第二章 基本放大电路 2.1 基本放大电路的组成 2.1.1 放大电路的组成原则 (1) 晶体管必须工作在放大区。发射结正偏，集 电结反偏。 第二章 基本放大电路 2.1 基本放大电路的组成 2.1.1 放大电路的组成原则 (1) 晶体管必须工作在放大区。发射结正偏，集 电结反偏。 (2) 输入回路将变化的电压转化成变化的基极电流 (3) 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。

2.1.2 放大电路中元件的作用 信号源 负载 EC RS es RB EB RC C1 C2 T + – RL ui uo uBE uCE iC iB iE 信号源 负载

EC RS es RB EB RC C1 C2 T + – RL ui uo uBE uCE iC iB iE +UCC RS es RB RC C1 C2 T + – RL ui uo uBE uCE iC iB iE 共发射极基本电路 单电源供电时常用的画法

2.1.3 各量的规范表示法 P22 2.2 放大电路的主要技术指标 (P22—24) 电压放大倍数 输入电阻 输出电阻 通频带 最大不失真输出幅度

2.3 共射极放大电路 2.2.1 直流通路和交流通路概念和画法 1、直流通路：无输入信号时电流（直流电流） 的通路。（用来计算静态工作点） 2.3 共射极放大电路 2.2.1 直流通路和交流通路概念和画法 1、直流通路：无输入信号时电流（直流电流） 的通路。（用来计算静态工作点） 2、交流通路：有输入信号时交流分量（变化量） 的通路， （用来计算电压放大倍数、输入电阻、 输出电阻等)

对直流信号电容 C 可看作开路（即将电容断开） 例：画出下图放大电路的直流通路 对直流信号电容 C 可看作开路（即将电容断开） +UCC RS es RB RC C1 C2 T + – RL ui uo uBE uCE iC iB iE +UCC RB RC T + – UBE UCE IC IB IE 断开 断开 直流通路 直流通路用来计算静态工作点Q ( IB 、 IC 、 UCE )

uo = 0 uBE = UBE uCE = UCE 无输入信号(ui = 0)时 +UCC RC C2 RB iC C1 iB + T – uo uBE uCE iC iB iE uo = 0 uBE = UBE uCE = UCE uCE t O 无输入信号(ui = 0)时 iC t O uBE t O iB t O UCE IC UBE IB

es 短路 短路 RB RC ui uO RL RS es + – +UCC RS es RB RC C1 C2 T + – RL ui uo uBE uCE iC iB iE 对地短路 短路 短路 交流通路 RB RC ui uO RL RS es + –

？ uo  0 uBE = UBE+ ui uCE = UCE+ uo uo = 0 uBE = UBE uCE = UCE uo t +UCC RB RC C1 C2 T + uo – uBE uCE iC iB iE uo  0 uBE = UBE+ ui uCE = UCE+ uo uo = 0 uBE = UBE uCE = UCE ui + – uCE t O uo t O uCE = UCC－ iC RC iC t O 无输入信号(ui = 0)时: 有输入信号(ui ≠ 0)时 uBE t O iB t O ui t O IC UCE ？ IB UBE

2.2.2 放大电路的静态分析 1.静态概念及静态分析目的 2.分析方法：估算法、图解法。

已知：UCC=12V，RC=4k，RB=300k， =37.5。 例：用估算法计算静态工作点。 已知：UCC=12V，RC=4k，RB=300k， =37.5。 +UCC RB RC T + – UBE UCE IC IB 解：

用图解法确定静态值 UCE /V IC/mA O 直流负载线 Q UCEQ  UCC

2.2.3 放大电路的动态分析 1.动态分析: 计算电压放大倍数Au、输入电阻ri、输出电阻ro等。 2.分析方法： 微变等效电路法，图解法。

微变等效电路法 1). 晶体管的微变等效电路 (1) 输入回路 晶体管的 输入电阻 rbe一般为几百欧到几千欧。 IB Q IB UBE 1). 晶体管的微变等效电路 (1) 输入回路 IB UBE O IB Q 晶体管的 输入电阻 UBE 输入特性 rbe一般为几百欧到几千欧。

(2) 输出回路 IC Q 一般在20～200之间 UCE rce愈大，恒流特性愈好 晶体管的输出电阻 因rce阻值很高，一般忽略不计。 O 一般在20～200之间 输出特性 rce愈大，恒流特性愈好 因rce阻值很高，一般忽略不计。 晶体管的输出电阻

(3）. 晶体管的微变等效电路 晶体三极管 微变等效电路 ic ic ib rbe B E C B C E uce + - ube + - uce + - ib ib ube + -

2). 放大电路的微变等效电路 + uO ui - ui RB RC RL RS eS ib ic B C E ii ib ic eS rbe ib RB RC RL E B C ui + - uo RS ii 交流通路 微变等效电路

3).放大倍数、电路输入、输出电阻的计算 rbe RB RC RL E B C + - RS ri

外加 共射极放大电路特点： 1. 放大倍数高； 2. 输入电阻低； 3. 输出电阻高。 求ro的步骤： (1) 断开负载RL (2) 令 或 rbe RB RC RL E B C + - RS 外加 共射极放大电路特点： 1. 放大倍数高； 2. 输入电阻低； 3. 输出电阻高。 求ro的步骤： (1) 断开负载RL (2) 令 或 (3) 外加电压 (4) 求

图解法 1). 交流负载线 交流负载线反映 动态时电流 iC和电 压uCE的变化关系。 交流负载线斜率  ´ IC/mA 4 3 2 1 O 8 12 16 20 B 80mA A 60mA 40mA 20mA UCE/V Q 交流负载线 交流负载线反映 动态时电流 iC和电 压uCE的变化关系。 C 交流负载线斜率  ´ 直流负载线 D

2). 图解分析 iB/A RL= iC ib Q uCE/V t IB iC/mA IC uBE/V UBE UCE Q1 Q2 uo ui

3). 非线性失真 UCE Q uCE/V t iC/mA IC O Q1 若Q设置过高， Q2 适当减小基极电流可消除失真。 uO

如果Q设置合适，信号幅值过大也可产生失真，减小信号幅值可消除失真。 t iB/A uBE/V UBE O Q uCE/V iC/mA UCE uO ui 如果Q设置合适，信号幅值过大也可产生失真，减小信号幅值可消除失真。

温度升高时， IC将增加，使Q点沿负载线上移。 2.4 射极偏置放大电路 2.4.1 静态工作点的稳定 在固定偏置放大电路中，当温度升高时，   、 ICBO  温度升高时， IC将增加，使Q点沿负载线上移。

iC 温度升高时，输出特性曲线上移 Q´ Q O uCE

稳定Q点的原理 RB1 RC C1 C2 RB2 CE RE RL I1 I2 IB + +UCC ui uo – IC RS eS VB

RB1 RC C1 C2 RB2 CE RE RL I1 I2 IB + +UCC ui uo – IC RS eS VB VE VB 固定 T IC VE UBE IC IB

2.4.2 静态工作点的计算 估算法: RB1 RC C1 C2 RB2 CE RE RL I1 I2 IB + +UCC ui uo – IC RS eS VB

2.4.3 动态分析 RB1 RC C1 C2 RB2 CE RE RL + +UCC ui uo – RS eS 如果去掉CE ， Au，ri，ro ？ 旁路电容 对交流：旁路电容 CE 将RE 短路， RE不起作用， Au，ri，ro与固定偏置电路相同。

RB1 RC C1 C2 RB2 CE RE RL + +UCC ui uo – RS eS 对地 短路 如果去掉CE ， Au，ri，ro ? 短路 rbe RB RC RL E B C + - RS RE 去掉CE后的 微变等效电路

分压式偏置电路 有旁路电容CE 无旁路电容CE Au减小 ri 提高 ro不变

对信号源电压的放大倍数？ RB1 RC C1 C2 RB2 CE RE RL + +UCC ui uo – RS eS 考虑信号源内阻RS 时 信号源

在图示放大电路中，已知UCC=12V, RC= 6kΩ, RE1= 300Ω， RE2= 2.7kΩ， RB1= 60kΩ， RB2= 20kΩ RL= 6kΩ ，晶体管β=50， UBE=0.6V, 试求: (1) 静态工作点 IB、IC 及 UCE； (2) 画出微变等效电路； (3) 输入电阻ri、ro及 Au。 例1: RB1 RC C1 C2 RB2 CE RE1 RL + +UCC ui uo – RE2

(1)由直流通路求静态工作点。 解: RB1 RC RB2 RE1 +UCC RE2 + – UCE IE IB IC VB 直流通路

(2) 由微变等效电路求Au、 ri 、 ro。 RS 微变等效电路 rbe RB RC RL E B C + - RE1

2.5 射极输出器 es +UCC RB C1 C2 RS + ui uo RE RL – 因对交流信号而言，集电极是输入与输出回路的公共端，所以是共集电极放大电路。 因从发射极输出，所以称射极输出器。

es 2.5.1 静态分析 +UCC 直流通路 RB +UCC C1 IC RB C2 RS IB + UCE ui uo RE RL 2.5.1 静态分析 RB +UCC C1 C2 RE RL ui + – uo es RS 直流通路 +UCC RB RE + – UCE UBE IE IB IC 求Q点：

电压放大倍数Au1且输入输出同相，输出电压跟随输入电压，故称电压跟随器。 2.5.2 动态分析 1. 电压放大倍数 rbe RB RL E B C + - RS RE 微变等效电路 电压放大倍数Au1且输入输出同相，输出电压跟随输入电压，故称电压跟随器。

2. 输入电阻 rbe RB RL E B C + - RS RE 射极输出器的输入电阻高，对前级有利。 ri 与负载有关

射极输出器的输出电阻很小，带负载能力强。 3. 输出电阻 rbe RB RL E B C + - RS RE 射极输出器的输出电阻很小，带负载能力强。

共集电极放大电路(射极输出器)的特点： 1. 电压放大倍数小于1，约等于1; 2. 输入电阻高； 3. 输出电阻低； 4. 输出与输入同相。

主要利用它具有输入电阻高和输出电阻低的特点。 射极输出器的应用 主要利用它具有输入电阻高和输出电阻低的特点。 1. 因输入电阻高，它常被用在多级放大电路的第一级，可以提高输入电阻，减轻信号源负担。 2. 因输出电阻低，它常被用在多级放大电路的末级，可以降低输出电阻，提高带负载能力。 3. 利用 ri 大、 ro小以及 Au 1 的特点，也可将射极输出器放在放大电路的两级之间，起到阻抗匹配作用，这一级射极输出器称为缓冲级或中间隔离级。

es 在图示放大电路中，已知UCC=12V, RE= 2kΩ, 例1: RB= 200kΩ， RL= 2kΩ ，晶体管β=60， UBE=0.6V, 信号源内阻RS= 100Ω，试求: (1) 静态工作点 IB、IE 及 UCE； (2) 画出微变等效电路； (3) Au、ri 和 ro 。 例1: RB +UCC C1 C2 RE RL ui + – uo es RS .

(1)由直流通路求静态工作点。 解: 直流通路 +UCC RB RE + – UCE UBE IE IB IC

(2) 由微变等效电路求Au、 ri 、 ro。 rbe RB RL E B C + - RS RE 微变等效电路

2.6.1.场效应管放大电路的静态偏置 1.自给偏压式偏置电路 2.6 场效应管放大电路 2.6.1.场效应管放大电路的静态偏置 1.自给偏压式偏置电路 +UDD RS CS C2 C1 RD RG + T _ ui uo IS UGS UGS = –RSIS = –RSID 栅源电压UGS是由场效应管自身的电流提供的，故称自给偏压。

将已知的UGS(off)、IDSS代入上两式，解出UGS、ID; 静态分析可以用估算法或图解法( 略 ) +UDD RS CS C2 C1 RD RG + T _ ui uo IS UGS 估算法： 列出静态时的关系式 UGS = – RSID 将已知的UGS(off)、IDSS代入上两式，解出UGS、ID; 由 UDS= UDD –ID(RD+ RS) 解出UDS

例：已知UDD =20V、RD=3k、 RS=1k、 RG=500k、UGS(off)= –4V、IDSS=8mA， 确定静态工作点。 CS C2 C1 RD RG + T _ ui uo IS UGS 解：用估算法 列出关系式 UGS = – 1 ID 解出 UGS1 = –2V、UGS2 = –8V、ID1=2mA、ID2=8mA 因UGS2 <UGS(off) 故舍去 ， 所求静态解为UGS = –2V ID=2mA、 UDS= 20 – 2（ 3 + 1 ）= 12 V

uo ui 2. 分压式偏置电路 静态分析 估算法： 列出静态时的关系式 流过 RG 的电流为零 + – +UDD RS CS C2 C1 RG1 RD RG2 RG RL ui uo 将已知的UGS(off)、IDSS代入上两式，解出UGS、ID; 由 UDS= UDD – ID(RD+ RS) 解出UDS

2.6.3 动态分析 交流通路 电压放大倍数 RG是为了提 高输入电阻ri 而设置的。 输入电阻 输出电阻 RG1 RD RG2 RG + – RL S D G T 交流通路 电压放大倍数 RG是为了提 高输入电阻ri 而设置的。 输入电阻 输出电阻

2.6.4 源极输出器 交流通路 电压放大倍数 特点与晶体管的射极输出器一样 +UDD RS C2 C1 RG1 RG2 RG + – RL ui uo RG1 RS RG2 RG + – RL S D G T 交流通路 电压放大倍数 特点与晶体管的射极输出器一样

当场效应管工作在可变电阻区时，漏源电阻： 场效应管可看作由栅源电压控制的可变电阻。 U DS －1V －1.5V UGS=－0.5V ID/mA 16 20 12 4 8 －2V －2.5V | UGS |愈大， RDS愈大。 N沟道结型场效应管的转移特性