放大电路基本原理和分析方法
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
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。
放大电路的概念及性能指标、基本共射放大电路的工作原理、放大电路的分析方法
U O1 RO ( 1) RL UO 2
U S U O1 ;
uS RS
Ro
US
Uo1 Ro
RL UO 2 U O1 RO RL
Au
US
RL
Uo2
U O1 U O1 RO RO ( 1) RL 1 UO2 UO2 RL
4 通频带BW
——描述放大电路对不同频率信号的放大能力。 放大倍数随频率变化的曲 线——幅频特性曲线 3dB 低 频 区 中频区 高 频 区
放大的实质：小能量对大能量的控制。
xi
放 大 器
xo 负
载
由小能量的输入信号去控制放大电路中的直流 电源，使之输出较大的能量，然后推动负载。
放大电路的核心器件：BJT或FET。 例： 扩音系统
放大的基 本特征： 功率放大
信 号 提 取
电 压 放 大
功 率 放 大
放大的前提： 不失真
基本放大电路及其模型
iO
uS RS Au
注意： 计算输出电阻时必须将独立 信号源置零并保留内阻。 输出电阻与负载无关。
uo
u O 输出电阻的定义式：R u 0 S O iO R L
方法2：测量法 （1） 将负载开路，测量开路（空载）输出电压UO1。 （2） 在输出端接入一个已知负载，测输出电压UO2。 （3） 计算。
IBQ VCC U B EQ Rb 12 0.7 ( ) mA 280 40 A
ICQ b IBQ = (50 0.04) mA = 2 mA UCEQ = VCC – ICQ Rc = (12 2 3)V = 6 V
估算静态工作点的步骤：
（1） 画出直流通路。出IB、IC、UBE、UCE。 （2） 列输入（出）回路的压方程。< IC=βIB >
放大电路的基本分析方法
学校工作总结本学期，我校工作在全体师生的大力支持下，按照学校工作计划及行事历工作安排，紧紧围绕提高教育教学质量的工作思路，不断强化学校内部管理，着力推进教师队伍建设，进一步提高学校办学水平，提升学校办学品位，取得了显著的成绩。
现将我校一学期来的工作总结如下：一、德育工作本学期我校德育工作围绕学校工作中心，精心安排了“文明守纪”、“良好习惯养成”、“光辉的旗帜”、“争先创优”等主题教育月活动，从培养学生的行为规范，狠抓养成教育入手，注重务实，探索途径，加强针对性、实效性和全面性，真正把德育工作落到实处。
1.强化学生养成教育，培养学生良好习惯。
本学期，我校德育工作十分注重学生的常规管理，尤其重视对学生的养成教育。
一是利用班队会、红领巾广播站、国旗下演讲对学生进行品德熏陶。
二是以文明监督岗为阵地，继续强化了“文明班集体”的创建评比活动，通过卫生、纪律、两操等各项常规的评比，增强了学生的竞争意识，同时也规范了学生的行为。
三是继续加大值周检查的力度，要求值周领导、教师、学生按时到岗，在校门口检查、督促学生有秩序出入校园，从而使学生的行为规范时时有人抓，处处有人管，形成了良好的局面。
2.抓好班主任队伍建设，营造全员育人氛围。
班主任是学校德育工作最重要的力量，为了抓好班主任队伍建设，提高班主任素质水平，学校在第十二周组织开展了班主任工作讲座，在学期末举行了班主任工作交流，在活动中探索行之有效的工作方法，总结经验，交流心得，使班级管理工作更上新台阶。
3.充分发挥主题班队会的教育功能。
主题班队会,是对学生进行德育教育的一种特殊而卓见成效的方式之一。
为了充分发挥主题班队会的教育意义，第十三周，四（3）中队举行了“祖国美，家乡好”主题队会观摩活动，有效规范了我校主题中队会程序，强化了主题队会对学生的思想教育作用。
二、学校管理工作1.建立健全规章制度。
学期初，学校制定了出明确的目标计划及管理措施，做到了目标明确、工作具体，有效地增强了全体教师参与学校管理的主人翁意识，充分调动了全体教师的工作积极性，保障了教育教学工作的顺利开展。
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
第6讲 放大电路的分析方法
得： vCE = VCEQ+ ICQR L
图解分析 法
2.
通过图解分析，可得如下结论： 动态工作情况分析 1. vi vBE iB iC vCE |-vo| 2. vo与vi相位相反； 输入交流信号时的图解分析 3. 可以测量出放大电路的电压放大倍数； 4. 可以确定最大不失真输出幅度。
理想二极管
利用估算法求解静态工作点，实质上利用了直流模型。
2. 晶体管的h参数等效模型（交流等效模型）
• 在交流通路中可将晶体管看成 为一个二端口网络，输入回路、 输出回路各为一个端口。
u u BE f (iB， CE ) u iC f (iB， CE )
BJT的小信号建模
建立小信号模型的意义
在小信号情况下，对上两式取全微分得
dvBE diC vBE iB
VCE
diB
vBE vCE
IB
dvCE
i C i B
VCE
diB
i C vCE
IB
dvCE
用小信号交流分量表示 vbe= hieib+ hrevce
ic= hfeib+ hoevce
BJT的小 信号建模
解：（1）
IB VCC VBE 12V 40uA Rb 300k
共射极放大电路
I C I B 80 40uA 3.2mA
VCE VCC Rc I C 12V - 2k 3.2mA 5.6V
静态工作点为Q（40uA，3.2mA，5.6V），BJT工作在放大区。 V 12V I B CC 120uA I C I B 80 120uA 9.6mA （2）当Rb=100k时， Rb 100k
放大电路的工作原理和波形
放大电路的工作原理和波形一、放大电路简介放大电路是电子电路中的一种基本电路，主要用于放大输入信号的幅度。
它将输入信号的能量转换成电流或电压，以产生一个幅度更大的输出信号。
放大电路广泛应用于各种电子设备和系统中，如音频放大器、视频处理器、通信系统等。
二、工作原理1.输入信号的处理放大电路的输入信号通常是由信号源提供的微弱信号，如声音、光、温度等。
这些信号被转换为电信号，通过放大电路的输入端进入。
2.电压放大放大电路的核心是电压放大器。
电压放大器通过利用晶体管的放大作用，将输入信号的电压幅度进行放大。
在电压放大阶段，放大器将输入信号的电压变化转换成更大的输出电压。
3.输出信号的处理经过电压放大后，输出信号的幅度会变得很大。
为了使输出信号能够满足实际应用的需要，需要进行必要的处理，如滤波、稳压等。
三、波形1.正弦波正弦波是一种常见的输入信号波形，用于模拟音频、视频等信号。
在放大电路中，正弦波经过放大后，其幅度会得到显著增大，但波形仍保持基本不变。
2.方波方波是一种常见的数字信号波形，常用于数字通信和数字电路中。
在放大电路中，方波经过放大后，其幅度和边缘锐度会得到增强。
3.三角波三角波是一种介于正弦波和方波之间的波形，常用于各种控制和调节电路中。
在放大电路中，三角波经过放大后，其幅度会得到增大，同时波形会变得更加光滑。
4.脉冲波脉冲波是一种短暂的高幅度信号，常用于控制和触发各种电子设备。
在放大电路中，脉冲波经过放大后，其幅度会得到显著增大，同时保持清晰的脉冲形状。
四、放大电路的应用放大电路的应用非常广泛，主要包括音频放大、视频处理、通信系统、传感器信号处理等。
在这些应用中，放大电路起到至关重要的作用，能够将微弱的信号转换成可用的输出信号，以满足实际需求。
五、总结放大电路是电子设备和系统中的重要组成部分，用于放大输入信号的幅度。
其工作原理包括输入信号的处理、电压放大和输出信号的处理等环节。
根据不同应用需求，放大电路可以处理各种波形，如正弦波、方波、三角波和脉冲波等。
放大电路工作原理
放大电路工作原理
放大电路是一种通过增加输入信号的幅度，使其输出信号具有更大幅度的电路。
它的工作原理主要依靠放大器的放大作用。
放大电路一般包括输入端、输出端和放大器。
输入端接收外部信号，并将其传输给放大器。
放大器通过增加输入信号的幅度，使其输出信号具有更大幅度，并将其传输给输出端。
放大器的工作原理主要是利用放大器内部的电子元件（如晶体管、电子管等）实现信号的放大。
这些电子元件一般会增加输入信号的幅度，并在输出端提供一个更大、更强的输出信号。
具体来说，放大器通过调节电源电压、输入电阻、输出电阻等参数来实现对输入信号的放大。
在放大器中，输入信号会经过内部的放大器二极管等元件，使其幅度增大。
然后，放大器会将放大后的信号传输给输出端，输出端将输出信号传递给后续电路或设备。
需要注意的是，放大电路不仅仅可以实现信号的幅度放大，还可以实现信号的频率放大、相位放大等。
不同类型的放大电路有不同的工作原理和特点，例如，共射放大电路、共集放大电路、共基放大电路等。
总体来说，放大电路的工作原理是通过放大器对输入信号进行幅度放大，从而实现输出信号具有更大幅度的电路。
这种放大功能在电子设备和通信系统中具有广泛的应用，例如在音响设备、无线通信设备等中。
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当uCE=0时，
0
20 0
iC
VCC RC
12 mA 4mA 3
12 uCE / V
(2)与IB=40μA 的交点，即是静态工作点Q。
iC/mA
iB=80 A
4
60
2
Q
40
20
0
0
6
12 uCE / V
由图知：ICQ=2mA, UCEQ=6V
(3)画交流负载线
RL
RC
//
RL
ib
交流分量
IB直流分量
t
§ 2.3 单管共发射极放大电路
三极管放 大电路有 三种形式
共射放大电路 共基放大电路 共集放大电路
以共射放 大电路为 例讲解工 作原理
2.3.1 单管共射放大电路的组成
放大元件iC= iB，
工作在放大区，要
RC
保证发射结正偏， 集电结反偏。
iB iC
VT +
+ uI-
第2章
放大电路的基本 原理和分析方法
教学内容
§2.1 放大的概念 §2.2 放大电路的主要技术指标 §2.3 单管共发射极放大电路 §2.4 放大电路的基本分析方法 §2.5 工作点的稳定问题 §2.6 放大电路的三种基本组态 §2.7 场效应管放大电路 §2.8 多级放大电路
教学要求
一.重点掌握的内容：
放大电路是否有一个合适的静态工作点，以保证
波形基本不失真。
P102题2-1
2.3.2 单管共发射极放大电路的工作原理
iC
+VCC
t
Rb C1
RC iB
iC C2
ui
+ iB ui
+
uCE
t - uCE
+ uo
uo
t
t -
t-
对比图2.4.6
ib
iB
t
iC
ic
Q
t
ib t
ui uBE
假设uBE有一微小的变化
直静流态通是路放：大只电考路虑正直常流工信作号的的基分础电路和。前提条件； 交动流态通则路是：放只大考电虑路交工流作信的号直的接分目电路的。。
分析电路的步骤：先静态，后动态。
对直流信号（只有+VCC）
+VCC
Rb C1
+
RC
C2
T
+
开路
uI
开路
uO
RL
-
-
直流通路
Rb RC
+VCC
对交流信号(输入信号ui)
-
使发射结
正 提V偏 供C， 适C 并 当
的静态工 作点。
电路改进：采用单电源供电
RC
iB iC
可以省去
VT +
+ uI-
Rb
VCC
uO
VBB
-
顺 利 输 入 输 出 。
的 联 系 ， 同 时 能 使 信 号
隔 离 输 入 输 出 与 电 路 直 +流
Rb C1
uI
-
隔直流 通交流
RC
C2
VT
+
1.放大、静态与动态、直流通路与交流通路、静态 工作点、负载线、放大倍数、输入电阻、输出电阻 的概念；
2.用近似计算法估算单管共射放大电路的静态工作 点；
3.用微变等效电路法分析计算单管共射电路、分压 式工作点稳定电路的电压放大倍数Au和Aus，输入电 阻Ri和输出电阻Ro.
二、一般掌握的内容
1.图解法确定单管共射放大电路的静态工作点，定 性分析波形失真，观察电路参数对静态工作点的影 响，估算最大不失真输出的动态范围；
VCC
uO 耦合电容
（隔直电- 容）
简化画法
+VCC
Rb RC C1
C2
+
+
VT
uO uI
-
-
判断放大电路有无放大作用的原则：
外加直流电源的极性是否能保证三极管的发 射结正向偏置，集电结反向偏置。
输入回路的接法应保证信号能输入，以实现
uI
iB； 输出回路是否将放大了的信号能
送出来，以实现 ic
uo.
Q点过高，信号进入饱和区
iC ib
放大电路产生 饱和失真
输入波形
底
部 失
uCE
真
增大Rb，降低Q点，
输出波形 可消除该失真。
uo
(2)估算最大输出幅度 iC/mA
交流负载线
A
0 C
iB=80 A
60
Q
40
CD=UCEQ-UCES DE≈ICQRL′
20 B0
直流负载线
D
E uCE / V
最大不失真输出幅度Uom将由CD和DE二者中较小的
IC
+
UCE
－
直流通路
UCE~IC满足什么关系？ 1. 三极管的输出特性。
2. UCE=VCC–ICRC 。
iC
VCC RC
直流负载线 斜率为-1/RC
Q
ICQ
IBQ
UCEQ
uCE
VCC
(2)图解分析动态
+
ui
Rb
-
ic
+
+
-uce
RC RL uo
-
交流通路
ic 1
uce
RL
其中： RL RL // RC
为了得到尽量大的输出信号，要把Q设置在交流负载线 的中间部分。如果Q设置不合适，信号进入截止区或饱和区 ，就会造成非线性失真。
选择静态工作点 iC
可输出的 最大不失 真信号
交流负载线
ib
uCE
Q点过低，信号进入截止区
iC
放大电路产生 截止失真
输入波形 ib
uCE 顶部失真
减小Rb，提高Q点，可 消除该失真。 输出波形
iB=80 A
Vcc Rc
Q2 Q1
0
60
40
20 0
增大Vcc,直流负载 线将平行右移，Q 点移向右上方。
Vcc uCE / V
iC/mA
Vcc Rc
Q1 Q2 0
iB=80 A
60
40 20
0
增大Rc，直流负
载线与纵轴的交
点（Vcc/Rc）下
降，而IBQ不变， Q点移近饱和区。
Vcc uCE / V
33 k 33
1.5k
iC/mA
由
ic 1
uce
RLBiblioteka iB=80 A460
取iC=4mA，则 uce=4×1.5=6V，
Q
40 作辅助线。
20 0
过Q点做其平行线。
0
6
12 uCE / V
2.图解法的应用 (1)分析非线性失真
在放大电路中，输出信号应该成比例地放大输入信号（即 线性放大）；如果两者不成比例，则输出信号不能反映输入 信号的情况，放大电路产生非线性失真。
U
2 3
...
U1
7、最大输出功率与效率
基波 最大输出功率
Pom
PV
直流电源消耗的功率
符号规定
IB 大写字母、大写下标，表示直流(静态）量。 ib 小写字母、小写下标，表示交流瞬时值。 Ib 大写字母、小写下标，表示交流有效值。
iB 小写字母、大写下标，表示全量（直流＋交流）
iB
全量
思考题：用示波器观察NPN管共射单极放大器 输出电压，得到下图所示三种削波失真的波形， 试分别写出失真的类型。
+ IBQ UBEQ
-
ICQC2 T + ( ICQ,UCEQ )
UCEQ
-
(IBQ,UBEQ) 和( ICQ,UCEQ )分别对应于输入输出 特性曲线上的一个点称为静态工作点。
IB
IC
IBQ
Q
ICQ
UBE UBEQ
Q
UCEQ
UCE
用估算法求静态工作点
Rb RC IB
+
UB－E
+VCC （1）根据直流通路估算IBQ
RL
例2.4.2：已知电路参数同2.4.1，三极管的输出特
性曲线如下图。
解：
(1) I BQ
VCC
U BEQ Rb
12 0.7 0.04 mA 40A
280
iC/mA
作直流负载线
iB=80 A
根据uCE=VCC–iCRC 。
4
60
当iC=0时，uCE=VCC=12V;
40
US ~
Ii
Ui
Au
Ri
U i Ii
3、输出电阻Ro
放大电路对其负载而言，相当于信号源，我们 可以将它等效为戴维南等效电路，这个戴维南等效 电路的内阻就是输出电阻。
输出电阻越小，说明放大电路的带负载能力越强。
US ~
Au
ro
US' ~
如何确定电路的输出电阻Ro ？ 方法一：计算。 步骤： 1. 所有的电源置零 (将独立源置零，保留受控源)。 2. 加压求流法。
Rb C1
+
短路
uI
+VCC
RC
置零 C2
交流通路
T 短路 RL
+ +
uO ui Rb
+ RC RL uo
-
--
-
2.4.2 静态工作点的近似估算
1、静态工作点
由于电源的