(下冊)第2章基本放大電路

1、第第2 2章章 基本放大電路基本放大電路一、放大的概念u放大的對象：變化量放大的對象：變化量u放大的本質(zhì)：能量的控制放大的本質(zhì)：能量的控制u放大的特征：功率放大放大的特征：功率放大u放大的基本要求：不失真放大的基本要求：不失真放大的前提放大的前提判斷電路能否放判斷電路能否放大的基本出發(fā)點大的基本出發(fā)點VCC至少一路直流至少一路直流電源供電電源供電放大電路的目的是將微弱的放大電路的目的是將微弱的變化信號不失真的變化信號不失真的放大成較大的信號。這里所講的主要是電壓放大放大成較大的信號。這里所講的主要是電壓放大電路。電路。電壓放大電路可以用有輸入口和輸出口的四電壓放大電路可以用有輸入口和輸出口的四

2、端網(wǎng)絡(luò)表示，如圖：端網(wǎng)絡(luò)表示，如圖：u ui iu uo oA Au u二、性能指標ioUUAAuuuioIIAAiiiioIUAuiioUIAiu1. 1. 放大倍數(shù)放大倍數(shù)：輸出量與輸入量之比電壓放大倍數(shù)是最常被研究和測試的參數(shù)電壓放大倍數(shù)是最常被研究和測試的參數(shù)信號源信號源信號源信號源內(nèi)阻內(nèi)阻輸入電壓輸入電壓輸入電流輸入電流輸出電壓輸出電壓輸出電流輸出電流對信號而言，任何放大電路均可看成四端口網(wǎng)絡(luò)。對信號而言，任何放大電路均可看成四端口網(wǎng)絡(luò)。2. 輸入電阻和輸出電阻 將輸出等效將輸出等效成有內(nèi)阻的電成有內(nèi)阻的電壓源，內(nèi)阻就壓源，內(nèi)阻就是輸出電阻。是輸出電阻。LooLoooo) 1(RUU

3、RUUUR空載時輸出空載時輸出電壓有效值電壓有效值帶帶RL時的輸出電時的輸出電壓有效值壓有效值iiiIUR 輸入電壓與輸入電壓與輸入電流有輸入電流有效值之比。效值之比。從輸入端看進去的從輸入端看進去的等效電阻等效電阻3. 通頻帶4. 最大不失真輸出電壓Uom：交流有效值。交流有效值。 由于電容、電感及放大管由于電容、電感及放大管PN結(jié)的電容效應(yīng)，使放大電路在信結(jié)的電容效應(yīng)，使放大電路在信號頻率較低和較高時電壓放大倍數(shù)數(shù)值下降，并產(chǎn)生相移。號頻率較低和較高時電壓放大倍數(shù)數(shù)值下降，并產(chǎn)生相移。衡量放大電路對不同頻率信號的適應(yīng)能力。衡量放大電路對不同頻率信號的適應(yīng)能力。下限頻率下限頻率上限頻率上限頻

4、率LHbwfff5. 最大輸出功率Pom和效率：功率放大電路的參數(shù)：功率放大電路的參數(shù)三種三極管三種三極管放大電路放大電路共射極放大電路共射極放大電路共基極放大電路共基極放大電路共集電極放大電路共集電極放大電路以共射極以共射極放大電路放大電路為例講解為例講解工作原理工作原理NPNNPN型共發(fā)射級放大電路型共發(fā)射級放大電路VBB、Rb：使發(fā)射結(jié)正偏，且：使發(fā)射結(jié)正偏，且有合適的有合適的IB。VCC：使集電結(jié)反偏，同時作：使集電結(jié)反偏，同時作為負載的能源。為負載的能源。Rc：將：將iC轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換成uCE(uo) 。共射共射電路的組成及各元件的作用：)( oCEcbIcuuuiiuR動態(tài)信號作用時：

5、動態(tài)信號作用時：1. 1. 共發(fā)射極基本放大電路組成共發(fā)射極基本放大電路組成 共發(fā)射極基本電路共發(fā)射極基本電路(實用電路實用電路)ECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+uBEuCEiCiBiE放大元件放大元件iC= iB，工作在放大區(qū)，工作在放大區(qū)，要保證集電結(jié)反要保證集電結(jié)反偏，發(fā)射結(jié)正偏。偏，發(fā)射結(jié)正偏。uiuo輸入輸入輸出輸出參考點參考點RB+ECEBRCC1C2T基本放大電路的組成基本放大電路的組成作用：作用：使發(fā)射使發(fā)射結(jié)正偏，并提結(jié)正偏，并提供適當?shù)撵o態(tài)供適當?shù)撵o態(tài)工作點。工作點?；鶚O電源與基極電源與基極電阻基極電阻RB+ECEBRCC1C2T集電極電源，集電極電源

6、，為電路提供能為電路提供能量。并保證集量。并保證集電結(jié)反偏。電結(jié)反偏。RB+ECEBRCC1C2T集電極電阻，集電極電阻，將變化的電流將變化的電流轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓霓D(zhuǎn)變?yōu)樽兓碾妷?。電壓。RB+ECEBRCC1C2T耦合電容：耦合電容：電解電容，有極性。電解電容，有極性。大小為大小為10 F50 F作用：作用：隔離輸隔離輸入輸出與電路入輸出與電路直流的聯(lián)系，直流的聯(lián)系，同時能使信號同時能使信號順利輸入輸出。順利輸入輸出。RB+ECEBRCC1C2T可以省去可以省去電路改進：采用單電源供電電路改進：采用單電源供電RB+ECEBRCC1C2T單電源供電電路單電源供電電路+ECRCC1C2TRB2. 2.

7、 基本放大電路各元件作用基本放大電路各元件作用 晶體管晶體管T-放大元放大元件件, , iC= iB。要保。要保證集電結(jié)反偏證集電結(jié)反偏, ,發(fā)發(fā)射結(jié)正偏射結(jié)正偏, ,使晶體使晶體管工作在放大區(qū)管工作在放大區(qū) ?；鶚O電源基極電源EB與基極與基極電阻電阻RB-使發(fā)射結(jié)使發(fā)射結(jié) 處于正偏，并提供處于正偏，并提供大小適當?shù)幕鶚O電大小適當?shù)幕鶚O電流。流。共發(fā)射極基本電路共發(fā)射極基本電路ECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+uBEuCEiCiBiE電位參考點電位參考點集電極電源集電極電源EC -為為電路提供能量。并保電路提供能量。并保證集電結(jié)反偏。證集電結(jié)反偏。集電極電阻集電極電阻RC-

8、將將變化的電流轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓碾娏鬓D(zhuǎn)變?yōu)樽兓碾妷骸Ｗ兓碾妷?。耦合電容耦合電容C1 、C2 -隔離輸入、輸出隔離輸入、輸出與放大電路直流的與放大電路直流的聯(lián)系，同時使信號聯(lián)系，同時使信號順利輸入、輸出。順利輸入、輸出。共發(fā)射極基本電路共發(fā)射極基本電路ECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+uBEuCEiCiBiE單電源供電時常用的畫法單電源供電時常用的畫法共發(fā)射極基本電路共發(fā)射極基本電路+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiEECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+uBEuCEiCiBiE電源供電的簡化電源供電的簡化3. 3. 共射

9、放大電路的電壓放大作用共射放大電路的電壓放大作用UBEIBICUCE（1）無輸入信號）無輸入信號(ui = 0)時時: uo = 0uBE = UBEuCE = UCE+UCCRBRCC1C2T+ui+uo+uBEuCEiCiBiEuBEtOiBtOiCtOuCEtOICUCEOIBUBEO結(jié)論：結(jié)論：QIBUBEQUCEICUBEIB無輸入信號無輸入信號(ui = 0)時時: uo = 0uBE = UBEuCE = UCE？ uCE = UCC iC RC uo 0uBE = UBE+ uiuCE = UCE+ uoIC+UCCRBRCC1C2T+ui+uo+uBEuCEiCiBiEuBE

10、tOiBtOiCtOuCEtOuitOUCEuotO（2）輸入信號）輸入信號(ui 0)時時:+集電極電流集電極電流直流分量直流分量交流分量交流分量動態(tài)分析動態(tài)分析iCtOiCtICOiCticO靜態(tài)分析靜態(tài)分析uitOuotO 基本共射放大電路的波形分析基本共射放大電路的波形分析符號規(guī)定符號規(guī)定UA大寫字母、大寫下標，表示直流量。大寫字母、大寫下標，表示直流量。uA小寫字母、大寫下標，表示交直流量。小寫字母、大寫下標，表示交直流量。ua小寫字母、小寫下標，表示交流分量。小寫字母、小寫下標，表示交流分量。uAua交直流量交直流量交流分量交流分量tUA直流分量直流分量 (1) 晶體管必須工作在放

11、大區(qū)。發(fā)射結(jié)正偏，集晶體管必須工作在放大區(qū)。發(fā)射結(jié)正偏，集 電結(jié)反偏。電結(jié)反偏。(2) 正確設(shè)置靜態(tài)工作點，使晶體管工作于放大正確設(shè)置靜態(tài)工作點，使晶體管工作于放大 區(qū)。區(qū)。(3) 輸入回路將變化的電壓轉(zhuǎn)化成變化的基極電輸入回路將變化的電壓轉(zhuǎn)化成變化的基極電 流。流。(4) 輸出回路將變化的集電極電流轉(zhuǎn)化成變化的輸出回路將變化的集電極電流轉(zhuǎn)化成變化的 集電極電壓，經(jīng)電容耦合只輸出交流信號。集電極電壓，經(jīng)電容耦合只輸出交流信號。設(shè)置靜態(tài)工作點的必要性！設(shè)置靜態(tài)工作點的必要性！ 輸出電壓必然失真！輸出電壓必然失真！ 設(shè)置合適的靜態(tài)工作點，首先要解決失真問題，但設(shè)置合適的靜態(tài)工作點，首先要解決失真問

12、題，但Q點點幾乎影響著所有的動態(tài)參數(shù)！幾乎影響著所有的動態(tài)參數(shù)！ 為什么放大的對象是動態(tài)信號，卻要晶體管在信號為零為什么放大的對象是動態(tài)信號，卻要晶體管在信號為零時有合適的直流電流和極間電壓？時有合適的直流電流和極間電壓？清華大學(xué)清華大學(xué) 華成英華成英 討論討論1. 用用NPN型晶體管組成一個在本節(jié)課中未見過的共射型晶體管組成一個在本節(jié)課中未見過的共射放大電路。放大電路。2. 用用PNP型晶體管組成一個共射放大電路。型晶體管組成一個共射放大電路。照葫蘆畫瓢！照葫蘆畫瓢！直流通路和交流通路直流通路和交流通路 放大電路中各點的電壓或電流都是在靜態(tài)直放大電路中各點的電壓或電流都是在靜態(tài)直流上附加了小

13、的交流信號。流上附加了小的交流信號。但是，電容對交、直流的作用不同。如果電但是，電容對交、直流的作用不同。如果電容容量足夠大，可以認為它對交流不起作用，即容容量足夠大，可以認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。直流所走的通道是不同的。直流通路：直流通路：只考慮直流信號的分電路。只考慮直流信號的分電路。交流通路：交流通路：只考慮交流信號的分電路。只考慮交流信號的分電路。信號的不同分量可以分別在不同的通路分析。信號的不同分量可以分別在不同的通路分析。放大電路無信號輸入（放大電路無信號輸入（ui = 0）時

14、的工作狀態(tài)。）時的工作狀態(tài)。估算法、圖解法。估算法、圖解法。各極電壓電流的直流分量。各極電壓電流的直流分量。放大電路的直流通路。放大電路的直流通路。 (1)靜態(tài)工作點靜態(tài)工作點Q：IB、IC、UCE 。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。直流通路直流通路( IB 、 IC 、 UCE )斷開斷開斷開斷開+UCCRBRCT+UBEUCEICIBIE+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiE直流通路直流通路直流通路的畫法：直流通路的畫法：將交流電壓源短路，將電容開路。將交流電壓源短路，將電容開路。1. 1. 用估算法確定靜態(tài)值用估算法確

15、定靜態(tài)值BBECCB RUUI 所以所以BCCBRUI 根據(jù)電流放大作用根據(jù)電流放大作用CEOBC III BB II當當UBE IC VCE = VCES = 0.3V(硅硅)VCE = VCES = 0.1V(鍺鍺)管子管子c、e間如同短接間如同短接O 1 2 3 4 5 6 12 3 4vCE(V)iC(mA)40(A)080120160200Q2QQ1NM飽和區(qū)放大區(qū)截止區(qū) Q點的選擇：點的選擇：Q點應(yīng)選在交流負載線的中央點應(yīng)選在交流負載線的中央Q點選得太低，出現(xiàn)截止失真；點選得太低，出現(xiàn)截止失真；Q點選得太高，出現(xiàn)飽和失真。點選得太高，出現(xiàn)飽和失真。QuCE/VttiB B/ AIB

16、tiC C/mAICiB B/ AuBE/VtuBE/VUBEUCEiC C/mAuCE/VOOOOOOQicQ1Q2ibuiuoO 1 2 3 4 5 6 12 3 4vCE(V)iC(mA)40(A)080120160200QNMvivo(V)tttvo(V)飽和失真飽和失真:波形切去下半部分波形切去下半部分O 1 2 3 4 5 6 12 3 4vCE(V)iC(mA)40(A)080120160200QNMvivo(V)tt截止失真截止失真:波形切去上半部分波形切去上半部分vo(V)tO 1 2 3 4 5 6 12 3 4vCE(V)iC(mA)40(A)080120160200QN

17、Mvivo(V)ttQ點合適但輸入信號過大：同時出現(xiàn)飽和失真和截止失真點合適但輸入信號過大：同時出現(xiàn)飽和失真和截止失真例例 判斷下列管子的工作狀態(tài)判斷下列管子的工作狀態(tài)02V3V(a)00.7V3V(b)2.3V3V2.6V(c)0 3V(d) 0.2V解：解： (a) 發(fā)射結(jié)反偏發(fā)射結(jié)反偏 管子截止管子截止(b) 發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏， 管子放大管子放大(c) 發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏，發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏， 管子飽和管子飽和(d) 發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏， 管子放大管子放大 輸入信號不能過大輸入信號不能過大 合適的靜態(tài)工作點合適的靜態(tài)工作點

18、實現(xiàn)線性放大：實現(xiàn)線性放大：直觀、全面了解放大器工作情況；直觀、全面了解放大器工作情況；大致估算動態(tài)范圍。大致估算動態(tài)范圍。能合理安排能合理安排Q點；點；缺點：費事、不精確，除能分析出電壓放缺點：費事、不精確，除能分析出電壓放大倍數(shù)外，分析其他指標有困難。大倍數(shù)外，分析其他指標有困難。3 3、微變等效電路法、微變等效電路法 把非線性元件晶體管所組成的放大電路等效為一把非線性元件晶體管所組成的放大電路等效為一個線性電路。即把非線性的晶體管線性化，等效為個線性電路。即把非線性的晶體管線性化，等效為一個線性元件。一個線性元件。 晶體管在小信號（微變量）情況下工作。因此，晶體管在小信號（微變量）情況下

19、工作。因此，在靜態(tài)工作點附近小范圍內(nèi)的特性曲線可用直線近在靜態(tài)工作點附近小范圍內(nèi)的特性曲線可用直線近似代替。似代替。 利用放大電路的微變等效電路分析利用放大電路的微變等效電路分析計算計算放大電路放大電路電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)Au、輸入電阻、輸入電阻ri、輸出電阻、輸出電阻ro等。等。ibicicBCEib ib晶體三極管晶體三極管微變等效電路微變等效電路ube+ +- -uce+ +- -ube+ +- -uce+ +- -（1 1）晶體管的微變等效電路）晶體管的微變等效電路rbeBEC 晶體管的晶體管的B、E之間之間可用可用rbe等效代替。等效代替。 晶體管的晶體管的C、E之間可用一之間可

20、用一受控電流源受控電流源ic= ib等效代替。等效代替。晶體管的微變等效電路可從晶體管特性曲線求出。晶體管的微變等效電路可從晶體管特性曲線求出。)mA()mV(26)1()(200EbeIr CEBBEbeUIUr CEbbeUiu O對輸入的小交流信號而言，對輸入的小交流信號而言，三極管相當于電阻三極管相當于電阻rbeH參數(shù)的確定參數(shù)的確定求求rbebbebeivrDebbbberirivDbbbb)1(riribibcicrbbbeierD+vbeNPNrbb ： 基區(qū)體電阻基區(qū)體電阻 ( )rD ：發(fā)射結(jié)結(jié)電阻發(fā)射結(jié)結(jié)電阻ETDIVrbibcicrbbbeierD+vbeNPN代入代入E

21、Tbbbbbe)1 (IVirivEbbbe26)1 (Irr環(huán)境溫度下環(huán)境溫度下VT = 26mVIE的范圍的范圍: 0.1 5mACEBCUII CEbcUii BCCEceIIUr BcceIiu O+12V4kRLCb2+20FCb120FRc4kRb300kviv0VCCbce1b122步驟：步驟：1. 畫電路的小信號模型畫電路的小信號模型 畫畫BJT的小信號模型的小信號模型，標出，標出e, b, c； 按電壓源短路、隔直電容短路的原則畫其他元按電壓源短路、隔直電容短路的原則畫其他元件；件； 用相量標出各電壓、電流用相量標出各電壓、電流 (測試時常用正弦波作測試時常用正弦波作輸入信號

22、輸入信號)iUiIbIcIoUbISErbeRBRCRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSRBRCuiuORL+ + +- - -RSeS+ +- -ibicBCEiibebirIU LcoRIU beLrRAu LCL/ RRR io :UUAu 定義定義Lb RI rbebeCrRAu iUiIbIcIoUbISErbeRBRCRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RS LcoRIU LCL/RRR io :UUAu 定義定義Lb RI rbeRBRCRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSiUiIbIcIoUbISEeIREEebebiRIrIU Ebbeb

23、) 1 (RIrI EbeL) 1(RrRAu iii IUr 輸輸入入電電阻阻SESRiIiUirSESRiIiU它是衡量放大器對信號源衰減程度的重要指標它是衡量放大器對信號源衰減程度的重要指標isisiRRRVV一定，ss, RVRi越大，衰減越小，越大，衰減越小，越大iV因此一般總是希望得到較大的輸入電阻。因此一般總是希望得到較大的輸入電阻。iiIUri beB/rR 時時，當當beBrR bRiBIIU EebebiRIrIU Ebbeb)1 (RIrI Ebeib)1 (RrUI EbeBi)1 (/RrRr beirr rbeRBRCRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -R

24、SiUiIbIcIoUbISEeIREiUiIbIcIoUbISErbeRBRCRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSririBRIBRIoUoEoUSERo=ReqR0越小，在越小，在R0上損失的電壓越小。上損失的電壓越小。它是衡量放大器帶負載能力的重要指標它是衡量放大器帶負載能力的重要指標相差越小，帶負載能力越強，相差越小，帶負載能力越強，當當R0 =0, 則則ooVV0R00LLRVRV 電路的輸出電阻愈小，負載變化時輸出電壓的變電路的輸出電阻愈小，負載變化時輸出電壓的變化愈小，因此一般總是希望得到較小的輸出電阻?；?，因此一般總是希望得到較小的輸出電阻。iUiIbIcIo

25、UbISErbeRBRCRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSCoooRIUr 求求ro的步驟：的步驟：1) 斷開負載斷開負載RLoU3) 外加電壓外加電壓oI4) 求求or外加外加oICRcoIII bcII CoRCRUI 0 0 cb II所所以以2) 令令 或或0i U0S E00例例 如圖所示電路如圖所示電路T為3DG6，已知工作點處的已知工作點處的 = 40(1) 求求VA(2) 若若Rs= 500 , 求源電壓放大倍數(shù)求源電壓放大倍數(shù)s0vsVVA+12V4kRLRc4kRb300k+VCC+RssVoV+iV解解：ARVRVVI40bCCbBEccBEBC6 . 1

26、ImAII+12V4kRLRc4kRb300k+VCC+RssVoV+iV+12VRc4kRb300k+VCC由原圖可畫出電路的直流通路，由直流通路，得：(1) 求求VA首先靜態(tài)分首先靜態(tài)分析，求析，求IE解解：畫交流通路，求Rbe+RLiV+RsrbesVoV+oIiIRbbbIbIecRcEbbe)1 (IVrrT取rbe=200，VT =26mvk866. 08666 . 12641200ber92beLbeLi0vrRrIRIVVAbb+12V4kRLRc4kRb300k+VCC+RssVoV+iV求vARi=Rb/rberbe=0.866k6 .58isisiiososRRRAVVV

27、VVVAVV由于信號源內(nèi)阻由于信號源內(nèi)阻Rs的存在，輸入信號在的存在，輸入信號在Rs上損上損失了一部分，使失了一部分，使 ， 從而使放大倍數(shù)下降。從而使放大倍數(shù)下降。siVVisisiRRRVV+RLiV+RsrbesVoV+oIiIRbbbIbIecRc(2) 若若Rs= 500 , 求源電壓放大倍數(shù)求源電壓放大倍數(shù)s0vsVVA 合理設(shè)置靜態(tài)工作點是保證放大電路正常工作的合理設(shè)置靜態(tài)工作點是保證放大電路正常工作的先決條件。但是放大電路的靜態(tài)工作點常因外界條先決條件。但是放大電路的靜態(tài)工作點常因外界條件的變化而發(fā)生變動。件的變化而發(fā)生變動。前述的固定偏置放大電路，簡單、容易調(diào)整，但前述的固定

28、偏置放大電路，簡單、容易調(diào)整，但在溫度變化、三極管老化、電源電壓波動等外部因在溫度變化、三極管老化、電源電壓波動等外部因素的影響下，將引起靜態(tài)工作點的變動，嚴重時將素的影響下，將引起靜態(tài)工作點的變動，嚴重時將使放大電路不能正常工作，其中影響最大的是溫度使放大電路不能正常工作，其中影響最大的是溫度的變化。的變化。對于前面的電路（固定偏置電路）而言，靜態(tài)工對于前面的電路（固定偏置電路）而言，靜態(tài)工作點由作點由UBE、 和和ICEO 決定，這三個參數(shù)隨溫度而變決定，這三個參數(shù)隨溫度而變化，溫度對靜態(tài)工作點的影響主要體現(xiàn)在這一方面。化，溫度對靜態(tài)工作點的影響主要體現(xiàn)在這一方面。UBEICEOT Q 在

29、固定偏置放大電路中，在固定偏置放大電路中，當溫度升高時，當溫度升高時， 上述表明，當上述表明，當UCC和和 RB一定時，一定時， IC及及UBE這兩個這兩個參數(shù)隨溫度而變化。參數(shù)隨溫度而變化。溫度升高時，溫度升高時， IC將增加，使將增加，使Q點沿負載線上移。點沿負載線上移。iBuBE25C50CTVBE : T載流子運動載流子運動 PN結(jié)的阻結(jié)的阻擋擋 正向結(jié)電阻正向結(jié)電阻VBE 。T ICBO : T本證激化本證激化 電子空穴對電子空穴對 ICBO ， ICEO T : T 基區(qū)載流子運動加快基區(qū)載流子運動加快 加快了向集電極的漂移加快了向集電極的漂移 。溫度對溫度對 值及值及ICEO的影

30、響的影響溫度溫度 、 ICEOICiCuCEQQ 總的效果是：總的效果是：溫度上升溫度上升時，輸出時，輸出特性曲線特性曲線上移，造上移，造成成Q點上移。點上移。小結(jié)：小結(jié)：溫度溫度IC 固定偏置電路的固定偏置電路的Q點是不穩(wěn)定的。點是不穩(wěn)定的。 Q點點不穩(wěn)定可能會導(dǎo)致靜態(tài)工作點靠近飽和區(qū)或不穩(wěn)定可能會導(dǎo)致靜態(tài)工作點靠近飽和區(qū)或截止區(qū)，從而導(dǎo)致失真。為此，需要改進偏截止區(qū)，從而導(dǎo)致失真。為此，需要改進偏置電路，當溫度升高、置電路，當溫度升高、 IC增加時，能夠自動增加時，能夠自動減少減少IB，從而抑制，從而抑制Q點的變化。保持點的變化。保持Q點基本點基本穩(wěn)定。穩(wěn)定。常采用分壓式偏置電路來穩(wěn)定靜態(tài)

31、工作點。常采用分壓式偏置電路來穩(wěn)定靜態(tài)工作點。分壓式偏置電路CE 交流旁路電容，防止增益減少RE射極直流負反饋電阻B2II 若若滿滿足足： 基極電位基本恒定，基極電位基本恒定，不隨溫度變化。不隨溫度變化。2B2BRIV 2B1BCC21RRUII CC2B1B2BBURRRV VBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSeS+VBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSeS+本電路穩(wěn)壓的本電路穩(wěn)壓的過程實際是由過程實際是由于加了于加了RE形成形成了了負反饋負反饋過程過程由于由于基極電位基本恒定，不隨溫度變化，故有如下關(guān)系：基極

32、電位基本恒定，不隨溫度變化，故有如下關(guān)系：T IC IE IERe VE VBE IBIC從從Q點點穩(wěn)定的角度來穩(wěn)定的角度來看似乎看似乎I2、VB越大越好。越大越好。但但 I2 越大，越大，RB1、RB2必須取得較小，將增加必須取得較小，將增加損耗，降低輸入電阻。損耗，降低輸入電阻。而而VB過高必使過高必使VE也增也增高，在高，在UCC一定時，勢一定時，勢必使必使UCE減小，從而減減小，從而減小放大電路輸出電壓的小放大電路輸出電壓的動態(tài)范圍。動態(tài)范圍。I2= (5 10) IB，VB= (5 10) UBE， RB1、RB2的阻值一般為幾十千歐。的阻值一般為幾十千歐。VEVBRB1RCC1C2

33、RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSeS+CC2B1B2BURRRVB EBEBECRUVII CBII EECCCCCERIRIUU VBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSeS+ 對交流：對交流：旁路電容旁路電容 CE 將將R 短路短路， R 不起不起作用作用， Au，ri，ro與固定偏置電路相同與固定偏置電路相同。如果去掉如果去掉CE ，Au，ri，ro ？RB1RCC1C2RB2CERERL+UCCuiuo+RSeS+RB1RCC1C2RB2CERERL+UCCuiuo+RSeS+2B1BB/ RRR iUiIbIcIoUbIS

34、EeIBRI畫小信號模型畫小信號模型ebeLebebLbV)1 ()1 ( RrRRrIRIA /o bLVI RiUiIbIcIoUbISEeIBRIebbebebebi)1 (RIrIRIrIVeEbeL) 1(RrRAu beLrRAu EbeB2B1i)1 (R/R/Rrr beBir/Rr CoRrCoRr？即即： Sos EUAu考慮信號源內(nèi)阻考慮信號源內(nèi)阻RS 時時iSibeLs rRrrRAu 所以所以SosEUAu SiioEUUU SiEUAu iSiSirRrEU irRB1RCC1C2RB2CERERL+UCCuiuo+RSeS+ 例：在圖示放大電路中，已知例：在圖示放

35、大電路中，已知UCC=12V, RC= 6k, RE1= 300， RE2= 2.7k， RB1= 60k， RB2= 20k RL= 6k ，晶體管，晶體管=50， UBE=0.6V, 試求試求: :(1) (1) 靜態(tài)工作點靜態(tài)工作點 IB、IC 及及 UCE；(2) (2) 畫出微變等效電路；畫出微變等效電路；(3) (3) 輸入電阻輸入電阻ri、ro及及 Au。RB1RCC1C2RB2CERE1RL+UCCuiuo+RE2V3V12206020CCB2B1B2B URRRVmA8 . 0 mA36 . 03EBEBEC RUVII A16 A500.8CB IIV8 . 4V38 .

36、068 . 012)(1E1EECCCCCE RRIRIUURB1RCRB2RE1+UCCRE2+UCEIEIBICVBk6Co Rrk86. 18 . 02651200I26) 1(200Ebe rk 15/2B1BB RRR其中其中 EbeBi) 1(/RrRr k03.8 EbeL) 1 (RrRAu 69. 8 iUiIbIcIoUbISEeIBRI例例 在如圖所求的電路中，設(shè)信號源內(nèi)阻在如圖所求的電路中，設(shè)信號源內(nèi)阻Rs=600 , BJT的的 =50.(1) 畫電路的小信號模型；畫電路的小信號模型；(2) 當當 =15mv時，求時，求 SV0V(3) 求放大器的求放大器的Ri和和R

37、0.Rs10F3.3k33k10k2005.1k+sV1.3k10F50FoV12V+T3AX25解解：(1)畫電路的小信號模型畫電路的小信號模型+sVrbeoV+cIbbIbIec33K10K600 200 3.3K5.1K(2)當當 =15mv時，求時，求 本電路的直流通路本電路的直流通路33K10K3.3K1.3K200 IE12VVV8 . 2103310)12(BVVVV6 . 22 . 08 . 2EmAVIE73. 12 . 03 . 1ESV0Va. 求求IEb. 求求rbe:k97. 026)1 (200EbeIrc. 求求Ri:k6 . 42 . 0)1(/10/33bei

38、rR2 . 05197. 01 . 5/3 . 350)1 (ebeVRrRALd. 求求 ：VA+sVrbeoV+cIbbIbIec33K10K6002003.3K5.1K3 . 86 . 46 . 06 . 4VVisiVSAARRRAe. 求求VSAf. 求求0VmVAVVVSS5 .124)3 . 8(150(3) Ri= 4.6k R0=RC=3.3 k RB+UCCC1C2RRLui+uo+es+RS交流通路交流通路 EBBECCB)1(RRUUI BE)1(II EECCCERIUU +UCCRBR+UCE+UBEIIBICRB+UCCC1C2RRLui+uo+es+RSRB+U

39、CCC1C2RERLuiuoRBRERLuiuo交流通路交流通路交流通路交流通路 RBRERLuiuo交流通路交流通路rbeiUbIRERLRBoUcIbIiI微變等效電路微變等效電路LEL/ RRR LeoRIU Lb1RI ）（ LebebiRIrIU Lbbeb)1 (RIrI LbbebLb)1 ()1 (RIrIRIAu1)1 (1LbeLRrR）（rbeRBRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSiUbIcIoUbISEeIREiIbeLrR )1 (rbeRBRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSiUbIcIoUbISEeIREiIiBi/rRr LbeBi

40、)1 (/RrRr LbebLEebebbii)1 (/RrIRRIrIIUr LEL/RRR irir 1sbeoRrrRrRr 1/sbeEosbeE) 1 ( RRr 通通常常：rbeRBRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSiUbIcIoUbISEeIREiIor+TVIbIebcbIRbRSrbeRS1)1 ()1 (SbeSbeb0RrRrVVIVIVRLbeL) 1 () 1 (RrRAu LbeBi) 1(/RrRr Rrr 1sbeo. 例：在圖示放大電路中，已知例：在圖示放大電路中，已知UCC=12V, RE= 2k, RB= 200k， RL= 2k ，晶體管

41、，晶體管=60， UBE=0.6V, 信號源內(nèi)阻信號源內(nèi)阻RS= 100，試求試求: :(1) 靜態(tài)工作點靜態(tài)工作點 IB、IE 及及 UCE； 畫出微變等效電路；畫出微變等效電路；(3) Au、ri 和和 ro 。RB+UCCC1C2RRLui+uo+es+RSmA035. 0mA260)(12006 . 012) (1EBBECCB RRUUImA14. 2 0.035mA60)(1 )(1BE II V727V142212EECCCE.RIUU +UCCRBR+UCE+UBEIIBIC3 .176110094. 01SbeoRrrk94. 024. 1266120026) (1200Eb

42、e Ir LbeBi) 1 (/RrRr k7 .41 LbeL) 1()(1RrRAu 98.0 rbeRBRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSiUbIcIoUbISEeIRECb1Cb2+iVsV+oV+CBRb2Rb1ReRLRc+VCCTRs交流通路交流通路 從交流通路知：輸入加在基極與發(fā)射極之間，輸出電壓從交流通路知：輸入加在基極與發(fā)射極之間，輸出電壓為基極與集電極之間的電壓，稱為共基極電路。為基極與集電極之間的電壓，稱為共基極電路。 靜態(tài)分析靜態(tài)分析Rb2Rb1ReRc+VCCT首先畫出直流通路，首先畫出直流通路，CCb2b1b2BVRRRVeBEBeeECRVVRV

43、II)RR(IVRIRIVVecCCCeEcCCCCE IICB2. 動態(tài)分析動態(tài)分析a. 小信號模型小信號等效電路小信號等效電路 交流通路交流通路 beLbebLbiVrRrIRIVVA01)1 (bebieirIVIVRi1/beeieirRRRRc0RR 小信號等效電路小信號等效電路 Ri輸入電阻小，是共基極放大電路最顯著特征。輸入電阻小，是共基極放大電路最顯著特征。由于輸入由于輸入電阻小，因而具有較寬的帶寬，常用于高頻電路。電阻小，因而具有較寬的帶寬，常用于高頻電路。2.3.3 放大電路三種組態(tài)的比較放大電路三種組態(tài)的比較1.1.三種組態(tài)的判別三種組態(tài)的判別以輸入、輸出信號的位置為判斷

44、依據(jù)：以輸入、輸出信號的位置為判斷依據(jù)： 信號由基極輸入，集電極輸出信號由基極輸入，集電極輸出共射極放大電路共射極放大電路 信號由基極輸入，發(fā)射極輸出信號由基極輸入，發(fā)射極輸出共集電極放大電路共集電極放大電路 信號由發(fā)射極輸入，集電極輸出信號由發(fā)射極輸入，集電極輸出共基極電路共基極電路 2.2.三種組態(tài)的比較三種組態(tài)的比較小結(jié)、三種組態(tài)的特點及用途小結(jié)、三種組態(tài)的特點及用途共射極放大電路：共射極放大電路： AV 1，AI 1; Ri一般；一般；RoRc。用途：低頻下，作多級放大電路的中間級。用途：低頻下，作多級放大電路的中間級。共集電極放大電路（又稱共集電極放大電路（又稱射極電壓跟隨器射極電壓

45、跟隨器）：）： AV1 ，AI 1; Ri很高；很高；Ro很??；很??；頻率特性較好頻率特性較好。用途：輸入級、輸出級或緩沖級。用途：輸入級、輸出級或緩沖級。共基極放大電路（又稱共基極放大電路（又稱電流跟隨器電流跟隨器）：）： AV 1 ，AI 1; Ri很??；很?。籖o Rc；高頻特性好高頻特性好。用途：用途： 高頻或?qū)掝l帶電路。高頻或?qū)掝l帶電路。 2GS(off)GSDSSD)1 (UUII2GSD)41 ( 8 UISDDDG2G1G2GSRIURRRU 2GS(off)GSDSSD)1 (UUIIRG1RDRG2RG+RL+SDGTOUiUdISGRG2RG 1RGRLDRLRD微變等效

46、電路微變等效電路gsmUggsURG是為了提是為了提高輸入電阻高輸入電阻ri而設(shè)置的。而設(shè)置的。輸入電阻輸入電阻)/(G2G1GiRRRr DORr )/(LDmioRRgUUAu gsiUU )(LDdR/RIUo )( LDgsmR/RUg (3)源極輸出器源極輸出器+UDD RSC2C1RG1RG2RG+RLuiuo+RG1RSRG2RG+RL+SDGTOUiUSI+gsU交流通路交流通路1)/(1)/(LSmLSmio RRgRRgUUAuogsiUUU )(LSSR/RIUo )( LSgsmR/RUg 電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù))/(LSgsmgsRRUgU CDDSDSGS uiu

47、RU DS1V1.5VUGS=0.5V0ID/mA9201248129482V2.5V例：例： 求下圖的。、oiVRRAC1iV+RRg+VDDC2oV+RdRL解：解：(1) 畫簡化小信號模型gdRdgsmVggsVoV+Rg+iVRLRsRgRgRVgVRVgVVAmLmgsmgsLgsmioV1(2)Ri = RgRo = RdLdL/ RRR 將前級的輸出端直接接后級的輸入端。將前級的輸出端直接接后級的輸入端?？捎脕矸糯缶徛兓男盘柣蛑绷髁孔兓男盘??？捎脕矸糯缶徛兓男盘柣蛑绷髁孔兓男盘?。+UCCuoRC2T2uiRC1R1T1R2+RE22. 零點漂移零點漂移指輸入信號電壓為

48、零時，輸出電壓發(fā)生指輸入信號電壓為零時，輸出電壓發(fā)生 緩慢地、無規(guī)則地變化的現(xiàn)象。緩慢地、無規(guī)則地變化的現(xiàn)象。uotO晶體管參數(shù)隨溫度變化、電源電壓晶體管參數(shù)隨溫度變化、電源電壓 波動、電路元件參數(shù)的變化。波動、電路元件參數(shù)的變化。1. 前后級靜態(tài)工作點相互影響前后級靜態(tài)工作點相互影響已知：已知：UZ=4V， UBE=0.6V，RC1=3k ，RC2=500 ， 1= 2=50。溫度升高前，溫度升高前，IC1=2.3mA，Uo=7.75V。IC1 = 2.3 1.01 mA = 2.323 mAUC1= UZ + UBE2 = 4 + 0.6 V = 4.6 VmA147. 0mA32. 23

49、6 . 412121 CRBIIICuZ+UCCuoRC2T2ui=0RC1R1T1R2+RDZ已知：已知：UZ=4V， UBE=0.6V，RC1=3k ，RC2=500 ， 1= 2=50。溫度升高前，溫度升高前，IC1=2.3mA，Uo=7.75V。uZ+UCCuoRC2T2ui=0RC1R1T1R2+RDZmA147. 0mA32. 236 . 4121C2B IIIRC C1 1IC2= 2 IC2 = 50 0.147mA = 7.35mA 直接影響對輸入信號測量的準確程度和分辨能力。直接影響對輸入信號測量的準確程度和分辨能力。 嚴重時，可能淹沒有效信號電壓，無法分辨是有效嚴重時，可

50、能淹沒有效信號電壓，無法分辨是有效信號電壓還是漂移電壓。信號電壓還是漂移電壓。 一般用輸出漂移電壓折合到輸入端的等效漂移電一般用輸出漂移電壓折合到輸入端的等效漂移電壓作為衡量零點漂移的指標。壓作為衡量零點漂移的指標。uAuuodId 只有輸入端的等效漂移電壓比輸入信號小許多時，放只有輸入端的等效漂移電壓比輸入信號小許多時，放大后的有用信號才能被很好地區(qū)分出來。大后的有用信號才能被很好地區(qū)分出來。 由于不采用電容，所以直接耦合放大電路具有由于不采用電容，所以直接耦合放大電路具有良好的低頻特性。良好的低頻特性。f|Au |0.707| Auo |OfH| Auo | 抑制零點漂移是制作高質(zhì)量直接耦

51、合放大電路抑制零點漂移是制作高質(zhì)量直接耦合放大電路的一個重要的問題。的一個重要的問題。 適合于集成化的要求，在集成運放的內(nèi)部，級間適合于集成化的要求，在集成運放的內(nèi)部，級間都是直接耦合。都是直接耦合。兩級之間通過耦合電容兩級之間通過耦合電容 C2 與下級輸入電阻連接與下級輸入電阻連接RB1RC1C1C2RB2CE1RE1+RS+RC2C3CE2RE2RL+UCC+oU1OUiUSEB1R B2R T1T2 由于由于電容有隔直電容有隔直作用，所以每級放大電路的直流作用，所以每級放大電路的直流通路互不相通，通路互不相通，。RB1RC1C1C2RB2CE1RE1+RS+RC2C3CE2RE2RL+U

52、CC+oU1OUiUSEB1R B2R T1T2第一級第一級第二級第二級212ioi1oiouuuAAUUUUUUA 電電壓壓放放大大倍倍數(shù)數(shù)2ir1bI2bI1cI2cIrbeRB2RC1EBC+ +- -+ +- -+ +- -RSiUiI1oU1b1ISErbeRC2RLEBC+ +- -oU2b2IB1R B2R RB12i1C1L/rRR 1be1L1io11rRUUAu be2L222io2rRUUAu 1iirr 2oorr L2CL2/ RRR 例：例：如圖所示的兩級電壓放大電路，如圖所示的兩級電壓放大電路，已知已知1= 2 =50, T1和和T2均為均為3DG8D。 RB1C

53、1C2RE1+RC2C3CE+24V+oUiUB1R B2R T1T2E2R E1R 1M 27k 82k 43k 7.5k 510 10k 解解: : (1) 兩級放大電路的靜態(tài)值可分別計算。兩級放大電路的靜態(tài)值可分別計算。A8 . 9mA2750)(110000.624) (1E1B1BECCB1 RRUUImA 49. 0mA 0098. 050)(1)1 (B1E1 II V77. 10V2749. 024E1E1CCCE RIUU RB1C1C2RE1+RC2C3CE+24V+oUiUB1R B2R T1T2E2R E1R 1M 27k 82k 43k 7.5k 510 10k V2

54、6. 843V438224B2B2B1CCB2 RRRUVmA 96. 0mA5 . 751. 06 . 026. 8E2E2BE2B2C2 RRUUIRB1C1C2RE1+RC2C3CE+24V+oUiUB1R B2R T1T2E2R E1R 1M 27k 82k 43k 7.5k 510 10k A 2 . 19mA5096. 02C2B2 IIV71. 6)V5 . 751. 010(96. 024)(E2E2C2C2CCCE2 RRRIUURB1C1C2RE1+RC2C3CE+24V+oUiUB1R B2R T1T2E2R E1R 1M 27k 82k 43k 7.5k 510 10k

55、 2bI2cIrbe2RC2oUrbe1iURB1B1R 2BR 1bI2bI1bI1cIRE11oU+_+_+_2ER 由微變等效電路可知，放大電路的輸入電阻由微變等效電路可知，放大電路的輸入電阻 ri 等等于第一級的輸入電阻于第一級的輸入電阻ri1。第一級是射極輸出器，它。第一級是射極輸出器，它的輸入電阻的輸入電阻ri1與負載有關(guān)，而射極輸出器的負載即與負載有關(guān)，而射極輸出器的負載即是第二級輸入電阻是第二級輸入電阻 ri2。2ir1iirr 2bI2cIrbe2RC2oUrbe1iURB1B1R 2BR 1bI2bI1bI1cIRE11oU+_+_+_2ER k58. 196. 02651

56、20026)1(200Ebe2 Ir k 14)1 (/E2be2B2B12 RrRRri k 22. 9k14271427/i2E1L1 rRR2ir k 349 02650)(120026) (1200rE11be1 .I k 320)1 (/L1be1B1i1i RrRrr 2oorr k10C2o2o Rrr2bI2cIrbe2RC2oUrbe1iURB1B1R 2BR 1bI2bI1bI1cIRE11oU+_+_+_2ER (3)(3)求各級電壓的放大倍數(shù)及總電壓放大倍數(shù)求各級電壓的放大倍數(shù)及總電壓放大倍數(shù) 994 022 950)(1322 9)501 ()1 ()1 (L111b

57、eL111u.RrRA 2bI2cIrbe2RC2oUrbe1iURB1B1R 2BR 1bI2bI1bI1cIRE11oU+_+_+_2ER 2bI2cIrbe2RC2oUrbe1iURB1B1R 2BR 1bI2bI1bI1cIRE11oU+_+_+_2ER 1851. 050)(179. 11050)1 (2E2be22C2 RrRAu 總電壓放大倍數(shù)總電壓放大倍數(shù)9 . 1718)(994. 021 uuuAAA多級阻容耦合放大器的特點：多級阻容耦合放大器的特點：(1) 由于電容的隔直作用，各級放大器的靜態(tài)工作由于電容的隔直作用，各級放大器的靜態(tài)工作點相互獨立，分別估算。點相互獨立，分

58、別估算。(2) 前一級的輸出電壓是后一級的輸入電壓。前一級的輸出電壓是后一級的輸入電壓。(3) 后一級的輸入電阻是前一級的交流負載電阻。后一級的輸入電阻是前一級的交流負載電阻。(4) 總電壓放大倍數(shù)總電壓放大倍數(shù)=各級放大倍數(shù)的乘積。各級放大倍數(shù)的乘積。(5) 總輸入電阻總輸入電阻 ri 即為第一級的輸入電阻即為第一級的輸入電阻ri1 。(6) 總輸出電阻即為最后一級的輸出電阻?？傒敵鲭娮杓礊樽詈笠患壍妮敵鲭娮?。由上述特點可知，射極輸出器接在多級放大電由上述特點可知，射極輸出器接在多級放大電路的首級可提高輸入電阻；接在末級可減小輸出路的首級可提高輸入電阻；接在末級可減小輸出電阻；接在中間級可起匹配作用，從而改善放大電阻；接在中間級可起匹配作用，從而改善放大電路的性能。電路的性能。電電源源供供給給的的直直流流功功率率率率負負載載得得到到的的交交流流信信號號功功 ICUCEOQiCtOICUCEOQiCtOICUCEOQiCtO晶體管在輸入信號晶體管在輸入信號的整個周期都導(dǎo)通的整個周期都導(dǎo)通靜態(tài)靜態(tài)IC較大，波形較大，波形好好, 管耗大效率低。管耗大效率低。晶體管只在輸入信號晶