模電模擬電路基礎(chǔ)第2章

1、第第2 2章章 基本放大電路基本放大電路2.1 2.1 放大的概念與放大電路的性能指標(biāo)放大的概念與放大電路的性能指標(biāo)2.2 2.2 基本共射放大電路的工作原理基本共射放大電路的工作原理2.3 2.3 放大電路的分析方法放大電路的分析方法2.4 2.4 靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定2.5 2.5 晶體管放大電路的三種接法晶體管放大電路的三種接法2.6 2.6 場效應(yīng)管基本放大電路場效應(yīng)管基本放大電路2.7 2.7 基本放大電路的派生電路基本放大電路的派生電路 課程構(gòu)思：課程構(gòu)思：BJT放大放大電路分析電路分析物理模型物理模型及概念及概念典型放大典型放大電路分析電路分析基本電路結(jié)構(gòu)基本電路結(jié)構(gòu)

2、;技術(shù)指標(biāo)的物理概念技術(shù)指標(biāo)的物理概念;1.分析方法及步驟分析方法及步驟;2.直流分析直流分析; 3.交流分析交流分析; 4.典型電路分析典型電路分析;5.改進(jìn)電路分析；改進(jìn)電路分析；6. 實(shí)際電路分析實(shí)際電路分析; 例題及小結(jié)例題及小結(jié)作業(yè)及網(wǎng)絡(luò)資源作業(yè)及網(wǎng)絡(luò)資源2.1 放大的概念和放大電路的主要性能指標(biāo)放大的概念和放大電路的主要性能指標(biāo)1 放大的概念放大的概念電壓放大電路可以用有輸入口和輸出口的雙端口網(wǎng)絡(luò)電壓放大電路可以用有輸入口和輸出口的雙端口網(wǎng)絡(luò)表示，如圖：表示，如圖：uiuoAu2.1.2 2.1.2 放大電路的性能指標(biāo)放大電路的性能指標(biāo) （重點(diǎn)）（重點(diǎn)） 本節(jié)討論衡量交流小信號(hào)放大

3、器的基本節(jié)討論衡量交流小信號(hào)放大器的基本技術(shù)指標(biāo)本技術(shù)指標(biāo): :電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)AvAv（電壓增益），源電壓（電壓增益），源電壓放大倍數(shù)放大倍數(shù)AvsAvs（源電壓增益），交流輸入（源電壓增益），交流輸入電阻電阻RiRi，交流輸出電阻，交流輸出電阻RoRo，功率增益等，功率增益等APAP； 基本放大電路：共射，共基，共基本放大電路：共射，共基，共集。集。 Ri信號(hào)信號(hào)源源負(fù)載負(fù)載放 大 電放 大 電路路Rovs+- -RsRivo+.RoRLiiiovovi+- -+- - 放大電路技術(shù)指標(biāo)測試示圖放大電路技術(shù)指標(biāo)測試示圖12一一. .主要技術(shù)指標(biāo)主要技術(shù)指標(biāo):(:(符號(hào)書寫請參照教材

4、）符號(hào)書寫請參照教材） 根據(jù)放大電路輸入信號(hào)的條件和對輸出信號(hào)根據(jù)放大電路輸入信號(hào)的條件和對輸出信號(hào)的要求，放大器可分為四種類型的要求，放大器可分為四種類型-電壓放大電電壓放大電流放大互阻放大互導(dǎo)放大。流放大互阻放大互導(dǎo)放大。1.1.放大倍數(shù)放大倍數(shù)( (增益增益)表示放大器的放大能力表示放大器的放大能力; ;（1）電壓放大倍數(shù)）電壓放大倍數(shù)(增益增益)定義為定義為: Av=vo/vi（重點(diǎn)（重點(diǎn)）（2 2）電流放大倍數(shù)定義為）電流放大倍數(shù)定義為: Ai=io/ii : Ai=io/ii （3）互阻增益定義為）互阻增益定義為: Ar=vo/ii（4）互導(dǎo)增益定義為）互導(dǎo)增益定義為: Ag=io

5、/vi四種放大倍數(shù)四種放大倍數(shù):2、源電壓放大倍數(shù)（源電壓增益）、源電壓放大倍數(shù)（源電壓增益）Avs Avs=vo/vs=（vo/vi）（）（vi/vs）AvRi /(Rs+Ri)Avs=vo/vs3. 輸入電阻輸入電阻Ri從放大電路輸入端看進(jìn)去的從放大電路輸入端看進(jìn)去的 等效電阻等效電阻;輸入電阻：輸入電阻：Ri=vi / ii意義：意義： iR表征放大電路從信號(hào)源獲取信號(hào)的能力。表征放大電路從信號(hào)源獲取信號(hào)的能力。 3. 輸入電阻輸入電阻Ri從放大電路輸入端看進(jìn)去的從放大電路輸入端看進(jìn)去的 等效電阻等效電阻;輸入電阻：輸入電阻：Ri=vi / ii對于電壓信號(hào)源，對于電壓信號(hào)源， Ri 越

6、大越好。越大越好。（1）Ri越大，越大，vi就越大，從信號(hào)源索取的電壓越大。就越大，從信號(hào)源索取的電壓越大。（2）當(dāng)信號(hào)源有內(nèi)阻時(shí)，）當(dāng)信號(hào)源有內(nèi)阻時(shí)， Ri越大，越大， vi就越接近就越接近vS。一般規(guī)律一般規(guī)律(總結(jié)總結(jié)): 4. 輸出電阻輸出電阻Ro從放大電從放大電路輸出端看進(jìn)去的等效電阻。路輸出端看進(jìn)去的等效電阻。AvvS輸出端輸出端Rovso輸出端輸出端0LstoRtvvRi意義：輸出電阻是一個(gè)表征放大器帶負(fù)載能力的參數(shù)。意義：輸出電阻是一個(gè)表征放大器帶負(fù)載能力的參數(shù)。對于電壓放大器，對于電壓放大器， oR即負(fù)載變化時(shí)放大器輸出給負(fù)載的電壓基本上保持不變；即負(fù)載變化時(shí)放大器輸出給負(fù)載

7、的電壓基本上保持不變； 越小，則放大器帶負(fù)載的能力越強(qiáng)，越小，則放大器帶負(fù)載的能力越強(qiáng)，而對于電流放大器，而對于電流放大器， 越大，則帶負(fù)載能力越強(qiáng)，越大，則帶負(fù)載能力越強(qiáng)， oR即負(fù)載變化時(shí)放大器輸出給負(fù)載的電流基本上保持不變。即負(fù)載變化時(shí)放大器輸出給負(fù)載的電流基本上保持不變。 AvvS輸出端輸出端一般規(guī)律一般規(guī)律: 如何確定電路的輸出電阻如何確定電路的輸出電阻Ro ？步驟：步驟：1）. 所有的電源置零所有的電源置零 (將獨(dú)立電壓源短路，獨(dú)立電流源斷路，將獨(dú)立電壓源短路，獨(dú)立電流源斷路，保留受控源保留受控源)。2）. 加壓求流法。加壓求流法。UI方法一：外加電源法計(jì)算方法一：外加電源法計(jì)算R

8、o=U/I 。方法二：開路電壓和負(fù)載電壓法。方法二：開路電壓和負(fù)載電壓法。Uo1）. 求開路電壓。求開路電壓。RoUs2）. 求接入負(fù)載后的輸出電壓。求接入負(fù)載后的輸出電壓。LoooRUUR) 1(RoUsRLUo步驟：步驟：3. 計(jì)算。計(jì)算。方法三：開路電壓和短路電流法。方法三：開路電壓和短路電流法。Uo1. 求開路電壓求開路電壓Uoc。RoUs2. 求短路電流求短路電流Isc 。步驟：步驟：3. 計(jì)算。計(jì)算。 Ro=Uoc/ Isc7. 7. 通頻帶通頻帶8. 8. 最大不失真輸出電壓最大不失真輸出電壓UomUom：交流有效值。：交流有效值。 由于（耦合）電容、電感及放大管由于（耦合）電容

9、、電感及放大管PN結(jié)的電容效應(yīng)，使放大結(jié)的電容效應(yīng)，使放大電路在信號(hào)頻率較低和較高時(shí)電壓放大倍數(shù)數(shù)值下降，并產(chǎn)生電路在信號(hào)頻率較低和較高時(shí)電壓放大倍數(shù)數(shù)值下降，并產(chǎn)生相移。相移。衡量放大電路對不同頻率信號(hào)的放大能力。衡量放大電路對不同頻率信號(hào)的放大能力。下限頻率下限頻率上限頻率上限頻率LHbwfff9. 9. 最大輸出功率最大輸出功率PomPom和效率和效率：功率放大電路的參：功率放大電路的參數(shù)數(shù)2.2 2.2 基本共射放大電路的工作原理基本共射放大電路的工作原理一、電路的組成及各元件的作用一、電路的組成及各元件的作用二、設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)的必要性二、設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)的必要性三、波形分析三、波形分析

10、四、放大電路的組成原則四、放大電路的組成原則四、四、 放大器的組成原則：放大器的組成原則： 直流偏置電路（即直流通路）要保證器件工作直流偏置電路（即直流通路）要保證器件工作 在放大模式。在放大模式。 交流通路要保證信號(hào)能正常傳輸，即有輸入信交流通路要保證信號(hào)能正常傳輸，即有輸入信 號(hào)號(hào)uiui時(shí)，應(yīng)有時(shí)，應(yīng)有uouo輸出。輸出。 信 號(hào) 源suRsiuou負(fù) 載直 流 電 源放 大 電路LRA四、放大器的組成原則：四、放大器的組成原則： 判斷一個(gè)電路是否具有放大作用，關(guān)鍵就是看判斷一個(gè)電路是否具有放大作用，關(guān)鍵就是看它的直流通路與交流通路是否合理。若有任何一部它的直流通路與交流通路是否合理。若

11、有任何一部分不合理，則該電路就不具有放大作用。分不合理，則該電路就不具有放大作用。 元件參數(shù)的選擇要保證信號(hào)能不失真地放大。元件參數(shù)的選擇要保證信號(hào)能不失真地放大。 即電路需提供合適的即電路需提供合適的Q Q點(diǎn)及足夠的放大倍數(shù)。點(diǎn)及足夠的放大倍數(shù)。信號(hào)源suRsiuou負(fù)載直流電源放大電路LRA 基本放大電路的組成基本放大電路的組成VCCRcui+-uo+-RbVBB簡化：簡化：1. 兩個(gè)電源用一個(gè)兩個(gè)電源用一個(gè)VCC，去掉，去掉VBB，Rb改接由改接由VCC供供電，輸入、輸出端加上耦合電容。電，輸入、輸出端加上耦合電容。2. 公共端接地，設(shè)其電位為公共端接地，設(shè)其電位為0V，其他各點(diǎn)電位以它

12、做，其他各點(diǎn)電位以它做參考點(diǎn)。因此可不畫參考點(diǎn)。因此可不畫VCC,只標(biāo)出極性和大小。只標(biāo)出極性和大小。uoui+VCCuouiVCC （1）基本放大電路的組成）基本放大電路的組成基本組成如下：基本組成如下： 三三 極極 管管T 負(fù)載電阻負(fù)載電阻RL 偏置電路偏置電路VCC 、 RC 、 Rb 耦合電容耦合電容C1 、C2起放大作用起放大作用將變化的集電極電流將變化的集電極電流轉(zhuǎn)換為電壓輸出轉(zhuǎn)換為電壓輸出使三極管工作在線性區(qū)使三極管工作在線性區(qū)給輸出信號(hào)提供能量給輸出信號(hào)提供能量起隔直作用起隔直作用對交流起耦合的作用對交流起耦合的作用 2.3 放大電路的分析方法放大電路的分析方法放大放大電路電路

13、分析分析靜態(tài)分析靜態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析估算法估算法圖解法圖解法微變（小信微變（小信號(hào)）等效電號(hào)）等效電路法路法圖解法圖解法計(jì)算機(jī)仿真計(jì)算機(jī)仿真 靜態(tài)靜態(tài) 時(shí)，放大電路的工作狀態(tài)，也稱直流工作時(shí)，放大電路的工作狀態(tài)，也稱直流工作狀態(tài)。放大管的直流電流電壓稱為放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)狀態(tài)。放大管的直流電流電壓稱為放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)Q Q。靜態(tài)。靜態(tài)工作點(diǎn)工作點(diǎn)Q Q由直流通路求解。由直流通路求解。 0iu 動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài) 時(shí)，放大時(shí)，放大電路的工作狀態(tài)，也稱交流工作電路的工作狀態(tài)，也稱交流工作狀態(tài)。狀態(tài)。放大器工作時(shí)，信號(hào)（電流、電放大器工作時(shí)，信號(hào)（電流、電壓）均疊加在靜態(tài)工作點(diǎn)上，只壓）均疊加在靜態(tài)工作

14、點(diǎn)上，只反映信號(hào)電流、電壓間關(guān)系的電反映信號(hào)電流、電壓間關(guān)系的電路稱為交流通路。路稱為交流通路。 0iuuouiVCC 放大器中的電壓參考點(diǎn)稱為放大器中的電壓參考點(diǎn)稱為“地地” 。 放大電路建立正確的靜態(tài)工作點(diǎn)，是保證動(dòng)態(tài)工放大電路建立正確的靜態(tài)工作點(diǎn)，是保證動(dòng)態(tài)工作的前提。分析放大電路必須要正確地區(qū)分靜態(tài)和動(dòng)作的前提。分析放大電路必須要正確地區(qū)分靜態(tài)和動(dòng)態(tài)，正確地區(qū)分直流通路和交流通路。態(tài)，正確地區(qū)分直流通路和交流通路。uouiVCC基本思想基本思想 非線性電路經(jīng)適當(dāng)近似后可按線性電路對待，非線性電路經(jīng)適當(dāng)近似后可按線性電路對待，利用疊加定理，分別分析電路中的交、直流成分。利用疊加定理，分別

15、分析電路中的交、直流成分。分析三極管電路的基本思想和方法分析三極管電路的基本思想和方法直流通路直流通路(ui = 0)分析靜態(tài)。分析靜態(tài)。 交流通路交流通路(ui 0)分析動(dòng)態(tài)，只考慮變化的電壓和電流。分析動(dòng)態(tài)，只考慮變化的電壓和電流。uouiVCC 直流通路和交流通路直流通路和交流通路 直流通路：只考慮直流信號(hào)的分電路。直流通路：只考慮直流信號(hào)的分電路。交流通路：只考慮交流信號(hào)的分電路。交流通路：只考慮交流信號(hào)的分電路。 uouiVCC 直流通路和交流通路直流通路和交流通路 放大電路中各點(diǎn)的電壓或電流都是在靜態(tài)直放大電路中各點(diǎn)的電壓或電流都是在靜態(tài)直流上附加了小的交流信號(hào)。流上附加了小的交流

16、信號(hào)。電容對交、直流的作用不同。如果電容容量足夠大，電容對交、直流的作用不同。如果電容容量足夠大，可以認(rèn)為它對交流不起作用，即對交流短路。而對直流可可以認(rèn)為它對交流不起作用，即對交流短路。而對直流可以看成開路，這樣，交直流所走的通道是不同的。以看成開路，這樣，交直流所走的通道是不同的。uouiVCC直流通路：只考慮直流信號(hào)的分電路。直流通路：只考慮直流信號(hào)的分電路。畫直流通路時(shí)應(yīng)將電容開路（電容不通直流），電畫直流通路時(shí)應(yīng)將電容開路（電容不通直流），電感短路（電感上直流電壓為零）。感短路（電感上直流電壓為零）。 uouiVCC直流通路是能通過直流的通道。直流通路是能通過直流的通道。將電路中的耦

17、合電容和旁路電將電路中的耦合電容和旁路電容開路，即可得到。容開路，即可得到。uouiVCC直流通路：只考慮直流信號(hào)的分電路。直流通路：只考慮直流信號(hào)的分電路。畫直流通路時(shí)應(yīng)將電容開路（電容不通直流），電畫直流通路時(shí)應(yīng)將電容開路（電容不通直流），電感短路（電感上直流電壓為零）。感短路（電感上直流電壓為零）。 VCCIBQICQUCEQ直流通路：只考慮直流信號(hào)直流通路：只考慮直流信號(hào)的分電路。的分電路。(求靜態(tài)工作點(diǎn)求靜態(tài)工作點(diǎn)Q:IBQ,ICQ,UCEQ)畫直流通路時(shí)應(yīng)將電容開路畫直流通路時(shí)應(yīng)將電容開路（電容不通直流），電感短（電容不通直流），電感短路（電感上直流電壓為零）。路（電感上直流電壓為

18、零）。 uouiVCC交流通路：只考慮交流信號(hào)的分電路。（請同學(xué)畫）交流通路：只考慮交流信號(hào)的分電路。（請同學(xué)畫）畫交流通路時(shí)應(yīng)將電壓源短路（無交流電壓），電畫交流通路時(shí)應(yīng)將電壓源短路（無交流電壓），電流源開路（無交流電流）；耦合、傍路電容短路流源開路（無交流電流）；耦合、傍路電容短路（無交流電壓）。（無交流電壓）。 uouiVCCuouiVCC. 放大電路的交流通路放大電路的交流通路uouiicb交流通路：只考慮交流信號(hào)的分電路。交流通路：只考慮交流信號(hào)的分電路。畫交流通路時(shí)應(yīng)將恒壓源短路（無交流電壓），恒畫交流通路時(shí)應(yīng)將恒壓源短路（無交流電壓），恒流源開路（無交流電流）；耦合、傍路電容短路

19、流源開路（無交流電流）；耦合、傍路電容短路（無交流電壓）。（無交流電壓）。 (一一) 放大電路的靜態(tài)分析放大電路的靜態(tài)分析靜態(tài)靜態(tài)i=0i=0時(shí)，放大電路的工作狀態(tài)，也稱直流工作狀態(tài)。時(shí)，放大電路的工作狀態(tài)，也稱直流工作狀態(tài)。靜態(tài)分析靜態(tài)分析確定放大電路的靜態(tài)值確定放大電路的靜態(tài)值IBQ、ICQ、UCEQ,即靜態(tài)工作點(diǎn)即靜態(tài)工作點(diǎn)Q。靜態(tài)工作點(diǎn)的位置直接影。靜態(tài)工作點(diǎn)的位置直接影響放大電路的質(zhì)量響放大電路的質(zhì)量.靜態(tài)分析方法靜態(tài)分析方法計(jì)算法計(jì)算法圖解分析法圖解分析法1. 計(jì)算法計(jì)算法借助于放大電路的直流通路來求借助于放大電路的直流通路來求直流通路是能通過直流的通道。直流通路是能通過直流的通道

20、。將電路中的耦合電容和旁路電將電路中的耦合電容和旁路電容開路，即可得到。容開路，即可得到。oi 放大電路的靜態(tài)分析放大電路的靜態(tài)分析1. 估算法（重點(diǎn)）估算法（重點(diǎn)）ECIBQICQUBEQUCEQSi管：管：UBEQ=0.7VGe管管:UBEQ=0.3V（2）求靜態(tài)值）求靜態(tài)值IBQ、ICQ和和UCEQ（1） 首先畫出直流通路首先畫出直流通路求解順序是先求求解順序是先求IBQICQUCEQRb+VCCRC(1)直流通路直流通路用估算法分析放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)用估算法分析放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)（ IBQ、ICQ、UCEQ）（2）估算）估算IBQ（ UBEQ 0.7V)Rb+VCCRCIBQUBEQb

21、BEQCCBQRUVIbCC7 . 0RVbRVCCRb稱為偏置電阻，稱為偏置電阻，IBQ稱為偏置電流。稱為偏置電流。（3）估算）估算UCEQ、ICQRb+VCCRCICQUCEQCCQCCCEQRIVUICQ= IBQ例例1：用估算法計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)。：用估算法計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)。已知：已知：VCC=12V，RC=4K，RB=300K ，=37.5。開路開路開路開路RB+VCCRCC1C2T例例1：用估算法計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)。：用估算法計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)。已知：已知：VCC=12V，RC=4K，RB=300K ，=37.5。解：解：A400.04mA30012RVIbCCBQmAIIBQCQ5 . 104

22、. 05 .376V41.512RIVUCCQCCCEQ請注意電路中請注意電路中IB和和IC的數(shù)量的數(shù)量級級UBEQ 0.7VRb+VCCRC 放大電路的靜態(tài)分析放大電路的靜態(tài)分析2. 圖解法圖解法放大電路的輸入和輸出直流負(fù)載線放大電路的輸入和輸出直流負(fù)載線三極管的輸入和輸出特性曲線三極管的輸入和輸出特性曲線確定靜態(tài)工作點(diǎn)確定靜態(tài)工作點(diǎn)（1）由輸入特性曲線和輸入直流負(fù)載線求）由輸入特性曲線和輸入直流負(fù)載線求IBQ、UBEQVCCIBICUBEUCEUBE=VCC-IBRb 直流負(fù)載線直流負(fù)載線iBuBEVCC/RbVCCIBQUBEQQ- 1/Rb作出直流負(fù)載線，直流負(fù)載線和輸入作出直流負(fù)載線

23、，直流負(fù)載線和輸入特性曲線的交點(diǎn)即是靜態(tài)工作點(diǎn)特性曲線的交點(diǎn)即是靜態(tài)工作點(diǎn)Q，由，由Q可確定可確定IBQ、UBEQUCE=VCC-ICRc 直流負(fù)載線直流負(fù)載線（1）由輸入特性曲線和輸入直流負(fù)載線求）由輸入特性曲線和輸入直流負(fù)載線求IBQ、UBEQ 放大電路的靜態(tài)分析放大電路的靜態(tài)分析2. 圖解法圖解法（2）由輸出特性曲線和輸出直流負(fù)載線求）由輸出特性曲線和輸出直流負(fù)載線求ICQ、UCEQVCCIBICUBEUCE求兩點(diǎn)求兩點(diǎn)IC=0 UCE=VCCUCE=0 IC=VCC/Rc 作出直流負(fù)載線，直流負(fù)載線和作出直流負(fù)載線，直流負(fù)載線和輸出特性曲線的有多個(gè)交點(diǎn)。輸出特性曲線的有多個(gè)交點(diǎn)。 只有

24、與只有與iB=IBQ對應(yīng)的那條曲對應(yīng)的那條曲線的交點(diǎn)才是靜態(tài)工作點(diǎn)線的交點(diǎn)才是靜態(tài)工作點(diǎn)Q。 放大電路的靜態(tài)分析放大電路的靜態(tài)分析2. 圖解法圖解法由圖可見：由圖可見： 如改變?nèi)绺淖僆BQ的數(shù)值，便可改變靜態(tài)工作點(diǎn)的位置，的數(shù)值，便可改變靜態(tài)工作點(diǎn)的位置，從而影響放大電路的放大質(zhì)量從而影響放大電路的放大質(zhì)量.1.由直流負(fù)載列出方程由直流負(fù)載列出方程 UCE=UCCICRc2.在輸出特性曲線上確定兩個(gè)特殊點(diǎn)在輸出特性曲線上確定兩個(gè)特殊點(diǎn),即可即可 畫出直流負(fù)載線。畫出直流負(fù)載線。 關(guān)鍵：直流負(fù)載線的確定方法關(guān)鍵：直流負(fù)載線的確定方法.3.在輸入回路列方程式在輸入回路列方程式UBE =UCCIBR

25、b4.在輸入特性曲線上，作出輸入負(fù)載線，兩在輸入特性曲線上，作出輸入負(fù)載線，兩 線的交點(diǎn)即是線的交點(diǎn)即是Q。5.得到靜態(tài)工作點(diǎn)得到靜態(tài)工作點(diǎn)Q點(diǎn)的參數(shù)點(diǎn)的參數(shù)IBQ、ICQ和和UCEQ。 放大電路的靜態(tài)分析放大電路的靜態(tài)分析2. 圖解法圖解法VCC 、 VCC /Rc(二二) 放大電路交流（動(dòng)態(tài)）分析放大電路交流（動(dòng)態(tài)）分析動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)有輸入信號(hào)有輸入信號(hào)Ui0Ui0時(shí)，放大電路的工作狀態(tài)，也稱交時(shí)，放大電路的工作狀態(tài)，也稱交流工作狀態(tài)流工作狀態(tài)放大電路的交流通路放大電路的交流通路動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析確定放大電路的放大倍數(shù)確定放大電路的放大倍數(shù)AU 或或AI輸入電阻輸入電阻ri和輸出電阻和輸出電阻ro

26、畫交流通路原則：畫交流通路原則：1. 固定不變的電壓源都視為短路；固定不變的電壓源都視為短路；2. 固定不變的電流源都視為開路；固定不變的電流源都視為開路；3. 視電容對交流信號(hào)短路視電容對交流信號(hào)短路0j/1 C +VCCRCC1C2TUoUiEC 放大電路交流（動(dòng)態(tài)）分析放大電路交流（動(dòng)態(tài)）分析1. 放大電路的交流通路放大電路的交流通路UoUiIiIcIb2. 放大電路的工作過程放大電路的工作過程 當(dāng)有交流信號(hào)當(dāng)有交流信號(hào)ui加到放大器的輸入端時(shí)，晶體加到放大器的輸入端時(shí)，晶體管各點(diǎn)的電壓和電流將在靜態(tài)值基礎(chǔ)上疊加一交流管各點(diǎn)的電壓和電流將在靜態(tài)值基礎(chǔ)上疊加一交流分量，此時(shí)電路中的信號(hào)既有

27、直流，又有交流。分量，此時(shí)電路中的信號(hào)既有直流，又有交流。通過作圖的方法求通過作圖的方法求AU、AI及放大電路的最大不失真電壓及放大電路的最大不失真電壓 交流負(fù)載線：放大交流負(fù)載線：放大器工作時(shí)動(dòng)態(tài)工作點(diǎn)器工作時(shí)動(dòng)態(tài)工作點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。的運(yùn)動(dòng)軌跡。 交流負(fù)載線確定方法：交流負(fù)載線確定方法： 1. 通過輸出特性曲線通過輸出特性曲線上過上過Q點(diǎn)做一條斜率點(diǎn)做一條斜率為為1/RL直線。直線。 2.交流負(fù)載電阻交流負(fù)載電阻RL = RLRc 3.交流負(fù)載線是有交流輸入信號(hào)時(shí)，放大器工作時(shí)動(dòng)交流負(fù)載線是有交流輸入信號(hào)時(shí)，放大器工作時(shí)動(dòng)點(diǎn)點(diǎn)(vCE , iC)的運(yùn)動(dòng)軌跡。的運(yùn)動(dòng)軌跡。 uouiiiicib比

28、直流負(fù)載線要陡比直流負(fù)載線要陡 圖解分析方法圖解分析方法1. 求出靜態(tài)工作點(diǎn)求出靜態(tài)工作點(diǎn)Q2. 畫出交流通路，求出交流負(fù)載電阻畫出交流通路，求出交流負(fù)載電阻 RL=Rc/RL3. 以以Q為基準(zhǔn)，在輸入特性曲線上，根據(jù)為基準(zhǔn)，在輸入特性曲線上，根據(jù)ui的變化的變化波形求出波形求出ib的波形及幅值的波形及幅值Ibm作出交流負(fù)載線作出交流負(fù)載線UoUiECUoUiIiIcIb 放大電路交流（動(dòng)態(tài)）分析放大電路交流（動(dòng)態(tài)）分析Rb+VCCRCC1C2TRL為什么要為什么要設(shè)置靜態(tài)設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)工作點(diǎn)Q？ 放大電路建立正確的靜態(tài)工作點(diǎn)，是為了使放大電路建立正確的靜態(tài)工作點(diǎn)，是為了使三極管工作在線性區(qū)以

29、保證信號(hào)不失真。三極管工作在線性區(qū)以保證信號(hào)不失真。IbmIcmUom A 合適的靜態(tài)工作點(diǎn)合適的靜態(tài)工作點(diǎn)Q不截止不截止Ucm1不飽和不飽和Ucm2iCuCEib輸入波輸入波形形uo輸出波形輸出波形B. Q點(diǎn)過高，信號(hào)進(jìn)入飽和區(qū)點(diǎn)過高，信號(hào)進(jìn)入飽和區(qū)放大電路產(chǎn)生放大電路產(chǎn)生飽和失真飽和失真iCuCE輸入波形輸入波形ibC. Q點(diǎn)過低，信號(hào)進(jìn)入截止區(qū)點(diǎn)過低，信號(hào)進(jìn)入截止區(qū)放大電路產(chǎn)生放大電路產(chǎn)生截止失真截止失真輸出波形輸出波形IbmIcmUom D 雙向失真雙向失真不截止不截止Ucm1不飽和不飽和Ucm2飽和失真飽和失真截止失真截止失真由于放大電路的工作點(diǎn)由于放大電路的工作點(diǎn)達(dá)到了三極管的飽和

30、區(qū)達(dá)到了三極管的飽和區(qū)而引起的非線性失真。而引起的非線性失真。由于放大電路的工作點(diǎn)由于放大電路的工作點(diǎn)達(dá)到了三極管的截止區(qū)達(dá)到了三極管的截止區(qū)而引起的非線性失真。而引起的非線性失真。波形的失真波形的失真雙向失真雙向失真 放大電路要想獲得大的不失真輸出幅度，需要：放大電路要想獲得大的不失真輸出幅度，需要： 1.工作點(diǎn)工作點(diǎn)Q要設(shè)置在輸出特性曲線放大區(qū)的中間部位；要設(shè)置在輸出特性曲線放大區(qū)的中間部位；2.要有合適的交流負(fù)載線。要有合適的交流負(fù)載線。3. 輸入信號(hào)的幅度不能太大輸入信號(hào)的幅度不能太大.工作點(diǎn)位置合適工作點(diǎn)位置合適信號(hào)過大信號(hào)過大而引起的非線性失真。而引起的非線性失真。4. 放大倍數(shù)不

31、能太大放大倍數(shù)不能太大. 圖解分析方法圖解分析方法確定放大器的最大工作范圍確定放大器的最大工作范圍-最大不失真電壓最大不失真電壓Ucm=min(Ucm1,Ucm2)通過圖解分析，可得如下結(jié)論：通過圖解分析，可得如下結(jié)論： 1.可確定輸出信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍；可確定輸出信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍； 2.可以計(jì)算出放大電路的電壓放大倍數(shù)；可以計(jì)算出放大電路的電壓放大倍數(shù)； 3.可以確定最大不失真輸出幅度?？梢源_定最大不失真輸出幅度。三、等效電路法三、等效電路法v半導(dǎo)體器件的非線性特性使放大電路的分析復(fù)雜化。所半導(dǎo)體器件的非線性特性使放大電路的分析復(fù)雜化。所謂等效就是：基于線性元件建立器件模型，從而近似地謂等效就是：

32、基于線性元件建立器件模型，從而近似地描述非線性器件的特性。描述非線性器件的特性。1. 1. 直流模型：適于直流模型：適于Q Q點(diǎn)的分點(diǎn)的分析析理想二極管理想二極管利用估算法求解靜態(tài)工作點(diǎn)，實(shí)質(zhì)上是利用了直流模型。利用估算法求解靜態(tài)工作點(diǎn)，實(shí)質(zhì)上是利用了直流模型。cCQCEQBQCQbBEQBBBQ RIVUIIRUVICC輸入回路等效為輸入回路等效為恒壓源恒壓源輸出回路等效為電流控制的電流源輸出回路等效為電流控制的電流源2. 2. 晶體管的晶體管的h h參數(shù)等效模型（交流等效模型）參數(shù)等效模型（交流等效模型）v在交流通路中可將晶體管看成在交流通路中可將晶體管看成為一個(gè)二端口網(wǎng)絡(luò)，輸入回路、為一

33、個(gè)二端口網(wǎng)絡(luò)，輸入回路、輸出回路各為一個(gè)端口。輸出回路各為一個(gè)端口。)()(CEBCCEBBEuifiuifu，低頻小信號(hào)模型低頻小信號(hào)模型簡化的簡化的h h參數(shù)等效電路交流等效模型參數(shù)等效電路交流等效模型beTbebbbebbbEQ (1)(1)UUrrrrII查閱手冊查閱手冊基區(qū)體電阻基區(qū)體電阻發(fā)射結(jié)電阻發(fā)射結(jié)電阻發(fā)射區(qū)體電阻發(fā)射區(qū)體電阻數(shù)值小可忽略數(shù)值小可忽略利用利用PN結(jié)的電流方程可求得結(jié)的電流方程可求得由由IEQ算出算出在輸入特性曲線上，在輸入特性曲線上，Q點(diǎn)越高，點(diǎn)越高，rbe越小！越??！iCTiB-TiC +iB-+C1 Rb Rc RLRbRc+VCCC2 uiuBE+VCC+

34、-u CE+uoUBE-+UCE（a） （b） + 放大電路的直流通路（a）共射基本放大電路 （b）直流通路3、放大電路分析方法、放大電路分析方法 分析直流電路，求出分析直流電路，求出“Q”“Q”，計(jì)算，計(jì)算 rbe rbe。靜態(tài)工作點(diǎn)近似計(jì)算法靜態(tài)工作點(diǎn)近似計(jì)算法 三極管的發(fā)射結(jié)導(dǎo)通時(shí)，三極管的發(fā)射結(jié)導(dǎo)通時(shí)，B、E兩端的導(dǎo)通壓降兩端的導(dǎo)通壓降UBE基本不變（硅管約為基本不變（硅管約為0.7V，鍺管約為，鍺管約為0.3V），因此有），因此有 ICQ =IBQ UCEQ = VCC ICQ Rc圖圖 共射基本放大電路共射基本放大電路 bR uicR-+VCC TIB + -uOC1+ + -C2

35、+ bR uicRVCCT + -uOC1+ + -C2+ +sR-+usLR iB+uBE- iC+-uCEbBECCBRUVIVCCRCRbIBICBQEQ2626)1 (IIrbe 分析直流電路，求出分析直流電路，求出“Q Q”，計(jì)算，計(jì)算 rbe rbe。放大電路的交流通路放大電路的交流通路（a）基本放大電路）基本放大電路 （b）交流通路）交流通路 畫電路的交流通路畫電路的交流通路 。ubeibuceicic三極管的微變等效電路三極管的微變等效電路rbe ibibbce等等效效cbe 在交流通路上把三極管畫成在交流通路上把三極管畫成 參數(shù)等效模型。參數(shù)等效模型。三極管的簡化微變等效電路

36、（重點(diǎn)）三極管的簡化微變等效電路（重點(diǎn)）等效等效ebcebcrbeic =ib請注意如下問題：請注意如下問題： 電流源為一受控源，而不是獨(dú)立的電源。電流源為一受控源，而不是獨(dú)立的電源。 電流源的流向不能隨意假定，而是由電流源的流向不能隨意假定，而是由ib決定。決定。 該模型僅適用于交流小信號(hào)，不能用于靜態(tài)分析和該模型僅適用于交流小信號(hào)，不能用于靜態(tài)分析和大信號(hào)。大信號(hào)。放大電路的微變放大電路的微變(交流交流)等效電路（小信號(hào)模型）等效電路（小信號(hào)模型）將交流通道中的三極管用微變將交流通道中的三極管用微變(交流交流)等效電路代替等效電路代替:交流通路交流通路RbRCRLuiuouirbe ibi

37、biiicuoRbRCRL交流等效電路交流等效電路:對于小功率三極管對于小功率三極管(重點(diǎn)重點(diǎn)) P61 2.42更正：更正：rbe=rbb+(1+ ) VT/IEQ =rbb+VT/IBQ (靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn)) rbb=200/300歐（典型值）歐（典型值）VT=26mV(常溫下）常溫下）)()(26)1 ()(200mAImVrEberbe的量級從幾百歐到幾千歐。的量級從幾百歐到幾千歐。uirbe ibibiiicuoRBRCRL（通常）（通常）（1）電壓放大倍數(shù)定義為）電壓放大倍數(shù)定義為: Av=vo/vi（重點(diǎn)）（重點(diǎn)）（2 2）電流放大倍數(shù)定義為）電流放大倍數(shù)定義為: Ai=io

38、/ii : Ai=io/ii （3）互阻增益定義為）互阻增益定義為: Ar=vo/ii（4）互導(dǎo)增益定義為）互導(dǎo)增益定義為: Ag=io/vi四種放大倍數(shù)四種放大倍數(shù): 分析計(jì)算放大電路的主要技術(shù)參數(shù)。分析計(jì)算放大電路的主要技術(shù)參數(shù)。共射基本放大電路的交流等效電路分析法共射基本放大電路的交流等效電路分析法vi =ibrbe ，vo=ib(Rc /RL）= RL ib ，故電壓放大，故電壓放大倍數(shù)倍數(shù) beLiovrRvvA 分析計(jì)算放大電路的主要技術(shù)參數(shù)。分析計(jì)算放大電路的主要技術(shù)參數(shù)。式中式中RL=RC RL，負(fù)號(hào)表示共射電路的倒相作用。，負(fù)號(hào)表示共射電路的倒相作用。 源電壓放大倍數(shù)（源電壓增益）源電壓放大倍數(shù)（源電壓增益）Avs Avs=vo/vs=（vo/vi）（）（vi/vs）AvRi /(Rs+Ri). 輸入電阻輸入電阻Ri從放大電路輸入端看進(jìn)去的從放大電路輸入端看進(jìn)去的 等效電阻等效電阻;輸入電阻：輸入電阻：Ri=vi / ii意義：意義： iR表征放大電路從信號(hào)源獲取信號(hào)的能力。表征放大電路從信號(hào)源獲取信號(hào)的能力。 又由該圖得：又由該圖得：vi=ii (Rb/rbe )，故輸入電阻，故輸入電阻考慮到考慮到Rbrbe，則，則bebiiirRivR/beirR 分析計(jì)算放大電路的主要技術(shù)參數(shù)。分析計(jì)