第15章 基本放大電路共發射極放大電路的組成放大電路的靜態分析放大電路的動態分析靜態工作點的穩定放大電路中的頻率特性射極輸出器多級放大電路及其級間耦合方式差分放大電路互補對稱功率放大電路場效晶體管及其放大電路本章要求：理解單管交流放大電路的放大作用和共發射極、共集電極放大電路的性能特點；掌握靜態工作點的估算方法和放大電路的微變等效電路分析法；了解放大電路輸入、輸出電阻和多級放大的概念，了解放大電路的頻率特性、互補功率放大電路的

工作原理；了解差分放大電路的工作原理和性能特點；了解場效晶體管的電流放大作用、主要參數的意義。第15章 基本放大電路放大的概念:放大的目的是將微弱的變化信號放大成較大的信號。放大的實質:用小能量的信號通過晶體管的電流控制作用，將放大電路中直流電源的能量轉化成交流能量輸出。(舉例）對放大電路的基本要求：要有足夠的放大倍數(電壓、電流、功率)。盡可能小的波形失真。另外還有輸入電阻、輸出電阻、通頻帶等其它技術指標。本章主要討論電壓放大電路，同時介紹功率放大電路。15.1

基本放大電路的組成15.1.1

共發射極基本放大電路組成共發射極基本電路ECRSesEBRCC1C2+++–RL++––ui+–uo+–++RBuB––ETuCE–iCiBiE15.1

基本放大電路的組成15.1.2

基本放大電路各元件作用晶體管T–放大元件,

iC=b

iB。要保證集電結反偏,發射結正偏,使晶體管工作在放大區。基極電源EB與基極電阻R

–使發射結B處于正偏，并提供大小適當的基極電流。共發射極基本電路ECRSesEBRCC1C2+++–RL++––ui+–uo+–++RBuB–ETuCE–iCiBiEECRSesEBRCC1C2+++–RL++––ui+–uo+–++RBuB–ETuCE–iCiBiE15.1

基本放大電路的組成15.1.2

基本放大電路各元件作用集電極電源EC–為電路提供能量。并保證集電結反偏。C集電極電阻R

–

將變化的電流轉變為變化的電壓。耦合電容C

、C1

2–隔離輸入、輸出與放大電路直流的聯系，同時使信號順利輸入、輸出。共發射極基本電路負載信號源15.1

基本放大電路的組成單電源供電時常用的畫法共發射極基本電路ECRSesRBEBRCC1C2+++–RL++––ui+–uo+–++–uBETuCE–iCiBiE+UCCRSesRBRCC1C2+++–RLui+–+uo–++uB–ETuCE–iCiBiE15.1.3

共發射極放大電路的電壓放大作用U無輸入信號(ui

=0)時ou

=

0uBE

=UBEu

=

UCE

CEuBEOiBBEt

OiCIBt

OuCEUCEtICt

O+UCCRBRCC2C1++i+u–uo+–+u+B––ET

uCE–iCiBiEUCEIBUBEO

O結論：(1)無輸入信號電壓時，晶體管各電極都是恒定的電壓和電流:IB、UBE和IC、UCE

。ICQIBQUBE

UCE(IB、UBE)和(IC、UCE)分別對應于輸入、輸出特性曲線上的一個點，稱為靜態工作點。ICIB無輸入信號(ui

=0)時:uo

=

0uBE

=

UBEuCE

=

UCE有輸uC入E

信=U號C(Cu－i

≠iC0)R時Cuo

?

0uBE

=

UBE+

uiuCE

=

UCE+

uo15.1.3

共發射極放大電路的電壓放大作用i+u–uBEOiBUBEt

OiCt

OuCEtCt

OuitOI

？UCEuotO+UCCRBRCC2C1++uo+–++uB––ET

uCE–iCiBiE結論：(2)加上輸入信號電壓后，各電極電流和電壓的大小均發生了變化，都在直流量的基礎上疊加了一個交流量，但方向始終不變。+集電極電流直流分量交流分量動態分析iCtOiCtICOiCticO靜態分析結論：(3)

若參數選取得當,

輸出電壓可比輸入電壓大

,(4)

輸出電壓與輸入電壓在相位上相差180°,

即共發射極電路具有反相作用。tO即電路具有電壓放大作用。ui

uotO1.

實現放大的條件晶體管必須工作在放大區。發射結正偏，集電結反偏。正確設置靜態工作點，使晶體管工作于放大區。輸入回路將變化的電壓轉化成變化的基極電流。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。2.

直流通路和交流通路因電容對交、直流的作用不同。在放大電路中如果電容的容量足夠大，可以認為它對交流分量不起作用，即對交流短路。而對直流可以看成開路。這樣，交、直流所走的通路是不同的。直流通路：無信號時電流（直流電流）的通路，用來計算靜態工作點。交流通路：有信號時交流分量（變化量）的通路，用來計算電壓放大倍數、輸入電阻、輸出電阻等動態參數。例：畫出下圖放大電路的直流通路直流通路直流通路用來計算靜態工作點Q

(IB、IC、UCE

)對直流信號電容C

可看作開路（即將電容斷開）斷開+UCC斷開RSesRBRCC1C2+++–RLui+–+uo–++uB––ETuCE–iCiBiE+UCCRBRCT+UB–E+UCE–ICIBIE+UCCRSesRBRCC1C2+++–RLui+–uo+–++uB––ETuCE–iCiBiE對交流信號(有輸入信號ui

時的交流分量)XC

?0,

C

可看作短路。忽略電源的內阻,電源的端電壓恒定，直流電源對交流可看作短路。交流通路用來計算電壓放大倍數、輸入電阻、輸出電阻等動態參數。短路短路對地短路RBuiRSs+e

+–+RC

RL

uO––15.2

放大電路的靜態分析靜態：放大電路無信號輸入（ui=0）時的工作狀態。靜態分析：確定放大電路的靜態值。—

靜態工作點Q：IB、IC、UCE分析方法：估算法、圖解法。分析對象：各極電壓電流的直流分量。所用電路：放大電路的直流通路。設置Q

點的目的：使放大電路的放大信號不失真；使放大電路工作在較佳的工作狀態,靜態是動態的基礎。15.2.1

用估算法確定靜態值1.

直流通路估算IBBBRI=

UCC

-UBEBR

BI?

UCC根據電流放大作用IC

=

b

IB

+

ICEO

?

βIB

?βIB2.

由直流通路估算UCE、IC當UBE<<UCC時，UCC

=

IB

RB+

UBE由KVL:

UCC

=

IC

RC+

UCE所以UCE

=UCC

–IC

RC+UCCRBRCT+UB–E+UCE–ICIBBBR

300?

UCC

=

12

mA

=

0.04

mA解：IC

BI

?

bI

=

37.5·0.04mA

=

1.5

mAUCE

=

UCC

-

IC

RC=

12

-

1.5

·

4V

=

6V注意：電路中

IB和

IC

的數量級不同例1：用估算法計算靜態工作點。已知：UCC=12V，RC=4kW

，RB

=300kW

，b

=37.5

。+UCCRBRC++UB–ETUCE–ICIBIE

+UCCRBRC++UBE–TUCE–ICIB例2：用估算法計算圖示電路的靜態工作點。B

EBR

+

(1

+β

)RUCC

-UBEI

=IC

?

b

IBUCE

=

UCC

-

IC

RC

-

IE

RE=

UCC

-

IC

(RC

+

RE

)由例1、例2可知，當電路不同時，計算靜態值的公式也不同。由KVL可得出UCC

=

IB

RB

+

UBE

+

IE

RE=

IB

RB

+UBE

+

(1

+β

)IB

RE由KVL可得：15.2.2

用圖解法確定靜態值用作圖的方法確定靜態值優點：能直觀地分析和了解靜態值的變化對放大電路的影響。步驟：用估算法確定IB由輸出特性確定IC

和UCCUCE

=

UCC–

ICRCIC

=f

(UCE

)IB

=常數直流負載線方程+UCCRBRC++UB–ETU