1、模模擬擬電電子子技技術術基基礎礎 第第 二二章章 基基本本放放大大電電路路第第2 2章章第第1 1章章第第3 3章章第第4 4章章第第8 8章章第第7 7章章第第1010章章第第9 9章章第第6 6章章第第5 5章章第第2 2章章 基本放大電路基本放大電路2.1 放大的概念和放大電路的主要性能指標放大的概念和放大電路的主要性能指標2.2 基本共射放大電路的工作原理基本共射放大電路的工作原理2.3 放大電路的分析方法放大電路的分析方法2.4 放大電路靜態工作點的穩定放大電路靜態工作點的穩定2.5 晶體管單管放大電路的三種基本接法晶體管單管放大電路的三種基本接法2.6.1 復合管放大電路復合管放大

2、電路 2.7 本章小結本章小結返回返回模模擬擬電電子子技技術術基基礎礎 第第 二二章章 基基本本放放大大電電路路2.1 放大的概念和放大電路的主要性能指標放大的概念和放大電路的主要性能指標模模擬擬電電子子技技術術基基礎礎 第第 二二章章 基基本本放放大大電電路路圖圖2.1.1 擴音機示意圖擴音機示意圖 利用擴音機放大聲音，是電子學中的利用擴音機放大聲音，是電子學中的放大，其原理框圖如圖放大，其原理框圖如圖2.1.1所示。所示。 2.1.1 放大的概念放大的概念詳見書詳見書P P74747979。 第第2 2章章 基本放大電路基本放大電路模模擬擬電電子子技技術術基基礎礎 第第 二二章章 基基本本

3、放放大大電電路路u放大的對象：變化量放大的對象：變化量u放大的本質：能量的控制放大的本質：能量的控制u放大的特征：功率放大放大的特征：功率放大u放大的基本要求：不失真，放大的前提放大的基本要求：不失真，放大的前提判斷電路能否判斷電路能否放大的基本出放大的基本出發點發點 2.1.2 放大電路的性能指標放大電路的性能指標圖圖2.1.2 放大電路示意圖放大電路示意圖信號源信號源信號源信號源內阻內阻輸入電壓輸入電壓輸出電壓輸出電壓輸入電流輸入電流輸出電流輸出電流模模擬擬電電子子技技術術基基礎礎 第第 二二章章 基基本本放放大大電電路路ioUUAAuuuioIIAAiiiioIUAuiioUIAiu1)

4、 1) 放大倍數：輸出量與輸入量之比放大倍數：輸出量與輸入量之比電壓放大倍數是最常被研究和測試的參數電壓放大倍數是最常被研究和測試的參數2)2)輸入電阻和輸出電阻輸入電阻和輸出電阻從輸入端看進從輸入端看進去的等效電阻去的等效電阻 將輸出等將輸出等效成有內阻效成有內阻的電壓源，的電壓源，內阻就是輸內阻就是輸出電阻。出電阻。圖圖2.1.2 放大電路示意圖放大電路示意圖模模擬擬電電子子技技術術基基礎礎 第第 二二章章 基基本本放放大大電電路路iiiIUR LooLooooRUURUUUR) 1(空載時輸出電空載時輸出電壓有效值壓有效值帶帶RL時的輸出時的輸出電壓有效值電壓有效值輸入電壓與輸輸入電壓與

5、輸入電流有效值入電流有效值之比。之比。 Ro愈小，負載電阻愈小，負載電阻RL變化時，變化時，Uo的變的變化愈小，稱為放大電路的帶負載能力愈強?；。Q為放大電路的帶負載能力愈強。 Ri越大，表明放大電路從信號源索取越大，表明放大電路從信號源索取的電流越小，放大電路所得到的輸入電壓的電流越小，放大電路所得到的輸入電壓Ui越接近信號源電壓越接近信號源電壓Us；即信號源內阻上即信號源內阻上的電壓越小，信號電壓損失越小的電壓越小，信號電壓損失越小。 模模擬擬電電子子技技術術基基礎礎 第第 二二章章 基基本本放放大大電電路路 輸入電阻和輸出電阻是描述電子電路輸入電阻和輸出電阻是描述電子電路在相互連接時

6、所產生的影響而引入的參數在相互連接時所產生的影響而引入的參數。當兩個放大電路相互連接時（如圖。當兩個放大電路相互連接時（如圖2.1.3所示），所示），放大電路放大電路的輸入電阻的輸入電阻Ri2是放大是放大電路電路的負載電阻，的負載電阻，而放大電路而放大電路可看成可看成放大電路放大電路的信號源，內阻就是放大電路的信號源，內阻就是放大電路的輸出電阻的輸出電阻RO1。因此，輸入電阻和輸出因此，輸入電阻和輸出電阻均會直接或間接地影響放電阻均會直接或間接地影響放大電路的放大電路的放大能力。大能力。圖圖2.1.3 兩個放大電路相連的示意圖兩個放大電路相連的示意圖模模擬擬電電子子技技術術基基礎礎 第第 二二

7、章章 基基本本放放大大電電路路3)3)通頻帶通頻帶4)4)最大不失真輸出電壓最大不失真輸出電壓Uom：交流有效值。交流有效值。 用峰峰峰值峰值Uopp表示，Uopp=2Uom。 由于電容、電感及半導體器件由于電容、電感及半導體器件PNPN結的電結的電容效應，使放大電路在信號頻率較低和較高容效應，使放大電路在信號頻率較低和較高時電壓放大倍數數值下降，并產生相移。時電壓放大倍數數值下降，并產生相移。衡量放大電路對不同頻率信號的適應能力。衡量放大電路對不同頻率信號的適應能力。下限下限頻率頻率上限上限頻率頻率LHbwfff 圖圖2.1.4 放大電路的頻率指標放大電路的頻率指標模模擬擬電電子子技技術術基

8、基礎礎 第第 二二章章 基基本本放放大大電電路路VBB、Rb：使使UBE Uon，且有合適的且有合適的IB。VCC：使使UCEUon，同時同時作為負載的能源。作為負載的能源。Rc：將將iC轉換成轉換成uCE(uo) 。)(u uiiiuoCERcbic動態信號作用時：動態信號作用時：2.2 基本共射放大電路的工作原理基本共射放大電路的工作原理 2.2.1 基本共射放大電路的組成基本共射放大電路的組成及各元件的作用及各元件的作用圖圖2.2.1 基本共射放大電路基本共射放大電路一、元件作用：一、元件作用：模模擬擬電電子子技技術術基基礎礎 第第 二二章章 基基本本放放大大電電路路圖圖2.2.1 基本

9、共射放大電路基本共射放大電路 T：NPN型三極管，型三極管，擔負著放大的作用，是擔負著放大的作用，是整個電路的核心。整個電路的核心。 放大器有兩個回路放大器有兩個回路:輸入回路，輸出回路。輸入回路，輸出回路。輸出回路：輸出回路：Vcc:使使JC反偏，提供集電極電流反偏，提供集電極電流IC、iC 。 RC:集電極負載電阻集電極負載電阻,將將iC轉變成轉變成uCE=iCRC輸出。輸出。 輸入回路：輸入回路：VBB：使：使Je正偏，提供基極電流正偏，提供基極電流IB、iB 。 Rb:調節調節IB大小。，當大小。，當VBB、Rb確定后，確定后，IB固定。固定。模模擬擬電電子子技技術術基基礎礎 第第 二

10、二章章 基基本本放放大大電電路路 由于電路的輸入回路與輸出回路以發射由于電路的輸入回路與輸出回路以發射極為公共端，故稱之為共射放大電路，并稱極為公共端，故稱之為共射放大電路，并稱公共端為公共端為“地地”。 Cb1、Cb2:隔直、通交，叫隔直、通交，叫隔直電容隔直電容、耦耦合電容合電容。 二、基本放大電路的放大作用二、基本放大電路的放大作用 uiiB 控制控制 iCuo， 幅度小幅度小 放大放大 幅度大幅度大 所以共射放大電路叫所以共射放大電路叫固定偏置電路固定偏置電路。Rb叫偏流電阻，叫偏流電阻，IB叫偏流。叫偏流。模模擬擬電電子子技技術術基基礎礎 第第 二二章章 基基本本放放大大電電路路 u

11、i，uo，Vcc，VBB的共同端點的共同端點(O(O點點) )稱為稱為“地地”, ,并以地端作為零電并以地端作為零電位點位點( (參考電位點參考電位點) )。 圖圖2.2.2 基本共射放基本共射放大電路的簡化電路大電路的簡化電路 “放大作用放大作用”實質實質上是放大器件的上是放大器件的“控制作控制作用用”。放大作用是針對變化量而言。放大作用是針對變化量而言。三、基本放大器的習慣畫法三、基本放大器的習慣畫法令令VBB=Vcc得到簡化電路。得到簡化電路。 不畫電源符號，不畫電源符號，只標出電壓數值和極性只標出電壓數值和極性。得到。得到習慣畫法習慣畫法。附圖：圖附圖：圖2.2.1基本共射基本共射放大

12、電路的習慣畫法放大電路的習慣畫法模模擬擬電電子子技技術術基基礎礎 第第 二二章章 基基本本放放大大電電路路 2.2.2 設置靜態工作點的必要性設置靜態工作點的必要性 一、靜態工作點一、靜態工作點 在放大電路中，當有信號輸入時，交在放大電路中，當有信號輸入時，交流量與直流量共存。流量與直流量共存。當輸入當輸入信號為零時，信號為零時，晶體管的基極電流晶體管的基極電流IB，集電極電流，集電極電流IC，b-e間電壓間電壓UBE。管壓降。管壓降UCE稱為放大電路的稱為放大電路的靜靜態工作點態工作點Q，常將這四個物理量，常將這四個物理量記作記作IBQ、ICQ、UBEQ、UCEQ。在近似估算中常認為。在近似

13、估算中常認為UBEQ為已知量，對于硅管，取為已知量，對于硅管，取|UBEQ|為為0.7v；對于鍺管，取為；對于鍺管，取為0.2v。在如附圖所示的電。在如附圖所示的電路中，令路中，令Ui=0。RIVUIIRUVICCQCCCEQBQCQbBEQCCBQ,模模擬擬電電子子技技術術基基礎礎 第第 二二章章 基基本本放放大大電電路路 既然放大電路的放大對象是動態信號，既然放大電路的放大對象是動態信號，那么為什么要設置靜態工作點呢？為了說那么為什么要設置靜態工作點呢？為了說明這一問題，不妨將基極電源去掉。明這一問題，不妨將基極電源去掉。 二、為什么要設置靜態工作點二、為什么要設置靜態工作點 在上圖所示的

14、電路中在上圖所示的電路中, ,靜態時將輸入端靜態時將輸入端ui短路短路,必然得出必然得出IBQ=0，ICQ=0，UCEQ=VCC的結論的結論, ,因而晶體管處于截止狀態。因而晶體管處于截止狀態。 模模擬擬電電子子技技術術基基礎礎 第第 二二章章 基基本本放放大大電電路路 對于放大電路的對于放大電路的最基本要求：一是不失最基本要求：一是不失真，二是能夠放大。真，二是能夠放大。若波形嚴重失真，放大若波形嚴重失真，放大就毫無意義了。只有在信號的整個周期內晶就毫無意義了。只有在信號的整個周期內晶體管始終工作在放大狀態，輸出信號才不會體管始終工作在放大狀態，輸出信號才不會失真。因此，設置合適的靜態工作點

15、，以保失真。因此，設置合適的靜態工作點，以保證放大電路不產生失真是非常必要的。證放大電路不產生失真是非常必要的。 輸出電壓必然失真！輸出電壓必然失真！ 設置合適的靜態工作點，首先要解決失真設置合適的靜態工作點，首先要解決失真問題，但問題，但Q點幾乎影響著所有的動態參數！點幾乎影響著所有的動態參數！模模擬擬電電子子技技術術基基礎礎 第第 二二章章 基基本本放放大大電電路路t tuCEUCEQVCCO截止失真截止失真頂部失真頂部失真動態信號動態信號馱載在靜馱載在靜態之上態之上輸出和輸入反相！輸出和輸入反相！ 2.2.3 基本共射放大電基本共射放大電路的工作原理及波形分析路的工作原理及波形分析圖圖2

16、.2.3 基本共射放大基本共射放大電路的波形分析電路的波形分析t tuCEUCEQVCCO飽和失真飽和失真底部失真底部失真模模擬擬電電子子技技術術基基礎礎 第第 二二章章 基基本本放放大大電電路路iB=IBQ+ib 當有輸入電壓時，基極電流是在原當有輸入電壓時，基極電流是在原來直流分量來直流分量IBQ的基礎上疊加一個正弦交流的基礎上疊加一個正弦交流電流電流ib。 通過耦合電容輸出，通過耦合電容輸出，uo比比ui幅度大的幅度大的多。但頻率相同，放大后波形沒有改變。多。但頻率相同，放大后波形沒有改變。u0與與ui相位相差相位相差180o，反相，反相uCE(瞬時量瞬時量)=UCE(直流成分直流成分)

17、+uce(交流成分交流成分) )iC=ICQ+iC 靜態時的靜態時的IBQ、ICQ、UCEQ如圖如圖2.2.3(b)(b)、(c)(c)、(d)(d)中虛線所標注。是恒定的直流。中虛線所標注。是恒定的直流。 模模擬擬電電子子技技術術基基礎礎 第第 二二章章 基基本本放放大大電電路路 共射電路共射電路: :三極管的基極電位三極管的基極電位ub的變的變化和集電極電位化和集電極電位uc的變化倒相的變化倒相。基極電位?；鶚O電位上升上升, ,集電極電位下降。集電極電位下降。 1501801501801500.023(5)uioiOiOuiOimOmiOuuuiOuAUArgUArgUUArgAArgUU

18、UUUUAAUUA 負號表示放大器的輸出電壓與輸入電負號表示放大器的輸出電壓與輸入電壓相位相差壓相位相差180o，即倒相作用。，即倒相作用。模模擬擬電電子子技技術術基基礎礎 第第 二二章章 基基本本放放大大電電路路 2.2.4 放大電路的組成原則放大電路的組成原則一、組成原則一、組成原則 靜態工作點合適：合適的直流電源、合靜態工作點合適：合適的直流電源、合適的電路參數。適的電路參數。 動態信號能夠作用于晶體管的輸入回路動態信號能夠作用于晶體管的輸入回路，在負載上能夠獲得放大了的動態信號。，在負載上能夠獲得放大了的動態信號。 對實用放大電路的要求：對實用放大電路的要求：共地、直流電源共地、直流電

19、源種類盡可能少、負載上無直流分量。種類盡可能少、負載上無直流分量。模模擬擬電電子子技技術術基基礎礎 第第 二二章章 基基本本放放大大電電路路問題：問題：1.1.兩種電源兩種電源2.2.信號源與放大電路不信號源與放大電路不“共地共地”將兩個電源將兩個電源合二為一合二為一共地，且要共地，且要使信號馱載使信號馱載在靜態之上在靜態之上靜態時，靜態時，b1BEQRUU動態時，動態時，b-e間電間電壓是壓是uI與與Rb1上的上的電壓之和。電壓之和。二、常見的兩種共射放大電路二、常見的兩種共射放大電路直接耦合共射放大電路直接耦合共射放大電路圖圖2.2.4 直接耦合共射放大電路直接耦合共射放大電路模模擬擬電電

20、子子技技術術基基礎礎 第第 二二章章 基基本本放放大大電電路路圖圖2.2.4 直接耦合共射放大電路直接耦合共射放大電路 將圖將圖2.2.4所示電路的輸入端短路便可求所示電路的輸入端短路便可求出靜態工作點。出靜態工作點。RIVUIIRURUVICCQCCCEQBQCQb1BEQb2BEQCCBQ 應當指出，應當指出，Rb1是必不可少的。試想，是必不可少的。試想，若若Rb1=0，則靜態時，由于輸入端短路，則靜態時，由于輸入端短路，IBQ=0，晶體管將截止，電路不可能正常工，晶體管將截止，電路不可能正常工作。作。Rb1、Rb2的取值與的取值與VCC相配合，才能得到相配合，才能得到合適的基極電流合適的

21、基極電流IBQ，合理地選取，合理地選取RC，才能，才能 圖圖2.2.5阻容耦合共射放大電路。當輸阻容耦合共射放大電路。當輸入信號作用時，由于信號電壓將在圖入信號作用時，由于信號電壓將在圖2.2.4所示電路中的所示電路中的Rb1上均有損失，因而減少了上均有損失，因而減少了晶體管基極與發射極之間的信號電壓，也晶體管基極與發射極之間的信號電壓，也就會影響電路的放大能力。圖就會影響電路的放大能力。圖2.2.5所示電所示電路既解決了路既解決了“共地共地”問題，又使一定頻率問題，又使一定頻率范圍內的輸入信號幾乎毫無損失地加到放范圍內的輸入信號幾乎毫無損失地加到放大管的輸入回路。下面對該電路加以分析大管的輸

22、入回路。下面對該電路加以分析。模模擬擬電電子子技技術術基基礎礎 第第 二二章章 基基本本放放大大電電路路得到合得到合適適的壓降的壓降UCEQ。當有輸入信號時的。當有輸入信號時的波形分析如圖波形分析如圖2.2.3所示。所示。阻容耦合共射放大電路阻容耦合共射放大電路模模擬擬電電子子技技術術基基礎礎 第第 二二章章 基基本本放放大大電電路路 耦合電容的容量耦合電容的容量應足夠大，即對于交應足夠大，即對于交流信號近似為短路。流信號近似為短路。其作用是其作用是“隔離直流隔離直流、通過交流、通過交流”。靜態時，靜態時，C1、C2上電壓？上電壓？CEQC2BEQC1UUUU，動態時，動態時，C1、C2為耦合

23、電容！為耦合電容！U UBEQBEQU UCEQCEQuBEuIUBEQ，信號馱載在靜態之上。，信號馱載在靜態之上。負載上只有交流信號。負載上只有交流信號。圖圖2.2.5 阻容耦合共射放大電路阻容耦合共射放大電路令輸入端短路，可以求出靜態工作點。令輸入端短路，可以求出靜態工作點。模模擬擬電電子子技技術術基基礎礎 第第 二二章章 基基本本放放大大電電路路2.3 放大電路的分析方法放大電路的分析方法 2.3.1 直流通路與交流通路直流通路與交流通路直流通路：直流通路： 定義：定義：放大器中直放大器中直流電源作用下直流電流所流電源作用下直流電流所通過的路徑。通過的路徑。直流通路的畫法直流通路的畫法

24、通常，放大電路中直流電源的作用和交通常，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雜流信號的作用共存，這使得電路的分析復雜化。為簡化分析，將它們分開作用，引入直化。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。流通路和交流通路的概念。用途：用途：用于研究靜態工作點。用于研究靜態工作點。圖圖2.2.5 阻容耦合阻容耦合共射放大電路共射放大電路模模擬擬電電子子技技術術基基礎礎 第第 二二章章 基基本本放放大大電電路路交流通路交流通路 定義定義: :輸入信號作用輸入信號作用下交流信號流經的通路。下交流信號流經的通路。用途：用途：用于研究動態參數。用于研究動態參數。交

25、流通路畫法交流通路畫法 原則：原則：電容電容Cb1、Cb2對直流相當于開路對直流相當于開路，電感線圈視為短路，電感線圈視為短路，信號源視為短路信號源視為短路，但應保留其內阻。見附圖但應保留其內阻。見附圖a a。附圖附圖a a：直流通路：直流通路 原則：原則：電容電容Cb1、Cb2( (電容量較大電容量較大10f)10f)對交流相當于短路對交流相當于短路。無內阻的。無內阻的直流電源直流電源Vcc對對交流沒有貢獻，交流沒有貢獻，相當于短路相當于短路。見附圖。見附圖b b。模模擬擬電電子子技技術術基基礎礎 第第 二二章章 基基本本放放大大電電路路附圖附圖b b：交流通路：交流通路 在分析放大電路時，

26、應遵循在分析放大電路時，應遵循“先靜態先靜態，后動態，后動態”的原則，求解靜態工作點時應的原則，求解靜態工作點時應利用直流通路，兩種通路不可混淆。靜態利用直流通路，兩種通路不可混淆。靜態工作點合適，動態分析才有意義。工作點合適，動態分析才有意義。圖圖2.2.5 阻容耦合共射放大電路阻容耦合共射放大電路模模擬擬電電子子技技術術基基礎礎 第第 二二章章 基基本本放放大大電電路路cCQCCCEQBQCQbBEQBBBQ RIVUIIRUVIVBB越大，越大，UBEQ取不同取不同的值所引起的值所引起的的IBQ的誤差的誤差越小。越小。 列晶體管輸入、輸出回路方程，將列晶體管輸入、輸出回路方程，將UBEQ

27、作為已知條件，令作為已知條件，令ICQIBQ，可估算，可估算出靜態出靜態工作點。工作點。基本共射放大電路的直流通路和交流通路基本共射放大電路的直流通路和交流通路模模擬擬電電子子技技術術基基礎礎 第第 二二章章 基基本本放放大大電電路路cCQCCCEQBQCQbBEQCCBQ RIVUIIRUVI當當VCCUBEQ時，時，bCCBQRVI已知：已知：VCC12V，Rb600k，Rc3k ，100。 Q？直流通路直流通路阻容耦合單管共射放大電路的阻容耦合單管共射放大電路的直流通路和交流通路直流通路和交流通路交流通路交流通路模模擬擬電電子子技技術術基基礎礎 第第 二二章章 基基本本放放大大電電路路討

28、論一討論一畫出圖示電路的直流通路和交流通路。畫出圖示電路的直流通路和交流通路。將將uS短路，即為直流通路。短路，即為直流通路。模模擬擬電電子子技技術術基基礎礎 第第 二二章章 基基本本放放大大電電路路bBBBBERiVucCCCCERiVu輸入回路輸入回路負載線負載線QIBQUBEQQIBQICQUCEQ直流負載線直流負載線 2.3.2 圖解法圖解法一、靜態工作點的分析一、靜態工作點的分析 圖解二元方程圖解二元方程RiVuU| )uf(iQ：bBBBBE常數CEBEB兩兩點點式式: :RiVuI| )uf(iQ：CCCCCE常數BCEC模模擬擬電電子子技技術術基基礎礎 第第 二二章章 基基本本

29、放放大大電電路路 在輸出特性坐標系中，畫出上式所確定在輸出特性坐標系中，畫出上式所確定的直線的直線兩點式兩點式: :令令ic=0；uCE=VCC,得得M點點(VCC，0)。令。令uCE =0，ic=VCC/RC得得N點點(0,VCC/RC)，連接，連接，該直線為輸出回路負載線該直線為輸出回路負載線，斜，斜率為率為-1/C,并找到并找到IB=IBQ的那條輸出特性曲的那條輸出特性曲線，該曲線與線，該曲線與直線的交點就是靜態工作直線的交點就是靜態工作點點，其縱坐標值為，其縱坐標值為ICQ，橫坐標值為，橫坐標值為UCEQ。 應指出應指出, ,如果輸出特性曲線中沒有的如果輸出特性曲線中沒有的IB=IBQ

30、那條輸出特性曲線，則應當補測那條輸出特性曲線，則應當補測( (畫畫) )該曲線。該曲線。 直流負載線的畫法直流負載線的畫法:模模擬擬電電子子技技術術基基礎礎 第第 二二章章 基基本本放放大大電電路路 根據根據ui在輸入特性上求在輸入特性上求i二、動態情況分析（用圖解法）二、動態情況分析（用圖解法）附圖附圖1 1：利用圖解法進行動態分析：利用圖解法進行動態分析1 1模模擬擬電電子子技技術術基基礎礎 第第 二二章章 基基本本放放大大電電路路 根據根據i在輸出特性上求在輸出特性上求iC和和uCE。附圖附圖2 2：利用圖解法進行動態分析：利用圖解法進行動態分析2 2模模擬擬電電子子技技術術基基礎礎 第

31、第 二二章章 基基本本放放大大電電路路bBIBBBERiuVuIuBBQBiIICiCEu斜率不變斜率不變圖圖2.3.5 利用圖解法求解靜態工作點和電壓放大倍數利用圖解法求解靜態工作點和電壓放大倍數符符號號為為“”。反反相相，與與給給定定uuAuuuuAuuiiuIOIOOCECBI)(模模擬擬電電子子技技術術基基礎礎 第第 二二章章 基基本本放放大大電電路路圖圖2.3.7 基本共射放大電路的截止失真基本共射放大電路的截止失真三、波形非線性失真的分析三、波形非線性失真的分析工作點偏低，易產生截止失真。工作點偏低，易產生截止失真。消除方法：消除方法：增大增大VBB，即向上平移輸入回路，即向上平移

32、輸入回路負載線。負載線。t截止失真是在輸入回路首先產生失真！截止失真是在輸入回路首先產生失真！Q減小減小Rb能消除截止失真嗎？能消除截止失真嗎？t頂部失真頂部失真能能! !模模擬擬電電子子技技術術基基礎礎 第第 二二章章 基基本本放放大大電電路路工作點偏高，易產生飽和失真工作點偏高，易產生飽和失真圖圖2.3.8 基本共射放大電路的飽和失真基本共射放大電路的飽和失真飽和失真產生于晶體管的輸出回路！飽和失真產生于晶體管的輸出回路！底部失真底部失真模模擬擬電電子子技技術術基基礎礎 第第 二二章章 基基本本放放大大電電路路消除飽和失真的方法消除飽和失真的方法 Q QRb或或或或VBB Rc或或VCC這

33、可不是這可不是好辦法！好辦法！ 消除方法：消除方法：增大增大Rb，減小，減小VBB，減小減小Rc，減小減小，增大增大VCC。 最大不失真輸出電壓最大不失真輸出電壓Uom:比較比較(UCEQ U CES )與與 ( VCC UCEQ )，取其小者，取其小者，除以除以 。2模模擬擬電電子子技技術術基基礎礎 第第 二二章章 基基本本放放大大電電路路 輸入信號太強，使放大器的工作范輸入信號太強，使放大器的工作范圍超出了晶體管特性曲線的線性范圍。截圍超出了晶體管特性曲線的線性范圍。截止、飽和都失真。止、飽和都失真。降低降低ui，或增加，或增加CC可改善此種失真?？筛纳拼朔N失真。 因在示波器上看的是電壓輸

34、出，所以當因在示波器上看的是電壓輸出，所以當正半周削頂正半周削頂( (頂部失真頂部失真) )就是截止失真就是截止失真，負半負半周削頂周削頂( (底部失真底部失真) )就是飽和失真就是飽和失真，正負半周，正負半周都削頂既有截止都削頂既有截止, ,又有飽和失真，將來做實又有飽和失真，將來做實驗要用到。驗要用到。在示波器上怎樣判別是飽和還是截止失真呢在示波器上怎樣判別是飽和還是截止失真呢？模模擬擬電電子子技技術術基基礎礎 第第 二二章章 基基本本放放大大電電路路四、交流負載線四、交流負載線 定義：定義：動態信號遵循的負載線。動態信號遵循的負載線。 兩個特征：兩個特征：四、四、圖解法的特點圖解法的特點

35、 形象直觀；形象直觀； 適應于適應于Q點點分析分析、失真分析、最大不失、失真分析、最大不失 真輸出電壓的分析；真輸出電壓的分析； 能夠用于大信號分析；能夠用于大信號分析； 不易準確求解；不易準確求解； 不能求解輸入電阻、輸出電阻、頻帶等不能求解輸入電阻、輸出電阻、頻帶等 參數。參數。模模擬擬電電子子技技術術基基礎礎 第第 二二章章 基基本本放放大大電電路路圖圖2.3.9直流負載線和交流負載線直流負載線和交流負載線 由于集電極由于集電極動態電流動態電流iC僅決定于僅決定于基極動態電流基極動態電流ib，而，而動態管壓降動態管壓降uce等于等于iC與與C/RL的乘積，所的乘積，所以以交流負載線的斜率

36、交流負載線的斜率為為-1/(RC/RL)=-1/RL只要過只要過Q點做一條斜點做一條斜率為率為-/(RC/RL)的直線的直線就是交就是交流負載線。流負載線。 由于輸入電壓由于輸入電壓ui時，晶體管的時，晶體管的集電極電流應為集電極電流應為ICQ，管壓降應為，管壓降應為uCEQ，所，所以它必以它必過過Q點點；交流負載線應過交流負載線應過Q點，且點，且斜率決定于（斜率決定于（RCRL）BRILCQBRILCQ 在在QAB中，已中，已知直角邊知直角邊QA為為ICQ，斜率為斜率為-1/(RC/RL)。模模擬擬電電子子技技術術基基礎礎 第第 二二章章 基基本本放放大大電電路路v34)/1.5(4/LCC

37、QCQ)(1LCRRIABRRABIABQAtg 交流負載線的畫法截距法：交流負載線的畫法截距法： 已知直線上一點為已知直線上一點為Q，再尋找另一點，再尋找另一點，連接兩點即可。關鍵求出連接兩點即可。關鍵求出點在橫軸的坐標點在橫軸的坐標，設，設點為交流負載線在橫軸上的交點。點為交流負載線在橫軸上的交點。(UCEQ+ICQ(RC/RL),0)=(6+3,0)=(9,0)B點的坐標點的坐標模模擬擬電電子子技技術術基基礎礎 第第 二二章章 基基本本放放大大電電路路 交流負載線反映動態時電壓、電流的變交流負載線反映動態時電壓、電流的變化關系化關系，輸出電壓的波形、幅度，以后討論，輸出電壓的波形、幅度，

38、以后討論放大器的動態問題如放大器的動態問題如: :靜態工作點的動態范圍靜態工作點的動態范圍由交流負載線考慮。由交流負載線考慮。i. .直流負載線用來確定靜態工作點。直流負載線用來確定靜態工作點。 交、直流負載線的比較交、直流負載線的比較通過通過Q 、兩點就可作出交流負載線。兩點就可作出交流負載線。ii. .直流負載線斜率：直流負載線斜率：tg=1/RC交流負載線斜率：交流負載線斜率：tg=1/RLRL= RC/RL1/RC，tgtg交流負載線比直流負載線更陡。交流負載線比直流負載線更陡。 模模擬擬電電子子技技術術基基礎礎 第第 二二章章 基基本本放放大大電電路路 說明：在相同的說明：在相同的u

39、i下下uo的幅值將要減小的幅值將要減小，放大倍數下降。，放大倍數下降。 圖解法一般多適用于分析輸出幅值比較圖解法一般多適用于分析輸出幅值比較大而工作頻率不太高的情況。在實際應用中大而工作頻率不太高的情況。在實際應用中，多用于分析，多用于分析Q點位置、最大不失真輸出電點位置、最大不失真輸出電壓和失真情況。壓和失真情況。五、圖解法的適用范圍五、圖解法的適用范圍 原則：原則：波形在放大的過程中不失真時，波形在放大的過程中不失真時，工作點選得低一些好，效率高，省電。工作點選得低一些好，效率高，省電。( (直直流電消耗小流電消耗小) ) 靜態工作點選擇靜態工作點選擇：iii. .L L開路，交直流負載線

40、重合。開路，交直流負載線重合。模模擬擬電電子子技技術術基基礎礎 第第 二二章章 基基本本放放大大電電路路 當電路的靜態工作點分別為當電路的靜態工作點分別為Q1Q4時，哪種情況下最易產生截止失真？哪種情時，哪種情況下最易產生截止失真？哪種情況下最易產生飽和失真？哪種情況下最大不況下最易產生飽和失真？哪種情況下最大不失真輸出電壓失真輸出電壓Uom最大最大?其值約為多少？其值約為多少？ 討論二討論二: :例例2.3.1見書見書P P9393 在圖在圖2.2.1所示基本共射放大電路中，由所示基本共射放大電路中，由于電路參數的改變使靜態工作點產生如圖于電路參數的改變使靜態工作點產生如圖2.3.10所示的

41、變化。試問：所示的變化。試問： 當靜態工作點從當靜態工作點從Q1移到移到Q2、從、從Q2移移到到Q3、從、從Q3移到移到Q4時，分別是因為電路的時，分別是因為電路的哪個參數變化造成的？這些參數是如何變化哪個參數變化造成的？這些參數是如何變化的？的？模模擬擬電電子子技技術術基基礎礎 第第 二二章章 基基本本放放大大電電路路圖圖2.3.10 例例2.3.1圖圖 解：解：因為因為Q2與與Q1都在一條輸出特性都在一條輸出特性上，所以基極靜態電上，所以基極靜態電流流IBQ相同，說明相同，說明Rb、VBB均沒變；均沒變；Q2與與Q1不在一條負載線上，不在一條負載線上，說明說明RC變化了，由于變化了，由于負

42、載線變陡，所以負載線變陡，所以靜靜態工作點從態工作點從Q1移到移到Q2的原因是的原因是RC減小。減小。 電路的靜態工作點為電路的靜態工作點為Q4時，集電極電時，集電極電源源VCC的值為多少伏？集電極電阻的值為多少伏？集電極電阻RC為多少為多少千歐？千歐？模模擬擬電電子子技技術術基基礎礎 第第 二二章章 基基本本放放大大電電路路 因為因為Q3與與Q2都同在一條負載線上，所都同在一條負載線上，所以以RC沒變；而沒變；而Q3與與Q2不在同一條輸出特性不在同一條輸出特性曲線上，說明曲線上，說明Rb、VBB均產生變化；從圖上均產生變化；從圖上可知可知Q3的的IBQ(20A)大于大于Q2的的IBQ(10A

43、)，因，因此從此從Q2移到移到Q3的原因是的原因是Rb減小或減小或VBB增大增大，當然也可能兼而有之。當然也可能兼而有之。 因為因為Q4與與Q3在同一條輸出特性曲線上在同一條輸出特性曲線上，所以輸入回路參數沒有變化；而，所以輸入回路參數沒有變化；而Q4所在所在負載線平行于負載線平行于Q3所在負載線，說明所在負載線，說明RC沒變沒變；從負載線與橫軸交點可知，從；從負載線與橫軸交點可知，從Q3移到移到Q4的原因是集電極電源的原因是集電極電源VCC增大。增大。模模擬擬電電子子技技術術基基礎礎 第第 二二章章 基基本本放放大大電電路路VuuuCESCEQom75. 32 從從Q點在晶體管輸出特性坐標平

44、面中點在晶體管輸出特性坐標平面中的位置可知，的位置可知，Q2最靠近截止區最靠近截止區，因而易出現，因而易出現截止失真；截止失真；Q3最靠近飽和區最靠近飽和區，因而易出現飽，因而易出現飽和失真；和失真；Q4距飽和區和截止區最遠，所以在距飽和區和截止區最遠，所以在Q4下電路的最大不失真輸出電壓下電路的最大不失真輸出電壓Uom最大。最大。 因為因為Q4下下UCEQ=6V，正居負載線中點，正居負載線中點，所以其最大不失真電壓有效值所以其最大不失真電壓有效值:為留有一定余地，式中為留有一定余地，式中UCES取取0.7V。 根據根據Q4所在負載線與橫軸交點可知所在負載線與橫軸交點可知，集電極電源為，集電極

45、電源為12V；模模擬擬電電子子技技術術基基礎礎 第第 二二章章 基基本本放放大大電電路路 根據根據Q4所在負載線與橫軸交點可知，集所在負載線與橫軸交點可知，集電極電阻：電極電阻：RC=VCC/IC=(12/4)K=3 K練習題：練習題：2.2.空載和帶載兩種情況下空載和帶載兩種情況下Uom分別為多少？分別為多少？3.3.在圖示電路中，有無可能在空載時輸出電在圖示電路中，有無可能在空載時輸出電壓失真，而帶上負載后這種失真消除？壓失真，而帶上負載后這種失真消除？ 已知：已知：ICQ2mA，UCES0.7V。 1.1.在空載情況下，在空載情況下，當輸入信號增大時，電當輸入信號增大時，電路首先出現飽和

46、失真還路首先出現飽和失真還是截止失真？若帶負載是截止失真？若帶負載的情況下呢？的情況下呢？模模擬擬電電子子技技術術基基礎礎 第第 二二章章 基基本本放放大大電電路路 2.2.3 等效電路法等效電路法 半導體器件的非線性特性使放大電路的半導體器件的非線性特性使放大電路的分析復雜化。利用線性元件建立模型，來描分析復雜化。利用線性元件建立模型，來描述非線性器件的特性。述非線性器件的特性。cCQCCCEQBQCQbBEQBBBQRIVUI IRUVI輸入回路等輸入回路等效為恒壓源效為恒壓源輸出回路等效為電輸出回路等效為電流控制的電流源流控制的電流源一、直流模型一、直流模型: :適于適于Q點的分析點的分

47、析 利用估算法求解靜態工作點，實質上利用估算法求解靜態工作點，實質上利用了直流模型。利用了直流模型。理想二極管理想二極管模模擬擬電電子子技技術術基基礎礎 第第 二二章章 基基本本放放大大電電路路二、晶體管的二、晶體管的h參數等效模型參數等效模型( (交流等效模型交流等效模型) ) 在交流通路中可將晶體在交流通路中可將晶體管看成為一個二端口網絡，管看成為一個二端口網絡，輸入回路、輸出回路各為一輸入回路、輸出回路各為一個端口。個端口。)()(CEBCCEBBEuifiuifu，圖圖2.3.13(b) 、(c) 晶體管的輸入、輸出特性曲線晶體管的輸入、輸出特性曲線圖圖2.3.13（a) 將晶體管看成

48、線性雙口網絡將晶體管看成線性雙口網絡模模擬擬電電子子技技術術基基礎礎 第第 二二章章 基基本本放放大大電電路路 h參數等效模型的由來參數等效模型的由來在低頻、小信號作用下的關系式在低頻、小信號作用下的關系式CEICECBUBCCCEICEBEBUBBEBEduuidiiididuuudiiuduBCEBCECEBCCEBBEUhIhI UhIhU22211211交流等效模型（按式子畫模型）交流等效模型（按式子畫模型）電阻電阻無量綱無量綱無量綱無量綱電導電導圖圖2.3.13（d) 晶體管的共射晶體管的共射h參數等效模型參數等效模型)()(CEBCCEBBEuifiuifu，模模擬擬電電子子技技術

49、術基基礎礎 第第 二二章章 基基本本放放大大電電路路beUBBE11riuhCEBICEBE12uuhiihCEUBC21ceiCEC22r1uihBb-e間的間的動態電阻動態電阻內反饋系數內反饋系數電流放電流放大系數大系數c-e間的間的電導電導 分清主次，合理近似！什么情況下分清主次，合理近似！什么情況下h12和和h22的作用可忽略不計？的作用可忽略不計？ h參數的定義、物理意義、圖解法、數量級參數的定義、物理意義、圖解法、數量級圖圖2.3.14 h h參數的物理意義及求解方法參數的物理意義及求解方法模模擬擬電電子子技技術術基基礎礎 第第 二二章章 基基本本放放大大電電路路 由于上述方程中四

50、個參數的由于上述方程中四個參數的量綱不同，量綱不同，故故稱為稱為h( (混合混合) )參數參數。由此得到的等效電路。由此得到的等效電路稱為晶體管共射稱為晶體管共射h參數等效模型。參數等效模型。 rhUiuhbeieCEBBEe|11定義：定義：物理意義：物理意義：輸出端交流短路時的輸出端交流短路時的輸入電阻輸入電阻。 在三極管兩輸入端加電壓在三極管兩輸入端加電壓uBE就產生就產生了了iB的電流，三極管的輸入端就相當于有的電流，三極管的輸入端就相當于有一個輸入電阻存在。一個輸入電阻存在。( (動態電阻動態電阻) )圖解法：圖解法：見書見書P P9898圖圖2.3.13(a)(a)所示。所示。數量

51、級：數量級：103=1k，小功率管。，小功率管。模模擬擬電電子子技技術術基基礎礎 第第 二二章章 基基本本放放大大電電路路定義：定義：hIuuhrreBCEBEe|12 物理意義：物理意義：輸入端交流開路時的電壓輸入端交流開路時的電壓反饋系數。反饋系數。 輸出電壓輸出電壓uCE變化，反饋到輸入變化，反饋到輸入端使輸入電壓端使輸入電壓uBE變化變化了多少伏。了多少伏。( (反映了輸反映了輸出對輸入電壓影響的程度出對輸入電壓影響的程度) )圖解法：圖解法：見書見書P P9898圖圖2.3.13(b)(b)所示。所示。數量級：數量級：10-310-4 , , 小小定義：定義：hU|iihfeCEBC

52、21e 物理意義：物理意義：輸入電流輸入電流iB變化變化u u，輸出電流輸出電流iC變化了多少變化了多少m。( (反映了輸入反映了輸入電流對輸出電流的控制能力電流對輸出電流的控制能力) )。 模模擬擬電電子子技技術術基基礎礎 第第 二二章章 基基本本放放大大電電路路(S)hI|uihoeBCEC22e定義：定義：數量級：數量級：10102 2 幾十幾十幾百。幾百。圖解法：圖解法：見書見書P P9898圖圖2.3.13(c)(c)所示。所示。物理意義：物理意義：輸入端交流開路時的輸出電導。輸入端交流開路時的輸出電導。 在輸出端加在輸出端加uCE的電壓，產生了的電壓，產生了iC的的電流，相當于晶體

53、管輸出端有一個輸出電電流，相當于晶體管輸出端有一個輸出電阻阻存在。存在。數量級：數量級：10-5S S Khr22ece幾百1圖解法：圖解法：見書見書P P9898圖圖2.3.13(d)(d)所示。所示。理想的輸出特性是水平的，理想的輸出特性是水平的，rce。模模擬擬電電子子技技術術基基礎礎 第第 二二章章 基基本本放放大大電電路路 對于低頻放大電路，輸入回路中對于低頻放大電路，輸入回路中h12u比比u小得多，而輸出回路中負載電阻小得多，而輸出回路中負載電阻C(或或)比三極管的輸出電阻比三極管的輸出電阻h22e小得多小得多，所以在等效電路中常?？梢园眩栽诘刃щ娐分谐３？梢园裩12e、h22

54、e忽忽略掉，這在工程計算上不會帶來顯著的誤差略掉，這在工程計算上不會帶來顯著的誤差。用時采用習慣符號，即得到圖。用時采用習慣符號，即得到圖2.3.15簡化簡化的的h參數等效模型。參數等效模型。簡化的簡化的h參數等效電路交流等效模型參數等效電路交流等效模型圖圖2.3.15 簡化的簡化的h參數等效模型參數等效模型模模擬擬電電子子技技術術基基礎礎 第第 二二章章 基基本本放放大大電電路路 簡易等效法簡易等效法。2 2個：個：、rbe。 已知，已知，只需確定只需確定rbe。 h參數的確定參數的確定 采用儀器直接測量采用儀器直接測量。晶體管。晶體管h參數測試參數測試儀儀( (測四個測四個) )基區體電阻

55、基區體電阻發射結電阻發射結電阻發射區體電阻發射區體電阻數值小可忽略數值小可忽略圖圖2.3.16 晶體管輸入回路的分析晶體管輸入回路的分析)(26)(1)(1mAmvIrrrIUrEQbbebbbBBEbe模模擬擬電電子子技技術術基基礎礎 第第 二二章章 基基本本放放大大電電路路查閱手冊查閱手冊由由IEQ算出算出在輸入特性曲線上，在輸入特性曲線上，Q點越高，點越高，rbe越小！越小！re=rbe+re rbe=26(mv)/IEQ(mA)(1)(1rrIrIrIrIrIUebbbBebbbBebEbbBBEB利用利用PNPN結的電流方程可求得結的電流方程可求得模模擬擬電電子子技技術術基基礎礎 第

56、第 二二章章 基基本本放放大大電電路路 h參數等效模型也稱為晶體管的低頻小參數等效模型也稱為晶體管的低頻小信號模型。信號模型。在一些文獻中，在一些文獻中，常將常將h參數等效參數等效模型分析放大電路動態參數的方法稱為模型分析放大電路動態參數的方法稱為等效等效電路法電路法。二、共射放大電路的動態參數的分析二、共射放大電路的動態參數的分析 利用利用h參數等效模型可以求解放大電路參數等效模型可以求解放大電路的的電壓放大倍數電壓放大倍數、輸入電阻輸入電阻和和輸出電阻輸出電阻。圖圖2.2.1 基本共射放大電路基本共射放大電路放大電路的放大電路的交流等效電路交流等效電路模模擬擬電電子子技技術術基基礎礎 第第

57、 二二章章 基基本本放放大大電電路路)r(RI)r(RIUbebbbebiiccoRIUbebciourRR UUAbebiiirRIURcoRR 放大電路的放大電路的交流等效電路交流等效電路基本共射放大電路基本共射放大電路的動態分析的動態分析模模擬擬電電子子技技術術基基礎礎 第第 二二章章 基基本本放放大大電電路路阻容耦合共射放大電路的動態分析阻容耦合共射放大電路的動態分析beLbebLcciourR rI)R(RIUUAbebebirrRRuisiiosisousARRRUUUUUUAcoRR 圖圖2.2.5 阻容耦合阻容耦合共射放大電路共射放大電路模模擬擬電電子子技技術術基基礎礎 第第

58、二二章章 基基本本放放大大電電路路圖圖2.3.18 圖圖2.2.5 (a) (a) 所示電路的交流等效電路所示電路的交流等效電路電壓放大倍數電壓放大倍數rRrIRRIUUAbeLbeBLCCiou)/( 在在放大電路的交流通路中，用放大電路的交流通路中，用h參數等參數等效模型取代晶體管就可得到放大電路的交流效模型取代晶體管就可得到放大電路的交流等效電路。如圖等效電路。如圖2.3.18所示。所示。模模擬擬電電子子技技術術基基礎礎 第第 二二章章 基基本本放放大大電電路路 當輸入信號電壓加到放大器的輸入端當輸入信號電壓加到放大器的輸入端時，放大器就相當于信號源的一個負載電時，放大器就相當于信號源的

59、一個負載電阻，這個負載電阻就是放大器本身的輸入阻，這個負載電阻就是放大器本身的輸入電阻。電阻。 )11(rRUrURUIIIIURbebibeibiBRiiiib定義：定義：負號表示負號表示 與與 反相。反相。輸入電阻輸入電阻i i輸入電阻的概念輸入電阻的概念輸入電阻的計算輸入電阻的計算UoUi 是是ui經過放大后空載時的輸出電壓。經過放大后空載時的輸出電壓。o o為帶負載后的輸出電壓。為帶負載后的輸出電壓。ui， 就不就不存在了。存在了。 模模擬擬電電子子技技術術基基礎礎 第第 二二章章 基基本本放放大大電電路路r/RrRIURbebbebiii111i i是從放大電路輸入端看進去的等效電阻

60、。是從放大電路輸入端看進去的等效電阻。輸出電阻輸出電阻o o輸出電阻的概念輸出電阻的概念 整個放大器可看成是一個內阻為整個放大器可看成是一個內阻為o o，電，電壓大小為壓大小為 的電壓源，這個等效電源的內的電壓源，這個等效電源的內阻阻o o就是放大器的輸出電阻。就是放大器的輸出電阻。UoUoUo模模擬擬電電子子技技術術基基礎礎 第第 二二章章 基基本本放放大大電電路路RIURCCceLsoooRrRU/,|0定定義義： 應當指出，雖然利用應當指出，雖然利用h參數等效模型分參數等效模型分析的是動態參數，但是由于析的是動態參數，但是由于rbe與與點緊密相點緊密相關，而且只有在關，而且只有在點合適時