9基本放大电路
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第2章放大器的分析方法
(1)
ICQ
I EQ
(U B
UBEQ ) / Re
Rb2 Rb1 Rb2
UCC Re
(2) IBQ ICQ /
(3) UCEQ UCC ICQ Rc IEQ UCC ICQ (Rc Re )
2020年9月9日星期三
23
第 2 章 基本放大电路
【例2.2.2】在图所示电路中,已知 UCC=12V, Rc=2kΩ, Rb1=20kΩ, Rb2=10kΩ, RL=6kΩ, Re=2kΩ,晶体管
2020年9月9日星期三
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第 2 章 基本放大电路
画出iC和uCE的变化曲线如图（b
iC 1.8 0.7sintm uCE 9 4.3sintV uo 4.3sint 4.3sin(t )V
2020年9月9日星期三
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第 2 章 基本放大电路
所
以
电
压
放 大 倍
A
Uo
Ui
Uom Uim
③动态分析
第 2 章 基本放大电路 动态范围：把输出电压u 在交流负载线上的变化范围
O
线性动态范围：静态工作点选在放大区的中间，这时输出电压的波形是和 输入电压波形相似的正弦波。
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第 2 章 基本放大电路
假设静态工作 点没有选择在放大 区中间，沿负载线 偏上或偏下，这时 输出电压信号以静 态工作点Q为中心沿 负载线波动，就可 能进入饱和区或截 止区，输出电压信 号就不能保证与输 入电压信号相似， 这种情况的输出信
负号表示输入电 压与输出电压反 相,RL’<RC,可见 接上负载后放大
倍数降低了
则R'L Rc
A uLeabharlann Rc rbe2020年9月9日星期三
共射极放大电路 ppt课件
2、启发、提出问题 （1）放大电路设置静态工作点的目的是为了避免产生非线 性失真，那么如何设置静态工作点才能避免非线性失真呢？ （2）放大器的主要功能是放大信号，那怎样计算放大器的 放大能力呢？
ppt课件
3
教学内容及过程 一. 用图解分析法确定静态工作点
请同学们根据视频中的实验实物图，画出共射极基本放大 电路的电路图
ppt课件
14
2. 动态工作情况的图解分析
1） 令交流R'通L=路R及L∥交R流c，负载线 由交交流流通负路得载纯电交阻流。负载线：
uo= -ic (Rc //RL)
又 uo= UCC - UCEQ ic= iC - ICQ
交流负载线是有 U交点CC 流的- U输 运CEQ入 动= 信 轨-(iC号 迹- I时。CQ工) R作L
首先画出直流通路直流通路教学内容及过程请同学们根据视频中的实验实物图画出共射极基本放大电路的电路图对于一个给定的放大电路来说该方程为一线性方程式可以在uce坐标系中画出这条直线即直流负载线斜率为1r图解分析放大器的静态工作点的步骤可归纳为
共射极基本放大电路分析
教学内容：共发射极基本放大电路中的“图解分析法” （分析静态工作点、电压放大倍数。）
iB/uA
iB/uA
60 40
20 IBQ
Q` Q Q``
t
vBE/V
vBE/V
(2)根据 iB 在输出特性曲线上求 iC和vCE
iC/mA 交流负载线
iC/mA
Q`
60uA
Q
40uA
ICQ
Q`` 20uA
t
vC E/V
vC E/V
VBEQ t
VC EQ t
设输入 vi = 0.02 sint (V) 的交流小信号
ppt课件
3
教学内容及过程 一. 用图解分析法确定静态工作点
请同学们根据视频中的实验实物图，画出共射极基本放大 电路的电路图
ppt课件
14
2. 动态工作情况的图解分析
1） 令交流R'通L=路R及L∥交R流c，负载线 由交交流流通负路得载纯电交阻流。负载线：
uo= -ic (Rc //RL)
又 uo= UCC - UCEQ ic= iC - ICQ
交流负载线是有 U交点CC 流的- U输 运CEQ入 动= 信 轨-(iC号 迹- I时。CQ工) R作L
首先画出直流通路直流通路教学内容及过程请同学们根据视频中的实验实物图画出共射极基本放大电路的电路图对于一个给定的放大电路来说该方程为一线性方程式可以在uce坐标系中画出这条直线即直流负载线斜率为1r图解分析放大器的静态工作点的步骤可归纳为
共射极基本放大电路分析
教学内容：共发射极基本放大电路中的“图解分析法” （分析静态工作点、电压放大倍数。）
iB/uA
iB/uA
60 40
20 IBQ
Q` Q Q``
t
vBE/V
vBE/V
(2)根据 iB 在输出特性曲线上求 iC和vCE
iC/mA 交流负载线
iC/mA
Q`
60uA
Q
40uA
ICQ
Q`` 20uA
t
vC E/V
vC E/V
VBEQ t
VC EQ t
设输入 vi = 0.02 sint (V) 的交流小信号
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
第四章BJT及放大电路基础
7、三极管组成电路如左图所示，试分析 （1）当Vi=0V时 （2）当Vi=3V时 电路中三极管的工作状态。 解：（1）当Vi=0V时 ∵Vbe=0V,Ib≈0 ∴三极管处于截止状态, Vo=Vcc=12V （2）当Vi=3V时 三极管Je结处于正偏， Jc结处于反偏状态
∴此时三极管处于放大状态。
8、设某三极管的极限参数PCM＝150mW，ICM＝ 100mA，V（BR）CEO＝30V。试问：
（2）掌握BJT放大、饱和、截止三种工作状态条件及特点。
（3）了解BJT主要参数。
（4）掌握放大电路组成原则、工作原理及基本分析方法。
（5）熟悉放大电路三种基本组态及特点。
（6）了解频响的概念。
主要内容 §4.1 §4.2 §4.3 §4.4 双极结型三极管（BJT） 基本共射极放大电路 放大电路的分析方法 放大电路静态工作点的稳定问题
N EC
二、内部载流子传输过程（以NPN型为例）
BJT处于放大状态外加电压条件：
（发射结正偏） uBE U on 放大的条件 （集电结反偏） uCB 0，即uCE uBE
IE ＝ IEN+IEP
IE
IC ＝ INC + ICBO
IE = IC+ IB
IC
Re
Rc IB
VEE
IB= IEP+IB’－ICBO
5. 集-射极反向击穿电压 U(BR)CEO (重点)
当集—射极之间的电压 UCE 超过一定的数值时，三极管 就会被击穿。
6. 集电极最大允许耗散功耗PCM (重点)
PCM取决于三极管允许的温升，消耗功率过大，温升过高
会烧坏三极管。
PC PCM =IC UCE
9-10学时：第4章BJT的基本工作原理和基本共射放大电路
5
4. 放大作用
若 ∆vI = 20mV 使 ∆iB = 20 µA 设 α = 0.98
+ ∆vI VBB IB +∆iB b + VBE +∆vBE e IE +∆iE c IC +∆iC RL 1kΩ + ∆vO VCC
则 ∆iC = β ⋅ ∆i B
=
α
1 −α = 0.98mA
⋅ ∆i B
共射极放大电路 共射极放大电路
∆vO = -∆iC• RL = -0.98 V， ∆ ， 电压放大倍数
∆vO − 0.98V AV = = = −49 20mV ∆v I
6
综上所述，三极管的放大作用， 综上所述，三极管的放大作用，主要是依 靠它的发射极电流能够通过基区传输， 靠它的发射极电流能够通过基区传输，然后到 达集电极而实现的。 达集电极而实现的。 实现这一传输过程的两个条件是： 实现这一传输过程的两个条件是： （1）内部条件：发射区杂质浓度远大于基区 内部条件： 内部条件
T
T
23
练习二、判断下列说法是否正确。 练习二、判断下列说法是否正确。 型半导体中如果掺入足够量的三价元素， （1）在N型半导体中如果掺入足够量的三价元素， 可将其改型为P型半导体。（ 可将其改型为P型半导体。（ ） 因为N型半导体的多子是自由电子， （2）因为N型半导体的多子是自由电子，所以它带 负电。（ ） 负电。（ PN结在无光照 无外加电压时，结电流为零。 结在无光照、 （3）PN结在无光照、无外加电压时，结电流为零。 （ ） （4）处于放大状态的晶体管，集电极电流是多子漂 处于放大状态的晶体管， 移运动形成的。（ ） 移运动形成的。
放大
截止
饱和
4. 放大作用
若 ∆vI = 20mV 使 ∆iB = 20 µA 设 α = 0.98
+ ∆vI VBB IB +∆iB b + VBE +∆vBE e IE +∆iE c IC +∆iC RL 1kΩ + ∆vO VCC
则 ∆iC = β ⋅ ∆i B
=
α
1 −α = 0.98mA
⋅ ∆i B
共射极放大电路 共射极放大电路
∆vO = -∆iC• RL = -0.98 V， ∆ ， 电压放大倍数
∆vO − 0.98V AV = = = −49 20mV ∆v I
6
综上所述，三极管的放大作用， 综上所述，三极管的放大作用，主要是依 靠它的发射极电流能够通过基区传输， 靠它的发射极电流能够通过基区传输，然后到 达集电极而实现的。 达集电极而实现的。 实现这一传输过程的两个条件是： 实现这一传输过程的两个条件是： （1）内部条件：发射区杂质浓度远大于基区 内部条件： 内部条件
T
T
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练习二、判断下列说法是否正确。 练习二、判断下列说法是否正确。 型半导体中如果掺入足够量的三价元素， （1）在N型半导体中如果掺入足够量的三价元素， 可将其改型为P型半导体。（ 可将其改型为P型半导体。（ ） 因为N型半导体的多子是自由电子， （2）因为N型半导体的多子是自由电子，所以它带 负电。（ ） 负电。（ PN结在无光照 无外加电压时，结电流为零。 结在无光照、 （3）PN结在无光照、无外加电压时，结电流为零。 （ ） （4）处于放大状态的晶体管，集电极电流是多子漂 处于放大状态的晶体管， 移运动形成的。（ ） 移运动形成的。
放大
截止
饱和
第9章 集成运算放大器
输入级一般采用具有恒流源的双输入端的差分放大 电路，其目的就是减小放大电路的零点漂移、提高输入 阻抗。 中间级的主要作用是电压放大，使整个集成运算放 大器有足够的电压放大倍数。 输出级一般采用射极输出器，其目的是实现与负载 的匹配，使电路有较大的功率输出和较强的带负载能力。
偏置电路的作用是为上述各级电路提供稳定合适的偏 置电流，稳定各级的静态工作点，一般由各种恒流源电路 构成。 图9-2所示为 LM 741集成运算放大器的外形和管脚图。 它有8个管脚，各管脚的用途如下: (1)输入端和输出端
第二级为反相电路，则有 R21= RF =100 kΩ 平衡电阻为 Rb2= RF∥R21 =100∥100=50 kΩ
三、减法运算电路
如果两个输入端都有信号输入，则为差分输入。差 分运算在测量和控制系统中应用很多，其放大电路如图 9-12所示。 根据叠加原理可知，uo为ui1和ui2分别单独在反相 比例运算电路和同相比例运算电路上产生的响应之和， 即
四、微分运算电路和积分运算电路
1.微分运算电路 微分运算电路如图9-13（ a）所示。依据 u u ≈0，可得 iR=iC 所以
d(ui u ) u uo C dt，因此称为微分运算电路。 在自动控制电路中，微分运算电路不仅可实现数学 微分运算，还可用于延时、定时以及波形变换。如图913（ b）所示，当ui为矩形脉冲时，则uo为尖脉冲。
（2）集成运算放大器同相输入端和反相输入端的输 入电流等于零（虚断）因为理想集成运算放大器的 rid→∞，所以由同相输入端和反相输入端流入集成运算 放 大器的信号电流为零，即 i i ≈0
u u
图9-3 理想集成运算放大器 的符号
图9-4 集成运算放大器的电 压传输特性
基本共射极放大电路
2.3 图解 分析法
2.3.2 动态工作情况分析
3. BJT的三个工作区
②放大电路 的动态范围
放大电路要想 获得大的不失真输 出幅度，要求：
• 工作点Q要设置在 输出特性曲线放大区 的中间部位；
• 要有合适的交流负载线。
2.3 图解 分析法
2.3.2 动态工作情况分析
4. 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
=1.62 k
Au空= - RC /rbe=-60 5/1.62=-186 Au载= - RL /rbe=-60 (5//5)/1.62=-93
EC
uo UBE=UB-UE
=UB - IE RE
IE = IC +IB IC
+EC 静态工作点稳定过程
RB1 C1
I1 RC IC C2
IB
C
ui
RB2
B
I2
E
RE
RL
IE CE
UB
R B2 R B1 R B2
EC
UB被认为较稳定
uo
U本BE=电U路B-稳UE压的 过 于程 加=U实 了B R际- IEE是形R由成E
iCiC
VCC VVCRCCcC RRc c
ICQ ICICQQ
Q Q
Q Q
斜斜率率 -IIBIBQBQQ
11 RRc c
VVCCCEQ VC EQVC EQ
VCC vvCCEE
2.3
2. 放大电路如图所示。当测得 BJT的VCE 接近VCC的值时，问 管子处于什么工作状态？可能 的故障原因有哪些？
Po
Vom 2
Iom 2
1 2
Vom
三极管的基本放大电路分析ppt
Ri = RB // rbe = 300 // 0.967≈0.964kΩ
Ro= RC = 4kΩ
7.1.4 稳定工作点旳电路
当温度变化、更换三极管、电路元件老化、电源
电压波动时，都可能造成前述共发射极放大电路静态 工作点不稳定，进而影响放大电路旳正常工作。在这 些原因中，又以温度变化旳影响最大。所以，必须采 用措施稳定放大电路旳静态工作点。常用旳措施有两 种，一是引入负反馈；另一是引入温度补偿。
第7章 基本放大电路
放大电路旳功能是利用三极管旳电流控制作用， 或场效应管电压控制作用，把薄弱旳电信号（简称信 号，指变化旳电压、电流、功率）不失真地放大到所 需旳数值，实现将直流电源旳能量部分地转化为按输 入信号规律变化且有较大能量旳输出信号。放大电路 旳实质，是一种用较小旳能量去控制较大能量转换旳 能量转换装置。
放大电路构成旳原则是必须有直流电源，而且电 源旳设置应确保三极管或场效应管工作在线性放大状 态；元件旳安排要确保信号旳传播，即确保信号能够 从放大电路旳输入端输入，经过放大电路放大后从输 出端输出；元件参数旳选择要确保信号能不失真地放 大，并满足放大电路旳性能指标要求。
本章将根据上述原则，简介几种常用旳基本放大 电路旳构成，讨论它们旳工作原理、性能指标和基本 分析措施。掌握这些基本放大电路，是学习和应用复 杂电子电路旳基础。
稳定旳过程是： T↑→ Ic ↑→IE ↑→UE↑ →UBE ↓→IB↓→IC↓
(3) 静态分析
该电路旳静态工作点一般用估算法来拟定，详细 环节如下：
① 由：UB
UCC，求UB。
② 由：IE RB2 ③ 由IC=βIB，RB求1 IBR。B2
，求IC、IE 。
④
由UCE =UUBCC - ICRC - IERE ≈ UCC -
三种基本放大电路及静态工作点
动态：输入信号不为零时，放大电路的工作
状态，也称交流工作状态。
电路处于静态时，三极管个电极的电压、电
流在特性曲线上确定为一点，称为静态工作点，
常称为Q点。一般用IB、 IC、和VCE （或IBQ、ICQ、 和VCEQ ）表示。
# 放大电路为什么要建立正确的静态？
2.3 图解分析法
2.3.1 静态工作情况分析
交流负载线。
即 iC = (-1/RL) vCE + (1/RL) VCEQ+ ICQ 交流通路
2.3 图解 分析法
通过图2解.3分.2析，动可态得如工下作结论情： 况分析 1. vi vBE iB iC vCE |-vo|
2.
输入交流2信. 号vo与时vi相的位图相反解；分析
3. 可以测量出放大电路的电压放大倍数；
放大电路向电阻性负载提供的输出功率
Po
Vom 2
Iom 2
1 2
Vom
I
om
在输出特性曲线上，正
好是三角形ABQ的面积，这
一三角形称为功率三角形。
（思考题）
要想PO大，就要使功率三角形的 功率三角形 面积大，即必须使Vom 和Iom 都要大。
例题 放大电路如图所示。已知BJT的
ß=80， Rb=300k， Rc=2k， VCC= +12V， 求： （1）放大电路的Q点。此时BJT 工作在哪个区域？
截止区特点：iB=0， iC= ICEO 当工作点进入饱和区或截止区时，将产生非线性失真。
2.3 图解 分析法
2.3.2 动态工作情况分析
3. BJT的三个工作区
①波形 的失真
由于放大电路的工作点达到了三极管
的饱和区而引起的非线性失真。对于NPN管， 输出电压表现为底部失真。
2.2 基本共射放大电路的工作原理
符号规定
UA uA ua Ua
总量
大写字母、大写下标，表示直流量 小写字母、大写下标，表示总量 小写字母、小写下标，表示交流瞬时量
大写字母、小写下标，表示交流有效值
uA
ua
交流分量
总量=直流分量+交流分量
UA直流分量 t
2.2 基本共射放大电路的工作原 理
共射放大器 三极管放大 电路有三种 形式 以共射放大 器为例讲解 工作原理
共基放大器
共集放大器
电子与通信工程系
共射放大电路的组成及各元件的 作用
输入的正弦 波信号
Rc Rb
ui
Rb、 VBB ：基极电阻和基极电源，
使发射结正偏，并提供输入回路的 静态工作点。
+
uo
+
VCC
Rc、 VCC ：集电极电阻和集电极
– VB B
电源，提供输出回路的静态工作
– 图 2.2.1 基本共射放大电路
输入信号能有效地作用于放大电路的输入回路，输入回 路将变化的电压转化成变化的基极电流。 输出信号能有效地加到负载上，将变化的集电极电流转 化成变化的集电极电压。
如何判断一个电路是否能实现放大？
与组成原则相对应，判断的过程如下：
1. 电源电压是否正确。
2. 信号能否输入到放大电路中。 3. 信号能否输出。
+ ui – VBB
iC iB
+ uCE –
+ uO VCC
I BQ
VBB U BEQ Rb
I CQ I BQ
iC
–
U CEQ VCC I CQ Rc
Q
uCE
UCEQ
iB
IBQ
UA uA ua Ua
总量
大写字母、大写下标，表示直流量 小写字母、大写下标，表示总量 小写字母、小写下标，表示交流瞬时量
大写字母、小写下标，表示交流有效值
uA
ua
交流分量
总量=直流分量+交流分量
UA直流分量 t
2.2 基本共射放大电路的工作原 理
共射放大器 三极管放大 电路有三种 形式 以共射放大 器为例讲解 工作原理
共基放大器
共集放大器
电子与通信工程系
共射放大电路的组成及各元件的 作用
输入的正弦 波信号
Rc Rb
ui
Rb、 VBB ：基极电阻和基极电源，
使发射结正偏，并提供输入回路的 静态工作点。
+
uo
+
VCC
Rc、 VCC ：集电极电阻和集电极
– VB B
电源，提供输出回路的静态工作
– 图 2.2.1 基本共射放大电路
输入信号能有效地作用于放大电路的输入回路，输入回 路将变化的电压转化成变化的基极电流。 输出信号能有效地加到负载上，将变化的集电极电流转 化成变化的集电极电压。
如何判断一个电路是否能实现放大？
与组成原则相对应，判断的过程如下：
1. 电源电压是否正确。
2. 信号能否输入到放大电路中。 3. 信号能否输出。
+ ui – VBB
iC iB
+ uCE –
+ uO VCC
I BQ
VBB U BEQ Rb
I CQ I BQ
iC
–
U CEQ VCC I CQ Rc
Q
uCE
UCEQ
iB
IBQ