第2章放大電路原理分析方法(16學(xué)時(shí))

第二章

放大電路的基本原理和分析方法2.1放大的概念2.2

放大電路的主要技術(shù)指標(biāo)2.3

單管共發(fā)射極放大電路

2.4放大電路的基本分析方法2.5工作點(diǎn)的穩(wěn)定問題2.6放大電路的三種基本組態(tài)2.8多級放大電路(計(jì)劃學(xué)時(shí):16)2.1放大的概念放大現(xiàn)象存在于各種場合，例如：利用放大鏡放大微小物體，這是光學(xué)中的放大；利用杠桿原理以小力移動(dòng)重物，這是力學(xué)中的放大；利用變壓器將低電壓變換為高電壓，這是電學(xué)中的放大。研究它們的共同點(diǎn)一是將原物形狀或大小差異按一定比例放大了，二是放大前后能量守恒。

例如：利用擴(kuò)音機(jī)放大聲音是電子學(xué)中的電信號放大。

放大的本質(zhì)：實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換。在放大電路中提供直流電源的能量，由能量較小的輸入信號控制這個(gè)能源，使之輸出較大的能量，然后推動(dòng)負(fù)載。放大作用：小能量對大能量的控制作用。放大的對象：輸入信號的變化量。放大元件：雙極型三極管或場效應(yīng)管。2.2放大電路的主要技術(shù)指標(biāo)放大電路技術(shù)指標(biāo)測試示意圖一、放大倍數(shù)二、輸入電阻Ri

從放大電路輸入端看進(jìn)去的等效電阻。通常希望輸入電阻越大越好，Ri愈大從信號源索取的電流愈小。三、輸出電阻Ro

從放大電路輸出端看進(jìn)去的等效電阻。測量Ro的條件

通常希望輸出電阻愈小愈好，輸出電阻愈小帶載能力愈強(qiáng)。四、最大輸出幅度

在輸出波形沒有明顯失真情況下放大電路能夠提供給負(fù)載的最大輸出電壓或最大輸出電流

(Uom

、Iom)

，也可用峰-峰值表示。五、最大輸出功率與效率輸出不失真的最大輸出功率。用符號Pom表示。

：效率PV：直流電源消耗的功率AumBWfL

fHfL：下限頻率fH：上限頻率六、通頻帶

由于放大電路中存在電抗性元件，所以放大倍數(shù)會(huì)隨信號頻率的變化而變化，通常將放大倍數(shù)在低頻和高頻段下降至?xí)r所包括的頻率范圍定義為放大電路的通頻帶

。理論上希望通頻帶的寬度越大越好組成放大電路的原則：

1.外加直流電源的極性必須使三極管工作在放大區(qū)，既：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。則有：

2.輸入回路的接法應(yīng)使輸入電壓

u

能夠傳送到三極管的基極回路，使基極電流產(chǎn)生相應(yīng)的變化量

iB。

3.輸出回路的接法應(yīng)使變化量

iC

能夠轉(zhuǎn)化為變化量

uCE

，并傳送到放大電路的輸出端，使2.3單管共發(fā)射極放大電路2.3.1單管共發(fā)射極放大電路的組成典型的單管共發(fā)射極放大電路C1、C2

：為隔直電容或耦合電容；RL：為負(fù)載電阻。固定偏置式阻容耦合單管共發(fā)射極放大電路。2.3.2單管共發(fā)射極放大電路的工作原理放大作用：固定偏置式單管共發(fā)射極放大電路2.4放大電路的基本分析方法基本分析方法有：圖解法估算法靜態(tài)是指輸入信號為零的時(shí)候，分析對象是直流成分;動(dòng)態(tài)是指輸入為交流信號時(shí)候，分析對象是交流成分；

對一個(gè)放大電路進(jìn)行定量分析時(shí)首先要進(jìn)行靜態(tài)分析，然后再進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析。圖解法微變等效電路法靜態(tài)動(dòng)態(tài)因電容的容抗為，在直流時(shí)容抗為無窮大，相當(dāng)于開路。畫直流通路時(shí)應(yīng)將隔直電容C1和C2開路處理。2.4.1直流通路與交流通路

由于電路中存在電抗性元件所以直流成分的通路和交流成分的通路是不同的。作用：給三極管提供靜態(tài)偏置，保證其工作在放大狀態(tài)。單管共射放大電路直流通路:①因電容的容抗為當(dāng)電容值足夠大，交流信號在電容上的壓降可以忽略時(shí)，可將電容視為短路。畫交流通路時(shí)應(yīng)將C1、C2做短路處理。交流通路:交流通路是輸入、輸出交流信號的通路。②對于理想的直流電壓源，電壓的變化量和內(nèi)阻都等于零，在交流通路中相當(dāng)于短路。畫交流通路時(shí)應(yīng)將Vcc做短路處理。交流通路共射放大電路直流通路

+注意：實(shí)際的放大電路其直流和交流通路是疊加在一起的。要求：會(huì)畫放大電路的直流通路和交流通路根據(jù)放大電路的直流通路和交流通路，即可分別進(jìn)行靜態(tài)分析和動(dòng)態(tài)分析，進(jìn)行靜態(tài)分析時(shí)，有時(shí)也采用一些簡單實(shí)用的近似估算法。2.4.2靜態(tài)工作點(diǎn)的近似估算bceIBQICQUCEQ

在輸入信號為零時(shí)，在VCC的作用下，三極管的基極回路和集電極回路均存在直流電流和電壓，這些直流電流和電壓在三極管的輸入輸出特性上各自對應(yīng)一個(gè)點(diǎn)稱靜態(tài)工作點(diǎn)，分別用表示。輸入回路的電壓方程：輸出回路的電壓方程：UCEQ=VCC–ICQ

RCICQ

IBQ（計(jì)算時(shí)硅管UBEQ

≈0.7V鍺管UBEQ

≈0.2V）【例】圖示單管共射放大電路中，VCC=12V，Rc=3k

，Rb=280k，NPN硅管的

=50，試估算靜態(tài)工作點(diǎn)。解：設(shè)UBEQ=0.7VICQ

IBQ=(500.04)mA=2mAUCEQ=VCC–ICQ

Rc

=(12-2

3)V=6V2.4.3圖解分析法

在三極管的輸出特性曲線上直接用作圖的方法，求放大電路的工作情況的方法稱—圖解法。

設(shè)IC=0根據(jù)輸出回路方程得出：UCE=VCC在橫軸上定義M點(diǎn)再設(shè)UCE=0IC=VCC/RC在縱軸上定義N點(diǎn)。將兩點(diǎn)連成直線就是直流負(fù)載線。直流負(fù)載線的斜率為由于器件手冊上一般只給輸出特性曲線，所以IBQ常用估算法求出，再在輸出特性曲線上畫直流負(fù)載線，與IBQ相交的點(diǎn)就是靜態(tài)工作點(diǎn),用Q表示（如圖）。畫直流負(fù)載線的方法：(一)圖解法分析靜態(tài)0iB

=0μA20μA40μA60μA80μA134224681012MQ靜態(tài)工作點(diǎn)uCE

/ViC

/mA直流負(fù)載線直流負(fù)載線與IBQ的交叉點(diǎn)就是靜態(tài)工作點(diǎn),用大寫的Q表示。從靜態(tài)工作點(diǎn)分別畫垂直線于橫軸和縱軸，所對應(yīng)的值就是UCEQ和ICQ。Nθ(二)

圖解法分析動(dòng)態(tài)1.交流通路的輸出回路輸出通路的外電路是Rc

和RL的并聯(lián)。∥所以交流負(fù)載線比直流負(fù)載線的斜率要大!交流負(fù)載線OIBiC

/mAuCE

/VQ靜態(tài)工作點(diǎn)交流負(fù)載線要通過Q點(diǎn)斜率為2.交流負(fù)載線在輸出特性上畫交流負(fù)載線的方法：先畫輔助線前例中

再過Q點(diǎn)畫輔助線的平行線就是交流負(fù)載線了。要求：直流負(fù)載線輔助線NM3.動(dòng)態(tài)工作情況圖解分析輸入回路工作情況：0.680.72

uBE

iBtQ000.7t6040200uBE/ViB/μAuBE/ViBUBEQ

可見在UBEQ從0.68到0.72變化時(shí)，基極電流以40微安為中心，從20微安變化到60微安。交流負(fù)載線直流負(fù)載線4.57.5

uCE912t0ICQiC

/mA0IB=40μA2060804Q260uCE/ViC

/mA0tuCE/VUCEQ

iC注意：動(dòng)態(tài)分析一定要在交流負(fù)載線上做。（求放大倍數(shù)）4.用圖解法計(jì)算電壓放大倍數(shù)負(fù)號表示輸出與輸入反相51-2B

單管共射放大電路當(dāng)輸入正弦波uI

時(shí)，放大電路中相應(yīng)的uBE、iB、iC、uCE、uO

波形。從波形上可以看出輸出與輸入波形在相位上相差④當(dāng)靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置不合適時(shí)會(huì)引起放大波形的失真。工作點(diǎn)設(shè)低時(shí)會(huì)出現(xiàn)截止失真、工作點(diǎn)設(shè)高時(shí)會(huì)出現(xiàn)飽和失真。③當(dāng)ui的瞬時(shí)值加大時(shí)，ube

ib

ic都隨之加大，但因ic在Rc上的壓降增大,使uce下降，所以輸出與輸入電壓相位相反，可見單管共射電路有倒相作用。②當(dāng)輸入電壓有微小變化時(shí)在放大電路的輸出端可以得到較大的變化量，這就是電壓放大作用。①當(dāng)輸入一個(gè)正弦電壓時(shí)ui時(shí)，在線性范圍內(nèi)，三極管的各級電壓和電流圍繞靜態(tài)工作點(diǎn)也按正弦規(guī)律變化。結(jié)論：圖解法的應(yīng)用(一)用圖解法分析非線性失真

1.靜態(tài)工作點(diǎn)過低，引起

iB、iC、uCE

的波形失真ibui結(jié)論：iB

波形失真OQOttOuBE/ViB/μAuBE/ViB/μAIBQ

——截止失真iC

、uCE

(uo

)波形失真NPN管截止失真時(shí)的輸出uo

波形。uo=

uceOiCtOOQ

tuCE/VuCE/ViC

/mAICQUCEQOIB=0QtOO

NPN管出現(xiàn)飽和失真

uo波形tiCuCE/VuCE/ViC

/mAuo=

uceib(不失真)ICQUCEQ2.Q點(diǎn)過高，引起

iC、uCE的波形失真—飽和失真(二)用圖解法估算最大輸出幅度OiB=0QuCE/ViC

/mAACBDE交流負(fù)載線輸出波形沒有明顯失真時(shí)能夠輸出最大電壓。即輸出特性的A、B

所限定的范圍。

Q盡量設(shè)在線段AB的中點(diǎn)。則AQ=QB，CD=DE(三)用圖解法分析電路參數(shù)對靜態(tài)工作點(diǎn)的影響

1.改變Rb，保持VCC，Rc

，

不變；OIBiCuCE

Q1Rb

增大，Rb

減小，Q點(diǎn)下移,如Q2Q點(diǎn)上移如Q3Q2OIBiCuCE

Q1Q3

2.改變VCC，保持Rb，Rc

，

不變；

升高VCC，直流負(fù)載線平行右移，顯然IBICUCE都隨之加大，動(dòng)態(tài)工作范圍增大，同時(shí)管子的動(dòng)態(tài)功耗也增大。Q2

3.改變Rc，保持Rb，VCC，

不變；

4.改變

，保持Rb，Rc

，VCC

不變；

增大Rc

，直流負(fù)載線斜率改變，則Q點(diǎn)向飽和區(qū)移近，出現(xiàn)飽和失真。OIBiCuCE

Q1Q2OIBiCuCE

Q1Q2

增大

，ICQ增大，UCEQ減小，則Q點(diǎn)移近飽和區(qū)。第二章習(xí)題1-551-52講到這圖解法小結(jié)

1.能夠形象地顯示靜態(tài)工作點(diǎn)的位置與非線性失真的關(guān)系；

2.方便估算最大輸出幅值的數(shù)值；

3.可直觀表示電路參數(shù)對靜態(tài)工作點(diǎn)的影響；

4.有利于對靜態(tài)工作點(diǎn)Q

的檢測等。

5.由于三極管的離散性，一種型號只提供一個(gè)輸出特性曲線，所以圖解法的精度偏低。2.4.4微變等效電路法晶體管在小信號(微變量)情況下工作時(shí)，可以在靜態(tài)工作點(diǎn)附近的小范圍內(nèi)用直線段近似地代替三極管的特性曲線，三極管就可以等效為一個(gè)線性元件。這樣就可以將非線性元件晶體管所組成的放大電路等效為一個(gè)線性電路。微變等效條件研究的對象僅僅是變化量信號的變化范圍很小一、簡化的

h參數(shù)微變等效電路

iB

uBE晶體管的輸入特性曲線rbe

：晶體管的輸入電阻。

在小信號的條件下，rbe是一常數(shù)。1.三極管的輸入電路Q點(diǎn)附近的工作段近似地看成直線

可認(rèn)為

uBE

與

iB

成正比QOiB

uBE

rbe

的近似估算公式rbb

：基區(qū)體電阻，阻值范圍在100~300Ω。低頻、小功率管rbb

約為300

。UT：溫度電壓當(dāng)量，常溫下UT

≈26mV。2.三極管的輸出電路假設(shè)在

Q

點(diǎn)附近特性曲線基本上是水平的(

iC

與

uCE無關(guān))，數(shù)量關(guān)系上，

iC

比

iB

大

倍；

iB

iB從三極管輸出端看，可以用

iB

恒流源代替三極管；該恒流源為受控源；為iB

對iC

的控制。uCE

QiC

O3.三極管的簡化參數(shù)等效電路

注意：這里忽略了uCE

對iC與輸出特性的影響，在大多數(shù)情況下，簡化的微變等效電路對于工程計(jì)算來說誤差很小。（播放Flash課件2-3）+-bce+-ΔuBEΔuCEΔ

iBΔiC

+-+-rbeΔiC

βΔiBΔiBecb微變等效電路交流通路將三極管等效模型帶入交流通路里，就成為單管共射放大電路的微變等效電路。4.電壓放大倍數(shù)

Au；輸入電阻

Ri、輸出電阻

RORi=

rbe//RbRo≈

Rc

等效電路法的步驟(歸納)

1.首先用近似估算法確定放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)Q

。

2.求出靜態(tài)工作點(diǎn)處的微變等效電路參數(shù)rbe

。

3.畫出放大電路的微變等效電路。（可先畫出放大電路的交流通路，然后再將三極管的等效電路帶入

。）

4.列出電路方程并求解。例：電路如圖所示，已知β=40⑴、分析靜態(tài)工作點(diǎn)，并確定rbe；⑵、畫出微變等效電路，計(jì)算Au

解：

ICQ≈

βIBQ=1.5mA≈IEQUCEQ=VCC–ICQRC=6V判斷下面放大電路有無正常的電壓放大作用？41-42講到這小結(jié)：作業(yè)：做實(shí)驗(yàn)二：單管共發(fā)射極放大電路的靜態(tài)測試一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1、掌握放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)試方法；

2、研究靜態(tài)工作點(diǎn)對輸出波形的影響。二、接線圖接信號發(fā)生器=12V㈠、按圖接線接示波器器

㈡、信號調(diào)節(jié)：調(diào)節(jié)信號發(fā)生器，輸出1000Hz，峰-峰值30mV正弦波信號。

1、頻率調(diào)節(jié)：調(diào)節(jié)頻率調(diào)節(jié)旋鈕，使頻率為1kHz；

2、將信號發(fā)生器輸出線接到放大電路輸入端，并在放大電路輸入端并聯(lián)接入示波器，Y軸設(shè)置為每格10mV，調(diào)節(jié)信號發(fā)生器正弦幅度旋紐，使信號的峰-峰值為30mV

。㈢、失真與非失真輸出波形測量

1、將放大電路的輸出端與示波器連接，調(diào)整示波器，使顯示波形穩(wěn)定合適；

2、調(diào)節(jié)RW，使輸出波形分別出現(xiàn)飽和失真、截止失真和不失真狀態(tài)，將輸出波形畫在圖2-4中；

3、靜態(tài)工作點(diǎn)的測量：在不失真狀態(tài)下撤掉輸入信號，用萬用表測量此時(shí)的IBQ、ICQ、UCEQ，并將數(shù)據(jù)填入表2-1中。2.5靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定問題2.5.1溫度對靜態(tài)工作點(diǎn)的影響三極管是一種對溫度十分敏感的元件。溫度變化對管子參數(shù)的影響主要表現(xiàn)有：

1.UBE

改變。UBE

的溫度系數(shù)約為–2mV/

C，即溫度每升高1

C，UBE約下降2mV。

2.

改變。溫度每升高1C，

值約增加0.5%~1%，

溫度系數(shù)分散性較大。

3.ICBO改變。溫度每升高10C，ICBQ

大致將增加一倍，說明ICBQ

將隨溫度按指數(shù)規(guī)律上升。溫度升高將導(dǎo)致IC

增大，Q上移。波形容易失真。iCuCEOiBQVCCT=20

C

T=50

C

溫度對Q

點(diǎn)和輸出波形的影響（播放Flash課件2-5和2-6）交流通路共射放大電路直流通路

固定偏置式共射放大電路總結(jié)特點(diǎn)、復(fù)習(xí)計(jì)算公式、做習(xí)題2.5.2靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定電路一、電路組成分壓偏置式共射放大電路C1RcRb2+VCCC2RL+

+++

+CeuoRb1ReiBiCiEiRuiuEuB在忽略IB時(shí)，Rb1和Rb2對Vcc分壓，使基極UB固定，不會(huì)受溫度的影響。T

ICQ(IEQ)UEQ=IEQReUBEQ=UBQ-UEQIBQICQ使ICQ基本不隨溫度變化，穩(wěn)定了靜態(tài)工作點(diǎn)。二、靜態(tài)與動(dòng)態(tài)分析靜態(tài)分析由于IR>>IBQ，可得(估算)Rb1Rb2RcVT+VCCRe直流通路UBQUEQ說明：

1.Re

愈大，同樣的

IEQ產(chǎn)生的

UEQ愈大，則溫度穩(wěn)定性愈好。但Re

增大，UEQ

增大，要保持輸出量不變，必須增大VCC。

2.接入Re

，電壓放大倍數(shù)將大大降低。在Re

兩端并聯(lián)大電容Ce

，交流電壓降可以忽略，則Au基本無影響。Ce

稱旁路電容

3.要保證UBQ

基本穩(wěn)定，IR>>IBQ，則需要Rb1、Rb2

小一些，但這會(huì)使電阻消耗功率增大，且電路的輸入電阻降低。實(shí)際在選用Rb1、Rb2

值時(shí)，一般取IR

=(5~

10)IBQ，UBQ=(5~10)UBEQ。動(dòng)態(tài)分析C1RcRb2+VCCC2RL+

+++

+CeuoRb1ReiBiCiEiRuiRcRb2+VCCRL+

+

uiuoRb1Re（播放Flash課件2-7）從上面分析可知，Re電阻的作用是在靜態(tài)時(shí)起負(fù)反饋?zhàn)饔脕矸€(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的，而電容Ce的作用是在交流時(shí)，將Re的作用去掉，所以稱旁路電容。如果沒有Ce會(huì)影響放大電路的什么指標(biāo)呢？舉例說明：C1RcRb2+VCCC2RL+

+++

+CeuoRb1ReiBiCiEiRuiuEuB交流通路/微變等效電路顯然，放大倍數(shù)降低了。Rsus+-

uiRiAus:源電壓放大倍數(shù)的計(jì)算（書后例題和習(xí)題冊習(xí)題）講解例題：2.5.1C1RcRb2+VCCC2RL+

+++

+CeuoRb1ReiBiCiEiRuiuEuB已知：Vcc=12Vβ=30Rb1=2.5kΩ,Rb2=7.5kΩRc=RL=2kΩRe=1kΩ①求靜態(tài)工作點(diǎn)②估算Au、Ri、Ro③如果β=60，靜態(tài)工作點(diǎn)是否發(fā)生變化？P66做實(shí)驗(yàn)四、五：單管共發(fā)射極放大電路的動(dòng)態(tài)測試一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1、掌握放大電路動(dòng)態(tài)參數(shù)AuRiRo的測試方法；

2、研究輸入與輸出波形的關(guān)系，RL對放大倍數(shù)的影響。二、接線圖接信號發(fā)生器=12V㈠、按圖接線接示波器器㈡、信號調(diào)節(jié)：調(diào)節(jié)信號發(fā)生器，輸出1000Hz，5mV正弦波信號。

1、頻率調(diào)節(jié)：調(diào)節(jié)頻率調(diào)節(jié)旋鈕，使頻率為1kHz；

2、幅度調(diào)節(jié)：將信號發(fā)生器輸出線接到放大電路輸入端，并在放大電路輸入端并聯(lián)接入示波器，Y軸設(shè)置為每格10mV，調(diào)節(jié)正弦幅度旋紐，使信號的峰-峰值為2-3個(gè)格。信號幅度約為5-10mV左右。㈢、用雙蹤示波器觀察輸入輸出波形

調(diào)節(jié)RW在不失真情況下觀察，在報(bào)告冊上畫出波形。（四）計(jì)算放大倍數(shù)分別測量空載和有載的放大倍數(shù)，記入表4-1中。

（五）輸入輸出電阻的測量us+_RS分別測量輸入輸出電壓記入表中，并根據(jù)公式計(jì)算輸入輸出電阻2.6放大電路的三種基本組態(tài)三種基本接法共射組態(tài)共集組態(tài)共基組態(tài)2.6.1共集電極放大電路C1Rb+VCCC2RL

+Re++RS+~

因輸出信號從發(fā)射極引出，所以又稱為——射極輸出器

共集電極放大電路uo從發(fā)射極輸出ui從基極輸入一、共集電極放大電路共集電極放大電路Rs+-usRbVT+-uoRLC1C2+VCC+-uiRe輸入信號ui

和輸出信號uo

的公共端是集電極。（畫交流通路，就可以看出）因信號從發(fā)射極輸出，所以又稱為射極輸出器或稱電壓跟隨器。（一）靜態(tài)分析IBQ=VCC

-

UBEQRb+（1+β）ReICQ≈βIBQUCEQ=

VCC

-

IEQReVCC

=

IBQRb+UBEQ+（1+β）IBQReIBQIEQRb+VCCVTRe直流通路≈VCC

-

ICQRe

二、動(dòng)態(tài)分析首先要畫出交流通路，然后畫出微變等效電路。C1Rb+VCCC2RL

+Re++RS+~

交流通路單管共集電極放大電路Rb+-

uo（二）動(dòng)態(tài)分析1.微變等效電路RL+-

ui+-

usRsReic

ibrbeβibecb在交流通路中可見集電極接地，集電極是輸入輸出的公共端，所以是共集組態(tài)。因?yàn)閺陌l(fā)射極輸出所以又稱——射極輸出器。Re′=Re//RLRs′=Rs//Rbus′=usRs+RbRb其中:Rb+-

uoReRL+-

ui+-

usRsic

ibrbeβibecb+-ebibieiiio+-rbe

uiβibc+-uoic

usibebRs-ie+-+-rbeuiiC

βibcRLRb+-uoRe運(yùn)用戴維寧定理2.電流放大倍數(shù)Ai

=ioii

=-ieib=-

（1+

β）3.電壓放大倍數(shù)uo

=

ie

Re′ui

=ib

rbe+（1+β）

ib

Re′=（1+β）

ib

Re′Au

=uoui=（1+β）

Re′

rbe+（1+β）Re′Au小于1

，但近似等于1uo

與ui

相位相同結(jié)論：共集放大電路無電壓放大作用，但可放大電流。+-ebibieiiio+-rbe

uiβibc+-uoic

4.輸入電阻Ri

′=ui/ib=rbe+（1+β）

Re′Ri

=Rb//[rbe+（1+β）

Re′]Ri

′+-

us+-rbe

uiiC

βibibecbRLRb+-

uoReRs-ieRiui

=ib

rbe+（1+β）

ib

Re′

=ib

[rbe+（1+β）

Re′]5.輸出電阻uo′=

-ib

（

rbe+Rs′）io′=-

ie=-（1+β）

ibRo′=uoiorbe+Rs′=1+βuoio=Ro=Ro′//Rerbe+Rs′1+β//Re=可見,輸出電阻很小。帶負(fù)載能力比較強(qiáng)。usibebRs-ie+-+-rbeuiiC

βibcRLRb+-uoRerbeiC

βibibebR′s+-uoReieiouo′+-i′o

求

Ro

的等效電路R'0R0

①共集電極放大電路的電壓放大倍數(shù)恒小于1，而接近1，且輸出電壓與輸入電壓同相，所以又稱射極跟隨器。②輸入電阻很大、輸出電阻很小，帶負(fù)載能力好。共集電極電路的特點(diǎn)：例題：C1Rb+VCCC2RL

+Re++RS+~

計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)：計(jì)算動(dòng)態(tài)：解：先估算靜態(tài)工作點(diǎn)計(jì)算∥∥射極輸出器的公式：∥2.6.2共基極放大電路電路采用一個(gè)電源VCC

，用Rb1、Rb2分壓提供基極正偏電壓。求靜態(tài)工作點(diǎn)(IBQ,ICQ,UCEQ)Rb1Rb2RcVT+VCCRe直流通路（一）靜態(tài)分析(直流通路的形式與共射電路相同)共基極電路及其交流通路

交流信號ui從發(fā)射極e輸入，uo從集電極c輸出，基極b作為輸入、輸出的公共端，因此稱為共基極組態(tài)。在交流通路里帶入三極管的線性模型，畫出微變等效電路。（二）動(dòng)態(tài)分析1.微變等效電路ic

ebiiioierbeβibibR′L+-

uoRe

ui+-c2.電流放大倍數(shù)由圖可得：所以由于

小于1

而近似等于1，所以共基極放電電路沒有電流放大作用。3、電壓放大倍數(shù)由微變等效電路可得共基極放大電路沒有電流放大作用，但是具有電壓放大作用。電壓放大倍數(shù)與共射電路相等，但沒有負(fù)號，說明該電路輸入、輸出信號同相位。ic

ebiiioierbeβibibR′L+-

uoRe

ui+-c4、輸入電阻5、輸出電阻Ro

Rcic

ebiiioierbeβibibR′L+-

uoRe

ui+-c共基極電路具有電壓放大作用，uo與ui同相位。放大管輸入電流為ie，輸出電流為ic，沒有電流放大作用，ic≤ie，因此電路又稱為電流跟隨器。其輸入電阻很小，輸出電阻很大。共基極電路的頻率特性比較好，一般多用于高頻小功率放大。共基極電路特點(diǎn)：（做習(xí)題冊習(xí)題）2.6.3三種基本組態(tài)的比較大(數(shù)值同共射電路，但同相)小(小于、近于

1)大(十幾~一幾百)小大(幾十~一百以上)大(幾十~一百以上)電路組態(tài)性能共射組態(tài)共集組態(tài)共基組態(tài)C1C2VCCRb2Rb1+++++__ReCbRLC1Rb+VCCC2RL

+Re+++

C1Rb+VCCC2RL

++++

Rc2.6.3三種基本組態(tài)的比較

頻率響應(yīng)大(幾百千歐~幾兆歐)小(幾歐~幾十歐)中(幾十千歐~幾百千歐)rce小(幾歐

~幾十歐)大(幾十千歐以上)中(幾百歐~幾千歐)

rbe組態(tài)性能共射組態(tài)共集組態(tài)共基組態(tài)差較好好電路組態(tài)的判別方法：1、先看輸出端：如果從發(fā)射極輸出，是共集電極電路。2、如果從集電極輸出，還要看輸入。從基極輸入的是共發(fā)射極電路；如果從發(fā)射極輸入的是共基極電路。2.7場效應(yīng)管放大電路一、場效應(yīng)管的特點(diǎn)場效應(yīng)管是電壓控制元件,三極管是電流控制元件。場效應(yīng)管輸入電阻非常高,三極管輸入電阻較小。場效應(yīng)管噪聲小,受外界溫度及輻射的影響小,存在零溫度系數(shù)工作點(diǎn)。管腳對應(yīng)1、電路組成uGS>UGS(th)uDS>uGS-UGS(th)二、共源極放大電路+-uGSVDD共源極放大電路的原理電路RgRDVGGsdg+-uiuO+-+-uDS（以N溝道增強(qiáng)型絕緣柵場效應(yīng)管為例）+-uGSVDD共源極放大電路的原理電路RgRDVGGsdg+-uiuO+-+-uDS2、靜態(tài)分析（近似估算法）UGSQ=VGGUDSQ=VDD-IDQRD

iDIDQ=IDO(UGSQUGS(th)-1)2uDSOiDuGS

=4.5V4V3.5V3V2V

圖解法分析共源放大電路的Q點(diǎn)（圖解法）QVDDRdUDSQVDDIDQ直流負(fù)載線uDS

=VDD-iD

Rd

UGSQ=VGGUGSQuGS與直流負(fù)載線的交點(diǎn)即是靜態(tài)工作點(diǎn)Q。3、動(dòng)態(tài)分析場效應(yīng)管的微變等效電路iD

=

f

（uGS

，

uDS

）Id

=

gmUgs

+

Udsrds1gm

的值約為

0.1~20mS。rds

通常為幾百千歐。gmUgsUgsUdsrds+-+-

場效應(yīng)管的微變等效電路

sdgid因RD<<rDS,所以rDS

可視為開路簡化的等效電路gm

=UGS(th)2IDOIDQ其中：gm和rDS可在場效應(yīng)管特性曲線上作圖求得。gm也可由iD=

iDO(uGSUGS(th)-1)2求導(dǎo)得gmUgsUgsUds+-+-sdgiDUo

=-gmUgs

RDAu

=UoUi=

-

gm

RDRo=RD

UI

=

UGSgmUgsUgsUoRd+-+-

共源電路的微變等效電路

sdgidUi+-RG動(dòng)態(tài)參數(shù)計(jì)算：VDDRGRDVGG+-uiuo+-電路組成:RgRd+VDDsdg+-uiuo+-分壓-自偏壓式共源放大電路R1R2RsC1CSC2RL三、分壓-自偏壓式共源極放大電路靜態(tài)時(shí)，柵極電壓由VDD經(jīng)R1、R2分壓后提供，ID流經(jīng)RS產(chǎn)生一個(gè)自偏壓，RS也有利于穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)，旁路電容CS必須足夠大，以免影響電壓放大倍數(shù)。RG用于提高放大電路的輸入電阻。（一）靜態(tài)分析1.近似估算法VG=R1

+

R2R1VDDUGSQ

=

VG

-

IDQRSIDQ=

IDO(UGSQUGS(th)-1)2UDSQ

=

VDD-

IDQ

(

Rd+

Rs

)VGIDID+-UDS+-UGSRgRd+VDDsdg+-uiuo+-分壓-自偏壓式共源放大電路R1R2RsC1CSC2RLuDSOiDuGS

=4.5V4V3.5V3V2VuGS

OiD2.圖解法IDQVGQUGSQuGS

=

VGQ

-

iD

RsVGQRSVDDRS+RDUDSQVDDIDQuDS

=

VDD-

iD

(

Rd+

Rs

)RGRD+VDDR1R2RSVGIDID+-UDS+-UGS（二)動(dòng)態(tài)分析RDUo+-idUi+-RGR2R1RLUo

=-gmUgs

RD′Ui

=

UgsRD′=

Rd

//

RLRGRD+VDDsdg+-uiuo+-分壓-自偏壓式共源放大電路R1R2RSC1CSC2RLgmUgsUgs+-SDG仿真2.8多級放大電路2.8.1多級放大電路的耦合方式三種耦合方式阻容耦合直接耦合變壓器耦合一、阻容耦合阻容耦合放大電路C1RC1Rb1+VCCC2RL+

+VT1+

+Rc2Rb2C3VT2+第一級第二級阻容耦合優(yōu)點(diǎn)：

(1)前、后級直流電路互不相通，靜態(tài)工作點(diǎn)相互獨(dú)立；

(2)選擇足夠大電容，可以做到前一級輸出信號幾乎不衰減地加到后一級輸入端，使信號得到充分利用。阻容耦合缺點(diǎn)：

(1)不適合傳送緩慢變化的信號；

(2)無法實(shí)現(xiàn)線性集成電路。（因大電容在集成電路中無法實(shí)現(xiàn)）二、直接耦合Rc1Rb1+VCC+

VT1+

Rc2Rb2VT2兩個(gè)單管放大電路簡單的直接耦合優(yōu)點(diǎn)：

(1)

可以放大交流和緩慢變化及直流信號；

(2)

便于集成化。

(3)各級靜態(tài)工作點(diǎn)互相影響；基極和集電極電位會(huì)隨著級數(shù)增加而上升；

(4)零點(diǎn)漂移。缺點(diǎn)：零點(diǎn)漂移：

當(dāng)溫度或電源電壓波動(dòng)時(shí)，各級靜態(tài)工作點(diǎn)將跟隨變化，稱工作點(diǎn)漂移。第一級的漂移會(huì)隨信號送至后級，并逐級放大，即使輸入信號為零時(shí)，輸出電壓也會(huì)偏離原來的初始值而上下波動(dòng)，這個(gè)現(xiàn)象稱零點(diǎn)漂移。零點(diǎn)漂移會(huì)造成有用信號的失真，嚴(yán)重時(shí)有用信號會(huì)被零點(diǎn)漂移所淹沒。①零點(diǎn)漂移直接耦合時(shí)，輸入電壓為零，但輸出電壓離開零點(diǎn)，并緩慢地發(fā)生不規(guī)則變化的現(xiàn)象。原因：放大器件的參數(shù)受溫度影響而使Q點(diǎn)不穩(wěn)定。零點(diǎn)漂移現(xiàn)象uOtOuItO放大電路級數(shù)愈多，放大倍數(shù)愈高，零點(diǎn)漂移問題愈嚴(yán)重。②抑制零點(diǎn)漂移的措施：引入直流負(fù)反饋以穩(wěn)定Q

點(diǎn)；利用熱敏元件補(bǔ)償放大器的零漂；采用差分放大電路。1.解決合適靜態(tài)工作點(diǎn)的幾種辦法改進(jìn)電路—(a)電路中接入Re2，保證第一級集電極有較高的靜態(tài)電位，但第二級放大倍數(shù)嚴(yán)重下降。改進(jìn)電路—(b)穩(wěn)壓管動(dòng)態(tài)電阻很小，可以使第二級的放大倍數(shù)損失小。但集電極電壓變化范圍減小。VDZRc1Rb1+VCC+

VT1+

Rc2RVT2(b)Rc1Rb1+VCC+

VT1+

Rc2Re2VT2(a)改進(jìn)電路—(c)+VCCRc1Rb1+

VT1+

Rc2Rb2VT2VDz改進(jìn)電路—(d)

可降低第二級的電位，又不損失放大倍數(shù)。但穩(wěn)壓管噪聲較大。

第二級采用PNP管，這是獲得合適的工作點(diǎn)經(jīng)常采用的方式。(c)Rc1Rb1+VCC+VT1+

Re2Rc2VT2-(d)直接耦合方式實(shí)例三、變壓器耦合選擇