基本放大电路静态分析共101页

+
+
RB2
Rc
ui
RE
RL
uo
-
CB
RB1
VCC
-
ii +
ie e ic
ib
βib
io c +
ui
RE
rbe
uo
R´L
-
-
b 共基极放大电路的等效电路
R´L= RC // RL
l. 电流放大倍数 ii = - ie io = ic
ii +
ui
RE
ie e ic
ib
βib
rbe
Ai = io / ii = - α
ic c
RB C1 +
+ RS
+VCC + ui us -
T C2
-
rbe
βib
RB
e
+
RE
RL uo
-
RS
ui
u+s
-
-
+
RE
RL
uo
-
b ib
e - ie
共集电极放大电路
+ RS us+ ui
rbe RB
iC βib
+
RL RE
uo
--
-
c
l. 电流放大倍数
Ai =
io ii
=
- ie ib
= - （1 + β）
3. 输入、输出电阻
b ib
e - ie
+ RS us+ ui
rbe RB
iC βib
+
RL RE

300
(1
)
26(mV) IE (mA )
第五章 基本放大电路
输出回路
IB
iC +
uCE
−
ic +c
βib
uce
−e
iC
IC IC
Q
共发射极放大电路
IB
UCE
uCE
ic ib 集电极和发射极之间可等效为
一个受ib控制的电流源。
第五章 基本放大电路
共发射极放大电路
ib +b ube
−
ic
c
+
e
三极管的小信号模型 放大电路的小信号模型 计算放大电路的性能指标
第五章 基本放大电路
共发射极放大电路
三极管的小信号模型 输入回路
iB
UCE
iB
+
+UCE
rbe
U BE IB
ube ib
IB
Q IB
u−BE
− 动态输入电阻
0
UBE uBE
b
ib +
ube
e−
rbe
低频小功率管输入电阻的估算公式
rbe
第五章 基本放大电路
共发射极放大电路
2. 用图解法确定静态工作点Q
图解步骤：
用估算法求出基极电流IB。 根据IB在输出特性曲线中找到对应曲线。
作直流负载线。
UCE=VCC – ICRC
M（VCC，0）
N（0，VCC） RC
MN称放大电路的直流负载
iC
N VCC
RC
IC
线，斜率为−1/RC。
0
确定静态工作点Q。
uce
−

IB正半周最大40μA，负半周减小到最小20μA,这时工作点就发生了 变化，偏离了Q而移动。那么它的偏移规律是怎样的呢？
交流信号输入了，IB变化了，静态工作点偏移出去。这个偏移变化 的轨迹一定会沿着直流负载线变化。那么IB在20-40的范围内变化， 这时可以知道IC 的动态变化范围就从2-4之间的交变变化。由于在 放大的这部分是线性变化的，信号交变量 ic也是随时间作正弦规律 变化，跟输入信号的波形是一致的。我们加上一个时间坐标轴，这 样iC的变化规律也可以表示出来了。
iB也是直流和交流共存的，静态值IB 叠加了一个信号的交流量ib， ib变化 同样引起iC的变化。
uCE是静态值UCE叠加了一个信号的 交流量uce， uCE既有直流也有交流， 电流经过电容，直流被隔断，交流被 输出，就得到uo 注：uo和ui的输出相位不同！！！=UCC-iCRC
我们对基本放大电路提出了两点的要求： （1）要放大输入信号（Au高） （2）信号波形不失真
我们以上的分析，由于静态工作点选在了特性曲线的线性部分的中 部，信号输入以后都是在特性曲线的线性部分工作，因此波形基本 上是不失真的。但是如果我们的工作点选择的不合适，就可能使得 信号输入以后，在特性曲线的非线性部分工作，这样就产生了失真。 这种失真我们称之为非线性失真。
第 9 章 基本放大电路 9.3 放大电路的静态分析---图解法
已知：UCC=12V,β=100,RC=2kΩ, RB=370kΩ，求静态工作点.
这个例题就是单电源的放大作用，得到的主要数据如上图所示。这 个数据后面我们要用到。这个就是静态计算的估算法。
下面我们开始学习静态分析的第二种方法-----图解法
（3）通过电路，可以求得电压放大倍数 数值上等于输出电压的有效值与输入电压的有效值的比值，还等于 输出信号的幅值与输入信号的幅值的比值。

放大电路的静态图解分析
放大电路的图解分析法
 放大电路有两个显着特点，即含有非线性的放大器件和工作在交直流共存状态，因此，分析放大电路不能简单地套用线性电路的分析方法。

分析放大电路常用的方法有图解分析法和微变等效电路分析法。

图解分析法是指以晶体管的输入、输出特性曲线为基础，通过作图来分析放大电路性能的方法。

它的基本思想是，把放大电路的输入、输出回路分成线性和非线性两个部分，并把描写这两个部分特性的电压-电流关系，以曲线的形式描绘在同一平面坐标内，根据两条曲线的交点决定它们的解。

 放大电路的分析包括两个方面的内容，即动态分析和静态分析。

动态分析的任务是确定动态性能指标;静态分析的任务是确定静态工作点。

 放大电路的静态图解分析
 放大电路的静态图解分析的目的是在输入特性曲线及输出特性曲线上，通过做直流负载线而确定出静态工作点Q。

再由Q求得IBQ、ICQ和UCEQ。

 
 对输入回路，iB、uBE应同时满足：。

POSITION MV
mv
BAL
CH1
CAL (通道 灵敏度细调) 通道1灵敏度细调 通道 灵敏度细调 INPUT !
300VpkMAX
PULL INVERT 通道选择 INPUT AC GND DC CH1 CH2 VERT MODE AC GND DC !
300VpkMAX
CAL (通道2灵 敏度细调) 敏度细调
（1） 用万用表判断 ） 实验箱上三极管 V的 的 极性和好坏 。
图2-1单级放大电路 单级放大电路
实验目的 实验原理 实验仪器 实验内容和步骤 报告要求
图2-2单级放大电路直流通路 单级放大电路直流通路
实验目的 实验原理 实验仪器 实验内容和步骤 报告要求
所示， 注意:接线前先测量 （2） 按图 2-2所示，连接电路 (注意 接线前先测量 ） 所示 注意 接线前先测量+12V电 电 关断电源后再连线)， 的阻值调到最大位置。 源，关断电源后再连线 ，将Rp1的阻值调到最大位置。 （3） 接线完毕仔细检查，确定无误后接通电源。调Rp1为 ） 接线完毕仔细检查，确定无误后接通电源。 为 某值，使VE=1.9V（即IE= 1mA），然后按表2-1内容测量其 某值， （ ），然后按表 内容测量其 ），然后按表 它各值。 它各值。 说明：静态时测量的是直流量， 说明：静态时测量的是直流量，应该用仪器仪表的直流 并注意正确选择量程。 档，并注意正确选择量程。 分别定性观察表2-1各量的变化趋势 各量的变化趋势， （4）左右少许转动 p1，分别定性观察表 各量的变化趋势， ）左右少许转动R 并记录在表2-1中 并记录在表 中。 并记录在表2-2中 记录I 分别为0.05A、0.1A、 （5）改变 p1，并记录在表 中。记录 C分别为 ）改变R 、 、 0.2A时三极管 的β值。 时三极管V的 值 时三极管

V CC V CC V CC
R b1
Rc
R b1
Rc
B
Rc
具体变换过程如下 I VT
VT
R' b IC
U BE
VT
R b2 Re R b2
U CE
U E = I E Re
Re
V'CC
Re
1.静态工作状态的计算方法如下 静态工作状态的计算方法如下: 静态工作状态的计算方法如下
V 'CC V CC R b2 = , R b1 + R b2 R b1 R b2 R 'b = R b1 + R b2
3.2.5 分压偏置的优点
V CC
图示共射组态分压偏置基本放大电
+ & U
i
路，它有稳定工作点的特点，这是因为 Re的串入有稳定工作点的作用。如果集电极电流 C2 三极管是一种对温度非常敏感的半导体 + C1 UB 随温度升高而增大，则发射极对地电位升高，因基极 + + 元件。温度升高，集电极电流增大；温 VT 电位基本不变，故UBE减小。从输入特性曲线可知， RL & 度降低，集电极电流减小。这将造成静 Uo R b2 UBE的减小基极电流将随之下降，根据三极管的电流 Re + 态工作点的移动，有可能使输出信号产 C e 控制原理，集电极电流将下降，反之亦然。这就在一 生失真。在实际电路中，要求流过Rb1和 定程度上稳定了工作点。分压偏置基本放大电路具有 Rb2串联支路的电流远大于基极电流IB。 稳定工作点的条件，是流过Rb1和Rb2串联支路的电流 远大于基极电流IB（一般大于十倍以上）。可以用下 这样温度变化引起的IB的变化，对基极电位就没有多大的影响了， 列方法计算工作点的参数值 就可以用Rb1和Rb2的分压来确定基极电位。

所谓静态工作点，是指放大电路没有外加信号，仅在 直流电源作用下的输入、输出参数，静态工作点一般用Q 表示，所以静态工作点的4个参数分别记作
输入参数：IBQ（基极电流），UBEQ（发射结电压） 输出参数：ICQ（集电极电流），UCEQ（管压降）
共射放大电路静态分析
利用直流通路，即可计算放
大电路的静态工作点，所用方程 RB RC +
直流通路和交流通路
RB C1+ +
ui
RC iB iC
+C2 +VCC ++
+ uCE uBE
uo
RB RC + IB IC +
+VCC
+ UCE UBE
绘制直流通路的方法：信号源短路，内阻保留；电 容开路。
直流通路和交流通路
RB C1+ +
ui
RC iB iC
+C2 +VCC ++
+ uCE uBE
E
B
ui
uo
C
共集电极
1 基本共射放大电路的组成 2 直流通路和交流通路
CONTENTS
目
录
基本共射放大电路的组成
RC +C2
C1+ iB iC +
+
RS +
us
+ uiRB
+ uCE uo
uBE RL
EB
RS ECus+
RB C1+ +
ui
RC +C2
iB iC +
+
+ uCE uo

射极输出器的特点：电压放大倍数=1， 输入阻抗高，输出阻抗小。
射极输出器的应用 1、放在多级放大器的输入端，提高整个放 大器的输入电阻。
2、放在多级放大器的输出端，减小整个放 大器的输出电阻。
3、放在两级之间，起缓冲作用。
信号源处获得输入电压信号的能力比较强。
5.输出电阻
•
Us
置0 Rs
•
Ii
•
RB
Ui
•
Ib rbe
RE
保留
•
Ic
•
Ib
ro
用加压求流法求输出电阻：
r ro≈ be
1
一般ro为几十欧～几百 欧，比较小.
特点：射极输出器的输 出电阻很低。
第一讲：共集电极放大电路
四、共集电极放大电路的应用
1、高输入电阻的输入级 作放大电路输入级，提高输入电阻，减小信号源内阻的电压损 耗。
IRb
rbe
•
Ib
•
Ui Rb
ri=
Ui Ib
Re
RL
•
= rbe+(1+ )RL
Uo ri= Ui =Rb//[rbe+(1+ )RL
ri
ri
Ii
ri (共集)>> ri(共射)。射极输出器的输入电阻高。
由于射极电阻的存在， 射极跟随器的输入电阻要比共
射极基本放大电路的输入电阻大得多， 因此射极跟随器从
第二讲：共基极放大电路 一、共基电极放大电路电路结构 二、共基极放大电路静态分析 三、共基极放大电路动态性能分析 四、共基极放大电路的特点 五、三极管三种基本放大电路的性能比较
第二讲：共基极放大电路
一、共基电极放大电路电路结构

+UCC RB C1 T RC
C2
3. 放大电路的组成原则
a. 必须有直流电源，而且电源极性应该与三极管类型配合，保 证晶体管工作在放大区：发射结正偏，集电结反偏。 b. 电阻适当，且同电源配合，保证三极管有适宜的直流电流， 为合理设置静态工作点提供条件。 c. 放大电路输入端与信号源及输出端应有正确连接，保证交流 信号进得去出的来。即输入信号必须能够作用于放大管的输入 回路；当负载接入时，必须保证放大管的输出回路的动态电流 能够作用于负载，从而使负载获得比输入信号 大得多的信号 电流或信号电压。
+UCC
由于电源的 存在IB0
RB
RC
C1 IBQ
IC0 ICQ C2
T ui=0时
IEQ=IBQ+ICQ
(1)图解法 (IBQ,UBEQ) 和( ICQ,UCEQ )分别对应于输入输出特性曲线上的一 个点称为静态工作点。
在输入特性曲线上估算 IBQ ，在输出特性曲线上，与 IBQ 对应的输出特 性曲线与直流负载线（UCE=UCC–ICRC）的交点就是Q点。
Po Ap Au Ai Pi
2. 输入电阻Ri
放大电路一定要有前级（信号源）为其提供信号，那么就 要从信号源索取电流。 输入电阻是衡量放大电路从其前级取电流大小的参数。输入 电阻越大，从其前级取得的电流越小，对前级的影响越小。
RS
US ~
Ii Ui Au Ri=Ui / Ii
一般来说， Ri越大越好。ui就越接近uS
U C C U BEQ RB
ICQ
UCEQ
IBQ
U C C 0.7 U CC RB RB
（2）根据直流通路估算UCEQ、IBQ
UBEQ

例
输入正弦信号时，画各极电压与电流的波形。
iC C1 iB + vCE RC + V - CC RL C2
vi
iB
Q 0 0
+
-
RB + VBB -
+
vBE -
iB
IBQ
iC
ICQ t
iC
Q t 0 0
ib
-1/RL
vBE vBE
VCEQ
vCE vCE
t
t
Q点波动对输出波形的影响：
iC iC
rb ' e
dub ' e 26mV 26mV (1 ) dib IB IE 26mV rbb ' (1 ) IE
rbe rbb ' rb ' e
2. 输出端等效 互相平行、间隔均匀，且与uＣＥ轴线平行。当 uＣＥ为常数时，从输出端c、e极看，三极管就成
直流通路画法：C断开
IBQ、ICQ和UCEQ这些 量代表的工作状态称 为静态工作点，用Q表 示。
U CEQ VCC I CQ RC
二、图解法
VCC U BE IB uBE f (iB , uCE ) Rb IC β IB iC f (iB , uCE ) U V I R CC C c CE 直流负载线
电压放大倍数 Au U o
电流放大倍数 Ai I o 功率放大倍数
Ap Po

源电压放大倍数 Aus U o
源电流放大倍数 Ais I o



Ui
Us
Ii
Pi
Is
(2) 输入电阻 Ri

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= I B (03.09)CV=V CC－I C R c (03.10)CEI、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。

B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 c2. 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 b4. 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。

二、放大电路的静态分析方法
1．估算法确定静态工作点
I BQ
I CQ I BQ
U CC U BE U CC = Rb Rb
U CEQ U CC I CQ Rc
根据图中的参数可求出： I B Q 40A
I CQ 1.5mA U CEQ 6V
二、放大电路的静态分析方法 U Ro I来自图3-13 求输出电阻
0 R L ，U S
Rc
三、放大电路的动态分析方法
（二）微变等效电路法—共射极基本放大器微变等效分析
（4）源电压放大倍数 A us
考虑信号源内阻影响时，电 压放大倍数下降。
考虑信号源内阻影响时：
U Ri o Aus Au Us Ri Rs
三、放大电路的动态分析方法 适用范围：小信号工作状态
（二）微变等效电路法—三极管的微变等效
图3-11 三极管的微变等效电路
26 rbe 300 (1 ) () I EQ
三、放大电路的动态分析方法
在交流通路中，将三极管用等效 （二）微变等效电路法—放大电路的微变等效 电路替代。
图3-12 放大器的微变等效电路
（2）在输出特性曲线上，根据 相应的 iC 和 u CE 波形。 （3）在输出特性曲线上根据
u CE波形读出输出电压幅值：
U cem 9 6 3(V )
三、放大电路的动态分析方法
（一）图解分析法—不带负载 RL 时的图解分析
U cem 3 图3-10 放大电路的图解法动态分析 Au
I CQ 1.5mA
U CEQ 6V
三、放大电路的动态分析方法
（一）图解分析法 图解分析法是利用放大器的特性曲线，通过作 图分析放大器的工作情况。 用途：正确设置静态工作点，分析信号波形，解决 非线性失真问题。 优点：直观、形象，可清楚了解放大电信号的物理 过程。 图解法动态分析的对象是交流通路，关键是 作交流负载线。

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：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,也就是让发射结正偏、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.一、基本共射极放大电路1、电路图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。

1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C1和C2:隔直流通交流。

电容C1和C2具有通交流的作用，交流信号在放大器之间的传递叫耦合，C1和C2正是起到这种作用，所以叫作耦合电容。

C1为输入耦合电容，C2为输出耦合电容。

电容C1和C2还具有隔直流的作用，因为有C1和C2，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。

了解场效应管在放大电路中的工作原理和特点，以及如何有效地使用它们进 行信号放大。
放大电路中的运算放大器
在这一部分中，我们将介绍运算放大器的原理和用途，以及如何正确配置和使用它们进Biblioteka 信号放大。放大电路中的反馈电路
本节将讨论反馈电路的作用和不同类型的反馈电路在放大电路中的应用，以 及如何利用反馈提高放大电路的性能。
放大电路的特性参数
在这部分中，我们将介绍放大电路的重要特性参数，如增益、输入输出阻抗 等，并讲解如何测量和优化这些参数。
放大电路的频率响应及截止频率
我们将探讨放大电路的频率响应特性，以及截止频率的意义和如何改善放大电路的频率响应。
放大电路中的共射放大和共基 放大
本节将介绍共射放大和共基放大电路的工作原理、特点和适用场景，并讲解 如何正确设计和调整这些电路。
基本放大电路静态分析
本次演讲将介绍基本放大电路的静态分析内容。我们将探讨电路的准备知识、 放大电路的分类、工作原理以及各种元件在放大电路中的作用。
电路基本准备知识介绍
我们首先将介绍电路基本准备知识，包括电路元件、电路符号、电流电压关系等基础概念。
放大电路的定义及分类
在本节中，我们将定义放大电路，并介绍不同类型的放大电路，如放大器、 运算放大器以及其他特定功能的放大电路。
放大电路的工作原理简介
在这一部分中，我们将简要介绍放大电路的工作原理，包括信号输入、放大 器的放大过程和信号输出。
放大电路中的二极管
我们将详细讨论二极管在放大电路中的作用，以及如何正确使用他们进行信 号放大。
放大电路中的晶体管
本节将探讨晶体管的作用以及不同类型的晶体管在放大电路中的应用。
放大电路中的场效应管
放大电路中的噪声分析