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1、第二章第二章 半导体三极管及其放大电路半导体三极管及其放大电路2-1 半导体三极管半导体三极管2-2 共射极基本放大电路共射极基本放大电路2-3 分压式射极偏置电路分压式射极偏置电路2-4 多级放大器多级放大器2-5 负反馈放大电路负反馈放大电路2-6 功率放大电路功率放大电路2-1 半导体三极管半导体三极管一、三极管的结构、符号和类型一、三极管的结构、符号和类型二、三极管的电流放大作用二、三极管的电流放大作用三、三极管的特性曲线三、三极管的特性曲线四、三极管的主要参数四、三极管的主要参数五、三极管的识别和简单测试五、三极管的识别和简单测试一、三极管的结构、符号和类型一、三极管的结构、符号和类
2、型NPNNPN型三极管型三极管1、结构和符号、结构和符号PNPPNP型三极管型三极管b基极基极e发射极发射极c集电极集电极集电结集电结发射结发射结N集电区N发射区P基区bceVb基极基极e发射极发射极c集电极集电极集电结集电结发射结发射结P集电区P发射区N基区Vbce分类方法分类方法种种 类类应应 用用按极性分按极性分NPN型三极管型三极管目前常用的三极管，电流从集电极流目前常用的三极管，电流从集电极流向发射极向发射极PNP型三极管型三极管电流从发射极流向集电极电流从发射极流向集电极按材料分按材料分硅三极管硅三极管热稳定性好，是常用的三极管热稳定性好，是常用的三极管锗三极管锗三极管反向电流大，
3、受温度影响较大，热稳反向电流大，受温度影响较大，热稳定性差定性差按工作频率分按工作频率分低频三极管低频三极管工作频率比较低，用于直流放大、音工作频率比较低，用于直流放大、音频放大电路频放大电路高频三极管高频三极管工作频率比较高，用于高频放大电路工作频率比较高，用于高频放大电路按功率分按功率分小功率三极管小功率三极管输出功率小，用于功率放大器末前级输出功率小，用于功率放大器末前级大功率三极管大功率三极管输出功率较大，用于功率放大器末级输出功率较大，用于功率放大器末级（输出级）（输出级）按用途分按用途分放大管放大管应用在模拟电子电路中应用在模拟电子电路中开关管开关管应用在数字电子电路中应用在数字电
4、子电路中2、类型类型二、三极管的电流放大作用二、三极管的电流放大作用1、三极管的工作电压三极管的工作电压NPNNPN型三极管型三极管PNPPNP型三极管型三极管三极管电流分配实验电路三极管电流分配实验电路 通过调节电位器通过调节电位器RB的阻值，可调节基的阻值，可调节基极的偏压，从而调极的偏压，从而调节基极电流节基极电流IB的大小。的大小。每取一个每取一个IB值，从毫值，从毫安表可读取集电极安表可读取集电极电流电流IC和发射电流和发射电流IE的相应值，实验数的相应值，实验数据见表据见表2-4。2、三极管的电流放大作用三极管的电流放大作用表表2-4 三极管的电流放大作用三极管的电流放大作用 次数
5、次数项目项目123456IB/mA00.010.020.030.040.05IC/mA0.010.561.141.742.332.91IE/mA0.010.571.161.772.372.96电流关系电流关系说说 明明集电极与基极电流关系集电极与基极电流关系IC=IB三个电极电流之间的关系三个电极电流之间的关系IE=IB+IC=（1+）IB三极管三个电极电流关系三极管三个电极电流关系 三极管三极管电流放大作用的电流放大作用的条件条件是是：发射结加正向电压，集电结加发射结加正向电压，集电结加反向电压。反向电压。三三极极管管电电流流放放大大的的实实质质是是：用用较较小小的的基基极极电电流流控控制制
6、较较大大的的集集电电极电流，是极电流，是“以小控大以小控大”。通过实验数据分析，三极管三个电极电流具有通过实验数据分析，三极管三个电极电流具有下下表所示的关系。表所示的关系。结论：结论：三极管特性曲线测试电路三极管特性曲线测试电路 三、三极管的特性曲线三、三极管的特性曲线1、输入特性、输入特性锗管的输入特性曲线锗管的输入特性曲线硅管的输入特性曲线硅管的输入特性曲线三极管的输入特性曲线三极管的输入特性曲线 三极管的输入特性曲线三极管的输入特性曲线与二极管的正向特性曲线相与二极管的正向特性曲线相似，只有当发射结的正向电似，只有当发射结的正向电压压UBE大于死区电压（硅管大于死区电压（硅管0.5V，
7、锗管，锗管0.2V）时才产生）时才产生基极电流基极电流IB，这时三极管处，这时三极管处于正常放大状态于正常放大状态,发射结两发射结两端电压端电压为为UBE（硅管为硅管为0.7V，锗管为，锗管为0.3V）。2、输出特性输出特性三极管的输出特性曲线三极管的输出特性曲线 每条曲线可分为每条曲线可分为线性上升线性上升、弯曲弯曲、平平坦坦三部分。三部分。对应不同对应不同IB值得值得不同的曲线，从而形不同的曲线，从而形成曲线簇。各条曲线成曲线簇。各条曲线上升部分很陡，几乎上升部分很陡，几乎重合重合,平坦部分则按平坦部分则按IB值从下往上排列，值从下往上排列，IB的取值间隔均匀，相的取值间隔均匀，相应的特性
8、曲线在平坦应的特性曲线在平坦部分也均匀部分也均匀分布，且分布，且与横轴平行与横轴平行。在在放放大大区区内内，有有一一个个特特定定的的基基极极电电流流，就就有有一一个个特特定定的的集集电电极极电电流流，实实现现基基极极对对集集电电极极电电流流的的控制。控制。名称名称截截 止止 区区放放 大大 区区饱饱 和和 区区范围范围 IB=0曲线以下区域，几乎与横轴重合平坦部分线性区，几乎与横轴平行曲线上升和弯曲部分条件条件 发射结反偏（或零偏），集电结反偏发射结正偏，集电结反偏 发射结正偏，集电结正偏（或零偏）特征特征 IB=0，IC=ICEO0（1）当 IB一定时，IC的大小与UCE基本无关（但UCE的
9、大小随IC的大小而变化），具有恒流特性；（2）IB不同，曲线也不同，IC受IB控制，具有电流放大特性，IC=hFEIB，IC=IB各电极电流都很大，IC不受IB控制，三极管失去放大作用工作工作状态状态截止状态放大状态饱和状态输出特性曲线的三个区域输出特性曲线的三个区域提示：提示：对于对于NPN型三极管：工作于放大区时，型三极管：工作于放大区时，UC UB UE；工作于截止区时，；工作于截止区时，UBUE；工作于饱；工作于饱和区时，和区时，UCUB。PNPPNP型三极管与之相反。型三极管与之相反。在模拟电子电路中三极管大多工作在在模拟电子电路中三极管大多工作在放大状态，作为放大管使用；放大状态，
10、作为放大管使用；在数字电子在数字电子电路中三极管工作在饱和电路中三极管工作在饱和或或截止状态截止状态，作作为开关管使用为开关管使用。【例例2-1】已知三极管接在相应的电路中，测得三极管各电极的电位，已知三极管接在相应的电路中，测得三极管各电极的电位，如下图所示，试判断这些三极管的工作状态？如下图所示，试判断这些三极管的工作状态？在在 图（图（a）中，三极管为中，三极管为NPN型管，型管，UB=2.7V，UC=8V，UE=2V，因，因UBUE，发，发射结正偏，射结正偏，UCUB，集电结反偏，所以图，集电结反偏，所以图（a）中的三极管工作在放大状态中的三极管工作在放大状态。在在 图图（b）中，三极
11、管为中，三极管为NPN型管，型管，UB=3.7V，UC=3.3V，UE=3V，因，因UBUE，发射结正偏，发射结正偏，UCUB，集电结正偏，所以图，集电结正偏，所以图（b）中的三极管工作在饱和状态中的三极管工作在饱和状态。在在 图图（c）中，中，三极管为三极管为NPN型管型管，UB=2V，UC=8V，UE=2.7V，因，因UBUE，发射结反偏，所以图发射结反偏，所以图（c）中的三极管工作在截止状态中的三极管工作在截止状态。在在 图（图（d）中，三极管为中，三极管为PNP型，型，UB=-0.3V，UC=-5V，UE=0V。因。因UBUE，发，发射结正偏，射结正偏，UCUB，集电结反偏，所以图，集
12、电结反偏，所以图（d）中的三极管工作在放大状态中的三极管工作在放大状态。（a）（b）（c）（d）解：解：【例例2-2】若有一三极管工作在放大状态，测得各电极对地电位分别为若有一三极管工作在放大状态，测得各电极对地电位分别为U12.7V，U24V，U32V。试判断三极管的管型、材料及三个管脚对。试判断三极管的管型、材料及三个管脚对应的电极。应的电极。由放大条件的分析知，三个管脚中由放大条件的分析知，三个管脚中B极的电位介于极的电位介于C极和极和E极之间，极之间，所以要判断管型、材料及电极，可按下面四步进行。所以要判断管型、材料及电极，可按下面四步进行。第一步第一步 找找B极极。管脚管脚1为基极。
13、为基极。第二步第二步 判断判断材料材料。U1-U2既不等于既不等于0.7V，也不等于也不等于0.3V，而而U1U3=2.720.7V所以该三极管为硅管。所以该三极管为硅管。第三步第三步 判断判断发射极和管型发射极和管型。因因U1U30.7V，管脚管脚3为发射极，又因为发射极，又因U2U1 U3,所以该三极管为所以该三极管为NPN型三极管。型三极管。最后确定剩余的管脚为最后确定剩余的管脚为集电极集电极。解：解：四、三极管的主要参数四、三极管的主要参数1、电流放大系数、电流放大系数（1）共射极直流电流放大系数共射极直流电流放大系数hFE 三极管集电极电流与与基极电流的比值，即三极管集电极电流与与基
14、极电流的比值，即hFE=IC/IB。反映三极管反映三极管的的直流电流放大能力直流电流放大能力。（2 2）共射极交流电流放大系数）共射极交流电流放大系数 三极管集电极电流的变化量与基极电流的变化量之比，即三极管集电极电流的变化量与基极电流的变化量之比，即=IC/IB。反映三极管的。反映三极管的交流电流放大能力交流电流放大能力。同一只三极管，在相同的工作条件下同一只三极管，在相同的工作条件下hFE，应用中不再区分，均应用中不再区分，均用用来表示。来表示。选管时，选管时，值应恰当，值应恰当，太小，放大作用差；太小，放大作用差；太大，性能不稳太大，性能不稳定，通常选用定，通常选用3030100100之
15、间的管子。之间的管子。反映三极管的电流放大能力。反映三极管的电流放大能力。基极开路时基极开路时（IB=0），C-E极间的反向电流。好象是从集电极直接穿透三极管极间的反向电流。好象是从集电极直接穿透三极管到达发射极的电流，故又叫到达发射极的电流，故又叫“穿透电流穿透电流”。ICEO（1）ICBO，反映了三极管的稳定性。选管子时，反映了三极管的稳定性。选管子时，ICEO越小，管子受越小，管子受温度影响越小，工作越稳定。温度影响越小，工作越稳定。2、极间反向电流、极间反向电流（1 1）集电极）集电极-基极间的反向饱和电流基极间的反向饱和电流I ICBOCBO 发射极开路时，发射极开路时，C-BC-B
16、极间的反向饱和电流。极间的反向饱和电流。ICBO越小，集电结的单向导电性越好。越小，集电结的单向导电性越好。（2 2）集电极）集电极-发射极间反向饱和电流发射极间反向饱和电流I ICEOCEO反映三极管的质量好坏。反映三极管的质量好坏。3、极限参数、极限参数（1 1）集电极最大允许电流）集电极最大允许电流ICM 集电极电流过大时，三极管的集电极电流过大时，三极管的值要降低，一般规定值要降低，一般规定值下降到正常值的值下降到正常值的2/32/3时的时的集电极电流为集电极最大允许电流。集电极电流为集电极最大允许电流。使用时一般使用时一般ICICM，否则管子易烧毁。选管时，否则管子易烧毁。选管时，I
17、CMIC。（2）集电极）集电极-发射极间的反向击穿电压发射极间的反向击穿电压U（BR）CEO 基极开路时，加在基极开路时，加在C与与E极间的最大允许电压。极间的最大允许电压。使用时，一般使用时，一般UCEU（BR）CEO，否则易造成管子击穿。选管时，否则易造成管子击穿。选管时，U（BR）CEOUCE。（3 3）集电极最大允许耗散功率）集电极最大允许耗散功率PCM 集电极消耗功率的最大限额。根据三极管的最高温度和散热条件来规定最大允许耗集电极消耗功率的最大限额。根据三极管的最高温度和散热条件来规定最大允许耗散功率散功率PCM，要求，要求PCMICUCE。PCM的大小与环境温度有密切关系，温度升高
18、，的大小与环境温度有密切关系，温度升高，PCM减小。对于大功率管，常在管减小。对于大功率管，常在管子上加散热器或散热片，降低管子的环境温度，从而提高子上加散热器或散热片，降低管子的环境温度，从而提高PCM。工作时，工作时，ICUCEPCM，否则管子会因过热而损坏。选管时，否则管子会因过热而损坏。选管时，PCMICUCE。表示三极管工作时，不允许超过的极限值。表示三极管工作时，不允许超过的极限值。五、三极管的识别和简单测试五、三极管的识别和简单测试 2-2 共射极基本放大电路共射极基本放大电路三、共射极放大电路的分析方法三、共射极放大电路的分析方法一、概述一、概述二、共射极基本放大电路的组成及二
19、、共射极基本放大电路的组成及 工作原理工作原理一、概述一、概述放大器的基本结构放大器的基本结构可能是某种用电设可能是某种用电设备，也可能是一级备，也可能是一级放大器放大器也可能是一也可能是一级放大电路级放大电路放大电路的种类放大电路的种类分类方法分类方法种种 类类应应 用用信号的大小小信号放大器位于多级放大电路的前级,专门用于小信号的放大大信号放大器位于多级放大电路的后级，如功率放大器，专门用于大信号的放大所放大的信号频率直流放大器专门用于放大直流信号和变化缓慢的信号，集成电路采用的就是直流放大器低频放大器专门用于低频信号的放大高频放大器专门用于高频信号的放大三极管的连接方式共射极放大器最常用
20、的放大器，具有电压和电流放大能力，是唯一能够同时放大电流和电压的放大器共集电极放大器常用放大器，只有电流放大能力，没有电压放大能力，又称为射极输出器或射极跟随器。共基极放大器用于高频放大电路中，只有电压放大能力，没有电流放大能力，很少用元件集约程度分立元件放大器是由单个分立的元器件组成的电子线路集成放大器将电子元器件和连线按照电子线路的连接方法，集中制作在一小块晶片上的电子器件二、共射极基本放大电路的组成及工作原理二、共射极基本放大电路的组成及工作原理1放大电路组成及各元件的作用放大电路组成及各元件的作用输入耦合电容其作用一是隔直流；二是通交流输出耦合电容其作用一是隔直流；二是通交流基极偏置电
21、阻其作用为电路提供静态偏流IBQ。集电极电阻其作用将三极管的电流放大作用变换成电压放大作用。直流电源其作用一是为电路提供能源；二是为电路提供工作电压。三极管其作用可以将微小的基极电流转换成较大的集电极电流，它是放大器的核心。2、放大器中电压、电流符号及正方向的规定、放大器中电压、电流符号及正方向的规定物物 理理 量量表表 示示 符符 号号直流量直流量用大写字母带大写下标。如：IB、IC、IE、UBE、UCE交流量交流量用小写字母带小写下标。如：ib、ic、ie、ube、uce、ui、uo交直流叠加量交直流叠加量用小写字母带大写下标。如：iB、iC、iE、uBE、uCE交流分量的有效交流分量的有
22、效值值用大写字母带小写下标。如：Ib、Ic、Ie、Ube、Uce电压电压用用“+”、“-”表示表示电流电流用用箭头箭头表示。表示。（1）电压、电流符号：）电压、电流符号：（2）电压、电流的正方向：）电压、电流的正方向：3、静态工作点的设置、静态工作点的设置（1）静态工作点）静态工作点直流通路直流通路输入、输出特性曲线上的输入、输出特性曲线上的Q点点三极管的三极管的IB、IC、UBE和和UCE值叫静态值。值叫静态值。这些静态值分别这些静态值分别在输入在输入、输出特性曲线上对应着一点输出特性曲线上对应着一点Q，称为静态工，称为静态工作点，或简称作点，或简称Q点。点。静态静态：ui=0用用IBQ、I
23、CQ和和UCEQ表示。表示。（UBEQ为常数）为常数）（2）静态工作点的作用）静态工作点的作用未设静态工作点时未设静态工作点时ui和和iB波形波形设置静态工作点的目的设置静态工作点的目的：使放大器能不失真放大交流信号。Q具有合适静态工作点时具有合适静态工作点时ui和和iB波形波形思考：思考：放大电路为什么要设置静态工作点？放大电路为什么要设置静态工作点？4、工作原理、工作原理（1 1）静态（）静态（）静态（）静态（ui=0=0）工作情况）工作情况）工作情况）工作情况 共射极基本放大电路共射极基本放大电路静态时电路的工作情况静态时电路的工作情况所谓静态指的是放大器在没有交流信号输所谓静态指的是放
24、大器在没有交流信号输入（即入（即ui=0）时的工作状态。）时的工作状态。静态：静态：uiuBEiBiCuCEuoiB+-uBEiC+-uCEuiuo+-+-uBEUBEQui iB=IBQibiC=ICQ+ic uCEUCEQ（icRC）输出输出 uouce=icRC 即即 uCEUCEQuce输入输入 ui（2）动态工作情况动态工作情况 uCEUCCiCRC=VCCICQRCicRC用示波器观察到的输入输出电压波形只要电路参数能使三级管工作在放大区，且RC足够大，则uo的变化幅度将比ui变化幅度大很多倍。如输入信号电压波形如下图a所示，那么用示波器观察到的输出电压波形如图b所示。a b视频
25、（1）输出电压）输出电压uo的幅度比输入电压的幅度比输入电压ui大，说明放大器大，说明放大器实现了电压放大。实现了电压放大。ui、ib、ic三者频率相同，相位相同，而三者频率相同，相位相同，而uo与与ui相位相反相位相反,这叫做共射极放大器的这叫做共射极放大器的“反相反相”作用。作用。从工作波形我们可以看出：从工作波形我们可以看出：（2）动态时，）动态时，uBE、iB、iC、uCE都是直流分量和交流都是直流分量和交流分量的叠加，波形也是两种分量的合成。分量的叠加，波形也是两种分量的合成。（3）虽然动态时各部分电压和电流大小随时间变化，）虽然动态时各部分电压和电流大小随时间变化，但方向却始终保持
26、和静态时一致，所以静态工作点但方向却始终保持和静态时一致，所以静态工作点IBQ、ICQ、UCEQ是交流放大的基础。是交流放大的基础。三、共射极放大电路的分析方法三、共射极放大电路的分析方法1、近似估算法近似估算法已知电路各元器件的参数，利用公式通过近似计算来分已知电路各元器件的参数，利用公式通过近似计算来分析放大器性能的方法称为近似估算法。析放大器性能的方法称为近似估算法。（1）近似估算放大器的静态工作点）近似估算放大器的静态工作点直流通路直流通路所谓直流通路是指直流信号流通的路径。所谓直流通路是指直流信号流通的路径。画法画法:把把电容电容看作看作断路断路 静静态态工工作作点点直流通路直流通路
27、（2）近似估算放大器的输入电阻、输出电阻和电压近似估算放大器的输入电阻、输出电阻和电压放大倍数放大倍数 交流通路交流通路所谓交流通路是指交流信号流通的路径。所谓交流通路是指交流信号流通的路径。画法画法:把把电容电容和和直流电源直流电源都视为都视为交流短路交流短路 电路图电路图交流通路交流通路 等效电路等效电路三极管的交流等效电路三极管的交流等效电路注意；恒流源电流的方向注意；恒流源电流的方向ibicrbeibRBRLbceRC+-uiuo三极管等效电路三极管等效电路1）输入电阻）输入电阻RiRiRo放大器的输入电阻是指从放大器的输入电阻是指从放大器的输入端看进去的放大器的输入端看进去的交流等效
28、电阻。交流等效电阻。Ri=RBrbeRBrbe Rirbe 2）输出电阻）输出电阻Ro 对负载来说，放大器又相当于一个具有内阻的信号源，这个内阻就是放大电路的输对负载来说，放大器又相当于一个具有内阻的信号源，这个内阻就是放大电路的输出电阻。出电阻。RoRC Ri越大越好越大越好Ro越小越好越小越好3）电压放大倍数）电压放大倍数Au 放大器的电压放大倍数是指放大器输出电压与输入电压的比值。放大器的电压放大倍数是指放大器输出电压与输入电压的比值。其中，其中，特殊地特殊地：空载时，：空载时，即：即：由交流等效电路可知：由交流等效电路可知：那么，电压放大倍数为：那么，电压放大倍数为：电压放大倍数为：电
29、压放大倍数为：【例【例2-3】在共射极基本放大电路中，设在共射极基本放大电路中，设VCC12V，RB300k，RC2 k，50，RL=2 k。试求静态工作点、输入电阻。试求静态工作点、输入电阻Ri、输出、输出电阻电阻Ro及空载与带载两种情况下的电压放大倍数。及空载与带载两种情况下的电压放大倍数。解解：静态偏置电流：静态偏置电流：静态集电极电流：静态集电极电流：静态集电极电压：静态集电极电压：三极管的交流输入电阻：三极管的交流输入电阻：Rirbe=0.96 kRoRC=2 k空载时，放大器的电压放大倍数：空载时，放大器的电压放大倍数：有载时，等效负载电阻：有载时，等效负载电阻：放大器的电压放大倍
30、数：放大器的电压放大倍数：放大器的输出电阻：放大器的输出电阻：放大器的输入电阻：放大器的输入电阻：2、图解分析法图解分析法 利用三极管的输入、输出特性曲线和电路参数，通过作图来分析利用三极管的输入、输出特性曲线和电路参数，通过作图来分析放大器性能的方法，称为图解分析法，简称图解法。放大器性能的方法，称为图解分析法，简称图解法。（1）图解分析放大器的静态工作点）图解分析放大器的静态工作点1）求）求IBQ由直流通路知：由直流通路知：2）作直流负载线）作直流负载线UCEVCCICRC由回路电压定律可知：由回路电压定律可知：直流通路直流通路【例【例2-4】在共射极基本放大电路中，已知在共射极基本放大电
31、路中，已知VCC=12V，RB=40k，RC=3k，三极管的输出特性曲线三极管的输出特性曲线下下图图所示。所示。试利用图解法求电路的静态工作点。试利用图解法求电路的静态工作点。（2）在在输输出特性曲出特性曲线线簇中找到簇中找到IBQ=30A对应对应的的曲曲线线。解：解：（1）求静态基极电流）求静态基极电流UCE=VCC-ICRC=12-3 IC画直流负载线画直流负载线MN。直流负载线直流负载线MN与与IBQ所在的输出特性曲线的交点所在的输出特性曲线的交点Q即为静态工作点。即为静态工作点。IBQ=30A，ICQ2mA，UCEQ6V。（3）由由直流输出直流输出回路回路，列关于列关于IC与与UCE的
32、线性方程的线性方程式式（4）确定静态工作点确定静态工作点Q（2）静态工作点的调整）静态工作点的调整1）RC、VCC不变，改变不变，改变RB RB增大增大RB增大增大Q沿直流负载线向下移动沿直流负载线向下移动RB减小减小Q沿直流负载线向上移动沿直流负载线向上移动RB减小减小例如例如:Q沿直流负载线向下移动沿直流负载线向下移动Q沿直流负载线向上移动沿直流负载线向上移动QIBQ2）RB、VCC不变，改变不变，改变RC例如：例如：RC增大增大RC减小减小RC增大，增大，Q沿特性沿特性曲线向左移动曲线向左移动RC减小，减小，Q沿特沿特性曲线向右移动性曲线向右移动Q沿特性曲线向左移动沿特性曲线向左移动Q沿
33、特性曲线向右移动沿特性曲线向右移动Q3）RB、RC不变，改变不变，改变VCC例如例如:VCC增大增大Q向右上方移动向右上方移动VCC减小减小Q向左下方移动向左下方移动VCC增大，增大，Q向右上方移动向右上方移动VCC减小，减小，Q向向左下方移动左下方移动 提示：提示：在实际应用中，一般在实际应用中，一般RC和和VCC一定情况下，调整静态工作点是通一定情况下，调整静态工作点是通过改变过改变RB的阻值来实现。的阻值来实现。QIBQ利用图解法进行动态情况分析的具体作法为：利用图解法进行动态情况分析的具体作法为：1）作直流负载线确定静态工作点作直流负载线确定静态工作点2）过静态工作点作交流负载线过静态
34、工作点作交流负载线3）随输入电压随输入电压ui的变化的变化，uBE将以将以UBEQ为基础为基础而而变化变化，对应对应的的iB以以IBQ为基础而变化，在为基础而变化，在Ibmax和和Ibmin之间变化之间变化放大器输入图解分析放大器输入图解分析QABIBQUBEQ0（3）图解分析放大器的动态工作情况）图解分析放大器的动态工作情况1）画交流负载线）画交流负载线作交流负载线的辅助线。辅助作交流负载线的辅助线。辅助线与横轴的交点坐标为线与横轴的交点坐标为 N（VCC，0），与纵轴的交点），与纵轴的交点坐标为坐标为L（0，VCC/RL）。）。过过Q点作辅助线的平行线，即点作辅助线的平行线，即为交流负载线
35、。为交流负载线。L（0，UCC/RL）HJ辅助线辅助线交流负载线交流负载线提示提示：交流负载线过静交流负载线过静态工作点，比直流负载态工作点，比直流负载线陡线陡。2）在输出特性曲线上找出）在输出特性曲线上找出IBQ及及Ibmax和和Ibmin对应的特性曲线对应的特性曲线和交流负载线的交点和交流负载线的交点Q，可得可得到相对应的集电极电流的动态到相对应的集电极电流的动态范围和集电极与发射极间电压范围和集电极与发射极间电压的动态范围的动态范围。3）求电压放大倍数。）求电压放大倍数。放大器输出图解分析放大器输出图解分析 ib已知输入交流电压已知输入交流电压Uim，求出输出，求出输出电压电压 Uom。
36、Uom根据电压放大倍数的定义可求电压根据电压放大倍数的定义可求电压放大倍数为：放大倍数为：由图解分析可知：由图解分析可知：uo与与ui相位相反相位相反。Q0uCE（V）t0t（4）波形失真与静态工作点的关系）波形失真与静态工作点的关系1）工作点）工作点偏高偏高2）工作点）工作点偏低偏低uouo饱和失真饱和失真截止失真截止失真饱和失真和截止失真统饱和失真和截止失真统称为称为“非线性失真非线性失真”。易引起易引起饱和失真饱和失真 易引起易引起截止失真截止失真QQ2-3 分压式射极偏置电路分压式射极偏置电路一、影响静态工作点稳定的主一、影响静态工作点稳定的主要因素要因素二、分压式射极偏置电路二、分压
37、式射极偏置电路一、影响静态工作点稳定的主要因素一、影响静态工作点稳定的主要因素工作点不稳定的工作点不稳定的主主要要因素因素是是温度温度变化变化思考思考：怎样才能保证静态工作怎样才能保证静态工作点不受温度变化的影响？点不受温度变化的影响？45C45时电路的时电路的静态工作点静态工作点25时电路的时电路的静态工作点静态工作点20A40AQ例：例：温度升高温度升高Q点上移点上移反之，反之，Q点下移点下移Q点过高，易发生饱和失真点过高，易发生饱和失真反之，易发生截止失真反之，易发生截止失真二、分压式射极偏置电路二、分压式射极偏置电路分压式射极偏置电路分压式射极偏置电路直流通路直流通路1、电路结构特点、
38、电路结构特点（1）利用上偏置电阻）利用上偏置电阻RB1和下偏置电阻和下偏置电阻RB2组成串组成串联分压器，为基极提供稳定的静态工作电压联分压器，为基极提供稳定的静态工作电压UBQ。I1=I2+IBQ（2）利用发射极电阻）利用发射极电阻RE，自动使静态电流，自动使静态电流IEQ稳定稳定不变。不变。UBQ=UBEQ+UEQ上偏置电阻上偏置电阻下偏置电阻下偏置电阻集电极电阻集电极电阻射极电阻射极电阻旁路电容旁路电容输入耦合电容输入耦合电容输出耦合电容输出耦合电容I1I2IBQUBQUBEQUEQ+-IEQ2、静态工作点稳定原理、静态工作点稳定原理温度升高（t）ICQIEQUBEQ=（UBQ-IEQR
39、E）IBQICQ条件：条件：IBQICQUBQUBEQIEQ+-+UEQ-例如例如:UBQ固定固定3、估算静态工作点、估算静态工作点ICQIEQ UCEQ=VCC-ICQ（RC+RE）直流通路直流通路直流通路直流通路交流通路交流通路4、估算输入电阻、输出电阻和电压放大倍数、估算输入电阻、输出电阻和电压放大倍数 交流通路与共射极基本放大电路的交流通路相似，等效电路也相似，其中RB=RB1/RB2。输入电阻、输出电阻和电压放大倍数的估算公式完全相同。【例【例2-5】在在分压式射极偏置电路分压式射极偏置电路中中，若，若RB1=7.6 k，RB2=2.4k，RC=2 k，RL=2 k，RE=1 k，V
40、CC=12V，三极管的，三极管的=60。求：（。求：（1）放大电路的静态工）放大电路的静态工作点；（作点；（2）放大电路的输入电阻）放大电路的输入电阻Ri、输出电阻、输出电阻Ro及电压放大倍数及电压放大倍数AuL。解：解：（1）估算静态工作点）估算静态工作点基极基极电压电压：静静态态集集电电极极电电流：流：静静态态偏置偏置电电流：流：静静态态集集电电极极电压电压：（2）估算输入电阻）估算输入电阻Ri、输出电阻、输出电阻Ro及电压放大倍数及电压放大倍数Au放大器的输入电阻：放大器的输入电阻：放大器的放大器的输输出出电电阻：阻：放大器的放大器的电压电压放大倍数：放大倍数：Rirbe=0.85k R
41、oRC=2 k因因2-4 2-4 多级放大器多级放大器多级放大电路的组成多级放大电路的组成一、级间耦合方式一、级间耦合方式二、多级放大器的近似估算二、多级放大器的近似估算多级放大电路一、级间耦合方式一、级间耦合方式1、阻容耦合、阻容耦合2、变压器耦合、变压器耦合（1）用一只容量足够大的耦合电容用一只容量足够大的耦合电容进行连接进行连接，传递交流信号。传递交流信号。（2）前、后级放大器之间的直流电前、后级放大器之间的直流电路被隔离，静态工作点彼此独立，路被隔离，静态工作点彼此独立，互不影响互不影响。它的低频特性不很好，不能用于直流放大它的低频特性不很好，不能用于直流放大器中。一般应用在低频电压放
42、大电路中。器中。一般应用在低频电压放大电路中。（1）通过变压器进行连接，将前级通过变压器进行连接，将前级输出的交流信号通过变压器耦合到后输出的交流信号通过变压器耦合到后级级。（2）耦合变压器有阻抗变换作用，耦合变压器有阻抗变换作用，有利于提高放大器的输出功率有利于提高放大器的输出功率。（3）能够隔离前、后级的直流联系。能够隔离前、后级的直流联系。各级电路的静态工作点彼此独立，互各级电路的静态工作点彼此独立，互不影响不影响。由于变压器体积大，低频特性差，又无法集由于变压器体积大，低频特性差，又无法集成，因此一般应用于高频调谐放大器或功率成，因此一般应用于高频调谐放大器或功率放大器中。放大器中。3
43、、直接耦合、直接耦合4、光电耦合、光电耦合（1）无耦合元器件，信号通过导线直无耦合元器件，信号通过导线直接传递，可放大缓慢的直流信号接传递，可放大缓慢的直流信号。（2）直流放大器必须采用这种耦合方直流放大器必须采用这种耦合方式式。（3）前、后级的静态工作点互相影响，前、后级的静态工作点互相影响，给电路的设计和调试增加了难度给电路的设计和调试增加了难度。应用：直接耦合便于电路的集成化，因此应用：直接耦合便于电路的集成化，因此广泛应用于集成电路中。广泛应用于集成电路中。（1）以光电耦合器为媒介来实现电信以光电耦合器为媒介来实现电信号的耦合和传输号的耦合和传输。（2）光电耦合既可传输交流信号又可光电
44、耦合既可传输交流信号又可传输直流信号，而且抗干扰能力强，易传输直流信号，而且抗干扰能力强，易于集成化于集成化。应用：广泛应用在集成电路中应用：广泛应用在集成电路中二、多级放大器的近似估算二、多级放大器的近似估算1、估算多级放大器的电压放大倍数、估算多级放大器的电压放大倍数AuAuAu1Au2Aun2、估算多级放大器的输入电阻、估算多级放大器的输入电阻Ri和输出电阻和输出电阻RoRo=RonRi=Ri12-5 负反馈放大电路负反馈放大电路一、反馈的基本概念一、反馈的基本概念二、反馈的判断二、反馈的判断三、负反馈放大器的四种基本类型三、负反馈放大器的四种基本类型四、负反馈对放大器性能的影响四、负反
45、馈对放大器性能的影响 五、负反馈放大电路的特例五、负反馈放大电路的特例射极输射极输出器出器一、反馈的基本概念一、反馈的基本概念正向传输正向传输反向传输反向传输Xi 放大器中的反馈指把放大器放大器中的反馈指把放大器输出信号输出信号（电压或电流）的一部分或全部通过（电压或电流）的一部分或全部通过一定的电路，按照某种方式一定的电路，按照某种方式送回送回到输入端并与输入信号（电压或电流）到输入端并与输入信号（电压或电流）叠加叠加，从而改变放大器性能的一种方法，这种把电压或电流从放大器的输出端返送到从而改变放大器性能的一种方法，这种把电压或电流从放大器的输出端返送到输入端的过程叫做反馈。输入端的过程叫做
46、反馈。XiXo反馈放大器通常称为反馈放大器通常称为闭环放大器闭环放大器，而未引，而未引入反馈的放大器则称入反馈的放大器则称为为开环放大器开环放大器。通常用电阻、电容、电感等元件组成引导反馈信号的电路称为反馈电路。1、什么是反馈、什么是反馈 构成反馈电路的构成反馈电路的元件叫反馈元件元件叫反馈元件,反馈反馈元件联系着放大器的元件联系着放大器的输出与输入，并影响输出与输入，并影响放大器的输入。放大器的输入。反馈放大电路是由反馈放大电路是由基本放大电路和反馈基本放大电路和反馈电路两部分组成。电路两部分组成。2、反馈的分类、反馈的分类（1）正反馈与的负反馈）正反馈与的负反馈反馈信号反馈信号Xf与输入信
47、号与输入信号Xi极性极性相同相同，使净输入信号，使净输入信号 增加增加。反馈信号反馈信号Xf与输入信号与输入信号Xi极性极性相反相反，使净输入信号，使净输入信号 减小减小。正反馈使放大器的放大倍数增加。正反馈使放大器的放大倍数增加。负反馈使放大器的放大倍数减小。负反馈使放大器的放大倍数减小。1）正反馈）正反馈2）负反馈）负反馈提示：提示：负反馈虽使放大倍数减小，但能改善放大器的性能，所以，负反馈虽使放大倍数减小，但能改善放大器的性能，所以，大部分放大器都要引入负反馈。正反馈一般应用在振荡电路中。大部分放大器都要引入负反馈。正反馈一般应用在振荡电路中。（2）电压反馈和电流反馈）电压反馈和电流反馈
48、1）电压反馈：）电压反馈：2）电流反馈：）电流反馈：电流反馈的取电流反馈的取样环节与输出样环节与输出端串联。端串联。反馈信号反馈信号Xf取自输出端取自输出端负载两端的电压负载两端的电压uo。反馈信号反馈信号Xf取自取自输出电流输出电流io。电压反馈的取电压反馈的取样环节与输出样环节与输出端并联。端并联。（3）串联反馈和并联反馈串联反馈和并联反馈1）串联反馈：反馈电路与信号源相串联。）串联反馈：反馈电路与信号源相串联。2）并联反馈：反馈电路与信号源相并联。）并联反馈：反馈电路与信号源相并联。串联反馈，反馈信串联反馈，反馈信号在输入端以电压号在输入端以电压形式出现。形式出现。并联反馈，反馈信并联反
49、馈，反馈信号在输入端以电流号在输入端以电流形式出现。形式出现。（4）直流反馈和交流反馈直流反馈和交流反馈1）直流反馈：）直流反馈：反馈反馈信号只含有直流量信号只含有直流量。2）交流反馈：）交流反馈：反馈反馈信号只含有交流量信号只含有交流量。二、反馈的判断二、反馈的判断1、有无反馈的判断、有无反馈的判断反馈放大器的特征是是否存在反馈元件，反馈元件是联系反馈放大器的特征是是否存在反馈元件，反馈元件是联系放大器的输出与输入的桥梁。放大器的输出与输入的桥梁。无反馈元件无反馈元件RF、CF为反馈元件为反馈元件RE、CE为反馈元件为反馈元件2、反馈极性的判断、反馈极性的判断反馈极性的判断一般采用反馈极性的
50、判断一般采用瞬时极性法瞬时极性法（1）先假设输入信号在某一瞬间对地为）先假设输入信号在某一瞬间对地为“+”；（2）从输入端到输出端依次标出放大器各点的瞬时极性；）从输入端到输出端依次标出放大器各点的瞬时极性；（3）反馈信号的极性与输入信号进行比较，确定反馈极性。）反馈信号的极性与输入信号进行比较，确定反馈极性。具体步骤如下：具体步骤如下：注意注意：1 1）三极管各电极的相位关系，发射极信号与基极输入信号瞬时）三极管各电极的相位关系，发射极信号与基极输入信号瞬时极性相同，集电极瞬时极性与基极瞬时极性相反。极性相同，集电极瞬时极性与基极瞬时极性相反。2 2）反馈电路中的电阻、电容等元件，一般认为它