電工學(xué)課件第9章基本放大電路

1、第第 9 章章 基本放大電路基本放大電路第第 9 章章 基本放大電路基本放大電路9.1 放大電路的工作原理放大電路的工作原理9.2 放大電路的靜態(tài)分析放大電路的靜態(tài)分析9.3 放大電路的動(dòng)態(tài)分析放大電路的動(dòng)態(tài)分析9.8 功率放大電路功率放大電路9.5 場效晶體管基本放大電路場效晶體管基本放大電路9.6 多級(jí)放大電路多級(jí)放大電路9.7 差分放大電路差分放大電路9.4 雙極型晶體管基本放大電路雙極型晶體管基本放大電路分析與思考分析與思考教學(xué)基本要求教學(xué)基本要求練習(xí)題練習(xí)題返回主頁返回主頁第第 9 章章 基本放大電路基本放大電路教教 學(xué)學(xué) 基基 本本 要要 求求 1. 了解放大電路的工作原理、理解放

2、大電路的了解放大電路的工作原理、理解放大電路的靜態(tài)分析靜態(tài)分析和動(dòng)態(tài)分析和動(dòng)態(tài)分析的內(nèi)容和方法；的內(nèi)容和方法； 2. 了解共射放大電路、共集放大電路和共基放大電路的了解共射放大電路、共集放大電路和共基放大電路的電路組成和主要特點(diǎn)，掌握電路組成和主要特點(diǎn)，掌握靜態(tài)分析和動(dòng)態(tài)分析的計(jì)算靜態(tài)分析和動(dòng)態(tài)分析的計(jì)算； 3. 了解場效晶體管基本放大電路的電路組成和工作原理；了解場效晶體管基本放大電路的電路組成和工作原理； 4. 了解多級(jí)放大的概念，掌握其靜態(tài)和動(dòng)態(tài)分析的計(jì)算；了解多級(jí)放大的概念，掌握其靜態(tài)和動(dòng)態(tài)分析的計(jì)算； 5. 了解差分放大電路的電路組成、工作原理和輸入、輸了解差分放大電路的電路組成、工

3、作原理和輸入、輸出方式；了解靜態(tài)和動(dòng)態(tài)分析的計(jì)算；出方式；了解靜態(tài)和動(dòng)態(tài)分析的計(jì)算； 6. 了解互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路的工作原理。了解互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路的工作原理。返返 回回第第 9 章章 基本放大電路基本放大電路9.1 放大電路的工作原理放大電路的工作原理 放大器的作用：把微弱的電信號(hào)（電壓、電流放大器的作用：把微弱的電信號(hào)（電壓、電流和功率）放大到所需的量級(jí)。和功率）放大到所需的量級(jí)。（一）電路（一）電路下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回共發(fā)射極基本電路共發(fā)射極基本電路ECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+第第 9 章章 基本放大電路基本放大電路l各元件的作用各

4、元件的作用晶體管晶體管T-放大元件放大元件, , iC= iB。要保證集電要保證集電結(jié)反偏結(jié)反偏, ,發(fā)射結(jié)正偏發(fā)射結(jié)正偏, ,使晶體管工作在放使晶體管工作在放大區(qū)大區(qū) 。基極電源基極電源EB與基極與基極電阻電阻RB-使發(fā)射結(jié)使發(fā)射結(jié) 處于正偏，并提供處于正偏，并提供大小適當(dāng)?shù)幕鶚O電大小適當(dāng)?shù)幕鶚O電流。流。ECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回第第 9 章章 基本放大電路基本放大電路集電極電源集電極電源EC -為為電路提供能量。并保電路提供能量。并保證集電結(jié)反偏。證集電結(jié)反偏。集電極電阻集電極電阻RC-將將電流放大轉(zhuǎn)變?yōu)殡婋娏鞣糯筠D(zhuǎn)

5、變?yōu)殡妷悍糯蟆悍糯?。耦合電容耦合電容C1 、C2 -隔離輸入、輸出隔離輸入、輸出與放大電路的直流與放大電路的直流聯(lián)系，使交流信號(hào)聯(lián)系，使交流信號(hào)順利輸入、輸出。順利輸入、輸出。信信號(hào)號(hào)源源負(fù)載負(fù)載共發(fā)射極基本電路共發(fā)射極基本電路ECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+l各元件的作用各元件的作用下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回第第 9 章章 基本放大電路基本放大電路單電源供電電路單電源供電電路共發(fā)射極基本電路共發(fā)射極基本電路+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiEECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+uBEuCEi

6、CiBiE直流量直流量：大寫字母，大寫下標(biāo)大寫字母，大寫下標(biāo)，如如 IB交流量：小寫字母，小寫下標(biāo)交流量：小寫字母，小寫下標(biāo)，如如 ib混合量：小寫字母，大寫下標(biāo)混合量：小寫字母，大寫下標(biāo)，如如 iB下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回iB = IB + ib第第 9 章章 基本放大電路基本放大電路( (二二) )信號(hào)放大過程信號(hào)放大過程靜態(tài)：未加輸入信號(hào)時(shí)放大器的工作狀態(tài)。靜態(tài)：未加輸入信號(hào)時(shí)放大器的工作狀態(tài)。 動(dòng)態(tài)：加上輸入信號(hào)時(shí)放大器的工作狀態(tài)。動(dòng)態(tài)：加上輸入信號(hào)時(shí)放大器的工作狀態(tài)。下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回上一節(jié)上一節(jié) uCE = UCC iC RC uo

7、 0uBE = UBE+ uiuCE = UCE+ uo第第 9 章章 基本放大電路基本放大電路分析與思考分析與思考下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回上一節(jié)上一節(jié)C1位置位置PNP型型Ucc；C極性極性第第 9 章章 基本放大電路基本放大電路下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回上一節(jié)上一節(jié)C1極性極性第第 9 章章 基本放大電路基本放大電路9.2 放大電路的靜態(tài)分析放大電路的靜態(tài)分析( (一一) )靜態(tài)工作點(diǎn)的確定靜態(tài)工作點(diǎn)的確定(1)(1)圖解法圖解法 靜態(tài)工作點(diǎn)：在晶體三極管輸入、輸出特性上所靜態(tài)工作點(diǎn)：在晶體三極管輸入、輸出特性上所對(duì)應(yīng)的工作點(diǎn)對(duì)應(yīng)的工作點(diǎn) Q (

8、(I IB、IC、UCE ) )。由電路結(jié)構(gòu)由電路結(jié)構(gòu) IB Q輸入特性輸入特性由由IB值值 一條曲線一條曲線輸出特性輸出特性下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回上一節(jié)上一節(jié)直流負(fù)載線（直流負(fù)載線（UCEUCCICRC)相交相交 Q 第第 9 章章 基本放大電路基本放大電路(2)(2)估算法估算法下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回上一節(jié)上一節(jié)BBECCB RUUI BCCBRUI BC II 當(dāng)當(dāng)UBE IB 通常?。和ǔＨ。?I2（510 ）IB故故B 點(diǎn)電位基本被固定。點(diǎn)電位基本被固定。2B1B2BCCBRRRUU 下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回上一節(jié)

9、上一節(jié) 共射放大電路共射放大電路( (一一) )共射放大電路共射放大電路第第 9 章章 基本放大電路基本放大電路(2)(2)靜態(tài)分析靜態(tài)分析下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回上一節(jié)上一節(jié)i 共射放大電路的直流通路共射放大電路的直流通路CC2B1B2BURRRUB EBEBERUUIIC CBII )(ECCCCCERRIUU 第第 9 章章 基本放大電路基本放大電路(3)(3)動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回上一節(jié)上一節(jié)第第 9 章章 基本放大電路基本放大電路 LcoRIU Lb RI rbeRBRCRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSi

10、UiIbIcIoUbISEeIREEebebiRIrIU Ebbeb) 1 (RIrI 若去掉電容若去掉電容CE：EbeLio) 1(RrRUUAu Ebeib)1 (RrUI EbeBbBiiiii)1 (/RrRIRUUIUr CCCCSCOCoRIRIIUr LCL/ RRR 下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回上一節(jié)上一節(jié))1(/EbeB2B1RrRR 第第 9 章章 基本放大電路基本放大電路無旁路電容無旁路電容CE有旁路電容有旁路電容CEEbeL) 1(RrRAu Au減小減小beLrRAu EbeB2B1i)1 (R/R/Rrr CoRr beBir/Rr CoRr ri

11、 提高提高ro不變不變分壓式偏置電路分壓式偏置電路下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回上一節(jié)上一節(jié)第第 9 章章 基本放大電路基本放大電路例例 電路如圖所示，求：電路如圖所示，求：(1) 放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)；放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)；(2) 畫出放畫出放大器的微變等效電路大器的微變等效電路 (有有CE、無、無CE )；(3) 放大器的電壓放大倍放大器的電壓放大倍數(shù)數(shù) Au (有有CE、無、無CE)；(4) 放大器的輸入、輸出放大器的輸入、輸出電阻（有電阻（有CE、無、無CE）；（）；（5）若測得輸出波形為）若測得輸出波形為 判斷放大器出現(xiàn)的是何種失真，如何消除失真？（判斷放大器出現(xiàn)的是何種

12、失真，如何消除失真？（6）若輸入）若輸入信號(hào)為信號(hào)為 ，輸出正常波形，則，輸出正常波形，則UO多大？多大？+_+UCCRERCCEIEICIBRB1RB2uouiRL3.3k180k20k1.3k3.3k20V解解（1）V2CC2B1B2BB URRRUmA1EBEBE RUUIV15.4EECCCCCE RIRIUUA20mA0.021EB IImA1BC II tuoO下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回上一節(jié)上一節(jié)mV3140sin210itu =50，硅管，硅管第第 9 章章 基本放大電路基本放大電路（2）+_RB1RB2RCRLrbeuiuoicib ibii有有CE：+_

13、RB1RB2RCRLrbeuiuoicib ibiiRE無無CE：下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回上一節(jié)上一節(jié)第第 9 章章 基本放大電路基本放大電路（3 3）152626200Cbe Irk1.65/LCL RRR541.5261.6550beLu rRARB2uo+_RB1RCRLrbeuiicib ibii下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回上一節(jié)上一節(jié)無無CE：icibii+_RB1RB2RCRLrbeuiuo ibRE2 . 1)1(EbeLu RrRA 有有CE：第第 9 章章 基本放大電路基本放大電路（4 4）有有CE：+_RB1RB2RCRLrbeuiu

14、oicib ibii無無CE：icibii+_RB1RB2RCRLrbeuiuo ibRE下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回上一節(jié)上一節(jié) k5 . 1/bebeB2B1irrRRr k3 . 3CoRr k2 .14)1 (/EbeB2B1iRrRRr k3 . 3CoRr第第 9 章章 基本放大電路基本放大電路+_+UCCRERCCEIEICIBRB2RB1uouiRL3.3k180k20k1.3k3.3k20V 若要消除失真必須改若要消除失真必須改變變RB1與與RB2的比例，適當(dāng)?shù)谋壤m當(dāng)抬高放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)，抬高放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)，如：適當(dāng)調(diào)節(jié)如：適當(dāng)調(diào)節(jié)RB1使其使其變

15、變小，小，則抬高了則抬高了IB。（5）因?yàn)楣采錁O單級(jí)放大器的）因?yàn)楣采錁O單級(jí)放大器的 uo 與與 ui 反相，據(jù)反相，據(jù) uo 的波形的波形可以判斷出可以判斷出 ui的波形為的波形為 因此可以判斷出由于放大因此可以判斷出由于放大器的器的靜態(tài)工作點(diǎn)太低靜態(tài)工作點(diǎn)太低，在，在 ui 的前半個(gè)周期當(dāng)?shù)那鞍雮€(gè)周期當(dāng) ui UBE 時(shí)，三時(shí)，三極管發(fā)生了截止，使極管發(fā)生了截止，使 uo 失真，因此該失真為截止失真。失真，因此該失真為截止失真。 ui to下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回上一節(jié)上一節(jié)（6 6）54oiu UUAmV5401054uo iUAU第第 9 章章 基本放大電路基本放

16、大電路（二）共集放大電路（二）共集放大電路(1) (1) 電路組成電路組成下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回上一節(jié)上一節(jié)+_+UCCRERBuouiC1C2 因?qū)涣餍盘?hào)而言，集電極是輸入與輸出回因?qū)涣餍盘?hào)而言，集電極是輸入與輸出回路的公共端，所以是路的公共端，所以是共集電極放大電路共集電極放大電路。 因從發(fā)射極輸出，所以稱射極輸出器。因從發(fā)射極輸出，所以稱射極輸出器。第第 9 章章 基本放大電路基本放大電路(2) (2) 靜態(tài)分析靜態(tài)分析下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回上一節(jié)上一節(jié)EBBECCB)1 (RRUUI BCII EBCCEECCCE)1(RIURIUU

17、 第第 9 章章 基本放大電路基本放大電路(3) (3) 動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回上一節(jié)上一節(jié)第第 9 章章 基本放大電路基本放大電路（三）共基放大電路（三）共基放大電路(1) (1) 靜態(tài)分析靜態(tài)分析下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回上一節(jié)上一節(jié)共基放大電路及直流通路共基放大電路及直流通路CC2B1B2BURRRUB EBEBERUUIIC CBII )(ECCCCCERRIUU 第第 9 章章 基本放大電路基本放大電路(2) (2) 動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回上一節(jié)上一節(jié)共基放大電路的交流通路及微變等效電

18、路共基放大電路的交流通路及微變等效電路第第 9 章章 基本放大電路基本放大電路9.5 場效晶體管基本放大電路場效晶體管基本放大電路（一）增強(qiáng)型（一）增強(qiáng)型 MOS 管共源放大電路管共源放大電路(1)(1)靜態(tài)靜態(tài)下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回上一節(jié)上一節(jié)分壓偏置共源放大電路分壓偏置共源放大電路第第 9 章章 基本放大電路基本放大電路(2) 動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回上一節(jié)上一節(jié)分壓偏置共源放大電路分壓偏置共源放大電路第第 9 章章 基本放大電路基本放大電路（二）耗盡型（二）耗盡型 MOS 管共源放大電路管共源放大電路 可采用分壓偏置放大電路可采用分壓

19、偏置放大電路, ,也可采用自給也可采用自給柵偏壓放大電路。柵偏壓放大電路。+_+UDDRSRGuouiRDC2C1SDG電路特點(diǎn)電路特點(diǎn): : (a) UGS(off) 0 (b) 當(dāng)當(dāng)加有加有 UDD ISISRS = UGS 自給柵偏壓。自給柵偏壓。下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回上一節(jié)上一節(jié)自給偏置共源放大電路自給偏置共源放大電路第第 9 章章 基本放大電路基本放大電路9.6 多級(jí)放大電路多級(jí)放大電路（一）多級(jí)放大電路（一）多級(jí)放大電路+_RE1RCRB1RB2ui_+UCCRB3uoRE2直接耦合直接耦合下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回上一節(jié)上一節(jié)+_RE1

20、RCRB1RB2ui+_+UCCRB3uo+RE2+阻容耦合阻容耦合第第 9 章章 基本放大電路基本放大電路（三）動(dòng)態(tài)（三）動(dòng)態(tài)(1)(1)電壓放大倍數(shù)：電壓放大倍數(shù)：2u1uuAAA 注：注：1o2S2i1L,rRrR (2)(2)輸入電阻：輸入電阻：1iirr (3)(3)輸出電阻：輸出電阻：2oorr 阻容耦合多級(jí)放大器只能放大交流信號(hào)阻容耦合多級(jí)放大器只能放大交流信號(hào) 直接耦合多級(jí)放大器可放大交、直流信號(hào)，但存在著直接耦合多級(jí)放大器可放大交、直流信號(hào)，但存在著“零零點(diǎn)漂移點(diǎn)漂移”。尤其第一級(jí)的。尤其第一級(jí)的“零漂零漂”可被逐級(jí)放大，致使放可被逐級(jí)放大，致使放大器無法區(qū)分信號(hào)電壓和漂移電

21、壓而不能正常放大。大器無法區(qū)分信號(hào)電壓和漂移電壓而不能正常放大。注：注：下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回上一節(jié)上一節(jié)（二）靜態(tài)（二）靜態(tài)阻容耦合式：阻容耦合式：由于耦合電容的隔直作用，各級(jí)有由于耦合電容的隔直作用，各級(jí)有各自獨(dú)立各自獨(dú)立 的靜態(tài)工作點(diǎn)的靜態(tài)工作點(diǎn)，可分別按前述方法求解。，可分別按前述方法求解。直接耦合式：直接耦合式：由于前后級(jí)直接相連，故前后級(jí)的由于前后級(jí)直接相連，故前后級(jí)的工作點(diǎn)相工作點(diǎn)相 互制約互制約，必須配合妥當(dāng)，不能獨(dú)立求解各級(jí)，必須配合妥當(dāng)，不能獨(dú)立求解各級(jí) 靜態(tài)工作點(diǎn)。靜態(tài)工作點(diǎn)。第第 9 章章 基本放大電路基本放大電路 一兩極放大電路，已知晶體管的一

22、兩極放大電路，已知晶體管的 1 = 40， 2 = 50，rbe1 = 1.7 k， rbe2= 1.1 k，RB1 = 56 k，RE1 = 5.6 k，RB2= 20 k，RB3 = 10 k，RC = 3 k，RE2 = 1.5 k。求該放大電路的總電壓放大倍數(shù)，輸入電阻和輸出電阻。求該放大電路的總電壓放大倍數(shù)，輸入電阻和輸出電阻。例例下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回上一節(jié)上一節(jié)第第 9 章章 基本放大電路基本放大電路解：解： 第一級(jí)放大電路為共集放大電路，因此電壓放大倍數(shù)：第一級(jí)放大電路為共集放大電路，因此電壓放大倍數(shù)：O1L1be1Li(1)1(1)uURArRU 第二

23、級(jí)放大電路為共射放大電路：第二級(jí)放大電路為共射放大電路：C22be2350136.361.1uRAr 總電壓放大倍數(shù)：總電壓放大倍數(shù)：12136.36uuuAAA 第二級(jí)的輸入電阻：第二級(jí)的輸入電阻：i2B2B3be2/20 / 10 / 1.1 k0.94 krRRr 第一級(jí)總負(fù)載電阻：第一級(jí)總負(fù)載電阻：L1i2E1/5.6 / 0.94 k0.8 kRRr 下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回上一節(jié)上一節(jié)第第 9 章章 基本放大電路基本放大電路放大電路的輸入電阻：放大電路的輸入電阻：ii1B1be11L1/ (1)56 / 1.7(140) 0.8 k21.35 krrRrR 放

24、大電路的輸入電阻：放大電路的輸入電阻：OO2C3 krrR 下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回上一節(jié)上一節(jié)第第 9 章章 基本放大電路基本放大電路9.10 差分放大電路差分放大電路( (一一) ) 工作原理工作原理(1)(1)靜態(tài)靜態(tài) 抑制零漂原理：抑制零漂原理：(a) 靠電路的對(duì)稱性；靠電路的對(duì)稱性； (b) 靠靠RE 的負(fù)反饋?zhàn)饔?。的?fù)反饋?zhàn)饔?。溫度溫?IC1 IC2 2 IE URE UBE1 UBE2 IB1 IB2 IC1 IC2 (c) 為了增大抑制零漂的效果可用恒流源代替為了增大抑制零漂的效果可用恒流源代替 RE （恒流源的直流電阻（恒流源的直流電阻 R 小，交流電

25、阻小，交流電阻 r 大）。大）。下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回上一節(jié)上一節(jié)第第 9 章章 基本放大電路基本放大電路(2) 動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回上一節(jié)上一節(jié)實(shí)用差分放大電路實(shí)用差分放大電路第第 9 章章 基本放大電路基本放大電路(a(a）共模電壓放大倍數(shù)：）共模電壓放大倍數(shù)：0C A+UCC_REuouiR+_ui1ui2R+(b(b）差模電壓放大倍數(shù)：）差模電壓放大倍數(shù)：1i2i1ii2 uuuu ie1 = ie2(c)(c)輸入輸出電阻：輸入輸出電阻：Cobei2,2Rrrr (d(d）共模抑制比：）共模抑制比：CdCMRRAAK CMRRK（理想狀態(tài)理想狀態(tài)）02e1ee iiiRE 上無交流信號(hào)壓降上無交流信號(hào)壓降對(duì)交流信號(hào)相當(dāng)于短路對(duì)交流信號(hào)相當(dāng)于短路差模放大倍數(shù)差模放大倍數(shù)：)21/(LCLRRR 下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回上一節(jié)上一節(jié)beLi2o1i2o1id22rRUUUUUUAo 第第 9 章章 基本放大電路基本放大電路( (二二) ) 輸入輸出方式輸入輸出方式下一節(jié)下一節(jié)