第2章基本放大電路2.1放大的概念和放大電路的性能指標(biāo)2.2基本共射放大電路的工作原理2.3放大電路的分析方法2.4放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定2.5晶體管單管放大的三種接法2.6場效應(yīng)管放大電路2.7基本放大電路的派生電路12/19/202222.1放大的概念和放大電路的性能指標(biāo)1.放大的概念放大的對象：變化量放大的本質(zhì)：能量的控制放大的特征：功率放大放大的基本要求：不失真，放大的前提12/19/202232)輸入電阻和輸出電阻

將輸出等效成有內(nèi)阻的電壓源，內(nèi)阻就是輸出電阻?？蛰d時(shí)輸出電壓有效值帶RL時(shí)的輸出電壓有效值輸入電壓與輸入電流有效值之比。從輸入端看進(jìn)去的等效電阻12/19/202253)通頻帶4)最大不失真輸出電壓Uom：交流有效值。

由于電容、電感及半導(dǎo)體器件PN結(jié)的電容效應(yīng)，使放大電路在信號頻率較低和較高時(shí)電壓放大倍數(shù)數(shù)值下降，并產(chǎn)生相移。衡量放大電路對不同頻率信號的適應(yīng)能力。下限頻率上限頻率12/19/202262.2.1基本共射放大電路的組成及各元件的作用VBB、Rb：保證UBE＞Uon，且提供一個合適的IB。VCC：保證UCE≥UBE，同時(shí)作為負(fù)載的能源。Rc：將ΔiC轉(zhuǎn)換成ΔuCE(uo)。動態(tài)信號作用時(shí)：

輸入電壓ui為零時(shí)，晶體管各極的電流、b-e間的電壓、管壓降稱為靜態(tài)工作點(diǎn)Q，記作IBQ、ICQ（IEQ）、UBEQ、UCEQ。2.2基本共射放大電路的工作原理12/19/202272.2.2設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)的必要性

輸出電壓必然失真！

設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，首先要解決失真問題，但Q點(diǎn)幾乎影響著所有的動態(tài)參數(shù)！

為什么放大的對象是動態(tài)信號，卻要晶體管在信號為零時(shí)有合適的直流電流和極間電壓？12/19/202282.2.4放大電路的組成原則

靜態(tài)工作點(diǎn)合適：合適的直流電源、合適的電路參數(shù)。動態(tài)信號能夠作用于晶體管的輸入回路，在負(fù)載上能夠獲得放大了的動態(tài)信號。對實(shí)用放大電路的要求：共地、直流電源種類盡可能少、負(fù)載上無直流分量。12/19/202210兩種實(shí)用放大電路

2)阻容耦合放大電路耦合電容的容量應(yīng)足夠大，即對于交流信號近似為短路。其作用是“隔離直流、通過交流”。靜態(tài)時(shí)，C1、C2上電壓？動態(tài)時(shí)，C1、C2為耦合電容?。璘BEQ－＋UCEQuBE＝uI＋UBEQ，信號馱載在靜態(tài)之上。負(fù)載上只有交流信號。12/19/2022122.3放大電路的分析方法基本思想非線性電路經(jīng)適當(dāng)近似后可按線性電路對待，利用疊加定理，分別分析電路中的交、直流成分。分析三極管電路的基本思想直流分析為(ui=0)時(shí)的分析，也稱為靜態(tài)分析。

交流分析為(ui

0)時(shí)的分析，此時(shí)只考慮變化的電壓和電流，而直流電源零處理。也稱為動態(tài)分析。分析靜態(tài)時(shí)的電路稱為直流通路。

分析動態(tài)時(shí)的電路稱為交流通路。

12/19/202214一、放大電路的直流通路和交流通路1.直流通路：①Us=0，保留Rs；②電容開路；③電感相當(dāng)于短路（線圈電阻近似為0）。2.交流通路：①大容量電容相當(dāng)于短路；②直流電源相當(dāng)于短路（內(nèi)阻為0）。通常，放大電路中直流電源的作用和交流信號的作用共存，這使得電路的分析復(fù)雜化。為簡化分析，將它們分開作用，引入直流通路和交流通路的概念。12/19/202215

VBB越大，UBEQ取不同的值所引起的IBQ的誤差越小?；竟采浞糯箅娐返闹绷魍泛徒涣魍妨芯w管輸入、輸出回路方程，將UBEQ作為已知條件，令I(lǐng)CQ＝βIBQ，可估算出靜態(tài)工作點(diǎn)。12/19/202216當(dāng)VCC>>UBEQ時(shí)，已知：VCC＝12V，Rb＝600kΩ，Rc＝3kΩ，β＝100。Q＝？直流通路阻容耦合單管共射放大電路的直流通路和交流通路12/19/202217討論一畫出圖示電路的直流通路和交流通路。將uS短路，即為直流通路。12/19/2022182.電壓放大倍數(shù)的分析斜率不變12/19/2022203.失真分析截止失真消除方法：增大VBB，即向上平移輸入回路負(fù)載線。截止失真是在輸入回路首先產(chǎn)生失真！減小Rb能消除截止失真嗎？12/19/202221消除飽和失真的方法消除方法：增大Rb，減小VBB，減小Rc，減小β，增大VCC。Rb↑或β↓或VBB↓Rc↓或VCC↑最大不失真輸出電壓Uom

：比較UCEQ與（VCC－UCEQ

），取其小者，除以。這可不是好辦法！12/19/2022234、圖解法的特點(diǎn)形象直觀；適應(yīng)于Q點(diǎn)分析、失真分析、最大不失真輸出電壓的分析；能夠用于大信號分析；不易準(zhǔn)確求解；不能求解輸入電阻、輸出電阻、頻帶等參數(shù)。12/19/202224討論二1.在什么參數(shù)、如何變化時(shí)Q1→Q2→Q3→Q4？2.從輸出電壓上看，哪個Q點(diǎn)下最易產(chǎn)生截止失真？哪個Q點(diǎn)下最易產(chǎn)生飽和失真？哪個Q點(diǎn)下Uom最大？3.設(shè)計(jì)放大電路時(shí)，應(yīng)根據(jù)什么選擇VCC？12/19/202226討論三2.空載和帶載兩種情況下Uom分別為多少？3.在圖示電路中，有無可能在空載時(shí)輸出電壓失真，而帶上負(fù)載后這種失真消除？已知ICQ＝2mA，UCES＝0.7V。1.在空載情況下，當(dāng)輸入信號增大時(shí)，電路首先出現(xiàn)飽和失真還是截止失真？若帶負(fù)載的情況下呢？12/19/202227三、等效電路法半導(dǎo)體器件的非線性特性使放大電路的分析復(fù)雜化。利用線性元件建立模型，來描述非線性器件的特性。輸入回路等效為恒壓源輸出回路等效為電流控制的電流源1.直流模型：適于Q點(diǎn)的分析理想二極管利用估算法求解靜態(tài)工作點(diǎn)，實(shí)質(zhì)上利用了直流模型。12/19/202228在低頻、小信號作用下的關(guān)系式交流等效模型（按式子畫模型）電阻無量綱無量綱電導(dǎo)12/19/202230h參數(shù)的物理意義b-e間的動態(tài)電阻內(nèi)反饋系數(shù)電流放大系數(shù)c-e間的電導(dǎo)分清主次，合理近似！什么情況下h12和h22的作用可忽略不計(jì)？12/19/202231簡化的h參數(shù)等效電路－交流等效模型查閱手冊基區(qū)體電阻發(fā)射結(jié)電阻發(fā)射區(qū)體電阻數(shù)值小可忽略利用PN結(jié)的電流方程可求得由IEQ算出在輸入特性曲線上，Q點(diǎn)越高，rbe越??！12/19/2022323.

放大電路的動態(tài)分析放大電路的交流等效電路12/19/202233阻容耦合共射放大電路的動態(tài)分析12/19/202234討論四：基本共射放大電路的靜態(tài)分析QIBQ≈35μAUBEQ≈0.65V為什么用圖解法求解IBQ和UBEQ？12/19/202235討論四：基本共射放大電路的動態(tài)分析12/19/202236討論五：阻容耦合共射放大電路的靜態(tài)分析為什么可忽略？12/19/202237討論五：阻容耦合共射放大電路的動態(tài)分析12/19/202238輸出端交流短路時(shí)的輸入電阻；輸出端交流短路時(shí)的正向電流傳輸比或電流放大系數(shù)；輸入端電流恒定（交流開路）的反向電壓傳輸比輸入端電流恒定（交流開路）時(shí)的輸出電導(dǎo)。其中：四個參數(shù)量綱各不相同，故稱為混合參數(shù)（H參數(shù)）。vbe=h11ib+h12vceic=h21ib+h22vce12/19/2022392.4放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定2.4.1、靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的必要性2.4.2、典型的靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定電路2.4.3、穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的方法12/19/202240一、溫度對靜態(tài)工作點(diǎn)的影響

所謂Q點(diǎn)穩(wěn)定，是指ICQ和UCEQ在溫度變化時(shí)基本不變，這是靠IBQ的變化得來的。T（℃）→β↑→ICQ↑→Q’若溫度升高時(shí)要Q’回到Q，則只有減小IBQICEO↑若UCEQ不變IBQ↑Q’12/19/202241二、靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的典型電路

1.電路組成直流通路？Ce為旁路電容，在交流通路中可視為短路12/19/2022422.穩(wěn)定原理為了穩(wěn)定Q點(diǎn)，通常I1>>IB，即I1≈I2；因此基本不隨溫度變化。設(shè)UBEQ＝UBE＋ΔUBE，若UBEQ－UBE<<ΔUBE，則UEQ穩(wěn)定。12/19/202243Re的作用T(℃)↑→IC↑→UE↑→UBE↓（UB基本不變）→IB↓→IC↓Re起直流負(fù)反饋?zhàn)饔?，其值越大，反饋越?qiáng)，Q點(diǎn)越穩(wěn)定。關(guān)于反饋的一些概念：將輸出量通過一定的方式引回輸入回路影響輸入量的措施稱為反饋。直流通路中的反饋稱為直流反饋。反饋的結(jié)果使輸出量的變化減小的稱為負(fù)反饋，反之稱為正反饋。Re有上限值嗎？IC通過Re轉(zhuǎn)換為ΔUE影響UBE溫度升高IC增大，反饋的結(jié)果使之減小12/19/2022443.Q點(diǎn)分析分壓式電流負(fù)反饋工作點(diǎn)穩(wěn)定電路什么條件下成立？12/19/202245利用戴維寧定理等效變換后求解Q點(diǎn)Rb上靜態(tài)電壓可忽略不計(jì)！12/19/2022464.動態(tài)分析利?弊?無旁路電容Ce時(shí)：三、穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的方法引入直流負(fù)反饋溫度補(bǔ)償：利用對溫度敏感的元件，在溫度變化時(shí)直接影響輸入回路。例如，Rb1或Rb2采用熱敏電阻。Rb1應(yīng)具有負(fù)溫度系數(shù)，Rb2應(yīng)具有正溫度系數(shù)。12/19/202248討論圖示兩個電路中是否采用了措施來穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)？若采用了措施，則是什么措施？例

=120，RB=300k，rbb=200，UBEQ=0.7V,RE=RL=Rs=1k，VCC=12V。求：“Q”，Au，Ri，Ro。IBQIEQ+C1RS+ui

–RERB+VCCC2RL+–+uo–+us[解]1)求“Q”IBQ=(VCC–

UBE)/

[RB

+

(1+

)

RE]=(12

–

0.7)/[300+1211]

27(A)IEQ

IBQ

=3.2(mA)UCEQ=VCC–

ICQ

RE

=12–3.21=8.8(V)12/19/2022502)求Au，Ri，RoRbe=200+26/0.027

1.18(k)Ri=300//(1.18121)=51.2(k)RL=

1

//

1

=0.4(k)提高Ri

的電路：12/19/202251無C3、RB3：Ri=(RB1//RB2)//[rbe+(1+)RE]Ri=50//510=45(k)Ri=(RB3+RB1//RB2)//[rbe+(1+)RE]Ri=(100+50)//510=115(k)無C3有RB3：接C3：RB3

//rberbeRi=rbe+(1+)(RB//RE)=(1+)(RB//RE)Ri=5150//10=425(k)+C1RSRERB1+VCCC2+–+uo–+us+RB2RB3C3=50100k100k100k10kRB+uoibiciirbeibRE+uiRB312/19/2022522.5晶體管單管放大電路的三種接法一、基本共集放大電路二、基本共基放大電路三、三種接法放大電路的比較四、三種接法的組合形式12/19/2022532.5.1基本共集放大電路

1.靜態(tài)分析12/19/2022542.動態(tài)分析：電壓放大倍數(shù)故稱之為射極跟隨器Uo＜Ui12/19/2022552.動態(tài)分析：輸入電阻的分析Ri與負(fù)載有關(guān)！RL帶負(fù)載電阻后12/19/2022562.動態(tài)分析：輸出電阻的分析Ro與信號源內(nèi)阻有關(guān)！3.特點(diǎn)

輸入電阻大，輸出電阻??；只放大電流，不放大電壓；在一定條件下有電壓跟隨作用！令Us為零，保留Rs，在輸出端加Uo，得：12/19/202257二、基本共基放大電路

1.靜態(tài)分析12/19/2022582.動態(tài)分析3.特點(diǎn)：輸入電阻小，頻帶寬！只放大電壓，不放大電流！12/19/202259三、三種接法的比較：空載情況下接法共射共集共基Au大小于1大Aiβ1＋βαRi

中大小Ro

大小大頻帶窄中寬12/19/202260四、三種接法的組合形式為使單級放大電路具有多方面的優(yōu)良性能，有時(shí)采用組合接法。例如：共集－共基形式：輸入電阻高、電壓放大倍數(shù)較大、頻帶寬共集－共射形式：輸入電阻高、電壓放大倍數(shù)較大具有什么特點(diǎn)？是為了增強(qiáng)電壓放大能力嗎？12/19/202261討論一

圖示電路為哪種基本接法的放大電路？它們的靜態(tài)工作點(diǎn)有可能穩(wěn)定嗎？求解靜態(tài)工作點(diǎn)、電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻的表達(dá)式。12/19/202262電路如圖，所有電容對交流信號均可視為短路。1.Q為多少？2.Re有穩(wěn)定Q點(diǎn)的作用嗎？3.電路的交流等效電路？4.V變化時(shí)，電壓放大倍數(shù)如何變化？討論二12/19/202263討論二一、場效應(yīng)管靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置方法

1.基本共源放大電路根據(jù)場效應(yīng)管工作在恒流區(qū)的條件，在g-s、d-s間加極性合適的電源2.6場效應(yīng)管放大電路2.自給偏壓電路由正電源獲得負(fù)偏壓稱為自給偏壓哪種場效應(yīng)管能夠采用這種電路形式設(shè)置Q點(diǎn)？3.分壓式偏置電路為什么加Rg3?其數(shù)值應(yīng)大些小些？哪種場效應(yīng)管能夠采用這種電路形式設(shè)置Q點(diǎn)？即典型的Q點(diǎn)穩(wěn)定電路12/19/202267三、場效應(yīng)管放大電路的動態(tài)分析

1.場效應(yīng)管的交流等效模型近似分析時(shí)可認(rèn)為其為無窮大！根據(jù)iD的表達(dá)式或轉(zhuǎn)移特性可求得gm。與晶體管的h參數(shù)等效模型類比：12/19/2022682.基本共源放大電路的動態(tài)分析若Rd=3kΩ，Rg=5kΩ，gm=2mS，則與共射電路比較。12/19/2022693.基本共漏放大電路的動態(tài)分析若Rs=3kΩ，gm=2mS，則12/19/202270基本共漏放大電路輸出電阻的分析若Rs=3kΩ，gm=2mS，則Ro=?12/19/2022712.7基本放大電路的派生電路一、復(fù)合管的組成：多只管子合理連接等效成一只管子

不同類型的管子復(fù)合后，其類型決定于T1管。目的：增大β，減小前級驅(qū)動電流，改變管子的類型。12/19/202272復(fù)合管的組成原則：1、前級的管子的發(fā)射極或集電極電流(iE或iC