1、第3章上页下页第一章第一章 放大电路的基本原理放大电路的基本原理和分析方法和分析方法 1.1 共发射极放大电路1.2 共集电极放大电路1.3 共基极放大电路1.4 共源极放大电路1.5 共漏极放大电路返回第3章上页下页1.1 1.1 共发射极放大电路共发射极放大电路1.1.1 电路组成1.1.2 静态分析1.1.3 动态分析1.1.4 静态工作点的稳定1.1.5 频率特性返回第3章上页下页1.1.1 电路组成1.1.合理的直流偏置电路：合理的直流偏置电路：发射结正偏发射结正偏,集电结集电结反偏。反偏。第三章直流电源返回2.2.能使交流信号有效的输入、输出。能使交流信号有效的输入、输出。组成组成
2、 原则原则基极基极 电阻电阻 输入输入 电容电容RBRCUCEUBE+UCC+C1C2+ui+u0集电极电阻 三极管：电流放大输出输出电容电容第3章上页下页 C1、C2 同时又起到耦合交流的作用，其电容值应足够大，以保证在一定的频率范围内，耦合电容上的交流压降达到可以忽略不计，即对交流信号可视为短路。耦合电容的作用耦合电容的作用 C1 用来隔断放大电路与信号源之间的直流通路。返回 C2 用来隔断放大电路与负载之间的直流通路。负负载载信信号号源源RBRCUCEUBE+UCC+C1C2+ui+u0RL第3章上页下页IB，IC，UBE，UCE 直流分量直流分量ib，iC，ube，uce 交流分量交流
3、分量iB，iC，uBE，uCE 总总 量量Ib，IC，Ube，Uce 交流分量有效值交流分量有效值0iBtIBibIbm各种符号关系：各种符号关系：符号含义：符号含义：RBRCUCEUBE+UCC+C1C2+ui+u0RL返回第3章上页下页直流通路直流通路电容开路电容开路直流通路和交流通路直流通路和交流通路返回RBRCICIBUCEUBE+UCCRBRCUCEUBE+UCC+C1C2+ui+u0RL第3章上页下页RBRCUCEUBE+UCC+C1C2+ui+u0RL交流通路交流通路电容短路电容短路 直流电源短路直流电源短路返回RB+ui+u0RLRCubeuceicibii第3章上页下页1.1
4、.2 1.1.2 静态分析静态分析 静态分析内容静态分析内容：在在直流电源作用下，确定三直流电源作用下，确定三极管基极电流、集电极电流和集电极与基极之间的极管基极电流、集电极电流和集电极与基极之间的电压值（电压值（IB 、IC 、UCE）。）。当当放大放大器没有输入器没有输入信号（信号（ui=0)=0)时，电路中时，电路中各处的电压各处的电压电流都是直电流都是直流恒定值，流恒定值，称为直流工称为直流工作状态，简作状态，简称称静态静态。静态分析方法：静态分析方法：估算法估算法图解法图解法返回RBRCUCEUBE+UCC+C1C2+ui+u0RLiBiC第3章上页下页静态估算法：静态估算法：直流通
5、路（求解IB、IC UCE、）返回UCC=RB IB+UBEUCC=UCE+RCICIB =RBUCCUBEIC =IBUCE=UCC RC ICUCCRBRBRCICIBUCEUBE+UCCRBRCUCEUBE+UCC+C1C2+ui+u0RLiBiC第3章上页下页例例3.1.1 在图示放大电路中，已知在图示放大电路中，已知UCC=12V，RC=3K，RB=240 k，=40。试求放大电路的静态工作点。试求放大电路的静态工作点。解：根据直流通路可得出解：根据直流通路可得出：IB =50A UCCRB12240IC=IB=40 50=2mAUCE=UCC RCIC=123 2=6V返回RBRC
6、ICIBUCEUBE+UCCRBRCUCEUBE+UCC+C1C2+ui+u0RLiBiC第3章上页下页静态图解法静态图解法UBE=UCC-RBIBIB=IBQ下页输入回路静态图解：输入回路静态图解：iB=（uBE）UBE=UBEQ线性部分非线性部分 线性部分UCCUCCRBUBEQIBQiBuBE返回RBRCICIBUCEUBE+UCCUCCUCCUCEIC+IBUBE+RBRCQB0第3章上页下页UCE=UCC RCICIB=IBQICQUCEQQUCCUCCRCiCuCE0IC=f（UCE）IB=常量常量输出回路静态图解输出回路静态图解IC=ICQUCE=UCEQ直流负载线返回UCCUC
7、CUCEIC+IBUBE+RBRC第3章上页下页iCuCEIB=IBQICQUCEQQ UCCUCCRC0输入、输出回路静态图解分析输入、输出回路静态图解分析UBE=UBEQIB=IBQUCE=UCEQIC=ICQUCCUCCRBIBQiBuBEQUBEQ返回第3章上页下页 当当放大放大器有输入信器有输入信号（号（ui 0)0)时，电路中时，电路中各处的电压各处的电压电流都处于电流都处于变动工作状变动工作状态，简称态，简称动态动态。动态分析任务动态分析任务：在静态值确定后，当接入在静态值确定后，当接入变化的输入信号时，分析电路中各种变化量的变变化的输入信号时，分析电路中各种变化量的变动情况和相
8、互关系。动情况和相互关系。动态分析方法：动态分析方法：图图 解法解法微变等效电路分析微变等效电路分析1.1.31.1.3 动态分析动态分析 返回RBRCUCEUBE+UCC+C1C2+ui+u0RLiBiC第3章上页下页1.1.图解法：图解法：uBE=UBE+UimsintUimtUBEuBE输入电路的动态图解输入电路的动态图解在输入特性曲线在输入特性曲线上上uBE和和iB是如何是如何变化呢？变化呢？返回RBRCUCEUBE+UCC+C1C2+ui+u0RLiBiC第3章上页下页第3章上页下页输入电路的动态图解输入电路的动态图解动态工作范围：Q1Q2返回第3章上页下页输出回路的动态图解输出回路
9、的动态图解uCE =UC2+u0 =UCEQ+u0uO=（RC/RL）ic RBRCUCEUBE+UCC+C1C2+ui+u0RLiBiCRB+ui+u0RLRCubeuceicibii返回第3章上页下页返回第3章上页下页小结小结当输入交流信号时，当输入交流信号时，iB、ic、uCE都含有交、直流两个都含有交、直流两个分量，分别由输入信号分量，分别由输入信号ui和直流电源和直流电源 UCC引起。引起。从波形图可以看出动态分量是在静态基础上叠加上去的从波形图可以看出动态分量是在静态基础上叠加上去的,所以各个量的瞬时值大小在变化，但极性不变。所以各个量的瞬时值大小在变化，但极性不变。仅分析动态信号
10、：仅分析动态信号：从相位上看从相位上看，ui、ib、ic 同相同相,ui与与 uo反相反相,且输出电压且输出电压uo的幅度比输入电压的幅度比输入电压ui大得多。大得多。从从瞬时极性看，瞬时极性看，如设晶体管的发射极电位为零，则如设晶体管的发射极电位为零，则b与与c电电位一正一负或一高一低，两者总是相反。位一正一负或一高一低，两者总是相反。必须选择合适的静态工作点，否则放大器将不能正常工作。必须选择合适的静态工作点，否则放大器将不能正常工作。返回第3章上页下页NuCEiCiBiBUCEUBEICEOICmICIBQQ0M0uCEtIB=0工作点与波形失真工作点与波形失真返回Q点过低引起的截止失真
11、点过低引起的截止失真第3章上页下页OOuCEuBEuCEUCESUCEIBICQQMNiciciBUomtuiOQ点过高引起的饱和失真点过高引起的饱和失真返回第3章上页下页 图图(a)(a)中，没有设置静中，没有设置静态偏置，不能放大。态偏置，不能放大。图图(b)(b)中，有静态偏置中，有静态偏置,但但ui被被EB 短路，不能引起短路，不能引起i iB B的变的变化，所以不能放大。化，所以不能放大。UCCRCC1C2TRLuoui(a)+_+_RBUCCRCC1C2TRLuouiEB(b)_+如图所示电路，能否放大交流信号？请说明理由如图所示电路，能否放大交流信号？请说明理由。思考思考与与练习
12、练习+返回第3章上页下页图图(c)(c)中，有静态中，有静态偏置偏置,有变化的有变化的iB和和ic,但因没有但因没有RC，不能把集电极电，不能把集电极电流的变化转化为电流的变化转化为电压的变化送到输出压的变化送到输出端端,所以不能放大所以不能放大交流电压信号。交流电压信号。UCCC2TRLuouiRB(c)C1+_+_+返回第3章上页下页ic三极管的微变等效电路三极管的微变等效电路uceubeib ibcbe返回ubebrbe ec ibibic rceuce_2.2.微变等效电路分析法：微变等效电路分析法：第3章上页下页 由于由于rce阻值比输出端的负载大很多阻值比输出端的负载大很多,通常可
13、通常可视为开路视为开路,从而得到简化的微变等效电路从而得到简化的微变等效电路 三极管的微变等效电路只能用来分析放大电三极管的微变等效电路只能用来分析放大电路变化量之间的关系。路变化量之间的关系。三极管简化的微变等效电路三极管简化的微变等效电路返回ubebrbe ec ibibicuce_第3章上页下页 先画出放大电路先画出放大电路的交流通路。的交流通路。放大电路的微变等效电路放大电路的微变等效电路 将交流通路中的将交流通路中的三极管用其微变等三极管用其微变等效电路来代替。效电路来代替。返回RBRCUCEUBE+UCC+C1C2+ui+u0RLiBiCRB+ui+u0RLRCubeuceicib
14、iiui_rbe ibibicRCRBuo_RL第3章上页下页1 1、电压放大倍数电压放大倍数（1）带负载时的电压放大倍数带负载时的电压放大倍数=（RC/RL）Ib rbe Ib=（RC/RL）rbe（2）不）不带负载时的电压放大倍数带负载时的电压放大倍数Au=UiUoAu=UiUo=RCrbe返回Ui_rbe IbIbIcRCRBUo_RL第3章上页下页2 2、放大电路的输入电阻放大电路的输入电阻ri=RB/rbe 对基本放大电对基本放大电放大电路放大电路放大电路的输入电阻定义为：放大电路的输入电阻定义为：=IiriUi返回riUi_rbe IbIbIcRCRBUo_RLIi第3章上页下页3
15、 3、放大电路的输出电阻、放大电路的输出电阻 对负载而言对负载而言,放大电路相放大电路相当于一个具有內阻的信号源，当于一个具有內阻的信号源，信号源的內阻就是放大电路的信号源的內阻就是放大电路的输出电阻。输出电阻。RS放大电路放大电路IUS=0Uro=RCI可用外加电压法可用外加电压法 求求rororoU+返回rbe IbIbIcRCRBUo_RLUS_IiRS第3章上页下页1.静态工作点的漂移静态工作点的漂移ICUCE0UCCUCCRCQ1IB=40AIB=60AIB=80AIB=20AIB=80AIB=60AIB=40AIB=20AQ2Q1为25C时的静态工作点Q2为65C时的静态工作点1.
16、1.4 静态工作点的稳定返回温度升高时，静态工作点将沿直流负载线上移。温度升高时，静态工作点将沿直流负载线上移。第3章上页下页稳定静态工作点的物理过程稳定静态工作点的物理过程：温度升高ICIEUE（=VB UE）IBIC2.2.分压式偏置电路分压式偏置电路UBEI1IBVBUBEI1=（510）IB ，VB=35V（硅管）（硅管）I1=（1020）IB ，VB=13V（锗管）（锗管）返回RB2+ui+RLRCicibTC2C1+RB1CERE+UCCRB2RCICIBTRB1RE+UCCVBIE+_UEUBE+_I1第3章上页下页静态工作点的估算静态工作点的估算VB=UCCRB1+RB2RB2
17、VB UBEIC IE=REUCE UCC（RC+RE）ICIB=IC返回RB2+ui+RLRCicibTC2C1+RB1CERE+UCCRB2RCICIBRB1RE+UCCVBIEUBE+_+_UCE第3章上页下页 例例3.1.23.1.2 用估用估算法计算图示电路算法计算图示电路的静态工作点的静态工作点 。20+10RB1+RB2VB=UCC=12=4VRB210解：静态工作点为：解：静态工作点为：IC IE=1.65mA REVB UBE24 0.7UCE UCC（RC+RE）IC =12（2+2）1.65=5.4VIB =0.044mA1.6537.5IC返回RB2+ui+RLRCic
18、ibTC2C1+RB1CERE+UCC10K12V2K20K10K2KB第3章上页下页例例3.1.3 已知已知 UCC=20V，RC=5.1k，RL=5.1k,=80 (1)(1)放大电路的电压放大倍数Au,输入电阻ri和输出电阻ro (2)如果无旁路电容CE，求电压放大倍数Au,输入电阻ri和输出电阻ro 解：晶体管的静态基极电位为解：晶体管的静态基极电位为VB=UCC=20=4.62VRB2 30RB1 +RB2 100+30 设静态时晶体管基极发射极间电压为设静态时晶体管基极发射极间电压为0.7V0.7V，则发射极电流为，则发射极电流为IE=1.96mA VB UBE 4.620.7 R
19、E 2返回+RB2ui+RLRCicibTC2C1+RB1CERE+UCC30K100k2KB试求试求:第3章上页下页rbe=200+（1+）=200+（1+80）1.27kIE26261.96Au=148.9 RLrbe80（5.1/5.1）1.27ri=RB1/RB2/rbe=100/30/1.27=1.29krO=RC =5.1k返回rbe IbIbIcRCRB2RLUo_Ui_RB1bec第3章上页下页（2 2）如果无旁路电容）如果无旁路电容CE，求电压放大倍数，求电压放大倍数Au,输入电输入电 阻阻ri和输出电阻和输出电阻ro 解：如解：如 图（图（a a）所示，因为静态工作点无变化
20、，所以）所示，因为静态工作点无变化，所以 rbe=1.27k。Au=1.25（RC/RL）rbe+（1+）RE 80（5.1/5.1）1.27+（1+80）2Ui.UO.返回rbe IbIbIcRCRB2RLUo_Ui_RB1becRE第3章上页下页由图可得：ri=rbe+（1+）RE.Ui.Ib=1.27+（1+80）2=163.37k输入电阻ri=RB1/RB2/ri=100/30/163.37=20.22k 返回rbe IbIbIcRCRB2RLUo_Ui_RB1becREriri输出电阻ro=RC=5.1krO第3章上页下页1.1.5 频率特性返回|Au（f）|fo|Aum|fLfHf
21、BW|Aum|2f27001800900共发射极放大电路的频率特性（a）幅频特性（b）幅频特性第3章上页下页1.2 共集电极放大电路UCC=RBIB+UBE+RE(1+）IBIB=UCC UBERB+（1+）REIE=（1+）IBUCE=UCCRE IE静态分析（射极输出器）（射极输出器）返回uS+RLiCiBTC2C1+RBRE+UCCRS+uO第3章上页下页射极输出器射极输出器动态分析交流通路交流通路返回RSuS+RLiCiBTC2C1+RBRE+UCC+uOcRS+uSRBRERL+uObe第3章上页下页微变等效图的另一种画法微变等效图的另一种画法微变等效电路图微变等效电路图返回.UO
22、RSRERLeb c Ib Ie .IC rbeririUS .Ii .Ib RB+.Uo .RSRBRERLbecIe .Ib .rbeUS .Uo .Ib +第3章上页下页电压放大倍数电压放大倍数=（1+）RLrbe +（1+）RLri=rbe+（1+）RLIb.UirbeIb+（1+）IbRL.Ib.UO.AU=.Ui（1+）RLIbrbe Ib+（1+）RLIb.RL=RE/RLri =RB/ri=RB/rbe+（1+）RLIiUi.返回输入电阻输入电阻.UO RSRERLeb c Ib Ie .IC rbeririUS .Ii .Ib RB+.Uo .+Ui.第3章上页下页输出电阻输
23、出电阻US 0，=.当输出端外加电压U时.返回RSRBIbIeI.REcbe.Ibrbe.+U.RSRBRERLbecIe .Ib .rbeUS .Uo .Ib +第3章上页下页输出电阻输出电阻U.U.I =Ie+=（1+）Ib+.REREU=+rbe+（RS/RB）RE.U1+=+rbe+（RS/RB）1 1 1 .I.UrO1+RErbe+（RS/RB）rO=RE/1+计算计算rO的等效电路的等效电路 I=+rbe+（RS/RB）（1+）U.REU.Ib=.Urbe+（RS/RB）.返回RSRBIbIeI.REcbe.Ibrbe.+U.第3章上页下页返回射极输出器的基本特点：射极输出器的基
24、本特点：电压放大倍数电压放大倍数Au1输入电阻输入电阻ri 大大输出电阻输出电阻 rO 小第3章上页下页例例1.2.1 在射极输出器中在射极输出器中 已知已知 UCC=12V，RB=240k，RE =3k，RL=6k，RS=150，=50 。试求（1）静态工作点；（2）Au、ri 和 rO 。返回RSuS+RLiCiBTC2C1+RBRE+UCC+uO第3章上页下页（1）静态工作点）静态工作点IB=0.029mAUCC UBE 127RB+（1+）RE 240+（1+50）3IE=（1+）IB=（1+50）0.029=1.48mAUCE=UCCREIE=1231.48=7.56V返回RSuS+
25、RLiCiBTC2C1+RBRE+UCC+uO第3章上页下页（2 2）Au、ri 和和 r0rbe=200+（1+）IE26Au=0.99（1+）RL（1+）RLrbe（1+50）（）（3/6）1.20+（1+50）（）（3/6）ri=RB/rbe+（1+）RL =240/1.2+（1+50）（）（2/6）=72.17krO=26.47rbe+RS1+1200+1501+50返回.UO RSRERLeb c Ib Ie .IC rbeririUS .Ii .Ib RB+.Uo .=1.20k=200+（1+50）261.48第3章上页下页 例例1.2.21.2.2 多级阻容耦合放大电路的分析多
26、级阻容耦合放大电路的分析返回+RLiC2T2C3+RB3RE2+UCCuORB2RCibT1C2C1+RB1CERS+uSRC+RLiC2TC3C2+RB3RE2+UCC+.U01.U0RE1RE1RB2+RCTC2C1+RB1CE+UCCri2.U01.UiRE1RE1第3章上页下页电压放大倍数电压放大倍数A1=rbe1+（1+1）RE11（RC/ri2）ri1=RB1/RB2/（1+1）RE1 ，rO2=RE2/rbe2+（RB3/RC）1+2输入电阻输入电阻：ri=ri1 ，输出电阻输出电阻：rO=rO2 ，Au=A2 A1 UOUiUOUO1UO1Ui返回RB2+RCTC2C1+RB1
27、CE+UCCri2.U01.Ui，A2=rbe2+（1+2）（）（RE2/RL）2（RE2/RL）RC+RLiC2TC3C2+RB3RE2+UCC+.U01.U0RE1RE1第3章上页下页1.3 共基极放大电路共基极放大电路3.3.1 静态分析3.3.2 动态分析返回第3章上页下页1.4 共源极放大电路共源极放大电路1.4.1 静态分析1.4.2 动态分析返回第3章上页下页+UDDRDRGRSSGDC2C1CSuOui1.4.1 静态分析静态分析只适合于耗尽型场效应管只适合于耗尽型场效应管 UGS=RSID 0上页下页返回 自给式偏置电路自给式偏置电路+第3章上页下页 UGS=UDDRSIDR
28、G1+RG2RG2UGS 可正可负，适合于耗尽型、增强型场效应管可正可负，适合于耗尽型、增强型场效应管第二章上页下页 分压式自偏置放大电路分压式自偏置放大电路返回+UDDRDRG2RSSGDC2C1CSRG3RG1ui+uO第3章上页下页1.4.2 动态分析场效应管等效模型iDDGSgmugSidDGS（a）实际MOS管（b）MOS管简化的小信号模型第二章上页下页返回+udSugS+ugS+udS第3章上页下页动态参数计算动态参数计算输入电阻输入电阻 ri=RG3+（RG1/RG2）输出电阻输出电阻 令令 Ugs=0 则则 ID=0，rO=RD.第二章上页返回电压放大倍数电压放大倍数 Au=gm（RD/RL）.Ui.UOgm（RD/RL）UgsUgsRGRLRDSgmUgSIiIDDG微变等效电路微变等效电路UiRG2UgSU0+RG1第3章上页下页1.5 共漏极放大电路共漏极放大电路(Page77)(Page77)1.5.1 静态分析1.5.2 动态分析返回
