三种基本放大电路
充分用动画激发学生对这门课程的兴趣，这两节课主要介绍了三种放大电路的组成部分、它的参数计算和作为学生应该注意的一些细节。
【作业布置】
随堂练习
2、共集放大电路的组成及静态和动态分析
1）共集放大电路的组成
共集放大电路亦称为射极输出器如P92图2.23（a）所示，为了保证晶体管工作在放大区，在晶体管的输入回路， 、 与VCC共同确定合适的静态基极电流；晶体管输出回路中，电源VCC，提供集电极电流和输出电流，并与 配合提供合适的管压降UCE。
2）共集放大电路的静态分析
3、共基放大电路的静态和动态分析
1）
共基放大电路的静态分析
与共射电路静态分析方法基本相同。
（1）列放大电路输入回路电压方程可求得 ；
（2）根据放大区三极管电流方程 可求得 ；
（3）列放大电路输出回路电压方程可求得 ；
2）共基放大电路的动态分析
共基放大电路的动态分析方法与共射电路基本相同，只是由于共基放大电路的“交流地”是基极，一般习惯将“地”画在下方，所以微变等效电路的画法略有不同。如P94图2.24所示。
电子技术课程教学设计
授课题目
三种基本放大电路
课时
2
授课时间
第2 周星期一 第 56 节； 电梯5141 班； 202 室。
授课方式
讲授
所属专业
五1、三种基本放大电路的性能指标计算；
2、三种接法放大电路的特点及应用场合；
教学重点
1、共集和共基放大电路微变等效电路的画法；
2、共集和共基放大电路微变等效电路的输入、输出电阻计算；
4、三种接法的比较
共射放大电路既有电压放大作用又有电流放大作用，输入电阻居三种电路之中，输出电阻较大，适用于一般放大。共集放大电路只有电流放大作用而没有电压放大作用，因其输入电阻高而常做为多级放大电路的输入级，因其输出电阻低而常做为多级放大电路的输出级，因其放大倍数接近于1而用于信号的跟随。共基放大电路只有电压放大作用而没有电流放大作用，输入电阻小，高频特性好，适用于宽频带放大电路。
教学难点
放大电路在日常生活中的应用举例，掌握其定义。
教学方法
与手段
图片展示、讲授
教具用具
参考资料
多媒体、教材、图片
教
学
过
程
组
织
【新课导入】
放大电路举例
【新课讲授】
教
学
过
程
组
织
1、三极管放大电路的基本接法
三极管放大电路的基本接法亦称为基本组态，有共射（包括工作点稳定电路）、共基和共集三种。共射放大电路以发射极为公共端，通过iB对ic的控制作用实现功率放大。共集放大电路以集电极为公共端，通过iB对iE的控制作用实现功率放大。共基放大电路以基极为公共端，通过iE对iB的控制作用实现功率放大。
与共射电路静态分析方法基本相同。
（1）列放大电路输入方程可求得 ；（2）根据放大区三极管电流方程 可求得 ；（3）列放大电路输出方程可求得 ；
3）共集放大电路的动态分析
共集放大电路的动态分析方法与共射电路基本相同，只是由于共集放大电路的“交流地”是集电极，一般习惯将“地”画在下方，所以微变等效电路的画法略有不同，如P92图2.23（d）所示。
(完整word版)放大电路的工作原理和三种基本放大组态
放大电路的工作原理和三种基本放大组态放大电路里通常是晶体三极管、场效应管、集成运算放大器等，这些器件也称为有源器件。
共射放大电路如图所示。
V cc是集电极回路的直流电源，也是给放大电路提供能量的，一般在几伏到几十伏范围，以保证晶体三极管的发射结正向偏置、集电结反向偏置，使晶体三极管工作在放大区。
R c是集电极电阻，一般在几 K 至几十K 范围，它的作用是把集电极电流i C的变化变成集电极电压u CE的变化。
V BB是基极回路的直流电源，使发射结处于正向偏置，同时通过基极电阻R b提供给基极一个合适的基极电流I BQ，使三极管工作在放大区中适当的区域，这个电流I BQ常称为基极偏置电流，它决定着三极管的工作点，基极偏置电流I BQ是由V BB和基极电阻R b共同作用决定的，基极电阻R b一般在几十KΩ至几百KΩ范围。
如在输入端加上一个较小的正弦信号u i , 通过电容C1加到三极管的基极，从而引起基极电流i B在原来直流I BQ的基础上作相应的变化，由于u i是正弦信号，使i B随u i也相应地按正弦规律变化，这时的i B实际上是直流分流I BQ和交流分量i b迭加后的量。
同时i B的变化使集电极电流 i C 随之变化，因此i C也是直流分量I C和交流分量i c的迭加，但i C要比i B大得多（即β倍）。
电流i C在电阻R C上产生一个压降，集电极电压u CE =V CC－i C R L，这个集电极电压u CE也是由直流分量I C和交流分量 i C两部分迭加的。
这里的 u CE和 i C相位相反，即当 i C增大时, u CE减少。
由于C 2的隔直作用，使只有 u CE的交流分量通过电容C2作为放大电路的输出电压u O。
如电路参数选择适当，u O要比 u I的幅值要大得多，同时 u I与 u O的相位正好相反。
电路中各点的电流、电压波形如图所示。
放大电路的图解法放大电路有三种主要分析方法：一是图解法，二是微变等效电路法，三是计算机辅助分析法。
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。
第三章 基本放大电路
输出
话筒
放
大
器
喇叭
应用举例
直 流 电 源
基本放大电路
输入 放大器 输出
1、定义：放大电路的目的是将微弱的变化信 号不失真的放大成较大的信号。。
2、组成：三极管、场效应管、电阻、电容、电感、 变压器等。 3、特点：
①输出信号的功率大于输入信号的功率；
②输出信号的波形与输入信号的波形相同。
基本放大电路
RC
ui
T
C2
RL
基本放大电路
3.2.2 放大器中电流电压符号使用规定含义 “小大” uBE—小写字母，大写下标，表示交、直混合量。 “大大” UBE — 大写字母，大写下标，表示直 流量。 “小小” ube—小写字母，小写下标，表示交流分量。
“大小” Ube—大写字母，小写下标，表示交流分量有效值。 uA
电路改进：采用单电源供电 +VCC RC C1 T
可以省去
C2
RB VBB
基本放大电路
+VCC RB C1 T RC C2
单电源供电电路
基本放大电路
（1）电路的简化
C1
ui （2）电路的简化画法
VCC
RB
C1
只用一个电源，减 少电源数。
T
C2
RL
RB
RC
VCC
uo
uo
不画电源符号， 只写出电源正 极对地的电位。
T
I CQ
U CEQ
(b) 首先画出放大电路的交流通路
基本放大电路
VCC
交流通路
共发射极放大电路三种典型放大电路
一、单管共发射极放大电路仅有直流反馈－固定偏置基本的电路如下三、选择器件与多数计算：设置静态工作点并计算元件参数依据指标要求、静态工作点范围、经验值进行计算静态工作点Q 的计算：要求iR{26300i beCQmvR rIβ≈≈+}>1K有若取V BQ = 3V，得1.53BQ BEECQV VR KI-==Ω取标称值1.5KmA2.2mA300100026`CQ=-<βI由于CQBQ I I β=; ()5~10BQ I I =得，=20k Ω ； =60k Ω为使静态工作点调整方便，1B R 由20k固定电阻与100k 电位器相串联而成。
=2033根据V A 的理论计算公式, V A =40 得，1k Ω 由//L C LR R R •=2k Ω计算电容为： )()(13~108.22L S be C uF f R r π≥=+ 综合考虑标称值10Uf10C B C C uF ==取标称值100uF四、画出预设计总体电路图： 预设总体电路图：βCQ BQBQ B I V I V R )10~5(12==21B BQBQ CC B R V VV R -=)(26)1(300)(26)1(mA I mVmA I mV r r EQ EQ bbe ββ++=++=2.静态工作点的测试与调整：测量方法是不加输入信号，将放大器输入端（耦合电容CB负端）接地。
用万用表分别测量晶体管的B、E、C极对地的电压VBQ 、VEQ及VCQ。
一般VBQ ＝（3～7）V， VCEQ＝正几伏。
如果出现VCQ VCC，说明晶体管工作在截止状态;如果出现VCEQ0.5V，说明晶体管已经饱和.调整方法是改变放大器上偏置电阻R B1的大小，即调节电位器的阻值，同时用万用表分别测量晶体管的各极的电位V BQ、V CQ、V EQ，并计算V CEQ及I CQ。
如果V CEQ为正几伏，说明晶体管工作在放大状态，但并不能说明放大器的静态工作点设置在合适的位置，所以还要进行动态波形观测。
三极管的三种基本放大电路
二、性能指标分析
IBQ = (VCC – UBEQ) / [RB + (1 + β ) RE] ICQ = β I BQ UCEQ = VCC – ICQRE
−
−
−
rbe β ib RB + RE RL uo
−
R'L = RE // RL
第3章 放大电路基础
一、电路组成与静态工作点
IBQ C1 + RB +VCC C2 RL
Ri
R’i
例3.2.1 β =100, RS= 1kΩ, RB1= 62kΩ, RB2= 20kΩ, RC= 3kΩ Ω Ω Ω Ω RE = 1.5kΩ, RL= 5.6kΩ, VCC = 15V。求：“Q ”, Au, Ri, Ro Ω Ω 。 [解] 1）求“Q” 解 ） +VCC 20 × 15 RB1 RC C2 U BQ = ≈ 3.7 ( V ) C1 + 20 + 62 + + RL 3 .7 − 0 .7 uo I RS = 2 (mA ) + CQ = I EQ = + RB2 RE us 1 .5 CE − − I BQ ≈ 2 / 100 = 0.02 (mA) = 20 µA U = 15 − 2( 3 + 1.5) = 6 ( V ) 2）求 Au、Ri、Ro 、 Aus CEQ ）
–
RE = RL = Rs = 1 kΩ, VCC = 12V。求：“Q ”、Au、Ri、 Ω 。 、 Ro [解] 1）求“Q” +VCC 解 ） IBQ RB C1 IBQ = (VCC – UBE) / [RB + (1+ β ) RE]
β =120, RB = 300 kΩ, r’bb= 200 Ω, UBEQ = 0.7V Ω
模电第二章 基本放大电路
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
放大电路的三种基本组态
一、复习引入复习基本共射极放大电路的结构及各元件的名称和作用。
二、新授（一）基本共射极放大电路分析（1）基本共射极放大电路的静态工作点无输入信号（u i=0）时电路的状态称为静态，只有直流电源U cc加在电路上，三极管各极电流和各极之间的电压都是直流量，分别用I B、I C、U BE、U CE表示，它们对应着三极管输入输出特性曲线上的一个固定点，习惯上称它们为静态工作点，简称Q点。
I B、I C、U BE、U CE通常表示为I BQ、I CQ、U BEQ 和U CEQ。
(a)共射放大电路 (b)直流通路图1 共射基本放大电路及其直流通路静态值既然是直流，故可用交流放大电路的直流通路来分析计算。
在如图1（b）所示共射基本电路的直流通路中，由+U cc —R b—b极—e极—地可得:一般U CC>U BEE，则I BQ=（U CC-U BEQ）/R b≈U CC/R b当U CC和R b选定后，偏流I B即为固定值，所以共射极基本电路又称为固定偏流电路。
如果三极管工作在放大区，且忽略I CEO，则I CQ≈βI BQ由+U cc—R c b极—c极—e极—地可得U CEQ=U CC=I CQ R C如果按上式算得值小于0.3V，说明三极管已处于或接近饱和状态，I CQ将不再与I BQ成β倍关系。
此时I CQ称为集电极饱和电流I CS，集电极与发射极间电压称为饱和电压U CES。
U CES值很小，硅管取0.3V。
可由下式求得I CS =(U CC-U CES)/R C一般情况下，U cc>U CESI CS≈U CC/R C（2）微变等效电路分析法共射基本放大电路的微变等效电路，如图2所示。
从图中可以看出，输入电阻R i为R b与r be的并联值，所图2 R i基本共射电路的微变等效电路R i=R b//r be≈r be当us被短路时，i b=0,i c=0，从输出端看进去，只有电阻Rc，所以输出电阻为R0=R C从图2中输入回路可以看出U i=i b r be令RL′=RC//RL，其输出电压为U O=-i c(R C//R L)=-i c R L′=-βi b R L′因此，电压放大倍数为A u=u o/u i=-iβR L/r be式中，负号表示U0志u r相位相反。
三极管基本放大电路的三种组态
除去信号的输入、输出端。
另一端就是共极三极管基本放大电路的三种组态组态一：共射电路组态二：共集电极电路共集电极组态基本放大电路如图所示。
(1)直流分析(2)交流分析放大倍数／输入电阻／输出电阻组态三：共基极放大电路共基组态放大电路如图交流、直流通路微变等效电路共基极组态基本放大电路的微变等效电路性能指标三种组态电路比较放大电路的三种基本组态2．6．1共集电极放大电路上图（a）是一个共集组态的单管放大电路，由上图（b）的等效电路可以看出，输入信号与输出信号的公共端是三极管的集电极，所以属于共集组态。
又由于输出信号从发射极引出，因此这种电路也称为射极输出器。
下面对共集电极放大电路进行静态和动态分析。
一、静态工作点根据上图（a）电路的基极回路可求得静态基极电流为二、电流放大倍数由上图（b）的等效电路可知三、电压放大倍数由上图（a）可得Re’=Re//RL由式（2．6．4）和（2．6．5）可知，共集电极放大电路的电流放大倍数大于1，但电压放大倍数恒小于1，而接近于1，且输出电压与输入电压同相，所以又称为射极跟随器。
四、输入电阻由图2．6．1（b）可得Ri=rbe+(1+β)Re’由上式可见，射极输出器的输入电阻等于rbe和（1＋β）R、e相串连，因此输入电阻大大提高了。
由上式可见，发射极回路中的电阻R、e折合到基极回路，需乘（1＋β）倍。
五、输出电阻在上图（b）中，当输出端外加电压U。
，而US=0时，如暂不考虑Re的作用，可得下图。
由图可得由上式可知，射极输出器的输出电阻等于基极回路的总电阻（）除以（1＋β），因此输出电阻很低，故带负载能力比较强。
由上式也可见，基极回路的电阻折合到发射极，需除以（1＋β）。
2．6．2共基极放大电路上图（a）是共基极放大电路的原理性电路图。
由图可见，发射极电源VEE的极性保证三极管的发射结正向偏置，集电极电源VCC的极性保证集电结反向偏置，从而可以使三极管工作在放大区，因输入信号与输出信号的公共端是基极，因此属于共基组态。
三极管基本放大电路的三种组态
除去信号的输入、输出端。
另一端就是共极三极管基本放大电路的三种组态组态一：共射电路组态二：共集电极电路共集电极组态基本放大电路如图所示(1)直流分析/『W B厂心訓【血斗⑴的』"叱亡―厶傀_ '忧_Wn流通路R产隔川4交流通路,(2)交流分析渤呼筲帥由淬迴園b2h放大倍数/输入电阻/输出电阻① 中Ifi 电压放人倍数 芜賽（1+处;碍"（1 + 0）化比较匸£和CU 组态放大电瞎的电压放大倍数公式.它们的分r 足"乘以输岀电极对地妁址漩这效负载屯 阻.分母都是三极管基极对地的交流输入电阻。
② 输入电阻尽"Ke 十（”®用L ）］③ 输出电阳 将綸入信号 垣路，负载开 路异那 ，信 巧源短路，内阻 保留〃總=叫g 十码）,R\ =尺〃鹉"甩 氏=［（1M ）1* A 肛+心沪（底爪）共基组态放大电路如图生广冻*舟+玮广幷（1+”）P 先企） 死乩电苗电蹦组态三：共基极放大电路微变等效电路共基极组态基本放大电路的微变等效电路I「1仁矶o —1 +]&比tO■1—►b—性能指标① 电压放大倍数 弟=!&//&=十色型$he② 输入电限 R.=曲 jfe= 1 1L+0 % 1 协③ 输出电阻R 严氐交流、直流通路空流通路;三种组态电路比较■共射电路；电压和电流放大倍数均大，输入输岀电压相位相反，输岀输出电阻适中°常用于电压放大.・共集电路二电压放大倍数是小于且扌妾近于1的正数，具有电压跟随特点I输入电阳大’输岀电阻小.常作为电路的输入和输出级乜■共基电弟匕放大倍数同共射电路.输入电阻小，频率特性好.帘用作宽带庶大器口放大电路的三种基本组态2. 6. 1共集电极放大电路上图（a）是一个共集组态的单管放大电路，由上图（b）的等效电路可以看出，输入信号与输出信号的公共端是三极管的集电极，所以属于共集组态。
三极管的三种基本放大电路
基极放大电路共基极的放大电路，如图1所示，图1 共基极放大电路主要应用在高频放大或振荡电路，其低输入阻抗及高输出阻抗的特性也可作阻抗匹配用。
电路特性归纳如下：输入端（EB之间）为正向偏压，因此输入阻抗低（约20～200 ）输出端（CB之间）为反向偏压，因此输出阻抗高（约100k～1M ）。
电流增益：虽然AI小于1，但是RL / Ri很大，因此电压增益相当高。
功率增益：由于AI小于1，所以功率增益不大。
共发射极放大电路共发射极的放大电路，如图2所示。
图2 共发射极放大电路因具有电流与电压放大增益，所以广泛应用在放大器电路。
其电路特性归纳如下：输入与输出阻抗中等（Ri约1k～5k ；RO约50k）。
电流增益：电压增益：负号表示输出信号与输入信号反相（相位差180°）。
功率增益：功率增益在三种接法中最大。
共集电极放大电路共集电极放大电路，如图3所示，图3 共集电极放大电路高输入阻抗及低输出阻抗的特性可作阻抗匹配用，以改善电压信号的负载效应。
其电路特性归纳如下：输入阻抗高（Ri约20k ）；输出阻抗低（RO约20）。
电流增益：电压增益：电压增益等于1，表示射极的输出信号追随着基极的输入信号，所以共集极放大器又称为射极随耦器（emitte r follow er）。
功率增益Ap= AI × Av≈β，功率增益低。
三极管三种放大电路特性比较。