基本放大電路

1、12第二章第二章 基本放大電路基本放大電路2.1 半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管2.2 三極管的型號(hào)與檢測(cè)三極管的型號(hào)與檢測(cè)2.3 放大電路的基礎(chǔ)放大電路的基礎(chǔ)2.4 共射基本放大電路共射基本放大電路2.5 放大電路的分析方法放大電路的分析方法2.6 微變等效電路微變等效電路2.7 靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定電路靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定電路2.8 共集極電路與共基極電路共集極電路與共基極電路2.9放大電路三種組態(tài)基本比較放大電路三種組態(tài)基本比較32.1.1 三極管的結(jié)構(gòu)、分類(lèi)和符號(hào)三極管的結(jié)構(gòu)、分類(lèi)和符號(hào)BECNNP基極基極發(fā)射極發(fā)射極集電極集電極NPN型型PNP集電極集電極基極基極發(fā)射極發(fā)射極BCEPNP型型2.1 半

2、導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管4BECNNP基極基極發(fā)射極發(fā)射極集電極集電極基區(qū)：較薄，基區(qū)：較薄，摻雜濃度低摻雜濃度低集電區(qū)：集電區(qū)：面積較大面積較大發(fā)射區(qū)：摻發(fā)射區(qū)：摻雜濃度較高雜濃度較高5BECNNP基極基極發(fā)射極發(fā)射極集電極集電極發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)集電結(jié)集電結(jié)62.1.2 三極管的電流放大作用三極管的電流放大作用BECNNPEBRBECIE基區(qū)空穴基區(qū)空穴向發(fā)射區(qū)向發(fā)射區(qū)的擴(kuò)散可的擴(kuò)散可忽略。忽略。IBE進(jìn)入進(jìn)入P區(qū)的電子區(qū)的電子少部分與基區(qū)的少部分與基區(qū)的空穴復(fù)合，形成空穴復(fù)合，形成電流電流IBE ，多數(shù)，多數(shù)擴(kuò)散到集電結(jié)。擴(kuò)散到集電結(jié)。發(fā)射結(jié)正發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)射偏，發(fā)射區(qū)電子不區(qū)電子不斷向基區(qū)斷向

3、基區(qū)擴(kuò)散，形擴(kuò)散，形成發(fā)射極成發(fā)射極電流電流IE。7BECNNPEBRBECIE集電結(jié)反偏，集電結(jié)反偏，有少子形成的有少子形成的反向電流反向電流ICBO。ICBOIC=ICE+ICBO ICEIBEICE從基區(qū)擴(kuò)從基區(qū)擴(kuò)散來(lái)的電散來(lái)的電子作為集子作為集電結(jié)的少電結(jié)的少子，漂移子，漂移進(jìn)入集電進(jìn)入集電結(jié)而被收結(jié)而被收集，形成集，形成ICE。8IB=IBE-ICBO IBEIBBECNNPEBRBECIEICBOICEIC=ICE+ICBO ICEIBE9ICE與與IBE之比稱為電流放大倍數(shù)之比稱為電流放大倍數(shù)要使三極管能放大電流，必須使發(fā)射結(jié)正要使三極管能放大電流，必須使發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。

4、偏，集電結(jié)反偏。BCCBOBCBOCBECEIIIIIIII10BECIBIEICNPN型三極管型三極管BECIBIEICPNP型三極管型三極管112.1.3 三極管的共射特性曲線三極管的共射特性曲線ICmA AVVUCEUBERBIBECEB 實(shí)驗(yàn)線路實(shí)驗(yàn)線路12一、一、輸入特性輸入特性UCE 1VIB( A)UBE(V)204060800.40.8工作壓降：工作壓降： 硅管硅管UBE 0.60.7V,鍺鍺管管UBE 0.20.3V。UCE=0VUCE =0.5V 死區(qū)電死區(qū)電壓，硅管壓，硅管0.5V，鍺，鍺管管0.2V。13二、二、輸出特性輸出特性IC(mA )1234UCE(V)3691

5、2IB=020 A40 A60 A80 A100 A此區(qū)域滿此區(qū)域滿足足IC= IB稱為線性稱為線性區(qū)（放大區(qū)（放大區(qū)）。區(qū)）。當(dāng)當(dāng)UCE大于一大于一定的數(shù)值時(shí)，定的數(shù)值時(shí)，IC只與只與IB有關(guān)，有關(guān)，IC= IB。14IC(mA )1234UCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A100 A此區(qū)域中此區(qū)域中UCE UBE,集電結(jié)正偏，集電結(jié)正偏， IBIC，UCE 0.3V稱為飽和區(qū)。稱為飽和區(qū)。15IC(mA )1234UCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A100 A此區(qū)域中此區(qū)域中 : IB=0,IC=ICEO,UBEIC，UCE 0.3V (

6、3) 截止區(qū)：截止區(qū)： UBE 死區(qū)電壓，死區(qū)電壓， IB=0 ， IC=ICEO 0 17例：例： =50， USC =12V， RB =70k ， RC =6k 當(dāng)當(dāng)USB = -2V，2V，5V時(shí)，時(shí)，晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)Q位位于哪個(gè)區(qū)？于哪個(gè)區(qū)？當(dāng)當(dāng)USB =-2V時(shí)：時(shí)：ICUCEIBUSCRBUSBCBERCUBEmA2612maxCSCCRUIIB=0 ， IC=0IC最大飽和電流：最大飽和電流：Q位于截止區(qū)位于截止區(qū) 18例：例： =50， USC =12V， RB =70k ， RC =6k 當(dāng)當(dāng)USB = -2V，2V，5V時(shí)，時(shí)，晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)晶體管的

7、靜態(tài)工作點(diǎn)Q位位于哪個(gè)區(qū)？于哪個(gè)區(qū)？IC ICmax (=2mA) ， Q位于放大區(qū)位于放大區(qū)。ICUCEIBUSCRBUSBCBERCUBEUSB =2V時(shí)：時(shí)：9mA01070702.RUUIBBESBB0.95mA9mA01050.IIBC19USB =5V時(shí)時(shí):例：例： =50， USC =12V， RB =70k ， RC =6k 當(dāng)當(dāng)USB = -2V，2V，5V時(shí)，時(shí)，晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)Q位位于哪個(gè)區(qū)？于哪個(gè)區(qū)？ICUCEIBUSCRBUSBCBERCUBEQ 位于飽和區(qū)，此時(shí)位于飽和區(qū)，此時(shí)IC 和和IB 已不是已不是 倍的關(guān)系。倍的關(guān)系。mA06107070

8、5.RUUIBBESBBcmaxBI.I5m03mA061050mA2cmaxcII20前面的電路中，三極管的發(fā)射極是輸入輸出的前面的電路中，三極管的發(fā)射極是輸入輸出的公共點(diǎn)，稱為共射接法，相應(yīng)地還有共基、共公共點(diǎn)，稱為共射接法，相應(yīng)地還有共基、共集接法。集接法。共射共射直流電流放大倍數(shù)直流電流放大倍數(shù)：BCII_工作于動(dòng)態(tài)的三極管，真正的信號(hào)是疊加在工作于動(dòng)態(tài)的三極管，真正的信號(hào)是疊加在直流上的交流信號(hào)。基極電流的變化量為直流上的交流信號(hào)?；鶚O電流的變化量為 IB，相應(yīng)的集電極電流變化為相應(yīng)的集電極電流變化為 IC，則則交流電流放交流電流放大倍數(shù)大倍數(shù)為：為：BIIC1. 電流放大倍數(shù)電流放

9、大倍數(shù)和和 _2.1.4 三極管的主要參數(shù)及其溫度影響三極管的主要參數(shù)及其溫度影響21例：例：UCE=6V時(shí)時(shí)：IB = 40 A, IC =1.5 mA； IB = 60 A, IC =2.3 mA。5 .3704. 05 . 1_BCII4004. 006. 05 . 13 . 2BCII在以后的計(jì)算中，一般作近似處理：在以后的計(jì)算中，一般作近似處理： =222.集集- -基極反向截止電流基極反向截止電流ICBO AICBOICBO是集是集電結(jié)反偏電結(jié)反偏由少子的由少子的漂移形成漂移形成的反向電的反向電流，受溫流，受溫度的變化度的變化影響。影響。23BECNNPICBOICEO= IBE+

10、ICBO IBE IBEICBO進(jìn)入進(jìn)入N區(qū)，形成區(qū)，形成IBE。根據(jù)放大關(guān)系，根據(jù)放大關(guān)系，由于由于IBE的存的存在，必有電流在，必有電流 IBE。集電結(jié)反集電結(jié)反偏有偏有ICBO3. 集集- -射極反向截止電流射極反向截止電流ICEOICEO受溫度影響受溫度影響很大，當(dāng)溫度上很大，當(dāng)溫度上升時(shí)，升時(shí)，ICEO增加增加很快，所以很快，所以IC也也相應(yīng)增加。相應(yīng)增加。三極三極管的溫度特性較管的溫度特性較差差。244.集電極最大電流集電極最大電流ICM集電極電流集電極電流IC上升會(huì)導(dǎo)致三極管的上升會(huì)導(dǎo)致三極管的 值的下降，值的下降，當(dāng)當(dāng) 值下降到正常值的三分之二時(shí)的集電極電值下降到正常值的三分之

11、二時(shí)的集電極電流即為流即為ICM。5.集集-射極反向擊穿電壓射極反向擊穿電壓當(dāng)集當(dāng)集-射極之間的電壓射極之間的電壓UCE超過(guò)一定的數(shù)值超過(guò)一定的數(shù)值時(shí)，三極管就會(huì)被擊穿。手冊(cè)上給出的數(shù)值是時(shí)，三極管就會(huì)被擊穿。手冊(cè)上給出的數(shù)值是25 C、基極開(kāi)路時(shí)的擊穿電壓基極開(kāi)路時(shí)的擊穿電壓U(BR)CEO。256. 集電極最大允許功耗集電極最大允許功耗PCM 集電極電流集電極電流IC 流過(guò)三極管，流過(guò)三極管， 所發(fā)出的焦耳所發(fā)出的焦耳 熱為：熱為：PC =ICUCE 必定導(dǎo)致結(jié)溫必定導(dǎo)致結(jié)溫 上升，所以上升，所以PC 有限制。有限制。PC PCMICUCEICUCE=PCMICMU(BR)CEO安全工作區(qū)

12、安全工作區(qū)26 2.3 放大電路基礎(chǔ)放大電路基礎(chǔ)2.3.1 放大電路的概念放大電路的概念電子學(xué)中放大的目的是將微弱的電子學(xué)中放大的目的是將微弱的變化信號(hào)變化信號(hào)放大放大成較大的信號(hào)。這里所講的主要是電壓放大電路。成較大的信號(hào)。這里所講的主要是電壓放大電路。電壓放大電路可以用有輸入口和輸出口的四電壓放大電路可以用有輸入口和輸出口的四端網(wǎng)絡(luò)表示，如圖：端網(wǎng)絡(luò)表示，如圖：uiuoAu272.3.2 放大電路的主要性能指標(biāo)放大電路的主要性能指標(biāo)一、電壓放大倍數(shù)一、電壓放大倍數(shù)AuiouUUA |Ui 和和Uo 分別是輸入和輸出電壓分別是輸入和輸出電壓的有效值。的有效值。uiuoAuiouUUAAu是復(fù)

13、數(shù)，反映了輸出和輸入的是復(fù)數(shù)，反映了輸出和輸入的幅值比與相位差。幅值比與相位差。28二、輸入電阻二、輸入電阻ri放大電路一定要有前級(jí)（信號(hào)源）為其提供信號(hào)，放大電路一定要有前級(jí)（信號(hào)源）為其提供信號(hào)，那么就要從信號(hào)源取電流。那么就要從信號(hào)源取電流。輸入電阻輸入電阻是衡量放大是衡量放大電路從其前級(jí)取電流大小的參數(shù)。輸入電阻越大，電路從其前級(jí)取電流大小的參數(shù)。輸入電阻越大，從其前級(jí)取得的電流越小，對(duì)前級(jí)的影響越小。從其前級(jí)取得的電流越小，對(duì)前級(jí)的影響越小。AuUSiiiIUr定義：定義：即：即：ri越大，越大，Ii 就越小，就越小，ui就越接近就越接近uSiIiU29三、輸出電阻三、輸出電阻roA

14、uUS放大電路對(duì)其放大電路對(duì)其負(fù)載負(fù)載而言，相當(dāng)于信號(hào)源，我們而言，相當(dāng)于信號(hào)源，我們可以將它等效為戴維南等效電路，這個(gè)戴維南可以將它等效為戴維南等效電路，這個(gè)戴維南等效電路的內(nèi)阻就是輸出電阻。等效電路的內(nèi)阻就是輸出電阻。roUS30如何確定電路的輸出電阻如何確定電路的輸出電阻ro ？步驟：步驟：1. 所有的電源置零所有的電源置零 (將獨(dú)立源置零，保留受控源將獨(dú)立源置零，保留受控源)。2. 加壓求流法。加壓求流法。IUro方法一：方法一：計(jì)算。計(jì)算。UI31方法二：方法二：測(cè)量。測(cè)量。Uo1. 測(cè)量開(kāi)路電壓。測(cè)量開(kāi)路電壓。roUs2. 測(cè)量接入負(fù)載后的輸出電壓。測(cè)量接入負(fù)載后的輸出電壓。Loo

15、oR)UU(r1roUsRLUo步驟：步驟：3. 計(jì)算。計(jì)算。32四、通頻帶四、通頻帶fAuAum0.7AumfL下限截下限截止頻率止頻率fH上限截上限截止頻率止頻率通頻帶：通頻帶：fbw=fHfL放大倍數(shù)隨頻率變化放大倍數(shù)隨頻率變化曲線曲線幅頻特性曲幅頻特性曲線線33符號(hào)規(guī)定符號(hào)規(guī)定UA大寫(xiě)字母、大寫(xiě)下標(biāo)，表示直流量。大寫(xiě)字母、大寫(xiě)下標(biāo)，表示直流量。uA小寫(xiě)字母、大寫(xiě)下標(biāo)，表示全量。小寫(xiě)字母、大寫(xiě)下標(biāo)，表示全量。ua小寫(xiě)字母、小寫(xiě)下標(biāo)，表示交流分量。小寫(xiě)字母、小寫(xiě)下標(biāo)，表示交流分量。uAua全量全量交流分量交流分量tUA直流分量直流分量 34 2.4 共射基本放大電路共射基本放大電路三極管放

16、三極管放大電路有大電路有三種形式三種形式共射放大器共射放大器共基放大器共基放大器共集放大器共集放大器以共射放以共射放大器為例大器為例講解工作講解工作原理原理352.4.1 共射放大電路的基本組成共射放大電路的基本組成放大元件放大元件iC= iB，工作在放大區(qū)，工作在放大區(qū)，要保證集電結(jié)反要保證集電結(jié)反偏，發(fā)射結(jié)正偏。偏，發(fā)射結(jié)正偏。uiuo輸入輸入輸出輸出參考點(diǎn)參考點(diǎn)RB+ECEBRCC1C2T36作用：作用：使發(fā)射使發(fā)射結(jié)正偏，并提結(jié)正偏，并提供適當(dāng)?shù)撵o態(tài)供適當(dāng)?shù)撵o態(tài)工作點(diǎn)。工作點(diǎn)?；鶚O電源與基極電源與基極電阻基極電阻RB+ECEBRCC1C2T37集電極電源，集電極電源，為電路提供能為電路

17、提供能量。并保證集量。并保證集電結(jié)反偏。電結(jié)反偏。RB+ECEBRCC1C2T38集電極電阻，集電極電阻，將變化的電流將變化的電流轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓霓D(zhuǎn)變?yōu)樽兓碾妷骸ｋ妷?。RB+ECEBRCC1C2T39耦合電容：耦合電容：電解電容，有極性。電解電容，有極性。大小為大小為10 F50 F作用：作用：隔離隔離輸入輸出與輸入輸出與電路直流的電路直流的聯(lián)系，同時(shí)聯(lián)系，同時(shí)能使信號(hào)順能使信號(hào)順利輸入輸出。利輸入輸出。RB+ECEBRCC1C2T40可以省去可以省去電路改進(jìn)：采用單電源供電電路改進(jìn)：采用單電源供電RB+ECEBRCC1C2T41單電源供電電路單電源供電電路+ECRCC1C2TRB422.4.2

18、 工作原理工作原理ui=0時(shí)時(shí)由于電源的由于電源的存在存在IB 0IC 0IBQICQIEQ=IBQ+ICQ一、靜態(tài)工作點(diǎn)一、靜態(tài)工作點(diǎn)RB+ECRCC1C2T43IBQICQUBEQUCEQ( ICQ,UCEQ )(IBQ,UBEQ)RB+ECRCC1C2T44(IBQ,UBEQ) 和和( ICQ,UCEQ )分別對(duì)應(yīng)于輸入輸出分別對(duì)應(yīng)于輸入輸出特性曲線上的一個(gè)點(diǎn)稱為靜態(tài)工作點(diǎn)。特性曲線上的一個(gè)點(diǎn)稱為靜態(tài)工作點(diǎn)。IBUBEQIBQUBEQICUCEQUCEQICQ45IBUBEQICUCEuCE怎么變化怎么變化假設(shè)假設(shè)uBE有一微小的變化有一微小的變化ibtibtictuit46uCE的變化

19、沿一的變化沿一條直線條直線uce相位如何相位如何uce與與ui反相！反相！ICUCEictucet47各點(diǎn)波形各點(diǎn)波形RB+ECRCC1C2uitiBtiCtuCtuotuiiCuCuoiB48實(shí)現(xiàn)放大的條件實(shí)現(xiàn)放大的條件1. 晶體管必須偏置在放大區(qū)。發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)晶體管必須偏置在放大區(qū)。發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。反偏。2. 正確設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)，使整個(gè)波形處于放大區(qū)。正確設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)，使整個(gè)波形處于放大區(qū)。3. 輸入回路將變化的電壓轉(zhuǎn)化成變化的基極電流。輸入回路將變化的電壓轉(zhuǎn)化成變化的基極電流。4. 輸出回路將變化的集電極電流轉(zhuǎn)化成變化的集電輸出回路將變化的集電極電流轉(zhuǎn)化成變化的集電極電壓

20、，經(jīng)電容濾波只輸出交流信號(hào)。極電壓，經(jīng)電容濾波只輸出交流信號(hào)。49如何判斷一個(gè)電路是否能實(shí)現(xiàn)放大？如何判斷一個(gè)電路是否能實(shí)現(xiàn)放大？3. 晶體管必須偏置在放大區(qū)。發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)晶體管必須偏置在放大區(qū)。發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。反偏。4. 正確設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)，使整個(gè)波形處于放大區(qū)。正確設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)，使整個(gè)波形處于放大區(qū)。如果已給定電路的參數(shù)，則計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)來(lái)如果已給定電路的參數(shù)，則計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)來(lái)判斷；如果未給定電路的參數(shù)，則假定參數(shù)設(shè)判斷；如果未給定電路的參數(shù)，則假定參數(shù)設(shè)置正確置正確。1. 信號(hào)能否輸入到放大電路中。信號(hào)能否輸入到放大電路中。2. 信號(hào)能否輸出。信號(hào)能否輸出。 與實(shí)現(xiàn)放大

21、的條件相對(duì)應(yīng)，判斷的過(guò)程如下：與實(shí)現(xiàn)放大的條件相對(duì)應(yīng)，判斷的過(guò)程如下：502.5 放大電路的分析方法放大電路的分析方法放大放大電路電路分析分析靜態(tài)分析靜態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析估算法估算法圖解法圖解法微變等效電微變等效電路法路法圖解法圖解法計(jì)算機(jī)仿真計(jì)算機(jī)仿真51直流通道和交流通道直流通道和交流通道 放大電路中各點(diǎn)的電壓或電流都是在靜態(tài)直放大電路中各點(diǎn)的電壓或電流都是在靜態(tài)直流上附加了小的交流信號(hào)。流上附加了小的交流信號(hào)。但是，電容對(duì)交、直流的作用不同。如果電但是，電容對(duì)交、直流的作用不同。如果電容容量足夠大，可以認(rèn)為它對(duì)交流不起作用，即容容量足夠大，可以認(rèn)為它對(duì)交流不起作用，即對(duì)交流短路。而對(duì)

22、直流可以看成開(kāi)路，這樣，交對(duì)交流短路。而對(duì)直流可以看成開(kāi)路，這樣，交直流所走的通道是不同的。直流所走的通道是不同的。交流通道：交流通道：只考慮交流信號(hào)的分電路。只考慮交流信號(hào)的分電路。直流通道：直流通道：只考慮直流信號(hào)的分電路。只考慮直流信號(hào)的分電路。信號(hào)的不同分量可以分別在不同的通道分析。信號(hào)的不同分量可以分別在不同的通道分析。52例：例：對(duì)直流信號(hào)（只有對(duì)直流信號(hào)（只有+EC）開(kāi)路開(kāi)路開(kāi)路開(kāi)路RB+ECRCC1C2T直流通道直流通道RB+ECRC53對(duì)交流信號(hào)對(duì)交流信號(hào)(輸入信號(hào)輸入信號(hào)ui)短路短路短路短路置零置零RB+ECRCC1C2TRBRCRLuiuo交流通路交流通路54一、直流負(fù)

23、載線一、直流負(fù)載線ICUCEUCEIC滿足什么關(guān)系？滿足什么關(guān)系？1. 三極管的輸出特性。三極管的輸出特性。2. UCE=ECICRC 。ICUCEECCCREQ直流直流負(fù)載線負(fù)載線與輸出與輸出特性的特性的交點(diǎn)就交點(diǎn)就是是Q點(diǎn)點(diǎn)IB直流通道直流通道RB+ECRC2.5.1 共射基本放大電路的靜態(tài)分析共射基本放大電路的靜態(tài)分析55二、交流負(fù)載線二、交流負(fù)載線icLcecRui1其中：其中：CLLRRR/uceRBRCRLuiuo交流通路交流通路56iC 和和 uCE是全量，與交流量是全量，與交流量ic和和uce有如下關(guān)系有如下關(guān)系CciiCEceuu所以：所以：LCECRui1即：交流信號(hào)的變化

24、沿著斜率為：即：交流信號(hào)的變化沿著斜率為：LR1的直線。的直線。這條直線通過(guò)這條直線通過(guò)Q點(diǎn)，稱為點(diǎn)，稱為交流負(fù)載線交流負(fù)載線。57交流負(fù)載線的作法交流負(fù)載線的作法ICUCEECCCREQIB過(guò)過(guò)Q點(diǎn)作一條直線，斜率為：點(diǎn)作一條直線，斜率為：LR1交流負(fù)載線交流負(fù)載線581.靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn)Q及其求法及其求法一、估算法一、估算法（1）根據(jù)直流通道估算）根據(jù)直流通道估算IBIBUBEBBECBRUEIBCRE7 . 0BCRERB稱為稱為偏置電阻偏置電阻，IB稱為稱為偏偏置電流置電流。+EC直流通道直流通道RBRC59（2）根據(jù)直流通道估算）根據(jù)直流通道估算UCE、IBICUCECEOBCI

25、IICCCCERIEUBI直流通道直流通道RBRC60二、圖解法二、圖解法先估算先估算 IB ，然后在輸出特性曲線上作出直，然后在輸出特性曲線上作出直流負(fù)載線，與流負(fù)載線，與 IB 對(duì)應(yīng)的輸出特性曲線與直流負(fù)對(duì)應(yīng)的輸出特性曲線與直流負(fù)載線的交點(diǎn)就是載線的交點(diǎn)就是Q點(diǎn)。點(diǎn)。ICUCEBBECBRUEIQCCREEC61例：例：用估算法計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)。用估算法計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)。已知：已知：EC=12V，RC=4k ，RB=300k ， =37.5。解：解：A40mA04. 030012BCBREImA51040537.IIIBBCV645 . 112CCCCCERIUU請(qǐng)注意電路中請(qǐng)注意電路中IB

26、和和IC 的數(shù)量級(jí)。的數(shù)量級(jí)。622.5.2 放大電路的動(dòng)態(tài)圖解分析放大電路的動(dòng)態(tài)圖解分析一、三極管的微變等效電路一、三極管的微變等效電路1. 輸入回路輸入回路iBuBE當(dāng)信號(hào)很小時(shí)，將輸入特性當(dāng)信號(hào)很小時(shí)，將輸入特性在小范圍內(nèi)近似線性。在小范圍內(nèi)近似線性。 uBE iBbbeBBEbeiuiur對(duì)輸入的小交流信號(hào)而言，對(duì)輸入的小交流信號(hào)而言，三極管相當(dāng)于電阻三極管相當(dāng)于電阻rbe。)mA()mV(26)1 ()(300EbeIrrbe的量級(jí)從幾百歐到幾千歐。的量級(jí)從幾百歐到幾千歐。對(duì)于小功率三極管：對(duì)于小功率三極管：632. 輸出回路輸出回路iCuCE)(bBcCCiIiIibBiI所以：所

27、以：bcii(1) 輸出端相當(dāng)于一個(gè)受輸出端相當(dāng)于一個(gè)受ib 控制控制的電流源。的電流源。近似平行近似平行(2) 考慮考慮 uCE對(duì)對(duì) iC的影響，輸出的影響，輸出端還要并聯(lián)一個(gè)大電阻端還要并聯(lián)一個(gè)大電阻rce。rce的含義的含義 iC uCEcceCCEceiuiur64ubeibuceicubeuceicrce很大，很大，一般忽略。一般忽略。rbe ibib rcerbe ibibbce等等效效cbe2.6 微變等效電路法微變等效電路法2.6.1 放大電路的動(dòng)態(tài)圖放大電路的動(dòng)態(tài)圖解分析解分析65將交流通道中的三極管用微變等效電路代替將交流通道中的三極管用微變等效電路代替:交流通路交流通路R

28、BRCRLuiuouirbe ibibiiicuoRBRCRL2.6.2放大電路的微變等效電路放大電路的微變等效電路66一、電壓放大倍數(shù)的計(jì)算一、電壓放大倍數(shù)的計(jì)算bebirIULboRIUbeLurRALCLRRR/特點(diǎn)：特點(diǎn)：負(fù)載電阻越小，放大倍數(shù)越小。負(fù)載電阻越小，放大倍數(shù)越小。rbeRBRCRLiUiIbIcIoUbI67二、輸入電阻的計(jì)算二、輸入電阻的計(jì)算對(duì)于為放大電路提供信號(hào)的信號(hào)源來(lái)說(shuō)，放大電對(duì)于為放大電路提供信號(hào)的信號(hào)源來(lái)說(shuō)，放大電路是負(fù)載，這個(gè)負(fù)載的大小可以用輸入電阻來(lái)表示。路是負(fù)載，這個(gè)負(fù)載的大小可以用輸入電阻來(lái)表示。輸入電阻的定義：輸入電阻的定義：iiiIUr是動(dòng)態(tài)電阻。

29、是動(dòng)態(tài)電阻。rbeRBRCRLiUiIbIcIoUbIbeBrR /beriiiIUr電路的輸入電阻越大，從信號(hào)源取得的電流越電路的輸入電阻越大，從信號(hào)源取得的電流越小，因此一般總是希望得到較大的的輸入電阻。小，因此一般總是希望得到較大的的輸入電阻。68三、輸出電阻的計(jì)算三、輸出電阻的計(jì)算對(duì)于負(fù)載而言，放大電路相當(dāng)于信號(hào)源，對(duì)于負(fù)載而言，放大電路相當(dāng)于信號(hào)源，可以將它進(jìn)行戴維南等效，戴維南等效電路的可以將它進(jìn)行戴維南等效，戴維南等效電路的內(nèi)阻就是輸出電阻。內(nèi)阻就是輸出電阻。計(jì)算輸出電阻的方法：計(jì)算輸出電阻的方法：(1) 所有電源置零，然后計(jì)算電阻（對(duì)有受控所有電源置零，然后計(jì)算電阻（對(duì)有受控源

30、的電路不適用）。源的電路不適用）。(2) 所有獨(dú)立電源置零，保留受控源，加壓求所有獨(dú)立電源置零，保留受控源，加壓求流法。流法。69CoooRIUr所以：所以：用加壓求流法求輸出電阻：用加壓求流法求輸出電阻：oUrbeRBRCiIbIcIbI00oI70失真分析失真分析在放大電路中，輸出信號(hào)應(yīng)該成比例地放大輸入在放大電路中，輸出信號(hào)應(yīng)該成比例地放大輸入信號(hào)（即線性放大）；如果兩者不成比例，則輸出信號(hào)（即線性放大）；如果兩者不成比例，則輸出信號(hào)不能反映輸入信號(hào)的情況，放大電路產(chǎn)生信號(hào)不能反映輸入信號(hào)的情況，放大電路產(chǎn)生非線非線性失真性失真。為了得到盡量大的輸出信號(hào)，要把為了得到盡量大的輸出信號(hào)，要

31、把Q設(shè)置在交流設(shè)置在交流負(fù)載線的中間部分。如果負(fù)載線的中間部分。如果Q設(shè)置不合適，信號(hào)進(jìn)入截設(shè)置不合適，信號(hào)進(jìn)入截止區(qū)或飽和區(qū)，則造成非線性失真。止區(qū)或飽和區(qū)，則造成非線性失真。下面將分析失真的原因。為簡(jiǎn)化分析，假設(shè)負(fù)載為下面將分析失真的原因。為簡(jiǎn)化分析，假設(shè)負(fù)載為空載空載(RL= )。71iCuCEuo可輸出的可輸出的最大不失最大不失真信號(hào)真信號(hào)選擇靜態(tài)工作點(diǎn)選擇靜態(tài)工作點(diǎn)ib72iCuCEuo1. Q點(diǎn)過(guò)低，信號(hào)進(jìn)入截止區(qū)點(diǎn)過(guò)低，信號(hào)進(jìn)入截止區(qū)放大電路產(chǎn)生放大電路產(chǎn)生截止失真截止失真輸出波形輸出波形輸入波形輸入波形ib73iCuCE2. Q點(diǎn)過(guò)高，信號(hào)進(jìn)入飽和區(qū)點(diǎn)過(guò)高，信號(hào)進(jìn)入飽和區(qū)放大電

32、路產(chǎn)生放大電路產(chǎn)生飽和失真飽和失真ib輸入波輸入波形形uo輸出波形輸出波形742.7 靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定電路靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定電路為了保證放大電路的穩(wěn)定工作，必須有合適的、為了保證放大電路的穩(wěn)定工作，必須有合適的、穩(wěn)定的靜態(tài)工作點(diǎn)。但是，溫度的變化嚴(yán)重影響靜穩(wěn)定的靜態(tài)工作點(diǎn)。但是，溫度的變化嚴(yán)重影響靜態(tài)工作點(diǎn)。態(tài)工作點(diǎn)。對(duì)于前面的電路（固定偏置電路）而言，靜態(tài)工對(duì)于前面的電路（固定偏置電路）而言，靜態(tài)工作點(diǎn)由作點(diǎn)由UBE、 和和ICEO 決定，這三個(gè)參數(shù)隨溫度而變決定，這三個(gè)參數(shù)隨溫度而變化，溫度對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響主要體現(xiàn)在這一方面?；?，溫度對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響主要體現(xiàn)在這一方面。TUBE ICEOQ7

33、5一、溫度對(duì)一、溫度對(duì)UBE的影響的影響iBuBE25C50CTUBEIBICBBECBRUEI76二、溫度對(duì)二、溫度對(duì) 值及值及ICEO的影響的影響T 、 ICEOICiCuCEQQ 總的效果是：總的效果是：溫度上升時(shí)，溫度上升時(shí)，輸出特性曲輸出特性曲線上移，造線上移，造成成Q點(diǎn)上移。點(diǎn)上移。77小結(jié)：小結(jié)：TIC 固定偏置電路的固定偏置電路的Q點(diǎn)是不穩(wěn)定的。點(diǎn)是不穩(wěn)定的。 Q點(diǎn)點(diǎn)不穩(wěn)定可能會(huì)導(dǎo)致靜態(tài)工作點(diǎn)靠近飽和區(qū)或不穩(wěn)定可能會(huì)導(dǎo)致靜態(tài)工作點(diǎn)靠近飽和區(qū)或截止區(qū)，從而導(dǎo)致失真。為此，需要改進(jìn)偏截止區(qū)，從而導(dǎo)致失真。為此，需要改進(jìn)偏置電路，當(dāng)溫度升高、置電路，當(dāng)溫度升高、 IC增加時(shí)，能夠自動(dòng)

34、增加時(shí)，能夠自動(dòng)減少減少I(mǎi)B，從而抑制，從而抑制Q點(diǎn)的變化。保持點(diǎn)的變化。保持Q點(diǎn)基本點(diǎn)基本穩(wěn)定。穩(wěn)定。常采用分壓式偏置電路來(lái)穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。常采用分壓式偏置電路來(lái)穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。電路見(jiàn)下頁(yè)。電路見(jiàn)下頁(yè)。78分壓式偏置電路：分壓式偏置電路：RB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuo一、靜態(tài)分析一、靜態(tài)分析I1I2IBRB1+ECRCTRB2RE直流通路直流通路RE射極直流射極直流負(fù)反饋電阻負(fù)反饋電阻CE 交流旁交流旁路電容路電容2.7.1 靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定電路的組成和原理靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定電路的組成和原理79TUBEIBICUEIC本電路穩(wěn)壓的本電路穩(wěn)壓的過(guò)程實(shí)際是由過(guò)程實(shí)際是由于加了于加了

35、RE形成形成了了負(fù)反饋負(fù)反饋過(guò)程過(guò)程I1I2IBRB1+ECRCTRB2RE1. 靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的原理靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的原理80EEBEBCRIURIE11I1I2IBRB1+ECRCTRB2RE直流通路直流通路2. 求靜態(tài)工作點(diǎn)求靜態(tài)工作點(diǎn)算法一：算法一：EEBEBRIURI22BIII21BEI )(I 1上述四個(gè)方程聯(lián)立，可求出上述四個(gè)方程聯(lián)立，可求出IE ，進(jìn)而，可求出，進(jìn)而，可求出UCE 。本算法比較麻煩，通常采用下本算法比較麻煩，通常采用下面介紹的算法二、三。面介紹的算法二、三。81I1I2IBRB1+ECRCTRB2RE直流通路直流通路+EC方框中部分用戴維方框中部分用戴維南定理等

36、效為：南定理等效為：RdESB21/BBdRRR CBBBSBERRRU212EdBESBBR)(RUUI1進(jìn)而，可求出進(jìn)而，可求出IE 、UCE 。算法二：算法二：82BII 22121BBCRREII22BBRIV CBBBERRR212EEBEBBERIVVVUEBEBEBECRURUUIII1I2IBRB1+ECRCTRB2RE直流通路直流通路EECCCCERIRIEU算法三：算法三：83EBCRUI可以認(rèn)為與溫度無(wú)關(guān)?？梢哉J(rèn)為與溫度無(wú)關(guān)。似乎似乎I2越大越好，越大越好，但是但是RB1、RB2太小，太小，將增加損耗，降低輸將增加損耗，降低輸入電阻。因此一般取入電阻。因此一般取幾十幾十k

37、 。I1I2IBRB1+ECRCTRB2RE直流通路直流通路84例：例：已知已知 =50， EC=12V， RB1=7.5k ， RB2=2.5k ， RC=2k ， RE=1k ， 求該電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。求該電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。RB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuo算法一、二的結(jié)果：算法一、二的結(jié)果：mA04350.IBmA1752.IIBCV435.RIRIEUEECCCCE算法三的結(jié)果：算法三的結(jié)果：V3212CBBBBERRRVmA32.IEV15.UCE結(jié)論：結(jié)論：三種算法的結(jié)果近似相等，但算法三的計(jì)算三種算法的結(jié)果近似相等，但算法三的計(jì)算過(guò)程要簡(jiǎn)單得多。過(guò)程要簡(jiǎn)單得多。8

38、5二、動(dòng)態(tài)分析二、動(dòng)態(tài)分析+ECuoRB1RCC1C2RB2CERERLuirbeRCRLoUiUiIbIcIbIRB微變等效電路微變等效電路uoRB1RCRLuiRB2交流通路交流通路bebeBirr| RrCoRr beLurRA86CE的作用：交流通路中，的作用：交流通路中， CE將將RE短路，短路，RE對(duì)交流不起作用，放大倍數(shù)不受影響。對(duì)交流不起作用，放大倍數(shù)不受影響。問(wèn)題問(wèn)題1：如果去掉如果去掉CE，放大倍數(shù)怎樣？放大倍數(shù)怎樣？I1I2IBRB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuo87去掉去掉 CE 后的交流通路和微變等效電路：后的交流通路和微變等效電路：)1 (/EbeBi

39、RrRrrbeRCRLoUREiUiIbIcIbIRBEbbebiRIrIU)1 (LboRIUEbeLuRrRA)1 (RB1RCRLuiuoRB2RE88用加壓求流法求輸出電阻。用加壓求流法求輸出電阻。IUbIcIrbeRCREbIRBRSbI)1 (0)1 ()(21EbbeBBSbRIrR/R/RI0bI0cICoRr 可見(jiàn)，去掉可見(jiàn)，去掉CE后，放大倍數(shù)減小、輸出電阻后，放大倍數(shù)減小、輸出電阻不變，但輸入電阻增大了。不變，但輸入電阻增大了。89RB1+ECRCC1C2TRB2CERE1RLuiuoRE2問(wèn)題問(wèn)題2：如果電路如下圖所示，如何分析？如果電路如下圖所示，如何分析？90I1I

40、2IBRB1+ECRCC1C2TRB2CERE1RLuiuoRE2I1I2IBRB1+ECRCTRB2RE1RE2靜態(tài)分析：靜態(tài)分析：直流通路直流通路91RB1+ECRCC1C2TRB2CERE1RLuiuoRE2動(dòng)態(tài)分析：動(dòng)態(tài)分析：交流通路交流通路RB1RCRLuiuoRB2RE192交流通路：交流通路：RB1RCRLuiuoRB2RE1微變等效電路：微變等效電路：rbeRCRLoURE1iUiIbIcIbIRB93問(wèn)題：?jiǎn)栴}：Au 和和 Aus 的關(guān)系如何？的關(guān)系如何？定義：定義：iouUUAsousUUA放放大大電電路路RLRSoUiUsUsousUUASiSiiUrRrUuiSiusA

41、rRrA94 2.8 共集極電路與共基極電路共集極電路與共基極電路RB+ECC1C2RERLuiuoRB+ECRE直流通道直流通道2.8.1 共集電路共集電路95一、靜態(tài)分析一、靜態(tài)分析IBIEEBBECBRRUEI)1 (BEII)1 (EECCERIEU折算折算RB+ECRE直流通道直流通道96二、動(dòng)態(tài)分析二、動(dòng)態(tài)分析RB+ECC1C2RERLuiuoRBRERLuiuo交流通道交流通道97RBRERLuiuo交流通道交流通道rbeiUbIRERLRBoUcIbIiI微變等效電路微變等效電路98LeoRIULELRRR/LbRI）（1LebebiRIrIULbbebRIrI)1 (Lbbe

42、bLbuRIrIRIA)1 ()1 (LbeLRrR)1 (1）（1. 電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)rbeiUbIRERLRBoUcIbIiI991.,)1 (LbeRr所以所以，1uA但是，輸出電流但是，輸出電流Ie增加了。增加了。2. 輸入輸出同相，輸出電壓跟隨輸入電壓，輸入輸出同相，輸出電壓跟隨輸入電壓，故稱故稱電壓跟隨器電壓跟隨器。結(jié)論：結(jié)論：LbeLuR)(rRA11）（1002. 輸入電阻輸入電阻RBbiIII輸入電阻較大，作為前一級(jí)的負(fù)載，對(duì)前一級(jí)輸入電阻較大，作為前一級(jí)的負(fù)載，對(duì)前一級(jí)的放大倍數(shù)影響較小且取得的信號(hào)大。的放大倍數(shù)影響較小且取得的信號(hào)大。R)(r/RIUrLbeBiii1rbeiUbI