1、2.1 2.1 放大电路的基本概念放大电路的基本概念2.2 2.2 基本放大电路的工作原理基本放大电路的工作原理2.3 2.3 图解分析法图解分析法2.4 2.4 小信号模型分析法小信号模型分析法2.5 2.5 共集电极电路和共基极电路共集电极电路和共基极电路2.6 2.6 放大电路频率响应放大电路频率响应第二章第二章 三极管放大电路基础三极管放大电路基础2.1 2.1 放大电路的基本概念放大电路的基本概念 2.1.1 放大的概念 2.1.2 放大电路的主要技术指标 2.1.3 基本放大电路的工作原理2.1.1 放大的概念 1、基本放大电路：一个三极管；、基本放大电路：一个三极管；三种基本组态
2、三种基本组态2、放大电路主要用于放大微弱信号；放大电路主要用于放大微弱信号；3 3、直流电源提供能量，三极管起控制作用。、直流电源提供能量，三极管起控制作用。共发射极、共集电极、共基极共发射极、共集电极、共基极放大概念示意图2.1.2 2.1.2 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(2)(2)输入电阻输入电阻R Ri i(3)(3)输出电阻输出电阻R Ro o(4)(4)通频带通频带(1)放大倍数io/VVAvio/IIAi电压放大倍数电压放大倍数iiooio/IVIVPPAp电流放大倍数电流放大倍数功率放大倍数功率放大倍数(2)输入电阻 Ri 衡量放大电
3、路从信号源吸取电流大小iiiIVR(3)输出电阻Ro 表明放大电路带负载的能力。表明放大电路带负载的能力。0,.o.ooSL=VRIVR(4)通频带00HL7.02)()(AAfAfAfL下限频率下限频率 fH上限频率上限频率2.2 基本放大电路的工作原理(1)(1)共发射极组态交流基本放大电路的组成共发射极组态交流基本放大电路的组成(2)(2)静态和动态静态和动态(3)(3)直流通道和交流通道直流通道和交流通道(4)(4)放大原理放大原理基本组成：基本组成：.三三 极极 管管T.负载电阻负载电阻 Rc、RL.偏置电路偏置电路VCC、Rb.耦合电容耦合电容C1 C2起放大作用。起放大作用。将变
4、化的集电极电流转换为电压输出。提供电源，并使三极管工作在线性区。输入耦合电容C1保证信号加到发射结，不影响发射结偏置。输出耦合电容C2保证信号输送到负载，不影响集电结偏置。(1)(1)共发射极组态交流基本放大电路的组成共发射极组态交流基本放大电路的组成 (2)静态和动态 静态静态 时，放大电路的工作状态，时，放大电路的工作状态，也称也称直流工作状态。直流工作状态。0iv 放大电路建立正确的静态，是保证动态工作放大电路建立正确的静态，是保证动态工作的前提。分析放大电路必须要正确地区分静态和的前提。分析放大电路必须要正确地区分静态和动态，正确地区分直流通道和交流通道动态，正确地区分直流通道和交流通
5、道。动态动态 时，放大电路的工作状时，放大电路的工作状态，也称态，也称交流工作状态。交流工作状态。0iv 直流通道 交流通道 直流电源和耦合电容对交流相当于短路 即能通过直流的通道。从C、B、E向外看，有直流负载电阻，Rc、Rb。能通过交流的电路通道。如从C、B、E向外看，有等效的交流负载电阻，Rc/RL和偏置电阻Rb。若直流电源内阻为零，交流电流流过直流电源时，没有压降。设C1、C2 足够大，对信号而言，其上的交流压降近似为零。在交流通道中，可将直流电源和耦合电容短路。(3)直流通道和交流通道 (a)直流通道 (b)交流通道(4)(4)放大原理放大原理 输入信号通过耦合电容加在三极管输入信号
6、通过耦合电容加在三极管的发射结于是有下列过程的发射结于是有下列过程：o2ccc)b(cbbe1ivCvRiiiivCv三极管放大作用 变化的 通过 转变为变化的输出cicR2.3 2.3 图解分析法图解分析法2.3.1 2.3.1 放大电路的静态分析放大电路的静态分析2.3.2 2.3.2 放大电路的动态图解分析放大电路的动态图解分析 1.静态工作状态的计算分析法静态工作状态的计算分析法cCCCCEBCbBECCBRIVVIIRVVI根据直流通道可对放大根据直流通道可对放大电路的静态进行计算电路的静态进行计算静态工作点静态工作点 Q Q(I IB,B,I IC,VCE)C,VCE)2.3.1
7、2.3.1 放大电路的静态分析放大电路的静态分析2.静态工作状态的图解分析法静态工作状态的图解分析法放大电路静态工作状态的图解分析放大电路静态工作状态的图解分析1.由直流负载列出方程由直流负载列出方程 VCE=VCCICRc2.在输出特性曲线上确定在输出特性曲线上确定两个特殊点两个特殊点,即可即可 画出直流负载线。画出直流负载线。直流负载线的确定方法直流负载线的确定方法：VCC 、VCC/Rc3.在输入回路列方程式在输入回路列方程式VBE=VCCIBRb4.在输入特性曲线上，作出输入负载线，两在输入特性曲线上，作出输入负载线，两 线的交点即是线的交点即是Q。5.得到得到Q点的参数点的参数IBQ
8、、ICQ和和VCEQ。例：测量三极管三个电极对地电位如图 所示，试判断三极管的工作状态。三极管工作状态判断 放大截止饱和2.3.2 2.3.2 放大电路的动态图解分析放大电路的动态图解分析（1 1）交流负载线）交流负载线（2 2）交流工作状态的图解分析）交流工作状态的图解分析（3 3）最大不失真输出幅度）最大不失真输出幅度 （1 1）交流负载线）交流负载线 交流负载线确定方法：交流负载线确定方法：通过输出特性曲线上的通过输出特性曲线上的Q点做一条直线，其斜点做一条直线，其斜率为率为-1/RL 。2.RL=RLRc，是交流负载电阻是交流负载电阻。1.交流负载线是有交流交流负载线是有交流 输入信号
9、输入信号 时时Q点的运点的运 动轨迹。动轨迹。3.交流负载线与直流交流负载线与直流 负载线相交负载线相交Q点。点。放大电路的动态图解分析通过图解分析，可得如下结论：通过图解分析，可得如下结论：1.1.vi vBE iB iC vCE|-vo|2.2.vo与与vi相位相反；相位相反；3.3.可以测量出放大电路的电压放大倍数；可以测量出放大电路的电压放大倍数；4.4.可以确定最大不失真输出幅度可以确定最大不失真输出幅度。(2)(2)交流工作状态的图解分析交流工作状态的图解分析波形的失真饱和失真饱和失真截止失真截止失真 工作点达到了饱和区。对于工作点达到了饱和区。对于NPN管，管，输出电压表现为底部
10、失真。输出电压表现为底部失真。工作点达到了截止区。对于工作点达到了截止区。对于NPN管，管，输出电压表现为顶部失真。输出电压表现为顶部失真。(3)(3)最大不失真输出幅度最大不失真输出幅度 注意：对于注意：对于PNPPNP管，由于是负电管，由于是负电源供电，失真的表现形式，与源供电，失真的表现形式，与NPNNPN管管正好相反。正好相反。放大电路的最大不失真输出幅度1.工作点Q要设置在输出特性曲线放 大区的中间部位；2.要有合适的交流负载线。3.若交流负载线已有,静点应设置在交流负载线的中央。放大器的最大不失真输出幅度2.4.1 2.4.1 三极管的低频小信号模型三极管的低频小信号模型2.4.2
11、 2.4.2 共射基本放大电路微变共射基本放大电路微变 等效电路分析法等效电路分析法2.4 2.4 小信号模型分析法小信号模型分析法 (1)(1)模型的建立模型的建立 1.1.三极管可以用一个模型来代替。三极管可以用一个模型来代替。2.2.对于低频模型可以不考虑结电容的影响。对于低频模型可以不考虑结电容的影响。3.3.小信号意味着三极管在线性条件下工作，小信号意味着三极管在线性条件下工作，微变也具有线性同样的含义微变也具有线性同样的含义。双极型三极管h参数模型（2)2)模型中的主要参数模型中的主要参数 r rbebe三极管的交流输入电阻三极管的交流输入电阻 reVT/iE reQVT/IEQ=
12、26(mV)/IEQ(mA)rbeQ=rbb+rbe 300+(1+)26/IEQ i iB B输出电流源输出电流源 表示三极管的电流放大作用。表示三极管的电流放大作用。反映了三极管具有电流控制电流源反映了三极管具有电流控制电流源CCCS的特性的特性。rbe re归算到基极回路的电阻。rbb 相当于基相当于基区的体电阻区的体电阻,对于小功率三极管对于小功率三极管rbb 300，。，。(3)(3)h h参数参数),(),(CEBCCEBBEvifivifvCE0BCECB0CEBCCCE0BCEBEB0CEBBEBEvviiiiivvviivvivivDDD+DDDDDDD+DDDDDDDD0C
13、E)/(BBE11DDDvivh，称为，称为输入电阻输入电阻，即，即 rbe。0B)/(CEBE12DDDivvh，称为，称为电压反馈系数电压反馈系数。0CE)/(BC21DDDviih，称为，称为电流放大系数电流放大系数，即，即。0B)/(CEC22DDDivih，称为，称为输出电导输出电导，即，即1/rce。三极管的模型也可以用网络方程导出。三极管的模型也可以用网络方程导出。三极管的输入和输出特性曲线如下：三极管的输入和输出特性曲线如下：图03.17 h11和h12的意义h h参数的物理含义见图。参数的物理含义见图。图 03.18 h21和h22的意义 h h参数都是小信号参数，即微变参数
14、或交流参数。参数都是小信号参数，即微变参数或交流参数。h h参数与工作点有关，在放大区基本不变。参数与工作点有关，在放大区基本不变。h h参数都是微变参数，所以只适合对交流信号的分析。参数都是微变参数，所以只适合对交流信号的分析。(4)(4)h h参数微变等效电路简化模型参数微变等效电路简化模型 简化的三极管简化的三极管h h参数模型参数模型三极管简化h参数模型2.4.2 2.4.2 共射组态基本放大电路共射组态基本放大电路 微变等效电路分析法微变等效电路分析法(1)共射组态基本放大电路(2)直流计算(3)交流计算共发射极组态基本放大电路共发射极组态基本放大电路(1)(1)共射组态基本放大电路
15、共射组态基本放大电路(a)共射基本放大电路 (b)h参数微变等效电路共射组态交流基本放大电路及其微变等效电路 Rb1、Rb2偏置电阻；偏置电阻；C1、C2 耦合电容；耦合电容；Rc集电极负载电阻；集电极负载电阻；Re发射极电阻；发射极电阻；CeRe的旁路电容。的旁路电容。(2)(2)直流计算直流计算 IB=(V CCVBE)/Rb+(1+)Re V CC=VCC Rb2/(Rb1+Rb2)Rb=Rb1Rb2 IC=IB VC=VCC ICRc VCE=VCC ICRcIERe=VCC IC(Rc+Re)静态计算如下：静态计算如下：(3)(3)交流计算交流计算输出电阻Ro=rceRcRcEbbb
16、ebeib/mV26)1(/IrrrVI+bcII=LbLcoRIRIVLcL/=RRR输入电阻 =rbe/Rb1/Rb2rbe =rbb+(1+)26 mV/IE =300+(1+)26 mV/IEiii/IVR电压放大倍数 =RL/rbeio/VVAv输出电阻输出电阻R Ro oRo=rceRCRC 2.5 共集电极电路和共基极电路共集电极电路和共基极电路 2.5.1 2.5.1 共集电极电路共集电极电路 2.5.2 2.5.2 共基极电路共基极电路2.5.1 共集组态基本放大电路(1)直流分析直流分析 IB=(VCCVBE)/Rb+(1+)Re IC=IB VCE=VCCIERe=VCC
17、ICRe(2)(2)交流分析交流分析中频电压放大倍数中频电压放大倍数1)1()1(LbeLoo+RrRVVAv输入电阻输入电阻 Ri=Rb1/Rb2/rbe+(1+)RL)RL=RL/Re输出电阻输出电阻+1/()/()1(/,)/(/()1(sbeeoooeosbeoob2b1sssbeobeobbbo+=)+)eRrRIVRRVRrVIRRRRRrVIRVIIIIIR2.5.2 共基组态基本放大电路(1)直流分析 与共射组态相同。与共射组态相同。(2)交流分析电压放大倍数电压放大倍数 =RL/rbe输入电阻输入电阻 输出电阻输出电阻 Ro RCio/VVAv +1/1/beebeiiirR
18、rIVR2.7 放大电路的频率特性)(fVVAio幅频特性幅频特性_输出信号的幅度随频率变化而变化的输出信号的幅度随频率变化而变化的 规律。即规律。即相频特性相频特性_输出信号的角度随频率变化而变输出信号的角度随频率变化而变 化的规律。即化的规律。即2.7.1 RC电路的频率响应电路的频率响应2.7.2 三极管的高频小信号模型三极管的高频小信号模型2.7.3 共发射极放大电路共发射极放大电路 的频率特性的频率特性1、RC低通电路低通电路 2H)(11ffAv+ffRC012H arctg(Hff)式中011RC。vA的模、上限截止频率和相角分别为0ioj11j11+RCVVvA=RC+-io.
19、VV电压放大倍数电压放大倍数2.7.1 2.7.1 RC电路的频率响应电路的频率响应 RC低通电路的近似频率特性曲线：低通电路的近似频率特性曲线：2H)(11ffAv+arctg(Hff)ffH f=fH f=fH fH45，并具有 -45/dec的斜率波特图波特图)arctg(90Loff2、RC高通电路电压放大倍数电压放大倍数RCff21L02LL)(1/ffffAv+LLLLio/j1/j/j1/jffffVV+vA=L11RC。式中 下限截止频率、模和相角分别为RCRC高通电路的近似频率特性曲线。高通电路的近似频率特性曲线。2LL)(1/ffffAv+)arctg(90Loff1 1
20、混合混合型高频小信号模型型高频小信号模型rbe-re归算到基极回路的电阻 -发射结电容，也用发射结电容，也用C 这一符号这一符号Cbe-集电结电阻集电结电阻rbc -集电结电容，也用集电结电容，也用C 这一符号这一符号 Cbc r rbbbb -基区的体电阻，基区的体电阻，bb是假是假想的基区内的一个点。想的基区内的一个点。物理模型 -发射结电阻发射结电阻 re2.7.2 三极管的高频小信号模型（2）用 代替eb.mVg.bIebme beb0bo0VgrVIe b0boe bboce bcm/rIVIIVIg若若I IE E=1mA=1mA，g gm m=1mA/26mV38mS=1mA/2
21、6mV38mS。g gm m称为跨导称为跨导TEee00eb0m1)1(VIrrrg+输入侧输入侧 III+CjVVVCjVVI)1()(becebecebe cbemceRVgVCjRgVI)1(cmbe+则定义放大倍数令,cmRgK CK C()+1（3 3）单向化）单向化输出侧输出侧CjKVCjVVI)11()(cebece +CKKC+1所以 由于C f,所以,fT 0 f2.7.3 共发射极接法放大电路的频率特性1.全频段小信号模型2.高频段小信号微变等效电路3.低频段小信号微变等效电路1.全频段小信号模型 CE接法基本放大电路全频段微变等效电路时间常数：时间常数：H=(=(Rs/R
22、b)+rbb /rbe C 上限截止频率上限截止频率 fH=1/2 H 2.2.高频段小信号微变等效电路高频段小信号微变等效电路3.低频段小信号微变等效电路 L1=(Rb/rbe)+RSC1 L2=(Rc+RL)C2 L3=Re/(RS+rbe)/1+CeRS =RS/Rb低频时间常数低频时间常数 L1=(C1/Ce)(Rb+rbe)低频段的电压放大倍数低频段的电压放大倍数L2L2L1L1sMsLLC2LC2beSe1beSe1beSLSOsL/1/1/)(1)()(/(1)(/(fjffjffjffjfAARRCjRRCjrRCCjrRCCjrRRVVAvvv+总电压放大倍数总电压放大倍数beSLsMHL2L2L1L1sMs/11/1/1/rRRAfjffjffjffjffjfAAvvv+设设f fL1L1f fL2L2，单级基本放大电路的波特图，单级基本放大电路的波特图
