1、第二章 基本放大电路,第一节 基本交流放大电路的组成 第二节 放大电路的图解法 第三节 静态工作点的稳定 第四节 微变等效电路法 第五节 共集电极放大电路 第六节 场效应晶体管放大电路 第七节 阻容耦合多级放大电路 第八节 功率放大电路,习 题,目录,第一节 基本放大电路的组成,返 回,基本放大电路的组成,RS,RB,RC,C1 +,+ C2,uS,EB,EC,uo,晶体管 放大元件，起电流控制作用。 电 源 EB 给发射结提供正向电压； EC 给集电结提供反向电压。,RC 一方面给管子合适的电压，另一方面它将集电极的电流变化转变为电压变化，实现电压放大。,电 容 C1、C2耦合电容，其隔直通
2、交的作用。,电 阻 RB 限制IB大小；,返回,放大作用 ui变化量ui 通过C1加至B极引起iB变化iB，从而引起iC变化iC、RC上压降RCiC变化，则uCE=UCCiCRC 发生变化。 iB iC uCE 当电路参数选择适当，uo的幅度将比ui大，但两者相位相反。,放大电路放大交流信号的条件 给三极管提供电流放大的必要条件 保证信号的畅通,练习,返回,第二节 放大电路的图解法,放大电路的静态分析 放大电路的动态分析 非线性失真,返 回,符号说明：,iB=IB+ib iC=IC+ic,直流分量：IB、 IC、 IE 、UCE 交流分量： ib、 ic、 ie 、uce 总电流量： iB、
3、iC、 iE 、uCE,iE=IE+ie uCE=UCE+uce,返回,直流通道 在ui=0时所形成的直流通路称为直流通道。 直流通道里只有直流量，此时称放大电路为静态。 画法：视电容为开路，画出电路其余部分。,UCC,一、放大电路的静态分析,返回,静态工作点：电路处于静态时的IB、UBE、UCE在晶体管特性曲线上决定的一点Q，叫静态工作点。,RB,RC,+UCC,1静态工作点的估算法,对直流通道列写电压方程 输入回路：,（ 硅=0.7V, 锗=0.3V）,输出回路：,返回,2. 图解法,在输出特性曲线上UCE=UCCRCIC直线，其交点为Q。 Q点在x、y轴上投 影分别为UCE、IC， 称
4、UCE=UCCRCIC为直流负载线。,IC/mA,UCE/V,IB=20A,IB=40A,IB=60A,IB=80A,IB=100A,O,UCC,Q,其斜率为,返回,IB=0,交流通道 只考虑交流信号形成的电路通道称为交流通道。 此时视直流量短路，电路为动态。 画法：视直流电压源、电容短路。,二、放大电路的动态分析,返回,返回,iB /A,uBE /V,Q,ube= ui,ib,Q,Q,O,返回,iC/mA,uCE/V,IB=20A,Q,ic,Q,Q,uce,O,IB=40A,IB=60A,IB=80A,IB=100A,IB=0,信号是叠加在静态基础上的, 输出信号与输入信号相位相反，相差18
5、0。,返回,三、非线性失真,1静态工作点的设置 要使放大器能正常工作，必须设置一个合适的静态工作点，否则将会引起非线性失真。 非线性失真：截止失真、饱和失真、双向失真。,截止失真 原因：Q点太低，放大器到了截止区 改善：提高Q点，一般减少RB，增加IB， 使 IBIBM,饱和失真： 原因：工作点Q太高，使放大器工作到了饱和区。 改善：降低Q，增大RB，减少IB。,返回,iC/mA,uCE /V,截止现象： ib、ic负半周削除 ; uce正半周削除,饱和现象： ib不失真， ic正半周削除;uce负半周削除。,为了防止失真，工作点最好使Q位于负载线中点，即UCE大约为UCC一半左右。,返回,O
6、,IB=20A,IB=40A,IB=60A,IB=80A,IB=100A,晶体管状态判断,当UBE 0.5V时，VT截止,IB IC= 0,当UBE 0.5V ，,当IB IBS,BE、BC正偏，VT饱和,当0 IB IBS ，VT 放大,IBS=（UCC0）/RC,返回,UI,IC/mA,UCE /V,IB=20A,UCC,Q,例、已知固定偏置电路，当RB、UCC不变， RC增加时，Q点将如何移动；当RC、UCC不变， RB减少时，Q点将如何移动；当RB、RC不变， UCC减少时，Q点将如何移动。,解:,当RB不变， RC增加，直流负载线斜率减小， Q点左移,当RC不变， RB 减少，IB增
7、加， Q点左上移,当RB、RC不变， UCC减少时，直流负载线左移 Q点左下移,UCC,返回,IB=40A,IB=60A,IB=80A,IB=100A,O,第三节 静态工作点的稳定,温度对静态工作点的影响 分压式偏置电路,返 回,一、温度对静态工作点的影响, 温度 ,ICBO, ,UBE,IC, ,温度上升，工作点Q上移，易发生饱和失真； 温度下降，工作点Q下移，易发生截止失真。,返回,二、分压式偏置电路,RB1,RB2,RE,RC,+UCC,Rs,RL,us,C1,C2,RB1、RB2偏置电阻，固定基极电位VB; RE 射极电阻，固定射极电流IE; CE 隔直通交电容。,工作点估算,返回,+
8、,+,+,工作点稳定过程,靠RE上压降的变化稳定工作点；加入RE后，电压放大倍数下降，在RE两端并联电容CE。,返回,O,例、图示电路中，=50，今用直流表测出3组UB、UE、UC值，试分析各组电压，电路是否正常工作？若不正常，试分析可能出现的问题。,1. 不正常，可能RB1断路。 2. 不正常，晶体管饱和，可能RE或CE短路。 3. 正常。,返回,+,+,+,第四节 微变等效电路法,晶体管的微变等效电路 共射放大电路的微变等效电路 放大器的性能分析,返 回,一、晶体管的微变等效电路,1. 微变等效电路 将晶体管等效为线性元件的电路。 等效条件：信号变化范围小。,2晶体管微变等效电路 输入端
9、晶体管输入电阻,返回,O,输出端 输出等效电阻, 受控电流源,晶体管 ic= ib 受控电流源 rbe 电阻 rce 开路,返回,O,B,C,E,B,E,ib,步骤 a) 做晶体管等效电路，标注B、C、E三极； b)将晶体管放大电路的UCC、C1、C2短路， 将RB、RC等元件对号入座。,二、共射放大电路的微变等效电路,C,返回,RB,RC,+,+,uo,UCC,B,C,E,ui,RL,返回,B,C,E,返回,+,+,RB,RC,+,+,uo,UCC,B,C,E,ui,RL,返回,三、放大器的性能分析,1. 放大倍数,2. 输入电阻ri,3. 输出电阻ro,ro可在输入电压为零，负载开路的条件
10、下求得。,返回,4. 考虑信号源内阻,RB,RC,+,+,uo,UCC,RS,uS,ui,RL,返回,例1、电路如图，=40，计算放大倍数。(UBE=0),解：（1）确定Q,（2）求rbe,若上例中含RS=500,则 ？,（3）求,返回,例2、 一个固定偏置电路,要求 100 ,晶体管为3DG6 ,=20,IC =1mA,UCC=12V,确定RC、RB,并求UCE。设UBE=0。,解：,返回,uo,例3、,已知：RB1=40k , RB2=20k , RC=2.5k, RE=2k , UCC=12V , UBE=0.7V , =40, RL=5k。试计算Q、Au、Ri、Ro。,解：,解题步骤,
11、VB, VE,IE,IC ,IB,UCE,= 4V,VE = VBUBE = 4V0.7V = 3.3V,= 1.65mA,IC IE = 1.65mA,= 41A,UCE, UCCIC( RC+RE ),= 12V1.65(2+2.5)V,= 4.575 V,返回,A,=0.946k,返回,第五节 共集电极放大电路,共集电极放大电路的分析 共集电极放大电路的特点及应用,返 回,一、共集电极放大电路（射随器）的分析,1、静态分析,2、 动态分析,作微变等效电路，C1、C2、UCC短路。,返回,rbe,ib,1. 放大倍数,返回,2. 输入电阻ri,ri 越大，电源电阻RS 分压越小，对信号衰减
12、越小。,返回,3. 输出电阻ro,ro 越小，带负载后输出电压变化越小，带负载能力越强。,返回,二、共集电极放大电路的特点及应用,1. 射随器特点,输出电阻低,输出电压与输入电压相同,输入电阻高,返回,多级放大电路的输入级 输入电阻高，减轻信号源负担。 输出级 输出电阻低，提高带负载能力。 中间级 ri相当于前一级负载电阻；ro相当于后一级信号源内阻。,2. 射随器的应用,返回,例1、已知射随器RS=2k,RB=150k,RE=2k，RL2k，UCC= +12V，50，rbe=846，求:静态工作点Q、Au、Aus 、ri 。(UBE0),返回,已知：RB1=33k , RB2=10k , R
13、C= 3.3k, RE1=200 , RE2=1.3k , UCC=12V , rbe=994 , =50，RL=5.1k。试计算Au、Ri、Ro。,rbe,İb,例2、,返回,RB1,RC,+UCC,C1,C2,静态,动态,不含分压电阻 对输入、输出回路列KVL方程,含分压电阻 用分压公式求UB再对输出回路列KVL方程,输出从C取 输入输出反相,输出从E取 输入输出反相 且Au 1,含RE rbe 、 RE 之间总是相差(1+)倍,返回,例3、如图所示电路，用一个恒流源来设置静态射极电流，晶体管=100，UBE0.7V，IS10.1m A， RB=51k，RL1k，RS620，UCC12V，
14、求 (1)静态工作点Q; (2)画微变等效电路； (3)求 、 、Ri; (提示：电流源IS的交流 等效电阻为无穷大),RB,+,+,uo,UCC,RS,uS,ui,RL,IS,解：,返回,例4、电路如图, 已知=50，UCC=+12V，Ui=20mV，试估算静态工作点Q；画微变等效电路；求自M点输出的UoM及自N点输出的UoN。,解：工作点Q,返回,uo,例5、电路如图, 已知=50，UBE0.7，试估算静态工作点Q；画微变等效电路；求Au、Ri、Ro。,+UCC +12V,解：工作点Q,RL,2k,28A,返回,1. 分压式偏置电路，若RB1短路，则该晶体管处于 状态。 2. 固定偏置电路
15、中，原来没发生非线性失真，可换上一个大一些的晶体管后，失真出现了。该失真一定是 ；若该电路在夏天调试时正常，而在冬天，出现波形失真，且幅度下降，该失真一定是 ；产生的原因是由于冬天室温降低后 、 、 三个参数的变化，引起工作点的下降。其中波形幅度下降是因为 随温度变化引起的。,饱 和,饱和失真,截止失真,ICEO,UBE,返回,练 习:,3.电路如图, 已知=50，UBE0.7，UZ6V，则：IB ， IC ， UCE 。,先求UB IC IB OR 先求UCE IC IB OR 先求IB IC UCE OR ,智力陷阱,返回,上当了 !,习题,题解,智慧在闪光,习题,题解,返回,VE=6V
16、VB=6.7V IB2=6.7V24k=27.9A IB1=(206.7)V24k =55.4A,IB=IB1IB2=27.5A IC=IB=11mA UCE=(201116)V=3V,第六节 场效应晶体管放大电路,共源极放大电路 共漏极放大电路-源极输出器,返 回,返回,一、共源极放大电路,+UDD,uo,RS,ui,CS,C2,C1,R1,RD,RG,R2,RL,G,D,S,1. 静态分析, IG=0,URG0,UGSVGVS VGIDRS,+,+,+,返回,2. 动态分析,微变等效电路,id = gmugs,返回,放大倍数,输入电阻,输出电阻,返回,+UDD,RS,C2,C1,RG1,R
17、G2,RG,RL,ui,uo,+,+,二、共漏极放大电路（源极输出器）,放大倍数,返回,输入电阻,输出电阻,电路特点与晶体管的射极输出器一样,输入电阻高 输出电阻低,第七节 阻容耦合多级放大电路,两极阻容耦合放大电路 阻容耦合放大电路的频率特性,返 回,多级电压放大电路组成,耦合方式 耦合：多级放大器中，级与级之间通过一定的方式连接，称为耦合。 方式：RC耦合交流 直接耦合直流 变压器耦合交流,输入,一 级,中间级,末 级,输出,返回,一、两极阻容耦合放大电路,第一级的输出通过C2、ri2送到第二级输入端，称这种通过电容和下一级输入电阻连接起来的方式叫阻容耦合。,二 级,一 级,各级之间的静态
18、工作点是独立的，互不干涉。 前级的负载为下一级的输入电阻。,返回,放大器的输入电阻为一级的输入电阻，输出电阻，输出电 阻为末级的输出电阻。 总放大倍数为各级放大倍数之积。 不易放大直流及变化缓慢的信号。,返回,RS,RB1,RB2,RC1,RE1,RB3,RB4,RC2,RE2,C1,C2,CE1,CE2,C3,+UCC,RL,VT1,VT2,动态分析,第一级,第二级,返回,二、阻容耦合放大电路的频率特性,放大电路对不同频率的正弦信号的稳态响应称为频率响应。,放大电路的放大倍数与频率的关系称为幅频特性。放大电路的输出输入电压的相位差与频率的关系称为相频特性。,返回,通频带,Au0,0.707A
19、u0,fL0,fH0,fL0 下限截止频率,fH0 上限截止频率,幅频特性,单级阻容耦合放大电路的频率特性,两级阻容耦合放大电路的频率特性,Au,0.707Au,fL,fH,通频带,两级放大电路的放大倍数增加，通频带变窄。 fL fL0 , fH fH0,返回,O,相频特性,fL0,fH0,单级阻容耦合放大电路的频率特性,中频段（ fL0 f fH0 ) =180,fL,fH,360,540,两级阻容耦合放大电路的频率特性,中频段（ fL f fH ) =0,返回,第八节 功率放大电路,功率放大电路的基本要求 功率放大器的工作状态 OCL互补对称功率放大电路 集成功率放大电路简介,返 回,一、
20、功率放大电路的基本要求,功率放大电路主要作用是向负载提供功 率的放大电路。,1. 功率放大器的特点,输出功率大。,转换功率高。,输出信号幅值大，易产生非线性失真。,信号幅值大，需用图解法分析。,返回,二、功率放大器的工作状态,甲类工作状态,Q点设置在特性曲线的中点，放大管始终处于导通状态。 工作在甲类状态的放大器静态管耗大，效率较低，主要用于电压放大器。,iC,uCE,返回,O,O,O,t,t,甲乙类工作状态,Q点设置在IC0、 IC0处，放大管在大半个周期内处于导通状态。 工作在甲乙类状态的放大器静态管耗很小，效率较高，但有波形失真，主要用于功率放大器。,乙类工作状态,Q点设置在IC0处，放
21、大管只在半个周期内处于导通状态。 工作在乙类状态的放大器静态管耗为0，效率较高，但有波形失真，主要用于功率放大器。,返回,三、OCL互补对称功率放大电路,VT1、VT2在正、负半周交替导通，互相补充。,电路分析,返回,导通,截止,VT1,VT2,导通,截止,uo,t,交越失真,由于集电结存在“死区”，当ui低于某一数值时，iC1、 iC2基本为零，输出出现一段死区，这种现象称为交越失真。,交越失真,返回,交越失真产生的原因 由于晶体管发射结存在死区； ui 死区电压，两个晶体管都截止。,t,返回,调节R1 以产生不大的偏流，使晶体管工作于甲乙类状态，可以克服交越失真。,R1,R2,R3,uo,返回,四、集成功率放大电路简介,地,输出,同相输入,反相输入,增益设定,旁路,电源,增益设定,音频集成功率放大电路LM386,返回,输入,LM386典型应用电路,UBE0,uoUCC,UBEUCE,iB0,
