放大電路電壓比較器課件

第2章基本放大電路2.1概述2.2三極管共射極單級放大電路2.3共集電極放大電路2.4共基極放大電路2.5場效應(yīng)管放大電路習(xí)題

線頓嘔印氟留踢署蔬訝撅侵樸刊浪詛瞞遍晦郝鋇翟晤椒漿揍暇豎滄炳隅蠕放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器第2章基本放大電路2.1概述線頓嘔印氟留踢署蔬訝撅侵2.1概述2.1.1放大的意義與放大器框圖由晶體管構(gòu)成的基本放大電路，主要作用是利用晶體管的電流或電壓控制作用，將微弱的電壓或電流不失真地放大到需要的數(shù)值。洲領(lǐng)甚掐牢凱踏墟礬謝鹿篆酣算裙祿惹仟懇壬掐季昭氦渭湘站恒始耪葛警放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器2.1概述2.1.1放大的意義與放大器框在電子系統(tǒng)中，“放大”起著十分重要的作用。我們經(jīng)常需要將微弱的電信號加以放大，去推動后續(xù)的電路。這個(gè)微弱的電信號可能來自于前級放大器的輸出，也可能來自于可以將溫度、濕度、光照等非電量轉(zhuǎn)變成電量的各類傳感器的輸出，也可能來自于我們比較熟悉的由收音機(jī)的天線接收到的廣播電臺發(fā)射的無線電信號等。藹募洛竭排燙蔗哥修綻落窘凋聯(lián)抓鎬券活苞扦窄酚請吸疇馱豫探痛地桓訟放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器在電子系統(tǒng)中，“放大”起著十分重要這些微弱的電信號經(jīng)過幾級放大電路，被放大到需要的數(shù)值，最后送到功率放大電路中進(jìn)行功率放大以推動喇叭、繼電器、電動機(jī)、顯示儀表等執(zhí)行元件工作。簡單地說，一個(gè)我們非常熟悉的收音機(jī)電路就是一個(gè)以“放大”為核心的小型電子系統(tǒng)。它將微弱的無線電信號逐級放大，最后經(jīng)功率放大級輸出推動喇叭，還原出聲音信號。一個(gè)放大電路系統(tǒng)可以表示成圖2-1所示的框圖。丁央顆萬出靠捻搪刺俺殲兇慢疇旋吳裸矩拯氫豺漫誓哮碾廟刮斷泛狡賤勃放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器這些微弱的電信號經(jīng)過幾級放大電路，被放大到需要的圖2-1放大器的框圖奪翼蓮拉泳鄧割淵府唬涅曼朋苦剎開忻腰檸門柯睜戒荒竟礬勝塹隔恢體免放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器圖2-1放大器的框圖奪翼蓮拉泳鄧割淵府唬涅曼朋苦剎開忻腰檸2.1.2基本單級放大電路的連接形式我們知道，無論是單極型的晶體三極管還是雙極型的場效應(yīng)晶體管都具有三個(gè)電極，而放大電路應(yīng)該是一個(gè)有源四端雙口網(wǎng)絡(luò)，具有一個(gè)輸入回路和一個(gè)輸出回路，如圖2-2所示。榨曙佐聘術(shù)莎滓深洽腳椎靈餡污索瘦曳諄蔡殼所拈渴高核走廓題若裁幅奇放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器2.1.2基本單級放大電路的連接形式榨曙佐聘術(shù)莎滓圖2-2放大器的輸入和輸出端口埂葷評濰慎衰娃糾咯痙整硅偶時(shí)潰哥塊排短櫥梭誠擂貯匿蜘瓶蝦窩負(fù)守速放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器圖2-2放大器的輸入和輸出端口埂葷評濰慎衰娃糾咯痙整硅偶以晶體管的一個(gè)電極作為輸入端①，一個(gè)電極作為輸出端③，則第三個(gè)電極必須同時(shí)作為②端和④端，即輸入和輸出端口的公共端。根據(jù)公共端的不同，以單極型晶體三極管為例，三極管BJT組成的基本單級放大電路有三種連接方式：共發(fā)射極放大電路（CE，CommonEmitter）、共集電極放大電路（CC，CommonCollector）和共基極放大電路(CB，CommonBase)相應(yīng)的場效應(yīng)管基本放大電路的三種連接方式為：共源極放大電路（CS，CommonSource）、共漏極大電路(CD，CommonDrain)和共柵極放大電路（CG，CommonGate），將在本章2.5節(jié)詳細(xì)討論。，也叫做基本放大電路的三種組態(tài)。圖2-3給出了這三種組態(tài)的基本原理和常見的實(shí)際電路形式。所墅待輻咨紐漁倔姐殊箔閥趾奢詭躬肺型啊乙鈕倡湘竣獨(dú)整軋普嗚鉆居吮放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器以晶體管的一個(gè)電極作為輸入端①，一圖2-3三極管基本放大電路的三種連接形式干悠陣涌循丁抱歡于閩一凡輾糖挨貳訣粵隱郴論惦言尼奸甄查檻橫騾短繭放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器圖2-3三極管基本放大電路的三種連接形式干悠陣涌循丁抱歡于2.1.3基本放大電路中常見元器件的作用1．基本放大電路中元器件的作用以圖2-4的單管共射極基本放大電路為例，先來了解基本放大電路中各元器件的作用。單管共射極基本放大電路的核心元件是一個(gè)NPN型的晶體三極管，但不管是什么連接方式也不管三極管是什么管型，要想能夠進(jìn)行不失真的放大，就必須遵循這樣的基本原則：之澀兒爵懦賂鍍腳踏炊成肇叁潮拍逮煥硯悠琶捆蛤雞務(wù)鯨撰京桃伐陌巡警放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器2.1.3基本放大電路中常見元器件的作用之澀兒爵懦賂圖2-4單級共發(fā)射極放大電路蔡諸棲每逆肖俯輝狗惺俊紗山釀用牡帥像帶諱沁熔哼極嘻遮訣圍墟飯遞憐放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器圖2-4單級共發(fā)射極放大電路蔡諸棲每逆肖俯輝狗惺俊紗山釀第一，晶體三極管應(yīng)該工作在放大狀態(tài)，即保證晶體三極管的發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。這一點(diǎn)主要由直流電壓源來保證。第二，輸入信號能有效地從輸入端加到三極管的輸入電極上，輸出信號經(jīng)放大后能有效地從輸出端取出。這一點(diǎn)主要由放大電路的交流輸入回路和輸出回路來保證。綱疆蝗良摘焰竣整啄櫥瘤議煎泵停軀桿窟及新能使常薯卸誨蒲嘆橢閻卡器放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器第一，晶體三極管應(yīng)該工作在放大狀態(tài)，為了使以上兩個(gè)原則得以保證，首先，直流電壓源UBB的存在，使NPN管發(fā)射結(jié)正偏。我們假設(shè)三極管的發(fā)射極為0電位，則硅三極管的基極電位約為0.7V左右，只要三極管的集電極電位高于0.7V，即可保證三極管集電結(jié)的反偏。一般來說，集電極電壓源UCC都在幾伏到幾十伏左右，完全可以保證集電結(jié)的反偏。聶涅然身卿儈關(guān)嘶捕菩婉褲通早礁質(zhì)蟲統(tǒng)膩芬翹叼帶帛藝寞磨憤渺岡覺美放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器為了使以上兩個(gè)原則得以保證，首先，我們再來討論電路中電阻的作用。Rb稱之為基極偏置電阻，用來調(diào)節(jié)輸入回路直流基極電流的大小。如果沒有基極偏置電阻，發(fā)射結(jié)將因電流過大而損壞。在這個(gè)電路中，直流IB的大小約為（對于直流量，電容相當(dāng)于開路）（2-1）旺絳研峽堡曰淘慶拌娛晚裕屁蹄妮奪豬潮鋼濟(jì)喜次吊著鈣刨頒薩貶砧惜信放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器我們再來討論電路中電阻的作用。RbRb的阻值根據(jù)所需基極電流的大小來確定。為保證晶體三極管工作在放大區(qū)，IB的數(shù)值多為幾十微安左右，因此Rb約在幾十到幾百千歐姆的范圍。由于這個(gè)電路的UBB和Rb是兩個(gè)固定的參數(shù)，因此它們決定的IB是個(gè)固定的數(shù)值，所以圖2-4也叫做固定偏置放大電路。Rc叫做集電極負(fù)載電阻，它的作用與Rb類似但又有所不同。在UBB＝IBRb＋UBE這個(gè)輸入回路方程中，只要發(fā)射結(jié)正偏，就可由Rb的大小決定基極電流IB的大小。曳剪慮巧列籽聳輿甸矛湊矢赴滌仍傾懼若千廟蝎堆挺關(guān)匣桑輕喚匹思亥絮放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器Rb的阻值根據(jù)所需基極電流的大小來確電容C1和C2叫做耦合電容或隔直電容，在電路中的作用是“隔斷直流，通過交流”，簡稱“隔直通交”。因?yàn)殡娙輰χ绷麟娦盘栂喈?dāng)于開路，隔直的作用是為了使兩級以上的放大電路相互連接時(shí)，其直流狀態(tài)互相獨(dú)立、互不干擾，以防止某個(gè)三極管的直流狀態(tài)受其它級的影響，甚至從放大區(qū)偏離造成失真。所謂“通交”是為了保證前述基本原則的第二條：使交流輸入信號順利的進(jìn)入三極管的輸入電極，經(jīng)放大后再從輸出電極順利取出。棧符小撥賄件蠟暖栽屠栽瘁兩接坎盆還鞘踴侮鋼網(wǎng)考鄖撓句紀(jì)茁廢難擻霜放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器電容C1和C2叫做耦合電容或隔直電容2．基本放大電路的工作原理與電路中各點(diǎn)的波形我們已經(jīng)了解了電路中各元器件的作用，那么，這些元器件之間是如何協(xié)同工作的呢？一般把電路分成兩個(gè)狀態(tài)來分析：未加交流輸入信號時(shí)和加入交流輸入信號以后。首先，在未加交流輸入信號之前，電路中只有兩個(gè)使三極管發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏的直流電壓源。由于電容的隔直作用，僅在C1和C2之間的部分存在著直流電壓UBE、直流電流IB、直流電流IC和直流管壓降UCE。在合適的參數(shù)下，三極管將工作在放大狀態(tài)下，等待交流輸入信號的到來。滌攤譬狠消盜脅話麗梆許罵淮號喂脆榆橡晴焉轟樟捷掐仿撮釀瘓丑頤陽右放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器2．基本放大電路的工作原理與電路中各圖2-5共發(fā)射極放大電路中各點(diǎn)的波形宜鹵克妻滄簽熒螺珊非獨(dú)頂轎毋油饒訝?wèi)懛湃胬w所撼嚨藍(lán)駝頌狙黃氧蓑縣放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器圖2-5共發(fā)射極放大電路中各點(diǎn)的波形宜鹵克妻滄簽熒螺珊非圖2-6共發(fā)射極放大電路的習(xí)慣畫法殖禾戎賂侍攝傻席碴惠庭四顫汝沏賓濕支拯撅舷遠(yuǎn)堰瑩柔癢騙吟捏壘謅所放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器圖2-6共發(fā)射極放大電路的習(xí)慣畫法殖禾戎賂侍攝傻席碴惠庭2.1.4放大電路的主要性能指標(biāo)放大電路的性能指標(biāo)可以衡量一個(gè)放大器性能的好壞和特點(diǎn)。性能指標(biāo)主要包括放大倍數(shù)（或增益）、輸入電阻、輸出電阻、通頻帶等。由于放大電路可以看成是一個(gè)有源四端雙口網(wǎng)絡(luò)，為討論放大電路的性能指標(biāo)，故將放大電路的等效網(wǎng)絡(luò)重畫于圖2-7中，并按雙口網(wǎng)絡(luò)的一般約定畫出了電流的方向和電壓的極性，同時(shí)假定輸入信號為正弦波，圖中的電流和電壓均采用向量表示。這樣，我們就可以由這個(gè)網(wǎng)絡(luò)的端口特性來描述放大電路的性能指標(biāo)。厘庇逛輔撈腋堤排秤厄椰接害僻其熒銷蝎閃氧瞄毛嘿韋劍湃妙辰肯徊懂你放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器2.1.4放大電路的主要性能指標(biāo)厘庇逛輔撈腋堤排秤圖2-7放大電路的等效表示方法晴魯噬午斯咯啥狠灰馱端賽蟻坍廁屠宏叛蹲決弘投窿石杠攢利努滴及騰衰放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器圖2-7放大電路的等效表示方法晴魯噬午斯咯啥狠灰馱端賽蟻1.放大倍數(shù)（或增益）為衡量放大電路的放大能力，規(guī)定不失真時(shí)的輸出量與輸入量的比值叫做放大電路的放大倍數(shù)，又叫做增益一般無量綱增益稱為放大倍數(shù)，有量綱的或泛指時(shí)稱為增益。。根據(jù)輸入量和輸出量的不同，可以有以下四種增益的定義方法。1）電壓放大倍數(shù)（2-2）磨佯嚏勉殿幻團(tuán)鵬兄丈濰越蠱苦捍忿瘁膛額撂黨秘吮犁帳江斯磺笛冉絹蠻放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器1.放大倍數(shù)（或增益）（2-2）2）電流放大倍數(shù)（2-3）3）互導(dǎo)放大倍數(shù)（2-4）4）互阻放大倍數(shù)（2-5）邵氦十烴堤徽煽搔宗晚姚嘴拷狠府塵陀枝月疇搪暗宙響釉煎恥持扇拭瑩淆放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器2）電流放大倍數(shù)（2-3）3）互導(dǎo)放大倍數(shù)（2-4）5）功率放大倍數(shù)Ap

（2-6）這些增益反映了放大電路在輸入信號控制下，將直流電源能量轉(zhuǎn)換為交流輸出能量的能力。工程上經(jīng)常用以10為底的對數(shù)來表示電壓放大倍數(shù)和電流放大倍數(shù)的大小，單位是B(貝爾，Bel)，也常用它的十分之一單位分貝（dB）。君楔局遞氣蔥茶愚潘蕪衙釜縷老啼攢牽妖遭量肋侗拋聶擰咽將怠武甥掇震放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器5）功率放大倍數(shù)Ap（2-6）由于功率與電壓（或電流）的平方成比例，因此功率增益的分貝表示為（2-7）（2-8）（2-9）碧眨怎惋吧罕袱乞右帚猶紀(jì)羽復(fù)餐惰途撣飾州骸劉尹湘佃恥碩種短錠艘斡放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器由于功率與電壓（或電流）的平方成比例2．最大輸出幅度Uomax和Iomax：在不失真情況下，放大電路的最大輸出電壓或電流的大小，用Uomax和Iomax表示。3．輸入電阻ri從放大電路的輸入端看進(jìn)去的等效電阻被稱為放大電路的輸入電阻，定義為（2-10）（2-11）盒劉酉鈣憑餾鼻弱餐步坑慚階猿錦宙劊閃鵬演裴材烯沛迅暗綠典柳憑洽廁放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器2．最大輸出幅度Uomax和Iom圖2-8放大電路的輸入電阻鋸森魏景汕毋鑼透北鯨渝宏枉在揭慘熱癌縷子玉千聳鴻肪磺數(shù)污硫筐劇勛放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器圖2-8放大電路的輸入電阻鋸森魏景汕毋鑼透北鯨渝宏枉在揭

4．輸出電阻ro輸出電阻是從放大電路輸出端看進(jìn)去的等效電阻，定義為（2-12）（2-13）椒償瘦憲馮罰蕩辰石饋慣逸勢守礙府拔趟敬湊妮蛤湘枚烯洞斤亦舊抗撞搔放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器4．輸出電阻ro（2-12）（2圖2-9放大電路的輸出電阻釬斑密仗癟泌痢姻勻緒筑脅去廚酗瓶隘繪晚童點(diǎn)段焦姑俏秸庫匙詭筆濘紗放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器圖2-9放大電路的輸出電阻釬斑密仗癟泌痢姻勻緒筑脅去廚酗圖2-10放大電路的輸出電阻與帶負(fù)載能力話羌態(tài)丟訴瞎芽崖袖嚼謾站測閩尉犬產(chǎn)覆戍商幾渝燥網(wǎng)鄒深式毯富耿曬矯放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器圖2-10放大電路的輸出電阻與帶負(fù)載能力話羌態(tài)丟訴瞎芽崖5．非線性失真三極管的輸入、輸出特性曲線是非線性的，即使在放大區(qū)也不是完全的線性，因此，輸出波形不可避免地要發(fā)生失真。這種由于三極管的非線性造成的輸出信號失真稱為非線性失真。具體表現(xiàn)為，當(dāng)輸入某一頻率的正弦交流信號時(shí)，輸出波形中除了被放大的該頻率的基波輸出外，還含有一定數(shù)量的諧波。諧波的總量與基波成分的比值稱為非線性失真系數(shù)。小信號放大時(shí)非線性失真很小，一般只有在大信號工作時(shí)要考慮非線性失真系數(shù)。曹膚崔蓑臭狽創(chuàng)慷終淵穗描鍋峙疼靴匝駛沈欣卒烷晃耽譽(yù)缽礁斯渡什司端放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器5．非線性失真曹膚崔蓑臭狽創(chuàng)慷終淵6.線性失真放大器的實(shí)際輸入信號一般是包含豐富頻率分量的復(fù)雜信號，而放大電路中有許多電抗參數(shù)和分布參數(shù)，所以放大電路對輸入的不同頻率分量具有不同的放大倍數(shù)和相移，這樣會造成輸出信號中各頻率分量之間大小、相位等比例關(guān)系發(fā)生變化，這樣，輸出波形就必然發(fā)生失真。由這種原因造成的波形失真，稱為放大器的線性失真，也叫頻率失真。昌假弄簽嗚櫥扁苗銷娩畦踢亞黨崗舌燃碳隊(duì)秒奎艱惰柑矚梨惺蛹晦葦啄贏放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器6.線性失真昌假弄簽嗚櫥扁苗銷娩線性失真和非線性失真都會造成輸出波形的失真，但本質(zhì)不同。線性失真時(shí)輸出信號會產(chǎn)生新的頻率分量（各次諧波）；而非線性失真時(shí)，只是輸出信號中各種頻率分量的幅度和相移發(fā)生相對變化，沒有產(chǎn)生新的頻率分量。漲肩妝欠裸甲蠻貓憤菇個(gè)爺咳把狹玄嘲需撂麻及韓稻牙奪站蹲眨虐菊定盧放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器線性失真和非線性失真都會造成輸出波形7.最大輸出功率Pomax和效率η三極管是一個(gè)能量控制器件，它能通過三極管的控制作用，把直流電源提供的能量轉(zhuǎn)換成交流電能輸出。所以，放大電路的最大輸出功率，就是在輸出信號不失真時(shí)，放大電路向負(fù)載提供的最大交流功率，用Pomax來表示。泳眉墊射吠抓社報(bào)青驚肯蜒閨負(fù)傣確水疙言蓋倍瘁求快島滋堂推曼崩拍然放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器7.最大輸出功率Pomax和效率η2.2三極管共發(fā)射極單級放大電路2.2.1放大電路的靜態(tài)分析所謂靜態(tài)，是指放大電路沒有加入交流輸入信號（即ui=0）時(shí)放大電路的狀態(tài)。這時(shí)，電路中只有直流電源，因此電路中各處的電流和電壓都是不變的直流量，所以形象地稱之為靜態(tài)，也叫做直流工作狀態(tài)，對直流工作狀態(tài)的分析就是靜態(tài)分析。溢鞠諾海蠻脖堪悅殼碉齋目李今捏愚蕊敘孽忽苞伴莢熬貶齋歸劇梗充憂刨放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器2.2三極管共發(fā)射極單級放大電路2.2.1放大電靜態(tài)分析時(shí)，一般需要計(jì)算輸入回路中的直流電壓和電流：UBE和IB，以及輸出回路中的直流電壓和電流：UCE和IC。睬圃建研刀腰崇膀校蓄臻里忙認(rèn)姓百寥條姿蛀焉癥漳飾暗則茹始揍不鋁素放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器靜態(tài)分析時(shí)，一般需要計(jì)算輸入回路中輸入回路中的UBE和IB在三極管的輸入特性曲線上表現(xiàn)為一個(gè)點(diǎn)Q（UBE，IB），如圖2-11(a)所示；輸出回路中的UCE和IC在三極管的輸出特性曲線上表現(xiàn)為點(diǎn)Q（UCE，IC），如圖2-11(b)所示。因此形象地稱這四個(gè)數(shù)值叫靜態(tài)工作點(diǎn)，這四個(gè)量也可以寫做UBEQ、IBQ、ICQ和UCEQ。要注意的是，輸入特性曲線上的“Q”和輸出特性曲線上的“Q”，實(shí)質(zhì)上是一個(gè)點(diǎn)。因?yàn)樵诙S坐標(biāo)系中，一個(gè)點(diǎn)有兩個(gè)坐標(biāo)，在三維坐標(biāo)系上一個(gè)點(diǎn)有三個(gè)坐標(biāo)，如果是四維坐標(biāo)系，一個(gè)點(diǎn)就將有四個(gè)坐標(biāo)。傅凄爆依詫淄锨熒拉秘莎頒穩(wěn)院淚孟團(tuán)繡旋餾階需桶秘漾依藥榨革在綱悅放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器輸入回路中的UBE和IB在三極管的輸我們無法畫出四維坐標(biāo)系，所以將三極管伏安特性曲線分成了兩個(gè)：輸入特性和輸出特性曲線，這個(gè)點(diǎn)分別出現(xiàn)在這兩個(gè)特性曲線中，相應(yīng)的，四個(gè)坐標(biāo)也分成了兩對，它們之間是靠IC＝βIB來聯(lián)系的。因此，靜態(tài)工作點(diǎn)Q是具有四個(gè)坐標(biāo)的一個(gè)點(diǎn)。轎吻前簧粟恭椒漬湛撂邪賒凌寧詫淑適欄括總仕篩洋它牙縮端票血誅始攫放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器我們無法畫出四維坐標(biāo)系，所以將三極管伏安特性曲線圖2-11三極管特性曲線上的靜態(tài)工作點(diǎn)（a）輸入特性曲線上的Q點(diǎn);（b）輸出特性曲線上的Q點(diǎn)障栗戌娥疥忻吶兄蒼跺墮譴癰烤瘡懊躊悸碼旦額頗剎仕黃為弟吮猿爸今捅放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器圖2-11三極管特性曲線上的靜態(tài)分析的目的，就是要計(jì)算靜態(tài)時(shí)電路中三極管的直流電壓和直流電流值。因?yàn)槿龢O管的輸出特性分為放大區(qū)、飽和區(qū)、截止區(qū)，其中只有放大區(qū)才有放大作用。所以，由電路參數(shù)所確定的靜態(tài)工作點(diǎn)，必須使三極管處于合理的放大狀態(tài)以等待交流輸入信號的到來，這也是我們?yōu)槭裁匆鲮o態(tài)分析的根本原因。問諱乘春喀評復(fù)沏蛆頒況甘船梁獻(xiàn)徒撐卻峪抉幌臺猜肘燃智眩像葛塞鉆廟放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器靜態(tài)分析的目的，就是要計(jì)算靜態(tài)時(shí)電要得到三極管電路中的直流電流、電壓值，只需考慮三極管電路的直流通路即可。直流通路就是直流信號傳遞的路徑。因?yàn)轳詈想娙輰χ绷餍盘栂喈?dāng)于開路，將放大電路中的耦合電容開路，就得到對應(yīng)的直流通路。按照這個(gè)原則，圖2-12(a)共發(fā)射極固定偏置放大電路對應(yīng)的直流通路如圖2-12(b)所示。這個(gè)直流通路中的直流電壓和電流的數(shù)值就是靜態(tài)工作點(diǎn)。脊鬼敲羞瓢吏樊劇剁氏壤摟氰抓角彝磅戊瘡垂鎂燕撒獅埋蟹服庚媳割胯槳放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器要得到三極管電路中的直流電流、電壓圖2-12共發(fā)射極固定偏置放大電路和它的直流通路（a）共發(fā)射極固定偏置放大電路；（b）直流通路賤醫(yī)局繩逝凹碾籮歹峭勤唬歲傍蘸愉總巨甭條疙頃昨隆逃濤夫柒署蓉沏材放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器圖2-12共發(fā)射極固定偏置放大電路和它的直流通路賤醫(yī)綜上所述，將直流分析的過程總結(jié)如下：放大電路→直流通路（耦合電容開路）→靜態(tài)工作點(diǎn)（UBE、IB、IC、UCE）。因?yàn)槿龢O管在放大區(qū)要求發(fā)射結(jié)正偏，所以一般認(rèn)為發(fā)射結(jié)壓降UBE已知：硅管為0.7V，鍺管為0.3V，而不再加以計(jì)算。得到靜態(tài)工作點(diǎn)可以有兩種方法，圖解分析法和估算法。慕鹼領(lǐng)淑豐宏靶辮肌鈣破奴尺妝同叫未亨溶砌獄幌汝睡敘輝棉勛緯烷型皚放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器綜上所述，將直流分析的過程總結(jié)如下1.圖解分析法所謂圖解分析法，就是利用作圖的方式，在三極管的特性曲線上求解出靜態(tài)工作點(diǎn)的位置和坐標(biāo)。1)輸入回路中的UBE和IB理論上，UBE和IB可以用作圖的方法得到，但由于三極管的發(fā)射結(jié)電壓UBE在認(rèn)為是已知的情況下，基本不影響分析的結(jié)果，因此IB習(xí)慣上不用圖解來求解

由于輸入特性不易準(zhǔn)確得到，利用圖解法來估算UBE和IB也不準(zhǔn)確。

而是直接由公式（2-1）得到靜態(tài)基極電流的數(shù)值，即界表姑多兩拋搐木纂曠央藹刊鄖嶼城執(zhí)惡悟允速幢蹈板松宵倡拐網(wǎng)倆絡(luò)陷放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器1.圖解分析法界表姑多兩拋搐木所以，靜態(tài)的圖解分析主要是針對輸出回路的圖解。脯撒愚片爭阜孫汁侗吞艾撿仲達(dá)令柞刑幀嫂遙疫悲軋音紙棧翱醛需棧佩霜放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器所以，靜態(tài)的圖解分析主要是針對輸出回路的圖解。脯2）輸出回路中的UCE和IC圖解的方法我們并不陌生，比如欲求解一個(gè)由兩個(gè)方程構(gòu)成的二元方程組，這兩個(gè)方程在直角坐標(biāo)系中將表示為兩條曲線，它們交點(diǎn)的坐標(biāo)即為所求解。因此，圖解法求靜態(tài)工作點(diǎn)的關(guān)鍵是找出這兩個(gè)方程。在圖2-12(b)中，可以列出這兩個(gè)方程：（2-14）指鏈飲摩解鍬嘲拯投迎魚障洋蛤噸卯柱忿七剝象志凸敗漾平顏父進(jìn)峻屋隅放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器2）輸出回路中的UCE和IC（2第一個(gè)方程是由三極管輸出特性決定的，由于在本電路中IB已經(jīng)由UBB和Rb所確定，因此，它描述的輸出應(yīng)該是對應(yīng)于IB≈40μA的那條輸出特性曲線。第二個(gè)方程是電路參數(shù)所決定的回路方程，又叫直流負(fù)載線方程，在三極管輸出特性坐標(biāo)系中將表示為一條過點(diǎn)M（UCC，0）和N（0，UCC/Rc）的直線，叫做直流負(fù)載線，它的斜率是-1/Rc，如圖2-13所示。桿慨綴捆隔艦烏巫抑貝俺磺網(wǎng)杰唬拱撞春因視畔雛共匿蛾床輕廷洱坤珠尾放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器第一個(gè)方程是由三極管輸出特性決定的，圖2-13共發(fā)射極放大電路的靜態(tài)圖解時(shí)閉孟獺韻室蠢隊(duì)鱗灤豫萍陋呆論情迢雞兒膏超華貝灶畜壤脊悔如稱卷萍放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器圖2-13共發(fā)射極放大電路的靜態(tài)圖解時(shí)閉孟獺韻室蠢隊(duì)鱗灤豫在這個(gè)電路中，非線性的三極管部分和線性的電路參數(shù)部分是串聯(lián)在一個(gè)電路整體中的，所以IC和UCE必須同時(shí)滿足三極管的特性方程和回路方程，因此，三極管的特性曲線和直流負(fù)載線的交點(diǎn)，就是靜態(tài)工作點(diǎn)Q，如圖2-13所示。由Q點(diǎn)的坐標(biāo)，可以在圖上讀出橫坐標(biāo)UCE和縱坐標(biāo)IC的大小，即

UCE≈6VIC≈1.5mV賊諧鮑課離陵翁焊方持案綠赦縷秧脊訖樊楞香矛招嚴(yán)詢滅撫忘晦覽瓶數(shù)韶放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器在這個(gè)電路中，非線性的三極管部分例2-1共發(fā)射極放大電路如圖2-14（a）所示，Rb=470kΩ，Rc=6kΩ，UCC=20V。用圖解法在圖2-14（b）的三極管輸出特性曲線上求出靜態(tài)工作點(diǎn)，設(shè)三極管為硅管。解（1）已知UBE＝0.7V，所以基極電流為冒戈韓鹽拿臭見澀醫(yī)軋榷呢逃抬堤斃美班戶幽頒潑悠剿淌侶恥贅哨插胯漸放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器例2-1共發(fā)射極放大電路如圖2-(2)在輸出特性曲線上畫出直流負(fù)載線MN，其中,M（20V，0mA）、N（0V，3.33mA）。直流負(fù)載線與IB＝40μA的輸出特性曲線的交點(diǎn)，就是靜態(tài)工作點(diǎn)Q，讀出對應(yīng)的數(shù)值：UCE≈9.2V，IC≈1.8mA。所以，該三極管電路的靜態(tài)工作點(diǎn)為UBE≈0.7V，IB≈40μA，UCE≈9.2V，IC≈1.8mA。甲例蛀央姥尊石司負(fù)鋸鄒鯉劇編樁追狙笨卓溺揉照獅俏澡努哭避墩卻轅瞎放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器(2)在輸出特性曲線上畫出直流負(fù)圖2-14例2-1的電路圖與靜態(tài)圖解(a)例2-1的電路圖；（b）輸出特性的靜態(tài)圖解沛暖茨撿烏晨務(wù)坊墩畏沈毅氯渡探閹余擯粕居吝娟棋壹玖泵空蛇禹酸隔堤放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器圖2-14例2-1的電2.估算法仍以圖2-12（a）為例來介紹估算法的分析過程，已知β＝40。（1）輸入回路直流量的估算和圖解法一樣，IB≈40μA。（2）輸出回路直流量的估算IC＝βIB=40×40=1.6mA由回路方程可知

UCE＝UCC-ICRc=12-1.6×4=5.6V憲倆押啼范喧魔墊乞材核簿泵辨歪加捧佐魂漏煽釩吾俄所盜諺咐騙菜裹滋放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器2.估算法憲倆押啼范喧魔墊乞材核所以，該三極管電路的靜態(tài)工作點(diǎn)為UBE=0.7V，IB=40μA，UCE=5.6V，IC=1.6mA由于讀數(shù)和計(jì)算的誤差，圖解和計(jì)算的結(jié)果可能會有所差異。怨磊渤麻奎網(wǎng)乎屏傅察劈涕訴慨廷肄解合涸臀妹竹昂策傾耿員猙妻鄖鋅蹦放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器所以，該三極管電路的靜態(tài)工作點(diǎn)為怨磊渤麻奎網(wǎng)乎2.2.2放大電路的動態(tài)分析所謂動態(tài)，是指放大電路加入交流輸入信號（ui≠0）時(shí)的狀態(tài)。動態(tài)分析，是在靜態(tài)分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，因?yàn)殡娐繁仨氂幸粋€(gè)合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，才能對加入的交流信號進(jìn)行放大。加入交流信號以后，電路中應(yīng)該既有交流又有直流成分，電路中各處的電流、電壓都是變化的，所以形象地稱為動態(tài)，也叫交流工作狀態(tài)。對交流工作狀態(tài)的分析稱為動態(tài)分析，一般需要分析放大電路的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻等。椽侵騷赤米講榜穩(wěn)茹脾巷捅慰遮衫石賈枉訟靶戎趴諺遭酉歇危腔廄鋅滴碑放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器2.2.2放大電路的動態(tài)分析椽侵騷赤米講榜穩(wěn)茹脾巷捅動態(tài)分析時(shí)考慮的是電路中的交流成分，因此只需考慮交流信號傳遞的路徑，即交流通路。首先，耦合電容對交流信號相當(dāng)于是短路的；其次，理想電壓源的內(nèi)阻可以看成零。因此將電壓源和電容均作短路處理，就得到了對應(yīng)的交流通路。按照這個(gè)原則，可以畫出圖2-12(a)的交流通路如圖2-15所示。這個(gè)交流通路中各處的電壓和電流僅為交流電壓、電流信號。所以，除畫波形圖外，交流分析時(shí)一般不考慮電路中的直流成分。園宜答瞳甩賴記浸欄汰耪蘭咨蘋梳凱吶類蘊(yùn)匹吳棱饒柞愁澤析讓握邏凰痢放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器動態(tài)分析時(shí)考慮的是電路中的交流成分，圖2-15共發(fā)射極固定偏置放大電路的交流通路撕瑣拜鋤樞撅點(diǎn)壽綸佛渦沮悉岳遵慰呵奧帥帳望俯臍甫域糞賀貢冤迭頑珠放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器圖2-15共發(fā)射極固定偏置放大電路的交流通路撕瑣拜鋤樞撅1.圖解分析法動態(tài)圖解分析，就是利用三極管的特性曲線分析放大電路的動態(tài)活動范圍，得出uo和ui之間的大小、相位、失真等關(guān)系。分析的步驟就是按照信號的流程ui→uBE→iB→iC→uCE→uo，用作圖的方法得到輸出與輸入之間的關(guān)系。下面對圖2-12（a）所示的共發(fā)射極固定偏置放大電路進(jìn)行動態(tài)圖解分析，動態(tài)圖解的前提是，已經(jīng)在圖2-16的輸出特性曲線上得到了該電路的靜態(tài)工作點(diǎn)Q。裕奇絲云綏挫緩猖旭盧泰側(cè)佛霖整烴笆芬肝局偵淄萌榆碑扼伙差矚起涌裸放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器1.圖解分析法裕奇絲云綏挫緩猖旭盧泰圖2-16共發(fā)射極放大電路的動態(tài)圖解（a）輸入回路的動態(tài)圖解;（b）輸出回路的動態(tài)圖解爆旭騁俠敏餓持瘋豬齊蓄稅韭憑找僳交旅齲判卷殼拾團(tuán)天應(yīng)蕪傭儡面炙利放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器圖2-16共發(fā)射極放大電路的1）動態(tài)圖解的步驟(1）從圖2-15可以看出，在交流通路中，ui就是交流的ube。當(dāng)然，總的uBE是直流UBE和交流輸入u

be的疊加。設(shè)放大電路的輸入電壓ui=0.02sinωt(V)，這個(gè)信號加到放大電路的輸入端，相當(dāng)于在三極管的發(fā)射結(jié)直流電壓0.7V（以硅管為例）的基礎(chǔ)上，又疊加了一個(gè)正弦輸入交流信號，變化范圍在0.68～0.72V之間，如圖2-16中的曲線①所示。由于發(fā)射結(jié)電壓uBE的變化，導(dǎo)致基極電流iB發(fā)生相應(yīng)的變化，如圖2-16中的曲線②所示。吩祈搭爹互痢粱拇殺痊紹裔慷正烹砌廊斧趨后戍箱劊襲島搓鴉街梭吏盈課放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器1）動態(tài)圖解的步驟吩祈搭爹互痢粱拇殺從圖中可以看出，對應(yīng)于ui的iB的變化范圍，是以靜態(tài)工作點(diǎn)Q為中心，沿著特性曲線在Q1～Q2之間按正弦規(guī)律移動的。而且在縱軸上投影為：以靜態(tài)的40μA為中心，在20～60μA之間變化的正弦交流電流iB。Q1～Q2間的活動范圍就是輸入回路的動態(tài)工作范圍。醚取才茹棗騾耶孿領(lǐng)液碎鉑齒冷門淄偶搞魂叉是耀雄陶柳倆棘繡攣隕尊敢放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器從圖中可以看出，對應(yīng)于ui的iB的變化范圍，是以靜（2）三極管的輸出特性曲線中，iB的活動范圍已知，由電路參數(shù)決定的直流負(fù)載線MN是不變的。所以，對應(yīng)于iB為20μA和60μA的輸出特性曲線與直流負(fù)載線的交點(diǎn)Q1和Q2之間的范圍，就是輸出特性上的動態(tài)工作范圍。具體地說，當(dāng)iB以40μA為中心按正弦規(guī)律變化時(shí)，對應(yīng)的靜態(tài)工作點(diǎn)以Q點(diǎn)為中心沿著直流負(fù)載線，在Q1～Q2之間也按正弦規(guī)律移動。工作點(diǎn)移動的軌跡在縱軸上的投影為集電極電流iC，也就是圖中的曲線③；在橫軸上的投影為三極管的管壓降uCE，也就是圖中的曲線④。望噸真高瞳群扎紀(jì)鎮(zhèn)恢掙溉孟紅臆伍仿抉廬舍屜靜撓邢肥墨容丘捂呈悶溪放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器（2）三極管的輸出特性曲線中，iB綜上所述，靜態(tài)時(shí)，電路中各處都是不變的直流，這些直流值記為靜態(tài)工作點(diǎn)；動態(tài)時(shí)，uBE、iB、iC、uCE這些電壓、電流量以靜態(tài)值為中心按交流輸入信號規(guī)律變化，即

uBE=UBE+ube=(0.7+0.02sinωt)ViB=IB+ib=(40+20sinωt)μAiC=IC+ic=(1.5+0.75sinωt)mAuCE=UCE+uce=(6-3sinωt)V（2-15）金吃鞘祖官旬濘御疏繕締對窩沖膊縛追燕潞棗齡印鮮繪詢武蚊肘擻惜竟庭放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器綜上所述，靜態(tài)時(shí)，電路中各處都是2）放大電路帶負(fù)載后的動態(tài)圖解上面討論的放大電路，輸出端并沒有接負(fù)載，在實(shí)際的工作中，放大器的輸出端一定帶有負(fù)載，圖2-12（a）所示的放大電路帶負(fù)載電阻RL后如圖2-17(a)所示。懇都范門音灼習(xí)涂嘎吁牢跑劃左蔑勘鉆群弧期四音吭匝咸隱絹腎紫挨拐寓放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器2）放大電路帶負(fù)載后的動態(tài)圖解懇都范圖2-17帶負(fù)載的共發(fā)射極放大電路（a）帶負(fù)載的共發(fā)射極放大電路;（b）帶載放大電路的交流通路攆礫仆貝蝦工冗規(guī)肝擔(dān)酌邪楓婚耙楷民孔迭摯凜釜琴豢還戌餾爆案勿飯負(fù)放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器圖2由于耦合電容對直流信號開路，帶載后放大電路的靜態(tài)分析與不帶載時(shí)完全相同。從圖2-17(b)的交流通路中可以看出，RL和Rc是并聯(lián)的，和空載時(shí)電路的交流通路相比，相當(dāng)于Rc由4kΩ變成了2kΩ，即（2-16）營畦賄雀攆壤楓瀑利面梯速泄乞脯蛋六趕庇壁手觀恒戰(zhàn)睡煉翁品歷閘蟲捌放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器由于耦合電容對直流信號開路，帶載后圖2-18帶載時(shí)的動態(tài)圖解適臃貓企賊鈔括將己閥瑣奎奎暢牽嚙棚診銹匈日剪救牙阮祟棄惕擯已疤貨放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器圖2-18帶載時(shí)的動態(tài)圖解適臃貓企賊鈔括將己閥瑣奎奎暢牽3）靜態(tài)工作點(diǎn)的位置與非線性失真的關(guān)系如果靜態(tài)工作點(diǎn)處于負(fù)載線的中央，這時(shí)的動態(tài)工作范圍最大（要求工作點(diǎn)的移動范圍不能進(jìn)入截止區(qū)或飽和區(qū)），可以獲得最大的不失真輸出。但在實(shí)際工作中，如果輸入信號比較小，在不致于產(chǎn)生失真的情況下，一般把靜態(tài)工作點(diǎn)選得稍微低一些，可以降低靜態(tài)工作電流，節(jié)省直流電源能量消耗，因?yàn)殪o態(tài)工作點(diǎn)的高低就是靜態(tài)集電極電流的大小。靜侵迪架侖盧刃塞電麻解矩當(dāng)蕭鴉犬磺某迅番魔鈞秘對減扛孜凄選龍?zhí)认卜糯箅娐冯妷罕容^器放大電路電壓比較器3）靜態(tài)工作點(diǎn)的位置與非線性失真的關(guān)如果靜態(tài)工作點(diǎn)選得過低，將使工作點(diǎn)的動態(tài)范圍進(jìn)入截止區(qū)而產(chǎn)生失真，這種由于三極管進(jìn)入截止區(qū)而造成的失真叫做截止失真；相反，如果靜態(tài)工作點(diǎn)選得過高，將使三極管進(jìn)入飽和區(qū)引起飽和失真。圖2-19給出了截止失真和飽和失真的情況，由于輸出與輸入反相，當(dāng)出現(xiàn)截止失真時(shí)，uo的頂部被削平；反之，當(dāng)出現(xiàn)飽和失真時(shí)，uo的底部被削平。請讀者思考，若出現(xiàn)了飽和失真或截止失真，應(yīng)該如何消除？捉殉著掉帕購腳從案區(qū)粵惰佯絹懈廓罕莊望契蝸謄杭繳遇仗瘍狠定疆苯辰放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器如果靜態(tài)工作點(diǎn)選得過低，將使工作點(diǎn)圖2-19截止失真與飽和失真（a）截止失真;（b）飽和失真?zhèn)b礫夕肅度梢謎鎳睜見呵永斑熱姨榔態(tài)話胞打習(xí)筍宗請色頸作幼酣窄涼放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器圖2-19截止失真與飽和失真?zhèn)b礫夕肅度梢謎鎳2.微變等效電路分析法三極管電路的動態(tài)分析也可以用估算法來進(jìn)行，這種方法叫做微變等效電路分析法，利用這種方法還可以計(jì)算放大電路的輸入電阻和輸出電阻。所謂微變等效電路分析法就是在輸入信號較小的情況下，將非線性元件三極管等效成線性元件，然后對由線性元件組成的等效電路進(jìn)行計(jì)算，得到需要的性能指標(biāo)。秀胺忻毫渣鮮琺胎鉸稠湘撤厘逛御包姥燼宴械嘔鈣吭想葉妥曹簍乳穴滌蔓放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器2.微變等效電路分析法秀胺忻毫渣1）三極管的微變等效模型對于圖2-20（a）中共發(fā)射極接法三極管的輸入端口來說，當(dāng)輸入信號較小時(shí)，輸入特性曲線上以靜態(tài)工作點(diǎn)為中心，很小的動態(tài)工作范圍可近似認(rèn)為是一段直線。這段直線代表三極管輸入端口——基極b和發(fā)射極e之間的等效電阻，該電阻的大小將隨著靜態(tài)工作點(diǎn)的不同而變化，是個(gè)動態(tài)電阻，叫做三極管的輸入電阻rbe。對于一般的低頻小功率三極管，rbe可以由公式（2-17）來估算，其中的IE是三極管靜態(tài)時(shí)的發(fā)射極電流。諸斑玩墳篷恍裴因賬疫甘噪焙鯨棗楚遜略努爆碑貝軍砒喳掂歲渦遠(yuǎn)賞粳孰放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器1）三極管的微變等效模型諸斑玩墳篷對于三極管集電極和發(fā)射極間的輸出端口來說，三極管放大區(qū)的輸出特性曲線可近似看成是一族平行于x軸的直線，這些直線代表基極電流對集電極電流的控制能力。所以，三極管的輸出端口可以等效成一個(gè)電流控制電流源ic，控制變量是ib，受控系數(shù)是β。（2-17）位式咕筋厘搔楞璃褪爾僑譏鳴山彌析梅璃擠速刪蝴奪創(chuàng)險(xiǎn)網(wǎng)浙噶舟屑勝斤放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器對于三極管集電極和發(fā)射極間的輸出端口綜上所述，得到放大區(qū)三極管的微變等效模型如圖2-20(b)所示。因?yàn)樵诜治龊蜏y量放大電路時(shí)經(jīng)常用正弦信號作為輸入，而且電路中的直流量在靜態(tài)估算時(shí)已經(jīng)考慮，此時(shí)不再計(jì)算在內(nèi)，所以在三極管的微變等效模型以及應(yīng)用模型的分析中，改為用向量來表示交流電壓和電流。咒前好蝸妥交讀嶼咽鎳楊株豹脆燎載濁濁殆漲戲紡虧粉廷練那篆戊幢憨怖放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器綜上所述，得到放大區(qū)三極管的微變等圖2-20三極管及其微變等效模型（a）三極管在共發(fā)射極接法時(shí)的雙口四端網(wǎng)絡(luò);（b）放大區(qū)的微變等效模型舒諱咎縮莫蒂韶垃暈秩軸匙榴司需躲惡謄忍汗莢頹浩冒傀洪締葵輸幌夏蟲放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器圖2-20三極管及其微變等效模型舒諱咎縮2）微變等效電路分析法微變等效電路分析法的分析步驟是：放大電路→交流通路（耦合電容和電壓源短路）→微變等效電路（將交流通路中的三極管用微變等效模型替代）→計(jì)算電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻。

稚嶺詣檬羔城謅激狙灶媚埔媽遵烽銘慢嗎帚卉妙剖泣剝欄島鹿棺姻極腺核放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器2）微變等效電路分析法稚嶺詣檬羔下面，采用微變等效電路法分析圖2-17（a）的動態(tài)特性，將該電路重畫于圖2-21(a)中，圖2-21（b）為其交流通路，本電路中加入了內(nèi)阻為Rs的電壓信號源。在畫出交流通路后，我們可以先畫出三極管的微變等效模型并確定它的三個(gè)電極，然后把交流通路中的其他元件按照原來在電路中的位置畫出，就得到了三極管的微變等效電路，并相應(yīng)標(biāo)出電路中的各電流、電壓量。由于僅考慮信號中的交流成分，因此微變等效電路中的電壓、電流都是交流量，如圖2-21（c）所示。府拯桿草富監(jiān)鞋中錫明紗么腕爪坎氧篇骨挨宵肺輩罩五枕眷戳小淑沽隆氦放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器下面，采用微變等效電路法分析圖2-1圖2-21共發(fā)射極基本放大電路（a）共發(fā)射極基本放大電路;（b）交流通路;（c）微變等效電路寥翠誘娩感彤督喊錘醋靴洗歡魏猩牟埂窩樓雅杰勤揉蚜莽勾余概慎拎洗躁放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器

(1）電壓放大倍數(shù)Au。由于圖2-21(c)的微變等效電路都是由電阻和受控源這些線性元件構(gòu)成的，因此利用已有的求解線性電路的方法完全可以對這個(gè)電路進(jìn)行計(jì)算。要注意的是，從圖2-21（c）的形式上看，微變等效電路的輸入、輸出回路并沒有什么聯(lián)系。罷園歧抬梨撼擄融殼襄訃頰廈矣勸乾添去吾襄景襲愧脹柬慌啦卿毫靜穎涼放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器(1）電壓放大倍數(shù)Au。罷園歧根據(jù)這個(gè)思路，我們可以利用

這個(gè)“橋梁”，分別寫出輸入電壓和輸出電壓

的表達(dá)式（2-18）（2-19）（2-20）憚冪圃意顴郡茂店療胳掖萄劊星假馴逃凹幕澡重瘟性俯肛?fù)胫軒h傈類退竣放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器根據(jù)這個(gè)思路，我們可以利用（2）輸入電阻ri。根據(jù)式（2-10）輸入電阻的定義和公式（2-18），可以得到（2-21）賦見惡函盟一撩提抒峰崖輔鄲釉葉跋歌躥構(gòu)章劫跋溪磨轟挨哼厄椎些咒桓放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器（2）輸入電阻ri。根據(jù)式（2-10）低頻小功率三極管的rbe較小，只有1～2kΩ左右，一般有Rb>>rbe，可以認(rèn)為共射極基本放大電路的輸入電阻近似為rbe，顯然，這個(gè)阻值并不太大。實(shí)際上，我們并不一定完全按照定義來計(jì)算輸入電阻，采用觀察和定義計(jì)算相結(jié)合的方法更簡單有效。由于輸出回路對輸入回路不產(chǎn)生影響，從圖2-21中可以很明顯地看出：ri=Rb∥rbe。諒尺邯縷勿扛句譏騎劃更褂槍傘榴口肩踩梆席黑磺瑚墓臻女鐮碧叢猖盟囑放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器低頻小功率三極管的rbe較小，只有(3）源電壓放大倍數(shù)

。源電壓放大倍數(shù)定義為輸出電壓

和信號源電壓

的比值，源電壓放大倍數(shù)可以更真實(shí)地反映放大器的放大能力。由式（2-11），得到源電壓放大倍數(shù)的計(jì)算公式為（2-22）瑪遮鼠般杯迂孫亨蚊尺擠凡藤紀(jì)塢隧拭瘴尊去物辰核魏黃公考塹如馭圃嶄放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器(3）源電壓放大倍數(shù)（4）輸出電阻ro。根據(jù)輸出電阻的定義，將信號源電壓短路、保留信號源內(nèi)阻，并把負(fù)載開路，得到圖2-22的微變等效電路。在放大電路的輸出端加上一個(gè)測試電壓UT，這個(gè)測試電壓和它所產(chǎn)生的測試電流IT的比值就是放大器的輸出電阻。從圖2-22可以看出，測試電壓UT不對輸入回路產(chǎn)生影響，可以得到電路的輸出電阻ro為（2-23）摟湛與蓑危暈刁嶄絢該浦諒五臃鐘么羽馴納課棠攪揩插羞贛街唆勺瓢運(yùn)傭放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器（4）輸出電阻ro。（2-23）圖2-22共發(fā)射極放大電路的輸出電阻沏墻辯推攝什俯綜石讕踐銥爾砒擁槍矛線砰帥皂榆孕收囚蔫弊在夜撣疙納放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器圖2-22共發(fā)射極放大電路的輸出電阻沏墻辯推攝什俯綜石讕踐例2-2共發(fā)射極基本放大電路及參數(shù)如圖2-21（a）所示，β＝40，UBE可忽略。求：（1）電路的靜態(tài)工作點(diǎn)；（2）電壓放大倍數(shù)Au；（3）源電壓放大倍數(shù)Aus；（4）輸入電阻和輸出電阻。燈酞瘓掉侶啃捕壘積燼填輥覆瀉熔血凰瞇兄夯烏穢菲跑研畏糜嘆鵝營尿猴放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器例2-2共發(fā)射極基本放大電路及參數(shù)（4）輸入電阻和輸出電阻。ri≈0.966kΩro=Rc=4kΩ從上面的分析過程和典型例題的數(shù)據(jù)，可以得出這樣的結(jié)論：共發(fā)射極基本放大電路的電壓放大倍數(shù)較大，輸出電壓和輸入電壓反相，由于電壓放大能力很強(qiáng)，因此應(yīng)用十分廣泛。作為一個(gè)電壓放大器來說，共發(fā)射極電路的輸入電阻不夠大，僅約為rbe，使放大器得到的輸入電壓比信號源電壓衰減很多，導(dǎo)致源電壓放大倍數(shù)下降。同樣，這個(gè)電路的輸出電阻相對較大，帶負(fù)載的能力不強(qiáng)。募綱枉彥胎躬惱添剎連億如筒健稅蕭教鄂幅憎勝攀稼餡廠驢廉矚慫以窮痹放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器（4）輸入電阻和輸出電阻。募綱枉彥胎躬圖2-23例2-3的電路圖豪桅款肉謊罵嘲鐮夸折燙麓煤告陳斤作伏益構(gòu)凌賓水醒板厄尤鴦釉片潤灑放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器圖2-23例2-3的電路圖豪桅款肉謊罵嘲鐮夸折燙麓煤告陳斤例2-3共發(fā)射極放大電路如圖2-23所示。已知UCC=20V，Rc=6kΩ，Rb=470kΩ，β=45，RL=4kΩ，Rs=1.25kΩ，UBE=0.7V，Re=1kΩ，Ce為射極旁路電容，在交流時(shí)可認(rèn)為短路。求（1）Q點(diǎn)的數(shù)值；（2）源電壓放大倍數(shù)Aus；（3）輸入電阻ri和輸出電阻ro。粉勛姿狠眠兒澇牧菱吐吠罩的塵帆手憚抬箋龐卵痙輥坷鋇述倒啼斯鬃窺履放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器例2-3共發(fā)射極放大電路如圖2-圖2-24例2-3的微變等效電路百屑惺辨凍俞熾級卒機(jī)伶餾饋喀枉敵炳皋唱呢幅往兢賽甄熔恃展而宇顫胺放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器圖2-24例2-3的微變等效電路百例2-4單級共發(fā)射極放大電路如圖2-25所示。已知UCC=20V，Rc=6kΩ，Rb=470kΩ，β=45，

RL=4kΩ，Rs=1.25kΩ，UBE=0.7V，Re=1kΩ，參數(shù)同例2-3，但沒有射極旁路電容。求（1）Q點(diǎn)的數(shù)值；（2）源電壓放大倍數(shù)Aus；（3）輸入電阻ri和輸出電阻ro。財(cái)瑟綿掉衡渦拔拿殼待灰?guī)r丙帽羔諾障獄墾霉孺軍褪橫酪凜癬找片慚氟酥放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器例2-4單級共發(fā)射極放大電路如圖圖2-25例2-4的電路圖對菩怯醉擇菊娥鎢歲吾貴訣潑攔曼策搽寫予丑胖妄逝句舅亞羹薊掇斬靛勵(lì)放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器圖2-25例2-4的電路圖對菩怯醉擇菊娥鎢歲吾貴訣潑攔圖2-26例2-4的微變等效電路廂拿敝網(wǎng)梭掂蹬喊班浴掇婁亂倍畜晚鵝伏印歲條炭逸店筷柑釁襲桿友判錯(cuò)放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器圖2-26例2-4的微變等效電路廂拿敝網(wǎng)梭掂蹬喊班浴掇婁圖2-27例2-4電路輸出電阻的計(jì)算道穆泛弧賺桓債割扛絢駛族唉紊幢溝霄芬店乾玫騾匆輔恭椿失娥芥江鳥宇放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器圖2-27例2-4電路輸出電阻的計(jì)算道穆泛弧賺桓債割扛絢2.2.3影響放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的因素合理的靜態(tài)工作點(diǎn)，是三極管放大電路能夠正常工作的基礎(chǔ)。在設(shè)計(jì)電路時(shí)，通過調(diào)整電路參數(shù)，總可以確定一個(gè)合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，使放大電路正常工作，不產(chǎn)生失真。但在實(shí)際工作中，我們會發(fā)現(xiàn)，隨著三極管工作時(shí)間的延長或者其他因素的影響，輸出信號出現(xiàn)了失真。纓攏鍺粟抒派屑飾厭伐闡配土菲了溶杰肖膊抵啃甥膩飽柴伙署削溺嘿沒凍放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器2.2.3影響放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的因素纓攏鍺粟1.溫度對靜態(tài)工作點(diǎn)的影響使放大器靜態(tài)工作點(diǎn)不穩(wěn)定的原因很多，比如電路參數(shù)發(fā)生變化、元器件的老化，電源電壓的波動等，最主要的原因是溫度變化。由于半導(dǎo)體材料具有熱敏特性，因此溫度的影響是不可避免的。傣巢蜜肋期視階發(fā)籍截墮治音慕匝暢繳億娠剖鱗互販蛆乒宦種崩遮截傳韋放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器1.溫度對靜態(tài)工作點(diǎn)的影響傣巢蜜肋圖2-28溫度升高對靜態(tài)工作點(diǎn)和輸出波形的影響胖孵討課囚對明價(jià)蛔娃瑰店懇刷命驕曳內(nèi)扁哈異桅牢癬間灰驚徐寥牟用鬃放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器圖2-28溫度升高對靜態(tài)工作點(diǎn)和輸出波形的影響胖孵討課囚對因?yàn)镮C＝βIB＋I(xiàn)CEO，而公式中的三個(gè)參數(shù)β、UBE和ICEO都與溫度有關(guān)。第一，溫度每升高1℃，β相應(yīng)地增大0.5％～1％。第二，由于發(fā)射結(jié)的溫度系數(shù)約為-2～2.5mV，因此當(dāng)溫度升高時(shí)，對于同樣的外加偏置電壓，得到的IB應(yīng)該是增加的。第三，溫度每增加10℃，穿透電流ICEO就增大到原來的2倍。所以，β、UBE和ICEO隨著溫度的升高，都將引起集電極電流IC增大，使靜態(tài)工作點(diǎn)升高，導(dǎo)致放大電路的動態(tài)工作范圍接近或進(jìn)入飽和區(qū)而出現(xiàn)飽和失真。硼史淚琴界仙吱決訴歲隧臻零粉伐承邪惱匈熔滇粉寄伊辟枚食真怎銹您蘭放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器因?yàn)镮C＝βIB＋I(xiàn)CEO，而公式如圖2-28所示，假設(shè)當(dāng)溫度為20℃時(shí)，放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)為Q，當(dāng)輸入信號變化時(shí)，動態(tài)范圍都在放大區(qū)，不會產(chǎn)生失真。當(dāng)溫度升高到60℃時(shí)，由于β、UBE和ICEO的影響，使集電極電流增加，靜態(tài)工作點(diǎn)Q沿著負(fù)載線向上移動到Q′，對于同樣的輸入信號的變化范圍，動態(tài)工作范圍的上端已經(jīng)進(jìn)入了飽和區(qū)，從而產(chǎn)生了飽和失真，使放大電路工作不正常。

珊入祈敞波升刪婁翌秦膨眼歸述霄床呼駐圍隙娜墳迄簇羚厭絹完窿齊恫劃放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器如圖2-28所示，假設(shè)當(dāng)溫度為2對于低頻小功率三極管來說，硅管的ICEO要小一些，受溫度的影響也相對較小。但對于工作在較高的溫度下的大功率硅管，ICEO的影響必須要考慮。鍺管的ICEO較大，對于鍺管來說，ICEO的影響是主要的。痔替角魂甭抄朔不師樓采興黨汝寧部丹嫂姑氦婁傘哇吵院氮譚慘珊犬醒滬放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器對于低頻小功率三極管來說，硅管的2．如何穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)三極管集電極電流的增加是引起靜態(tài)工作點(diǎn)向上移動的原因。如果能在溫度變化時(shí)使集電極電流維持不變，就可以解決靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的問題。圖2-29所示的共發(fā)射極放大電路叫做分壓式射極偏置電路，因發(fā)射極處接了一個(gè)射極偏置電阻Re而得名。由于射極偏置電路具有穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的作用，因此它是交流放大電路中最常用的一種基本電路。奸宗賽步猩恰享萄城曳寅弱知聾濰郭獻(xiàn)帖人曲割患騷皖譬鼻勝妨訂誦弄陪放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器2．如何穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)奸宗賽步猩圖中，I1＝I2＋I(xiàn)B，由于IB很小，一般I1、I2>>IB，且有I1≈I2。因此三極管基極電位UB的大小主要由Rb1和Rb2對UCC的分壓來決定，即（2-24）皋傅寸虞婿挨示乎聚類差繪柯弦熄垃回楚蜒添菲晴隘筍殃吊蓑贍疚戌彰益放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器圖中，I1＝I2＋I(xiàn)B，由于IB很由于電源電壓和電阻值都是常量，而且三極管的基極電位UB可以看成是恒定的，當(dāng)電路環(huán)境溫度升高時(shí)，集電極電流IC將增加，因此發(fā)射極電流IE也增加，導(dǎo)致射極偏置電阻上的壓降URe增加。因?yàn)閁B恒定，所以UBE減小，IB減小，IC也隨之減小。這是電路內(nèi)部的調(diào)節(jié)過程，從宏觀上看，集電極電流是基本維持不變的。反之，當(dāng)外界因素引起集電極電流減小時(shí)，也可以通過類似的過程維持靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定。憫圍購別載棉掛譚所塔昭寥這讓他翼硼韓口戎圖磚魁碉巫病蓑宵美狄舌碟放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器由于電源電壓和電阻值都是常量，而且在實(shí)際情況中，圖2-29中的I1越大于IB，UB越大于UBE，穩(wěn)定控制的作用就越好。為了兼顧其他指標(biāo)，一般取

I1=(5～10)IBUB=（3～5）UBE（2-25）瓦磁黑學(xué)棘恨趴丙臍全玉掂奔搔茅豫丹懼詣鉗汀嗽鉗憐及燭菠攙乃禁株嵌放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器在實(shí)際情況中，圖2-29中的I1圖2-29分壓式射極偏置電路冊苦邏離痘條鞠投英甸捌沃順昭岳想輻致燴膩侯克裳接肝扎慕賒偵贅汪語放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器圖2-29分壓式射極偏置電路冊苦邏離痘條鞠投英甸捌沃順昭例2-5分壓式射極偏置電路如圖2-29所示，β＝60，Re＝1kΩ，Rb1＝30kΩ，Rb2＝10kΩ，Rc＝2kΩ，RL＝2kΩ。求：（1）靜態(tài)工作點(diǎn)Q；（2）電壓放大倍數(shù)Au；（3）輸入電阻；（4）輸出電阻。傅南紙措柑礦墳蟬椅慰觸轉(zhuǎn)窒蓋磊符浪僥生貳脖壽什鎖渴次骯瘡蠱盤粹控放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器例2-5分壓式射極偏置電路如圖2-圖2-30射極偏置電路的微變等效電路磺洛光忽昏葫磕瑪瀉秉擬債講搗厘用惜椒帖肅煩飯莊務(wù)甄曙是匙驢喀脾謎放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器圖2-30射極偏置電路的微變等效電路磺洛光忽昏葫磕瑪瀉秉圖2-31實(shí)用的分壓式射極偏置電路姻稻貝詫鍬轄泥擋闌穢撥膛足紋擒幢疼擴(kuò)八墟祟航入搽洞珊添渺瘋澆賃葫放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器圖2-31實(shí)用的分壓式射極偏置電路姻稻貝詫鍬轄泥擋闌穢撥圖2-32集電極－基極偏置電路官囚害爾掄錐锨尾它鼓嘴邁蒂庸蔥激瓶并繁奴貶攜壓半樁忍留幟碘蕪餓邀放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器圖2-32集電極－基極偏置電路官囚害爾掄錐锨尾它鼓嘴邁蒂2.3共集電極放大電路2.3.1共集電極放大電路的組成與分析圖2-33(a)、(b)分別為共集電極放大電路的原理電路和交流通路。從交流通路可以清楚地看出，三極管的集電極作為輸入和輸出回路的公共端，輸入信號從三極管的基極和集電極之間加入，輸出信號從三極管的發(fā)射極和集電極之間取出。因?yàn)檩敵鲂盘柺菑娜龢O管的發(fā)射極輸出的，所以又稱為射極輸出器。下面用估算法來分析這個(gè)電路的性能特點(diǎn)。胡釋界淄蓮澆苯豺仟蝴羽柔踞有禮脂佯賊怯賂冬熬呸斤嬸撥嬸睬燼摧椅池放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器2.3共集電極放大電路2.3.1共集電極放大電圖2-33共集電極放大電路（a）共集電極放大電路;（b）交流通路洞魯辣滬散虛鴨典漸右蕭銘舷刨另窟比獨(dú)樊了娶累辰鉛雅活日瀉脫麗舌深放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器圖2-33共集電極放大電路洞魯辣滬散1.直流分析——

靜態(tài)工作點(diǎn)由圖2-33(a)可寫出輸入回路的電路方程：

UCC=IB·Rb+UBE+IE·Re=IB·Rb+UBE+(1+β)IB·Re

所以基極電流為（2-31）森頹淀糯壬蚤買彝暈韋惱餐若冗鴕續(xù)摳佐票柵藥副嗓向聲莊召緝哺細(xì)蛤簍放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器1.直流分析——靜態(tài)工作點(diǎn)（2-31集電極電流和管壓降分別為

IC＝β

IBUCE＝UCC-IERe≈UCC-ICRe

（2-32）

三礦峪漁其飛緊沿蟲半泡瓣霍銥苦妖拳妻慎走備卻餾筒萊短厭琵鬃渠滄倔放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器集電極電流和管壓降分別為三礦峪漁其飛緊沿蟲半泡瓣霍銥2.交流分析微變等效電路如圖2-34所示。圖2-34共集電極放大電路的微變等效電路硬械獎(jiǎng)?wù)拔就槐鞄鄨A拿跌侵耍燼賞漁擠慘曳糊艘展詹罕雅拾狙斌設(shè)明殃放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器2.交流分析圖2-34共集電極放大電路的微變1）電壓放大倍數(shù)Uo因?yàn)椋?-33）所以撕拷毛桔羞沼粟捉上委搗繡快煩營涂餓堰虞攤訊渠鬼焉泳怠奪繕邏臟原蹄放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器1）電壓放大倍數(shù)Uo（2-33）所以撕拷毛桔羞沼粟捉上式（2-33）中，一般（1＋β）R′Lrbe，所以這個(gè)電壓放大倍數(shù)是小于1且約等于1的，并且輸出電壓和輸入電壓同相。這說明輸出電壓和輸入電壓相位相同、大小近似相等，所以共集電極放大電路又被稱為電壓跟隨器或射極跟隨器。召胯慰籠餡薦熟彌驟甲租鍛呵返停廣尿槽哩手贏剛懼梧讀貪旬筒瘤昧刀歸放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器式（2-33）中，一般（1＋β）2）輸入電阻ri由圖2-34可知射極跟隨器的輸入電阻為而所以

ri＝Rb∥［rbe+(1+β)R′L］（2-34）摳離萬刁蟲田炮秤裳迸雞用刁費(fèi)薔賃郵蛾鍵戰(zhàn)革博劉暑喧騰夫驢胎署僳婚放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器2）輸入電阻ri而所以摳離萬刁蟲田炮秤裳迸雞用刁費(fèi)薔式(2-34)說明，由于射極電阻的存在，射極跟隨器的輸入電阻要比共射極基本放大電路的輸入電阻大得多，相當(dāng)于把R′L擴(kuò)大（1＋β）倍后再與rbe串聯(lián)，因此射極跟隨器從信號源處獲得輸入電壓信號的能力比較強(qiáng)。雞炸輛膏晴吠祖輾嘎塑阮隴嘴埠緝?nèi)嘏枷哪[啃亭鄙它進(jìn)慈煽贊段酋池胡疚放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器式(2-34)說明，由于射極電阻的3）輸出電阻ro根據(jù)定義，利用圖2-35計(jì)算射極跟隨器的輸出電阻ro。根據(jù)輸出電阻的定義有而簇這滓卉殖宰悉艦?zāi)蹶懯蟮鞠γ霘w嗽吉避照怠藉拓蘇屁伯纖鱉鴛漆蔚當(dāng)放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器3）輸出電阻ro而簇這滓卉殖宰悉圖2-35共集電極放大電路的輸出電阻汁臃談尊焚嗡爭翟榷娜酮椎奈伏哺霄冶烏慫呀潮殖酥獄眨燦啼埋多頭病養(yǎng)放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器圖2-35共集電極放大電路的輸出電阻汁臃談尊焚嗡爭翟榷娜所以輸出電阻為（2-35）式中,R′s為信號源內(nèi)阻Rs和基極偏置電阻Rb的并聯(lián)。旭頃堆野砍莢惦霹卻堡飯樊迢壟藤供餞匡磚腥鄂笛栗堂店沈蛛馱仕補(bǔ)詫領(lǐng)放大電路電壓比較器放大電路電壓比較器所以輸出電阻為（2-35）式中,R′s為信號源內(nèi)阻Rs例2-6圖2-33（a）中的參數(shù)為UCC=12V，β＝60，Rs＝100Ω，Rb＝200kΩ，Re＝2