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2章基本放大电路
2020/8/15
韩良
7
模拟电子技术基础
3. 输出电阻Ro——从放大电路输出端看进去的等效电阻
ii
+
RS
+
+
uS -
ui
-
+
信号源 Ri
放大电路 Ro
Ri uo
io
+
+
uo
RL
-
+
Ro 负载
输出电阻的定义：
Ro
=
uo io
RL ,
us 0
输出电阻是表明放大电路带负载能力的，Ro越小，放 大电路带负载的能力越强，反之则差。
静态时，U BEQ U Rb1
2. 信号源与放大电路不“共地”
动态时，VCC和uI同时作用 于晶体管的输入回路。
共地，且要使信号
搭载在静态之上
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韩良
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模拟电子技术基础
两种实用放大电路：（2）阻容耦合放大电路
－＋
UBEQ
＋－
UCEQ
C1、C2为耦合电容！
耦合电容的容量应足够 大，即对于交流信号近似 为短路。其作用是“隔离 直流、通过交流”。
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韩良
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模拟电子技术基础
2.2.2设置静态工作点的必要性
为什么放大的对象是动态信号，却要晶体管在信号为零 时有合适的直流电流和极间电压？
输出电压必然失真！
设置合适的静态工作点，首先要解决失真问题，但Q点 几乎影响着所有的动态参数！
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韩良
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模拟电子技术基础
2.2.3基本共射放大电路的波形分析
2020/8/15
基本放大电路
动态分析－电压放大倍数
输出电压与输入电压变化相反
uCE VCC iC Rc
uCE Au u I
VCC RC
iC
输出回路 负载线
△i C
ICQ
Q
IB=IBQ+△iB
IBQ
0
UCEQ
△uCE
VCC
uCE
3.2 图解法
iB / A
60 60
波形非线性失真的分析
iB / A Q1 Q Q2 Q点合适输入一 微小正弦信号 ui
共射极基本放大电路
2.1 基本共射放大电路各元件作用
共射极基本放大电路
2.1 基本共射放大电路各元件作用
共射极基本放大电路
2.1 基本共射放大电路各元件作用
共射极基本放大电路
2.3 基本共射放大电路波形分析
iC
iB
+ uBE –
无输入信号时，三极 管各电极都是恒定的 电压和电流，称放大 电路处于静态
uCE
无输入信号(或ui = 0)时:
iC
uBE
UBE t
iB IB t IC
O
UCE
O
O
O
t
t
2.3 基本共射放大电路波形分析
iC
iB
+ uBE –
iC
放大电路的 静态工作点 Q
无输入信号(或ui = 0)时:
uCE
uBE
UBEQ t
iB IBQ t IC Q
O
UCEQ
O
O
O
ห้องสมุดไป่ตู้
t
t
2.3 基本共射放大电路波形分析
基本放大电路
1 2 3 4 5 6 7 放大的概念和放大电路的主要性能指标 基本共射放大电路的工作原理 基本放大电路的分析方法 放大电路静态工作点的稳定 三种基本接法 晶体管基本放大电路的派生电路 场效应管放大电路
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
第2章 放大电路分析基础分析
第2章 放大电路分析基础
讨论一
画图示电路的直流通路和交流通路。
第2章 放大电路分析基础
二、图解法
uBE VBB iB Rb
应用实测特性曲线
uCE VCC iC Rc
1. 静态分析：图解二元方程组
输入回路 负载线 IBQ
负载线
Q
ICQ
Q
IBQ
UBEQ
UCEQ
第2章 放大电路分析基础
第2章 放大电路分析基础
一、放大的概念及放大电路的性能指标
1、放大的概念
放大的对象：变化量
放大的本质：能量的控制
放大的特征：功率放大
判断电路能否放 大的基本出发点
放大的基本要求：不失真，放大的前提
第2章 放大电均可看成为两端口网络。
输入电流
信号源 内阻 输出电流
2)输入电阻和输出电阻
从输入端看进去的 等效电阻
Ui Ri Ii
输入电压与 输入电流有 效值之比。
U Uo U Ro ( 1) RL Uo Uo RL
' o ' o
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 放大电路分析基础
第2章 放大电路分析基础
在基本共射放大电路中，电压和电流都得到放大(ic=ib， uoui)，即功率得到放大。需要提醒大家的是，输出功
率并非来自输入信号 (信号源)，而是来自直流电源 VCC。
正是由于 iB 或 iE 对 iC 的控制作用，使得在 ui 的作用下直 流电源VCC输出的电流中包含与 ui同样变化且被放大的 分量，即放大电路的输出功率是在输入信号的作用下 通过晶体管将直流电源的能量转换而来。因此，放大
模拟电子技术(童诗白)第2章
设形置合适的静态工作点
RB
——电源、电阻 不失真地放大交流
ui + V BB
——均处于放大状态
RC + V CC
◇ Amplification: Vs
vBE
iB
iC
Vout
vCE
iB
iC
Saturation
vCE
IC curve for one value of IB with VCE changing 精选版课件ppt
精选版课件ppt
RB1
RB2
RE
14
2.5 三种基本接法
2.5.1 共集电路
一、静态分析
二、动态分析
精选版课件ppt
15
三、与共射电路的比较
① 共射电路具有较大的电压放大倍数和电流放 大倍数，输入电阻和输出电阻值也适中，所以 被广泛地用作各种低频放大器的输入级、中间 级或输出级。
② 共集电路的电压放大倍数虽然略小于1，但
它有电流放大能力。并且由于其输入电阻很高，
输出电阻很低这些特点，常常可以作为连接高
内阻信号源的输入级或驱动大负载的输出级，
常用的功率放大电路均采用这种射随器的电路
形式。Biblioteka 精选版课件ppt16
2.5.2 共基放大器
一、静态分析
二、动态分析
精选版课件ppt
17
③ 共基电路的主要特点是它的输入阻抗特别 低，三极管的发射结上的电容效应就不明显， 这样信号在很宽的频率范围内变化时，电路 的放大性能基本可以保持不变，所以共基组 态常用于宽频带放大器中。
RL
+V CC RC C2
RL
精选版课件ppt
6
2.3 放大电路的分析方法
放大电路的详细教学概要
第二章 基本放大器
2.1 放大电路的基本概念及性能指标 2.2 单管共射放大电路的工作原理 2.3 放大电路的图解分析法 2.4 放大电路的模型分析法 2.5 共集和共基放大电路
2.1 放大电路的基本概念及性能指标
一.放大的基本概念
ii
+
RS
+
+
uS
u i
-
-
+
信号源
放大电路
io
+
+
u o
RL
-
+
Cb1
+
+
Rb
基极电源与基ui
极电阻
-
VBB
+
集电极电阻RC， 将变化的电流转 变为变化的电压。
Cb2
T
+
Rc
RL uo
VCC
-
集电极电源，为 电路提供能量。 并保证集电结反 偏。
各元件作用：
耦合电容： 电解电容，有极性，
大小为10F~50F
Cb1+
+
+
Rb u
i
- VBB
+
作用：隔直通交隔离 输入输出与电路直流 的联系，同时能使信 号顺利输入输出。
+
RS
+
+
uS
u i
-
-
+
信号源
放大电路
io
+
+
u o
RL
-
+
负载
（1）电压放大倍数定义为: （2）电流放大倍数定义为: （3）互阻增益定义为: （4）互导增益定义为:
2.1 放大电路的基本概念及性能指标 2.2 单管共射放大电路的工作原理 2.3 放大电路的图解分析法 2.4 放大电路的模型分析法 2.5 共集和共基放大电路
2.1 放大电路的基本概念及性能指标
一.放大的基本概念
ii
+
RS
+
+
uS
u i
-
-
+
信号源
放大电路
io
+
+
u o
RL
-
+
Cb1
+
+
Rb
基极电源与基ui
极电阻
-
VBB
+
集电极电阻RC， 将变化的电流转 变为变化的电压。
Cb2
T
+
Rc
RL uo
VCC
-
集电极电源，为 电路提供能量。 并保证集电结反 偏。
各元件作用：
耦合电容： 电解电容，有极性，
大小为10F~50F
Cb1+
+
+
Rb u
i
- VBB
+
作用：隔直通交隔离 输入输出与电路直流 的联系，同时能使信 号顺利输入输出。
+
RS
+
+
uS
u i
-
-
+
信号源
放大电路
io
+
+
u o
RL
-
+
负载
（1）电压放大倍数定义为: （2）电流放大倍数定义为: （3）互阻增益定义为: （4）互导增益定义为:
基本放大电路
放大电路1．放大的概念和电路的性能指标2．共射基本放大电路的工作原理3．放大电路的分析1）静态分析2）动态分析4．共集电极放大电路5．共基极放大电路6．三种基本放大电路的比较5．场效应管单管放大电路6．多级放大电路1、放大电路的概念和电路的性能指标 放大：放大电路实际上是一种控制器，控制着电源向负载输送能量的大小。
放大电路一般由电压放大和功率放大两部分组成。
先由电压放大电路将微弱信号加以放大去推动功率放大电路，再由功率放大电路输出足够大的功率去推动执行元件。
电压放大电路通常工作在小信号情况下，而功率放大电路通常工作在大信号情况下。
在工业电子技术中，常用的交流放大电路是低频放大电路，其工作频率通常在20Hz ——20000Hz 。
放大电路的性能指标： a ）放大倍数电压放大倍数V A V A =i oV V 电流放大倍数I A I A =ioI I R A 和G A 输入电阻I R =i iI V 输出电阻ooI V R O2、共射极基本放大电路的工作原理 （1）电路的组成：2-1共射极基本放大电路（2）各元件作用晶体管T：图中的T是放大电路的放大元件。
利用它的电流放大作用，在集电极电路获得放大的电流，这电流受输入信号的控制。
从能量观点来看，输入信号的能量是较小的，而输出信号的能量是较大的，但不是说放大电路把输入的能量放大了。
能量是守恒的，不能放大，输出的较大能量来自直流电源E C。
即能量较小的输入信号通过晶体管的控制作用，去控制电源E C所供给的能量，以便在输出端获得一个能量较大的信号。
这种小能量对大能量的控制作用，就是放大作用的实质，所以晶体管也可以说是一个控制元件。
集电极电源UC C：它除了为输出信号提供能量外，还保证集电结处于反向偏置，以使晶体管起到放大作用。
UC C一般为几伏到几十伏。
集电极负载电阻R C：它的主要作用是将已经放大的集电极电流的变化变换为电压的变化，以实现电压放大。
R C阻值一般为几千欧到几十千欧。
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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 >
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
IC +△IC I B +△IB T Rb
+ +
+△UCE UCE
+
放大原理：
ui →△UBE→△IB
→△UCE
VBB
UBE+△ UBE -
Rc uo VCC
-
→△IC（b△IB） ui
Rb1
C1
RC
EC
C2
•
RS
Rb2 + Ce RL uS Re
『例题』判断图中各电路能否实现电压放大？ 判断方法： 1. 晶体管是否为放大偏置。 （看电源极性，隔直电容位置） 2. 交流信号能否输入到发射结，能否输出。（看旁路电容） +EC + u o +EC C2 + uo Rb + u i +EC + uo +EC Rb RC
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： 类型 电压放大器 电流放大器 跨阻放大器 跨导放大器
信 号 源
xi
放 大 器
xo 负
载
输入信号xi 输出信号xo
电路增益 ( 放大能力)
ui ii ii ui
uo io uo io
Au uo / ui 电流增益 Ai io / ii 跨阻增益 Ar uo / ii 跨导增益 Ag io / ui
电压增益
ii
+
io
+
RS uS 信号源
+
+
+
ui +
放大电路
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
说到放大你最 关心什么 能放多大? 象不象 ?
信 号 xi 源
放 大 器
?
xo 负
载
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
+
Cb1
+
Rb Cb1
+
Rc T
+VCC Cb2
+
+
Rc RL VCC
ui +
uo -
+
ui +
RL
uo -
继续
最简单的基本放大器组成
集电极 电阻
+EC 正电源
输出耦 C2 合电容
基极 电阻
RB
RC
+
+
输入 电压
C1 +
输入耦 合电容
+
RL
T 三极管
ui
-
uo 输出 电压
继续
负载 电阻
2.2.4 基本放大电路的组成原则
RC + ui Rb
RC
+ ui +EC + uo -
+ uo -
+ ui -
Rb C1
RC
Rb1 + ui Rb2 C1
RC
C2
三. 静态工作点 （Q点）
1.静态工作点——Ui=0时电路的工作状态 由于电源的 存在，电路 中存在一组 直流量。
+ VC C
R b1 Rc
IB IC
Cb 2
Cb 1
+ UBE
Cb1
+
Cb2 T Rc
放大元件iC=biB， 工作在放大区，要 保证集电结反偏， 发射结正偏。
+
+
ui +
Rb VBB
RL VCC
uo -
继续
各元件作用：
使发射结正偏， 并提供适当的静 态IB和UBE
集电极电阻RC， 将变化的电流转 变为变化的电压
Cb1
+
Cb2 T
+
+
基极电源与 基极电阻
ui +
Pom PV
：效率 PV：直流电源消耗的功率
符号规定 UA uA ua
全量
大写字母、大写下标，表示直流量。 小写字母、大写下标，表示全量。 小写字母、小写下标，表示交流分量。 ua
交流分量
uA
UA直流分量
t
2.2
2.2 基本放大电路的组成和工作原理
共射放大器 三极管放 大电路有 三种形式 共基放大器 共集放大器
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。
uS
RS
Ro Au
US
u O 输出电阻的定义式：R u 0 S O iO R L
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。 保留内阻
1、典型放大电路 （1）输入信号源： uS、RS （2）输出负载： RL （3）BJT： 放大电路的核心器件。 起电流控制和放大的作用。 （4）直流电源： EC ①为放大电路提供能量；
Rb1
C1
RC
EC
C2
RS
Rb2 + RL Ce uS Re
②为放大电路提供合适的静态偏置，使BJT工作在放大状态。 （5）C1、C2：耦合电容，起隔直通交的作用。 C1：隔断信号源与放大电路的直流联系，将交流输入信号 耦合传送到BJT发射结。 C2：隔断负载与放大电路的直流联系，将交流输出信号耦 合传送到负载上。 （6）Ce：旁路电容，对Re交流旁路，可提高增益。
2 2 U2 U3 D 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。
-
ui=0时
ui -
+
T+
-
UCE
uo RL 继续
.
+
由于(IB,UBE) 和( IC,UCE )分别对应于输入、输出 特性曲线上的一个点，所以称为静态工作点。
为了使三极管工作在线性区，以保证信号不失真
为什么要设置静态工作点？
IC Q UBE Q
IB IB
IC
IB
UCE
UBE
UCE2.3Fra bibliotek2.3 放大电路的基本分析方法
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。
第二章 基本放大器
2.1 放大电路的概念及性能指标 2.2 基本共射放大电路的工作原理 2.3 放大电路的分析方法 2.4 放大电路静态工作点的稳定 2.5 放大电路的三种接法 2.6 场效应管放大电路
继续
2.1.1
放大的概念
信 号 源
放大的作用：把微弱的电信号放大 至负载所需的数值。 放大的对象：变化量。
Au
中频增益 Aum
0.7Aum
fL 下限截
止频率