放大电路详解 PPT
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基本放大电路-课件
EXIT
模拟电子技术
一、特点及主要技术指标
特点
功率放大电路是一种能够向负载提供足够大的功
率的放大电路。因此，要求同时输出较大的电压和电
无
流。 管子工作在接近极限状态。一般直接驱动负载，
锡 职
带载能力要强。
业
技
术 学
主要技术指标
院
（1）最大输出功率Pom ：在电路参数确定的情况下负载
可能获得的最大交流功率。
T2 +
uo
–
优点：具有良好的低 频特性，可以放大缓慢 变化的信号；无大电容 和电感，容易集成。
缺点：静态工作点相 互影响，分析、计算、 设计较复杂；存在零 点漂移。
EXIT
模拟电子技术
2.阻容耦合
优点：直流通路是相互独
+Vcc 立的，电路的分析、计算
无 锡 职 业 技 术 学 院
Rb11 C1
Rs
EXIT
模拟电子技术
由于放大电路的工作点达到了三极管 的截止区而引起的非线性失真。对于NPN管， 输出电压表现为顶部失真。
截止失真
无 锡 职 业 技 术 学 院
注意：对于PNP管，由于是负电源供电，失真的 表现形式，与NPN管正好相反。
EXIT
模拟电子技术
四、放大电路的动态参数
1.交流通路
交流电流流经的通路，用于动态分析。对于交流通路：
（2）转换效率 ：最大输出功率与电源提供的功率之比，
即
= Pom / PV
EXIT
模拟电子技术
思考题1：功率放大电路与前面介绍的电
压放大电路有本质上的区别吗？
无本质的区别，都是能量的控制与转换。不同
之处在于，各自追求的指标不同：电压放大电路
电路与模拟电子技术原理第7章2场效应管放大课件.ppt
场效应管放大电路静态分析的思路，是首 先确定管子的工作状态，再计算此工作状 态下的静态工作点（IDQ，UGSQ，UDSQ）。
应记住场效应管是一种电压控制器件，栅 极只需要偏压，不需要偏流（IG＝0），所 以漏极电流恒等于源极电流（iD＝iS）。
利用这个特性，再结合基尔霍夫定律和场 效应管伏安特性关系方程即可求解。
利用场效应管工作在恒流区时，漏极电流iD 受栅源电压uGS控制的特性，也可以构成场 效应管放大电路。
14:29:07
2
7.3 场效应管放大电路
7.3.1 场效应管放大电路的工作原理 7.3.2 场效应管放大电路的组成 7.3.3 场效应管放大电路的近似估算
14:29:07
3
7.3.1 场效应管放大电路的工作原理
14:29:07
24
场效应管电路静态分析思路（续）
假设其工作于某个特定区域，并求解 此状态下的G-S回路和D-S回路方程，
如果所得到的结果符合假设区域的偏 置条件，说明我们的假设正确；
否则说明我们的假设不正确，应作出 新的假设。
14:29:07
25
场效应管静态分析步骤
首先确定场效应管工作状态，步骤如下：
(1)假设FET工作于截止区，则
ID＝0，IG＝0 在此前提下计算UGS，验证
UGS＜UP 是否成立。如果成立，则说明FET处于截
止区。否则进行第二步。
14:29:07
26
场效应管静态分析步骤（续）
(2)假设FET工作于恒流区，则
IG＝0
2
ID
I
DSS
1
U GS UP
在此前提下计算UGS，验证
UGS＝－IDRs＝0(V) 不满足UGS＜UP的条件，说明FET不能工 作于截止区。
应记住场效应管是一种电压控制器件，栅 极只需要偏压，不需要偏流（IG＝0），所 以漏极电流恒等于源极电流（iD＝iS）。
利用这个特性，再结合基尔霍夫定律和场 效应管伏安特性关系方程即可求解。
利用场效应管工作在恒流区时，漏极电流iD 受栅源电压uGS控制的特性，也可以构成场 效应管放大电路。
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2
7.3 场效应管放大电路
7.3.1 场效应管放大电路的工作原理 7.3.2 场效应管放大电路的组成 7.3.3 场效应管放大电路的近似估算
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3
7.3.1 场效应管放大电路的工作原理
14:29:07
24
场效应管电路静态分析思路（续）
假设其工作于某个特定区域，并求解 此状态下的G-S回路和D-S回路方程，
如果所得到的结果符合假设区域的偏 置条件，说明我们的假设正确；
否则说明我们的假设不正确，应作出 新的假设。
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25
场效应管静态分析步骤
首先确定场效应管工作状态，步骤如下：
(1)假设FET工作于截止区，则
ID＝0，IG＝0 在此前提下计算UGS，验证
UGS＜UP 是否成立。如果成立，则说明FET处于截
止区。否则进行第二步。
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场效应管静态分析步骤（续）
(2)假设FET工作于恒流区，则
IG＝0
2
ID
I
DSS
1
U GS UP
在此前提下计算UGS，验证
UGS＝－IDRs＝0(V) 不满足UGS＜UP的条件，说明FET不能工 作于截止区。
基本放大电路课件-PPT(精)精选全文完整版
15.3.1 微变等效电路法
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
似线性化。
晶体管的 输入电阻
输入特性
对于小功率三极管：
晶体管的输入回路(B、E 之间) 可用rbe等效代替，即由rbe来确 定ube和i 之间的关系。
放大的实质：
用小能量的信号通过三极管的电流控制作用，将放 大电路中直流电源的能量转化成交流能量输出。
对放大电路的基本要求： 1.要有足够的放大倍数(电压、电流、功率)。 2.尽可能小的波形失真。 另外还有输入电阻、输出电阻、通频带等其它技术 指标。
15.1共发射极放大电路的组成
15.1.1 共发射极放大电路组成
15.1.3 共发射极放大电路的电压放大作用
RB C₁
十
Ucc
RC
C
lB lc 十₂
T
十 UCE
UBE
u₀
iE
u₀=0
UBE=UBE
ucE=UCE
无输入信号(u;=0) 时：
CE
ic
WBE
iB
BE
IB
Ic
UCE
0
to
0
tO
结论：
(1)无输入信号电压时，三极管各电极上都是恒定
的
电压和电流：Ip、UBE和
ri≈be
当Rg>>r 时 ，
5.放大电路输出电阻的计算
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。
输出电阻是
《放大电路》PPT课件
N
T UCEQ
uo
(VCC ,0) RC
Q1
Q2
IB
0
M(VCC,U0C) E/V
(3) 改变RC — 直流负载线斜率发生改变
IBQ
RB C1
ui
VCC
RC
ICQ
C2
ICQ
=
VCC
- UCEQ RC
I BQ = VCC
IC/mA
- UBEQ RB
RC2 > RC1
T UCEQ
(VCC
N
,0)
uo RC
+ UBEQ
当输入信号为0时， IBQ、ICQ、 UBEQ、UCEQ称为放大电路的静态工作点Q —Quiescent P oint
(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作点。
IB
IC
IBQ
Q
ICQ
UBE UBEQ
Q
UCEQ
UCE
交流通路是在输入信号作用下，交流信号流 经的通路，也就是动态电流流经的通路，用于 研究动态参数。
二、输入电阻Ri
• 放大电路一定要有前级（信号源）为其提供信号 ，那么就要从信号源取电流。输入电阻是衡量放 大电路从其前级取电流大小的参数。输入电阻越 大，从其前级取得的电流越小，对前级的影响越
小。
US ~
Ii
Ui
Au
Ri
=
Ui Ii
Ii
+
Au
Rs
Ui +
Ri
Us
--
信号源为电压源
Ii
Rs
Ri
Is
(c)
放大电路的分析方法PPT课件
注意：对于PNP管，由于是负电源供电，失真的 表现形式，与NPN管正好相反。
模 拟电子技术
(a) 截止失真
(b) 饱和失真
图 3.2.6 放大器截止失真和饱和失真
（动画3.2-2）
（动画3.2-3）
模 拟电子技术
②放大电路的最大不失真输出幅度
放大电路要想获得大的不失真输出幅度，需要： 1.工作点Q要设置在输出特性曲线放大区的中间部位； 2.要有合适的交流负载线。
教学难点 三极管放大电路的动态图解分析
模 拟电子技术
3.2 三极管放大电路的分析方法
3.2.1 放大电路的静态分析 3.2.2 放大电路的动态图解分析 3.2.3 三极管的低频小信号模型
模 拟电子技术
3.2.1 放大电路的静态分析
静态分析有计算法和图解分析法两种。 一、静态工作状态的计算分析法 二、静态工作状态的图解分析法 三、影响静态工作点的因素
（1）改变 RB，其他参数不变
iB
iC
R B iB
VBB
RB Q
Q
R B iB
VBB uBE
VCC uCE
模 拟电子技术
（2）
iB
改变 Q
RC ，iC 其他参数不变
VCC
RC ICQ
Q
RC
Q
趋近饱和区。
uBE
UCEQ VCC uCE （动画3.2）
3、环境温度对工作点稳定的影响
当温度升高时，三极管的反向饱和电流ICBO
TH DV22V321 0% 0 V1
模 拟电子技术
五、 输出功率和功率三角形
放大电路向电阻性负载提供的输出功率
Po Vo2mIo2m12Vom Iom
放大电路基本知识PPT课件
RL uo
继续
（2）Au
ib
rbe
ui Rb
βib
ie R’L uo
u i ib r b e ( 1 ) ib (R e//R L ) u o(1 β)ib(R e/R /L )
Au＝ u uo i rb(e 1 (β 1 )βR ()eR (/e/R /L /R )L) 1
继续
（3）Ri
ib
反馈的一些概念：
将输出量通过一定的方式引回输入回路影响输入量的措
施称为反馈。
直流通路中的反馈称为直流反馈。
反馈的结果使输出量的变化减小的称为负反馈，反之称
为正反馈。
IC通过Re转换为ΔUE影响UBE
温度升高IC增大，反馈的结果使之减小
Re起直流负反馈作用，其值越大，反馈越强，Q点越稳定 Re有上限值吗？
基本思想：用线性 去代替 非线性
ic ib
uce ube
ib
ic
ube 含源网络 uce
等效：保持外部的i和u关系不变 ☆对交流、小信号而言
继续
ub＝ e rbeibruce ic＝ibuce/rce
h参数等效电路：
ib T
+
+
u be -
+
ic
+
+
u ce
-
+
b ib
+
+ rbe
u be +
-
μr uce -
1. 结构：
Rb C1
RS +
+
u i
uS
-
-
+
V C
C
T C2
+
放大电路的基本原理和分析方法(共20张PPT)
U0=
四、最大输出幅度
1.定义：放大电路输出的电压（或电流）的幅值能够达到的最大限度一般 用电压的有效值表示。
五、最大输出功率与效率
1.最大输出功率：表示在输出波形基本不失真的情况下，能够向负载提供的最大 输出功率，用Pom表示。 2.指放大电流的最大输出功率Pom与直流电源消耗的功率Pv之比，即
3.为了最终在电路的输出端能够得到放大了的信号在输出回路中，应使集电极电流的 变化能够引起集电极电压的变化，即在输出回路中要有电阻Rc。
五、电路的改进
1.改进的原因：（1)原来的电路不经济不实用
（2)交流，直流电路混杂不便分析。
2.改进措施：（1)将输入电压UI通过一个电容C1接到三极管的基极，的
另一端接放大电路的公共端。
η＝ Pom/ Pv
六、失真系数
定义：各次谐波总量与基波分量之比，即
七、通频带
D=√B22+B32+····/B1 (B1,B2,B3····分别为输出信号的基波、
二次谐波、三次谐波····的幅值）
定义：放大倍数下降到中频放大倍数的0.707倍的两点所限定的频率范 围。
1.4放大电路的基本分析方法
Rb
C1
＋
UI
_
RC C2
T
2.静态电路的画法 （1)电容在直流通路中相当于开路
（电感在直流通路中相当于短路）
+VCC
+
U0
_
在画直流通路时，电容c1左边的部分相当于断开、c2右边的部 分也相当于断开，去掉断开的部分则直流通路就画出来了如图
Rb
IBQ
RC
ICQ
T
+
VCEQ
-
+VCC
四、最大输出幅度
1.定义：放大电路输出的电压（或电流）的幅值能够达到的最大限度一般 用电压的有效值表示。
五、最大输出功率与效率
1.最大输出功率：表示在输出波形基本不失真的情况下，能够向负载提供的最大 输出功率，用Pom表示。 2.指放大电流的最大输出功率Pom与直流电源消耗的功率Pv之比，即
3.为了最终在电路的输出端能够得到放大了的信号在输出回路中，应使集电极电流的 变化能够引起集电极电压的变化，即在输出回路中要有电阻Rc。
五、电路的改进
1.改进的原因：（1)原来的电路不经济不实用
（2)交流，直流电路混杂不便分析。
2.改进措施：（1)将输入电压UI通过一个电容C1接到三极管的基极，的
另一端接放大电路的公共端。
η＝ Pom/ Pv
六、失真系数
定义：各次谐波总量与基波分量之比，即
七、通频带
D=√B22+B32+····/B1 (B1,B2,B3····分别为输出信号的基波、
二次谐波、三次谐波····的幅值）
定义：放大倍数下降到中频放大倍数的0.707倍的两点所限定的频率范 围。
1.4放大电路的基本分析方法
Rb
C1
＋
UI
_
RC C2
T
2.静态电路的画法 （1)电容在直流通路中相当于开路
（电感在直流通路中相当于短路）
+VCC
+
U0
_
在画直流通路时，电容c1左边的部分相当于断开、c2右边的部 分也相当于断开，去掉断开的部分则直流通路就画出来了如图
Rb
IBQ
RC
ICQ
T
+
VCEQ
-
+VCC
基本放大电路图教学课件PPT
• (b) Use Multi-sim to verify your results in part (a).
2.6 基本放大电路的派生电路
• 1 复合管 • 2 阻容耦合复合管共射放大电路 • 3 阻容耦合复合管共集放大电路
4 共射－共基放大电路的交流通路 5 共集－共基放大电路的交流通路
1. 复合管
1.FET的几种应用方式：
• ⑴.FET开关电路 • ⑵.FET放大元件 • ⑶.FET压控电阻： • ⑷.FET恒流源电路：
2.自生柵偏压JFET Amp.
Ci
ui
Rg
Vdd
Rd
CO
＋
Rs
－
uo
CS
JFET Amp.静态分析
• DC通路计算Q:
UGS
JFET Amp.动态分析
AC通路计算Q:
Cc
Rs
Cb
us ∽
Re
uo RL
⑴.共集放大电路的直流通路和交流通路
Rb Re
直流通路
Rb
Rs
Re
RL
交流通路
共集放大电路的交流通路
Rs
Rb
Rc
RL
⑵.共集放大电路的RO等效电路
Rs Rb
Us=0 -
Re uo
⑶. 基本共集放大电路的交流等效电路
直接耦合
Rb
⑷.共集放大电路的输出电阻
Rs Rb
Ro
共集Amp.的性能特点：
• ⑴.无电压放大作用； • ⑵.有电流放大能力；
• ⑶.Ri 较大； • ⑷.Ro较小；
• ⑸.输出跟隨输入改变；
p.205
2.共基放大电路
C1
RS Re
Rb1
2.6 基本放大电路的派生电路
• 1 复合管 • 2 阻容耦合复合管共射放大电路 • 3 阻容耦合复合管共集放大电路
4 共射－共基放大电路的交流通路 5 共集－共基放大电路的交流通路
1. 复合管
1.FET的几种应用方式：
• ⑴.FET开关电路 • ⑵.FET放大元件 • ⑶.FET压控电阻： • ⑷.FET恒流源电路：
2.自生柵偏压JFET Amp.
Ci
ui
Rg
Vdd
Rd
CO
＋
Rs
－
uo
CS
JFET Amp.静态分析
• DC通路计算Q:
UGS
JFET Amp.动态分析
AC通路计算Q:
Cc
Rs
Cb
us ∽
Re
uo RL
⑴.共集放大电路的直流通路和交流通路
Rb Re
直流通路
Rb
Rs
Re
RL
交流通路
共集放大电路的交流通路
Rs
Rb
Rc
RL
⑵.共集放大电路的RO等效电路
Rs Rb
Us=0 -
Re uo
⑶. 基本共集放大电路的交流等效电路
直接耦合
Rb
⑷.共集放大电路的输出电阻
Rs Rb
Ro
共集Amp.的性能特点：
• ⑴.无电压放大作用； • ⑵.有电流放大能力；
• ⑶.Ri 较大； • ⑷.Ro较小；
• ⑸.输出跟隨输入改变；
p.205
2.共基放大电路
C1
RS Re
Rb1
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20
UCE≥1V 25℃
O 0.4
0.8 UBE / V
输入特性
iC
C＋ iB B
＋
uBE －
E
uCE
－
工作方式
※ 硅管：UBE 0.7 V 锗管：UBE 0.3 V
大连理工大学电气工程系
11
2. 输出特性 IC= f (UCE)∣IB = 常数
IC/ mA
4
3 饱和区 2
放 大 区
1 O 截止区
合向 a、b、c 时的 IB、IC 和 UCE，并指出晶体管的工作 状态（忽略 UBE ）。
[解] (1) 开关 S 合向 a 时
RB1
IB
=
UBB1 RB1
=
5 500×103
A
= 0.01 mA
IC = IB
C RB2 a S B
bc
UBB1
UBB2 E
RC UCC
= 100×0.01 mA = 1 mA
大连理工大学电气工程系
6
2. 饱和状态
IC C
条件: 发射结正偏, 集电结正偏。
RC
IB↑,IC ↑
N B
UCE = (UCC－RC IC)↓
ICM = UCC / RC
特点：
IB RB
UBB
P N IE E
UCC
IB↑,IC 基本不变。 IC≈UCC / RC 。 UCE≈0 。 晶体管相当于短路。
一个电源的放大电路
大连理工大学电气工程系
14
放大电路的简化画法：
RB C1＋ ＋ －ui
R
C
+ UCC ＋C2
＋
RB C1＋
uo －
＋ －ui
R
C
- UCC ＋C2
＋
－uo
NPN 管放大电路
PNP 管放大电路
大连理工大学电气工程系
15
二、信号的放大过程
ui
O
t
RB
C1＋
ui
O
＋ －ui
t
R
+ UCC
1. 图解法
输
⑴ 在输入特性曲线上
IB
Q
入
特
已知 IB , 可确定 Q 点,
O
可知 UBE 。 ⑵ 在输出特性曲线上
IC UCC
已知 IB , 可确定 Q 点， RC
可知 IC , UCE 。
3
6
9
输出特性
iC
C＋ iB B
＋
100 A uBE －
E
uCE
80 A
－
60 A
工作方式
40 A
20 A IB = 0
UCE/V
大连理工大学电气工程系
12
四、主要参数
1.电流放大系数
静态电流放大系数
ICIMC
PCM
动态电流放大系数
4饱
过
2.穿透电流 ICEO 3.集电极最大允许电流 ICM
UCE = UCC－RCIC
= (15－5×103×1×10－3) V = 10 V 晶体管处于放大状态。
UCC = 15 V UBB1 = 5 V UBB2 = 1.5 V RB1 = 500 k
(2) 开关 S 合向 b 时
RB2 = 50 k
RC = 5 k
大连理工大学电气工程系
9
IB =
3
和 区
安
放
全
工
损 大耗
4.集电极最大耗散功率 PCM 2
作
区区
区
PC = UCE× IC 5.反向击穿电压 U(BR) CEO
1O
3
6截止区9U(BUR)CCEEO源自功耗曲线大连理工大学电气工程系
13
9.2 放大电路的工作原理
一、电路组成
C B
RB
E
UBB
RC UCC
R
RB
CC
B
UC
E
C
两个电源的放大电路
2
9.1 双极型晶体管
一、基本结构
发射区 基区 集电区
C
NPN型： 发射极 NN PP NN 集电极 B
发射结
集电结
E
基极
PNP型：
发射区 基区 集电区
发射极
集电极
C
PP NN PP
B
发射结
集电结
E
基极
结构示意图和图形符号
大连理工大学电气工程系
3
二、工作状态
1．放大状态
条件: 发射结正偏, 集电结反偏。
⑴电流的形成
IC C
发射区发射载流子
RC N
→形成电流IE 少部分在基区被复合
B IB RB
P UCC
N
→形成IB 大部分被集电区收集
UBB
IE E
→形成IC
晶体管中载流子的运动过程
大连理工大学电气工程系
⑵ 电流的关系
IE= IB +IC 当 IB = 0 时，
IC = ICEO 直流 (静态) 电流放大系数
C ＋C2
＋ uOo －uo
t
uBE
UBE
O iB
IB
iOC
t t
IC
1. 静态时
uCOE
t
ui = 0，直流电源单独作用。 UCE
2. 动态时
uOo
t
输入信号 ui，
O
t
输出信号 uo= uce =－ RC ic
信号的放大过程
大连理工大学电气工程系
16
9.3 放大电路的静态分析
一、静态工作点的确定 IB
UCE＜0，这是不可能的，即不可能处于放大状态。 (3) 开关 S 合向 c 时
IB = 0，IC = 0，UCE = UCC = 15 V 晶体管处于截止状态。
大连理工大学电气工程系
10
三、 特性曲线
1. 输入特性 IB= f (UBE) UCE=常数
IB/A 80
UCE≥1V 75℃
60
40
UBB1 RB2
=
5 50×103
A = 0.1 mA
RB1
IC =
UCC RC
15 = 5×103 A = 3 mA
C RB2 a S B
RC
UCE = 0 V 晶体管处于饱和状态。因为若
b UBB1
c UBB2 E
UCC
IC
=
IB
=
100×0.1mA
=
10
mA
＞
UCC RC
= 3 mA
UCE = UCC－RCIC = (15－5×103×10×10－3) V =－35 V
β=
IC－ICEO IB
≈
IC IB
交流 (动态) 电流放大系数
β=
IC IB
≈
UCE =常数
IC IB
IC C
B IB RB
UBB
N P N IE E
电路图
4
RC UCC
大连理工大学电气工程系
5
⑶ 特点 IB 微小的变化，会产生 IC 很大的变化。 IC =βIB 。 0＜UCE＜UCC ， UCE = UCC－RC IC 。 晶体管相当于通路。
第 9 章 基本放大电路
9.1 双极型晶体管 9.2 放大电路的工作原理 9.3 放大电路的静态分析 9.4 放大电路的动态分析 9.5 双极型晶体管基本放大电路 9.6 场效应型晶体管 9.7 场效应型晶体管基本放大电路 9.8 多级放大电路 9.9 差分放大电路 9.10 功率放大电路
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电路图
C
RC
E
UCC
饱和状态时的晶体管
大连理工大学电气工程系
7
3. 截止状态
IC C
条件: 发射结反偏, 集电结反偏。
RC
特点：
N B
IB= 0 IC= 0 UCE= UCC
IB RB
UBB
P N IE E
UCC
晶体管相当于开路。
电路图
C
RC
E
UCC
截止状态时的晶体管
大连理工大学电气工程系
8
[例9.1.1] 图示电路，晶体管的 = 100，求开关 S