电压放大电路模型
电子技术基础模拟部分
电子技术基础模拟部分 第一章 绪论1、写出下列正弦电压信号的表达式（设初始相角为零）： （1）峰-峰值10V ，频率10 kHz; （2）有效值220 V ，频率50 Hz; （3）峰-峰值100 mV ，周期1 ms ； （4）峰-峰值0.25 V ，角频率1000 rad/s;解:正弦波电压表达式为 )t sin(V = (t)m θω+v ，由于0=θ，于是得到： （1） V )105sin(2 = (t)4t v π⨯； （2） V 001sin 2220 = (t)t v π； （3） V 00020.05sin = (t)t v π；（4） V 00010.125sin= (t)t v ；2、电压放大电路模型如图( 主教材图 1.4. 2a ) 所示，设输出开路电压增益10=vo A 。
试分别计算下列条件下的源电压增益s vs A υυο=:( 1 ) si i R R 10= ，οR R L 10=； ( 2) si i R R = ，οR R i =； ( 3) 10si i R R = ，10οR R L =； ( 4 ) si i R R 10= ，10οR R L =。
电压放大电路模型解：由图可知，)(i si i i s R R R v v +=，i v LLA R R R v νοοο⋅+=，所以可得以下结果: （1）si i R R 10=，οR R L 10=时，i i si i i s v R R R v v 1011)(=+=，i i v L L v A R R R v 101110⨯=⋅+=νοοο，则源电压增益为26.8101111100≈==i i s vs v v v v A ο。
同理可得： （2）5.225===ii s vs v v v v A ο （3）0826.0111110≈==i i s vs v v v v A ο （4）826.010111110≈==i i s vs v v v v A ο3、在某放大电路输入端测量到输入正弦信号电流和电压的峰-峰值分别为5μA 和5mV ，输出端接2k Ω电阻负载，测量到正弦电压信号峰-峰值为1V 。
运算放大器的电路模型和比例电路的分析及有运算放大器的电阻电路概述
(R、C等)，使其工作在闭环状态。
Rf
1
+ ui_
R1 _
1
+
A +
2
RL
+
+
ui _
_uo
R1
Rf
Ri
Ro +
Aun1
2
+ RL uo
_
运放等效电路
2. 电路分析 用结点法分析：(电阻用电导表示)
(G1+Gi+Gf)un1-Gf un2=G1ui
Rf
-Gf un1＋(Gf+Go+GL)un2 +
ud> 则 uo= Usat
③反向饱和区：
注意
ud<- 则 uo= -Usat
是一个数值很小的电压，例如
Usat=13V, A =105，则 = 0.13mV。
输入电阻
3. 电路模型
当: u+= 0, 则uo=－Au－
uRi
当: u－= 0, 则uo=Au＋ u+
4. 理想运算放大器
输出电阻
＋
x1
x2 x3
a1 a2
-y -1
y
a3
②非倒向比例器
Ri
iu+ i+
_
+
+
+ ui _
uR2 R1
结论
① uo与ui同相
根据“虚短”和“虚断”
u+= u-= ui i+= i-= 0
+ uo
(uo-u-)/R1= u-/R2
_ uo =[(R1 + R2)/R2 ] ui
=(1+ R1/R2) ui
康华光《电子技术基础-模拟部分》（第5版）笔记和课后习题（含考研真题）..
目 录第1章 绪 论1.1 复习笔记1.2 课后习题详解1.3 名校考研真题详解第2章 运算放大器2.1 复习笔记2.2 课后习题详解2.3 名校考研真题详解第3章 二极管及其基本电路3.1 复习笔记3.2 课后习题详解3.3 名校考研真题详解第4章 双极结型三极管及放大电路基础4.1 复习笔记4.2 课后习题详解4.3 名校考研真题详解第5章 场效应管放大电路5.1 复习笔记5.2 课后习题详解5.3 名校考研真题详解第6章 模拟集成电路6.1 复习笔记6.2 课后习题详解6.3 名校考研真题详解第7章 反馈放大电路7.1 复习笔记7.2 课后习题详解7.3 名校考研真题详解第8章 功率放大电路8.1 复习笔记8.2 课后习题详解8.3 名校考研真题详解第9章 信号处理与信号产生电路9.1 复习笔记9.2 课后习题详解9.3 名校考研真题详解第10章 直流稳压电源10.1 复习笔记10.2 课后习题详解10.3 名校考研真题详解第11章 电子电路的计算机辅助分析与设计第1章 绪 论1.1 复习笔记一、电子系统与信号电子系统指若干相互连接、相互作用的基本电路组成的具有特定功能的电路整体。
信号是信息的载体，按照时间和幅值的连续性及离散性可把信号分成4类：①时间连续、数值连续信号，即模拟信号；②时间离散、数值连续信号；③时间连续、数值离散信号；④时间离散、数值离散信号，即数字信号。
二、信号的频谱任意满足狄利克雷条件的周期函数都可展开成傅里叶级数(含有直流分量、基波、高次谐波)，从这种周期函数中可以取出所需要的频率信号，过滤掉不需要的频率信号，也可以过滤掉某些频率信号，保留其它频率信号。
幅度频谱：各频率分量的振幅随频率变化的分布。
相位频谱：各频率分量的相位随频率变化的分布。
三、放大电路模型信号放大电路是最基本的模拟信号处理电路，所谓放大作用，其放大的对象是变化量，本质是实现信号的能量控制。
放大电路有以下4种类型：1．电压放大电路电路的电压增益为考虑信号源内阻的电压增益为2．电流放大电路电路的电流增益为考虑信号源内阻的电压增益为3．互阻放大电路电路的互阻增益为4．互导放大电路电路的互导增益为四、放大电路的主要性能指标1输入电阻：输入电压与输入电流的比值，即对输入为电压信号的放大电路，R i越大越好；对输入为电流信号的放大电路，R i越小越好。
模拟电路课件---放大电路的基本知识
RL RL
路
所以
Ro
Vo Vo
RL
RL
另一方法
Ro
VT IT
Vs 0
Ro +
AVOVi –
+ Vs=0
–
放
Ro
+
大+
Vo
电
AVOVi
–
路–
+ Vo RL –
放大电路
IT
+ VT
–
Ro
注意：输入、输出电阻为交流电阻
1.2.3 放大电路的主要性能指标
2. 输出电阻
❖ 输出电阻R0的大小决定放大电路带负载的能力 ❖ 如输出为电压信号的放大电路（电压放大、互阻放大）
V0k
k=2
V01
100%
其中，V01为输出电压信号基波分量的有效值 V0k为高次谐波分量的有效值
1.2.3 放大电路的主要性能指标
5. 非线性失书真 中有关符号的约I 定
由元器件非线性特性
•引起大的失写真字。 母、大写下标表示直流量。如，VCEt、
非线IC性等失。真系数
O
• 小写字母、大写下标表示总量（含交、直流）。
衰减
–
Rs + Vi –
Ro
+
+
Ri
AVOVi
Vo RL
–
–
有
V&i
Rs
Ri
Ri
V&s
1 Rs
V&s 1
Ri
要想减小衰减，则希望…？
Ri Rs
理想 Ri
1.2.2 放大电路模型
电工电子技术_基本放大电路
8.1
7
共发射极放大电路
图8.3
放大电路动态工作电流、电压的变化情况
8.2
8
共发射极放大电路的静态分析
直流通路及静态工作点
8.2.1
放大电路不加输入信号(ui=0)时的 状态称为静态。静态时放大电路中只有 直流电源作用，由此产生的所有电流、 电压都为直流量，所以静态又称为直流 状态。静态时三极管各极电流和极间电 压分别用IB、UBE、IC、UCE表示。这些量 在三极管的输入、输出特性曲线上各确 定了一点，该点称为静态工作点，简称 Q点。 静态时直流电流通过的路径称为直 流通路。由于C1、C2的隔直流作用，放 大电路的直流通路如图8.4所示。
这里直流分量是正常放大的基础，交流分量是放大的对象，交流量搭 载在直流上进行传输和放大。如果三极管工作总是处于放大状态，它们的 变化规律是一样的。放大电路的动态分析关注的就是交流信号的传输和放 大情况，动态分析的电路指标主要包括电压放大倍数、输入电阻、输出电 阻等。
8.3
12
共发射极放大电路的动态分析
图8.1
共发射极放大电路
8.1
5
共发射极放大电路
2.各元器件的作用 （1）晶体管VT （2）集电极电源EC （3）集电极电阻RC （4）基极电源EB和基极偏置电阻RB （5）电容C1和C2 由于该电路使用两组电源，很不经 济。若只使用电源EC，将RB连到EC上， 只要适当调整RB阻值，保证发射结正偏 ，产生合适的基极偏流IB，就可省掉电 源EB。另外，为了使作图简洁，常不画 出电源回路，只标出EC正极对地的电位 值UCC和极性（“+”或“-”），如图8.2 所示。
图8.8
共发射极放大电路的微变等效电路
8.3
电子技术基础模拟部分
电子技术基础模拟部分第一章 绪论1、写出下列正弦电压信号的表达式（设初始相角为零）：（1）峰-峰值10V ，频率10 kHz;10=。
试分别计算下列条件下的源电压增益s vs A υυο=:( 1 ) si i R R 10= ，οR R L 10=；( 2) si i R R = ，οR R i =；( 3) 10si i R R = ，10οR R L =；( 4 ) si i R R 10= ，10οR R L =。
电压放大电路模型 解：由图可知，)(i R R v v +=，L A R v ν⋅=，所以可得以下结果: i v ，5mV ，功率增益 200001051052000)1(632=⨯⨯⨯Ω==--AV V P P A i p ο 4、当负载电阻Ω=k R L 1时，电压放大电路输出电压比负载开路)(∞=L R 时输出电压减少20%，求该放大电路的输出电阻οR 。
解:设负载开路时输出电压为ο'v ，负载电阻Ω=k R L 1时输出电压为οv ，根据题意 而 )('L L R R R v v +=οοο则 Ω=Ω⨯⨯-=-=250101)18.01()1'(3L R v v R οοο5、一电压放大电路输出端接1k Ω负载电阻时，输出电压为1V ，负载电阻断开时，输v A 、Ωk 4,Ωk ；（2）高增益型：Ω=k R i 102，1002=οv A ，Ω=k R 12ο；(3 )低输出电阻型：Ω=k R i 103，13=οv A ，Ω=203οR 。
用这三种放大电路组合，设计一个能在100Ω负载电阻上提供至少 0.5W 功率的放大器。
已知信号源开路电压为30mV(有效值)，内阻为Ω=M R si 5.0。
解:由于高输入电阻放大电路对电压信号源衰减小，所以输入级(第一级)宜采用高输入电阻型放大电路;低输出电阻放大电路带负载能力强，所以输出级(第三级)宜采用低输出电阻型放大电路;中间级(第二级)用高增益型。
放大电路的小信号模型
hfeib
ic （a）图：
➢ ib 是受控源 ，且为电流控制电流源
hoe
vce
(CCCS)。
➢电流方向与ib的方向是关联的。
一般采用习惯符号
即 rbe= hie = hfe uT = hre rce= 1/hoe
则BJT的H参数模型为（b）图：
ib rbe （b）
ic
❖ uT很小，一般为10-310-4 ， ❖rce很大，约为100k。故一般可忽略
可得小信号模型(BJT的H参数模型)
c + ib b
vBE
–
e
ic + vCE都是小信号参数，即微变参数或交流参数。 • H参数与工作点有关，在放大区基本不变。 • H参数都是微变参数，所以只适合对交流信号的分析。
3. 模型的简化
ib hie （a）
vbe hrevce
26(mV) I EQ (mA)
(T=300K)
则
rbe
200
(1
)
26( mV ) I E Q ( mA )
3.4.2 用H参数小信号模型分 析共 射极基本放大电路
1. 利用直流通路求Q点
IB
VCC VBE Rb
IC β IB
VCE VCC IC Rc
共射极放大电路
1. H参数的引出
在小信号情况下，对上两式取全微分得
dvBE
vBE iB
VCE
diB
vBE vCE
IB dvCE
diC
iC iB
VCE
diB
iC vCE
IB dvCE
基本放大电路
IB
IC
IB
Q
IC
UBE
UBE
Q IB
UCE
UCE
直流负载线
VCC
UCE=VCC–ICRC
IC
RC
静态IC
Q IB
UCE
静态UCE VCC
由估算法求出IB， IB对应的输出特
性与直流负载 线的交点就是 工作点Q
三、电路参数对静态工作点的影响
1. 改变 RB，其他参数不变
iB
iC
VBB
R B iB Q 趋近截止区；
晶体管放大电路的组成 及其工作原理
共射基本放大电路的组成 及其工作原理
共射基本放大电路的组成及其工作原理
一．放大原理
三极管工作在放大区：
发射结正偏，
集电结反偏。
放大原理：
VBB
UI
•
Ui
→△UBE
→△IB →△IC（b△IB
）
•
→△UCE（-△IC×Rc）→ Uo
电压放大倍数：
•
•
Au =
Uo
•
当放大电路的输入信号电压很小时，就可以把三极 管小范围内的特性曲线近似地用直线来代替，从而可 以把三极管这个非线性器件所组成的电路当作线性电 路来处理。
小信号模型如下：
iB b
c iC
vBE
vCE
e
BJT双口
网络
• b ib 是受控源 ，且为电流
控制电流源(CCCS)。
(RL= RC // RL)
选择工作点的原则： 当 ui 较小时，为减少功耗和噪声,“Q”可设得 低一些；
为提高电压放大倍数，“Q”可以设得高一些；
为获得最大输出，“Q” 可设在交流负载线中点。
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图2
然而，当前有许多工业控制设备及医疗设备，为了提高安全性和抗干扰能力，在前级信号预放大中，普遍采用所谓的隔离放大，即放大电路的输入与输出电路（包括供电电源）相互绝缘，输入与输出信号之间不存在任何公共参考点。这种类型的电压放大电路模型如图2所示。输入和输出之间有无公共参考点对本章所有内容的讨论没有影响。
从图1可以看出，由于Ro与RL的分压作用，使负载电阻RL上的电压信号 小于受控电压源的信号幅值，即
可见，其电压增益为
的恒定性受到RL变化的影响，随RL的减小而降低。这就要求在电路设计时努力使Ro<<RL，以尽量减小信号的衰减。理想电压放大电路的输出电阻应为Ro=0。
信号衰减的另一个环节在输入电路。信号源内阻Rs和放大电路输入电阻Ri的分压作用，致使到达放大电路输入端的实际电压只有
<?XML:NAMESPACE PREFIX = V /><?XML:NAMESPACE PREFIX = O />
图1
图1虚线框内的电路是一般化的电压放大电路模型，它由输入电阻Ri、输出电阻Ro和受控电压源 三个基本元件构成，其中 为输入电压， 为输出开路（RL = ¥）时的电压增益。图中放大电路模型与电压信号源 、信号源内阻Rs以及负载电阻RL的组合，可在RL两端得到对应 的输出信号 。
电压放大电路模型
如上一知识点所述ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ根据实际的输入信号和所需的输出信号是电压或者电流，放大电路可分为四种类型，即：电压放大、电流放大、互阻放大和互导放大。为了进一步讨论这四类放大电路的性能指标，可以建立起四种不同的双口网络作为相应类型放大电路模型。这些模型采用一些基本的元件来构成电路，只是为了等效放大电路的输入和输出特性，而忽略各种实际放大电路的内部结构。