分压式放大电路
分压式偏置放大电路的装接
分压式偏置放大电路的装接余姚市职成教中心学校
陈雅萍
任务目标：
学会在万能板上装接分压式偏置放大电路。
1
C 10uF
2
C 10uF e
C 100uF
b1
R 12k Ω
b2
R 10k Ω
p
R 100k Ω
c
R 2k Ω
e
R 1k Ω
L
R 2k Ω
S
+
+
-
-
i
u o
u +V CC （+12V ）
VT
9013
分压式偏置放大电路
——电路组成
开关
——元件清单
电子元器件清单
元件名称规格数量VT三极管90131 R P电位器100kΩ1 R b1电阻器12kΩ1 R b2电阻器10kΩ1 R e电阻器1kΩ1 R c、R L电阻器2kΩ2 C1、C2电容器10uF2 C e电容器100uF1 S拨动开关1
其他材料
名称数量备注接线柱2
信号连接线2
电源连接线2
短路帽1
分压式偏置放大电路
第一步：准备材料
第二步：元器件识别与检测
第三步：电路布局
——装接过程(布局参考图)
分压式偏置放大电路
p
R 接线柱
接线柱
拨动开关
9013
1
C 2
C e
C b1
R b2
R c
R e
R L
R 电源
电位器
第四步：装接电路
第五步：通电前检查
分压式偏置放大电路的装接
在万能板上的装接步骤：
准备材料 元器件识别与检测电路布局 电路装接通电前检查。
分压式偏置放大电路
BQ
R b1 R b1 R b 2
VCC
I EQ
U
BQ
U Re
BEQ
U CEQ VCC I CQ ( RC Re )
Ui Ii
I BQ
I EQ
2）动态参数
Au Uo Ui
RL
'
rb e
( R L R C // R L )
'
ri
R b 1 // R b 2 // rb e
Uo Ui
RL
rb e
140 1 1 .6 3 7
8 5 .5 2
仿真结果：
A 2 V 1 .8 20m V 2 90
分压式偏置放大电路
小结
本章学习的知识点主要分为以下几点： 1、放大电路的基本组成、分析方法和衡量放大电路好坏的性能指标。 2、分压式放大电路的静态、动态分析 1）静态工作点参数
基极电阻，约几 十至几百千欧
耦合电容
NPN型管
输 入 回 路
输 出 回 路ຫໍສະໝຸດ 集电极 电源， 约为几 至几十 伏
基极电源 负载电阻 图1.0 共射极放大电路
知识回顾
放大电路的静态分析
静态时三极管各极电流和电压值称为静态工作点Q（主要 指IBQ、ICQ和UCEQ）。静态分析主要是确定放大电路中的静态 值IBQ、ICQ和UCEQ。 由直流通道可对Q点进行估算：
所以，Q=｛IB=37.2μA，IC=1.86mA，UCE=4.42V｝。
知识回顾
放大电路的静态分析
画法原则：（1）电容值大的电容（如耦合电容）视为短路； （2）无内阻的直流电源（如 V C C ）视为短路。
分压偏置放大电路
分压偏置放大电路一、概述分压偏置放大电路是一种常用的放大电路，它可以将输入信号放大并输出到负载上。
该电路的特点是具有高输入阻抗、低输出阻抗和较好的直流稳定性。
在实际应用中，分压偏置放大电路被广泛应用于音频放大、信号处理和控制系统等领域。
二、基本原理分压偏置放大电路的基本原理是利用一个分压网络来产生一个恒定的直流偏置电压，使得输入信号能够在工作点上进行线性放大。
其电路图如下所示：其中，R1和R2构成了一个分压网络，它们将电源电压VCC分成两部分，即VB和VE。
VB为基极的偏置电压，VE为发射极的偏置电压。
当输入信号vi进入基极时，它会被放大并输出到负载RL上。
三、工作原理1. 偏置点设置在设计分压偏置放大电路时，需要根据管子的参数来设置合适的偏置点。
一般情况下，可以通过以下公式来计算：IB = (VCC - VB) / (R1 + R2)IC = βIB其中，IB为基极电流，IC为集电极电流，β为晶体管的放大倍数。
2. 放大增益计算分压偏置放大电路的放大增益可以通过以下公式来计算：Av = -RL / (re + (1 + β) * (R1 || R2))其中，re为发射极内阻，||表示并联。
3. 直流稳定性在分压偏置放大电路中，由于存在一个恒定的偏置电压VB，因此可以有效地控制晶体管的工作点。
这样就可以保证输出信号的直流稳定性。
四、优缺点分析1. 优点（1）具有高输入阻抗和低输出阻抗；（2）具有较好的直流稳定性；（3）适用于低频信号处理和音频放大等领域。
2. 缺点（1）由于使用了分压网络来产生偏置电压，因此需要额外消耗一部分功率；（2）对温度和晶体管参数变化比较敏感，需要进行精确调整。
五、应用实例分压偏置放大电路广泛应用于音频放大、信号处理和控制系统等领域。
以下是一个典型的应用实例：在该电路中，分压偏置放大电路被用作前级放大器，它将输入信号进行放大并输出到后级功率放大器。
分压式偏置放大电路
◇ 要点点拔
1、影响放大电路静态工作点不稳定的因素
（1）温度影响 （2）电源电压波动 （3）元件参数改变
2、分压式偏置放大电路的结构：
3、工作原理：
4、稳定工作点的过程：
T↑→ Ic ↑→IE ↑→VE↑ →VBE ↓→IB↓→IC↓
5、分压式偏置放大电路静态工作点的计算
VBQ VCC Rb2 Rቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ1 Rb 2
VBQ VBE Q Re
I CQ I EQ
I BQ
I CQ
计算静态工作点的顺序：
VCEQ≈VCC-ICQ（Rc+Re）
ICQ
IBQ
VCEQ
6、交流参数的计算
ri=Rb1//Rb2//rbe
ro=Rc//rce≈Rc
Av = vo/ vi= -β (RC// RL)/ /rbe
举例分析
在分压式偏置放大电路中，已知 VCC = 12 V， RC = 2 k，Re = 2 k，Rb1 = 20 k， Rb2 = 10 k， RL = 6 k，晶体管的 β 37.5 。 (1)试求静态值；(2)计算该电路的 Av， ri 和 ro 。
◇ 复习引入
1、基本放大电路的组成如何？ 2、当温度升高时，对放大电路的静态 工作点会不会产生影响呢？ 3、基本放大电路有何缺点？
◇ 问题预设
1、分压式偏置放大电路与固定式偏置放大电路
在电路结构上有哪些不同之处？
2、分压式偏置放大电路是如何稳定电路静态
工作点的？ 3、如何计算分压式偏置放大电路的静态工作点？ 4、如何计算分压式偏置放大电路的交流参数？
分压式偏置放大电路课件
应用领域的拓展
物联网领域
随着物联网技术的不断发展，分压式偏置放大电路在物 联网领域的应用逐渐增多，如传感器信号放大、无线通 信系统中的信号处理等。
新能源领域
在新能源领域，如太阳能逆变器、风能发电系统等，分 压式偏置放大电路的应用也日益广泛，为新能源技术的 发展提供支持。
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考虑精度和稳定性
选择精度高、稳定性好的 电阻，以保证电路性能的 稳定。
考虑功率
根据电路的电流和电压， 选择足够功率的电阻，防 止烧毁。
晶体管的选择与计算
确定晶体管类型
考虑封装和引脚排列
根据电路需求，选择合适的晶体管类 型，如NPN或PNP。
根据实际应用需求，选择合适的封装 和引脚排列。
确定晶体管参数
在其他领域的应用
电子乐器
在电子乐器中，分压式偏置放大 电路常用于放大模拟音源或合成 器输出的信号，以驱动扬声器或
耳机。
医学诊断
在医学领域，分压式偏置放大电路 可用于心电图机、脑电图机等设备 的信号放大，帮助医生准确诊断病 情。
遥感探测
在遥感探测中，分压式偏置放大电 路可用于放大微弱的无线电信号， 以实现远距离通信和数据传输。
电路组成
分压式偏置放大电路主要由输入级、输出级和偏置级三部分组成。输入级通常 采用差分放大电路，输出级采用功率放大电路，偏置级则采用分压式偏置电路 。
工作原理
分压式偏置放大电路的工作原理是通过偏置电路为放大电路提供合适的静态工 作点，并通过输入信号控制放大电路的增益，实现信号的放大。
静态工作点设置
详细描述
抗干扰措施包括屏蔽、接地、滤波等手段，可以有效降低电磁干扰、电源噪声等对放大 电路的影响。同时，合理布局布线、选用低噪声元件等也是提高抗干扰能力的重要措施
分压式偏置放大电路
2 分压式偏置放大电路2．1 分压式偏置放大电路的组成分压式偏置放大电路如图所示。
V 是放大管；R B1、R B2是偏置电阻，R B1、R B2组成分压式偏置电路，将电源电压U CC 分压后加到晶体管的基极；R E 是射极电阻，还是负反馈电阻；C E 是旁路电容与晶体管的射极电阻R E 并联，C E 的容量较大，具有“隔直、导交”的作用，使此电路有直流负反馈而无交流负反馈，即保证了静态工作点的稳定性，同时又保证了交流信号的放大能力没有降低。
． 图a 图b 2．2 稳定静态工作点的原理分压式偏置放大电路的直流通路如图a 所示。
当温度升高，I C 随着升高，I E 也会升高，电流I E 流经射极电阻R E 产生的压降U E 也升高。
又因为U BE=U B-U E ，如果基极电位U B 是恒定的，且与温度无关，则U BE 会随U E 的升高而减小，I B 也随之自动减小，结果使集电极电流I C 减小，从而实现I C 基本恒定的目的。
如果用符号“ ”表示减小，用“ ”表示增大，则静态工作点稳定过程可表示为：要实现上述稳定过程，首先必须保证基极电位U B 恒定。
由图b 可见，合理选择元件，使流过偏置 电阻R B1的电流I 1比晶体管的基极电流I B 大很多，则U CC 被R B1、R B2分压得晶体管的基极电位U B ：分压式偏置放大电路中，采用了电流负反馈，反馈元件为R E 。
这种负反馈在直流条件下起稳定静态工作点的作用，但在交流条件下影响其动态参数，为此在该处并联一个较大容量的电容C E ，使R E 在交流通路中被短路，不起作用，从而免除了R E 对动态参数的影响。
．2．3 电路定量分析1．静态分析根据定理可得输出回路方程↓↓→↓−−−−−−→−↑↑→↑→↑→-=C B BE U U U U EE C I I U U I I T B E B BE 恒定且CCB B B B U R R R U 212+=EE CE C C CC R I U R I U ++=↑↓2．4动态分析由分压式偏置放大电路图A 可得交流通路如图C 所示及微变等效电路如图D 所示图C 分压式偏置电路的交流通路 图D 分压式偏置电路的交流微变等效电路 （1）电压放大倍数K输入电压sr i i b beU ir i r == 输出电压''sc c L b LU i R i R β=-=-⋅//'sc b L C Lsr b be beR i r U i R R K U r ββ-⋅⋅===-⋅（2）输入电阻sr r12////sr b b ber R R r =（3）输出电阻sc r sc Cr R =设计举例：要求设计一个工作点稳定的单管放大器，已知放大器输出端的负载电阻6fz R K =Ω，晶体管的电流放大系数β=50，信号频率f=1KH z,电压放大倍数K ≥100，放大器输出电压的有效值U SC ≥ 2.5V 。
2.6.2 分压式共射放大电路的等效电路法
由电路及特性曲线可知，VCC=9V，
，
故Re=2k；ICQ(Rc//RL)=2V，得RL=6k。
由电流值IBQ=20µA可得
。
因
，由
可得：
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分压式共射放大电路的等效电路法 （2）
（3）因UCEQ-UCES=3.5V，ICQR‘L=2V。所以当 ui 由
零逐渐增大时uo先出现截止失真。为保证不失真，输入
（1）分析该电路工作点的稳定过程，并确定电路
中的VCC、Re、RL、Rb1和 ； （2）计算中频电压放大倍数、输入和输出电阻；
（3）在忽略ICEO的条件下，当ui逐渐增大时uo先 出现什么失真？输入信号的最大峰值电压应为何值？
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6
分压式共射放大电路的等效电路法 解：（1）工作点的稳定过程：
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分压式共射放大电路的等效电路法
解：（1）由直流通路可知，0
分压式共射放大电路的等效电路法 （2）微变等效电路如图所示。
（3）
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模拟电子技术基础
2.6.2 分压式共射放大电路 的等效电路法
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分压式共射放大电路的等效电路法
1. 静态分析 （1）静态工作点的估算
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2
分压式共射放大电路的等效电路法 （2）采用戴维南定理计算
一般来说，在满足
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的条件下，采用估算法。
3
分压式共射放大电路的等效电路法 2. 动态分析
信号的最大峰值电压为
。
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分压式共射放大电路的等效电路法
分压式共射放大电路rb1和rb2的关系
分压式共射放大电路是一种常见的电路结构，用于放大输入信号并驱动负载电阻。
在该电路中，rb1和rb2起着重要作用，它们之间的关系对电路的性能有着重要的影响。
本文将对分压式共射放大电路和rb1、rb2的关系进行详细分析。
1. 分压式共射放大电路的基本原理分压式共射放大电路是一种常见的放大电路结构，它由三个基本元件组成：晶体管、输入电阻rb1和输出电阻rb2。
在该电路中，输入信号通过rb1接入晶体管的基极，而输出信号则通过rb2从晶体管的集电极提取。
这种结构使得电路具有较大的输入电阻和较小的输出电阻，从而能够有效地放大输入信号并驱动负载电阻。
2. rb1和rb2的作用在分压式共射放大电路中，rb1和rb2分别扮演着输入电阻和输出电阻的角色。
它们的大小直接影响了电路的放大倍数和频率响应特性。
具体来说，rb1决定了输入信号的功率传递效率，而rb2则决定了输出信号的失真程度。
合理选择rb1和rb2的数值对于优化电路性能至关重要。
3. rb1和rb2的关系在实际设计中，rb1和rb2之间存在一定的关系，它们的数值大小应该经过合理的计算和选择。
一般来说，rb2的数值要远大于rb1，以确保电路具有较小的输出电阻和较大的输入电阻。
也需要考虑rb2对电路带宽和稳定性的影响，避免频率失真和失调现象的发生。
4. rb1和rb2的优化方法针对rb1和rb2的选择，可以采取一些优化方法来实现电路性能的提升。
可以通过合理的电路设计和仿真分析，选取合适的rb1和rb2数值。
可以利用电路技术手段，如改变rb1和rb2的接入方式、增加滤波器等措施，来改善电路的频率响应和稳定性。
需要进行实际测试和调试，以验证电路的性能和稳定性，确保rb1和rb2的选择是合理的。
5. 结论分压式共射放大电路的rb1和rb2之间存在着密切的关系，它们的选择对电路性能有着重要的影响。
通过合理选择rb1和rb2的数值，优化电路的设计和仿真，采取一些优化方法，可以实现电路性能的提升，并确保电路具有较好的频率响应和稳定性。
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分压式放大电路
前面讨论的基本放大电路，当基极偏置电阻b R 确定后，基极偏置电流BQ I （/BQ CC b I U R =）也就固定了，这种电路叫固定偏置放大电路。
它具有元器件少，电路简单和放大倍数高等优点，但它的最大缺点就是稳定性差，因此只能在要求不高的电路中使用。
当温度变化时，三极管的的参数都会随之发生改变，从而使静态工作点发生变动，进而影响放大器的性能，甚至不能正常工作。
为了使放大电路能减小温度的影响，通常采用改变偏置的方式或者利用热敏器件补偿等办法来稳定静态工作点，下面介绍三种常用的稳定静态工作点的偏置电路。
1)1）电路的特点和工作原理
分压式放大电路如图2－8所示。
图2-8 分压式偏置电路
设流过电阻1b R 和2b R 的电流分别为1I 和2I ，并且，一般I BQ 很小，所以近似认为1I ≈2I 。
这样，基极电位B U 就完全取决2b R 上的分压，即
212b b b CC BQ R R R U U ＋≈ （2-13）
从上式看出，在BQ I I <<2的条件下，基极电位BQ U 由电源CC U 经1b R 和2b R 分压所决定，与三极管参数无关，当然也就不受温度影响。
如果BEQ BQ U U <<，则发射极电流为
e
2b 1b CC 2b e BQ e BEQ BQ EQ R )R R (R R R ＋＝－＝U U U U I ≈ (2－14)
从上面分析来看，静态工作点稳定是在满足两式的条件： BQ I I >>1和BEQ BQ U U >>
1I 和BQ U 越大，则工作点稳定性越好。
但是1I 也不能太大，因为一方面1I 太大使电阻1b R 和2b R 上的能量消耗太大；另一方面1I 太大，要求1b R 很小，这样对信号源的分流作用加大了，当信号源有内阻时，使信号源内部压降增大，有效输入信号减小，降低了放大电路的放大倍数。
同样BQ U 也不能太大，如果BQ U 太大，必然E U 太大，导致CEQ U 减小，甚至影响放大电路的正常工作。
在工程上，通常这样考虑：
对于硅管：1I ＝（5～10）BQ I BQ U ＝（3～5）V
（2－15） 对于锗管：1I ＝（10～20）BQ I BQ U ＝（1～3）V （2－16）
2)静态工作点的近似估算
根椐以上分析，由图2－8可得
2
12b b b CC B R R R U U ＋≈ e BEQ
B EQ CQ R U U I I －=≈ （2－17）
)R R (e c CQ CC CEQ ＋－＝I U U （2－18）
β≈CQ
BQ I I （2－19）
这样就可根据以上各式来估算静态工作点，式（2－19）的实际意义不大。
3)电压放大倍数的估算
图2－8的微变等效电路如图2－9所示。
图2-9 分压式偏置稳定电路的微变等效电路
由图可以得到
L b o R 'βI U ＝－
其中：L c L R //R R ＝'
]R )1(r [R r e be b e e be b i β＋＋＝＋＝I I I U
e
be L e be b L b i o u R r R R r R A )1(])1([I I U U ββββ＋＋＝－＋＋＝－＝'' 即e be L u R r R A )1(ββ＋＋＝－' （2－20）
由式（2－20）可知，由e R 于的接入，虽然给稳定静态工作点带来了好处，但却使放大倍数明显下降，并且e R 越大，下降越多。
为了解决这个问题，通常在e R 上并联一个大容量的电容（大约几十到几百微法）；对交流来讲，e C 的接入可看成是发射极直接接地，故称e C 为射极交流旁路电容。
加入旁路电容后，电压放大倍数u A 和式（2－7）完全相同了。
这样既稳定了静态工作点，又没有降低电压放大倍数。
4)输入电阻和输出电阻的估算
由图2－9可得
e b be b e e be b i R I r I R I r ＝I U )1(β＋＋＝＋
e be b
i i R r I U R )1(β＋＋＝＝' 则输入电阻为
b i i R R R //'=
(2－21)
通常b R （21//b b b R R R =）较大，如果不考虑b R 的影响，则输入电阻为 e be i i β)R (＝r R ＝R ＋1＋' （2－22）
式（2－22）表明，加入e R 后，输入电阻i R 提高了很多。
如果电路中接入了发射极旁路电容Ce ，则输入电阻be i i r R ＝。
由图2－9可求得输出电阻为O C R R ≈。
例2－3 电路如图2－10所示，已知三极管的β＝40，CC U ＝12V ，L R ＝4k Ω，C R ＝2k Ω，e R ＝2k Ω，1b R ＝20k Ω，2b R ＝10k Ω，e C 足够大。
试求：
（1） 静态值CQ I 和CEQ U ；
（2） 电压放大倍数u A ；
（3） 输入、输出电阻i R 、O R 。
（a ） （b ）
图2-10 例2-3图
（a ）放大电路 （b ）微变等效电路
解：
①估算静态值CQ I 和CEQ U V R R R CC b b b B 41220
1010U U 212＝＋＝＋⨯≈
mA 65.1R e BEQ
B EQ CQ ＝－＝U U I I ≈
V R R I U U e c CQ CC CEQ 4.5)22(65.112)(＝＋－＝＋－⨯≈ ②估算电压放大倍数 k mA mV r EQ be 95.094665.12641300I 26)1(300≈=⨯+=+=β Ω＋＝＝k R R R L c L
33.14242//=⨯' 5695.033.140＝－＝－＝－⨯'be L u r R A β 如果不接旁路电容C e ，则
64.024195.033.140)1(＝－＋＝－＋＋＝－⨯⨯'e be L u R r R A ββ 可见电压放大倍数下降很多。
③估算输入电阻和输出电阻 输入电阻为
Ω＝＝k 83.0R //R //r R 2b 1b be i 输出电阻为
Ω＝k 2R R c o ≈。