电压放大倍数的计算课件.ppt

1、第二章第二章 基本放大器基本放大器2.2 2.2 单管共射放大电路的工作原理单管共射放大电路的工作原理2.3 2.3 放大电路的图解分析法放大电路的图解分析法2.4 2.4 放大电路的模型分析法放大电路的模型分析法2.5 2.5 共集和共基放大电路及共集和共基放大电路及BJTBJT电流源电路电流源电路2.6 2.6 多级放大电路多级放大电路2.7 BJT2.7 BJT放大电路的频率响应放大电路的频率响应2.1 2.1 放大电路的基本概念及性能指标放大电路的基本概念及性能指标2.1 2.1 放大电路的基本概念及性能指标放大电路的基本概念及性能指标 一一. .放大的基本概念放大的基本概念 放大放大

2、把微弱的电信号的幅度放大。把微弱的电信号的幅度放大。一个微弱的电信号通过放大器后，输出电压或电流的幅得一个微弱的电信号通过放大器后，输出电压或电流的幅得到了放大，但它随时间变化的规律不能变到了放大，但它随时间变化的规律不能变，即，即不失真不失真。+-uo+u+-i放大电路u-R+SSRL信号源负载iiio二二. .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，放大器可分为四种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，所以有四种类型，所以有四种放大倍数的定义。放

3、大倍数的定义。（1）电压放大倍数）电压放大倍数定义为定义为: AU=uo/ui（2）电流放大倍数）电流放大倍数定义为定义为: AI=io/ii （3）互阻增益）互阻增益定义为定义为: Ar=uo/ii（4）互导增益）互导增益定义为定义为: Ag=io/ui+-uo+u+-i放大电路u-R+SSRL信号源负载iiio2. 输入电阻输入电阻Ri从放大电路输入端看进去的等效电阻从放大电路输入端看进去的等效电阻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

4、阻时， Ri越大，越大， ui就越接近就越接近uS。+i-oiii+-信号源S放大电路oS-LuR负载RuuRiRi3. 输出电阻输出电阻Ro从放大电路输出端看进去的等效电阻从放大电路输出端看进去的等效电阻+S+o负载LS+信号源-u-oiiiRR放大电路-+iuuRiRiouoRRo 输出电阻是表明放大电路带负载能力的输出电阻是表明放大电路带负载能力的，Ro越越小，放大电路带负载的能力越强，反之则差。小，放大电路带负载的能力越强，反之则差。 0,ooosL= uRiuR 输出电阻输出电阻的定义：的定义：4. 通频带通频带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

5、率通频带：通频带： fbw=fHfL放大倍数随频率放大倍数随频率变化曲线变化曲线幅幅频特性曲线频特性曲线 3dB带宽带宽2.2 2.2 单管共射放大电路的工作原理单管共射放大电路的工作原理一三极管的放大原理一三极管的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（-ICRc）放大原理：放大原理：UBEIBIC（b bIB）电压放大倍数：电压放大倍数： u uo o iouUUAVcRTVBBCCbR-+BEU-UCE+ICIBuiUBE+IB+CI+UCE+o-u+u ui i放大元件放大元件iC=b biB，工作在放大区，要工作在放大区

6、，要保证集电结反偏，保证集电结反偏，发射结正偏。发射结正偏。二二. .单管共单管共射射极放大电路的结极放大电路的结构及各元件的作用构及各元件的作用+b2b-iuC+R-b1RuToL+CcRVCCBBV各元件作用：各元件作用：使发射结正偏，使发射结正偏，并提供适当的静并提供适当的静IB和和UBE。基极电源与基极电源与基极电阻基极电阻+b2b-iuC+R-b1RuToL+CcRVCCBBV集电极电源，为电集电极电源，为电路提供能量。并保路提供能量。并保证集电结反偏。证集电结反偏。集电极电阻集电极电阻RC，将，将变化的电流转变为变化的电流转变为变化的电压。变化的电压。耦合电容：耦合电容：电解电容，

7、有极性，电解电容，有极性，大小为大小为10 F50 F作用：作用：隔直通交隔直通交隔离隔离输入输出与电路直流输入输出与电路直流的联系，同时能使信的联系，同时能使信号顺利输入输出。号顺利输入输出。+b2b-iuC+R-b1RuToL+CcRVCCBBV各元件作用：各元件作用：基本放大电路的习惯画法基本放大电路的习惯画法+b2b-iuC+R-b1RuToL+CcRVCCBBV+CTb1CCRbVL+uoR-u+-ib2CcR1.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 三三. . 静态工作点静态工作点-u+TRb2Lb1oCRCub1+R+CC-.iVcui=0时时由于电源的由

8、于电源的存在，电路存在，电路中存在一组中存在一组直流量。直流量。ICIEIB+UBE-+UCE-由于由于(IB,UBE) 和和( IC,UCE )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，所以称为性曲线上的一个点，所以称为静态工作点静态工作点。IBUBEQIBUBEQUCEICICUCEIB为什么要设置静态工作点？为什么要设置静态工作点？ 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。工作在线性区，以保证信号不失真。开路开路画出放大电路的直流通路画出放大电路的直流通路 2. 2. 静态工作点的估算静态

9、工作点的估算 将交流电压源短路，将电容开路。将交流电压源短路，将电容开路。直流通路的画法：直流通路的画法：开路开路-u+TRb2Lb1oCRCub1+R+CC-.iVc画直流通路：画直流通路：+TRb1RCCVcRb称为称为偏置电阻偏置电阻，IB称为称为偏置电流偏置电流。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）IC= b bIBbBECCBRUVI bCCV7 . 0RV CCCCCERIVU 例：用估算法计算静态工作点。例：用估算法计算静态工作点。已知：已知：VCC=12V，RC=4K ，Rb=300K ，b b=37.5。解：解：A400

10、.04mA30012bCCB RVImA5 . 104. 05 .37BC IIb b6V41.512CCCCCE RIVU请注意电路中请注意电路中IB和和IC的数量级的数量级+CTb1CCRbVL+uoR-u+-ib2CcR一一. 用图解法分析放大器的静态工作点用图解法分析放大器的静态工作点UCE=VCCICRCVCCICUCECCCRV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对应的输对应的输出特性与直流出特性与直流负载线的交点负载线的交点就是工作点就是工作点Q QQIB静态静态UCE静态静态IC2.3 2.3 放大电路的图解分析法放大电路的图解分析法+CRci

11、uVb1TuCC+b2R-oC+b-iBuBEQuiibic1. 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，输假设在静态工作点的基础上，输入一微小的正弦信号入一微小的正弦信号 uiib静态工作点静态工作点二二. 用图解法分析放大器的动态工作情况用图解法分析放大器的动态工作情况iCiCEuce注意：注意：uce与与ui反相！反相！1b+b2CRcCVRCCb1uiiBiCuCEuo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结论：结论：（1）放大电路中的信）放大电路中的信号是交直流共存，可表示成：号是交直流共存，可表示成：ceCECEcCC

12、bBBbeBEBEuUuiIiiIiuUu 虽然交流量可正负变化，但虽然交流量可正负变化，但瞬时量方向始终不变瞬时量方向始终不变（2 2）输出）输出u uo o与输入与输入u ui i相比，幅度相比，幅度被放大了，频率不变，但相位相被放大了，频率不变，但相位相反。反。uituBEtiBtiCtuCEtuot对交流信号对交流信号(输入信号输入信号ui)2.放大器的交流通路放大器的交流通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：-u+T+b2V-uRc.ob1RLC+b1CCCRi 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。短路短路短路短路

13、置零置零交流通路交流通路+R-uoTuRbRLic+3.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！+CTb1CCRbVL+uoR-u+-ib2CcR交流负载线交流负载线ic其中：其中：CLL/RRR uce=-ic（RC/RL） = -ic RL+R-uoTuRbRLic+交流量交流量ic和和uce有如下关系：有如下关系：即：交流负载线的斜率为：即：交流负载线的斜率为：L1Ruce=-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：斜斜 率为率为- -1/RL 。（。（ RL= RLRc ）

14、经过经过Q点。点。 交流负载线的作法：交流负载线的作法：iCiCEVCCCCCRVQIB交流负载线交流负载线直流负载线直流负载线斜斜 率为率为- -1/RL 。（ RL= RLRc ）经过经过Q点。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。iCuCEuo可输出可输出的最大的最大不失真不失真信号信号（1）合适的静态工作点）合适的静态工作点ib4非线性失真与非线性失真与Q Q的关系的关系iCuCEuo（2）Q点过低点过低信号进入截止区信号进

15、入截止区称为截止失真称为截止失真信号波形信号波形iCuCEuo（3）Q点过高点过高信号进入饱和区信号进入饱和区称为饱和失真称为饱和失真信号波形信号波形截止失真和饱和失真截止失真和饱和失真统称统称“非线性失真非线性失真”2.4 放大电路的交流模型分析法放大电路的交流模型分析法思路：将非线性的思路：将非线性的BJT等效成一个线性电路等效成一个线性电路条件：交流小信号条件：交流小信号+i-ube+-ubTce+ci+bucei+-+ibecu-二端口网络一一 . 三极管的共射低频简化模型三极管的共射低频简化模型 uBE iBiBuBE1、输入回路、输入回路晶体管输入特性曲线上，选择恰当晶体管输入特性

16、曲线上，选择恰当的工作点，工作段近似为直线。在的工作点，工作段近似为直线。在该直线段内，该直线段内， 与与 成正比，成正比，其比值可用线性电阻表示其比值可用线性电阻表示：BEuBiBBEbeiur（uCE为常数）)mA(mV26)(1200EbeIr iC iBiCuCEiCuCE iC uCE2、输出回路、输出回路 由于在输出特性曲线上，当电压变化时，电流变化很小，由于在输出特性曲线上，当电压变化时，电流变化很小，所以晶体管输出电阻可近似为无穷大。故晶体管输出回路可所以晶体管输出电阻可近似为无穷大。故晶体管输出回路可等效成一个受控电流源。等效成一个受控电流源。3、三极管、三极管等效电路等效电

17、路：+iibebb-cebe-+rccubie+u二二. 放大器的交流分析放大器的交流分析1. 画出放大器的微变等效电路画出放大器的微变等效电路（1）画出放大器的交流通路）画出放大器的交流通路（2）将交流通路中的三极管用）将交流通路中的三极管用h参参数等效电路代替数等效电路代替-+.cuLoibbeRricibi.iiRubR+CTb1CCRbVL+uoR-u+-ib2CcR2 2、电压放大倍数的计算：、电压放大倍数的计算：bebiriu LboRiu b bbeLiourRuuA b bLCLRRR/ 负载电阻越小，放大倍数越小。负载电阻越小，放大倍数越小。-+.cuLoibbeRricib

18、i.iiRubRiiiuRibeb/rRber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。3 3、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：-+-+RbrbeibbiiicioLcRu.Ru.iiRRo定义：定义：放大+iuR+uS-S电路iRRL+Ou-当信号源有内阻时：当信号源有内阻时：iouuuA sousuuA 由图知：由图知：ssiiiuRRRu 所以：所以：siiosousuuuuuuA usiiARRR cibbeRricbibR

19、iioRcoooRiuR 所以：所以：4、输出电阻的计算：、输出电阻的计算：根据定义：根据定义：oi00,ooosL= uRiuRou+-例例 共射放大电路如图所示。设：共射放大电路如图所示。设：VCC12V12V，Rb=300k=300k, ,Rc=3k=3k, , RL=3k=3k,BJTBJT的的b b =60=60。+CTb1CCRbVL+uoR-u+-ib2CcR1 1、试求电路的静态工作点试求电路的静态工作点Q Q。A40300kV12bBBBQ RVI2mAA4050QBCQ II6V3k2mAV12CCQCCCEQ RIVU解：解：+CTb1CCRbVL+uoR-u+-ib2C

20、cR2 2、估算电路的电压放大倍数、输入电阻估算电路的电压放大倍数、输入电阻Ri和输出电阻和输出电阻Ro。解：画微变等效电路解：画微变等效电路-+.cuLoibbeRricibi.iiRubR)mA(mV26)(1200EbeIr 993)mA(2mV2661200750.993kk3k50beLu rRARi=rbe/Rbrbe=993Ro=Rc=3k+CTb1CCRbVL+uoR-u+-ib2CcR 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，是截止还是饱和 失真？失真？应调节哪个元件？如何调节？应调节哪个元件？如何调节？解：解：为截止失真。为截止失

21、真。 应减小应减小Rb。对于前面的电路（固定偏置电路）而言，对于前面的电路（固定偏置电路）而言，静态工作点由静态工作点由UBE、b b和和ICEO决定，这三个参决定，这三个参数随温度而变化。数随温度而变化。Q变变UBEb bICEO变变T变变IC变变三三. 静态工作点的稳定静态工作点的稳定1. 温度对静态工作点的影响温度对静态工作点的影响1、温度对、温度对UBE的影响的影响iBuBE25 C50CTUBEIBIC2、温度对、温度对b b值及值及ICEO的影响的影响Tb b、 ICEOICiCuCEQQ 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。总之：

22、总之：TICI1I2IBCCb2b1b2BRRRVU 2. 静态工作点稳定的放大器静态工作点稳定的放大器选选I2=（510）IB I1 I2ICIE+b2Rb1b1CCTCRRVRu+-Lo-+uiCb2Rce（1） 结构及结构及工作原理工作原理静态工作点静态工作点稳定过程：稳定过程：TUBEICICIEUECCb2b1b2BRRRVU UBE=UB-UE =UB - IE ReUB稳定稳定IB由输入特性曲线由输入特性曲线I1I2IBICIE+b2Rb1b1CCTCRRVRu+-Lo-+uiCb2Rce（2）直流通道及静态工作点估算）直流通道及静态工作点估算:CCb2b1b2BVRRRU IB

23、=IC/b bUCE = VCC - ICRC - IEReIC IE =UE/Re = （UB- UBE）/ Re 电容开路电容开路,画出直流通道画出直流通道+b2cReVRRRb1TCC 将电容短路将电容短路,直流电源短路，画出电路的交直流电源短路，画出电路的交流小信号等效电路流小信号等效电路（3）动态分析：）动态分析：+ebbciRiRRb1berRuoC+-LRi-+ub2RRiicbiii电压放大倍数：电压放大倍数：RL= RC / RL+ebbciRiRRb1berRuoC+-LRi-+ub2RRiicbiiiebeLebebLbiou)(1)(1RrRRriRiuuA b beb

24、bebi)1(Ririub b )/(LCboRRiub b 输入电阻：输入电阻：ebebii)(1RriuR b2b1ii/RRRR b2b1ebe/)(1RRRr 输出电阻：输出电阻：coRR +ebbciRiRRb1berRuoC+-LRi-+ub2RRiicbiiioR思考：思考：若在若在Re两端并电容两端并电容Ce会对会对Au、Ri、Ro有有什么影响？什么影响？+b2Rb1b1CCTCRRVRu+-Lo-+uiCb2RceCe一一. 共集电极放大电路共集电极放大电路1. 结构：结构：2.5 共集和共基放大电路共集和共基放大电路+-RuRVeuib-C1+CCoTRL2C+-RSSu2

25、. 直流通道及静态工作点分析：直流通道及静态工作点分析：ebCCRRUVI)1(BEBb b IBIEUBEUCEBCII eCCCeECCCERIVRIVU eEBEbBCCRIURIV eBBEbB)1(RIURI +RVebCCR3. 动态分析动态分析（1）交流通道及微变等）交流通道及微变等效电路效电路+-RuRVeuib-C1+CCoTRL2C+-RSSu+ebbciRiRberuo-LRi-+ubRiicbiii+Ru-+SSeR（2）电压放大倍数：）电压放大倍数：)/)(1)/)(1LebeLeiouRRrRRuuA )/()1 (LebbebiRRiriub)/()1(LeboR

26、Riu +ebbciRiRberuo-LRi-+ubRiicbiii+Ru-+SSeR1 （3）输入电阻）输入电阻+ebbciRiRberuo-LRi-+ubRiicbiii+Ru-+SSeR)/)(1LebebiiRRriuR biiR/RR bLebe)(1R/)R/Rr （4）输出电阻）输出电阻+SbuRRberiRbecbe+-iiboRrRRRurRurRuuiuR 1beseebesbesobRe)1(iii be)1(iRu besbrRui bSs/ RRR射极输出器的特点：电压放大倍数射极输出器的特点：电压放大倍数=1， 输入阻抗高，输出阻抗小。输入阻抗高，输出阻抗小。射极输

27、出器的应用射极输出器的应用1、放在多级放大器的输入端，提高整个放、放在多级放大器的输入端，提高整个放大器的输入电阻。大器的输入电阻。2、放在多级放大器的输出端，减小整个放、放在多级放大器的输出端，减小整个放大器的输出电阻。大器的输出电阻。2、放在两级之间，起缓冲作用。、放在两级之间，起缓冲作用。二二. 共基极电路共基极电路+S+Vb11b2ui-u+2SCCR-RCCRcRR+uLo-eR1. 静态工作点静态工作点直流通路：直流通路：CCb2b1b2BVRRRU eBEBECRUUII )(ecCCCeEcCCCCERRIVRIRIVU b bCBII +S+Vb11b2ui-u+2SCCR-

28、RCCRcRR+uLo-eR+b2Rb1RRVRceCC2. 动态分析动态分析画出电路的交流小信号画出电路的交流小信号等效电路等效电路+S+Vb11b2ui-u+2SCCR-RCCRcRR+uLo-eR（1 1）电压放大倍数）电压放大倍数beLciou)/(rRRuuA bebiriu )/(LCboRRiub b +ebbciRiberi-+ueRiiceiiiRu-+SSR+ouLR-Rcib（2 2）输入电阻）输入电阻eiiiuR eii/ RRR（3）输出电阻）输出电阻coRR )(1)(1bebbebriri)(1/beerR+ebbciRiberi-+ueRiiceiiiRu-+S

29、SR+ouLR-Rcib3. 三种组态的比较三种组态的比较电压增益：电压增益：beLc)/(rRR b b输入电阻：输入电阻：beb/rR输出电阻：输出电阻：cR)/)(1()/()1(LebeLeRRrRRb bb b )/)(1(/LebebRRrRb b b b 1)/(/bebserRRRbeLc)/(rRR b bb b 1/beerRcR+-RuRVeuib-C1+CCoTRL2C+-RSSu共集共集+S+Vb11b2ui-u+2SCCR-RCCRcRR+uLo-eR共基共基共射共射+b2b-iucC+RR-CCb1RuToL+CV2.6 2.6 多级放大电路多级放大电路一一. 多

30、级放大器的耦合方式多级放大器的耦合方式1.阻容耦合阻容耦合优点：优点： 各级放大器静态工作点独立。各级放大器静态工作点独立。 输出温度漂移比较小。输出温度漂移比较小。缺点：缺点： 不适合放大缓慢变化的信号。不适合放大缓慢变化的信号。 不便于作成集成电路。不便于作成集成电路。+Re1b12Rb11Rc1RRb2b1Cb2CT1ou_uib3LTV2CRCCRe2+第一级A1第二级A2An第n级uoiu2.直接耦合直接耦合优点：优点： 各级放大器静态工作点相互影响。各级放大器静态工作点相互影响。 输出温度漂移严重。输出温度漂移严重。缺点：缺点： 可放大缓慢变化的信号。可放大缓慢变化的信号。 电路中

31、无电容，便于集成化。电路中无电容，便于集成化。+-uR21oVTTRie1e2CCuc1RRb11EEV二二. 多级放大器的分析多级放大器的分析i.o.uUUA o1.o.i.o1.UUUU u2u1AA 前级的输出阻抗是后级的信号源阻抗前级的输出阻抗是后级的信号源阻抗 后级的输入阻抗是前级的负载后级的输入阻抗是前级的负载1. 两级之间的相互影响两级之间的相互影响2. 电压放大倍数（以两级为例）电压放大倍数（以两级为例）注意：在算前级放大注意：在算前级放大倍数时，要把后级的倍数时，要把后级的输入阻抗作为前级的输入阻抗作为前级的负载！负载！unu2u1uAAAA 扩展到扩展到n级：级：+io1R

32、uo1-u+i1Ro2oR-LuuRA2+o1i2oRR-u+负载o2A1iR3. 输入电阻输入电阻4. 输出电阻输出电阻Ri=Ri（最前级）（最前级） (一般情况下）一般情况下）Ro=Ro（最后级）（最后级） (一般情况下）一般情况下）+io1Ruo1-u+i1Ro2oR-LuuRA2+o1i2oRR-u+负载o2A1iR设：设：b b1=b b2=b b=100，UBE1=UBE2=0.7=0.7 V。举例举例1：两级放大电路如下图示，求：两级放大电路如下图示，求Q、Au、Ri、Ro+Rb1Vi+c1RRub2e1b1Te1CCCR-CRe2c2R+ou-1T251k20k5.1k2.7k

33、3.9k4.3kCe2解：解：（1 1）求静态工作点）求静态工作点0.99mA=7 . 27 . 038. 3=e1BEB1C1 RUUIuA9 .9/C1B1 b bIIV6 . 48 . 799. 012)(e1c1C1ccCE1 RRIVUV2 . 71 . 599. 012c1C1ccB2C1 RIVUU3.38V=b2b1b2CCB1 RRRVU+Rb1Vi+c1RRub2e1b1Te1CCCR-CRe2c2R+ou-1T251k20k5.1k2.7k3.9k4.3kCe2(+12V)mA04. 19 . 3/ ) 9 . 712(/ )(e2E2CCC2E2 RUUIIV47. 4

34、3 . 404. 1c2C2C2 RIUV9 .77 .02 .7BE2B2E2 UUUV43. 39 . 747. 4E2C2CE2 UUU+Rb1Vi+c1RRub2e1b1Te1CCCR-CRe2c2R+ou-1T251k20k5.1k2.7k3.9k4.3kCe2(+12V)（2 2）求电压放大倍数）求电压放大倍数先计算三极管的输入电阻先计算三极管的输入电阻k7 .204.126101200mA)(mV)(26)1(=k0 .399.026101200mA)(mV)(26)1(=E2bbbe2E1bbbe1 IrrIrrb bb b+Rb1Vi+c1RRub2e1b1Te1CCCR-C

35、Re2c2R+ou-1T251k20k5.1k2.7k3.9k4.3kCe2(+12V)画微变等效电路：画微变等效电路：+Rb1Vi+c1RRub2e1b1Te1CCCR-CRe2c2R+ou-1T251k20k5.1k2.7k3.9k4.3kCe2(+12V)+b1b2b1+ib1c1iii-re1b1c1RuRbe1RRc1irie2Rb2c2c2c2ibe2b2ib2uo+-oR电压增益：电压增益：be2i2be1i2c11, 3 .583)7 . 2/1 . 5(100)/(=rRrRRAu 式式中中b b6 .1538 . 23 . 4100)/(=be2Lc2u2 rRRAb b8

36、955)6 .153(3 .5821 uuuAAA+b1b2b1+ib1c1iii-re1b1c1RuRbe1RRc1irie2Rb2c2c2c2ibe2b2ib2uo+-oR（3 3）求输入电阻）求输入电阻Ri =Ri1 =rbe1 / Rb1 / Rb2 =2.55 k （4 4）求输出电阻）求输出电阻RO =RC2 =4.3 k +b1b2b1+ib1c1iii-re1b1c1RuRbe1RRc1irie2Rb2c2c2c2ibe2b2ib2uo+-oR2.7 BJT放大电路的频率响应放大电路的频率响应频率响应频率响应放大器的电压放大倍数放大器的电压放大倍数 与频率的关系与频率的关系下面

37、先分析无源下面先分析无源RC网络的频率响应网络的频率响应)()( |)(ffAfAUU 其中：其中： 称为放大器的幅频响应称为放大器的幅频响应)( |fAU 称为放大器的相频响应称为放大器的相频响应)( f 1. 1. RC低通网络低通网络RCCRCUUAU j11j1j1io （1）频率响应表达式：）频率响应表达式：一一. 无源无源RC电路的频率响应电路的频率响应RCf 21H 令：令：HioUj11ffUUA 则：则：+-RuuiCo2HU)(11ffA 幅频响应：幅频响应：)arctg(Hff 相频响应：相频响应：（2） RC低通电路的波特图低通电路的波特图最大误差最大误差 -3dB时时

38、，当当 Hff 1)/(11|2H ffAUdB 01lg20|lg20 UA时时，当当 Hff ffffAU/)/(11|H2H )/lg(20|lg20HffAU 0分贝水平线分贝水平线斜率为斜率为 -20dB/十倍频程十倍频程 的直线的直线2HU)(11ffA 幅频响应：幅频响应：f0.1fH0fH10fH100fH-20-40）（dB|lg20UA-20dB/十倍频程十倍频程 10Hff 1 . 0| UAdB20|lg20 UA 100Hff 01. 0| UAdB40|lg20 UA Hff 707. 0| UAdB3|lg20 UA相频响应相频响应时时，当当 Hff 时时，当当

39、Hff 090时时，当当 Hff 45时时，当当 100.1 HHfff 十十倍倍频频程程的的直直线线斜斜率率为为/45 可见：当频率较低时，可见：当频率较低时，AU 1，输出与输入电压之间的相位差，输出与输入电压之间的相位差=0。随着频率的提高，随着频率的提高， AU 下降，相位差下降，相位差增大，且输出电压是滞后于输入电增大，且输出电压是滞后于输入电压的，最大滞后压的，最大滞后9090o o。 其中其中fH H是一个重要的频率点，称为是一个重要的频率点，称为上限截止频率上限截止频率。 )arctg(Hff f0.1fH0fH10fH100fH-20-40）（dB|lg20UA-20dB/十

40、倍频程十倍频程f0.1fH0fH10fH100fH-45-90 十十倍倍频频/45 这种对数频率特性曲线称为波特图这种对数频率特性曲线称为波特图2. 2. RC高通网络高通网络RCCjRRUUAU / j11/1iO （1）频率响应表达式：）频率响应表达式：+-+uuiCoRRCf 21L 令：令：ffUUALioUj11 则：则：2LU)(11ffA 幅频响应：幅频响应：)arctg(Lff 相频响应：相频响应：（2） RC高通网络的波特图高通网络的波特图f0.01fL00.1fL fL10fL-20-40）（dB|lg20UA最大误差最大误差 -3dB时时，当当 Lff 1)/(11|2L

41、 ffAUdB 01lg20|lg20 UA时时，当当 Lff L2L/)/(11|ffffAU )/lg(20|lg20LffAU 斜率为斜率为 -20dB/十倍频程十倍频程 的直线的直线2LU)(11ffA 幅频响应：幅频响应： 1 . 0Lff 1 . 0| UAdB20|lg20 UA 01. 0Lff 01. 0| UAdB40|lg20 UA20dB/十倍频十倍频 Lff 707. 0| UAdB3|lg20 UA时时，当当 Lff 时时，当当 Lff 0 90 时时，当当 Lff 时时，当当 100.1 LLfff 十十倍倍频频程程的的直直线线斜斜率率为为/45 可见：当频率较高

42、时，可见：当频率较高时，AU 1，输出与输入电压之间的，输出与输入电压之间的相位差相位差=0。随着频率的降低，。随着频率的降低， AU 下降，下降，相位差增大，且输相位差增大，且输出电压是超前于输入电压的，最大超前出电压是超前于输入电压的，最大超前9090o o。 其中，其中，fL L是一个重要的频率点，称为是一个重要的频率点，称为下限截止频率下限截止频率。f0.01fL00.1fL fL10fL-20-40）（dB|lg20UA20dB/十倍频十倍频相频响应相频响应)arctg(Hff f0.01fL00.1fL fL10fL9045 45 十十倍倍频频/45 rbc很大，可以忽略。很大，可

43、以忽略。rce很大，也可以忽略。很大，也可以忽略。二二.BJT的混合的混合型模型型模型+c+ui+beiubcubeCbecerubmbgebc+bbrcCbeb三. 阻容耦合共射放大电路的频率响应 对于如图所示的共射放大电路，对于如图所示的共射放大电路，分低、中、高三个频段加以研究。分低、中、高三个频段加以研究。1 .中频段中频段 所有的电容均可忽略。所有的电容均可忽略。可用可用前面讲的前面讲的h参数等效电路分析参数等效电路分析 180 +TVCb2u+b1RCRoCC-Rb1cLS+-R-+SuuibeLiSirRRRRuuA b bSOusm中频电压放大倍数：中频电压放大倍数：2. 低频

44、段低频段 在低频段，三极管的极间电容可视为开路，耦合电容在低频段，三极管的极间电容可视为开路，耦合电容C1、C2不能忽略不能忽略。 为方便分析，现在只考虑为方便分析，现在只考虑C1，将将C2归入第二级。画出低归入第二级。画出低频等效电路如图所示。频等效电路如图所示。可推出低频电压放大倍数：可推出低频电压放大倍数：ffjAUUALusmsousL1 1L/(21CRrRfSbeb ） 该电路有该电路有 一个一个RC高通环节。高通环节。有下限截止频率：有下限截止频率：+S-u+iS+R-uubiLRr-beiiobbbRcc+ReCCb1共射放大电路低频段的波特图共射放大电路低频段的波特图幅频响应

45、幅频响应 ： 2LusmusL)(11lg20|lg20|lg20ffAA 相频响应相频响应 ： )arctg(180Lff f0.01fL-1800.1fL fL10fL-90-135 十十倍倍频频/45 f0.01fL0.1fL fL10fL）（dB|lg20UA20dB/十倍频十倍频|lg20usmA 在高频段，耦合电容在高频段，耦合电容C1、C2可以可视为短路可以可视为短路，三极管的极三极管的极间电容不能忽略间电容不能忽略。这时要用混合这时要用混合等效电路等效电路，画出高频等效电路如图所示。，画出高频等效电路如图所示。3. 高频段高频段用用“密勒定理密勒定理”将集电结电容单向化。将集电

46、结电容单向化。RsUsRbrbeCUbeUbegmLiUebbcUorbb+Cbc.+RcRicbibe用戴维南定理将用戴维南定理将C左端的电路进行变换：左端的电路进行变换：LU.oU.be.g+U+cC.+RmUbeRRs se bbbe bisi sUrrrRRRU)/(/sbbbe bRRrrR 其中：其中：可推出高频电压放大倍数：可推出高频电压放大倍数：HffjAVVA 1usmSOusH其中：其中：Lme bbbe bisiusmRgrrrRRRA beLiSirRRRR 其中：其中：RCf 21H 该电路有该电路有 一个一个RC低通环节。低通环节。有上限截止频率：有上限截止频率：M

47、ebCCC )/(/sbbbe bRRrrR LU.oU.be.g+U+cC.+RmUbeRRs共射放大电路高频段的波特图共射放大电路高频段的波特图幅频响应幅频响应 ： 2HusmusH)(11lg20|lg20|lg20ffAA 相频响应相频响应 ： )arctg(180Hff f0.1fH-180fH10fH100fH-225-270 十十倍倍频频/45 f0.1fHfH10fH100fH）（dB|lg20UA-20dB/十倍频程十倍频程|lg20usmA4. 完整的共射放大电路的频率响应完整的共射放大电路的频率响应)j1(1)j1(1HLusmusffffAA f-180fHfL-225

48、-270 ffHfL）（dB|lg20UA-20dB/十倍频程十倍频程|lg20usmA-135-90十十倍倍频频/45 20dB/十倍频程十倍频程十十倍倍频频/45 （1）通频带：）通频带：（2 2）带宽）带宽- -增益积：增益积：fbwAumBJT BJT 一旦确定，一旦确定，带宽增益积基本为常数带宽增益积基本为常数5. 频率失真频率失真由于放大器对不同频率信号的放大倍数不同由于放大器对不同频率信号的放大倍数不同而产生的失真。而产生的失真。频率失真动画演示频率失真动画演示HLHbwffff 两个频率响应指标：两个频率响应指标：f-180fHfL-225-270 ffHfL）（dB|lg20

49、UA-20dB/十倍频程十倍频程|lg20usmA-135-90十十倍倍频频/45 20dB/十倍频程十倍频程十十倍倍频频/45 本章小结本章小结1基本放大电路的组成。基本放大电路的组成。 BJT加上合适的偏置电路（偏置电加上合适的偏置电路（偏置电路保证路保证BJT 工作在放大区）。工作在放大区）。2交流与直流。正常工作时，放大电路处于交直流共存的状交流与直流。正常工作时，放大电路处于交直流共存的状态。为了分析方便，常将两者分开讨论。态。为了分析方便，常将两者分开讨论。直流通路：交流电压源短路，电容开路。直流通路：交流电压源短路，电容开路。交流通路：直流电压源短路，电容短路。交流通路：直流电压

50、源短路，电容短路。3三种分析方法。三种分析方法。（1）估算法（直流模型等效电路法）估算法（直流模型等效电路法）估算估算Q。（2）图解法）图解法分析分析Q（Q的位置是否合适）；分析动态的位置是否合适）；分析动态（最大不失真输出电压）。（最大不失真输出电压）。（3）h参数交流模型法参数交流模型法分析动态（电压放大倍数、输入分析动态（电压放大倍数、输入电阻、输出电阻等）。电阻、输出电阻等）。 4三种组态。三种组态。（1）共射）共射AU较大，较大，Ri、Ro适中，常用作电压放大。适中，常用作电压放大。（2）共集）共集AU1，Ri大、大、Ro小，适用于信号跟随、信号隔小，适用于信号跟随、信号隔离等。离等