模电第二章基本放大电路

Ii
Rs

Io
+ Ri
+

+
Ui
-
放大 电路 +
U
' o
Ro

Uo
-
RL
U s-
-
图2.1.2 放大电路示意图
一、放大倍数——直接衡量放大电路放大能 力的重要指标，其值为输出量 X （U o或 I o） o 与输入量 X （ U i或 I i）之比。 i 1.电压放大倍数 Auu Au U o U i (2.1.1)
IC
t
2.2.3 基本共射放大电路的工作原理及 波形分析
ui 基本共射放大电路的电压 Rc Rb IB + + + T UCE UBE uo 图2.2.1 基本共射放大电路 放大作用是利用晶体管的电流 放大作用，并依靠RC将电流的 t 变化转化成电压的变化来实现
IC
0
ui
VBB
+ -
VCC 的。 iB (iC)
Uon 0
+ uo + T UCE UBE - uo VCC -
+
t
-
图2.2.2 没有设置合适的 静态工作点
0
t
2.当ui≠0时 a.若其峰值小于b-e间的开启电压Uon,则在信号的整个周期内 晶体管始终工作在截止状态，输出电压毫无变化。
+VCC Rc IC
Rb IB + + T UCE UBE - uo +
-
RL
U s-
-
图2.1.2 放大电路示意图
放大电路的主要性能指标：
放大倍数A; 输入电阻Ri; 输出电阻 Ro; 通频带 fbw; 非线形失真系数D; 最大不失真输出电压; 最大输出功率Pom与效率。
一、放大倍数——直接衡量放大电路放大能 力的重要指标，其值为输出量 X （U o或 I o） o 与输入量 X （ U i或 I i）之比。 i
Rc
在图2.2.1所示电路中，令 ui=0，根据输入回路方程， 可知
回 路 VBB U CEQ VCC I CQ RC （2.2.1.c）
图2.2.1 基本共射放大电路
Rb
（2.2.1.a)
根据晶体管特性可知
根据输出回路方程可知
I CQ I BQ
(2.2.1.b)

2.电流放大倍数 Aii Ai I o
3.电压对电流的放大倍数




I i (2.1.2)
(2.1.3)

Aui U o
4.电流对电压的放大倍数



Ii

Aiu I o U i
(2.1.4)


Ii
Rs

Io
+ Ro
+

+
Ui
-
Ri
放大 电路 +
U o'
-
2.2.2 设置静态工作点的必要性
一、静态工作点
Rc Rb IB + ui=0 IC
+ UBE -
+ T UCE
-
+
VCC
uo -
VBB
当ui=0时，晶体 管的基极电流IB 、集 电极电流IC 、b-e间电 压UBE 、管压降UCE称 为放大电路的静态工 作点Q ，常记作IBQ、 ICQ、UBEQ 、UCEQ 。
第二章 基本放大电路
本章讨论的问题
什么是放大？放大电路放大电信号与放大 镜放 大物体的意义相同吗？放大的特征 是什么？ 为什么晶体管的输入输出特性说明它有放 大作用？如何将晶体管接入电路才能使其 起放大作用？组成放大电路的原则是什么？ 有几种接法？
第二章 基本放大电路
本章讨论的问题
如何评价放大电路的性能？有哪些主要指 标？有什么方法分析这些参数？ 晶体管的三种基本放大电路各有什么特点？ 如何根据它们的特点组成派生电路？
Pom Pv
（2.1.9）
Pv为电源消耗的功率
★注意：在测试上述指标参数时，对于A、Ri、 Ro，应给放大电路输入中频段小幅值信号；对 于fL、fH、fbw，应给放大电路输入小幅值频率 范围宽的信号；对于Uom、Pom、η和D，应给放 大电路输入中频段大幅值信号。
2.2 基本共射放大电路的工作原理
保证晶体管工作在放大区。
★
对于场效应管放大电路，电源的极性和大小应使
场效应管的栅极与源极之间、漏极与源极之间提供合 适的电压，从而使之工作在恒流区。
２、电源取值要得当，与电源配合，使放大管有合
适的静态工作电流。 ３、输入信号必须能够作用于放大管的输入回路。 ４、当负载接入时，必须保证放大管输出回路的动 态电流（晶体管的ΔiC或场效应管的ΔiＤ）能够作用 于负载，从而使负载获得比输入信号大得多的信号 电流或信号电压。
2.2.1 基本共射放大电路的组成及各元件的 作用 2.2.2 设置静态工作点的必要性 2.2.3 基本共射放大电路的工作原理及波形 分析 2.2.4 放大电路的组成原则
2.2.1 基本共射放大电路的组成及各 元件的作用
Rc
Rb
+ ui VBB T
+ uo
基本组成如下： 1.晶体管T 2.基极电源VBB
A2 A3 D A A 1 1源自A1为基波幅值22
（2.1.8）
A2、A3为谐波幅值
六、最大不失真输出Uom--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。
U opp 2 2U om
七、最大输出功率与效率
在输出信号不失真的情况下，负载上能够 获得的最大功率，记为Pom 。 在放大电路中，输入信号的功率通常很小 ，但经放大电路的控制和转换后，负载从直流 电源获得的信号功率Pom却较大。直流电源能 量的利用率称为效率η
ui
Uon
0
uo
t
+
ui≠0 -
VCC
图2.2.2 没有设置合适的 静态工作点
0
t
2.当ui≠0时 b.若信号幅度足够大，晶体管只可能在信号正半周大于Uon 的时间间隔内导通，导致输出电压严重失真。
+VCC
Rc
ui
Uon 0
+ + uo + + T UCE uo VCC UBE ui≠0 只有在信号的整个周期 0 t 内晶体管始终工作在放大状 图2.2.2 没有设置合适的 态，输出信号才不会产生失 ★ 对放大电路的基本要求有两 静态工作点 信号能送到放大器的输 真。这就必须设置合适的静 个：1.不失真； 2.能够放大。 入端，经放大后能送至负载。 态工作点。 Rb IB
2.1
放大电路的基本概念
2.1.1 放大的概念 2.1.2 放大电路的性能指标
2.1.1 放大的概念
力学中的放大
F
G
L1
L2
特点：F的大小按一定比例放大，放大前后 能量守恒FL1=GL2
2.1.1 放大的概念
电子学中的放大
声音 话筒 (传感器)
放大电路
扬声器 (执行机构)
声音
图2.1.1 扩音器示意图
相同之处：放大的对象均为变化量， 不同之处：扬声器所获得的能量远大于话筒送 出的能量。
放大电路放大的本质：能量的控制和转换。 电子电路放大的基本特征：功率放大。
有源元件－能够控制能量的元件。
2.1.2 放大电路的性能指标

Ii
Rs

Io
+ Ro
+

+
Ui
-
Ri
放大 电路 +
U
' o

Uo
VCC
3.基极电阻Rb 4.集电极电源VCC
图2.2.1 基本共射放大电路
5.集电极电阻Rc
6.输入信号uI
静态和动态
静态---- ui=0 时，放大电路的工作状态称为静态， 有时也称直流工作状态。 动态----ui≠0 时，放大电路的工作状态称为动态， 有时也称交流工作状态。 放大电路建立正确的静态，是保证动态工作的前 提。分析放大电路必须要正确地区分静态和动态，正 确地区分直流通道和交流通道。
输入电阻是表明放大电路从信号源吸取电 流大小的参数，Ri愈大放大电路从信号源吸取 的电流愈小，反之则愈大。


Ii
Rs

Io
+ Ro
+

+
Ui
-
Ri
放大 电路 +
U o'
-

Uo
-
RL
U s-
图2.1.2 放大电路示意图
三、输出电阻Ro ----从放大电路输出端看进去的 等效内阻。 ' RL Uo ' Uo U o Ro ( 1) RL （2.1.6） Ro RL Uo
VCC UCEQ ICQ RC
UCEQ VCC I CQ RC （2.2.1.c)
二、为什么要设置静态工作点
假设将基极电源VBB去掉，电路如图2.2.2所示。 1.当ui=0时，IBQ=0、ICQ= IBQ =0、UCEQ=VCC，晶体管处于 截止状态。 ui +V
CC
Rc IC Rb IB + ui=0 -
四、通频带fbw

| A|

| Am |

0.707| Am |
0
低频段
fL
中频段
fH