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1、2 2 晶体三极管及放大电路基础晶体三极管及放大电路基础 晶体三极管 2.2 放大电路的基本组成和主要性能指标放大电路的基本组成和主要性能指标 放大电路的分析法放大电路的分析法 晶体管偏置电路晶体管偏置电路 放大电路三种组态放大电路三种组态 2.6 多级放大电器多级放大电器(理解理解)4.7 放大器的频率响应放大器的频率响应(了解了解)三极管及放大电路三极管及放大电路2.1 晶体三极管晶体三极管一、一、基本结构基本结构NNPNPN型型PNP集电极集电极集电极集电极基极基极基极基极发射极发射极发射极发射极BBCCEEPNP型型基区:较薄,基区:较薄,掺杂浓度低掺杂浓度低集电区:集电区:面积较大面
2、积较大发射区:发射区:掺杂浓度较高掺杂浓度较高BECNNP基极基极发射极发射极集电极集电极发射结发射结集电结集电结BECNNPBECPPNEBCBEC*三极管的符号三极管的符号NPN型三极管型三极管PNP型三极管型三极管二、二、IE,IB,IC 电流形成电流形成BECNNPEBRBECIE进入进入P区的电子区的电子少部分与基区的少部分与基区的空穴复合,形成空穴复合,形成电流电流IB ,多数扩,多数扩散到集电结。散到集电结。发射结正偏,发射结正偏,发射区电子发射区电子不断向基区不断向基区扩散,形成扩散,形成发射极电流发射极电流IE。I IB BBECNNPEBRBECIE集电结反偏,有集电结反偏
3、,有少子形成的反向少子形成的反向电流电流ICBO。ICBOIC=ICE+ICBO ICEICE从基区扩从基区扩散到集电散到集电区的电子,区的电子,被收集,被收集,形成形成ICE。内部载流子的传输过程:内部载流子的传输过程:(1)E区向区向B区注入电子区注入电子,形成形成I IE E(2)电子在)电子在B区复合,形成区复合,形成I IB B (3)C区收集电子,形成区收集电子,形成I IC CI IB B三、三、V-I V-I特性曲线及结论特性曲线及结论iCmA AVVuCEuBERBiBECEB 实验线路实验线路三、三、V-I V-I特性曲线及结论特性曲线及结论iCmA AVVuCEuBERB
4、iBECEB 实验线路实验线路(一一)、输入特性输入特性:uCE 1ViB(A)uBE(V)204060800.40.8发射结发射结压降:压降:硅管硅管UBE 0.60.8V,锗锗管管UBE。uCE=0VuCE=0.5V 死区电压死区电压:硅硅管约,锗管约。管约,锗管约。(二二)、输出特性输出特性:iC(mA )1234uCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A100 AuBuE和和uCuB,iC只与只与iB有关且有关且iC=iB,称为放大称为放大区区uCE 0.3V,uBuE和和uBuC,称称为饱和区。为饱和区。iB=0,iC=iCEO,uB uE和和uBiC,uCE(3
5、)截止区:截止区:发射结反偏,集电结反偏发射结反偏,集电结反偏,iB=0,iC=iCEO 0 1、三极管工作在三个区域的条件及特点、三极管工作在三个区域的条件及特点:C C、E E间相当于短路间相当于短路C C、E E间相当于开路间相当于开路2、电流的放大作用及分配、电流的放大作用及分配电流分配关系IB=020 A40 A60 A80 AiC(mA)1234uCE(V)36912思考:思考:处于放大区时,处于放大区时,NPN型、型、PNP型两种三极管的各型两种三极管的各 电极电位如何?电极电位如何?EBCBECN NN NP PP PP PN NUB、UC、UE大于零大于零UB、UC、UE小于
6、零小于零且且UC UBUE且且-UC-UB-UE总的来说总的来说:处于放大区时,处于放大区时,NPN型、型、PNP型两种三极管,型两种三极管,满足满足四、主要参数四、主要参数前面的电路中,三极管的发射极是输入输出的前面的电路中,三极管的发射极是输入输出的公共点,称为共射接法,相应地还有共基、共公共点,称为共射接法,相应地还有共基、共集接法。集接法。共射共射直流电流放大倍数直流电流放大倍数:工作于动态的三极管,真正的信号是叠加在工作于动态的三极管,真正的信号是叠加在直流上的交流信号。基极电流的变化量为直流上的交流信号。基极电流的变化量为 IB,相应的集电极电流变化为相应的集电极电流变化为 IC,
7、则则交流电流交流电流放大倍数放大倍数为:为:1.电流放大倍数电流放大倍数 和和 四、主要参数四、主要参数前面的电路中,三极管的发射极是输入输出的前面的电路中,三极管的发射极是输入输出的公共点,称为共射接法,相应地还有共基、共公共点,称为共射接法,相应地还有共基、共集接法。集接法。共射共射直流电流放大倍数直流电流放大倍数:工作于动态的三极管,真正的信号是叠加在工作于动态的三极管,真正的信号是叠加在直流上的交流信号。基极电流的变化量为直流上的交流信号。基极电流的变化量为 IB,相应的集电极电流变化为相应的集电极电流变化为 IC,则则交流电流交流电流放大倍数放大倍数为:为:1.电流放大倍数电流放大倍
8、数 和和 2.集集-基极反向饱和电流基极反向饱和电流ICBO AICBOICBO是集是集电结反偏电结反偏由少子的由少子的漂移形成漂移形成的反向电的反向电流,受温流,受温度的变化度的变化影响。影响。BECNNPICBOICEO=IBE+ICBO IBE IBEICBO进入进入N区,形成区,形成IBE。根据放大关系,根据放大关系,由于由于IBE的存的存在,必有电流在,必有电流 IBE。集电结反集电结反偏有偏有ICBO3.集集-射极反向饱和电流射极反向饱和电流ICEOICEO受温度影响很受温度影响很大,当温度上升大,当温度上升时,时,ICEO增加很快增加很快,所以,所以IC也相应也相应增加。增加。三
9、极管的三极管的温度特性较差温度特性较差。4.集电极最大电流集电极最大电流ICM集电极电流集电极电流IC上升会导致三极管的上升会导致三极管的 值的下降,值的下降,当当 值下降到正常值的三分之二时的集电极电值下降到正常值的三分之二时的集电极电流即为流即为ICM。5.集集-射极反向击穿电压射极反向击穿电压U(BR)CEO当集当集-射极之间的电压射极之间的电压UCE超过一定的数值时,超过一定的数值时,三极管就会被击穿。手册上给出的数值是三极管就会被击穿。手册上给出的数值是25 C、基极开路时的击穿电压。基极开路时的击穿电压。6.集电极最大允许功耗集电极最大允许功耗PCM 集电极电流集电极电流IC 流过
10、三极管,流过三极管,所发出的焦耳所发出的焦耳 热为:热为:PC=ICUCE 必定导致结温必定导致结温 上升,所以上升,所以PC 有限制。有限制。PC PCMICUCEICUCE=PCMICMU(BR)CEO安全工作区安全工作区五、温度对五、温度对参数及特性参数及特性的影响的影响T 、ICEO、ICBOICiCuCE温度上升时,温度上升时,输出特性曲输出特性曲线上移线上移六、常见三极管实物外形六、常见三极管实物外形三极管放三极管放大电路有大电路有三种形式三种形式共发射极放大电路共发射极放大电路共基极放大电路共基极放大电路共集电极放大电路共集电极放大电路以共发射以共发射极放大电极放大电路为例讲路为
11、例讲解工作原解工作原理理一、放大电路的分类一、放大电路的分类 2.2 放大电路的基本组成和主放大电路的基本组成和主要性能指标要性能指标二、二、共发射极放大电路的基本组成共发射极放大电路的基本组成iCiBRsuSC1uBEECRCTRBEBC2RB+ECuotuStuitiCtu0t未加电容未加电容加电容加电容uiu0三、三、符号规定符号规定IB:大写字母、大写下标,表示直流量。大写字母、大写下标,表示直流量。iB :小写字母、大写下标,表示交直流小写字母、大写下标,表示交直流量量(全量全量)。ib :小写字母、小写下标,表示交流分量。小写字母、小写下标,表示交流分量。iB全量全量i ib交流分
12、量交流分量tIB直流分量直流分量 四、四、放大的概念、放大器的组成框图放大的概念、放大器的组成框图、放大就是将微弱的、放大就是将微弱的变化信号变化信号放大成较大的放大成较大的信号,包括对电压、电流的放大。信号,包括对电压、电流的放大。、放大器的一般组成框图:、放大器的一般组成框图:电压放大电压放大功率放大功率放大负载负载输输入入信信号号放大器放大器五、五、放大电路的性能指标放大电路的性能指标、静态性能指标:、静态性能指标:静态值:静态值:I、IC、UCE静态值决定了三极管的直流偏置,从而决定了放大静态值决定了三极管的直流偏置,从而决定了放大电路能否正常工作,也决定了放大电路能否不失真电路能否正
13、常工作,也决定了放大电路能否不失真地放大信号。地放大信号。放大电路的性能指标主要包括静态性能指标和放大电路的性能指标主要包括静态性能指标和动态性能指标动态性能指标RB+CRCC1C2TRsuSRLu02、动态性能指标:、动态性能指标:(1)、输入电阻、输入电阻i输入电阻输入电阻是衡量放是衡量放大电路从其前级信大电路从其前级信号源获取信号大小号源获取信号大小的参数。输入电阻的参数。输入电阻越大,从其前级取越大,从其前级取得的信号越大。得的信号越大。RSUsRi.uiiiRou0RLuoi0RB+ECRCC1C2TRsuSRLu00i放大电路放大电路放大电路放大电路定义为:定义为:输入电阻的意义:
14、输入电阻的意义:()、输出电阻、输出电阻Ro放大电路的输出对其放大电路的输出对其负载负载而言,相当于信而言,相当于信号源,其内阻就是输号源,其内阻就是输出电阻。出电阻。输出电阻输出电阻是衡量放大电路是衡量放大电路带动负载能力大小的参数。带动负载能力大小的参数。输出电阻越小,带动负载输出电阻越小,带动负载的能力越大。的能力越大。RB+ECRCC1C2TRsuSRLu0R0Ri放大电路放大电路RSusRiuiiiRou0RLuoi0放大电路放大电路定义为:定义为:输入电阻的意义:输入电阻的意义:a、电压放大倍数、电压放大倍数Au、AusRSusRiuiiiRoAuuiRLuoi0放大放大电路电路i
15、iuSuiRLuoi0RS(3)、放大倍数)、放大倍数放大倍数放大倍数b、电流放大倍数、电流放大倍数AiRSisRiuiiiRoAuuiRLuoi0(4)、通频带、通频带fAvAvm0.7Avmfl下限截下限截止频率止频率fh上限截上限截止频率止频率通频带:通频带:fbw=fhfl放大倍数放大倍数随频率变随频率变化曲线化曲线放大放大电路电路分析分析静态分析静态分析动态分析动态分析估算法估算法图解法图解法微变等效法微变等效法图解法图解法计算机仿真计算机仿真 2.3 放大电路分析方法放大电路分析方法一、静态分析一、静态分析放大电路中各点的电压或电流都是在直流上放大电路中各点的电压或电流都是在直流上
16、附加了小的交流信号。附加了小的交流信号。在令交流信号在令交流信号us=0,只考虑直流信号单独作用时只考虑直流信号单独作用时放大电路的工作状态称为静态。放大电路的工作状态称为静态。静态分析静态分析着重计算静态值(着重计算静态值(IQ Q、ICQ Q、UCEQ Q)和画出静态工作点和画出静态工作点Q Q。估算法:估算法:图解法:图解法:主要用于计算静态值(主要用于计算静态值(IQ Q、ICQ Q、UCEQ Q)主要用于画出静态工作点主要用于画出静态工作点Q Q并找出最佳并找出最佳Q Q。步骤:原电路步骤:原电路直流通道直流通道RB+ECRC(一一)、静态、静态(估算法估算法)分析的步骤分析的步骤直
17、流通道直流通道计算计算IQ Q、ICQ Q、UCEQ Q开路开路开路开路RB+ECRCC1C2TRsuS原电路原电路令令uS=0根据直流通道估算根据直流通道估算IBQ Q、ICQ Q、UCEQ Q、IBQ QUBEQ Q(RB称为称为偏置电阻偏置电阻,IB称为称为偏置电流偏置电流)估算法估算法ICQUCEQ Q直流负直流负载线的载线的方程方程+ECRBRCICUCEEC直流直流负载线负载线与输出与输出特性的特性的交点就交点就是是Q点点IB(二二)、静态、静态(图解法图解法)分析的步骤及应用分析的步骤及应用1、步骤:、步骤:画出画出三极管三极管的输出特性的输出特性画出直流负载线画出直流负载线(U
18、CE=ECICRC)计算计算I直流负载线与直流负载线与i iB B=I=IB B的输出特性的输出特性的交点就是的交点就是Q Q点点Q QiB iC、uCE变化,使工作点将移动变化,使工作点将移动iBuBEvItiBtIBQiCtICQQ QiCuCEQ Q2 2Q Q1 1UCEQtiBiCuOiBRsuSC1uBERCTui iC2RB+EC(1)、分析)、分析uS造成工作点造成工作点在在Q点上下移动的原因点上下移动的原因uS的变化,使的变化,使ui、uBE有一有一微小的变化微小的变化,从而造成从而造成iB、2 2、图解法的应用、图解法的应用(2)、运用图解法选择最佳的静态工作点)、运用图解
19、法选择最佳的静态工作点可输出的可输出的最大不失最大不失真信号真信号iCuCEuouBEQiBtuiiBtvitECa、Q点在直流负载线的中点:点在直流负载线的中点:可输出的最大不失真信号可输出的最大不失真信号u0=uCEb、Q点过低:点过低:放大电路放大电路产生截止产生截止失真失真iCuCEvouBEiBtuiiBtuiQt放大电路产生截止失真放大电路产生截止失真u0=uCEc、Q点过高:点过高:放大电路放大电路产生饱和产生饱和失真失真iCuCEuouBEiBtuitiBtuiQt放大电路产生饱和失真放大电路产生饱和失真u0=uCE思考:思考:电源电压电源电压VCC,电阻,电阻RB,RC,温度
20、的变化,温度的变化对静态工作点的影响如何?对静态工作点的影响如何?iCuCEECIBQ QQ Q1 1I1BE1C以以EC降低为例降低为例 以以RB降低为例降低为例 Q Q3 3IBI2BQ Q2 2以以RC增大为例增大为例 Q Q4 4以温度上升为例以温度上升为例 例:例:已知:已知:EC=12V,RC=4k,RB=300k,。用估算法用估算法计算静态工作点计算静态工作点解:解:RB+ECRCC1C2TRsuSIBQUBEQ+ECRBRCICQUCEQ二、动态分析二、动态分析放大电路中各点的电压或电流都是在直流上放大电路中各点的电压或电流都是在直流上附加了小的交流信号。附加了小的交流信号。在
21、令直流信号在令直流信号EC=0,只考虑交流信号单独作用时只考虑交流信号单独作用时放大电路的工作状态称为动态。放大电路的工作状态称为动态。微变等效法:微变等效法:图解法:图解法:用于计算动态值用于计算动态值略略动态分析动态分析着重计算动态值(着重计算动态值(Au、Aus、Ri、R0)分析分析方法方法(一一)、三极管的微变等效电路、三极管的微变等效电路1、输入回路的等效输入回路的等效(b、e间的等效)间的等效)从输入特性可知,当从输入特性可知,当工作点围绕工作点围绕Q点作小点作小幅波动时,可将幅波动时,可将Q1、Q2曲线近似为线段。曲线近似为线段。rbe(hie)的量级从几百欧到几千欧。的量级从几
22、百欧到几千欧。cubeibuceicbeiBuBE uBE iBQQ2Q1三极管的三极管的b、e间间可等效为电阻可等效为电阻rbe(或或hie)等等效效h hieieibbe(rbe)iCuCE从输出特性可从输出特性可知,三极管处知,三极管处于放大区时,于放大区时,i iC C与与uce无关无关2、输出回路的等效输出回路的等效(c、e间的等效)间的等效)三极管的微变三极管的微变等效电路等效电路cubeibuceicbe三极管的三极管的c、e间间可等效为一个受可等效为一个受ib 控制的电流源控制的电流源ce简易等效简易等效完全等效完全等效c hoeerce(hoe)很很大大可认为可认为开路开路(
23、rce)hfeib(ib)(ib)hfeib三极管的微变等效电路三极管的微变等效电路等等效效cubeibuceicbehoe(rce)很大,很大,可认为开路可认为开路ibiccehfeib(ib)ichie(rbe)ibb简易等效简易等效c hoee(rce)(ib)hfeibhie(rbe)b完全等效完全等效(二二)、动态分析的步骤、动态分析的步骤步骤:原电路步骤:原电路交流通道交流通道短路短路短路短路置零置零RsuSRB+ECRCC1C2TRLu0uiRBTRsuSuiRLu0RBC1RCC2RC原电路原电路交流通路交流通路方法方法:将交流通道中的三极管用微变等效电路代替将交流通道中的三极
24、管用微变等效电路代替hie步骤:原电路步骤:原电路交流通道交流通道微变等效电路微变等效电路交流通路交流通路RBRCRLuiuobce微变等效电路微变等效电路iiibRs uSRBRCRLb c u0 ui us Rshfeibice动态分析的步骤动态分析的步骤(rbe)(ib)1、电压放大倍数的计算、电压放大倍数的计算特点:特点:负载电阻越小,放负载电阻越小,放大倍数越小。大倍数越小。步骤:原电路步骤:原电路交流通道交流通道计算动态值计算动态值微变等效电路微变等效电路hieiiibRBRCRLb c u0 ui usRsice动态分析的步骤动态分析的步骤(rbe)(ib)hfeib2、输入电阻
25、、输入电阻Ri及放大倍数及放大倍数Aus的计算的计算rbeiiibRBRCRLb c u0 uiRs us ibiceRi式中:式中:动态分析的步骤动态分析的步骤微变等效法微变等效法3、输出电阻的计算、输出电阻的计算RrbeiiibRBRCb cu0 viRs ibiceRi0求求R0的无源二端网络的无源二端网络置零置零rbeiiibRBRCRLb c u0 ui us Rs ibice2.4 晶体管偏置电路晶体管偏置电路放大电路的性能与放大电路的静态工作点有着放大电路的性能与放大电路的静态工作点有着密切的关系。而静态工作点由偏置电路所决定,故密切的关系。而静态工作点由偏置电路所决定,故偏置电
26、路决定了放大电路的性能。偏置电路决定了放大电路的性能。偏置电路偏置电路固定偏置电路(基本共射放大电路)固定偏置电路(基本共射放大电路)分压式偏置分压式偏置共射放大共射放大电路电路电流源偏置电路电流源偏置电路iCvOiBRsvSC1vBERCTvI IC2RB+VCCIBVBE+VCCRBRCICVCE.固定偏置电路固定偏置电路一、固定偏置电路(基本共射放大电路)一、固定偏置电路(基本共射放大电路)1、温度对固定偏置电路(基本共射放大电路)静态、温度对固定偏置电路(基本共射放大电路)静态工作点的影响工作点的影响T、ICEOICiCuCEQQ总的效果是:温度上升时,总的效果是:温度上升时,Q点上移
27、;点上移;温度下降时,温度下降时,Q点下移;点下移;温度上升时温度上升时,输出特性,输出特性曲线上移,曲线上移,造成造成Q点上点上移。移。2、稳定静态工作点的措施、稳定静态工作点的措施 固定偏置电路的固定偏置电路的Q点是不稳定的。点是不稳定的。Q点不点不稳定可能会导致静态工作点靠近饱和区或截稳定可能会导致静态工作点靠近饱和区或截止区,从而导致饱和失真或截止失真。为此,止区,从而导致饱和失真或截止失真。为此,需要改进偏置电路,使需要改进偏置电路,使IC不随温度变化而变不随温度变化而变化,化,即做到即做到IC固定,从而就可以抑制固定,从而就可以抑制Q点的点的变化,保持变化,保持Q点基本稳定。点基本
28、稳定。(3)、常采用电流源偏置电路。)、常采用电流源偏置电路。具体方法有具体方法有:(1)、采用热敏电阻的补偿电路。)、采用热敏电阻的补偿电路。(2)、常采用分压式偏置共射极放大电路)、常采用分压式偏置共射极放大电路uORsuSC1RCTui iC2RB+EC0C采用热敏电阻的补偿电路采用热敏电阻的补偿电路分压式偏置分压式偏置共射极放大共射极放大电路电路uoRB1+ECRCC1C2 RB2CERERLuiRsuS二、分压式偏置电路二、分压式偏置电路(一)、静态分析(一)、静态分析I1I2IBQRB1+ECRCRB2RE直流通路直流通路UCEQuoRB1+ECRCC1C2 RB2CERERLui
29、RsuS静态值计算静态值计算 ICQ Q可以认为与温度无关,可以认为与温度无关,Q Q点基本稳定。点基本稳定。I1I2IBQ QRB1+ECRCRB2RE直流通路直流通路 U UCEQCEQUBQ QUBEQ(二)、动态分析(二)、动态分析+CuoRB1RCC1C2RB2CERERLuiRsuSuoRB1RCRLuiRB2交流通路交流通路RsuSrbeRCRLRB微变等效电路微变等效电路Rs usCE的作用:交流通路中,的作用:交流通路中,CE将将RE短路,短路,RE对交流不起作用,放大倍数、输入电对交流不起作用,放大倍数、输入电阻不受影响。阻不受影响。问题问题1:如果去掉如果去掉CE,静态值
30、会变化吗?静态值会变化吗?+ECuoRB1RCC1C2RB2CERERLuiRsuS问题问题2:如果去掉如果去掉CE,放大倍数、输入,放大倍数、输入电阻会变化吗?电阻会变化吗?去掉去掉 CE 后的交流通路和微变等效电路:后的交流通路和微变等效电路:rbeuoRB1RCRLuiRB2RERsuSbceRCRLRERBRs usb ce交流通路交流通路微变等效电路微变等效电路(1)、电压放大倍数、电压放大倍数.电压放大倍数降低电压放大倍数降低RiRiRCRLRERBRs usb cerbeiiicibRBRCb c uiRseRrbeRE(2)、输入电阻)、输入电阻(3)、输出电阻)、输出电阻.输
31、入电阻增大输入电阻增大.输出电阻不变输出电阻不变RB1+ECRCC1C2TRB2CERE1RLuiuoRE2问题问题3:如果电路如下图所示,如何分析?如果电路如下图所示,如何分析?(一)、电流源在放大(一)、电流源在放大电路中作为直流偏置的应用及作用电路中作为直流偏置的应用及作用RCuOC2+ECuiC1RBroIsRCuOC2+ECuiC1RB作用作用:.提供稳定偏置电流提供稳定偏置电流I IE E和和I IC C,稳定静态工作点;稳定静态工作点;2.2.提高电压放大倍数。提高电压放大倍数。roIs作用作用:.提供稳定偏置电流提供稳定偏置电流I IE E和和I IC C,稳定静态工作点;稳定
32、静态工作点;2.2.提高输入电阻,提高输入电阻,三、电流源偏置电路三、电流源偏置电路1 1、基本电流源、基本电流源(镜像电流源镜像电流源)(1).(1).参数计算参数计算:(二)、用晶体三极管构成电流源二)、用晶体三极管构成电流源(当很大时)(当很大时)RoII IC2C2I I与三极管参数及温与三极管参数及温度无关,相当于电流源度无关,相当于电流源,且电流较大。且电流较大。因为因为T T1 1、T T2 2参数完全相同参数完全相同RT1T22IBIc2Ic1+EC IUBE1UBE2IB1IB2(2)(2)、电流源在放大电路的应用、电流源在放大电路的应用电流源在电路中,一方面提供集电极电流;
33、另一方电流源在电路中,一方面提供集电极电流;另一方面它也起集电极电阻面它也起集电极电阻的作用。的作用。由于电流源的交流电阻大,常常在由于电流源的交流电阻大,常常在ICIC中作为有源负中作为有源负载,提高电压放大倍数。载,提高电压放大倍数。R RL LT T1 1T T2 2+EC IT3u uiu u02、威尔逊电流源、威尔逊电流源RIc3+EC IT2T12IBIc1UBE2UBE2IB1IB1T3IC2IB3IE3因为因为T T1 1、T T2 2参数完全相同参数完全相同(当(当较较大时)大时)、微电流源、微电流源T T1 1、T T2 2参数不要求对称参数不要求对称特点:特点:Ic c1
34、 IRT1T2Ic c2+ECUBE1UBE2 ReIe23 3、多路电流源、多路电流源(1 1)、电路结构:)、电路结构:RT1T3 IBIc3Ic1+C CIRe1Re2Re3Re4Ic4Ic2T2T4(2 2)、参数计算)、参数计算RT1T3 IBIc3Ic1+C CIRe1Re2Re3Re4Ic4Ic2T2T4.21CCII、电流电流可获得不同比例的输出可获得不同比例的输出2.5 放大器三种基本组态放大器三种基本组态放大器有放大器有三种组态三种组态共基极放大电路共基极放大电路共集电极放大电路共集电极放大电路共发射极放大电路共发射极放大电路一、共发射极放大电路一、共发射极放大电路共发射极
35、放大电路共发射极放大电路基本型共发射极放大电路基本型共发射极放大电路分压偏置型共发射极放大电路分压偏置型共发射极放大电路二、共基极放大电路二、共基极放大电路(一)、静态分析(一)、静态分析RsuS+ECRCC1C2u0uiCbRB1RB2RE+ECRCRB1RB2RE直流通路直流通路I1I2IBQRB1+ECRCRB2REUCEQ(二)、动态分析(二)、动态分析RsuS+ECRCC1C2u0uiCbRB1RB2RERsuSRCu0uiREecbRsuSRCu0uiREecb交流通路交流通路微变等效电路微变等效电路ibRLRLRLrbe1、电压放大倍数的计算、电压放大倍数的计算RsuSRCu0u
36、iREecbibRLr rbebe同相电压放大同相电压放大RCu0uiREecbibRLr rbebeRiRi2、输入电阻的计算、输入电阻的计算ie输入电阻很小输入电阻很小求求i的电路的电路RsuSRCu0uiREecbibRLr rbebeRsRCu0uiREecbibr rbebeR求求0的电路的电路、输出电阻的计算、输出电阻的计算RsuS+ECRCC1C2u0uiCbRB1RB2RE0C.输出电阻较大输出电阻较大思考思考:共基极放大电路是否共基极放大电路是否 有电流放大作用有电流放大作用?Ai1三三、共集电极放大电路共集电极放大电路RB+ECRE直流通道直流通道RB+ECC1C2RERL
37、uiuo RsuS(一)、静态分析(一)、静态分析(又称为射极输出器、电压跟随器)又称为射极输出器、电压跟随器)I IBQBQI IEQEQR RB B+E EC CR RE E直流通道直流通道U UBEQBEQI ICQCQU UCEQCEQ静态分析静态分析(二二)、动态分析、动态分析RB+ECC1C2RERLuiuoRsuS交流通路交流通路RERLRBRs usbce动态分析动态分析rbe微变等效电路微变等效电路 usRERLRBRsb ce交流通路交流通路RERLRBRs usbce微变等效电路微变等效电路RB+ECC1C2RERLuiuoRsuS交流通路交流通路RERLRBRs usb
38、cerbe usRERLRBRsb ce1.电压放大倍数电压放大倍数动态分析动态分析令:令:所以所以但电流但电流ie增加了、故输出电流增加了、故输出电流io被放大了被放大了。2、输入输出同相且即输出电压跟输入输出同相且即输出电压跟随输入电压,故称随输入电压,故称电压跟随器电压跟随器。结论:结论:rbe usRERLRBRsb ce2.输入电阻输入电阻RiRiRi动态分析动态分析输入电阻较大输入电阻较大rbeRERLRBb cerbe usRERLRBRsb ce3.输出电阻输出电阻:用加压求流法求输出电阻用加压求流法求输出电阻。R动态分析动态分析置零置零rbeRERBRsb ceRiRErbe
39、 usRERLRBRsb ce3.输出电阻输出电阻用加压求流法求输出电阻。用加压求流法求输出电阻。动态分析动态分析输出电阻很小输出电阻很小rbeRERBRsb ceRiRE四、共射、共集、共基放大电路的比较四、共射、共集、共基放大电路的比较共射放大电路共射放大电路:具有反相电压放大和电流放大,输具有反相电压放大和电流放大,输入、输出电阻适中,可用于输入级入、输出电阻适中,可用于输入级和中间级。和中间级。共集放大电路共集放大电路:只对电流放大,对电压有跟随作用,只对电流放大,对电压有跟随作用,输入电阻大、输出电阻小,可用于输入电阻大、输出电阻小,可用于输入级、中间级、输出级。输入级、中间级、输出
40、级。共集放大电路共集放大电路:只对电压同相放大,对电流有跟随作只对电压同相放大,对电流有跟随作用,输入电阻小、输出电阻大,高频用,输入电阻小、输出电阻大,高频特性好,可用于高频放大电路。特性好,可用于高频放大电路。(一)、特点比较(一)、特点比较(二)、使用比较(二)、使用比较1.1.由于输入电阻大,可将共发射极、共集电极放大电由于输入电阻大,可将共发射极、共集电极放大电路放在放大电路的首级(输入级),提高信号的获路放在放大电路的首级(输入级),提高信号的获取能力。取能力。.由于输出电阻小,可将共集电极放大电路放在放大电路由于输出电阻小,可将共集电极放大电路放在放大电路的末级(输出级),提高带
41、负载能力。的末级(输出级),提高带负载能力。4.可将共集电极放大电路放在放大电路的中间(缓冲级)可将共集电极放大电路放在放大电路的中间(缓冲级),可以起到电路的阻抗匹配作用。,可以起到电路的阻抗匹配作用。放大放大电路电路1负载负载放大放大电路电路2放大放大电路电路3放大放大电路电路n输入输入信号信号.由于电压放大倍数大,可将共发射极放大电路放在由于电压放大倍数大,可将共发射极放大电路放在放大电路的中间(中间级),起电压放大作用。放大电路的中间(中间级),起电压放大作用。(三)、共集电极放大电路作为缓冲级,起阻抗匹配作(三)、共集电极放大电路作为缓冲级,起阻抗匹配作用的应用举例。用的应用举例。1
42、、问题的提出:若信号、问题的提出:若信号源与负载直接相连源与负载直接相连uoRsuSRL假设:信号源的内阻假设:信号源的内阻R RS S=5K =5K ,u us s=5mV=5mV,负载,负载R RL L=10=10负载从信号源中获得负载从信号源中获得的信号太小的信号太小2 2、解决的方法:、解决的方法:若信号源通过共集电极放大电路若信号源通过共集电极放大电路 与负载相连与负载相连uoRsuSRL共共集集放放大大电电路路RSusRiuiiiRoAuuiRLuoi0假设假设共集放大电路的动态值为:共集放大电路的动态值为:R Ri i=50K=50K,R,RO O=10=10,A,Au u 共集
43、放大电路共集放大电路负载从信号源中获得负载从信号源中获得的信号大大增加。的信号大大增加。RB+ECC1C2RERLuiuoRsuS已知已知:R RS S=5K=5K,u us s=5mV=5mV,R RL L=10=102.6 2.6 多级放大电路多级放大电路(及其级间耦合方式及其级间耦合方式)耦合方式:耦合方式:阻容耦合、变压器耦合、直接耦合三种方式阻容耦合、变压器耦合、直接耦合三种方式一、阻容耦合一、阻容耦合RB1RC1C1C2RB2CE1RE1uiRsuS+UCCuoRB1RC2C3RB2CE2RE2RL输入输入信号信号第一级放大第一级放大第二级放大第二级放大负载负载阻容耦合的优缺点:阻
44、容耦合的优缺点:优点:优点:各级的静态值可单独计算;各级的静态值可单独计算;缺点:缺点:1、不能对直流或低频率的交流信号进行放大;、不能对直流或低频率的交流信号进行放大;2、在集成电路中不宜采用阻容耦合方式;、在集成电路中不宜采用阻容耦合方式;二、变压器耦合二、变压器耦合输入输入信号信号第一级放大第一级放大第二级放大第二级放大变压器耦合的优缺点:变压器耦合的优缺点:优点:优点:各级的静态值可单独计算;各级的静态值可单独计算;缺点:缺点:1、不能对直流或高频率的交流信号进行放大;、不能对直流或高频率的交流信号进行放大;2、在集成电路中不宜采用变压器耦合方式;、在集成电路中不宜采用变压器耦合方式;
45、负载负载RB1C1RB2CE1RE1uiRsuS+ECuoRB1RB2CE2RE2RLB1B2三、直接器耦合三、直接器耦合输入输入信号信号第一级放大第一级放大第二级放大第二级放大(一)、直接耦合的优缺点:(一)、直接耦合的优缺点:优点:优点:1、能对直流或高、低频率交流信号进行放大、能对直流或高、低频率交流信号进行放大缺点:缺点:1、各级的静态值不能单独计算;、各级的静态值不能单独计算;2、出现零点漂移现象。、出现零点漂移现象。负载负载RB1RC1RB2RE1ui+ECuoRB1RC2RB2RE22、在集成电路中宜采用直接耦合方式;、在集成电路中宜采用直接耦合方式;(二)、零点漂移及抑制(二)
46、、零点漂移及抑制ui当有用信号当有用信号u ui i=0=0时时,由于温度变化及干扰等信号的存由于温度变化及干扰等信号的存在在,可以测出输出电压可以测出输出电压u u0 0并不为零并不为零,而为缓慢地、无规则地变化着,而为缓慢地、无规则地变化着,出现不应有的输出信号。出现不应有的输出信号。t tu u0 0把温度变化及干扰等信把温度变化及干扰等信号在放大电路的输出端号在放大电路的输出端造成的造成的缓慢地、无规则缓慢地、无规则地变化的输出信号称为地变化的输出信号称为零点漂移。零点漂移。对应对应的输出称为的输出称为零点漂移零点漂移电压电压u u0c0c;把它折算到输入端的电压把它折算到输入端的电压称为称为等效输入漂移电压等效输入漂移电压u uicicuic零点漂移的抑制零点漂移的抑制须在多须在多级放大电路的最前级级放大电路的最前级(输入级)(输入级)开始,作为开始,作为输入级的放大电路应采输入级的放大电路应采用用差动放大电路。差动放大电路。多级直接耦多级直接耦合放大电路合放大电路u0