2.2-放大电路的动态分析
第2章放大器的分析方法
(1)
ICQ
I EQ
(U B
UBEQ ) / Re
Rb2 Rb1 Rb2
UCC Re
(2) IBQ ICQ /
(3) UCEQ UCC ICQ Rc IEQ UCC ICQ (Rc Re )
2020年9月9日星期三
23
第 2 章 基本放大电路
【例2.2.2】在图所示电路中,已知 UCC=12V, Rc=2kΩ, Rb1=20kΩ, Rb2=10kΩ, RL=6kΩ, Re=2kΩ,晶体管
2020年9月9日星期三
7
第 2 章 基本放大电路
画出iC和uCE的变化曲线如图（b
iC 1.8 0.7sintm uCE 9 4.3sintV uo 4.3sint 4.3sin(t )V
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8
第 2 章 基本放大电路
所
以
电
压
放 大 倍
A
Uo
Ui
Uom Uim
③动态分析
第 2 章 基本放大电路 动态范围：把输出电压u 在交流负载线上的变化范围
O
线性动态范围：静态工作点选在放大区的中间，这时输出电压的波形是和 输入电压波形相似的正弦波。
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15
第 2 章 基本放大电路
假设静态工作 点没有选择在放大 区中间，沿负载线 偏上或偏下，这时 输出电压信号以静 态工作点Q为中心沿 负载线波动，就可 能进入饱和区或截 止区，输出电压信 号就不能保证与输 入电压信号相似， 这种情况的输出信
负号表示输入电 压与输出电压反 相,RL’<RC,可见 接上负载后放大
倍数降低了
则R'L Rc
A uLeabharlann Rc rbe2020年9月9日星期三
2-2 放大电路动态分析
用于测量应力的电阻应变片电桥电路
集成运算放大器具有 双端对称输入的功能
（2）输入信号的波形
① 正弦稳态信号 如音频信号，频率范围在几十赫至几十千赫的正弦 波。经话筒输出的音频信号幅度通常为几～几十毫 伏
② 慢变信号或直流信号
如由温度等非电量经传感器转换所得的信号，随时间变化 缓慢。
直流输入信号应看作是相对于零的变化，切勿与静态值相 混淆。
-3dB频 率
20lgAv2m20lgAvm3dB
上限频率：fH
下限频率：fL 通频带：
BW fHfLfH
通频带越宽，表明放大电路对不同频率信号的适应 能力越强。
如对于扩音机电路，其通频带应大于音频范围 (20Hz~20kHz)。
(5)最大不失真输出幅度
最大不失真输出幅度是放大电路在输出波形不产 生非线性失真的条件下，所能提供的最大输出电 压(或输出电流)的峰值，用Vom (或Iom)表示。 截止失真：由于进入截止区而产生的失真。
第二章 放大电路动态分析
本章从放大电路的交流通路入 手，在输入低频小信号的条件下， 器件用线性电路模型等效，然后用 电路原理中的一些方法，来分析和 计算放大电路的主要技术指标，所 以本章是电子电路分析的基础，要 求熟练掌握。
2.2.1 放大电路的动态性能指标
一、输入信号源和输出负载
1、输入信号源
适用于单端与地之间输入信号的 放大电路—单端信号源
信号源为电压源
信号源为电流源
适用于双端输入信号的放大电路—双端 信号源(对称信号源)
电桥处于平衡状态： Va Vb 5V Va Vb 0V
受力后：
Va 5 Vb 4.98V
V aV b54.9 80.0V 220
教案-放大电路的基本分析方法
教案放大电路的基本分析方法第一章：放大电路概述1.1 放大电路的定义解释放大电路的基本概念强调放大电路在电子技术中的重要性1.2 放大电路的分类介绍放大电路的常见类型，如放大器、振荡器等分析不同类型放大电路的特点和应用1.3 放大电路的基本组成介绍放大电路的基本组成部分，如电源、输入电阻、输出电阻等强调各个部分在放大电路中的作用和重要性第二章：放大电路的静态分析2.1 静态分析的基本概念解释静态分析和动态分析的区别强调静态分析在放大电路中的重要性2.2 直流静态分析介绍直流静态分析的基本方法分析放大电路的直流工作点选择和稳定性2.3 交流静态分析介绍交流静态分析的基本方法分析放大电路的交流信号传输和响应特性第三章：放大电路的动态分析3.1 动态分析的基本概念解释动态分析和静态分析的区别强调动态分析在放大电路中的重要性3.2 瞬态分析介绍瞬态分析的基本方法分析放大电路在瞬态过程中的响应特性和稳定性3.3 稳态分析介绍稳态分析的基本方法分析放大电路在稳态过程中的信号传输和响应特性第四章：放大电路的频率特性分析4.1 频率特性分析的基本概念解释频率特性分析的含义和重要性强调放大电路在不同频率下的行为差异4.2 放大电路的频率特性介绍放大电路的频率特性的基本方法分析放大电路在不同频率下的增益和相位响应4.3 放大电路的带宽设计介绍放大电路的带宽设计方法和技巧强调带宽设计对放大电路性能的影响和重要性第五章：放大电路的误差分析和补偿5.1 误差分析的基本概念解释误差分析的含义和重要性强调放大电路中误差来源和影响因素5.2 放大电路的误差分析方法介绍放大电路的误差分析的基本方法分析放大电路中的静态误差、动态误差和温度误差等5.3 放大电路的补偿方法介绍放大电路的补偿方法和技巧强调补偿对放大电路性能的改善和稳定性的重要性第六章：放大电路的实际问题分析6.1 热噪声分析解释热噪声的产生原因及其对放大电路的影响介绍热噪声分析的基本方法6.2 闪烁噪声分析解释闪烁噪声的产生原因及其对放大电路的影响介绍闪烁噪声分析的基本方法6.3 非线性失真分析解释非线性失真产生的原因及其对放大电路的影响介绍非线性失真分析的基本方法第七章：放大电路的测试与调整7.1 放大电路的测试方法介绍放大电路的测试方法，如直流参数测试、交流参数测试等强调测试方法在放大电路调试中的重要性7.2 放大电路的调整技巧介绍放大电路调整的基本方法及技巧强调调整对放大电路性能的影响和重要性7.3 放大电路的性能评估介绍放大电路性能评估的基本方法分析评估结果对放大电路性能改进的指导意义第八章：放大电路的设计与应用实例8.1 放大电路的设计流程介绍放大电路设计的基本流程，如需求分析、电路设计、仿真与测试等强调设计流程在放大电路开发中的重要性8.2 放大电路应用实例分析分析放大电路在不同应用领域的实例，如音频放大器、无线通信放大器等强调应用实例在放大电路实际应用中的作用和重要性8.3 放大电路的优化与改进介绍放大电路优化与改进的方法和技巧强调优化与改进对放大电路性能提升的必要性第九章：放大电路的故障诊断与维修9.1 放大电路故障诊断的基本方法介绍放大电路故障诊断的基本方法，如观测法、信号注入法等强调故障诊断方法在放大电路维护中的重要性9.2 放大电路常见故障分析与维修分析放大电路常见故障的原因及其维修方法强调维修对放大电路正常运行的保障作用9.3 放大电路的可靠性提升介绍放大电路可靠性提升的方法和技巧强调可靠性提升对放大电路长期稳定运行的意义第十章：放大电路的未来发展趋势10.1 放大电路技术的发展趋势分析放大电路技术的未来发展趋势，如集成电路、新型材料等强调技术发展趋势对放大电路行业的影响和重要性10.2 放大电路应用领域的拓展分析放大电路在不同应用领域的拓展情况，如物联网、等强调应用领域拓展对放大电路市场需求的影响和重要性10.3 放大电路产业的机遇与挑战分析放大电路产业面临的机遇与挑战，如市场竞争、政策法规等强调应对策略对放大电路产业可持续发展的重要性重点和难点解析一、放大电路的分类及特点理解不同类型放大电路的原理和应用分析放大电路的优缺点二、放大电路的基本组成了解放大电路各组成部分的作用掌握各个元件参数对电路性能的影响三、静态分析和动态分析的方法学会静态和动态分析的基本步骤理解放大电路的工作点和频率响应四、频率特性分析分析放大电路的截止频率和带宽掌握滤波器和补偿技术五、误差分析和补偿方法识别放大电路中的主要误差源学会误差分析和补偿的技术六、实际问题分析探讨放大电路中的噪声问题和失真分析理解非线性失真的影响和测试方法七、测试与调整技巧学习放大电路的测试方法和参数掌握调整技巧以优化电路性能八、设计与应用实例分析分析实际应用中的放大电路设计探讨放大电路在不同领域的应用案例九、故障诊断与维修学习放大电路的故障诊断方法掌握维修技巧以提高电路可靠性十、未来发展趋势探讨放大电路技术的未来发展方向分析新兴应用领域对放大电路的影响本教案围绕放大电路的基本分析方法展开，从放大电路的基本概念、分类、组成到静态和动态分析，再到频率特性、误差分析、测试与调整、设计应用实例、故障诊断与维修，展望未来发展趋势。
图解法分析放大电路的静、动态掌握放大电路的失真分析
则电压放大倍数：
Au =
ΔuCE Δ uBE
电流放大倍数：
Δ iC Ai = Δ iB
iB/μА
iB
60
IBQ
40
20
O
0
t
iC/mA 4
iC
Q
ΔiB
2
O
0
0.7 uBE/V
t
ΔuBE
UBE
uBE
0.68Q 0.72
交流负载线
iB=80μА
60
Q 40
20
直流负载线
0
4.5 6 7.5 12 uCE/V
-
Q 40
20
直流负载线
N
ΔuCE = - Δic(RC // RL)
0
0
6
12 uCE/V
∵动态时△uCE~ △iC是叠加在直流值UCEQ、ICQ基础上变化的
∴这条直线通过Q点
画法：过静态工作点Q ，作一条斜率为-1/（Rc//RL）的 直线。
交流负载线：描述放大电路的动态工作情况。
[例2.4.2 ] 在单管共射放大电路中，已知输出特性曲线如 下图
+
+
VT ΔuCE
ΔuCE Rc
-
-
N 交流通路的输出回路
——为线性关系。
RL
即交流电压uce、电流ic 是沿
着斜率为：-1/(RL//RC)的直
线轨迹变化的。
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(2)画交流负载线
Δ iC +
M ΔiC
+
iC/mA 4
交流负载线
iB=80μA 60
VT ΔuCE -
ΔuCE Rc RL 2
2模拟部分第2章放大电路的基本原理和分析方法-放大
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5
BJT
基本共射极放大电路 放大电路的分析方法 放大电路静态工作点的稳定问题 共集电极放大电路和共基极放大电路
2.2 基本共射极放大电路
2.2.0 放大电路概述
2.2.1 基本共射极放大电路的组成 2.2.2 基本共射极放大电路的工作原理
–
2.2.0 放大电路概述
ii
由于
RS
io
Ri
Ro
+
ui
+
uo
−
RL
RL uo = Au0ui RL Ro
us −
+
−
Au 0ui
+
−
Ri
直流电源
即 Ro越小，输出电压越稳定，电路带载能力越强。
2.2.0 放大电路概述
(4) 全谐波失真度D
D=
2 U n n =2
U1
即谐波电压总有效值与基波电压有效值之比。
RL
uo
使集电极有合适的电流IC
RC
转换集电极电流信号为电压信号, 实现电压放大
2.2.1 基本共射极放大电路的组成
（1）电路的简化 只用一个电源，减 少电源数。考虑经 济实用。 （2）电路的简化画法
RB
VCC
RC
ui
C1
T
C2
RL
uo
不画电源符号， 只写出电源正极 对地的电位。
（一）图解法在放大电路静态分析中的应用 1．输入回路 列写输入回路方程 VCC=IBRB+UBE
VCC
RB
IB
模拟电子电路基础
Aus
u0 uS
ui us
uo ui
Ri R’i
R’o
其中:
Av
uo ui
hfeib ( rce // Rc // RL ) ib ( rbb rbe )
( rce // RL' )
hie
+
Rs
ui
us
_
ui
Ri RS Ri
uS
而其中：
AuS
Ri RS Ri
Au
而 rbb’+rb'e = rbe=hie
§2．2 三种基本组态放大电路旳特征与分析
2.2.1 共射放大电路旳特征与动态分析 2.2.2 共集电极电路（射随器） 2.2.3 共基极（CB）放大电路
返回
2.2.1 共射放大电路旳特征与动态分析
三种基本组态： 共射： CE 共集： CC 共基： CB
返回
休息1 休息2
2.2.1 共射放大电路旳特征与动态分析
A vs
vi vo vs vi
Ri Rs Ri
Av
ib
vi
(1+β)ib
ic
vo
继续
R i
返回
百 gmmRUC,
-
iC
IS
expuBE UT
IS
exp ui UTu0 NhomakorabeaEC
RC I S
exp ui UT
(3) 当 ui>0.6~0.7V 之后继续增大，
BJT 由放大区进入饱合区，进入饱合区后
u0=uCE(sat)=0.2~0.3V,
uO EC
UCE
·Q
0．5 1．0 UBE
休息1 休息2
第2章基本放大电路动态分析
12 ＝0.06mA 60A
200
IC IB ＝50 0.06＝3mA
∵ IC ICmax ∴ Q 位于饱和区
10
Chapter 4
（2）用图解法确定静态工作点Q
图解步骤：
用估算法求出基极电流IB。 根据IB的值在输出特性曲线中找 到对应的IB曲线。
作直流负载线。
UCE=VCC – ICRC
由直流通路
输入回路
IB
VCC UBE Rb
VCC Rb
IC IB
输出回路
UCE VCC RC IC
8
Chapter 4
例15.2 已知：
=50，VCC =12V，RC=6k
求：当Rb =600k， Rb =200k 时，
三极管的静态工作点Q位于
哪个区？
解： 当Rb =600k时
IB
输出电阻
ro
U I
U S 0 RL
输出电阻Ro的大小，反映了放大电路带负载能力的 强弱。ro越小，带负载能力越强。
3
Chapter 4
15.1 共发射极放大电路
• 共射极放大电路的组成及放大原理 • 静态分析 • 动态分析 • 射极偏置电路
4
Chapter 4
1. 共射极放大电路的组成及放大原理
三极管的小信号等效电路
放大电路的微变等效电路
计算放大电路的性能指标
13
Chapter 4
三极管的小信号等效电路 输入回路
iB
UCE
iB
iC +
rbe
U B E IB
ube ib
IB
Q IB
+ uBE −
uCE 三极管的输入电阻 o
第17讲放大电路动态分析
Q
晶体管的电 流放大系数
β
IC IB
U CE
ic ib
U
晶体管的输出回路(C、E之
CE
O
间)可用一受控电流源 ic= ib 输出特性 UCE 等效代替，即由来确定ic和
ib之间的关系。
一般在20～200之间，在手册中常用hfe表示。
晶体管的
输出电阻 rce
UCE IC
IB
uce ic
rce愈大，恒流特性愈好 因rce阻值很高，一般忽 IB 略不计。
大电路的微变等效电 路。
eS-
-
E
-
分析时假设输入为
微变等效电路
Ii B Ib
Ic C
正弦交流，所以等效 电路中的电压与电流
RS
可用相量表示。
E
+ S-
+ U i -
RB
βIb
rbe
RC
E
+ RL Uo
-
3.电压放大倍数的计算
定义 : Au
分三种情况：
U o U i
（1）. 当 Rs=0 , RL=∞时
微变等效电路法：利用放大电路的微变等效电路分 析计算放大电路电压放大倍数Au、输入电阻ri、输出 电阻ro等。
1. 晶体管的微变等效电路
晶体管的微变等效电路可从晶体管特性曲线求出。
(1) 输入回路
当信号很小时，在静态工作点
附近的输入特性在小范围内可近
IB
似线性化。
Q IB
晶体管的 输入电阻
rbe
U B E IB
U i Ibrbe
Ii B Ib
Ic C
RS
E
+ S-
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（2）画出放大电路的交流通路
交流通路：输入信号作用下交流信号流经的通路。（用于研 究动态参数）
交流通路
﹏ ﹏
﹏
﹏ ﹏ ﹏
直流通路
交流通路
(3)画微变等效电路（重 、难）
将交流通路中的晶体管 (三极管)用晶体管微变等效 电路代替 i
Ii
RS
I B b
+
Ic C
rbe
I o
+
RL U o
外加 共射极放大电路特点： 1. 放大倍数高; 2. 输入电阻低; 3. 输出电阻高.
+ ES
-
U i
-
RB
βI b
E
RC
-
βI I 0 所以 I 0 0 或E 0 I （输入信号为 0 ） 2) 令 U c b b c i S I 3) 外加电压 U I o o RC 4) 求 b
+ RC
RL U o -
-
-
E
RC // RL RL
(2)Au与RL有关； RL→∞时电路开路，Au最大； RL↑→Au↑
(3)Au与rbe、β有关；
因rbe与IE有关，故放大倍数与静态 IE有关。
b、求放大电路输入电阻
放大电路对信号源(或对前级放大电路)来说，是一个负载， 可用一个电阻来等效代替。这个电阻是信号源的负载电阻,也 就是放大电路的输入电阻。
IB
U BE rbe I B
U CE
ube ib
U CE
IB
Q UBE
O
晶体管的输入回路(B、E之间)可 用rbe(晶体管输入电阻)等效代替
输入特性
UBE
26(mV) rbe 200() (1 β ) I E (mA)
(2) 输出回路 IC
I C 晶体管的电 β 流放大系数 I B
rbe
I c C
RB
βI b
+ RC
RL U o
-
-
E
-
ri
U U i i ri I I I R b i RB // rbe
B
当RB rbe时， ri
rbe
c、求放大电路输出电阻 放大电路对负载(或对后级放大电路)来说，是一个信 号源，可以将它进行戴维宁等效，等效电源的内阻即为放 大电路的输出电阻。 I0 I0 ro RS + + Au + + E S_ RL U RL _ E 放大 o o U _ o _ 电路
+ E S
RS
I i
-
信号源
Au + U - 放大电路
i
+ E S
RS
I i
-
信号源
+ U -
i
ri 放大
电路
U 输入电阻 ri i I i
输入电阻表明，放大电路从信号源吸取电流大小的参数。
例1： RS
+ E S
I i
I B b
+
U i
I RB
电压放大倍数 放大电路输入电阻 放大电路输出电阻
2 基本放大电路各元件作用
RC
C2 + iC + C1 iB + + + T uCE + u RS RL uo – RB BE – ui + + – iE E es B – – –
+
– EC
信 号 源
共发射极基本电路
负载
耦合电容C1 、C2 --隔直和交流耦 合： 隔离输入、输出 与放大电路直流 的联系；同时使 信号顺利输入、 输出。 耦合电容对交流 信号视作短路， 电容值要够大， 容抗可当作0。
c
微变等效电路
C + ib B + ube E
晶体管的B、E之间 可用rbe等效代替
B ib
+
ic
C +
uce
-
ube
-
rbe
ib
uce -
E
晶体管的C、E之间可用一受控 电流源ic=ib 和C、E间的内阻 （可忽略）等效代替
（4）根据微变等效电路，求放大电路的输 入电阻、输出电阻和电压放大倍数（重、难）
C
ib
RC RB E 交流通路
+
RL uO
+ eS -
RS
+ ui -
-
ii RS
B +
ib
ic C
eS
+ -
ui RB rbe
-
ib
E
RC RL
+ uo -
微变等效电路
2. 放大电路的微变等效电路步骤
（1）对放大电路进行静态分析，求晶体管静 态时的发射极电流IE（IE=IB+IC）。根据
计算rbe
2.2.2.2 放大电路的动态分析
• 微变等效电路分析法
微变等效电路：
动态分析: 当放大电路接入交流信号后，为了确定叠加在
静态工作点上的各交流量而进行的分析。
分析对象： 各极电压和电流的交流分量。 分析方法：微变等效电路法，图解法。
目的：找出Au、 ri、 ro与电路参数的关系，为设计打基础。
U Au 0 U i U ri i I i U r0 0 I 0
Uo Uo ro RC Io I RC
求ro的步骤： 1) 断开负载RL
ro
I I I o c RC
小结：
一、微变等效电路法
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。即把非线性的晶体管线性化，等效为一个线性元件。
线性化条件：
当信号很小时，在静态工作点附近的输入特性在小范围 内可近似线性化。
1.晶体管的微变等效电路
晶体管的微变等效电路可以从晶体管特性曲线求出。
(1)输入回路 当信号很小时，在静态工作点附件的 输入特性在小范围内可以近似线性化。 晶体管的 输入电阻
a、求电压放大倍数Au
RL Au rbe 讨论： (1)负号表示输出电压的相位与输入相反
U Au o U i Ui Ib rbe R I R I U b L o c L
例1： Ii RS
+ E S
+
U i
B
I b
I c C
U 输出电阻：ro o Io
2）用加压求流法求输出电阻：
利用加压求流法求电路的输出电阻，令信号源 电压US=0,但保留其内阻RS。然后在输出端加一正弦 测试信号UO，于是产生一动态电流IO，则有
Ii
0
Ib
rbe
IC
I b
0
所以：
IO
RC
Rb
UO RO RC UO IO
例3：
U CE
ic ib
U CE
Q
IC
晶体管的输出回路(C、E之间)可
用一受控电流源ic= ib等效代替， 即由来确定ic和ib之间的关系。
O
输出特性
UCE
晶体管的 输出电阻
U CE rce I C
IB
uce ic
IB
rce愈大，恒流特性愈好因rce 阻值很高，一般忽略不计。
ic 晶体三极管 ii B