放大电路的基本组成
第三章 基本放大电路
输出
话筒
放
大
器
喇叭
应用举例
直 流 电 源
基本放大电路
输入 放大器 输出
1、定义：放大电路的目的是将微弱的变化信 号不失真的放大成较大的信号。。
2、组成：三极管、场效应管、电阻、电容、电感、 变压器等。 3、特点：
①输出信号的功率大于输入信号的功率；
②输出信号的波形与输入信号的波形相同。
基本放大电路
RC
ui
T
C2
RL
基本放大电路
3.2.2 放大器中电流电压符号使用规定含义 “小大” uBE—小写字母，大写下标，表示交、直混合量。 “大大” UBE — 大写字母，大写下标，表示直 流量。 “小小” ube—小写字母，小写下标，表示交流分量。
“大小” Ube—大写字母，小写下标，表示交流分量有效值。 uA
电路改进：采用单电源供电 +VCC RC C1 T
可以省去
C2
RB VBB
基本放大电路
+VCC RB C1 T RC C2
单电源供电电路
基本放大电路
（1）电路的简化
C1
ui （2）电路的简化画法
VCC
RB
C1
只用一个电源，减 少电源数。
T
C2
RL
RB
RC
VCC
uo
uo
不画电源符号， 只写出电源正 极对地的电位。
T
I CQ
U CEQ
(b) 首先画出放大电路的交流通路
基本放大电路
VCC
交流通路
电工电子C第10章基本放大电路
iB IB Q IB
UBE
B
E 电路图 uCE －
O
输入特性
uBE
结论： 晶体管从输 入端看,可以 用一个等效 的动态电阻 rbe代替。
rbe =
26mV rbe 可以估算：rbe = 200 + ( +1) IEmA
UBE 为一个常数。 ΔIB
(2) 输出端电压和电流的关系 在放大区: IC=βIB 结论： 从输出端看，可以用一个 受 控电流源代替。
其中：R′L= RC∥RL
Ii (RB∥rbe ) U i ri = = = RB∥ rbe Ii Ii －Ic RC ro = = RC － Ic
例2：求放大电路的空载电压放大倍数、输入电阻 和输出电阻 。
解：(1) 空载电压放大倍数 RB rbe = 200 + 26 C1 IC ＋ ＋ 26 = (200 + 50× ) = 1 084 ui 1.47 － RC 50×2 =－92.25 = － Ao =－ r 1.084 be
R
C
+ UCC C ＋ 2 ＋ uo －
(2) 输入电阻 180×1.084 k = 1.078 k ri = RB rbe = 180＋1.084 (3) 输出电阻 ro = RC = 2 k
10.3 静态工作点的稳定
一、分压式偏置共射放大电路 1. 电路组成 (1)偏流电阻 RB2用于固定
C
Ic
Ui R B1 RB2
－
Ib
RE
βRL ′ Au =－ rbe+(1+β)RE 放大倍数Au降低
思考：画出下图微变等效电路
+ UCC C1 ＋ ＋ ui
电工学第八章 基本放大电路
RL RC//RL
返回
(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。
返回
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
返回
(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
返回
第二章(简好用新)-基本放大电路..
五、实用共发射极放大电路
1．温度对工作点的影响
温度升高
UBE减小 ICBO增大
β增大
注：旁路电容的作用。接人发射极电阻 RE，一方面发射极电流的直流分量IE 通过它能起到自动稳定静态工作点的作 用；另一方面发射极电流的交流分量ie 也会产生交流压降，使uBE减小，这样 就会降低电压放大倍数，因此增加了旁 路电容，使交流信号从电容上流过。
ic
ii
ib
C
+ BE
+ Rs ui RB RE
RL
+
uo
us
–
E B
V
us+-
Rs
RB C ui+-
RE
RL
+-uo
交流通路
二、共集电极放大电路分析 1.静态工作点的计算
VCC IBQRB U BEQ IEQRE
I BQ
VCC U BE
RB (1 )RE
ICQ I BQ I EQ
动态分析步骤：
1.先画出交流通路， 有时为了便于分析， 还要把电路变形为我 们便于分析的方式。
2.根据交流通路画微 变等效电路
E B
V
RB C ui+-
RE
RL
+-uo
ic
ii
ib
C
+ BE
+ Rs ui RB RE
RL
+
uo
us
–
Ii B
Ib
Ic
画微变等效电路时需注意的 问题：
1.交流通路变化成微变等效
RC
C2
＋－
uCE
简述放大电路的组成原则
简述放大电路的组成原则一、引言放大电路是电子工程中非常重要的一部分，它能够将信号进行放大，使得信号能够被更好地处理和传输。
而放大电路的组成原则则是决定了放大电路能否正常工作的基本规则。
二、放大电路的组成1. 信号源信号源是指产生待放大信号的设备，如麦克风、摄像头等。
在放大电路中，信号源是最基本的组成部分之一。
2. 放大器放大器是将输入信号进行放大的部分，它是整个放大电路中最重要的组成部分之一。
通常情况下，一个完整的放大器由输入端、输出端和功率供应三个主要部分构成。
3. 滤波器滤波器是用于滤除干扰信号或者对特定频率范围内的信号进行增强或削弱的设备。
在某些情况下，滤波器也可以被用于调整输入和输出端之间的匹配度。
4. 耦合器耦合器是将多个不同功能模块连接在一起并实现相互通讯和协作的设备。
耦合器可以使得不同模块之间更加紧密地联系起来，从而提高整个放大电路的效率和性能。
5. 负载负载是指放大电路输出端连接的设备或者元件。
负载通常需要具备一定的阻抗特性，以确保输出信号能够被稳定地传输和处理。
三、组成原则1. 信号源与放大器之间的匹配度信号源与放大器之间的匹配度是决定整个放大电路性能的重要因素之一。
如果信号源和放大器之间存在不匹配现象，那么就会导致输入信号无法被完整地传递到放大器中，从而影响整个电路的效率和性能。
2. 放大器内部元件参数选择在设计放大器时，必须根据具体要求选择合适的元件参数。
如管子类型、工作点等。
不同参数选择会影响到整个电路的增益、带宽等特性。
3. 滤波器设计滤波器是用于滤除干扰信号或者对特定频率范围内的信号进行增强或削弱的设备。
在滤波器设计时，必须考虑到需要滤除哪些干扰信号以及需要增强或削弱哪些频率范围内的信号。
4. 耦合器和负载的匹配度耦合器和负载的匹配度是决定整个放大电路性能的重要因素之一。
如果耦合器和负载之间存在不匹配现象，那么就会导致输出信号无法被完整地传递到负载中，从而影响整个电路的效率和性能。
三极管的三种基本放大电路
二、性能指标分析
IBQ = (VCC – UBEQ) / [RB + (1 + β ) RE] ICQ = β I BQ UCEQ = VCC – ICQRE
−
−
−
rbe β ib RB + RE RL uo
−
R'L = RE // RL
第3章 放大电路基础
一、电路组成与静态工作点
IBQ C1 + RB +VCC C2 RL
Ri
R’i
例3.2.1 β =100, RS= 1kΩ, RB1= 62kΩ, RB2= 20kΩ, RC= 3kΩ Ω Ω Ω Ω RE = 1.5kΩ, RL= 5.6kΩ, VCC = 15V。求：“Q ”, Au, Ri, Ro Ω Ω 。 [解] 1）求“Q” 解 ） +VCC 20 × 15 RB1 RC C2 U BQ = ≈ 3.7 ( V ) C1 + 20 + 62 + + RL 3 .7 − 0 .7 uo I RS = 2 (mA ) + CQ = I EQ = + RB2 RE us 1 .5 CE − − I BQ ≈ 2 / 100 = 0.02 (mA) = 20 µA U = 15 − 2( 3 + 1.5) = 6 ( V ) 2）求 Au、Ri、Ro 、 Aus CEQ ）
–
RE = RL = Rs = 1 kΩ, VCC = 12V。求：“Q ”、Au、Ri、 Ω 。 、 Ro [解] 1）求“Q” +VCC 解 ） IBQ RB C1 IBQ = (VCC – UBE) / [RB + (1+ β ) RE]
β =120, RB = 300 kΩ, r’bb= 200 Ω, UBEQ = 0.7V Ω
电工学第15章基本放大电路
制
作
电 工
习题15.3.1
学
Ｉ
电 用微变等效电路法对固定偏置共射放大电路进行动态分析。
子
技 术
+UCC
部 分
RB
RC
C2
C1
RS
U• S
ui
uo
RL
哈 理
工
大 学
王 亚 军 制 作
电 工
例题15.3.1
学 Ｉ
电 用微变等效电路法对固定偏置共射放大电路进行动态分析。
子
技 【解】
术
I• b B
画交流通路的方法 ui
电容视为短路； 直流电源视为短路；
哈
理
工
uo
大 学
王
亚 军 制
作
电 工
15.3 放大电路的动态分析
学 Ｉ
电 子
一、微变等效电路法
技
术 部
1 放大电路的交流通路
分 因电容对交直流的作用不同，所
以交直流所走的路径是不同的。
不同的信号可以分别在不同的通
路来进行分析。
ube
Ube
uBE
学 王
亚
军
制
作
电 工
15.2 放大电路的静态分析
学
Ｉ
电 子
三、用放大电路的直流通路确定静态值
技
术 部
1 放大电路的直流通路
分 因电容对交直流的作用不同，所 以交直流所走的路径是不同的。
+UCC
不同的信号可以分别在不同的通 路来进行分析。
RB
直流通路
RC
C2
直流通路是在直流电源
运放基本电路
运放基本电路包括反相放大电路、非反相放大电路、比较器电路和积分器电路等。
1.反相放大电路：反相放大电路的基本组成部分是一个运放和两
个电阻。
输入信号通过一个电阻输入到运放的负输入端，正输
入端接地，输出信号通过另一个电阻反馈到负输入端。
这种电
路的特点是输入信号和输出信号反相，增益可以通过两个电阻
的比值来控制。
2.非反相放大电路：非反相放大电路的基本组成部分也是一个运
放和两个电阻，但是输入信号是通过一个电阻输入到正输入端，负输入端接地，输出信号通过另一个电阻反馈到正输入端。
这
种电路的特点是输入信号和输出信号同相，增益同样可以通过
两个电阻的比值来控制。
3.比较器电路：比较器电路的基本组成部分是一个运放和两个输
入端，其中一个输入端为参考电压，另一个输入端为输入信号。
当输入信号大于参考电压时输出高电平，小于参考电压时输出
低电平。
这种电路常用于模拟信号和数字信号之间的转换。
4.积分器电路：积分器电路的基本组成部分是一个运放、一个电
阻和一个电容。
输入信号通过电阻输入到运放的负输入端，正
输入端接地，输出信号通过电容反馈到负输入端。
这种电路的
特点是输出信号是输入信号的积分，可以用于信号的滤波和积
分运算等。
基本放大电路的组成
基本放大电路的组成
基本放大电路主要由以下部分组成：
1. 电源：为放大电路提供能量，保证晶体管的发射结正偏，集电结反偏。
2. 放大器：核心元件为晶体管。
晶体管利用其基极小电流控制集电极较大电流的作用，使输入的微弱电信号通过直流电源Ucc提供能量，获得一个能量较强的输出电信号。
3. 输入和输出：基本放大电路可以将输入信号的弱信号变成较强的信号，以便输出到功率器件中。
此外，基本放大电路中还可能包含集电极电源（Ucc）、集电极电阻（Rc）等元件。
这些元件的作用分别是为放大电路提供能量、将集电极的电流变化转换成晶体管集、射极间的电压变化，以实现由放大电路负载上获得电压放大的目的。
放大电路基本器件
放大电路基本器件
放大电路是一种用于放大电信号的电路，其中包括许多基本器件。
以下是放大电路中常见的一些基本器件：
1.晶体管：晶体管是放大电路中最常用的器件之一。
常见的
晶体管类型包括双极性晶体管（BJT）和场效应晶体管（FET）。
它们的工作原理不同，但都可以用作放大信号的关键元件。
2.运放：运放（Operational Amplifier，简称Op-Amp）是一
种高增益、大开环放大器，常用于放大电路中。
它具有差分输入和单端输出，可实现各种放大功能。
3.电容器：电容器常用于放大电路中的耦合和去直流偏置。
通过适当选择电容器的参数，可以实现不同频率范围内的信号放大。
4.电阻器：电阻器用于调节电路中的电阻值，影响放大电路
的放大倍数和频率响应。
在放大电路中，电阻器常用于稳定电路的工作点和防止电路稳定性问题。
5.反馈电阻：在放大电路中，反馈电阻常用于控制放大倍数
和提高电路的稳定性。
通过适当选择反馈电阻的值，可以调节放大电路的增益和频率特性。
6.电感器：电感器也可在放大电路中使用，通常用于滤波、
阻抗匹配和阻止高频信号流入放大电路。
这些基本器件通常会组合在一起，形成不同类型的放大电路，
如共射放大器、共基放大器、差分放大器等。
根据具体的应用需求和放大要求，可以选择不同的基本器件组合和电路设计来实现所需的放大功能。
基本放大电路的组成及各元件的作用
基本放大电路的组成及各元件的作用放大电路是一种用于增加输入信号幅度的电路。
它由多个元件组成，其中包括放大器、电源、输入设备和输出设备。
这些元件共同合作，使得输入信号经过放大电路之后，可以得到更大的幅度输出信号。
下面我们将对放大电路的组成和各元件的作用进行详细的介绍。
1.放大器放大器是放大电路的核心部分，它起到信号放大的作用。
在放大器中，常见的有运放放大器和功放放大器两种类型。
运放放大器是一种用于放大微小信号的集成电路，它具有高输入阻抗和低输出阻抗，可以实现对输入信号的精确放大。
而功放放大器则是用于对功率信号进行放大的电路，常见于音响设备和功率放大器中。
2.电源电源是放大电路的能量来源，它为放大电路提供所需的电压和电流。
在放大电路中，常见的电源包括直流电源和交流电源。
直流电源一般用于供给运放放大器等低频信号放大电路，而交流电源则多用于功放放大器等高频信号放大电路。
3.输入设备输入设备是放大电路接收信号的部分，它可以将外部的信号输入到放大电路中。
在不同的应用中，输入设备可以是不同的传感器或信号源，比如麦克风、传感器、摄像头等。
4.输出设备输出设备是放大电路输出信号的部分，它可以将放大后的信号输出到外部设备中。
在不同的应用中，输出设备可以是不同的载体或显示设备，比如扬声器、显示器、执行器等。
以上是放大电路的基本组成和各元件的作用，下面我们将分别对这几个部分进行详细介绍。
首先是放大器部分。
放大器作为放大电路的核心部分，它可以将输入信号的幅度进行放大，从而得到更大的输出信号。
在放大器中，运放放大器和功放放大器是两种常见的放大器类型。
运放放大器（Operational Amplifier，简称Op-Amp）是一种集成电路，它通常含有多个放大电路、反馈电路和其他辅助电路。
运放放大器具有高输入阻抗、低输出阻抗、大增益和低失真等特点，可以对微小信号进行精确放大。
在实际应用中，运放放大器通常需要外部电源进行供电，并通过外部电路进行连接和控制。
放大电路基础
2.3 多级放大电路
2.3.3 直接耦合
1
直接耦合的含义
图2.3.3所示为直接耦合电路，所谓直接耦合就是将前 级的输出端直接接后级的输入端。可用来放大缓慢变化的 信号或直流量变化的信号。
2.2 放大电路的分析
2.2 放大电路的分析
rbe是对交流而言的动态电阻，称为晶体管的输入电阻。小 信号时，rbe是一个常数。由它可以确定电压、电流交流分量ube、 ib之间的关系，即ube=rbeib。因此，晶体管的输入电路可以用 rbe等效代替，如图2.2.4（b）所示。
2.2 放大电路的分析
1
晶体管的微变等效电路
由图2.2.3可知，放大电路在小信号工作时，晶体管的动态 工作点只在静态工作点附近小范围内移动，晶体管的输入、输 出特性曲线可近似为直线，各极的电流、电压增量有线性关系。 尽管晶体管是非线性器件，但可以进行线性化处理，用线性化 等效电路模型来代替。
1）输入回路的微变等效电路 当输入信号电压很小时，在已确定的静态工作点Q附近的 工作段可以认为是直线。当uCE为常数时，令ΔuBE和ΔiB的比值 为rbe，即
第2章 放大电路基础
前言
实际中常常需要把一些微弱信号放大到便于测量和利用 的程度。例如，从收音机天线接收到的无线电信号或从传感 器得到的信号，有时只有微伏或毫伏的数量级，必须经过放 大才能驱动扬声器或进行观察、记录和控制。
所谓放大，表面上是将信号的幅度由小增大，但是，放 大的实质是能量的转换，即由一个较小的输入信号控制直流 电源，使之转换成交流能量输出，驱动负载。
显然，输出电阻ro是衡量放大电路性能指标的又一个重要参数。 ro越小，带负载能力越强。 输出电阻ro的计算式为
放大电路组成及三种组态
基本放大器的组成原则
基本放大器通常是指由一个晶体管或场效应管构成的单级放大器。
放大器条件：
1.要有控制元件：晶体管或场效应管;
2.要有电源--提供能量; 3.偏置在放大区; 4.待放大信号一定加在发射结(或栅源结),不可加到集电极(或漏极);
iC iE I S (e
信号从基极输入, 从发射极输出, ------共集电极
信号从发射极输入, 从集电极输出, ------共基极
第二章
以用途最为广泛的阻容耦合共发射极放大器为例：
▲ 管子--核心控制元件; ▲ RB--偏置电阻, 保证发射结正偏,(放大区); ▲ UCC---能源, 同时保证集电结反偏, 管子工 作在放大区; ▲ RC---集电极负载电阻, 将变化电流转变为 变化电压;
u u u i i i u i (R // R ) u
C
2 1000 10 10
晶体管放大器电路结构及放大原理
u BE UT
1) I S e
u BE UT
5.信号可从集电极或发射极输出,不可从基极(或栅极)输出; 6.要有一定的负载(RC或RE), 将变化电流转为变化电压。
第二章 根据输入、输出回路公共端所接的电极不同，实际有共发射极、 共集电极和共基极三种基本(组态)放大器。
信号从基极输入, 从集电极输出, ------共发射极
RB
C1 RS +
RC
C2 RL
+ UO
UCC
Us
+ Ui
-
-
控制
▲ 信号源通过耦合电容C1输入到管子基极; ▲ 放大了的信号又通过耦合电容C2输出到负载RL;
三种放大电路结构
电压跟随器作用及应用场景
电压跟随器作用
电压跟随器是一种特殊的共集放大电路，其主要作用是隔离前后级电路，减小输出阻抗，提高电路的 带负载能力。
应用场景
电压跟随器广泛应用于各种需要缓冲或隔离的电路中，如音频放大器、数据采集系统、电源电路等。
输入电阻、输出电阻和带宽特性
输入电阻
带宽特性
共集放大电路的输入电阻较高，可以 减小信号源内阻对电路的影响，提高 电路的抗干扰能力。
带宽要求
明确信号频率范围，确保放大 电路在该范围内具有稳定的增 益。
失真要求
规定输出信号的最大失真度， 以保证信号质量。
噪声要求
确定放大电路所需噪声水平， 以满足系统整体噪声指标。
选择合适拓扑结构和元器件类型
拓扑结构
根据设计需求选择共射、共基或共集电极等放大 电路拓扑结构。
元器件类型
选用合适的晶体管、场效应管、运算放大器等元 器件，以满足性能指标要求。
电源电压与极性检查
确保电路元件、连接方式和参数与设计图 一致。
确认电源电压符合设计要求，极性正确无 误。
元器件筛选与检测
仪器仪表校准
对使用的元器件进行筛选，确保其性能参 数符合要求；对于关键元器件，需进行详 细的性能检测。
对所使用的信号源、示波器、万用表等仪器 仪表进行校准，确保其测量准确。
信号源、示波器等仪器使用方法
失真度
在正常工作条件下，三种放大电路结构的失 真度均较低。然而，在极端条件下（如输入 信号过大、电源电压不稳定等），共射放大 电路可能出现较严重的失真现象；共集和共
基放大电路相对较为稳定。
应用场景选择建议
01
共射放大电路
适用于需要高电压放大倍数、较宽频率响应范围以及对失真度要求不高
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46/131 基本放大电路组成如下： –三 极 管T：核心元件，起放大作用。 –负载电阻RC 、RL：将变化的集电极电流转换为电压输出。 –偏置电路VCC 、Rb、 RC ：使三极管有一个合适的静态工作点 （发射结正偏、集电结反偏），让三极管工作在线性放大区。 –耦合电容C1 、C2：起隔直作用;对交流起耦合的作用。
交流通路：能通过交流信号的通道。
交流通路的画法： （1） 将放大电路中电容视作短路； （2） 令直流电源值为0，若电压源电阻很小, 可视作短路。
VCC
ic
ii
ib
uo
ui
uo ui
原则3：晶体三极管须正向运用，即只能将发射结作为输入端。
制作单位：北京交通大学电子信息工程学院 《模拟电子技术》课程组
VCC
uo ui
共射放大电路
47/131
典型共射组态放大电路组成
VCC
VCC
RB1
Rc Co
RB2
RC
+ C2
Ci
iB
iC+
+
C1 +
+
Rs +
+ T1
uBE
uC RL uo
RS
+
RB1
+ RL uo
CE
us -
-
-
-
us
-
RE
-
放大电路1
放大电路2
48/131
2、放大电路的组成原则
原则1：有合适的直流通路，保证三极管有合适的直流偏置， 确保其处于放大工作状态。
问题：什么是直流通路？如何画直流通路？ 能通过直流信号的通路就是直流通路，将电路中的耦合电容和 旁路电容开路、电感短路，即可得到。
VCC
VCC
uBEQ
Q是英文quiescent的字头
49/131
原则2：有合适的交流通路，信源（小信号）能输入到放大电 路输入端，放大后的输出信号能够输出给负载。
放大电路的基本组成
45/131
三、 基本放大电路的组成
1. 组成：以单管共射CE放大电路为例说明
Rc
+
Ui Rb
-
Eb
+ EC
Uo
Ui
共射放大电路
VCC Uo
简化：1. 两个电源用一个,去掉Eb, Rb改接由VCC供电。
2. 公共端接地，设其电位为0，其他各点电位以它做 参考点。因此可不画VCC,只标出极性和大小。