电工学第八章 基本放大电路

RL RC//RL
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(3)电压放大倍数的计算
•
•
Ui I b rbe
•
•
•
UoIcRL IbRL
式中 RL RC//RL 则放大电路的电压放大倍数
•
Au
U0
•
Ui
R' L rbe
输出端开路时(未接RL)
Au
RC rbe
结 论
❖ Au与β、rbe和并联电阻 有关；
❖负载电阻RL越小，放大倍数越小； ❖ 输入电压与输出电压相位相反。
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放大电路可分为静态和动态两种情况来分析。
动态：输入端加上输入信号时，放大电路的工作状态。
❖ 此时，电路中电流和电压值是直流和交流分量叠加。 ❖ iB、iC、iE、uBE和uCE，称为动态值（直流分量和交流 分量的叠加） ❖ 对放大电路的动态分析就是采用放大电路的交流通道， 确定电压放大倍数Au，输入电阻ri，输出电阻ro等。 ❖ 动态分析方法：微变等效电路法和图解法 直流通道——只考虑直流信号的分电路。 交流通道——只考虑交流信号的分电路。
步骤： ❖ 用估算法确定IB； ❖ 由输出特性曲线确定IC和UCE。
由 U CE U CC ICR C 得
IC=0时， UCEUCC
UCE=0时，I C
U CC RC
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(1)输入输出特性曲线
如下图所示，(IBQ,UBEQ) 和( ICQ,UCEQ )分别对 应于输入输出特性曲线上的一个点，称为静态工
0.0m 4 A40A
IC IB
3.750.04
1.5mA
U CE U CC ICR C
1 2 1.5 1 0 34 130
6V
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2、用图解法确定各静态值
非线性电路的一种分析方法。 方法：
RC的直流负载线与晶体管的某一条（由IB确定）输
出特性曲线的交点Q，称为放大电路的静态工作点，由
它确定放大电路的电压和电流的静态值。
电工学第八章 基本放大电路
目录
8.1 共发射极放大电路的组成 8.2 共发射极放大电路的分析 8.3 静态工作点的稳定 8.4 射极输出器 8.5 差分放大电路(自学) 8.6 互补对称功率放大电路(自学) 8.7 场效晶体管及其放大电路(自学)
8.1 共发射极放大电路的组成
放大电路的目的是将微弱变化的电信号转换 为较强的电信号。 放大电路实现放大的条件： ❖ 晶体管必须偏置在放大区：
0
6
Q1 IB = 20μA
IB
=
0 UCE
UCC (V)
点 有:
IB = 40μA IC = 1.5mA
基极电流IB不同，静态工作
UCE= 6V
点在负载线上位置也不同。
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8.2.2 动态分析
当放大电路有输入信号时，三极管的各个电 流和电压都含有直流分量和交流分量。
动态分析就是在静态值确定之后分析信号的 传输情况，只考虑电流和电压的交流分量。
发射结正偏，集电结反偏。 ❖ 正确设置静态工作点，使整个波形处于放大区。 ❖ 输入回路将变化的电压转换为变化的基极电流。 ❖ 输出回路将变化的集电极电流转化成变化的集电 极电压，经电容滤波只输出交流信号。
返回
RB C1
+UCC RC iC C2
ui
iB
uo
iE
共发射极基本交流放大电路
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其 IB——直流分量 中 ib——交流分量
ui
❖ 交流耦合作用
RC iB
+UCC iC C2
uo iE
——能使交流信号 顺利通过。
共发射极基本交流放大电路
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RB C1
+UCC RC iC C2
ui
iB
uo
iE
说明： 共发射极基本交流放大电路
❖ iB，iC和iE表示的电流是直流和交流的叠加。 ❖ 输入电路中交流部分由ui提供，直流部分由UCC提供
(1) 电容C1隔离交流输入ui处混有的直流信号； (2) 三极管对交直流叠加信号进行放大； (3) C2将放大后的直流部分隔离，只输出交流部分
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8.2 共发射极放大电路的分析
放大电路可分为静态和动态两种情况来分析。 静态：输入端未加输入信号时，放大电路的工作状态。 ❖ 此时，电路中电流和电压值都是直流的。 ❖ IB、IC、IE、UBE和UCE，称为静态值（直流分量）。 ❖ 对放大电路的静态分析就是采用放大电路的直流通 道，确定如上的静态值。 ❖ 静态分析方法：估算法和图解法
（1）作直流负载线；（2）求静态值。
IC (mA)
U CC
RC 3
1.5
0
6
[解]（1）作直流负载线
IB = 100μA
IB = 80μA
IB = 60μA
IB = 40μA
IB = 20μA
IB
=
0 UCE
UCC (V)
根据 U CE U CC ICR C
IC=0时，
UCE UCC 1V 2
UCE=0时，
注意：ri和rbe的区别？
ri：放大电路的输入电阻； rbe：三极管的输入电阻；
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(5)放大电路输出电阻的计算
对于负载而言，放大电路相当于信号源，其内 阻就是放大电路的输出电阻ro，它也是动态电阻。 放大电路的输出电阻如果较大： ❖信号源内阻较大；
❖信号源内阻分压较大； ❖负载变化时，输出电压变化较大； ❖放大电路带负载能力较差。 因此，通常希望放大电路输出电阻越小越好。
对输入的小交流信号而言，
IB
Q
三极管相当于电阻rbe，表示输 入特性。
UBE UBE
输入特性曲线
rbeuiB BEUCEuibbeUCE
即：晶体管基极与发射极之
间可用rbe等效代替。
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对于低频小功率晶体管的输入电阻估算为：
rbe20( 0)(1)2IE((6m m))A V
式中：
IE ：发射极电流的静态值; IE(1)IBIC
iB——交直流分量叠加 ui——输入电压(交流信号)
uo——输出电压(交流信号)
UCC——输入电压(直流信号)
C1、C2——输入、输出耦合电容或隔直电容 RB——限流电阻 RC——转换电阻
将电流的变化转换为电压的变换
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(1)三极管T的作用
三极管是放大元件， 利用它的电流放大作 用，在集电极电路获 得放大的电流IC，该 电流受输入信号的控 制。
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(3)集电极负载电阻RC作用
集电极电阻RC的 作用是将变化的电 流转变为变化的电 压,以实现电压放大 。
RB C1
U CE U CC R CIC ui
RC iB
+UCC iC C2
uo iE
其中，UCC和RC 固定不变，则UCE 的变化要依赖于IC 的变化。
共发射极基本交流放大电路
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(4)基极电阻RB的作用
②集电极电流
IC IB
③集-射极电压
U CE U CC R CIC
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例1：已知UCC=12V, RC=4kΩ, RB=300kΩ,
β=37.5 , 试求放大电路的静态值。
[解]
RB
根据直流通道可得出
RC IB B
+ UBE-
+UCC IC
+
C
T UCE E-
IBUCC RBUBEURCBC
12 300103
00(1)26(mV)
IE(mA)
20 0(13.75) 2(6mV)0.8k 5 1.54(mA)
并联电阻： R L R C/R /L2K
则电压放大倍数： AuR rbL'e3.7 50.2 85 8.8 24返回
(4)放大电路输入电阻的计算
放大电路对信号源来说，是一个负载，可用一个
电阻等效代替，这个电阻是信号源的负载电阻，也
作点Q。IB
IC
Q
IBQ
Q
ICQ
UBE
UBEQ 输入输出特性曲线
UCEQ
UCE 返回
(2)直流负载线
I UCC
C
RC
由
U CE U CC ICR C
Q
IB
UCC
UCE
IC=0时， UCEUCC
UCE=0时，
IC
U CC RC
返回
例2：已知UCC=12V,RC=4kΩ,RB=300kΩ,β=37.5。
β：晶体管的放大倍数； rbe：输入电阻。
其值一般为1000欧左右，正负不会超过300欧。
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(2)输出特性曲线 ——在线性工作区是一族平行直线。
放大系数：
iC
IC iC
IB UCE ib UCE
iC
ib 则： ic ib
输出端相当于一个受
uCE ib控制的电流源。
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输出端还等效并联一个大电阻rce。
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8.2.1 静态分析
直流通道——将电路中的隔直电容C1、C2开路。
+UCC
+UCC
RB C1
RC
C2
iC
RB
RC IC
IB
ui
iB
uo
iE
T
UCE
共发射极基本交流放大电路
直流通道的简化电路 返回
1、用估算法确定各静态值
①基极电流 当UBE << UCC时
IB
UCCUBE RB
IB
U CC RB
ICU RC CC411203 3mA
可在图上作出直流负载线。
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（2）求静态值
①由估算法确定基极电流IB