第15章基本放大电路剖析
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。
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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。
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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
基本放大电路ppt课件
两线的交点即是Q点，得到IBQ 。在输出特性曲线上，作出直流负载线
VCE=VCC－ICRC，与IBQ曲线的交点即为Q点，从而得到VCEQ 和ICQ 。
图12-8 静态工作情况图解
②动态工作情况分析 Ⅰ 交流通路及交流负载线 过输出特性曲线上的Q点做一条斜率为-1/(RL∥Rc)直线，该直线即为交流 负载线。交流负载线是有交流输入信号时Q点的运动轨迹。R'L= RL∥Rc，是交流负载电阻。 Ⅱ 输入交流信号时的图解分析 通过图解分析，可得如下结论：
（1）vi vBE iB iC vCE | vo | （2）vo与vi相位相反； （3）可以测量出放大电路的电压放大倍数； （4）可以确定最大不失真输出幅度。
图12-9 动态工作情况图解
3．放大电路三种 基本组态的比较
共发射极放大电路
共集电极放大电路
共基极放大电路
电 路 组 态
电
压 增
(RC // RL )
图12-3 放大电路的幅频特性曲线
▪ 2．共射极放大电路
根据放大器输入输出回路公共端的不同，放大器有共发射极、共集电极和共基 极三种基本组态，下面介绍共发射极放大电路。 （1）电路组成 共射极基本放大电路如图12-4所示。
图12-4 共发射极基本放大电路
▪ 具体分析如下： ▪ ①Vcc:集电极回路的直流电源 ▪ ②VBB:基极回路的直流电源 ▪ ③三极管T：放大电路的核心器件，具有电流放大
便于计算和调试。
（2）因为耦合电容的容量较
（2）电路比较简单，体积 大，故不易集成化。
较小。
（1）元件少，体积小，易 集成化。
（2）既可放大交流信号， 也可放大直流和缓变信号。
基本放大电路的分析方法
声音放大电路
声音放大电路在音响设备等 领域有着广泛的应用，我们 将学习如何设计和优化各种 声音放大电路。
射频放大电路
射频放大电路在通信和广播 等领域有着广泛的应用，我 们将学习如何设计和优化各 种射频放大电路。
运算放大器
运算放大器有着广泛的应 用，我们将探究其对电路 的基本效应和性质。
电路设计方法
在讨论各种放大器的基础 上，我们将介绍放大器电 路的基本设计策略。
放大器的基本参数
了解放大器的基本参数对于分析和设计放大电路至关重要。我们将深入探讨各种参数，包括放大倍 数、增益、带宽等。
1
放大倍数
放大倍数是衡量放大器电路放大能
2 故障排除工具
3 常规案例实例
故障排除工具是诊断 电路故障的重要手段， 我们将介绍各种不同 的故障排除工具及其 特点。
通过各种实例，我们 将学习如何正确处理 常见的电路故障。
电子元件的选型及性能评估方法
电子元件是电路设计和实验的基础，正确选择合适的元件十分重要。我们将学习如何正确选择和 评估电子元件。
增益
2
力的主要参数，我们将学习如何求 解和优化放大倍数。
增益是电路输入与输出的比值，我
们将讨论如何通过增益来理解电路
的放大效应。
3
带宽
放大器的带宽决定了它的信号传输 质量，我们将探究如何测量和优化 放大器的带宽。
放大器的输入/输出阻抗
输入和输出阻抗是放大器电路中的重要参数，直接影响放大器性能和工作效果。我们将探讨如何 量化和优化电路的 工作原理对于设计高性能 电源电路至关重要。
秦曾煌《电工学电子技术》(第版)(下册)笔记和课后习题详解(基本放大电路)【圣才出品】
第15章 基本放大电路15.1 复习笔记一、共发射极放大电路的组成1．电路结构图15-1是共发射极接法的基本交流放大电路。
图15-1 共发射极基本交流放大电路2．性能指标（1）输入电阻放大电路的输入端用一个等效电阻r i 表示，它称为放大电路的输入电阻，是信号源的负载，即（2）输出电阻放大电路的输出端也可用一电压源表示，它是负载电阻R L 的电源，其内阻r o 称为放大电路的输出电阻。
放大电路的输出电压与输入电压之比，称为放大电路的电压放大倍数。
即o U &iU &二、放大电路的静态分析1．用放大电路的直流通路确定静态值图15-2是图l5-1放大电路的直流通路。
画直流通路时，电容C 1和C 2可视为开路。
图15-2 图15-1交流放大电路的直流通路①由直流通路，可得出静态时的基极电流②由I B 可得出静态时的集电极电流③静态时的集-射极电压则为晶体管集电极电流I C与集-射极电压U CE之间的伏安特性曲线即为输出特性曲线（图15-3）。
在图15-2所示的直流通路中，晶体管与集电极负载电阻R C串联后接于电源U CC。
可列出或图15-3 用图解法确定放大电路的静态工作点这是一个直线方程，其斜率为，在横轴上的截距为U CC，在纵轴上的截距为。
这一直线很容易在图15-3上作出，称为直流负载线。
负载线与晶体管的某条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。
I B通常称它为偏置电流，简称偏流。
产生偏流的电路，称为偏置电路。
R B称为偏置电阻。
通常是改变R B的阻值来调整偏流I B的大小。
三、放大电路的动态分析1．微变等效电路法放大电路的微变等效电路，就是把非线性元件晶体管所组成的放大电路等散为一个线性电路，也就是把晶体管线性化，等效为一个线性元件。
（1）晶体管的微变等效电路图15-4（b）所示就是晶体管微变等效电路（a ）（b ）图15-4 晶体管及其微变等效电路其中①晶体管的输入电阻②晶体管的电流放大系数③晶体管的输出电阻（2）放大电路的微变等效电路由晶体管的微变等效电路和放大电路的交流通路可得出放大电路的微变等放电路。
基本放大电路
掌握放大电路的静、动态分析 掌握
静态：两种直流偏置电路 直流偏置电路（固定式、分压 直流偏置电路 式） 用 计算法 求 Q(IB、IC和VCE) 动态：三种组态放大电路 Av Ri Ro 用 微变等效电路法 求
理解图解法、恒流源 理解
V 'o rbe + R 's Ro = ' = R e Io 1+ β
rbe + R 's 输入回路电阻和 ≈ = 1+ β 1+ β
共集电路特点与应用：
1、 A v ≈ 1
=射极输出器=电压跟随器 2、Ri 高（高阻输入级） 3、Ro低（低阻输出级）
阻抗变换级 （中间缓冲级）
.2 共基组态基本放大电路
.2 组成（共射） 共射）
组成原则： 组成原则： 1、管子要放大ψ ψ 直流通路（ 直流通路（IB、IC、VCE） 2、信号能入能出ψ ψ 交流通路
基本组成如下： 基本组成如下：
三 极 管T 负载电阻R 负载电阻 c 、RL 偏置电路V 偏置电路 CC 、Rb 耦合电容C 耦合电容 1 、C2
.3 特点
.
R L =∞ ,
VS = 0
' = b + β b + R = b (1 + β) + (V'o / R e ) I I I Io I
e
= V' /(r + R ' ) I b o be s
,
R 's = R s // R b1 // R b2
' = [(1 + β)V' /( r + R ' )] + ( V' / R ) Io o be s o e
教你如何分析基本放大电路，详细教程
教你如何分析基本放大电路，详细教程放大电路也叫放大器，是电子设备中最基本的单元电路。
在学习放大电路之前，我们先了解一下基本放大电路的组成、元器件的作用及放大原理，明确一些基本概念，如多级放大器的级间耦合方式及特点、功率放大器等，然后简要介绍由场效应晶体管构成的放大电路，最后介绍由晶体管构成的开关电路。
基本放大电路的组成基本放大电路是由晶体管、电阻、电源、耦合电容及负载等构成的。
图2-11a所示为电路原理图，晶体管是放大电路的核心器件，担负着放大电流的作用。
在描绘电路图时习惯用图2-11b所示形式，不再画出电源符号。
图2-11 基本放大电路的组成原理图基本放大电路中各元器件的作用如下：V BB是基极偏置电源，V CC是集电极偏置电源，它们使晶体管具备放大条件。
R b叫做基极偏置电阻，通过V BB可为晶体管提供合适的基极电流（I b），这个电流通常叫基极偏置电流。
R b过大或过小都会造成晶体管不能正常起到放大作用。
R c是集电极负载电阻，一方面给集电极提供适当的直流电位（静态电位），还能防止I c过大使晶体管过热而损坏，另一方面通过它可将电流变化转变为电压变化。
C1和C2为隔直耦合电容器。
我们已经知道电容器对高频信号呈短路（电阻很小），对直流信号呈现为高电阻，相当于不通（直流电被隔断）。
电路图中“⊥”表示“接地”，通常与电源的负极相接。
它并不是指土地的“地”，而是表示电路的参考“零”电位，只表示电路中各点电压的公共端点。
这是一个很重要的概念，在对电路测量电压时大多是以地为参考点的。
在实际应用电路中，使用两个电源很不方便，一般从V CC中通过电阻分压获取V BB，即使用同一个电源，这时要适当改变R b的阻值，以提供合适的I b。
输入端（输入回路）接信号源电压U s，R s表示信号源内阻，输入信号电压为U i；输出端（输出回路）接负载电阻R L，输出电压为U o。
共射放大电路1.固定偏置放大电路固定偏置放大电路的结构如图2-12所示。
基本放大电路其分析方法
二、基本放大电路及其分析方法一个放大器一般是由多个单级放大电路所组成，着重讨论双极型半导体三极管放大电路的三种组态，即共发射极，共集电极和共基极三种基本放大电路。
从共发射极电路入手，推及其他二种电路，其中将图解分析法和微变等效电路分析法，作为分析基础来介绍。
分析的步骤，首先是电路的静态工作点，然后分析其动态技术指标。
对于放大器来说，主要的动态技术指标有电压放大倍数、输入阻抗和输出阻抗。
.共射极基本放大电路的组成及放大作用在实践中，放大器的用途是非常广泛的，它能够利用三极管的电流控制作用把微弱的电信号增强到所要求的数值，为了了解放大器的工作原理，先从最基本的放大电路学习：图称为共射极放大电路，要保证发射结正偏，集电极反偏Ib=（V BB-V BE）/Rb，对于硅管V BE约为左右,锗管约为左右,I B=/Rb这个电路的偏流I B决定于V BB和Rb的大小,V BB和Rb 一经确定后,偏流I B就固定了,所以这种电路称为固定偏流电路,Rb又称为基极偏置电阻,电容Cb1和Cb2为隔直电容或耦合电容,在电路中的作用是“传送交流,隔离直流”,放大作用的实质是利用三极管的基极对集电极的控制作用来实现的.如下图上图是共射极放大电路的简化图,它在实际中用得比较多的一种电路组态,放大电路的主要性能指标，常用的有放大倍数、输入阻抗、输出阻抗、非线性失真、频率失真以及输出功率和效率等。
对于不同的用途的电路，其指标各有侧重。
初步了解放大电路的组成及简单工作原理后，就可以对放大电路进行分析。
主要方法有图解法和微变等效法。
.图解分析法静态工作情况分析当放大电路没有输入信号时，电路中各处的电压，电流都是不变的直流，称为直流工作状态简称静态，在静态工作情况下，三极管各电极的直流电压和直流电流的数值，将在管子的特性曲线上确定一点，这点称为静态工作点，下面通过例题来说明怎样估算静态工作点。
解:Cb1与Cb2的隔直作用,对于静态下的直流通路,相当于开路,计算静态工作点时,只需考虑图中的Vcc、Rb、Rc及三极管所组成的直流通路就可以了，I B=（Vcc－）/Rb（I C=βI B+I CEO ）I C=βI B，V CE=V CC－I C R C如已知β，利用上式可近似估算放大电路的静态工作点。
基本放大电路【PPT课件】PPT课件
C2
IC RL
CE
uo
作用。
分压式偏置电路
41
1. 保持基极对地的静态电位UB基本
+EC 固定,即IB1>>IBQ
ui
RB1 C1
RB2 IB2
IBR1 C IB
UE RE IE
C2
IC RL
CE
分压式偏置电路
UB
I B2 RB2
R B2 R B1 R B2
EC
2. 发射极保持有足够大的电流负反 馈,即UE>>UBE
Ku
uo ui
R
' L
rbe
34
负号表示共射极放大电路中,输出电压 与输入电压位相相反。
上式表示:增加晶体三极管的电流放大 系数β和输出端的总负载电阻RL以及减小晶 体三极管的输入电阻rbe,都可以在一定程度上 提高放大器的电压放大倍数。
但由于rbe和β都与晶体管的静态工作 电流有关,所以放大倍数实际上还是与静态工 作电流有密切关系。当输出端开路(即RL未接 入,空载)时,Ku比接RL时高。可见,负载电阻RL 愈小,则电压放大倍数愈低。
集电极电流iC中的直流
成分不能到达负载RL。
但其交流成分iC,除了通
过RC和EC构成的支路 外,还通过由C2和RL组
ui
成的支路。对交流信号
而言,电容和直流电源均
可视为短路,因此可画出
放大器带负载时的交流
通路,
交流通路
uo
RB
RC RL
23
交流负载线:由 交流通路可以看到,输出 电压uo实际上加于 R’L 上, R’L就是放大器交流 通路的等效负载,简称交 流负载,为 RC//RL。
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RB C1+ +
ui
–
+UCC
RC iB iC
+C2 ++
u+B–E
T
uCE –
uo
iE
–
uuoBE=0uuBUEo B==E0U+BEui uCE =uCUE C=EU+CEuo
2u、无C有E输=输入U入信C信C号－号(u(iiuC=i R≠0C)0时)时:
iC
ui
uBE
iB
O
t
UBE
IB
O
tO
tO
uCE
uo
O
t
？ IC
UCE
tO
t
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结论：
(2) 加上输入信号电压后，各电极电流和电压的大小
均发生了变化，都在直流量的基础上叠加了一个
交流量。
直流分量 交流分量
iC 集电极电流 iC
iC
+O
ic
t
IC
O
t
O
t
静态分析
动态分析
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结论：
RB
RC
Байду номын сангаас+UCC +C2
3、集电极电源电压UCC -为电路提供能量。
并保证集电结反偏。
C1 +
RS +
+ ui
es –
–
iB iC + + TuCE + uB–E – RL uo
iE
–
4、集电极负载电阻RC -将变化的电流转变为变
化的电压。
共发射极基本交流放大电路
信 号 源
负载
5、耦合电容C1 、C2 -隔离输入、输出与 放大电路直流的联系， 同时使交流信号顺利 输入、输出。
15.1 基本放大电路的组成
15.1.1 共发射极基本放大电路组成
RB
RC
+UCC +C2
C1 +
RS +
+ ui
es –
–
iB iC + + TuCE + uB–E – RL uo
iE
–
共发射极基本交流放大电路
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15.1.2 基本放大电路各元件作用
RB
RC
+UCC +C2
(3) 输入回路将变化的电压转化成变化的基极 电流。
(4) 输出回路将变化的集电极电流转化成变化 的集电极电压，经电容耦合只输出交流信 号。
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＊直流通路和交流通路
因电容对交、直流的作用不同。在放大电路中如 果电容的容量足够大，可以认为它对交流分量不起作 用，即对交流短路。而对直流可以看成开路。这样， 交、直流所走的通路是不同的。
C1 +
RS + + ui
es– –
+UCC
RC +C2 断开
iB iC + + TuCE + uB–E – RL uo
iE
–
+UCC
RB
RC IC
IB
+
U+B–ETU–CE
直流通路
IE
直流通路用来计算静态工作点Q ( IB 、 IC 、 UCE )
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对交流信号(有输入信号ui时的交流分量)
+UCC
RB
RC
+C2 对地短路
XC 0，C 可看 作短路。忽略电源的
RS +
es–
C1 +
iB
+
ui 短路
iC + uB–E
+ TuCE
–
iE
RL
短路
+ uo –
–
内阻，电源的端电压 恒定，直流电源对交 流可看作短路。
交流通路
用来计算电 压放大倍数、输 入电阻、输出电 阻等动态参数。
+
RS
es+ –
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。
本章主要讨论电压放大电路。
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C1 +
RS +
+ ui
es –
–
iB iC + + TuCE + uB–E – RL uo
iE
–
共发射极基本交流放大电路
1、晶体管T-放大元件,
iC= iB。(要保证集电
结反偏,发射结正偏, 使晶体管工作在放大 区) 。
2、偏置电阻RB-使发 射结处于正偏，并提 供大小适当的基极电 流。
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第15章 基本放大电路
15.1 共发射极放大电路的组成 15.2 放大电路的静态分析 15.3 放大电路的动态分析 15.4 静态工作点的稳定 15.5 放大电路中的频率特性 15.6 射极输出器 15.7 差动放大电路 15.8 互补对称功率放大电路 15.9 场效应管及其放大电路
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15.1.3
共发射极放大电路的电压放大作用
RB C1+ +
ui
–
+UCC
RC iB iC
+C2 ++
uo = 0
u+B–E
T
uCE –
uo
iE
–
uBE = UBE uCE = UCE
1、无输入信号(ui = 0)时 iC
uCE
uBE
iB
UBE
O
tO
IB tO
IC
UCE
第15章 基本放大电路
本章要求：
1. 理解单管交流放大电路的放大作用和共发射极、 共集电极放大电路的性能特点；
2. 掌握静态工作点的估算方法和放大电路的微变等 效电路分析法；
3. 了解放大电路输入、输出电阻和多级放大的概念。
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放大的概念:
放大的目的是将微弱的变化信号放大成较大的信号。
直流通路：无输入信号时电流（直流电流）的通路，用 来计算静态工作点。
交流通路：有输入信号时交流分量（变化量）的通路， 用来计算电压放大倍数、输入电阻、输出电阻等动态参 数。
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例：画出下图放大电路的交、直流通路。
对直流信号电容 C 可看作开路（即将电容断开）
断开 RB
ui –
RB
+ RC RL uO
–
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15.2 放大电路的静态分析
静态：放大电路无输入信号（ui = 0）时的工作状态。 静态分析：确定放大电路的静态值。
——静态工作点Q：IB、IC、UCE 。 分析方法：估算法、图解法。 分析对象：各极电压、电流的直流分量。 所用电路：放大电路的直流通路。 设置Q点的目的：
(3) 若参数选取得当，输出电压可比输入电压大，即 电路具有电压放大作用。
ui
uo
O
t
O
t
(4) 输出电压与输入电压在相位上相差180°，即共发 射
极电路具有反相作用。
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＊实现放大的条件
(1) 晶体管必须工作在放大区。发射结正偏， 集电结反偏。
(2) 正确设置静态工作点，使晶体管工作于放 大区。
tO
t
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结论:
(1) 无输入信号电压时，三极管各电极都是恒定的
电压和电流:IB、UBE和 IC、UCE 。
IB
IC
IB
Q
Q IC
O
UBE
UBE
O
UCE
UCE
(IB、UBE) 和(IC、UCE)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。
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