第15章基本放大电路-资料
基本放大电路-课件
EXIT
模拟电子技术
一、特点及主要技术指标
特点
功率放大电路是一种能够向负载提供足够大的功
率的放大电路。因此，要求同时输出较大的电压和电
无
流。 管子工作在接近极限状态。一般直接驱动负载，
锡 职
带载能力要强。
业
技
术 学
主要技术指标
院
（1）最大输出功率Pom ：在电路参数确定的情况下负载
可能获得的最大交流功率。
T2 +
uo
–
优点：具有良好的低 频特性，可以放大缓慢 变化的信号；无大电容 和电感，容易集成。
缺点：静态工作点相 互影响，分析、计算、 设计较复杂；存在零 点漂移。
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2.阻容耦合
优点：直流通路是相互独
+Vcc 立的，电路的分析、计算
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Rb11 C1
Rs
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由于放大电路的工作点达到了三极管 的截止区而引起的非线性失真。对于NPN管， 输出电压表现为顶部失真。
截止失真
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注意：对于PNP管，由于是负电源供电，失真的 表现形式，与NPN管正好相反。
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模拟电子技术
四、放大电路的动态参数
1.交流通路
交流电流流经的通路，用于动态分析。对于交流通路：
（2）转换效率 ：最大输出功率与电源提供的功率之比，
即
= Pom / PV
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模拟电子技术
思考题1：功率放大电路与前面介绍的电
压放大电路有本质上的区别吗？
无本质的区别，都是能量的控制与转换。不同
之处在于，各自追求的指标不同：电压放大电路
第15章习题 基本放大电路
第15章基本放大电路15-001、在题图中，若将图中的发射极交流旁路电容C E除去。
（1）试问静态工作点有无变化；（2）画出微变等效电路；（3）求放大倍数、输入电阻、输出电阻，并说明发射极电阻R E对电压放大倍数的影响。
解：（参考答案：(1)无（2）略（3）-1.3 降低）15-002、乙类互补对称功率放大器输出波形产生失真属于何种失真？应如何消除？答：截止失真。
可以用两个管子，使之都工作在已类放大状态，一个在正半周工作，另一个在负半周工作，两管的输出波形都能加到负载上，则负载上能够得到一个完整的波形，这样既能提高效率，又能消除失真15-003、在图P2.7所示电路中，由于电路参数不同，在信号源电压为正弦波时，测得输出波形如图P2.8（a）、（b）、（c）所示，试说明电路分别产生了什么失真，如何消除。
图P2.8解：（a）饱和失真，增大R b，减小R c。
（b）截止失真，减小R b。
（c）同时出现饱和失真和截止失真，应增大V C C。
15-004、测得某放大电路中晶体管的三个电极A、B、C的对地电位分别为V A ＝－9 V，V B＝一6 V，Vc＝6．2 V，试分析A、B、C中哪个是基极b、发射极e、集电极c，并说明此晶体管是NPN管还是PNP管。
解：由于锗晶体管的|V BE|≈0.2V，硅晶体管的|V BE|≈0．7V，已知用晶体管的电极B的V B＝一6 V，电极C的Vc＝–6．2 V，电极A的V A＝－9 V，故电极A是集电极。
又根据晶体管工作在放大区时，必须保证发射结正偏、集电结反偏的条件可知，电极B是发射极，电极C是基极，且此晶体管为PNP管。
15-006、测量某硅晶体管各电极对地的电压值如下，试判别管子工作在什么区域。
（a）V C＝6 V V B＝0.7 V V E＝0 V（b）V C＝6 V V B＝2 V V E＝1.3 V（c）V C＝6 V V B＝6V V E＝5.4 V（d）V C＝6 V V B＝4V V E＝3.6 V（e）V C＝3.6 V V B＝4 V V E＝3. 4 V解：（a）放大区，因发射结正偏，集电结反偏。
基本放大电路ppt课件
两线的交点即是Q点，得到IBQ 。在输出特性曲线上，作出直流负载线
VCE=VCC－ICRC，与IBQ曲线的交点即为Q点，从而得到VCEQ 和ICQ 。
图12-8 静态工作情况图解
②动态工作情况分析 Ⅰ 交流通路及交流负载线 过输出特性曲线上的Q点做一条斜率为-1/(RL∥Rc)直线，该直线即为交流 负载线。交流负载线是有交流输入信号时Q点的运动轨迹。R'L= RL∥Rc，是交流负载电阻。 Ⅱ 输入交流信号时的图解分析 通过图解分析，可得如下结论：
（1）vi vBE iB iC vCE | vo | （2）vo与vi相位相反； （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。
图12-9 动态工作情况图解
3．放大电路三种 基本组态的比较
共发射极放大电路
共集电极放大电路
共基极放大电路
电 路 组 态
电
压 增
(RC // RL )
图12-3 放大电路的幅频特性曲线
▪ 2．共射极放大电路
根据放大器输入输出回路公共端的不同，放大器有共发射极、共集电极和共基 极三种基本组态，下面介绍共发射极放大电路。 （1）电路组成 共射极基本放大电路如图12-4所示。
图12-4 共发射极基本放大电路
▪ 具体分析如下： ▪ ①Vcc:集电极回路的直流电源 ▪ ②VBB:基极回路的直流电源 ▪ ③三极管T：放大电路的核心器件，具有电流放大
便于计算和调试。
（2）因为耦合电容的容量较
（2）电路比较简单，体积 大，故不易集成化。
较小。
（1）元件少，体积小，易 集成化。
（2）既可放大交流信号， 也可放大直流和缓变信号。
电子技术之基本放大电路介绍课件
放大电路的测试与评估
测试方法：使用示波器、万用表等仪器进行测试
评估指标：放大倍数、输入阻抗、输出阻抗、带 宽等
优化方法：调整电路参数、选择合适的元器件、 改进电路结构等 评估结果：根据测试数据，对放大电路的性能进 行评估，确定是否满足设计要求。
电压放大电路：主要放大电压信号 电流放大电路：主要放大电流信号 功率放大电路：主要放大功率信号 阻抗放大电路：主要放大阻抗信号 频率放大电路：主要放大频率信号 相位放大电路：主要放大相位信号
放大电路的组成
01
输入信号源：提供待放大 的信号
02
放大器：将输入信号进行 放大
03
输出信号源：接收放大后 的信号
电压放大可以通过不同的放大电路拓扑结构实现，如共发射 极放大电路、共基极放大电路和共集电极放大电路等。
电压放大的放大倍数可以通过调整放大电路的参数来控制， 以满足不同应用需求。
放大电路的设计原则
1 输入阻抗匹配：保证输入信号的完整性和稳定性 2 输出阻抗匹配：保证输出信号的完整性和稳定性 3 增益与带宽匹配：保证放大电路的增益和带宽满足设计要求 4 噪声与失真匹配：保证放大电路的噪声和失真满足设计要求 5 电源与功耗匹配：保证放大电路的电源和功耗满足设计要求 6 稳定性与可靠性匹配：保证放大电路的稳定性和可靠性满足设计要求
04
反馈：通过反 馈电路实现对 放大电路的控 制，以稳定输 出信号的幅度 和波形
放大电路的性能指标
1
增益：衡量 放大电路放 大能力的指
标
4
带宽：衡量 放大电路对 信号频率响 应范围的指
标
2
输入阻抗： 衡量放大电 路对信号源 的影响程度
5
失真度：衡 量放大电路 对信号波形 失真的程度
秦曾煌《电工学电子技术》(第版)(下册)笔记和课后习题详解(基本放大电路)【圣才出品】
第15章 基本放大电路15.1 复习笔记一、共发射极放大电路的组成1．电路结构图15-1是共发射极接法的基本交流放大电路。
图15-1 共发射极基本交流放大电路2．性能指标（1）输入电阻放大电路的输入端用一个等效电阻r i 表示，它称为放大电路的输入电阻，是信号源的负载，即（2）输出电阻放大电路的输出端也可用一电压源表示，它是负载电阻R L 的电源，其内阻r o 称为放大电路的输出电阻。
放大电路的输出电压与输入电压之比，称为放大电路的电压放大倍数。
即o U &iU &二、放大电路的静态分析1．用放大电路的直流通路确定静态值图15-2是图l5-1放大电路的直流通路。
画直流通路时，电容C 1和C 2可视为开路。
图15-2 图15-1交流放大电路的直流通路①由直流通路，可得出静态时的基极电流②由I B 可得出静态时的集电极电流③静态时的集-射极电压则为晶体管集电极电流I C与集-射极电压U CE之间的伏安特性曲线即为输出特性曲线（图15-3）。
在图15-2所示的直流通路中，晶体管与集电极负载电阻R C串联后接于电源U CC。
可列出或图15-3 用图解法确定放大电路的静态工作点这是一个直线方程，其斜率为，在横轴上的截距为U CC，在纵轴上的截距为。
这一直线很容易在图15-3上作出，称为直流负载线。
负载线与晶体管的某条输出特性曲线的交点Q，称为放大电路的静态工作点，由它确定放大电路的电压和电流的静态值。
I B通常称它为偏置电流，简称偏流。
产生偏流的电路，称为偏置电路。
R B称为偏置电阻。
通常是改变R B的阻值来调整偏流I B的大小。
三、放大电路的动态分析1．微变等效电路法放大电路的微变等效电路，就是把非线性元件晶体管所组成的放大电路等散为一个线性电路，也就是把晶体管线性化，等效为一个线性元件。
（1）晶体管的微变等效电路图15-4（b）所示就是晶体管微变等效电路（a ）（b ）图15-4 晶体管及其微变等效电路其中①晶体管的输入电阻②晶体管的电流放大系数③晶体管的输出电阻（2）放大电路的微变等效电路由晶体管的微变等效电路和放大电路的交流通路可得出放大电路的微变等放电路。
基本放大电路
§ 2.1共射基本交流放大电路 § 2.2放大电路的图解分析法 § 2.3静态工作点的稳定 § 2.4 微变等效电路分析法 § 2.5多级放大器 § 2.6差动放大器 § 2.7射极输出器
1
§ 2.1共射基本交流放大电路
1.放大的概念 电子学中放大的目的是将微弱的变化信号放
大成较大的信号。这里所讲的主要是电压放大 电路。
2).uo>ui f 相同,相位相反. 3).Au=uo/ui=3/0.02=150
A u
= -150
30
2.输出端接有负载时的动态分析:
交流通路: RLˊ=RC//RL=2K
ic
uo= -icRLˊ
iC (mA)
ui
R
RC RL
iC
uo
3
B
1.5
Q
80μA 60μA 40μA
uCE=UCE+ICRLˊ=6+1.5x2=9(V)
静态工作点过Q点 连接AQ得交流负载线
从图中可知,当负载端开路时交直流负载线重合 交流负载线:动态时工作点移动的轨迹.
uCE=UCC-iCRC 当iC有最大值时uCE有最小值 当iC有最小值时uCE有最大值.
输入与输出反相
由上分析可知:1) iB=IB+ib iC=IC+ic uCE=UCE+uo
iC
Q
100μA
80μA 60μA 40μA
20μA
uCE
uo
t
uo信号波形
uo
t
称为饱和失真
38
§2.3静态工作点的稳定 一、温度对静态工作点的影响
为了保证放大电路的稳定工作，必须有合适 的、稳定的静态工作点。但是，温度的变化严重 影响静态工作点。
基本放大电路
掌握放大电路的静、动态分析 掌握
静态：两种直流偏置电路 直流偏置电路（固定式、分压 直流偏置电路 式） 用 计算法 求 Q(IB、IC和VCE) 动态：三种组态放大电路 Av Ri Ro 用 微变等效电路法 求
理解图解法、恒流源 理解
V 'o rbe + R 's Ro = ' = R e Io 1+ β
rbe + R 's 输入回路电阻和 ≈ = 1+ β 1+ β
共集电路特点与应用：
1、 A v ≈ 1
=射极输出器=电压跟随器 2、Ri 高（高阻输入级） 3、Ro低（低阻输出级）
阻抗变换级 （中间缓冲级）
.2 共基组态基本放大电路
.2 组成（共射） 共射）
组成原则： 组成原则： 1、管子要放大ψ ψ 直流通路（ 直流通路（IB、IC、VCE） 2、信号能入能出ψ ψ 交流通路
基本组成如下： 基本组成如下：
三 极 管T 负载电阻R 负载电阻 c 、RL 偏置电路V 偏置电路 CC 、Rb 耦合电容C 耦合电容 1 、C2
.3 特点
.
R L =∞ ,
VS = 0
' = b + β b + R = b (1 + β) + (V'o / R e ) I I I Io I
e
= V' /(r + R ' ) I b o be s
,
R 's = R s // R b1 // R b2
' = [(1 + β)V' /( r + R ' )] + ( V' / R ) Io o be s o e
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
基本放大电路总结
基本放大电路总结基本放大电路总结基本放大电路是指可以将输入信号放大到一定程度的电路，广泛应用于各种电子设备中。
本文将总结常见的几种基本放大电路及其特点。
1. 直接耦合放大电路直接耦合放大电路是一种简单的放大电路，常用于低频放大。
其基本结构由放大器管、耦合电容和负载电阻组成。
输入信号经过耦合电容进入放大器管，通过共集电极、共基极或共射极等放大方式放大后，经过负载电阻输出。
该电路具有简单、负载阻抗稳定的特点，适用于对频率响应要求不高的场合。
2. 交流耦合放大电路交流耦合放大电路也是一种常见的放大电路，主要用于中小功率的放大。
其结构由输入电容、耦合电容、直流阻值和输出电阻组成。
输入信号经过两个电容耦合，通过负反馈将直流分量消除，然后经过直流阻值放大并输出。
该电路具有频率响应较好、互不影响的优点，能够实现较高的放大倍数。
3. 集电极负反馈放大电路集电极负反馈放大电路是一种常用的中小功率放大电路，常见于音频放大器等设备中。
其基本结构由放大器管、负反馈元件和负载电阻组成。
输入信号经过放大器管放大，同时一部分经过负反馈元件返回输入端，通过负反馈调节放大倍数。
该电路具有输入输出阻抗稳定、放大倍数可调的特点，可用于提高音频放大器的稳定性和性能。
4. 共集电极放大电路共集电极放大电路是一种常见的放大电路，常用于高频放大。
其基本结构由输入电容、共集电阻和输出电阻组成。
输入信号经过输入电容进入共集电阻后，通过放大器管放大并输出。
该电路具有高输入阻抗、低输出阻抗的特点，能够实现较高的电压放大倍数，适用于需要放大高频信号的场合。
5. 共射放大电路共射放大电路是一种常见的放大电路，常用于低频和中频放大。
其基本结构由输入电容、倍增电阻和输出电阻组成。
输入信号经过输入电容进入倍增电阻后，通过放大器管放大并输出。
该电路具有低输出阻抗、高输入阻抗的特点，能够实现较高的电流放大倍数，适用于需要放大低频和中频信号的场合。
总结来说，基本放大电路主要包括直接耦合放大电路、交流耦合放大电路、集电极负反馈放大电路、共集电极放大电路和共射放大电路等。
基础放大电路
基础放大电路
基础放大电路是指通过对输入信号的放大，使得输出信号的幅度增大
的电路。
基础放大电路又可分为共射放大电路、共集放大电路和共基
放大电路。
共射放大电路是一种常用的基础放大电路，它利用晶体管的放大作用
将输入信号放大并输出，是各种电子器件中使用广泛的一种放大电路。
在共射放大电路中，输入信号通过输入电容转换到基极，经过电阻Rb 加以限制之后形成输入信号。
当输入信号加以限制后形成的幅度小于
晶体管基极发射结正向开启电压时，晶体管不导通，电路处于待机状态。
当输入信号的幅度超过晶体管基极发射结正向开启电压时，晶体
管会变为导通状态，这时会有一个由负电源向电阻Rc导通的电流Ic
通过晶体管，将输入信号放大并输出。
共集放大电路是指将输入信号通过一个电容器转换到集极，经过电阻Rc加以限制之后形成输出信号的电路。
共集放大电路的输出电压与输入电压的关系式为Vout = Vin - Vbe，其中Vbe是集-基结的压降，
因此集-基压降越大，输出电压就越小，反之亦然。
共基放大电路是指将输入信号施加在基极上，将输出信号从集极上取
出的电路。
共基放大电路的输出电压与输入电压的关系式为Vout = -
αVin，其中α为当前晶体管的放大倍数，一般取值在0.95-0.99之间。
总之，基础放大电路是一种基础电路，通过对输入电信号进行放大来
输出一个更大幅度的信号。
不同类型的放大电路有着不同的放大性能
和特点，需要根据实际应用情况选择合适的电路进行使用。
同时，在
电路设计过程中，需要考虑电路的稳定性、干扰抑制等问题，以确保
电路的正常工作。
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15.1 共发射极放大电路的组成
放大电路的输入
I i
Io
端可用一个等效电阻
+
ri 表示，称为放大电 路的输入电阻，是信
RS
E+-s
U i
-
+
ro
ri
E+-o
U o
-
RL
号源的负载，即
ri
U i I i
放大电路示意图
放大电路的输出端可用一电压源( E o，ro )表示，
总量：iB、iC、 iE、 uCE、uBE
静态：放大电路无输入信号(ui = 0)时的工作状态。 静态分析：确定放大电路的静态值(直流值)，即 IB、 IC、UBE、UCE ，设置合适的静态工作点，使放大电路 的输出信号不失真。
分析方法：估算法、图解法。
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压的变化，以实现电压 放大。
+
e-s
C1+
+
ui
iB iC
- +uBE
T
+
uCE
- RB
iE
RL
+
uo
-
-
EB
EC
共发射极基本交流放大电路
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15.1 共发射极放大电路的组成
基极电源EB和基极电阻RB：使发射结处于正向偏置， 并提供大小适当的基极电流，以使放大电路获得合适
地代替晶体管的特性曲线。
IB
UCE
⒈ 晶体管的微变等效电路 ⑴输入特性曲线
Q
IB
IB
晶体管的输入电阻
rbe
UBE IB
UCE
u be ib
U CE
晶体管的输入电路可用rbe等效代替。 O
UBE UBE
低频小功率晶体管的输入电阻估算式：
rbe200(1β)2IE6((m mA V ))
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的工作点。
耦合电容C1、C2：是极性电容器，起隔直通交作用。
RC +C2
RS
+
C1+
+
ui
iB iC
- +uBET
+
uCE
- RB
iE
RL
+
uo
-
e-s -
EB
共发射极基本交流放大电路
EC
RS
+
e-s
RB C1+
+
ui
RC
+ +C2
UCC
iB iC
- - +uBE
+
T uCE
iE
RL
+
uo
-
-
共发射极基本交流放大电路
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15.2 放大电路的静态分析
直流负载线
UCEUCC RCIC
由IB确定的某条输出 特性曲线与直流负载
U CC
IC/mA
RC 3
Q1
80A 60A
线的交点就是Q点
2
Q
40A
1.5
IB
UCCUBE RB
1
Q2 20A
O
3
6
IB=0
9
U12CCUCE/V
15.3.1 微变等效电路法
微变等效电路：把非线性元件晶体管所组成的放大电 路等效为一个线性电路，即把晶体管线性化，等效为 一个线性元件。
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15.3 放大电路的动态分析
线性化的条件：晶体管在小信号（微变量）情况下工
作，则在静态工作点附近的小范围内可用直线段近似
负载线 斜率
tan
1 RC
用图解法确定放大电路的静态工作点
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15.3 放大电路的动态分析
动态：放大电路有输入信号(ui 0)时的工作状态。 动态分析：在静态值确定的基础上分析各极电压和电 流的交流分量，计算电压放大倍数Au、输入电阻ri 、 输出电阻ro等。 分析方法：微变等效电路法、图解法。
它是负载电阻RL的电源，其内阻ro称为放大电路的输
出电阻。
放大电路的电压放大倍数
Au
U o U i
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15.2 放大电路的静态分析
放大电路中电压和电流的符号
直流分量：IB、IC、IE、UCE、UBE 交流分量：ib、 ic、 ie、 uce、 ube
理解共发射极单管放大电路的基本结构和工作原 理，掌握静态工作点的估算，掌握微变等效电路的分 析方法，了解放大电路输入电阻和输出电阻的概念； 理解射极输出器的基本特点和用途；了解放大电路的 频率特性；了解多级放大的概念；理解差分放大电路 的工作原理及差模信号和共模信号的概念；理解基本 的互补对称功率放大电路的工作原理；理解MOS场效 晶体管的基本结构、工作原理、主要特性和主要参数 的意义，了解共源极放大电路的工作原理。
15.3 放大电路的动态分析
⑵输出特性曲线
IC
晶体管的电流放大系数：
IC
IB
UCE
ic ib
U CE
△IC IC
晶体管的输出电路可
用一受控电流源 ic= ib代 O
替，表示其电流控制作用
Q
IB △UCE
△IC △IB
UCE
UCE
晶体管的输出电阻：
rce
UCE IC
IB
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共射极单管放大电路的基本结构和工作原理，静 态工作点的估算，微变等效电路的分析法。输入电阻、 输出电阻的概念，射极输出器的基本特点，多级放大 电路的概念。差模信号和共模信号的概念，基本的互 补对称功率放大电路的工作原理。
放大电路的频率特性。
讲课7学时，习题1学时。
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15.1 共发射极放大电路的组成
晶体管T：放大元件（控制元件），即能量较小的输入
信号通过晶体管的控制作用，去控制电源EC 所供给的 能量，以在输出端获得一个能量较大的信号。
集电极电源EC：为输出信号提供能 量，并保证集电结反向偏置。
RC
+C2
集电极电阻RC：将集电 极电流的变化变换为电 RS
第15章 基本放大电路
15.1 共发射极放大电路的组成
15.2 放大电路的静态分析
15.3 放大电路的动态分析
15.4 静态工作点的稳定
15.5 放大电路的频率特性
15.6 射极输出器
15.7 差分放大电路
15.8 互补对称功率放大电路
15.9 场效晶体管及其放大电路
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15.2 放大电路的静态分析
15.2.1 用估算法确定静态值
IB
UC
CUBE RB
U CC RB
IC IB
UCEUCC RCIC
15.2.2 用图解法确定静态值
RB
RC + UCC
IB
+
IC + TUCE
- UBE
- IE
⒈ 绘出晶体管的输出特性曲线组。
直流通路
⒉ 由直流通路求出偏流IB，确定某条输出特性曲线。 ⒊ 作出直流负载线：UCE = UCC– ICRC 。 ⒋ 负载线与确定的那条输出特性曲线的交点即为静态 工作点Q，进而确定UCE、IC。