《模拟与数字电子技术》第三章.ppt

1、模拟与数字电子技术第三章 重点掌握放大电路静态工作点的意义及计算方法；晶体重点掌握放大电路静态工作点的意义及计算方法；晶体管的小信号模型及放大电路的微变等效电路分析法；掌握管的小信号模型及放大电路的微变等效电路分析法；掌握电路的动态参数计算方法及其意义。电路的动态参数计算方法及其意义。4 4功率放大电路的组成特点，与电压放大电路的区别；功率放大电路的组成特点，与电压放大电路的区别；乙类和甲乙类功率放大电路的分析、参数计算及参数的乙类和甲乙类功率放大电路的分析、参数计算及参数的意义。意义。5 5差分放大电路的组成特点，为什么可以抑制零点漂差分放大电路的组成特点，为什么可以抑制零点漂移；电路的静态

2、、动态分析；差分放大电路的输入输出移；电路的静态、动态分析；差分放大电路的输入输出方式。方式。作为了解的内容，介绍放大电路的频率特性及其意义。作为了解的内容，介绍放大电路的频率特性及其意义。放大电路的组成放大电路的组成一、放大电路的组成原理（应具备的条件一、放大电路的组成原理（应具备的条件 1.放大器件工作在放大器件工作在放大区放大区（发射结正偏，集电结反偏）（发射结正偏，集电结反偏）通过直流电压源施加偏置电压。（静态工作条件）通过直流电压源施加偏置电压。（静态工作条件）静态工作条件是前提，保证三极管在放大区；静态工作条件是前提，保证三极管在放大区；动态（交流）信号是我们要放大的对象，电路在动

3、动态（交流）信号是我们要放大的对象，电路在动态信号时的变化决定放大的结果。态信号时的变化决定放大的结果。2.输入信号能输送至放大器的输入端（三极管发射结）输入信号能输送至放大器的输入端（三极管发射结）3.有信号电压输出。有信号电压输出。通过电阻转换通过电阻转换ic为电压。为电压。放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标静态静态：IBQ，ICQ，IEQ，UBEQ，UCEQ动态：动态：一、放大倍数或增益一、放大倍数或增益 电压放大倍数电压放大倍数 电流放大倍数电流放大倍数 若用分贝（若用分贝（dB）表示，则称为）表示，则称为增益增益。二、输入电阻二、输入电阻输入电压与输入电流之比输入电压与输入

4、电流之比三、输出电阻三、输出电阻输出电压与输出电压之比输出电压与输出电压之比四、通频带四、通频带如何计算这些性能指标？如何计算这些性能指标？1.静态分析（只有直流量，没有交流信号输入时）：静态分析（只有直流量，没有交流信号输入时）：是否工作在放大区？是否工作在放大区？2.动态分析（有前提条件）：动态分析（有前提条件）：交流通路时，求各项技术指标（交流通路时，求各项技术指标（电压放大倍数、输入电阻）前提：前提：放大信号频率在低频范围放大信号频率在低频范围 放大器件工作在线性放大区（静态分析）放大器件工作在线性放大区（静态分析）器件的动态工作范围在工作点附近的较小一器件的动态工作范围在工作点附近的

5、较小一 段认为是直线段认为是直线分析步骤分析步骤：由放大电路：由放大电路 画出交流通路画出交流通路 整理成整理成微变等效电路微变等效电路 用电路原理中的方法求解用电路原理中的方法求解 晶体管放大电路应要达到的要求晶体管放大电路应要达到的要求（1 1）把微弱的信号放大，包括电压、电流、）把微弱的信号放大，包括电压、电流、功率等。功率等。（2 2）输出信号的波形要和输入信号的波形相）输出信号的波形要和输入信号的波形相同，即不失真。同，即不失真。共射极放大电路是以晶体管的发射极作为共射极放大电路是以晶体管的发射极作为输入回路和输出回路的公共端构成的单级输入回路和输出回路的公共端构成的单级放大电路。放

6、大电路。信号源信号源输入电压输入电压负载电阻负载电阻输出电压输出电压集电极电源集电极电源集电极电阻集电极电阻基极电阻基极电阻基极电阻基极电阻发射极电阻发射极电阻射极旁路电阻射极旁路电阻耦合电容耦合电容耦合电容耦合电容I2UB=RB1/(RB1+RB2)UCC一、电路的组成一、电路的组成（略）（略）SuSu晶体管晶体管V V：晶体管是放大电路中的电流放大元件，利晶体管是放大电路中的电流放大元件，利用它的基极电流对集电极电流的控制作用，在集电用它的基极电流对集电极电流的控制作用，在集电极获得受输入信号控制、被放大了的电流。极获得受输入信号控制、被放大了的电流。集电极电源集电极电源Vcc:Vcc:电

7、源除为输出信号提供能量外，它电源除为输出信号提供能量外，它还保证集电结处于反向偏置、发射结处于正向偏置还保证集电结处于反向偏置、发射结处于正向偏置，以使晶体管起到电流放大作用。一般为几伏到几，以使晶体管起到电流放大作用。一般为几伏到几十伏十伏集电极直流负载电阻集电极直流负载电阻RcRc：集电极直流负载电阻简称集集电极直流负载电阻简称集电极电阻，它主要是将集电极电流的变化变换为电电极电阻，它主要是将集电极电流的变化变换为电压的变化，以实现电压放大。的阻值一般为几千欧压的变化，以实现电压放大。的阻值一般为几千欧到几十千欧。到几十千欧。电路中各个元件分别起如下作用：电路中各个元件分别起如下作用：基极

8、电阻基极电阻R RB1B1和和R RB2B2：它们的作用是为基极提供合它们的作用是为基极提供合适的静态基极电流，以使放大电路获得合适的静适的静态基极电流，以使放大电路获得合适的静态工作点。另一方面，通过合适的分压，使晶体态工作点。另一方面，通过合适的分压，使晶体管基极电位固定不变，达到稳定静态工作点的目管基极电位固定不变，达到稳定静态工作点的目的。的。R RB1B1 、R RB2B2的阻值一般为几十千欧到几百千欧的阻值一般为几十千欧到几百千欧。发射极偏置电阻发射极偏置电阻R RE E：又称为电流负反馈电阻。它又称为电流负反馈电阻。它主要起稳定静态工作点的作用。主要起稳定静态工作点的作用。耦合电

9、容耦合电容C C1 1和和C C2 2：它们起到隔直流的作用，用来隔断放它们起到隔直流的作用，用来隔断放大电路与信号源之间（大电路与信号源之间（C C1 1）、放大电路与负载之间（）、放大电路与负载之间（C C2 2）的直流通路，使三者之间无直流联系，互不影响。另一的直流通路，使三者之间无直流联系，互不影响。另一方面又起到交流耦合作用，保证交流信号顺利通过放大方面又起到交流耦合作用，保证交流信号顺利通过放大电路，沟通信号源、放大电路和负载三者之间的交流通电路，沟通信号源、放大电路和负载三者之间的交流通路。通常要求耦合电容的容抗很小，在动态分析中可以路。通常要求耦合电容的容抗很小，在动态分析中可

10、以忽略不计，即对交流信号可视为短路；因此电容值一般忽略不计，即对交流信号可视为短路；因此电容值一般取得较大，为几微法到几十微法，常采用的是有极性电取得较大，为几微法到几十微法，常采用的是有极性电容器，连接时要注意其极性。容器，连接时要注意其极性。射极旁路电容射极旁路电容C CE E：为消除对交流信号的影响，通常加旁为消除对交流信号的影响，通常加旁路电容。要求它的容抗很小，对交流信号相当于短路。路电容。要求它的容抗很小，对交流信号相当于短路。图图3-13-1所示电路叫做分压式射极偏置电路或稳定静态工作点所示电路叫做分压式射极偏置电路或稳定静态工作点的共射极典型放大电路。的共射极典型放大电路。二二

11、.分析放大电路的步骤：分析放大电路的步骤：（一）（一）.确定是否工作在放大区确定是否工作在放大区静态分析；需要确定的参静态分析；需要确定的参数数静态工作点。静态工作点。（二）（二）.动态分析：分析输入信号的被放大情况，有无失真。动态分析：分析输入信号的被放大情况，有无失真。画交流通路，求性能指标。画交流通路，求性能指标。（一）（一）.静态分析：静态分析：当放大电路输入端没有输入电压信号，即当放大电路输入端没有输入电压信号，即ui=0时，电路中电压、时，电路中电压、电流都是不变的直流量，称放大电路为电流都是不变的直流量，称放大电路为“静态静态”。此时的电压、。此时的电压、电流值称为放大电路的电流

12、值称为放大电路的静态工作点静态工作点（IBQ，ICQ，IEQ，UCEQ）。）。（UBEQ为已知量）为已知量）分析方法：分析方法：1.画出直流通路画出直流通路直流电源单独作用时的电路。直流电源单独作用时的电路。u画法：所有耦合电容、旁路电容都开路。画法：所有耦合电容、旁路电容都开路。直流通路直流通路CCBBBBVRRRV211BEBUV EBEBEBEQRVRUVIBBCQIIIEQCQIICQBQII)(ECCQCCCEQRRIVU锗管硅管,V2.0,V7.0BEQBEQUU例例3-1 3-1 在图在图3-13-1中，中，3-23-2所示。由式（所示。由式（3-13-1）、式（）、式（3-43

13、-4）得）得 如果如果改为改为200，与与有关的只有有关的只有 IBQ，只有，只有IBQ减小，管子减小，管子的静态工作点基本不变。的静态工作点基本不变。3-1 求其静态工作点，求其静态工作点，4040，晶体管处于什么状态？（，晶体管处于什么状态？（U UBEQBEQ=0.7V=0.7V）解：由图可知发射结正偏。假设晶体管解：由图可知发射结正偏。假设晶体管处于放大状态，则处于放大状态，则mAkVkUVIBEB072.02003.1420015012.127.0,12.12115,7.088.2072.040VVUVkIVUVUmAmAIIBCCCBBC符合假设。所以晶体管处于放大状态。符合假设。

14、所以晶体管处于放大状态。VVVUUUECCEQ12.12012.12 补充：图解法补充：图解法)(ECCCCCERRIVU静态工作点截止失真截止失真饱和失真饱和失真 如果静态工作点设置得过低，则叠加如果静态工作点设置得过低，则叠加在其上的交流波形就要进入到截止区，在其上的交流波形就要进入到截止区，使输出波形与输入波形不相似，发生使输出波形与输入波形不相似，发生了失真。这种了失真。这种由于静态工作点选得过由于静态工作点选得过低使交流波形进入到截止区而发生的低使交流波形进入到截止区而发生的失真失真，称为，称为截止失真截止失真。对于。对于NPN型晶型晶体管的单级放大电路，截止失真的波体管的单级放大电

15、路，截止失真的波形如图形如图3-3所示。所示。3.放大电路的失真放大电路的失真 如果静态工作点选得过高，同样会发生失真。这时如果静态工作点选得过高，同样会发生失真。这时的失真波形如图的失真波形如图3-4所示。这是所示。这是由于交流波形进入由于交流波形进入到饱和区而发生的失真到饱和区而发生的失真，称为，称为饱和失真饱和失真。截止失真和饱和失真都是由于晶体管的非线性特性截止失真和饱和失真都是由于晶体管的非线性特性引起的，故都属于引起的，故都属于非线性失真非线性失真。静态工作点的设置，直接关系到放大电路能否正常静态工作点的设置，直接关系到放大电路能否正常工作（放大信号工作（放大信号)。4 4静态工作

16、点的稳定静态工作点的稳定参数选择原则：参数选择原则：u 基极分压电阻基极分压电阻 、中的电流中的电流 、要满足要满足 。u 的作用：负反馈作用稳定静态工作点的作用：负反馈作用稳定静态工作点Q。取值不可过大也不。取值不可过大也不可过小。可过小。BIII211I2I1BR2BRER（二）（二）.动态分析：分析输入信号的被放大情况，有无失真。动态分析：分析输入信号的被放大情况，有无失真。画交流通路，画出微变等效电路，求性能指标。画交流通路，画出微变等效电路，求性能指标。当放大电路输入端加输入电压信号，即当放大电路输入端加输入电压信号，即ui0时，电路中电压、电时，电路中电压、电流随之变化，称放大电路

17、为流随之变化，称放大电路为“动态动态”。1.画出交流通路画出交流通路：输入交流电压、电流单独作用时的电路。：输入交流电压、电流单独作用时的电路。画法：所有耦合电容和旁路电容都当作交流短路；画法：所有耦合电容和旁路电容都当作交流短路；所有直流电源都当作交流短路。所有直流电源都当作交流短路。交流通路交流通路 当放大电路有输入信号时，晶体管的各个电流和电当放大电路有输入信号时，晶体管的各个电流和电压都含有压都含有直流分量直流分量和和交流分量交流分量。直流分量一般即为直流分量一般即为静态值静态值，由上面所述的静态分析，由上面所述的静态分析来确定。来确定。动态分析是动态分析是在静态值确定后分析信号的传输

18、情况在静态值确定后分析信号的传输情况，考虑的只是电流和电压的交流分量考虑的只是电流和电压的交流分量(信号分量信号分量)。微变等效电路法微变等效电路法分析步骤分析步骤：由放大电路：由放大电路 画出交流通路画出交流通路 整理成微变等效电路整理成微变等效电路 用电路原理中的方法求解用电路原理中的方法求解画出交流通路画出交流通路u所有耦合电容和旁路电容都当作交流短路。所有耦合电容和旁路电容都当作交流短路。u所有直流电源当作交流短路。所有直流电源当作交流短路。1晶体管的微变等效电路晶体管的微变等效电路（1）从输入端看进去，如何等效？）从输入端看进去，如何等效？当输入信号很小时，在静态工作点当输入信号很小

19、时，在静态工作点Q附近的工作段可以附近的工作段可以认为是直线，当认为是直线，当 为常数时，为常数时，与与 之比之比CEuBEuBi输入电压输入电压 ui=ube输入电流输入电流 ii=ib输入电阻输入电阻 Ri=rbeuiii 称为晶体管的称为晶体管的动态输入电阻动态输入电阻，它表示晶体管的输入特，它表示晶体管的输入特性。在小信号的情况下，性。在小信号的情况下，是一常数，由它确定是一常数，由它确定 和和 之间的关系。因此，晶体管的输入电路可用之间的关系。因此，晶体管的输入电路可用 等效代等效代替替 图图3-6a3-6a。berbeubiber低频小功率晶体管的输入电阻常用下式估算：低频小功率晶

20、体管的输入电阻常用下式估算：)mA()mV(26)1(EQbbbeIrrEQIbbr式中，式中，是发射极电流的静态值；是发射极电流的静态值；为基区体电阻，常为基区体电阻，常取取 ；一般为几百欧到几千欧。它是对交流一般为几百欧到几千欧。它是对交流而言的一个动态电阻，在手册中常用而言的一个动态电阻，在手册中常用 表示。表示。300100beriehber 即晶体管的电流放大系数。在小信号条件即晶体管的电流放大系数。在小信号条件下为常数。下为常数。输出端的电流输出端的电流电流控制作用电流控制作用晶体管的电流控制作用可以用一个受输入电流控制的受控电源晶体管的电流控制作用可以用一个受输入电流控制的受控电

21、源ic=ib代替，以表示晶体管的电流控制作用。当代替，以表示晶体管的电流控制作用。当ib=0时，时，ic=ib也也为为0，所以它不是一个独立电源。，所以它不是一个独立电源。值一般在值一般在20200之间。之间。（2）从输出端看进去，如何等效？）从输出端看进去，如何等效？输出电阻：输出电阻：当当iB为常数时，为常数时，UCE与与IC之比之比iouo+o输出电压输出电压 uo=uce输输出出电流电流 io=ic输输出出电阻电阻 Ro=rce rce称为称为晶体管的输出电阻晶体管的输出电阻。在小信号的条。在小信号的条件下，件下，rce也是一个常数。也是一个常数。在等效电路中与恒流源在等效电路中与恒流

22、源ib并联。由于并联。由于rce的的阻值很高阻值很高（曲线越平坦，（曲线越平坦，rce越大），约为越大），约为几十千欧到几百千欧，所以在以后的微变几十千欧到几百千欧，所以在以后的微变等效电路中都等效电路中都把它忽略不计把它忽略不计，用简化的晶，用简化的晶体管线性化模型表示。体管线性化模型表示。晶体管简化的微变等效模型晶体管简化的微变等效模型 2放大电路的微变等效电路分析法放大电路的微变等效电路分析法等效的目的等效的目的：分析放大电路的动态工作情况，即电路：分析放大电路的动态工作情况，即电路的电压放大倍数，输入、输出电阻等。的电压放大倍数，输入、输出电阻等。等效方法（即交流通路画法）：等效方法（

23、即交流通路画法）：电容对于交流量相当于短路；电容对于交流量相当于短路；直流电源视为短路；直流电源视为短路；用晶体管的微变等效电路代替晶体管。用晶体管的微变等效电路代替晶体管。（1 1）电压放大倍数）电压放大倍数 uA电压放大倍数电压放大倍数 反映放大电路对输入电压放大的能力，反映放大电路对输入电压放大的能力，定义为输出电压的变化量与输入电压的变化量之比。定义为输出电压的变化量与输入电压的变化量之比。当输入正弦电压时，可以用有效值相量表示，即：当输入正弦电压时，可以用有效值相量表示，即：iouUUA3.放大电路的性能指标放大电路的性能指标由图由图3-7b3-7b知，知，bebirIULbLcoR

24、IRIUbeLurRA故故 LCLRRR/iUoU+-+-式中式中“”号表示输出电压与输入电压相位相反号表示输出电压与输入电压相位相反共射极单管放大电路具有倒相的作用共射极单管放大电路具有倒相的作用；为为等效负载电阻。当外接负载开路，即等效负载电阻。当外接负载开路，即 时时,LCLRRR/LRbeCuurRAA0为为空载电压放大倍数空载电压放大倍数，比有载时大。可见，比有载时大。可见 越小，电越小，电压放大倍数越低。压放大倍数越低。LR)(uuoAAuALRberuAber 除了与除了与 有关外，还与有关外，还与 和和 有关。晶体管的电流有关。晶体管的电流放大系数放大系数 增大时，增大时，|也

25、增大，但同时晶体管本身也增大，但同时晶体管本身的输入电阻的输入电阻 也增大，也增大，增大到一定程度时有增大到一定程度时有 2626)1(26)1(300EQLEQLEQLuIRIRIRAEQICQIuA可见当可见当 足够大时，电压放大倍数几乎与足够大时，电压放大倍数几乎与 无关。而在无关。而在 一定时，只要增大静态发射极（或集电极）电流一定时，只要增大静态发射极（或集电极）电流（或（或 ），），就可明显增加。就可明显增加。值得注意的是，电压放大倍数只能在不失真的前提下求值得注意的是，电压放大倍数只能在不失真的前提下求得。得。源电压放大倍数源电压放大倍数 三个电压放大倍数之间的比较三个电压放大倍

26、数之间的比较usuuoAAAoUsU放大电路的输出电压放大电路的输出电压 与信号源电压与信号源电压 之比常称为源之比常称为源电压放大倍数电压放大倍数 usAsiiosousUUUUUUA（2 2）放大电路的输入电阻）放大电路的输入电阻 放大电路对信号源（或对前级放大电路）来说，相放大电路对信号源（或对前级放大电路）来说，相当于负载，可以用一个电阻当于负载，可以用一个电阻RiRi等效代替，称为等效代替，称为放大放大电路的输入电阻电路的输入电阻。当考虑输入信号源存在内阻时，当考虑输入信号源存在内阻时，放大电路的实际输入电压为：放大电路的实际输入电压为：SiSiiURRRU如果放大电路的输入电阻较如

27、果放大电路的输入电阻较小小:(1)(1)将从信号源取用较大的电流，从而增加信号源的负担；将从信号源取用较大的电流，从而增加信号源的负担；(2)(2)经过信号源内阻经过信号源内阻 和和 的分压，使实际加到放大电路的输入电的分压，使实际加到放大电路的输入电压压 减小，从而减小输出电压；减小，从而减小输出电压；(3)(3)后级放大电路的输入电阻，就是前级放大电路的负载电阻，从后级放大电路的输入电阻，就是前级放大电路的负载电阻，从而将会降低前级放大电路的电压放大倍数。而将会降低前级放大电路的电压放大倍数。因此，因此，通常希望放大电路的输入电阻能高一些。通常希望放大电路的输入电阻能高一些。SRiRiUb

28、eBbeBbeiBiiiiirRrRrURUUIUR/111其中其中 。21/BBBRRR iUoUiI+-输出电阻定义为：输出电阻定义为：0sLURoooIUR即在信号源短路即在信号源短路()()、内阻（、内阻（）保留和输出端开）保留和输出端开路（路（）的条件下）的条件下,输出电压的变化量与输出电流的输出电压的变化量与输出电流的变化量的比值。变化量的比值。0sUsRLR（3 3）放大电路的输出电阻）放大电路的输出电阻 oR0,0bsIU当当时，时，0bIsU当当 时，时，。在原放大电路的输出。在原放大电路的输出端外加一恒压源端外加一恒压源 ，其输出电流为，其输出电流为 ，则有：，则有：0,0

29、bsIU0bIoUoI其中，其中，是晶体管的输出电阻，值很大，忽略其分流作是晶体管的输出电阻，值很大，忽略其分流作用。用。一般为几千欧，因此共发射极放大电路的输出电一般为几千欧，因此共发射极放大电路的输出电阻较高。阻较高。cerCRoI0 如果放大电路的输出电阻较大（相当于信号源的内阻如果放大电路的输出电阻较大（相当于信号源的内阻较大），当负载变化时，输出电压的变化也较大，也就是较大），当负载变化时，输出电压的变化也较大，也就是放大电路带负载的能力较差。因此放大电路带负载的能力较差。因此通常希望放大电路的输通常希望放大电路的输出级的输出电阻低一些。出级的输出电阻低一些。结论：结论：1.1.放大

30、倍数放大倍数 ：反映放大电路对输入电压信号放大：反映放大电路对输入电压信号放大的能力。的能力。uA 2.2.输入电阻输入电阻 ：越大越好，输入电阻越大，取用信：越大越好，输入电阻越大，取用信号源的电流就越小，减轻信号源的负担。输入电压号源的电流就越小，减轻信号源的负担。输入电压越大，则输出电压越大。越大，则输出电压越大。iR 3.3.输出电阻输出电阻 ：越小越好，输出电阻越小，放大电：越小越好，输出电阻越小，放大电路带负载能力越强，最好路带负载能力越强，最好 。LORR OR3-23-23-1)3-1)解解 放大电路对负载来说，是一个信号源，可用等效放大电路对负载来说，是一个信号源，可用等效电

31、动势电动势 和内阻和内阻 表示，如图表示，如图3-103-10所示。等效电源的所示。等效电源的内阻即为放大电路的输出电阻。内阻即为放大电路的输出电阻。0EoR输出端开路时输出端开路时(见图见图3-10a)3-10a)00EUo输出端接上负载电阻输出端接上负载电阻 时时(见图见图3-10b)3-10b)LRLoLoLRRREU0由上列两式可得出由上列两式可得出 LoLooRUUR)1(0例例3-3(1)3-3(1)求例求例3-13-1电路的电路的 ;usoiuARRA,(2)(2)如果去掉射极旁路电容如果去掉射极旁路电容 ，再计算，再计算 。usoiuARRA,EC解解 （1 1）根据放大电路的

32、微变等效电路）根据放大电路的微变等效电路(见图见图3-7b3-7b）k4.192.126)801(30026)1(300EQbeIrk2k)6/3(/LCLRRR1144.1280beLurRAk3.1k)4.1/47/20(/21beBBirRRR78)114(3.16.03.1uisiusARRRAk3CoRR（2）如果去掉旁路电容后，放大电路和微变等效电）如果去掉旁路电容后，放大电路和微变等效电路如图路如图3-11所示。显然对静态工作点无任何影所示。显然对静态工作点无任何影响。响。)1(EbebEebebiRrIRIrIU)/(LCboRRIU3.15.1814.1280)1()/(Eb

33、eLCiouRrRRUUA可见由于可见由于 的存在，使电压放大倍数减小很多。的存在，使电压放大倍数减小很多。ERbEbbebBBiiiIRIrIRRIUR)1(/21结果表明，结果表明，会使会使放大倍数下降放大倍数下降，但却使，但却使输入电阻显输入电阻显著增加著增加，克服了有，克服了有 时时 小的缺点，且小的缺点，且 对对 的影响的影响也减小了（也减小了（）。因此，为了提高放大电路的）。因此，为了提高放大电路的输入电阻又不至于使放大倍数下降太多，常用输入电阻又不至于使放大倍数下降太多，常用 将大将大部分电阻旁路，而保留一个小阻值电阻不被旁路。部分电阻旁路，而保留一个小阻值电阻不被旁路。EREC

34、iRsRusAuusAAECtUuisin2bBQBiIicCQCiIiceCEQCEuUu CQECCCEQECQCCCCEQIRRUIRIRUU)(CcceRiuCcceoRiuuiBEQbeBEQBEuUuUu eEQEiIi一一、共集电极放大电路的组成、共集电极放大电路的组成EEQBEQBBQCCRIURIUEBBECCBQRRUVI)1(EQBQCQIII二、共集电极放大电路分析二、共集电极放大电路分析1.1.静态工作点的计算静态工作点的计算 EEQCCCEQRIVU2、动态分析与计算、动态分析与计算 （1 1）电压放大倍数）电压放大倍数 uA)/)(1()/(LEbebLEebeb

35、iRRrIRRIrIU)/()1()/(LEbLEeoRRIRRIU1)1()1(LbeLiouRrRUUA式中式中 。LELRRR/同理有：同理有：uisiiousARRRUUA由式由式3-193-19可见，可见，表明输出电压，表明输出电压 与输入电与输入电压压 同相位，且大小近似相等，电路没有电压放大能同相位，且大小近似相等，电路没有电压放大能力。通常将这种输出电压跟随输入电压变化的电路叫力。通常将这种输出电压跟随输入电压变化的电路叫做做“跟随器跟随器”。10uAoUiU（2 2）输入电阻）输入电阻 iR由微变等效电路的由微变等效电路的2-22-2端看进去的等效电阻为端看进去的等效电阻为b

36、LEbbebbiiIRRIrIIUR)/()1(因此，输入电阻为：因此，输入电阻为：)1(/LbeBiBiRrRRRR（3 3）输出电阻）输出电阻 根据输出电阻的定义和求解方法，根据输出电阻的定义和求解方法，可得如图可得如图3-153-15所示的等效电路。先求从所示的等效电路。先求从1-11-1端看端看进去的等效电阻进去的等效电阻 oRbeoIII)1()/(BsbeobRRrUI1)/(BsbeoooRRrIUR1)/(/BsbeEoEoRRrRRRR3 3共集电极放大电路的特点共集电极放大电路的特点（4 4）虽然它没有电压放大，却有电流放大能力。其）虽然它没有电压放大，却有电流放大能力。其

37、电流放大倍数：电流放大倍数：LEEioiRRRIIA)1(所以有功率放大能力。所以有功率放大能力。（1 1）电压放大倍数）电压放大倍数 ，表示输出电压，表示输出电压 与输入电与输入电压压 同相位，并且值近似相等，即输出电压跟随输入同相位，并且值近似相等，即输出电压跟随输入电压。电压。1uAoUiU（2 2）输入电阻）输入电阻 很大，同时与负载电阻很大，同时与负载电阻 有关。有关。iRLR （3 3）输出电阻）输出电阻 很小，与信号源内阻很小，与信号源内阻 有关。有关。oRsR 例例3-4 3-4 在图在图3-123-12电路中，已电路中，已知知 ，容抗可略去，试计算：容抗可略去，试计算：V12

38、CCVKRB300 KRE5KRL5.0 KRs18021,CC（1 1）静态工作点。）静态工作点。（2 2）输入电阻）输入电阻 ，输出电阻，输出电阻 。iRoR（3 3）电压放大倍数）电压放大倍数 uA（4 4）如果信号源电压）如果信号源电压 ，求输出电压，求输出电压 。V2sU?oU解解 （1 1）静态工作点）静态工作点 由式由式(3-18)(3-18)得得 0.016mAmA5)801(3007.012)1(EBBECCBQRRUVICQBQEQIII1.3mAmA016.0)801()1(5.5VV)53.112(EEQCCCEQRIVU（2 2）输入电阻）输入电阻 和输出电阻和输出电

39、阻 iRoRk92.13.126)801(30026)1(300EQbeIr由式由式(3-20)(3-20)得得 k3.34k)5.0/5()801(92.1/k300)/)(1(/LEbeBiRRrRR由式由式(3-21)(3-21)得得k036.0k801)300/1(92.1/51)/(/BsbeEoRRrRR（3 3）电压放大倍数）电压放大倍数 uA由式（由式（3-193-19）有：）有：950.0)5.0/5)(801(92.1)5.0/5()801()/)(1()/)(1(LEbeLEuRRrRRA当考虑当考虑 时，时，sR923.0950.03.3413.34uisiusARRR

40、A同理，当空载同理，当空载 时，可得：时，可得：LR989.0,995.000usuAA结果表明：当负载结果表明：当负载 变化很大，变化很大，但但 变化较小，放大倍数比较稳定。变化较小，放大倍数比较稳定。有无有无 时，时，变化也较小，这是该电变化也较小，这是该电路的输入电阻很大，接受信号能力强的反映。路的输入电阻很大，接受信号能力强的反映。KRRLL5.0950.0995.00uuAAsR950.0923.0uusAA（4 4）输出电压）输出电压 oU1.85VV)923.02(ussoAUU表明输出电压表明输出电压 跟随输入电压跟随输入电压 。oUsU 共集电极电路特点：输入电阻高，输出电阻

41、低。共集电极电路特点：输入电阻高，输出电阻低。在与共射电路组合起来构成多级放大电路时，它可在与共射电路组合起来构成多级放大电路时，它可以用作输入级、中间级或输出级，借以提高放大电以用作输入级、中间级或输出级，借以提高放大电路的性能。路的性能。1用作输入级用作输入级 由于共集电路的输入电阻很高，用作多级放大由于共集电路的输入电阻很高，用作多级放大电路的输入级时，可以提高整个放大电路的输入电电路的输入级时，可以提高整个放大电路的输入电阻，因此输入电流很小，减轻了信号源的负担，在阻，因此输入电流很小，减轻了信号源的负担，在测量仪器中应用，提高其测量精度。测量仪器中应用，提高其测量精度。2用作输出级用

42、作输出级 因其输出电阻很小，用作多级放大电路的输出因其输出电阻很小，用作多级放大电路的输出级时，可以大大提高多级放大电路带负载的能力。级时，可以大大提高多级放大电路带负载的能力。3用作中间级用作中间级 在多级放大电路中，有时前后两级间的阻抗匹在多级放大电路中，有时前后两级间的阻抗匹配不当，影响了放大倍数的提高。如在两级之间加配不当，影响了放大倍数的提高。如在两级之间加入一级共集电路，它能够起到阻抗变换的作用。入一级共集电路，它能够起到阻抗变换的作用。共基极放大电路共基极放大电路交流通路交流通路直流通路直流通路三种基本组态放大电路的比较 共射电路既有电压放大倍数由有电流放大倍数，其输共射电路既有

43、电压放大倍数由有电流放大倍数，其输入电阻不大，输出电阻也不大；输出电压与输出电压相位相反；入电阻不大，输出电阻也不大；输出电压与输出电压相位相反；广泛应用于各种放大电路中。广泛应用于各种放大电路中。共集电极电路只有电流放大倍数，没有电压放大倍共集电极电路只有电流放大倍数，没有电压放大倍数，输入电阻大，输出电阻小，带负载能力强，可用于作输数，输入电阻大，输出电阻小，带负载能力强，可用于作输入极、输出极和缓冲极；它的输入电压和输出电压同相位。入极、输出极和缓冲极；它的输入电压和输出电压同相位。共基极电路只有电压放大倍数，没有电流放大倍数，共基极电路只有电压放大倍数，没有电流放大倍数，其输入电阻较小

44、，输入电压与输出电压同相位；广泛应用于高其输入电阻较小，输入电压与输出电压同相位；广泛应用于高频、宽频放大电路中。频、宽频放大电路中。第三章 放大电路基础 多级放大器的作用多级放大器的作用：对微弱信号进行连续放大，以：对微弱信号进行连续放大，以在输出端获得必要的电压幅值或足够的功率。在输出端获得必要的电压幅值或足够的功率。如何组成多级放大器？如何组成多级放大器？根据对输入电阻、放大倍数、频带等方面的要求，选择几根据对输入电阻、放大倍数、频带等方面的要求，选择几个基本放大电路，并把它们合理连接，组成多级放大电路。个基本放大电路，并把它们合理连接，组成多级放大电路。例如，构成电压放大电路时应选择输

45、入电阻比例如，构成电压放大电路时应选择输入电阻比 大大的多的电的多的电路作输入级；路作输入级；SR输出电阻和中间级怎么办？输出电阻和中间级怎么办？输出电阻尽量输出电阻尽量小小，提高电路带负载能力；放大能力，提高电路带负载能力；放大能力强强的电路作中间级，的电路作中间级，以获得足够的电压放大倍数。以获得足够的电压放大倍数。1.阻容耦合阻容耦合 阻容耦合方式：阻容耦合方式：信号源与放大电路之间、多级放大电路的各级信号源与放大电路之间、多级放大电路的各级之间及放大电路与负载之间由电阻、电容连接的方式。之间及放大电路与负载之间由电阻、电容连接的方式。特点：特点：各级静态工作点相互独立。各级静态工作点相

46、互独立。只能放大交流信号。这种耦合方式在分立元件电路中被普只能放大交流信号。这种耦合方式在分立元件电路中被普遍采用。遍采用。一、多级放大电路的级间耦合方式一、多级放大电路的级间耦合方式 在多级放大电路中，每两个单级放大电路之间的连接称为耦在多级放大电路中，每两个单级放大电路之间的连接称为耦合。耦合方式有阻容耦合、变压器耦合和直接耦合三种。合。耦合方式有阻容耦合、变压器耦合和直接耦合三种。第三章 放大电路基础2直接耦合方式直接耦合方式 直接直接耦耦合方式合方式：前后级间直接连接。：前后级间直接连接。特点特点：因此各级的静态工作点相互有影响；它不：因此各级的静态工作点相互有影响；它不仅能放大交流信

47、号，还能放大直流和缓慢变化的仅能放大交流信号，还能放大直流和缓慢变化的电信号；在集成电路中普遍使用。电信号；在集成电路中普遍使用。第三章 放大电路基础3变压器耦合方式变压器耦合方式 前后级间采用变压器联接前后级间采用变压器联接。因此各级的静态工。因此各级的静态工作点彼此独立计算；改变匝数比，可进行最佳阻抗作点彼此独立计算；改变匝数比，可进行最佳阻抗匹配，得到最大输出功率；常用在功率放大的场合，匹配，得到最大输出功率；常用在功率放大的场合，或者需要电压隔离的场合，例如功率放大器，晶闸或者需要电压隔离的场合，例如功率放大器，晶闸管触发电路等。管触发电路等。4.光电耦合光电耦合 前后级间或信号源与放

48、大电路之间、放大电路前后级间或信号源与放大电路之间、放大电路与负载之间采用光耦合器连接与负载之间采用光耦合器连接。光耦合器是以光信。光耦合器是以光信号为媒介来实现电信号的耦合和传递的。号为媒介来实现电信号的耦合和传递的。第三章 放大电路基础二、阻容耦合多级放大电路的分析二、阻容耦合多级放大电路的分析两级共射放大电路（阻容耦合）两级共射放大电路（阻容耦合）第三章 放大电路基础1静态工作分析静态工作分析 采用阻容耦合方式，各级静态工作点互不影响，彼此采用阻容耦合方式，各级静态工作点互不影响，彼此独立计算，与单级放大电路的静态计算相同。独立计算，与单级放大电路的静态计算相同。2动态工作分析动态工作分

49、析 微变等效电路：微变等效电路：第三章 放大电路基础(1)电压放大倍数 由图知第二级的输入电阻相(2)当于前级的外接负载电阻 ，即 因此，(3)，式中uA1LR21iLRR121111)/(beiCiourRRUUA2432/beirRRR第三章 放大电路基础同理22222)/(beLCiourRRUUA所以21221111uuioioooioiouAAUUUUUUUUUUA显然总电压放大倍数等于各级电压放大倍数连乘积。当考虑信号源内阻 时，则有sR2121uusuuisiuisiusAAAARRRARRRA(2)多级放大电路的输入电阻 从等效电路图中看出，多级放大电路的输入电阻，就是第一级放

50、大电路的输入电阻 ，即 iRiR1211/beiirRRRR(3)多级放大电路的输出电阻 从上图也可看出，多级放大电路的输出电阻 ，就是最末级电路的输出电阻 。在两级放大电路中即为：oRoRnoR22CooRRR第三章 放大电路基础例3-5 如图所示是一个两级阻容耦合放大电路。如果信号源内阻 ，外接负载电阻 ，晶体管的 ，电容的容抗可忽略不计。k5sRk5.0LRV12CCVk300BRk201BRk472BR k31CRk5.11ER k52ER80211.画出微变等效电路，同时计算 。2.假若把1、2级互换位置，再计算 。oiusuRRAA,1oiusuRRAA,1第三章 放大电路基础第三