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第2章 常用基本放大电路

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2.基本放大电路(2)

2.基本放大电路(2)

+
~

Re
RL U O

(a)电路图
图 2.5.1 共集电极放大电路
莆田学院三电教研室－－模拟电路多媒体课件
第二章 基本放大电路
三、电流放大倍数
Ii b Ib
e Ie Io
Ii Ai
Ib Io Ii

Io

Ie Ib
Ie 所以
(1
RS
U S
Ic Rc
e+
Re Ie vo
-
AV

Vo Vi

( 1) IbRe Ib[rbe (1 )Re ]

( 1) Re rbe (1 )Re
Ri

Vi Ii
rbe
(1 )Re
Ro

Re
//
rbe
1
莆田学院三电教研室－－模拟电路多媒体课件

(1
1 )rbe2
e
显然，、rbe 均比一个管子 1、rbe1 提高了很多倍。
莆田学院三电教研室－－模拟电路多媒体课件
第二章 基本放大电路
3.构成复合管时注意事项
（1）. 前后两个三极管连接关系上，应保证前级输 出电流与后级输入电流实际方向一致。
（2）. 外加电压的极性应保证前后两个管子均为发 射结正偏，集电结反偏，使管子工作在放大区。
U o Ib (rbe Rs)
式中
Rs Rs // Rb RS
而 所以
Io Ie (1 )Ib
Ro

U o Io

rbe Rs
1
e Ie Io
rbe

第2章放大器的分析方法

第2章放大器的分析方法

(1)
ICQ
I EQ
(U B
UBEQ ) / Re
Rb2 Rb1 Rb2
UCC Re
(2) IBQ ICQ /
(3) UCEQ UCC ICQ Rc IEQ UCC ICQ (Rc Re )
2020年9月9日星期三
23
第 2 章 基本放大电路
【例2.2.2】在图所示电路中,已知 UCC=12V, Rc=2kΩ, Rb1=20kΩ, Rb2=10kΩ, RL=6kΩ, Re=2kΩ,晶体管
2020年9月9日星期三
7
第 2 章 基本放大电路
画出iC和uCE的变化曲线如图（b
iC 1.8 0.7sintm uCE 9 4.3sintV uo 4.3sint 4.3sin(t )V
2020年9月9日星期三
8
第 2 章 基本放大电路
所
以
电
压
放 大 倍
A
Uo
Ui
Uom Uim
③动态分析
第 2 章 基本放大电路 动态范围：把输出电压u 在交流负载线上的变化范围
O
线性动态范围：静态工作点选在放大区的中间，这时输出电压的波形是和 输入电压波形相似的正弦波。
2020年9月9日星期三
15
第 2 章 基本放大电路
假设静态工作 点没有选择在放大 区中间，沿负载线 偏上或偏下，这时 输出电压信号以静 态工作点Q为中心沿 负载线波动，就可 能进入饱和区或截 止区，输出电压信 号就不能保证与输 入电压信号相似， 这种情况的输出信
负号表示输入电 压与输出电压反 相,RL’<RC,可见 接上负载后放大
倍数降低了
则R'L Rc
A uLeabharlann Rc rbe2020年9月9日星期三

基本放大电路分析

基本放大电路分析

Io
3、输出电阻 (1)
(2)
实验用
Ro
(U o Uo
ห้องสมุดไป่ตู้
1)RL
Ro=
Uo Io
US=0 RL=
Ro与RS有关? Ro与RL有关?
二、大交流信号指标
不能用交流模型 只能用图解法
再大就会产生截止失真
最大不失真输出电压
或饱和失真
幅值 (Uom )M 有效值 (Uo )M 峰－峰值 2(Uom )M
2.3 共射极放大电路
RB
RB
(b)
(b)
图(b)中，有静态偏置, 但ui =0 ， ube =0 ，所以不能放大。
C1 + ui
+VCC RB RC +C2
交流通路
T RL uo
ui
RB
RL uo
(c)
图(c)中，有静态偏置, ube= ui, 有ib和ic, 但uo=0,
集电极负载电阻 RC不能少
所以不能放大交流电压信号。
T
交流通路
VCC=0 C1、C2短路
ui
T RB
RC uo
2.3.３ 组成原则
1、必须有直流源， 使Je正偏、Jc反偏； 并与电阻配合，形成合适的 静态工作点
直流通路
2、交流信号必须：
“加得进”（ui必须导致ube） “取得出”（iC必须导致uo）
3、交直流配合适当，管子始 终工作在放大区。
交流通路
2.3.1 电路的组成原则
一、电路结构
放大元件
耦合电容
C1 + T
偏置电阻
ui
RB
VBB
+C2
集电极负载电阻

第二章基本放大电路

第二章基本放大电路
T
Rc Cb1
T
Cb2 VCC
Rc Cb2
Rb VBB
(a)
(b)
(c)
工作原理 放大电路的静态分析
静态 Ui=0时，放大电路的工作状态，也称直流工作状态。
静态分析 确定放大电路的静态值IBQ、ICQ、UCEQ,即静 态工作点Q。静态工作点的位置直接影响放 大电路的质量。
静态分析方法 1. 计算法 计算法 图解分析法
根据所用放大管的类型设置合适的静态工作点Q 。对 于晶体管应使发射结正偏，集电结反偏，以使晶体管工 作于线性放大区； 必须保证从输入到输出信号的正常流通途径。输入信 号能有效地作用于放大电路的输入回路；输出信号能有 效地加到负载上。 对实用放大电路的要求：共地、直流电源种类尽可能 少、负载上无直流分量。
-
动态信号作用时：uI ib ic uRc uCE (uo ) 输入电压ui为零时，晶体管各极的电流、b-e间的电 压、管压降称为静态工作点Q，记作IBQ、 ICQ（IEQ）、 UBEQ、 UCEQ。
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由于(IB,UBE) 和( IC,UCE )分别对应于输入、输出 特性曲线上的一个点，所以称为静态工作点。
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两种实用放大电路：（1）直接耦合放大电路
－ ＋ UBEQ
有交流损失 有直流分量 将两个电源 问题： 合二为一 静态时，U BEQ U Rb1 1. 两种电源 2. 信号源与放大电路不“共地” 动态时，VCC和uI同时作用 于晶体管的输入回路。 共地，且要使信号 驮载在静态之上
大倍数为源增益us、Ais、Ars 和Ags。 A
4
（2）输入电阻： 从输入端看进去的等效电阻

第二章_三极管放大电路

第二章_三极管放大电路

一. 多级放大器的耦合方式
1.阻容耦合 优点：
iC
放大电路产生 截止失真
输入波形
uCE
ib
ib失真 uo 输出波形
(2-41)
2. Q点过高，信号进入饱和区 iC
放大电路产生 饱和失真
输入波形
ib
uCE
输出波形
uo
(2-42)
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. 输入回路将变化的电压转化成变化的基极电流。
rbe从几百欧到几千欧。
(2-25)
从输出回路看:
iC近似平行
i C IC i c β(I B i b ) βI B βi b
iC
所以： c i
βi b
uCE
uCE
(1) 输出端相当于一个受ib 控制 的电流源。 (2) 考虑 uCE对 iC的影响，输出 端还要并联一个大电阻rce。
rce的含义:
Δu CE u ce rce Δi C ic
(2-26)
三极管的微变等效电路 c
ib
ic
ib
ic ube rbe uce
ib
b
rce
uce
ube
eቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
ib
b
rbe
ib
c
rce很大， 一般忽略。
微变等效电路
e
(2-27)
2、放大电路的微变等效电路
将交流通道中的三极管用微变等效电路代替: uo ui RB
4. 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。

数电——第2章放大电路基础学习要点

数电——第2章放大电路基础学习要点

二、分压式偏置放大电路
(2) 动态分析 分压式偏置放大电路的微变 等效电路如图所示。 等效电路如图所示。 RS 电压放大倍数： 电压放大倍数： us + • RB1 RC
C1 + + C2
＋VCC T RB2
+
+
RL
uo
－
Au =
Uo
•
=−
β ( RL // RC )
rbe
RE
CE
－ (a) 放大电路
2.1.3 放大电路的直流通路和交流通路
1.直流通路 直流电源作用下直流电流流经的路径 1.直流通路—直流电源作用下直流电流流经的路径。 直流通路 直流电源作用下直流电流流经的路径。 电容视为开路； 视为开路 ① 电容视为开路； 电感视为短路； ② 电感视为短路； ③ 交流信号源视为短路（保留内阻）。 交流信号源视为短路（保留内阻）。 视为短路 2.交流通路 输入信号作用下交流信号流经的路径 2.交流通路—输入信号作用下交流信号流经的路径。 交流通路 输入信号作用下交流信号流经的路径。 大容量电容视为短路 电容视为短路； ① 大容量电容视为短路； 直流电压源视为短路。 视为短路 ② 直流电压源视为短路。 （P47 图2.4）
二、分压式偏置放大电路
分压式偏置放大电路， 自动调节 不随温度变化， 分压式偏置放大电路，能自动调节IC不随温度变化， 克服了固定偏置放大电路受温度影响的缺点。 克服了固定偏置放大电路受温度影响的缺点。 ＋V ＋VCC RB1 RC
C1 + + C2
CC
RB1
+
I1 RC IB I2
IC UCE
ri
注意射极电阻折算到基级: 注意射极电阻折算到基级 ×(1+β)

第2章 基本放大电路(1)2.1放大的概念和放大电路的主要性能指标2.2基本放大电路的工作原理


18 33 25 2 - 1 - 35
2.2.4 放大电路的组成原则（P82~P83) 放大电路的组成原则（
一、放大电路的组成原则
1. 晶体管必须偏置在放大区： 晶体管必须偏置在放大区： ——发射结正偏，集电结反偏。 发射结正偏，集电结反偏。 发射结正偏 2. 正确设置静态工作点，使整个波形处于放大区。 正确设置静态工作点，使整个波形处于放大区。 3. 输入信号能通过输入回路作用于放大管。 输入信号能通过输入回路作用于放大管。 4. 输出回路将变化的电流作用于负载。 输出回路将变化的电流作用于负载。
IC IE
（ 略 小 IB） 忽 微 量
**3、输出特性三个区域的特点 、输出特性三个区域的特点:
(1) 放大区：发射结正偏，集电结反偏。 放大区：发射结正偏，集电结反偏。 即： IC=βIB , 且 ∆IC = β ∆ IB
c b N P N e
UC>UB >UE
c b P N P e
UC<UB <UE
V BB − U BEQ + u i iB = Rb
= I BQ
= I BQ
ui + Rb + ib
2 - 1 - 30
iC = β i B
= β ( I BQ + i b ) = I CQ + i c
2 - 1 - 31
u CE = V CC − i C R c
= V CC − ( I CQ + i c ) R c
Ri越大，Ii 就越小，ui就越接近 S 越大， 就越小， 就越接近u
2 - 1 - 12
RO
表征放大电路带负载能力的。 表征放大电路带负载能力的 三、输出电阻 ------表征放大电路带负载能力的。 断开负载后， 断开负载后，向放大电路输出端看进去的等效内 定义为输出电压有效值与输出电流有效值之比 输出电压有效值与输出电流有效值之比。 阻，定义为输出电压有效值与输出电流有效值之比。

第二章基本放大电路例题分析


U CEQ I BQ R b1 R b2） U BEQ （ 12 （1 50） 5 . 1 I BQ U CEQ U CEQ （150 150 ） I BQ 0 . 7
解得： IBQ= 0.02 mA UCEQ= 6.7 V
I CQ I BQ 50 0 . 02 1 mA
2 . 79 0 . 6 0 .2 1 .3 1 . 46 mA
=12－(1.5+3.3) 1.46 =5V
I BQ I CQ


1 . 46 50
0 . 029 mA
19
2、求Au、Aus、ri、ro
画出小信号等效电路
rbe 200 （1 ）
200 51 26 1 . 46
Uo R c // R L I b R c // R L Au Ui rbe rbe I b 26 26 rbe 200 1 ） （ rbe 200 1 50 ） （ 1000 Ω IE 1 .5
A u 50 6 // 3 1 100
18
例5
已知β=50
1、求Q。 2、求Au、Aus、ri、ro
解： 1、求Q
U BQ

R b2 R b1 R b2
10 33 10
V CC
12 2 . 79 V
U CEQ V CC R e1 R e2 R c） I EQ （
I EQ

U BQ U BEQ Re
Uo （ R C // R L） Au Ui rbe （1 ） R e1
26 I EQ
1108

2模拟部分第2章放大电路的基本原理和分析方法-放大

第2章 放大电路的基本原理 和分析方法
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5
BJT
基本共射极放大电路 放大电路的分析方法 放大电路静态工作点的稳定问题 共集电极放大电路和共基极放大电路
2.2 基本共射极放大电路
2.2.0 放大电路概述
2.2.1 基本共射极放大电路的组成 2.2.2 基本共射极放大电路的工作原理
–
2.2.0 放大电路概述
ii
由于
RS
io
Ri
Ro
+
ui
+
uo
−
RL
RL uo = Au0ui RL Ro
us −
+
−
Au 0ui
+
−
Ri
直流电源
即 Ro越小，输出电压越稳定，电路带载能力越强。
2.2.0 放大电路概述
(4) 全谐波失真度D
D=
2 U n n =2
U1
即谐波电压总有效值与基波电压有效值之比。
RL
uo

使集电极有合适的电流IC
RC
转换集电极电流信号为电压信号, 实现电压放大
2.2.1 基本共射极放大电路的组成
（1）电路的简化 只用一个电源，减 少电源数。考虑经 济实用。 （2）电路的简化画法
RB
VCC
RC
ui


C1

T
C2

RL
uo

不画电源符号， 只写出电源正极 对地的电位。

（一）图解法在放大电路静态分析中的应用 1．输入回路 列写输入回路方程 VCC=IBRB+UBE
VCC
RB
IB

2、基本放大电路

以下面的共射极放大电路为例：
15
2.2.1 放大电路的组成
(1) 直流通路 直流通路：是指静态（ui=0）时，电路 中只有直流量流过的通路。 画直流通路有两个要点： ①电容视为开路 ②电感视为短路 估算电路的静态工作点Q时必须依据直 流通路。
16
2.2.1 放大电路的组成
共射电路直流通路
17
2.2.1 放大电路的组成
45
2.2.3 分压式共发射极放大电路
2、分压式共发射极放大电路分析
B点的电流方程为：
I1 = I 2 + I B
46
为了稳定Q点，通常选择合适的电阻Rb1、Rb2，使 I1>>IB，I1≈I2。
2.2.3 分压式共发射极放大电路
B点的电位
UB ≈
Rb2 VCC Rb1 + Rb2
基极电位UB仅由Rb1、Rb2和VCC决定，与环境温度无关，即当温 度升高时，UB基本不变。
41
2.2.2 放大电路的分析方法
②输入电阻Ri ③输出电阻Ro
将信号源短路，负载开路，在输出端加入测试电压u，产生电流 i，由于ib =0， ibβ =0，u=iRc，则输出电阻
ui ii ( Rb // rbe ) Ri = = = Rb // rbe ii ii
u Ro = = Rc i
42
27
2.2.2 放大电路的分析方法
交流负载线如下图所示
28
2.2.2 放大电路的分析方法
总结： 交流负载线与直流负载线相交于Q点 当负载开路时，交流负载线与直流负载线 重合。 带负载后的电压放大倍数会减小
29
2.2.2 放大电路的分析方法
(3) 静态工作点的选择 三极管是一个非线性器件，有截止区、放 大区、饱和区三个工作区，如果信号在放 大的过程中，放大器的工作范围超出了特 性曲线的线性放大区域，进入了截止区或 饱和区，集电极电流ic与基极电流ib 不再成 线性比例的关系，则会导致输出信号出现 非线性失真。 非线性失真有两类：截止失真和饱和失真
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RL
4. 通频带
Au
Aum
0.7Aum
通频带： fbw=fH–fL
结电容的分 流作用使高 频放大倍数 下降
隔直耦合 电容的分 压作用使 低频放大 倍数下降
fL
下限截止 频率
上限截止 频率
fH
f
Exit
5. 非线性失真 由半导体器件非线性特性引起的失真
设 : 输 出 信 号 中 的 基 波 幅 值 为 A1 、 谐 波 波 幅 值 为 A2 、
例题
共基电路的高频响应
增益 频率响应
2.1 放大的概念及放大电路的性能指标 2.2 三种基本组态放大电路及其派生电路 2.3 多级放大电路 2.4 场效应管基本放大电路 2.5 放大电路的频率特性 2.6 基本放大电路的设计 本章讨论的问题主要归结为两个方面： (1)为什么要放大？(2)如何实现放大？
是衡量放大电路从信号源(或从其前级放大器输出 端)吸取电流大小的参数。定义为放大器的输入电 压Ui与其输入电流I i的比值。
Rs
Ii
US ~
Ui
Au
U0
Ri

Ui Ii
Ui

Ri
Ri RS
US
Aus
U0 US
Ui US
U0 Ui

Ri Ri RS
Au
Ri越大，则放大器 从前端采集的信号
UCEQ=VCC-RCICQ
当输入的交流信号 ui≠0，这种状态称为动态
交流时电容等效为短路
微弱的信号电压
ui 叠加在UBEQ上，
改变三极管的基 极电流iB
RB
C1
RC iB
iC
+VCC iC
C2
在基极电流iB 控制下，得到 放大了的集电 极变化电流iC
t
RC 将iC的变
化转变成电
压uCE变化
ui
iB
t ui
uCEuCE
uo
t
uo
t
t
C2 将uCE的直流成
分隔离，得到放大
的交流输出电压uo
为什么要设置静态工作点呢？
•如果没有静态偏置，即信号电压加入之前，发射极电路 处于截止状态，IB≈0。 •当加入正弦交流信号电压时，其正半周的信号可使发射 极电路导通，产生随输入电压而变化基极电流 ；但是当 进入负半周时电路截止，IB=0。 •结果输入电流IB已不再是正弦波形，与之相应的集电极 电流Ic波形也跟着出现失真。因此，为了不失真地放大信 号波形，必须建立适当的静态工作点
直流电源能量的利用率称为效率η，等于输出功率Po 与 直流电源功率PE 之比，即
Po
PE
2.2 三种基本组态放大电路
晶体管在电路中有三种连接方式：
三极管基本放 大电路有三种 基本组态形式
共射放大器
共基放大器 共集放大器
重点讲解共 射放大器工 作原理
2.2.1. 基本共射放大电路
基级电阻RB可设置合适 的静态基极偏置电流。
第
放大电路
概念 性能指标
2
章
基本共射放大电路
简化电路 静态工作点 动态分析
放大条件
常 用 基
放大电路的分析 静态工作点的稳定
直流通路和交流通路
静态分析 动态分析
温度的影响
图解法 小信号模型法
本
射极偏置电路
与固定偏置 的比较
放 大
另外二种 基本组态
基本共集 基本共基
三种接法比较
复合管放大电路
电
派生电路
A3…，则非线性失真系数。
D ( A2 )2 ( A3 )2 ...
A1
A1
6．最大不失真输出电压
当输入电压增大到使输出电压非线性失真系数达到额定 值(通常定为10%)时的输出电压定义为最大不失真输出电压。 一般以有效值Uom表示。
8. 最大输出功率与效率
在输出信号不失真的情况下，负载上能够获得的最大功 率称为最大输出功率。
放大电路分析的任务
（1）静态分析：求放大电路在静态时三极管的电压电流， 分析静态工作点对放大波形的影响。 （2）动态分析：求放大电路的放大倍数、输入电阻、输 出电阻等参数。分析大信号输入下的输入输出波形，研究 最大功率输出。
放大电路的分析方法
（1）等效电路分析法：适合于静态工作点和小信号输入 下交流参数的计算。 （2）图解法：适合于失真分析和大信号输入下的交流分 析。
+VCC
RB
RC
C1
集电极电阻RC用于 将电流的变化转换
为电压的变化，以
实现电压放大。
C2
T
T 是NPN 型 三极管，起 放大的作用
直流电源VCC一方面提 供静态偏置以保证发射 结正偏、集电结反偏， 另一方面也为输出放大 了的信号提供能量。
隔直耦合电容C1和C2 用来隔断直流、耦合 交流，通常要求大电 容，以保证一定频率 范围内，电容对交流 而言视为短路。
Ui就越大，源电压 放大倍数AUS越大
3. 输出电阻Ro
输出电阻是从放大电路输出端看进去呈现的电阻。放 大电路输出端对其负载而言，相当于信号源，我们将它 等效为戴维南等效电路，这里的内阻就是输出电阻。
~ US
i0
Au U0
RL
Ro
U0 ~
iT
A ~ US
u
UT R载o能越R力小0越，强则U放I大TT器U的S带负0
Home
2.1 放大电路的组成及其基本性能指标
放大的概念
电子电路中放大,本质上讲是一种能量的转换,即在输 入小信号控制下,通过放大器将直流电源的能量转换成负载 所需的,比输入信号源所提供的大得多的能量.注意：放大是 指不失真前提下，使交流信号由小变大、由弱变强。
晶体管放大器是一种将直流电源的能量转换为交流信 号能量输出的电路装置. 晶体管是控制能量转换的元件.
电压放大电路可以用一个有输入端口和输出端口的四 端网络表示，如下图：
ii
i0
ui
Au
uo
Exit
2.1.2 放大电路的性能指标
1. 放大倍数
电压放大倍数
Au
Uo Ui
电流放大倍数
Ai

Io Ii
ii
互导放大倍数
Ag
Io Ui
互阻放大倍数
Ar

Uo Ii
i0
ui
Au
uo
2. 输入电阻Ri 输入电阻(由放大器输入端看进去呈现的电阻)
共射－共基放大电路
路
共集－共基放大电路
场效应管放大电路
放 大 电 路 的 频 率 响 应
频率响应概述
晶体管高频等 效模型
单管放大电路
多级放大电路
研究的必要性 单时间常数RC电路
RC低通电路 RC高通电路
BJT混合的π 模型 β 的频率响应
完整模型 简化模型 参数获得
共射电路
高频响应 低频响应
等效电路 高频响应 增益－带宽积
基本共射放大电路
1. 交流放大原理 当输入的交流信号 ui=0，即静态时
+VCC
• 隔直耦合电容等 效为开路。
RB C1
RC ICQC2 T
• VCC通过RB提供 静态基极偏流IBQ。
I BQ
VCC
U BEQ RB

VCC RB
IBQ ui=0时
• 经过T放大,得到 ICQ=βIBQ
• 三极管CE端口电压为