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
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第二章 放大电路的基本原理和分析方法
' uCE iC RL
iC 0 4 4 (mA )
uCE (4 1.5) 6 (V )
交流负载线是放大电路动态工作点移动的轨迹
假设一个输入 电压uI, 在线性范 围内确定uBE、 iB、 iC、和uCE的波形。
估算电压 放大倍数
u0 uCE Au u I u BE
u
B 'E
iE I S e
iE I S e
rb'e uB' E iE
UT
u
B 'E
UT
u B ' E UT
UT 26 iE I CQ
uBE iB rbb' iE rb'e iB rbb' (1 )iB rb'e
rbe rbb ' 26 (1 ) I CQ
Q2
(c) Rc增大，Vcc、 Rb、β不变 直流负载线变平坦
工作点移近饱和区
Q2
(d) β增大，Vcc、 Rc、 Rb不变
IC增大，工作点移近饱和区
2.4.4 微变等效电路法 微变等效电路 在一个微小的工作范围内，用一 个等效的线性电路来代替三极管，使 得从线性电路的三个引出端看进去， 其电压、电流的变化关系和原来的三 极管基本一样。这样的线性电路称为 三极管的微变等效电路
6. 最大输出功率与效率 放大电路的最大输出功率，是指在输出信号不产 生明显失真的前提下，能够向负载提供的最大输出功 率，通常用符号Ｐom表示。
放大电路的效率η定义为输出功率Ｐ o 与直流电 源消耗的功率ＰＶ之比， 即 :
η =ＰＯ /ＰＶ
7. 非线性失真系数 所有的谐波总量与基波成分之比，定义为 非线性失真系数。符号为Ｄ
第2章 基本共射放大电路的工作原理
3．把握文章的艺术特色，理解虚词在文中的作用。
4．体会作者的思想感情，理解作者的政治理想。一、导入新课范仲淹因参与改革被贬，于庆历六年写下《岳阳楼记》，寄托自己“先天下之忧而忧，后天下之乐而乐”的政治理想。实际上，这次改革，受到贬谪的除了范仲淹和滕子京之外，还有范仲淹改革的另一位支持者——北宋大文学家、史学家欧阳修。他于庆历五年被贬谪到滁州，也就是今天的安徽省滁州市。也
是在此期间，欧阳修在滁州留下了不逊于《岳阳楼记》的千古名篇——《醉翁亭记》。接下来就让我们一起来学习这篇课文吧！【教学提示】结合前文教学，有利于学生把握本文写作背景，进而加深学生对作品含义的理解。二、教学新课目标导学一：认识作者，了解作品背景作者简介：欧阳修(1007—1072)，字永叔，自号醉翁，晚年又号“六一居士”。吉州永丰(今属江
参知政事范仲淹等人遭谗离职，欧阳修上书替他们分辩，被贬到滁州做了两年知州。到任以后，他内心抑郁，但还能发挥“宽简而不扰”的作风，取得了某些政绩。《醉翁亭记》就是在这个时期写就的。目标导学二：朗读文章，通文顺字1．初读文章，结合工具书梳理文章字词。2．朗读文章，划分文章节奏，标出节奏划分有疑难的语句。节奏划分示例
上限频率
4) 非线性失真系数D
5)最大不失真输出电压Uom：交流有效值。 6）最大输出功率Pom和效率
测试上述指标参数，要在放大电路上输 入什么样的信号？
二、基本共射放大电路的组成及各元件的作用
VBB、Rb：使UBE＞ Uon，且有 合适的IB。 VCC：使UCE≥Uon，同时作为负 载的能源。 Rc：将ΔiC转换成ΔuCE(uo) 。
RL
将输出等效 成有内阻的电 压源，内阻就 是输出电阻。
空载时输出 电压有效值
带RL时的输出电 压有效值
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。
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。
放大电路的基本原理和分析方法
1.41直流通路与交流通路 一、静态电路的分析
(一)、直流电路的画法 1.交直流共存的电路
Rb
C1
＋ UI _
RC C2 T
+VCC
+ U0
_
2.静态电路的画法 （1)电容在直流通路中相当于开路 （电感在直流通路中相当于短路）
在画直流通路时，电容c1左边的部分相当于断开、c2右边 的部分也相当于断开，去掉断开的部分则直流通路就画出 来了如图
载提供的最大输出功率，用Pom表示。 2.指放大电流的最大输出功率Pom与直流电源消耗的功率Pv之比，即 η＝ Pom/ Pv
六、失真系数 定义：各次谐波总量与基波分量之比，即 D=√B22+B32+····/B1 (B1,B2,B3····分别为输出信号的基波、 二次谐波、三次谐波····的幅值）
七、通频带 定义：放大倍数下降到中频放大倍数的0.707倍的两点所限定的频率
范围。
1.4放大电路的基本分析方法
定性分析放大电路的工作分为两方面的内容： 1.静态分析，即计算不加输入信号时放大电路的工作状态，估算静态 工作点。 2.动态分析，即u，输入电阻Ri，输出电阻R0
（2)整理，因为三极管的发射极接地是地，同时理想电压接 地，他们可以共地。如下图
＋
UI
Rb
_
+
T
RC
U0
_
Rb IBQ
RC
ICQ
T
+
VCEQ
-
+VCC
3.静态分析 定义：即分析只有直流电压VCC作用时电路中的电流和电压。亦即求 IBQ、ICQ、VCEQ 一般来说三极管的基极和发射极的电压为VBEQ=0.7V 则：IBQ=(VCC -VBEQ)/Rb ICQ=βIBQ VCEQ=VCC-ICQ*RC
(一)、直流电路的画法 1.交直流共存的电路
Rb
C1
＋ UI _
RC C2 T
+VCC
+ U0
_
2.静态电路的画法 （1)电容在直流通路中相当于开路 （电感在直流通路中相当于短路）
在画直流通路时，电容c1左边的部分相当于断开、c2右边 的部分也相当于断开，去掉断开的部分则直流通路就画出 来了如图
载提供的最大输出功率，用Pom表示。 2.指放大电流的最大输出功率Pom与直流电源消耗的功率Pv之比，即 η＝ Pom/ Pv
六、失真系数 定义：各次谐波总量与基波分量之比，即 D=√B22+B32+····/B1 (B1,B2,B3····分别为输出信号的基波、 二次谐波、三次谐波····的幅值）
七、通频带 定义：放大倍数下降到中频放大倍数的0.707倍的两点所限定的频率
范围。
1.4放大电路的基本分析方法
定性分析放大电路的工作分为两方面的内容： 1.静态分析，即计算不加输入信号时放大电路的工作状态，估算静态 工作点。 2.动态分析，即u，输入电阻Ri，输出电阻R0
（2)整理，因为三极管的发射极接地是地，同时理想电压接 地，他们可以共地。如下图
＋
UI
Rb
_
+
T
RC
U0
_
Rb IBQ
RC
ICQ
T
+
VCEQ
-
+VCC
3.静态分析 定义：即分析只有直流电压VCC作用时电路中的电流和电压。亦即求 IBQ、ICQ、VCEQ 一般来说三极管的基极和发射极的电压为VBEQ=0.7V 则：IBQ=(VCC -VBEQ)/Rb ICQ=βIBQ VCEQ=VCC-ICQ*RC
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 >
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
第四版 第4讲 放大的概念、基本共射放大、分析方法
两种实用放大电路
直接耦合放大电路
将两个电源 问题： 合二为一 静态时，U BEQ U Rb1 1. 两种电源 2. 信号源与放大电路不“共地” 动态时，b-e间电压是u 与 I 共地，且要使信号 Rb1上的电压之和。 驮载在静态之上
两种实用放大电路
阻容耦合放大电路
C1、C2为耦合电容！
＋ － ＋ －
【例】已知单管共射放大电路及特性曲线,Rb = 280 k， Rc = 3 k ，VCC = 12 V，试用图解法确定Q点。 解：首先估算 IBQ
Rb 12 0.7 ( )mA 40 μA 280 做直流负载线，确定 Q 点 IBQ VCC U B EQ
根据 UCEQ = VCC – ICQ Rc
清华大学 华成英 hchya@
【例】图示放大电路中，VCC = 12 V， Rc = 3 k， Rb = 280 k，NPN 硅管的 = 50，试估算Q点。 解：设 UBEQ = 0.7 V
VCC U BEQ I BQ Rb 12 0.7 ( ) mA 40 A 280
1. 直流通路:在直流电源的作用下直流电流流经的通路 ① Us=0，保留Rs； ②电容开路； ③电感相当于短路（线圈电阻近似为0）。
2. 交流通路：在输入信号的作用下直流电流流经的通路 ①大容量电容相当于短路；
②直流电源相当于短路（内阻为0）。
基本共射放大电路的直流通路和交流通路
VBB－U BEQ I BQ＝ Rb I CQ I BQ U CEQ VCC I CQ Rc
20
Q
iB
0
uBE/V t
0 0
0.68 0.7 0.72
uBE
uBE/V
输入回路工作情况
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D
U
2 2
U
2 3
U1
6 最大输出电压幅度 动态范围UO(P-P)
表示非线性失真系数D在允许范围时，放大器能够输出的最大电
压的值，用峰－峰值表示，或有效值表示(Uom 、Iom)
继续
7 最大输出功率与效率
输出信号不产生明显失真的前提下，能够向负载提
供的最大输出功率。用符号 Pom表示。
Pom
PV
保留内阻
iO
注意：
uS RS
计算输出电阻时必须将独立
Au
uo
信号源置零并保留内阻。 输出电阻与负载无关。
输出电阻的定义式：RO
uO iO
u
R
LS
0
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。
RO
( U O1 UO2
1)RL
Ro
US
Uo1
U S
uS
UO2
RUSO1; RL
RO RL
Au
UO1
Ro
US
RL Uo2
UO1 1 RO
UO2
RL
RO
(UO1 UO2
1)RL
4 通频带BW ——描述放大电路对不同频率信号的放大能力。
Au
中频增益 Aum
0.7Aum
低 频 区
放大倍数随频率变化的曲 线——幅频特性曲线
以共射放 大器为例 讲解工作 原理
继续
单管共射放大电路的工作原理
一．三极管的放大原理
三极管工作在放大区： 发射结正偏，
集电结反偏
放大原理：
Rb
ui →△UBE→△IB VBB
→△IC（b△IB） ui
IB +△IB T
+
UBE+△UBE -
IC +△IC
+
UC+E△UCE
-
→△UCE
→ uo
•
•
电压放大倍数： Au
uS RS
Au
Ro
US
输出电阻的定义式：RO
uO iO
Ru LS 0
➢以电压作为输出量的放大器：Ro 越小越好。 ➢以电流作为输出量的放大器：Ro越大越好。
如何通过实验测取电路的输出电阻Ro ？ 方法1：加压求流法 （1）将信号源置零 (保留受控源)。 （2）将负载开路，在输出端加一个电压uo ，测出输出电流io 。 （3）代入定义式计算。
t0
uCE
UCE
t C2 0
t
在输入端加入一 个正弦电压后，各 极电压和电流围绕 各自的静态值按正
ui
0
C1 iB iC
+
t
ui -
Rb EB
RC
+ uo uo 0
EC -
弦规律变化。
t 如果参数选择适当，
则uo的幅度将比ui大
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
2.1.1 放大的概念
放大的作用：把微弱的电信号放大 至负载所需的数值。
信
号 xi
源
放 大 器
xo
负 载
放大的对象：变化量。
放大的实质：小能量对大能量的控制。
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。
Au (dB) 20lg | Au | (dB)
| Au | 1000 Au(dB) 60(dB)
| Au | 1/ 2 Au (dB) 3(dB)
2 输入电阻Ri ——从放大电路输入端看进去的等效电阻。
用来描述放大电路对信号源索取电流的大小，也表示放大 器对信号源的影响程度。
uiS
ii
中频区
3dB
高 频 区
fL
下限截 止频率
上限截 止频率
fH
f
通频带： BW=fH –fL ——3dB带宽
5 非线性失真系数（D）：由于放大电路存在非线性失真， 当输入一定频率的正弦波信号时，放大电路的输出波形中，除 了由输入信号频率决定的基波成分外，还可能出现谐波。D的 定义是各次谐波总量与基波分量之比，即
Uo
•
Ui
+
Rc
u o
VCC
-
继续
当ui＝0时， uBE UBE ;iB IB; iC IC ;uCE UCE ; uo 0
当ui0时，uiUBE+ubeIB+ib IC+ic UCE+uce uo uCE=EC-iCRC =EC-ICRC-icRC =UCE-icRC
iB
IB
0
iC
IC
?
信
号 xi
放 大
xo
负 载
源
器
说到放大你最 关心什么
能放多大? 象不象 ?
1、放大倍数（增益） 2、输入电阻 3、输出电阻 4、通频带 5、非线性失真系数 6、动态范围
频率响应 ?
带负载能 力如何 ?
对信号源影 响有多大 ?
1 放大倍数（增益） ——描述放大电路放大能力的指标。
放大倍数＝ 输出量（是复数，反映两者的幅值比和相位差） 输入量
RSRS
＋
ui
－
iO
＋
Au
uo
－
Ri
ui ii
Ri
①输入为电压源：（ Ri越大越好）
Ri，ii ，ui就越接近uS，输入信号的利用率越高。
②输入为电流源：（ Ri越小越好）
Ri ，iRS ，ii就越接近iS，输入信号的利用率越高。
3 输出电阻Ro ——描述放大电路带负载能力的指标。
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，戴维南等效电路的内阻就是输出电阻。
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
电
功
号
压
率
提
放
放
放大的前提：
取
大
大
不失真
基本放大电路及其模型
按输入信号与输出信号的 不同组合方式，放大电路 有四种基本类型：
信
号 xi
源
放 大 器
xo
负 载
类型 输入信号xi 输出信号xo 电路增益 ( 放大能力)
电压放大器
ui
uo
电压增益 Au uo / ui
电流放大器
ii
io
电流增益 Ai io / ii
跨阻放大器
ii
跨导放大器
ui
uo
跨阻增益 Ar uo / ii
io
跨导增益 Ag io / ui
ii
+
RS
+
+
uS
ui -
-
+
信号源
放大电路
io
+
+
uo
RL
-
+
负载
放大——把微弱的电信号的幅度放大
2.1.2 放大电路的主要性能指标
电压放大器：Au uo / ui ——电压增益（无量纲） 电流放大器：Ai io / ii ——电流增益（无量纲） 跨阻放大器：Ar uo / ii ——跨阻增益（） 跨导放大器：Ag io / ui ——跨导增益（S）
放大倍数（增益）的“分贝”表示方法： 放大倍数也常用分贝作单位，其换算关系为：
：效率 PV：直流电源消耗的功率
符号规定
UA 大写字母、大写下标，表示直流量。 uA 小写字母、大写下标，表示全量。
ua 小写字母、小写下标，表示交流分量。
uA
全量
ua
交流分量
UA直流分量
t
2.2
2.2 基本放大电路的组成和工作原理
三极管放 大电路有 三种形式
共射放大器 共基放大器 共集放大器