02雙極型晶體管及放大電路基礎2.2基本放大電路2.3基本放大電路的分析方法2.4共C和共B電路2.5放大器的級聯2.6基本要求與小結--放大電路基礎篇BasicBJTAmplifiers2.2基本放大電路2.2.1放大的概念2.2.2基本放大器組成原則2.2.3放大器的特點2.2.4放大器的主要性能指標2.2.1放大的概念

1.放大對象：主要放大微弱(smallsignals)、變化的電信號，使其Pi(Vi或Ii)得到放大！2.放大實質：直流能交流能三極管——換能器在保持信號不失真的前提下，使其由小變大，由弱變強。－－放大1、管子要放大Je正偏,Jc反偏2、信號能入能出2.2.2基本放大器組成原則共射電路輸入回路與輸出回路電流、電壓的關系

輸入回路輸出回路IBQUBEQUCEQICQ基本組成如下：

三極管T集電極電阻Rc

負載電阻RL偏置電路VCC,Rb耦合電容C1,C2iBiC習慣畫法基本晶體管放大器的組成原則：1、輸入信號須加在基極－發射極回路；2、必須設置合適的靜態工作點；3、必須將晶體管偏置在放大狀態。由公式可知：當VBE>VBE(ON)后VBE對iC有敏感的控制作用而VCE對iC的影響十分微弱所以待放大的信號加在b或e極才能有效的得到放大，而不能加在c極。<1>待放大的信號須加在b－e回路uCE/V5101501234IB＝40A30A20

A10A0A放大區iC/mA共射輸出特性曲線<2>須設置合適的靜態工作點直流工作狀態：

（靜態）當vi＝0時,電路中各處的電壓電流都是不變的,對應的電壓電流，分別為IBQ、ICQ、VCEQ、VBEQ，代表了輸入輸出特性曲線上的一個點——習慣上稱靜態工作點即Q(Quiescent)點交流工作狀態：（動態）當vi≠0時靜態工作點設置是否合適對放大器的性能有很大影響是輸出電壓不失真地放大的保證

若Q點選得很小則產生截止失真；若Q點選得很大則產生飽和失真。——非線性失真為了防止非線性失真，在沒有輸入信號時Q點也不能為0而必須有合適的數值以保證在vi的整個變化過程中晶體管始終工作在放大區

若Q點過大<飽和>措施是Q點下移使IB變小若Q點過小<截止>措施是Q點上移使IB變大<3>晶體管必須工作在放大狀態

晶體管上各端電壓，端電流為直流+交流且交流分量的幅值<

直流分量的幅值，所以，在任一時刻e結正偏c結反偏。

可見放大作用是指輸出交流分量與輸入信號的關系，因為只有交流分量才能反映輸入信號的變化

vO與vi反相

vO動態是目的，靜態是保證（不失真）！

交流通路直流通路

交流信號、直流信號并存！

動態靜態2.2.3放大器的特點2.2.4放大器的主要性能指標對信號源而言，放大器相當于它的負載。∴

放大器的輸入特性用輸入電阻Ri表示

1.放大器的二端口模型

對負載而言，放大器相當于負載的信號源。∴放大器的輸出特性用輸出電阻RO和一個受控電壓源（電流源）來表示

2.主要性能指標

<1>放大倍數或增益

定義為放大器輸出量和輸入量之比值。根據二端口模型中輸入量（Ui，Ii）和輸出量（Uo，Io）的不同，有四種不同定義的放大倍數。電壓增益：電流增益：互導增益:互阻增益：為了方便，Au,Ai有時用分貝dB來表示

<2>輸入電阻Ri

——

用來衡量放大電路對信號源的影響

當Ri>>Rs時Vi＝Vs，Ri越大得到的輸入信號電壓越大信號源采用電壓源即輸入電阻越大--信號源電壓Vs更有效地加到放大器的輸入端

反之（Ri<<Rs）Ri越小得到的輸入信號電流越大信號源采用電流源即輸入電阻越小--放大器從信號源獲取的電流越大<3>輸出電阻Ro

——反映放大電路帶負載能力當Ro越小則RL變化對輸出電壓的影響越小Vo＝Vo’即輸出電壓Vo越穩定帶負載能力強反之，若想在負載上得到電流較穩定則應使Ro大。<4>非線性失真系數THD

由于放大管輸入輸出特性的非線性，不可避免地要產生非線性失真，即放大器非線性失真的大小與工作點位置，信號大小有關

但如果放大器的靜態工作點設置在放大區且輸入信號足夠小，則非線性失真系數將很小∴一般只有在大信號工作時才考慮非線性失真問題

非線性失真會產生新的頻率分量

<5>頻率失真(線性失真)輸入信號由許多頻率分量組成，由于放大器對不同頻率信號的幅度增益、相移量不同而造成的失真。(此時輸出信號中并未增加新的頻率分量)

2.3基本放大電路的分析方法2.3.1放大電路的靜態分析2.3.2放大電路的動態分析

2.3.1放大電路的靜態分析

DCAnalysis分析對象：Q（Quiescent)(IB、IC和VCE)

靜態工作點直流通路分析路徑：靜態分析有兩種方法：一、計算法二、圖解分析法（GraphicalAnalysis）

一、計算法直流通路：C斷開、L短路、直流電源保留二、圖解法直流負載線

2.3.2放大電路的動態分析

ACAnalysis動態分析有兩種方法：一、圖解分析法二、交流小信號模型分析法

ACSmall-signalmodelanalysis（微變等效電路法)分析對象：交流通路分析路徑：交流通路：直流電源短地、C交流短路根據輸入信號頻率，將電抗極小的大電容、小電感短路，電抗極大的小電容、大電感開路，而電抗不容忽略的電容、電感保留。直流電源短地。vce＝－R’LiC

（R’L＝RL∥Rc）交流負載線斜率：－1/R’L特點：過Q點VAB＝R’LICQ一、圖解法vivBEiBiCvCE|-vo|

1、交直流迭加2、vo與vi相位相反3、非線性失真：

飽和失真截止失真結論：飽和失真截止失真要想獲得大的不失真輸出幅度，需要：

1.工作點Q要設置在輸出特性曲線放大區的中間部位；2.要有合適的交流負載線。

最大不失真輸出幅度?二、交流小信號模型分析法

ACSmall-signalmodelanalysis

（1）模型的建立（2）共射放大器的交流等效分析方法放大器定量分析的基礎(1)模型的建立（一）混合π型電路模型－π參數應用條件：

①靜態工作點選擇恰當，晶體管工作在放大區②輸入信號較小，非線性失真可忽略

共發射極晶體管電路模型很大，可忽略

c、b反偏，也很大，可忽略

ube對ib的控制，等效為b-e間交流結電阻rbe，其值：

ube通過ib對ic的控制可等效為一個流控電流源

或直接用一個壓控電流源來表示

其中跨導

幾百KΩ數量級

—輸入特性上Q點處對的影響

極大，可忽略

—輸出特性上Q點處切線斜率之倒數,表明了對的影響

真正的晶體管還有寄生效應的影響，它們是三個摻雜區的體電阻,其中基區體電阻因該區很窄，數值較大，一般高頻管數十Ω，低頻管數百Ω。另二個較小，可忽略。

還有二個結的結電容：發射結電容（正偏勢壘）集電結電容（反偏擴散）低頻工作時可忽略。

完整的混合π型電路模型（a）高頻時的電路模型；（b）低頻時的電路模型

（2）共射放大器的交流等效分析方法分析步驟：1、確定放大器交流通路(晶體管用小信號交流模型表示)2、估算直流工作點3、根據交流等效電路計算放大器的各項交流指標1）等效電路

(b)

小信號等效電路(a)共射基本放大電路2）交流計算3.輸出電阻2.輸入電阻=rbe//Rb≈rbe1.電壓放大倍數rbe=rb’b+(1+β)26

mV/ICQ4.源電壓放大倍數rb’b=100~300Ω3）接有Re的共發電路3.輸出電阻2.輸入電阻1.電壓放大倍數交流小信號等效電路2.4共C和共B電路2.4.1共集組態基本放大電路Common-CollectorAmplifier2.4.2共基組態基本放大電路Common-BaseAmplifier2.4.3提高輸入阻抗的措施2.4.1共集組態基本放大電路VB=VCC

Rb2/(Rb1+Rb2)

IC=IE=(VB－VBE)/ReIB=

IC/

VCE=VCC－IERe=VCC－ICRe(1)直流分析(2)交流分析①電壓放大倍數②輸入電阻Ri=Rb1//Rb2//[rbe+(1+)R'L)]③輸出電阻共集電路特點與應用：1、

=射極輸出器=電壓跟隨器Emitter-Follower

=電流放大器2、Ri高（高阻輸入級）3、Ro低（低阻輸出級）阻抗變換級（中間緩沖級）2.4.2共基組態基本放大電路

（電流跟隨器）

(1)直流分析

與共射組態相同(2)交流分析①電壓放大倍數

②輸入電阻

③輸出電阻Ro≈RC=βR'L/rbeR'L=RC//RL共基電路特點與應用：1、大2、輸入輸出電壓同相2、Ri低（低阻輸入級）3、Ro高（高阻輸出級）寬帶放大高頻電路共射、共基、共集放大器性能比較2.4.3提高輸入阻抗的措施利用復合管來提高輸入阻抗

----使β上升T2相當于T1的負載，可用其輸入電阻Ri''來表示它對T1的負載作用可見復合管的輸入電阻增大了.復合管可等效成一個β值為兩管β相乘的晶體管。2.自舉電路采用復合管可使Ri'很大但總的輸入電阻Ri=RB1//RB2//Ri'若RB1,RB2不能增大，Ri'再大也無用，而實際中為保證偏置穩定，RB1,RB2的取值是不能太大的所以由自舉電路來解決這個問題增加了RB3和C3如果使RB3兩端電壓→0，即流過RB3的電流→0∴該支路的等效阻抗→∞Ri=RB3'//Ri'

RB3支路的等效電阻很大？？？2.5放大器的級聯輸入級中間級輸出級不失真地有效地傳遞信號1、級間耦合方式（1）直接耦合（2）變壓器間耦合（3）阻容耦合各級間相互影響；要保證零輸入零輸出靜態不影響，單級計算一個n級放大器的總電壓放大倍數Au可表示為:可見，Au為各級電壓放大倍數的乘積。

Ri：后級的輸入電阻為前級的負載，后級對前級有影響。第一級的輸入電阻（考慮后級對其的影響）。

Ro：末級輸出電阻（前級的輸出電阻作為后級的信號源內阻）。

2、組合放大器（1）CE-CE級聯Au

RiRi=RB1//RB2//rbe1

取決于第一級

RoRo=Ro2=RC2