基于三种电路对电流放大的研究摘要：放大电路时指能量的控制和转换，用能量比较小的输入信号来控制 另一个能源，使输出端的负载得到的能量比较大的信号。放大的对象是变化量，放大的前提是传输不失真。 三种放大电路的基本组态： 三种放大电路为：共发射极放大电路，共基极放大电路，共集电极放大电路。 1、共发射极放大电路 三极管V：实现电流放大。集电极直流电源Ucc：确保三极管工作在放大状态。集电极负载电阻Rc:将三极管集电极电流变化转为电压变化，以实现电压放大。基极偏置电阻Rb:为放大电路提供静态工作点。耦合电容C1和C2：隔直流通交流。 工作原理：Ui直接加在三级管V的基极和发射极之间，引起基极电流ib作相应的变化。通过V的电流放大作用，V的集电极电流ic也将变化。ic的变化引起V的集电极和发射极之间的电压UCE变化。UCE中的交流分量uce经过C2畅通的传送给负载RL，成为输出交流电压u。，实现电压放大作用。 （1）静态分析：
共发射极放大电路的直流通路和静态工作点 （2）求静态工作点上图Q点为静态工作点。 2、共集电极放大电路
A是一个共集组态的单管放大电路,b为等效电路。则由a图电路的基极回路 可求得基极电流为电流的放大倍数由图b等效电路可知。 3、共基极放大电路
直流通路与静态工作稳定电路相同。 电流的放大倍数 没有电流的放大作用。 电压放大倍数 具有电压放大作用，没有倒向作
用。共基极放大电路具有输出电压与输入电压同相，电压放大倍数高、输入电阻小、输出电阻大等特点。由于共基极电路有较好的高频特性，故广泛用于高频或宽带放大电路中。 三种电路的比较： 1.共射电路既能放大电压又能放大电流，具有较大的电压放大倍数和电流放大倍数，输入电阻在三种电路中居中，输出电阻较大，频带较窄。常做低频放大电路的单元电路。 2. 共集电路只能放大电流不能放大电压，是三种接法中输入电阻最大，输出电阻最小的电路，电压放大倍数接近１，具有电压跟随特点。常用于电压放大电路的输入级和输出级，在功率放大电路中也常采用。 3. 共基电路只能放大电压不能放大电流，输入电阻小，电压放大倍数和输出电阻与共射电路相当，频率特性是三种接法中最好的电路。常用于宽频带放大电路。 三极管的放大电路、 三极管的电流放大作用是基极电流对集电极电流的控制作用。要使三极管正常放大信号，发射结应加正向电压，集电结应加反向电压。 三极管的电流分配关系为：三极管电流放大倍数为 当△Ib有微小变化，就能引起△Ic的较大变化，这就是三极管的电流放大作用。 晶体三极管的三种基本放大电路接法分别为：共发射极接法、共基极接法、共集电极接法。
基本放大电路 一、选择题 (注:在每小题的备选答案中选择适合的答案编号填入该题空白处,多选或不选按选错论) 1 在基本放大电路的三种组态中：①输入电阻最大的放大电路是 ；②输入电阻最小 的放大电路是 ；③输出电阻最大的是 ；④输出电阻最小的是 ； ⑤可以实现电流放大的是 ；⑥电流增益最小的是 ；⑦可以实现电压放大 的是 ；⑧可用作电压跟随器的是 ；⑨实现高内阻信号源与低阻负载之间 较好的配合的是 ；⑩可以实现功率放大的是 。 A.共射放大电路 B.共基放大电路 C.共集放大电路 D.不能确定 2 在由NPN 晶体管组成的基本共射放大电路中，当输入信号为1kHz,5mV 的正弦电压时，输出 电压波形出现了底部削平的失真，这种失真是 。 A.饱和失真 B.截止失真 C.交越失真 D.频率失真 3 晶体三极管的关系式i E =f(u EB )|u CB 代表三极管的 。 A.共射极输入特性 B.共射极输出特性 C.共基极输入特性 D.共基极输出特性 4 在由PNP 晶体管组成的基本共射放大电路中，当输入信号为1kHz,5mV 的正弦电压时，输 出电压波形出现了顶部削平的失真，这种失真是 。 A ．饱和失真 B.截止失真 C.交越失真 D.频率失真 5 对于基本共射放大电路，试判断某一参数变化时放大电路动态性能的变化情况 (A.增大，B.减小，C.不变)，选择正确的答案填入空格。 1).R b 减小时，输入电阻R i 。 2).R b 增大时，输出电阻R o 。 3).信号源内阻R s 增大时，输入电阻R i 。 4).负载电阻R L 增大时，电压放大倍数||||o us s U A U 。 5).负载电阻R L 减小时，输出电阻R o 。 6.有两个放大倍数相同、输入和输出电阻不同的放大电路A 和B ，对同一个具有内阻的信号 源电压进行放大。在负载开路的条件下测得A 的输出电压小。这说明A 的 。 A.输入电阻大 B.输入电阻小 C.输出电阻大 D.输出电阻小
一、复习引入 复习基本共射极放大电路的结构及各元件的名称和作用。 二、新授 （一）基本共射极放大电路分析 （1）基本共射极放大电路的静态工作点 无输入信号（u i=0）时电路的状态称为静态，只有直流电源U cc加在电路上，三极管各极电流和各极之间的电压都是直流量，分别用I B、I C、U BE、U CE表示，它们对应着三极管输入输出特性曲线上的一个固定点，习惯上称它们为静态工作点，简称Q点。I B、I C、U BE、U CE通常表示为I BQ、I CQ、U BEQ 和U CEQ。 (a)共射放大电路 (b)直流通路 图1 共射基本放大电路及其直流通路 静态值既然是直流，故可用交流放大电路的直流通路来分析
计算。 在如图1（b）所示共射基本电路的直流通路中，由+U cc —R b—b极—e极—地可得:一般U CC>U BEE，则 I BQ=（U CC-U BEQ）/R b≈U CC/R b 当U CC和R b选定后，偏流I B即为固定值，所以共射极基本电路又称为固定偏流电路。 如果三极管工作在放大区，且忽略I CEO，则 I CQ≈βI BQ 由+U cc—R c b极—c极—e极—地可得 U CEQ=U CC=I CQ R C 如果按上式算得值小于0.3V，说明三极管已处于或接近饱和状态，I CQ将不再与I BQ成β倍关系。此时I CQ称为集电极饱和电流I CS，集电极与发射极间电压称为饱和电压U CES。U CES值很小，硅管取0.3V。可由下式求得 I CS =(U CC-U CES)/R C 一般情况下，U cc>U CES I CS≈U CC/R C （2）微变等效电路分析法 共射基本放大电路的微变等效电路，如图2所示。 从图中可以看出，输入电阻R i为R b与r be的并联值，所
课程编号 实验项目序号 本科学生实验卡和实验报告 信息科学与工程学院 通信工程专业2015级1班 课程名称：电子线路 实验项目：三种基本组态晶体管放大电路 2017——2018学年第一学期 学号： 201508030107 姓名：毛耀升专业年级班级：通信工程1501班
四合院102 实验室组别：无实验日期： 2017年12 月26日
图5.1 工作点稳定的共发射极放大电路 2、打开仿真开关，用示波器观察电路的输入波形和输出波形。单击示波器上 Expand按钮放大屏幕，测量输出波形幅值，计算电压放大倍数。根据输入端 电流表的读数计算输入电阻； 3、利用L键拨动负载电阻处并关，将负载电阻开路，适当调整示波器A通道参数， 再测量输出波形幅值，然后用下列公式计算输出电阻Ro；其中Vo是负载电阻 开路时的输出电压； 4、连接上负载电阻，再利用空格键拨动开关，使发射极旁路电容断开，适当调 整示波器A通道参数，再测量、计算电压放大倍数。并说明旁路电容的作用。 (二)共集电极放大电路 1、建立共集电极放大电路如图5.2所示。NPN型晶体管取理想模式，电流放大系 数设置为50，用信号发生器产生频率为lkHz、幅值为10mV的正弦信号，输入 端电流表设置为交流模式；
图5.2 工作点稳定的共集电极放大电路 2、打开仿真开关，用示波器观察电路的输入波形和输出波形。单击示波器上Expand按钮放大 屏幕，测量输出波形幅值，计算电压放大倍数。根据输入端电流表的读数计算输入电阻； 3、仿照5.3.1中的步骤3求电路输出电阻。 (三)共基极放大电路 1、建立共基极放大电路，如图5.3所示。NPN型晶体管取理想模式，电流放大系数设置为50。 用信号发生器产生频率为lkHz、幅值为10mV的正弦信号，输入端电流表； 图5.3 工作点稳定的共基极放大电路 2、打开仿真开关，用示波器观察电路的输入波形和输出波形。单击示波器上Expand按钮放大 屏幕，测量输出波形幅值，计算电压放大倍数。根据输入端电流表的读数计算输入电阻； 3、仿照5.3.1步骤3求电路输出电阻。
功率放大器,功率放大器的特点及原理是什么? 利用三极管的电流控制作用或场效应管的电压控制作用将电源的功率转换为按照输入信号变化的电流。因为声音是不同振幅和不同频率的波，即交流信号电流，三极管的集电极电流永远是基极电流的β倍，β是三极管的交流放大倍数，应用这一点，若将小信号注入基极，则集电极流过的电流会等于基极电流的β倍，然后将这个信号用隔直电容隔离出来，就得到了电流(或电压)是原先的β倍的大信号，这现象成为三极管的放大作用。经过不断的电流及电压放大，就完成了功率放大。 功率放大器，简称“功放”。很多情况下主机的额定输出功率不能胜任带动整个音响系统的任务，这时就要在主机和播放设备之间加装功率放大器来补充所需的功率缺口，而功率放大器在整个音响系统中起到了“组织、协调”的枢纽作用，在某种程度上主宰着整个系统能否提供良好的音质输出。 一、功率放大器的特点 向负载提供信号功率的放大器，通常称为功率放大器。功率放大器工作时，信号电压和电流的幅度都比较大，因此具有许多不同于小信号放大器的特点。 l．功率放大器的效率 功串放大的实质是通过晶体管的控制作用，把电源提供给放大器的直流功率转换成负载上的交流功率。交流输出功串和直流电源功率息息相关。一个功率放大器的直流电源提供的功率究竟能有多少转换成交流输出功率呢？我们当然希望功率放大器最好能把直流功率（PE= EcIc）百分之百转换成交流输出功率（Psc＝Uscisc）实际上却是不可能的。因为晶体管自身要有一定的功率消耗，各种电路元件（电阻、变压器等）要消耗一定的功率，这就有个效率问题了。放大器的效率η指输出功率Psc与电源供给的直流动率PE之比，即通常用百分比表示： η=Psc/PE 通常用百分比表示： η=Psc/PE×100% 效率越高，表示功率放大器的性能越好。 晶休管在大信号工作条件下，工作点会上下大幅度摆动。一旦工作点跳出输入或输出特性曲线的线性区，就会出现非线性失真。所以对声频功率放大器来说，输出功率总要和非线性失真联系在一起考虑。一般声频功率放大器都有两个指标棗最大输出功率和最大不失真输
在基本放大电路的三种组态中，输入电阻最大的放大电路是[ ] A.共射放大电路 B.共基放大电路 C.共集放大电路 D.不能确定 在基本共射放大电路中，负载电阻R L 减小时，输出电阻R O 将[ ] A.增大 B.减少 C.不变 D.不能确定 在三种基本放大电路中，输入电阻最小的放大电路是[ ] A.共射放大电路 B.共基放大电路 C.共集放大电路 D.不能确定 在电路中我们可以利用[ ]实现高内阻信号源与低阻负载之间较好的配合。 A 共射电路 B 共基电路 C 共集电路 D 共射-共基电路 在基本放大电路的三种组态中，输出电阻最小的是[ ] A.共射放大电路 B.共基放大电路 C.共集放大电路 D.不能确定 在由NPN晶体管组成的基本共射放大电路中，当输入信号为1kHz,5mV的正弦电压时，输出电压波形出现了底部削平的失真，这种失真是[ ] A.饱和失真 B.截止失真 C.交越失真 D.频率失真 以下电路中，可用作电压跟随器的是[ ] A．差分放大电路 B．共基电路 C．共射电路 D．共集电路 晶体三极管的关系式i E =f(u EB )|u CB 代表三极管的 A.共射极输入特性 B.共射极输出特性 C.共基极输入特性 D.共基极输出特性 对于图所示的复合管，穿透电流为（设I CEO1、I CEO2 分别表示T 1 、T 2 管的穿透电 流） A.I CEO = I CEO2 I CEO B.I CEO =I CEO1 +I CEO2 C.I CEO =（1+ 2 ）I CEO1 +I CEO2 D.I CEO =I CEO1 图 [ ] 在由PNP晶体管组成的基本共射放大电路中，当输入信号为1kHz,5mV的正弦电压时，输出电压波形出现了顶部削平的失真，这种失真是[ ] B.饱和失真 B.截止失真 C.交越失真 D.频率失真
实验十 集成功率放大电路 一、实验目的 1.熟悉集成功率放大电路的特点。 2.掌握集成功率放大电路的主要性能指标及测量方法。 二、实验仪器及材料 1.示波器 2.信号发生器 3.万用表 三、预习要求 1.复习集成功率放大电路工作原理，对照图1 2.2分析电路工作原理。 2.在图12.1电路中，若V CC =12V ，R L =8Ω，估算该电路的P cm 、P V 值。 3.阅读实验内容，准备记录表格。 集成功率放大器是一种音频集成功放，具有自身功耗低、电压增益可调整、电压电源范围大、外接元件少和总谐波失真少的优点。分析其内部电路，可得到一般集成功放的结构特点。LM386是一个三级放大电路，第一级为直流差动放大电路，它可以减少温飘、加大共模抑制比的特点，由于不存在大电容，所以具有良好低频特性可以放大各类非正弦信号也便于集成。它以两路复合管作为放大管增大放大倍数，以两个三极管组成镜象电路源作差分发大电路的有源负载，使这个双端输入单端输出差分放大电路的放大倍数接近双端输出的放大倍数。第二级为共射放大电路，以恒流源为负载，增大放大倍数减小输出电阻。第三级为双向跟随的准互补放大电路，可以减小输出电阻，使输出信号峰峰值尽量大（接近于电源电压），两个二极管给电路提供合适的偏置电压，可消除交越失真。可用瞬间极性法判断出，引脚2为反相输入端，引脚3位同相输入端，电路是单电源供电，故为OTL （无输出变压器的功放电路），所以输出端应接大电容隔直再带负载。引脚5到引脚1的15K Ω电阻形成反馈通路，与引脚8引脚1之间的1.35K Ω和引脚8三极管发射极间的150Ω电阻形成深度电压串联负反馈。此时：F AF A A A f u 1 1≈+= =，理论分析当引脚1引脚8之间开路时，有： 22)15.035.1151(2=++ ≈K K K A u ，当当引脚1引脚8之间外部串联一个大电容和一个电 阻R 时，)15.035.1151(2K R K K A u ++ ≈，因此当R=0时，202≈u A 。
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
各种放大器及它们的特点 1.通用型集成运算放大器 通用型集成运算放大器是指它的技术参数比较适中，可满足大多数情况下的使用要求。通用型集成运算放大器又分为Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型，其中Ⅰ型属低增益运算放大器，Ⅱ型属中增益运算放大器，Ⅲ型为高增益运算放大器。Ⅰ型和Ⅱ型基本上是早期的产品，其输入失调电压在2mV左右，开环增益一般大于80dB。 2.高精度集成运算放大器 高精度集成运算放大器是指那些失调电压小，温度漂移非常小，以及增益、共模抑制比非常高的运算放大器。这类运算放大器的噪声也比较小。其中单片高精度集成运算放大器的失调电压可小到几微伏，温度漂移小到几十微伏每摄氏度。 3.高速型集成运算放大器 高速型集成运算放大器的输出电压转换速率很大，有的可达2~3kV/μS。 4.高输入阻抗集成运算放大器 高输入阻抗集成运算放大器的输入阻抗十分大，输入电流非常小。这类运算放大器的输入级往往采用MOS管。 5.低功耗集成运算放大器 低功耗集成运算放大器工作时的电流非常小，电源电压也很低，整个运算放大器的功耗仅为几十微瓦。这类集成运算放大器多用于便携式电子产品中。 6.宽频带集成运算放大器 宽频带集成运算放大器的频带很宽，其单位增益带宽可达千兆赫以上，往往用于宽频带放大电路中。 7.高压型集成运算放大器 一般集成运算放大器的供电电压在15V以下，而高压型集成运算放大器的供电电压可达数十伏。 8.功率型集成运算放大器 功率型集成运算放大器的输出级，可向负载提供比较大的功率输出。 9.光纤放大器 光纤放大器不但可对光信号进行直接放大，同时还具有实时、高增益、宽带、在线、低噪声、低损耗的全光放大功能，是新一代光纤通信系统中必不可少的关键器件；由于这项技术不仅解决了衰减对光网络传输速率与距离的限制，更重要的是它开创了1550nm频段的波分复用，从而将使超高速、超大容量、超长距离的波分复用（WDM）、密集波分复用（DWDM）、全光传输、光孤子传输等成为现实，是光纤通信发展史上的一个划时代的里程碑。在目前实用化的光纤放大器中主要有掺铒光纤放大器（EDFA）、半导体光放大器（SOA）和光纤拉曼放大器（FRA）等，其中掺铒光纤放大器以其优越的性能现已广泛应用于长距离、大容量、高速率的光纤通信系统、接入网、光纤CATV网、军用系统（雷达多路数据复接、数据传输、制导等）等领域，作为功率放大器、中继放大器和前置放大器。 光纤放大器一般都由增益介质、泵浦光和输入输出耦合结构组成。目前光纤放大器主要有掺铒光纤放大器、半导体光放大器和光纤拉曼放大器三种，根据其在光纤网络中的应用，光纤放大器主要有三种不同的用途：在发射机侧用作功率放大器以提高发射机的功率；在接收机之前作光预放大器以极大地提高光接收机的灵敏度；在光纤传输线路中作中继放大器以补偿光纤传输损耗，延长传输距离。
［教学目的］ 1、掌握互补功率放大电路的工作原理，熟悉实际功放OCL电路 2、掌握LM386集成功放的工作原理、引脚图及其使用 ［教学重点和难点］ 1、互补功率放大电路的最大输出功率、转换效率和最大输出电压的计算 2、LM386集成功放的应用 ［教学时数］4学时 ［教学内容］ 第一节功率放大电路概述 一、功率放大电路的特点 二、放大电路的组成 第二节互补功率放大电路 一、OCL电路的组成及工作原理 二、OCL电路的输出功率及效率 第三节集成功率放大电路 一、集成功率放大电路的分析 二、集成功率放大电路的主要性能指标 三、集成功率放大电路的应用 ［电子教案］4学时 本章讨论的问题： 功率放大是放大功率吗？电压放大电路和功率放大电路有什么区别？2.什么是晶体管的甲类、乙类和甲乙类工作状态？3.晶体管的最大耗散功率是否是电路的最大输出功率？晶体管的耗散功率最大时，电路的输出功率是最大吗？ 4.互补式功放电路的输出功率是否为单管功放电路的二倍？ 5.在已知电源电压相同且负载电阻也相同的情况下，如何估算出最大输出功率？ 6.在已知电源电压相同且负载电阻也相同的情况下，对于不同电路形式的功放，最大输出功率都相同吗？它们与电路中晶体管的工作状态有关吗？ 7.功放管和小功率放大电路中晶体管的选择有何不同？如何选择？ 9.1 功率放大电路概述（45分钟）
功放既不是单纯追求输出高电压，也不是单纯追求输出大电流，而是追求在电源（直流）电压确定的情况下，输出尽可能大的功率。 功放电路的要求： 1.Pomax 大，三极管极限工作； 2.h = Pomax / PV 要高； 3.失真要小 9.1.1功率放大电路的特点 一、主要技术指标1.最大输出功率Pom 功率放大电路提供给负载的信号功率称为输出功率。是交流功率，表达式为Po ＝IoUo 。 最大输出功率是在电路参数确定的情况下，负载上可能获得的最大交流功率 2.转换效率η 功率放大电路的最大输出功率与电源提供的直流功率之比。直流功率等于电源输出电流平均值及电压之积。 3.最大输出电压Uom 二、功率放大电路中的晶体管在功率放大电路中，为使输出功率尽可能大，要求晶体管工作在极限应用状态。晶体管集电极电流最大时接近ICM 晶体管管压降最大时接近U （BR ）CEO 晶体管耗散功率最大时接近PCM 如何选择功放管？ 要注意极限参数的选择，还要注意其散热条件，使用时必须安装合适的散热片和各种保护措施 三、功率放大电路的分析方法 采用图解法9.1.2 功率放大电路的组成一、为什么共射放大电路 不宜用作功率放大电路 1.无输入信号作用时：直流电源提供的直流功率为I CQ V CC ， 即图中矩形ABCO 的面积。 集电极电阻R C 的功率损耗为I 2CQ R C 即图中矩形QBCD 的面积。 晶体管集电极耗散功率为I CQ U CEQ 即图中矩形AQDO 的面积。 2.在输入信号为正弦波时，若集电极电流也为正弦波：直流电源提供的直流功率不变 R /L (=R C //R L )上获得的最大交流功率P /Om 为 图9.1.1小功率共射放大电路的输出功率和效率分析 )(2 1 )2 ( 20L CQ CQ L CQ m R I I R I P '='='
除去信号的输入、输出端。另一端就是共极三极管基本放大电路的三种组态 组态一：共射电路 组态二：共集电极电路 共集电极组态基本放大电路如图所示。
(1)直流分析 (2)交流分析 放大倍数／输入电阻／输出电阻
组态三：共基极放大电路共基组态放大电路如图
交流、直流通路 微变等效电路 共基极组态基本放大电路的微变等效电路 性能指标
三种组态电路比较 放大电路的三种基本组态 2．6．1共集电极放大电路 上图（a）是一个共集组态的单管放大电路，由上图（b）的等效电路可以看出，输入信号与输出信号的公共端是三极管的集电极，所以属于共集组态。又由于输出信号从发射极引出，因此这种电路也称为射极输出器。 下面对共集电极放大电路进行静态和动态分析。 一、静态工作点 根据上图（a）电路的基极回路可求得静态基极电流为
(2.6.1) 二、电流放大倍数 由上图（b）的等效电路可知 Ai= - (1+β) (2.6.4) 三、电压放大倍数 由上图（a）可得 Re’=Re//RL 由式（2．6．4）和（2．6．5）可知，共集电极放大电路的电流放大倍数大于1，但电压放大倍数恒小于1，而接近于1，且输出电压与输入电压同相，所以又称为射极跟随器。 四、输入电阻 由图2．6．1（b）可得 Ri=rbe+(1+β)Re’ 由上式可见，射极输出器的输入电阻等于rbe和（1＋β）R、e相串连，因此输入电阻大大提高了。由上式可见，发射极回路中的电阻R、e折合到基极回路，需乘（1＋β）倍。 五、输出电阻 在上图（b）中，当输出端外加电压U。，而US=0时，如暂不考虑Re的作用，可得下图。 由图可得
功率放大器功率放大器电路图 功率放大器 中文名称： 功率放大器 英文名称： power amplifier 定义： 在给定失真率条件下，能产生最大功率输出以驱动某一负载(例如扬声器)的放大器。 所属学科： 通信科技（一级学科）；通信原理与基本技术（二级学科） 功率放大器，简称“功放”。很多情况下主机的额定输出功率不能胜任带动整个音响系统的任务，这时就要在主机和播放设备之间加装功率放大器来补充所需的功率缺口，而功率放大器在整个音响系统中起到了“组织、协调”的枢纽作用，在某种程度上主宰着整个系统能否提供良好的音质输出。 功率放大器简介 利用三极管的电流控制作用或场效应管的电压控制作用将电源的功率转换为按照输入信号变化的电流。因为声音是不同振幅和不同频率的波，即交流信号电流，三极管的集电极电流永远是基极电流的β倍，β是三极管的交流放大倍数，应用这一点，若将小信号注入基极，则集电极流过的电流会等于基极电流的β倍，然后将这个信号用隔直电容隔离出来，就得到了电流(或电压)是原先的β倍的大信号，这现象成为三极管的放大作用。经过不断的电流及电压放大，就完成了功率放大。 功率放大器种类 传统的数字语音回放系统包含两个主要过程： （1）数字语音数据到模拟语音信号的变换(利用高精度数模转换器DAC)实现； （2）利用模拟功率放大器进行模拟信号放大，如A类、B类和AB类放大器。从1980年代早期，许多研究者致力于开发不同类型的数字放大器，这种放大器直接从数字语音数据实现功率放大而不需要进行模拟转换，这样的放大器通常称作数字功率放大器或者D类放大器。 1、A类放大器 A类放大器的主要特点是：放大器的工作点Q设定在负载线的中点附近,晶体管在输入信号的整个周期内均导通。放大器可单管工作，也可以推挽工作。由于放大器工作在特性曲线的线性范围内，所以瞬态失真和交替失真较小。电路简单，调试方便。但效率较低，晶体管功耗大，功率的理论最大值仅有25％，且有较大的非线性失真。由于效率比较低现在设计基本上不在再使用。 2、B类放大器 B类放大器的主要特点是：放大器的静态点在(VCC，0)处，当没有信号输入时，输出端几乎不消耗功率。在Vi的正半周期内，Q1导通Q2截止，输出端正半周正弦波；同理，当Vi为负半波正弦波(如图虚线部分所示)，所以必须用两管推挽工作。其特点是效率较高(78%)，但是因放大器有一段工作在非线性区域内，故其缺点是"交越失真"较大。即当信号在-0.6V~ 0.6V之间时， Q1 Q2都无法导通而引起的。所以这类放大器也逐渐被设计师摒弃。 3、T类放大器 T类功率放大器的功率输出电路和脉宽调制D类功率放大器相同，功率晶体管也是工作在开关状态，效率和D类功率放大器相当。但它和普通D类功率放大器不同的是：1、它不是使用脉冲调宽的方法，Tripath公司发明了一种称作数码功率放大器处理器“Digital Power Processing （DPP）”的数字功率技术，它是T类功率放大器的核心。它把通信技术中处理小信号的适应算法及预测算法用到这里。输入的音频信号和进入扬声器的电流经过DPP数字处理后，用于控制功率晶体管的导通关闭。从而使音质达到高保真线性放大。2、它的功率晶体管的切换频率不是固定的，无用分量的功率谱并不是集中在载频两侧狭窄的频带内，而是散布在很宽的频
放大电路的工作原理和三种基本放大组态 放大电路里通常是晶体三极管、场效应管、集成运算放大器等，这些器件也称为有源器件。 共射放大电路如图所示。V cc是集电极回路的直流电源，也是给放大电路提供能量的，一般在几伏到几十伏范围，以保证晶体三极管的发射结正向偏置、集电结反向偏置，使晶体三极管工作在放大区。R c是集电极电阻，一般在几 K 至几十K 范围，它的作用是把集电极电流i C的变化变成集电极电压u CE的变化。V BB是基极回路的直流电源，使发射结处于正向偏置，同时通过基极电阻R b提供给基极一个合适的基极电流I BQ，使三极管工作在放大区中适当的区域，这个电流I BQ常称为基极偏置电流，它决定着三极管的工作点，基极偏置电流I BQ是由V BB和基极电阻R b共同作用决定的，基极电阻R b一般在几十KΩ至几百KΩ范围。 如在输入端加上一个较小的正弦信号u i , 通过电容C1加到三极管的基极，从而引起基极电流i B在原来直流I BQ的基础上作相应的变化，由于u i是正弦信号，使i B随u i也相应地按正弦规律变化，这时的i B实际上是直流分流I BQ和交流分量i b迭加后的量。同时i B的变化使集电极电流 i C 随之变化，因此i C也是直流分量I C和交流分量i c的迭加，但i C要比i B大得多（即β倍）。电流i C在电阻R C上产生一个压降，集电极电压u CE =V CC－i C R L，这个集电极电压u CE也是由直流分量I C和交流分量 i C两部分迭加的。这里的 u CE和 i C相位相反，即当 i C增大时, u CE减少。由于C 2的隔直作用，使只有 u CE的交流分量通过电容C2作为放大电路的输出电压u O。如电路参数选择适当，u O要比 u I的幅值要大得多，同时 u I与 u O的相位正好相反。电路中各点的电流、电压波形如图所示。 放大电路的图解法 放大电路有三种主要分析方法：一是图解法，二是微变等效电路法，三是计算机辅助分析法。 图解法是根据晶体管的输入和输出特性曲线，以及电路参数，在特性曲线上确定静态工作点Q的位置，并根据输入信号的波形，画出晶体管各点的电流电压波形，以及输出信号的波形。因此图解法分析放大电路可以分为静态分析和动态分析两步来做。 用图解法对放大电路的静态分析可分为两步，先根据输入回路的I B与 U BE的关系式在输入特性曲线上确定输入回路的静态工作点Q，随后根据输出回路的I C与U CE关系式式确定输出回路的静态工作点，求出I CQ和U CEQ。其中需要分别在输入特性图和输出图上作出直流负载线。
第五章基本放大电路作业 一、判断题 1．为消除放大电路的饱和失真，可适当增大偏置电阻R B。 （ ） 2．画直流通路时电容器应视为开。 （ ） 3．放大器的输出与输入电阻都应越大越好。 （ ） 4．放大器A V = －50，其中负号表示波形缩小。 （ ） 5. 共射放大器的输出电压与输入电压的相位相同。 （ ） 二、填空题 1．基本放大电路中的三极管作用是进行电流放大，三极管工作在_______区是放大电路能放大信号的必要条件，为此，外电路必须使三极管发射结_______，集电结______偏； 且要有一个合适的_______________。 2．基本放大电路三种组态是___________，_____________，____________。 3．放大电路的静态工作点通常是指______、______和_______。 4．放大器的基本分析方法主要有两种：_________、__________。对放大器的分析包括两部分：（1）________________，（2）_______________。 5．从放大器_________端看进去的_______________称为放大器的输入电阻。而放大器的输出电阻是去掉负载后，从放大器_______端看进去的______________。 6．场效应管放大电路的静态工作点包括____，_____，_____三个直流参数 7．频率特性有____，_____，____三个区间。 8．并联谐振的回路的主要参数有：_____，______，______ 9．调谐回路不能对所有频率的信号进行同等的传输，而是有选择性的进行传输，使那些频率_______的信号顺利通过，而把那些偏离______较远的信号滤除。 10．反馈电路包括______，________两部分。 11．基本调谐电路由______，________两部分。 三、选择题 1.放大电路在未输入交流信号时，电路所处工作状态是______。 A.静态 B.动态 C.放大状态 D.截止状态
3.2 三种基本组态放大电路 教学要求 掌握三极管三种组态放大电路的工作原理； 会对放大电路的主要性能指标进行分析； 了解场效应管放大电路的工作原理。 一、共发射极放大电路 （一）电路的组成 直流电源V CC 通过R B1 、R B2 、R C 、R E 使三极管获得合适的偏置，为三极管的放大作用提供必要的条件， R B1、R B2 称为基极偏置电阻，R E 称为发射极电阻，R C 称为集电极负载电阻，利用R C 的降压作用，将三极管 集电极电流的变化转换成集电极电压的变化，从而实现信号的电压放大。与R E 并联的电容C E ，称为发射极 旁路电容，用以短路交流，使R E 对放大电路的电压放大倍数不产生影响，故要求它对信号频率的容抗越小越好，因此，在低频放大电路中ＣＥ通常也采用电解电容器。 V CC (直流电源)使发射结正偏，集电结反偏；向负载和各元件提供功率 C 1、C 2 (耦合电容)隔直流、通交流； R B1、R B2 (基极偏置 电阻)： 提供合适的基极电流 R C (集电极负载电 阻)： 将I C U C，使电流放大电压放大 R E (发射极电阻)：稳定静态工作点“Q ” C E (发射极旁路电 容)： 短路交流，消除R E 对电压放大倍数的影响 （二）直流分析 断开放大电路中的所有电容，即得到直流通路，如下图所示，此电路又称为分压偏置式工作点稳定直
电流通路。电路工作要求：I 1 (5 10)I BQ ，U BQ (5 10)U BEQ 求静态工作点Q： 方法1.估算 工作点Q不稳定的主要原因：Vcc波动，管子老化，温度变化 稳定Q点的原理： 方法2.利用戴维宁定理求I BQ （三）性能指标分析 将放大电路中的C1、C2、CE短路，电源VCC短路，得到交流通路，然后将三极管用H参数小信号电路型代入，便得到放大电路小信号电路模型如下图所示。
放大电路的工作原理和三种基本放大组态放大电路里通常是晶体三极管、场效应管、集成运算放大器等，这些器件也称为有源器件。 共射放大电路如图所示。V cc是集电极回路的直流电源，也是给放大电路提供能量的，一般在几伏到几十伏范围，以保证晶体三极管的发射结正向偏置、集电结反向偏置，使晶体三极管工作在放大区。R c是集电极电阻，一般在几 K 至几十K 范围，它的作用是把集电极电流i C的变化变成集电极电压u CE的变化。V BB是基极回路的直流电源，使发射结处于正向偏置，同时通过基极电阻R b提供给基极一个合适的基极电流I BQ，使三极管工作在放大区中适当的区域，这个电流I BQ常称为基极偏置电流，它决定着三极管的工作点，基极偏置电流I BQ是由V BB和基极电阻R b共同作用决定的，基极电阻R b一般在几十KΩ至几百KΩ范围。 如在输入端加上一个较小的正弦信号u i , 通过电容C1加到三极管的基极，从而引起基极电流i B在原来直流I BQ的基础上作相应的变化，由于u i是正弦信号，使i B随u i也相应地按正弦规律变化，这时的i B实际上是直流分流I BQ和交流分量i b迭加后的量。同时i B的变化使集电极电流i C 随之变化，因此i C也是直流分量I C和交流分量i c的迭加，但i C要比i B大得多（即β倍）。电流i C在电阻R C上产生一个压降，集电极电压u CE =V CC－i C R L，这个集电极电压u CE也是由直流分量I C和交流分量 i C两部分迭加的。这里的 u CE和 i C相位相反，即当 i C增大时, u CE减少。由于C2 的隔直作用，使只有 u CE的交流分量通过电容C2作为放大电路的输出电压u O。如电路参数选择适当，u O要比 u I的幅值要大得多，同时 u I与 u O的相位正好相反。电路中各点的电流、电压波形如图所示。 放大电路的图解法 放大电路有三种主要分析方法：一是图解法，二是微变等效电路法，三是计算机辅助分析法。 图解法是根据晶体管的输入和输出特性曲线，以及电路参数，在特性曲线上确定静态工作点Q的位置，并根据输入信号的波形，画出晶体管各点的电流电压波形，以及输出信号的波形。因此图解法分析放大电路可以分为静态分析和动态分析两步来做。 用图解法对放大电路的静态分析可分为两步，先根据输入回路的I B与 U BE的关系式在输入特性曲线上确定输入回路的静态工作点Q，随后根据输出回路的I C与U CE关系式式确定输出回路的静态工作点，求出I CQ和U CEQ。其中需要分别在输入特性图和输出图上作出直流负载线。
J o o 图5 功率放大电路知识梳理 一、功率放大电路的特点、基本概念和类型 1、特点: (1)输出功率大 (2)效率高 (3)大信号工作状态 ⑷功率BJT 的散热 -工作点Q 处于放大区，基本在负载线的中间，见图 5.1 -在输入信号的整个周期内，三极管都有电流通过 ?导通角为360度。 缺点： 效率较低，即使在理想情况下，效率只能达到 50% 由于有I CQ 的存在，无论有没有信号，电源始终不断地输送功率。 当没 有信号输入时，这些功率全部消耗在晶体管和电阻上， 并转化为 2、功率放大电路的类型 (1)甲类功率放大器 x Q mF 数 特点:
热量形式耗散出去；当有信号输入时，其中一部分转化为有用的输出功率。 作用： 通常用于小信号电压放大器；也可以用于小功率的功率放大器。 (2)乙类功率放大器 ?工作点Q处于截止区。 ?半个周期内有电流流过三极管，导通角为180度。 ?由于I c(=0,使得没有信号时，管耗很小，从而效率提高。 缺点： 波形被切掉一半，严重失真，如图 5.2所示。 作用： 用于功率放大。 (3)甲乙类功率放大器
图5.3 特点： ?工作点Q处于放大区偏下。 ?大半个周期内有电流流过三极管，导通角大于180度而小于360 度。 ?由于存在较小的I CQ所以效率较乙类低，较甲类高。 缺点： 波形被切掉一部分，严重失真，如图 5.3所示。 作用： 用于功率放大。 返回第三节乙类双电源互补对称功率放大电路 一、电路组成 在图5.4所示电路中，两晶体管分别为NPN管和PNP管，由于它们的特性相近，故称为互补对称管。 图54 静态时，两管的l cc=0；有输入信号时，两管轮流导通，相互补
功率放大电路知识梳理 一、功率放大电路的特点、基本概念和类型 1、特点： (1) 输出功率大 (2) 效率高 (3) 大信号工作状态 (4) 功率BJT的散热 2、功率放大电路的类型 (1) 甲类功率放大器 特点： ·工作点Q处于放大区，基本在负载线的中间，见图5.1。 ·在输入信号的整个周期内，三极管都有电流通过。 ·导通角为360度。 缺点： 效率较低，即使在理想情况下，效率只能达到50%。 由于有I CQ的存在，无论有没有信号，电源始终不断地输送功率。当没有信号输入时，这些功率全部消耗在晶体管和电阻上，并转化为
热量形式耗散出去；当有信号输入时，其中一部分转化为有用的输出功率。 作用： 通常用于小信号电压放大器；也可以用于小功率的功率放大器。 (2) 乙类功率放大器 特点： ·工作点Q处于截止区。 ·半个周期内有电流流过三极管，导通角为180度。 ·由于I CQ=0，使得没有信号时，管耗很小，从而效率提高。 缺点： 波形被切掉一半，严重失真，如图5.2所示。 作用： 用于功率放大。 (3) 甲乙类功率放大器
特点： ·工作点Q处于放大区偏下。 ·大半个周期内有电流流过三极管，导通角大于180度而小于360度。 ·由于存在较小的I CQ，所以效率较乙类低，较甲类高。 缺点： 波形被切掉一部分，严重失真，如图5.3所示。 作用： 用于功率放大。 返回第三节乙类双电源互补对称功率放大电路 一、电路组成 在图5.4所示电路中，两晶体管分别为NPN管和PNP管，由于它们的特性相近，故称为互补对称管。 静态时，两管的I CQ=0；有输入信号时，两管轮流导通，相互补
3.2 三种基本组态放大电路 掌握三极管三种组态放大电路的工作原理； 会对放大电路的主要性能指标进行分析； 了解场效应管放大电路的工作原理。 一、共发射极放大电路 （一）电路的组成 直流电源V CC 通过R B1、R B2、R C 、R E 使三极管获得合适的偏置，为三极管的放大作用提供必要的条件， R B1、R B2称为基极偏置电阻，R E 称为发射极电阻，R C 称为集电极负载电阻，利用R C 的降压作用，将三极管 集电极电流的变化转换成集电极电压的变化，从而实现信号的电压放大。与R E 并联的电容C E ，称为发射极 旁路电容，用以短路交流，使R E 对放大电路的电压放大倍数不产生影响，故要求它对信号频率的容抗越小 越好，因此，在低频放大电路中ＣＥ通常也采用电解电容器。 （二）直流分析 断开放大电路中的所有电容，即得到直流通路，如下图所示，此电路又称为分压偏置式工作点 稳定直 电流通路。电路工作要求：I 1≥ (5 ~ 10)I BQ ，U BQ ≥ (5 ~ 10)U BE Q
求静态工作点Q： 方法1.估算 稳定Q点的原理： 方法2.利用戴维宁定理求I BQ （三）性能指标分析 将放大电路中的C1、C2、CE短路，电源VCC短路，得到交流通路，然后将三极管用H参数小信号电路模型代入，便得到放大电路小信号电路模型如下图所示。
E 1.电压放大倍数 2.输入电阻
二、共集电极放大电路(射极输出器、射极跟随器) （二）性能指标分析
1.电压放大倍数 2.输入电阻 R 'L = R E // R L 3.输出电阻 共集电极电路特点 共集电极电路用途 1.U o 与U i 同相，具有电压跟随作用 1.高阻抗输入级 2.无电压放大作用 A u <1 2. 低阻抗输出级 3.输入电阻高；输出电阻低 3.中间隔离级 例题2.电路如图所示，已知三极管的β=120，R B = 300 k Ω，r 'bb = 200 Ω，U BEQ = 0.7 V R E = R L = R s = 1 k Ω，V CC = 12V 。求放大电路的“Q ”，A u ，R i ，R o 。 解：1.求静态工作点“Q” I BQ = (V CC – U BE ) / [R B + (1+ β) R E ] = (12– 0.7) / [300 +121 ? 1] ≈ 27 (μA) I EQ ≈β I BQ = 3.2 (m A) U CEQ = V CC – I CQ R E = 12 – 3.2 ? 1 = 8.8 (V) 2. 求A u ，R i ，R o