2章基本放大器6讲
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第2章放大器的分析方法
(1)
ICQ
I EQ
(U B
UBEQ ) / Re
Rb2 Rb1 Rb2
UCC Re
(2) IBQ ICQ /
(3) UCEQ UCC ICQ Rc IEQ UCC ICQ (Rc Re )
2020年9月9日星期三
23
第 2 章 基本放大电路
【例2.2.2】在图所示电路中,已知 UCC=12V, Rc=2kΩ, Rb1=20kΩ, Rb2=10kΩ, RL=6kΩ, Re=2kΩ,晶体管
2020年9月9日星期三
7
第 2 章 基本放大电路
画出iC和uCE的变化曲线如图（b
iC 1.8 0.7sintm uCE 9 4.3sintV uo 4.3sint 4.3sin(t )V
2020年9月9日星期三
8
第 2 章 基本放大电路
所
以
电
压
放 大 倍
A
Uo
Ui
Uom Uim
③动态分析
第 2 章 基本放大电路 动态范围：把输出电压u 在交流负载线上的变化范围
O
线性动态范围：静态工作点选在放大区的中间，这时输出电压的波形是和 输入电压波形相似的正弦波。
2020年9月9日星期三
15
第 2 章 基本放大电路
假设静态工作 点没有选择在放大 区中间，沿负载线 偏上或偏下，这时 输出电压信号以静 态工作点Q为中心沿 负载线波动，就可 能进入饱和区或截 止区，输出电压信 号就不能保证与输 入电压信号相似， 这种情况的输出信
负号表示输入电 压与输出电压反 相,RL’<RC,可见 接上负载后放大
倍数降低了
则R'L Rc
A uLeabharlann Rc rbe2020年9月9日星期三
第2章基本放大电路
UCE -
RB——固定偏置电阻(fixed-bias resistance) 。
可见：改变RB、 RC、 UCC均可改变静态工作 点，调RB最方便。
22
讨论
第二节 放大电路的分析
[例2-2-1] UCC=12V,RC=2kΩ, RB=200kΩ,β=50,试求：放大电路静 态值。
解：
IB
UCC UBE RB
C对直流开路,对交流 短路;
直流电源对交流通路 短路(忽略内阻)。
+UCC
RB
RC
C1+ IBQ
ICQ + C2
+
ui
RS uS
–
+
RL uo
–
第二节 放大电路的分析
直流通路
+UCC
RB
RC
19
讨论
第二节 放大电路的分析
(二) 估算法 用直流通路确定静态值
输入回路电压方程: UCC = IBRB + UBE
Ube
uBE UBE(AV)
集电极电源
UCC
基极电源
UBB
发射极电源
UEE
17
一、静态分析
第二节 放大电路的分析
放大电路输入端无输入信号，即ui=0, 电路中只有直流电压和直流电流
直流通路(direct current circuit)— —不加交流信号时直流电流流经的通路 (直流等效电路)
18
遵循原则:
为了研究问题方便,把交、直流分开研究。
+UCC
交流通路(alternating
current circuit)——
交流信号流经的通路(交
流等效电路)
第2章基本放大电路
2020/8/15
韩良
7
模拟电子技术基础
3. 输出电阻Ro——从放大电路输出端看进去的等效电阻
ii
+
RS
+
+
uS -
ui
-
+
信号源 Ri
放大电路 Ro
Ri uo
io
+
+
uo
RL
-
+
Ro 负载
输出电阻的定义：
Ro
=
uo io
RL ,
us 0
输出电阻是表明放大电路带负载能力的，Ro越小，放 大电路带负载的能力越强，反之则差。
静态时，U BEQ U Rb1
2. 信号源与放大电路不“共地”
动态时，VCC和uI同时作用 于晶体管的输入回路。
共地，且要使信号
搭载在静态之上
2020/8/15
韩良
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模拟电子技术基础
两种实用放大电路：（2）阻容耦合放大电路
－＋
UBEQ
＋－
UCEQ
C1、C2为耦合电容！
耦合电容的容量应足够 大，即对于交流信号近似 为短路。其作用是“隔离 直流、通过交流”。
2020/8/15
韩良
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模拟电子技术基础
2.2.2设置静态工作点的必要性
为什么放大的对象是动态信号，却要晶体管在信号为零 时有合适的直流电流和极间电压？
输出电压必然失真！
设置合适的静态工作点，首先要解决失真问题，但Q点 几乎影响着所有的动态参数！
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韩良
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模拟电子技术基础
2.2.3基本共射放大电路的波形分析
2020/8/15
第二章(简好用新)-基本放大电路..
五、实用共发射极放大电路
1．温度对工作点的影响
温度升高
UBE减小 ICBO增大
β增大
注：旁路电容的作用。接人发射极电阻 RE，一方面发射极电流的直流分量IE 通过它能起到自动稳定静态工作点的作 用；另一方面发射极电流的交流分量ie 也会产生交流压降，使uBE减小，这样 就会降低电压放大倍数，因此增加了旁 路电容，使交流信号从电容上流过。
ic
ii
ib
C
+ BE
+ Rs ui RB RE
RL
+
uo
us
–
E B
V
us+-
Rs
RB C ui+-
RE
RL
+-uo
交流通路
二、共集电极放大电路分析 1.静态工作点的计算
VCC IBQRB U BEQ IEQRE
I BQ
VCC U BE
RB (1 )RE
ICQ I BQ I EQ
动态分析步骤：
1.先画出交流通路， 有时为了便于分析， 还要把电路变形为我 们便于分析的方式。
2.根据交流通路画微 变等效电路
E B
V
RB C ui+-
RE
RL
+-uo
ic
ii
ib
C
+ BE
+ Rs ui RB RE
RL
+
uo
us
–
Ii B
Ib
Ic
画微变等效电路时需注意的 问题：
1.交流通路变化成微变等效
RC
C2
＋－
uCE
模电第二章 基本放大电路
温 T ( C 度 ) I C T ( C I C ) E I C O
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
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
(完整版)第2章基本放大电路(2--放大电路的微变等效电路分析方法)
第3页 3
(2)输入电阻
第第2章2 章基基本本放放大大电电路
Ri Rb // rbe
对于共发射极低频电压放 大倍数，rbe约为1KΩ左右。
通常Rb》 rbe，所以Ri≈ rbe。 Ri越大，放大电路从信号源取得的信号也越大。
广东水利电力职业技术学院电力系WXH
第4页 4
第第2章2 章基基本本放放大大电电路 输出电阻
第第2章2 章基基本本放放大大电电路 微变等效电路分析法
微变等效电路法就是在小信号条件下，在给定的工作范围内，将晶体管看 成一个线性元件。把晶体管放大电路等效成一个线性电路来进行分析、计算。
1.晶体管的微变等效模型 （1）晶体管输入回路的等效电路
rbe为晶体管的交流输入电阻，
广东水利电力职业技术学院电力系WXH
RL Re // RL
AV
Vo Vi
(1 ) R'L rbe (1 )R&院电力系WXH
输入电压与输 出电压同相
电压跟随器
第 10 页 10
（3）输入电阻
第第2章2 章基基本本放放I•大T大电电路
Ri
VT IT
+
•
Rb // RL
VT
-
（4）输出电阻
Ro
RS
rbe
第 15 页 15
第第2章2 章基基本本放放大大电电路
放大电路的幅频特性和相频特性，称为频 率响应。因放大电路对不同频率成分信号的增 益不同，从而使输出波形产生失真，称为幅度 频率失真，简称幅频失真。放大电路对不同频 率成分信号的相移不同，从而使输出波形产生 失真，称为相位频率失真，简称相频失真。幅 频失真和相频失真是线性失真。
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(2)输入电阻
第第2章2 章基基本本放放大大电电路
Ri Rb // rbe
对于共发射极低频电压放 大倍数，rbe约为1KΩ左右。
通常Rb》 rbe，所以Ri≈ rbe。 Ri越大，放大电路从信号源取得的信号也越大。
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第第2章2 章基基本本放放大大电电路 输出电阻
第第2章2 章基基本本放放大大电电路 微变等效电路分析法
微变等效电路法就是在小信号条件下，在给定的工作范围内，将晶体管看 成一个线性元件。把晶体管放大电路等效成一个线性电路来进行分析、计算。
1.晶体管的微变等效模型 （1）晶体管输入回路的等效电路
rbe为晶体管的交流输入电阻，
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RL Re // RL
AV
Vo Vi
(1 ) R'L rbe (1 )R&院电力系WXH
输入电压与输 出电压同相
电压跟随器
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（3）输入电阻
第第2章2 章基基本本放放I•大T大电电路
Ri
VT IT
+
•
Rb // RL
VT
-
（4）输出电阻
Ro
RS
rbe
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第第2章2 章基基本本放放大大电电路
放大电路的幅频特性和相频特性，称为频 率响应。因放大电路对不同频率成分信号的增 益不同，从而使输出波形产生失真，称为幅度 频率失真，简称幅频失真。放大电路对不同频 率成分信号的相移不同，从而使输出波形产生 失真，称为相位频率失真，简称相频失真。幅 频失真和相频失真是线性失真。
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2-基本放大电路
2. 电压放大倍数的图解分析
此项分析需在静态工作点确定后进行！ 由直流负载线方程 uBE VBB iB Rb
作出直流负载线，作出△uI。
uBE VBB uI iB Rb
I B1 I BQ iB
iC
I B1
直 流
uCE
u I
给定 uI i B iC uCE ( uO ) uO Au uI ( uO与uI 反相)
两种实用放大电路
（1）直接耦合放大电路
将两个电源 合二为一
－ ＋ UBEQ
有交流损失
有直流分量
两种实用放大电路：（2）阻容耦合放大电路
C1、C2为耦合电容！
＋ － － ＋+
UCEQ
BE
UBEQ U
-
耦合电容的容量应足够 大，即对于交流信号近似 为短路。其作用是“隔离 直流、通过交流”。
静态时，C1、C2上电压？ U C1 U BEQ，U C2 UCEQ 动态时， uBE＝uI＋UBEQ，信号驮载在静态之上。 负载上只有交流信号。
第二章 基本放大电路
第二章 基本放大电路
§2.1 放大的概念与放大电路的性能指标
§2.2 基本共射放大电路的工作原理
§2.3 放大电路的分析方法
§2.4 静态工作点的稳定
§2.5 晶体管放大电路的三种接法 §2.6 场效应管及其基本放大电路 §2.7 基本放大电路的派生电路
§2.1 放大的概念与放大电路 的性能指标
iC I CQ ic uCE U CEQ uce
3. 失真分析
• 截止失真:输出波形进入截止区 产生的失真。
t
截止失真是在输入回路首先产生失真！ 消除方法：增大VBB，即向上平移输入回路负载线。 减小Rb能消除截止失真吗？
第2章 基本放大电路(1)
广东水利电力职业技术学院电力工程系WXH
7 第7页
第 2 章 基本放大电路
2.1.2 放大器的工作原理
(1) 静态和动态
放大电路建立正确的静态， 放大电路建立正确的静态，是保证动态工作 的前提。 的前提。分析放大电路必须要正确地区分静态和 动态，正确地区分直流通路和交流通路。 动态，正确地区分直流通路和交流通路
间的传递称 为耦合）
偏置电路V 偏置电路 CC 、Rb 提供电源，并使三极管 工作在线性区。
三极管 T
起放大作用。 起放大作用。
图2.1.2 共发射极基本放大电路的组成
第6页
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第 2 章 基本放大电路
组成放大电路时必须遵守以下几个原则： 组成放大电路时必须遵守以下几个原则： 第一， 第一，外加直流电源的极性必须使三极管的发射结正向 偏置，而集电结反向偏置， 保证三极管工作在放大区。 偏置，而集电结反向偏置，以保证三极管工作在放大区。 第二，输入回路的接法应该使输入电压的变化量△ 第二，输入回路的接法应该使输入电压的变化量△ui 能够传送到三极管的基极回路， 能够传送到三极管的基极回路，并使基极电流产生相应的 变化量△ 变化量△iB。 第三，输出回路的接法应该使集电极电流的变化量△ 第三，输出回路的接法应该使集电极电流的变化量△iC 能够转化为集电极电压的变化量△ 能够转化为集电极电压的变化量△uCE ，并传送到放大电路 的输出端。 的输出端。
b RB UBE(on) βI BQ － UCEQ UCC ICQ c ＋ RC
故有
e (b)
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13 第 13 页
第 2 章 基本放大电路
2.1.4 放大电路的主要性能指标 1. 放大倍数（放大倍数又称为增益）定义为放大器的输 （放大倍数又称为增益） 出量与输入量的比值。 出量与输入量的比值。 (1)电压放大倍数 (1)电压放大倍数 (2)电流放大倍数 (2)电流放大倍数
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I1 (5 ~ 10) I B VE I E Re 0.2VCC
电路分析 （1）静态工作点Q
设
I1＞＞ IB
Rb 2VCC VB Rb1 Rb 2
VB VBE IC I E Re
VCE VCC I C RC I E Re VCC IC ( RC Re )
2.6 共集电极电路和共基极电路 1.共集电极电路
（1） 直流分析
静态工作点
VCC VBE VCC IB Rb (1 ) Re Rb (1 ) Re
I C I B
V RC Re ) 5.4(V)
IB IC
16.5( )
26 rbe 200 (1 ) 1.8k IE
V RL o AV 74 Vi rbe
射极偏置电路特点（与固定偏置电路相比） ①Q点稳定 ②AV减小 ③Ri增大 ④Ro近似相等
③ 当不接Ce时
V βRL o AV 0.65 Vi rbe 1 βRe
④若换一个β=100的晶体管
Rb 2VCC 1012 VB 4(V) Rb1 Rb 2 20 10
VB VBE 4 0.7 IC I E 1.65(mA) Re 2
例：电路如图所示。晶体管T的VBE=0.7V，β=50。 ；③不接 求：①静态工作点Q；②电压放大倍数A V 。④若选用β=100的晶体管，重新估 电容Ce时的 A V 算①、②两项。
解： ①静态工作点
Rb 2VCC 1012 VB 4(V) Rb1 Rb 2 20 10
晶体管在不同环境温度下的 输出特性曲线
2 射极偏置电路
指导思想： ①VB 基本固定，即不受温度 的影响。 ②引入负反馈，将输出电流 IC的变化反映到输入回路中， 调节IB ,进而调节IC。
（动画3-5）
设
I1＞＞ IB
有： VB
Rb 2VCC Rb1 Rb 2
——VB 基本固定
T oC I C ( I E ) VE ( I E Re ) VB固定 I C I B VBE ( VB VE )
βR V e r (1 Ro ) ce I r R'S R be e
Ro R'o // RC RC
思考题
1. 对于射极偏置电路，当更换新的三极管时， 对放大电路的静态工作点有什么影响？
2. 在实际中调整射极偏置电路的静态工作点时， 应调节哪个元件的参数比较方便？
VB VBE 4 0.7 IC I E 1.65(mA) Re 2
VCE VCC IC ( RC Re ) 5.4(V)
IB
IC
33( )
②电压放大倍数
V RL o AV 66.7 V rbe i
26 rbe 200 (1 ) 1k IE
IB
IC
R R （2）A V i o
V βRL o AV r 1 β R V i be e
Ri Rb1 // Rb 2 // Ri Rb1 // Rb 2 //[rbe (1 ) Re ]
V Ri i rbe 1 β Re I b
其它稳定静态工作点电路
集电极-基极偏置电路 差动放大电路
二极管补偿电路
应用举例
(a)
三极管电流源 光电开关
(b)
例：放大电路如图所示，已知β=60，VBE=0.7V, 电容C1、C2、Ce都足够大。 试求①Q ②h参数小信号模型 ③Av，Ri，Ro ④Vs=100mV，求Vo。
例1：放大电路如图所示。 （1）求Q； （2）若输出波形如图所示，问出现的是什么失真现象？ 为消除此失真，应调整电路中的哪个元件？如何调整 ? （3）求AV、Ri、Ro；
2.5 射极偏置电路
1．温度变化对Q点的影响 a. 温度升高，ICBO增大 b. 温度升高，β增大 c. 温度升高，|VBE | 减小
（动画3-8）
导致集电极电流IC增大
温度升高将导致 IC 增大，Q 上移。波形容易失真。
iC
VCC RC
T = 20 C T = 50 C
Q
Q O
iB
VCC
uCE