電路電子chap05

1、電路與電子技術(shù)電路與電子技術(shù)第五章第五章Circuit and electronics5.1 放大電路組成及工作原理放大電路組成及工作原理5.2 圖解分析法圖解分析法5.3 計(jì)算分析法計(jì)算分析法5.4 放大電路的放大電路的3種接法種接法5.5 穩(wěn)定工作點(diǎn)的放大電路穩(wěn)定工作點(diǎn)的放大電路5.6 場(chǎng)效應(yīng)管放大電路場(chǎng)效應(yīng)管放大電路5.7 多級(jí)放大電路多級(jí)放大電路5.8 放大器的通頻帶放大器的通頻帶第第2頁(yè)頁(yè)Chapter 5 放大電路基礎(chǔ)放大電路基礎(chǔ)5.1 放大電路放大電路的的組成及工作原理組成及工作原理放大電路的目的放大電路的目的將微弱電信號(hào)（將微弱電信號(hào)（u, i, p）不失真的放大）不失真的放大

2、放大電路本質(zhì)上是一種能量轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)，即在放大電路本質(zhì)上是一種能量轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)，即在輸入信號(hào)的控制下，將直流電源的能量轉(zhuǎn)換為信輸入信號(hào)的控制下，將直流電源的能量轉(zhuǎn)換為信號(hào)能量，實(shí)現(xiàn)信號(hào)功率的增強(qiáng)。號(hào)能量，實(shí)現(xiàn)信號(hào)功率的增強(qiáng)。第第3頁(yè)頁(yè)放大電路放大電路輸入輸入 信號(hào)信號(hào)輸出輸出 信號(hào)信號(hào)信號(hào)源信號(hào)源負(fù)載負(fù)載直流電源直流電源+_uiii+_uoio信號(hào)功率增大信號(hào)功率增大信號(hào)功率小信號(hào)功率小 輸入、輸出信號(hào)表現(xiàn)為電壓或電流，因此，放大電路具輸入、輸出信號(hào)表現(xiàn)為電壓或電流，因此，放大電路具有兩個(gè)端口。有兩個(gè)端口。5.1 放大電路的組成及工作原理放大電路的組成及工作原理 最大不失真輸出電壓幅值最大不失真輸

3、出電壓幅值 非線(xiàn)性失真系數(shù)非線(xiàn)性失真系數(shù)ECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+uBEuCEiCiBiE輸入耦合輸入耦合電容電容直流電源直流電源EB，EC為放大電路提供能源，并為放為放大電路提供能源，并為放大器件提供正確的偏置大器件提供正確的偏置輸出耦輸出耦合電容合電容1. 放大器件放大器件2. 偏置電路：使放大器件工作在放大狀態(tài)偏置電路：使放大器件工作在放大狀態(tài)3. 輸入耦合電路：使信號(hào)源的信號(hào)順利進(jìn)入放大電路。輸入耦合電路：使信號(hào)源的信號(hào)順利進(jìn)入放大電路。4. 輸出耦合電路：使放大后的信號(hào)有效加載到負(fù)載。輸出耦合電路：使放大后的信號(hào)有效加載到負(fù)載。放大電路的組成放大電路的組成

4、基極偏置電阻基極偏置電阻RB，為三極管提供適當(dāng)為三極管提供適當(dāng)?shù)钠秒娏鞯钠秒娏?IB集電極直流負(fù)載電阻集電極直流負(fù)載電阻RC將集電極電流的變化轉(zhuǎn)將集電極電流的變化轉(zhuǎn)化為電壓輸出?；癁殡妷狠敵?。信號(hào)源信號(hào)源放大電路的組成放大電路的組成+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiEECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+uBEuCEiCiBiEUBEIBICUCE無(wú)輸入信號(hào)無(wú)輸入信號(hào)(ui = 0)時(shí)時(shí) uo = 0uBE = UBEuCE = UCEuBEtOiBtOiCtOuCEtO+UCCRBRCC1C2T+ui+uo+uBEuCEiCiBiE

5、靜態(tài)靜態(tài)放大電路的工作原理（放大電路的工作原理（1）UBEIB無(wú)輸入信號(hào)無(wú)輸入信號(hào)(ui = 0)時(shí)時(shí): uo = 0uBE = UBEuCE = UCE？ uCE = UCC iC RC uo 0uBE = UBE+ uiuCE = UCE+ uoICui+UCCRBRCC1C2T+uo+uBEuCEiCiBiEuBEtOiBtOiCtOuCEtOuitOUCEuotO放大電路的工作原理（放大電路的工作原理（2）ICUCEOIBUBEO結(jié)論：結(jié)論：QIBUBEQUCEIC放大電路的工作原理（放大電路的工作原理（3）+集電極電流集電極電流直流分量直流分量交流分量交流分量動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析iCtO

6、iCtICOiCticO靜態(tài)分析靜態(tài)分析放大電路的工作原理（放大電路的工作原理（4）uitOuotO放大電路的工作原理（放大電路的工作原理（5）放大電路的工作原理（放大電路的工作原理（6）+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiE直流通路直流通路( IB 、 IC 、 UCE )對(duì)直流信號(hào)電容對(duì)直流信號(hào)電容 C 可看作開(kāi)路（即將電容斷開(kāi)）可看作開(kāi)路（即將電容斷開(kāi)）斷開(kāi)斷開(kāi)斷開(kāi)斷開(kāi)+UCCRBRCT+UBEUCEICIBIERBRCuiuORLRSes+ XC 0，C 可看作可看作短路。忽略電源的內(nèi)短路。忽略電源的內(nèi)阻，電源的端電壓恒阻，電源的端電壓恒定，直流電

7、源對(duì)交流定，直流電源對(duì)交流可看作短路?？煽醋鞫搪?。+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiE短路短路短路短路對(duì)地短路對(duì)地短路第第15頁(yè)頁(yè)靜態(tài)分析靜態(tài)分析（確定靜態(tài)工作點(diǎn)（確定靜態(tài)工作點(diǎn)Q）圖解分析圖解分析估算法估算法動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析（分析放大電路性能）（分析放大電路性能）圖解分析圖解分析等效電路分析等效電路分析計(jì)算機(jī)仿真計(jì)算機(jī)仿真IB、IC、UCE、UBEAu、ri、ro 等等放大電路的基本分析方法放大電路的基本分析方法放大電路無(wú)信號(hào)輸入（放大電路無(wú)信號(hào)輸入（ui = 0）時(shí)的工作狀態(tài)。）時(shí)的工作狀態(tài)。估算法、圖解法。估算法、圖解法。各極電壓電流的直流分量。各

8、極電壓電流的直流分量。放大電路的直流通路。放大電路的直流通路。 (1)靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn)Q：IB、IC、UBE、UCE分析目的：分析目的：確定放大電路的靜態(tài)值。確定放大電路的靜態(tài)值。5.2 放大電路的靜態(tài)分析放大電路的靜態(tài)分析CCBEBB VUIR所以CCBBVIR根據(jù)電流放大作用根據(jù)電流放大作用CEOBC III BB II 當(dāng)當(dāng)UBE VCC時(shí)，時(shí)，+VCCRBRCT+UBEUCEICIB5.2.1 靜態(tài)估算法靜態(tài)估算法2. 由直流通路估算由直流通路估算UCE、IC1. 直流通路估算直流通路估算 IB已知：已知：UCC=12V，RC=4k ，RB=300k ， =37.5。解：解：CCB

9、B12mA0.04 mA300VIRmAmABC51040537. II CECCCC 12 1.5 4V6VUVI R+VCCRBRCT+UBEUCEICIB5.2.1 靜態(tài)估算法靜態(tài)估算法CECCCCEECCCCE()UVI RI RVIRRCCBEBBE(1 )VUIR RBC II CCBBBEEEVI RUI REBBEBB) 1 (RIURI 由由KVL可得出可得出由由KVL可得：可得：IE+VCCRBRCT+UBEUCEICIB常數(shù)常數(shù) B)(CECIUfIUCE = VCC ICRC 直流負(fù)載線(xiàn)方程直流負(fù)載線(xiàn)方程+VCCRBRCT+UBEUCEICIB5.2.2 用圖解法確定靜

10、態(tài)值用圖解法確定靜態(tài)值UCE /VIC/mAOCCBEBBVUIR CtanR1 ICQUCEQCCCVRVCC常數(shù)常數(shù) B)(CECIUfI直流負(fù)載線(xiàn)直流負(fù)載線(xiàn)Q由由IB確定的那確定的那條輸出特性與條輸出特性與直流負(fù)載線(xiàn)的直流負(fù)載線(xiàn)的交點(diǎn)就是交點(diǎn)就是Q點(diǎn)點(diǎn)5.2.2 用圖解法確定靜態(tài)值用圖解法確定靜態(tài)值改變電路參數(shù)改變電路參數(shù)Rc、Rb、VCC就會(huì)改變靜態(tài)工作點(diǎn)。就會(huì)改變靜態(tài)工作點(diǎn)。+VCCRBRCT+UBEUCEICIB5.2.3 電路參數(shù)對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響電路參數(shù)對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響1 BBEbbCCViuRRCCCCEcc1ViuRR 電路參數(shù)對(duì)輸出特性上電路參數(shù)對(duì)輸出特性上Q點(diǎn)的影響點(diǎn)

11、的影響iC (mA)QuCE (V)ML (VCC)H0iB = 60AiB = 50AiB = 40AiB = 30AiB = 20AiB = 10AQ1 1/ Rc VCC/ Rc 負(fù)載線(xiàn)與曲線(xiàn)的交點(diǎn)右移負(fù)載線(xiàn)與曲線(xiàn)的交點(diǎn)右移Q點(diǎn)右移點(diǎn)右移 原有的直流負(fù)載線(xiàn)為原有的直流負(fù)載線(xiàn)為HL(1) Rc 對(duì)對(duì) Q 點(diǎn)的影響點(diǎn)的影響1CCCCEccViuRR Rc 靜靜態(tài)工作點(diǎn)左態(tài)工作點(diǎn)左移移若若Rcv假設(shè)假設(shè)Rb阻值改變時(shí)，其他參數(shù)不變。由式阻值改變時(shí)，其他參數(shù)不變。由式Rb1/ Rb VCC/ Rb Q點(diǎn)上移（飽和區(qū)）點(diǎn)上移（飽和區(qū)）uBE (V)(a)電路參數(shù)對(duì)輸入特性上電路參數(shù)對(duì)輸入特性上Q點(diǎn)

12、影響點(diǎn)影響iB (A)0QJKIQ2 （2）Rb對(duì)對(duì)Q點(diǎn)的影響點(diǎn)的影響 1 CCCCBEBBEbbbVVuiuRRRRb Q 點(diǎn)下移（截止區(qū)）點(diǎn)下移（截止區(qū)）R b IBQ增大，假設(shè)從增大，假設(shè)從20A增到增到30AiC (mA)Q(b) 電路參數(shù)對(duì)輸出特性上電路參數(shù)對(duì)輸出特性上Q點(diǎn)的影響點(diǎn)的影響uCE (V)MVCC(L)H0iB = 60AiB = 50AiB = 40AiB = 30AiB = 20AiB = 10AQ1Q2Q點(diǎn)上移到點(diǎn)上移到Q2（飽和區(qū)）（飽和區(qū)）Rc減小減小 Q點(diǎn)右移到點(diǎn)右移到Q1點(diǎn)點(diǎn)5.3 放大電路的動(dòng)態(tài)分析放大電路的動(dòng)態(tài)分析用不同的符號(hào)來(lái)表示不同性質(zhì)的電量用不同的

13、符號(hào)來(lái)表示不同性質(zhì)的電量v總瞬時(shí)值：符號(hào)小寫(xiě)，下標(biāo)大寫(xiě)，如總瞬時(shí)值：符號(hào)小寫(xiě)，下標(biāo)大寫(xiě)，如 iB v直流分量：符號(hào)、下標(biāo)均大寫(xiě)，如直流分量：符號(hào)、下標(biāo)均大寫(xiě)，如 IB v交流分量瞬時(shí)值：符號(hào)、下標(biāo)均小寫(xiě)，如交流分量瞬時(shí)值：符號(hào)、下標(biāo)均小寫(xiě)，如 i bv交流有效值：交流有效值： Ib v交流幅值：交流幅值： Ibmv交流分量的復(fù)數(shù)形式：交流分量的復(fù)數(shù)形式：bI2sinBBbiIIt+VCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiE短路短路短路短路RBRCuiuORLRSes+ube+uceicib注意注意符號(hào)符號(hào)/ /ceCLcLcuRRiRi DC交流負(fù)載線(xiàn)交流負(fù)載線(xiàn)

14、 直流負(fù)載線(xiàn)直流負(fù)載線(xiàn)L1tanR 流負(fù)載線(xiàn)更陡。流負(fù)載線(xiàn)更陡。交流負(fù)載線(xiàn)比直交流負(fù)載線(xiàn)比直所以所以因?yàn)橐驗(yàn)?RRCL iC/mA4321O4812162080m mAA60m mA40m mA20m mAuCE/VQCCCVRQuCE/VttiB/m mAIBtiC/mAICiB/m mAuBE/VtuBE/VUBEUCEiC/mAuCE/VOOOOOOQiCQ1Q2ibuiuo2. 圖解分析圖解分析Q2uOUCEQuCE/VttiC/mAICiC/mAuCE/VOOOQ1 3. 非線(xiàn)性失真非線(xiàn)性失真uiuOtiB/m mAiB/m mAuBE/VtuBE/VUBEOOOQQuCE/VtiC

15、/mAuCE/VOOUCE 非線(xiàn)性失真非線(xiàn)性失真v最大輸出電壓幅值最大輸出電壓幅值:指放大電路在電路參數(shù)已確指放大電路在電路參數(shù)已確定的條件下，輸出端不發(fā)生飽和失真和截止失定的條件下，輸出端不發(fā)生飽和失真和截止失真時(shí)的最大輸出信號(hào)電壓的幅值，記作真時(shí)的最大輸出信號(hào)電壓的幅值，記作Uomax。這是放大電路的一個(gè)重要性能指標(biāo)。這是放大電路的一個(gè)重要性能指標(biāo)。5. 最大輸出電壓幅值最大輸出電壓幅值v所以既不發(fā)生飽和失真，又不發(fā)生截止失真的條所以既不發(fā)生飽和失真，又不發(fā)生截止失真的條件下，件下，uCE的交流分量的最大幅值應(yīng)當(dāng)是的交流分量的最大幅值應(yīng)當(dāng)是UR與與UF之中的最小值。即之中的最小值。即Uce

16、max = minUR，UF Uomax=minUCEQ -UCES，ICQRC uCEIBQUCEQURUFUCESQRF MICQ-1/RL0交流負(fù)載線(xiàn)交流負(fù)載線(xiàn)UF是受截止失是受截止失真限制的交流真限制的交流信號(hào)分量的最信號(hào)分量的最大幅值。大幅值。UR是受飽和失是受飽和失真限制的交流真限制的交流信號(hào)分量的最信號(hào)分量的最大幅值。大幅值。5. 最大輸出電壓幅值最大輸出電壓幅值UR=UCEQ-UCES UF=ICQRL l對(duì)于小功率硅管，飽和壓降對(duì)于小功率硅管，飽和壓降UCES一般取一般取0.51V，為了留有一定余量常取為，為了留有一定余量常取為1V。 把非線(xiàn)性的晶體管把非線(xiàn)性的晶體管線(xiàn)性化線(xiàn)

17、性化，等效為一個(gè)線(xiàn)性元件。，等效為一個(gè)線(xiàn)性元件。晶體管在晶體管在小信號(hào)（微變量）小信號(hào)（微變量）情況下情況下工作。工作。在靜態(tài)工作點(diǎn)附近小范圍內(nèi)的特性曲線(xiàn)可用在靜態(tài)工作點(diǎn)附近小范圍內(nèi)的特性曲線(xiàn)可用直線(xiàn)近似代替。直線(xiàn)近似代替。利用放大電路的利用放大電路的微變等效電路微變等效電路分析分析計(jì)算計(jì)算 電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)Au、 輸入電阻輸入電阻ri、 輸出電阻輸出電阻ro等等5.3.2 微變等效電路法微變等效電路法263001E(mV)()()(mA)ICEBBEbeUIUr CEbbeUiu O261beE(mV)()(mA)bbQrrICEBCUII CEbcUii BCCEceIIUr Bc

18、ceIiu OibicicBCEib ib晶體三極管晶體三極管微變等效電路微變等效電路ube+-uce+-ube+-uce+-rbeBEC 晶體管的晶體管的B、E之間之間可用可用rbe等效代替。等效代替。 晶體管的晶體管的C、E之間可用一之間可用一受控電流源受控電流源ic= ib等效代替。等效代替。2. 放大電路的微變等效電路放大電路的微變等效電路 將交流通路中的晶將交流通路中的晶體管用晶體管微變等體管用晶體管微變等效電路代替即可得放效電路代替即可得放大電路的微變等效電大電路的微變等效電路。路。ibiceSrbe ibRBRCRLEBCui+-uo+-+-RSii交流通路交流通路微變等效電路微

19、變等效電路RBRCuiuORL+-RSeS+-ibicBCEiiibiceSrbe ibRBRCRLEBCui+-uo+-+-RSiiiUiIbIcIoUbISErbeRBRCRLEBC+-+-+-RSbebirIU ocL UI RbeLrRAu LCL/ RRR io :UUAu 定義定義bL I R rbebeCrRAu iUiIbIcIoUbISErbeRBRCRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RS LcoRIU LCL/RRR io :UUAu 定義定義Lb RI rbeRBRCRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSiUiIbIcIoUbISEeIREEebe

20、biRIrIU Ebbeb) 1 (RIrI EbeL) 1(RrRAu iii IUr 輸入電阻輸入電阻SESRiIiUirSESRiIiUiiIUri beB/ rR 時(shí)，時(shí)，當(dāng)當(dāng)beBrR bRiBIIU beirr iUiIbIcIoUbISErbeRBRCRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSriBRIEebebiRIrIU Ebbeb)1 (RIrI Ebeib)1 (RrUI EbeBi)1 (/RrRr rbeRBRCRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSiUiIbIcIoUbISEeIREriBRIoUoEoooIUr 輸出電阻：輸出電阻：oUSEiU

21、iIbIcIoUbISErbeRBRCRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSCoooRIUr 例例3：求求ro的步驟：的步驟：(1) 斷開(kāi)負(fù)載斷開(kāi)負(fù)載RLoU (3) 外加電壓外加電壓oI (4) 求求or外加外加oICRcoIII bcII CoRCRUI 0 0 cb II所以所以 (2) 令令 或或0i U0S ErbeRBRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSiUbIcIoUbISEeIREiIERbbo IIII EoSBbeoSBbeoRUR/RrUR/RrU ESbeo1/11RRRrr 外加外加oIor1) 斷開(kāi)負(fù)載斷開(kāi)負(fù)載RLoU3) 外加電壓外加電壓

22、oI4) 求求2) 令令 或或0i U0S EERI5.2-3 放大電路分析放大電路分析舉例舉例第第51頁(yè)頁(yè)+VCCRBRCC1RSuSRLC2910k 6.8k 600 4.7k 12V =100rbb=50 1. 靜態(tài)工作點(diǎn)分析靜態(tài)工作點(diǎn)分析CCBEQBQB120.70.012mA910VUIRCQBQ100 0.0121.2mAIICEQCCCCQ12 1.2 6.83.8VUVRI采用近似估算法采用近似估算法BEQ0.7 VU說(shuō)明晶體管確實(shí)說(shuō)明晶體管確實(shí)工作在放大區(qū)工作在放大區(qū)第第52頁(yè)頁(yè)2. 動(dòng)態(tài)分析：動(dòng)態(tài)分析：TbebbBQ26502.2k0.012VrrI畫(huà)出微變等效電路畫(huà)出微變

23、等效電路RLRCRBRSusuiuorbebiib輸入電阻：輸入電阻：輸出電阻：輸出電阻：電壓放大倍數(shù)：電壓放大倍數(shù)：源電壓放大倍數(shù)：源電壓放大倍數(shù)：Lube6.8|4.71001302.2RAr iBbebe|2.2krRrrOC6.8krRiusuiS2.21301020.62.2rAArR 最大不失真輸出幅度：最大不失真輸出幅度：omaxCEQCESLCQmin,min 3.80.3, 1.2 (6.8|4.7)3.3VUUUR Iv放大電路分析舉例2第第53頁(yè)頁(yè)- -VCCRL3k RC4.3k RBC1C2uiuo- -6V圖示電路，圖示電路，PNP管的參數(shù)為：管的參數(shù)為： =100

24、, rbb=50 (1) 欲使靜態(tài)工作點(diǎn)集電極電流為欲使靜態(tài)工作點(diǎn)集電極電流為1mA, RB=?(2) 計(jì)算放大電路的電壓放大倍數(shù)計(jì)算放大電路的電壓放大倍數(shù)靜態(tài)分析靜態(tài)分析根據(jù)要求，集電極靜態(tài)電流為根據(jù)要求，集電極靜態(tài)電流為1mA, 因此，基極電流因此，基極電流CQCCBEBQB0.01mAIVUIRCCBEBBQ60.7530k0.01VURI第第54頁(yè)頁(yè)TbebbBQ26502.65k0.01VrrI動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析畫(huà)出放大電路的微變等效電路畫(huà)出放大電路的微變等效電路RLRCRBuiuorbe100biib電壓放大倍數(shù)：電壓放大倍數(shù)：CLube|3|4.310066.72.65RRAr 5

25、.5 穩(wěn)定工作點(diǎn)的放大電路穩(wěn)定工作點(diǎn)的放大電路1. 溫度對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響溫度對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響 在固定偏置放大電路中，在固定偏置放大電路中，當(dāng)溫度升高時(shí)，當(dāng)溫度升高時(shí)，UBE 、 、 ICBO 。 上式表明，當(dāng)上式表明，當(dāng)UCC和和 RB一定時(shí)，一定時(shí)， IC與與 UBE、 以及以及 ICEO 有關(guān)，而這三個(gè)參數(shù)隨溫度而變化。有關(guān)，而這三個(gè)參數(shù)隨溫度而變化。CBOBBECCCEOBC)1( IRUUIII 溫度升高時(shí)，溫度升高時(shí)， IC將增加，使將增加，使Q點(diǎn)沿負(fù)載線(xiàn)上移。點(diǎn)沿負(fù)載線(xiàn)上移。5.5 穩(wěn)定工作點(diǎn)的放大電路穩(wěn)定工作點(diǎn)的放大電路Q(chēng)點(diǎn)沿負(fù)載線(xiàn)上移，容易使晶體管點(diǎn)沿負(fù)載線(xiàn)上移，容易使晶體

26、管 T進(jìn)入飽和區(qū)進(jìn)入飽和區(qū)造成飽和失真，甚至引起過(guò)熱燒壞三極管。造成飽和失真，甚至引起過(guò)熱燒壞三極管。5.5 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) IC UE (不再固定不再固定)IB=(VCC-UBE-UE)/RB當(dāng)溫度升高使當(dāng)溫度升高使 IC 增加時(shí)，能夠增加時(shí)，能夠自動(dòng)減少自動(dòng)減少I(mǎi)B，從，從而抑制而抑制Q點(diǎn)的變化，保持點(diǎn)的變化，保持Q點(diǎn)基本穩(wěn)定。點(diǎn)基本穩(wěn)定。怎樣改進(jìn)偏置電路能夠穩(wěn)定怎樣改進(jìn)偏置電路能夠穩(wěn)定Q 點(diǎn)？點(diǎn)？可采用的穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的方法：可采用的穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的方法：5.5.2 分壓式電流負(fù)反饋偏置電路分壓式電流負(fù)反饋偏置電路VBEBEBECRUVII BEBUV 若滿(mǎn)足

27、：若滿(mǎn)足：EBEBEBEC RVRUVII RB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSeS+VEVBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSeS+TUBEIBICVEICVB 固定固定從從Q點(diǎn)點(diǎn)穩(wěn)定的角度來(lái)看穩(wěn)定的角度來(lái)看似乎似乎I2、VB越大越好。越大越好。但但 I2 越大，越大，RB1、RB2必必須取得較小，將增加損耗，須取得較小，將增加損耗，降低輸入電阻。降低輸入電阻。而而VB過(guò)高必使過(guò)高必使VE也增高，也增高，在在VCC一定時(shí)，勢(shì)必使一定時(shí)，勢(shì)必使UCE減小，從而減小放大電路減小，從而減小放大電路輸出電壓的動(dòng)態(tài)范圍。輸出

28、電壓的動(dòng)態(tài)范圍。I2= (5 10) IB，VB= (5 10) UBE， RB1、RB2的阻值一般為幾十千歐。的阻值一般為幾十千歐。VEVBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+VCCuiuo+ICRSeS+2BBCCB1B2RVVRREBEBECRUVII CBII VBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+VCCuiuo+ICRSeS+)(ECCCCEECCCCCERRIURIRIUU 2. 靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算 對(duì)交流：對(duì)交流：旁路電容旁路電容 CE 將將R 短路短路， R 不起不起作用作用， Au，ri，ro與固定偏置電路相同與固定偏置電路相同。如

29、果去掉如果去掉CE ，Au，ri，ro ？旁路電容旁路電容RB1RCC1C2RB2CERERL+UCCuiuo+RSeS+3. 動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析RB1RCC1C2RB2CERERL+UCCuiuo+RSeS+2B1BB/ RRR iUiIbIcIoUbISEeIBRIEbeL) 1(RrRAu beLrRAu EbeB2B1i)1 (R/R/Rrr CoRr beBir/Rr CoRr RB1RCC1C2RB2CERERL+UCCuiuo+RSeS+？即：即： Sos EUAu考慮信號(hào)源內(nèi)阻考慮信號(hào)源內(nèi)阻RS 時(shí)時(shí)iSibeLs rRrrRAu 所以所以SosEUAu SiioEUUU SiE

30、UAu iSiSirRrEU ir 在圖示放大電路中，已知在圖示放大電路中，已知VCC=12V, RC= 6k, RE1= 300， RE2= 2.7k， RB1= 60k， RB2= 20k RL= 6k ，晶體管，晶體管=50，r bb =200, UBE=0.6V, 試求試求: :(1) (1) 靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn) IB、IC 及及 UCE；(2) (2) 畫(huà)出微變等效電路；畫(huà)出微變等效電路；(3) (3) 輸入電阻輸入電阻ri、ro及及 Au。RB1RCC1C2RB2CERE1RL+VCCuiuo+RE2V3V12206020CCB2B1B2B URRRVmA8 . 0 mA36 .

31、 032E1EBEBEC RRUVII A16 A500.8CB II2120 8 60 8 34 8CECCCCEE1E().V. VUVI RIRR RB1RCRB2RE1+VCCRE2+UCEIEIBICVBk6Co Rrk86. 18 . 02651200I26) 1(200Ebe rk 15/2B1BB RRR其其中中 1EbeBi) 1 (/RrRr k03.8 1EbeL) 1 (RrRAu 69. 8 SEiUiIbIcIoUbIeIBRI5.4 放大電路的放大電路的3種接法種接法+iEiBuBEbceiCuBCuCE+共射極放大電路共射極放大電路共集電極放大電路共集電極放大電

32、路共基極放大電路共基極放大電路從交流通路判定從交流通路判定RB+VCCC1C2RRLui+uo+es+RS5.4.1 共集電極放大電路共集電極放大電路RRLui+uo+RBBCEBEC1CCBEBBE()VUIRR BE)1(II EECCCERIUU +VCCRBR+UCE+UBEIIBICRB+VCCC1C2RRLui+uo+es+RSLEL/ RRR LeoRIU Lb1RI ）（ LebebiRIrIU Lbbeb)1 (RIrI LbbebLb)1()1(RIrIRIAu LbeL)1(1RrR ）（rbeRBRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSiUbIcIoUbISE

33、eIRErbeRBRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSiUbIcIoUbISEeIREiBi/ rRr LbeBi)1 (/RrRr 1b beeELiibeLbb/ /()I rIRRUrrRII LEL/ /RRRirir 1sbeoRrrSBS/ RRR RrRr 1/sbeEosbeE) 1 ( RRr 通常：通常：rbeRBRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSiUbIcIoUbISEeIREorrbeRBRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSiUbIcIoUbISEeIREIiIoOeiEBeLIIRAIIRRI1 ()eeLRRR v共集電極

34、放大電路的動(dòng)態(tài)范圍稱(chēng)為跟隨范圍。共集電極放大電路的動(dòng)態(tài)范圍稱(chēng)為跟隨范圍。它應(yīng)為輸出電壓幅值的兩倍。它應(yīng)為輸出電壓幅值的兩倍。Ucemax = minUCEQUCES，ICQRL l式中式中RL=Re/RL。l只從幅值大小來(lái)考慮，只從幅值大小來(lái)考慮， 即即Uomax = Ucemax。l因此跟隨范圍因此跟隨范圍Up-p =2Uomax =2Ucemax跟隨范圍跟隨范圍 UCESuCEIBQiCUCEQUFURQRFICQ0Re/RL-1VCCLbeL) 1 () 1 (RrRAu 1iBbeL/ /( )rRr R Rrr 1sbeo 在圖示放大電路中，已知在圖示放大電路中，已知UCC=12V,

35、 RE= 2k, RB= 200k， RL= 2k ，晶體管，晶體管=60， UBE=0.6V, 信號(hào)源內(nèi)阻信號(hào)源內(nèi)阻RS= 100，試求試求: :(1) 靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn) IB、IE 及及 UCE； 畫(huà)出微變等效電路；畫(huà)出微變等效電路；(3) Au、ri 和和 ro 。.RB+UCCC1C2RRLui+uo+es+RSmA035. 0mA260)(12006 . 012) (1EBBECCB RRUUImA14. 2 0.035mA60)(1 )(1BE II V727V142212EECCCE.RIUU +UCCRBR+UCE+UBEIIBIC3 .176010094. 0Sbeo R

36、rrk94. 024. 1266120026) (1200Ebe Ir LbeBi) 1 (/RrRr k7 .41 LbeL) 1()(1RrRAu 98.0 rbeRBRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSiUbIcIoUbISEeIRE5.4.2 共基極放大電路共基極放大電路共基極放大電路共基極放大電路ReRcRLUI+_VEEVCCT+_UO+UOReRcRLUI+_UOecb+交流通路交流通路共基極放大電路共基極放大電路RLReRcVEEVCCTICQIEQIRc直流通路直流通路IBQEEBEEQeVUIR1EQBQII 1CQEQII CCCCRCRCQL()VIRII

37、R共基極放大電路共基極放大電路VE = 0UBE 由上述各式可以確定電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。由上述各式可以確定電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。ReRcVEEVCCTICQIEQIRc直流通路直流通路IBQCCCCQLRLCVIRIRRCCCCRCVVIRCCEQCECCRBECUVVVIRU共基極放大電路共基極放大電路ReRcRL UI+_UOecb+-交流通路交流通路 UIReRcRL+_UIrbe+_UO(b) 微變等效電路微變等效電路IIIEIBIBIORiRo+_ URe畫(huà)出共基極放大電路的微變等效電路。畫(huà)出共基極放大電路的微變等效電路。RiRo電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)UO =IB RLUi=IERe+I

38、Brbe（RL =Rc / RL） UReIB+ReRCRL+_UIrbe+_UOIiIEIBIO+_Ui由微變等效電路可得由微變等效電路可得1OLubee()iURAUrR Ro = Rc UReIB+ReRCRL+_UIrbe+_UOIiIEIBIO+_UiRiRo輸出電阻：輸出電阻：輸入電阻：輸入電阻：11()iEeBbeiiEBbebeeeBUIRIrRIIIrrRRI UReIB+ReRCRL+_UIrbe+_UOIiIEIBIO+_Ui11 ()()oiiCCBCLECLIAIRRIRRIRR 共基極放大電路具有如下特點(diǎn)：共基極放大電路具有如下特點(diǎn)： 電壓放大倍數(shù)較大，輸出信號(hào)電壓

39、電壓放大倍數(shù)較大，輸出信號(hào)電壓UO與輸與輸入信號(hào)電壓入信號(hào)電壓U i 同相。同相。 電流放大倍數(shù)小于電流放大倍數(shù)小于1。 輸入電阻較低，輸出電阻與共發(fā)射極放大電輸入電阻較低，輸出電阻與共發(fā)射極放大電路一樣為路一樣為R c 。 三種基本放大電路的比較三種基本放大電路的比較Au 大，大，Uo 與與Ui 反相反相Ai 大，大，Ro 、Ri 適中適中Au 1Ri很大、很大、Ro 很小很小Au 大，大，Uo 與與Ui同相同相Ai 1Ri很小、很小、Ro 適中，頻率特性好適中，頻率特性好共射極共射極共集電極共集電極共基極共基極低頻多級(jí)放大電路低頻多級(jí)放大電路的輸入級(jí)、中間級(jí)的輸入級(jí)、中間級(jí)或輸出級(jí)或輸出級(jí)

40、多級(jí)放大電路的高多級(jí)放大電路的高輸入阻抗的輸入級(jí)、輸入阻抗的輸入級(jí)、低輸出阻抗的輸出低輸出阻抗的輸出級(jí)、實(shí)現(xiàn)阻抗變換級(jí)、實(shí)現(xiàn)阻抗變換的緩沖級(jí)的緩沖級(jí)高頻放大和寬頻帶高頻放大和寬頻帶放大放大信信號(hào)號(hào)源源輸入級(jí)輸入級(jí)中間級(jí)中間級(jí)推動(dòng)級(jí)推動(dòng)級(jí)輸出級(jí)輸出級(jí)負(fù)負(fù)載載多級(jí)放大器多級(jí)放大器 輸入輸入輸出輸出小信號(hào)放大器小信號(hào)放大器功率放大器功率放大器多級(jí)放大電路框圖多級(jí)放大電路框圖1.多級(jí)放大電路的組成多級(jí)放大電路的組成通常包括輸入級(jí)、中間級(jí)、推動(dòng)級(jí)和輸出級(jí)幾個(gè)通常包括輸入級(jí)、中間級(jí)、推動(dòng)級(jí)和輸出級(jí)幾個(gè)部分。部分。 信號(hào)源與放大電路之間、兩級(jí)放大電路之間、放信號(hào)源與放大電路之間、兩級(jí)放大電路之間、放大器與負(fù)

41、載之間的連接方式。大器與負(fù)載之間的連接方式。常用的耦合方式：直接耦合、阻容耦合常用的耦合方式：直接耦合、阻容耦合 變壓器耦合和光電耦合。變壓器耦合和光電耦合。多級(jí)放大電路的級(jí)間耦合方式多級(jí)放大電路的級(jí)間耦合方式 直接耦合直接耦合：電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，低頻特性很好，：電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，低頻特性很好，前后級(jí)靜態(tài)互相影響存在零點(diǎn)漂移。適用于前后級(jí)靜態(tài)互相影響存在零點(diǎn)漂移。適用于集成電路。集成電路。 阻容耦合阻容耦合：高、低頻特性差，要求電容容量：高、低頻特性差，要求電容容量大，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，前后級(jí)靜態(tài)無(wú)影響，適大，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，前后級(jí)靜態(tài)無(wú)影響，適用于中低頻放大。用于中低頻放大。 變壓器耦合變壓器耦合：電路笨

42、重，高、低頻特性差，：電路笨重，高、低頻特性差，具有阻抗變換作用，適用于中低頻放大。具有阻抗變換作用，適用于中低頻放大。 光電耦合光電耦合：抗干擾能力強(qiáng)，前后級(jí)電隔離，：抗干擾能力強(qiáng)，前后級(jí)電隔離，高頻特性較差。高頻特性較差。第第94頁(yè)頁(yè)5.7.2 多級(jí)放大電路多級(jí)放大電路直接耦合直接耦合+VCCuoRC2T2uiRC1R1T1R2+RE2優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，低頻特性很好，既能放大電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，低頻特性很好，既能放大交流信號(hào)，又能放大直流信號(hào)，便于集成，適用交流信號(hào)，又能放大直流信號(hào)，便于集成，適用于集成電路。于集成電路。將前級(jí)的輸出端直接接入后級(jí)的輸入端。將前級(jí)的輸出端直接接入后級(jí)的輸

43、入端。缺點(diǎn)：前后級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)互相影響，零點(diǎn)漂移問(wèn)題缺點(diǎn)：前后級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)互相影響，零點(diǎn)漂移問(wèn)題5.7.2 多級(jí)放大電路多級(jí)放大電路直接耦合直接耦合第第96頁(yè)頁(yè)1. 當(dāng)當(dāng) us = 0 時(shí)（靜態(tài)）時(shí)（靜態(tài)）SBE1CCSB1RUVRR若若RSRB1, UBE1RC25.7.2 直接耦合放大電路直接耦合放大電路 (4)第第98頁(yè)頁(yè)4. 采用采用NPN-PNP耦合方式耦合方式 即使采用串入穩(wěn)壓管提高后級(jí)晶體管的發(fā)射極電位，也會(huì)使即使采用串入穩(wěn)壓管提高后級(jí)晶體管的發(fā)射極電位，也會(huì)使后級(jí)集電極的有效電壓變化范圍減小；同時(shí)，當(dāng)級(jí)數(shù)進(jìn)一步后級(jí)集電極的有效電壓變化范圍減小；同時(shí)，當(dāng)級(jí)數(shù)進(jìn)一步增多時(shí)，集電極電位

44、也逐級(jí)上升，電源電壓將無(wú)法承受。增多時(shí)，集電極電位也逐級(jí)上升，電源電壓將無(wú)法承受。采用采用NPN-PNP的耦合方式可有效解決集電極電位逐級(jí)升高的耦合方式可有效解決集電極電位逐級(jí)升高的問(wèn)題。的問(wèn)題。由于由于PNP管的集電極電位比基極電位低，因此，即使耦合管的集電極電位比基極電位低，因此，即使耦合的級(jí)數(shù)增多，也不會(huì)使集電極電位逐級(jí)升高，而使各級(jí)均的級(jí)數(shù)增多，也不會(huì)使集電極電位逐級(jí)升高，而使各級(jí)均能獲得合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。能獲得合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。直接耦合放大電路的兩個(gè)特殊問(wèn)題直接耦合放大電路的兩個(gè)特殊問(wèn)題輸入信號(hào)電壓為零時(shí)，輸出電壓發(fā)輸入信號(hào)電壓為零時(shí)，輸出電壓發(fā)生緩慢地、無(wú)規(guī)則地變化的現(xiàn)象。生緩慢地

45、、無(wú)規(guī)則地變化的現(xiàn)象。uotO直接影響對(duì)輸入信直接影響對(duì)輸入信號(hào)測(cè)量的準(zhǔn)確程度和分辨能力。嚴(yán)重號(hào)測(cè)量的準(zhǔn)確程度和分辨能力。嚴(yán)重時(shí)，可能淹沒(méi)有效信號(hào)電壓，無(wú)法分時(shí)，可能淹沒(méi)有效信號(hào)電壓，無(wú)法分辨是有效信號(hào)電壓還是漂移電壓。辨是有效信號(hào)電壓還是漂移電壓。 uAuuodid 一般用輸出漂移電壓折合到輸入端的等效漂移電一般用輸出漂移電壓折合到輸入端的等效漂移電壓作為衡量零點(diǎn)漂移的指標(biāo)。壓作為衡量零點(diǎn)漂移的指標(biāo)。5.7.2 多級(jí)放大電路多級(jí)放大電路直接耦合直接耦合減小零點(diǎn)漂移的主要措施：減小零點(diǎn)漂移的主要措施：用非線(xiàn)性元件進(jìn)行溫度補(bǔ)償電路（參見(jiàn)用非線(xiàn)性元件進(jìn)行溫度補(bǔ)償電路（參見(jiàn)5.5.4節(jié)）節(jié)）采用差動(dòng)

46、放大電路采用差動(dòng)放大電路 （參見(jiàn)（參見(jiàn)7.2節(jié)）節(jié)）采用高質(zhì)量的電阻元件，采用高質(zhì)量的電阻元件，“老化老化”處理提供穩(wěn)定性處理提供穩(wěn)定性采用高穩(wěn)定度的電源；采用高質(zhì)量的硅晶體管；采用高穩(wěn)定度的電源；采用高質(zhì)量的硅晶體管；由溫度變化引起的由溫度變化引起的零點(diǎn)漂移稱(chēng)為零點(diǎn)漂移稱(chēng)為溫漂溫漂。定義溫度每。定義溫度每升高升高1時(shí)的輸入等效電壓為溫漂指標(biāo)。時(shí)的輸入等效電壓為溫漂指標(biāo)。晶體管參數(shù)隨溫度變化晶體管參數(shù)隨溫度變化 電源電壓波動(dòng)、電源電壓波動(dòng)、 電路元件參數(shù)的變化。電路元件參數(shù)的變化。兩級(jí)之間通過(guò)耦合電容兩級(jí)之間通過(guò)耦合電容 C2 與下級(jí)輸入電阻連接與下級(jí)輸入電阻連接RB1RC1C1C2RB2CE

47、1RE1+RS+RC2C3CE2RE2RL+VCC+oU1OUiUSEB1R B2R T1T25.7.3 阻容耦合多級(jí)放大電路阻容耦合多級(jí)放大電路 由于電容有隔直作用，所以每級(jí)放大電路的直流由于電容有隔直作用，所以每級(jí)放大電路的直流通路互不相通，通路互不相通，。RB1RC1C1C2RB2CE1RE1+RS+RC2C3CE2RE2RL+VCC+oU1OUiUSEB1R B2R T1T2第一級(jí)第一級(jí)第二級(jí)第二級(jí)212ioi1oiouuuAAUUUUUUA 電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)2ir1bI2bI1cI2cIrbeRB2RC1EBC+ +- -+ +- -+RSiUiI1oU1b1ISErbeRC

48、2RLEBC+ +- -oU2b2IB1R B2R RB12i1C1L/ rRR 1be1L1io11rRUUAu be2L222io2rRUUAu 1iirr L2CL2/ RRR 2oorr 如圖所示的兩級(jí)電壓放大電路，如圖所示的兩級(jí)電壓放大電路，已知已知1= 2 =50, T1和和T2均為均為3DG8D。 RB1C1C2RE1+RC2C3CE+24V+OUiUB1R B2R T1T2E2R E1R 1M 27k 82k 43k 7.5k 510 10k (1) 兩級(jí)放大電路的靜態(tài)值可分別計(jì)算。兩級(jí)放大電路的靜態(tài)值可分別計(jì)算。98CCBEB1B1E124 0.6mA.A(1 )1000 (

49、1 50) 27VUIR RmA 49. 0mA 0098. 050)(1)1 (B1E1 II 24 049 2710 77CECCE1E1.V .VUVI R RB1C1C2RE1+RC2C3CE+24V+OUiUB1R B2R T1T2E2R E1R 1M 27k 82k 43k 7.5k 510 10k 解解:248 268243CCB2B2B1B243V.VVVRRR28 260 60 960 517 5B2BE2C2E2E2 . .mA . mA . .EVUIIRR RB1C1C2RE1+RC2C3CE+24V+OUiUB1R B2R T1T2E2R E1R 1M 27k 82k

50、 43k 7.5k 510 10k 解解:A 2 . 19mA5096. 02C2B2 II240 96 100 51 7 56 71CE2CCC2C2E2E2() .( . . )V .VUVIRRR RB1C1C2RE1+RC2C3CE+24V+OUiUB1R B2R T1T2E2R E1R 1M 27k 82k 43k 7.5k 510 10k 解解:2bI2cIrbe2RC2oUrbe1iURB1B1R 2BR 1bI2bI1bI1cIRE11oU+_+_+_2ER 由微變等效電路可知，放大電路的輸入電阻由微變等效電路可知，放大電路的輸入電阻 ri 等等于第一級(jí)的輸入電阻于第一級(jí)的輸入電阻ri1