電子線路2519803678.ppt

1、模擬電子線路,南通職業(yè)大學(xué) 電子工程系:楊碧石,Analog Circuits,21放大的概念 一、什么叫放大電路（放大器） 1、放大： 將信號(hào)的幅度由小增大或擴(kuò)大幅度，不改變頻率（波形形狀）完成上述工作的器件（電路）叫放大器（電路,第二章 放大電路的基本原理,2、放大的本質(zhì)： 實(shí)現(xiàn)能量的控制。 這種小能量對(duì)大能量的控制作用，就是放大作用。 我們討論的放大作用：其放大的對(duì)象是變化量。 放大電路的核心元件： 三極管、場(chǎng)效管,二、放大電路的分類(lèi) 1、按任務(wù)： 以增大（擴(kuò)大）U（I）為目的 小信號(hào)放大器 （電壓流）放大器） 以增大UI（P）為目的大信號(hào)放大器（功率放大器,2、按輸入信號(hào)來(lái)分： 音（低

2、）頻率放大器：20HZ200KHZ（語(yǔ)言信號(hào)） 直流放大器：直流、緩慢變化信號(hào) 寬頻放大器：幾十赫茲（ HZ ）幾百M(fèi)HZ 高頻（諧振）放大器：高頻載波信號(hào)、已調(diào)波信號(hào),二、放大電路的特點(diǎn) 1、研究小信號(hào)連續(xù)變化的模擬信號(hào)。 對(duì)放大電路最基本要求是將輸入的模擬信號(hào)按比例地進(jìn)行線性放大，使放大后的輸出信號(hào)盡可能和原來(lái)輸入信號(hào)的波形保持一致不產(chǎn)生失真。 數(shù)字電路：數(shù)字信號(hào)輸入與輸出 為邏輯關(guān)系,2、三極管放大狀態(tài)，輸出信號(hào)必須忠實(shí)輸入信號(hào)，對(duì)器件電源等有較高要求。 數(shù)字電路中三極管工作在截止和飽和狀態(tài)。 3、分析方法 模擬：圖解法，微變等效電路法。 數(shù)字：邏輯代數(shù)、真值表、卡諾圖、 狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖等,

3、2.2 共射基本放大電路 （basic common emitter amplifier） 由單個(gè)三極管構(gòu)成的放大電路稱為基本放大電路。 2.2.1 共射基本放大電路的原理電路 1原理電路,圖2.2.1 共射基本放大電路原理電路,該放大電路成立的條件是： （1）有正確的直流偏置， 即發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié) 反偏（接VBB和VCC ）； （2）輸入信號(hào)ui為小信號(hào)； （3）輸入回路的交流與直 流應(yīng)相互疊加（ui 與VBB 串聯(lián)連接）； （4）輸出回路應(yīng)有交流電 壓輸出（接Rc,圖2.2.1 共射基本放大電路原理電路,二、 工作原理 1、 靜態(tài)分析 靜態(tài)：把uI=0時(shí)放大電路的狀態(tài)。 此時(shí)分析的電路各

4、量均為直流量有IBQ、ICQ、UBEQ、UCEQ=VCC-ICQRC 稱靜態(tài)工作點(diǎn)。 2、 動(dòng)態(tài)分析 動(dòng)態(tài)：把uI不為0時(shí)放大電路的狀態(tài)。 此時(shí)分析的電路各量是在直流量的基礎(chǔ)上再加上 交流量。 輸入端加入一個(gè)微小的變化量信號(hào)，在輸出端 得到一個(gè)較大的變化量信號(hào)，實(shí)現(xiàn)放大,由圖2.2.1可以看出，輸入回路的外加電壓 uBE= VBB+ui=VBB +UBE ，這就引起發(fā)射結(jié)兩端電壓的變化，使發(fā)射極電流iE = IE +IE ，即在原來(lái)IE基礎(chǔ)上變化了IE 。相應(yīng)地，集電極電流iC = IC +IC ，基極電流iB = IB +IB ，分別在原來(lái)基礎(chǔ)上變化了IC和IB,在共射電路中，輸入電流為基極

5、電流iB ，輸出電流為集電極電流iC ，輸出電流變化量IC與輸入電流變化量IB的比值稱為共發(fā)射極交流電流放大系數(shù)，用表示，即 （2.2.1） 顯然，和是兩個(gè)不同的概念。但若在iC變化時(shí)基本不變（ICEO一般也認(rèn)為不變）的條件下，由式（2.1.3）得 則,由于發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)射結(jié)電阻較小，因此輸入電壓的微小變化UBE就能引起基極電流的較大變化IB ；又IC =IB ，故相應(yīng)的集電極電流的變化IC就很大。電路的輸出電壓UO=IC Rc ，只要Rc阻值不很小，就能使輸出電壓UO的幅度比輸入電壓UBE大得多，且二者波形相同，因此，這個(gè)電路就具有電壓放大作用。 綜上所述，共射電路既有電流放大作用，也有電壓

6、放大作用，因此它具有功率放大作用?！胺糯蟆钡谋举|(zhì)實(shí)際是指功率的放大或能量的放大,實(shí)用放大電路雙電源供電電路 如圖所示的原理電路在實(shí)際應(yīng)用時(shí)存在以下幾個(gè)問(wèn)題： （1）交流信號(hào)源與直流電源共用一個(gè)回路，相互影響。 （2）信號(hào)源經(jīng)Rb才加到發(fā)射極兩端，使發(fā)射極兩端的信號(hào)大大減小，導(dǎo)致放大電路的放大性能的下降,3）輸入交流信號(hào)源與直流電源不能共地。 （4）輸出電壓 uO中含有直流成分,為解決上述問(wèn)題，可將阻容耦合交直流疊加（或分離）電路引入到放大電路中來(lái)，如圖2.2.2所示,圖2.2.2 雙電源供電電路,圖2.2.1原理電路,由于該放大電路使用了兩組電源，所以稱為雙電源供電電路。C1 、C2稱為隔直電

7、容或 耦合電容。 該電路又稱為阻容耦合放大電路,圖2.2.2 雙電源供電電路,a）雙電源供電電路 （b）單電源供電電路,實(shí)用放大電路單電源供電電路,a）單電源供電電路 （b）習(xí)慣畫(huà)法,電壓和電流符號(hào)的意義（以電流為例）： iB = 40 + 20sint （A）= IB +Ibmsint = IB + ib IB 基極的直流電流； IBAV 基極電流的平均值； IBM 基極電流的最大值； ib 基極電流交流分量的瞬時(shí)值； Ib 基極電流和有效值（均方根值）； iB 基極電流總的瞬時(shí)值； Ibm 基極電流交流 IB 基極直流電流的變化量； iB 基極電流總的變化量,放大電路中各點(diǎn)電壓、電流及其波

8、形,實(shí)驗(yàn)2-2-1 放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)量 實(shí)驗(yàn)線路：圖2.3.3（b）所示單電源供電電路，圖中Rb為51k電阻與470k電位器相串聯(lián)組成，Rc為1k，RL為1k，T為S9013,圖2.3.3 共射基本放大電路,1靜態(tài)情況,實(shí)驗(yàn)2-2-1 放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)量 （1）不接ui ，接入VCC = +20V，用萬(wàn)用表測(cè)量三極管的靜態(tài)工作點(diǎn)； （2）測(cè)量UBE ，并記錄： UBE = V,實(shí)驗(yàn)2-2-1 放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)量 （3）調(diào)節(jié)Rb（RW），觀察UBE有無(wú)明顯變化，并記錄： UBE （有/無(wú)）明顯變化。 推論：由 可知，此時(shí)IB應(yīng) （有/無(wú)）明顯變化。 （4）調(diào)節(jié)Rb（RW），使U

9、CE=10V,實(shí)驗(yàn)2-2-1 放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)量 （5）調(diào)節(jié)Rb（RW），觀察UCE有無(wú)明顯變化，并記錄： UCE （有/無(wú)）明顯變化。 推論：由 可知，此時(shí)IC 應(yīng) （有/無(wú)）明顯變化,實(shí)驗(yàn)2-2-1 放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)量 思考題：在放大區(qū)，IC實(shí)際上主要受IB控制還是受UCE控制？ 此時(shí)，三極管的發(fā)射結(jié) 偏，集電結(jié) 偏，工作在 區(qū),實(shí)驗(yàn)2-2-1 放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)量 從實(shí)驗(yàn)中可以看出，在放大區(qū)，調(diào)節(jié)Rb（RW）時(shí)，UBE_（有/無(wú)）明顯變化，IB （有/無(wú)）明顯變化，而IC =IB必然_（有/無(wú)）明顯變化，因此，UCE = VCC IC Rc也會(huì)有 （有/無(wú)）明顯變化，即調(diào)

10、節(jié)Rb（RW） （不可以/可以）明顯改變放大器的工作點(diǎn)和工作狀態(tài),理論上，靜態(tài)時(shí)ui=0，三極管各極的電壓和電流均為直流。VCC通過(guò)Rb使三極管的發(fā)射極導(dǎo)通，B、E兩端的導(dǎo)通壓降UBE基本不變（硅管約為0.7V，鍺管約為0.2V），因此有 IC =IB UCE = VCC IC Rc 若Rb、VCC不變，則IB不變，因此，該電路稱為恒流式偏置電路或固定偏流式電路,實(shí)驗(yàn)2-2-2 放大電路動(dòng)態(tài)工作過(guò)程的測(cè)量與觀察 實(shí)驗(yàn)線路：圖2.3.3（b）所示單電源供電電路，圖中Rb為51k電阻與470k電位器相串聯(lián)組成，Rc為1k，RL為1k，T為S9013,2動(dòng)態(tài)情況,實(shí)驗(yàn)2-2-2 放大電路動(dòng)態(tài)工作過(guò)程

11、的測(cè)量與觀察 （1）不接ui ，接入VCC = +20V，用萬(wàn)用表測(cè)量三極管的靜態(tài)工作點(diǎn)； （2）調(diào)節(jié)Rb（Rw），使UCE = 10V,實(shí)驗(yàn)2-2-2 放大電路動(dòng)態(tài)工作過(guò)程的測(cè)量與觀察 （3）保持步驟（2），輸入端接入ui（fi =1kHZ ，Ui =10mV），用示波器（AC輸入）同時(shí)觀察ui 、uBE波形，并記錄ui 、uBE波形； 從實(shí)驗(yàn)中可以看出，ui與uBE波形幅度大小 （基本相同/完全不同）。另外，接入ui后，由于uBE中 （含有/不含有）直流分量，即uBE為_(kāi)（純交流量/交直流疊加量,實(shí)驗(yàn)2-2-2 放大電路動(dòng)態(tài)工作過(guò)程的測(cè)量與觀察 因此， uBE = （UBE+ui 或 ui

12、） iB = （IB+ib 或 ib） iC = iB = ； (IB+ib) = IB+ ib=IC+ic 或 ib=ic,實(shí)驗(yàn)2-2-2 放大電路動(dòng)態(tài)工作過(guò)程的測(cè)量與觀察 （4）保持步驟（3），用示波器Y2軸輸入（DC輸入/“交替”顯示）觀察uCE波形和幅度大小，并記錄uCE波形和幅度大??； 從實(shí)驗(yàn)中可以看出，輸出電壓的波形與輸入電壓波形 （基本相同/完全不同），輸出電壓的幅度 （遠(yuǎn)大于/遠(yuǎn)小于/基本等于）輸入電壓的幅度，即 （實(shí)現(xiàn)了/沒(méi)有實(shí)現(xiàn)）信號(hào)的不失真放大,實(shí)驗(yàn)2-2-2 放大電路動(dòng)態(tài)工作過(guò)程的測(cè)量與觀察 從實(shí)驗(yàn)中還可以看出，uCE中（含有/不含有）直流分量，即uCE為_(kāi)（純交流量/

13、交直流疊加量），因此，uCE=_（UCE+uce 或 uce,實(shí)驗(yàn)2-2-2 放大電路動(dòng)態(tài)工作過(guò)程的測(cè)量與觀察 （5）保持步驟（4），改用示波器Y2軸輸入觀察uo的波形和幅度大小，并記錄uo的波形和幅度大小； 從實(shí)驗(yàn)中可以看出，由于電容C2的隔直流作用，實(shí)際的輸出電壓uo中 （含有/不含有）直流成分，即 uo = （UCE+uce 或 uce,實(shí)驗(yàn)2-2-2 放大電路動(dòng)態(tài)工作過(guò)程的測(cè)量與觀察 （6）保持步驟（5），觀察和比較ui與uo的相位關(guān)系，并記錄： ui與uo的相位關(guān)系為（同相/反相） 。 結(jié)論：ui與uo （同相/反相），即共射基本放大電路為 （同相/反相）放大電路。實(shí)際上，uCE =

14、 VCCiC Rc = VCC (IC + ic )Rc=( VCC ICRc ) ic Rc= UCE + uo即uo =icRc，由此即可看出該放大電路 （具有/不具有）倒相作用,理論上，有 uBE =UBE + ui iB =IB + ib iC =iB =(IB + ib) =IB +ib = IC + ic uCE=VCCiCRc =VCC(IC+ic)Rc=(VCCICRc)icRc=UCE+uce uo = uce，即uo =icRc,實(shí)驗(yàn)2-2-3(仿真) 放大電路不正常現(xiàn)象的觀察 結(jié)論： （1）Rc =0時(shí)， （有/無(wú)）交流電壓輸出（輸出交流被短路）。 （2）UBE = 0（

15、IB=0）時(shí)， （有/無(wú)）交流電壓輸出，此時(shí)三極管工作在 （放大狀態(tài)/非放大狀態(tài),通過(guò)上述討論，可以得出如下結(jié)論： （1）共射基本放大電路的放大過(guò)程可描述為,通過(guò)上述討論，可以得出如下結(jié)論： （2）放大電路的組成原則： 正確的直流偏置；正確的交流通路；交直流相互兼容，互不影響；合適的元器件參數(shù)選擇,放大倍數(shù)；最大輸出幅度； 通頻帶；非線性失真系數(shù)； 輸入電阻；輸出電阻； 最大輸出功率和效率等。 放大器的性能指標(biāo)可以通過(guò)測(cè)試得到。 一般采用正弦信號(hào)（純交流信號(hào)）作為標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試用輸入信號(hào),2.3放大電路的主要性標(biāo),圖2.3.1 放大電路技術(shù)指標(biāo)測(cè)試示圖,1,2,一放大倍數(shù)（增益） 輸出信號(hào)與輸入信號(hào)

16、的變化量之比。 如果信號(hào)的頻率既不很高又不很低，則放大電路的附加相移可以忽略，于是上述兩種放大倍數(shù)可用實(shí)數(shù)來(lái)表示，并寫(xiě)成交流瞬時(shí)值或幅值之比： 電壓放大倍數(shù) （2.3.1） 電流放大倍數(shù) （2.3.2,實(shí)驗(yàn)2-3-1 放大電路性能指標(biāo)放大倍數(shù)的測(cè)量 實(shí)驗(yàn)線路：圖2.3.1（a）所示放大電路。 圖2.3.1（a）中Rb為51k電阻與470k電位器相串聯(lián)組成，Rc為1k，RL為1k，T為S9013,1）不接ui ，接入VCC = +20V，調(diào)節(jié)Rb（RW），使UCE = 10V。 （2）保持步驟（1），輸入端接入ui（fi =1kHZ），Ui =10mV）； （3）保持步驟（2），用低頻毫伏表分別

17、測(cè)量輸入電壓Ui和輸出電壓Uo的大小，并記錄： Ui = mV，Uo = mV， = 。 某些情況下還要用到“源電壓放大倍數(shù)” Aus 。Aus定義為輸出電壓與信號(hào)源電壓之比： (2.3.3,4）保持步驟（3），不將ui接入到放大電路輸入端 ，用低頻毫伏表測(cè)量信號(hào)源的開(kāi)路輸出電壓大小，求出Aus，并記錄Aus = 。顯然，Aus （大于/小于）Au。 一般信號(hào)源總是存在一定的內(nèi)阻，所以放大器的實(shí)際輸入電壓Ui必然小于Us ，Aus亦小于Au 。 此外，有時(shí)要用到功率放大倍數(shù)(或功率增益) Ap ，對(duì)于純阻負(fù)載，它等于輸出功率Po 與輸入功率Pi之比： (2.3.4,上述的各比值（即各種放大倍數(shù)

18、）僅在輸出波形沒(méi)有明顯失真時(shí)才有意義，其它指標(biāo)也是如此。 工程上常用分貝( dB)來(lái)表示放大倍數(shù)的大小，常用的有 Au（dB）= 20lgAu Ai（dB）= 20lgAi (2.3.5) Ap（dB）= 10lgAp 采用分貝表示放大倍數(shù)，可使表達(dá)簡(jiǎn)單，例如，Au =1000000，用分貝表示則為Au =120 dB。其次，由于人耳對(duì)聲音的感受與聲音功率的對(duì)數(shù)成正比，因此采用分貝表示可使它與人耳聽(tīng)感受相一致。最后，它可使運(yùn)算方便，即化乘除為加減，這在多級(jí)放大電路計(jì)算放大倍數(shù)時(shí)將得到充分的體現(xiàn),二輸入電阻Ri,1,2,輸入電阻Ri就是向放大電路輸入端看進(jìn)去的等效電阻。即輸入電阻Ri ： （2.

19、3.6,輸入電阻Ri可以通過(guò)測(cè)量而得到，如圖2.3.2所示為測(cè)量輸入電阻的電路。調(diào)節(jié)Rw1 ，當(dāng)Ui =0.5 Us時(shí)，即可得Ri = Rs + Rw1,實(shí)驗(yàn)2-3-2 放大電路性能指標(biāo)輸入電阻的測(cè)量 實(shí)驗(yàn)線路：圖2.3.2所示放大電路。 圖2.3.2中Rb為51k電阻與470k電位器相串聯(lián)組成，Rc為1k，RL為1k，T為S9013。 （1）不接ui ，接入VCC = +20V，調(diào)節(jié)Rb（RW），使UCE = 10V。 （2）保持步驟（1），不接ui ，用低頻毫伏表測(cè)量信號(hào)源的開(kāi)路輸出電壓Us大小，并使Us =20mV； （3）保持步驟（2），在輸入端串接電位器Rw1，并接入ui ，調(diào)節(jié)Rw

20、1 ，使Ui =0.5 Us ； （4）保持步驟（3），斷開(kāi)Rw1，用萬(wàn)用表測(cè)出Rw1阻值，求出Ri，并記錄Ri =,由圖2.3.2可以看出，Ri相當(dāng)于信號(hào)源的負(fù)載，而ii則是放大電路向信號(hào)源索取的電流。由該圖可知，ii = us /(Rs + Ri)，ii與Ri大小有關(guān)，因此Ri大小反映了放大電路對(duì)信號(hào)的影響程度。顯然 （2.3.7a,在Rs一定的條件下，Ri越大，ii就越?。ㄖ阜祷蛴行е?，下同），ui就越接近于us ，即信號(hào)源的電壓更多地傳輸?shù)椒糯箅娐返妮斎攵?，則放大電路對(duì)信號(hào)源的影響越小。反之，Ri越小，放大電路對(duì)電壓源的影響越大。由于大部分信號(hào)源都是電壓源，因此許多電子設(shè)備的輸入電阻

21、都很高。在后文中，若不特別指明，則信號(hào)源均指電壓源而言。 由式（2.3.7 a）不難得到源電壓放大倍數(shù) （2.3.7b,粗略地講，輸出電阻Ro就是向放大電路的輸出端看進(jìn)去的等效電阻。根據(jù)戴維南定理可知，輸出電阻Ro的定義式為： (2.3.8,三輸出電阻Ro,1,2,顯然，從輸出端看放大電路，它相當(dāng)于一個(gè)帶內(nèi)阻的電壓源，這個(gè)內(nèi)阻就是放大電路的輸出電阻Ro ，放大電路的開(kāi)路輸出電壓uo就是電壓源的源電壓。Ro越小，接上負(fù)載RL后輸出電壓下降越小，說(shuō)明放大電路帶負(fù)載能力強(qiáng)。因此，輸出電阻反映了放大電路帶負(fù)載能力的強(qiáng)弱,輸出電阻Ro可以通過(guò)測(cè)量而得到，如圖2.3.3所示為測(cè)量輸出電阻的電路。調(diào)節(jié)Rw2

22、 ，當(dāng)Uo =0.5 Uo 時(shí)，由圖可得Ro = Rw2,實(shí)驗(yàn)2-3-3 放大電路性能指標(biāo)輸出電阻的測(cè)量 實(shí)驗(yàn)線路：圖2.3.3所示放大電路。 圖2.3.3中Rb為51k電阻與470k電位器相串聯(lián)組成，Rc為1k，RL為1k，T為S9013。 （1）不接ui ，接入VCC = +20V，調(diào)節(jié)Rb（RW），使UCE = 10V。 （2）保持步驟（1），接入ui（Ui =10mV），不接Rw1和RL ，用低頻毫伏表測(cè)量放大電路的開(kāi)路輸出電壓Uo大小，并記錄Uo =_； （3）保持步驟（2），在輸出端接入電位器Rw2 。調(diào)節(jié)Rw2 ，使Uo =0.5 Uo ； （4）保持步驟（3），斷開(kāi)Rw2，用萬(wàn)

23、用表測(cè)出Rw2阻值，求出Ro ，并記錄Ro = 。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，Ro值與Rc值 （基本接近/相差很大,由于放大電路中不可避免地存在電抗元件（如耦合電容或結(jié)電容等），因此，當(dāng)改變輸入信號(hào)的頻率時(shí)，放大電路的放大倍數(shù)會(huì)發(fā)生變化，輸出波形的相位也會(huì)發(fā)生變化,四通頻帶fbw,1,2,實(shí)驗(yàn)2-3-4 放大電路性能指標(biāo)通頻帶的測(cè)量 實(shí)驗(yàn)線路：圖2.3.2所示放大電路。 圖2.3.2中Rb為51k電阻與470k電位器相串聯(lián)組成，Rc為1k，RL為1k，T為S9013,1）不接ui ，接入VCC = +20V，調(diào)節(jié)Rb（RW），使UCE = 10V。 （2）保持步驟（1），不接Rw2 和RL； （3）保持步

24、驟（2），接入ui ，使Ui =10mV（用低頻毫伏表測(cè)量）、fi =1kHZ ，用低頻毫伏表測(cè)量此時(shí)輸出電壓Uo的大小，并記錄Uo = mV； 將此時(shí)的輸出電壓記為U0 ，電壓放大倍數(shù)記為Au0 ，則U0 = ，Au0= ； （4）保持步驟（3），改變輸入信號(hào)頻率fi ，并保持Ui =10mV（用低頻毫伏表監(jiān)測(cè)），按表中的數(shù)據(jù)要求進(jìn)行測(cè)量，并將結(jié)果填入表中； （5）根據(jù)表的結(jié)果，求該放大電路的通頻帶fbw ，并記錄fbw = fHfL =,一般情況下，放大電路只適用于放大一個(gè)特定頻率范圍的信號(hào)，當(dāng)信號(hào)頻率太高或太低時(shí)，放大倍數(shù)都大幅度下降，如圖2.3.4所示,上限截止頻率 fH 下限截止頻率

25、 fL 通頻帶或帶寬 fbw fbw = fHfL （2.3.9,實(shí)驗(yàn)2-3-5 放大電路性能指標(biāo)最大輸出電壓幅值測(cè)量 實(shí)驗(yàn)線路：圖2.3.2所示放大電路。 圖中Rb為51k電阻與470k電位器相串聯(lián)組成，Rc為1k，RL為1k，T為S9013,五最大輸出幅值,1）不接ui ，接入VCC = +20V，調(diào)節(jié)Rb（RW），使UCE = 10V。 （2）保持步驟（1），接入ui ，使Ui =10mV、fi =1kHZ ，用示波器同時(shí)觀察此時(shí)輸入、輸出電壓的波形，并記錄輸出電壓波形有無(wú)明顯失真 ； （3）保持步驟（2），改變輸入信號(hào)幅度，直到輸出電壓波形出現(xiàn)明顯失真； （4）保持步驟（3），改變輸入

26、信號(hào)幅度，使輸出電壓波形剛好不出現(xiàn)失真，此時(shí)的輸出電壓振幅值即為最大輸出電壓幅值Uomax 。 從示波器中直接讀出Uomax的大小，并記錄Uomax =,從該實(shí)驗(yàn)中可以看出，要使放大電路的輸出信號(hào)從失真到不失真，必須 （增大/減小）輸入信號(hào)，也就是說(shuō)，若放大電路的輸出產(chǎn)生了失真，則可能是輸入信號(hào) （過(guò)大/過(guò)?。┒斐傻?。 嚴(yán)格說(shuō)來(lái)，最大輸出幅值是指不失真時(shí)放大電路的最大正弦輸出信號(hào)的幅值。但是，由于放大器件具有非線性的特性，輸出波形的非線性失真是不可避免的，因此最大輸出幅值是指基本不真或無(wú)明顯失真時(shí)放大電路的最大正弦輸出信號(hào)的幅值，它包括最大輸出電壓幅值Uomax和最大輸出電流幅值Iomax

27、，常用的是最大輸出電壓幅值Uomax,最大輸出幅值是輸出其本上不失真時(shí)的單項(xiàng)（電壓或電流）指標(biāo)，而最大輸出功率則是綜合性的指標(biāo)，它表示輸出信號(hào)其本不失真的情況下放大電路能輸出的最大功率, 用Pom表示。 放大電路把較小功率的輸入信號(hào)放大為較大功率的輸出信號(hào)，而輸出信號(hào)的能量是由直流電源提供的，放大電路只不過(guò)是實(shí)現(xiàn)了有控制的能量轉(zhuǎn)換。既然是能量的轉(zhuǎn)換，就存在轉(zhuǎn)換效率的問(wèn)題。效率定義為 （2.3.10） 式中PV為直流電源消耗的功率,六最大輸出功率Pom和效率,由放大器件特性的非線性引起的失真，就是非線性失真。 為了衡量波形的失真程度，引入非線性失真系數(shù)D D定義為在某一頻率的正弦輸入信號(hào)作用下，

28、放大電路的輸出信號(hào)中的諧波總功率（失真分量）與基波功率P1（不失真分量）之比的平方根： （2.3.11） 式中I1、I2、I3和U1、U2、U3分別表示輸出電流和電壓的基波及和各次諧波的有效值,七非線性失真系數(shù)THD,2.4放大電路的基本分析方法 放大電路的分析主要有兩個(gè)方面： 1.分析放大電路的直流工作狀態(tài)（靜態(tài)分析） 計(jì)算三極管的偏置電壓和電流（UBE、IB、IC和UCE）值； 并判斷三極管是否工作在放大狀態(tài)； 2 .分析放大電路的交流性能指標(biāo)（動(dòng)態(tài)分析） 計(jì)算Uomax、Au、Ri、Ro等指標(biāo)。 分析的對(duì)象不同，所采用的分析方法和三極管的等效電路模型也不同,下面仍以圖2.4.1所示共射基

29、本放大電路為例進(jìn)行分析。 該電路中，電阻和電容均為線性元件，這部分電路的電壓、電流關(guān)系的分析和計(jì)算仍可采用經(jīng)典的線性電路的分析和計(jì)算方法,圖2.4.1 共射基本放大電路,但放大電路中的三極管是非線性器件，要完整地分析整個(gè)放大電路，就必須首先了解三極管的iB與uBE、iC與iB以及iC與uCE的關(guān)系,圖2.4.1 共射基本放大電路,其中iC與iB的關(guān)系在放大狀態(tài)下可表示為iC=iB，因此下面關(guān)于三極管特性的分析主要是圍繞iB與uBE和iC與uCE的關(guān)系進(jìn)行的,圖2.4.1 共射基本放大電路,由于放大電路的一個(gè)重要特點(diǎn)是交、直流并存，而靜態(tài)分析的對(duì)象是直流量，動(dòng)態(tài)分析的對(duì)象是交流量。 把電路在us

30、=0（若信號(hào)源內(nèi)阻為零，則為ui=0）時(shí)所形成的電流通路稱為直流通路； 把電路在只考慮交流信號(hào)時(shí)所形成的電流通路稱為交流通路。 顯然，靜態(tài)分析要采用直流通路，而動(dòng)態(tài)分析則要采用交流通路,2.4.1 直流通路和交流通路,由于放大電路中存在電抗性元件（例如電容、電感），它們對(duì)直流量和交流量呈現(xiàn)不同的阻抗，因此直流通路和交流通路是不同的。 對(duì)于直流，相當(dāng)于頻率f=0，則電容的容抗為無(wú)窮大，電感的感抗為零。因此在直流通路中，電容可看成開(kāi)路，電感可看成短路。 在交流通路中，大容量的電容因容抗很小可看成短路，電感量大的電感因感抗很大可看成開(kāi)路，而直流電源因其兩端電壓恒定不變可看成短路（其電壓變化量為零），

31、恒定的電流源可看成開(kāi)路,圖2.4.2 放大電路的直流通路 （a）共射基本放大電路 （b）直流通路,圖2.4.3 放大電路的交流通路 （a）基本放大電路 （b）交流通路,2.4.2 靜態(tài)工作點(diǎn)近似計(jì)算法,三極管的發(fā)射結(jié)導(dǎo)通時(shí)，B、E兩端的導(dǎo)通壓降UBE基本不變（硅管約為0.7V，鍺管約為0.2V），因此有 IC =IB UCE = VCC IC Rc,圖2.4.1 共射基本放大電路,在三極管的特性曲線上直接用作圖的方法來(lái)分析放大電路的工作情況，這種分析方法稱為特性曲線圖解法，簡(jiǎn)稱圖解法。 圖解法既可作靜態(tài)分析，也可作動(dòng)態(tài)分析。 下面以圖2.4.2（a）所示電路為例介紹圖解法。 設(shè)圖2.4.2（a

32、）中各元件參數(shù)值分別為：VCC =12V，Rb = 300k，Rc = 4k，RL = 4k,圖2.4.2 放大電路的直流通路 （a）共射基本放大電路 （b）直流通路,2.4.3 圖解分析法,1靜態(tài)分析 圖2.4.4（a）為靜態(tài)時(shí)共射基本放大電路的直流通路，它以虛線AB為界分成兩個(gè)部分：AB左邊為非線性部分，右邊為線性部分,圖2.4.3（a） 放大電路的直流通路的分割,由于三極管在輸入回路中的作用相當(dāng)于一個(gè)二極管，導(dǎo)通電壓UBE近似不變，因此其基極偏流IB可由簡(jiǎn)單計(jì)算求得,由于IB=40A，因此非線性部分的伏安特性就是對(duì)應(yīng)于iB=IB=40A的那一條輸出特性曲線，如圖示2.4.3（b）所示,而

33、線性部分的伏安特性由下列方程所確定： （2.5.1b） 上式表示iC uCE為平面內(nèi)的一條直線（MN,直線MN的斜率為（1/Rc）， Rc 直流負(fù)載電阻。 直線MN稱為直流負(fù)載線。Q 直流工作點(diǎn) 由圖2.4.4（b）可得 IC 1.3mA ，UCE =6.5V。 另外，已求得靜態(tài)值IB =40A ，可近似認(rèn)為UBE =0.7V ，或由輸入特性曲線來(lái)確定,2動(dòng)態(tài)分析 對(duì)于交流分量，就要采用流通路進(jìn)行分析。 RL= RcRL。 RL=2k放大電路的交流負(fù)載電阻。 根據(jù)圖2.4.3（b）中ic與uce = uo的標(biāo)定方向與極性，有 uce =ic RL 而uce=uCEUCE，ic=iCIC，代入上

34、式可得 uCE UCE = (iCIC)RL （2.5.2,uCE UCE = (iCIC)RL （2.5.2） 動(dòng)態(tài)時(shí)iC 與uCE的關(guān)系仍為一直線（AB） 直線的斜率為（1/ RL ），由交流負(fù)載電阻RL決定。 直線通過(guò)工作點(diǎn)Q（UCE ，IC） AB稱為交流負(fù)載線,由式uCE UCE = (iCIC)RL可得到交流負(fù)載線與兩坐標(biāo)軸的交點(diǎn)：A（UCE+ICRL，0)、B（0，IC +UCE/RL）。 按圖2.4.3a所給的參數(shù)，RL =2k，而由于IC =1.3mA，UCE =6.5V，則UCE +IC RL =9.1V，即 A點(diǎn)坐標(biāo)：（9.1V，0mA,在輸入信號(hào)的作用下，iC和uCE都

35、隨著iB變化而變化，此時(shí)工作點(diǎn)Q將沿著交流負(fù)載線（而不是直流負(fù)載線）移動(dòng)，成為動(dòng)態(tài)工作點(diǎn)，所以交流負(fù)載線是動(dòng)態(tài)工作點(diǎn)移動(dòng)的軌跡，它反映了交、直流共存的情況。 此外，若負(fù)載開(kāi)路，則RL =Rc ，說(shuō)明交、直流負(fù)載線重合。 若接上負(fù)載，因RLRc ，說(shuō)明交流負(fù)載線比直流負(fù)載線要陡,電壓和電流的波形,3、 圖解法的應(yīng)用(1)靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)波形的影響 不產(chǎn)生截止失真條件為：IBIbm 不產(chǎn)生飽和失真的條件為：UCEUcem+ UCE（sat,電路參數(shù)對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響 Rb大，Q點(diǎn)下移靠近截止區(qū)，容易產(chǎn)生截止失真。 Rb小，Q點(diǎn)上移靠近飽和區(qū)，容易產(chǎn)生飽和失真。 VCC增大，直流負(fù)載線平行右移，動(dòng)態(tài)范圍

36、變大,靜態(tài)管子功耗增大。 RC增大，斜率變小，IBQ不變，Q點(diǎn)向飽和區(qū)移動(dòng)。 增大，Q點(diǎn)上移,選擇工作點(diǎn)除了考慮不產(chǎn)生失真外，往往采取較為靈活的原則。 當(dāng)輸入信號(hào)較小時(shí)，其非線性失真很小，為了降低電源的能量消耗，可把Q點(diǎn)選得低一些； 在大信號(hào)輸入時(shí)，為了減小非線性失真，Q點(diǎn)常選在交流負(fù)載線的中點(diǎn)； 如果希望放大倍數(shù)較大則應(yīng)選Q處于靜態(tài)電流較大處。 總之，在不產(chǎn)生失真和保證一定的放大倍數(shù)的前提下，Q點(diǎn)可選得低一些,2）最大輸出電壓幅值Uomax Q在中點(diǎn)時(shí) , 將由二者中任何一者決定。 當(dāng)不在中點(diǎn)時(shí), 將由二者中較小者決定。 Uomax =minUCEUCE（sat），IC RL （2.5.5,

37、3） 非線行失真 NPN：工作點(diǎn)過(guò)低，頂部失真 截止失真 工作點(diǎn)過(guò)高，底部失真 飽和失真 信號(hào)過(guò)大， 兩頭失真,在低頻小信號(hào)的條件下： 三極管在工作點(diǎn)附近的動(dòng)態(tài)特性可近似看成是線性的； 其電壓、電流的交流量之間的關(guān)系基本上是線性的； 此時(shí)具有非線性特性的三極管可用一線性電路（即線性雙口網(wǎng)絡(luò)）來(lái)代替。 稱之為小信號(hào)等效電路或微變等效電路。 整個(gè)放大電路可看成一個(gè)線性電路； 可利用線性電路的分析方法對(duì)放大電路進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，求出它的主要性能指標(biāo)。 這種方法就是小信號(hào)等效電路分析法。 小信號(hào)等效電路法只解決低頻小信號(hào)交流量的計(jì)算問(wèn)題,1三極管的小信號(hào)等效電路模型 在低頻小信號(hào)的條件下，工作在放大區(qū)的三

38、極管可近似看作是線性雙口網(wǎng)絡(luò)。因此，對(duì)于交流分量（即正弦小信號(hào)）而言，電流、電壓的關(guān)系近似為線性。 在共射接法時(shí)，三極管輸入電流為ib ，輸入電壓為 ube ，輸出電流為ic，輸出電壓為uce， 如圖2.4.9所示,2.4.4微變等效電路法,a） （b） 圖2.4.10 折合和簡(jiǎn)化后的等效電路 （a）折合后的等效電路 （b）簡(jiǎn)化的等效電路,rbe = rbb + rbe= rbb +(1+)re,小信號(hào)等效電路分析法的主要步驟如下： （1）畫(huà)出放大電路的小信號(hào)等效電路。 先畫(huà)出放大電路的交流通路； 再用簡(jiǎn)化的小信號(hào)等效電路來(lái)代替其中的三極管； 標(biāo)出電壓的極性和電流的方向。 （2）用解線性電路的

39、方法求出放大電路的性能指標(biāo)： Au 、ri 、ro等,2放大電路的小信號(hào)分析,圖2.4.11 共射基本放大電路的微變等效電路分析法,下面仍以圖2.4.3（a）所示的共射基本放大電路為例進(jìn)行分析,圖2.4.12 共射基本放大電路的微變等效電路分析法,ui =ibrbe ，uo=ib(Rc /RL）= RL ib ，故電壓放大倍數(shù) 式中RL=RC RL，負(fù)號(hào)表示共射電路的倒相作用,又由該圖得：ui=ii (Rb/rbe )，故輸入電阻考慮到Rbrbe，則,輸出電阻Ro的求法： 令us=0（但保留其內(nèi)阻Rs）；移去RL （或開(kāi)路） ； 在輸出端加一信號(hào)電壓uo，求io，再求Ro,輸出電阻Ro的求法：

40、 由于us=0，ib=0，因此ic=ib=0，于是uo=icRc，輸出電阻 （2.4.11a） 若考慮三極管的共射輸出電阻rce ，由于rceRc ，則 Ro=Rc/rceRc （2.4.11b,圖2.4.12 共射基本放大電路的微變等效電路分析法,結(jié)論,圖解法和小信號(hào)等效電路法這兩種分析方法雖然在形式上是獨(dú)立的，但實(shí)質(zhì)上它們是互相聯(lián)系、互相補(bǔ)充的。 圖解法： 全面、直觀；既能作靜態(tài)分析，又能作動(dòng)態(tài)分析；能分析非線性失真的情況。 需要精確的三極管特性曲線，非常麻煩，結(jié)果不易準(zhǔn)確。 適用于分析低頻大信號(hào)時(shí)的情況。 小信號(hào)等效電路法： 線性化處理，計(jì)算小信號(hào)交流指標(biāo)很方便。 不能用于靜態(tài)分析，不能

41、分析非線性失真的情況,例2.4.2 圖2.4.3（a）所示的共射基本放大電路中，若電路參數(shù)為：Rb=360k，Rc=4.7k，RL=4.7k，VCC=15V，三極管為硅管，其50，rbb=200，求： （1）靜態(tài)工作點(diǎn)； （2）電壓放大倍數(shù)Au 、輸入電阻Ri和輸出電阻Ro ； （3）若外接信號(hào)源的內(nèi)阻Rs=300，求源電壓放大倍數(shù)Aus； （4）最大輸出電壓幅度Uomax 。 解：這里根據(jù)前面的分析直接引用有關(guān)公式進(jìn)行計(jì)算： IB VCC /Rb=15/36040103 mA = 40A IC =IB=5040A=2mA UCE = VCCIC Rc=1524.7=5.6（V,Uomax=m

42、inUCEUCE（sat），IC RL = min5.60.1，2(4.7/4.7) =4.7（V） 應(yīng)當(dāng)指出，以上計(jì)算必須是三極管始終工作在放大狀態(tài)下才成立,設(shè)計(jì)和調(diào)試放大電路時(shí)，為獲得較好的性能，必須首先設(shè)置一個(gè)合適的Q點(diǎn)。 共射基本放大電路中， 當(dāng)VCC和Rb確定后，基極偏流IB是“固定”的，其偏置電路實(shí)際上是由一個(gè)偏置電阻Rb構(gòu)成的,2.5 工作點(diǎn)穩(wěn)定的電路,這種偏置電路稱為固定偏流電路或恒流式偏置電路。 固定偏流電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)試方便。 但當(dāng)更換管子或環(huán)境溫度變化引起三極管參數(shù)變化時(shí)，電路的工作點(diǎn)（IC、UCE）將發(fā)生移動(dòng)，甚至移到不合適的位置而使放大電路無(wú)法正常工作,本節(jié)主要討論環(huán)

43、境溫度對(duì)工作點(diǎn)的影響以及穩(wěn)定工作點(diǎn)的偏置電路。 工作點(diǎn)不穩(wěn)定的原因： 電源電壓的變化； 電路參數(shù)的變化； 管子的老化與更換等； 三極管的參數(shù)（ICBO、UBE、等）隨溫度變化（主要原因,2.5.1 溫度對(duì)工作點(diǎn)的影響,1溫度對(duì)三極管參數(shù)的影響 （1）溫度對(duì)ICBO的影響 溫度每升高10，ICBO將增大一倍。 在高溫場(chǎng)合多選用硅管。 ，隨著溫度的高，ICEO也急劇增大。 （2）溫度對(duì)UBE的影響 溫度每高1， 減小2.2mV。 （3）溫度對(duì)的影響 溫度每升高1，增加0.5%1,應(yīng)當(dāng)指出，在工業(yè)上批量生產(chǎn)電子產(chǎn)品時(shí)，由于三極管參數(shù)的分散性，同一型號(hào)三極管的參數(shù)（如）將有較大的不同，因此它的影響和溫

44、度變化造成的影響很相似。 為了減少調(diào)試時(shí)間，降低生產(chǎn)成本，希望電路對(duì)三極管參數(shù)具有較好的適應(yīng)性，即當(dāng)管子參數(shù)變化時(shí)，其靜態(tài)電流IC基本不變。固定偏流電路不能滿足上述的要求,實(shí)驗(yàn)2-5-1 變化對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)及輸出波形的影響 實(shí)驗(yàn)線路：圖2.4.3（a）所示共射基本放大電路。 圖中Rb為51k電阻與470k電位器相串聯(lián)組成，Rc為1k，RL為1k，T為S9018或S9013,1）用萬(wàn)用表檔分別測(cè)量三極管S9018和S9013的值，并記錄： 1（S9018）= ；2（S9013）= ； （2）不接ui ，接入S9018和VCC = +20V，調(diào)節(jié)Rb（RW），使UCE = 5V； （3）保持步驟（2

45、），輸入端接入ui（fi =1kHZ ），用示波器同時(shí)觀察此時(shí)輸入、輸出電壓的波形。調(diào)節(jié)ui（Ui）大小，使輸出電壓最大且輸出電壓波形無(wú)明顯失真； （4）保持步驟（3），不接ui ，將實(shí)驗(yàn)電路中的三極管S9018改為S9013，測(cè)量此時(shí)UCE 的大小，并記錄UCE = V。 此時(shí)UCE值 （已經(jīng)上升/已經(jīng)下降/基本不變），也就是說(shuō)，此時(shí)的IC值 （已經(jīng)下降/已經(jīng)上升/基本不變）。這說(shuō)明更換后的管子值_（小于/大于/基本等于）更換前的管子值。 （5）保持步驟（4），接入ui，觀察此時(shí)輸入、輸出電壓的波形，并記錄： 輸入電壓波形 （有/無(wú)）明顯失真；輸出電壓波形 （有/無(wú)）明顯失真,例2.5.1

46、在圖2.4.3（a）所示的固定偏流電路中，若VCC=9V，Rb=150k,Rc=2k.三極管的3DG4的UBE=0.7V，UCE(sat)=0.3V，=50。 （1）試確定靜態(tài)工作點(diǎn)； （2）若更換管子，使變?yōu)?00，其他參數(shù)不變，確定此時(shí)的靜態(tài)工作點(diǎn),解：（1,2）當(dāng)=100時(shí)，IB的計(jì)算同上，仍為55A,該電路不可能出現(xiàn)UCE0。實(shí)際上，UCE = UCE（sat），三極管已進(jìn)入飽和區(qū)。 ICIB,電路的最大集電極電流為處在臨界飽和狀態(tài)時(shí)的集電極電流，其值,相應(yīng)的基極臨界飽和電流IB (sat)為 由于IB=55A，IBIB（sat） ，因此管子確工作在飽和區(qū)。 該電路實(shí)際工作點(diǎn)為：IB=

47、55A，UCE=UCE(sat)=0.3V，IC= IC（sat）=4.35mA,溫度升高時(shí)對(duì)三極管參數(shù)的影響，最終都集中在工作點(diǎn)的集電極電流的增大上。 所謂的穩(wěn)定工作點(diǎn)，主要指穩(wěn)定工作點(diǎn)的電流IC,一種能自動(dòng)穩(wěn)定工作點(diǎn)的偏置電路如圖2.5.1所示，該電路稱為分壓式偏置電路或射極偏置電路。分壓式偏置電路是目前應(yīng)用最廣泛的一種偏置電路,圖2.5.1 分壓式偏置電路,2.5.2靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定電路 實(shí)驗(yàn)2-5-2 分壓式偏置電路工作點(diǎn)穩(wěn)定性的觀察 實(shí)驗(yàn)線路：圖2.5.1所示放大電路。 圖中Rb1為5.1k電阻與100k電位器相串聯(lián)組成，Rb2為10k電阻，Re為1k，Rc為1k，RL為1k，C1為1

48、00F，C2為100F，T為S9013,1）用萬(wàn)用表檔分別測(cè)量三極管S9018和S9013的值，并記錄： 1（S9018）= ；2（S9013）= ； （2）不接ui ，接入S9018和VCC = +20V，調(diào)節(jié)Rb1（Rw），使UCE = 10V； （3）保持步驟（2），輸入端接入ui（fi =1kHZ ），用示波器同時(shí)觀察此時(shí)輸入、輸出電壓的波形。調(diào)節(jié)ui（Ui）大小，使輸出電壓最大且輸出電壓波形無(wú)明顯失真,4）保持步驟（3），不接ui ，將實(shí)驗(yàn)電路中的三極管S9018改為S9013，測(cè)量此時(shí)UCE 的大小，并記錄UCE = V。 此時(shí)UCE值 （已經(jīng)上升/已經(jīng)下降/基本不變），也就是說(shuō)，

49、此時(shí)的IC值 （已經(jīng)下降/已經(jīng)上升/基本不變）。這說(shuō)明分壓式偏置電路_（具有/不具有）穩(wěn)定工作點(diǎn)的作用； （5）保持步驟（4），接入ui，觀察此時(shí)輸入、輸出電壓的波形，并記錄： 輸入電壓波形 （有/無(wú)）明顯失真；輸出電壓波形 （有/無(wú)）明顯失真,I1IB時(shí)， 穩(wěn)定條件: UBUBE (1+)Re(Rb1/Rb2) 一般可選取 VCC較低時(shí)，應(yīng)取 UB=(0.20.3)VCC,2靜態(tài)工作點(diǎn),交流小信號(hào)等效電路,3動(dòng)態(tài)分析,設(shè)Rb=Rb1Rb2，RL=RcRL uo=ib RL ui=ibrbe+ieRe=ibrbe+(1+)Re RoRc,由式 知，接入Re后使Au大大下降（但Ri顯著增大），可

50、在Re兩端并聯(lián)一個(gè)大電容Ce（幾十至幾百F） 接入Ce后，對(duì)于交流信號(hào)而言，Ce相當(dāng)于短路，Re也被短路了，故稱Ce為射極旁路電容,有Ce時(shí)，Q點(diǎn)計(jì)算不變，但性能指標(biāo)變?yōu)椋钌鲜龈魇街械腞e=0）： 其性能指標(biāo)與固定偏流電路相同，因此，該電路最為常用,放大電路中的三極管有三種基本接法，即共發(fā)射極、共集電極和共基極。 通常把這三種接法稱為三種基本組態(tài)，分別簡(jiǎn)稱為共射、共集和共基組態(tài)。 共射電路在前面已作了詳細(xì)討論，下面分別討論共集電路和共基電路,26放大電路的三種基本組態(tài),圖示為共集放大電路，輸入信號(hào)加在基極和集電極之間，輸出信號(hào)從發(fā)射極取出。 集電極是輸入、輸出回路的公共端，這種電路就是共集電

51、路，由于負(fù)載電阻RL接在發(fā)射極上，信號(hào)從發(fā)射極輸出，故又稱為“射極輸出器,2.6.1 共集電極放大電路,射極輸出器的電路比較簡(jiǎn)單，可以不必要畫(huà)出它的直流通路。由圖直接列出基極回路的方程式如下,1靜態(tài)分析,實(shí)驗(yàn)2-6-1 共集電路的基本性能測(cè)量 實(shí)驗(yàn)線路：所示共集放大電路。 圖中Rb為51k電阻與470 k電位器串聯(lián)，Re為2k，RL為2k，T為S9013,2動(dòng)態(tài)分析,1）不接ui，接入VCC = +20V，調(diào)節(jié)Rb，使UCE =10V； （2）保持步驟（1），輸入端接入ui（fi =1kHZ ，Ui=2V）和RL，用示波器同時(shí)觀察此時(shí)輸入、輸出電壓的波形。并記錄： ui的波形 （有/無(wú)）明顯失

52、真；uo的波形 （有/無(wú)）明顯失真。 結(jié)果表明：共集放大電路的不失真輸入信號(hào)幅度比共射放大電路 （大得多/小得多），即共集電路的輸入動(dòng)態(tài)范圍要比共射電路 （大得多/小得多,輸入信號(hào)幅度Uim = V；輸信號(hào)幅度Uom = V；Au=_，且Au_（1；1；1）；輸出信號(hào)（電壓）與輸入信號(hào)的相位關(guān)系為 （同相/反相）。 結(jié)果表明：共集放大電路為 （同相/反相）放大電路，且輸出電壓 （明顯大于/基本等于/明顯小于）輸入電壓。 （3）保持步驟（2），不接RL，即增大等效負(fù)載電阻值，觀察輸出電壓幅度有無(wú)明顯增大，并記錄： ； 結(jié)果表明：共集放大電路 （具有/不具有）穩(wěn)定輸出電壓的能力。 由此可推斷出：共

53、集放大電路的輸出電阻比共射放大電路 （大得多/小得多,4）保持步驟（3），接入ui和RL，并在輸入回路中串接1k電阻，觀察輸出電壓幅度有無(wú)明顯減小，并記錄： ； 由此可推斷出：共集放大電路的輸入電阻比共射放大電路 （大得多/小得多）。 結(jié)果表明：共集放大電路的輸出電阻比共射放大電路_（大得多/小得多,小信號(hào)交流等效電路,求放大倍數(shù)和輸入電阻： uoieRL(1+)RLib uoui，即uo與ui幅度相近，相位相同，輸出電壓跟隨輸入電壓的變化而變化，因此射極輸出器又稱為射極跟隨器,求輸出電阻Ro,利用輸入電阻高和輸出電阻低的特點(diǎn)，射極輸出器被用作多級(jí)放大電路的輸入級(jí)、輸出級(jí)和中間級(jí)。射極輸出器用

54、作中間級(jí)時(shí)，可以隔離前后級(jí)的影響，所以又稱為緩沖級(jí)，在這里它起著阻抗變換的作用,共基放大電路如圖所示，其中Rc為集電極電阻，Rb1、Rb2為基極分壓偏置電阻，基極所接的大電容Cb保證基極對(duì)地交流短路。因?yàn)榛鶚O是輸入、輸出回路的公共端，因此是共基放大電路,2.6.2 共基電路,1靜態(tài)分析 共基放大電路的直流通路如圖所示，它與分壓式偏置電路的直流通路完全相同，因此工作點(diǎn)的求法也相同，這里不再重復(fù),2動(dòng)態(tài)分析 實(shí)驗(yàn)2-6-2 共基電路的基本性能測(cè)量 實(shí)驗(yàn)線路：圖示為共基放大電路。 圖中Rb1為3.3k電阻，Rb2為10k電阻，Re為1k，Rc為1k， RL為1k，T為S9013,1）不接ui，接入V

55、CC = +20V，測(cè)量并記錄UCE = V； （2）保持步驟（1），不接ui，由低頻信號(hào)發(fā)生器輸出f =1kHZ 、Us=50mV（低頻信號(hào)發(fā)生器輸出開(kāi)路即不接入到電路中時(shí)用低頻毫伏表測(cè)量）的電壓信號(hào)待用； （3）保持步驟（2），輸入端接入ui，用低頻毫伏表測(cè)量ui的實(shí)際幅度Ui，并記錄： Ui= mV,結(jié)果表明：共基放大電路的實(shí)際輸入電壓信號(hào)幅度_（基本等于/明顯小于）源電壓信號(hào)幅度，即共基電路的輸入電阻Ri （遠(yuǎn)大于/接近于/遠(yuǎn)小于）信號(hào)源內(nèi)阻Rs(=50)，因此可以得知，相對(duì)于共射電路，共基電路的輸入電阻Ri _（很小/很大）。 （4）保持步驟（3），用低頻毫伏表測(cè)量uo的輸出幅度Uo

56、，求出Au，并記錄： Uo = V； Au = 。 結(jié)果表明：共基放大電路的Au （遠(yuǎn)大于/遠(yuǎn)小于/接近于）共射放大電路，但在信號(hào)源源電壓幅度Us相同的情況下，共基放大電路的實(shí)際輸出電壓幅度比共射放大電路要 （大得多/小得多,5）保持步驟（4），用示波器同時(shí)觀察輸入、輸出信號(hào)的波形，并記錄： 輸出信號(hào)（電壓）與輸入信號(hào)的相位關(guān)系為 （同相/反相）。 結(jié)果表明：共基放大電路為 （同相/反相）放大電路,共基放大電路的小信號(hào)等效電路如圖所示,設(shè)RL =RcRL ui=ibrbe uo=ic RL =RLib Au= = （同相放大） Ro= Rc,共基電路的輸入電流為ie，輸出電流為ic，所以沒(méi)有電

57、流放大作用。但是，由于共基電路的頻率特性好，因此多用于高頻和寬頻帶電路中,和三極管一樣，場(chǎng)效應(yīng)管也有放大作用，因此可以用它組成各種放大電路。顯然，在場(chǎng)效應(yīng)管放大電路中，場(chǎng)效應(yīng)管應(yīng)工作在恒流區(qū)。場(chǎng)效應(yīng)管放大電路有共源、共漏和共柵三種組態(tài)，它們分別相當(dāng)于三極管的共射、共集和共基組態(tài),2.7 場(chǎng)效應(yīng)管放大電路,與三極管放大電路一樣，場(chǎng)效應(yīng)管放大電路也需要建立合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，以保證管子工作在恒流區(qū)；也存在工作點(diǎn)的穩(wěn)定問(wèn)題。 由于場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制型器件，柵流必須為零，因此需要合適的柵極電壓，且柵極電壓的極性具有下述特點(diǎn)；耗盡型UGS與UDS的極性相反（其中耗盡型MOS管二者的極性可以相同或UGS可為

58、零），增強(qiáng)型的UGS與UDS的極性相同,2.7.1 場(chǎng)效應(yīng)管的特點(diǎn),場(chǎng)效應(yīng)管特點(diǎn)： 1. 場(chǎng)效應(yīng)管是一種電壓控制器件。 柵源之間的電壓變化來(lái)控制漏極電流的變化。 2.場(chǎng)效應(yīng)管預(yù)置一個(gè)偏壓 3場(chǎng)效應(yīng)管在正常工作范圍內(nèi)，場(chǎng)效應(yīng)管的柵極幾乎不取電流其輸入電流。 輸入電阻高。 4. 場(chǎng)效應(yīng)管為單極型器件， 溫度穩(wěn)定性較好。 5.場(chǎng)效應(yīng)管制造工藝簡(jiǎn)單，有利于大規(guī)模集成。 6. 場(chǎng)效應(yīng)管的跨導(dǎo)較小， 電壓放大倍數(shù)較低,2.7.2共源放大電路 共源放大電路如圖所示,2.7.2靜態(tài)分析 1.自偏壓電路 典型的自偏壓電路如圖所示。靜態(tài)工作時(shí)，耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管在無(wú)柵極電源時(shí)也有漏極電流ID，當(dāng)ID流過(guò)源極電阻Rs時(shí)

59、，在它兩端產(chǎn)生電壓降US=IDR 。由于柵極電流近似為零，柵極電阻Rg上就沒(méi)有電壓降，即柵極直流電位UG0，故有,可見(jiàn)，柵源之間的直流偏壓UGS是由場(chǎng)效應(yīng)管的自身電流ID流過(guò)Rs產(chǎn)生的，故稱為自偏壓電路。 C稱為源極旁路電容。 Rg為柵極電阻，為柵、源極之間提供直流通路，其阻值較大， 電路的輸入耦合電容C1的容量較小。 對(duì)于N溝道耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管，自偏壓電路將使UGS（off）UGS0和UDSUGSUGS（off） ，管子就工作在恒流區(qū),1）計(jì)算法 聯(lián)立求解上二式組成的方程組，可得到ID和UGS 。 上述二次方程有兩個(gè)根，即有兩組的ID和UGS值，應(yīng)根據(jù)管子工作在恒流區(qū)的條件，選出合理的ID和UGS值。又從電路圖可得,2）圖解法,由于Rs的電流負(fù)反饋?zhàn)饔茫ㄆ渥饔门c三極管電路中Re相似），因此自偏壓電路的工作點(diǎn)較穩(wěn)定。 值得注意的是，由于UGSIDRs0，而UDS0，所以自偏壓電路只適用于UGS和UDS極性相反的耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管，而不適用于增強(qiáng)型MOS管和作正柵壓運(yùn)用的耗盡型MOS管,2分壓式自偏壓電路 自偏壓電路的工作點(diǎn)確定后，UGS和ID為定值，源極電阻Rs就基本被確定，選擇的范圍很小。為了克服上述缺點(diǎn)，可采用如圖所示的分壓式自偏壓電路基礎(chǔ)上加接?xùn)艠O分壓電阻Rg