第二章 放大器基础
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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)
模电第二章放大电路的基本知识全解
三.放大电路的组成原则
2.2.1
iC RC
放
iB
大
vs
RB
VBB
T vo
VCC
电 路 的
组
交流待放大输入信号能够顺利地加至 成 放大电路的输入端。
被放大的交流输出信号能够顺利地送至 负载，以实现信号的放大。
2.2.2 放大电路的主要性能指标
第
二
Ii
Io
节
放
Is Rs
Rs Vi
大 电
I&o
I&i VI&&oi
大 电 路 的 主 要
电压增益 20lg A&v (dB) 功率增益 10 lg A&P (dB)
电流增益 20lg A&i (dB) 性 能 指
甲放大电路的增益为-20倍，乙放大电路的增益 标
为-20dB，问哪个电路的增益大？
四.通频带
通频带：用于衡量放大电路对不
A&v
V&o V&i
源电压 增益
A&vs
V&o V&s
主 要 性 能 指 标
三.放大倍数
2.2.2
Rs Ii
Vs
Vi
Zi
放
Io
Zi
大 电 路
Zo Vo'
Vo
RL Zo
放 大 电 路 的 主
电流 增益
A&i
I&o I&i
功率
源电流 增益
A&is
I&o I&s
要 性 能
电子电路基础(第四版)目录[4页]
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第六章 低频功率放大器
§6—1 功率放大器的基本要求及分类 §6—2 OTL和OCL功率放大器 §6—3 集成功率放大器
Hale Waihona Puke 第七章 直流稳压电源§7—1 整流电路 §7—2 滤波电路 §7—3 分立元件组成的直流稳压电源 §7—4 集成稳压器 §7—5 开关型直流稳压电源
第八章 晶闸管及其应用 §8—1 普通晶闸管 §8—2 晶闸管可控整流电路 §8—3 特殊晶闸管及其应用
谢谢 THANKS
目录
第一章 二极管和三极管
§1—1 二极管 §1—2 三极管
第二章 放大器基础
§2—1 §2—2 §2—3 §2—4 §2—5
共射放大器 共集放大器和共基放大器 场效应管放大器 多级放大器 差分放大器和集成运算放大器
第三章 放大器中的负反馈
§3—1 反馈的基本概念 §3—2 负反馈对放大器性能的影响 §3—3 四种负反馈放大器性能分析
第四章 集成运算放大器的应用
§4—1 集成运放的主要参数和工作特点 §4—2 信号运算电路 §4—3 集成运放的非线性应用 §4—4 使用集成运放应注意的问题
目录
第五章 波形发生器
§5—1 选频放大器与正弦波振荡器 §5—2 LC振荡器 §5—3 石英晶体振荡器 §5—4 RC桥式振荡器 §5—5 非正弦波发生器
§6—1 功率放大器的基本要求及分类 §6—2 OTL和OCL功率放大器 §6—3 集成功率放大器
Hale Waihona Puke 第七章 直流稳压电源§7—1 整流电路 §7—2 滤波电路 §7—3 分立元件组成的直流稳压电源 §7—4 集成稳压器 §7—5 开关型直流稳压电源
第八章 晶闸管及其应用 §8—1 普通晶闸管 §8—2 晶闸管可控整流电路 §8—3 特殊晶闸管及其应用
谢谢 THANKS
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第一章 二极管和三极管
§1—1 二极管 §1—2 三极管
第二章 放大器基础
§2—1 §2—2 §2—3 §2—4 §2—5
共射放大器 共集放大器和共基放大器 场效应管放大器 多级放大器 差分放大器和集成运算放大器
第三章 放大器中的负反馈
§3—1 反馈的基本概念 §3—2 负反馈对放大器性能的影响 §3—3 四种负反馈放大器性能分析
第四章 集成运算放大器的应用
§4—1 集成运放的主要参数和工作特点 §4—2 信号运算电路 §4—3 集成运放的非线性应用 §4—4 使用集成运放应注意的问题
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第五章 波形发生器
§5—1 选频放大器与正弦波振荡器 §5—2 LC振荡器 §5—3 石英晶体振荡器 §5—4 RC桥式振荡器 §5—5 非正弦波发生器
02章放大电路基础习题
2-19 直接耦合放大电路能放大（ B ）信号；阻容耦合放大电 路能放大（ C ）信号。
A）直流
B）交，直流
C）交流
2-20 直接耦合与阻容耦合的多级放大电路之间的主要不同点是 （ A）
A）放大的信号不同 B）直流通路不同 C）交流通路不同
2-21 放大变化缓慢的信号应采用（ A ）放大器。
A）直接耦合 B）阻容耦合 C）变压器耦合
A） K1减小， K2不变 C） K1， K2都不变
B） K1不变， K2增大 D） K1， K2都增大
2-18 某共发射极放大器直流负载线和交流负载线的斜率分别 为K1和K2（K1≠K2）如果负载电阻RL增大，则（ B）
A） K1减小， K2不变 C） K1， K2都不变
B） K1不变， K2减小 D） K1， K2都减小
Rb
Rc
图
2-7
c1 +
+ c2
v
Ui
RL
U0
图c是饱和失真。饱和失真是静态工作点位 置偏上造成的。解决办法是增大Rb，使Ib减
ui
小，从而使静态工作点向下移动。
a)
uce1
uce2
o
t
o
to
t
(b)
(c)
例2-5
如图所示的分压式偏置放大电路中， 已Ucc=24V,Rc=3.3kΩ，
Re=1.5kΩ,Rb1=33kΩ,Rb2=10kΩ,RL=5.1kΩ晶体管β=66设Rs=0.
A）确保电路工作在放大区
B）提高电压放大倍数
C）稳定静态工作点
D）提高输入电阻
+UCC
RB RC
C2
C1
+
《放大电路》PPT课件
N
T UCEQ
uo
(VCC ,0) RC
Q1
Q2
IB
0
M(VCC,U0C) E/V
(3) 改变RC — 直流负载线斜率发生改变
IBQ
RB C1
ui
VCC
RC
ICQ
C2
ICQ
=
VCC
- UCEQ RC
I BQ = VCC
IC/mA
- UBEQ RB
RC2 > RC1
T UCEQ
(VCC
N
,0)
uo RC
+ UBEQ
当输入信号为0时， IBQ、ICQ、 UBEQ、UCEQ称为放大电路的静态工作点Q —Quiescent P oint
(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
交流通路是在输入信号作用下，交流信号流 经的通路，也就是动态电流流经的通路，用于 研究动态参数。
二、输入电阻Ri
• 放大电路一定要有前级（信号源）为其提供信号 ，那么就要从信号源取电流。输入电阻是衡量放 大电路从其前级取电流大小的参数。输入电阻越 大，从其前级取得的电流越小，对前级的影响越
小。
US ~
Ii
Ui
Au
Ri
=
Ui Ii
Ii
+
Au
Rs
Ui +
Ri
Us
--
信号源为电压源
Ii
Rs
Ri
Is
(c)
模拟电路放大器基础
Rs
ED
RD
RG
RS
CS
放大单元由场效应管及周边元件组称为场效应管放大电路
Ui
RL
R1
Rf
UO直流电源，直流电源有两个作用：一是给放大单元提供正确的偏置，使其工作在放大状态，（如使晶体三极管发射结正偏，集电结反偏）。二是为输出信号提供能量，信号通过放大电路使输出电压或电流得到放大，也就是信号功率得到放大，而直流电源就提供了输出功率。
得到直流通路
IBEQ
UBEQ
UCC
RB
RC
UCEQ
（2）写出三极管输入、输出回路负载方程
由输入回路可以得到
由输出回路可以得到
（3）在输入、输出特性曲线的伏安平面上分别画出输入、输出回路负载线
UCC
0
IBQ
输入特性曲线
输入回路直流负载线
其交点Q所对应的电流和电压就是工作点电流和电压
输出特性曲线
放大器的输入阻抗定义为：
如果电路中所有的电抗性元件均不予考虑，那么输入阻抗就可用输入电阻来表示：
放大器的输出阻抗是将负载断开后，信号源为零时，从输出端看进去的等效阻抗，可用戴维南定理来求，即：
3．非线性失真
具有放大作用的电子器件一般都是非线性器件，信号经过放大器后，必然产生某种程度的失真。当输入单一频率的正弦信号时，输出信号将是一个周期性的非正弦波，即输出信号新的谐波分量产生，基波频率和输入信号频率相同，为有用信号，谐波分量就是由电子器件的非线性引起的。显然，谐波成分比例越大，失真就越大。这种因电子器件非线性特性引起的产生新的谐波分量的失真称为非线性失真。
进行静态分析必须先得到放大电路的直流通路。
例2-1 如图所示固定偏置放大电路，已知RB =200 K，RC =3K，UCC = 12V，=50，试计算该电路的静态工作点。（设晶体管为硅管，UBE = 0.6V）
ED
RD
RG
RS
CS
放大单元由场效应管及周边元件组称为场效应管放大电路
Ui
RL
R1
Rf
UO直流电源，直流电源有两个作用：一是给放大单元提供正确的偏置，使其工作在放大状态，（如使晶体三极管发射结正偏，集电结反偏）。二是为输出信号提供能量，信号通过放大电路使输出电压或电流得到放大，也就是信号功率得到放大，而直流电源就提供了输出功率。
得到直流通路
IBEQ
UBEQ
UCC
RB
RC
UCEQ
（2）写出三极管输入、输出回路负载方程
由输入回路可以得到
由输出回路可以得到
（3）在输入、输出特性曲线的伏安平面上分别画出输入、输出回路负载线
UCC
0
IBQ
输入特性曲线
输入回路直流负载线
其交点Q所对应的电流和电压就是工作点电流和电压
输出特性曲线
放大器的输入阻抗定义为：
如果电路中所有的电抗性元件均不予考虑，那么输入阻抗就可用输入电阻来表示：
放大器的输出阻抗是将负载断开后，信号源为零时，从输出端看进去的等效阻抗，可用戴维南定理来求，即：
3．非线性失真
具有放大作用的电子器件一般都是非线性器件，信号经过放大器后，必然产生某种程度的失真。当输入单一频率的正弦信号时，输出信号将是一个周期性的非正弦波，即输出信号新的谐波分量产生，基波频率和输入信号频率相同，为有用信号，谐波分量就是由电子器件的非线性引起的。显然，谐波成分比例越大，失真就越大。这种因电子器件非线性特性引起的产生新的谐波分量的失真称为非线性失真。
进行静态分析必须先得到放大电路的直流通路。
例2-1 如图所示固定偏置放大电路，已知RB =200 K，RC =3K，UCC = 12V，=50，试计算该电路的静态工作点。（设晶体管为硅管，UBE = 0.6V）
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
b) 空载时，交流 负载线与直流负 载线重合
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。
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。
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ii
ib
ib
rbe
ic
io
电压放大倍数
_
+
vi
RB
vi
rce
RC
RL
vo
－
ic R 'L vo ( RC // RL ) Av β vi ib rbe rbe
2K 40 92 866 讨论：1）共射放大电路为反相放大电路
2）电压增益与β、RC成正比
3）电压增益与Q点位置的高低（ICQ）成反比
电流放大倍数
ii
_
ib
ib
rbe
ic
io
+
vi
RB
vi
rce
RC
RL
vo
－
io i c Ai β i i ib
讨论：1）RB在输入端产生分流作用 2）RL、RC成在输出端产生分流作用 共射放大电路是一种具有电压和电流放大作用的反相放大器
Q
I BQ
Q ''
iC min
vCE minVCEQ vCE maxVCC vCE vCE
VBEQ
vBE
vBE
vi
t
t
vo
共射电路为反相放大器
工作点的运动轨迹称为动态范围
vi
v i Vim sint
v BE VBEQ v be VBEQ v i i B I BQ ib iC I CQ ic I CQ ib vCE VCEQ v ce (VCC I CQ RC ) iC ( RC // RL )
(1+β)Re≈10Rb1||Rb2
+VCC
②利用Re将IE的变化转化为电压
Rb1
的变化 ΔVE＝Δ IE· e R
vi Rb2
I1 RC IB VB I2 Re
IC VE IE RL
vo
稳定过程
T IC
IC IE=IC+IB I
E
VBE=VB-IERe
ＶBE
IB
加入Re形成了负反馈过程，使电路稳压
RC
v CEQ
RB
VBB
v BEQ
VCC
vCE = VCC － iCRC 直流负载线
B、作非线性部分的V－A特性－－三极管输入、输出 特性曲线 C、作线性部分V－A特性直线
iB / A
V BB RB
IBQ
直流负载线 斜率为 －1/RB
VCC RC
iC /mA
直流负载线 斜率为－1/RC
Q
ICQ
三、微变等效法电路分析
iC C C
iB
vi
ICQ
I BQ
RC
vCE
4K
+
RC
RB
300 K
VCC
vBE
RL v o 4K
－
RB
vCEQ
VCC
VCC
v BEQ
VCC
1）画出直流通路图
'
直流通路
2）计算静态工作点（已知 40, rbb 200 ）
I BQ VCC / RB 12 / 300 K 40 A I CQ I BQ 40 40 A 1.6mA
频率失真为线性失真，失真信号中不会产 生新的频率成分。
线性失真：输出信号中不会产生新的频率成分
非线性失真：输出 信号中会产生新的 频率成分的失真。
2.2 共发射极放大电路 一、电路构成 三极管工作在放大区：
发射结正偏 集电结反偏
使发射结正偏，并提供适 当的静态工作点。
集电极电阻，将变化的电流 转变为变化的电压。
四、放大器的偏置电路
偏置电路的要求：
1)提供放大器所需要的工作点。 2)工作点在外部条件(主要是温度)变化时保持不变。
晶体管放大器的偏置电路
固定偏置电路 VBE RB
300kΩ
VCC
+12V
RC T
4kΩ
T
Q
ICEO
改进偏置电路，当温度升高、 IC增加时，能够自动 减少IB，从而抑制Q点的变化。保持Q点基本稳定。
Rs 很小
t
vBE iB
VBEQ t I BQ t
I CQ
iC
vCE
t
VCEQ
vo
t
t
3、Q点位置的选择
iB
I BQ
Q'
iC
Q ''
Q ''
交流负载线
Q
vBE
ICQ
Q
VCEQ
I BQ
Q'
vCE
VBEQ
饱和失真
截止失真
Q点选择在交流负载线的中心点，可获得最大不失 真输出，当信号幅度不大时，为降低电源消耗，在保证 不失真且得到一定电压增益的条件下，可选择低一点。
A、在输入曲线上求iB
vCE VCEQ iC ( RC // RL )
iB / A
B、根据iB在输出特性上求iC和vCE ' RL RC // RL
iC /mA
VCC RC
交流负载线 ' 斜率为 1 / RL
Q
'
iB max
I BQ
Q
''
Q
VBB
iB min
Q'
iC max
I CQ
放大器的性能指标
输入阻抗 Vi 中频段 Zi Ri Ii
输出阻抗 V 'o Zo ' I o
中频段
Ro
Rs
is
Rs
Vs
vi
Ro
Ri
vot
RL
ion
为有效传输信号， 若需要得到较大输入电压，希望 若需要得到较大输入电流，希望
Ro
Ri Rs Ri Rs
RB
RL
VCC
VBB
vBE
vo
－
vi
RB
vCE
vBE
交流通路
1）输入正弦电压
v i Vim sint
输入回路 vBE = VBEQ + vi
信号通路： vi
输入特性不变 Q点沿输入特性上下移动
vBE
iB
iC
vCE
负载线不变
vo
输入特性
输出特性
Q点沿负载线上下移动
2）图解法确定各电量变化情况
频率特性
放大器中的电抗性元件对不同频率的信号呈 现出不同的阻抗，使放大器对不同频率的输 入信号具有不同的增益，把放大器这种增益 随输入信号频率变化的特性称为频率特性。
A( j ) A( )e j A ( ) 增益函数
A( )为增益的幅值，称为幅频特性
A ( )为增益的相角，称为相频特性
VCEQ VCC I CQ RC 5.6V
3）画出交流通路，并采用H参数交流等效电路替 代三极管 iC
iC C C
iB
vi
iB
RC
vCE
4K
+
RL
4K
+
RC RL
4K 4K
RB
300 K
VCC
vBE
vo
－
vi
RB
300 K
vCE
v BE
vo
－
VCC
交流通路
ii
_
RL Ro 若需要得到稳定输出电流，希望 RL Ro
若需要得到稳定输出电压，希望
增益 ：放大倍数A，是放大器输出量与输入量的 比值，反映放大器放大电信号的能力。
Vo 电压增益 Av Vi
中频段
Vo 中频段 vo 源电压增益 Avs V v s s I o 中频段 io Ai 电流增益 i I
iC C C
iB
RB
B
C E
vCE
RC
VBB
RL
VCC
vBE
vo
耦合电容， 起到隔离直 + 流、耦合交 流的作用
vi _
－
参考零 电位点
集电极电源， 为电路提供能 量。并保证集 电结反偏。
放大作用原理
iB RB
iC C C
B
C E
vCE
RC
+
RL
vo
－
VBB
vBE
vi _
VCC
i
vo vi
中频段 I o io 源电流增益 Ais Is is Io Ag Vi 互导增益 A Io gs Vs
i
Vo Ar Ii 互阻增益 A Vo rs I s
ib
ib
rbe
ic
io
+
vi
RB
vi
rce
RC
RL
vo
－
交流等效电路
4）参数求解
_
ii
ib
ib
rbe
ic
io
+
vi
RB
vi
rce
RC
RL
vo