【电子教案模拟电子技术】第二章基本放大电路课件.ppt

第第 2 2 章章基本放大电路基本放大电路2.2 晶体管放大电路的组成及其工作原理晶体管放大电路的组成及其工作原理2.3　图解分析法　图解分析法2.4　微变等效电路分析法　微变等效电路分析法2.8　场效应管放大电路　场效应管放大电路2.6　共集电极放大电路　共集电极放大电路2.5 分压式偏置稳定共射放大电路分压式偏置稳定共射放大电路 2.7　共基极放大电路　共基极放大电路2.1 概述概述第 2 章2.2 晶体管放大电路的组成及其工作原理2.2.1.1.2.1.1.放大电路的基本概念放大电路的基本概念 放大电路主要用于放大微弱的电信号，输出电压或电流放大电路主要用于放大微弱的电信号，输出电压或电流在幅度上得到了放大，这里主要讲电压放大电路在幅度上得到了放大，这里主要讲电压放大电路2.1　　　　概述概述2.1.1.放大电路的基本概念 放大电路主要用于放大2.1.2.2.1.2.放大电路的主要技术指标放大电路的主要技术指标1.1.放大倍数放大倍数————表示放大器的放大能力表示放大器的放大能力根据放大电路输入信号的条件和对输出信号的要求，放大器根据放大电路输入信号的条件和对输出信号的要求，放大器可分为四种类型，所以有四种放大倍数的定义。

可分为四种类型，所以有四种放大倍数的定义2.1.2.放大电路的主要技术指标1.放大倍数——表示放大器（（1）电压放大倍数定义为）电压放大倍数定义为: AU=UO/UI（重点）（重点）（（2）电流放大倍数定义为）电流放大倍数定义为: : A AI I= =I IO O/ /I II I （（3）互阻增益定义为）互阻增益定义为: Ar=UO/II（（4）互导增益定义为）互导增益定义为: Ag=IO/UI（1）电压放大倍数定义为: AU=UO/UI2. 输入电阻输入电阻Ri——从放大电路输入端看进去的从放大电路输入端看进去的 等效电阻等效电阻输入电阻：输入电阻：Ri=ui / ii一般来说，一般来说， Ri越大越好越大越好1））Ri越大，越大，ii就越小，从信号源索取的电流越小就越小，从信号源索取的电流越小2）当信号源有内阻时，）当信号源有内阻时， Ri越大，越大， ui就越接近就越接近uS输入端输入端iiuiRi~uSRS信号源信号源Au输出端输出端2. 输入电阻Ri——从放大电路输入端看进去的输入电阻：Ri3. 输出电阻输出电阻Ro——从放大电路输出端从放大电路输出端看进去的等效电阻。

看进去的等效电阻Au~uS输出端输出端~Rouso输出端输出端3. 输出电阻Ro——从放大电路输出端看进去的等效电阻Au4. 通频带通频带通频带：通频带： fbw=fH–fL放大倍数随频放大倍数随频率变化曲线率变化曲线——幅频特性曲幅频特性曲线线fAAm0.7AmfL下限截下限截止频率止频率fH上限截上限截止频率止频率 3dB带宽带宽4. 通频带通频带：fbw=fH–fL 放大倍数随频率变化曲线 输出电阻是表明放大电路带负载的能力，输出电阻是表明放大电路带负载的能力，Ro越小，放越小，放大电路带负载的能力越强，反之则差大电路带负载的能力越强，反之则差 0,.o.ooSL==￿=URIUR 输出电阻输出电阻的定义：的定义： 输出电阻是表明放大电路带负载的能力，Ro越2.2　　晶体管放大电路的组晶体管放大电路的组成及其工作原理成及其工作原理 2.2.1 共射基本放大电路的组成共射基本放大电路的组成 及其工作原理及其工作原理2.2　晶体管放大电路的组成及其工作原理 2.2.1 共射基2.2.1 2.2.1 共射基本放大电路的组成及其工作原理共射基本放大电路的组成及其工作原理一．放大原理一．放大原理 三极管工作在放大区：三极管工作在放大区： 发射结正偏，发射结正偏， 集电结反偏。

集电结反偏→△→△UCE（（-△△IC×Rc））放大原理：放大原理：→△→△UBE→△→△IB→△→△IC（（ △△IB））电压放大倍数：电压放大倍数：→ → BCE2.2.1 共射基本放大电路的组成及其工作原理一．放大原理IBQuiOt iB OtuCEOtuoOt iC OtICQUCEQ-++VT123URBIRBBBECCCCb（+12V）IUVCE符号说明符号说明IBQuiOt iB OtuCEOtuoOt RbVBBRCC1C2T放大元件放大元件iC= iB，工作在放大区，，工作在放大区，要保证集电结反要保证集电结反偏，发射结正偏偏，发射结正偏uiuo输入输入输出输出参考点参考点RL二二. .单管共单管共射极放大电路的结构射极放大电路的结构 及各元件的作用及各元件的作用+VCCRbVBBRCC1C2T放大元件iC=iB，工作在放大区，共射放大电路组成共射放大电路组成使发射结正偏，使发射结正偏，并提供适当的并提供适当的静态工作点静态工作点IB和和UBERb+VCCVBBRCC1C2TRL基极电源与基极电源与基极电阻基极电阻共射放大电路组成使发射结正偏，并提供适当的静态工作点IB和U集电极电源，集电极电源，为电路提供能为电路提供能量。

并保证集量并保证集电结反偏电结反偏Rb+VCCVBBRCC1C2TRL集电极电源，为电路提供能量并保证集电结反偏Rb+VCCV共射放大电路共射放大电路集电极电阻，集电极电阻，将变化的电流将变化的电流转变为变化的转变为变化的电压Rb+VCCVBBRCC1C2TRL共射放大电路集电极电阻，将变化的电流转变为变化的电压Rb+耦合电容：耦合电容：电解电容，有极性，电解电容，有极性，大小为大小为10 F~50 F作用：作用：隔直通交隔直通交隔离输入输出与隔离输入输出与电路直流的联系，电路直流的联系，同时能使信号顺同时能使信号顺利输入输出利输入输出Rb+VCCVBBRCC1C2TRL++uiuo耦合电容：作用：隔直通交隔离输入输出与电路直流的联系，同时能单电源供电单电源供电可以省去可以省去Rb+VCCVBBRCC1C2TRL单电源供电可以省去Rb+VCCVBBRCC1C2TRLRb单电源供电单电源供电+VCCRCC1C2TRLRb单电源供电+VCCRCC1C2TRL2.3　　图解分析法图解分析法2.3.2 动态工作情况分析动态工作情况分析2.3.1 静态工作情况分析静态工作情况分析引引 言言2.3　图解分析法2.3.2 动态工作情况分析2.3.1 引　言引　言基本思想基本思想 非线性电路经适当近似后可按线性电路对待，非线性电路经适当近似后可按线性电路对待，利用叠加定理，分别分析电路中的交、直流成分。

利用叠加定理，分别分析电路中的交、直流成分一、分析三极管电路的基本思想和方法一、分析三极管电路的基本思想和方法直流通路直流通路( (ui = 0) )分析分析静态 交流通路交流通路( (ui   0) )分析分析动态，动态，只考虑变化的电压和电流只考虑变化的电压和电流画交流通路原则：画交流通路原则：1. 固定不变的电压源都视为短路；固定不变的电压源都视为短路；2. 固定不变的电流源都视为开路；固定不变的电流源都视为开路；3. 视电容对交流信号短路视电容对交流信号短路引　言基本思想 非线性电路经适当近似后可按线性放大电路没有输入信号时的工作状态称为静态放大电路没有输入信号时的工作状态称为静态 静态静态分析的任务是根据电路参数和三极管的分析的任务是根据电路参数和三极管的特性确定特性确定静静 态值（直流值）态值（直流值）UBE、、IB、、 IC 和和UCE可用放大电路的直流通路来分析可用放大电路的直流通路来分析2.3.1 2.3.1 静态工作情况分析静态工作情况分析放大电路没有输入信号时的工作状态称为静态 静态分析的任务是Rb+VCCRCC1C2TRL为什么要为什么要设置静态设置静态工作点？工作点？ 放大电路建立正确的静态工作点，是为了使三极管放大电路建立正确的静态工作点，是为了使三极管工作性区以保证信号不失真。

工作性区以保证信号不失真Rb+VCCRCC1C2TRL为什么要 放大电路建立正确的静开路开路Rb+VCCRCC1C2RL画出放大电路的直流通路画出放大电路的直流通路一、静态工作点的估算、静态工作点的估算将交流电压源短路将交流电压源短路 将电容开路将电容开路直流通路的画法：直流通路的画法：开路开路开路Rb+VCCRCC1C2RL画出放大电路的直流通路一、静Rb+VCCRC直流通道直流通道用估算法分析放大器的静态工作点用估算法分析放大器的静态工作点（（ IB、、UBE、、IC、、UCE））Rb+VCCRC直流通道用估算法分析放大器的静态工作点（（1）估算）估算IB（（ UBE  0.7V)Rb+VCCRCIBUBERb称为称为偏置电阻偏置电阻，，IB称称为为偏置电流偏置电流1）估算IB（ UBE 0.7V)Rb+VCCRCIBU（（2）估算）估算UCE、、ICRb+VCCRCICUCEIC=  IB（2）估算UCE、ICRb+VCCRCICUCEIC= I例例2.3.1：用估算法计算静态工作点用估算法计算静态工作点已知：已知：VCC=12V，，RC=4K ，，Rb=300K  ，， =37.5。

解：解：请注意电路中请注意电路中IB和和IC的数量级的数量级UBE  0.7VRb+VCCRC例2.3.1：用估算法计算静态工作点已知：VCC=12V，Rb+VCCRCC1C2Tui=0时时由于电由于电源的存源的存在在IB 0IC 0ICIE=IB+ICRLIB无信号输入时无信号输入时1.静态工作点静态工作点——Ui=0时电路的工作状态时电路的工作状态二二 用图解法确定静态工作点用图解法确定静态工作点Rb+VCCRCC1C2Tui=0时由于电源的存在IB0IRb+VCCRCC1C2TICUBEUCE( IC,UCE )(IB,UBE)RLIB静态工作点静态工作点Rb+VCCRCC1C2TICUBEUCE( IC,UCE (IB,UBE) 和和( IC,UCE )分别对应于输入输出特性分别对应于输入输出特性曲线上的一个点称为曲线上的一个点称为静态工作点静态工作点IBUBEQIBUBEQUCEICICUCEIB(IB,UBE) 和( IC,UCE )分别对应于输入输出特UCE=VCC–ICRC直流负载线直流负载线由估算法求出由估算法求出I IB B，，I IB B对应的输出对应的输出特性与直流负特性与直流负载线的交点就载线的交点就是工作点是工作点Q QVCCICUCEQIB静态静态UCE静态静态ICUCE=VCC–ICRC直流负载线由估算法求出IB，IB对应三、电路参数对静态工作点的影响三、电路参数对静态工作点的影响1. 改变改变 RB，其他参数不变，其他参数不变uBEiBuCEiCVCCVBBVBBRBR B   iB  Q 趋近截止区；趋近截止区；R B   iB  Q 趋近饱和区。

趋近饱和区2. 改变改变 RC ，其他参数不变，其他参数不变RC  Q 趋近饱和区趋近饱和区iCuBEiBuCEVCCUCEQICQVCCRC三、电路参数对静态工作点的影响1. 改变 RB，其他参数不例例 2.3.2 设设 RB = 38 k ，，求求 VBB = 0 V、、3 V 时的时的 iC、、uCE[ [解解] ]uCE/ViC/mAiB= 010  A20  A30  A40  A50  A60  A41O235当当VBB= 0 V：：iB   0，，iC   0，，5 VuCE   5 V当当VBB = 3 V：：0.3UCE   0.3 V   0，，iC   5 mA例 2.3.2 设 RB = 38 k，求 VBB iC   0iC = VCC /RC三极管的开关等效电路三极管的开关等效电路截止截止状态状态SBCEVCC+ RCRBiB   0uCE   5ViB饱和饱和状态状态uCE   0判断是否判断是否饱和饱和临界饱和电流临界饱和电流 ICS和和IBS ：：iB > IBS，，则三极管则三极管饱和。

饱和iC  0iC = VCC /RC三极管的开关等效电路截止IBUBEQICUCEuiibibic1. 交流放大原理（设输出空载）交流放大原理（设输出空载）假设在静态工作点的基础上，输入一微小的正弦信号假设在静态工作点的基础上，输入一微小的正弦信号 ui静态工作点静态工作点2.3.2 用图解法确定动态工作情况用图解法确定动态工作情况IBUBEQICUCEuiibibic1. 交流放大原理（ICUCEicuCE也沿着也沿着负载线变化负载线变化uCEUCE与与Ui反相！反相！uCE怎么变化怎么变化ICUCEicuCE也沿着负载线变化uCEUCE与Ui反相！各点波形各点波形uo比比ui幅度放大且相位相反幅度放大且相位相反Rb+VCCRCC1C2uiiBiCuCEuo＋－－＋各点波形uo比ui幅度放大且相位相反Rb+VCCRCC1C2对交流信号对交流信号(输入信号输入信号ui)短路短路短路短路置零置零2.放大器的交流通路放大器的交流通路Rb+VCCRCC1C2RLuiuo1/ C 0 将直流电压源短路，将电容短路将直流电压源短路，将电容短路交流通路交流通路——分析动态工作情况分析动态工作情况交流通路的画法：交流通路的画法：对交流信号(输入信号ui)短路短路置零2.放大器的交流通路RRbRCRLuiuo交流通路交流通路RbRCRLuiuo交流通路Rb+VCCRCC1C2RL3.交流负载线交流负载线输出端接入负载输出端接入负载RL：：不影响不影响Q 影响动态！影响动态！Rb+VCCRCC1C2RL3.交流负载线输出端接入负载RL交流负载线交流负载线RbRCRLuiuoicuce其中：其中：uce=-ic（（RC//RL）） = -ic RL交流负载线RbRCRLuiuoicuce其中：uce=-ic交流量交流量ic和和uce有如下关系：有如下关系：这就是说，交流负载线的斜率为：这就是说，交流负载线的斜率为：uce=-ic（（RC//RL））= -ic RL或或ic=（（-1/ RL）） uce交流负载线的作法：交流负载线的作法：①①斜斜 率为率为- -1/R'L 。

R'L= RL∥∥Rc ））②②经过经过Q点 交流量ic和uce有如下关系：这就是说，交流负载线的斜率为：ICUCEVCCQIB交流负载线交流负载线直流负载线直流负载线①①斜斜 率为率为- -1/R'L R'L= RL∥∥Rc ））②②经过经过Q点 注意：注意：（（1）交流负载线是有交流）交流负载线是有交流 输入信号时工作点的运动轨迹输入信号时工作点的运动轨迹 （（2）空载时，交流负载线与直流负载线重合空载时，交流负载线与直流负载线重合ICUCEVCCQIB交流负载线直流负载线①斜 率为-1/R例例 2.3.3 硅管，硅管，ui = 10 sin  t (mV)，，RB = 176 k ，， RC = 1 k ，，VCC = VBB = 6 V，图解分析各电压、电流值图解分析各电压、电流值[ [解解] ] 令令 ui = 0，求静态电流，求静态电流 IBQRL + – iBiCRBVCCVBBRCC1ui+ – + – +uCE +uBE – 例 2.3.3 硅管，ui = 10 sin t (mV)uBE/ViB/ A0.7 V30Quit tuBE/VtiBIBQ( (交流负载线交流负载线) )uCE/ViC/mA4123iB=10  A20304050605Q6直流负载线直流负载线Q Q 6tiCICQUCEQ Qt tuCE/VUcemibicuceOOOOOOuBE/ViB/A0.7 V30QuituBE/VtiBI当当 ui = 0 uBE = UBEQ iB = IBQ iC = ICQ uCE = UCEQ 当当 ui = Uim sin  t ib = Ibmsin  t ic = Icmsin  t uce = –Ucem sin  t uo = uceiB = IBQ + Ibmsin  tiC = ICQ + Icmsin  tuCE = UCEQ – Ucem sin  t = UCEQ +Ucem sin (180° –  t)当 ui = 0当 ui = Uim sin tiB =放大电路的非线性失真问题放大电路的非线性失真问题　　　　因工作点不合适或者信号太大使放大电路的工作范围超出因工作点不合适或者信号太大使放大电路的工作范围超出了晶体管特性曲线上的线性范围，从而引起非线性失真。

了晶体管特性曲线上的线性范围，从而引起非线性失真1. “Q”过低引起截止失真过低引起截止失真NPN 管：管： 顶部顶部失真为截止失真失真为截止失真PNP 管：管： 底部底部失真为截止失真失真为截止失真不发生截止失真的条件：不发生截止失真的条件：IBQ > Ibm OQibOttOuBE/ViBuBE/ViBui uCEiCict OOiCOtuCEQuce交流负载线交流负载线放大电路的非线性失真问题　　因工作点不合适或者信号太大使放大2. “Q”过高引起饱和失真过高引起饱和失真ICS集电极临界集电极临界饱和电流饱和电流NPN 管：管：　　　　底部底部失真为饱和失真失真为饱和失真PNP 管：管：　　顶部　　顶部失真为饱和失真失真为饱和失真IBS — 基极临界饱和电流基极临界饱和电流不接负载时，交、直流负载线重合，不接负载时，交、直流负载线重合，V  CC= VCC不发生饱和失真的条件：不发生饱和失真的条件： IBQ + I bm   IBSuCEiCt OOiCO tuCEQV  CC2. “Q”过高引起饱和失真ICS集电极临界NPN 管：PN饱和失真的本质：饱和失真的本质：负载开路时：负载开路时：接负载时：接负载时：受受 RC 的限制，的限制，iB 增大，增大，iC 不可能超过不可能超过 VCC/RC 。

受受 R L 的限制，的限制，iB 增大，增大，iC 不可能超过不可能超过 V  CC/R L C1+ RCRB+VCCC2RL+uo ++iBiCVui( (R L= RC // RL) )饱和失真的本质：负载开路时：接负载时：受 RC 的限制，iB选择工作点的原则：选择工作点的原则：当当 ui 较较小小时时，，为为减减少少功功耗耗和和噪噪声声，，“Q” 可设得低一些；可设得低一些；为提高电压放大倍数，为提高电压放大倍数，“Q”可以设得高一些；可以设得高一些；　　　　为为获获得得最最大大输输出出，，“Q” 可可设设在在交交流流负负载载线线中中点选择工作点的原则：当 ui 较小时，为减少功耗和噪声，“Q”2.4　　微变等效电路微变等效电路 分析法分析法2.3.2 H参数小信号模型参数小信号模型2.3.1 H参数的引出参数的引出引引 言言2.4　微变等效电路2.3.2 H参数小信号模型2.3.1一一 建立小信号模型的意义建立小信号模型的意义 由于三极管是非线性器件，这样就使得放大由于三极管是非线性器件，这样就使得放大电路的分析非常困难。

建立小信号模型，就是在电路的分析非常困难建立小信号模型，就是在一定的条件下（工作点附近）将非线性器件做线一定的条件下（工作点附近）将非线性器件做线性化处理，从而简化放大电路的分析和设计性化处理，从而简化放大电路的分析和设计 由于研究对象的多样性和复杂性，往往把对由于研究对象的多样性和复杂性，往往把对象的某些特征提取出来，用已知的、相对明了的象的某些特征提取出来，用已知的、相对明了的单元组合来说明，并作为进一步研究的基础，这单元组合来说明，并作为进一步研究的基础，这种研究方法称为建模种研究方法称为建模引引 言言一 建立小信号模型的意义 由于三极管是非线性 当放大电路的输入信号电压很小时，就可以当放大电路的输入信号电压很小时，就可以把三极管小范围内的特性曲线近似地用直线来代替，把三极管小范围内的特性曲线近似地用直线来代替，从而可以把三极管这个非线性器件所组成的电路当作从而可以把三极管这个非线性器件所组成的电路当作线性电路来处理线性电路来处理二二 建立小信号模型的思路建立小信号模型的思路 当放大电路的输入信号电压很小时，就可以把三极2.3.1 H2.3.1 H参数的引出参数的引出在小信号情况下，对上两式取全微分得在小信号情况下，对上两式取全微分得对于对于BJT双口网络，双口网络，我们已经知道输入我们已经知道输入输出特性曲线如下：输出特性曲线如下：uBE=f(iB，，vCE)iC=g(iB ，，vCE)2.3.1 H参数的引出在小信号情况下，对上两式取全微分得用小信号交流分量表示用小信号交流分量表示vbe= hieib+ hrevceic= hfeib+ hoevce说明说明diB 与与交流信号的交流信号的关系关系用小信号交流分量表示vbe= hieib+ hrevceic输出端交流短路时的输入电阻；输出端交流短路时的输入电阻；输出端交流短路时的正向电流传输比或电输出端交流短路时的正向电流传输比或电流放大系数；流放大系数；输入端电流恒定（交流开路）的反向电压传输比输入端电流恒定（交流开路）的反向电压传输比输入端电流恒定（交流开路）时的输出电导。

输入端电流恒定（交流开路）时的输出电导其中：其中：四个参数量纲各不相同，故称为混合参数（四个参数量纲各不相同，故称为混合参数（H H参数）vbe= hieib+ hrevceic= hfeib+ hoevce能构成电路图吗输出端交流短路时的输入电阻；输出端交流短路时的正向电流传输比2.3.2 H H参数小信号模型参数小信号模型根据根据可得小信号模型可得小信号模型BJT的的H参数模型参数模型hfeibicvceibvbehrevcehiehoevbe= hieib+ hrevceic= hfeib+ hoevcevBEvCEiBcebiCBJT双口网络双口网络H H参数都是小信号参数，即微变参数都是小信号参数，即微变 参数或交流参数参数或交流参数H H参数与工作点有关，在放大参数与工作点有关，在放大 区基本不变区基本不变2.3.2 H参数小信号模型根据可得小信号模型BJT的H1 模型的简化模型的简化hfeibicvceibvbehrevcehiehoe即即 rbe= hie   = hfe uT = hre rce= 1/hoe一般采用习惯符号一般采用习惯符号则则BJT的的H参数模型为参数模型为 uT很小，一般为很小，一般为10-3 10-4 ，，rce很大，约为很大，约为100k 。

故故 一般可忽略它们的影响，一般可忽略它们的影响， 得到简化电路得到简化电路   ib 是受控源是受控源 ，且为电流，且为电流控制电流源控制电流源(CCCS) 电流方向与电流方向与ib的方向是关联的方向是关联的 1 模型的简化hfeibicvceibvbehrevcehi2 H H参数的确定参数的确定    一般用测试仪测出；一般用测试仪测出；  rbe 与与Q点有关，可用图点有关，可用图示仪测出示仪测出一般也用公式估算一般也用公式估算 rbe rbe= rb + (1+   ) re其中对于低频小功率管其中对于低频小功率管 rb≈(100－－300））  则则 而而 (T=300K) 2 H参数的确定   一般用测试仪测出；  rbe 1 1、电压放大倍数的计算：、电压放大倍数的计算：uiuo3 、、 H H参数的应用参数的应用共共射射极极放放大大电电路路1、电压放大倍数的计算：uiuo3 、 H参数的应用共负载电阻越小，放大倍数越小负载电阻越小，放大倍数越小。

画微变等效电路画微变等效电路rbeRbRCRL负载电阻越小，放大倍数越小画微变等效电路rbeRbRCRL电路的输入电阻越大，从信号源取电路的输入电阻越大，从信号源取得的电流越小，因此一般总是希望得到得的电流越小，因此一般总是希望得到较大的的输入电阻较大的的输入电阻rbeRbRCRL2 2、输入电阻的计算：、输入电阻的计算：根据输入电阻的定义：根据输入电阻的定义：电路的输入电阻越大，从信号源取得的电流越小，因此一般总是希望当信号源有内阻时：当信号源有内阻时：＝Ui.UO.Ui.Us.当信号源有内阻时：＝Ui.UO.Ui.Us.所以：所以：用加压求用加压求流法求输流法求输出电阻：出电阻：3、输出电阻的计算：、输出电阻的计算：根据定义根据定义rbeRbRC00所以：用加压求流法求输出电阻：3、输出电阻的计算：根据定义r4 晶体三极管交流分析晶体三极管交流分析步骤：步骤：①① 分析直流电路，求出分析直流电路，求出“Q”，计算，计算 rbe②② 画电路的交流通路画电路的交流通路 ③③ 在交流通路上把三极管画成在交流通路上把三极管画成 H 参数模型参数模型④④ 分析计算叠加在分析计算叠加在“Q”点上的各极交流量。

点上的各极交流量4 晶体三极管交流分析步骤：① 分析直流电路，求出“Q”，求：求：1. 静态工作点静态工作点例 2.4.12.电压增益电压增益AU、、 输入电阻输入电阻Ri、、 输出电阻输出电阻R0 求：1. 静态工作点例 2.4.12.电压增益AU、 3. 若输出电压的波形出现如若输出电压的波形出现如 下失真下失真 ，是截止还是饱和失，是截止还是饱和失真？应调节哪个元件？如何调节？真？应调节哪个元件？如何调节？解解：1 .IcVCE 3. 若输出电压的波形出现如 下失真 ，是截止还是饱和失真2. 思路：思路：微变等效电路微变等效电路AU、、Ri 、、R02. 思路：微变等效电路AU、Ri 、R0【电子教案模拟电子技术】第二章基本放大电路课件【电子教案模拟电子技术】第二章基本放大电路课件例例 2.4.2   = 100，，uS = 10sin  t (mV)，求，求叠加在叠加在 “Q” 点上的各交流量点上的各交流量uo + – iBiCRBVCCVBBRCRLC1C2uS+ – + – RS+uCE +uBE – 12 V12 V510470 k 2.7 k 3.6 k 例 2.4.2  = 100，uS = 10sin [ [解解] ]令令 ui = 0，求静态电流，求静态电流 IBQ①① 求求“Q”，计算，计算 rbeICQ =   IBQ = 2.4 mAUCEQ = 12   2.4   2.7 = 5.5 (V)[解]令 ui = 0，求静态电流 IBQ① 求“Q”，计算uce②② 交流通路交流通路+uo + – iBiCRBVCCVBBRCRLC1C2uS+ – + – RS+uCE +uBE – ube③③ 小信号等效小信号等效+uo + – RBRLRSrbe Eibic  icBCusRC+ube uce② 交流通路++iBiCRBVCCVBBRCRLC1C④④ 分析各极交流量分析各极交流量⑤⑤ 分析各极总电量分析各极总电量uBE = (0.7 + 0.0072sin t )ViB = (24 + 5.5sin t)  AiC = ( 2.4 + 0.55sin t ) mAuCE = ( 5.5 – 0.85sin t ) V④ 分析各极交流量⑤ 分析各极总电量uBE = (0.7 +2.5.1 2.5.1 问题的提出问题的提出———— 单管共射放大电路存在的问题单管共射放大电路存在的问题一一 实验中出现的现象实验中出现的现象2.5 射极偏置放大电路2.5.1 问题的提出—— 单管共射放大电路存在的问题一 当环境温度当环境温度二二 静态工作点的位置发生变化的原因静态工作点的位置发生变化的原因1 1 温度对晶体管参数的影响温度对晶体管参数的影响T↑→IT↑→ICBOCBO↑,↑,温度每升高温度每升高1010o oC, IC, ICBOCBO↑↑一倍一倍T↑→UBE↓,↑→UBE↓,温度每升高温度每升高1 1o oC, UC, UBEBE↓2.5mv↓2.5mvT↑→β↑,T↑→β↑,温度每升高温度每升高1 1o oC,Δβ/β ↑ 0.5C,Δβ/β ↑ 0.5—1%—1%二 静态工作点的位置发生变化的原因T↑→ICBO↑,温度每 2 2 温度对静态工作点的影响温度对静态工作点的影响I ICQCQ=βIB=βIBQ Q+(1+β) I+(1+β) ICBOCBOI IBQBQ= =（（Vcc- UVcc- UBEBE））/ R/ RB B → T↑→I → T↑→ICQCQ↑→Q↑→↑→Q↑→饱和失真饱和失真 3 工作点上移时输出波形分析工作点上移时输出波形分析 2 温度对静态工作点的影响ICQ=βIBQ+(1+β) I“Q”过高引起饱和失真过高引起饱和失真ICS集电极临界集电极临界饱和电流饱和电流NPN 管：管：　　　　底部底部失真为饱和失真。

失真为饱和失真uCEiCt OOiCO tuCEQV  CC不接负载时，交、直流负载线重合不接负载时，交、直流负载线重合静态是基础，动态是目的静态是基础，动态是目的“Q”过高引起饱和失真ICS集电极临界NPN 管：uCEiC 2.5.2 2.5.2 电电路路组组成及成及稳稳定静定静态态 工作点的原理工作点的原理特点特点：R RB1B1——上偏流上偏流电电阻、阻、R RB2B2——下偏流下偏流电电阻、阻、 R RE E——发发射极射极电电阻阻 共发射极电路共发射极电路 1电路组成电路组成 特点：RB1—上偏流电阻、RB2—下偏流电阻、电+ UBEQ   IBQI1IEQ二二 稳定静态工作点的原理稳定静态工作点的原理1.直流通路直流通路ICQ直流通路的画法直流通路的画法IBQI1IEQ二 稳定静态工作点的原理1.直流通路IC若电路调整适当，可以使若电路调整适当，可以使ICQICQ基本不变基本不变。

2.稳定过程（原理）稳定过程（原理）T↑→IT↑→ICQCQ↑→I↑→ICQCQ×R×RE E↑→U↑→UB B固定固定→U→UBEBE↓→I↓→IBQBQ↓→I↓→ICQCQ↓↓ 3.稳定的条件稳定的条件 UB固定固定 UB=VCC×RB2 / (RB1+RB2)（（1））I I1 1 >> I >> IB B 硅管硅管I I1 1= =（（5--105--10））I IBQBQ 锗管锗管I I1 1= =（（10--2010--20））I IBQBQ（（2 2））U UB B >> U >> UBEBE 硅管硅管U UB B= =（（3--53--5））V V 锗管锗管U UB B= =（（1--31--3））V V 2.稳定过程（原理）T↑→ICQ↑→ICQ×RE↑→UB固定 2.5.3 2.5.3 静静态态分析分析 求求Q点（点（IBQ、、ICQCQ 、、UCEQCEQ）） 求法：画出直流通路求解求法：画出直流通路求解 方法有二：方法有二： 一一 估算法估算法 【电子教案模拟电子技术】第二章基本放大电路课件说说明明Q是否合适是否合适+VCCRCRERB1RB2+ UBEQ   IBQI1IEQICQ+ UCEQ   说明Q是否合适+VCCRCRERB1RB2IBQI1IEQI二二 利用戴维南定理（同学自己做）利用戴维南定理（同学自己做） 二 利用戴维南定理（同学自己做） 2.5.4 2.5.4 动态动态分析分析求求AU、、Ri、、RO一一 画出放大画出放大电电路的微路的微变变等效等效电电路路 1.画出交流通路画出交流通路【电子教案模拟电子技术】第二章基本放大电路课件2.2.画出放大画出放大电电路的微路的微变变等效等效电电路路2.画出放大电路的微变等效电路二二 计算动态性能指标计算动态性能指标1.计算计算AuAu二 计算动态性能指标1.计算Au“-”“-”表示表示UoUo和和UiUi反相。

反相 Au Au的值比固定偏流放大电路小了的值比固定偏流放大电路小了表示Uo和Ui反相2.2.计算输入电阻计算输入电阻R Ri i↑↑，同时说明公式的记法和折合的概念同时说明公式的记法和折合的概念 2.计算输入电阻Ri↑，同时说明公式的记法和折合的概念 uo在在RE两端的两端的电压电压可以忽略不可以忽略不计计，因此，因此Ro≈Rc 3. 3. 计计算算输输出出电电阻阻Ro Ro= Ro=u uo/o/i io o Us=0Us=0 R RL L=∞=∞ uo在RE两端的电压可以忽略不计，因此Ro≈Rc 3. 计静态工作点稳定静态工作点稳定Au Au ，，Ri↑Ri↑，，RoRo基本不变基本不变 （同固定偏置放大电路相比较）（同固定偏置放大电路相比较） 结结 论论 结 论 如何提高电压放大倍数如何提高电压放大倍数AuAu 在在R RE E两端并联一个电容，则放大倍数两端并联一个电容，则放大倍数与固定偏置放大电路相同与固定偏置放大电路相同 2.5.5 2.5.5 举例讨论举例讨论？ 在RE两端并联一个电容，则放大倍数例例   = 100，，RS= 1 k ，，RB1= 62 k ，，RB2= 20 k , RC= 3 k ，，RE = 1.5 k ，，RL= 5.6 k ，，VCC = 15 V。

求：求：“Q”，，Au，，Ri，，Ro1) )求求“Q”+VCCRCC1C2RLRE+CE++RB1RB2RS+us +uo •[ [解解] ]例  = 100，RS= 1 k，RB1= 62 k+VCCRCC1C2RLRE+CE++RB1RB2RS+us +uo 2) )求求 Au，，Ri，，Ro ，， Aus Ro = RC = 3 k +VCCRCC1C2RLRE+CE++RB1RB2RS++2小小 结结Ø分析了固定偏置放大电路产生失真的原因分析了固定偏置放大电路产生失真的原因Ø分析了射极偏置放大电路稳定静态工作点分析了射极偏置放大电路稳定静态工作点 的原理Ø重点分析计算了分压式偏置放大电路的性重点分析计算了分压式偏置放大电路的性 能指标Ø深入讨论了射极电阻对静态和动态的影响，深入讨论了射极电阻对静态和动态的影响， 为今后学习反馈建立基础概念为今后学习反馈建立基础概念小 结分析了固定偏置放大电路产生失真的原因 一、如何使放大倍数减小不大，一、如何使放大倍数减小不大， 但输入电阻有所提高？但输入电阻有所提高？课后思考题：课后思考题： 一、如何使放大倍数减小不大，课后思考题：三三二、计算输出电阻时，若考虑二、计算输出电阻时，若考虑R RE E，，四四 五五 如何计算输出电阻呢？如何计算输出电阻呢？ 同学参考教材P110同学参考教材P1102.6　　共集电极放大共集电极放大 电路电路2.6 共集电极放大电路共集电极放大电路 ( (射极输出器、射极跟随器射极输出器、射极跟随器) )一、电路组成与静态工作点一、电路组成与静态工作点2.6　共集电极放大2.6 共集电极放大电路 一、电路组IBQIEQ+C1RS+ui –RERB+VCCC2RL+–+uo–+usIBQ = (VCC – UBEQ) / [RB +(1+   ) ) RE]ICQ =   I BQUCEQ = VCC – ICQ RE交流通路交流通路RsRB+ +uo RLibiciiREIBQIEQ+C1RS+RERB+VCCC2RL+++usI二、性能指标分析二、性能指标分析交流通路交流通路RsRB+ +uo RLibiciiRE小信号等效电路小信号等效电路usRB+uo RLibiciirbe  ibRERs+ R L = RE // RL二、性能指标分析交流通路RsRB++RLibiciiRE小信电压放大倍数：电压放大倍数：  1输入电阻：输入电阻：电压放大倍数： 1输入电阻：输出电阻：输出电阻：usRB+uo RLibiciirbe  ibRERs+ RBibiciirbe  ibRERsus = 0+u iiRER S = Rs // RBi = iRE – ib –   ib射极输出器射极输出器特点特点Au   1 输入输出同相输入输出同相Ri 高高Ro 低低用途：用途：输入级输入级 输出级输出级 中间隔离级中间隔离级输出电阻：usRB+RLibiciirbe ibRERs+例例 2.5.1   =120，，RB = 300 k ，，r bb= 200  ，，UBEQ = 0.7 V, RE = RL = Rs = 1 k ，，VCC = 12V。

求：求：“Q ”，，Au，，Ri，，RoIBQIEQ+C1RS+ui –RERB+VCCC2RL+–+uo–+us[ [解解] ]1) )求求 “Q”IBQ = (VCC – UBE) / [RB + (1+   ) RE] = (12 – 0.7) / [300 +121   1]   27 ( A)IEQ     I BQ = 3.2 (mA)UCEQ = VCC – ICQ RE = 12 – 3.2   1 = 8.8 (V)例 2.5.1  =120，RB = 300 k，r2) )求求 Au，，Ri，，RoRbe = 200 + 26 / 0.027   1.18 (k )Ri = 300//(1.18  121) = 51.2 (k )RL = 1 // 1 = 0.4 (k )提高提高 Ri 的电路：的电路：2)求 Au，Ri，RoRbe = 200 + 26 / 0无无 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 )无无 C3 有有 RB3 ：：接接 C3 ：：RB3 // rbe   rbeRi = rbe+ (1 +  ) (R B// RE) = (1 +  ) (R B // RE )Ri = 51   50 // 10 = 425 (k )+C1RSRERB1+VCCC2+–+uo–+us+RB2RB3C3  = 50100 k 100 k 100 k 10 k R B+uo ibiciirbe  ibRE+ ui RB3无 C3、RB3：Ri = (RB1 // RB2) //2.7　　共基极放大共基极放大 电路电路2.7 共基极放大电路共基极放大电路+VCCRCC2C3RLRE+++RB1RB2RS +us  +uo C1一、求一、求“Q”( (略略) )2.7　共基极放大2.7 共基极放大电路+VCCRC二、性能指标分析二、性能指标分析RiR iRoRo = RC特点：特点：1. Au 大小与共射电路相同。

大小与共射电路相同2. 输入电阻小，输入电阻小，Aus 小RCRERS +us  RL+uo RCRERS+us RLrBEioicieiiib  ib+ui 二、性能指标分析RiRiRoRo = RC特点：1. Au2.8　　场效应管放大场效应管放大电路电路2.8.2 场效应管电路小信号场效应管电路小信号 等效电路分析法等效电路分析法2.8.1 场效应管放大电路的组态场效应管放大电路的组态2.8　场效应管放大电路2.8.2 场效应管电路小信号22.8.1 场效应管放大电路的组态场效应管放大电路的组态三种组态：三种组态：共源、共漏、共栅共源、共漏、共栅特点：特点：输入电阻极高，输入电阻极高， 噪声低，热稳定性好噪声低，热稳定性好一、直流偏置电路一、直流偏置电路 1. 自给偏压电路自给偏压电路+VDDRDC2CS+++uo C1+ui RGRSGSD2.8.1 场效应管放大电路的组态三种组态：共源、共漏、共栅极电阻栅极电阻 RG 的作用：的作用：( (1) )为栅偏压提供通路为栅偏压提供通路( (2) )泻放栅极积累电荷泻放栅极积累电荷源极电阻源极电阻 RS 的作用：的作用：提供负栅偏压提供负栅偏压漏极电阻漏极电阻 RD 的作用：的作用：把把 iD 的变化变为的变化变为 uDS 的变化的变化UGSQ = UGQ – USQ = – IDQRS栅极电阻 RG 的作用：(1)为栅偏压提供通路(2)泻放栅极2. 分压式自偏压电路分压式自偏压电路调整电阻的大小，可获得：调整电阻的大小，可获得：UGSQ > 0UGSQ = 0UGSQ < 0RL+VDDRDC2CS+++uo C1+ui RG2RSGSDRG1RG32. 分压式自偏压电路调整电阻的大小，可获得：UGSQ > 例例 2.8.1 耗尽型耗尽型 N 沟道沟道 MOS 管，管，RG = 1 M ，， RS = 2 k ，，RD= 12 k  ，，VDD = 20 V。

IDSS = 4 mA，，UGS( (off) ) = – 4 V，，求求 iD 和和 uO iG = 0 uGS =   iDRSRDGDSRGRSiD+uO–+VDD–例 2.8.1 耗尽型 N 沟道 MOS 管，RG = 1 iD1= 4 mAiD2= 1 mAuGS = – 8 V< UGS( (off) )增根增根 uGS = – 2 V uDS = VDD – iD(RS + RD) = 20 – 14 = 6 (V) uO = VDD – iD RD = 20 – 14 = 8 (V)在放大区在放大区例例 2.8.2 已知已知 UGS(off)=   0.8 V，，IDSS = 0.18 mA，， 求求“Q”iD1= 4 mAiD2= 1 mAuGS = – 8 V<解方程得：解方程得：IDQ1 = 0.69 mA，，UGSQ = – 2.5V ( (增根，舍去增根，舍去) ) IDQ2 = 0.45 mA ，， UGSQ = – 0.4 V RLRDC2CS+++uo C1+ui RG2GSDRG1RG310 k 10 k 200 k 64 k 1 M 2 k 5 k +24V解方程得：IDQ1 = 0.69 mA，UGSQ = – 22.8.2 场效应管电路小信号等效电路分析法场效应管电路小信号等效电路分析法小信号模型小信号模型rgs Sidgmugs+ugs +uds GD从输入端口看入，相当于电阻从输入端口看入，相当于电阻从输入端口看入，相当于电阻从输入端口看入，相当于电阻 r rgsgs( ( ( (   ) ) ) )。

从输出端口看入为受从输出端口看入为受从输出端口看入为受从输出端口看入为受 u ugs gs 控制的电流源控制的电流源控制的电流源控制的电流源id = gmugs一一 、场效应管等效电路分析法、场效应管等效电路分析法2.8.2 场效应管电路小信号等效电路分析法小信号模型rgs例例 2.8.3 gm= 0.65 mA/V，，ui = 20sin t (mV)，求交流输出，求交流输出 uo RDGDSRGRSiD+uO–+VDD–ui+  VGG10 k 4 k 交流通路交流通路+ RDGDSRGRSid+uO–ui小信号等效电路小信号等效电路 +ui  RSRDSidgmugs+ugs +uo GDRGui = ugs+ gmugsRSugs= ui / (1 + gmRS)uo = – gmui RD / (1 + gmRS)= – 36sin  t (mV)例 2.8.3+RDGDSRGRSiD++ui+ V二、性能指标分析二、性能指标分析1. 共源放大电路共源放大电路有有 CS 时：时：RL+VDDRDC2CS+++uo C1+ui RG2RSGSDRG1RG3RLRD+uo +ui RG2GSDRG3RG1+ugs gmugsidii无无 CS 时：时：RSRi、、Ro 不变不变二、性能指标分析1. 共源放大电路有 CS 时：RL+VDD2. 共漏放大电路共漏放大电路RL+VDDC2++uo C1+ui RG2RSGSDRG1RG3RLRS+uo +ui RG2GSDRG3RG1+ugs gmugsiiioRo2. 共漏放大电路RL+VDDC2++C1+RG2RSGSD。