晶体管基本放大电路
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基本共射放大电路原理
基本共射放大电路原理
基本共射放大电路原理是一种常见的放大电路。
该电路由一个NPN晶体管组成，通过将输入信号与电池电压施加在晶体管的基极上，实现对输入信号的放大。
在基本共射放大电路中，负载电阻连接在晶体管的集电极上，输出信号从集电极处取出。
基本共射放大电路的工作原理如下：当输入信号施加在基极上时，如果该信号为正半周，使得基极电流增加，晶体管进入放大状态，导通电流增加。
这导致由晶体管集电极到负载电阻的电压降增加，从而输出信号得到放大。
反之，当输入信号为负半周时，基极电流减小，导通电流减小，从而导致输出信号的电压降减小。
基本共射放大电路有几个特点和应用。
首先，它具有较高的电压放大倍数。
其次，该电路具有较低的输入阻抗和较高的输出阻抗，因此能够驱动高阻抗负载。
此外，基本共射放大电路还具有较宽的频率响应范围，可以用于音频放大、射频放大和功率放大等应用。
虽然基本共射放大电路具有很多优势，但也存在一些不足之处。
例如，由于晶体管存在饱和区和截止区，输出信号存在一定的失真。
此外，该电路还可能受到温度变化和晶体管参数的影响，需要进行相应的补偿和稳定措施。
总之，基本共射放大电路是一种常用的放大电路，在许多电子设备中得到了广泛应用。
通过深入了解其工作原理和特点，可以更好地理解和设计电子电路。
基本放大电路
功率放大器电路实物图(12张)功放电路和前面介绍的基本放大电路都是能量转换电路，从能量控制的角度来 看，功率放大器和电压放大器并没有本质上的区别。但是，从完成任务的角度和对电路的要求来看，它们之间有 着很大的差别。低频电压是在小信号状态下工作，动态工作点摆动范围小，非线性失真小，因此可用微变等效电 路法分析、计算电压放大倍数、输入电阻和输出电阻等性能指标，一般不考虑输出功率。而功率放大电路是在大 信号情况下工作，具有动态工作范围大的特点，通常只能采用图解法分析，而分析的主要性能指标是输出功率和 效率。
具有足够大的输出功率
为了获得尽可能大的功率输出，要求功放管工作在接近“极限运用”的状态。选管子时应考虑管子的三个极 限参数能小
功放工作在大信号状态下，不可避免地会产生非线性失真，而且同一功放管的失真情况会随着输出功率的增 大而越发严重。技术上常常对电声设备要求其非线性失真尽量小，最好不发生失真。而在控制电动机和继电器等 方面，则要求以输出较大功率为主，对非线性失真的要求不是太高。
前级功放 其主要作用是对信号源传输过来的节目信号进行必要的处理和电压放大后，再输出到后级放大器。 后级功放 其对前级放大器送出的信号进行不失真放大，以强劲的功率驱动扬声器系统。除放大电路外，还设计有各种 保护电路，如短路保护、过压保护、过热保护、过流保护等。前级功放和后级功放一般只在高档机或专业的场合 采用。 合并式放大器 将前级放大器和后级放大器合并为一台功放，兼有前二者的功能，通常所说的放大器都是合并式的，应用范 围较广。
功率放大器主要考虑获得最大的交流输出功率，而功率是电压与电流的乘积，因此功放电路不但要有足够大 的输出电压，而且还应有足够大的输出电流。因此，对功放电路具有以下几点要求。
效率尽可能高
功放是以输出功率为主要任务的放大电路。由于输出功率较大，造成直流电源消耗的功率也大，效率的问题 突显。在允许的失真范围内，期望功放管除了能够满足所要求的输出功率外，应尽量减小其损耗，首先应考虑尽 量提高管子的工作效率。
第11章 基本放大电路
U BE ube rbe I B ib
Δ U BE
0
U BE
电工电子技术
第11章 基本放大电路
26(mV) rbe 300 (1 ) I EQ (mA)
IC
Δ IC
输出特性曲线在放大区域内可认为呈 水平线，集电极电流的微小变化ΔIC仅与 基极电流的微小变化ΔIB有关，而与电压 uCE无关，故集电极和发射极之间可等效为 一个受ib控制的电流源，即：
电工电子技术
第11章 基本放大电路
2、 温度对静态工作点的影响
UBE减小
温度升高
ICBO增大
IC增大
β增大
电工电子技术
第11章 基本放大电路
3、常用的静态工作点稳定的放大电路
RC RB1 C1 + Rs us + － ui － RB2 + V RL RE + CE + +UCC C2 I1 + uo － UB I2 RB1 IBQ RC ICQ +UCC +
过Q点作垂线， 在横轴上的截 距即为UCEQ
电工电子技术
第11章 基本放大电路
例11.2
详见教材 P171
电工电子技术
第11章 基本放大电路
用图解法求静态工作点的一般步骤为：
（1）给出晶体管的输出特性曲线图；
（2）根据输出回路的线性部分写出其直线方程； （3）利用直线方程计算出其在特性曲线横轴和纵轴上的两个特殊点； （4）连接特性曲线图横轴和纵轴上的两个点作出直流负载线； （5）根据直流通路图用基尔霍夫第二定律计算出偏流IB； （6）在特性曲线图上找到IB所对应的那条曲线与直流负载线的交点，即 为静态工作点；
晶体管及其基本放大电路
N(发射区) 发射结
E
BJT示意图
BJT结构特点
• 发射区的掺杂浓度最高 ( N+ )；
• 集电区掺杂浓度低于发射区，且面积大；
• 基区很薄，一般在几个微米至几十个微米，且掺杂浓 度最低。
BJT三个区的作用：
CB E
发射区：发射载流子
集电区：收集载流子 基区：传送和控制载流子
P N+ N-Si
7.1.1 BJT的结构简介
基区：传送和控制载流子
（以NPN为例）
IE=IB+ IC IC= INC+ ICBO
动画示意
放大状态下BJT中载流子的传输过程
动画演示
7.1.2 放大状态下BJT的工作原理
三极管的放大作用是在一定的外部条件控制下，通
过载流子传输体现出来的。
外部条件：发射结正偏，集电结反偏。
以NPN管为例 发射结正偏 VBE≈ 0.7V； 晶体管发射结导通。
共发射极接法，发射极作为公共电极，用CE表示 ；
共基极接法，基极作为公共电极，用CB表示 ;
共集电极接法，集电极作为公共电极，用CC表示。
7.1.3 BJT的特性曲线
输入特性曲线 BJT的特性曲线
输出特性曲线
输入回路
RB VBB
IB
+ VBE
-
IC +
VCE IE
RC VCC
输出回路
试验电路
晶体管特性图示仪
P N
E
VCE IB 0V 1V 10V
VBE 0
随着VCE电压的增大, 基区IB的电流通道变窄, IB 减小。要 获得同样大的 IB , 必需增大VBE 。表现出曲线右移。
当VCE ≥1V时，特性曲线右移的距离很小。通常将VCE=1V
E
BJT示意图
BJT结构特点
• 发射区的掺杂浓度最高 ( N+ )；
• 集电区掺杂浓度低于发射区，且面积大；
• 基区很薄，一般在几个微米至几十个微米，且掺杂浓 度最低。
BJT三个区的作用：
CB E
发射区：发射载流子
集电区：收集载流子 基区：传送和控制载流子
P N+ N-Si
7.1.1 BJT的结构简介
基区：传送和控制载流子
（以NPN为例）
IE=IB+ IC IC= INC+ ICBO
动画示意
放大状态下BJT中载流子的传输过程
动画演示
7.1.2 放大状态下BJT的工作原理
三极管的放大作用是在一定的外部条件控制下，通
过载流子传输体现出来的。
外部条件：发射结正偏，集电结反偏。
以NPN管为例 发射结正偏 VBE≈ 0.7V； 晶体管发射结导通。
共发射极接法，发射极作为公共电极，用CE表示 ；
共基极接法，基极作为公共电极，用CB表示 ;
共集电极接法，集电极作为公共电极，用CC表示。
7.1.3 BJT的特性曲线
输入特性曲线 BJT的特性曲线
输出特性曲线
输入回路
RB VBB
IB
+ VBE
-
IC +
VCE IE
RC VCC
输出回路
试验电路
晶体管特性图示仪
P N
E
VCE IB 0V 1V 10V
VBE 0
随着VCE电压的增大, 基区IB的电流通道变窄, IB 减小。要 获得同样大的 IB , 必需增大VBE 。表现出曲线右移。
当VCE ≥1V时，特性曲线右移的距离很小。通常将VCE=1V
3-4基本放大电路的分析方法
diC
iC iB
UCE
diB
iC uCE
IB
duCE
在低频正弦信号作用下，上式可写成复数形式：
Ube h11 Ib h12 Uce Ic h21 Ib h22 Uce
式中出现的四个系数，分别为： iB
h11
uBE iB
UCE
称为输入电阻rbe 量纲为Ω 。
信号在不失真的情况下所能达到的最大值，一般用Uommax 或Iommax表示。
ic
i C/mA
I CQ
I CQ 动
Q
I BQ
交流负载线 1
态
RL
范
围
O
tO
U CES
U CEQ
uCE /V
放大电路的最大不失真输出幅度
U o m m a x= m in U C E Q U C E S ,IC Q R L
IE Re
基极电流为： 对于硅管： 集电极电流为：
IB
V'CCUBE
R'b(1)Re
UBE 0.7V
IC IB
列输出回路方程：
IC R c U C EIE R eV C C
晶体管的管压降： U C EV C CIC (R cR e)
②估算法
当I1=(5~10)
IB时，可忽略IB，基极电位为：
R b1
C1 +
U i R b 2
V CC
Rc
R b1
+ C2
VT
RL Re +
Uo 直流通路 R b 2
Ce
V CC
Rc
VT Re
分压偏置共射放大电路
电子技术基础： 晶体管放大电路
二、性能分析 1、静态 2、动态
输入电压为零时， 电路输出电压会偏离 初始值，随时间作缓慢、
无规则地变动。
Vcc
三、电路特点
ui
uo
6.4 功率放大电路
6.4.1 功率放大电路的基本特点
一、输出功率足够大
输出足够大的信号电压、足够大的信号电流。
二、转换效率尽可能高
效率：交流输出功率与电源提供的直流功率之比。
6.2.4 稳定静态工作点的放大电路
1.温度对静态工作点的影响 T↑→ICBO↑,温度每升高10oC, ICBO↑一倍 T↑→UBE↓,温度每升高1oC, UBE↓2.5mv T↑→β↑,温度每升高1oC,β↑ 0.5%—1%
100℃ 27℃
0℃
温度扫描分析
6.2.4 稳定静态工作点的放大电路
2. 典型的稳定静态工作点电路 一、电路构成
三、非线性失真尽可能小
工作在大信号状态，难免带来非线性失真。
四、重视功率管的散热和保护
功率放大电路的分类 分类：
1、甲类状态：晶体管在整个信号周期内导通。
2、乙类状态：晶体管只在信号半个周期内导通。 3、甲乙类状态：晶体管导通时间略大于半个周期。
6.4.2 互补对称功率放大电路
1.互补对称乙类功放电路(OCL电路)
(1 )RL rbe (1 )RL
RL = Re // RL
输入电阻Ri
Ri
Ui Ii
Rb
// [rbe
(1 )RL ]
输出电阻Ro
Ro
Uo Io
Re
// (rbe
RS // Rb )
1
特点：Au略小于1；Uo与Ui同相；Ri大，Ro小; 有电流、功率放大作用。
输入电压为零时， 电路输出电压会偏离 初始值，随时间作缓慢、
无规则地变动。
Vcc
三、电路特点
ui
uo
6.4 功率放大电路
6.4.1 功率放大电路的基本特点
一、输出功率足够大
输出足够大的信号电压、足够大的信号电流。
二、转换效率尽可能高
效率：交流输出功率与电源提供的直流功率之比。
6.2.4 稳定静态工作点的放大电路
1.温度对静态工作点的影响 T↑→ICBO↑,温度每升高10oC, ICBO↑一倍 T↑→UBE↓,温度每升高1oC, UBE↓2.5mv T↑→β↑,温度每升高1oC,β↑ 0.5%—1%
100℃ 27℃
0℃
温度扫描分析
6.2.4 稳定静态工作点的放大电路
2. 典型的稳定静态工作点电路 一、电路构成
三、非线性失真尽可能小
工作在大信号状态，难免带来非线性失真。
四、重视功率管的散热和保护
功率放大电路的分类 分类：
1、甲类状态：晶体管在整个信号周期内导通。
2、乙类状态：晶体管只在信号半个周期内导通。 3、甲乙类状态：晶体管导通时间略大于半个周期。
6.4.2 互补对称功率放大电路
1.互补对称乙类功放电路(OCL电路)
(1 )RL rbe (1 )RL
RL = Re // RL
输入电阻Ri
Ri
Ui Ii
Rb
// [rbe
(1 )RL ]
输出电阻Ro
Ro
Uo Io
Re
// (rbe
RS // Rb )
1
特点：Au略小于1；Uo与Ui同相；Ri大，Ro小; 有电流、功率放大作用。
晶体管单管放大电路的三种基本接法的特点
晶体管单管放大电路的三种基本接法
的特点
晶体管单管放大电路是电子电路中非常基础且重要的部分，它主要有三种基本接法：共射接法、共基接法和共集接法。
每种接法都有其独特的特点和应用场景。
共射接法：在共射接法中，输入信号加在基极和发射极之间，输出信号取自集电极和发射极之间。
这种接法的电压放大倍数较高，电流放大倍数也较大，输入电阻适中，输出电阻较高。
因此，共射接法常用于电压放大和功率放大。
然而，由于输出电阻较高，它对负载的变化较为敏感，可能导致电路的稳定性下降。
共基接法：在共基接法中，输入信号加在发射极和基极之间，输出信号取自集电极和发射极之间。
这种接法的电压放大倍数较低，电流放大倍数较大，输入电阻较小，输出电阻也较低。
因此，共基接法常用于高频放大和宽频带放大，因为它对输入信号的变化较为敏感，且具有较好的频率响应。
共集接法：在共集接法中，输入信号加在基极和集电极之间，输出信号取自发射极和集电极之间。
这种接法的电压放大倍数接近于1，电流放大倍数较小，输入电阻较大，输出电阻较小。
因此，共集接法常用于电压跟随和缓冲放大，因为它具有较小的输出电阻，对负载的变化不敏感，能够提供良好的电路稳定性。
总的来说，三种基本接法各有优缺点，应根据具体的应用需求来选择合适的接法。
在实际的电子电路设计中，常常会根据电路的性能要求，结合三种接法的特点，采用复合电路或者多级放大电路来实现所需的功能。
基本放大电路
耦合电容C1和C2 ：用来隔断直流、耦合交流。电容 值应足够大，以保证在一定 的频率范围内，电容上的 交流压降可以忽略不计，即对交流信号可视为短路。
7.1.2 放大电路的分析
一、分析三极管电路的基本思想和方法
基本思想
非线性电路经适当近似后可按线性电路对待， 利用叠加定理，分别分析电路中的交、直流成分。 直流通路(ui = 0)分析静态。 交流通路(ui 0)分析动态，只考虑变化的电压和电流。 画交流通路原则：
7.2sint (mV)
ib
u be r be
5.5sin t (A)
iC = ( 2.4 + 0.55sint ) mA uCE = ( 5.5 – 0.85sint ) V
ic i b 0.55sin t (mA )
IBQ
12 0.7 470
0.024 (mA)
ICQ = IBQ = 2.4 mA UCEQ = 12 2.4 2.7 = 5.5 (V)
r be
200 (1 ) 26
I EQ
200 26 1 283 () 0.024
② 交流通路 iC
C2
③ 小信号等效
+
+
C1
RS + uS –
1.微变等效电路法
动态分析的目的：确定放大电路的电压放大倍数 ， 输入电阻和输入电阻。
分析方法：微变（小信号）等效电路分析法。
B ib + ube
–
ic C
+
uce
E
–
IB
IB
Q IB
rbe
UBE IB
ube ib
300() (
1) 26(mV ) IE (mA )
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＋ C1＋
Rs
＋
uRs＋－s
＋ Rb ui UBB －ui
RiBb i＋B
＋
RiCc ＋ TiC ＋ TiE uCE
uBE iE uCE
uBE
－
－
＋C2
Rc
RL
UCC RL
＋ ＋
uo uo
－
us
－－
－
－
－
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三、直流通路和交流通路
对放大电路的分析：静态分析和动态分析
iB = f (uBE)| uCE = 常数
求解，即为IBQ、UBEQ
－
－
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由 UCC= iBRb+uBE
得： iB
1 Rb
uBE
UCC Rb
斜率为-1/Rb。取两点A(0,UCC/Rb)及B(UCC,0)，在坐标系中画
出这条线。
iB
UCC/Rb A IBQ
求解，即为ICQ、UCEQ
－
－
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由 UCC= iCRc+uCE
得： iC
1 Rc
uCE
UCC Rc
斜率为-1/Rc。取两点N(0,UCC/Rc)及M(UCC,0)，在坐标系中
画出这条线。
iC
UCC/Rc N ICQ
-1/Rc
Q
静态工作点
IBQ 直流负载线
发射结正偏，集电结反 三极偏管，T以： 便设置合适的静＋态C2工作点。
U确工状B保作态B 、在三UR电态放极＋bC路工大C管:为:提作C放1供点＋大静实大现 。电i＋B流放
iC
T
Rs
＋
Rb ui UBB
uBE
iE
＋
uCE
Rc
RL
UCC
＋
uo
us
－－
－
－
－
输入回路
输出回路
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（2）被放大信号加在发射结，以控制三极管基极电流，
从而控制集电极电流，将受控制的集电极电流转换为电压
输出。
＋C2
C1＋
＋
Rs
＋
Rb ui UBB
us
－－
iB
iC ＋
T
＋
＋
uBE
iE uCE
将T集电极电 流的变化转
变为电压变
Rc
RL
UCC
uo
化，以实现
－
电压放大－
－
输入回路
输出回路
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一、图解法确定静态工作点
图解法：利用晶体管的特性曲线以及负载线等，用作图的方法 确定静态工作点的方法。
1.利用输入特性曲线来确定IBQ和UBEQ
＋UCC 列输入回路方程。
Rb
Rc
UCC= iBRb+uBE
iB
iC ＋
T
＋
uBE
uCE
写输入特性曲线方程。
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（3）直流偏置仅设置静态工作点，为了保证三极管工作在放大
区，放大是对交流信号放大，所以应将直流和交流隔离。电容对
频率较高的信号容抗很小（可认为短路），对直流信号具有隔离
作用（相当于开路）。
C1、C2（容量大 的电解电容）：
隔直通交
C1＋
＋
信号源内放入阻大信R器号s的输
iB
＋
＋
Rs
＋
ui
us
－－
Rb uBE
－
iC ＋
T
uCE
－
研究放大电路 的动态参数
＋
Rc RL uo
－
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7.2 放大电路的静态分析
静态工作点（Q点）：指晶体管在直流工作状态下的各 级电压电流值。
注意
当ui=0时，常在三极管的基极电流IB、集电极电流IC、 发射结电压UBE、集电极与发射极间的电压（管压降） UCE等物理量的下标处加Q。 静态工作点的分析方法：图解法和解析法
第7章 晶体管基本放大电路
7.1放大电路的组成 7.2放大电路的静态分析 7.3放大电路的动态分析 7.4静态工作点的稳定及其偏置电路
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1
7.1 放大电路的组成
对放大电路最基本的要求 不失真 放大
放大电路的功能： 将微弱的电信号（电压、电流）放大到所需要的
M
0
UCEQ
UCC uCE
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图解法求Q点的步骤：
1）在输出特性曲线所在的坐标中，按直流负载线方程 uCE=UCC-iCRc，作出直流负载线。
2）由基极回路求出IBQ
I BQ
U CC U BE Rb
3）找出iB=IBQ这条输出特性曲线，与直 流负载线交点即为Q点。
直流通路 交流通路
1.直流通路：在直流电源的作用下直流电流流经的通路
＋UCC
电容视为开路
Rb
Rc
研究放 大电路
iB
iC ＋
T
的静态 工作点
＋
uBE
uCE
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－
－
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10
2.交流通路：在输入信号作用下交流信号流经的通路。
①容量大的电容
视为开路
②无内阻的直流
电源视为短路
数值，从而使电子设备的终端执行元件（如继电器 、扬声器、仪表等）有所动作或显示。
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提供足够的放大能 力并尽可能减小失 真
K 开关
Rs＋ us－ Nhomakorabea信号源放
V
大 器
RL
负载 放大电路的功能框图
直流电源
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用不同的符号来表示不同性质的电量
uCE (uCE iCRc )
uo
＋C2
C1＋
＋
Rs
＋
Rb ui UBB
us
－－
iB
iC ＋
T
＋
iE uCE
uBE
－
－
＋
Rc RL uo
UCC
－
输入回路
输出回路
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二、放大电路的组成原则（以共射电路为例）
（1）为保证三极管工作在放大区，所提供的直流电源必须使
总瞬时值：符号小写，下标大写，如iB。
直流分量：符号、下标均大写，如IB。
交流分量瞬时值：符号、下标均小写，如ib。
交流有效值： Ib 。
•
Ib
交流幅值： Ibm。
交流分量的复数形式：
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一、放大电路的工作原理（以共射电路为例）
ui uBE iB iC iB
信号源电压 ＋
ui
Rb UBB
iB
iC ＋
T
＋
iE uCE
uBE
＋C2
＋
Rc RL uo
UCC
us
－－
－
－
－
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输出回路
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（4）由图可知放大电路需要两个电源UBB和UCC，这会给使用带
来极大不方便，为了减少电源，可将电路进行更改。
＋U＋CCC 2
C1＋
静态工作点
Q -1/Rb
直流负载线
0
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B
UBEQ
uBE
(a)
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2.利用输出特性曲线来确定ICQ和UCEQ
＋UCC 列输出回路方程。
Rb
Rc
UCC= iCRc+uCE
iB
iC ＋
T
＋
uBE
uCE
写输入特性曲线方程。
iC = f (uCE)| iB = 常数