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1、电路与电子学电路与电子学5放大电放大电路基础路基础5.1 放大电路的组成及工作原理 一、放大电路的功能及性能指标 放大器是在输入信号的控制下把直流电源的能量放大器是在输入信号的控制下把直流电源的能量转换成输出信号能量的装置。转换成输出信号能量的装置。RSuSRLV直流电源信号源负载放放大大器器uiuo(一一一一)、功能简介、功能简介、功能简介、功能简介2第五章 放大电路基础(二二二二)、性能指标：、性能指标：、性能指标：、性能指标：这里这里Ui 、Uo、Ii、I o和分别是输入和输和分别是输入和输出端出端正弦正弦电压、电流的有效值。电压、电流的有效值。放放大大器器RSuSRLuiuo、放大倍数
2、、放大倍数电压放大倍数电压放大倍数电压放大倍数电压放大倍数电流放大倍数电流放大倍数电流放大倍数电流放大倍数3第五章 放大电路基础输入电阻：输入电阻：(2)、输入电阻、输入电阻放大电路一定要有前级（信号源）为其提供信放大电路一定要有前级（信号源）为其提供信号，那么就要从信号源取电流。号，那么就要从信号源取电流。输入电阻输入电阻是衡量放大是衡量放大电路从前级取电流多少的参数。电路从前级取电流多少的参数。放放大大器器RSuSRLuiuo4第五章 放大电路基础(3)、输出电阻输出电阻Ro放大电路对其放大电路对其负载负载而言，相当于信号源。我们可以将放而言，相当于信号源。我们可以将放大器在输出端等效为戴
3、维南等效电路，这个戴维南等效电路大器在输出端等效为戴维南等效电路，这个戴维南等效电路的内阻就是输出电阻。的内阻就是输出电阻。放放大大器器RSuSuiuo对对对对负负负负载载载载等等等等效效效效分析输出电阻时分析输出电阻时不计负载不计负载RL。ROuOuo5第五章 放大电路基础(4)通频带通频带fAuAum0.7AumfL下限截止下限截止频率频率fH上限截上限截止频率止频率通频带：通频带：fbw=fH fL放大倍数随放大倍数随频率变化曲频率变化曲线线(5).最大不失真输出电压幅值(6).非线形失真系数(7).最大输出功率和效率6第五章 放大电路基础二、共发射极放大电路的组成放大电路的组成原则：放
4、大电路的组成原则：、保证晶体管工作在放大区。、保证晶体管工作在放大区。、保证晶体管工作在放大区。、保证晶体管工作在放大区。、使输入信号得到足够的放大和顺利地传送。、使输入信号得到足够的放大和顺利地传送。、使输入信号得到足够的放大和顺利地传送。、使输入信号得到足够的放大和顺利地传送。RLiCRSVSRbVBBRCuiuoTVCC+-iBiE输入回路输入回路输入回路输入回路输出回路输出回路输出回路输出回路7第五章 放大电路基础三、放大电路的工作原理(a)(a)静态工作的情况静态工作的情况静态工作的情况静态工作的情况(b)(b)动态工作的情况动态工作的情况动态工作的情况动态工作的情况 在在在在静态静
5、态静态静态（没有信号输（没有信号输（没有信号输（没有信号输入入入入)时保证晶体管工作在放时保证晶体管工作在放时保证晶体管工作在放时保证晶体管工作在放大区，既有合适的工作点。大区，既有合适的工作点。大区，既有合适的工作点。大区，既有合适的工作点。当当当当动态动态动态动态（有信号输入有信号输入有信号输入有信号输入)时，使信号得到足够的放时，使信号得到足够的放时，使信号得到足够的放时，使信号得到足够的放大，并能顺利地转输出去。大，并能顺利地转输出去。大，并能顺利地转输出去。大，并能顺利地转输出去。RbVBBRCui=0uoTVCCIBICIERLRBVBBRCuiuoTVCCiBICiERLuSRS
6、-+8第五章 放大电路基础(a)(a)静态工作的情况分析静态工作的情况分析静态工作的情况分析静态工作的情况分析iBtIBQuit0uot0uCtUCEQiCtICQRBVBBRCui=0VuoTVCCiBiCiERL9第五章 放大电路基础RBVBBRCui0uoTVCCiBiCiERLiBtIBQuit0uCtUCEQiCtICQ(b)(b)动态工作的情况分析动态工作的情况分析动态工作的情况分析动态工作的情况分析uot010第五章 放大电路基础5.25.25.25.2 图解分析法图解分析法 放大电路放大电路分析方法分析方法静态分析静态分析动态分析动态分析估算法估算法 利用静态等效电路利用静态等
7、效电路图解法图解法 利用晶体管特性曲线利用晶体管特性曲线微变等效电路法微变等效电路法图解法图解法计算机仿真计算机仿真RBVBBRCuiuoTVCCRSuS+-iBiCiERL输入回路输入回路输入回路输入回路输出回路输出回路输出回路输出回路IBQ,UBEQ,ICQ,UCEQ Au,Ri,Ro11第五章 放大电路基础一、用图解法分析静态工作情况假设假设：RBVBBRCuoTVCCRSuS+-iBiCiEui=0V(IBQ,UBEQ)和(ICQ,UCEQ)分别对应输入输出特性曲线上的一个点称为静态工作点“Q”。iB A uBE VIBQUBEQiC mAuCE VICQUCEQQ12第五章 放大电路
8、基础iC mAuCE VIBQiB A uBE VIBQUBEQQQICQUCEQ(2)、输出特性曲线、输出特性曲线UBE=VBBRBIBIBQ,UBEQICQ,UCEQ静态工作点的做法(1)、输入特性曲线、输入特性曲线UCE=VCCICRC RBVBBRCVCCIBQICQUBEQUCEQ13第五章 放大电路基础二、用图解法分析 动态工作情况i B A uBE VQQiC mAuCE VuiibibicuCE怎么变化怎么变化uCE沿负载线变化沿负载线变化信号的相位如何信号的相位如何 uo 与与 ui 反相！反相！QQ假设假设：反相放大反相放大反相放大反相放大 且且Uo Uiuouo=uceu
9、iRBVBBRCTVCCiBiCiEuiuouSRS+-14第五章 放大电路基础三、电路参数对于静态工作点的影响QIBQiBuBEIBQUBEQQQIBQICQUCEQiCuCEQIBQ（1）、基极偏置电阻）、基极偏置电阻RB提高的情况：提高的情况：结果是使工作点结果是使工作点结果是使工作点结果是使工作点“Q”“Q”“Q”“Q”偏向截至区。偏向截至区。偏向截至区。偏向截至区。RBVBBRCuiuoTVCCIBIEIC15第五章 放大电路基础讨论：电阻讨论：电阻 RC 减小的情况减小的情况?iBuBEIBQUBEQQ（2）、集电极电阻）、集电极电阻RC提高的情况：提高的情况：结果是使工作点结果是
10、使工作点结果是使工作点结果是使工作点“Q”“Q”“Q”“Q”偏向饱和区。偏向饱和区。偏向饱和区。偏向饱和区。iCuCEQIBQICQUCEQQICRBVBBRCuiuoTVCCIBIE16第五章 放大电路基础iCuCEuo可输出的最大不可输出的最大不失真信号失真信号合适的静态工作点合适的静态工作点合适的静态工作点合适的静态工作点ib 为了得到尽量大的无为了得到尽量大的无失真的输出信号，要把静失真的输出信号，要把静态工作点态工作点Q设置在交流负设置在交流负载线的中间部分。如果载线的中间部分。如果Q设置不合适，信号进入截设置不合适，信号进入截止区或饱和区，造成止区或饱和区，造成非线非线性失真性失真
11、。四、非线性失真17第五章 放大电路基础uCE VQIBQICQUCEQi bic ucttt输入信号逐渐增大输入信号逐渐增大输入信号逐渐增大输入信号逐渐增大iC mA 无失真，晶体无失真，晶体管得到了充分的利管得到了充分的利用。用。18第五章 放大电路基础iC mAQIBQICQi b ic ucttt输入信号过大引起失真输入信号过大引起失真输入信号过大引起失真输入信号过大引起失真UCEQuCE 由于输入信号由于输入信号过大，放大电路出过大，放大电路出现了双向失真。现了双向失真。由输入特性引由输入特性引起的截止失真，起的截止失真，请同学自行分析。请同学自行分析。19第五章 放大电路基础iCu
12、CEuoQ点过低，信号进入截止区点过低，信号进入截止区称为截止失真称为截止失真信号波形信号波形Q20第五章 放大电路基础iCuCEuoQ点过高，信号进入饱和区点过高，信号进入饱和区称为饱和失真称为饱和失真信号波形信号波形Q”21第五章 放大电路基础五、最大输出电压幅值1 1、定性分析：、定性分析：、定性分析：、定性分析：iC mAuCE VICQIBQUCEQ饱和区饱和区饱和区饱和区截止区截止区截止区截止区ictibttuCEQ 无失真，但晶无失真，但晶体管没有得到充分体管没有得到充分的利用。的利用。22第五章 放大电路基础RBVBBRCTVCCiBiCiERLVCCRCUi+RSuS-ui2
13、 2、定量计算：、定量计算：、定量计算：、定量计算：uCES结论：结论：结论：结论：保证放大器不发生饱和及截止失真的保证放大器不发生饱和及截止失真的保证放大器不发生饱和及截止失真的保证放大器不发生饱和及截止失真的最大输出电压峰值最大输出电压峰值最大输出电压峰值最大输出电压峰值 U Uo max o max 是二者中的较小值。是二者中的较小值。是二者中的较小值。是二者中的较小值。QIBQICQiC mAuCE VUCEQuo23第五章 放大电路基础RLuCESQIBQICQiC mAuCE VUCEQ考虑电路增加负载以后的情况RBVBBRCTVCCiBiCiE+RSuS-uiuoRLRLVCC2
14、4第五章 放大电路基础5.3 5.3 计算分析法计算分析法 图解法：图解法：图解法：图解法：能够清楚地看清楚各个参数对放大器性能的影响，能够清楚地看清楚各个参数对放大器性能的影响，能够清楚地看清楚各个参数对放大器性能的影响，能够清楚地看清楚各个参数对放大器性能的影响，适用于对放大器的适用于对放大器的适用于对放大器的适用于对放大器的定性分析定性分析定性分析定性分析。计算法：计算法：计算法：计算法：在一定的条件下计算出放大器的各项性能指标，在一定的条件下计算出放大器的各项性能指标，在一定的条件下计算出放大器的各项性能指标，在一定的条件下计算出放大器的各项性能指标，适用于对放大器的适用于对放大器的适
15、用于对放大器的适用于对放大器的定量分析定量分析定量分析定量分析。RbVBBRCuiuoTVCCIBQICQUBEQUCEQUSRS-(a)(a)RLRbVBBRCuiuo+VCCIBQICQUBEQUCEQRS-RL(b)(b)25第五章 放大电路基础一、静态工作点的计算 ui i =0V=0V 时计算出时计算出时计算出时计算出I IBQBQ、U UBEQBEQ、I ICQ CQ 和和和和U UCEQ CEQ 的数值。的数值。的数值。的数值。RbVBBRCui=0uo+VCCIBQICQUBEQUCEQRL(c)(c)RbVBBRCuiuo+VCCIBQICQUBEQUCEQRL(b)(b)R
16、S-直流通路直流通路26第五章 放大电路基础（1）根据直流通路估算根据直流通路估算IBQRb称为称为偏置电阻偏置电阻，IBQ称为称为偏置电流偏置电流。（2）估算估算UCEQ、ICQRbVBBRCui=0uo+VCCIBQICQUBEQUCEQRL(c)(c)IRC27第五章 放大电路基础hiehrehoehfe方法：方法：方法：方法：确定放大器的等效电路图，然后用电路理论计算。确定放大器的等效电路图，然后用电路理论计算。确定放大器的等效电路图，然后用电路理论计算。确定放大器的等效电路图，然后用电路理论计算。晶体管的晶体管的晶体管的晶体管的h h h h参数及微变等效电路参数及微变等效电路参数及
17、微变等效电路参数及微变等效电路由三极管的输入特性及由三极管的输入特性及由三极管的输入特性及由三极管的输入特性及输出特性的函数关系，输出特性的函数关系，输出特性的函数关系，输出特性的函数关系，在静态工作点求全微分在静态工作点求全微分在静态工作点求全微分在静态工作点求全微分二.晶体管的h参数微变等效电路28第五章 放大电路基础 uBE iBQiBuBEIBQUBEQ、输入电阻：、输入电阻：、输入电阻：、输入电阻：、反向电压传输比：、反向电压传输比：、反向电压传输比：、反向电压传输比：反应输出回路反应输出回路反应输出回路反应输出回路uCECE对输入回路的影响对输入回路的影响对输入回路的影响对输入回路
18、的影响 在小信号工作时，各增量之间满足线性关系在小信号工作时，各增量之间满足线性关系在小信号工作时，各增量之间满足线性关系在小信号工作时，各增量之间满足线性关系,我们用信号的增量比来代替偏导数。我们用信号的增量比来代替偏导数。我们用信号的增量比来代替偏导数。我们用信号的增量比来代替偏导数。1/1/rbebe29第五章 放大电路基础、电流放大系数、电流放大系数、电流放大系数、电流放大系数、输出电导、输出电导、输出电导、输出电导iCuCEQUCEQICQ iC uCE输出输出输出输出电阻电阻电阻电阻30第五章 放大电路基础考察晶体管输入回路考察晶体管输入回路“b-e”当信号很小时，将输入特当信号很
19、小时，将输入特性在小范围内近似为线性性在小范围内近似为线性。uBE iB 对输入微小动态信号而言，对输入微小动态信号而言，晶体管相当于电阻晶体管相当于电阻rbe。对于小功率晶体管：对于小功率晶体管：rbe的数量级从几百欧到几千欧。的数量级从几百欧到几千欧。QiBuBEIBQUBEQ一般：一般：一般：一般：晶体管等效电路模型晶体管等效电路模型晶体管等效电路模型晶体管等效电路模型31第五章 放大电路基础考察晶体管输出回路考察晶体管输出回路“c-e”iCuCE所以对动态所以对动态分量来说：分量来说：意义：集电极电流ic相当于一个受 ib控制的电流源。近似平行近似平行 考虑到实际的输出特性曲线有一定的
20、斜率，输出端还要并联一个大电阻rce。QUCEQICQ全量全量动态动态分量分量静态静态分量分量32第五章 放大电路基础ubeibuceicicuberbe ibib rceucerce很大，一般忽略。很大，一般忽略。33第五章 放大电路基础等效等效ebcbecic ibibicibubeuceubeuce三.用计算分析法计算主要性能指标34第五章 放大电路基础放大电路的放大电路的微变等效电路微变等效电路(2)、将交流通道中的晶体管用、将交流通道中的晶体管用微变等效电路代替。微变等效电路代替。(1)、取消直流电源、取消直流电源VBB，和和VCC的作用，画出信号的交流通道。的作用，画出信号的交流通
21、道。步步步步骤骤骤骤rbeRbRCRLRS-+(b)(b)微变等效电路微变等效电路微变等效电路微变等效电路uoRbVBBRCui+VCCiBQiCQuBEQuCEQRL(a)(a)放大电路放大电路放大电路放大电路RS-35第五章 放大电路基础、放大倍数的计算：、放大倍数的计算：负载电阻越负载电阻越小，电压放小，电压放大倍数越小。大倍数越小。电压放大倍数电压放大倍数rbeRbRCRLRS-+36第五章 放大电路基础负载电阻越负载电阻越小，电流放小，电流放大倍数越大。大倍数越大。电流放大倍数电流放大倍数rbeRbRCRLRS-+37第五章 放大电路基础放大器、输入电阻和输出电阻、输入电阻和输出电阻
22、RLRiRORS-+-+uoRbVBBRCui+VCCiBQiCQuBEQuCEQRL(a)(a)放大电路放大电路放大电路放大电路RS-38第五章 放大电路基础对于为放大器提供信号的对于为放大器提供信号的信号源来说，放大电路是负载，信号源来说，放大电路是负载，这个负载的大小可以用输入电这个负载的大小可以用输入电阻来表示。阻来表示。输入电阻的定义：输入电阻的定义：(输入电阻是动态电阻。输入电阻是动态电阻。)电路的输入电路的输入电阻越大，从信号电阻越大，从信号源取得的电流越小，源取得的电流越小，因此一般电压放大因此一般电压放大器总是希望得到较器总是希望得到较大的的输入电阻。大的的输入电阻。rbeR
23、bRCRLRS-+（1）、输入电阻）、输入电阻 Ri 的计算的计算R Ri i39第五章 放大电路基础（2）、输出电阻）、输出电阻RO的计算：的计算：对于负载而言，放大电路相当于信号源，可以将对于负载而言，放大电路相当于信号源，可以将它进行戴维南等效，戴维南等效电路的内阻就是输它进行戴维南等效，戴维南等效电路的内阻就是输出电阻。出电阻。RO-+RLROOrbeRbRCRLRS-+ROO40第五章 放大电路基础(三三)、计算最大输出电压、计算最大输出电压Uom.maxuoRbVBBRCui+VCCiBQiCQuBEQuCEQRLRS-RbVBBRLTVCCiBiCiEUi+RSuS-uiuouC
24、ESQIBQICQiC mAuCE VUCEQ41第五章 放大电路基础5.4 5.4 放大电路的三种接法放大电路的三种接法Rb1+VCCReRLuiuoRb2(a)(a)共集电极放大电路共集电极放大电路共集电极放大电路共集电极放大电路Rb1+VCCReRLuoRb2(b)(b)直流通路直流通路直流通路直流通路 对于动态信号来说，输入信号送到晶体管的对于动态信号来说，输入信号送到晶体管的对于动态信号来说，输入信号送到晶体管的对于动态信号来说，输入信号送到晶体管的“b-c”“b-c”端端端端；输出信号送到晶体管的输出信号送到晶体管的输出信号送到晶体管的输出信号送到晶体管的“e-c“e-c端。集电极
25、端。集电极端。集电极端。集电极“c”“c”是信号的公共端。是信号的公共端。是信号的公共端。是信号的公共端。一、共集电极放大电路42第五章 放大电路基础Rb1+VCCReRLuoRb2I ICQCQI IBQBQuoRb1+VCCReRLRb2I ICQCQI IBQBQ+VCC、静态工作点的分析计算、静态工作点的分析计算、静态工作点的分析计算、静态工作点的分析计算Rb+VCCReRLuoI ICQCQI IBQBQUBS+_ _ 等效的直流通路等效的直流通路等效的直流通路等效的直流通路43第五章 放大电路基础折算！折算！Rb+VCCReRLuoI ICQCQI IBQBQUBS+_ _根据直流
26、通道分析静态参数根据直流通道分析静态参数44第五章 放大电路基础(a)(a)共集电极放大电路共集电极放大电路共集电极放大电路共集电极放大电路uoRb1+VCCReRLuiRb2RsuS+_ _(b)(b)交流通路交流通路交流通路交流通路VCC=0Rb1ReRLuiRb2RsuS+_ _uo、性能指标的分析计算、性能指标的分析计算、性能指标的分析计算、性能指标的分析计算45第五章 放大电路基础微变等效电路：微变等效电路：为了更实际的反应放大器的工作情况，在微变等效电路中，为了更实际的反应放大器的工作情况，在微变等效电路中，为了更实际的反应放大器的工作情况，在微变等效电路中，为了更实际的反应放大器
27、的工作情况，在微变等效电路中，我们对动态信号改用我们对动态信号改用我们对动态信号改用我们对动态信号改用信号的增量信号的增量信号的增量信号的增量表示。相应的符号是表示。相应的符号是表示。相应的符号是表示。相应的符号是“”“”。（c)c)微变微变微变微变等效电路等效电路等效电路等效电路rbeReRLRb1Rb2RsuS+_ _(b)(b)交流通路交流通路交流通路交流通路VCC=0Rb1ReRLRb2RsuS+_ _46第五章 放大电路基础1、电压放大倍数计算、电压放大倍数计算（c)c)微变微变微变微变等效电路等效电路等效电路等效电路rbeReRLRb1Rb2RsuS+_ _R Ri i”47第五章
28、 放大电路基础 输入输出同相输入输出同相，输出电压跟随输入，故称，输出电压跟随输入，故称电压跟随器电压跟随器。如果：如果：则有则有rbeReRLRb1Rb2RsuS+_ _ 电路中电路中电路中电路中R Rb2b2与信号源与信号源与信号源与信号源串联，将损失一部分信串联，将损失一部分信串联，将损失一部分信串联，将损失一部分信号电压。号电压。号电压。号电压。*实际的电压放大倍数实际的电压放大倍数Au 还要再小一些还要再小一些48第五章 放大电路基础2、电流放大倍数计算、电流放大倍数计算可见电流放大倍可见电流放大倍可见电流放大倍可见电流放大倍数较大，电路可数较大，电路可数较大，电路可数较大，电路可以
29、作为电流放大以作为电流放大以作为电流放大以作为电流放大器，这也是后面器，这也是后面器，这也是后面器，这也是后面将要介绍的功率将要介绍的功率将要介绍的功率将要介绍的功率放大器的基础。放大器的基础。放大器的基础。放大器的基础。I IOOI Ii irbeReRLRb1Rb2RsuS+_ _R Ri i 及及及及得出：得出：得出：得出：49第五章 放大电路基础3、输入电阻、输入电阻由此可知：共集电极电路的输入电阻要比共发射集电路的输入电阻高许多，对前级电压信号有利。同时我们还发现共集电极电路的输入电阻与负载电阻的大小有关系。（c)c)微变微变微变微变等效电路等效电路等效电路等效电路I IOOI Ii
30、 irbeReRLRb1Rb2RsuS+_ _R Ri i 50第五章 放大电路基础4、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。置置0I IOOI Ii irbeReRLRb1Rb2RsuS+_ _ro51第五章 放大电路基础一般一般所以所以射极输出器的输出电阻很小，射极输出器的输出电阻很小，输出电压比较稳定，带动要求衡输出电压比较稳定，带动要求衡压的负载能力强。压的负载能力强。roRb2RsrbeReRb1+-Rs52第五章 放大电路基础共集电极放大电路的特点：输入电阻大，向信号吸取电流少。输入电阻大，向信号吸取电流少。输入电阻大，向信号吸取电流少。输入电阻大，向信
31、号吸取电流少。输出电阻小，负载电压稳定。输出电阻小，负载电压稳定。输出电阻小，负载电压稳定。输出电阻小，负载电压稳定。电压放大倍数小于电压放大倍数小于电压放大倍数小于电压放大倍数小于1 1，输出信号，输出信号，输出信号，输出信号U UOO与输入信号与输入信号与输入信号与输入信号U UOO同相位。同相位。同相位。同相位。电流放大倍数大于电流放大倍数大于电流放大倍数大于电流放大倍数大于1 1，具有电流和功率放大的能力。，具有电流和功率放大的能力。，具有电流和功率放大的能力。，具有电流和功率放大的能力。53第五章 放大电路基础二、共基极放大电路VCCRCReRLVEEIEQICQIBQ 共基极放大电
32、路共基极放大电路共基极放大电路共基极放大电路+-VCCRCReRLVEEIEQICQIBQ 直流通路直流通路直流通路直流通路 对于动态信号来说，输入信号送到晶体管的对于动态信号来说，输入信号送到晶体管的对于动态信号来说，输入信号送到晶体管的对于动态信号来说，输入信号送到晶体管的“e-b”“e-b”端；输端；输端；输端；输出信号送到晶体管的出信号送到晶体管的出信号送到晶体管的出信号送到晶体管的“c-b“c-b端。基极端。基极端。基极端。基极“b”“b”是信号的公共端。是信号的公共端。是信号的公共端。是信号的公共端。54第五章 放大电路基础、静态工作点的分析计算：、静态工作点的分析计算：、静态工作
33、点的分析计算：、静态工作点的分析计算：VCCRCReRLVEEIEQICQIBQVCCReRLVEEIEQICQIBQ55第五章 放大电路基础、性能指标的分析计算：、性能指标的分析计算：、性能指标的分析计算：、性能指标的分析计算：RCReRL IE IC IB+-微变等效电路微变等效电路VCCRCReRLVEEIEQICQIBQ 共基极放大电路共基极放大电路共基极放大电路共基极放大电路+-56第五章 放大电路基础 微变等效电路微变等效电路微变等效电路微变等效电路RCReRL IE IC IB+-rbe+-UO、电压放大倍数、电压放大倍数、电压放大倍数、电压放大倍数、适当调节电路参数可以使电路有
34、一定的电压放大能力；适当调节电路参数可以使电路有一定的电压放大能力；适当调节电路参数可以使电路有一定的电压放大能力；适当调节电路参数可以使电路有一定的电压放大能力；输出信号输出信号输出信号输出信号U UOO与输入信号与输入信号与输入信号与输入信号U UOO同相位。同相位。同相位。同相位。令：令：57第五章 放大电路基础RCReRL IE IC IB 微变等效电路微变等效电路微变等效电路微变等效电路+-rbe+-UO、电流放大倍数、电流放大倍数、电流放大倍数、电流放大倍数电流放大倍数小于电流放大倍数小于电流放大倍数小于电流放大倍数小于1 1，说明该电路没有电流放大能力。说明该电路没有电流放大能力
35、。说明该电路没有电流放大能力。说明该电路没有电流放大能力。58第五章 放大电路基础、输入电阻和输出电阻、输入电阻和输出电阻、输入电阻和输出电阻、输入电阻和输出电阻RCReRL IE IC IB+-rbe+-UOro、输入电阻较小，可能从信号源吸取的电流较多。、输入电阻较小，可能从信号源吸取的电流较多。、输入电阻较小，可能从信号源吸取的电流较多。、输入电阻较小，可能从信号源吸取的电流较多。、输出电阻与共发射极电路的相同。、输出电阻与共发射极电路的相同。、输出电阻与共发射极电路的相同。、输出电阻与共发射极电路的相同。59第五章 放大电路基础三、三种基本放大电路的比较RbVBBRCui+VCCiBQ
36、iCQuBEQuCEQRL 共发射极放大电路共发射极放大电路共发射极放大电路共发射极放大电路RS-uiRb1+VCCReRLuoRb2共集电极放大电路共集电极放大电路共集电极放大电路共集电极放大电路VCCRCReRLVEEIEQICQIBQ 共基极放大电路共基极放大电路共基极放大电路共基极放大电路+-uiuo功率放大器，阻抗匹配功率放大器，阻抗匹配功率放大器，阻抗匹配功率放大器，阻抗匹配电压放大器，电压放大器，电压放大器，电压放大器，大（反相）大（反相）大（反相）大（反相）小于小于小于小于1 1（同相）（同相）（同相）（同相）大（同相）大（同相）大（同相）大（同相）大大大大大大大大小于小于小于
37、小于1 1 一般一般一般一般大大大大小小小小一般一般一般一般小小小小一般一般一般一般高频放大器，高频放大器，高频放大器，高频放大器，电压放大倍数电压放大倍数电压放大倍数电压放大倍数电流放大倍数电流放大倍数电流放大倍数电流放大倍数输入电阻输入电阻输入电阻输入电阻输出电阻输出电阻输出电阻输出电阻共发射极放大电路共发射极放大电路共发射极放大电路共发射极放大电路共集电极放大电路共集电极放大电路共集电极放大电路共集电极放大电路共基极放大电路共基极放大电路共基极放大电路共基极放大电路应用应用应用应用60第五章 放大电路基础5.5 5.5 阻容耦合放大电路阻容耦合放大电路一、阻容耦合的基本共发射极放大电路R
38、b+VCCRCC1C2TRS+_ _+_ _+_ _+_ _RL+_ _Rb+VCCRCT直流通道直流通道直流通道直流通道结构：结构：结构：结构：C C 1 1、C C 2 2、R R b b、分析原则：分析原则：分析原则：分析原则：信号源的作用为零。信号源的作用为零。信号源的作用为零。信号源的作用为零。电容元件在直流电源的作用下相当于断路。电容元件在直流电源的作用下相当于断路。电容元件在直流电源的作用下相当于断路。电容元件在直流电源的作用下相当于断路。61第五章 放大电路基础根据直流通道估算根据直流通道估算IBQ根据直流通道估算根据直流通道估算UCEQ、ICQ、静态工作点的计算直流通道直流通
39、道直流通道直流通道Rb+VCCRCTI ICQCQI IBQBQ62第五章 放大电路基础、性能指标的计算微变等效电路微变等效电路短路短路短路短路+VCCRbRCC1C2TRS+_ _+_ _+_ _+_ _RL+_ _RSrberceRbRCRL+_ _+_ _ 在中频信号源的在中频信号源的在中频信号源的在中频信号源的作用下，电容元件相作用下，电容元件相作用下，电容元件相作用下，电容元件相当于短路。当于短路。当于短路。当于短路。63第五章 放大电路基础、电压放大倍数的计算：、电压放大倍数的计算：负载电阻越小，放大倍数越小。负载电阻越小，放大倍数越小。rberceRbRCRLRS+_ _+_ _
40、 可以发现阻可以发现阻可以发现阻可以发现阻容耦合放大电路容耦合放大电路容耦合放大电路容耦合放大电路的电压放大倍数的电压放大倍数的电压放大倍数的电压放大倍数比直接耦合放大比直接耦合放大比直接耦合放大比直接耦合放大电路的要大许多，电路的要大许多，电路的要大许多，电路的要大许多，其原因是其原因是其原因是其原因是R Rb b电阻电阻电阻电阻上没有信号电压上没有信号电压上没有信号电压上没有信号电压损失。损失。损失。损失。64第五章 放大电路基础、电流放大倍数的计算：、电流放大倍数的计算：rberceRbRCRLRS+_ _+_ _65第五章 放大电路基础、输入电阻和输出电阻的计算：、输入电阻和输出电阻的
41、计算：rbeRbRCRLRS+_ _+_ _66第五章 放大电路基础*用图解法分析阻容耦合放大器的动态工作状态用图解法分析阻容耦合放大器的动态工作状态uSRBRCuiuoTRS+-ibiCieRL iC 和 uCE 是全量，与交流量ic和uce有如下关系RBVBBRCuiuoTVCCRS+-iBiCiERLuS67第五章 放大电路基础其中：其中：这就是说，交流信号的变化这就是说，交流信号的变化沿着斜率为：沿着斜率为：的直线。的直线。这条直线通过这条直线通过Q点，称为交点，称为交流流负载线负载线。交流负载线的作法交流负载线的作法VCCICUCEQIB交流负载线交流负载线过过Q点作一条点作一条直线
42、直线,斜率为斜率为:uSRBRCuiuoTRS+-ibiCieRL68第五章 放大电路基础二、稳定工作点的放大电路二、稳定工作点的放大电路、温度对于静态工作点的影响、温度对于静态工作点的影响、温度对于静态工作点的影响、温度对于静态工作点的影响为了保证放大电路的稳定工作，必须有合适的、稳定的为了保证放大电路的稳定工作，必须有合适的、稳定的静态工作点。但是，温度的变化严重影响静态工作点。静态工作点。但是，温度的变化严重影响静态工作点。对于前面的电路（固定偏置电路）而言，当放大器的参对于前面的电路（固定偏置电路）而言，当放大器的参数决定以后数决定以后,静态工作点由晶体管参数静态工作点由晶体管参数UB
43、E、和和ICEO决定，决定，这三个参数随温度而变化，温度对静态工作点的影响主要这三个参数随温度而变化，温度对静态工作点的影响主要体现在这一方面。体现在这一方面。TUBE ICEOQ69第五章 放大电路基础温度对温度对UBE的影响的影响TUBEIBICRb+VCCRCTI ICQCQI IBQBQiBuBE25 C50CVCC RbVCCQQQQ线性部分分析：线性部分分析：线性部分分析：线性部分分析：非线性部分分析：非线性部分分析：非线性部分分析：非线性部分分析：70第五章 放大电路基础温度对温度对 值及值及ICEO的影响的影响T、ICEOICiCuCEQQ总的效果是：总的效果是：温度上升时，温
44、度上升时，输出特性曲输出特性曲线上移，造线上移，造成成Q点上移。点上移。71第五章 放大电路基础总之：总之：TIC固定偏置电路的固定偏置电路的Q点是不稳定的。为此，需点是不稳定的。为此，需要改进偏置电路，当温度升高、要改进偏置电路，当温度升高、IC增加时，增加时，能够自动减少能够自动减少IB，从而抑制，从而抑制Q点的变化。保持点的变化。保持Q点基本稳定。（即：利用点基本稳定。（即：利用负反馈负反馈的方法保持的方法保持工作点稳定）工作点稳定）常采用分压式偏置电路来稳定静态工作点。常采用分压式偏置电路来稳定静态工作点。电路见下页。电路见下页。72第五章 放大电路基础、分压式电流负反馈偏置电路、分压
45、式电流负反馈偏置电路、分压式电流负反馈偏置电路、分压式电流负反馈偏置电路偏置电路偏置电路Ib1Ib2IBQRb1+VCCRCRb2Re负反馈电阻负反馈电阻参数参数参数参数要求：要求：要求：要求：一般：一般：一般：一般：硅管：硅管：硅管：硅管：锗管：锗管：锗管：锗管：73第五章 放大电路基础可以认为可以认为 ICQ基本与温度无关。基本与温度无关。似乎似乎Ib2越大越好，但是越大越好，但是Rb1、Rb2太小，将增加损耗，降低输太小，将增加损耗，降低输入电阻。因此一般取几十入电阻。因此一般取几十K。Ib1Ib2IBQRb1+VCCRCRb2Re根据：根据：根据：根据：定量估计：定量估计：定量估计：定
46、量估计：74第五章 放大电路基础TUBEIBICUEIC 本电路稳流的本电路稳流的过程实际是由于加过程实际是由于加了了Re形成了形成了负反馈负反馈过程过程.该过程是个有该过程是个有差调节的过程！差调节的过程！ReUB稳定稳定输入特性输入特性定性分析：定性分析：定性分析：定性分析：Ib1Ib2IBQRb1+VCCRCRb2Re75第五章 放大电路基础、稳定工作点的共射极放大电路、稳定工作点的共射极放大电路、稳定工作点的共射极放大电路、稳定工作点的共射极放大电路Rb1+VCCRCC1C2Rb2CeReRL+-+-+-分析分析:.静态：静态：见前述的静态偏值电路分析。见前述的静态偏值电路分析。讨论：
47、讨论：Ce Ce的影响的影响(增加增加CeCe呢？呢？)。.动态：动态：为分析方便，我们先去掉电容为分析方便，我们先去掉电容CeCe。76第五章 放大电路基础Rb1+VCCRCC1C2Rb2ReRL+-+-rbeRCRLRe77第五章 放大电路基础rbeRCRLRe性能指标计算：性能指标计算：性能指标计算：性能指标计算：78第五章 放大电路基础 对于动态信号来说，对于动态信号来说，Ce将将Re短路，短路，Re对信号不起作用，电压放大倍数对信号不起作用，电压放大倍数如何变化？如何变化？如果再如果再增加上增加上CE，放，放大倍数怎样？大倍数怎样？Rb1+VCCRCC1C2Rb2CeReRL+-+-
48、+-79第五章 放大电路基础Rb1+VCCRCC1C2Rb2CeReRL+-+-+-rbeRCRL80第五章 放大电路基础rbeRCRLRe对比含有对比含有对比含有对比含有CeCe的性能分析：的性能分析：的性能分析：的性能分析：不变不变不变不变81第五章 放大电路基础、用补偿法稳定静态工作点、用补偿法稳定静态工作点、用补偿法稳定静态工作点、用补偿法稳定静态工作点Ib1Ib2IBQRb1+VCCRCRb2ReT TIb1Ib2IBQRb1+VCCRCRb2ReT TTTT T与与与与TT有同样的温度特性有同样的温度特性有同样的温度特性有同样的温度特性.82第五章 放大电路基础Ib1Ib2IBQR
49、b1+VCCRCRb2ReT T一般：83第五章 放大电路基础(1)静态：适当的静态工作点，使场效应管工作在恒静态：适当的静态工作点，使场效应管工作在恒流区，场效应管的偏置电路相对简单。流区，场效应管的偏置电路相对简单。(2)动态：能为交流信号提供通路。动态：能为交流信号提供通路。组成原则：组成原则：静态分析：静态分析：估算法、图解法。估算法、图解法。动态分析：动态分析：微变等效电路法。微变等效电路法。分析方法：分析方法：5.6 5.6 场效应管放大电路场效应管放大电路84第五章 放大电路基础一、场效应管的直流偏置电路1、自给偏压电路应用于结型和耗尽型场效应管gsd+VDDRdC1C2RgCs
50、RsRL+-+-+-N沟道结型场效应的特性曲线UGSQIDQUDSQUGS=0V-1V-3V-4V-2ViD mA0VDD-5VuDS0iD mA-3-2-1-4-5-6uGSUPQQ85第五章 放大电路基础2、分压式自偏压电路适用于各种场效应管 与晶体管射极偏置电路相似，具有稳定工作点的作用。由于栅极电流为零，则有：其它参数利用转移特性及等效的直流电路方程即可求解。对于增强型对于增强型对于增强型对于增强型MOSMOS场效应场效应场效应场效应管计算公式：管计算公式：管计算公式：管计算公式：86第五章 放大电路基础很大，很大，可忽略。可忽略。场效应管的微变等效电路场效应管的微变等效电路GSDuG