.4觀測靜態工作點對放大電路性能的影響

靜態工作點選得合適，放大電路才能正常地放大信號，否則就產生所謂的失真。

靜態工作點選得過高（ICQ過大），放大電路將產生飽和失真（uo波形下平頂）；靜態工作點選得過低（ICQ過小），放大電路將產生截止失真（uo波形上平頂），分別如圖6.17（a）、（b）、（c）所示。6.2.4觀測靜態工作點對放大電路性能的影響 靜態圖6.17靜態工作點對信號輸出波形的影響圖6.17靜態工作點對信號輸出波形的影響

調整靜態工作點的方法很簡單，只需調節上偏置電阻Rb1，就能改變IBQ、ICQ和UCEQ的值。 調整靜態工作點的方法很簡單，只需調節上偏置電阻Rb1

失真情況由波形判斷，應根據輸入波形來分析。

對于NPN型三極管組成的放大器，若是在輸入電壓波形的正半周失真，則為飽和失真；若是在輸入電壓波形的負半周失真，則為截止失真。 失真情況由波形判斷，應根據輸入波形來分析。

如圖6.18所示，放大電路輸出電壓的負半周失真，由于共射電路的倒相作用也就是輸入波形的正半周時產生了失真，為飽和失真。 如圖6.18所示，放大電路輸出電壓的負半周失真，由圖6.18放大電路產生飽和失真圖6.18放大電路產生飽和失真

拓展與延伸Ai、AP和增益G

衡量放大電路的指標不僅僅是電壓放大倍數Au，還有電流放大倍數Ai，功率放大倍數AP。

有時放大倍數Au、Ai和AP的數值很大，不便于運算，采用增益來表示放大器的放大能力，可方便地解決問題。 拓展與延伸Ai、AP和增益G

（1）電流放大倍數Ai：是放大器輸出電流有效值Io與輸入電流有效值Ii的比值，即（1）電流放大倍數Ai：是放大器輸出電流有效值Io與輸入電

（2）功率放大倍數AP：是放大器輸出功率Po與輸入功率Pi的比值，即（2）功率放大倍數AP：是放大器輸出功率Po與輸入功率Pi

由于Po

=

UoIo，Pi

=

UiIi，故

（3）增益G：放大倍數采用對數表示稱為增益G，其單位一般取分貝（dB）。 由于Po

=

UoIo，Pi

=

UiIi，故

在電信工程中，對應3種放大倍數的增益分別為功率增益

GP

=

10lgAP

(dB)電壓增益

Gu

=

20lgAu

(dB)電流增益

Gi

=

20lgAi

(dB) 在電信工程中，對應3種放大倍數的增益分別為

例如，電壓放大倍數Au

=

100，則Gu

=

20lg100

=

40(dB)。

另外，采用增益可將乘、除法運算簡化為簡單的加、減法運算。 例如，電壓放大倍數Au

=

100，則Gu

=

206.3認識負反饋放大電路6.3.1連接負反饋放大電路，認識反饋概念圖6.19電壓串聯負反饋實驗電路圖6.3認識負反饋放大電路6.3.1連接負反饋放大電路反饋的類型及其判別法1．反饋

反饋是指從放大電路的輸出端把輸出信號的一部分或全部通過一定的方式送回到放大電路輸入端的過程，如圖6.20所示。反饋的類型及其判別法圖6.20反饋放大器的組成圖6.20反饋放大器的組成2．反饋的類型

反饋主要分為3大類。

（1）正反饋和負反饋。凡反饋信號起到增強輸入信號作用的叫做正反饋，凡反饋信號起到削弱輸入信號作用的稱為負反饋。判別正反饋、負反饋的方法是瞬時極性法，即先假設某一瞬時，輸入信號極性為“+”，經過一系列反饋再到輸入端，若為“+”，則加強輸入信號，為正反饋，反之為負反饋。2．反饋的類型 反饋主要分為3大類。

（2）電壓反饋和電流反饋。在放大電路的輸出端，凡反饋信號取自輸出電壓并與輸出電壓成正比的是電壓反饋，凡反饋信號取自輸出電流并與輸出電流成正比的是電流反饋。判別電壓反饋、電流反饋的方法是把放大電路的輸出端短路，反饋信號因而消失的為電壓反饋，不消失的為電流反饋，如圖6.21所示。（2）電壓反饋和電流反饋。在放大電路的輸出端，凡反饋信號取圖6.21電壓反饋和電流反饋框圖圖6.21電壓反饋和電流反饋框圖

（3）串聯反饋和并聯反饋。在放大電路的輸入端，串聯反饋是指反饋信號uf與輸入信號ui串聯相加（減）后，作為放大電路的凈輸入電壓信號

；并聯反饋是指反饋電流if與輸入電流ii并聯相加（減）后，作為放大電路的凈輸入電流信號

。判別串聯反饋、并聯反饋的方法是把放大電路的輸入端短路，反饋信號被短路掉的為并聯反饋，反饋信號沒有被短路掉的為串聯反饋，如圖6.22所示。（3）串聯反饋和并聯反饋。在放大電路的輸入端，串聯反饋是指（a）串聯反饋（b）并聯反饋圖6.22串聯反饋和并聯反饋框圖

（a）串聯反饋6.3.2驗證負反饋對放大電路性能的影響

低頻小信號放大器正常工作時，ICQ一般為1～3mA，UCEQ為幾伏的電壓。

接入負反饋后，電壓放大倍數要降低。6.3.2驗證負反饋對放大電路性能的影響 低頻小信負反饋對放大電路性能的影響（1）放大倍數將下降，但穩定性得到提高。（2）改善了輸出波形，減小了非線性失真。負反饋對放大電路性能的影響

（3）展寬了通頻帶。放大電路對各種頻率的信號放大能力并非相同，在其性能不降低的情況下，有一個頻率的范圍，稱為通頻帶。引入負反饋后，放大電路通頻帶加寬。

另外，負反饋還可以穩定放大器的靜態工作點和改變放大電路的輸入、輸出電阻。（3）展寬了通頻帶。放大電路對各種頻率的信號放大能力并非相電路的穩壓過程

當環境溫度升高時，引起ICQ增大，由于IEQ≈ICQ，所以IEQ也增大，導致發射極電位UEQ

=

IEQRE上升，而基極電位不變，使UBEQ減小，IBQ也減小，從而遏制了集電極電流ICQ的增加。穩壓過程用符號式表示如下：T（溫度）↑→ICQ↑→IEQ↑→UEQ↑→UBEQ↓→IBQ↓→ICQ↓電路的穩壓過程6.3.3連接射極輸出器并分析其性能

前面所講的放大電路是從集電極輸出，為共射極接法。

而射極輸出器是從發射極輸出，為共集電極接法。

射極輸出器是一個很重要的放大電路，應用非常廣泛。6.3.3連接射極輸出器并分析其性能 前面所講的放射極輸出器的電路結構和反饋類型

如圖6.25（a）所示電路中，三極管的集電極直接接直流電源，輸出信號uo由發射極電阻RE兩端引出。

射極輸出器的直流通路和交流通路如圖6.25（b）、（c）所示。

交流信號的輸入電路與輸出電路是以集電極為公共端，故稱之為共集電極放大電路。射極輸出器的電路結構和反饋類型圖6.25共集電極放大電路圖6.25共集電極放大電路

射極輸出器是一個電壓串聯負反饋放大電路。

其反饋信號uf就是uo，是把輸出電壓的全部反饋疊加至放大電路的輸入端。 射極輸出器是