电子技术基础.

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1 电子技术基础

2 第2章 单级交流放大电路 学习要点 共射放大电路组成、工作原理、性能特点及分析方法 射极输出器基本特点 场效应管放大电路组成及分析方法

3 第2章 单级交流放大电路 2.1 放大电路的静态分析 2.2 放大电路的动态分析 2.3 静态工作点的稳定 2.4 射极输出器
第2章 单级交流放大电路 2.1 放大电路的静态分析 2.2 放大电路的动态分析 2.3 静态工作点的稳定 2.4 射极输出器 2.5 场效应晶体管放大电路

4 2.1 放大电路的静态分析 放大的实质：用较小的信号去控制较大的信号。 放大电路的组成

5 （1）晶体管V。放大元件，用基极电流iB控制集电极电流iC。
（2）电源UCC和UBB。使晶体管的发射结正偏，集电结反偏，晶体管处在放大状态，同时也是放大电路的能量来源，提供电流iB和iC。UCC一般在几伏到十几伏之间。 （3）偏置电阻RB。用来调节基极偏置电流IB，使晶体管有一个合适的工作点，一般为几十千欧到几百千欧。 （4）集电极负载电阻RC。将集电极电流iC的变化转换为电压的变化，以获得电压放大，一般为几千欧。 （5）电容Cl、C2。用来传递交流信号，起到耦合的作用。同时，又使放大电路和信号源及负载间直流相隔离，起隔直作用。为了减小传递信号的电压损失，Cl、C2应选得足够大，一般为几微法至几十微法，通常采用电解电容器。

6 共发射极放大电路的实用电路

7 估算法 静态是指无交流信号输入时，电路中的电流、电压都不变的状态，静态时三极管各极电流和电压值称为静态工作点Q（主要指IBQ、ICQ和UCEQ）。静态分析主要是确定放大电路中的静态值IBQ、ICQ和UCEQ。 直流通路：耦合电容可视为开路。

8 2.1.3 图解法 图解步骤： （1）用估算法求出基极电流IBQ（如40μA）。 （2）根据IBQ在输出特性曲线中找到对应的曲线。
图解法 图解步骤： （1）用估算法求出基极电流IBQ（如40μA）。 （2）根据IBQ在输出特性曲线中找到对应的曲线。 （3）作直流负载线。根据集电极电流IC与集、射间电压UCE的关系式UCE=UCC－ICRC可画出一条直线，该直线在纵轴上的截距为UCC/RC，在横轴上的截距为UCC，其斜率为－1/ RC ，只与集电极负载电阻RC有关，称为直流负载线。 （4）求静态工作点Q，并确定UCEQ、ICQ的值。晶体管的ICQ和UCEQ既要满足IB=40μA的输出特性曲线，又要满足直流负载线，因而晶体管必然工作在它们的交点Q，该点就是静态工作点。由静态工作点Q便可在坐标上查得静态值ICQ和UCEQ。

9 由UCE=UCC－ICRC所决定的直流负载线
两者的交点Q就是静态工作点 IB=40μA的输出特性曲线 过Q点作水平线，在纵轴上的截距即为ICQ 过Q点作垂线，在横轴上的截距即为ICQ

10 2.2 放大电路的动态分析 动态是指有交流信号输入时，电路中的电流、电压随输入信号作相应变化的状态。由于动态时放大电路是在直流电源UCC和交流输入信号ui共同作用下工作，电路中的电压uCE、电流iB和iC均包含两个分量。 交流通路：（ui单独作用下的电路）。由于电容C1、C2足够大，容抗近似为零（相当于短路），直流电源UCC去掉（短接）。

11 2.2.1 图解法 图解步骤： （1）根据静态分析方法，求出静态工作点Q。 （2）根据ui在输入特性上求uBE和iB。 （3）作交流负载线。
图解法 图解步骤： （1）根据静态分析方法，求出静态工作点Q。 （2）根据ui在输入特性上求uBE和iB。 （3）作交流负载线。 （4）由输出特性曲线和交流负载线求iC和uCE。

12 从图解分析过程，可得出如下几个重要结论：
（1）放大器中的各个量uBE，iB，iC和uCE都由直流分量和交流分量两部分组成。 （2）由于C2的隔直作用，uCE中的直流分量UCEQ被隔开，放大器的输出电压uo等于uCE中的交流分量uce，且与输入电压ui反相。 （3）放大器的电压放大倍数可由uo与ui的幅值之比或有效值之比求出。负载电阻RL越小，交流负载电阻RL'也越小，交流负载线就越陡，使Uom减小，电压放大倍数下降。 （4）静态工作点Q设置得不合适，会对放大电路的性能造成影响。若Q点偏高，当ib按正弦规律变化时，Q'进入饱和区，造成ic和uce的波形与ib（或ui）的波形不一致，输出电压uo（即uce）的负半周出现平顶畸变，称为饱和失真；若Q点偏低，则Q"进入截止区，输出电压uo的正半周出现平顶畸变，称为截止失真。饱和失真和截止失真统称为非线性失真。

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15 微变等效电路法 （1）基本思路 把非线性元件晶体管所组成的放大电路等效成一个线性电路，就是放大电路的微变等效电路，然后用线性电路的分析方法来分析，这种方法称为微变等效电路分析法。等效的条件是晶体管在小信号（微变量）情况下工作。这样就能在静态工作点附近的小范围内，用直线段近似地代替晶体管的特性曲线。 （2）晶体管微变等效电路 输入特性曲线在Q点附近的微小范围内可以认为是线性的。当uBE有一微小变化ΔUBE时，基极电流变化ΔIB，两者的比值称为三极管的动态输入电阻，用rbe表示，即：

16 输出特性曲线在放大区域内可认为呈水平线，集电极电流的微小变化ΔIC仅与基极电流的微小变化ΔIB有关，而与电压uCE无关，故集电极和发射极之间可等效为一个受ib控制的电流源，即：

17 （3）放大电路微变等效电路

18 ①电压放大倍数 式中RL'=RC//RL。当RL=∞（开路）时

19 ②输入电阻 Ri 输入电阻Ri的大小决定了放大电路从信号源吸取电流（输入电流）的大小。为了减轻信号源的负担，总希望Ri越大越好。另外，较大的输入电阻Ri，也可以降低信号源内阻Rs的影响，使放大电路获得较高的输入电压。在上式中由于RB比rbe大得多，Ri近似等于rbe，在几百欧到几千欧，一般认为是较低的，并不理想。

20 ③输出电阻 对于负载而言，放大器的输出电阻Ro越小，负载电阻RL的变化对输出电压的影响就越小，表明放大器带负载能力越强，因此总希望Ro越小越好。上式中Ro在几千欧到几十千欧，一般认为是较大的，也不理想。

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24 2.3 静态工作点的稳定 温度对静态工作点的影响 UBE减小 温度升高 ICBO增大 IC增大 β增大

25 静态工作点稳定的放大电路 条件：I2>>IB，则 与温度基本无关。 调节过程：

26 （1）静态分析 （2）动态分析

27 例：图示电路（接CE），已知UCC=12V，RB1=20kΩ，RB2=10kΩ，RC=3kΩ，RE=2kΩ，RL=3kΩ，β=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：（1）用估算法计算静态工作点

28 （2）求电压放大倍数 （3）求输入电阻和输出电阻

29 2.4 射极输出器 静态分析

30 动态分析 ①求电压放大倍数

31 ②求输入电阻

32 ③求输出电阻

33 射极输出器的特点： ①电压放大倍数小于1，但约等于1，即电压跟随。 ②输入电阻较高。 ③输出电阻较低。 射极输出器的用途： 射极跟随器具有较高的输入电阻和较低的输出电阻，这是射极跟随器最突出的优点。射极跟随器常用作多级放大器的第一级或最末级，也可用于中间隔离级。用作输入级时，其高的输入电阻可以减轻信号源的负担，提高放大器的输入电压。用作输出级时，其低的输出电阻可以减小负载变化对输出电压的影响，并易于与低阻负载相匹配，向负载传送尽可能大的功率。

34 例：图示电路，已知UCC=12V，RB=200kΩ，RE=2kΩ，RL=3kΩ，RS=100Ω ，β=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：（1）用估算法计算静态工作点

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36 2.5 场效应晶体管放大电路 静态分析 设UGS=0，则：

37 动态分析

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