1、第第8章章基本放大电路基本放大电路（下）（下）返回返回后一页后一页返回返回后一页后一页前一页前一页返回返回后一页后一页前一页前一页返回返回后一页后一页前一页前一页返回返回参考点参考点后一页后一页前一页前一页返回返回后一页后一页前一页前一页返回返回后一页后一页前一页前一页RB+UCC返回返回3. 共射放大电路的电压放大作用共射放大电路的电压放大作用后一页后一页前一页前一页返回返回3. 共射放大电路的电压放大作用共射放大电路的电压放大作用uBEtuitiBtiCtuCEtuotUBEIBICUCE？无输入信号时无输入信号时有输入信号时有输入信号时 uCE= VCC iC RC 跳转跳转后一页后一页
2、前一页前一页返回返回1）无输入信号电压时，三极管各电极都是恒定）无输入信号电压时，三极管各电极都是恒定 的电压和电流的电压和电流: :IB、UBE和和 IC、UCE 。 ( (IB、UBE) ) 和和( ( IC、UCE ) )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。IBUBEQIBUBEICUCEQUCEIC后一页后一页前一页前一页返回返回2）加上输入信号电压后，各电极电流和电压的）加上输入信号电压后，各电极电流和电压的 大小均发生了变化，都在直流量的基础上叠大小均发生了变化，都在直流量的基础上叠 加了一个交流量，但方向始终不
3、变。加了一个交流量，但方向始终不变。iCtiCtIC+iCtic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静态分析静态分析动态分析动态分析跳转跳转后一页后一页前一页前一页返回返回3）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。4）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180,即即 共发射极电路具有反相作用。共发射极电路具有反相作用。uituot后一页后一页前一页前一页返回返回3. 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
4、放大区。发射结正偏，集 电结反偏。电结反偏。2 2）正确设置静态工作点，使整个波形处于放大）正确设置静态工作点，使整个波形处于放大 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 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 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。后一页后一页前一页前一页返回返回4 4、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。在放大电路因电容对交、直流的作用不同。在放大电路中如果中如果电容的容量足够大，可以认为它对交
5、流电容的容量足够大，可以认为它对交流分量不起作用，即对交流短路。而对直流可以分量不起作用，即对交流短路。而对直流可以看成开路。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。直流通路：无信号时电流（直流电流）的通路，直流通路：无信号时电流（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。交流通路：有信号时交流分量（变化量）的通交流通路：有信号时交流分量（变化量）的通 路，用来计算电压放大倍数、输入路，用来计算电压放大倍数、输入 电阻、输出电阻等动态参数。电阻、输出电阻等动态参数。后一页后一页前一页前一页返回返回例：例： 对直流信号（只有对直流信号（只有+ +
6、UCC作用作用）C可看作开路可看作开路开路开路直流通路直流通路用来计算静态工作点用来计算静态工作点Q开路开路VT+RB+UCCRC返回返回后一页后一页前一页前一页+UCCRCC1C2+RBuoRL +-+-返回返回对交流信号对交流信号( (有输入信号有输入信号u ui i时的交流分量时的交流分量) )XC 0，C可看作短路。忽略电源的内阻，电源可看作短路。忽略电源的内阻，电源的端电压恒定，直流电源对交流可看作短路。的端电压恒定，直流电源对交流可看作短路。后一页后一页前一页前一页uo+-+-uo+-返回返回交流通路交流通路 用来计算电压放大倍数、输入电阻、用来计算电压放大倍数、输入电阻、输出电阻
7、等动态参数。输出电阻等动态参数。后一页后一页前一页前一页RBRCuiuoRL+-+-返回返回静态：放大电路无交流信号输入（静态：放大电路无交流信号输入（u ui i =0=0）时的）时的 工作状态。工作状态。后一页后一页前一页前一页返回返回1. 1. 估算法：估算法：1 1）根据直流通路估算）根据直流通路估算 IBRBRCIBBBECCBRUVIKVL 由由BCCRV70.BCCRV RB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。后一页后一页前一页前一页返回返回RBRC+UCC2 2）根据直流通道估算）根据直流通道估算UCE、ICIC根据电流放大作用根据电流放大作用后一页后
8、一页前一页前一页CEOBC III BB II CCCCCE :KVLRIUU 由由返回返回RBRCIB+UCCIC后一页后一页前一页前一页例例1：用估算法计算静态工作点。：用估算法计算静态工作点。已知：已知：VCC=12V，RC=4K ，RB=300K ， =37.5。解：解：请注意电路中请注意电路中IB和和 IC的数量级的数量级A4030012RUIBCCB mA5 . 104. 05 .37 BCII V645 . 112 CCCCCE RIUU返回返回ICRB+UCCREIB例例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。跳转跳转后一页后一页前一页前一页E
9、CCCRIUUCE EBBECCB) 1(RRUUI BC II EBBEBBEEBEBBCC) 1 ( RIURIRIURIU 返回返回8.2.2 8.2.2 图解法：图解法： 输入特性曲线上输入特性曲线上交点交点Q的坐标的坐标( (IB、UBE) ) 即为所求即为所求静态工作点静态工作点。IBUBEQIBUBEUBE = VCCIBRB常常数数CEBEBUUfI)(由输入特性由输入特性确定确定IB 和和UBE后一页后一页前一页前一页RBRCIBIC+UCC用作图的方法用作图的方法确定静态值确定静态值返回返回8.2.2 8.2.2 图解法：图解法：ICUCEBBECCBRUVI由输出特性确定
10、由输出特性确定IC 和和VCC。常数常数 BICECUfI)(UCE =UCCICRC 直流负载线直流负载线CR1 tan直流负载线斜率直流负载线斜率后一页后一页前一页前一页RBRCIBIC+UCCCCCRUQ返回返回后一页后一页前一页前一页返回返回1 1）输入回路）输入回路iBuBE 当信号很小时，当信号很小时，将输入特性在小范将输入特性在小范围内近似线性。围内近似线性。 对输入的小交流对输入的小交流信号而言，三极管信号而言，三极管相当于电阻。相当于电阻。rbe称称为晶体管输入电阻。为晶体管输入电阻。对于小功率三极管：对于小功率三极管：)mA(I)mV(26)1 ()(300rEbe rbe
11、的量级从几百欧到几千欧。的量级从几百欧到几千欧。后一页后一页前一页前一页bbeBBEbeiuIUr 返回返回2 2）输出回路）输出回路iCuCE)(bBcCCiIiIi bBiI 所以：所以：bcii 输出端相当于一个受输出端相当于一个受 ib控制的电流源。控制的电流源。后一页后一页前一页前一页 IC UCE特性曲线特性曲线近似平行近似平行输出端还要并联一个输出端还要并联一个大电阻大电阻r rcece。BBIcceICCEceiuIUr 返回返回ibicicBCEib ib rceCrbeBE晶体三极管晶体三极管微变等效电路微变等效电路后一页后一页前一页前一页ube+ +- -uce+ +-
12、-ube+ +- -uce+ +- -r rcece很大，一般忽略。很大，一般忽略。返回返回2. 2. 放大电路的微变等效电路放大电路的微变等效电路将交流通路中的三极管用微变等效电路代替将交流通路中的三极管用微变等效电路代替后一页后一页前一页前一页+ + +- -+ +- -+ +- -rbeRBRCRLiUiIbIcIoUbI+ +- - -+ +返回返回3. 3. 电压放大倍数的计算：电压放大倍数的计算：bebirIU LcoRIU beLurRA LCLR/RR iouUUA :定义定义负载电阻越小，放大倍数越小。负载电阻越小，放大倍数越小。LbRI 跳转跳转1跳转跳转2后一页后一页前一
13、页前一页rbeRBRCRLiUiIbIcIoUbI+ +- - -+ +返回返回3. 3. 电压放大倍数的计算电压放大倍数的计算后一页后一页前一页前一页EebebiRIrIU LboRIU EbbebiRIrIU) 1( EbeLuRrRA) 1( iUiIbIcIoUbIBR eI+ + +- - -返回返回后一页后一页前一页前一页Au放大电路放大电路+ +- -SE信号源信号源SRiIiU+ +- -放大放大电路电路+ +- -SE信号源信号源SRiIiU+ +- -iriiiIUr 输入电阻输入电阻返回返回iiiIUr beBr/R ber bRiIIUB rbeRBRCRLiUiIbI
14、cIoUbI+ +- - -+ +ir后一页后一页前一页前一页返回返回EbbebiRIrIU) 1( ) 1 (EbeBiRrRr/bRiiiiIIUIUrB iUiIbIcIoUbIBR eI+ + +- - -ir后一页后一页前一页前一页返回返回+_RL0USUr0+_Au+_RL0U放大放大电路电路SERS+_后一页后一页前一页前一页返回返回oooIUr 后一页后一页前一页前一页+_无无 源源网网 络络SE0IAu+_RL0U放大放大电路电路SERS+_0U+_ro返回返回RL000rbeRBRCiUiIbIcIbI外加外加oIoUoI共发射极放大电路共发射极放大电路输出电阻输出电阻共射
15、极放大电路共射极放大电路特点：特点： 1. 1. 放大倍数高放大倍数高; ;2. 2. 输入电阻低输入电阻低; ;3. 3. 输出电阻高输出电阻高. .oU后一页后一页前一页前一页返回返回 如果如果Q设置不合适，管子进入截止区或饱设置不合适，管子进入截止区或饱和区，将造成和区，将造成非线性失真非线性失真。 如果如果Q设置过高设置过高，管子工作进入饱和区，管子工作进入饱和区，造成造成饱和失真饱和失真，减小基极电流减小基极电流可消除失真。可消除失真。 如果如果Q设置过低设置过低，管子工作进入截止区，管子工作进入截止区，造成造成截止失真截止失真，增加基极电流增加基极电流可消除失真。可消除失真。 如果
16、如果Q设置合适，设置合适，信号幅值过大信号幅值过大也可产生也可产生失真，失真，减小信号幅值减小信号幅值可消除失真。可消除失真。后一页后一页前一页前一页跳转跳转返回返回 合理设置静态工作点是保证放大电路正常合理设置静态工作点是保证放大电路正常工作的先决条件。但是放大电路的静态工作工作的先决条件。但是放大电路的静态工作点常因外界条件的变化而发生变动。点常因外界条件的变化而发生变动。 前述的固定偏置放大电路，简单、容易调前述的固定偏置放大电路，简单、容易调整，但在温度变化、三极管老化、电源电压整，但在温度变化、三极管老化、电源电压波动等外部因素的影响下，将引起静态工作波动等外部因素的影响下，将引起静
17、态工作点的变动，严重时将使放大电路不能正常工点的变动，严重时将使放大电路不能正常工作，其中影响最大的是温度的变化。作，其中影响最大的是温度的变化。跳转跳转后一页后一页前一页前一页返回返回8.4.1 温度变化对静态工作点的影响温度变化对静态工作点的影响在固定偏置放大电路中在固定偏置放大电路中 上式表明，当上式表明，当VCC和和 RB一定时，一定时， IC与与 UBE、 以及以及 ICEO 有关有关，而这三个参数随温度而变化。，而这三个参数随温度而变化。CBOBBECCCEOBCIRUVIII)1( 当温度升高时，当温度升高时， UBE 、 、 ICBO 。温度升高时，温度升高时， IC将增加，使
18、将增加，使Q点沿负载线上移。点沿负载线上移。后一页后一页前一页前一页返回返回iCuCEQ温度升高时，输温度升高时，输出特性曲线上移出特性曲线上移结论：结论： 当温度升高时，当温度升高时， IC将增加，使将增加，使Q点点沿负载线上移，容沿负载线上移，容易使易使T T进入饱和区进入饱和区造成饱和失真，甚造成饱和失真，甚至引起过热烧坏三至引起过热烧坏三极管。极管。Q 固定偏置电路的固定偏置电路的Q点是点是不稳定的，为此需要改进偏置电路。当温度升不稳定的，为此需要改进偏置电路。当温度升高使高使 IC 增加时，能够自动减少增加时，能够自动减少IB，从而抑制，从而抑制Q点的变化，保持点的变化，保持Q点基本
19、稳定。点基本稳定。后一页后一页前一页前一页返回返回8.4.2 分压式偏置电路分压式偏置电路1、稳定、稳定Q点的原理点的原理BII 2若若满满足足： 基极电位基本恒定，基极电位基本恒定， 不随温度变化。不随温度变化。22BBRIV 后一页后一页前一页前一页跳转跳转RB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IBVB+2121BBCCRRUII CCBBBBURRRV212 返回返回 集电极电流基本恒集电极电流基本恒定，不随温度变化。定，不随温度变化。8.4.2 分压式偏置电路分压式偏置电路EBEBECRUVII BEBUV 若若满满足足：EBEBEBECRVRUVII 1. 稳定稳定Q点的原理点
20、的原理后一页后一页前一页前一页RB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IBVB+返回返回参数的选择参数的选择从从Q点点稳定的角度稳定的角度来看似乎来看似乎I2、VB越大越大越好。但越好。但 I2 越大，越大，RB1、RB2必须取得较必须取得较小，将增加损耗，小，将增加损耗，降低输入电阻。而降低输入电阻。而VB过高必使过高必使VE也增也增高，在高，在UCC一定时，一定时，势必使势必使UCE减小，从减小，从而减小放大电路输而减小放大电路输出电压的动态范围。出电压的动态范围。在估算时一般选取：在估算时一般选取：I2=（5 10）IB，VB=（5 10）UBE， RB1、RB2的阻值一般为几十千欧
21、。的阻值一般为几十千欧。后一页后一页前一页前一页RB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IBVB+返回返回Q点稳定的过程点稳定的过程TUBEIBICVEICVB固定固定 R RE E: :温度补偿电阻温度补偿电阻 对直流：对直流：R RE E越大稳越大稳Q Q效果越好；效果越好； 对交流：对交流： R RE E越大交越大交流损失越大流损失越大, ,为避免交为避免交流损失加旁路电容流损失加旁路电容C CE E。后一页后一页前一页前一页I1I2IBVB+RB1RCC1C2RB2CERERL返回返回2. 静态工作点的计算静态工作点的计算CCBBBBVRRRV212 EBEBEBECRVRUVII
22、 IICB EECCCCCERIRIVU 估算法估算法: :后一页后一页前一页前一页RB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IBVB+返回返回3. 动态分析动态分析对交流对交流:CE将将RE短路短路，RE不起作用不起作用， AuAu，ri，ro与固定偏置电路相同与固定偏置电路相同。如果去掉如果去掉CE，AuAu，ri，ro ？跳转跳转后一页后一页前一页前一页I1I2IBVB+RB1RCC1C2RB2CERERL旁路电容旁路电容返回返回 去掉去掉CE后的后的微变等效电路微变等效电路如果去掉如果去掉CE， AuAu，ri，ro怎样？怎样？21BBBRRR +UCC短路短路对地对地短路短路后一页
23、后一页前一页前一页C1RB1RCC2RB2RERLuorbeRCRLiIbIcIbIBR REeIiUoU+ + +- - -返回返回去掉去掉CE后的微变等效电路后的微变等效电路EebebiRIrIU LboRIU Au减小减小beLurRA无旁路电容无旁路电容CE有旁路电容有旁路电容CEEbbebiRIrIU) 1( EbeLuRrRA) 1 ( (1) (1) 电压放大倍数电压放大倍数后一页后一页前一页前一页rbeRCRLiIbIcIbIBR REeIoU+_iU+_返回返回ri 提高提高无旁路电容无旁路电容CE有旁路电容有旁路电容CEbebeBirrRr/CoRr ro不变不变) 1 (
24、EbeBiRrRr/CoRr (2) 输入电阻输入电阻ri 和输出电阻和输出电阻r0后一页后一页前一页前一页rbeRCRLiIbIcIbIBR REeIoU+_iU+_返回返回无旁路电容无旁路电容C CE E有旁路电容有旁路电容C CE EEbeLuRrRA) 1( Au减小减小beLurRA) 1(EbeBiRr/Rr CoRr ri 提高提高beBirRr/CoRr ro不变不变后一页后一页前一页前一页返回返回？即：即： SousEUA 后一页后一页前一页前一页对信号源电压对信号源电压的放大倍数？的放大倍数？SE返回返回考虑信号源内阻考虑信号源内阻R RS S时时)(beBrR beSbebeLusrRrrRA beSLrRR 后一页后一页前一页前一页跳转跳转SEirSiSiiErRrU SousEUA SiioEUUU SiuEUA 返回返回
