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2.基本放大电路(2)

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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章基本放大电路

第2章基本放大电路

UCE -
RB——固定偏置电阻(fixed-bias resistance) 。
可见：改变RB、 RC、 UCC均可改变静态工作 点，调RB最方便。
22
讨论
第二节 放大电路的分析
[例2-2-1] UCC=12V,RC=2kΩ, RB=200kΩ,β=50,试求：放大电路静 态值。
解：
IB
UCC UBE RB
C对直流开路,对交流 短路;
直流电源对交流通路 短路(忽略内阻)。
+UCC
RB
RC
C1+ IBQ
ICQ + C2
+
ui
RS uS
–
+
RL uo
–
第二节 放大电路的分析
直流通路
+UCC
RB
RC
19
讨论
第二节 放大电路的分析
(二) 估算法 用直流通路确定静态值
输入回路电压方程: UCC = IBRB + UBE
Ube
uBE UBE(AV)
集电极电源
UCC
基极电源
UBB
发射极电源
UEE
17
一、静态分析
第二节 放大电路的分析
放大电路输入端无输入信号，即ui=0, 电路中只有直流电压和直流电流
直流通路(direct current circuit)— —不加交流信号时直流电流流经的通路 (直流等效电路)
18
遵循原则:
为了研究问题方便,把交、直流分开研究。
+UCC
交流通路(alternating
current circuit)——
交流信号流经的通路(交
流等效电路)

第二章基本放大电路例题分析

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、基本放大电路

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

第二章(简好用新)-基本放大电路..

第二章(简好用新)-基本放大电路..

五、实用共发射极放大电路
1．温度对工作点的影响
温度升高
UBE减小 ICBO增大
β增大
注：旁路电容的作用。接人发射极电阻 RE，一方面发射极电流的直流分量IE 通过它能起到自动稳定静态工作点的作 用；另一方面发射极电流的交流分量ie 也会产生交流压降，使uBE减小，这样 就会降低电压放大倍数，因此增加了旁 路电容，使交流信号从电容上流过。
ic
ii
ib
C
+ BE
+ Rs ui RB RE
RL
+
uo
us
–

E B
V
us+-
Rs
RB C ui+-
RE
RL
+-uo
交流通路
二、共集电极放大电路分析 1.静态工作点的计算
VCC IBQRB U BEQ IEQRE
I BQ

VCC U BE
RB (1 )RE
ICQ I BQ I EQ
动态分析步骤：
1.先画出交流通路， 有时为了便于分析， 还要把电路变形为我 们便于分析的方式。
2.根据交流通路画微 变等效电路
E B
V
RB C ui+-
RE
RL
+-uo
ic
ii
ib
C
+ BE
+ Rs ui RB RE
RL
+
uo
us
–

Ii B
Ib
Ic
画微变等效电路时需注意的 问题：
1.交流通路变化成微变等效
RC
C2
＋－
uCE

模电第二章 基本放大电路

模电第二章 基本放大电路
温 T ( C 度 ) I C T ( C I C ) E I C O
T ( C U B ) 不 E I B I C 变
温度T (C) IC ，
若此时I B
，则I
、
CQ
U CEQ在输出特性坐标
系中的位置就可能
基本不变。
2.4 放大电路静态工作点的稳定
一、典型电路
消除方法：增大Rb，减小Rc，减小β。
例2-1:由于电路参数的改变使静态工作点产生如图所示变化。 试问（1）当Q从Q1移到Q2、 从Q2移到Q3、 从Q3移到Q4时， 分别是电路的哪个参数变化造成的？这些参数是如何变化的？
4mA 3mA 2mA 1mA
40µA
Q3
Q4
30µA 20µA
IB=10µA
2 6 m V
2 6 m V
r b e 2 0 0 ( 1 ) I E Q 2 0 0 ( 1 3 0 ) 1 . 2 m A 8 7 1 . 6 7
R i R b ∥ r b e r b e 8 7 1 . 6 7 R o R c 6 k
2.4 放大电路静态工作点的稳定
温度对Q点的影响
2、放大电路的动态分析（性能指标分析）
（1）放大电路的动态图解分析法
结论: 1. ui uBE iB iC uCE uo
阻容耦合共射放大电路
2、放大电路的动态分析（性能指标分析）
（1）放大电路的动态图解分析法 二、图解分析
结论: 2. uo与ui相位相反；3. 测量电压放大倍数；4. 最大不失 真输出电压Uom （UCEQ －UCES与 VCC－ UCEQ ，取其小者，除以 2 ）。
Q
UBE/V
UBEQ VCC
1、放大电路的静态工作点 （2）图解法确定静态工作点

基本放大电路


+UCC
C2 对地短路 + iC + C1 iB + 短路 u T CE + + + uBE – RL u RS o – ui 短路 + – iE es – –
RS es
+
ui RB
+
RC
RL
– –
+ uO –
例2：计算图示电路的静态工作点。
+UCC RB IB RC + + TUCE UBE – – IC
Rb VBB
RL VCC
uo -
使发射结正偏，并提 供适当的IB。
集电极电阻RC，将 变化的电流转变为 变化的电压。
Cb1
+
Cb2 T
+
+
ui +
Rb VBB
Rc RL VCC
uo -
集电极电源，并保 证集电结反偏。
耦合电容： 大小为10F~50F
作用：隔直通交 隔 断输入、输出与放大电路的 直流通路，同时能使交流信 号顺利输入输出。
由KVL:
IC β I B
所以
UCC = IC RC+ UCE
UCE = UCC – IC RC
2.2基本放大电路的特性分析
例1：计算静态工作点。 已知：UCC=12V，RC=4k，RB=300k， =37.5。
+UCC RB IB RC IC
U 12 CC 解： IB mA 0.04 mA RB 300
2.2基本放大电路的特性分析
3.动态分析
动态：放大电路有信号输入（ui 0）时的工作状态。 动态分析: 计算电压放大倍数Au、输入电阻ri、输出电 阻ro等。 分析方法： 微变等效电路法（小信号分析法）。 所用电路： 交流通路。

第二章 基本放大电路习题答案

第二章基本放大电路自测题一、在括号内用“ ”或“×”表明下列说法是否正确。

（1）只有电路既放大电流又放大电压，才称其有放大作用；（）（2）可以说任何放大电路都有功率放大作用；（）（3）放大电路中输出的电流和电压都是由有源元件提供的；（）（4）电路中各电量的交流成份是交流信号源提供的；（）（5）放大电路必须加上合适的直流电源才能正常工作；（）（6）由于放大的对象是变化量，所以当输入信号为直流信号时，任何放大电路的输出都毫无变化；（）（7）只要是共射放大电路，输出电压的底部失真都是饱和失真。

（）解：（1）×（2）√（3）×（4）×（5）√（6）×（7）×二、试分析图所示各电路是否能够放大正弦交流信号，简述理由。

设图中所有电容对交流信号均可视为短路。

解：（a ）不能。

因为输入信号被V B B 短路。

（b ）可能。

（c ）不能。

因为输入信号作用于基极与地之间，不能驮载在静态电压之上，必然失真。

（d ）不能。

晶体管将因发射结电压过大而损坏。

（e ）不能。

因为输入信号被C 2短路。

（f ）不能。

因为输出信号被V C C 短路，恒为零。

（g ）可能。

（h ）不合理。

因为G-S 间电压将大于零。

（i ）不能。

因为T 截止。

三、在图所示电路中， 已知V C C ＝12V ，晶体管的β＝100，'bR ＝100k Ω。

填空：要求先填文字表达式后填得数。

（1）当i U＝0V 时，测得U B E Q ＝0.7V ，若要基极电流I B Q ＝20μA ， 则'bR 和R W 之和R b ＝ ≈ k Ω；而若测得U C E Q ＝6V ，则R c ＝ ≈ k Ω。

（2）若测得输入电压有效值i U =5mV 时，输出电压有效值'o U＝0.6V ， 则电压放大倍数uA ＝ ≈ 。

若负载电阻R L 值与R C 相等 ，则带上负载后输出电压有效值oU ＝ ＝ V 。

第二章 基本放大电路 2.1 放大的概念和放大电路的主要性能指标2.2 基本共射放大电路的工作原理2.3 放大电

电流能够作用于负载．
RC +C2
RS +
es –
C1 +
+
ui + ––
iB iC + + TuCE
RBuB–E – RL
VBB iE
+ uo –
共发射极基本电路
晶体管T--放大元
件, iC= iB。要保
+ 证集电结反偏,发 VCC射结正偏,使晶体 – 管工作在放大区 。
基极电源VBB与基极 电阻RB--使发射结 处于正偏，并提供 大小适当的基极电 流。
直接耦合共射放大电路 直 流 通 路
视为短路
直接耦合共射放大电路
直 流 通 路
直接耦合共射放大电路
视为 接地
交 流 通 路
直接耦合共射放大电路 交 流 通 路
阻容耦合共射放大电路
1、直流通路 对直流信号电容 C 可看作开路（即将电容断开）
断开 RB
C1 +
RS +
+ ui
es –
–
+UCC
RC +C2 断开
iB iC + + TuCE + uB–E – RL uo
iE
–
+UCC
RB
RC IB IC
+
U+B–ETU–CE
直流通路
IE
直流通路用来计算静态工作点Q ( IB 、 IC 、 UCE )
2、对交流信号(有输入信号ui时的交流分量)
+UCC
RB
RC
+C2
XC 0，C 可看作 对地短路 短路。忽略电源的
ib:IBQIBQ IB

第二章基本放大电路习题答案

2-2 电路如图2-35所示，已知V CC =12 V ，R C =2 k Ω，晶体管的β=60，U BE =0.3 V , I CEO =0.1 mA ,要求： (1) 如果欲将I C 调到1.5 mA,试计算R B 应取多大值？(2) 如果欲将U CE 调到3 V ，试问R B 应取多大值？图2-35 题2-2图解：1）C B 1.5I βI mA == B 0(12)0.31.5/600.025BI mA R ---===所以B 468R k =Ω2）C31234.5210I mA -==⨯，B 0(12)0.34.5/600.075B I mA R ---===所以B 156R k =Ω 2-3 电路图2-36所示，已知晶体管的β=60，r be k =1Ω，BE U =0.7 V ，试求：(1)静态工作点 I B ，I C ，U CE ；(2) 电压放大倍数；(3) 若输入电压 mV sin 210i t u ω=，则输出电压U o 的有效值为多少?+3kΩ270kΩ+C 1C 2u iu oR B1R C+12V3DG6+－+－图2-36 题2-3图解：1）计算电路的静态工作点：B 120.70.04270I mA -== C B 0.0460 2.4I I mA β==⨯= CE 12 2.43 4.8U V =-⨯=2)对电路进行动态分析o L u i be 6031801U βR A U r '-⨯==-==- 3）0180101800u i U A U =⨯=⨯=V 所以输出电压的有效值为1800V1.放大器中的信号是交、直流共存的。

交流信号是被放大的量；直流信号的作用是使放大器工作在放大状态，且有合适的静态工作点，以保证不失真地放大交流信号。

2.若要使放大器正常地放大交流信号，必须设置好工作状态及工作点，这首先需要作直流量的计算；若要了解放大器的交流性能，又需要作交流量的计算。

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（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。 复合管的接法
c c
b

T1
T2
b
T1
T2
(a) NPN 型
e 图 2.6.1(b)来自PNP 型e复合管

莆田学院三电教研室－－模拟电路多媒体课件
结论：电压放大倍数恒小于 1，而接近 1，且输出电 压与输入电压同相，又称射极跟随器。
四、电压放大倍数
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第二章
基本放大电路
五、输入电阻
I r I R U i b be e e
RS
I i b Ib +
+
e
rbe
I e
+
I o
大(数值同共射 电路，但同相)
RL rbe
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第二章
基本放大电路
2.5.3 三种基本组态的比较
组态 性能 共 射 组 态 共 集 组 态 共 基 组 态
Ri
中 (几百欧~几千欧)
rbe
大 (几十千欧以上)
rbe (1 ) Re
小 (几欧 ~几十欧) rbe 1
Δu rbe B E rbe1 (1 1 )rbe2 Δ iB
b
iB
+ iB1
uBE
iC
2
iE1 = iB2
T2
所以
e
iE
显然，、rbe 均比一个管子 1、rbe1 提高了很多倍。
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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。
c Rc
②共基极组态
b vs1 +
Rc c T e Re + v - s2
+
vo -
β Ib c Ib b Rc + vo -
R V I Rc o b c AV I [r (1 ) R ] r (1 ) R V i b be e be e
rbe Ro Re // 1
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第二章
基本放大电路
2.6 晶体管基本放大电路的派生电路
2.6.1 复合管放大电路
一、复合管的组成及其电流放大系数
复合管的构成： 由两个或两个以上三极管组成。 1.复合管共射电流放大系数 值
因为 ΔiC ΔiB Δ iB Δ iB1
b rbe i I rbe U Ri I i (1 ) I b 1
如考虑电阻 Re 的作用
r U Ri i Re // be I 1 i
五、输出电阻
暂不考虑电阻 RC 的作用 Ro rcb . 已知共射输出电阻 rce ，而 rcb 比 rce大 得多，可认 为 rcb (1 + )rce 如果考虑集电极负载电阻，则共基极放大电路的输 出电阻为 Ro = Rc // rcb Rc
~ U S

U i
_
I b
c
U O
_ I c
Re
Ri U Ri i rbe (1 ) Re Ii
图2.5.2交流等效电路
输入电阻较大。
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第二章
六、输出电阻
o I b ( rbe Rs ) U 式中
Rc b
c
T e Re + vs2 -
①vs2=0，从集电极输出； ②vs1=0，从集电极输出； ③vs2=0，从发射极输出。 解 ① 共发射极接法
vs1 -
+
R V I Rc o b c AV Vi I b [rbe (1 ) Re ] rbe (1 ) Re
U CEQ VCC I EQ Re VCC I CQ Re
~
RL
U O

(a)电路图
图 2.5.1
共集电极放大电路
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第二章
基本放大电路
三、电流放大倍数
I I i b
I 所以 I o e
RS
I i b Ib +
i be
U i
Re
rbe b
U O
RL
_
_
RC // RL RL
共基极放大电路没有电流放大作用，但是具有电压放 大作用。电压放大倍数与共射电路相等，但没有负号，说 明该电路输入、输出信号同相位。
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第二章
基本放大电路
四、输入电阻
暂不考虑电阻 Re 的作用
由于 小于 1 而近似等于 1 ，所以共基极放大电路 没有电流放大作用。
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第二章
基本放大电路
I i I e I b
三、电压放大倍数
由微变等效电路可得
+
e
I C
I b
c +
I O
所以
I r U i b be I R U o b L U RL o Au U r
二、电流放大倍数
微变等效电路 由图可得：
U i
e
I C
+
I b
c +
I O
Re
rbe b
U O
RL
I , I i e
I I o c
_ 图 2.5.4
_
(C)共基极放大电路的等效电路
所以
o c I I i A i e I I
b
iB iC
1 T 1
c
iC iC
2
+ iB1
uBE
由图可见 Δ iC Δ iC1 Δ iC2 1Δ iB1 2Δ iB 2
iE1 = iB2
T2
e
iE
Δ iB 2 Δ iE1 (1 1 )Δ iB1
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第二章
基本放大电路
则
c
β Ib Rc e + Re Ie vo -
Ic
R V ( 1 ) I ( 1) Re o b e AV I [r (1 ) R ] r (1 ) R V i b be e be e
V Ri i rbe (1 ) Re I i
+ Rc
C2 + RL
U O
+
C1 + Rb2
+
C2 +
+
Re U i
_
VCC
+ Cb Rb1
Rc RL U O
VCC _
_
_
(b)实际电路
图 2.5.4
共基极放大电路
VEE 保 证 发 射 结 正 偏 ； VCC 保证集电结反偏；三极管 工作在放大区。
实际电路采用一个电 源 VCC ，用 Rb1、Rb2 分 压提供基极正偏电压。

图 2.5.1
基本共集放大电路(a)电路
（动画3-6）
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第二章
基本放大电路
二、静态工作点
由基极回路求得静态基极电流
I BQ
则
VCC U BEQ Rb (1 ) Re
I CQ I BQ
RS
U S
Rb C1 + + Re
+VCC C2 + +
而 所以
如输出端无发射极电阻Re
o U Ro Io
基本放大电路
0 U S RL
b
I b
rbe
e
I e
I o
+
Rs Rs // Rb
RS
I b
c
Re
o I e (1 ) I b I o rbe Rs U Ro 1 Io
+
e
rbe
I e
+
I o
~ U S I I o e Ai (1 ) I I
i b
U i
_
I b
c
U O
_ I c
Re
图2.5.2交流等效电路
o U (1 ) Re Au I R (1 ) I R U i rbe (1 ) Re o e e b e U I r I R I r (1 ) I R U Re // RL Re i b be e e b be b e
Δ iC 1Δ iB1 2 (1 )Δ iB1 ( 1 2 1 2 )Δ iB 2
ΔiC 所以 1 2 1 2 1 2 ΔiB
c
iC
1 T 1
iC
2.复合管输入电阻 rbe 其中
Δ uB E Δ iB1rbe1 Δ iB 2 rbe2 Δ iB1[rbe1 (1 1 )rbe2 ]
+
+
路
+
+
U i

+
_
+ Cb