1、基本放大電路放大電路基本接法基本共射放大電路放大電路的分析基本共基基本共集靜態工作點的穩定簡化電路靜態工作點動態分析性能指標概念放大條件直流通路和交流通路靜態分析動態分析溫度的影響射極偏置電路復合管放大電路共集共基放大電路共射共基放大電路派生電路圖解法小信號模型法場效應管放大電路三種接法比較目錄與固定偏置的比較放大電路的概念放大的概念電子學中放大的目的是將微弱的變化信號放大成較大的信號。這里所講的主要是電壓放大電路。電壓放大電路可以用有輸入口和輸出口的四端網絡表示，如圖：uiuoAu放大電路的概念和主要指標Exit放大電路的性能指標一、電壓放大倍數AuUi 和Uo 分別是輸入和輸出電壓的有效值

2、。二、輸入電阻ri 輸入電阻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，對前級的影響越小。AuIiUSUi主要指標Exit三、輸出電阻ro 放大電路對其負載而言，相當于信號源，我們將它等效為戴維南等效電路，這里的內阻就是輸出電阻。AuUSroUS主要指標放大電路的性能指標Exit如何確定電路的輸出電阻ro？步驟：所有的電源置零 (將獨立源置零， 保留受控源)。2. 加壓求流法。UI方法一：計算放大電路的性能指標Exit方法二：測量Uo1. 測量開路電壓。roUs2. 測量接入負載后的輸出電壓。roUsRLUo步驟：3. 計算如何確定電路的輸出電阻ro？放大電路

3、的性能指標Exit四、通頻帶fAuAum0.7AumfL下限截止頻率fH上限截止頻率通頻帶：fbw=fHfL放大倍數隨頻率變化曲線主要指標放大電路的性能指標Exit三極管放大電路有三種形式共射放大器共基放大器共集放大器以共射放大器為例講解工作原理基本共射放大電路Exit簡化電路及習慣畫法 共射極基本放大電路習慣畫法基本共射放大電路Exitui=0時由于電源的存在IB0IC0IBQICQIEQ=IBQ+ICQRB+ECRCC1C2T靜態工作點基本共射放大電路ExitIBQICQUBEQUCEQ( ICQ,UCEQ )(IBQ,UBEQ)RB+ECRCC1C2T靜態工作點基本共射放大電路Exit

4、(IBQ,UBEQ) 和( ICQ,UCEQ )分別對應于輸入輸出特性曲線上的一個點稱為靜態工作點。IBUBEQIBQUBEQICUCEQUCEQICQ靜態工作點靜態工作點基本共射放大電路Exit1. 輸入交流信號時的圖解分析 電路圖動態分析基本共射放大電路 共射極放大電路Exit通過圖解分析，可得如下結論： 1. vi vBE iB iC vCE |-vo| 2. vo與vi相位相反； 3. 可以測量出放大電路的電壓放大倍數； 4. 可以確定最大不失真輸出幅度。 # 動態工作時， iB、 iC的實際電流方向是否改變，vCE的實際電壓極性是否改變？1. 輸入交流信號時的圖解分析動態分析基本共射

5、放大電路Exit2. 各點波形RB+ECRCC1C2uitiBtiCtuCtuotuiiCuCuoiB動態分析基本共射放大電路動態分析Exit1. 晶體管必須偏置在放大區。發射結正偏，集電結反偏。2. 正確設置靜態工作點，使整個波形處于放大區。3. 輸入回路將變化的電壓轉化成變化的基極電流。4. 輸出回路將變化的集電極電流轉化成變化的集電極電壓，經電容濾波只輸出交流信號。實現放的大條件基本共射放大電路Exit放大電路分析靜態分析動態分析估算法圖解法微變等效電路法圖解法計算機仿真放大電路的分析Exit放大電路中各點的電壓或電流都是在靜態直流上附加了小的交流信號。如果電容容量足夠大，可以認為它對交

6、流短路,而對直流開路。交流通道：只考慮交流信號的分電路。直流通道：只考慮直流信號的分電路。信號的不同分量可以分別在不同的通道分析。直流通路和交流通路放大電路的分析Exit必須已知三極管的輸入輸出特性曲線。 共射極放大電路1. 用圖解分析法確定靜態工作點 畫直流通路直流通路IBVBE+-ICVCE+-靜態分析放大電路的分析Exit 列輸入回路方程： VBE =VCCIBRb 列輸出回路方程（直流負載線）：VCE=VCCICRc直流通路IBVBE+-ICVCE+-1. 用圖解分析法確定靜態工作點靜態分析放大電路的分析Exit 在輸入特性曲線上，作直線 VBE =VCCIBRb，兩 線的交點即是Q點

7、，得到IBQ。 在輸出特性曲線上，作直流負載線 VCE=VCCICRc，與IBQ曲線的交點即為Q點，得到VCEQ 和 ICQ。1. 用圖解分析法確定靜態工作點靜態分析放大電路的分析Exit 共射極放大電路2. 用近似估算法求靜態工作點根據直流通路可知：必須已知三極管的 值。一般硅管VBE=0.7V，鍺管VBE=0.2V。靜態分析放大電路的分析直流通路IBVBE+-ICVCE+-共射極放大電路直流通路Exit靜態分析直接耦合共射放大電路2. 用近似估算法求靜態工作點靜態分析放大電路的分析Exit 放大電路如圖所示。已知BJT的 =80， Rb=300k， Rc=2k， VCC= +12V，求：（

8、1）放大電路的Q點。此時BJT工作在哪個區域？解： 靜態工作點為Q（40uA，3.2mA，5.6V），BJT工作在放大區。 例題 共射極放大電路靜態分析放大電路的分析Exit當Rb=100k時，所以BJT工作在飽和區。 VCE0，故IC的最大電流為：此時，Q（120uA，6mA，0V）， （2）當Rb=300k時，放大電路的Q點。此時BJT工作在哪個區域？（忽略BJT的飽和壓降） 放大電路如圖所示。已知BJT的=80， Rb=300k， Rc=2k， VCC= +12V，求： 例題靜態分析放大電路的分析 共射極放大電路解：Exit1.靜態工作點的分析 單擊放映動態分析（圖解法）動態分析放大電路

9、的分析一、圖解法2.電壓放大倍數的分析圖1圖2Exit由交流通路得純交流負載線:（圖）vce= -ic (Rc /RL)3.交流通路及交流負載線交流負載線：過輸出特性曲線上Q點的一條斜率為-1/RL 的直線。（圖）RL= RLRc， 是交流負載電阻。 交流負載線是有交流輸入信號時Q點的運動軌跡。 動態分析一、圖解法放大電路的分析 共射極放大電路交流通路icvce+-電路圖通路圖ExitExit飽和失真截止失真4. 波形失真 動態工作時的工作點到達了三極管的飽和區Q1 動態工作時的工作點到達了三極管的截止區Q2# 進入失真后,輸出波形如何?A03302A03305動態分析放大電路的分析一、圖解法

10、動態分析放大電路的分析一、圖解法5. 輸入交流信號時的圖解分析 （單擊放映）6. 放大電路的動態范圍 放大電路獲得最大的不失真輸出幅度： 工作點Q要設置在輸出特性 曲線放大區的中間部位 要有合適的交流負載線A03306圖2圖1Exit例2.3.1 Exit建模的意義建模的思路 當輸入信號電壓很小時，把三極管小范圍內的特性曲線近似地用直線來代替，從而可以把三極管所組成的電路當作線性電路來處理。 將非線性器件做線性化處理，從而簡化放大電路的分析和設計。二、小信號模型法BJT的小信號建模動態分析放大電路的分析Exit1. 晶體管的直流模型 當 UBEQ=常數時：則be間等效為直流恒壓源。晶體管輸入特

11、性如圖(a)。 說明：ICQ僅決定于IBQ而與UCEQ無關.即輸出特性曲線為橫軸的平行線.如圖(b)。晶體管直流模型二、小信號模型法ExitUi= hiIi+ hrUoIo= hfIi+ hoUoUiUoIiIo四端口網絡2. H參數概念輸出端短路時的輸入電阻；輸出端短路時的正向電流傳輸系數；輸入端開路時的反向電壓傳輸系數；輸入端開路時的輸出電導； 對一個四端口網絡，可以有H、Y、Z、G四種參數描述。其中，H參數的描述公式為： 四個參數量綱各不相同，故稱為混合參數(H參數)。二、小信號模型法Exit在小信號情況下，對上兩式取全微分得: BJT雙口網絡，有輸入特性和輸出特性曲線:iB=f(vBE

12、) vCE=constiC=f(vCE) iB=const可以寫成：BJT雙口網絡vBEvCEiBcebiC3. BJT的H參數定義二、小信號模型法Exit輸出端交流短路時的輸入電阻；輸出端交流短路時的正向電流傳輸比或電流放大系數；輸入端交流開路時的反向電壓傳輸比；輸入端交流開路時的輸出電導。對照H參數的公式可知：用小信號交流分量表示:vbe= hieib+ hrevceic= hfeib+ hoevce注意：字母大小寫以示區別3. BJT的H參數定義二、小信號模型法Exit可得小信號模型根據: vbe= hieib+ hrevceic= hfeib+ hoevce H參數是小信號參數，即微變

13、參數或交流參數。 H參數與工作點有關，在放大區基本不變。 H參數只適合對交流信號的分析。BJT的H參數模型H參數小信號模型BJT雙口網絡vBEvCEiBcebiC3. BJT的H參數定義二、小信號模型法Exit4. h參數的物理意義及求解方法 hie: 當Uce=UCEQ時,uBE對iB的偏導數.即Q點處切線斜率的倒數.be間的動態電阻. 如圖(a): hre: 當IB=IBQ時uBE對uCE的偏導數. 稱內反饋系數. 如圖(b):二、小信號模型法vbe= hieib+ hrevceic= hfeib+ hoevceExit hfe : 當Uce=UCEQ時,Q點附近的電流放大倍數.如圖(c)

14、: hoe : 當IB=IBQ時,ic對uCE的偏導數. 即IB=IBQ的那條輸出特性曲線上Q點處的導數.ce間的動態電導. 如圖(d):4. h參數的物理意義及求解方法二、小信號模型法vbe= hieib+ hrevceic= hfeib+ hoevceExit記 rbe= hie = hfe uT = hre rce= 1/hoe則BJT的H參數模型 如圖(b)：5. 模型的簡化BJT的H參數模型 (a)二、小信號模型法 ibicvceibvbeT vcerberceBJT的H參數模型 (b) T很小，一般為10-310-4 rce很大，約為100k。忽略它們的影響，得到簡化電路。圖說明

15、ib 是受控源 ，且為電流控制電流源(CCCS)。 電流方向與ib的方向是關聯的。 Exit 一般用測試儀測出； rbe 與Q點有關，可用圖示儀測出。也可用公式估算： rbe= rb + (1+ ) re其中對于低頻小功率管 rb200 則 而 (T=300K) 6. H參數的確定工程上BJT H參數的確定二、小信號模型法ExitRbviRbRbviRcRbviRcRLH參數小信號等效電路(1) 畫小信號等效電路 共射極放大電路交流通路icvce+-二、小信號模型法7. 小信號模型法的分析思路共射放大電路圖交流通路圖Exit根據RbviRcRL則電壓增益為 求電壓增益(2) 求放大電路動態指標

16、二、小信號模型法7. 小信號模型法的分析思路ExitRbRcRLRi 求輸出電阻令Ro = Rc 所以 求輸入電阻(2) 求放大電路動態指標二、小信號模型法7. 小信號模型法的分析思路Exit 1. 電路如圖所示。試畫出其小信號等效模型電路。 解：例題動態分析（小信號法）例題二、小信號模型法Exit 解：（1）2. 放大電路如圖所示。試求： （1）Q點； （2）已知=50。動態分析（小信號法）例題例題二、小信號模型法、。Exit2. 放大電路如圖所示。試求： （1）Q點； （2）已知=50。例題二、小信號模型法、。 解：（2）Exit1. 對ICBO的影響2. 對輸入特性曲線的影響溫度T 輸出

17、特性曲線上移溫度T 輸入特性曲線左移3. 對 的影響溫度每升高1,要增加0.5%1.0%溫度T 輸出特性曲線族間距增大總之： ICBO ICEO T VBE IB IC 溫度對工作點的影響靜態工作點的穩定Exit1. 穩定工作點原理目標：溫度變化時，IC維持恒定。 如果溫度變化時，b點電位能基本不變，則可實現靜態工作點的穩定。T 穩定原理： IC IEIC VE、VB不變 VBE IB（反饋控制）b點電位基本不變的條件：I1 IB ，此時，不隨溫度變化而變化。VB VBE 且Re可取大些，反饋控制作用更強。 一般取 I1 =(510)IB ， VB =3V5V 射極偏置電路靜態工作點的穩定Ex

18、itI1I2IBRB1+VCCRCC1TRB2RE1RE2直流通路一、靜態分析靜態工作點的穩定射極偏置電路阻容耦合分壓式偏置電路RB1+VCCRCC1C2RB2CERERLuiuo圖Exit可以認為與溫度無關。似乎I2越大越好，但是RB1、RB2太小，將增加損耗，降低輸入電阻。因此一般取幾十k。I1I2IBRB1+VCCRCC1TRB2RE1RE2直流通路一、靜態分析靜態工作點的穩定射極偏置電路ExitTUBEIBICUEIC 本電路穩壓的過程實際是由于加了RE形成了負反饋過程I1I2IBRB1+VCCRCC1TRB2RE1RE2直流通路一、靜態分析靜態工作點的穩定射極偏置電路Exit 畫小信

19、號等效電路 確定模型參數已知，求rbe。二、電壓增益靜態工作點的穩定射極偏置電路Exit輸出回路：輸入回路：電壓增益： 增益二、電壓增益靜態工作點的穩定射極偏置電路Exit根據定義：由電路列出方程則輸入電阻三、輸入電阻靜態工作點的穩定射極偏置電路Exit求輸出電阻的等效電路網絡內獨立源置零負載開路輸出端口加測試電壓四、輸出電阻靜態工作點的穩定射極偏置電路Exit四、輸出電阻靜態工作點的穩定射極偏置電路輸出電阻 若考慮rce的影響時，對回路1和2列KVL方程其中：則當時，一般（）Exit靜態：固定偏流電路與射極偏置電路的比較 共射極放大電路靜態工作點的穩定Exit 固定偏流共射極放大電路Rbvi

20、RcRL固定偏流電路的小信號等效電路Ro = Rc # 射極偏置電路做如何改進，既可以使其具有溫度穩定性，又可以使其具有與固定偏流電路相同的動態指標？b動態固定偏流電路與射極偏置電路的比較靜態工作點的穩定Exitbb改進1靜態工作點的穩定射極偏置電路等效電路等效電路改 進 電 路Exit1改進2靜態工作點的穩定Exit單管放大電路的三種基本接法RB+VCCC1C2RERLuiuoRB+VCCRE直流通道基本接法（基本共集）基本共集放大電路Exit一、靜態分析IBIERB+VCCRE直流通道單管放大電路的三種基本接法基本共集放大電路ExitRB+VCCC1C2RERLuiuorbeRERLRB微

21、變等效電路二、動態分析單管放大電路的三種基本接法基本共集放大電路Exit1. 電壓放大倍數rbeRERLRB單管放大電路的三種基本接法基本共集放大電路Exit1.所以但是，輸出電流Ie增加了。2. 輸入輸出同相，輸出電壓跟隨輸入電 壓，故稱電壓跟隨器。結論：1. 電壓放大倍數基本共集放大電路單管放大電路的三種基本接法Exit2. 輸入電阻 輸入電阻較大，作為前一級的負載，對前一級的放大倍數影響較小。基本共集放大電路單管放大電路的三種基本接法rbeRERLRBExit用加壓求流法求輸出電阻。rorbeRERBRSrbeRERBRS電源置03. 輸出電阻基本共集放大電路單管放大電路的三種基本接法E

22、xit3. 輸出電阻基本共集放大電路單管放大電路的三種基本接法設：rbeRERBRSExit一般：所以：射極輸出器的輸出電阻很小，帶負載能力強。3. 輸出電阻基本共集放大電路單管放大電路的三種基本接法Exit射極輸出器的使用1. 將射極輸出器放在電路的首級，可以提高輸入電阻。2. 將射極輸出器放在電路的末級，可以降 低輸出電阻，提高帶負載能。3. 將射極輸出器放在電路的兩級之間，可以起到電路的匹配作用。基本共集基本共集放大電路單管放大電路的三種基本接法Exit1. 靜態工作點 直流通路與射極偏置電路相同基本共基放大電路單管放大電路的三種基本接法Exit2. 動態指標基本共基放大電路單管放大電路

23、的三種基本接法Exit 電壓增益輸出回路：輸入回路：電壓增益：基本共基放大電路單管放大電路的三種基本接法2. 動態指標Exit 輸出電阻 輸入電阻基本共基放大電路單管放大電路的三種基本接法2. 動態指標Exit電壓增益：輸入電阻：輸出電阻：三種組態的比較Exit作用：提高電流放大系數，增大電阻rbe復合管也稱為達林頓管晶體管基本放大電路的派生電路Exit復合管放大電路復合管放大電路復合管共射放大電路晶體管基本放大電路的派生電路 采用復合管后，增強了電流放大能力，從而減小了對信號源驅動電流的要求；若驅動電流不變，輸出電流將增大約倍。Exit復合管共集放大電路晶體管基本放大電路的派生電路 輸入電阻

24、Ri中與Rb相并聯的部分大大提高，而輸出電阻Ro中與Re相并聯的部分大大降低，使共集放大電路Ri大、 Ro小的特點得到進一步的發揮。Exit復合管放大電路復合管共射共基放大電路晶體管基本放大電路的派生電路共射共基放大電路的交流通路 共基電路輸入電阻小，使共射電路的高頻特性得到改善。Exit共射共基復合管共集共基放大電路晶體管基本放大電路的派生電路共集共基放大電路的交流通路 特點：電路具有較寬的通頻帶。Exit共集共基1. 電路特點FET的直流偏置電路 柵極只需要偏壓，不需要偏流 各類FET的偏置極性區別： N溝道器件加正漏源偏壓； P溝道器件加負漏源偏壓； 耗盡型器件加反極性柵壓； 增強型器件加同極性柵壓； 采用偏置穩定電路場效應管放大電路Exit(1)自偏壓電路(2) 分壓式自偏壓電路vGSvGSvGSvGSvGSvGS =- iDR2. 典型電路FET的直流偏置電路場效應管放大電路圖ExitVGS =VDS =VDD-