1、第2章 基本放大電路 第2章 基本放大電路 2.1 放大電路的基本概念放大電路的基本概念 2.2 放大電路的分析方法放大電路的分析方法 2.3 放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定 2.4 共集放大電路和共基放大電路共集放大電路和共基放大電路 2.5 場(chǎng)效應(yīng)管放大電路場(chǎng)效應(yīng)管放大電路第2章 基本放大電路 2.1 放大電路的基本概念放大電路的基本概念 放大電路（亦稱放大器）是一種應(yīng)用極為廣泛的電子電路。 在電視、廣播、通信、測(cè)量?jī)x表以及其它各種電子設(shè)備中，是必不可少的重要組成部分。 它的主要功能是將微弱的電信號(hào)（電壓、電流、功率）進(jìn)行放大，以滿足人們的實(shí)際需要。例如擴(kuò)音機(jī)就是應(yīng)用放大

2、電路的一個(gè)典型例子。其原理框圖如圖2 -1所示。 圖 2-1 擴(kuò)音機(jī)原理框圖 放大電路輸出信號(hào)輸入信號(hào)話筒揚(yáng)聲器第2章 基本放大電路 當(dāng)人們對(duì)著話筒講話時(shí)，聲音信號(hào)經(jīng)過話筒（傳感器）被轉(zhuǎn)變成微弱的電信號(hào)，經(jīng)放大電路放大成足夠強(qiáng)的電信號(hào)后，才能驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器，使其發(fā)出比原來大得多的聲音。放大電路放大的實(shí)質(zhì)是能量的控制和轉(zhuǎn)換能量的控制和轉(zhuǎn)換。在輸入信號(hào)作用下，放大電路將直流電源所提供的能量轉(zhuǎn)換成負(fù)載（例如揚(yáng)聲器）所獲得的能量，這個(gè)能量大于信號(hào)源所提供的能量。 因此放大電路的基本特征是功率放大，即負(fù)載上總是獲得比輸入信號(hào)大得多的電壓或電流信號(hào)， 也可能兼而有之。那么，由誰來控制能量轉(zhuǎn)換呢？答案是有源器件

3、，即三極管和場(chǎng)效應(yīng)管等等。 第2章 基本放大電路 2.1.1 基本放大電路的組成和工作原理基本放大電路的組成和工作原理 1. 基本放大電路的組成基本放大電路的組成 所謂基本放大電路基本放大電路是指由一個(gè)放大器件（例如三極管）所構(gòu)成的簡(jiǎn)單放大電路。由前面的分析可知，三極管有三個(gè)電極， 因此有三種不同的電路組態(tài)。下面以應(yīng)用最廣泛的共射電路為例， 說明其組成原則和工作原理。 圖2-2所示電路中，AO為放大電路的輸入端，外接需要放大的信號(hào)ui；BO為放大電路的輸出端，外接負(fù)載，發(fā)射極是放大電路輸入和輸出的公共端， 所以該電路是共射基本放大電路。 第2章 基本放大電路 圖 2-2 單管共射基本放大電路

4、RbUBBC1uBEbuiiBVceiEiCuCERcUCCC2uoOIBiBOICiCttOUCEuCEtOuotBOOuitOA第2章 基本放大電路 在放大電路中，常把輸入電壓、輸出電壓以及直流電壓的公共端稱為“地”， 用符號(hào)“”表示，實(shí)際上該端并不是真正接到地，而是在分析放大電路時(shí)， 以“地”點(diǎn)作為零電位點(diǎn)（即參考電位點(diǎn)），這樣，電路中任一點(diǎn)的電位就是該點(diǎn)與“地”之間的電壓。 第2章 基本放大電路 2. 工作原理工作原理 假設(shè)電路中的參數(shù)和三極管的特性能保證三極管工作在放大區(qū)。 當(dāng)輸入信號(hào)為零時(shí)，放大電路中只有直流信號(hào)，放大電路的輸入端AO等效為短路。這時(shí)，C1與發(fā)射結(jié)并聯(lián)，C1兩端的直

5、流電壓UC1=UBE，極性為左負(fù)右正。同理，C2兩端的電壓UC2=UCE， 極性為左正右負(fù)。 當(dāng)輸入信號(hào)加入放大電路時(shí)，輸入的交流電壓ui通過電容C1加在三極管的發(fā)射結(jié)。設(shè)交流電壓為ui=Uimsint第2章 基本放大電路 那么，此時(shí)發(fā)射結(jié)上的瞬時(shí)電壓uBE為uBE=UC1+ui=UBE+Uimsint上式表明三極管發(fā)射結(jié)上的電壓是直流電壓和交流電壓的疊加， 也就是說在直流信號(hào)基礎(chǔ)之上疊加了一個(gè)交流信號(hào)。 在uBE的作用下，基極電流iB為iB=IB+ib=IB+Ibmsint由于三極管集電極電流iC受基極電流iB的控制，根據(jù)iC=iB，則有iC=IB+Ibmsint=IC+ICmsint第2章

6、 基本放大電路 上式中ICmsint是被放大了的集電極交流電流ic，從圖2-2可以看到集電極和發(fā)射極之間的電壓uCE為uCE=UCC-iCRc 當(dāng)輸入信號(hào)ui增大時(shí)，交流電流ic增大，Rc上的電壓增大， 于是uCE減小；當(dāng)ui減小時(shí)，ic減小，Rc上的電壓隨之減小，故uCE增大。可見uCE的變化正好與ic的變化方向相反，因此uCE是在直流電壓UCE基礎(chǔ)上疊加一個(gè)與ui變化相反的交流電壓uce，即uCE=UCE+uce=UCE-Ucemsint 第2章 基本放大電路 瞬時(shí)電壓uCE中的交流分量經(jīng)電容C2耦合到放大電路的輸出端，于是在輸出端得到一個(gè)被放大了的交流電壓uo，該電壓為uo=uce=-U

7、cemsint 通過上述分析可知，三極管的放大是對(duì)輸入信號(hào)的變化量進(jìn)行放大，即在輸入端加一微小的變化量，通過基極電流對(duì)集電極電流的控制作用，在輸出端得到一個(gè)被放大了的變化量，放大部分的能量由直流電源提供。上述三極管各電極的電壓、電流波形，如圖2 - 2所示。 第2章 基本放大電路 2.1.2 放大電路的性能指標(biāo)放大電路的性能指標(biāo) 任何一個(gè)放大電路都可以看成一個(gè)二端網(wǎng)絡(luò)。圖2-3為放大電路示意圖，左邊為輸入端口，外接正弦信號(hào)源 ，Rs為信號(hào)源的內(nèi)阻，在外加信號(hào)的作用下，放大電路得到輸入電壓 ，同時(shí)產(chǎn)生輸入電流 ；右邊為輸出端口，外接負(fù)載RL，在輸出端可得到輸出電壓 ，輸出電流 。 sUiUiIo

8、IoU圖 2-3 放大電路示意圖 RssUiUiIRi放大電路RooUoIRLoU第2章 基本放大電路 1 放大倍數(shù)放大倍數(shù) 放大倍數(shù)是衡量放大電路放大能力的重要指標(biāo)。電壓放大倍數(shù)是輸出電壓的變化量和輸入電壓的變化量之比。當(dāng)放大電路的輸入為正弦信號(hào)時(shí)，變化量也可用電壓的正弦量來表示，即 iouuuUUAA(2-1) 電流放大倍數(shù)是輸出電流的變化量和輸入電流的變化量之比， 用正弦量表示為 ioiiiIIAA(2-2) 第2章 基本放大電路 互阻放大倍數(shù)是輸出電壓的變化量和輸入電流的變化量之比， 用正弦量表示為 iouiIUA(2-3) 其量綱為電阻。 互導(dǎo)放大倍數(shù)是輸出電流的變化量和輸入電壓的變

9、化量之比， 用正弦量表示為 ioiuUIA(2-4) 其量綱為電導(dǎo)。第2章 基本放大電路 2. 輸入電阻輸入電阻 放大電路的輸入端外接信號(hào)源，對(duì)信號(hào)源來說放大電路就是它的負(fù)載。 這個(gè)負(fù)載的大小就是從放大電路輸入端看進(jìn)去的等效電阻，即放大電路的輸入電阻Ri。通常定義輸入電阻Ri為輸入電壓與輸入電流的比值，即 iiiIUR(2-5) Ri越大，則放大電路輸入端從信號(hào)源分得的電壓越大，輸入電壓 越接近于信號(hào)源電壓 ，信號(hào)源電壓損失小；Ri越小， 則放大電路輸入端從信號(hào)源分得的電壓越小，信號(hào)源內(nèi)阻消耗的能量大，信號(hào)源電壓損失大，所以希望輸入電阻越大越好。 iUsU第2章 基本放大電路 3 輸出電阻輸出

10、電阻 放大電路的輸出端電壓在帶負(fù)載時(shí)和空載時(shí)是不同的，帶負(fù)載時(shí)的輸出電壓 比空載時(shí)的輸出電壓 有所降低，這是因?yàn)閺妮敵龆丝捶糯箅娐罚?放大電路可等效為一個(gè)帶有內(nèi)阻的電壓源， 在輸出端接有負(fù)載時(shí)，內(nèi)阻上的分壓使輸出電壓降低，這個(gè)內(nèi)阻稱為輸出電阻Ro，它是從放大電路輸出端看進(jìn)去的等效電阻。通常定義輸出電阻Ro是在信號(hào)源短路（即 =0, Rs保留），負(fù)載開路的條件下，放大電路的輸出端外加電壓 與相應(yīng)產(chǎn)生的電流 的比值，即 oUoUsUUILsRUoIUR0(2-6) 第2章 基本放大電路 在實(shí)際工作中，也可根據(jù)放大電路空載時(shí)測(cè)得的輸出電壓 和帶負(fù)載時(shí)測(cè)得的輸出電壓 來得到，即 oUoULooooLo

11、LoRUURURRRU1(2-7) 輸出電阻是衡量放大電路帶負(fù)載能力的一項(xiàng)指標(biāo)， 輸出電阻越小，表明帶負(fù)載能力越強(qiáng)。 第2章 基本放大電路 4 通頻帶通頻帶圖 2-4 放大電路的頻率指標(biāo) | A|m AfLfHf通頻帶|707. 0m AO第2章 基本放大電路 當(dāng)放大倍數(shù)從當(dāng)放大倍數(shù)從 下降到下降到 （即（即0.707 ）時(shí)，在高頻）時(shí)，在高頻段和低頻段所對(duì)應(yīng)的頻率分別稱為上限截止頻率段和低頻段所對(duì)應(yīng)的頻率分別稱為上限截止頻率fH和下限截止頻和下限截止頻率率fL。fH和和fL之間形成的頻帶寬度稱為通頻帶，記為之間形成的頻帶寬度稱為通頻帶，記為fBW。 mA2/mAmALHBWfff(2-8)

12、通頻帶越寬表明放大電路對(duì)不同頻率信號(hào)的適應(yīng)能力越強(qiáng)。 但是通頻帶寬度也不是越寬越好，超出信號(hào)所需要的寬度，一是增加成本，二是把信號(hào)以外的干擾和噪聲信號(hào)一起放大， 顯然是無益的。所以應(yīng)根據(jù)信號(hào)的頻帶寬度來要求放大電路應(yīng)有的通頻帶。 第2章 基本放大電路 5 非線性失真系數(shù)非線性失真系數(shù) 由于放大器件具有非線性特性，因此它們的線性放大范圍有一定的限度，超過這個(gè)限度， 將會(huì)產(chǎn)生非線性失真。當(dāng)輸入單一頻率的正弦信號(hào)時(shí)，輸出波形中除基波成分外，還含有一定數(shù)量的諧波，所有的諧波成分總量與基波成分之比，稱為非線性失真系數(shù)D。設(shè)基波幅值為A1、二次諧波幅值為A2、三次諧波幅值為A3、，則 213212AAAA

13、D(2-9) 第2章 基本放大電路 6 最大不失真輸出電壓最大不失真輸出電壓 最大不失真輸出電壓是指在輸出波形不失真的情況下，放大電路可提供給負(fù)載的最大輸出電壓。一般用有效值Uom表示。 第2章 基本放大電路 7 最大輸出功率和效率最大輸出功率和效率 最大輸出功率是指在輸出信號(hào)不失真的情況下，負(fù)載上能獲得的最大功率，記為Pom。在放大電路中，輸入信號(hào)的功率通常較小，經(jīng)放大電路放大器件的控制作用將直流電源的功率轉(zhuǎn)換為交流功率，使負(fù)載上得到較大的輸出功率。通常將最大輸出功率Pom與直流電源消耗的功率PV之比稱為效率，即 VomPP(2-10) 它反映了直流電源的利用率。 第2章 基本放大電路 2.

14、1.3 直流通路和交流通路直流通路和交流通路 由放大電路的工作原理可知，放大電路工作在放大狀態(tài)時(shí)， 電路中交直流信號(hào)是并存的。為了便于分析，常將交流信號(hào)和直流信號(hào)分開研究。 這樣就需要根據(jù)電路的具體情況，正確地畫出直流通路和交流通路。所謂直流通路直流通路是指在直流電源作用下，直流電流所流經(jīng)的路徑。畫直流通路的原則是電容視為開路、電感視為短路。所謂交流通路交流通路是指在輸入信號(hào)作用下，交流電流所流經(jīng)的路徑。畫交流通路的原則是容量大的電容視為短路（如耦合電容），直流電壓源（忽略其內(nèi)阻）視為短路。 第2章 基本放大電路 現(xiàn)以單管共射放大電路為例，畫出直流通路和交流通路。在圖2-2中，由于UBB和UC

15、C的負(fù)端連在一起，為了方便起見，只用一個(gè)電源即可。方法是省去基極直流電源UBB，適當(dāng)調(diào)整基極電阻Rb數(shù)值，將其接到集電極直流電源UCC的正端，同樣可保證發(fā)射結(jié)正偏。直流電源UCC的電池符號(hào)可以不畫，只標(biāo)出它對(duì)“地”的電壓大小和極性，其正端接集電極電阻Rc，以保證集電結(jié)反偏。 如此按習(xí)慣畫法畫出外接信號(hào)源和負(fù)載的單管共射放大電路如圖2-5（a）所示。 根據(jù)上述畫直流通路和交流通路的原則可得到圖2-5（a）的直流通路和交流通路如圖2-5（b）和（c）所示。 第2章 基本放大電路 圖 2-5 單管共射放大電路的直流通路和交流通路(a) 單管共射放大電路； (b) 直流通路； (c) 交流通路 uiC

16、1RbRcC2VRLuo UCCRsus(a)RcRbV UCC(b)uiRbVRsus(c)RcRLuo第2章 基本放大電路 2.1.4 靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置 當(dāng)外加輸入信號(hào)為零時(shí)，放大電路處于直流工作狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，簡(jiǎn)稱靜態(tài)。此時(shí)，在直流電源UCC的作用下，三極管的各電極都存在直流電流和直流電壓，這些直流電流和直流電壓在三極管的輸入和輸出特性曲線上各自對(duì)應(yīng)一點(diǎn)Q，該點(diǎn)稱為靜態(tài)工作點(diǎn)。靜態(tài)工作點(diǎn)處的基極電流、基極與發(fā)射極之間的電壓分別用IBQ、UBEQ表示，集電極電流、集電極與發(fā)射極之間的電壓分別用ICQ、UCEQ表示。 由圖2-5（b）的直流通路可求得靜態(tài)基極電流為 bBEQC

17、CBQRUUI(2-11) 第2章 基本放大電路 在近似估算中常認(rèn)為UBEQ為已知量，可近似認(rèn)為硅管的UBEQ=(0.60.8) V，鍺管的UBEQ=(0.10.3) V。 已知三極管的集電極電流與基極電流之間的關(guān)系為 ， 則集電極電流為 ,BCIIBQCQII由圖2-5（b）的集電極回路可得 cCQCCCEQRIUU(2-13) 第2章 基本放大電路 假設(shè)圖2-5（a）是不設(shè)靜態(tài)工作點(diǎn)的放大電路，即將基極電阻Rb去掉，當(dāng)在輸入端加入正弦交流電壓信號(hào)時(shí)，由于三極管的發(fā)射結(jié)的單向?qū)щ娮饔茫?在輸入信號(hào)的負(fù)半周發(fā)射結(jié)反向偏置，三極管截止，基極電流和集電極電流均為零， 輸出端沒有輸出。 在輸入信號(hào)的

18、正半周，由于輸入特性存在導(dǎo)通電壓且在起始處彎曲，使基極電流不能馬上按比例地隨輸入電壓的大小而變化， 導(dǎo)致輸出信號(hào)失真。因此放大電路中必須設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)，即在沒有輸入信號(hào)時(shí)，就預(yù)先給三極管一個(gè)基極直流電流， 使三極管發(fā)射結(jié)有一個(gè)正向偏置電壓，當(dāng)加入交流信號(hào)后，交流電壓疊加在直流電壓上， 共同作用于發(fā)射結(jié)， 如果基極電流選擇適當(dāng)，可保證加在發(fā)射結(jié)上的電壓始終為正， 三極管一直工作在線性放大狀態(tài)，不會(huì)使輸出波形失真。 此外，靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置不僅會(huì)影響放大電路是否會(huì)產(chǎn)生失真， 還會(huì)影響放大電路的性能指標(biāo)，如放大倍數(shù)、最大輸出電壓等，這些將在后面加以說明。 第2章 基本放大電路 2.2 放大電路的分析方

19、法放大電路的分析方法2.2.1 圖解分析法圖解分析法 所謂圖解分析法就是利用三極管的輸入、輸出特性曲線， 通過作圖的方法對(duì)放大電路的性能指標(biāo)進(jìn)行分析。通常先進(jìn)行靜態(tài)分析， 即對(duì)放大電路未加輸入信號(hào)時(shí)的工作狀態(tài)進(jìn)行分析， 求解電路中各處的直流電壓和直流電流；然后進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析， 即對(duì)放大電路加上輸入信號(hào)后的工作狀態(tài)進(jìn)行分析。 第2章 基本放大電路 1 靜態(tài)分析靜態(tài)分析 圖解法靜態(tài)分析的目的就是確定靜態(tài)工作點(diǎn)，求出三極管各極的直流電壓和直流電流，分析對(duì)象是直流通路，分析的關(guān)鍵是作直流負(fù)載線。 對(duì)于圖2-6（a）所示的單管共射放大電路， 根據(jù)已知參數(shù)， 求靜態(tài)工作點(diǎn)。 （1）由輸入回路求IBQ、UBE

20、Q。單管共射放大電路的直流通路如圖2-6（b）所示。 由基爾霍夫電壓定律，列出基極回路電壓方程，為 bBCCBERIUU(2-14) 第2章 基本放大電路 圖 2-6 單管共射放大電路(a) 電路圖； (b) 直流通路 第2章 基本放大電路 式 （ 2 - 1 4 ） 是 一 個(gè) 直 線 方 程 。 令 UB E= 0 ， 則IB=UCC/Rb=12/28042A，得A點(diǎn)（0， 42）；令 IB=0，則UBE= 12V，得B點(diǎn)（12，0）。也可以令在三極管的輸入特性曲線的坐標(biāo)上標(biāo)出A、B兩點(diǎn)，并連接，直線AB就是輸入回路的直流負(fù)載線，其斜率為-1/Rb。直流負(fù)載線與輸入特性曲線的交點(diǎn)就是靜態(tài)工

21、作點(diǎn)Q。如圖2-7（a）所示。由圖中讀得IBQ=40 A，UBEQ=0.7 V。 第2章 基本放大電路 （2）由輸出回路求ICQ、UCEQ。在圖2-6（b）直流通路中，其輸出回路ICQ和UCEQ的關(guān)系，可由兩個(gè)方程來描述，一個(gè)是已確定的IBQ=40 A所對(duì)應(yīng)的非線性方程， 即 AICECBQufi40| )(2 - 15) 一個(gè)是基爾霍夫電壓定律列出集電極回路的電壓方程， 它是一個(gè)線性方程， 為 cCCCCERIUU(2 - 16) 第2章 基本放大電路 根據(jù)這兩個(gè)方程可在輸出特性曲線坐標(biāo)上畫出所對(duì)應(yīng)的伏安特性曲線。由非線性方程可得iC和uCE的關(guān)系就是對(duì)應(yīng)于IBQ=40 A的那條輸出特性曲線

22、。由線性方程，首先確定兩點(diǎn)，令I(lǐng)C=0 mA，則UCE=UCC=12 V，得點(diǎn)C（12 V，0 mA）；令UCE=0 V， 則IC=4 mA，得點(diǎn)D（0 V，4 mA），連接C、D兩點(diǎn)，直線CD就是線性方程的伏安特性曲線，即輸出回路的直流負(fù)載線直流負(fù)載線。ICQ和UCEQ應(yīng)同時(shí)滿足兩個(gè)方程，因此兩條特性曲線的交點(diǎn)就是靜態(tài)工作點(diǎn)Q。如圖2-7（b）所示。從圖中可以讀出UCEQ=6 V，ICQ=2mA。 第2章 基本放大電路 圖 2-7 圖解分析法 AQBUBEQ123iB /A42IBQ200uBE / V46812ICQ 24iC / mAUCEQ6VuCE / VDQ1008040200IB

23、Q40 A直流負(fù)載線(a)(b)0C第2章 基本放大電路 2 動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析 圖解法動(dòng)態(tài)分析的目的是觀察放大電路的工作情況， 研究放大電路的非線性失真并求解最大不失真電壓幅值。動(dòng)態(tài)分析的對(duì)象是交流通路， 分析的關(guān)鍵是作交流負(fù)載線。 1）根據(jù)輸入信號(hào)ui在輸入特性曲線上求iB 在圖2-6（a）所示的單管共射放大電路中，加上輸入電壓ui=0.02 sint(V)的正弦交流信號(hào)。由于電容C1在靜態(tài)（ui=0）時(shí)已充電到UBEQ，而對(duì)于交流電壓ui來說，C1的容抗可忽略不計(jì)， 因此三極管基-射之間的總電壓為uBE=UBEQ+ui=0.7+0.02 sint (V)(2-17) 第2章 基本放大電路

24、如圖2-8所示。當(dāng)ui足夠小時(shí)，輸入特性的工作范圍很小， 可近似看作線性段，因此，交流電流ib也是按正弦規(guī)律變化。根據(jù)uBE的變化規(guī)律，在輸入特性上可畫出對(duì)應(yīng)的iB波形。從圖上可讀出對(duì)應(yīng)于峰值為0.02 V的輸入電壓，基極電流iB將在6020 A之間變動(dòng)，且瞬時(shí)基極電流iB是交直流的疊加，即iB=IBQ+ib=40+20 sint (A) (2-18)第2章 基本放大電路 圖 2-8 加正弦信號(hào)時(shí)放大電路輸入回路的工作情況 iB /AiB /AibIBQOt6040200IBQQQQ 0.40.8uBE / VOtuBE / VuiUBEQ第2章 基本放大電路 2）根據(jù)iB在輸出特性曲線上求i

25、C和uCE (1) 在輸出特性上作交流負(fù)載線。將圖2-6（a）所示單管共射放大電路的交流通路畫于圖2-9。由圖可見，在輸出回路中，集電極交流電流ic不僅流過集電極電阻Rc，也流過負(fù)載電阻RL，因此放大電路的交流負(fù)載電阻 為 LRLcLRRR/(2-19) 按圖中所給參數(shù)得 kkkRL5 . 13/3第2章 基本放大電路 輸出電壓uo為 LcceoRiuu(2-20) 所以，輸出回路中交流分量的電壓與電流的關(guān)系可用斜率為-1/RL的直線來表示，這條直線稱為交流負(fù)載線交流負(fù)載線。由于RL=RcRL，所以通常RL小于Rc，交流負(fù)載線比直流負(fù)載線更陡。 第2章 基本放大電路 圖 2-9 圖2-6(a)

26、單管共射放大電路的交流通路icibuiRb280 kRc3 kRL3 kuoV第2章 基本放大電路 交流負(fù)載線的作法是：首先通過靜態(tài)分析作出直流負(fù)載線， 確定靜態(tài)工作點(diǎn)Q。交流負(fù)載線和直流負(fù)載線必然在Q點(diǎn)相交。 這是因?yàn)樵诰€性工作范圍內(nèi)，輸入電壓在變化過程中一定經(jīng)過零點(diǎn)。在輸入電壓ui=0的瞬間，放大電路工作在靜態(tài)工作點(diǎn)Q。因此在ui=0時(shí)刻，Q點(diǎn)既是動(dòng)態(tài)工作中的一點(diǎn)，又是靜態(tài)工作中的一點(diǎn)。這樣，這一時(shí)刻的iC和uCE應(yīng)同時(shí)在兩條負(fù)載線上，那么， 只有兩條負(fù)載線的交點(diǎn)才滿足條件。第二步，確定交流負(fù)載線上的另一點(diǎn)。將式（2 -20）中的交流電壓、電流信號(hào)用瞬時(shí)信號(hào)和直流信號(hào)表示， 即第2章 基本

27、放大電路 令iC=0，則uCE=UCEQ+ICQRL。由于靜態(tài)工作點(diǎn)Q已確定，可得到UCEQ和ICQ， 由圖2-7讀出UCEQ=6 V，ICQ=2 mA，那么在輸出特性的橫軸上截取uCE=UCEQ+ICQRL=6+21.5=9 V，即得交流負(fù)載線上的另一點(diǎn)P（9 V，0 mA）。連接PQ就是所要作的交流負(fù)載線。如圖2-10所示。 第2章 基本放大電路 圖 2-10 交流負(fù)載線 iC / mA1008060IBQ40 A200369 P12CuCE / VUCEQLCQRI交流負(fù)載線直流負(fù)載線QD0ICQ24第2章 基本放大電路 (2) 根據(jù)iB波形和交流負(fù)載線，求iC和uCE波形。前面由輸入特

28、性得到基極電流iB波形，在iB作用下，iC和uCE的動(dòng)態(tài)關(guān)系是由交流負(fù)載線來描述的。當(dāng)iB在6020A之間變動(dòng)時(shí)，輸出特性與交流負(fù)載線的交點(diǎn)也隨之改變，設(shè)對(duì)應(yīng)于iB=60A的那條輸出特性曲線與交流負(fù)載線的交點(diǎn)為Q，對(duì)應(yīng)于iB=20A的那條輸出特性曲線與交流負(fù)載線的交點(diǎn)為Q，則放大電路的工作點(diǎn)隨著iB的變化將沿著交流負(fù)載線在QQ之間移動(dòng)，因此直線段QQ是工作點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌跡，常稱為動(dòng)態(tài)工作范圍。 第2章 基本放大電路 圖 2-11 加正弦信號(hào)時(shí)，放大電路輸出回路的動(dòng)態(tài)分析 交流負(fù)載線1008060IBQ40 A200369P12CiC / mA420OOiC / mAicibtICQQQQ tUCE

29、QuceuCE / VuCE / VD12C第2章 基本放大電路 從圖中可得 VtuUumAtiIiceCEQCEcCQCsin5 . 16sin9 . 02輸出電壓uo是總電壓u中的交流成分，即 Vtuuceosin5 . 1則圖2-6（a）電路的電壓放大倍數(shù)為 7502. 05 . 1imomiouUUuuA 可見， 輸出電壓比輸入電壓大得多，且與輸入電壓相位相反，因此共射放大電路又稱為反相電壓放大器。 第2章 基本放大電路 3 波形的非線性失真分析波形的非線性失真分析 (1) 截止失真和飽和失真。 當(dāng)輸入電壓為正弦波時(shí)，若靜態(tài)工作點(diǎn)合適且輸入信號(hào)幅值較小，則三極管工作在放大區(qū)，集電極電流

30、ic隨基極電流ib按倍變化，輸出電壓是一個(gè)被放大了的正弦波，且與輸入電壓相位相反。如果靜態(tài)工作點(diǎn)Q過低，在輸入信號(hào)的負(fù)半周的某段時(shí)間內(nèi)，三極管基極與發(fā)射極之間的電壓uBE小于導(dǎo)通電壓Uon三極管進(jìn)入截止區(qū)，因此，基極電流ib和集電極電流ic波形將產(chǎn)生底部失真，輸出電壓uo波形產(chǎn)生頂部失真，如圖2-12（a）所示。 這種由于管子截止所引起的失真稱為截止失真截止失真。 第2章 基本放大電路 如果靜態(tài)工作點(diǎn)Q過高，在輸入信號(hào)的正半周靠近峰值的某段時(shí)間內(nèi)，三極管工作點(diǎn)進(jìn)入飽和區(qū)，基極電流ib增大，集電極電流ic不再隨著增大，使集電極電流ic波形產(chǎn)生頂部失真，輸出電壓uo波形產(chǎn)生底部失真，如圖2-12（

31、b）所示。這種由于管子飽和所引起的失真稱為飽和失真飽和失真。 第2章 基本放大電路 圖 2-12 靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)非線性失真的影響(a) 截止失真； (b) 飽和失真 (a)iCICQiCOtO交流負(fù)載線iBQUCEQuCEOtuCE截止失真第2章 基本放大電路 圖 2-12 靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)非線性失真的影響(a) 截止失真； (b) 飽和失真 交流負(fù)載線QiBUCEQuCEiC飽和失真iCICQOuCEtOO(b)第2章 基本放大電路 上述兩種失真都是由于靜態(tài)工作點(diǎn)選擇不當(dāng)或輸入信號(hào)幅度過大，使三極管工作在特性曲線的非線性部分所引起的失真， 因此統(tǒng)稱為非線性失真非線性失真。 一般來說，如果希望輸出幅

32、度大而失真小， 工作點(diǎn)最好選在交流負(fù)載線的中點(diǎn)。 第2章 基本放大電路 交流負(fù)載線iCICQOUCESUCEQ UCESuCEQQQ UCEQLCQRIcemUcemU圖2-13(2) 用圖解法估算最大輸出電壓幅度。第2章 基本放大電路 【例2-1】放大電路及三極管的輸出特性曲線如圖2-14所示， 試確定該電路的電源電壓UCC、基極電阻Rb、集電極電阻Rc、負(fù)載電阻RL的數(shù)值以及最大不失真輸出電壓幅值Uom。要使靜態(tài)工作點(diǎn)移到Q和Q，應(yīng)改變電路中的哪些參數(shù)？ 圖 2-14 例2-1電路圖及輸出特性曲線 (a) 電路圖； (b) 輸出特性曲線(a)(b)iC / mAQ交流負(fù)載線4202468Q

33、Q uCE / V直流負(fù)載線504030IBQ20 A100Rc UCCC2RLRbC1uiuoV第2章 基本放大電路 解解（1） 由圖2-14的輸出特性曲線可知UCC=8 V，Rb=(UCC-UBEQ)/IBQUCC/IBQ=8/0.02=400 k，IC=UCC/Rc=4 mA，則Rc=UCC/IC=8/4=2 k。因?yàn)镮CQRL=2 V，所以RL=2/ICQ=2/2=1 k，而RL=RcRL，故RL=2 k。 由圖可讀得U-cem=U-CEQUCES=4-0.8=3.2V，U+cem=ICQRL=2V，所以最大不失真輸出電壓的幅值為Uom=2V。 第2章 基本放大電路 （2）若靜態(tài)工作點(diǎn)

34、移到Q，由圖可見基極電流IB增大，則應(yīng)減小基極電阻Rb，或增大電源電壓UCC；若靜態(tài)工作點(diǎn)移到Q，由圖可見，基極電流IB沒有改變，說明Rb和UCC不變，由于Q與Q不在同一條負(fù)載線上，說明交流負(fù)載線的斜率發(fā)生改變， 故應(yīng)改變集電極電阻Rc和負(fù)載電阻RL。 第2章 基本放大電路 2.2.2 小信號(hào)模型分析法小信號(hào)模型分析法 1 三極管的小信號(hào)建模三極管的小信號(hào)建模 由有源器件組成的雙口網(wǎng)絡(luò)如圖2-15所示。網(wǎng)絡(luò)的輸入端電壓和電流分別為ui和ii，網(wǎng)絡(luò)的輸出端電壓和電流分別為uo和io。 如果選擇這四個(gè)參數(shù)中的兩個(gè)作為自變量，另兩個(gè)作為應(yīng)變量，則可以得到不同的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)， 如Z參數(shù)（開路阻抗參數(shù)），

35、Y參數(shù)（短路導(dǎo)納參數(shù)）及H參數(shù)（混合參數(shù)）等等。這里，H參數(shù)的物理意義明確，測(cè)量條件易于實(shí)現(xiàn)， 且在低頻范圍內(nèi)為實(shí)數(shù)， 所以被用于電路分析及設(shè)計(jì)。 第2章 基本放大電路 圖 2-15 雙口網(wǎng)絡(luò) 雙口有源器件uiiiiouo第2章 基本放大電路 1） H參數(shù)等效模型的引出 三極管在共射極接法時(shí)，可表示成如圖2-16（a）所示的雙口網(wǎng)絡(luò)，以基極b和發(fā)射極e作為輸入端口， 以集電極c和發(fā)射極e作為輸出端口，則網(wǎng)絡(luò)端口的電壓和電流關(guān)系就是三極管的輸入特性和輸出特性。 第2章 基本放大電路 圖 2-16 三極管共射H參數(shù)小信號(hào)模型(a) 三極管共射連接時(shí)的雙口網(wǎng)絡(luò)； (b) H參數(shù)小信號(hào)模型 (a)(b

36、)h11ebeUebbIb21eIh1/h22ecIceUce12eb11ebeUhIhUce12eUhce22eb21ecUhIhIVuCEebuBEiBciC),(CEB1BEuifu),(CEB2Cuifi c第2章 基本放大電路 圖2-16（a）的輸入回路和輸出回路的電壓、電流關(guān)系可分別表示為 ),(),(21CEBCCEBBEuifiuifu(2-27) (2-28) 研究三極管在小信號(hào)作用下，電壓、電流各變化量之間的關(guān)系，可對(duì)式（2-27）、（2-28）求全微分得 CEICEBEBUBBEBEduuudiiuduBCECEICECBUBCCduuidiiidiBCE(2-29)(2

37、-30)第2章 基本放大電路 由于duBE、duCE、diB、diC表示小信號(hào)的變化量，所以它們可分別用 來取代。根據(jù)電路原理網(wǎng)絡(luò)分析知識(shí)， 由式（2-29）和（2-30）可得H參數(shù)方程 cbcebeIIUU、ceebecceebebeUhIhIUhIhU22121211(2-31)(2-32)h11e、h12e、h21e、h22e稱為共射接法下的H參數(shù)，其中 、CEUBBEeiuh11BCEBICECeUBCeICEBEeuihiihuuh222112、第2章 基本放大電路 2） H參數(shù)的物理意義 通過研究H參數(shù)與三極管特性曲線的關(guān)系， 可以進(jìn)一步理解H參數(shù)的物理意義及求解方法。 h11e是

38、當(dāng)uCE=UCEQ時(shí)，uBE對(duì)iB的偏導(dǎo)數(shù)。從輸入特性曲線上看，就是對(duì)應(yīng)uCE=UCEQ那條輸入特性曲線上Q點(diǎn)的切線斜率的倒數(shù)，如圖2-17（a）所示。小信號(hào)作用時(shí)，h11e= uBE/ iBuBE/iB，故h11e表示小信號(hào)作用下b-e間的動(dòng)態(tài)電阻，記作rbe。Q點(diǎn)越高，輸入特性曲線越陡，rbe值就越小。 第2章 基本放大電路 h12e是當(dāng)IB=IBQ時(shí)uBE對(duì)uCE的偏導(dǎo)數(shù)。從輸入特性上看，就是在IB=IBQ的情況下，uCE對(duì)uBE的影響，如圖2-17（b）所示。小信號(hào)作用時(shí)，h12euBE/uCE，表示反向電壓傳輸比，當(dāng)uCE1 V時(shí)， uBE/uCE的值很小，一般小于10-2。 h21

39、e是當(dāng)uCE=UCEQ時(shí)iC對(duì)iB的偏導(dǎo)數(shù)。在小信號(hào)作用時(shí)，從輸出特性曲線上看，h21e=iC/iBiC/iB，體現(xiàn)了基極電流對(duì)集電極電流的控制作用，如圖2-17（c）所示。因此，h21e表示三極管的電流放大系數(shù)。 第2章 基本放大電路 h22e是當(dāng)IB=IBQ時(shí)iC對(duì)uCE的偏導(dǎo)數(shù)。從輸出特性上看，h22e是在IB=IBQ的那條輸出特性曲線上Q點(diǎn)處的電導(dǎo)，它表示輸出特性曲線的上翹程度，如圖2-17（d）所示。在小信號(hào)作用時(shí)，h22e=iC/uCEiC/uCE，則1/h22euCE/iC，因此1/h22e表示c-e間的動(dòng)態(tài)電阻rce。 第2章 基本放大電路 圖 2-17 H參數(shù)的物理意義及求解

40、方法 (a)(b)UBEQuBEuBEOIBQiBiBQuCEUCEQiBuBEuBEOIBQUBEQQuCEuCE UCEQ第2章 基本放大電路 圖 2-17 H參數(shù)的物理意義及求解方法 iCICQiCQOUCEQuCEiBiCIBQuCEUCEQICQiCuCEO(c)(d)Q第2章 基本放大電路 3） 簡(jiǎn)化的H參數(shù)等效模型 由第 1 章三極管的輸入特性可知，當(dāng)三極管工作在放大區(qū)時(shí)， c-e間的電壓對(duì)輸入特性曲線的影響很小，UCEUBE以后的輸入特性基本重合，因此可認(rèn)為h12euBE/uCE0，故三極管的輸入回路只等效為一個(gè)動(dòng)態(tài)電阻rbe。從三極管輸出特性可知，當(dāng)三極管工作在放大區(qū)時(shí)，c-

41、e間的電壓變化對(duì)iC的影響很小，隨著uCE的增大，每條輸出特性曲線幾乎是平行于橫軸的平行線，因此可認(rèn)為h22eiC/uCE0，則rce近似為，輸出回路只等效為受基極電流控制的受控電流源Ib。簡(jiǎn)化的H參數(shù)小信號(hào)模型如圖2-18所示。 .第2章 基本放大電路 圖 2-18 簡(jiǎn)化的H參數(shù)小信號(hào)模型 bIcIbceUbeUrbebIce第2章 基本放大電路 4） rbe的物理意義及表達(dá)式 圖 2-19 三極管動(dòng)態(tài)rbe的估算 (a) 結(jié)構(gòu)； (b) 等效電路rccb rcIbb rbeIrebIPb集電區(qū)體電阻集電結(jié)結(jié)電阻發(fā)射結(jié)結(jié)電阻發(fā)射區(qū)體電阻基區(qū)體電阻ecNN(a)eIeb rbIbIbb rbb

42、beUce(b)eb r第2章 基本放大電路 由PN結(jié)電流方程可知，發(fā)射結(jié)的總電流 ) 1(/TUuSEeIi（u為發(fā)射結(jié)總電壓） 對(duì)上式在Q點(diǎn)處求導(dǎo)可得 TUuSTQEeIUdudi/1 由于發(fā)射結(jié)處于正向偏置，u大于導(dǎo)通電壓，常溫下UT26 mV，因此可認(rèn)為iEISeu/UT，以Q點(diǎn)作切線，其斜率為 TEQTEQEQEUIUidudiui第2章 基本放大電路 則發(fā)射結(jié)的結(jié)電阻在常溫下為 EQEQTQEebImVIUiur26從圖2-19（b）等效電路中可得b-e間電壓為 )1 ()1 (ebbbbebbbbbebebbbberrIrIrIrIrIU由此可得rbe的近似表達(dá)式為 EQTbbb

43、beBBEbeIUrIUiur)1 (第2章 基本放大電路 2用小信號(hào)模型分析共射基本放大電路用小信號(hào)模型分析共射基本放大電路 1） 畫出小信號(hào)等效電路 圖 2-20 共射基本放大電路的動(dòng)態(tài)分析(a) 電路圖； (b) 小信號(hào)等效電路 (a)(b)RccC2RLbRbC1RsusuieVRssUiURbrbebIbIbcIRcoURLce UCCuo第2章 基本放大電路 2） 求電壓放大倍數(shù)、 輸入電阻和輸出電阻 (1) 電壓放大倍數(shù)。根據(jù)電壓放大倍數(shù)的定義，利用三極管 對(duì)的控制關(guān)系，可得輸入、輸出電壓分別為 bIcILbLcobbeiRIRIUIrU式中，RL =RcRL。所以電壓放大倍數(shù)為

44、 beLiourRUUA式中負(fù)號(hào)表示輸出電壓與輸入電壓反相。 (2-34) 第2章 基本放大電路 (2-35) 放大電路的源電壓放大倍數(shù)源電壓放大倍數(shù)為輸出電壓與信號(hào)源電壓的比值，用Aus表示。設(shè)放大電路的輸入電阻為Ri，由圖2-20可知 ssiiiURRRU則 siiusiiosousRRRAUUUUUUA第2章 基本放大電路 (2) 輸入電阻。 將共射基本放大電路的小信號(hào)等效電路重新畫在圖2-21中。 圖 2-21 求共射放大電路的輸入電阻 iURbrbebIbIbcIRcoURLiIRbIRiec第2章 基本放大電路 根據(jù)放大電路輸入電阻的定義，有 iiiIUR由圖可見 beibibRb

45、irURUIII故 bebirRR/(2-36) 第2章 基本放大電路 (3) 輸出電阻。利用圖2-22所示電路計(jì)算輸出電阻。 圖 2-22 求共射放大電路的輸出電阻 0sURbrbe0bI0bIb0cIRcUecIiURoRs第2章 基本放大電路 根據(jù)輸出電阻定義，在外加電壓 作用下，產(chǎn)生相應(yīng)的電流 ，則輸出電阻為 UIcRUoRIURLs0(2-37) 應(yīng)當(dāng)指出，放大電路的輸入電阻與信號(hào)源內(nèi)阻無關(guān)，輸出電阻與負(fù)載無關(guān)。 上面對(duì)共射放大電路進(jìn)行了動(dòng)態(tài)分析，一般地說，希望放大電路的輸入電阻高一些好，這樣可避免信號(hào)過多地衰減；對(duì)于輸出電阻希望越小越好，從而可以提高帶負(fù)載能力。此外，由于動(dòng)態(tài)參數(shù)與

46、Q點(diǎn)緊密相關(guān)，因此，只有靜態(tài)工作點(diǎn)合適，動(dòng)態(tài)分析才有意義，所以，對(duì)放大電路進(jìn)行分析時(shí)應(yīng)遵守“先靜態(tài), 后動(dòng)態(tài)”的原則。 第2章 基本放大電路 【例2-2】在圖2-20（a）中，已知三極管參數(shù)rbb=300 ，=60，UBEQ=0.7 V，UCES=0.4 V，電路中的其它參數(shù)UCC=20V， Rb=500 k，Rc=6 k，Rs=1 k，RL=12 k，求該放大電路的 和最大輸出電壓有效值。 解解（1） 靜態(tài)分析，求靜態(tài)工作點(diǎn)Q。由電路圖中的直流通路可得 oiusuRRAA、VRIUUmAIImAAIIAmARUUIcCQCCCEQCQEQBQCQbBEQCCBQ6 . 564 . 2204

47、. 24 . 2240040604004. 05007 . 020第2章 基本放大電路 （2） 動(dòng)態(tài)分析。 根據(jù)2-20（b）放大電路的小信號(hào)等效電路， 先求三極管的動(dòng)態(tài)電阻kmAImVrrEQbbbe14 . 226)601 (300)()(26)1 (然后計(jì)算電壓放大倍數(shù)，因RL =6 k12 k=4 k，則 kRRRRRAAkrRRrRAcosiiuusbebibeLu612011124011/500/2401460第2章 基本放大電路 （3） 估算最大輸出電壓有效值。因?yàn)?VRIUVUUULCQcemCESCEQcem6 . 944 . 22 . 54 . 06 . 5所以最大輸出電壓

48、有效值為 VUUcemom7 . 32 . 52121第2章 基本放大電路 2.3 放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定 2.3.1 靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的必要性靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的必要性 由前面的討論可知，靜態(tài)工作點(diǎn)不僅決定了輸出波形是否失真，而且還影響電壓放大倍數(shù)及輸入電阻等動(dòng)態(tài)參數(shù)，所以在設(shè)計(jì)和調(diào)試放大電路時(shí)，必須設(shè)置一個(gè)合適的靜態(tài)工作點(diǎn)Q。影響工作點(diǎn)不穩(wěn)定的原因很多，例如電源電壓變化、電路參數(shù)變化、管子老化等等，但是最主要的原因是由于三極管的參數(shù)（ICBO、UBE、 等）隨溫度的變化而造成靜態(tài)工作點(diǎn)的不穩(wěn)定。例如溫度升高時(shí)，三極管少子形成的反向飽和電流ICBO要增大，溫度每升高10

49、ICBO約增加一倍，而三極管的穿透電流ICEO=(1+)ICBO增加的幅度更大。同時(shí)，溫度升高導(dǎo)致三極管載流子運(yùn)動(dòng)加速，在基區(qū)電子和空穴復(fù)合的機(jī)會(huì)減少，使增大。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，溫度每升高1，增加0.5%1.0%左右，UBE減小22.5 mV。 第2章 基本放大電路 前面所討論的共射基本放大電路中，當(dāng)電源電壓UCC和集電極電阻Rc確定后，放大電路的Q點(diǎn)就由基極電流IB決定，這個(gè)電流稱為偏流，而獲得偏流的電路稱為偏置電路。又由于當(dāng)Rb數(shù)值確定后， 基極電流IB就固定了，因此它又稱為固定偏置的放大電路。 在固定偏置的放大電路中，靜態(tài)工作點(diǎn)Q是由基極偏流IBQ和直流負(fù)載線共同決定的，如圖2-23所示的Q

50、點(diǎn)。雖然IB Q（IBQUCC/Rb）和直流負(fù)載線斜率（-1/Rc）不隨溫度變化，但是當(dāng)溫度升高時(shí)，增大，IC隨著增大，輸出特性曲線上移，例如靜態(tài)工作點(diǎn)，由Q點(diǎn)移到Q1點(diǎn)而接近于飽和區(qū)了。當(dāng)輸入信號(hào)較大時(shí)必將出現(xiàn)飽和失真。反之，當(dāng)溫度降低時(shí)，Q點(diǎn)將沿直流負(fù)載線下移，靠近截止區(qū)，易出現(xiàn)截止失真。 第2章 基本放大電路 圖 2-23 靜態(tài)工作點(diǎn)受溫度影響而移動(dòng) iC / mA430uCE / V21ICQ1ICQQ1Q2.55IB 020 A40 A60 A60 A第2章 基本放大電路 2.3.2 穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的措施穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的措施 1 Q點(diǎn)穩(wěn)定的分壓式偏置電路點(diǎn)穩(wěn)定的分壓式偏置電路 在實(shí)際

51、使用的放大電路中，除了選用溫度影響比較小的硅三極管和改善工作環(huán)境溫度外，最主要的是找出一種能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)Q點(diǎn)位置的偏置電路，使Q點(diǎn)能夠穩(wěn)定在合適的位置上。 靜態(tài)工作點(diǎn)Q穩(wěn)定電路如圖2-24所示，圖（a）為直接耦合方式，圖（b）為阻容耦合方式，它們具有相同的直流通路如圖（c）所示。 第2章 基本放大電路 圖 2-24 靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定電路(a) 直接耦合電路； (b) 阻容耦合電路； (c) 直流通路 (b)Rc UCCC2VRb2RLuoCeRb1C1ui(a)Rc UCCVRb2uoRb1uiReRe(c)Rc UCCVRb2Rb1ReBUBQIBQI2IEQUEQICQI1第2章 基本放大電路

52、 在圖2-24（c）所示的電路中，B點(diǎn)的電流方程為 I2=I1+IBQ為了穩(wěn)定Q點(diǎn)，通常情況下，參數(shù)的選取應(yīng)滿足 I1IBQ (2-38)因此，I2I1，則B點(diǎn)的電位 CCbbbBQURRRU211(2-39) 式(2-39)表明基極電位只取決于直流電壓源和基極電阻值， 而與三極管參數(shù)無關(guān)，即不受環(huán)境溫度的影響。 第2章 基本放大電路 如果溫度升高引起集電極電流ICQ增大，那么，發(fā)射極電流IEQ也相應(yīng)增大，發(fā)射極電阻Re上的電壓UEQ=IEQRe也隨之增大； 由于UBQ基本不變，因此當(dāng)UEQ增大時(shí)，UBEQ=(UBQ-UEQ)減小。 根據(jù)三極管的輸入特性，基極電流IBQ減小，ICQ也隨之減小。

53、這樣由于發(fā)射極電阻的作用，牽制了ICQ的增大，最終使Q點(diǎn)趨于穩(wěn)定。上述變化過程可表示為 T()ICQIEQUEQUBEQIBQ ICQ 第2章 基本放大電路 可以看出這種自動(dòng)調(diào)節(jié)過程實(shí)際上是將輸出電流ICQ通過發(fā)射極電阻Re引到輸入端，使輸入電壓UBEQ變化，而達(dá)到穩(wěn)定工作點(diǎn)的目的。顯然，Re越大，Re上的壓降越大，自動(dòng)調(diào)節(jié)能力越強(qiáng)， 電路穩(wěn)定性越好。但是，Re太大，會(huì)使電壓放大倍數(shù)下降，所以Re應(yīng)適當(dāng)取值。如果電路滿足UBQUBEQ，則UBQUEQ=IEQRe， 這時(shí) ebbCCbeBQEQCQRRRURRUII)(211第2章 基本放大電路 綜上所述，只要電路滿足I1IBQ，UBQUBEQ

54、這兩個(gè)條件， 那么，就可以認(rèn)為ICQ主要由外電路參數(shù)UCC、Rb1、Rb2和Re決定， 與三極管的參數(shù)幾乎無關(guān)。這不僅提高了靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定性， 并且在更換三極管時(shí)，不必重新調(diào)整工作點(diǎn)，給批量生產(chǎn)帶來了很大方便。 在兼顧其它指標(biāo)的情況下，通常選用I1=(510)IBQ， UBQ=(510)UBEQ。 另外，為了不削弱交流信號(hào)的放大作用，通常在電阻Re的兩端并聯(lián)一個(gè)大電容Ce，Ce稱為射極旁路電容。由于Ce具有“隔直流，通交流”的作用，因此它對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)沒有影響，但是對(duì)交流信號(hào)起旁路作用，即交流信號(hào)作用時(shí)，Ce將Re短接，使發(fā)射極電阻Re上沒有交流信號(hào)，防止了放大倍數(shù)的下降。 第2章 基本放大電

55、路 2 其它穩(wěn)定其它穩(wěn)定Q點(diǎn)的方法點(diǎn)的方法 當(dāng)電源電壓不變時(shí)，三極管發(fā)射極電壓UBEQ會(huì)隨著溫度的升高而減小，導(dǎo)致放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)不穩(wěn)定。消除這種不穩(wěn)定因素的方法是補(bǔ)償法。利用二極管或熱敏電阻等溫度敏感元件的溫度特性來補(bǔ)償三極管UBEQ隨溫度的變化，使Q點(diǎn)更穩(wěn)定。 利用二極管的補(bǔ)償法是在分壓式射極偏置電路的支路串聯(lián)一個(gè)二極管，如圖2-25 所示。利用二極管VD的正向電壓隨溫度的變化去抵消三極管UBEQ隨溫度變化所產(chǎn)生的影響，從而使靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定。 第2章 基本放大電路 圖 2-25 利用二極管VD補(bǔ)償uBE變化 Rc UCCC2VRb2RLuoCeRb1BC1uiReI2IBQI1VD第2章

56、 基本放大電路 2.3.3 分壓式射極偏置電路的分析分壓式射極偏置電路的分析 1 靜態(tài)分析靜態(tài)分析 靜態(tài)分析主要是求解靜態(tài)工作點(diǎn)。根據(jù)圖2-24（c）的直流通路，由式（2 - 38）和式（2-39）可得集電極電流 eBEQBQEQCQRUUII(2-40) 管壓降 UCEQ=UCC-ICQ(Rc+Re) (2-41) 基極電流 CQBQII(2-42) 第2章 基本放大電路 2 動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析 圖 2-26 圖2-24(b)的小信號(hào)等效電路 iUbIRb1Rb2brbebIcIRcoURLce第2章 基本放大電路 由圖2-26可得 beLiourRUUA其中 cobebbiiiLcLRRRR

57、RIURRRR/21(2-43) (2-44) (2-45) 第2章 基本放大電路 2.4 共集放大電路和共基放大電路共集放大電路和共基放大電路 2.4.1 共集放大電路共集放大電路 共集電極放大電路如圖2-27（a）所示。圖（b）和（c）分別是它的直流通路和交流通路。由交流通路可見，輸入信號(hào)從基極與集電極（即地）之間加入，輸出信號(hào)從發(fā)射極與集電極之間取出。集電極是輸入、輸出回路的公共端，所以稱為共集電極放大電路。又因?yàn)檩敵鲂盘?hào)從發(fā)射極引出，故又稱射極輸出器。 第2章 基本放大電路 圖 2-27 基本共集電極放大電路(a) 電路圖； (b) 直流通路； (c) 交流通路 bRbC1Vc UCC

58、eReC2RLuouiRsusVReRbIBQICQ UCCIEQUBEQUCEQRbVRssUiUReRLoU(a)(b)(c)第2章 基本放大電路 1 靜態(tài)分析靜態(tài)分析根據(jù)圖2-27（b）的直流通路， 可列出輸入回路方程 eEQBEQbBQCCRIURIU由于IEQ=(1+)IBQ， 所以 ebBEQCCBQRRUUI)1 (2-46) eCQCCeEQCCCEQBQCQRIURIUUII(2-47) (2-48) 第2章 基本放大電路 2 動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析 將圖2-27（c）交流通路中的三極管用H參數(shù)小信號(hào)模型來等效，便得到共集電極放大電路的小信號(hào)等效電路，如圖2-28所示。 圖 2-2

59、8 共集電極放大電路的小信號(hào)等效電路 RssUiURbIRbbiIbIRiiRbIrbeReoRRLRooUeeIc第2章 基本放大電路 (1） 電壓放大倍數(shù)。令RL =ReRL，由圖2-28小信號(hào)等效電路可得)1 ()1 ()/(LbbebLebebiLbLeLeeoRIrIRIrIURIRIRRIU則電壓放大倍數(shù)為 )1 ()1 (LbeLiouRrRUUA(2-49) 第2章 基本放大電路 式（2-49）表明， 大于0且小于1，說明輸出電壓與輸入電壓同相, 并且 。通常(1+)RLrbe，則 ， 即，因此射極輸出器又稱為射極跟隨器。雖然電壓放大倍數(shù) ，電路沒有電壓放大能力，但是，輸出電流

60、 遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于輸入電流 ，所以具有電流放大作用。可見， 無論是電壓放大或電流放大，放大電路都可實(shí)現(xiàn)功率放大。 uAioUU1uAioUU1uAeIbI第2章 基本放大電路 （2） 輸入電阻。根據(jù)圖2-28，若暫不考慮Rb，則輸入電阻Ri為 )1 ()1 (LbebLbbebbiiRrIRIrIIUR(2-50) 式中RL =ReRL，由于流過RL上的電流 比 大(1+)倍， 所以把發(fā)射極回路的電阻RL折算到基極回路應(yīng)擴(kuò)大(1+)倍， 因此共集電極放大電路的輸入電阻比共射放大電路的輸入電阻大得多。 eIbI第2章 基本放大電路 現(xiàn)將Rb考慮進(jìn)去計(jì)算輸入電阻，即從Rb兩端看進(jìn)去的輸入電阻為 /ibii