电工学 15章_基本放大电路知识点总结
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15章 基本放大电路
一般在20～200之间，在手册中常用hfe表示。
晶体管的 r U CE 输出电阻 ce I C
u ce ic I
B
IB
rce愈大，恒流特性愈 好。因rce阻值很高， 一般忽略不计。
(3)晶体管的微变等效电路：
ic
ic
C + uce
B ib + ube rbe
C +
ib B
+ ube -
RC
+UCC
共发射极基本电路
单电源供电
二、放大电路的静态和动态
静态：当ui=0时的工作状态，也称直流工作状态。 动态：有输入信号的工作状态，也称交流工作状态 。 符号的区分： 静态值： IB、IC、IE、UCE、UBE 交流瞬时值：ib、ic、ie、uce、ube 交流有效值：Ib、Ic、Ie、Uce、Ube 总瞬时值： iB、iC、iE、iCE、iBE 总平均值： IB(AV)、IC(AV)、IE(AV)、UCE(AV)、 UBE(AV)
第15章 基本放大电路
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15.1 15.2 15.3 15.4 15.5 15.6 15.7 15.8 15.9 共发射极放大电路的组成 放大电路的静态分析 放大电路的动态分析 静态工作点的稳定 放大电路中的频率特性 射极输出器 差动放大电路 互补对称功率放大电路 场效应管及其放大电路
负载电阻愈小，放大倍数愈小。
例2
I i
+ RS
U i
B
Ib
rbe E RE
I c C
βI b
+ RC RL U o
U I r I R i b b e e E
基本放大电路的
发射结正偏 集电结反偏
PNP VB<VE VC<VB
EB VC﹤VB﹤VE
2. 各电极电流关系及电流放大作用 IB(mA) 0.04 0 0.02 IC(mA) IE(mA) 结论: <0.001 0.70 <0.001 0.72 1.50 1.54
0.06 2.30 2.36
0.08 3.10 3.18
IC 直流电流放大系数 I B ΔI C 交流电流放大系数 ΔI B
4 3 2
Q2 Q1
100A 80A 60A 40A 20A IB=0
1
0
I 1.5 37.5 I 0.04
C B
3
6
9 12 UCE(V)
由 Q1 和Q2点，得
ΔI C 2.3 1.5 40 ΔI B 0.06 0.04
0.10 3.95 4.05
1）三电极电流关系 IE = IB + IC 2） IC IB ， IC IE C 3） IC IB IB
IC
晶体管的电流放大作用：基极电 流的微小变化能够引起集电极电流 较大变化的特性。 实质:用一个微小电流的变化去 控制一个较大电流的变化。
N
P N RC
4
饱3 和 区
I C f (U CE ) I
100A 80A 60A 40A
输出特性曲线通常分三个工作区：
B 常数
(1) 放大区
特点： IC= IB ，也称为线性区 条件：发射结正偏、集电结反偏 （2）截止区 IB < 0 以下区域为截止区，有 IC 0 。 条件：发射结反偏，集电结反偏 （3）饱和区 当UCE UBE时，晶体管处于饱和状态。 当UCE=UBE时，晶体管处于临界饱和。 偏置，集电结也处于正偏。 深度饱和时， 硅管UCES 0.3V， 锗管UCES 0.1V。
放大电路基本知识
IE
UE IB
UBE
由输入特性曲线
详细
本质：加了 形成了负反馈 本质：加了Re形成了负反馈
Re 的作用
T(℃)↑→IC↑→UE ↑→UBE↓（UB基本不变）→ IB ↓→ IC↓ ℃ （ 基本不变） 反馈的一些概念： 反馈的一些概念： 将输出量通过一定的方式引回输入回路影响输入量的措 施称为反馈。 施称为反馈。 直流通路中的反馈称为直流反馈。 直流通路中的反馈称为直流反馈。 反馈的结果使输出量的变化减小的称为负反馈， 反馈的结果使输出量的变化减小的称为负反馈，反之称 为正反馈。 为正反馈。 IC通过 e转换为 E影响 BE 通过R 转换为∆U 影响U 温度升高I 增大， 温度升高 C增大，反馈的结果使之减小 Re起直流负反馈作用，其值越大，反馈越强，Q点越稳定 起直流负反馈作用，其值越大，反馈越强， 点越稳定 Re有上限值吗？ 有上限值吗？
-
ui = ib rbe
′ uo = − βib RL
.
′ uo RL ′ RL = RC // RL Au = = −β ui rbe
负载电阻越大， 负载电阻越大，放大倍数越大
<引申级联：100×100 ＝ 10000？> 引申级联： × 引申级联 ？
继续
.
3 、求 R i
由定义： 由定义：
Ri =
ii
+
(放大能力) 放大能力)
io
+
RS uS 信号源
+
+
+
ui +
放大电路
uo +
RL
负载
（1）电压放大倍数 ）电压放大倍数:
（2）电流放大倍数 ）电流放大倍数: （3）互阻增益 ）互阻增益: （4）互导增益 ）互导增益:
基本放大电路
第二章 基本放大电路2.1 放大的概念和放大电路的主要性能指标 2.1.1 放大的概念以扩音机为例说明一下问题： 如图2.1.1所示：一、 放大电路放大的本质是能量的控制和转换。
二、 电子电路放大的基本特征是功率放大。
三、 放大电路组成的必要条件是存在能够控制能量的元件，即有源元件。
四、 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。
五、 放大电路的测试信号为正弦波，因为任何稳态信号都可以分解为若干频率正弦信号的叠加。
2.1.2 放大电路的性能指标一、 放大电路示意图：（图2.1.2）任何一个放大电路都可以看成一个两端口网络，解释放大电路作为负载相当于一个电阻，作为前级相当于电源。
二、 放大倍数i u uu U U A A 0== i i ii I I A A 0== i ui I U A 0= iiu U I A 0= 注： （1）在实测时，只有在不失真的情况下才有意义。
（2）当输入信号为缓慢变化量或直流变化量时，输入、输出量都用△表示，如：I u ∆、I i ∆。
三、 输入电阻 iii I U R =四、 输出电阻 （图2.1.3） L R U U R ⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=10'00，0U 与0U '分别代表空载和带负载时的输出电压的有效值。
解释输入、输出电阻在多级放大电路中的作用。
五、 通频带（图2.1.4）1． 通频带产生原因：放大电路中存在电容、电感及半导体器件结电容等电抗元件。
2． 通频带的定义：L H bw f f f -= 上限截止频率、下限截止频率。
3． 通频带的意义：用于衡量放大电路对不同频率信号的放大能力。
4． 通频带的宽窄根据实际情况而定。
六、 非线性失真系数1． 产生原因：放大器件具有非线性特性，线性放大范围有一定的限度，当输入信号幅度超过一定值后，输出电压将会产生非线性失真。
2． 定义：输出波形中的谐波成分总量与基波成分之比，+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=213212A A A A D七、 最大不失真输出电压1． 定义：当输入电压再增大就会使输出波形产生非线性失真时的输出电压。
基本放大电路 电路知识讲解
0.7V，对硅管 0.3V，对锗管
Rb IBQ B +UCC RC
对输入回路,由KVL得: UCC I BQ Rb U BEQ
I BQ U CC U BEQ Rb
ICQ C
T E UCEQ
根据三极管的电流放大作用,有: ICQ I BQ
对输出回路,由KVL得: UCC IC RC UCEQ
U CEQ U CC I CQ RC
UBEQ
2. 用图解分析法确定静态工作点 采用该方法分析静态工作点，必须已知三极 管的输入输出特性曲线。
IB + VBE 共射极放大电路
IC + VCE -
直流通路
首先，画出直流通路
对输入回路,由KVL得: 则:
IB U 1 U BE CC Rb Rb
VCE VCC Rc I C 12V - 2k 9.6mA 7.2V
VCE不可能为负值，
I CM VCC VCES 12V 6mA Rc 2k
其最小值也只能为0.3V，即IC的最大电流为：
此时，Q（120uA，6mA，0.3V）， 由于 I B I CM
+
+ -+
uo -
UCC
ui -
E
输出回路
基本放大电路的组成（4）
放大电路中电压、电流符号说明 由于放大电路中同时存在直流与交流量，因此在对其 进行分析时，为了表达明确，特对电压、电流符号作如下 规定（以三极管基极电流为例）： IB：符号与下标均大写，表示直流分量。 ib：符号与下标均小写，表示交流分量的瞬时值。 Ib：符号大写、下标小写，表示交流分量的有效值。
用近似估算法求静态工作点
放大电路基础知识
CE
CC C C
CEQ c C
CEQ
ce
（1）
（2） （3） （4）
u u i R
o
ce
cc
（5）
三. 放大电路的失真现象分析
所谓失真,是指输出信号的波形与输入信号的波形不 成比例的现象。
1． 演示电路如图7所示。 2． (1）通过信号发生器产生一频率为1000Hz的正弦波 信号ui,输入放大电路,调整ui的幅值和电位器RP,通过示 波器在输出端可观察到最大不失真输出信号的波形,如 图8（a）所示。
3． 放大电路中电压、 电流的方向及符号规定 1） 电压、 2）电压、
IB
O
t
(a)
ib Ibm
O
(b)
iB
IB t
O
t (c)
图3 (a)直流分量;(b)交流分量;(c)总变化量
(1)直流分量。如图3(a)所示波形,用大写字母和大写下 标表示。如IB表示基极的直流电流。
(2)交流分量。如图3(b)所示波形,用小写字母和小写下 标表示。如ib表示基极的交流电流。
2）
所谓交流通路,是指在信号源ui的作用下,只有交流电流 所流过的路径。画交流通路时,放大电路中的耦合电容短 路;由于直流电源UCC的内阻很小,对交流变化量几乎不
起作用,故可看作短路。图2所对应的交流通路如图4(b)
所示。
＋UCC
ic
c
＋
Rb
Rc
V
b ib
＋
＋
＋
uce
－
ui
Rb
ube
ie
uo
Rc
RL
(b)
(c)
基本放大电路
放 大 电 路 分 析
静态分析
(IBQ，UBEQ)
( ICQ，UCEQ )
估算法—利用静态等效电路
图解法—利用晶体管特性曲线
动态分析
（Au，ri，ro）
微变等效电路法 图解法
(15-24)
一.直流通路和交流通路: 在放大电路工作在动态时，“交、直流共存”， 但“通路有别”。 直流通路：直流电流所流经的通路。 用于静态分析。对于直流通路：电容视为开路； 信号源视为短路但保留其内阻. 交流通路：交流电流所流经的通路。 用于动态分析。对于交流通路：大容量电容（耦 合电容、旁路电容等）视为短路；直流电源视为 短路。
iB
iB
iC h21 iB
U CE
uCE
O
uCE
晶体管的c、e之间可用 一个受ib控制的电流源 等效代替。
⑷输出电导(c-e间的动态电阻） iC 1 h22 iB uCE rce rce越大，恒流特性越好；
(15-39)
2、简化的h参数等效模型
I b U be I c
注意：必须分清直流通路和交流通路以及各自的用途
(15-25)
2.3.1放大电路的静态分析
静态分析的目的: 确定放大电路的静态值. ---静态工作点Q ：(IBQ、UEBQ)(ICQ、UCEQ )。 所用电路：放大电路的直流通路。 设置Q点的目的： 使放大电路的放大信号不失真. 两种分析方法: 估算法、图解法
在小信号工作时，各增量之间满足线性关系,用信 号的增量（或向量）来代替偏导数。 I c I b
U be
+
-
+ U ce -
晶体管的h参数等效模型
(15-37)
电工学下册(电子技术)知识点总结
电子技术知识点总结模拟电路处理模拟信号，数字电路处理数字信号第14章半导体器件1.本征半导体概念2.N型和P型半导体的元素、多数载流子和少数载流子、“复合"运动3.PN结的单向导电性,扩散运动,漂移运动4.二极管的伏安特性、等效电阻（14。
3。
8）5.稳压二极管的工作区6.三极管的放大电流特性(非放大电压)、输出特性曲线(放大区、截止区、饱和区），判断硅管和锗管、PNP型和NPN型（14。
5.1，14。
5。
2，14。
5。
3）第15章基本放大电路1.共发射极放大电路的组成、静态分析、动态分析，计算电压放大倍数(远大于1,输入输出电压反相）、输入电阻（高）、输出电阻(低)2.静态工作点的稳定：分压式偏置放大电路的组成3.非线性失真:饱和失真(静态工作点高)、截止失真（静态工作点低）4.射极输出器的组成、静态分析（估算法、图解法）、动态分析（微变等效电路法、图解法），计算电压放大倍数（接近1，但小于1，输入输出电压同相）、输入电阻（高）、输出电阻（低)5.多级放大电路的放大倍数，耦合方式三种:变压器耦合、阻容耦合（静态工作点相对独立）、直接耦合（静态工作点相互影响，零点漂移)6.差分（差动）放大电路:针对缓慢变化的信号，采用直接耦合,共模信号，差模信号,抑制零点漂移,电路对称性要好7.功率放大电路状态:甲类、甲乙类、乙类，为避免交越失真，需工作在甲乙类状态下第16章集成运算放大器1.理想运算放大器的理想化条件:开环电压放大倍数∞,差模输入电阻∞，开环输出电阻0,共模抑制比∞,工作区：线性区和饱和区2.虚短、虚断3.运算放大器的比例运算、加法运算和减法运算4.电压比较器第17章电子电路中的反馈1.负反馈对放大电路工作性能的影响:降低放大倍数、提高放大倍数的稳定性、改善波形失真2.深度负反馈的条件（AF〉〉1)第18章直流稳压电源1.整流电路的作用2.滤波器的作用3.稳压环节的作用第20章门电路和组合逻辑电路1.二进制、十六进制和十进制的转化2.基本逻辑门电路概念：与、或、非3.逻辑代数运算:交换律、结合律、分配律、吸收律、反演律4.常用的组合逻辑电路:加法器、编码器、译码器5.例：判奇电路第21章触发器和时序逻辑电路1.触发器的触发条件、触发时间、功能2.可控RS触发器可能会出现空翻现象3.JK触发器如何转化为T触发器和D触发器4.常用的时序逻辑电路：寄存器(数码和移位）、计数器。
第15章 基本放大电路
C2 + iC + iB + + T uCE uBE – RL u o – – iE
单电源供电时常用的画法
符号规定
• UA 大写字母、大写下标，表示直流量；
• ua 小写字母、小写下标，表示交流分量； • uA 小写字母、大写下标，表示全量；
在放大电路中，交直流信号是共存的。 直流信号是基础。它为三极管提供正确的偏置， 保证三极管工作在放大状态，并同时为三极管提供 合适的直流工作点，以保证放大电路不失真的放大 交流信号。
交流信号是被放大的量。为方便分析，我们总是 分别讨论两种信号的工作状态。
2. 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。 直流通路：无信号时电流（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。
第15章 基本放大电路
15.1 15.2 15.3 15.4 15.5 15.6 15.7 15.8 15.9 基本放大电路的组成 放大电路的静态分析 放大电路的动态分析 静态工作点的稳定 放大电路中的频率特性 射极输出器 差分放大电路 互补对称功率放大电路 场效应管及其放大电路
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， 了解放大电路的频率特性、互补功率放大电路的 工作原理。 4. 了解差动放大电路的工作原理和性能特点。 5. 了解场效应管的电流放大作用、主要参数的意义。
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1.对放大电路的分析有估算法和图解法
估算法是：⑴先画出直流通路（方法是将电容开路，信号
源短路，剩下的部分就是直流通路），
求静态工作点I B、I C、U CE。
⑵画交流通路，微变等效电路求电压放大倍
数A U输入输出电阻R I和R0。
图解法：是在输入回路求出I B后，在输入特性作直线，得
到工作点Q，读出相应的I B、U BE
而在输出回路列电压方程在输出曲线作直线，得到工作点Q，读出相应的I C、U CE
加入待放大信号u i从输入输出特性曲线可观察
输入输出波形，。
若工作点Q点设得合适，（在
放大区）则波形就不会发生失真。
2、失真有三种情况:
⑴截止失真：原因是I B、I C太小，Q点过低，使输出波
形后半周（正半周）失真。
消除办法是调小R B，
以增大I B、I C，使Q点上移。
⑵饱和失真：原因是I B、I C太大，Q点过高，使输出波
形前半周（负半周）失真。
消除办法是调大R B，
以减小I B、I C，使Q点下移。
⑶信号源U S过大而引起输出的正负波形都失真，消除办法是调小信号源。
3、放大电路基本组态：
固定偏置电路、分压式偏置电路的输入输出公共端是发射极，故称共发射极电路。
共射电路的输出电压U0与输入电压U I反相，所以又称反相器。
共集电路的输出电压U0与输入电压U I同相，所以又称同相器。
入电压。
（是待放大的信号）
共模输入电压U iC= U i1=U i2指两个大小相等，相位相同的输入电压。
（是干扰信号）
差模输出电压U0d 是指在U id作用下的输出电压。
共模输出电压U0C是指在U iC作用下的输出电压。
差模电压放大倍数A ud= U0d / /U id是指差模输出与输入电压的比值。
共模放大倍数A uc =U0C /U iC是指共模输出与输入电压的比值。
（电路完全对称时A uc =0）
共模抑制比K CRM=A ud /A uc是指差模共模放大倍数的比值，电路越对称K CRM越大，电路的抑制能力越强。
6、电压放大器的主要指标是电压放大倍数A U和输入输出电阻R i ，R0 。
功率放大器的主要指标要求是（1）输出功率大，且不失真；
（2）效率要高，管耗要小，所以功率放大电路通常工作在甲乙类（或乙类）工作状态，同时为减小失真，采用乙类互补对称电路。
为减小交越失真采用甲乙类互补对称电路。
7、多级放大电路的耦合方式有：
直接耦合：既可以放大交流信号，也可以放大直流信号或缓慢变化的交流信号；耦合过程无损耗。
常用于集
成电路。
但各级工作点互相牵连，会产生零点漂
移。
阻容耦合：最大的优点是各级工作点互相独立，但只能放大交流信号。
耦合过程有损耗，不利于集成。
变压器耦合：与阻容耦合优缺点同，已少用。
二、电路分析。
重点掌握以下几个电路：
1、固定偏置电路；如图D-a（共射电路）
A）会画直流通路如图D-b，求工作点Q。
（即求I B、I C、
U CE）
即；I B=（U CC—U BE）/ R B
I C =β I B.
U CE = U CC—I C R C
B）会画微变等效电路，如图D-c，求电压放大倍数和输入输出电路：A U、R i、R O。
即：A U = —β R L／/ r be，
R i = R B∥r be，
R O = R C
例如设：R B=470KΩ，R C=3KΩ, R L= 6KΩ，U CC=12V，β=80，U BE=0.7V，试求工作点Q和A U、R i、R O
2、分压式偏置电路；如图E-a（为共射电路）
A）会画直流通路如图E-b，求工作点Q。
（即求I B、I C、U CE）
即：V B =R B2*U CC/（R B1+R B2）
I C≈I E=（V B—U BE）/R E
U CE = U CC—I C（R C+R E）
B）会画微变等效电路，如图E-c，求电压放大倍数和输入输出电路：A U、R i、R O
即：A U = —β R L／/ r be，
R i = R B1∥R B2∥r be，
R O = R C
设：R B1=62KΩ，R B2=16 KΩ，R C=5KΩ, R E=2KΩ，R L=5 K
Ω，U CC=20V，β=80，U BE=0.7V，试求工作点（Q）I B、、
I C、U CE和A U、R i、R O。
重点掌握其特点：
①电压放大倍数小于近似于1，且U O与U i同相。
②输入电阻很大。
③输出电阻很小，所以带负载能力强。
了解其电路结构，直流通路（图F-b）和微变等效电路（图F-c）的画法，求电压放大倍数和输入输出电路：A U、R i、R O。