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1、三极管放大电路三极管放大电路-PPT.-PPT.2.1 共发射极放大电路共发射极放大电路2.1.1 放大电路的组成放大电路的组成共射交流放大电路共射交流放大电路共射交流放大电路共射交流放大电路1.集电极电源集电极电源电源既为放大电路的输出信号提供能量，又保证集电结处电源既为放大电路的输出信号提供能量，又保证集电结处于反向偏置，使晶体管工作在放大区。于反向偏置，使晶体管工作在放大区。2.基极电源和基极电阻基极电源和基极电阻基极电源令晶体三极管的发射结处于正向偏置，以保证工基极电源令晶体三极管的发射结处于正向偏置，以保证工作在放大状态。改变基极电阻使晶体管有合适的静态工作作在放大状态。改变基极电阻
2、使晶体管有合适的静态工作点。点。3.晶体管晶体管 晶体管是放大电路的核心元件。它的作用是按照输入信晶体管是放大电路的核心元件。它的作用是按照输入信号的变化规律控制直流电源给出的电流，以便在负载电阻号的变化规律控制直流电源给出的电流，以便在负载电阻上获得较大的电压或功率。这是放大电路的关键元件。上获得较大的电压或功率。这是放大电路的关键元件。4.集电极电阻集电极电阻晶体管集电极负载电阻，它将集电极电流的变化转化为电晶体管集电极负载电阻，它将集电极电流的变化转化为电压的变化压的变化 5.耦合电容耦合电容 起隔直作用，隔断放大电路与输入信号源和输出端负载起隔直作用，隔断放大电路与输入信号源和输出端负
3、载之间的直流通路之间的直流通路;另一方面对交流信号起着耦合作用。使另一方面对交流信号起着耦合作用。使用电解电容器，连接时应注意极性。用电解电容器，连接时应注意极性。2.1.2 放大电路的工作原理放大电路的工作原理 1.无输入信号时放大器的工作情况无输入信号时放大器的工作情况 例例例例2.1.12.1.1 求图求图求图求图2-32-3所示电路的静态工作点。已知所示电路的静态工作点。已知所示电路的静态工作点。已知所示电路的静态工作点。已知R RB B=300k=300k，R RC C=2k=2k，U UCCCC=12V=12V，=80=80。2.输入交流信号时的工作情况输入交流信号时的工作情况小知
4、识小知识 图中可见图中可见uo o 与与ui i 的相位相反，这种现象称为的相位相反，这种现象称为放大器的倒相作用。放大器的放大原理的放大器的倒相作用。放大器的放大原理的实质是实质是:用微弱的信号电压用微弱的信号电压ui i 通过三极管的通过三极管的控制作用，去控制三极管集电极的电流控制作用，去控制三极管集电极的电流iC C，iC C 又在又在RC C 的作用下转换成电压的作用下转换成电压uo o 输出。输出。思考题思考题 1.基本放大电路由哪些必不可少的部基本放大电路由哪些必不可少的部分组成分组成?各元件有什么作用各元件有什么作用?2.试画出试画出PNP型三极管的基本放大电路，型三极管的基本
5、放大电路，并注明电源的实际极性，以及各极电流实并注明电源的实际极性，以及各极电流实际方向。际方向。2.2 图解分析法图解分析法所谓图解法，就是利用三极管的特性曲线，通过所谓图解法，就是利用三极管的特性曲线，通过所谓图解法，就是利用三极管的特性曲线，通过所谓图解法，就是利用三极管的特性曲线，通过作图来分析放大电路性能的方法。其优点是直观，作图来分析放大电路性能的方法。其优点是直观，作图来分析放大电路性能的方法。其优点是直观，作图来分析放大电路性能的方法。其优点是直观，物理意义清楚。物理意义清楚。物理意义清楚。物理意义清楚。2.2.1 静态分析静态分析 1.直流负载线作法直流负载线作法直流负载线的
6、作法，一般是先找两个特殊点直流负载线的作法，一般是先找两个特殊点直流负载线的作法，一般是先找两个特殊点直流负载线的作法，一般是先找两个特殊点:当当当当i iC C=0=0时，时，时，时，u uCECE=U=UCCCC （MM点）点）点）点）;当当当当u uCECE=0=0时，时，时，时，i iC C=U=UCCCC/R/RC C （N N点），我们将点），我们将点），我们将点），我们将MNMN连起来，就直线连起来，就直线连起来，就直线连起来，就直线MNMN，这就是，这就是，这就是，这就是放大电路的直流负载线放大电路的直流负载线放大电路的直流负载线放大电路的直流负载线 2.确定静态工作点确定静态
7、工作点QQ点即为点即为点即为点即为静态工静态工静态工静态工作点作点作点作点3.直流负载线与空载放大倍数直流负载线与空载放大倍数放大电路的输入端接有交流小信号电压，而输出放大电路的输入端接有交流小信号电压，而输出放大电路的输入端接有交流小信号电压，而输出放大电路的输入端接有交流小信号电压，而输出端开路情况称为空载放大电路，这时放大电路的端开路情况称为空载放大电路，这时放大电路的端开路情况称为空载放大电路，这时放大电路的端开路情况称为空载放大电路，这时放大电路的电压放大倍数称为空载电压放大倍数。电压放大倍数称为空载电压放大倍数。电压放大倍数称为空载电压放大倍数。电压放大倍数称为空载电压放大倍数。小
8、知识小知识 画直流通路和交流通路时，应遵循下列原则画直流通路和交流通路时，应遵循下列原则:（1）对直流通路，电感可视为短路，电容可对直流通路，电感可视为短路，电容可视为开路。视为开路。（2）对交流通路，若直流电源内阻很小，则对交流通路，若直流电源内阻很小，则其上交流压降很小，可把它看成短路其上交流压降很小，可把它看成短路;若电容在交若电容在交流通过时，交流压降很小，也把它看成短路流通过时，交流压降很小，也把它看成短路2.2.2 动态分析动态分析实际放大电路工作时都处于动态，实际放大电路工作时都处于动态，实际放大电路工作时都处于动态，实际放大电路工作时都处于动态，并接有一定的直接负载或间接负并接
9、有一定的直接负载或间接负并接有一定的直接负载或间接负并接有一定的直接负载或间接负载，负载以各种形式出现，但都载，负载以各种形式出现，但都载，负载以各种形式出现，但都载，负载以各种形式出现，但都可以等效为一个负载电阻可以等效为一个负载电阻可以等效为一个负载电阻可以等效为一个负载电阻2.2.3 用图解法分析波形的非线性失真用图解法分析波形的非线性失真1.1.由三极管特性的非线性引起的失真由三极管特性的非线性引起的失真由三极管特性的非线性引起的失真由三极管特性的非线性引起的失真 三极管的非线性表现在输入特性曲线的弯曲三极管的非线性表现在输入特性曲线的弯曲三极管的非线性表现在输入特性曲线的弯曲三极管的
10、非线性表现在输入特性曲线的弯曲部分和输出特性曲线间距的不均匀分布。部分和输出特性曲线间距的不均匀分布。部分和输出特性曲线间距的不均匀分布。部分和输出特性曲线间距的不均匀分布。2.2.静态工作点选择不当引起的失真静态工作点选择不当引起的失真静态工作点选择不当引起的失真静态工作点选择不当引起的失真 如果静态工作点没有选择在放大区中间，沿如果静态工作点没有选择在放大区中间，沿如果静态工作点没有选择在放大区中间，沿如果静态工作点没有选择在放大区中间，沿着负载线偏上或偏下，这时输出电压信号就可能着负载线偏上或偏下，这时输出电压信号就可能着负载线偏上或偏下，这时输出电压信号就可能着负载线偏上或偏下，这时输
11、出电压信号就可能进入三极管输出特性曲线上的饱和区或截止区，进入三极管输出特性曲线上的饱和区或截止区，进入三极管输出特性曲线上的饱和区或截止区，进入三极管输出特性曲线上的饱和区或截止区，输出电压信号就不能保证与输入电压信号相似，输出电压信号就不能保证与输入电压信号相似，输出电压信号就不能保证与输入电压信号相似，输出电压信号就不能保证与输入电压信号相似，把这种情况下的输出信号叫做失真，进入截止区把这种情况下的输出信号叫做失真，进入截止区把这种情况下的输出信号叫做失真，进入截止区把这种情况下的输出信号叫做失真，进入截止区产生的失真称为截止失真，进入饱和区产生的失产生的失真称为截止失真，进入饱和区产生
12、的失产生的失真称为截止失真，进入饱和区产生的失产生的失真称为截止失真，进入饱和区产生的失真称为饱和失真。真称为饱和失真。真称为饱和失真。真称为饱和失真。2.3 微变等效电路微变等效电路2.3.1 放大电路的微变等效电路放大电路的微变等效电路 1.晶体管的微变等效电路晶体管的微变等效电路 放大电路的微变等效电路，其核心是晶体放大电路的微变等效电路，其核心是晶体放大电路的微变等效电路，其核心是晶体放大电路的微变等效电路，其核心是晶体管的微变等效电路管的微变等效电路管的微变等效电路管的微变等效电路。晶体管的微变等效电路晶体管的微变等效电路晶体管的微变等效电路晶体管的微变等效电路2.共射极放大电路的微
13、变等效电路共射极放大电路的微变等效电路小知识小知识 交流通路上电压、电流都是交变量，既可交流通路上电压、电流都是交变量，既可用交流量表示，也可以用相量表示，上图用交流量表示，也可以用相量表示，上图箭标表示它们的参考方向。箭标表示它们的参考方向。2.3.2 用微变等效电路法分析放大电路用微变等效电路法分析放大电路1画出放大电路的交流通路画出放大电路的交流通路2用相应的等效电路代替三极管用相应的等效电路代替三极管3计算性能指标计算性能指标用微变等用微变等用微变等用微变等效电路法效电路法效电路法效电路法分析放大分析放大分析放大分析放大电路的步电路的步电路的步电路的步骤骤骤骤小知识小知识小知识小知识
14、输入电阻是从输入端看输入电阻是从输入端看输入电阻是从输入端看输入电阻是从输入端看放大电路的等效电阻，输出电阻放大电路的等效电阻，输出电阻放大电路的等效电阻，输出电阻放大电路的等效电阻，输出电阻是从输出端看放大电路的等效电是从输出端看放大电路的等效电是从输出端看放大电路的等效电是从输出端看放大电路的等效电阻。因此，输入电阻要包括阻。因此，输入电阻要包括阻。因此，输入电阻要包括阻。因此，输入电阻要包括R RB B ，而输出电路就不能把负载电阻算而输出电路就不能把负载电阻算而输出电路就不能把负载电阻算而输出电路就不能把负载电阻算进去。进去。进去。进去。思考题思考题 1.1.对于共射极放大电路，为什么
15、通常希望输入电对于共射极放大电路，为什么通常希望输入电对于共射极放大电路，为什么通常希望输入电对于共射极放大电路，为什么通常希望输入电阻较高为好阻较高为好阻较高为好阻较高为好?2.4 放大电路静态工作点的稳定放大电路静态工作点的稳定.4.1 温度对静态工作点的影响温度对静态工作点的影响温度升高，温度升高，温度升高，温度升高，QQ点上移点上移点上移点上移;温度下降，温度下降，温度下降，温度下降，QQ点下移。点下移。点下移。点下移。2.4.2 分压偏置电路分压偏置电路如果在原放大电路基础上改变一下，使在如果在原放大电路基础上改变一下，使在如果在原放大电路基础上改变一下，使在如果在原放大电路基础上改
16、变一下，使在i iC C 上升上升上升上升的同时的同时的同时的同时I IB B 下降，以达到自动稳定工作点的目的。下降，以达到自动稳定工作点的目的。下降，以达到自动稳定工作点的目的。下降，以达到自动稳定工作点的目的。这就是分压偏置电路。这就是分压偏置电路。这就是分压偏置电路。这就是分压偏置电路。小知识小知识小知识小知识 R RE E 越大，稳定性越好，但不能太越大，稳定性越好，但不能太越大，稳定性越好，但不能太越大，稳定性越好，但不能太大，一般大，一般大，一般大，一般R RE E 为几百欧到几千欧。为几百欧到几千欧。为几百欧到几千欧。为几百欧到几千欧。电容电容电容电容C CE E 的作用的作用
17、的作用的作用:与与与与R RE E 并联的电容并联的电容并联的电容并联的电容C CE E 称为旁路电容，可为交流信号提供称为旁路电容，可为交流信号提供称为旁路电容，可为交流信号提供称为旁路电容，可为交流信号提供低阻通路，使电压放大倍数不至于低阻通路，使电压放大倍数不至于低阻通路，使电压放大倍数不至于低阻通路，使电压放大倍数不至于降低，降低，降低，降低，C CE E 一般为几十微法到几百一般为几十微法到几百一般为几十微法到几百一般为几十微法到几百微法。微法。微法。微法。2.5 共集电极电路和共基极电路共集电极电路和共基极电路2.5.1 共集电极电路共集电极电路 1.电路的组成电路的组成 共集电极
18、放大电路是从发射极输出，所以简称共集电极放大电路是从发射极输出，所以简称共集电极放大电路是从发射极输出，所以简称共集电极放大电路是从发射极输出，所以简称射极输出器。射极输出器。射极输出器。射极输出器。（a a）所示是射极输出器电路图，（）所示是射极输出器电路图，（）所示是射极输出器电路图，（）所示是射极输出器电路图，（b b）是其直流通路）是其直流通路）是其直流通路）是其直流通路共集电极放大电路的交流通路及微变等效电路共集电极放大电路的交流通路及微变等效电路共集电极放大电路的交流通路及微变等效电路共集电极放大电路的交流通路及微变等效电路 2.静态分析静态分析 确定静态工作点的值确定静态工作点的
19、值 3.动态分析动态分析 （1）电压放大倍数）电压放大倍数 （2）输入电阻）输入电阻 （3）输出电阻）输出电阻小知识小知识 射极输出器的特点射极输出器的特点:电压放大倍数小于电压放大倍数小于1，但近似等于，但近似等于1;输出电压与输入电压同相输出电压与输入电压同相;输入电阻高，输出电阻低。输入电阻高，输出电阻低。*2.5.2 共基极电路共基极电路 1.1.电路的组成电路的组成电路的组成电路的组成 如图如图如图如图2-212-21（a a）所示是一个共基极放大电路，图）所示是一个共基极放大电路，图）所示是一个共基极放大电路，图）所示是一个共基极放大电路，图2-2-2121（b b）是共基极放大电
20、路的交流通路，从图中看出基极）是共基极放大电路的交流通路，从图中看出基极）是共基极放大电路的交流通路，从图中看出基极）是共基极放大电路的交流通路，从图中看出基极是输入回路和输出回路的公共端，故称为共基极放大电路。是输入回路和输出回路的公共端，故称为共基极放大电路。是输入回路和输出回路的公共端，故称为共基极放大电路。是输入回路和输出回路的公共端，故称为共基极放大电路。思考题思考题 1.三种放大电路中哪一种输入电阻最大三种放大电路中哪一种输入电阻最大?哪哪一种最小一种最小?哪一种输出电阻最小哪一种输出电阻最小?2.如何提高共集电极电路的输入电阻如何提高共集电极电路的输入电阻?2.6 多级放大电路多
21、级放大电路 一般放大器都是由几级放大电路组成，能对输入一般放大器都是由几级放大电路组成，能对输入一般放大器都是由几级放大电路组成，能对输入一般放大器都是由几级放大电路组成，能对输入信号进行逐级接力方式连续放大，以获得足够的信号进行逐级接力方式连续放大，以获得足够的信号进行逐级接力方式连续放大，以获得足够的信号进行逐级接力方式连续放大，以获得足够的输出功率去推动负载工作，这就是多级放大器。输出功率去推动负载工作，这就是多级放大器。输出功率去推动负载工作，这就是多级放大器。输出功率去推动负载工作，这就是多级放大器。其中接入信号的为第其中接入信号的为第其中接入信号的为第其中接入信号的为第1 1级，接
22、着为第级，接着为第级，接着为第级，接着为第2 2级，直至末级，直至末级，直至末级，直至末级。前级的输出是后级的信号源，后级是前级的级。前级的输出是后级的信号源，后级是前级的级。前级的输出是后级的信号源，后级是前级的级。前级的输出是后级的信号源，后级是前级的负载。负载。负载。负载。多极放大电路的组成多极放大电路的组成多极放大电路的组成多极放大电路的组成 2.6.1 级间耦合方式级间耦合方式阻容耦合、直接耦合、变压器耦合阻容耦合、直接耦合、变压器耦合阻容耦合、直接耦合、变压器耦合阻容耦合、直接耦合、变压器耦合多级放多级放多级放多级放大器常大器常大器常大器常用的耦用的耦用的耦用的耦合方式合方式合方式
23、合方式1.1.阻容耦合阻容耦合阻容耦合阻容耦合 阻容耦合就是利用电容作为耦合和隔直流元件。阻容耦合就是利用电容作为耦合和隔直流元件。阻容耦合就是利用电容作为耦合和隔直流元件。阻容耦合就是利用电容作为耦合和隔直流元件。阻容耦合方式阻容耦合方式阻容耦合方式阻容耦合方式阻容耦合的阻容耦合的阻容耦合的阻容耦合的优点是优点是优点是优点是:前后级直流通路彼此隔开，每一级的静态工作点前后级直流通路彼此隔开，每一级的静态工作点前后级直流通路彼此隔开，每一级的静态工作点前后级直流通路彼此隔开，每一级的静态工作点都相互独立。便于分析、设计和应用。都相互独立。便于分析、设计和应用。都相互独立。便于分析、设计和应用。
24、都相互独立。便于分析、设计和应用。缺点是缺点是缺点是缺点是:信号在通过耦合电容加到下一级时会大幅度衰减。信号在通过耦合电容加到下一级时会大幅度衰减。信号在通过耦合电容加到下一级时会大幅度衰减。信号在通过耦合电容加到下一级时会大幅度衰减。在集成电路里制造大电容很困难，所以阻容耦合在集成电路里制造大电容很困难，所以阻容耦合在集成电路里制造大电容很困难，所以阻容耦合在集成电路里制造大电容很困难，所以阻容耦合只适用于分立元件电路。只适用于分立元件电路。只适用于分立元件电路。只适用于分立元件电路。2.直接耦合直接耦合 直接耦合是将前后级直接相连的一种耦合方式。直接耦合是将前后级直接相连的一种耦合方式。直
25、接耦合是将前后级直接相连的一种耦合方式。直接耦合是将前后级直接相连的一种耦合方式。优点是优点是优点是优点是:电路中没有大电容和变压器，能放大缓慢变化的信电路中没有大电容和变压器，能放大缓慢变化的信电路中没有大电容和变压器，能放大缓慢变化的信电路中没有大电容和变压器，能放大缓慢变化的信号，它在集成电路中得到广泛的应用。号，它在集成电路中得到广泛的应用。号，它在集成电路中得到广泛的应用。号，它在集成电路中得到广泛的应用。缺点是缺点是缺点是缺点是:它的前、后级直流电路相通，静态工作点相互牵制、它的前、后级直流电路相通，静态工作点相互牵制、它的前、后级直流电路相通，静态工作点相互牵制、它的前、后级直流
26、电路相通，静态工作点相互牵制、相互影响，不利于分析和设计。相互影响，不利于分析和设计。相互影响，不利于分析和设计。相互影响，不利于分析和设计。2.6.2 两级阻容耦合放大电路的分析两级阻容耦合放大电路的分析 例例2.6.1 如图如图2-26所示电路，已知两个晶体所示电路，已知两个晶体管管1 1=100，2 2=60，rbe1 be1=0.96k，rbe2be2=0.8k;电路元件参数电路元件参数R1111=24k，R2121=36k，RC1 C1=2k，RE1E1=2.2k，R1212=10k，R2222=33k，RC2C2=3.3k，RE2E2=1.5k，直，直流电源流电源UCCCC=24V
27、，交流负载电阻，交流负载电阻RL L=5.1k，信号源内阻，信号源内阻RS S=360。试求。试求:（1）各级的）各级的输入电阻和输出电阻输入电阻和输出电阻;（2）放大器的电压放）放大器的电压放大倍数大倍数;（3）放大器的输入、输出电阻。）放大器的输入、输出电阻。解题过解题过解题过解题过程见教程见教程见教程见教材材材材P59P592.7 场效应管放大电路的微变等效电路分析法场效应管放大电路的微变等效电路分析法1.场效应管的微变等效电路场效应管的微变等效电路 2.共源极放大电路的动态分析共源极放大电路的动态分析 3.共漏极放大电路的动态分析共漏极放大电路的动态分析思考题思考题 1.1.和双极型晶
28、体管放大电路相比，场效应管放大电路的输和双极型晶体管放大电路相比，场效应管放大电路的输和双极型晶体管放大电路相比，场效应管放大电路的输和双极型晶体管放大电路相比，场效应管放大电路的输入、输出电阻，电压放大倍数有何特点入、输出电阻，电压放大倍数有何特点入、输出电阻，电压放大倍数有何特点入、输出电阻，电压放大倍数有何特点?本章小结本章小结 1.1.大电路中的三极管必须始终工作在放大区，而不能工作大电路中的三极管必须始终工作在放大区，而不能工作大电路中的三极管必须始终工作在放大区，而不能工作大电路中的三极管必须始终工作在放大区，而不能工作在截止区或饱和区。在截止区或饱和区。在截止区或饱和区。在截止区
29、或饱和区。2 2.放大电路的基本分析方法有两种放大电路的基本分析方法有两种放大电路的基本分析方法有两种放大电路的基本分析方法有两种:图解法和微变等效电图解法和微变等效电图解法和微变等效电图解法和微变等效电路法。路法。路法。路法。3.3.常用的工作点稳定电路是采用负反馈的原理，使集电极常用的工作点稳定电路是采用负反馈的原理，使集电极常用的工作点稳定电路是采用负反馈的原理，使集电极常用的工作点稳定电路是采用负反馈的原理，使集电极电流的变化影响输入回路中发射结电压的变化，从而保持电流的变化影响输入回路中发射结电压的变化，从而保持电流的变化影响输入回路中发射结电压的变化，从而保持电流的变化影响输入回路
30、中发射结电压的变化，从而保持静态工作点基本不变。静态工作点基本不变。静态工作点基本不变。静态工作点基本不变。4.4.基本放大电路有三种接法，即共射接法、共集接法、共基本放大电路有三种接法，即共射接法、共集接法、共基本放大电路有三种接法，即共射接法、共集接法、共基本放大电路有三种接法，即共射接法、共集接法、共基接法。基接法。基接法。基接法。5.5.可以采用两种不同放大元件组成基本放大电路，即晶体可以采用两种不同放大元件组成基本放大电路，即晶体可以采用两种不同放大元件组成基本放大电路，即晶体可以采用两种不同放大元件组成基本放大电路，即晶体三极管放大电路和场效应管放大电路，两种放大电路的工三极管放大电路和场效应管放大电路，两种放大电路的工三极管放大电路和场效应管放大电路，两种放大电路的工三极管放大电路和场效应管放大电路，两种放大电路的工作原理和分析方法类似。作原理和分析方法类似。作原理和分析方法类似。作原理和分析方法类似。6.6.多级放大电路常用的耦合方式有三种多级放大电路常用的耦合方式有三种多级放大电路常用的耦合方式有三种多级放大电路常用的耦合方式有三种:阻容耦合、直接阻容耦合、直接阻容耦合、直接阻容耦合、直接耦合和变压器耦合。耦合和变压器耦合。耦合和变压器耦合。耦合和变压器耦合。结束结束