第6章基本放大电路.pptx

一、基本放大器：一、基本放大器：a 电路结构电路结构 b 元件作用元件作用二、分析简单的放大电路：二、分析简单的放大电路：a 静态分析静态分析 b 动态分析动态分析重点内容：重点内容：第第6章章 基本放大电路基本放大电路共发射极交流共发射极交流放大电路的组成放大电路的组成放大电路的组成放大电路的组成6.1 6.1 基本放大电路的组成基本放大电路的组成共发射极基本电路共发射极基本电路共发射极基本电路共发射极基本电路ECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+uBEuCE iCiBiE6.1.1 6.1.1 放大电路的组成放大电路的组成 电路组成：电路组成：电路组成：电路组成：晶体管晶体管晶体管晶体管T T 基极电源基极电源基极电源基极电源E EB B与基与基与基与基 极电阻极电阻极电阻极电阻R RB B 集电极电源集电极电源集电极电源集电极电源E EC C 集电极电阻集电极电阻集电极电阻集电极电阻R RC C 耦合电容耦合电容耦合电容耦合电容C C1 1、C C2 2 （1）晶体管）晶体管V。放大元件放大元件，用基极电流，用基极电流iB控制集电极电流控制集电极电流iC。（2）电电源源UCC和和UBB。使使晶晶体体管管的的发发射射结结正正偏偏，集集电电结结反反偏偏，晶晶体体管管处处在在放放大大状状态态，同同时时也也是是放放大大电电路路的的能能量量来来源源，UCC一一般在几伏到几十伏之间。般在几伏到几十伏之间。（3）偏偏置置电电阻阻RB。用用来来调调节节基基极极偏偏置置电电流流IB，使使晶晶体体管管有有一一个个合适的静态工作点合适的静态工作点，一般为几十千欧到几百千欧。，一般为几十千欧到几百千欧。（4）集集电电极极负负载载电电阻阻RC。将将集集电电极极电电流流iC的的变变化化转转换换为为电电压压的变化，以的变化，以实现电压放大实现电压放大，一般为几千欧到几十千欧。，一般为几千欧到几十千欧。（5）电电容容Cl、C2。用用来来传传递递交交流流信信号号，起起到到交交流流耦耦合合的的作作用用；同同时时，又又使使放放大大电电路路和和信信号号源源及及负负载载间间直直流流相相隔隔离离，起起隔隔直直作作用用。为为了了减减小小传传递递信信号号的的电电压压损损失失，Cl、C2应应选选得得足足够够大大，一一般般为为几几微微法法至至几几十十微微法法，采采用用的的是是极极性性电电容容，联联结结时时要要注注意意其其极性。极性。单电源供电时常用的画法单电源供电时常用的画法单电源供电时常用的画法单电源供电时常用的画法共发射极基本电路共发射极基本电路共发射极基本电路共发射极基本电路+ECRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCE iCiBiEECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+uBEuCE iCiBiE6.1.2 6.1.2 放大电路的简化放大电路的简化共发射极放大电路的实用电路共发射极放大电路的实用电路(1)放大电路的输入电阻放大电路的输入电阻 ri(2)放大电路的输出电阻放大电路的输出电阻 r0(3)电压放大倍数电压放大倍数 Au放大电路的动态性能指标放大电路的动态性能指标1、放大电路的输入电阻、放大电路的输入电阻 放大电路对信号源来说，是一个负载，可用一个放大电路对信号源来说，是一个负载，可用一个电阻等效代替，这个电阻是信号源的负载电阻，也电阻等效代替，这个电阻是信号源的负载电阻，也就是放大电路的就是放大电路的输入电阻输入电阻r ri i 。2、放大电路的输出电阻、放大电路的输出电阻 对于负载而言，放大电路相当于信号源对于负载而言，放大电路相当于信号源(可以将可以将它进行戴维宁定理等效），等效电路的内阻就是它进行戴维宁定理等效），等效电路的内阻就是输输出电阻出电阻r0。3.电压放大倍数电压放大倍数放大电路的工作特点放大电路的工作特点UBEIBICUCE1、无输入信号、无输入信号(ui=0)时时:uo=0uBE=UBEuCE=UCE+ECRBRCC1C2T+ui+uo+uBEuCE iCiBiEuBEtOiBtOiCtOuCEtOICUCEOIBUBEO结论：结论：无输入信号时，三极管各极都是恒定的电压和电流无输入信号时，三极管各极都是恒定的电压和电流无输入信号时，三极管各极都是恒定的电压和电流无输入信号时，三极管各极都是恒定的电压和电流:I IB B、U UBEBE和和和和 I IC C、U UCECE 。(I IB B、U UBEBE)和和和和(I IC C、U UCECE)分别对应于输入、输出特分别对应于输入、输出特分别对应于输入、输出特分别对应于输入、输出特性曲线上的一个点，称为性曲线上的一个点，称为性曲线上的一个点，称为性曲线上的一个点，称为静态工作点静态工作点静态工作点静态工作点。QIBUBEQUCEICUBEIB无输入信号无输入信号(ui=0)时时:？有输入信号有输入信号有输入信号有输入信号(u ui i 0)0)时时时时 uCE=UCC iC RC uo 0uBE=UBE+uiiB=IB+ibiC=IC+icuCE=UCE+uoIC+ECRBRCC1C2T+ui+uo+uBEuCE iCiBiEuBEtOiBtOiCtOuCEtOuitOUCEuotO2、有输入信号有输入信号(ui 0)时时:交直流信号共存交直流信号共存结论：结论：结论：结论：加上输入信号后，各极电流和电压的大小均发生了加上输入信号后，各极电流和电压的大小均发生了加上输入信号后，各极电流和电压的大小均发生了加上输入信号后，各极电流和电压的大小均发生了变化，即在直流量的基础上叠加了一个交流量。变化，即在直流量的基础上叠加了一个交流量。变化，即在直流量的基础上叠加了一个交流量。变化，即在直流量的基础上叠加了一个交流量。+集电极电流集电极电流直流分量直流分量交流分量交流分量动态分析动态分析iCtOiCtICOiCticO静态分析静态分析结论：结论：结论：结论：若参数选取得当，输出电压可比输入电压大，若参数选取得当，输出电压可比输入电压大，若参数选取得当，输出电压可比输入电压大，若参数选取得当，输出电压可比输入电压大，即电路具有电压放大作用。即电路具有电压放大作用。即电路具有电压放大作用。即电路具有电压放大作用。输出电压与输入电压在相位上相差输出电压与输入电压在相位上相差输出电压与输入电压在相位上相差输出电压与输入电压在相位上相差180180，即共发射极电路具有反相作用。即共发射极电路具有反相作用。即共发射极电路具有反相作用。即共发射极电路具有反相作用。uitOuotO3.3.实现放大的条件实现放大的条件实现放大的条件实现放大的条件 (1)(1)晶体管必须工作在放大区：发射结正偏，集晶体管必须工作在放大区：发射结正偏，集晶体管必须工作在放大区：发射结正偏，集晶体管必须工作在放大区：发射结正偏，集 电结反偏。电结反偏。电结反偏。电结反偏。(2)(2)正确设置静态工作点，使晶体管工作于放大正确设置静态工作点，使晶体管工作于放大正确设置静态工作点，使晶体管工作于放大正确设置静态工作点，使晶体管工作于放大 区。区。区。区。(3)(3)输入回路将变化的电压转化成变化的基极电输入回路将变化的电压转化成变化的基极电输入回路将变化的电压转化成变化的基极电输入回路将变化的电压转化成变化的基极电 流。流。流。流。(4)(4)输出回路将变化的集电极电流转化成变化的输出回路将变化的集电极电流转化成变化的输出回路将变化的集电极电流转化成变化的输出回路将变化的集电极电流转化成变化的 集电极电压，经电容耦合只输出交流信号。集电极电压，经电容耦合只输出交流信号。集电极电压，经电容耦合只输出交流信号。集电极电压，经电容耦合只输出交流信号。4.4.直流通路和交流通路直流通路和交流通路直流通路和交流通路直流通路和交流通路 因电容对交、直流的作用不同。在放大电路中因电容对交、直流的作用不同。在放大电路中因电容对交、直流的作用不同。在放大电路中因电容对交、直流的作用不同。在放大电路中如果电容的容量足够大，可以认为它对交流分量不如果电容的容量足够大，可以认为它对交流分量不如果电容的容量足够大，可以认为它对交流分量不如果电容的容量足够大，可以认为它对交流分量不起作用，即对交流短路。而对直流可以看成开路。起作用，即对交流短路。而对直流可以看成开路。起作用，即对交流短路。而对直流可以看成开路。起作用，即对交流短路。而对直流可以看成开路。这样，交直流所走的通路是不同的。这样，交直流所走的通路是不同的。这样，交直流所走的通路是不同的。这样，交直流所走的通路是不同的。直流通路：直流通路：直流通路：直流通路：无无无无交流交流交流交流信号时电流（直流电流）的通路，信号时电流（直流电流）的通路，信号时电流（直流电流）的通路，信号时电流（直流电流）的通路，用来计算静态工作点。用来计算静态工作点。用来计算静态工作点。用来计算静态工作点。交流通路：交流通路：交流通路：交流通路：有有有有交流交流交流交流信号时交流分量（变化量）的通信号时交流分量（变化量）的通信号时交流分量（变化量）的通信号时交流分量（变化量）的通 路，用来计算电压放大倍数、输入电阻、路，用来计算电压放大倍数、输入电阻、路，用来计算电压放大倍数、输入电阻、路，用来计算电压放大倍数、输入电阻、输出电阻等动态参数。输出电阻等动态参数。输出电阻等动态参数。输出电阻等动态参数。6.2 放大电路的静态分析放大电路的静态分析静态：静态：静态：静态：放大电路无信号输入放大电路无信号输入(ui=0)时的工作状态。时的工作状态。静态分析的目的：静态分析的目的：确定放大电路的静态值。确定放大电路的静态值。静态工作点静态工作点Q：IB、IC、UCE 。分析方法：分析方法：分析方法：分析方法：估算法、图解法。估算法、图解法。分析对象：分析对象：分析对象：分析对象：各极电压、电流的各极电压、电流的直流分量直流分量。所用电路：所用电路：所用电路：所用电路：放大电路的放大电路的直流通路直流通路。设置设置设置设置Q Q点的目的：点的目的：点的目的：点的目的：保证被放大的信号不失真，保证被放大的信号不失真，保证被放大的信号不失真，保证被放大的信号不失真，使放大电路工作在较佳的工作状态。使放大电路工作在较佳的工作状态。使放大电路工作在较佳的工作状态。使放大电路工作在较佳的工作状态。静态工作情况分析静态工作情况分析静态是动态的基础静态是动态的基础静态是动态的基础静态是动态的基础放大电路中的电压和电流符号表放大电路中的电压和电流符号表名称名称静态值静态值交流交流分量分量总总电压或总电流电压或总电流直流电源直流电源瞬时值瞬时值有效值有效值瞬时值瞬时值平均值平均值电动势电动势电压电压基极电流基极电流集电极电流集电极电流发射极电流发射极电流IBICIEibicieIbIcIeiBiCiEIB(AV)IC(AV)IE(AV)集集-射极电压射极电压基基-射极电压射极电压UCEUBEuceubeUceUbeuCEuBEUCE(AV)UBE(AV)基极电源基极电源集电极电源集电极电源发射极电源发射极电源ECEBEEUCCUBBUEE6.2.1 6.2.1 用用直流通路直流通路确定静态值确定静态值（估算法估算法）1.1.1.1.画放大电路的直流通路画放大电路的直流通路画放大电路的直流通路画放大电路的直流通路直流通路直流通路对直流信号而言，电容对直流信号而言，电容 C 可看作开路。可看作开路。断开断开断开断开+ECRBRCT+UBEUCEICIBIE+ECRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCE iCiBiEIB=RB基极电流基极电流集电极电流集电极电流IC=IB 集集-射极电压射极电压UCE=UCC-RCIC2.静态值的计算静态值的计算RB+UCCRCICUCEIBT解解根据直流通路可得出根据直流通路可得出IC=IB=37.5 0.04 =1.5 mAUCE=UCC ICRC=12-1.5 10-3 4103=6 VRB+UCCRCUCEIBUBE+-+-BCEICT例例1 1：已知已知UCC=12V,RC=4k,RB=300k,=37.5,试试求放大电路的静态值。求放大电路的静态值。=12300103IB UCCRB =40 A注意：注意：注意：注意：电路中电路中电路中电路中I IB B 和和和和 I IC C 的数量级不同的数量级不同的数量级不同的数量级不同例例例例2 2：用估算法计算图示电路的静态工作点。用估算法计算图示电路的静态工作点。用估算法计算图示电路的静态工作点。用估算法计算图示电路的静态工作点。由例由例由例由例1 1 1 1、例、例、例、例3 3 3 3可知，当电路不同时，计算可知，当电路不同时，计算可知，当电路不同时，计算可知，当电路不同时，计算静态值静态值静态值静态值的公式也会有所不同。的公式也会有所不同。的公式也会有所不同。的公式也会有所不同。由由KVL可得：可得：由由KVL可得：可得：IE+ECRBRCT+UBEUCEICIBREIBUBEQIBQUBEQICUCEQUCEQICQ如图所示，如图所示，(IBQ,UBEQ)和和(ICQ,UCEQ)分别对应于输入、分别对应于输入、输出特性曲线上的一个点，称为输出特性曲线上的一个点，称为静态工作点静态工作点Q。6.2.2 6.2.2 用用图解法图解法确定静态值确定静态值UCE=UCC ICRCQIBICUCEUCCUCCRC 直流负载线直流负载线 直流负载线斜率直流负载线斜率直流负载线斜率直流负载线斜率由由IB确定的那确定的那条输出特性与条输出特性与直流负载线的直流负载线的交点就是交点就是Q点点给出晶体管的输出特性曲线；给出晶体管的输出特性曲线；作直流负载线：作直流负载线：由直流通路求出偏置电流由直流通路求出偏置电流 IB；交点即为静态工作点交点即为静态工作点Q；找出对应的静态值：找出对应的静态值：IB、IC、UCE。6.2.2 6.2.2 用用图解法图解法确定静态值确定静态值：一般步骤：一般步骤UCE=UCC ICRC；IB=RBQ12（1）作直流负载线）作直流负载线解解ICUCEQ1Q2IB=20AIB=0IB=40AIB=60AIB=80AIB=100A1.5306(V)(mA)根据根据 UCE=UCC-RCIC例：例：已知已知UCC=12V,RC=4k,RB=300k,=37.5。作直流负载线；求静态值。作直流负载线；求静态值。（2）求）求IB静态工作点与电路参数关系的讨论静态工作点与电路参数关系的讨论RB 的影响的影响 若加大若加大RB，则偏流，则偏流IB会会减小。由于减小。由于直流负载直流负载线的位置未变线的位置未变，则工，则工作点将沿着直流负载作点将沿着直流负载线从线从Q点下移到点下移到Q1点。点。反之，减小反之，减小RB，工作，工作点将上移至点将上移至Q2点。点。UCCICUCEQ1Q2IB=20AIB=0IB=40AIB=60AIB=80AIB=100A1.536(V)(mA)Q1Q2Q静态工作点与电路参数关系的讨论静态工作点与电路参数关系的讨论RC 的影响的影响 若减小若减小RC，则，则直直流负载线的斜率流负载线的斜率增加增加，由图中的，由图中的线移至线移至线，线，Q点将移到点将移到Q点。点。UCCICUCEQ1Q2IB=20AIB=0IB=40AIB=60AIB=80AIB=100A1.536(V)(mA)QQ静态工作点与电路参数关系的讨论静态工作点与电路参数关系的讨论UCC 的影响的影响 若加大若加大UCC，由于，由于直流直流负载线的斜率未改变负载线的斜率未改变，则直流负载线将平行向则直流负载线将平行向右移动，即从右移动，即从线移到线移到线；由于增加了线；由于增加了UCC，所以偏流，所以偏流IB也会随之也会随之增加，因此增加，因此Q点会移到点会移到Q点。点。12ICUCEQ1Q2IB=20AIB=0IB=40AIB=60AIB=80AIB=100A1.5306(V)(mA)QQ6.3 放大电路的动态分析放大电路的动态分析动态：动态：动态：动态：放大电路有信号输入（放大电路有信号输入（放大电路有信号输入（放大电路有信号输入（u ui i 0 0 0 0）时的工作状态。）时的工作状态。）时的工作状态。）时的工作状态。分析方法：分析方法：分析方法：分析方法：微变等效电路法、图解法。微变等效电路法、图解法。微变等效电路法、图解法。微变等效电路法、图解法。所用电路：所用电路：所用电路：所用电路：放大电路的放大电路的放大电路的放大电路的交流通路交流通路交流通路交流通路。分析对象：分析对象：分析对象：分析对象：各极电压和电流的各极电压和电流的各极电压和电流的各极电压和电流的交流分量交流分量交流分量交流分量。目的：目的：目的：目的：找出找出找出找出A Au u、r ri i、r ro o与电路参数的关系，与电路参数的关系，与电路参数的关系，与电路参数的关系，分析信号的失真情况。分析信号的失真情况。分析信号的失真情况。分析信号的失真情况。UBEIB无输入信号无输入信号(ui=0)时时:？有输入信号有输入信号有输入信号有输入信号(u ui i 0)0)时时时时 uCE=UCC iC RC uo 0uBE=UBE+uiiB=IB+ibiC=IC+icuCE=UCE+uoIC+ECRBRCC1C2T+ui+uo+uBEuCE iCiBiEuBEtOiBtOiCtOuCEtOuitOUCEuotO 有输入信号有输入信号(ui 0)时各极电压、电流的波形图：时各极电压、电流的波形图：交直流信号共存交直流信号共存扩音机示意图扩音机示意图放大电路放大电路话筒话筒信号源信号源负载负载扬声器扬声器放大电路的等效示意图放大电路的等效示意图6.3.1 6.3.1 放大电路的动态性能指标放大电路的动态性能指标(2)放大电路的输入电阻放大电路的输入电阻 ri(3)放大电路的输出电阻放大电路的输出电阻 ro(1)电压放大倍数电压放大倍数 Au(1)电压放大倍数电压放大倍数反映的是放大电路的放大反映的是放大电路的放大信号的能力，其大小应能信号的能力，其大小应能满足工作的需要。满足工作的需要。(2)放大电路的输入电阻放大电路的输入电阻交流动态电阻交流动态电阻 放大电路对信号源来说，是一个负载，可用一个放大电路对信号源来说，是一个负载，可用一个电阻等效代替，这个电阻是信号源的负载电阻，也电阻等效代替，这个电阻是信号源的负载电阻，也就是放大电路的就是放大电路的输入电阻输入电阻 ri ，即，即(3)放大电路的输出电阻放大电路的输出电阻 对于负载而言，放大电路相当于信号源对于负载而言，放大电路相当于信号源(可以将可以将它进行戴维宁定理等效），等效电路的内阻就是它进行戴维宁定理等效），等效电路的内阻就是输输出电阻出电阻 r0，它也是，它也是动态电阻动态电阻。6.3.2 放大电路的图解分析法放大电路的图解分析法 图解法图解法就是利用晶体管的特性曲线，在静态就是利用晶体管的特性曲线，在静态分析的基础上，用作图的方法来分析各个电压和分析的基础上，用作图的方法来分析各个电压和电流电流交流分量交流分量之间的传输情况和相互关系之间的传输情况和相互关系。图解法图解法的优点是直观、形象，便于对放大电的优点是直观、形象，便于对放大电路的工作原理的理解；缺点是不适用于分析复杂路的工作原理的理解；缺点是不适用于分析复杂的电路，且作图过程麻烦，容易产生误差的电路，且作图过程麻烦，容易产生误差。直流负载线反映直流负载线反映静态静态时电流时电流 IC 和和 UCE 的变化的变化关系关系,由于由于C2的隔直作用的隔直作用,不考虑负载电阻不考虑负载电阻RL，因此，直流负载线的斜率为因此，直流负载线的斜率为-1/RC。6.3.2 放大电路的图解分析法放大电路的图解分析法1.交流负载线交流负载线 交流负载线交流负载线反映反映动态动态时电流时电流 iC和和uCE的变化的变化关系关系,由于由于C2的交流耦合作用，可以视的交流耦合作用，可以视C2为交流为交流短路，短路，RL 与与RC并联并联，所以交流负载线的斜率为，所以交流负载线的斜率为-1/RL，比直流负载线要陡些比直流负载线要陡些。交流负载交流负载RLRBRCRLuiuoicuce其中：其中：ICUCEQIB交流负载线交流负载线 交流负载线的作法交流负载线的作法当输入信号为零时，放大当输入信号为零时，放大电路仍工作在静态工作点电路仍工作在静态工作点Q，故交流负载线也通过，故交流负载线也通过静态工作点静态工作点Q。直流负载线直流负载线IBUBEQICUCEui(ube)ibibic2.图解分析图解分析Q由图可见，电压和电流都含有直流分量和交流分量。由图可见，电压和电流都含有直流分量和交流分量。iCuCEuoibQ 合适的静态工作合适的静态工作点可输出最大的不失点可输出最大的不失真信号，输出电压真信号，输出电压uo与与输入电压输入电压ui信号信号反相反相。负载电阻负载电阻RL越小，越小，交流负载线愈陡，交流负载线愈陡，uo的幅值越小的幅值越小,电压放大电压放大倍数越低。倍数越低。iCuCEuo称为截止失真称为截止失真3.非线性失真非线性失真Q(1)Q点过低，信号进入截止区点过低，信号进入截止区上平：截止失真上平：截止失真iCuCEuo称为饱和失真称为饱和失真Q(2)Q点过高，信号进入饱和区点过高，信号进入饱和区下平：饱和失真下平：饱和失真3.非线性失真非线性失真截截止止失失真真饱饱和和失失真真小小 结结（1）交流信号的传输情况：）交流信号的传输情况：ui(即即ube)ibicu0（即即uce）（2）电压和电流都既含有直流分量，又含有交流分量。）电压和电流都既含有直流分量，又含有交流分量。uBE=UBE+ubeuCE=UCE+uceiB=IB+ibiC=IC+ic（3）输入电压信号）输入电压信号ui和输出电压信号和输出电压信号u0 相位相反。相位相反。（4）电压放大倍数等于输出正弦电压的幅值与输入）电压放大倍数等于输出正弦电压的幅值与输入 正弦电压的幅值之比；正弦电压的幅值之比；RL的阻值愈小，交流负的阻值愈小，交流负 载线愈陡，电压放大倍数下降得也愈多。载线愈陡，电压放大倍数下降得也愈多。微变等效电路：微变等效电路：微变等效电路：微变等效电路：把非线性元件晶体管所组成的放大电路等效为把非线性元件晶体管所组成的放大电路等效为一个线性电路，即把非线性的晶体管线性化，等效一个线性电路，即把非线性的晶体管线性化，等效为一个线性元件。为一个线性元件。线性化的条件：线性化的条件：线性化的条件：线性化的条件：晶体管在小信号（微变量）情况下工作。因晶体管在小信号（微变量）情况下工作。因此，在静态工作点附近小范围内的特性曲线可用此，在静态工作点附近小范围内的特性曲线可用直线近似代替。直线近似代替。微变等效电路法：微变等效电路法：微变等效电路法：微变等效电路法：利用放大电路的微变等效电路分析计算放大电利用放大电路的微变等效电路分析计算放大电路路电压放大倍数电压放大倍数Au、输入电阻、输入电阻ri、输出电阻、输出电阻ro等。等。6.3.3 微变等效电路法微变等效电路法1.晶体管的晶体管的微变微变等效电路等效电路ibicBCEube+-uce+-iBUBE UBE IBQ输入特性曲线输入特性曲线 晶体管的输入电路晶体管的输入电路iBUBE UBE IB1.晶体管的晶体管的微变微变等效电路等效电路晶体管的输入电阻晶体管的输入电阻 rbeQ即晶体管的输入电路可以即晶体管的输入电路可以用用rbe等效代替。等效代替。晶体管的输入电路晶体管的输入电路 低频小功率低频小功率晶体管的输入电阻估算为：晶体管的输入电阻估算为：式中：式中：IE发射极电流的静态值；发射极电流的静态值；晶体管的电流放大系数。晶体管的电流放大系数。rbe的值一般为几百欧到几千欧。的值一般为几百欧到几千欧。1.晶体管的晶体管的微变微变等效电路等效电路ibicBCEube+-uce+-iCuCEQ输出特性曲线输出特性曲线 晶体管的输出电路晶体管的输出电路1.晶体管的晶体管的微变微变等效电路等效电路即晶体管的输出电路可以即晶体管的输出电路可以用一个用一个受控源受控源来等效代替，来等效代替，以表示晶体管的电流控制以表示晶体管的电流控制作用。作用。晶体管的输出电路晶体管的输出电路iCuCEQ输出特性曲线输出特性曲线ibicicBCEib ib晶体管晶体管微变等效电路微变等效电路ube+-uce+-ube+-uce+-rbeBEC1.晶体管的晶体管的微变微变等效电路等效电路2.放大电路的微变等效电路放大电路的微变等效电路 有信号源作用时的电路，称为放大电路的有信号源作用时的电路，称为放大电路的交流交流通路通路或或信号通路信号通路，是只研究放大电路中，是只研究放大电路中交流分量交流分量时的电路时的电路。作交流通路的原则：电容短路；直流电源对地作交流通路的原则：电容短路；直流电源对地短路。短路。在交流通路中，晶体管用它的微变等效电路模在交流通路中，晶体管用它的微变等效电路模型替代，即为放大电路的微变等效电路。型替代，即为放大电路的微变等效电路。RBRCuiuORLRSes+短路短路短路短路对地短路对地短路交流通路交流通路交流通路交流通路+ECRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCE iCiBiE2.放大电路的微变等效电路放大电路的微变等效电路+ubeuceibic 分析时假设输入分析时假设输入分析时假设输入分析时假设输入为正弦交流，所以等为正弦交流，所以等为正弦交流，所以等为正弦交流，所以等效电路中的电压与电效电路中的电压与电效电路中的电压与电效电路中的电压与电流可用流可用流可用流可用相量相量相量相量表示。表示。表示。表示。ibiceSrbe ibRBRCRLEBCui+-uo+-+-RSiirbeRBRCRLEBC+-+-+-RS2.放大电路的微变等效电路放大电路的微变等效电路（1 1）当当当当 R RL L时时时时分分分分两两两两种情况讨论：种情况讨论：种情况讨论：种情况讨论：3.电压放大倍数的计算电压放大倍数的计算负载电阻负载电阻RL越小，放大倍数越小，放大倍数 Au 越低越低。（2 2）当当当当 R RL L=（即输出端开路）（即输出端开路）（即输出端开路）（即输出端开路）式中的负号表示输出电压与输入电压的相位相反。式中的负号表示输出电压与输入电压的相位相反。式中的负号表示输出电压与输入电压的相位相反。式中的负号表示输出电压与输入电压的相位相反。（3 3）考虑信号源内阻的存在时的电压放大倍数）考虑信号源内阻的存在时的电压放大倍数）考虑信号源内阻的存在时的电压放大倍数）考虑信号源内阻的存在时的电压放大倍数R RS S的存在使电压放大倍数减小。的存在使电压放大倍数减小。的存在使电压放大倍数减小。的存在使电压放大倍数减小。解解已求得已求得 IC=1.5mA IERL=RC RL=2k 已知已知UCC=12V,RC=4k,RB=300k,=37.5，RL=4k，试求电压放大倍数，试求电压放大倍数。例题例题4.放大电路输入电阻放大电路输入电阻ri 的计算的计算 放大电路对信号源来说，是一个负载，可放大电路对信号源来说，是一个负载，可用一个电阻等效代替，这个电阻是信号源的负用一个电阻等效代替，这个电阻是信号源的负载电阻，也就是放大电路的载电阻，也就是放大电路的输入电阻输入电阻 ri ，即，即输入电阻对交流而言是动态电阻。输入电阻对交流而言是动态电阻。放大电路的输入电阻放大电路的输入电阻放大电路的输入电阻放大电路的输入电阻 ri 定义：定义：定义：定义：+-信号源信号源信号源信号源A Au u放大电路放大电路放大电路放大电路+-放大放大放大放大电路电路电路电路信号源信号源信号源信号源+-+-rbeRBRCRL 电路的输入电阻越大，从信号源取得的电流越电路的输入电阻越大，从信号源取得的电流越小，信号源的功耗越低，因此一般总是希望得到小，信号源的功耗越低，因此一般总是希望得到较较大的大的输入电阻。输入电阻。ri 较大的输入电阻也可以降低信号源内阻较大的输入电阻也可以降低信号源内阻Rs的影响，的影响，使放大电路获得较高的输入电压使放大电路获得较高的输入电压。在上式中，由于。在上式中，由于RB比比rbe大得多，大得多，Ri近似等于近似等于rbe，在几百欧到几千欧，较，在几百欧到几千欧，较低，并不理想。低，并不理想。4.放大电路输入电阻放大电路输入电阻ri 的计算的计算 5.放大电路输出电阻放大电路输出电阻 r0 的计算的计算对于负载而言，放大电路相当于信号源（可以对于负载而言，放大电路相当于信号源（可以将它用戴维宁定理等效），等效电路的内阻就是将它用戴维宁定理等效），等效电路的内阻就是输输出电阻出电阻r0，它也是动态电阻。，它也是动态电阻。+_ _R RL Lr ro o+_ _R RS SR RL L+_ _放大放大放大放大电路电路电路电路+_ _ 输出电阻是表明放大电路带负载能力的参数。输出电阻是表明放大电路带负载能力的参数。输出电阻是表明放大电路带负载能力的参数。输出电阻是表明放大电路带负载能力的参数。电路的输出电阻愈小，负载变化时输出电压的变电路的输出电阻愈小，负载变化时输出电压的变电路的输出电阻愈小，负载变化时输出电压的变电路的输出电阻愈小，负载变化时输出电压的变化愈小，化愈小，化愈小，化愈小，带负载能力越强，带负载能力越强，带负载能力越强，带负载能力越强，因此因此因此因此一般总是希望得一般总是希望得一般总是希望得一般总是希望得到较小的输出电阻。到较小的输出电阻。到较小的输出电阻。到较小的输出电阻。5.放大电路输出电阻放大电路输出电阻 r0 的计算的计算上式中，上式中，RC在几千欧到几十千欧，一般认为是较在几千欧到几十千欧，一般认为是较大的，是不理想的。大的，是不理想的。5.放大电路输出电阻放大电路输出电阻 r0 的计算的计算1.1.对电压、电流和功率都有放大作用；对电压、电流和功率都有放大作用；对电压、电流和功率都有放大作用；对电压、电流和功率都有放大作用；2.2.电压电压电压电压放大倍数高，并且输出电压信号和放大倍数高，并且输出电压信号和放大倍数高，并且输出电压信号和放大倍数高，并且输出电压信号和 输入电压信号反相位；输入电压信号反相位；输入电压信号反相位；输入电压信号反相位；3.3.输入电阻比较小；输入电阻比较小；输入电阻比较小；输入电阻比较小；4.4.输出电阻比较大。输出电阻比较大。输出电阻比较大。输出电阻比较大。共射放大电路小结共射放大电路小结riro;直流通路直流通路rbe:ririrororiri6.4 6.4 共射放大电路共射放大电路此电路的特点是：此电路的特点是：当电路参数一定时当电路参数一定时，偏流，偏流 I IB B 是固定是固定的，故称此电路为的，故称此电路为固定偏置放大电路固定偏置放大电路。IB=RB固定不变，不能固定不变，不能自动减少自动减少以限制以限制IC的的增增加加，从而，从而不能不能自动自动稳定静态工作点。稳定静态工作点。6.4.1 6.4.1 固定偏置放大电路固定偏置放大电路 为了保证放大电路的稳定工作，必须为了保证放大电路的稳定工作，必须有合适而稳定的静态工作点。但是，有合适而稳定的静态工作点。但是，温度温度的的变化会严重影响静态工作点变化会严重影响静态工作点Q的位置的位置。对于固定偏置放大电路对于固定偏置放大电路，和和集集射射极反向截止电流极反向截止电流ICEO易随温度而变化，所易随温度而变化，所以以温度对静态工作点温度对静态工作点Q位置位置的影响比较大的影响比较大。温度对温度对 值及值及ICEO的影响的影响T 、ICEOICICUCEQQ总的效果是：总的效果是：温度上升时，温度上升时，输出特性曲线输出特性曲线上移，造成上移，造成Q点点上移。上移。温度对静态工作点的影响温度对静态工作点的影响温度对静态工作点的影响温度对静态工作点的影响Q1Q2Q2Q1总之：总之：TIC 固定偏置电路的固定偏置电路的Q点是不稳定的。为此，点是不稳定的。为此，需要改进电路，当温度升高、需要改进电路，当温度升高、IC增加时，增加时，能能够自动减少够自动减少IB以限制以限制IC的的增加增加，从而抑制，从而抑制Q点点的变化，保持的变化，保持Q点基本稳定。点基本稳定。采用采用分压式偏置电路分压式偏置电路则可以自动稳定静则可以自动稳定静态工作点。态工作点。RB1+UCCRCC1C2RB2CERERLuiuoI1I2IB6.4.2 分压式偏置电路分压式偏置电路 可自动可自动稳定静态工作点稳定静态工作点VB可认为：可认为：VB与晶体管的与晶体管的参数无关，不受温度变参数无关，不受温度变化的影响。化的影响。+静态工作点稳定的过程静态工作点稳定的过程静态工作点稳定的过程静态工作点稳定的过程直直流流通通路路增设了偏置电阻增设了偏置电阻RB2，使得静态基极电位使得静态基极电位VB基本固定；基本固定；增设了发射极电阻增设了发射极电阻RE，使得，使得IC 基本固定。基本固定。分压式偏置放大电路的特点分压式偏置放大电路的特点（1）I2不能太大，否则不能太大，否则RB1、RB2 ri 功率损耗增加。功率损耗增加。一般取一般取 I2=(510)IB。（2）VB不能太高，否则不能太高，否则 VEUCE (UCC一定一定)输出电压动态变化范围输出电压动态变化范围，一般取一般取 VB=(510)UBE。注意：注意：可认为可认为IC不受温度变不受温度变化的影响。化的影响。RE 越大，越大，稳定性越好。但太大稳定性越好。但太大将使输出电压降低。将使输出电压降低。一般取几百欧一般取几百欧几千几千欧。欧。TUBEIBICVEICRB1+UCCRCC1C2RB2CERERLuiuoI1I2IBICIEVBVE+6.4.3 静态分析静态分析估算法估算法:VBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSeS+6.4.4 动态分析动态分析微变等效电路微变等效电路RB1RCC1C2RB2CERERL+UCCuiuo+RSeS+对地对地短路短路短路短路+-CrbeRB2RCRLEB+-+-RSRB1微变等效电路微变等效电路1.电压放大倍数电压放大倍数+-CrbeRB2RCRLEB+-+-RSRB1a.RL：b.RL，考虑信号源内阻，考虑信号源内阻 Rs 时：时：+-CrbeRB2RCRLEB+-+-RSRB12.输入电阻输入电阻 ri3.输出电阻输出电阻 ro+-CrbeRB2RCRLEB+-+-RSRB1对交流对交流信号信号：旁路电容旁路电容 CE 将将RE 短路短路，RE不不起作用起作用，Au，ri，ro与固定偏置电路相同与固定偏置电路相同。旁路电容旁路电容RB1RCC1C2RB2CERERL+UCCuiuo+RSeS+例例：图示电路（接CE），已知UCC=12V，RB1=20k，RB2=10k，RC=3k，RE=2k，RL=3k，=50。试估算静态工作点，并求电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。解：解：（1）用估算法计算静态工作点（2）求电压放大倍数（3）求输入电阻和输出电阻RB1RCC1C2RB2CERERL+UCCuiuo+RSeS+去掉去掉CE后的后的微变等效电路微变等效电路短路短路对地对地短路短路如果去掉如果去掉CE，Au，ri，ro?rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSRE去掉去掉CE后的微变等效电路后的微变等效电路rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSRE去掉去掉CE后的微变等效电路后的微变等效电路rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSRE无旁路电容无旁路电容CE有旁路电容有旁路电容CE分压式偏置电路分压式偏置电路Au不变不变ri 减小减小ro不变不变Au减小减小ri 增大增大ro不变不变6.5 6.5 共集放大电路共集放大电路 信号是由基极输入，发射极输出，在接法上信号是由基极输入，发射极输出，在接法上是一个是一个共集电极电路共集电极电路，又称为，又称为射极输出器射极输出器。RB+UCCC1C2RERLui+uo+es+RS一一.静态分析静态分析RB+UCCREIEIBTUCEUBE+-+-