第二章放大电路的基本原理
第2章 基本放大电路(1)2.1放大的概念和放大电路的主要性能指标2.2基本放大电路的工作原理

18 33 25 2 - 1 - 35
2.2.4 放大电路的组成原则(P82~P83) 放大电路的组成原则(
一、放大电路的组成原则
1. 晶体管必须偏置在放大区: 晶体管必须偏置在放大区: ——发射结正偏,集电结反偏。 发射结正偏,集电结反偏。 发射结正偏 2. 正确设置静态工作点,使整个波形处于放大区。 正确设置静态工作点,使整个波形处于放大区。 3. 输入信号能通过输入回路作用于放大管。 输入信号能通过输入回路作用于放大管。 4. 输出回路将变化的电流作用于负载。 输出回路将变化的电流作用于负载。
IC IE
( 略 小 IB) 忽 微 量
**3、输出特性三个区域的特点 、输出特性三个区域的特点:
(1) 放大区:发射结正偏,集电结反偏。 放大区:发射结正偏,集电结反偏。 即: IC=βIB , 且 ∆IC = β ∆ IB
c b N P N e
UC>UB >UE
c b P N P e
UC<UB <UE
V BB − U BEQ + u i iB = Rb
= I BQ
= I BQ
ui + Rb + ib
2 - 1 - 30
iC = β i B
= β ( I BQ + i b ) = I CQ + i c
2 - 1 - 31
u CE = V CC − i C R c
= V CC − ( I CQ + i c ) R c
Ri越大,Ii 就越小,ui就越接近 S 越大, 就越小, 就越接近u
2 - 1 - 12
RO
表征放大电路带负载能力的。 表征放大电路带负载能力的 三、输出电阻 ------表征放大电路带负载能力的。 断开负载后, 断开负载后,向放大电路输出端看进去的等效内 定义为输出电压有效值与输出电流有效值之比 输出电压有效值与输出电流有效值之比。 阻,定义为输出电压有效值与输出电流有效值之比。
第二章:放大电路分析基础

放大电路分析基础在我们的生活中,经常会把一些微弱的信号放大到便于测量和利用的程度。
这就要用到放大电路,它是我们这门课程的重点。
放大的基础就是能量转换。
在学习时我们把这一章的课程分为六节,它们分别是:§2、1 放大电路工作原理§2、2 放大电路的直流工作状态§2、3 放大电路的动态分析§2、4 静态工作点的稳定及其偏置电路§2、5 多级放大电路§2、6放大电路的频率特性§2、1放大电路工作原理我们知道三极管可以通过控制基极的电流来控制集电极的电流,来达到放大的目的。
放大电路就是利用三极管的这种特性来组成放大电路。
我们下面以共发射极的接法为例来说明一下。
一:放大电路的组成原理放大电路的组成原理(应具备的条件)(1):放大器件工作在放大区(三极管的发射结正向偏置,集电结反向偏置)(2):输入信号能输送至放大器件的输入端(三极管的发射结)(3):有信号电压输出。
判断放大电路是否具有放大作用,就是根据这几点,它们必须同时具备。
例1:判断图(1)电路是否具有放大作用不满足条件(1),所解:图(1)a不能放大,因为是NPN三极管,所加的电压UBE以不具有放大作用。
图(1)b具有放大作用。
二:直流通路和交流通路在分析放大电路时有两类问题:直流问题和交流问题。
(1)直流通路:将放大电路中的电容视为开路,电感视为短路即得。
它又被称为静态分析。
(2)交流通路:将放大电路中的电容视为短路,电感视为开路,直流电源视为短路即得。
它又被称为动态分析。
例2:试画出图(2)所示电路的直流通路和交流通路。
解:图(2)所示电路的直流通路如图(3)所示:交流通路如图(4)所示:§2、2 放大电路的直流工作状态这一节是本章的重点内容,在这一节中我们要掌握公式法计算Q点和图形法计算Q点在学习之前,我们先来了解一个概念:什麽是Q点?它就是直流工作点,又称为静态工作点,简称Q点。
2模拟部分第2章放大电路的基本原理和分析方法-放大

2.1 2.2 2.3 2.4 2.5
BJT
基本共射极放大电路 放大电路的分析方法 放大电路静态工作点的稳定问题 共集电极放大电路和共基极放大电路
2.2 基本共射极放大电路
2.2.0 放大电路概述
2.2.1 基本共射极放大电路的组成 2.2.2 基本共射极放大电路的工作原理
–
2.2.0 放大电路概述
ii
由于
RS
io
Ri
Ro
+
ui
+
uo
−
RL
RL uo = Au0ui RL Ro
us −
+
−
Au 0ui
+
−
Ri
直流电源
即 Ro越小,输出电压越稳定,电路带载能力越强。
2.2.0 放大电路概述
(4) 全谐波失真度D
D=
2 U n n =2
U1
即谐波电压总有效值与基波电压有效值之比。
RL
uo
使集电极有合适的电流IC
RC
转换集电极电流信号为电压信号, 实现电压放大
2.2.1 基本共射极放大电路的组成
(1)电路的简化 只用一个电源,减 少电源数。考虑经 济实用。 (2)电路的简化画法
RB
VCC
RC
ui
C1
T
C2
RL
uo
不画电源符号, 只写出电源正极 对地的电位。
(一)图解法在放大电路静态分析中的应用 1.输入回路 列写输入回路方程 VCC=IBRB+UBE
VCC
RB
IB
模拟电路第二章 放大电路基础

模拟电路第二章放大电路基础模拟电路第二章放大电路基础第2章放大电路基础2.1教学要求1、掌握放大电路的组成原理,熟练掌握放大电路直流通路、交流通路及交流等效电路的画法并能熟练判断放大电路的组成是否合理。
2、熟识理想情况下放大器的四种模型,并掌控增益、输入电阻、电阻值等各项性能指标的基本概念。
3、掌握放大电路的分析方法,特别是微变等效电路分析法。
4、掌控压缩电路三种基本组态(ce、cc、cb及cs、cd、cg)的性能特点。
5、介绍压缩电路的级间耦合方式,熟识多级压缩电路的分析方法。
2.2基本概念和内容要点2.2.1压缩电路的基本概念1、放大电路的组成原理无论何种类型的压缩电路,均由三大部分共同组成,例如图2.1右图。
第一部分就是具备压缩促进作用的半导体器件,例如三极管、场效应管,它就是整个电路的核心。
第二部分就是直流偏置电路,其促进作用就是确保半导体器件工作在压缩状态。
第三部分就是耦合电路,其促进作用就是将输出信号源和输入功率分别相连接至压缩管及的输出端的和输入端的。
(1)偏置电路①在分立元件电路中,常用的偏置方式存有压强偏置电路、自偏置电路等。
其中,分后甩偏置电路适用于于任何类型的放大器件;而自偏置电路只适合于用尽型场效应管(如jfet及dmos管)。
42输出信号耦合电路耦合电路输入功率t偏置电路外围电路图2.1下面详述偏置电路和耦合电路的特点。
②在集成电路中,广泛采用电流源偏置方式。
偏置电路除了为压缩管提供更多最合适的静态点(q)之外,还应当具备平衡q点的促进作用。
(2)耦合方式为了保证信号不失真地放大,放大器与信号源、放大器与负载、以及放大器的级与级之间的耦合方式必须保证交流信号正常传输,且尽量减小有用信号在传输过程中的损失。
实际电路有两种耦合方式。
①电容耦合,变压器耦合这种耦合方式具有隔直流的作用,故各级q点相互独立,互不影响,但不易集成,因此常用于分立元件放大器中。
②轻易耦合这是集成电路中广泛采用的一种耦合方式。
放大电路基本原理和分析方法

RL // RC)
交流负载线
iB=100μA
80
60
Q
40 20
0
0
直流负载线
VCC
UCE/V
Δui
ΔuBE
ΔiB
ΔiC
ΔiCRC
iC
ΔuCE
ΔuO
各点波形:
+ VCC
Cb 2
+
R b1 Cb 1
+
Rc
iB
+
+
ui
_
uEB
_
uCE
uo
_
_
uo比ui幅度放大且相位相反
(2) 交流放大工作情况 iB ib Q ui uBE
0
(mA)
iC/mA
iB=100μA 80
ic
60
40 20 0
ib
UCE/V
uce
假设在静态工作点的基 础上输入一微小的正弦信 号ui。
结论:
a) 放大电路中的信号是交直 流共存,可表示成:
ui
t uBE UBEQ
iB IBQ iC ICQ uCE UCEQ t uo t t
一般来说,Ri 越大越好。
五、输出电阻
ii
+
io
+
RS uS 信号源
放大电路 Ri
+
+
ui +
Ro uo
+
uo +
RL
Ri
Ro
负载
从放大电路的输出端看进去的等效电阻。
RO UO U S 0, RL IO
输出电阻表明放大电路带负载的能力。 Ro越小,放大电路带负载的能力越强,反 之则差。
第2章单级交流放大电路

2.1 放大电路的组成和工作原理
根据放大电路连接方式的不同,可分为共发射极放大电 路、共集电极放大电路和共基极放大电路3种,其中共发 射极放大电路应用最广。
2.1.1 共发射极放大电路的组成
RB
C1 +
+
Rs
us+-
ui -
RC
+UCC C2
+
V
+
RL uo
-
(1)晶体管V。放大元件,用基极电流iB控制集电极电 流iC。 (2)电源UCC和UBB。使晶体管的发射结正偏,集电结 反偏,晶体管处在放大状态,同时也是放大电路的能量
ICQ
IBQ
+
+
V UCEQ
UBEQ
-
-
I BQ
U CC
U BEQ RB
ICQ IBQ
UCEQ UCC ICQ RC
2.2.2 图解法
图解步骤:
(1)用估算法求出基极电流IBQ(如40μA)。 (2)根据IBQ在输出特性曲线中找到对应的曲线。 (3)作直流负载线。根据集电极电流IC与集、射间电 压UCE的关系式UCE=UCC-ICRC可画出一条直线,该直 线在纵轴上的截距为UCC/RC,在横轴上的截距为UCC, 其斜率为-1/ RC ,只与集电极负载电阻RC有关,称为 直流负载线。
强,因此总希望Ro越小越好。上式中Ro在几千欧到几十千 欧,一般认为是较大的,也不理想。
例: 图示电路,已知U CC 12V , RB 300 kΩ ,
RC 3 kΩ, RL 3 kΩ,Rs 3 kΩ, 50 ,试求:
数
(1) Au ;
RL
接
入和
断开
第二章放大电路基础(差分和功率)

+UCC 差模信号 是有用信号
+ +
RB2 RC RB1 T1
+ uo – T2
RC
RB2
RB1 +– ui2 – +
ui1 ––
(2) 差模信号 ui1 = – ui2 大小相等、极性相反 大小相等、 两管集电极电位一减一增,呈等量异向变化, 两管集电极电位一减一增,呈等量异向变化, uo= (VC1-∆VC1 )-(VC2 +∆ VC1 ) =-2 ∆VC1 (V =- 即对差模信号有放大能力。 对差模信号有放大能力。
任意信号可分解为一对共模信号和一对差模信号的组合。 任意信号可分解为一对共模信号和一对差模信号的组合。 可分解为一对共模信号和一对差模信号的组合
ui1 + ui 2 ui1 − ui 2 ui1 = + = uic + uid 2 差模信号: 差模信号: uid = ui1 − ui2 2 2 ui1 + ui 2 ui1 − ui 2 ui1 = − = uic − uid 2 1 共模信号: 2 2 共模信号: uic = ( ui1 + ui2 )
uo= uC1 - uC2
ui2
ui1
大小相等,极性相同), ),共模输入信号 当ui1 = ui2(大小相等,极性相同),共模输入信号 设ui1 ↑, ui2 ↑,使uC1 ↓, uC2 ↓。因ui1 = ui2,→ uC1 = uC2 ,
→ u o=
0 (理想化 。但因两侧不完全对称, uo≠ 0 理想化)。但因两侧不完全对称, 理想化 uo 很小, 共模电压放大倍数 AC = u (很小,<1) i1
2. 信号输入 共模信号 需要抑制
模电第二章 基本放大电路

T ( C U B ) 不 E I B I C 变
温度T (C) IC ,
若此时I B
,则I
、
CQ
U CEQ在输出特性坐标
系中的位置就可能
基本不变。
2.4 放大电路静态工作点的稳定
一、典型电路
消除方法:增大Rb,减小Rc,减小β。
例2-1:由于电路参数的改变使静态工作点产生如图所示变化。 试问(1)当Q从Q1移到Q2、 从Q2移到Q3、 从Q3移到Q4时, 分别是电路的哪个参数变化造成的?这些参数是如何变化的?
4mA 3mA 2mA 1mA
40µA
Q3
Q4
30µA 20µA
IB=10µA
2 6 m V
2 6 m V
r b e 2 0 0 ( 1 ) I E Q 2 0 0 ( 1 3 0 ) 1 . 2 m A 8 7 1 . 6 7
R i R b ∥ r b e r b e 8 7 1 . 6 7 R o R c 6 k
2.4 放大电路静态工作点的稳定
温度对Q点的影响
2、放大电路的动态分析(性能指标分析)
(1)放大电路的动态图解分析法
结论: 1. ui uBE iB iC uCE uo
阻容耦合共射放大电路
2、放大电路的动态分析(性能指标分析)
(1)放大电路的动态图解分析法 二、图解分析
结论: 2. uo与ui相位相反;3. 测量电压放大倍数;4. 最大不失 真输出电压Uom (UCEQ -UCES与 VCC- UCEQ ,取其小者,除以 2 )。
Q
UBE/V
UBEQ VCC
1、放大电路的静态工作点 (2)图解法确定静态工作点
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《模拟电子技术》单元练习题
第二章放大电路的基本原理
教学内容:
共发射交流放大电路的组成、工作原理和主要性能指标;静态工作点的稳定;射极输出器工作原理;场效应管放大电路;多级放大电路及级间耦合问题。
教学要求:
了解共发射交流放大电路的组成、工作原理和主要性能指标;知道稳定工作点的方法;了解射极输出器、差动放大电路和场效应管放大电路的工作原理及特性;知道多级放大电路的耦合方式。
重点:
了解晶体三极管的结构、工作原理、特性曲线和主要参数。
晶体三极管放大电路的三种组态:共发射极,共集电极,共基极电路。
用图解法和微变等效法作为分析放大电路的基本方法,首先要确定静态工作点,然后分析其动态技术指标。
一、选择题
1、电路如图所示,由于接线错误而不能正常工作,请指出该电路错误之处是( )。
(a) 集电极电阻 RC 接错 (b) 基极电阻 RB 接错 (c)
电容C1, C2 极性接反
u
o
-
2、固定偏置放大电路中,晶体管的β=50,若将该管调换为β=80 的另外
一个晶体管,则该电路中晶体管集电极电流 I
将()。
C
(a)增加(b) 减少(c) 基本不变
3、某固定偏置单管放大电路的静态工作点Q 如图所示,欲使静态工作点移至 Q '需使( )。
(a ) 偏置电阻R B 增加 (b ) 集电极电阻R C 减小 (c ) 集电极电阻R C 增加
/V
CE A
30μ 4、某固定偏置单管放大电路的静态工作点Q 如下图所示,若将直流电源U CC 适当降低,则Q 点将移至( )。
(a) Q'
(b) Q'' (c) Q'''
/V
CE
5、在画放大电路的交流通路时常将耦合电容视作短路,直流
电源也视为短路,这种处理方法是( )。
(a ) 正确的 (b ) 不正确的
(c ) 耦合电容视为短路是正确的,直流电源视为短路则不正确。
6、微变等效电路法适用于( )。
(a ) 放大电路的动态分析 (b ) 放大电路的静态分析 (c ) 放大电路的静态和动态分析
《模拟电子技术》单元练习题
7、对放大电路进行动态分析的主要任务是( )。
(a)确定静态工作点Q
(b) 确定集电结和发射结的偏置电压
和输入,输出电阻r i,r0。
(c)确定电压放大倍数A
u
8、如图所示的放大电路()。
(a)不能稳定静态工作点。
(b) 能稳定静态工作点,但比无二极管D的电路效果要差。
(c)能稳定静态工作点且效果比无二极管D的电路更好
CC
9、电路如图所示,若发射极交流旁路电容C E因介质失效而导致电容值近似为零,此时电路( )。
(a)不能稳定静态工作点
(b) 能稳定静态工作点,但电压放大倍数降低
(c)能稳定静态工作点,电压放大倍数升高
CC
10、正常工作的射极输出器,电压放大倍数近似等于1,那么晶体管一定工作在( )。
(a ) 饱和区 (b ) 截止区 (c ) 放大区
11、下列电路中能实现交流放大的是图 ( )。
U o
CC
U CC
U (c)(d)-
o
u o
12、放大电路如图1 所示, 输入电压
u i 与输出电压u o 的波形
如图 2 所示,为使 输 出 电 压u 0波形不失真则应( )。
(a ) 增加R C
(b ) 增
加R B
(c ) 减小R B
CC
图1
t
t
O
《模拟电子技术》单元练习题
13、分压式偏置放大电路如下图所示,为使稳定静态工作点的效果更好一些,而且对放大电路其它性能不产生影响,在设计电路时应使()。
(a) I B = I2,V B =U BE
(b) I2 = (5~10)I B,V B = (5~10)U BE
(c) I2<<I B,V B = 2U
BE
U
CC
14、射极输出器是( )。
(a)共集电极电路(b) 共发射极电路(c) 共基极电路
15、在两级共射直接耦合放大电路中前后两极的静态工作点()。
(a)彼此独立,互不影响
(b) 互相影响,互相牵制
(c)后级对前级有影响,前级对后级无影响
16、两级共射阻容耦合放大电路,若将第二级换成射极输出器,则第一级的电压放大倍数将( )。
(a)提高(b) 降低(c) 不变
17、与共射单管放大电路相比,射极输出器电路的特点是()。
(a)输入电阻高,输出电阻低(b) 输入电阻低,输出电阻高(c)输入,输出电阻都很高(d) 输入,输出电阻都很低
二、非客观题
1、放大电路如图所示,R C k
=10Ω,R E =270Ω,晶体管为硅管,U BE =0.6 V ,β=45,若要求静态 时 U CE = 5 V ,R B 的数值应
该调到多少?
24V
2、电 路 如 图 所 示 , 要 求: (1) 定 性 画 出 电 压 u o1及 u o2波 形; (2) 若 输 入 电 压 u i 不 变, 且 R R C E =, 在 上 述 两 个 输 出 端 分 别 接 上 相 同 阻 值 的 负 载, 问 输 出 电 压 幅 值 是 否 相 同, 为 什 么? (3) 分 别 画 出 两 种 输 出 情 况 下 的 微 变 等 效 电 路。
O
O
u o1
U CC
《模拟电子技术》单元练习题
3、电 路 如 图 所 示 , 已 知 β= 60,r be = 2 k Ω,U BE = 0.6 V , 要 求: (1) 估 算 此 电 路 的 静 态 工 作 点;(2) 画 出 该 电 路 的 微 变 等 效 电 路;(3) 输 出 端 不 带 负 载 时, 分 别 求R F =0 和R F =100Ω 时 放 大 电 路 的 输 入 电 阻, 输 出 电 阻 和 电 压 放 大 倍 数;(4) 求
R F =100Ω,R L .k =39Ω 时 的 电 压 放 大 倍 数。
+
-
u o
4、图 示 电 路 中, 设 晶 体 管 的β=100,r be = 1 k Ω, 静 态 时
U CE V =55.。
试求:(1) 输入电阻r i ;(2) 若R S k =3 Ω,S u A ? r o =? (3) 若R S k =30 Ω,A r u s o ??== (4) 将 上 述 (1)、(2)、(3) 的 结 果 对 比, 说 明 射 极 输 出 器 有 什 么
特 点?
u o u S
R S
5、在下图中的源极输出器中,已知U DD= 12V ,R S= 12kΩ,R G1= 1MΩ,R G2= 500kΩ,R G= 1MΩ,g m=0.9mA/ V 。
试求:(1)静态值;(2)电压放大倍数,输入电阻和输出电阻。
设U G≈U S。
6、为提高放大电路的负载能力,多级放大器的末级常采用射极输出器。
共射–共集两级阻容耦合放大电路如图16.5 所示。
已知R1= 51kΩ,R2= 11kΩ, R3 = 5.1kΩ, R4= 51Ω, R5 = 1kΩ, R6= 150kΩ, R7= 3.3kΩ, β1 = β2 = 50,U BE= 0.7V ,U CC = 12V 。
(1)求各级的静态工作点;
(2)求电路的输入电阻r i和输出电阻r o;
(3)试分别计算R L接在第一级输出端和第二级输出端时的电压放大倍数。