信号放大电路基础
放大电路基础
第3章放大电路基础 引言 用来对电信号进行放大的电路称为放大电路，习惯上称为放大器，它是使用最为广泛的电子电路之一，也是构成其他电子电路的基本单元电路。
根据用途以及采用的有源放大器件的不同，放大电路的种类很多，它们的电路形式以及性能指标不完全相同，但它们的基本工作原理是相同的。
必须指出，这里所指的“放大”是指在输入信号的作用下，利用有源器件的控制作用将直流电源提供的部分能量转换为与输入信号成比例的输出信号。
因此，放大电路实际上是一个受输入信号控制的能量转换器。
本章主要讨论以三极管构成的各种基本单元放大电路，集成运算放大器的组成、特点以及放大电路调整测试的基本方法。
3畅1 放大电路的基本知识3畅1畅1 放大电路的组成 放大电路组成框图如图３畅１畅１所示。
图中信号源是所需放大的电信号，它可由将非电信号物理量变换为电信号的换能器提供，也可是前一级电子电路的输出信号，但它们都可等效为图３畅１畅１（ｂ）所示的电压源或电流源电路，RＳ为它们的源内阻，uｓ、iｓ分别为理想电压源和电流源，且uｓ＝iｓRＳ。
负载是接受放大电路输出信号的元件（或电路），它可由将电信号变成非电信号的输出换能器构成，也可是下一级电子电路的输入电阻，一般情况下它们都可等效为一纯电阻RＬ（实际上它不可能为纯电阻，可能是容性阻抗也可能是感性阻抗，但为了分析问题方便起见，一般都把负载用一纯电阻RＬ来等效）。
96图３畅１畅１ 放大电路组成框图（ａ）放大电路结构示意图 （ｂ）信号源等效电路 （ｃ）多级放大电路 信号源和负载不是放大电路的本体，但由于实际电路中信号源内阻R Ｓ及负载电阻R Ｌ不是定值，因此它们都会对放大电路的工作产生一定的影响，特别是它们与放大电路之间的连接方式（称耦合方式），将会直接影响到放大电路的正常工作。
直流电源用以供给放大电路工作时所需要的能量，其中一部分能量转变为输出信号输出，还有一部分能量消耗在放大电路中的电阻、器件等耗能元器件中。
基本放大电路的基本特征
基本放大电路的基本特征基本放大电路是电子电路中最基本、最常用的一种电路，它具有放大信号的功能。
基本放大电路是由放大器和其它被连接的元件组成的，它能够将输入信号放大到所需的幅度，并输出给下一级电路或负载。
基本放大电路的基本特征主要包括增益、带宽和线性度。
增益是基本放大电路最重要的特征之一。
增益指的是输出信号的幅度与输入信号幅度之间的比例关系。
放大器的增益可以通过输入和输出信号的电压、电流或功率来计算。
增益可以分为电压增益、电流增益和功率增益等不同类型，不同类型的放大电路有不同的增益计算方法。
增益决定了信号放大的程度，是衡量放大器性能的重要指标之一。
带宽是基本放大电路的另一个重要特征。
带宽是指放大器能够传输的信号频率范围。
通常情况下，放大器的带宽是有限的，超过带宽范围的信号将无法正常放大。
带宽取决于放大器的物理特性和元件参数，如电容、电感和晶体管的频率响应等。
带宽的大小直接影响到信号的传输速率和传输质量。
线性度是基本放大电路的另一个重要特征。
线性度是指放大器的输出信号与输入信号之间的线性关系程度。
当输入信号较小的时候，放大器应该能够保持较高的线性度，即输出信号与输入信号之间的比例关系保持不变。
线性度的好坏决定了放大器对输入信号的扭曲程度，对于信号的准确放大和传输非常重要。
基本放大电路的增益、带宽和线性度是相互关联的。
增益越大，带宽通常会变窄，而线性度则可能会下降。
因此，在设计基本放大电路时，需要在增益、带宽和线性度之间进行权衡，并选择合适的元件和参数，以满足特定的应用需求。
基本放大电路的基本特征包括增益、带宽和线性度。
这些特征决定了放大器的性能和适用范围。
在实际应用中，根据不同的需求，可以选择合适的放大电路，并进行适当的参数调整，以达到最佳的放大效果。
基本放大电路是电子电路设计中不可或缺的基础，对于各种电子设备和系统都具有重要的作用。
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
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
数电——第2章放大电路基础学习要点
二、分压式偏置放大电路
(2) 动态分析 分压式偏置放大电路的微变 等效电路如图所示。 等效电路如图所示。 RS 电压放大倍数： 电压放大倍数： us + • RB1 RC
C1 + + C2
＋VCC T RB2
+
+
RL
uo
－
Au =
Uo
•
=−
β ( RL // RC )
rbe
RE
CE
－ (a) 放大电路
2.1.3 放大电路的直流通路和交流通路
1.直流通路 直流电源作用下直流电流流经的路径 1.直流通路—直流电源作用下直流电流流经的路径。 直流通路 直流电源作用下直流电流流经的路径。 电容视为开路； 视为开路 ① 电容视为开路； 电感视为短路； ② 电感视为短路； ③ 交流信号源视为短路（保留内阻）。 交流信号源视为短路（保留内阻）。 视为短路 2.交流通路 输入信号作用下交流信号流经的路径 2.交流通路—输入信号作用下交流信号流经的路径。 交流通路 输入信号作用下交流信号流经的路径。 大容量电容视为短路 电容视为短路； ① 大容量电容视为短路； 直流电压源视为短路。 视为短路 ② 直流电压源视为短路。 （P47 图2.4）
二、分压式偏置放大电路
分压式偏置放大电路， 自动调节 不随温度变化， 分压式偏置放大电路，能自动调节IC不随温度变化， 克服了固定偏置放大电路受温度影响的缺点。 克服了固定偏置放大电路受温度影响的缺点。 ＋V ＋VCC RB1 RC
C1 + + C2
CC
RB1
+
I1 RC IB I2
IC UCE
ri
注意射极电阻折算到基级: 注意射极电阻折算到基级 ×(1+β)
模电第二章放大电路的基本知识全解
三.放大电路的组成原则
2.2.1
iC RC
放
iB
大
vs
RB
VBB
T vo
VCC
电 路 的
组
交流待放大输入信号能够顺利地加至 成 放大电路的输入端。
被放大的交流输出信号能够顺利地送至 负载，以实现信号的放大。
2.2.2 放大电路的主要性能指标
第
二
Ii
Io
节
放
Is Rs
Rs Vi
大 电
I&o
I&i VI&&oi
大 电 路 的 主 要
电压增益 20lg A&v (dB) 功率增益 10 lg A&P (dB)
电流增益 20lg A&i (dB) 性 能 指
甲放大电路的增益为-20倍，乙放大电路的增益 标
为-20dB，问哪个电路的增益大？
四.通频带
通频带：用于衡量放大电路对不
A&v
V&o V&i
源电压 增益
A&vs
V&o V&s
主 要 性 能 指 标
三.放大倍数
2.2.2
Rs Ii
Vs
Vi
Zi
放
Io
Zi
大 电 路
Zo Vo'
Vo
RL Zo
放 大 电 路 的 主
电流 增益
A&i
I&o I&i
功率
源电流 增益
A&is
I&o I&s
要 性 能
第二章基本放大电路
基本共射放大电路的直流通路和交流通路
VBB－U BEQ Rb
VBB越大， 越大， UBEQ取不同的 值所引起的IBQ 值所引起的 的误差越小。 的误差越小。
I BQ＝
I CQ = β I BQ U CEQ = VCC − I CQ Rc
列晶体管输入、输出回路方程， 作为已知条件， 列晶体管输入、输出回路方程，将UBEQ作为已知条件， 可估算出静态工作点。 令ICQ＝βIBQ，可估算出静态工作点。
3. 输出电阻
U −Uo U Ro = = ( − 1) RL Uo Uo RL
' o ' o
将输出等效 成有内阻的电 压源， 压源，内阻就 是输出电阻。 是输出电阻。
空载时输出 电压有效值
带RL时的输出电 压有效值
2.1.1 基本共射放大电路的组成及各元件的作用
C2 + iC + C1 iB + + + T uCE + u RS RB BE – RL uo – ui + + – iE VBB ui – – – 共发射极基本电路 RC 晶体管T 放大元件, 晶体管T--放大元件, iC=β iB。要保证集电 结反偏,发射结正偏, 结反偏,发射结正偏, + 使晶体管工作在放大 VCC 区 。 –
基本共射放大电路的工作原理与波形分析
uo uo0 0 ≠ = u= = UBEQ uBE BEUBEQ+ ui u = = UCEQ uCE CEUCEQ+ uo uCE = VCC－ 有输入信号( 有输入信号(uC= 0)时: 无输入信号(u RC 无输入信号 ii ≠ 0)时
ui
O
iC
uCE
O
3放大电路基本知识
V1
V2
ui2
VEE IEE = (VEE – UBEQ) / REE
REE
ICQ1 = ICQ2
ICQ1
RC uo
RC
UCQ1 UCQ2
+VCC
ICQ2
(VEE – UBEQ) / 2REE UCQ1 = VCC – ICQ1RC
f
效率
=
最大输出功率Pom 直流提供功率PDC
三种基本组态放大电路
共发射极放大电路
一、 电路组成
RB1 RC
C1 +
R+ S us
+ ui RB2 RE
+VCC
C2
+
+
RL uo
+
CE
VCC(直流电源)：
• 使发射结正偏，集电结反偏 • 向负载和各元件提供功率 C1、C2(耦合电容)： • 隔直流、通交流 RB1 、RB2(基极偏置电阻)： • 提供合适的基极电流
差分放大电路的工作原理
一、电路组成及静态分析
特点：
RC
RC
uo
VCC
a. 两个输入端， 两个输出端；
ui1
V1
V2
ui2
b. 元件参数对称；
REE
VEE c. 双电源供电； d. ui1 = ui2 时，uo = 0
能有效地克服零点漂移
RC
RC
uo
VCC VEE = UBEQ + IEEREE
ui1
Ri 6 000
ii 3 A
ui 18 mV
600 16.7 A 10 mV
60
30 A 1.82 mV