第二章 基本放大电路 2.1放大电路概述 2.2基本放大电路的工作原理 2.3图解分析法 2.4微变等效电路分析法 2.5静态工作点稳定电路

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1 第二章 基本放大电路 2.1放大电路概述 2.2基本放大电路的工作原理 2.3图解分析法 2.4微变等效电路分析法 2.5静态工作点稳定电路
2.6共集和共基放大电路 2.7场效应管基本放大电路 返回

2 2.1放大电路概述 一.放大电路的概念 （输出回路） （输入回路） 放大功能——通过电能转换把微弱的电信号增强到所要求的电压、电流或功率值。
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3 一个微弱的电信号通过放大器后，输出电压或电流的幅值得到了放大，但它随时间变化的规律不能变——不失真。 即输出量的变化与输入量的变化要成比例。 三种基本连接方式：共射、共集、共基。
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4 （1）电压放大倍数定义为: AU=uo/ui
二.放大电路的主要性能指标 1.放大倍数（增益）——表示放大器的放大能力 （1）电压放大倍数定义为: AU=uo/ui （2）电流放大倍数定义为: AI=io/ii 返回

5 2. 输入电阻Ri——从放大电路输入端看进去的等效电阻
Ri=ui / ii 一般来说， Ri越大越好。 （1）Ri越大，ii就越小，从信号源索取的电流越小。 （2）当信号源有内阻时， Ri越大， ui就越接近uS。 返回

6 3. 输出电阻Ro——从放大电路输出端看进去的等效电阻
输出电阻的定义： 输出电阻是表明放大电路带负载能力的，Ro越小，放大电路带负载的能力越强，反之则差。 返回

7 4.最大输出功率POM—在输出信号基本不失真的情况下能输出的最大功率。 效率η=Pom/PS*100% （ps——直流电源提供的功率）
5、最大输出幅度UOM（或IOM）： 输出波形没有明显失真情况下，放大电路能提供给负载的最大输出电压（或电流）。 返回

8 2.2 基本放大电路的工作原理 一、电路构成及各元件的作用： （一）放大电路的构成： 输出回路 输入回路 返回

9 （二）放大电路中各元件的作用 放大元件iC=iB，工作在放大区，要保证集电结反偏，发射结正偏。 返回

10 各元件作用： 集电极电阻RC，将变化的电流转变为变化的电压。 使发射结正偏，并提供适当的静IB和UBE。 基极电源与基极电阻
集电极电源，为电路提供能量。并保证集电结反偏。 返回

11 各元件作用： + + 作用：隔直通交隔离输入输出与电路直流的联系，同时能使信号顺利输入输出。 耦合电容： 电解电容，有极性，
大小为10F~50F + + 返回

12 基本放大电路的习惯画法 返回

13 二、放大电路中电流、电压的符号及波形 （一）电路中电流、电压的符号规定 （二）电路中电流、电压的波形
静态——无信号输入时，电路中只存在直流电流和直流电压，此时放大电路的工作状态为静态 （1）放大电路工作在动态时，uBE 、iB 、uCE 、iC 的波形都是由直流分量和交流分量合成的结果。 （2）若参数选择恰当，将有uo幅值›› ui 幅值，即放大作用。 动画演示 返回

14 （一）直流通路—放大电路中直流分量通过的路径。（画直流通路时，电容视为开路，电感视为短路，其他不变）
三、放大电路中的直流通路与交流通路 （一）直流通路—放大电路中直流分量通过的路径。（画直流通路时，电容视为开路，电感视为短路，其他不变） （二）交流通路—放大电路中交流电流通过的路径。（容抗小的电容、内阻小的直流电源，视为短路） 返回

15 Q IB 静态IC VCC 动画演示 静态UCE 2.3 图解分析法 —运用三极管的特性曲线，作图分析放大电路性能 IC 返回
图解分析法 —运用三极管的特性曲线，作图分析放大电路性能 一. 静态工作情况分析 直流负载线 UCE=VCC–ICRC IC UCE 由估算法求出IB，IB对应的输出特性与直流负载线的交点就是工作点Q Q 静态IC IB VCC VBB=UBE+IBRB (UBE= 0.7V) 动画演示 静态UCE IB = (VBB-UBE)/RB

16 - - ui=0时 1.静态工作点——Ui=0时电路的工作状态 由于电源的存在，电路中存在一组直流量。 + UCE + UBE IE IC
IB IC + UCE - + UBE - IE ui=0时 返回

17 为什么要设置静态工作点？ IC IB Q Q IB IB IC UBE UCE UCE UBE
由于(IB,UBE) 和( IC,UCE )分别对应于输入、输出特性曲线上的一个点，所以称为静态工作点。 放大电路建立正确的静态工作点，是为了使三极管工作在线性区，以保证信号不失真。 为什么要设置静态工作点？ IC UCE IB IB UBE Q Q IB IC UCE UBE 返回

18 静态工作点的估算 将交流电压源 短路，将电容开路。 画出放大电路的直流通路 直流通路的画法： 开路 开路 返回

19 用估算法分析放大器的静态工作点（ IB、UBE、IC、UCE）
画直流通路： IC= IB Rb称为偏置电阻，IB称为偏置电流。 返回

20 例：用估算法计算静态工作点。 已知：VCC=12V，RC=4K，Rb=300K ，=37.5。 解： 请注意电路中IB和IC的数量级
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21 二、动态工作情况分析 动态—放大电路有输入信号时的工作状态。 （一）不带负载时的动态分析 基本共射放大电路 返回

22 ib ic ib Q ui uce iC uCE iB uBE 注意：uce与ui反相！ 静态工作点
返回

23 各点波形 iC uo ui uCE uB iB UB 工作原理演示
返回 各点波形 iC uo ui uCE uB iB UB 工作原理演示 uo比ui幅度放大且相位相反

24 结论：（1）放大电路中的信号是交直流共存，可表示成：
ui t uBE t iB iC uCE 虽然交流量可正负变化，但瞬时量方向始终不变 （2）输出uo与输入ui相比，幅度被放大了，频率不变，但相位相反。 uo t 返回

25 （二）带负载时的动态分析 输出端接入负载RL：1、不影响Q 2、影响动态！ 返回

26 交流负载线 ic uce=-ic（RC//RL） = -ic RL 其中： 返回

27 uce=-ic（RC//RL）= -ic RL
交流量I c 和 uc e 有如下关系： uce=-ic（RC//RL）= -ic RL 或ic=（-1/ RL） uce 即：交流负载线的斜率为： 交流负载线的作法： ①斜 率为-1/R'L 。（ R'L= RL∥Rc ） ②经过Q点。 返回

28 交流负载线的作法： iCE 交流负载线 直流负载线 Q IB VCC
①斜 率为-1/R'L 。 （ R'L= RL∥Rc ） Q IB ②经过Q点。 VCC 注意： （1）交流负载线是有交流 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。 返回

29 三．静态工作点与波形失真的关系 （1）合适的静态工作点 iC uCE ib 可输出的最大不失真信号 uo 返回

30 （2）Q点过低→信号进入截止区 iC uCE 信号波形 uo 称为截止失真 返回

31 （3）Q点过高→信号进入饱和区 信号波形 iC uCE 称为饱和失真 截止失真和饱和失真统称“非线性失真” uo 返回

32 四、电路参数对静态工作点的影响 （一）Rb （二）RC （三）UCC 静态工作点应选在交流负载线的中点 小信号的放大电路——工作点适当选低
大信号的放大电路——工作点适当选高 返回

33 2.4 微变等效电路分析法 一、静态工作点的估算： IBQ UCC/Rb ICQ   IBQ UCEQ = UCC - ICQRC
2.4 微变等效电路分析法 一、静态工作点的估算： IBQ UCC/Rb ICQ   IBQ UCEQ = UCC - ICQRC 二、微变等效电路与动态分析 （一）三极管的简化微变等效电路 ube ube rbe 1、三极管输入回路等效电路  ib ube 2、三极管输出回路的等效电路 返回

34 （二）动态分析 1、共射放大电路的简化微变等效电路 共射放大电路 微变等效电路 返回

35 2、电压放大倍数的计算： 负载电阻越小，放大倍数越小。 返回

36 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较大的的输入电阻。
3、输入电阻的计算： 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，因此一般总是希望得到较大的的输入电阻。 返回

37 4、输出电阻的计算： + - 返回

38 Q变 T 2.5 静态工作点稳定电路 UBE IC变 变  变 ICEO
2.5 静态工作点稳定电路 1. 温度变化对静态工作点的影响 对于前面的电路（固定偏置电路）而言，静态工作点受到UBE、和ICEO影响，这三个参数随温度而变化。 UBE  ICEO 变 Q变 T 变 IC变 返回

39 1、温度对UBE的影响 T UBE iB uBE 25 ºC 50ºC IB IC 返回

40 2、温度对值及ICEO的影响 IC T 、 ICEO iC Q´ Q uCE 总之： T IC
返回

41 二.分压式偏置稳定电路 （1） 电路的特点和工作原理 IC I1 IB I2 IE 选I2=（5~10）IB ∴I1 I2 返回

42 IC I1 IB I2 IE IC UBE T IE UE IB IC 静态工作点 稳定过程： UB稳定 UBE=UB-UE
=UB - IE Re IC UBE T IE UE IB 由输入特性曲线 IC 返回

43 （二）静态工作点的近似估算: V + T R 电容开路,画出直流通道 ICQ IEQ =UE/Re = （UB- UBEQ）/ Re
CC ICQ IEQ =UE/Re = （UB- UBEQ）/ Re IBQ=ICQ/ UCEQ = VCC - ICQRC - ICQRe 返回

44 （三）电压放大倍数的估算： 返回

45 （四）输入电阻和输出电阻的估算 输入电阻 返回

46 输出电阻 b Re ) 1 ( i β + = 返回

47 第六节 共集放大电路和共基放大电路 + R V T u - R - R u 一、共集放大电路 （射极输出器） βIb Ib ICQ IBQ
e b CC T + βIb u i b - + R S Ib ICQ IBQ rbe - R u e o L IEQ 返回

48 （一）静态工作点 （二）电压放大倍数近似=1 （三）输入电阻高 （四）输出电阻低 + V T R u R - u R - R - R up
e b CC T ICQ IBQ IBQ +UBEQ +IEQRE VCC=Rb IEQ= (1+β) IBQ IBQ=(VCC-UBEQ)/(Rb+RE(1+β)) IEQ UCEQ=VCC-IEQRe=Vcc-(1+β)Re （二）电压放大倍数近似=1 + βIb UO=IERL’=(1+ β)IbRL’ RL’=RL//Re u i b - + R S Ib rbe Ui=Ibrbe+(1+β) IbRL’ - R u e o L Au=Uo/Ui= -βIbRL’/[Ibrbe+(1+β)Re] Au=Uo/Ui= -(1+β)RL’/[rbe+(1+β)Re]=1 （三）输入电阻高 + βIb b - + R S Ib rbe Ri=Rb//Ri’= Rb//[rbe+(1+β)] up - R e （四）输出电阻低 Ro=UP//Ip= Re//{[rbe+Rs’]/(1+β)} 返回

49 （四）射极输出器输出电阻低 ip=ie+βib+ib Rs’=Rs//Rb R - R up - rbe - Re up R - βIb
Ro=up//ip= Re//{[rbe+Rs’]/(1+β)} Re βib ie up - ip b - + R S rbe Rs’=Rs//Rb 返回

50 1、放在多级放大器的输入端，提高整个放大器的输入电阻。
射极输出器的特点： 1、电压放大倍数=1；2、同相； 3、 输入阻抗高； 、输出阻抗小。 射极输出器的应用 1、放在多级放大器的输入端，提高整个放大器的输入电阻。 2、放在多级放大器的输出端，减小整个放大器的输出电阻。 3、放在两级之间，起缓冲作用。 返回

51 三.放大电路三种组态的比较 共基 共射 共集 电压增益： 输入电阻： 输出电阻： 返回

52 *2. 7 场效应管基本放大电路 一. 场效应管的直流偏置电路和静态分析 保证管子工作在饱和区，输出信号不失真
*2. 7 场效应管基本放大电路 一. 场效应管的直流偏置电路和静态分析 保证管子工作在饱和区，输出信号不失真 （一）自偏压电路 计算Q点：UGS 、 ID 、UDS 已知UP ，由 UGS = - IDR ID 可解出Q点的UGS 、 ID UGS =- IDR 再求： UDS =VDD- ID (Rd + RS ) 注意：该电路产生负的栅源电压，所以只能用于需要负栅源电压的电路。 返回

53 2.分压式自偏压电路 计算Q点： 已知UP ，由 可解出Q点的UGS 、 ID UDS =VDD- ID (Rd + R ) 再求：
该电路产生的栅源电压可正可负，所以适用于所有的场效应管电路。 返回

54 二.场效应管放大电路的微变等效电路分析 （一）场效应管微变等效电路
其中：gmugs是压控电流源，它体现了输入电压对输出电流的控制作用。称为低频跨导。 rds为输出电阻，类似于双极型晶体管的rce。 返回

55 （二） 场效应管共源放大电路 返回

56 共源放大电路的微变等效电路。 （1）电压放大倍数 则 （2）输入电阻 （3）输出电阻 返回

57 （三）共漏极放大电路—源极输出器 1、电压放大倍数 由 得 2、输入电阻 返回

58 3、 输出电阻 由图有 所以 返回

59 *2.8 差动放大电路 即：1=2= UBE1=UBE2= UBE rbe1= rbe2= rbe RC1=RC2= RC
*2.8 差动放大电路 一、射极耦合差动放大电路 即：1=2= UBE1=UBE2= UBE rbe1= rbe2= rbe RC1=RC2= RC Rb1=Rb2= Rb 电路构成 返回

60 （二）静态分析 静态集电极电流 集电极电位 基极电位 （对地） 静态基极电流 返回

61 （三）动态分析 差动放大电路一般有两个输入端： 差动放大电路可以有两个输出端： 双端输入——从两输入端同时加信号。
单端输入——仅从一个输入端对地加信号。 差动放大电路可以有两个输出端： 双端输出——从C1 和C2输出。 单端输出——从C1或C2 对地输出。 返回

62 差动放大器共有四种输入输出方式: 1. 双端输入、双端输出（双入双出） 2. 双端输入、单端输出（双入单出）
3. 单端输入、双端输出（单入双出） 4. 单端输入、单端输出（单入单出） 返回

63 1、共模信号的抑制 共模输入时的等效电路 返回

64 2.双端输入双端输出 (1)差模电压放大倍数 （2）共模电压放大倍数 （3）差模输入电阻 （4）输出电阻 返回

65 3. 双端输入单端输出 (1)差模电压放大倍数 这种方式适用 于将差分信号转换 为单端输出的信号。 （2）差模输入电阻 （3）输出电阻 返回

66 加大Re，可以提高共模抑制比。为此可用恒流源T3来代替Re 。
二. 恒流源式差动电路 根据共模抑制比公式： 加大Re，可以提高共模抑制比。为此可用恒流源T3来代替Re 。 恒流源的作用 等效很大的交流电阻，直流电阻并不大。 恒流源使共模放大倍数减小，而不影响差模放大倍数，从而增加共模抑制比。 返回

67 恒流源式差动电路的计算： 静态工作点： 动态： 恒流源等效电阻： 返回

68 三.差动放大电路的输入、输出接法 差动放大器共有四种输入输出方式: 1. 双端输入、双端输出（双入双出） 主要讨论的问题有：
2. 双端输入、单端输出（双入单出） 3. 单端输入、双端输出（单入双出） 4. 单端输入、单端输出（单入单出） 主要讨论的问题有： 差模电压放大倍数、共模电压放大倍数 差模输入电阻 输出电阻 返回

69 本章小结 1．FET分为JFET和MOSFET两种，工作时只有一种载流子参与导电，因此称为单极性型晶体管。FET是一种压控电流型器件，改变其栅源电压就可以改变其漏极电流。 2．FET放大器的偏置电路与BJT放大器不同，主要有自偏压式和分压式两种。 3． FET放大电路也有三种组态：共源、共漏和共栅。 电路的动态分析需首先利用FET的交流模型建立电路的交流等效电路，然后再进行计算，求出电压放大倍数、输入电阻、输出电阻等量。 返回