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1、电子线路第二章你现在浏览的是第一页，共74页2.1 放大电路的组成及工作原理放大电路的组成及工作原理2.1.1 放大电路的功能及组成放大电路的功能及组成你现在浏览的是第二页，共74页1.电路组成电路组成A.核心器件BJTB.偏置电路提供放大外部条件C.输入、输出电路vi 的引入，vo 引出end2.1.2 共发射极放大电路共发射极放大电路2.1.2 共共射极放大射极放大电路电路你现在浏览的是第三页，共74页-+VT123URBIRBBBECCCCb（+12V）IUVCE1.电路组成电路组成2.1.2 共共射极放大射极放大电路电路2.1.2 共发射极放大电路共发射极放大电路你现在浏览的是第四页，
2、共74页2.简单工作原理vi=0vi=Vsin t2.1.2 共共射极放大射极放大电路电路vCE=VCC-iC RCend你现在浏览的是第五页，共74页3.简化电路及习惯画法习惯画法习惯画法 共射极基本放大电路共射极基本放大电路2.1.2 共共射极放大射极放大电路电路你现在浏览的是第六页，共74页 静态：静态：输入信号为零（输入信号为零（v vi i=0=0 或或 i ii i=0=0）时，放）时，放大电路的工作状态，也称大电路的工作状态，也称直流工作状态直流工作状态。电路处于静态时，三极管各电极的电压、电流在特电路处于静态时，三极管各电极的电压、电流在特性曲线上确定为一点，称为性曲线上确定为
3、一点，称为静态工作点静态工作点，常称为，常称为Q点。一般点。一般用用IB、IC、和、和VCE（或（或IBQ、ICQ、和、和VCEQ ）表示。）表示。直流通路直流通路 共射极放大电路共射极放大电路输入信号为零（输入信号为零（v vi i接地）；电容开路接地）；电容开路静态等效电路静态等效电路2.1.2 共共射极放大射极放大电路电路你现在浏览的是第七页，共74页你现在浏览的是第八页，共74页 动态：动态：输入信号不为零时，放大电路的工作状态，输入信号不为零时，放大电路的工作状态，也称也称交流工作状态交流工作状态。交流通路交流通路 共射极放大电路共射极放大电路电容短路，直流量为零，电容短路，直流量为
4、零，V VCCCC成为交流地成为交流地动态等效电路动态等效电路endicvce+-2.1.2 共共射极放大射极放大电路电路你现在浏览的是第九页，共74页你现在浏览的是第十页，共74页2.1.2 共共射极放大射极放大电路电路你现在浏览的是第十一页，共74页符号说明符号说明2.1.2 共共射极放大射极放大电路电路你现在浏览的是第十二页，共74页2.1.3 放大器的性能指标 1.1.放大倍数放大倍数你现在浏览的是第十三页，共74页2.1.3 放大器的性能指标放大器的性能指标 2.2.输入电阻和输出电阻输入电阻和输出电阻你现在浏览的是第十四页，共74页2.1.3 放大器的性能指标放大器的性能指标 3.
5、3.通频带通频带衡量放大电路对不同频率信号的适应能力4.非线性失真系数非线性失真系数你现在浏览的是第十五页，共74页2.2 图解分析法图解分析法 交流通路及交流负载线交流通路及交流负载线 输入交流信号时的图解分析输入交流信号时的图解分析 2.2.1 确定静态工作点确定静态工作点 2.2.2 动态工作情况分析动态工作情况分析 你现在浏览的是第十六页，共74页 采用该方法分析静态工作点，必须已知三极管的输入输出特性曲线。共射极放大电路共射极放大电路 首先，画出直流通路首先，画出直流通路直流通路直流通路IBVBE+-ICVCE+-2.2.1 静态工作情况分析静态工作情况分析2.2 图解图解分析法分析
6、法你现在浏览的是第十七页，共74页直流通路直流通路IBVBE+-ICVCE+-列输入回路方程：列输入回路方程：VBE=VCCIBRb 列输出回路方程（直流负载线）：列输出回路方程（直流负载线）：VCE=VCCICRc 在输入特性曲线上，作出直线在输入特性曲线上，作出直线 VBE=VCCIBRb，两，两线的交点即是线的交点即是Q点，得到点，得到IBQ。在输出特性曲线上，作出直流负载线在输出特性曲线上，作出直流负载线 VCE=VCCICRc，与与IBQ曲线的交点即为曲线的交点即为Q点，从而得到点，从而得到VCEQ 和和ICQ。end你现在浏览的是第十八页，共74页图图2.1.2 静态分析静态分析2
7、.2 图解图解分析法分析法你现在浏览的是第十九页，共74页图图2.1.2 动态分析动态分析2.2 图解图解分析法分析法 2.2.2 动态工作情况分析动态工作情况分析你现在浏览的是第二十页，共74页 2.2.2 动态工作情况分析动态工作情况分析由交流通路得纯交流负载线：由交流通路得纯交流负载线：共射极放大电路共射极放大电路交流通路交流通路icvce+-vce=-ic (Rc/RL)1.交流通路及交流负载线交流通路及交流负载线2.2 图解图解分析法分析法由由于于交交流流负负载载线线必必过过Q点点，因因此此，过过输输出出特特性性曲曲线线上上的的Q点点,做做一一条条斜斜率率为为-1/R L 直直线线，
8、该该直线即为交流负载线。直线即为交流负载线。RL=RLRc，是是交流负载电阻。交流负载电阻。你现在浏览的是第二十一页，共74页你现在浏览的是第二十二页，共74页2.2 图解图解分析法分析法2.输入交流信号时的图解分析输入交流信号时的图解分析 3.3.2 动态工作情况分析动态工作情况分析 共射极放大电路共射极放大电路你现在浏览的是第二十三页，共74页2.2 图解图解分析法分析法2.输入交流信号时的图解分析输入交流信号时的图解分析 3.3.2 动态工作情况分析动态工作情况分析 共射极放大电路共射极放大电路通过图解分析，可得如下结论：通过图解分析，可得如下结论：1.1.vi vBE iB iC vC
9、E|-vo|2.2.vo与与vi相位相反；相位相反；3.3.可以测量出放大电路的电压放大倍数；可以测量出放大电路的电压放大倍数；4.4.可以确定最大不失真输出幅度可以确定最大不失真输出幅度。你现在浏览的是第二十四页，共74页 2.2.3 非线性失真分析非线性失真分析1.BJT的三个工作区的三个工作区2.2 图解图解分析法分析法当工作点进入饱和区或截止区时，将产生非线性失真当工作点进入饱和区或截止区时，将产生非线性失真。饱和区特点：饱和区特点：iC不再随不再随iB的增加而线性增加，即的增加而线性增加，即此时此时截止区特点：截止区特点：iB=0，iC=ICEOvCE=VCES ，典型值为，典型值为
10、0.3V直流通路直流通路IBVBE+-ICVCE+-你现在浏览的是第二十五页，共74页iCuCEuo可输出可输出的最大的最大不失真不失真信号信号（1）合适的静态工作点）合适的静态工作点ib2非线性失真与非线性失真与Q Q的关系的关系你现在浏览的是第二十六页，共74页截止失真消除方法：增大VBB（2）Q点过低点过低信号进入截止区信号进入截止区你现在浏览的是第二十七页，共74页最大不失真输出电压Uom：比较UCEQ与（VCC UCEQ），取其小者（3）Q点过高点过高信号进入饱和区信号进入饱和区你现在浏览的是第二十八页，共74页2.3 放大电路的工作点稳定问题放大电路的工作点稳定问题 温度变化对温度
11、变化对ICBO的影响的影响 温度变化对输入特性曲线的影响温度变化对输入特性曲线的影响 温度变化对温度变化对 的影响的影响 稳定工作点原理稳定工作点原理2.3.1 温度对工作点的影响温度对工作点的影响2.3.2 分压式偏置稳定电路分压式偏置稳定电路你现在浏览的是第二十九页，共74页2.3.1 温度对工作点的影响温度对工作点的影响1.温度变化对温度变化对ICBO的影响的影响2.温度变化对输入特性曲线的影响温度变化对输入特性曲线的影响温度温度T 输出特性曲线上移输出特性曲线上移温度温度T 输入特性曲线左移输入特性曲线左移3.温度变化对温度变化对 的影响的影响温度每升高温度每升高1 C，要增加要增加0
12、.5%1.0%温度温度T 输出特性曲线族间距增大输出特性曲线族间距增大你现在浏览的是第三十页，共74页你现在浏览的是第三十一页，共74页2.3.2 分压式偏置稳定电路分压式偏置稳定电路1.稳定工作点原理稳定工作点原理目标：温度变化时，使目标：温度变化时，使I IC C维持恒定。维持恒定。如果温度变化时，如果温度变化时，b b点电位能基本点电位能基本不变不变，则可实现静态工作点的稳定。，则可实现静态工作点的稳定。T 稳定原理：稳定原理：IC IE IC VE、VB不变不变 VBE IB（反馈控制）（反馈控制）b点电位基本不变的条件：点电位基本不变的条件：I1 IB，此时，此时，不随温度变化而变化
13、。不随温度变化而变化。且且Re可取可取大些，反馈控制作用更强。大些，反馈控制作用更强。一般取一般取 I1=(510)IB，VB=3V5V end你现在浏览的是第三十二页，共74页2.3.2 分压式偏置稳定电路分压式偏置稳定电路1.稳定工作点原理稳定工作点原理目标：温度变化时，使目标：温度变化时，使I IC C维持恒定。维持恒定。如果温度变化时，如果温度变化时，b b点电位能基本点电位能基本不变不变，则可实现静态工作点的稳定。，则可实现静态工作点的稳定。T 稳定原理：稳定原理：IC IE IC VE、VB不变不变 VBE IB（反馈控制）（反馈控制）b点电位基本不变的条件：点电位基本不变的条件：
14、I1 IB，此时，此时，不随温度变化而变化。不随温度变化而变化。且且Re可取可取大些，反馈控制作用更强。大些，反馈控制作用更强。一般取一般取 I1=(510)IB，VB=3V5V end你现在浏览的是第三十三页，共74页 2.3.2 射射极偏置电极偏置电路路2.固定偏流电路与射极偏置电路的比较固定偏流电路与射极偏置电路的比较 固定偏流共射极放大电路固定偏流共射极放大电路电压增益：电压增益：输入电阻：输入电阻：输出电阻：输出电阻：Ro=Rc#射极偏置电路做如何改进，既可以使其具有温度稳定性，又可射极偏置电路做如何改进，既可以使其具有温度稳定性，又可射极偏置电路做如何改进，既可以使其具有温度稳定性
15、，又可射极偏置电路做如何改进，既可以使其具有温度稳定性，又可以使其具有与固定偏流电路相同的动态指标？以使其具有与固定偏流电路相同的动态指标？以使其具有与固定偏流电路相同的动态指标？以使其具有与固定偏流电路相同的动态指标？你现在浏览的是第三十四页，共74页 2.3.2 射射极偏置电极偏置电路路end你现在浏览的是第三十五页，共74页建立小信号模型的意义建立小信号模型的意义 由于三极管是非线性器件，这样就使得放大由于三极管是非线性器件，这样就使得放大电路的分析非常困难。建立小信号模型，就是在电路的分析非常困难。建立小信号模型，就是在一定的条件下（工作点附近）将非线性器件做线一定的条件下（工作点附近
16、）将非线性器件做线性化处理，从而简化放大电路的分析和设计。性化处理，从而简化放大电路的分析和设计。2.4 放大电路的微变等效电路分析法放大电路的微变等效电路分析法你现在浏览的是第三十六页，共74页 当放大电路的输入信号电压很小时，就可以把三极管当放大电路的输入信号电压很小时，就可以把三极管小范围内的特性曲线近似地用直线来代替，从而可以把三小范围内的特性曲线近似地用直线来代替，从而可以把三极管这个非线性器件所组成的电路当作线性电路来处理。极管这个非线性器件所组成的电路当作线性电路来处理。建立小信号模型的思路建立小信号模型的思路你现在浏览的是第三十七页，共74页1.H参数的引出参数的引出在小信号情
17、况下，对上两式取全微分得在小信号情况下，对上两式取全微分得用小信号交流分量表示用小信号交流分量表示vbe=hieib+hrevceic=hfeib+hoevce 对于对于BJT双口网络，我们双口网络，我们已经知道输入输出特性曲线如已经知道输入输出特性曲线如下：下：vBE=f(iB)vCE=constiC=f(vCE)iB=const可以写成：可以写成：vBEvCEiBcebiCBJT双口网络双口网络2.4.1 BJT的小的小信号建模信号建模你现在浏览的是第三十八页，共74页2.4.1 BJT的小的小信号建模信号建模输出端交流短路时的输入电阻；输出端交流短路时的输入电阻；输出端交流短路时的正向电
18、流传输比或电流输出端交流短路时的正向电流传输比或电流放大系数；放大系数；输入端交流开路时的反向电压传输比；输入端交流开路时的反向电压传输比；输入端交流开路时的输出电导。输入端交流开路时的输出电导。其中：其中：四个参数量纲各不相同，故称为混合参数（四个参数量纲各不相同，故称为混合参数（H H参数）。参数）。1.H参数的引出参数的引出vbe=hieib+hrevceic=hfeib+hoevce你现在浏览的是第三十九页，共74页h参数的物理意义分清主次，合理近似！分清主次，合理近似！b-e间动态电间动态电阻阻内反馈系内反馈系数数电流放大系电流放大系数数c-e间电导间电导你现在浏览的是第四十页，共7
19、4页3.4.1 BJT的小的小信号建模信号建模2.H参数小信号模型参数小信号模型根据根据可得小信号模型可得小信号模型BJT的的H参数模型参数模型hfeibicvceibvbehrevcehiehoevbe=hieib+hrevceic=hfeib+hoevcevBEvCEiBcebiCBJT双口网络双口网络你现在浏览的是第四十一页，共74页2.4.1 BJT的小的小信号建模信号建模3.模型的简化模型的简化hfeibicvceibvbehrevcehiehoe即即 rbe=hie =hfe uT=hre rce=1/hoe一般采用习惯符号一般采用习惯符号则则BJT的的H参数模型为参数模型为 ib
20、icvceibvbeuT vcerberce uT很小，一般为很小，一般为10-3 10-4，rce很大，约为很大，约为100k。故一般故一般可忽略它们的影响，得到简可忽略它们的影响，得到简化电路化电路 ib 是受控源是受控源，且为电流控制，且为电流控制电流源电流源(CCCS)。电流方向与电流方向与ib的方向是关联的方向是关联的。的。你现在浏览的是第四十二页，共74页2.3.3 BJT的小的小信号建模信号建模4.h参数的确定参数的确定 晶体管参数；晶体管参数；rbe 与与Q点有关点有关一般可用公式估算一般可用公式估算 rbe 你现在浏览的是第四十三页，共74页2.3.3 BJT的小的小信号建模
21、信号建模4.h参数的确定参数的确定其中对于低频小功率管其中对于低频小功率管 rbb200 则则 而而 (T=300K)end你现在浏览的是第四十四页，共74页2.4.1 BJT的小的小信号建模信号建模小信号模型小信号模型vBEvCEiBcebiCBJT双口网络双口网络基区体电阻查阅手册发射结电阻由发射极静态电流来计算你现在浏览的是第四十五页，共74页小信号模型的应用注意事项：小信号模型的应用注意事项：H H参数都是小信号参数，即微变参数或交流参数。参数都是小信号参数，即微变参数或交流参数。H H参数都是微变参数，所以只适合对交流信号的分析。参数都是微变参数，所以只适合对交流信号的分析。H H参
22、数与工作点有关。参数与工作点有关。你现在浏览的是第四十六页，共74页2.4.2 用用H参数小信号模型分析共参数小信号模型分析共 射极基本放大电路射极基本放大电路你现在浏览的是第四十七页，共74页2.4.2 用用H参数小信号模型分析共参数小信号模型分析共 射极基本放大电路射极基本放大电路 共射极放大电路共射极放大电路1.利用直流通路求利用直流通路求Q点点一般硅管一般硅管VBE=0.7V，锗管，锗管VBE=0.2V，已知已知。你现在浏览的是第四十八页，共74页2.画出小信号等效电路画出小信号等效电路RbviRbRbviRc 2.4.2 小小信号模型信号模型分析分析共射极放大电路共射极放大电路icv
23、ce+-交流通路交流通路RbviRcRLH参数小信号等效电路参数小信号等效电路你现在浏览的是第四十九页，共74页3.求电压放大倍数求电压放大倍数根据根据RbviRcRL则电压放大倍数则电压放大倍数 2.4.2 小小信号模型信号模型分析分析（可作为公式）（可作为公式）你现在浏览的是第五十页，共74页4.求输入电阻求输入电阻 2.4.2 小小信号模型信号模型分析分析RbRcRLRi5.求输出电阻求输出电阻RbRcRLRo令令Ro=Rc 所以所以你现在浏览的是第五十一页，共74页当信号源有内阻时：源电压放大倍数当信号源有内阻时：源电压放大倍数Ui.UO.Ui.Us.2.4.2 小小信号模型信号模型分
24、析分析你现在浏览的是第五十二页，共74页I1I2IBI2=（510）IB I1 I2Rb1+VCCRCC1C2Rb2CeReRLuiuoBEC分压式偏置电路Re射极直流负反馈电阻Ce 交流旁路电容ICIE2.4.3 带带Re的共发射极放大电路的分析的共发射极放大电路的分析你现在浏览的是第五十三页，共74页直流通道及静态工作点估算直流通道及静态工作点估算IB=IC/UCE=VCC-ICRC-IEReIC IE=UE/Re =（UB-UBE）/Re UBE 0.7V+VCCRb1RCRb2ReICIEIBUCE电容开路电容开路,画出直流通道画出直流通道你现在浏览的是第五十四页，共74页电容短路电容
25、短路,直流电源短直流电源短路，画出交流通道路，画出交流通道交流通道及微变等效电路交流通道及微变等效电路Rb1+ECRCC1C2Rb2CERERLuiuoBEC你现在浏览的是第五十五页，共74页交交流流通通道道Rb1RCRb2RLuiuoBECibiciii2i1微微变变等等效效电电路路rbeRCRLRb1Rb2BECI1I2你现在浏览的是第五十六页，共74页微变等效电路及电压放大倍数、输入电阻、输出微变等效电路及电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的计算电阻的计算Ri=Rb1/Rb2/rbeRo=RCrbeRCRLRb1Rb2BECI1I2RL=RC/RL你现在浏览的是第五十七页，共74页电容电容
26、CE的作用：的作用：你现在浏览的是第五十八页，共74页你现在浏览的是第五十九页，共74页你现在浏览的是第六十页，共74页你现在浏览的是第六十一页，共74页2.5 基本共集放大电路基本共集放大电路1、静态分析2、动态分析你现在浏览的是第六十二页，共74页2、动态分析：输入、输出电阻的分析、动态分析：输入、输出电阻的分析Ri与负载有关。Ro与信号源内阻有关。3、特点、特点大！大！小！小！只放大电流，不放大电压！只放大电流，不放大电压！你现在浏览的是第六十三页，共74页2.6.共基极电路共基极电路你现在浏览的是第六十四页，共74页1.静态工作点静态工作点 直流通路与射极直流通路与射极偏置电路相同偏置
27、电路相同你现在浏览的是第六十五页，共74页2.动态指标动态指标电压增益电压增益输出回路：输出回路：输入回路：输入回路：电压放大倍数：电压放大倍数：你现在浏览的是第六十六页，共74页2.动态指标动态指标 输入电阻输入电阻 输出电阻输出电阻你现在浏览的是第六十七页，共74页3.三种组态的比较三种组态的比较电压增益：电压增益：输入电阻：输入电阻：输出电阻：输出电阻：你现在浏览的是第六十八页，共74页一、阻容耦合一、阻容耦合 不能放大变化缓慢的信号，低频特性差，不能集成化。Q点相互独立。2.9多级放大电路多级放大电路2.9.1耦合方式耦合方式你现在浏览的是第六十九页，共74页二、直接耦合 UCEQ1U
28、BEQ2加Re（Au2数值变小）改用二极管若要求UCEQ1 较大，则改用稳压管。1.电平匹配你现在浏览的是第七十页，共74页2.零点漂移现象：uI0，uO0的现象。产生原因：温度变化，直流电源波动，器件老化。其中晶体管的特性对温度敏感是主要原因，故也称零漂为温漂。克服温漂的方法：引入直流负反馈，温度补偿。典型电路：差分放大电路你现在浏览的是第七十一页，共74页2.9.2 多级放大电路的动态分析多级放大电路的动态分析一、电压放大倍数一、电压放大倍数二、输入电阻二、输入电阻三、输出电阻三、输出电阻 对电压放大电路的要求：对电压放大电路的要求：R Ri i大，大，R Ro o小，小，A Au u数值大，最大不数值大，最大不失真输出电压大。失真输出电压大。你现在浏览的是第七十二页，共74页分析举例分析举例你现在浏览的是第七十三页，共74页2.9.3 多级放大电路的频率特性多级放大电路的频率特性你现在浏览的是第七十四页，共74页