模拟电子技术课件第二章2
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[课件]模电第二章-2PPT
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模电第二章-2
2.5.1 交流图解分析法
交流图解分析：在输入信号作用下，通过作图来确定 晶体管各极电流和极间电压的变化量。
U CC ＋ RL Uo －
2
RB C1 Rs ＋ Us － ＋ ＋
RC ＋ V C2
Ui
－
交流通路
RL’
u ce ic ' RL
瞬时值 直流值 交流值
i I i , u U u C CQ c CE CEQ ce
象（底部限幅）
8
放大器输出动态范围：
受截止失真限制，其最大不失真输出电压的幅度为
U I R om CQ L
因饱和失真的限制，最大不失真输出电压的幅度为
U U U om CEQ CES
其中较小的即为放大器最大不失真输出电压
的幅度，而输出动态范围Uopp则为该幅度的两倍，
即
Uopp=2Uom
12
根据导出方法，可将晶体管小信号电 路模型分为两类： 物理型电路模型（如：混合π型电路模型） 网络参数模型（如：H参数电路模型） 它们是等价的，相互之间可以进行转换。
13
各类符号的表示说明：(以集电极电流为例) ICQ ——集电极静态电流 ic ——集电极电流交流分量
iC ——集电极总电流(iC=ICQ+ic)
' I R I R 4 2 8 V CQ L CQ C
比较UCEQ和ICQRL’得到
U 2 U 2 4 8 V o p p C E Q
(2)如果调节RB，使ICQ=2mA，可求得UCEQ=8V，ICQRL’=4V，则
' U 2 I R 2 4 8 V opp CQ L
9
2.5.1 交流图解分析法
交流图解分析：在输入信号作用下，通过作图来确定 晶体管各极电流和极间电压的变化量。
U CC ＋ RL Uo －
2
RB C1 Rs ＋ Us － ＋ ＋
RC ＋ V C2
Ui
－
交流通路
RL’
u ce ic ' RL
瞬时值 直流值 交流值
i I i , u U u C CQ c CE CEQ ce
象（底部限幅）
8
放大器输出动态范围：
受截止失真限制，其最大不失真输出电压的幅度为
U I R om CQ L
因饱和失真的限制，最大不失真输出电压的幅度为
U U U om CEQ CES
其中较小的即为放大器最大不失真输出电压
的幅度，而输出动态范围Uopp则为该幅度的两倍，
即
Uopp=2Uom
12
根据导出方法，可将晶体管小信号电 路模型分为两类： 物理型电路模型（如：混合π型电路模型） 网络参数模型（如：H参数电路模型） 它们是等价的，相互之间可以进行转换。
13
各类符号的表示说明：(以集电极电流为例) ICQ ——集电极静态电流 ic ——集电极电流交流分量
iC ——集电极总电流(iC=ICQ+ic)
' I R I R 4 2 8 V CQ L CQ C
比较UCEQ和ICQRL’得到
U 2 U 2 4 8 V o p p C E Q
(2)如果调节RB，使ICQ=2mA，可求得UCEQ=8V，ICQRL’=4V，则
' U 2 I R 2 4 8 V opp CQ L
9
模拟电子技术第二章2 57页PPT文档
RC
RE
UEE
UCC
(b )
(C)
饱和特征:（1）UCEQ≤UBE(on)
(2)IBQ>ICQ/β (ICQ < β IBQ)
判断是否饱和
方法1 先假定处于放大区，有ICQ = β IBQ，据此求出UCEQ
若UCEQ＞UBE(on) 则确实处于放大区；若UCEQ ≤ UBE(on)则处 于饱和区，UCEQ 应取UCE(sat)
截止。此时，三个电极电流均为零，而
UBE= UBB - UEE,UCE=UCC- UEE 。
•
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ RB
RB
RE
UCC
UBB
UEE
(a )
图2―11 (a)电路；(b)放大状态下的等效电路；(c)饱和状态下的等效电路
•
若UBB>UEE+UBE(on)，则晶体管导通。现
假定为放大导通，利用图2―9(b)的模型可得该
I C ( sat )
U CC
U BE (on ) RC
5 0.7 3
1.4m
因为
I BQ 0.06 m
I C ( sat )
1.4 50
0.028 m
IC(sat)<βIBQ=3mA
•
所以晶体管处于饱和。此时，
ICQ=(Ucc-UCE(sat))/Rc=(5-0.3)/3=1.6mA， 而 uo=UCEQ=UCE(sat)=0.3V。 根 据 上 述 分 析 结果画出的uo波形如图2―12(c)所示。
iB
iC
0 UB E(on) (a)
uB E
0 UC E(s at)
模拟电子技术第二章PPT课件
电路特征：集成运放处于开环或仅引入正反馈
1) 净输入电流为0
2) uP> uN时， uO＝＋UOM uP< uN时， uO＝－UOM
17.09.2020
6
2.3 理想运放组成的基本运算电路
2.3.1 比例运算电路
1. 反相输入
iN=iP=0，
+
_
uN=uP=0－－虚地
在节点N：iF
iR
uI R
uOiFRf RRf uI
17.09.2020
7
1) 电路的输入电阻为多少？ Ri = R 2) 3) R’＝？为什么？ R’= R// Rf，为了静态平衡 3) 4) 若要Ri＝100kΩ，比例系数为－100，
R1＝？ Rf＝？
Rf太大，噪声大。如何利 用相对小的电阻获得－100的 比例系数？
找参考资料寻找答案
17.09.2020
u O u O 1 u O 2 u O 3 R R 1 fu I1 R R f 2u I2 R R f 3u I3
17.09.2020
12
2. 同相求和 设 R1∥ R2∥ R3∥ R4＝ R∥ Rf
利用叠加原理求解：
令uI2= uI3=0，求uI1单独作 用时的输出电压
uO 1(1R R f)R 1R 2R ∥ 2∥ R 3R ∥ 3∥ R 4R 4uI1
8
2. 同相输入
uN uP uI
uO
(1
Rf R
) u N
uO
(1
Rf R
) u I
1) 输入电阻为多少？ ∞
2) 电阻R’＝？为什么？ R’= R// Rf，为了静态平衡
3) 共模抑制比KCMR≠∞时会影响运算精度吗？为什 么？
1) 净输入电流为0
2) uP> uN时， uO＝＋UOM uP< uN时， uO＝－UOM
17.09.2020
6
2.3 理想运放组成的基本运算电路
2.3.1 比例运算电路
1. 反相输入
iN=iP=0，
+
_
uN=uP=0－－虚地
在节点N：iF
iR
uI R
uOiFRf RRf uI
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7
1) 电路的输入电阻为多少？ Ri = R 2) 3) R’＝？为什么？ R’= R// Rf，为了静态平衡 3) 4) 若要Ri＝100kΩ，比例系数为－100，
R1＝？ Rf＝？
Rf太大，噪声大。如何利 用相对小的电阻获得－100的 比例系数？
找参考资料寻找答案
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u O u O 1 u O 2 u O 3 R R 1 fu I1 R R f 2u I2 R R f 3u I3
17.09.2020
12
2. 同相求和 设 R1∥ R2∥ R3∥ R4＝ R∥ Rf
利用叠加原理求解：
令uI2= uI3=0，求uI1单独作 用时的输出电压
uO 1(1R R f)R 1R 2R ∥ 2∥ R 3R ∥ 3∥ R 4R 4uI1
8
2. 同相输入
uN uP uI
uO
(1
Rf R
) u N
uO
(1
Rf R
) u I
1) 输入电阻为多少？ ∞
2) 电阻R’＝？为什么？ R’= R// Rf，为了静态平衡
3) 共模抑制比KCMR≠∞时会影响运算精度吗？为什 么？
模拟电子技术(江晓安)(第三版) 第2章
解 根据公式(2 - 1)、(2 - 3)、 (2 - 4)
I BQ
12 0.7 0.040m A 40A 280
I CQ 50 0.04 2m A U CEQ 12 2 3 6V
第二章 放大电路分析基础
2.2.2 图解法确定静态工作点
将图2 - 3(a)直流通路改画成图2 - 4(a)。 由图a、 b两端 向左看, 其iC~uCE关系由三极管的输出特性曲线确定, 如图2 -
第二章 放大电路分析基础
第二章 放大电路分析基础
2.1 放大电路工作原理 2.2 放大电路的直流工作状态 2.3 放大电路的动态分析
2.4 静态工作点的稳定及其偏置电路
2.5 多级放大电路
第二章 放大电路分析基础
2.1 放大电路工作原理
2.1.1 放大电路的组成原理
图2-1 共发射极基本放大电路
第二章 放大电路分析基础
仍以例3为例, 设输入 加交流信号电压为 ui=Uimsinωt, 则基极电流 将在IBQ上叠加进ib, 即
iB=IBQ+Ibmsinωt, 如电路使
Ibm=20μA,
iB 40 20sin t ( A)
图2-9 基极、 集电极电流和电压波形
第二章 放大电路分析基础
由以上可看出,在放大电路中,三极管的输入电压uBE、电
特性间距不匀,当输入信号又比较大时,将使ib、uce和ic正负 半周不对称,即产生了非线性失真,如图2－10所示。
第二章 放大电路分析基础
图2 – 10 三极管特性的非线性引起的失真
第二章 放大电路分析基础
2.工作点不合适引起的失真 当工作点设置过低,在输入信号的负半周,工作状态进入 截止区,因而引起iB、iC和uCE的波形失真,这称为截止失真。 由图2－11(a)可以看出,对于NPN三极管共e极放大电路,对 应截止失真,输出电压uCE的波形出现顶部失真。 如果工作点设置过高,则在输入信号的正半周,三极管工
模电课件-第二章-基本放大电路
iB
iC
IBQ
Q
ICQ
uBE UBEQ
Q
uCE UCEQ
二、放大电路的工作原理及波形分析
iB
iC
ib t
ic
Q
t
ib t
ube uBE
假设uBE有一微小的变化
t
uCE怎么变化
uCE
iC
ic t
uce t
uCE的变化沿一 条直线
uce=Ec-icRc
uCE uce相位如何
uce与ui反相！
各点波形
RB RC IC
2. UCE=EC–ICRC 。
EC IC
与输出 特性的
UCE
RC
交点就 是Q点
直流通道
直流 负载线
Q IB
UCE EC
二、交流负载线 ic
uce
uo
ui
RB
RC RL
交流通路
ic 1
uce
RL
其中： RL RL // RC
iC 和 uCE是全量，与交流量ic和uce有如下关系
设置Q点的原因
iC
+EC
t
RB
RC
C1 iB
iC C2
ui
ui
iB
uC uC
t
uo
uo
t
t
t
通过波形分析，可得如下结论：
1. ui uBE iB iC uCE |-uo|
2. uo与ui相位相反；
三极管的电流 放大作用
这就是基本共射放大电路的工作原理。
总结正常放大电路的特点：
交流（信号）设定直流量 交、直流叠加 放大，隔直 交流
I
U
模拟电子技术 康华光 第2章 ppt
C 1uF
Vi1
1V
Vi1 Vi2
R1 200K R2 100K
0
1s
2s
3s
4s
t t
Vi2
0
+
Vo
-1V
-
Vo
0
t
Vi1 Vi2
R1 200K R2 100K
C 1uF
+
Vo
-
Vi1 Vi2 i f i1 i 2 R1 R 2 1 解: Vo C i f dt
VO
1 1 V dt Vi2dt i1 R 1C R 2C
（2）当负载RL变化时，Vo会随之 变化吗？
4、电路如图所示
（1）写出uO与uI1、uI2的运算关系式； （2）当RW的滑动端在最上端时，若uI1＝10mV，uI2＝20mV，则 uO＝？ （3）若uO的最大幅值为±14V，输入电压最大值 uI1max＝10mV， uI2max＝20mV，最小值均为0V，则为了保证集成运放工作在线性 区，R2的最大值为多少？
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5 Vi1dt 10 Vi2dt t 1s V O 5V t 2 s VO 0V t 3 s VO 5V t 4 s VO 10V
Δ
uo2
1、判断下列说法是否正确 （1）处于线性工作状态下的集成运放，反相输入端 可按“虚地”来处理。（ ）
（2）处于线性工作状态的实际集成运放，在实现信 号运算时，两个输入端对地的直流电阻必须相等， 才能防止输入偏置电流IB带来运算误差。（ ）
Vi1
1V
Vi1 Vi2
R1 200K R2 100K
0
1s
2s
3s
4s
t t
Vi2
0
+
Vo
-1V
-
Vo
0
t
Vi1 Vi2
R1 200K R2 100K
C 1uF
+
Vo
-
Vi1 Vi2 i f i1 i 2 R1 R 2 1 解: Vo C i f dt
VO
1 1 V dt Vi2dt i1 R 1C R 2C
（2）当负载RL变化时，Vo会随之 变化吗？
4、电路如图所示
（1）写出uO与uI1、uI2的运算关系式； （2）当RW的滑动端在最上端时，若uI1＝10mV，uI2＝20mV，则 uO＝？ （3）若uO的最大幅值为±14V，输入电压最大值 uI1max＝10mV， uI2max＝20mV，最小值均为0V，则为了保证集成运放工作在线性 区，R2的最大值为多少？
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5 Vi1dt 10 Vi2dt t 1s V O 5V t 2 s VO 0V t 3 s VO 5V t 4 s VO 10V
Δ
uo2
1、判断下列说法是否正确 （1）处于线性工作状态下的集成运放，反相输入端 可按“虚地”来处理。（ ）
（2）处于线性工作状态的实际集成运放，在实现信 号运算时，两个输入端对地的直流电阻必须相等， 才能防止输入偏置电流IB带来运算误差。（ ）
模拟电子技术第2章三极管放大电路
优点 可以详细研究三极管放大电路在 不同时刻的工作状态，对于深入 理解其工作原理非常有帮助。
04
三极管放大电路的应用
音频放大器
总结词
音频放大器是三极管放大电路的重要应用之一，用于将微弱的音频信号放大，以 便在扬声器或其他音频设备上播放。
详细描述
音频放大器通常采用音频功率放大器电路，利用三极管的高放大系数特性，将微 弱的音频信号进行电压和电流放大，以驱动较大的负载，如扬声器。音频放大器 广泛应用于音响设备、电视、收音机、录音机等电子产品中。
03
三极管放大电路的分析方法
图解分析法
定义
应用
图解分析法是通过图形直观地分析三极管 放大电路的工作原理和性能的方法。
通过图解分析法，可以清晰地看到输入信 号、输出信号以及三极管内部电流的变化 过程，有助于理解放大原理。
优点
缺点
直观易懂，可以清晰地看到信号的动态变 化过程。
对于复杂的三极管放大电路，图解分析法 可能会变得复杂且不易处理。
偏置电路的设计
总结词
偏置电路用于为三极管提供合适的静态 工作点，以保证放大电路的性能稳定。
VS
详细描述
根据三极管的特性，设计适当的偏置电路 ，使得三极管工作在合适的静态工作点上 。偏置电路一般由电阻、电容等元件组成 ，通过调节电阻和电容的参数，可以改变 偏置电流的大小和方向，从而优化放大电 路的性能。
应的重要参数。
02
三极管放大电路的分类
共发射极放大电路
总结词
共发射极放大电路是最常用的三极管放大电路，具有电压放大能力强、输出电压与输入电压反相的特 性。
详细描述
共发射极放大电路由三极管、集电极电源、基极电源、输入信号源和输出负载等部分组成。在电路中 ，输入信号加在基极和发射极之间，通过三极管的放大作用，将信号放大并传输到集电极和发射极之 间，最终输出到负载上。由于输出电压与输入电压反相，因此常用于电压放大。
04
三极管放大电路的应用
音频放大器
总结词
音频放大器是三极管放大电路的重要应用之一，用于将微弱的音频信号放大，以 便在扬声器或其他音频设备上播放。
详细描述
音频放大器通常采用音频功率放大器电路，利用三极管的高放大系数特性，将微 弱的音频信号进行电压和电流放大，以驱动较大的负载，如扬声器。音频放大器 广泛应用于音响设备、电视、收音机、录音机等电子产品中。
03
三极管放大电路的分析方法
图解分析法
定义
应用
图解分析法是通过图形直观地分析三极管 放大电路的工作原理和性能的方法。
通过图解分析法，可以清晰地看到输入信 号、输出信号以及三极管内部电流的变化 过程，有助于理解放大原理。
优点
缺点
直观易懂，可以清晰地看到信号的动态变 化过程。
对于复杂的三极管放大电路，图解分析法 可能会变得复杂且不易处理。
偏置电路的设计
总结词
偏置电路用于为三极管提供合适的静态 工作点，以保证放大电路的性能稳定。
VS
详细描述
根据三极管的特性，设计适当的偏置电路 ，使得三极管工作在合适的静态工作点上 。偏置电路一般由电阻、电容等元件组成 ，通过调节电阻和电容的参数，可以改变 偏置电流的大小和方向，从而优化放大电 路的性能。
应的重要参数。
02
三极管放大电路的分类
共发射极放大电路
总结词
共发射极放大电路是最常用的三极管放大电路，具有电压放大能力强、输出电压与输入电压反相的特 性。
详细描述
共发射极放大电路由三极管、集电极电源、基极电源、输入信号源和输出负载等部分组成。在电路中 ，输入信号加在基极和发射极之间，通过三极管的放大作用，将信号放大并传输到集电极和发射极之 间，最终输出到负载上。由于输出电压与输入电压反相，因此常用于电压放大。
模拟电子技术课件第2 讲.ppt
2.3 基本线性运算放大器
2.3.1 同相放大电路
3. 负反馈的基本概念(具体内容在第七章讲) a.负反馈和正反馈
若引回的反馈信号与输入信号相位相同,则使净输
入信号加强，就称为正反馈。 if Rf
引入反馈前：
ii
vP idvN
+
-
vo
R1
ii = id 引入反馈后：
id= ii+ if
16
2.3 基本线性运算放大器
vo
vP
+
vo
vN
-
vi
Rf
9
2.2理想集成运算放大器
2.2.3 结论 3.集成运放工作在非线性区的必要条件: 开环或接成正反馈
vP
+
vN
-
vo
v0
+V0m
Rf
vI （vP-vN）
vP
+
vN
-
vo
-V0m
10
2.3 基本线性运算放大器
理想运放工作在线性区的两个特点 (1) “虚短”
→IdvN -
)vs
Avf
v o
vs
1 Rf R1
若Rf=0，R1=∞
v o
vs
12
2.3 基本线性运算放大器
2.3.1 同相放大电路
R' vP
1. 基本电路 2. 电压跟随器
vs
vN
vo
根特据点虚：断的概念得：iP iN 0
Rf
所3根12v)s))以v据输输vP，oR虚入出＝f一Rv短电电1vs般Rs的阻阻1作v概大v小o N放念，，大得信带R电1：号负R路1A源载Rvv得ffP提能v输0供力vvv入so电强N级流1、很R输1RR小f1出；级平 R’和衡= 中R电1间阻// 级Rf。
模拟电子技术第二章
Rb = 280 k，Rc = 3 k ，集电极直流电源 VCC = 12 V， 试用图解法确定静态工作点。
解：首先估算 IBQ
IB
Q
VC
CUB Rb
EQ
(12 0.7)mA 40μA
280
做直流负载线，确定 Q 点
根据 UCEQ = VCC – ICQ Rc
iC = 0，uCE = 12 V ； uCE = 0，iC = 4 mA .
模拟电子技术第二章
单击此处添加副标题内容 单击此处输入你的正文，文字是您思想的提炼，为了最终演示 发布的良好效果，请尽量言简意赅的阐述观点。
第２章 基本放大电路
教学时数：１７ 学时 重点与难点： 1、晶体管放大器和场效应管放大器的 静态分析和动态分析方法（图解分析法
和微变等效电路分析法）。 2、晶体三极管放大电路三种组态的电
2.1 放大的概念和电路主要指标
2.1.1 放大的概念
电子学中放大的目的是将微弱的变化信号放大成较大 的信号。这里所讲的主要是电压放大电路。
电压放大电路可以用有输入口和输出口的四端网络表 示，如图：
ui
Au
uo
放大电路放大的本质是能量的控制和转换。
放大的前提是不失真，即只有在不失真的情况下 放大才有意义。
给负载的最大输出电压(或最大输出电流)可用峰-峰 值(UOPP、IOPP)表示，或有效值表示(Uom 、Iom)。
七、最大输出功率与效率
输出不产生明显失真的最大输出功率。用符号 Pom表示。
Pom ：效率 PV PV：直流电源消耗的功率
10
2.2 基本共射放大电路的工作原理
2.2.1 基本共射放大电路的组成及各元件作用
iC / mA
解：首先估算 IBQ
IB
Q
VC
CUB Rb
EQ
(12 0.7)mA 40μA
280
做直流负载线，确定 Q 点
根据 UCEQ = VCC – ICQ Rc
iC = 0，uCE = 12 V ； uCE = 0，iC = 4 mA .
模拟电子技术第二章
单击此处添加副标题内容 单击此处输入你的正文，文字是您思想的提炼，为了最终演示 发布的良好效果，请尽量言简意赅的阐述观点。
第２章 基本放大电路
教学时数：１７ 学时 重点与难点： 1、晶体管放大器和场效应管放大器的 静态分析和动态分析方法（图解分析法
和微变等效电路分析法）。 2、晶体三极管放大电路三种组态的电
2.1 放大的概念和电路主要指标
2.1.1 放大的概念
电子学中放大的目的是将微弱的变化信号放大成较大 的信号。这里所讲的主要是电压放大电路。
电压放大电路可以用有输入口和输出口的四端网络表 示，如图：
ui
Au
uo
放大电路放大的本质是能量的控制和转换。
放大的前提是不失真，即只有在不失真的情况下 放大才有意义。
给负载的最大输出电压(或最大输出电流)可用峰-峰 值(UOPP、IOPP)表示，或有效值表示(Uom 、Iom)。
七、最大输出功率与效率
输出不产生明显失真的最大输出功率。用符号 Pom表示。
Pom ：效率 PV PV：直流电源消耗的功率
10
2.2 基本共射放大电路的工作原理
2.2.1 基本共射放大电路的组成及各元件作用
iC / mA
模拟电子技术基础第二章PPT课件
Ui Ii
Rb rbe
阻容耦合共射放大电路的动态分析
A uU U o i Ic(IR bcr∥ beRL)rb RL e '
A usU U o s U U si U U o i RsR iRi A u
Ri Rb∥ rberbe Ro Rc
讨论四：基本共射放大电路的静态分析
80
rbb' 200
在低频、小信号作用下的关系式
duBE
uBE iB
di UCE B
uBE uCE
IB duCE
diC
iC iB
di UCE B
iC uCE
IB duCE
电阻
无量纲
Ube h11Ib h12Uce
Ic
h21Ib h22Uce
无量纲
电导
交流等效模型（按式子画模型）
h参数的物理意义
h11uiBBE UCE rbe
若 (1 )R e＞ R b ， ＞ U B 则 QR b 1 R b 1 R b2 V CC
4. 动态分析
2. 信号源与放大电路不“共地”
共地，且要使信号 驮载在静态之上
静态时，UBEQURb1
动态时，b-e间电压是uI与 Rb1上的电压之和。
两种实用放大电路
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”。
Ui
Ri
Ri Rs
Us
可以看出，Ri越大，放大电路从信号源中索取的输入 电压Ui越接近信号源电压Us!
UO
RL RO RL
UO'
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下图是一个三级放大器框图
(1) 电压放大倍数
Av =
V0 V03 V01 V02 Vo 3 = = ⋅ ⋅ = Av 1 ⋅ Av 2 ⋅ Av 3 Vi Vi Vi Vi 2 Vi 3
若为n级放大器，则有
n V0 V1 V2 Vn−1 Von Av = = ⋅ ⋅⋅⋅ ⋅ = Av1 ⋅ Av 2 ⋅⋅⋅ Avn = ∏ Avk Vi Vi V1 Vn− 2 Vn−1 k =1
I CQ1 ≈ I EQ1 VB1 − U BE1 VB1 = ≈ RE1 RE1
第一级 直流通路
I BQ1
I C1 = β1
U CEQ1 = U CC − I CQ1 RC1 − I EQ1 RE1 ≈ U CC − I CQ1 ( RC1 + RE1 )
25
** 第二级：
当满足条件：I4 ＞＞ IB2 RB22 有： VB2 = ⋅ U CC RB21 + RB22
13
(2) 计算 r i和 r 0 I c1 I b1 +
Ui
Ib2
Ic2
rbe1 RB1 RE1 +
U o1 _
.
rbe2
′ RB1 RB 2 ′
+ RC2
Uo
.
_
rbe2
′ RE 2
_
ri 2
′ ′ ′′ ri 2 = RB1 // RB2 //[rbe2 + (1 + β )RE2] = 14kΩ
2
…
输出 放大电路
负 载
2 多级放大电路的耦合方式
(1) 阻容耦合(P55)
典型电路
中频多级放大器中应用广泛。
前级 优点：①各级之间的静态工作点相互独立、互不影响； ②电容的 “隔直”作用, 可以抑制零点漂移.
后级
缺点：①由于采用了电容耦合，所以不能放大直流信号或频率较低的信号； ②不便于集成化。
ri
ri 2
18
ro
例2: CC-CE(直流偏置)
1. ri = R1 //[ rbe1 +（1 +β) RL1'] 其中: RL1′= RE1//RL1 = RE1//ri2 = RE1// R2 // R3 // rbe1 = 27 // 1.7 ≈ 1.7kΩ
∴ ri =1000//(2.9+51×1.7) ≈ 82kΩ
+UCC
+ Uo -
(a) 两级直接连接
+UCC R2 R1 + Ui T1 DZ T2 + Uo R4 R3
(b) 后级发射极加接电阻
+UCC R2 R1 + Ui T1 T2 R4 + Uo R3
(c) 后级发射极加接稳压管
(d) NPN管与PNP管混合使用
图2.3.28两级直接耦合放大电路
5
2 多级放大电路的耦合方式
CC-CE(交直流偏置) 如图所示的两级电压放大电路， 已知β1= β2 =50, T1和T2均为3DG8D(rbb’=200Ω)。 (1) 计算前、后级放大电路的静态值(UBE=0.6V); (2) 求放大电路的输入电阻和输出电阻； (3) 求各级电压的放大倍数及总电压放大倍数。 +24V RB1 1MΩ C1 + T1 RE1 27kΩ
模拟电子技术
第二章 放大电路分析
谭丹
电气与电子工程学院 华中科技大学
1
1 多级放大电路的组成 P54
信 输入 中间 号 放大电路 放大电路 源 （1） 多级放大器所考虑的问题 级间耦合；即信号的传送; 估算整个放大器的放大倍数； * 频率响应。 (2) 耦合方式：直接耦合；变压器耦合；阻容耦合。 (3) 多级放大电路对耦合电路要求： 它的加入应尽量不影响前、后级间的静态工作点； 把前一级的信号尽可能多地传到后一级； 失真小。
ib1
ib 2
RS
Ui
rbe1
βib1
R2 R3
βib 2
UO
RC2 RL
US
R1 RE1
rbe2
ri
ri 2
21
ro
典型电路
多级阻容耦合放大器的特点： (1) 由于电容的隔直作用，各级放大器的静态工作点相互独 立，分别估算。 (2) 前一级的输出电压是后一级的输入电压。 (3) 后一级的输入电阻是前一级的交流负载电阻。 (4) 总电压放大倍数=各级放大倍数的乘积。 (5) 总输入电阻 ri 即为第一级的输入电阻ri1 。 (6) 总输出电阻即为最后一级的输出电阻。 由上述特点可知，射极输出器接在多级放大电路的首 级可提高输入电阻；接在末级可减小输出电阻；接在中间 级可起匹配作用，从而改善放大电路的性能。
7
3 多级放大电路的分析
(2) 输入电阻和输出电阻 多级放大器的输入电阻，就是输入级的输入电阻。而输 出级的输出电阻就是整个放大器的输出电阻。 在选择输入、输出级的电路形式时主要从对输入、输出 电阻的要求来考虑，而放大倍数则由中间各级来提供。
8
4. 阻容耦合多级放大电路的技术指标的估算
例1:阻容耦合 1:
Au = Au1 × Au2 = 0 .994× (−17 = −17 .9 18)
例2: 典型电路
R1 1M C1 RS 20k
U
S
CC-CE(直流偏置)
R2 82k RC2 10k
U
i2
C2
T1
i
+UCC (+24V)
设: β1=β2=50, rbe1 = 2.9kΩ , rbe2 = 1.7 kΩ
R2 R3 r be2
βib2
RC2
UO
RL
US
R1 RE1
ri
ri 2
20
ro
例2: CC-CE(直流偏置)
Au 2 ′ β2 RL 2 50 × ( 10 // 10 ) =− =− = − 147 rbe 2 1.7
Aus = Aus 1 × Au 2 = − 147 × 0.778 = − 114.4
9
RC2 82kΩ 10kΩ
′ R B1
C3 + T2 CE
+
Ui
C2 +
′ R B2
+
–
43kΩ 7.5kΩ
′ R E1 510Ω . Uo ′ + R E2
–
解: (1) 两级放大电路的静态值可分别计算。
RB1 1MΩ C1 + T1 RE1 27kΩ RC2 82kΩ 10kΩ
+24V
′ RB1
2. ro = RC2= 10kΩ
ib1
RS
Ui
ib2
rbe1
βib1
R2 R3 r be2
βib 2
RC2
UO
RL
US
R1 RE1
ri
RL1 = ri 2
19
ro
例2: CC-CE(直流偏置)
3. 中频电压放大倍数: 其中：
Au1
Aus =
Aus1
ri = ⋅ Au1 ri + Rs
Uo Uo Uo1 = × = Aus1 × Au2 U s Ui 2 U s
16
(3)求各级电压的放大倍数及总电压放大倍数 I c1 Ib2 Ic2 I b1 +
Ui
rbe1 RB1 RE1 +
U o1 _
.Байду номын сангаас
rbe2
′ RB1 RB 2 ′
+ RC2
Uo
.
_
′ RE 2
_
第二级放大电路为共发射极放大电路 RC2 10 Au2 = －β = －50× = −18 rbe2 + (1 + β 2)R′′E2 1 .79+ (1+ 50)× 0 .51 总电压放大倍数
RB1 1MΩ C1 + T1 RE1 27kΩ RC2 82kΩ 10kΩ
+24V C3 + T2 +
′ RB1
+
Ui
C2 +
–
43kΩ 7.5kΩ
′ RB2
. ′ RE1 510Ω U o + ′ RE2
CE
–
0 .96 = mA = 19 .2 μA I B2 = 50 β2
U CE2 ≈ U CC − IC2 (R C2 + R ′ + R ′ ) E2 E2 = 24 − 0 .96(10 + 0 .51 + 7 .5)V = 6 .71V
C3 + T2 +
+
Ui
C2 +
–
43kΩ 7.5kΩ
′ RB2
′ RE1 510Ω . Uo + ′ RE2
CE –
第一级是射极输出器:
24− 0.6 UCC − UBE mA = 9.8 A μ = IB1 = RB1 + (1+ β )RE1 1000+ (1+ 50)× 27
I E1 = (1 + β ) I B1 = (1 + 50) × 0.0098 mA = 0 .49 mA
U o1 _
.
rbe2
′ RB1 RB 2 ′
+ RC2
Uo
.
_
′ RE 2
_
26 26 1 rbe1 = 200 + (1 + β) = 200 + (1 + 50)× = 3 kΩ IE1 0 .49
ro = ro 2
ri = ri1 = R B1 // [ rbe1 + (1 +β)R′ ] = 320 kΩ E1
(1) 电压放大倍数
Av =
V0 V03 V01 V02 Vo 3 = = ⋅ ⋅ = Av 1 ⋅ Av 2 ⋅ Av 3 Vi Vi Vi Vi 2 Vi 3
若为n级放大器，则有
n V0 V1 V2 Vn−1 Von Av = = ⋅ ⋅⋅⋅ ⋅ = Av1 ⋅ Av 2 ⋅⋅⋅ Avn = ∏ Avk Vi Vi V1 Vn− 2 Vn−1 k =1
I CQ1 ≈ I EQ1 VB1 − U BE1 VB1 = ≈ RE1 RE1
第一级 直流通路
I BQ1
I C1 = β1
U CEQ1 = U CC − I CQ1 RC1 − I EQ1 RE1 ≈ U CC − I CQ1 ( RC1 + RE1 )
25
** 第二级：
当满足条件：I4 ＞＞ IB2 RB22 有： VB2 = ⋅ U CC RB21 + RB22
13
(2) 计算 r i和 r 0 I c1 I b1 +
Ui
Ib2
Ic2
rbe1 RB1 RE1 +
U o1 _
.
rbe2
′ RB1 RB 2 ′
+ RC2
Uo
.
_
rbe2
′ RE 2
_
ri 2
′ ′ ′′ ri 2 = RB1 // RB2 //[rbe2 + (1 + β )RE2] = 14kΩ
2
…
输出 放大电路
负 载
2 多级放大电路的耦合方式
(1) 阻容耦合(P55)
典型电路
中频多级放大器中应用广泛。
前级 优点：①各级之间的静态工作点相互独立、互不影响； ②电容的 “隔直”作用, 可以抑制零点漂移.
后级
缺点：①由于采用了电容耦合，所以不能放大直流信号或频率较低的信号； ②不便于集成化。
ri
ri 2
18
ro
例2: CC-CE(直流偏置)
1. ri = R1 //[ rbe1 +（1 +β) RL1'] 其中: RL1′= RE1//RL1 = RE1//ri2 = RE1// R2 // R3 // rbe1 = 27 // 1.7 ≈ 1.7kΩ
∴ ri =1000//(2.9+51×1.7) ≈ 82kΩ
+UCC
+ Uo -
(a) 两级直接连接
+UCC R2 R1 + Ui T1 DZ T2 + Uo R4 R3
(b) 后级发射极加接电阻
+UCC R2 R1 + Ui T1 T2 R4 + Uo R3
(c) 后级发射极加接稳压管
(d) NPN管与PNP管混合使用
图2.3.28两级直接耦合放大电路
5
2 多级放大电路的耦合方式
CC-CE(交直流偏置) 如图所示的两级电压放大电路， 已知β1= β2 =50, T1和T2均为3DG8D(rbb’=200Ω)。 (1) 计算前、后级放大电路的静态值(UBE=0.6V); (2) 求放大电路的输入电阻和输出电阻； (3) 求各级电压的放大倍数及总电压放大倍数。 +24V RB1 1MΩ C1 + T1 RE1 27kΩ
模拟电子技术
第二章 放大电路分析
谭丹
电气与电子工程学院 华中科技大学
1
1 多级放大电路的组成 P54
信 输入 中间 号 放大电路 放大电路 源 （1） 多级放大器所考虑的问题 级间耦合；即信号的传送; 估算整个放大器的放大倍数； * 频率响应。 (2) 耦合方式：直接耦合；变压器耦合；阻容耦合。 (3) 多级放大电路对耦合电路要求： 它的加入应尽量不影响前、后级间的静态工作点； 把前一级的信号尽可能多地传到后一级； 失真小。
ib1
ib 2
RS
Ui
rbe1
βib1
R2 R3
βib 2
UO
RC2 RL
US
R1 RE1
rbe2
ri
ri 2
21
ro
典型电路
多级阻容耦合放大器的特点： (1) 由于电容的隔直作用，各级放大器的静态工作点相互独 立，分别估算。 (2) 前一级的输出电压是后一级的输入电压。 (3) 后一级的输入电阻是前一级的交流负载电阻。 (4) 总电压放大倍数=各级放大倍数的乘积。 (5) 总输入电阻 ri 即为第一级的输入电阻ri1 。 (6) 总输出电阻即为最后一级的输出电阻。 由上述特点可知，射极输出器接在多级放大电路的首 级可提高输入电阻；接在末级可减小输出电阻；接在中间 级可起匹配作用，从而改善放大电路的性能。
7
3 多级放大电路的分析
(2) 输入电阻和输出电阻 多级放大器的输入电阻，就是输入级的输入电阻。而输 出级的输出电阻就是整个放大器的输出电阻。 在选择输入、输出级的电路形式时主要从对输入、输出 电阻的要求来考虑，而放大倍数则由中间各级来提供。
8
4. 阻容耦合多级放大电路的技术指标的估算
例1:阻容耦合 1:
Au = Au1 × Au2 = 0 .994× (−17 = −17 .9 18)
例2: 典型电路
R1 1M C1 RS 20k
U
S
CC-CE(直流偏置)
R2 82k RC2 10k
U
i2
C2
T1
i
+UCC (+24V)
设: β1=β2=50, rbe1 = 2.9kΩ , rbe2 = 1.7 kΩ
R2 R3 r be2
βib2
RC2
UO
RL
US
R1 RE1
ri
ri 2
20
ro
例2: CC-CE(直流偏置)
Au 2 ′ β2 RL 2 50 × ( 10 // 10 ) =− =− = − 147 rbe 2 1.7
Aus = Aus 1 × Au 2 = − 147 × 0.778 = − 114.4
9
RC2 82kΩ 10kΩ
′ R B1
C3 + T2 CE
+
Ui
C2 +
′ R B2
+
–
43kΩ 7.5kΩ
′ R E1 510Ω . Uo ′ + R E2
–
解: (1) 两级放大电路的静态值可分别计算。
RB1 1MΩ C1 + T1 RE1 27kΩ RC2 82kΩ 10kΩ
+24V
′ RB1
2. ro = RC2= 10kΩ
ib1
RS
Ui
ib2
rbe1
βib1
R2 R3 r be2
βib 2
RC2
UO
RL
US
R1 RE1
ri
RL1 = ri 2
19
ro
例2: CC-CE(直流偏置)
3. 中频电压放大倍数: 其中：
Au1
Aus =
Aus1
ri = ⋅ Au1 ri + Rs
Uo Uo Uo1 = × = Aus1 × Au2 U s Ui 2 U s
16
(3)求各级电压的放大倍数及总电压放大倍数 I c1 Ib2 Ic2 I b1 +
Ui
rbe1 RB1 RE1 +
U o1 _
.Байду номын сангаас
rbe2
′ RB1 RB 2 ′
+ RC2
Uo
.
_
′ RE 2
_
第二级放大电路为共发射极放大电路 RC2 10 Au2 = －β = －50× = −18 rbe2 + (1 + β 2)R′′E2 1 .79+ (1+ 50)× 0 .51 总电压放大倍数
RB1 1MΩ C1 + T1 RE1 27kΩ RC2 82kΩ 10kΩ
+24V C3 + T2 +
′ RB1
+
Ui
C2 +
–
43kΩ 7.5kΩ
′ RB2
. ′ RE1 510Ω U o + ′ RE2
CE
–
0 .96 = mA = 19 .2 μA I B2 = 50 β2
U CE2 ≈ U CC − IC2 (R C2 + R ′ + R ′ ) E2 E2 = 24 − 0 .96(10 + 0 .51 + 7 .5)V = 6 .71V
C3 + T2 +
+
Ui
C2 +
–
43kΩ 7.5kΩ
′ RB2
′ RE1 510Ω . Uo + ′ RE2
CE –
第一级是射极输出器:
24− 0.6 UCC − UBE mA = 9.8 A μ = IB1 = RB1 + (1+ β )RE1 1000+ (1+ 50)× 27
I E1 = (1 + β ) I B1 = (1 + 50) × 0.0098 mA = 0 .49 mA
U o1 _
.
rbe2
′ RB1 RB 2 ′
+ RC2
Uo
.
_
′ RE 2
_
26 26 1 rbe1 = 200 + (1 + β) = 200 + (1 + 50)× = 3 kΩ IE1 0 .49
ro = ro 2
ri = ri1 = R B1 // [ rbe1 + (1 +β)R′ ] = 320 kΩ E1