电工学 电子技术 常见的交流放大电路简单分析 学院： 专业： 班级： 学号： 姓名：
晶体管的主要用途之一是利用其放大作用组成放大电路。在生产和科学实验中，往往要求用微弱的信号去控制较大的功率负载。放大器的目的是将微弱的变化电信号转换为较强的电信号。 放大器实现放大的条件： 1.晶体管必须偏置在放大区。发射结正偏，集电结反偏； 2.正确设置静态工作点，使整个波形处于放大区； 3.输出回路将变化的集电极电流转化成变化的集电极电压，经电容滤波只输出交流信号。 这里，我们介绍的是由分立元器件组成的各种常用的交流基本放大电路，将讨论它们的电路结构、工作原理、分析方法以及特点。 一、固定偏置放大电路 1、电路图 2、微变等效电路
3、静态值 直流通路如图所示 C C CC CE B B CEO B C B CC B BE C C B I R U U I I I I I R U R U U I -=≈≈+=≈-= 射极电压集集电极电流基极电流-βββ 注： 静态值也可以用图解法来解决，并能直观地分析和了解静态值的变化对放大电路工作的影响。在上图直流通路中，我们有C C CC CE I R U U -=或 C CC CE C C R U U R I +- =1 ，这是一个直线方程，斜率是C R 1 - ，在横轴上的截距为CC U ，在纵轴上的截距为 C CC R U 。 由以上，我们可以作出直流负载线（如右图 所示）。直流负载线与晶体管的某条输出特性曲线（B I 决定）交点Q 为静态工作点，此点确定了放大电路的电压和电流的静态值。 4、电压放大倍数
三极管电路放大电路及其分析方法 一、教学要求 1. 重点掌握的内容 （1）放大、静态与动态、直流通路与交流通路、静态工作点、负载线、放大倍数、输入电阻与输出电阻的概念； （2）用近似计算法估算共射放大电路的静态工作点； （3）用微变等效电路法分析计算共射电路、分压式工作点稳定电路的电压放大倍数A u和A us,输入电阻R i和输出电阻R0。 2. 一般掌握的内容 （1）放大电路的频率响应的一般概念； （2）图解法确定共射放大电路的静态工作点，定性分析波形失真，观察电路参数对静态工作点的影响，估算最大不失真输出的动态范围； （3）三种不同组态（共射、共集、共基）放大电路的特点； （4）多级放大电路三种耦合方式的特点，放大倍数的计算规律。 3. 一般了解的内容 （1）共射放大电路f L、f H与电路参数间的定性关系，波特图的一般知识＜多级放大电路与共射放大电路频宽的定性分析； （2）用估算法估算场效应管放大电路静态工作点的方法。 二?内容提要 1. 共射接法的两个基本电路 共射放大电路和分压式工作点稳定电路是模拟电路中最基本的单元电路。学习这两种基本电路的分析方法是学习比较复杂的模拟电路的基础。 2. 两种基本分析方法——图解法和微变等效电路法 在“模拟电路”中，三极管是非线性元件，因此不能简单地采用“电路与磁路”课中线性电路地分析方法。图解法和微变等效电路法就是针对三极管非线性的特点而采用的分析方法。 3. 放大电路的三种组态——共射组态、共集组态和共基组态 由于放大电路输入、输出端取自三极管三个不同的电极，放大电路有三种组态——共射组态、共集组态和共基组态。由于组态的不同，其放大电路反映出的特性是不同的。在实际中，可根据要求选择相应组态的电路。 4. 两种放大元件组成的放大电路——双极型三极管放大电路和场效应管放大电路 一般来说，双极性三极管是一种电流控制元件，它通过基极电流i B的变化控制集电极电流I c的变化。而场效应管是一种电压控制元件，它通过改变栅源间的电压U GS来控制漏极电流i D的变化；其次，双极性三极管的输入电阻较小，而场效应管的输入电阻很高，静态时栅极几乎不取电流。由于它们性能和特点的不同，可根据要求选用不同元件组成的放大电路。 5. 多级放大电路的三种耪合方式一一阻容耦合、直接耦合和变压器耦合 将多级放大电辟连接起来的时候，就出现了级与级之间的耦合方式问题。通过电阻和电容将两级放大电路连接起来的方式称为阻容耦合。由于电容的作用，
教案首页
一、组织教学（3分钟） 二、复习旧课5分钟） 三、导入新课（5分钟） 1.检查学生出勤情况、安全文明生产情况； （包括工作服，绝缘鞋等穿戴情况） 2.课前安全教育；按操作规程要求正确操作电器设备的运行。 1、复习旧知识：（1）放大电路的工作原理。 （提问：简述共发射极放大电路的工作原理。） （2）基本放大电路的工作状态分：静态和动态。 （3）静态工作点的设置。 （提问：设置静态工作点的目的是什么？） 2、启发、提出问题：（1）放大电路设置静态工作点的目的是 为了避免产生非线性失真，那么如何设置静态工作点才能避免非线性失真呢？ （2）放大器的主要功能是放大信号，那怎 样计算放大器的放大能力呢？ 引入新课题：必须学习如何分析放大电路。 课题：§2-2共发射极低频电压放大电路的分析 强调 安全用电 线 路 板 接 通 电 源 连 接 示 波 器 调 R B 观察示波器中输出电压的波形是否失真， 思考，回答 思 考 ， 回 答 讲 授 法 讲 授 法 讲 授 法 稳定课堂秩序，准备上课。 巩固已学知识，为本次课程学习新知识作铺垫。 通过实际生产中的问题引入课程内容，激发学生的求知欲望，达到更好的教学效果。 +U CC + + V C 1 C 2 R B R C u i u o 放大电路的分析方法： 近似估算法； 图解分析法 教师活动 教学方法 设计目的 教学内容与过程 学生活动
四、讲授新课（20分钟） 1、分析静态工作点的估算。 （1） 静态工作点要估算的物理量。 提问：什么是静态工作点？ 回答：当静态时，直流量I B 、I C 、U CE 在晶体管输出特性曲线上 所对应的点称为静态工作点。 提问：要确定静态工作点，必须要计算什么量？ 回答：I B 、I C 、U CE 。 （2） 计算静态工作点的解题步骤。 启发提问：怎样计算I B 、I C 、U CE 呢？ 以例2.1为例子，具体讲解静态的分析解题步骤。 ① 学生阅读例题；（例2.1） ② 画图：共发射极基本放大电路； ③ 提问：什么是直流通路？ 回答：直流电流通过的路径。 ④画出放大器的直流通路。 方法：电容视为开路，其余不变 画图：放大器的直流通路 ⑤ 计算I B ； 适度引导板书课 题 讲解 学生阅读例题； 学生自己画出直流通路 +U CC V R B R C I CQ I BQ U BEQ U CEQ
实验一共射极基本放大电路 一、实验目的 1、掌握放大器静态工作点的调试及其对放大性能的影响。 2、学习测量放大器Q点，Av，r i，r0的方法，了解共射级电路特性。 二、实验环境 1、Electronics Workbench5.12软件 2、器件：有极性电容滑动变阻器三极管信号发生器直流电源示波器 三、实验内容 图1.1为一共射极基本放大电路，按图连接好电路 . . 图1.1 共射极基本放大电路 1、静态分析 选择分析菜单中的直流工作点分析选项（Analysis/DC operating Point），电路静态分析结果如图1.2所示，分析结果表明晶体管Q1工作在放大电路。 . 图1.2 共射极基本放大器的静态工作点 2、动态分析 用仪器库的函数发生器为电路提供正弦输入信号V i（幅值为5mV，频率为10KHz）用示波器可观察输入、输出信号如图1.3所示，图中V A表示输入电压（电路中的节点4）V B为输出电压（电路中的节点5），由图波形图可观察到电路的输入、输出电压信号反相位关系。
图1.3共射极放大电路的输入、输出波形 由上图可得： 放大器的放大倍数：Av=801.54mv/4.97mv=161.3 理论计算：rbe=300+(1+β)×26mv/I E=300+26mv/I BQ=300+26mv/0.0226mA=1450Ω Av=-βR L′/ r be= 250×1000Ω/1450Ω=172.4 (其中R L′为RL与Rc的并联值，β的值约为250) 实验结果与理论值基本相符 3、频率响应分析 选择分析菜单中的交流频率分析项（Analysis/AC Frequency Analysis）,在交流频率分析参数设置对话框中设定：扫描起始频率为1Hz，终止频率为1GHz，扫描形式为十进制，纵向刻度为线性，节点5做输出节点。分析结果如图2.4所示。 图1.3 共射极基本放大电路的频率响应 由图1.3可得：电路的上限频率（x1）为10.78Hz，下限频率（x2）为23.1MHz，放大器的通频带约为23.1MHz，频率响应图理论结果基本相符。 1、测量放大器的输入、输出电压: （1）输入电阻的测量 在A点与B点之间串接一个2KΩ的电阻，如图1.1，测量 A点与B点的电位就可计算输入电阻Ri。 （2）、输出电阻的测量 用示波器监视，在输出不失真是，分别测量有负载是和无负载时的Vo，即可计算Ro 将上述测量及计算填入下表：
二、基本放大电路及其分析方法 一个放大器一般是由多个单级放大电路所组成，着重讨论双极型半导体三极管放大电路的三种组态，即共发射极，共集电极和共基极三种基本放大电路。从共发射极电路入手，推及其他二种电路，其中将图解分析法和微变等效电路分析法，作为分析基础来介绍。分析的步骤，首先是电路的静态工作点，然后分析其动态技术指标。对于放大器来说，主要的动态技术指标有电压放大倍数、输入阻抗和输出阻抗。 2.1.共射极基本放大电路的组成及放大作用 在实践中，放大器的用途是非常广泛的，它能够利用三极管的电流控制作用把微弱的电信号增强到所要求的数值，为了了解放大器的工作原理，先从最基本的放大电路学习： 图2.1称为共射极放大电路，要保证发射结正偏，集电极反偏Ib=（V BB-V BE）/Rb，对于硅管V BE约为0.7V左右,锗管约为0.2V左右,I B=(V BB-0.7)/Rb这个电路的偏流I B决定于V BB 和Rb的大小,V BB和Rb一经确定后,偏流I B就固定了,所以这种电路称为固定偏流电路,Rb又称为基极偏置电阻,电容Cb1和Cb2为隔直电容或耦合电容,在电路中的作用是“传送交流,隔离直流”,放大作用的实质是利用三极管的基极对集电极的控制作用来实现的. 上图是共射极放大电路的简化图,它在实际中用得比较多的一种电路组态,放大电路的主要性能指标，常用的有放大倍数、输入阻抗、输出阻抗、非线性失真、频率失真以及输出功率和效率等。对于不同的用途的电路，其指标各有侧重。 初步了解放大电路的组成及简单工作原理后，就可以对放大电路进行分析。主要方法有图解法和微变等效法。 2.2.图解分析法 2.2.1.静态工作情况分析 当放大电路没有输入信号时，电路中各处的电压，电流都是不变的直流，称为直流工作状态简称静态，在静态工作情况下，三极管各电极的直流电压和直流电流的数值，将在管子的特性曲线上确定一点，这点称为静态工作点，下面通过例题来说明怎样估算静态工作点。 解:Cb1与Cb2的隔直作用,对于静态下的直流通路,相当于开路,计算静态工作点时,只需考虑图中的Vcc、Rb、Rc及三极管所组成的直流通路就可以了，I B=（Vcc－0.7）/Rb （I C=βI B+I CEO ） I C=βI B，V CE=V CC－I C R C 如已知β，利用上式可近似估算放大电路的静态工作点。 2.2.2.用图解法确定静态工作点 在分析静态工作情况时,只需研究由V CC、R C、V BB、Rb及半导体三极管所组成的直
基本共射极放大电路电路分析 3.2.1基本共射放大电路 1.放大电路概念：基本放大电路一般是指由一个三极管与相应元件组成的三种基本组态放大电路。 a.放大电路主要用于放大微弱信号，输出电压或电流在幅度上得到了放大，输出信号的能量得到了加 强 。 b.输出信号的能量实际上是由直流电源提供的，经过三极管的控制，使之转换成信号能量，提供给负载 。 ■■童■ B r - - ■ :必）iy, :信号 慷： I ■ t>A 放大电路 !?! 2.电路组成:(1)三极管T; (2)VCC :为JC提供反偏电压，一般几?几十伏； (3)RC :将IC的变化转换为Vo的变化，一般几K?几十K。 VCE=VCC-ICRC RC，VCC同属集电极回路。 (4)VBB :为发射结提供正偏。 (习R十一般为儿1 K - JLT- Rb 一般，程骨V開=e7V 当％*宀只￡时； ,V B, I B A (6)Cb1，Cb2 :耦合电容或隔直电容， (7)Vi :输入信号 (8)Vo :输出信号 (9)公共地或共同端，电路中每一点的电位实际上都是该点与公 共端之间的电位差。图中各电压的极性是参考极性，电流的参 考方向如图所示。 其作用是通交流隔直流。
V ⑵输入电阻Ri I ￡黒 b ZC Kt 亡 /〒气 V.V 2^ 3.共射电路放大原理 f' h ： 11 12V 峠变化% %变化 7变化 % 尸％-叫好变化 > %变化 SOOK A 4K TH l/cc /jt 躍—=40w/{ Ic = E h = \ .6rffA J cE = f4v-AVr = -bn y T M = —5 址4 4.放大电路的主要技术指标 放大倍数/输入电阻Ri /输出电阻Ro /通频带 (1)放大倍数 放大电路的输出信号的电压和电流幅度得到 了念大，所以输出功零也龛筋「所肢大.对赦夫电 ffilfilH'W:电压放人侣数；凰=峙电 电流放脸倚tt ： ■半二扫冷 功率ttXMSi ：心=￡『尸=峡!鰹 通常它们蛊;fi 按F 张怙宦义的4放大俗数定 义式中各有其S 如图所示，
3.2 基本放大电路的分析方法 3.2.1 放大电路的静态分析 放大电路的静态分析有计算法和图解分析法两种。 （1）静态工作状态的计算分析法 根据直流通路可对放大电路的静态进行计算 (03.08) I C= I B (03.09) V CE=V CC－I C R c (03.10) I B、I C和V CE这些量代表的工作状态称为静态工作点，用Q表示。 在测试基本放大电路时，往往测量三个电极对地的电位V B、V E和V C即可确定三极管的工作状态。 （2）静态工作状态的图解分析法 放大电路静态工作状态的图解分析如图03.08所示。 图03.08 放大电路静态工作状态的图解分析 直流负载线的确定方法：
1. 由直流负载列出方程式V CE=V CC－I C R c 2. 在输出特性曲线X轴及Y轴上确定两个特殊点 V CC和V CC/R c,即可画出直流负载线。 3. 在输入回路列方程式V BE =V CC－I B R b 4. 在输入特性曲线上，作出输入负载线，两线的交点即是Q。 5. 得到Q点的参数I BQ、I CQ和V CEQ。 例3.1：测量三极管三个电极对地电位如图03.09所示，试判断三极管的工作状态。 图03.09 三极管工作状态判断 例3.2：用数字电压表测得V B=4.5V 、V E=3.8V 、V C=8V，试判断三极管的工作状态。 电路如图03.10所示 图03.10 例3.2电路图 3.2.2 放大电路的动态图解分析 (1) 交流负载线 交流负载线确定方法：
1.通过输出特性曲线上的Q点做一条直线，其斜率为1/R L'。 2.R L'= R L∥R c，是交流负载电阻。 3.交流负载线是有交流输入信号时，工作点Q的运动轨迹。 4.交流负载线与直流负载线相交，通过Q点。 图03.11 放大电路的动态工作状态的图解分析 (2) 交流工作状态的图解分析 动画 图03.12 放大电路的动态图解分析（动画3-1）通过图03.12所示动态图解分析，可得出如下结论： 1. v i→↑ v BE→↑ i B→↑ i C→↑ v CE→↓ |-v o|↑； 2. v o与v i相位相反； 3.可以测量出放大电路的电压放大倍数； 4.可以确定最大不失真输出幅度。 (3) 最大不失真输出幅度 ①波形的失真
共射极基本放大电路分析 教学容分析：§2-2共发射极低频电压放大电路的分析中的“近似估算法”：近 似估算静态工作点、电压放大倍数。 教学对象及分析：1、基础知识：学生已基本掌握了共发射极低频电压放大电路 组成及工作原理。 2、分析与理解能力：由于放大电路的工作原理比较抽象，学生对此理解不够深刻，并且动手调试电子电路的能力有待提高。所以本次课堂将结合共发射极低频电压放大电路演示测试方式调动学生的主动性和积极性。 教学目的： 1、了解、掌握放大电路的分析方法：近似估算法； 2、培养学生分析问题的能力。 3、培养学生耐心调试的科学精神。 教学方法：演示法、启发法、讲练结合法 教具准备：分压式偏置放大电路实验板、示波器、万用表。 教学重点： 1、共射极放大电路的静态工作点的估算； 2、放大器的电压放大倍数的估算。 教学难点：静态工作点的估算。 教学过程： 一、复习及新课引入： 1、复习旧知识：（1）放大电路的工作原理。 （提问：简述共发射极放大电路的工作原理。） （2）基本放大电路的工作状态分：静态和动态。 （3）静态工作点的设置。 （提问：设置静态工作点的目的是什么？） 2、启发、提出问题：（1）放大电路设置静态工作点的目的是为了避免产生非线 性失真，那么如何设置静态工作点才能避免非线性失真呢？ （2）放大器的主要功能是放大信号，那怎样计算放大器的放 大能力呢？ 引入新课题：必须学习如何分析放大电路。
板书设计： §2—2 共发射极放大电路的分析
一、近似估算法 1．静态工作点的估算。 2．电压放大倍数的估算： （1） 目的：计算I B 、I C 、U CE 。 （1）目的：计算A u 、R i 、R o 。 （2） 步骤： （2）步骤： ①画直流通路。 ①画交流通路。 ②计算I B 、I C 、U CE 。 ②计算A u 。 改进措施：强调三极管的非线性，分析非线性元件电量计算的特点。 u o i c +U CC I +U CC 2 放大电路的分析方法： 近似估算法； 图解分析法
王学民说课稿 各位老师下午好： 我说课的内容是09高级电工班《电子技术》课中《2.1 共发射极基本放大电路的静态分析》。 教材分析 1、选用教材 本教材是由天津职师推荐的高等自学考试用书,北京理工大学出版社出版。全书分为模拟电路和数字电路两个部分，总体难度不大，但比较抽象，适合高职高专学校用书。《2.1 共 发射极基本放大电路的静态分析》是模拟电路的第2章半导体 三极管及放大电路基础中的一节，是高自考的一个重点内容之 一。 2、考试要求： 1）了解直流通路的概念 2）掌握阻共发射极基本放大电路的静态分析 3) 掌握静态工作点的计算 3、课题时间：1课时 学生是09级电工高级班的孩子，他们需要通过天津高等自学考试，但学生学习的积极性不高，基础薄弱，没有良好的学习习惯，自觉性和主动性较差，抽象分析问题的能力和计算能力不强。学生擅长模仿式学习、合作式学习，喜欢动手操作。在进行此课题之前已经学习了分压式偏置电路，本次课在此基础上对新电路进行学习。 教学目标 根据以上情况，我将此课教题教学目标制定如下： 一、知识与技能目标： 1、了解直流通路的概念 2、掌握电路的静态分析计算,会画直流通路 3、掌握静态工作点的计算
4、公式的综合应用能力 二、过程与方法： 通过自主学习、对比分析、合作学习等方式，通过学生的亲身参与，达到以下目标： 1、通过本次课掌握晶体管放大电路静态分析方法 2、掌握公式的推导方法 3、培养自己独立或合作解决问题的能力 4、提高自主分析问题和表达能力 三、态度与价值观： 1、激发学生对电子学习的兴趣 2、提高学生解决问题的自信心 3、增强学生的自我价值评价 4、增强学生世界观的形成 5、加强学生的纪律意识 6、提高学生的思想道德水平 教学过程 一、教学思路 放大电路的静态分析是分析放大电路的基础，也是考自考每年的必考内容之一，此次课的学习效果直接影响其它放大电路的学习。同时由于11电工高级工的学生基本没有经过筛选，学习主动性、纪律性不强，基础比较薄弱。因此在整个教学过程中注重吸引学生兴趣，调动学生积极参与学习，同时大力进行德育和纪律教育。 总的思路是：复习提问（以选择题为主）——导入（创设情境）引出共发射极基本放大电路——教师、学生动态分析——小组讨论——学生总结——例题——总结——作业 学生的学情是学生自主性差，学习、分析能力不强，如果完全采用行为导向教学法，学生可能会出现失控或完成不了课题的情况，而采用层层推进起到了引导和督促作用，也确保了每个组每一个步骤
https://www.doczj.com/doc/7f11495583.html,/kejian/lg/jsj/13mndzdl/My%20Web%20Sites/dyzfd2.htm 第一章放大电路的基本原理和分析方法（二） 五、单管放大电路的三种基本组态 放大电路有三种基本组态，或称三种接法—共射组态、共集组态和共基组态。三种组态电路的性能比较见教材65 页表 1 一 1 。 【例9 】共集电极电路如图1 6 ( a ) 所示。已知三极管β=100 , r bb′= 300Ω, U BEQ = 0 . 7V , R b= 430kΩ, R s = 20kΩ, Vcc = 12V , R e = 7 . 5kΩ, R L= 1 . 5kΩ。 图十六 ( 1 ) 画出电路的微变等效电路； ( 2 ) 求电路的电压放大倍数A u和A us：; ( 3 ) 求电路的输入电阻Ri 和输出电阻R0 。 解：( 1 ) 电路的微变等效电路见图16 ( b )。 【说明】本题练习共集电极电路动态参数的计葬方法。 【例10 】在图17 ( a ) 所示的放大电路中，已知三极管的β= 50 , U BEQ = 0 . 6V , r bb ' = 300Ω，电路其它参数如图中所示。
图十七 ( 1 ) 画出电路的直流通路和微变等效电路； ( 2 ) 若要求静态时发射极电流I EQ = 2mA ，则发射极电阻R e应选多大？( 3 ) 在所选的R e之下，估算I BQ和Uc EQ值； ( 4 ) 估算电路的电压放大倍数A u、输入电阻R i和输出电阻R0。 解:( 1 ) 画出电路的直流通路和微变等效电路，见图1 7( b )和( c )所示。( 2 ) 根据图( b )的直流通路，可列出
基本共射极放大电路电路分析 基本共射放大电路 1.放大电路概念：基本放大电路一般是指由一个三极管与相应元件组成的三种基本组态放大电路。 a.放大电路主要用于放大微弱信号，输出电压或电流在幅度上得到了放大，输出信号的能量得到了加强。 b.输出信号的能量实际上是由直流电源提供的，经过三极管的控制，使之转换成信号能量，提供给负载。 2.电路组成:(1)三极管T; (2)VCC：为JC提供反偏电压，一般几~几十伏; (3)RC：将IC的变化转换为Vo的变化，一般几K~几十K。 VCE=VCC-ICRC RC，VCC同属集电极回路。 (4)VBB：为发射结提供正偏。 (6)Cb1，Cb2：耦合电容或隔直电容，其作用是通交流隔直流。 (7)Vi：输入信号 (8)Vo：输出信号 (9)公共地或共同端，电路中每一点的电位实际上都是该点与公
共端之间的电位差。图中各电压的极性是参考极性，电流的 参考方向如图所示。 3.共射电路放大原理 4.放大电路的主要技术指标 放大倍数／输入电阻Ri／输出电阻Ro／通频带 (1)放大倍数
(2)输入电阻Ri (3)输出电阻Ro
(4)通频带 问题1：放大电路的输出电阻小，对放大电路输出电压的稳定性是否有利？ 问题2：有一个放大电路的输入信号的频率成分为100Hz~10kHz，那么放大电路的通频带应如何选择？如果放大电路的通频带比输入信号的频带窄，那么输出信号将发生什么变化？ 放大电路的图解分析法 1.直流通路与交流通路 静态：只考虑直流信号，即Vi=0，各点电位不变（直流工作状态）。 动态：只考虑交流信号，即Vi不为0，各点电位变化（交流工作状态）。 直流通路：电路中无变化量，电容相当于开路，电感相当于短路。 交流通路：电路中电容短路，电感开路，直流电源对公共端短路。 放大电路建立正确的静态，是保证动态工作的前提。分析放大电路必须要正确地区分静态和动态，正确地区分直流通道和交流通道。 直流通路
放大电路及其分析方法 2.1 放大电路的基本概念 三极管具有电流放大作用，如何使用三极管构成一个电路，实现对输入信号的放大？本节就来讨论这一问题。 基本放大电路是放大电路中最基本的结构，是构成复杂放大电路的基本单元。它利用双极型半导体三极管输入电流控制输出电流的特性，或场效应半导体三极管输入电压控制输出电流的特性，实现信号的放大。本章基本放大电路的知识是进一步学习电子技术的重要基础。本书中双极型半导体三极管简称三极管，场效应半导体三极管简称场效应管。 2.1.1 放大的概念 基本放大电路一般是指由一个三极管或场效应管组成的放大电路。从电路的角度来看，可以将基本放大电路看成一个双端口网络。放大的作用体现在如下方面： 1．放大电路主要利用三极管或场效应管的控制作用放大微弱信号，输出信号在电压或电流的幅度上得到了放大，输出信号的能量得到了加强。 2．输出信号的能量实际上是由直流电源提供的，只是经过三极管的控制，使之转换成信号能量，提供给负载。放大电路的结构示意图见图2-1-1。 图2-1-1 放大电路结构示意图 2.1.2 基本放大电路的组成及工作原理 一、共射组态基本放大电路的组成 共射组态基本放大电路如图2-1-2所示。在该电路中，输入信号加在加在基极和发射极之间，耦合电容器C1和Ce视为对交流信号短路。输出信号从集电极对地取出，经耦合电容器C2隔除直流量，仅将交流信号加到负载电阻RL之上。放大电路的共射组态实际上是指放大电路中的三极管是共射组态。 图2-1-2 共射组态交流基本放大电路 二、放大原理 在输入信号为零时，直流电源通过各偏置电阻为三极管提供直流的基极电流和直流集电极电流，并在三极管的三个极间形成一定的直流电压。由于耦合电容的隔直流作用，直流电压无法到达放大电路的输入端和输出端。
基本共射极放大电路电路分析 3.2.1 基本共射放大电路 1. 放大电路概念：基本放大电路一般是指由一个三极管与相应元件组成的三种基本组态放大电路。 a.放大电路主要用于放大微弱信号，输出电压或电流在幅度上得到了放大，输出信号的能量得到了加强。 b.输出信号的能量实际上是由直流电源提供的，经过三极管的控制，使之转换成信号能量，提供给负载。 2. 电路组成:(1)三极管T; (2)VCC：为JC提供反偏电压，一般几~ 几十伏; (3)RC：将IC的变化转换为Vo的变化，一般几K~几十K。 VCE=VCC-ICRC RC ，VCC 同属集电极回路。 (4)VBB：为发射结提供正偏。 (6)Cb1，Cb2：耦合电容或隔直电容，其作用是通交流隔直流。 (7)Vi：输入信号 (8)Vo：输出信号 (9)公共地或共同端，电路中每一点的电位实际上都是该点与公 共端之间的电位差。图中各电压的极性是参考极性，电流的 参考方向如图所示。
3. 共射电路放大原理 4. 放大电路的主要技术指标 放大倍数／输入电阻Ri／输出电阻Ro／通频带(1) 放大倍数 (2) 输入电阻Ri
(3) 输出电阻Ro (4) 通频带
问题1：放大电路的输出电阻小，对放大电路输出电压的稳定性是否有利？ 问题2：有一个放大电路的输入信号的频率成分为100 Hz~10 kHz，那么放大电路的通频带应如何选择？如果放大电路的通频带比输入信号的频带窄，那么输出信号将发生什么变化？ 3.2.2 放大电路的图解分析法 1. 直流通路与交流通路 静态：只考虑直流信号，即Vi=0，各点电位不变（直流工作状态）。 动态：只考虑交流信号，即Vi不为0，各点电位变化（交流工作状态）。 直流通路：电路中无变化量，电容相当于开路，电感相当于短路。 交流通路：电路中电容短路，电感开路，直流电源对公共端短路。 放大电路建立正确的静态，是保证动态工作的前提。分析放大电路必须要正确地区分静态和动态，正确地区分直流通道和交流通道。 直流通路 交流通路
第2章 基本放大电路例题解析 例2．1 三极管组成电路如图2．2(a)～(f)所示，试判断这些电路能不能对输入的交流信号进行正常放大，并说明理由。 解： 解此类题要注意以下问题： (1)判别三极管是否满足发射结正偏，集电结反偏的条件，具备合适的静态工作点。对NPN 型晶体管构成的电路，集电极电源V CC 的正极接集电极C ，负极接“地”；对PNP 型晶体管构成的电路，集电极电源V CC 的负极接集电极C ，正极接“地”。 (2)判断有无完善的直流通路。 (3)判断有无完善的交流通路。 (4)在前三步判断得到肯定的结果时，再根据电路给出的参数值计算、判断三极管是否工作在放大区。电路的分析如下： 图(a)电路由NPN 管组成，静态情况下发射结无正向偏置，电路没有合适的静态工作点， 不具备放大作用。 图(b)电路由NPN 管组成，发射结满足正偏条件，但集电结不是反偏，也不具备合适的静态工作点，不能放大。 图(c)电路由NPN 管组成，三极管的发射结、集电结满足正偏和反偏的条件，但发射结的偏置电源V BB 将输入的交流信号旁路而不能进入三极管b ，e 间的输入回路，所以尽管电路具备合适的静态工作点，仍不能对交流信号进行正常的放大。 图(d)电路由PNP 管组成，三极管发射结正偏，集电结反偏，交流信号能进入b ，e 间的输入回路，经放大后在输出端出现，放电路能进行正常的放大。 图(e)电路由PNP 型管组成，三极管的发射结、集电结均满足放大的偏置条件，输入信号图2． 2
也能进入输入回路，但输出端无电阻R c ，故输出交流信号将经电源V CC 被地短路，因此电路也不能进行正常的放大。 图(f)电路由PNP 管组成，三极管的偏置满足放大的条件，二极管VD 为反向偏置，在电路中起温度补偿的作用，放电路能正常的放大。 例2．2 图2．3(a)固定偏流放大电路中，三极管的输出特性及交、直流负载线如图2．3 (b)，试求： (1)电源电压V CC ，静态电流I B 、I C 和管压降V CE 的值； (2)电阻R b 、R C 的值； (3)输出电压的最大不失真幅度V OM ； 解 (1)由图解法可知，直流负载线与输出特性横坐标轴的交点的电压值即是V CC 值的大小，由图2．3 (b)，读得I b ≈20μA ，V CC ≈6V 。由Q 点分别向横、纵轴作垂线，得I C ＝1mA ，V CE ＝3V 。 (2)由直流通路基极回路得 Ω?=?=≈-361030010206A V I V R B CC B 由集射极回路得 Ω=-=k I V V R C CE CC C 3 (3)由交流负载线②与静态工作点Q 的情况可看出，在输入信号的正半周，输出电压V CE 在3V 到0．8V 范围内，变化范围为2．2V ；在信号的负半周输出电压V CE 在3V 到4．6V 范围内，变化范围为1．6V 。输出电压的最大不失真幅度应取变化范围小者，故V OM 为1．6V 。 例2．3 用示波器观察NPN 管共射单级放大电路输出电压，得到图2．4所示三种失真的波形，试分别写出失真的类型。 图2． 3
放大电路的基本分析方法（20分钟） 一、参考教材 第二章2.1.4 放大电路的基本分析方法 《模拟电子技术简明教程》张国平、曾高荣主编，电子工业出版社出版 二、教学内容 1.放大电路的直流通路和交流通路 2.估算法确定静态工作点 3.图解法确定静态工作点 三、教学目的 1.掌握放大电路的直流通路与交流通路的画法； 2.掌握估算法确定静态工作点 3.掌握图解法确定静态工作点 四、教学重点、难点 1.放大电路的直流通路与交流通路的画法 2.估算法和图解法确定静态工作点 3.分析静态工作点的意义 五、教学方法 采用课堂讲授加PPT展示的方法，通过例题讲解加深学生对教学内容的理解。 六、教学过程设计 1.旧课复习（3分钟），回顾上一节的知识点，如组成放大电路的基本原则、特 点、主要性能指标等。 2.新课内容（17分钟） 1）首先引入静态和动态两个概念，使学生理解放大电路的分析实际上为直流 通路和交流通路分析的叠加；并且在分析中要采用先静态后动态的分析顺序； 引出静态工作点的概念。 2）放大电路的直流通路和交流通路：详细介绍直流通路和交流通路的画法， 并通过实例分析来加深印象。可以让学生自己进行随堂练习以确保对这一知识 点的领会和掌握。在进行实例分析时，简单介绍放大电路的基本分类（共射、共基、共集）。 3) 通过电路实例分析，介绍如何通过估算法获得静态工作点。 4）图解法是放大电路常用的分析方法之一，简单介绍图解法与微变等效电路 分析法的区别，及适用范围。通过分步解析的方式，详细介绍图解法确定静态 工作点。 七、作业 复习题二（5）；三（3）；习题2.3, 2.4 八、教学后记
课题：基本共射极放大电路的静态分析 课型：讲练结合 教学目的： 知识目标： 1. 熟悉基本共射极放大电路的组成、特点、工作原理 2. 掌握基本共射极放大电路的静态分析。 技能目标： 学会基本共发射极放大电路静态工作点的调试方法。 教学重点、难点： 重点：基本共发射极放大电路的静态分析 难点：基本共发射极放大电路的静态分析 复习与提问： 1、三极管有哪几种工作状态？ （在黑板上画出三极管的输出特性图并提问让学生指出相应的区域） 2、在模拟电子电路中三极管通常工作在什么区？ 教学过程： ,也就引子：我们知道在模拟电路中，三极管通常都工作在放大区，那么如何保证三极管始终工作在放大区 是让发射结正偏、集电结反偏？这节课我们主要来解决这个问题. （在黑板上画出基本共射放大电路，进行讲解）我们来看下这个电路. 、基本共射极放大电路 1、电路图
° 十Ucc 2、电路组成元件及作用 （1）三极管V ：具有电流放大作用，是放大器的核 心元件。不同的三极管有不同的放大倍数。 产生放大作用的外部条件是：发射结为正向电压偏置，集电结为反向电压偏置。 (2) 集电极直流电源 U cC 确保三极管工作在放大状态。 (3) 集电极负载电阻RC:将三极管集电极电流的变化转变为电压变化，以实现电压放大。 (4) 基极偏置电阻RB:为放大电路提供基极偏置电压。 (5) 耦合电容C i 和C 2:隔直流通交流。 电容C i 和C 2具有通交流的作用，交流信号在放大器之间的传递叫耦合， C i 和C 2正是起到这种作用，所 以叫作耦合电容。C i 为输入耦合电容，C 2为输出耦合电容。 电容C i 和C 2还具有隔直流的作用，因为有 C 和C 2，放大器的直流电压和直流电流才不会受到信号源和 输出负载的影响。 3?放大器的工作原理(这部分知识先在这里讲解，具体的实际操作能力在动态分析的测试中再进行) (1) ui 直接加在三极管 V 的基极和发射极之间，引起基极电流 i B 作相应的变化。 (2) 通过V 的电流放大作用，V 的集电极电流i C 也将变化。 (3) i C 的变化引起V 的集电极和发射极之间的电压 U CE 变化。 (4) u CE 中的交流分量u ce 经过C 2畅通地传送给负载 R L ，成为输出交流电压 uo,，实现了电压放大作用。 二、基本共射放大电路的静态分析(先理论后实践的方法来实现) 我们看到在这个放大电路中，即有交流信号也有直流信号，为了便于分析和理解，我们将分别对这两个 信号在放大电路中的作用进行分析。我们先来学习只有直流信号作用时的放大电路。我们将这种状态叫 静态。 Rc O- + R B C I ■ C 2 K EV R L U o
运算放大器组成的电路五花八门，令人眼花瞭乱，是模拟电路中学习的重点。在分析它的工作原理时倘没有抓住核心，往往令人头大。为此本人特搜罗天下运放电路之应用，来个“庖丁解牛”，希望各位从事电路板维修的同行，看完后有所斩获。 遍观所有模拟电子技朮的书籍和课程，在介绍运算放大器电路的时候，无非是先给电路来个定性，比如这是一个同向放大器，然后去推导它的输出与输入的关系，然后得出Vo=(1+Rf)Vi，那是一个反向放大器，然后得出Vo=-Rf*Vi……最后学生往往得出这样一个印象：记住公式就可以了！如果我们将电路稍稍变换一下，他们就找不着北了！偶曾经面试过至少100个以上的大专以上学历的电子专业应聘者，结果能将我给出的运算放大器电路分析得一点不错的没有超过10个人！其它专业毕业的更是可想而知了。 今天，芯片级维修教各位战无不胜的两招，这两招在所有运放电路的教材里都写得明白，就是“虚短”和“虚断”，不过要把它运用得出神入化，就要有较深厚的功底了。 虚短和虚断的概念 由于运放的电压放大倍数很大，一般通用型运算放大器的开环电压放大倍数都在80 dB以上。而运放的输出电压是有限的，一般在 10 V～14 V。因此运放的差模输入电压不足1 mV，两输入端近似等电位，相当于“短路”。开环电压放大倍数越大，两输入端的电位越接近相等。 “虚短”是指在分析运算放大器处于线性状态时，可把两输入端视为等电位，这一特性称为虚假短路，简称虚短。显然不能将两输入端真正短路。 由于运放的差模输入电阻很大，一般通用型运算放大器的输入电阻都在1MΩ以上。因此流入运放输入端的电流往往不足1uA，远小于输入端外电路的电流。故通常可把运放的两输入端视为开路，且输入电阻越大，两输入端越接近开路。“虚断”是指在分析运放处于线性状态时，可以把两输入端视为等效开路，这一特性称为虚假开路，简称虚断。显然不能将两输入端真正断路。 在分析运放电路工作原理时，首先请各位暂时忘掉什么同向放大、反向放大，什么加法器、减法器，什么差动输入……暂时忘掉那些输入输出关系的公式……这些东东只会干扰你，让你更糊涂﹔也请各位暂时不要理会输入偏置电流、共模抑制比、失调电压等电路参数，这是设计者要考虑的事情。我们理解的就是理想放大器（其实在维修中和大多数设计过程中，把实际放大器当做理想放大器来分析也不会有问题）。 好了，让我们抓过两把“板斧”------“虚短”和“虚断”，开始“庖丁解牛”了。 (原文件名:1.jpg)
基本共射放大电路 一、实验目的 1、了解电子EDA技术的基本概念。 2、熟悉PSPICE软件的实验方法。 二、实验仪器 1、计算机（486以上IBMPC机或兼容机，8M以上存，80M以上硬盘）。 2、操作系统Windows95以上。 三、预习要求 1、熟悉PSPICE中的电路描述、PSPICE的集成环境、PSPICE中的有关规定和PSPICE 仿真的一般步骤。 2、了解电子EDA技术的基本概念。 四、实验容 （一）画电路图 单极共射极放大器电路如图1-1所示，画出电路图。 图1-1单极共射极放大器 1、放置元件 （1）用鼠标单击“开始”按钮，再在“程序”项中打开Schematics程序（单击Schematics）则屏幕上出现Schematics程序主窗口如图1-2所示。 图1-2
（2）选择菜单中Draw|Get New Part项或 单击图标工具栏中“”图标，弹出如图1-3所 示的元件浏览窗口Part Browser。 （3）在Part Name编辑框中输入元件名称。 此时，在Description信息窗口中出现该元器件 的描述信息，这里我们先输入BJT名称 Q2N2222。（如果不知道元器件名称，可以单击 Libraries，打开库浏览器Library Browser,在 Library窗口中单击所需元件相应的库类型，移 动Part窗口中右侧滚动条，单击列表中的元器 件，在Description中查看描述信息，判断所选 器件是否需要，若是，则单击OK关闭Library Browser，此时，Part Browser对话窗的Part Name编辑框中显示的即为选中的元器件。 （4）单击Place，将鼠标箭头移出Part Browser窗口。这时箭头处出现该元器件符号。 （5）移动箭头将元器件拖到合适的位置， 若需要，可以用快捷键Ctrl＋R或Ctrl＋F旋转 或翻转符号（也可用菜单项Edit|Rotate或 图1-3 Edit|Flip来完成）。 （6）单击鼠标左键，将元器件放置在页面上。此时，BJT出现在原理图页面上。如果需要可继续单击左键，放置多个同类元器件，它们的标号自动排序。 （7）单击右键结束放置操作。 （8）用鼠标单击Part Name编辑框，将焦点移回Part Name编辑框中。 （9）重复（3）到（7）的步骤。将其它元器件，如电阻（R）、电容（C）、电源（VDC）、地（EGND）和信号源（VSIN）放置在页面上。为突出输出端，我们在输出端放置了BUBBLE 符号（用于与其它电路连接的符号）。 （10）元器件放置完后，单击Close关闭Part Browser窗口。 还有另一种放置元器件的方法：如果知道所用元器件的名称可以不打开Part Browser 窗口，直接在“”中输入源器件名称并按Enter键，将元器件调出，放置在页面上。 如果想删除不需要的元器件，可以用鼠标单击选中该元器件（元器件符号变成红色），然后选择菜单项Edit|Cut就可以将元件删除（也可用键盘上的Delete键删除）。 2、画电路连线 （1）选择菜单Draw|Wire或点击“”图标，此时鼠标箭头变成一只笔。 （2）将笔尖移到元件引脚端点击左键，再将笔尖移到要连接的另一元件引脚端单击左键，则完成一根连线的连接。 （3）重复第（2）步画完所有连线。 （4）单击右键，取消画线状态。 3、为放大电路重要节点加标号 （1）双击Rc到BJT集电极间的连线，弹出Label 对话框（也可以通过选择菜单项
第二章 放大电路分析基础 §2、1 放大电路工作原理 一：放大电路的组成原理 基本共发射极电路如图右所示。图中V 是NPN 型三极管，担负放大作用，是整个电路的核心器件。 放大电路的组成原则是： （1）：放大器件工作在放大区（三极管的发射结正向偏置，集电结反向偏置） （2）：输入信号能输送至放大器件的输入端（三极管的发射结） （3）：有信号电压输出。 我们判断一个放大电路能否放大输入，可按上述原则进行。 如用PNP 三极管，则电源和电容C1，C2的极性均反向。 基本放大电路的习惯画法 （1） （2） 二：直流通路和交流通路 在分析放大电路时有两类问题：直流问题和交流问题。 （1）直流通路：将放大电路中的电容视为开路，电感视为短路即得。它又被称为静态分析。 （2）交流通路：将放大电路中的电容视为短路，电感视为开路，直流电源视为短路即得。它又被称为动态分析。 按上述原则，可画出图（2）的直流通路和交流通路。如图所示（3）和（4）。 - u o + - u o + + u o -
§2、2 放大电路的直流工作状态 直流工作点，又称为静态工作点，简称Q 点。它可以通过公式求出，也可以通过作图的方法求出。 一：公式法计算Q 点 根据放大电路的直流通路，估算出放大电路的静态工作点。下面把求I B 、I C 、U CE 的公式列出来 三极管导通时，U BE 的变化很小，可视为常数，我们一般认为：硅管为 0.7V 锗管为 0.2V 例：用估算法计算静态工作点。 已知：V CC=12V ，R C=4K Ω，R b=300K Ω，β=37.5。 解： 二：图解法计算Q 点 三极管的电流、电压关系可用输入特性曲线和输出特性曲线 表示，我们可以在特性曲线上，直接用作图的方法来确定静态工作点。用图解法的关键是正确的作出直流负载线，通过直流负载线与i B =I BQ 的特性曲线的交点，即为Q 点。读出它的坐标即得I C 和U CE 图解法求Q 点的步骤为： （1）：通过直流负载方程画出直流负载线，（直流负载方程为U CE =U CC -i C R C ） （2）：由基极回路求出I B （3）：找出i B =I B 这一条输出特性曲线与直流负载线的交点就是Q 点。读出Q 点的坐标即为所求。 例2：如图（5）所示电路，已知Rb=280千欧，Rc=3千欧，Ucc=12伏，三极管的输出特性曲线如图（6） 所示，试用图解法确定静态工作点。 + u o - A μ400.04mA 300 12 b CC B ===≈ R V I mA 5.104.05.37B C =?=≈I I β6V 41.512C C CC CE =?-=-=R I V U