1、2.1 放大的概念與放大電路的性能指標2.2 基本共射極放大電路2.3 放大電路的分析方法2.4 靜態工作點的穩定2.5 晶體管放大電路的三種接法2.6 多級放大電路2.7 放大電路的頻率響應一、放大的概念u放大的對象：變化量u放大的本質：能量的控制u放大的特征：功率放大u放大的基本要求：不失真放大的前提判斷電路能否放大的基本出發點VCC至少一路直流電源供電2.1 放大的概念與放大電路的性能指標二、 性能指標ioUUAAuuuioIIAAiiiioIUAuiioUIAiu1. 放大倍數： ：輸輸出量與出量與輸輸入量之比入量之比電壓放大倍數是最常被研究和測試的參數信號源信號源內阻輸入電壓輸入電流

2、輸出電壓輸出電流對信號而言，任何放大電路均可看成二端口網絡。2、 、輸輸入入電電阻阻 Ri放大電路一定要有前級（信號源）為其提供信號，放大電路一定要有前級（信號源）為其提供信號，那么就要從信號源取電流。那么就要從信號源取電流。輸入電阻輸入電阻是衡量放大電路從其前級取電流大小的是衡量放大電路從其前級取電流大小的參數。輸入電阻越大，從其前級取得的電流越小，參數。輸入電阻越大，從其前級取得的電流越小，對前級的影響越小。對前級的影響越小。AuIiUSUiRi=Ui / Ii一般來說，一般來說， R Ri i越大越好。越大越好。3、輸出電阻、輸出電阻 Ro從放大電路輸出端看進去的等效電阻。從放大電路輸出

3、端看進去的等效電阻。 LS0oooRUIUR輸入端正弦電壓輸入端正弦電壓 ，分別測量空載和輸出端接負載，分別測量空載和輸出端接負載 RL 的輸出電壓的輸出電壓 、 。oU iUoULooo)1(RUUR 輸出電阻愈小，帶載能力愈強。輸出電阻愈小，帶載能力愈強。LoLooRRRUU 輸入電阻和輸出電阻 將輸出等效成有內阻的電壓源，內阻就是輸出電阻。LooLoooo) 1(RUURUUUR空載時輸出電壓有效值帶RL時的輸出電壓有效值iiiIUR 輸入電壓與輸入電流有效值之比。從輸入端看進去的等效電阻4. 通頻帶 由于電容、電感及放大管PN結的電容效應，使放大電路在信號頻率較低和較高時電壓放大倍數數

4、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。下限頻率上限頻率LHbwfff通通頻帶頻帶： ：fbw=fHfL通頻通頻帶帶越寬，表明放大電路對不同頻率信號的適應能力越強。越寬，表明放大電路對不同頻率信號的適應能力越強。5、最大不失真輸出幅度、最大不失真輸出幅度 在輸出波形沒有在輸出波形沒有明顯失真明顯失真情況下放大電路能夠提供給情況下放大電路能夠提供給負載的最大輸出電壓負載的最大輸出電壓( (或最大輸出電流或最大輸出電流) )可用峰可用峰-峰值峰值( (UOPP、IOPP) )表示，或有效值表示表示，或有效值表示( (Uom 、Iom) )。6、最大輸出功率與效率：、最大輸出功率與

5、效率：功率放大電路的參數 輸出不產生輸出不產生明顯失真明顯失真的最大輸出功率。用符號的最大輸出功率。用符號 Pom表示。表示。VomPP ：效率：效率PV：直流電源消耗的功率直流電源消耗的功率一、電路的組成VBB、Rb：使UBE Uon，且有合適的IB。VCC：使UCEUBE，同時作為負載的能源。Rc：將iC轉換成uCE(uo) 。)( oCEcbIcuuuiiuR動態信號作用時： 輸入電壓ui為零時，晶體管各極的電流、b-e間的電壓、管壓降稱為靜態工作點Q，記作IBQ、 ICQ（IEQ）、 UBEQ、 UCEQ。共射2.2 基本共射極放大電路二、基本共射放大電路的波形分析t tuCEUCEQ

6、VCCOt tuCEUCEQVCCO飽和失真底部失真截止失真頂部失真輸出和輸入反相！動態信號馱載在靜態之上與iC變化方向相反 要想不失真，就要在信號的整個周期內保證晶體管始終工作在放大區！三、放大電路的組成原則 靜靜態態工作點合適：合適的直流工作點合適：合適的直流電電源、合適的源、合適的電電路路參數。參數。 動態動態信號能信號能夠夠作用于晶體管的作用于晶體管的輸輸入回路，在入回路，在負負載載上能上能夠獲夠獲得放大了的得放大了的動態動態信號。信號。 對實對實用放大用放大電電路的要求：共地、直流路的要求：共地、直流電電源種源種類類盡盡可能少、可能少、負載負載上無直流分量。上無直流分量。兩種實用放大

7、電路：（ （1 1） ）直接耦合放大電路直接耦合放大電路問題：1. 兩種電源2. 信號源與放大電路不“共地”共地，且要使信號馱載在靜態之上靜態時，b1BEQRUU動態時，VCC和uI同時作用于晶體管的輸入回路。將兩個電源合二為一有直流分量有交流損失 UBEQ兩種實用放大電路：（ （2 2） ）阻容耦合放大電路阻容耦合放大電路 耦合電容的容量應足夠大，即對于交流信號近似為短路。其作用是“隔離直流、通過交流”。靜態時，C1、C2上電壓？UC1UBEQ.UC2UCEQ動態時，C1、C2為耦合電容！UBEQUCEQuBEuIUBEQ，信號馱載在靜態之上。負載上只有交流信號。2.3 2.3 放大電路的分

8、析方法一、放大電路的直流通路和交流通路二、圖解法三、等效電路法一、放大電路的直流通路和交流通路1. 直流通路： ： U Us s=0=0，保留，保留R Rs s； ；電電容開路；容開路； 電電感相當于短路（感相當于短路（線線圈圈電電阻近似阻近似為為0 0）。）。2. 交流通路： ：大容量大容量電電容相當于短路；容相當于短路；直流直流電電源相當于短路（內阻源相當于短路（內阻為為0 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。IBQVBBUBEQRbICQ IBQUCEQVCC ICQRc基本共射

9、放大電路的直流通路和交流通路 列晶體管輸入、輸出回路方程，將UBEQ作為已知條件，令ICQIBQ，可估算出靜態工作點。 VBB越大，UBEQ取不同的值所引起的IBQ的誤差越小。IBQVCCUBEQRbICQ IBQUCEQVCC ICQRc當VCCUBEQ時，bCCBQRVI已知：VCC12V， Rb600k， Rc3k ， 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二、圖解法bBBBBERiVucCCCCERiVu輸入回路負載線QIBQUBEQIBQQICQUCEQ負載線1. 靜態分析：圖解二元方程2. 電壓放大倍數的分析uIiBiCuCE(uO) AuuOuIuO/

10、uI AubBIBBBERiuVuIuBBQBiIICiCEu斜率不變3. 失真分析 截止失真截止失真消除方法：增大VBB，即向上平移輸入回路負載線。t截止失真是在輸入回路首先產生失真！減小Rb能消除截止失真嗎？ 飽飽和失真和失真 消除方法：消除方法：增大增大Rb，減小，減小Rc，減小，減小，減小，減小VBB，增大，增大VCC。 。 Q QRb或或VBB Rc或VCC：飽和失真是輸出回路產生失真。2 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！三、等效電路法 半半導導體器件的非體器件的非線線性特性使放大性特性使放大電電路的分析復路的分析

11、復雜雜化。化。利用利用線線性元件建立模型，來描述非性元件建立模型，來描述非線線性器件的特性。性器件的特性。1. 直流模型：適于Q點的分析理想二極管利用估算法求解靜態工作點，實質上利用了直流模型。IBQVBBUBEQRbICQ IBQUCEQVCC ICQRc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2. 晶體管的h h參數等效模型（交流等效模型） 在交流通路中可將晶體管看成在交流通路中可將晶體管看成為為一個二端口網一個二端口網絡絡， ，輸輸入回路、入回路、輸輸出回路各出回路各為為一個端口。一個端口。uBE f (iBQuCE)iC f (iBQuCE)低頻小信號模型ce22b21cce

12、12b11be UhIhIUhIhU在低在低頻頻、小信號作用下的關系式、小信號作用下的關系式CECECBBCCCECEBEBBBEBEddddddBCEBCEuuiiiiiuuuiiuuIUIU交流等效模型（按式子畫模型）電阻無量綱無量綱電導h h參數的物理意參數的物理意義義beBBE11CEriuhUBCEBE12IuuhCEBC21UiihceCEC221Bruihib-e間的動態電阻內反饋系數電流放大系數c-e間的電導分清主次，合理近似！什么情況下h12和h22的作用可忽略不計？簡簡化的化的h h參數等效參數等效電電路交流等效模型路交流等效模型EQTbbebbbbbebe)1 ( IUr

13、rrIUr查閱手冊基區體電阻發射結電阻發射區體電阻數值小可忽略利用PN結的電流方程可求得由IEQ算出在輸入特性曲線上，Q點越高，rbe越小！3. 放大電路的動態分析)()(bebbbebiirRIrRIUccoRIUbebcio rRRUUAubebiiirRIURcoRR 放大電路的交流等效電路阻容耦合共射放大阻容耦合共射放大電電路的路的動態動態分析分析 A u U o U i I c(Rc/RL) I brbe RLrbeRi Rb/rbe rbeuuARRRUUUUUUAisiiosisoscoRR 輸入電阻中不應含有Rs!輸出電阻中不應含有RL!2.4 靜態工作點的穩定一、溫度對靜態工

14、作點的影響二、靜態工作點穩定的典型電路三、穩定靜態工作點的方法一、溫度對靜態工作點的影響 所謂Q點穩定，是指ICQ和UCEQ在溫度變化時基本不變，這是靠IBQ的變化得來的。 若溫度升高時要Q回到Q，則只有減小IBQT（ ）ICQQICEO若UBEQ不變IBQQ二、靜態工作點穩定的典型電路 直流通路？Ce為旁路電容，在交流通路中可視為短路1. 電路組成CCb21b1bBQVRRRUeBEQBQEQ RUUI2. 穩定原理 為了穩定Q點，通常I1 IB，即I1 I2；因此基本不隨溫度變化。設UBEQ UBEUBE，若UBQ UBEUBE，則IEQ穩定。R Re e 的的作用作用T()ICUE UB

15、E（UB基本不變） IB IC Re起直流負反饋作用，其值越大，反饋越強，Q點越穩定。關于反饋的一些概念： 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。 反饋的結果使輸出量的變化減小的稱為負反饋，反之稱為正反饋。Re有上限值嗎？IC通過Re轉換為UE影響UBE溫度升高IC增大，反饋的結果使之減小3. Q Q 點分析VBBRb1Rb1 Rb2 VCCRb Rb1/Rb2eBEQBQEQCCb21b1bBQRUUIVRRRU)( ecEQCCeEQcCQCCCEQRRIVRIRIVU1EQBQII分壓式電流負反饋工作點穩定電路Rb上靜態電壓是否可忽略

16、不計？eEQBEQbBQBBRIURIVRb1/Rb2 (1)Re?判斷方法：4. 動態分析beLio rRUUAuRi Rb1/Rb2/rbecoRR ee)1 ( )( beLebebLcbioRrRRIrIRRIUUAuRi Rb1/Rb2/rbe(1)Re利?弊?(1)Re rbeAu RLRe無旁路電容Ce時：如何提高電壓放大能力？三、穩定靜態工作點的方法 引入直流引入直流負負反反饋饋 溫度溫度補償補償：利用：利用對對溫度敏溫度敏感的元件，在溫度感的元件，在溫度變變化化時時直接影響直接影響輸輸入回路。入回路。 例如，例如，R Rb1b1或或R Rb2b2采用采用熱熱敏敏電電阻。阻。

17、它它們們的溫度系數？的溫度系數？T IC UE UBE IB IC Rb1 UB2.5 2.5 晶體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一、基本共集放大電路eEQCEQCCeEQBEQbBQBBRIUVRIURIVeEQCCCEQBQEQebBEQBBBQ)1 ()1 (RIVUIIRRUVI1. 靜態分析2. 動態分析： ：電壓電壓放大倍數放大倍數ebebeeebebbeeio)1 ()1 ( )(RrRRRIrRIRIUUAu1Re Rb rbe A u1 UoUi 故稱之為射極跟隨器Uo Ui2. 動態分析： ：輸輸入入電電阻的分析阻的分

18、析ebebbiiii)1 (RrRIUIURRi與負載有關！RL)/)(1 (LebebiRRrRR帶負載電阻后從基極看Re，被增大到（1+）倍2. 動態分析： ：輸輸出出電電阻的分析阻的分析RoUoIoUoIRe IeUoUoRe(1)UoRb rbe Re/Rb rbe1Ro與信號源內阻有關！3. 特點：輸入電阻大，輸出電阻小；只放大電流，不放大電壓；在一定條件下有電壓跟隨作用！ oU令Us為零，保留Rs，在輸出端加Uo，產生Io, 。oooIUR 從射極看基極回路電阻，被減小到（1+）倍二、基本共基放大電路eBEQBBEQRUVI1EQBQIIBEQcEQCCCEQURIVUCCBEQC

19、EQeCQBBeEQBEQVUURIVRIU1. 靜態分析2. 動態分析3. 特點：輸入電阻小，頻帶寬！只放大電壓，不放大電流！1beeirRRcoRR ebecbebeeccio)1 ( RrRrIRIRIUUAu三、三種接法的比較：空空載載情況下情況下 共射共射 共集共集 共基共基 A Au u 大大 小于小于1 1 大大 A Ai i 1 1 R Ri i 中中 大大 小小 R Ro o 大大 小小 大大 頻帶頻帶 窄窄 中中 寬寬試分析圖示各電路是否能夠放大正弦交流信號,簡述理由。 設圖中所有電容對交流信號均可視為短路。畫出圖示各電路的直流通路和交流通路。設所有電容對交流 信號均可視為

20、短路大大( (數數值值同共射同共射電電路，但同相路，但同相) )小小( (小于、近于小于、近于 1 ) )大大( (十幾十幾 一幾百一幾百) ) 小小 大大( (幾十幾十 一百以上一百以上) ) 大大( (幾十幾十 一百以上一百以上) )電電路路組態組態性能性能共共 射射 組組 態態共共 集集 組組 態態共共 基基 組組 態態C1C2OUVCCRb2Rb1+_ReCbRLiUC1Rb+VCCC2RL+Re+iUOUC1Rb+VCCC2RL+iUOURciAuA 1beLrR ebee)1()1(RrR beLrR 頻頻率率響響應應大大( (幾百千歐幾百千歐 幾兆歐幾兆歐) )小小( (幾歐幾歐

21、 幾十歐幾十歐) )中中( (幾十千歐幾十千歐幾百千歐幾百千歐) )rce小小( (幾歐幾歐 幾十歐幾十歐) )大大( (幾十千歐以上幾十千歐以上) )中中(幾百歐幾百歐幾千歐幾千歐) rbe組態組態性能性能共共 射射 組組 態態共共 集集 組組 態態共共 基基 組組 態態iRoR 1sbeRrce)1(r 1berebe)1(Rr 差差較較好好好好2.6 多級放大電路一、多一、多級級放大放大電電路的耦合方路的耦合方式式將多個將多個單級單級基本放大基本放大電電路合理路合理聯聯接，構成多接，構成多級級放放大大電電路路組組成多成多級級放大放大電電路的每一個基本路的每一個基本電電路稱路稱為為一一級級

22、， ，級級與與級級之之間間的的連連接稱接稱為為級間級間耦合耦合。 。四種常四種常見見的耦合方式的耦合方式：直接耦合直接耦合阻容耦合阻容耦合變壓變壓器耦合器耦合光光電電耦合耦合1直接耦合直接耦合特點：特點：( (1) ) 可以放大交流和可以放大交流和緩緩慢慢變變化及直流信號；化及直流信號；( (2) ) 便于集成化。便于集成化。( (3) )各各級級靜靜態態工作點互相影工作點互相影響；基極和集響；基極和集電電極極電電位會隨著位會隨著級級數增加而上升；數增加而上升；( (4) )零點漂移（如何克服）。零點漂移（如何克服）。Rc1Rb1+VCC+T1+ iUOURc2Rb2T2直接耦合放大直接耦合放

23、大電電路靜路靜態態工作點的工作點的設設置置改改進電進電路路電電路中接入路中接入 Re2， ，保保證證第一第一級級集集電電極有極有較較高的靜高的靜態電態電位，但位，但第二第二級級放大倍數放大倍數嚴嚴重重下降。下降。 改改進電進電路路) )穩壓穩壓管管動態電動態電阻阻很小，可以使第二很小，可以使第二級級的放大倍數的放大倍數損損失小。失小。但集但集電電極極電壓變電壓變化范化范圍圍減小。減小。DZRc1Rb1+VCC+T1+ iUOURc2RT2Rc1Rb1+VCC+T1+ iUOURc2Re2T22阻容耦合阻容耦合特點：靜特點：靜態態工作點相互獨立，在分立元件工作點相互獨立，在分立元件電電路中廣路中

24、廣泛使用。在集成泛使用。在集成電電路中無法制造大容量路中無法制造大容量電電容，不便于容，不便于集成化，盡量不用。集成化，盡量不用。共射共射電電路路共集共集電電路路有零點漂移有零點漂移嗎嗎？ 利用利用電電容容連連接信號接信號源與放大源與放大電電路、放大路、放大電電路的前后路的前后級級、放大、放大電電路與路與負載負載， ，為為阻容阻容耦合。耦合。3 變壓變壓器耦合器耦合(a)電電路路(b)交流等效交流等效電電路路以前功率放大以前功率放大電電路廣泛采用此耦合方式。路廣泛采用此耦合方式。目前基本不用。目前基本不用。4光光電電耦合耦合光光電電耦合是以光信號耦合是以光信號為為媒介來媒介來實現電實現電信號的

25、耦合和信號的耦合和傳遞傳遞的，因而其抗干的，因而其抗干擾擾能力能力強強而得到越來越廣泛的而得到越來越廣泛的應應用。用。光光電電耦合耦合圖圖3.1.5光光電電耦合器及其耦合器及其傳輸傳輸特性特性發發光元件光元件光敏元件光敏元件光光電電耦合放大耦合放大電電路路圖圖3.1.6光光電電耦合放大耦合放大電電路路目前市目前市場場上已有集成光上已有集成光電電耦合放大耦合放大電電路，路，具有具有較強較強的放大能力。的放大能力。二、多級放大電路的動態分析二、多級放大電路的動態分析1、 、電壓電壓放大倍數放大倍數總電壓總電壓放大倍數等于各放大倍數等于各級電壓級電壓放大倍數的乘放大倍數的乘積積，即，即unuuuAA

26、AA 21其中，其中， n 為為多多級級放大放大電電路的路的級級數。數。2、 、 輸輸入入電電阻和阻和輸輸出出電電阻阻 多多級級放大放大電電路的路的輸輸入入電電阻就是阻就是輸輸入入級級的的輸輸入入電電阻阻 輸輸出出電電阻就是阻就是輸輸出出級級的的輸輸出出電電阻。阻。 具體具體計計算算時時，有，有時時它它們們不不僅僅僅僅決定于本決定于本級級參數，也與參數，也與后后級級或前或前級級的參數有關。的參數有關。二、動態參數分析二、動態參數分析1. 1.電壓放大倍數電壓放大倍數 njujnuAUUUUUUUUA1ioi2o2io1io2. 2. 輸入電阻輸入電阻i1iRR 3. 3. 輸出電阻輸出電阻nR

27、Roo 對電壓對電壓放大放大電電路的要求：路的要求：Ri大，大， Ro小，小，Au的數的數值值大，大，最大不失真最大不失真輸輸出出電壓電壓大。大。總電壓總電壓放大倍數等于各放大倍數等于各級電壓級電壓放大倍數的乘放大倍數的乘積積輸輸入入電電阻就是阻就是輸輸入入級級的的輸輸入入電電阻阻輸輸出出電電阻就是阻就是輸輸出出級級的的輸輸出出電電阻阻Ri2 R5/rbe2(12)(R6/RL) A u1 (R3/Ri2)rbe1 A u2(12 ) (R6/RL)rbe2(12 ) (R6/RL) A u A u1 A u2Ri R1/R2/rbe1Ro R6/R3/R5 rbe214 4、分析舉例、分析舉例 放大放大電電路路對對信號信號頻頻率的適率的適應應程度，即程度，即信號信號頻頻率率對對放大倍數的影響。放大倍數的影響。