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1、2基本放大电路,2.1交流放大电路的主要技术指标,2.2共发射级放大电路,2.3静态工作点的稳定,2.5放大电路中的负反馈,2.4单级放大电路的频率特性,本章重点：,四个单管放大器：1、固定偏置式放大器2、分压式放大器3、电流串联负反馈放大器4、电压串联负反馈放大器,2基本放大电路,静态工作点（估算）微变等效电路图电压放大倍数输入电阻输出电阻,掌握：,放大的概念:,放大的目的是将微弱的变化信号放大成较大的信号。,放大的实质:用小能量的信号通过晶体管的电流控制作用，将放大电路中直流电源的能量转化成交流能量输出。,对放大电路的基本要求：1.要有足够的放大倍数(电压、电流、功率)。2.尽可能小的波形
2、失真。另外还有输入电阻、输出电阻、通频带等其它技术指标。,本章主要讨论电压放大电路。,1.电压放大倍数,2.1交流放大电路的主要技术指标,2.输入电阻,放大电路对信号源来说，是一个负载，可用一个电阻来等效代替。这个电阻是信号源的负载电阻,也就是放大电路的输入电阻。,定义：,输入电阻是表明放大电路从信号源吸取电流大小的参数。电路的输入电阻愈大，从信号源取得的电流愈小，因此一般总是希望得到较大的输入电阻。,3.输出电阻,放大电路对负载来说，是一个信号源，信号源的内阻即为放大电路的输出电阻。,定义：,输出电阻是表明放大电路带负载能力的参数。电路的输出电阻愈小，负载变化时输出电压的变化愈小，因此一般总
3、是希望得到较小的输出电阻。,2.2共发射极放大电路,2.2.1共发射极放大电路的组成,电路组成：晶体管T基极电源EB与基极电阻RB集电极电源EC集电极电阻RC耦合电容C1、C2,信号源,负载,放大电路各元件作用,晶体管T-放大元件,iC=iB。要保证集电结反偏,发射结正偏,使晶体管工作在放大区。,基极电源EB与基极电阻RB-使发射结处于正偏，并提供大小适当的基极电流。,集电极电源EC-为电路提供能量。并保证集电结反偏。,集电极电阻RC-将变化的电流转变为变化的电压。,耦合电容C1、C2-隔离输入、输出与放大电路直流的联系，同时使信号顺利输入、输出。,单电源供电时常用的画法,共发射极基本电路,2
4、.2.2共发射极放大电路的工作原理,t,iB/A,iB/A,uBE/V,t,uBE/V,UBE,O,O,Q,（1）输入是小信号,iB,iC,iE,关于符号,ib,ic,ie,IB,IC,IE,uBEuCE,ubeuce,UBEUCE,（2）分析方法,无输入信号(ui=0)时:,uo=0uBE=UBEuCE=UCE,结论：,无输入信号电压时，三极管各电极都是恒定的电压和电流:IB、UBE和IC、UCE。,(IB、UBE)和(IC、UCE)分别对应于输入、输出特性曲线上的一个点，称为静态工作点。,UBE,无输入信号(ui=0)时:,有输入信号(ui0)时,uo0uBE=UBE+uiiB=IB+ib
5、iC=IC+icuCE=UCE+uo,交直流信号共存,有输入信号(ui0)时:,结论：,若参数选取得当，输出电压可比输入电压大，即电路具有电压放大作用。,输出电压与输入电压在相位上相差180，即共发射极电路具有反相作用。,2.2.3共发射极放大电路的静态分析,静态：放大电路无信号输入（ui=0）时的工作状态。,静态分析：确定放大电路的静态值。静态工作点Q：IB、IC、UCE。,交流放大电路有静态分析和动态分析两种方法。,动态：放大电路有信号输入（ui0）时的工作状态。,动态分析:计算电压放大倍数Au、输入电阻ri、输出电阻ro等。,静态：放大电路无信号输入（ui=0）时的工作状态。,分析方法：
6、估算法、图解法。分析对象：各极电压电流的直流分量。所用电路：放大电路的直流通路。,设置Q点的目的：(1)使放大电路的放大信号不失真；(2)使放大电路工作在较佳的工作状态，静态是动态的基础。,静态工作点Q：IB、IC、UCE。,静态分析：确定放大电路的静态值。,2.2.3.1静态工作情况分析,一、直流通路：无信号时电流（直流电流）的通路，用来计算静态工作点。,直流通路,直流通路用来计算静态工作点Q(IB、IC、UCE),对直流信号电容C可看作开路（即将电容断开）,断开,断开,二、用估算法确定静态值,1.估算IB,根据电流放大作用,2.估算UCE、IC,当UBEEC时，,由KVL:EC=IBRB+
7、UBE,由KVL:EC=ICRC+UCE,所以UCE=ECICRC,例1：用估算法计算静态工作点。,已知：EC=12V，RC=3.3k，RB=280k，=50。,解：,注意：电路中IB和IC的数量级不同,三、用图解法确定静态值,用作图的方法确定静态值,步骤：1.用估算法确定IB,优点：能直观地分析和了解静态值的变化对放大电路的影响。,2.由输出特性确定IC和EC,由IB确定的那条输出特性与直流负载线的交点就是Q点,O,三、用图解法确定静态值,2.2.4动态工作情况分析,动态：放大电路有信号输入（ui0）时的工作状态。,分析方法：微变等效电路法，图解法。所用电路：放大电路的交流通路。,动态分析:
8、计算电压放大倍数Au、输入电阻ri、输出电阻ro。,分析对象：各极电压和电流的交流分量。,一、微变等效电路法,微变等效电路：把非线性元件晶体管所组成的放大电路等效为一个线性电路。即把非线性的晶体管线性化，等效为一个线性元件。,线性化的条件：晶体管在小信号（微变量）情况下工作。因此，在静态工作点附近小范围内的特性曲线可用直线近似代替。,XC0，C可看作短路。忽略电源的内阻，电源的端电压恒定，直流电源对交流可看作短路。,短路,短路,对地短路,交流通路,1、放大电路的交流通路,晶体管的微变等效电路可从晶体管特性曲线求出。,当信号很小时，在静态工作点附近的输入特性在小范围内可近似线性化。,2.晶体管的
9、微变等效电路,UBE,对于小功率三极管：,rbe一般为几百欧到几千欧。,(1)输入回路,Q,输入特性,晶体管的输入电阻,晶体管的输入回路(B、E之间)可用rbe等效代替，即由rbe来确定ube和ib之间的关系。,(2)输出回路,rce愈大，恒流特性愈好因rce阻值很高，一般忽略不计。,晶体管的输出电阻,输出特性,输出特性在线性工作区是一组近似等距的平行直线。,晶体管的电流放大系数,晶体管的输出回路(C、E之间)可用一受控电流源ic=ib等效代替。,一般在20200之间,O,ib,晶体三极管,微变等效电路,（3）晶体管的微变等效电路,晶体管的B、E之间可用rbe等效代替。,晶体管的C、E之间可用
10、一受控电流源ic=ib等效代替。,3.放大电路的微变等效电路,将交流通路中的晶体管用晶体管微变等效电路代替即可得放大电路的微变等效电路。,交流通路,微变等效电路,假设输入为正弦交流电，等效电路中的电压与电流用相量表示。,微变等效电路,4.电压放大倍数,负载电阻愈小，放大倍数愈小。,式中的负号表示输出电压的相位与输入相反。,4.电压放大倍数,定义：,5.输入电阻,放大电路对信号源来说，是一个负载，可用一个电阻来等效代替。这个电阻是信号源的负载电阻,也就是放大电路的输入电阻。,定义：,输入电阻是表明放大电路从信号源吸取电流大小的参数。电路的输入电阻愈大，从信号源取得的电流愈小，因此一般总是希望得到
11、较大的输入电阻。,6.输出电阻,放大电路对负载来说，是一个信号源，信号源的内阻即为放大电路的输出电阻。,定义：,输出电阻是表明放大电路带负载能力的参数。电路的输出电阻愈小，负载变化时输出电压的变化愈小，因此一般总是希望得到较小的输出电阻。,输出电阻:,共射极放大电路特点：1.放大倍数高;2.输入电阻低;3.输出电阻高.,二、动态分析图解法,RL=,1.非线性失真（饱和失真）,如果Q设置不合适，晶体管进入截止区或饱和区工作，将造成非线性失真。,若Q设置过高，,晶体管进入饱和区工作，造成饱和失真。,适当减小基极电流可消除失真。,2.非线性失真（截止失真）,若Q设置过低，,晶体管进入截止区工作，造成
12、截止失真。,适当增加基极电流可消除失真。,2.3静态工作点的稳定,合理设置静态工作点是保证放大电路正常工作的先决条件。但是放大电路的静态工作点常因外界条件的变化而发生变动。,前述的固定偏置放大电路，简单、容易调整，但在温度变化、三极管老化、电源电压波动等外部因素的影响下，将引起静态工作点的变动，严重时将使放大电路不能正常工作，其中影响最大的是温度的变化。,2.3.1温度变化对静态工作点的影响,在固定偏置放大电路中，当温度升高时，,使Q点沿负载线上移。,iC,uCE,Q,温度升高时，输出特性曲线上移,O,、IC。,容易使晶体管T进入饱和区造成饱和失真。,2.3.2分压式偏置电路,2.3.2分压式
13、偏置电路,基极电位基本恒定，不随温度变化。,VB固定,VE,2.3.2分压式偏置电路,1.静态工作点的计算,2.动态分析微变等效电路,2.动态分析微变等效电路,3.电压放大倍数,4.输入电阻ri,5.输出电阻ro,2.4阻容耦合放大电路的频率特性,阻容耦合放大电路由于存在级间耦合电容、发射极旁路电容及三极管的结电容等，它们的容抗随频率变化，故当信号频率不同时，放大电路的输出电压相对于输入电压的幅值和相位都将发生变化。,频率特性,幅频特性：电压放大倍数的模|Au|与频率f的关系,相频特性：输出电压相对于输入电压的相位移与频率f的关系,通频带,f,|Au|,fL,fH,|Auo|,幅频特性,下限截
14、止频率,上限截止频率,耦合、旁路电容造成。,三极管结电容、造成,O,2.5.1反馈的基本概念,(一)概念反馈：将放大电路输出端的信号(电压或电流)的一部分或全部通过某种电路引回到输入端。,2.5放大电路中的负反馈,方框图,输出信号,输入信号,反馈信号,净输入信号,反馈放大电路的方框图,净输入信号,若三者同相，则Xd=XiXf,可见XdXi，即反馈信号起了削弱净输入信号的作用（负反馈）。,直流反馈：反馈只对直流分量起作用，反馈元件只能传递直流信号。,负反馈：反馈削弱净输入信号，使放大倍数降低。,交流反馈：反馈只对交流分量起作用，反馈元件只能传递交流信号。,正反馈：反馈增强净输入信号，使放大倍数提
15、高。,(二)反馈的类型,1.反馈的分类,2.负反馈的类型,1)根据反馈所采样的信号不同，可以分为电压反馈和电流反馈。,电压反馈:反馈信号与输出电压成正比。电流反馈:反馈信号与输出电流成正比。,2)根据反馈信号在输入端与输入信号比较形式的不同，可以分为串联反馈和并联反馈。,并联反馈:反馈信号与输入信号并联。串联反馈:反馈信号与输入信号串联。,负反馈,交流反馈,直流反馈,电压串联负反馈,电压并联负反馈,电流串联负反馈,电流并联负反馈,负反馈的类型,稳定静态工作点,例3:求如图所示电流串联负反馈放大电路：(1)静态工作点IB、IC及UCE；(2)画出微变等效电路；(3)输入电阻rif、ro及Auf。
16、,解:,(1)静态工作点,直流通路,(2)微变等效电路,交流通路,微变等效电路,(3)电压放大倍数,微变等效电路,(4)输入电阻rif,rbe,RB2,RC,RL,E,B,C,+,-,+,-,+,-,RF,RB1,RS,微变等效电路,电流串联负反馈使输入电阻增大,(5)输出电阻ro,电流串联负反馈的优点：电压放大倍数稳定。输入电阻增大,例4:在图示电流串联负反馈放大电路中，已知EC=12V,RC=6k,RF=300，RE=2.7k，RB1=60k，RB2=20k，RL=6k，晶体管=50，UBE=0.6V,试求:(1)静态工作点IB、IC及UCE；(2)画出微变等效电路；(3)输入电阻rif、
17、ro及Auf。,解:,(1)由直流通路求静态工作点。,直流通路,(2)由微变等效电路求Auf、rif、ro。,微变等效电路,2.5.3电压串联负反馈放大电路射极输出器,因对交流信号而言，集电极是输入与输出回路的公共端，所以是共集电极放大电路。因从发射极输出，所以称射极输出器。,求Q点：,(1)静态分析,直流通路,(2)动态分析,微变等效电路,1.电压放大倍数,电压放大倍数Au1且输入输出同相，输出电压跟随输入电压，故称电压跟随器。,微变等效电路,2.输入电阻,射极输出器的输入电阻高，对前级有利。ri与负载有关,3.输出电阻,射极输出器的输出电阻很小，带负载能力强。,共集电极放大电路(射极输出器
18、)的特点：,1.电压放大倍数小于1，约等于1;2.输入电阻高；3.输出电阻低；4.输出与输入同相。,射极输出器的应用,主要利用它具有输入电阻高和输出电阻低的特点。,1.因输入电阻高，它常被用在多级放大电路的第一级，可以提高输入电阻，减轻信号源负担。,2.因输出电阻低，它常被用在多级放大电路的末级，可以降低输出电阻，提高带负载能力。,3.利用ri大、ro小以及Au1的特点，也可将射极输出器放在放大电路的两级之间，起到阻抗匹配作用，这一级射极输出器称为缓冲级或中间隔离级。,例1:,.,在图示放大电路中，已知EC=12V,RE=2k,RB=200k，RL=2k，晶体管=60，UBE=0.6V,信号源内阻RS=100，试求:(1)静态工作点IB、IE及UCE；(2)画出微变等效电路；(3)Auf、ri和ro。,解:,(1)由直流通路求静态工作点。,直流通路,(2)由微变等效电路求Auf、ri、ro。,微变等效电路,