第2章放大電路的基本原理和分析方法

1、第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信息工程系安康學(xué)院電子與信息工程系2022-6-132022-6-13第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信工程系安康學(xué)院電子與信工程系2022-6-132022-6-13梁梁 俊俊 龍龍第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信息工程系安康學(xué)院電子與信息工程系2022-6-132022-6-13第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信工程系安康學(xué)院電子與信工程系2022-6-132

2、022-6-13梁梁 俊俊 龍龍)A(u)A(iiOuUUA iOiIIA 第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信息工程系安康學(xué)院電子與信息工程系2022-6-132022-6-13第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信工程系安康學(xué)院電子與信工程系2022-6-132022-6-13梁梁 俊俊 龍龍在輸出波形沒有明顯失真情況下放大電路能夠提供在輸出波形沒有明顯失真情況下放大電路能夠提供給負載的最大輸出電壓給負載的最大輸出電壓( (或最大輸出電流或最大輸出電流) )可用峰可用峰-峰值表峰值表示，或有效值表

3、示示，或有效值表示( (Uom 、Iom) )。所有諧波總量與基波成分之比，即所有諧波總量與基波成分之比，即12322UUUD 從放大電路輸入端看進去的等從放大電路輸入端看進去的等效電阻。效電阻。iiiIUR 第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信息工程系安康學(xué)院電子與信息工程系2022-6-132022-6-13第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信工程系安康學(xué)院電子與信工程系2022-6-132022-6-13梁梁 俊俊 龍龍5. 輸出電阻輸出電阻 Ro從放大電路輸出端看進去的等效電阻。從放大電路輸

4、出端看進去的等效電阻。測量測量 Ro： LS0oooRUIUR輸入端正弦電壓輸入端正弦電壓 ，分別測量空載和輸出端接負載，分別測量空載和輸出端接負載 RL 的輸出電壓的輸出電壓 、 。oU iUoULooo)1(RUUR 輸出電阻愈小，帶載能力愈強。輸出電阻愈小，帶載能力愈強。LoLooRRRUU 第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信息工程系安康學(xué)院電子與信息工程系2022-6-132022-6-13第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信工程系安康學(xué)院電子與信工程系2022-6-132022-6-13

5、梁梁 俊俊 龍龍Aum6. 通頻帶通頻帶BWm21uA7. 最大輸出功率與效率最大輸出功率與效率 輸出不產(chǎn)生明顯失真的最大輸出功率。用符號輸出不產(chǎn)生明顯失真的最大輸出功率。用符號 Pom表示。表示。VomPP ：效率：效率PV：直流電源消耗的功率：直流電源消耗的功率fL fHfL：下限頻率：下限頻率fH：上限頻率：上限頻率圖圖 2.2.2第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信息工程系安康學(xué)院電子與信息工程系2022-6-132022-6-13第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信工程系安康學(xué)院電子與信工

6、程系2022-6-132022-6-13梁梁 俊俊 龍龍圖圖 2.3.1 單管共射放單管共射放 大電路的原理電路大電路的原理電路VT：NPN 型三極管，為放大元件；型三極管，為放大元件；VCC：為輸出信號提供能量；為輸出信號提供能量；RC：當(dāng)當(dāng) iC 通過通過 Rc，將電，將電流的變化轉(zhuǎn)化為集電極電壓的流的變化轉(zhuǎn)化為集電極電壓的變化，傳送到電路的輸出端；變化，傳送到電路的輸出端；VBB 、Rb：為發(fā)射結(jié)提供為發(fā)射結(jié)提供正向偏置電壓，提供靜態(tài)基極正向偏置電壓，提供靜態(tài)基極電流電流( (靜態(tài)基流靜態(tài)基流) )。第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信息工

7、程系安康學(xué)院電子與信息工程系2022-6-132022-6-13第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信工程系安康學(xué)院電子與信工程系2022-6-132022-6-13梁梁 俊俊 龍龍圖圖 2.3.1單管共射放單管共射放大電路的原理電路大電路的原理電路第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信息工程系安康學(xué)院電子與信息工程系2022-6-132022-6-13第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信工程系安康學(xué)院電子與信工程系2022-6-132022-6-13梁梁

8、 俊俊 龍龍2. 組成放大電路的原則：組成放大電路的原則：外加直流電源的極性必須使發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反外加直流電源的極性必須使發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。則有：偏。則有：BCii 輸入回路的接法應(yīng)使輸入電壓輸入回路的接法應(yīng)使輸入電壓 u 能夠傳送到三能夠傳送到三極管的基極回路，使基極電流產(chǎn)生相應(yīng)的變化量極管的基極回路，使基極電流產(chǎn)生相應(yīng)的變化量 iB。輸出回路的接法應(yīng)使變化量輸出回路的接法應(yīng)使變化量 iC 能夠轉(zhuǎn)化為變化能夠轉(zhuǎn)化為變化量量 uCE，并傳送到放大電路的輸出端。，并傳送到放大電路的輸出端。3. 原理電路的缺點：原理電路的缺點： 雙電源供電；雙電源供電； uI、uO 不共地。不共地。第第

9、2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信息工程系安康學(xué)院電子與信息工程系2022-6-132022-6-13第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信工程系安康學(xué)院電子與信工程系2022-6-132022-6-13梁梁 俊俊 龍龍圖圖 2.3.2單管共射放大電路單管共射放大電路C1 、C2 ：為隔直電容或耦合電容；為隔直電容或耦合電容； RL：為負載電阻。為負載電阻。該電路也稱該電路也稱阻容耦合阻容耦合單管共射放大電路。單管共射放大電路。第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院

10、電子與信息工程系安康學(xué)院電子與信息工程系2022-6-132022-6-13第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信工程系安康學(xué)院電子與信工程系2022-6-132022-6-13梁梁 俊俊 龍龍圖圖 2.4.1( (b) )2.4放大電路的基本分析方法放大電路的基本分析方法基本分析方法兩種基本分析方法兩種圖解法圖解法微變等效電路法微變等效電路法2.4.1直流通路與交流通路直流通路與交流通路圖圖 2.3.1( (b) )圖圖 2.4.1( (a) )第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信息工程系安康學(xué)院電

11、子與信息工程系2022-6-132022-6-13第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信工程系安康學(xué)院電子與信工程系2022-6-132022-6-13梁梁 俊俊 龍龍2.4.2靜態(tài)工作點的近似計算靜態(tài)工作點的近似計算IBQICQ圖圖 2.4.1( (a) )bBEQCCBQRUVI 硅管硅管 UBEQ = (0.6 0.8) V鍺管鍺管 UBEQ = (0.1 0.2) VICQ IBQUCEQ = VCC ICQ RCUBEQUCEQ第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信息工程系安康學(xué)院電子與信息工

12、程系2022-6-132022-6-13第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信工程系安康學(xué)院電子與信工程系2022-6-132022-6-13梁梁 俊俊 龍龍 【例例2.4.1】在在圖圖2.4.2所示的單管共射放大電路中，所示的單管共射放大電路中，NPN 硅管的硅管的 = 50，試估算放大電路靜的態(tài)工作點。，試估算放大電路靜的態(tài)工作點。圖圖 2.4.2 例例2.4.1電路電路解：解：設(shè)設(shè) UBEQ = 0.7 VA 40mA )2807.012(bBEQCCBQ RUVIICQ IBQ = (50 0.04) mA = 2 mAUCEQ = VCC

13、 ICQ Rc = (12 2 3)V = 6 V第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信息工程系安康學(xué)院電子與信息工程系2022-6-132022-6-13第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信工程系安康學(xué)院電子與信工程系2022-6-132022-6-13梁梁 俊俊 龍龍在三極管的輸入、輸出特性曲線上直接用作圖的方在三極管的輸入、輸出特性曲線上直接用作圖的方法求解放大電路的工作情況。法求解放大電路的工作情況。(1)(1)圖解分析靜態(tài)圖解分析靜態(tài)先用估算的方法計算輸入回路先用估算的方法計算輸入回路 IB

14、Q、 UBEQ。用圖解法確定輸出回路靜態(tài)值用圖解法確定輸出回路靜態(tài)值方法：方法：根據(jù)根據(jù) uCE = VCC iCRc 式確定兩個特殊點式確定兩個特殊點CCCECVu i 時，時，當(dāng)當(dāng)0cCCCCERVi u 時時，當(dāng)當(dāng)0第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信息工程系安康學(xué)院電子與信息工程系2022-6-132022-6-13第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信工程系安康學(xué)院電子與信工程系2022-6-132022-6-13梁梁 俊俊 龍龍輸出回路輸出回路輸出特性輸出特性CCCCCECCCEC0 0

15、RViuVui ，直流負載線直流負載線Q圖圖 2.4.2由靜態(tài)工作點由靜態(tài)工作點 Q 確 定 的確 定 的 IC Q、UCEQ 為靜態(tài)值。為靜態(tài)值。第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信息工程系安康學(xué)院電子與信息工程系2022-6-132022-6-13第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信工程系安康學(xué)院電子與信工程系2022-6-132022-6-13梁梁 俊俊 龍龍【例例2.4.2】在在圖圖2.4.2所示的單管共射放大電路中，所示的單管共射放大電路中，NPN 硅管的硅管的 = 50，試用圖解法確定靜

16、態(tài)工作點。試用圖解法確定靜態(tài)工作點。解：首先估算解：首先估算 IBQA 40mA)2807 . 012(bBEQCCBQ RUVI做直流負載線，確定做直流負載線，確定 Q 點點根據(jù)根據(jù) UCEQ = VCC ICQ RciC = 0，uCE = 12 V ；uCE = 0，iC = 4 mA .圖圖 2.4.2 例例2.4.2電路電路第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信息工程系安康學(xué)院電子與信息工程系2022-6-132022-6-13第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信工程系安康學(xué)院電子與信工程系

17、2022-6-132022-6-13梁梁 俊俊 龍龍0iB = 0 A20 A40 A60 A80 A134224681012MQIBQ = 40 A ，ICQ = 2 mA，UCEQ = 6 V.uCE /V由由 Q 點確定靜態(tài)值為：點確定靜態(tài)值為：iC /mA圖圖 2.4.3( (b) )第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信息工程系安康學(xué)院電子與信息工程系2022-6-132022-6-13第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信工程系安康學(xué)院電子與信工程系2022-6-132022-6-13梁梁

18、俊俊 龍龍( (2) ) 圖解分析動態(tài)圖解分析動態(tài)交流通路的輸出回路交流通路的輸出回路圖圖 2.4.4 輸出通路的外電路是輸出通路的外電路是 Rc 和和 RL 的并聯(lián)。的并聯(lián)。交流負載線交流負載線交流負載線交流負載線交流負載線斜率為：交流負載線斜率為：LCLL/ 1RRRR ，其中，其中OIBiC / mAuCE /VQ圖圖 2.4.5( (b) )第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信息工程系安康學(xué)院電子與信息工程系2022-6-132022-6-13第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信工程系安康學(xué)

19、院電子與信工程系2022-6-132022-6-13梁梁 俊俊 龍龍動態(tài)工作情況圖解分析動態(tài)工作情況圖解分析圖圖 2.4.5( (a) )輸入回路工作情況輸入回路工作情況0tiB6040200uBE/ViB / AtuBE/V0Q0.7IBQUBEQ uBE0.680.72 iBQ1Q2第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信息工程系安康學(xué)院電子與信息工程系2022-6-132022-6-13第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信工程系安康學(xué)院電子與信工程系2022-6-132022-6-13梁梁 俊俊

20、龍龍20608009120426uCE/ViC / mAQIB = 4 0 AICQt0iC / mA0tuCE/V直流負載線直流負載線UCEQ交流負載線交流負載線 uCE4.57.5 iC圖圖 2.4.5( (b) )Q1Q2第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信息工程系安康學(xué)院電子與信息工程系2022-6-132022-6-13第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信工程系安康學(xué)院電子與信工程系2022-6-132022-6-13梁梁 俊俊 龍龍 電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)BECEIOuuuuAu 圖圖

21、 2.4.3( (a) )【例例2.4.3】用圖解法求圖示電路電壓放大倍數(shù)。輸用圖解法求圖示電路電壓放大倍數(shù)。輸入、輸出特性曲線如右圖，入、輸出特性曲線如右圖，RL = 3 k 。 uCE = (4.5 7.5) V = 3 V uBE = (0.72 0.68) V = 0.04 V解：解：求求 確定交流負載線確定交流負載線LR k 5 . 1/LCLRRR取取 iB = (60 20) A = 40 A則輸入、輸出特性曲線上有則輸入、輸出特性曲線上有7504. 03BECE uuAu第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信息工程系安康學(xué)院電子與信

22、息工程系2022-6-132022-6-13第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信工程系安康學(xué)院電子與信工程系2022-6-132022-6-13梁梁 俊俊 龍龍 單管共射放大單管共射放大電電 路當(dāng)輸入正弦波路當(dāng)輸入正弦波 uI 時，放大電路中相應(yīng)時，放大電路中相應(yīng) 的的 uBE、iB、iC、uCE、 uO 波形。波形。圖圖 2.4.6單管共射放單管共射放大電路的電壓電流波形大電路的電壓電流波形第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信息工程系安康學(xué)院電子與信息工程系2022-6-132022-6-13第第

23、2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信工程系安康學(xué)院電子與信工程系2022-6-132022-6-13梁梁 俊俊 龍龍 2. 圖解法的應(yīng)用圖解法的應(yīng)用(1) 用圖解法分析非線性失真用圖解法分析非線性失真靜態(tài)工作點過靜態(tài)工作點過低，引起低，引起 iB、iC、uCE 的波形失真的波形失真ibui結(jié)論：結(jié)論：iB 波形失真波形失真OQOttOuBE/ViB / AuBE/ViB / AIBQ 截止失真截止失真第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信息工程系安康學(xué)院電子與信息工程系2022-6-132022-6-13

24、第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信工程系安康學(xué)院電子與信工程系2022-6-132022-6-13梁梁 俊俊 龍龍iC 、 uCE (uo )波形失真波形失真uo = uceOiCtOOQ tuCE/VuCE/ViC / mAICQUCEQib(不失真不失真)第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信息工程系安康學(xué)院電子與信息工程系2022-6-132022-6-13第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信工程系安康學(xué)院電子與信工程系2022-6-132022

25、-6-13梁梁 俊俊 龍龍OIB = 0QtOO NPN 管管 uo波形波形tiCuCE/VuCE/ViC / mAuo = uceib( (不失真不失真) )ICQUCEQ Q 點過高點過高，引起，引起 iC、uCE的波形失真的波形失真飽和失真飽和失真第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信息工程系安康學(xué)院電子與信息工程系2022-6-132022-6-13第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信工程系安康學(xué)院電子與信工程系2022-6-132022-6-13梁梁 俊俊 龍龍OiB = 0QuCE/ViC

26、 / mAACBDE交流負載線交流負載線 輸出波形沒有輸出波形沒有明顯失真時能夠輸明顯失真時能夠輸出最大電壓。即輸出最大電壓。即輸出特性的出特性的 A、B 所所限定的范圍。限定的范圍。22omDECDU Q 盡量設(shè)在線段盡量設(shè)在線段 AB 的中點。則的中點。則 AQ = QB，CD = DE第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信息工程系安康學(xué)院電子與信息工程系2022-6-132022-6-13第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信工程系安康學(xué)院電子與信工程系2022-6-132022-6-13梁梁 俊

27、俊 龍龍 改變改變 Rb，保持，保持VCC ，Rc ， 不變；不變；OIBiCuCE Q1Rb 增大，增大，Rb 減小，減小，Q 點下移；點下移；Q 點上移；點上移；Q2OIBiCuCE Q1Q3改變改變 VCC，保持，保持 Rb，Rc ， 不變；不變； 升高升高 VCC，直流負載線平行，直流負載線平行右移，動態(tài)工作范圍增大，但管右移，動態(tài)工作范圍增大，但管子的動態(tài)功耗也增大。子的動態(tài)功耗也增大。Q2圖圖 2.4.9( (a) )圖圖 2.4.9( (b) )第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信息工程系安康學(xué)院電子與信息工程系2022-6-132

28、022-6-13第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信工程系安康學(xué)院電子與信工程系2022-6-132022-6-13梁梁 俊俊 龍龍改變改變 Rc，保持，保持 Rb，VCC ， 不變；不變；改變改變 ，保持保持 Rb，Rc ，VCC 不變；不變；增大增大 Rc ，直流負載，直流負載線斜率改變，則線斜率改變，則 Q 點向點向飽和區(qū)移近。飽和區(qū)移近。OIBiCuCE Q1Q2OIBiCuCE Q1Q2增大增大 ，ICQ 增大，增大，UCEQ 減小，則減小，則 Q 點移近飽點移近飽和區(qū)。和區(qū)。圖圖 2.4.9 ( (c) )圖圖 2.4.9 ( (d)

29、 )第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信息工程系安康學(xué)院電子與信息工程系2022-6-132022-6-13第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信工程系安康學(xué)院電子與信工程系2022-6-132022-6-13梁梁 俊俊 龍龍1. 能夠形象地顯示靜態(tài)工作點的位置與非線性能夠形象地顯示靜態(tài)工作點的位置與非線性失真的關(guān)系；失真的關(guān)系；2. 方便估算最大輸出幅值的數(shù)值；方便估算最大輸出幅值的數(shù)值；3. 可直觀表示電路參數(shù)對靜態(tài)工作點的影響；可直觀表示電路參數(shù)對靜態(tài)工作點的影響；4. 有利于對靜態(tài)工作點有利于

30、對靜態(tài)工作點 Q 的檢測等。的檢測等。第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信息工程系安康學(xué)院電子與信息工程系2022-6-132022-6-13第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信工程系安康學(xué)院電子與信工程系2022-6-132022-6-13梁梁 俊俊 龍龍晶體管在小信號晶體管在小信號( (微變量微變量) )情況下工作時，可以在靜情況下工作時，可以在靜態(tài)工作點附近的小范圍內(nèi)態(tài)工作點附近的小范圍內(nèi)用直線段近似地代替三極管的用直線段近似地代替三極管的特性曲線特性曲線，三極管就可以三極管就可以等效為一個線

31、性元件等效為一個線性元件。這樣就這樣就可以將非線性元件晶體管所組成的放大電路等效為一個可以將非線性元件晶體管所組成的放大電路等效為一個線性電路。線性電路。微變等效條件微變等效條件研究的對象僅僅是研究的對象僅僅是變化量變化量信號的信號的變化范圍很小變化范圍很小僅對三極管外部的僅對三極管外部的電壓、電流等效電壓、電流等效第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信息工程系安康學(xué)院電子與信息工程系2022-6-132022-6-13第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信工程系安康學(xué)院電子與信工程系2022-6-13

32、2022-6-13梁梁 俊俊 龍龍( (1) ) 三極管的微變等效電路三極管的微變等效電路 iB uBE 晶體管的輸入特性曲線晶體管的輸入特性曲線常數(shù)常數(shù) CEBBEbeUiurrbe ：晶體管的輸入電阻。：晶體管的輸入電阻。 在小信號的條件下，在小信號的條件下，rbe是一常是一常數(shù)。晶體管的輸入電路可用數(shù)。晶體管的輸入電路可用 rbe 等效等效代替。代替。 輸入電路輸入電路Q 點附近的工作段點附近的工作段近似地看成直線近似地看成直線可認為可認為 uBE 與與 iB 成正比成正比QOiB uBE 圖圖 2.4.10( (a) )第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方

33、法安康學(xué)院電子與信息工程系安康學(xué)院電子與信息工程系2022-6-132022-6-13第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信工程系安康學(xué)院電子與信工程系2022-6-132022-6-13梁梁 俊俊 龍龍 輸出電路輸出電路假設(shè)在假設(shè)在 Q 點附近特性曲線基本上是水平的點附近特性曲線基本上是水平的( ( iC 與與 uCE無關(guān)無關(guān)) )，數(shù)量關(guān)系上，數(shù)量關(guān)系上， iC 比比 iB 大大 倍；倍； iB iB從三極管輸出端從三極管輸出端看，看，可以用可以用 iB 恒流恒流源代替三極管；源代替三極管； 該恒流源為受控源；該恒流源為受控源；為為 iB 對對

34、 iC 的控制。的控制。uCE QiC O圖圖 2.4.10( (b) )第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信息工程系安康學(xué)院電子與信息工程系2022-6-132022-6-13第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信工程系安康學(xué)院電子與信工程系2022-6-132022-6-13梁梁 俊俊 龍龍 三極管的簡化參數(shù)等效電路三極管的簡化參數(shù)等效電路注意：注意：這里忽略了這里忽略了 uCE 對對 iC與輸出特性的影響，在與輸出特性的影響，在大多數(shù)情況下，簡化的微變等效電路對于工程計算來說大多數(shù)情況下，簡化的

35、微變等效電路對于工程計算來說誤差很小。誤差很小。圖圖 2.4.11三極管的簡化三極管的簡化 h 參數(shù)等效電路參數(shù)等效電路第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信息工程系安康學(xué)院電子與信息工程系2022-6-132022-6-13第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信工程系安康學(xué)院電子與信工程系2022-6-132022-6-13梁梁 俊俊 龍龍，而而bebirIU LbLcoRI RIU beLiourR UUA )/(LcLRRR Ri = rbe / Rb Ro = Rc圖圖 2.4.12單管共射放大

36、電路的等效電路單管共射放大電路的等效電路iUOUiUOUbIcIbI 第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信息工程系安康學(xué)院電子與信息工程系2022-6-132022-6-13第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信工程系安康學(xué)院電子與信工程系2022-6-132022-6-13梁梁 俊俊 龍龍rbb ：基區(qū)體電阻。基區(qū)體電阻。re b ：基射之間結(jié)電阻?；渲g結(jié)電阻。歐歐姆姆，可可忽忽略略。只只有有幾幾：發(fā)發(fā)射射區(qū)區(qū)體體電電阻阻，一一般般 er EQEQbe26IIUrT EQbbBBEbe26)1(

37、ddIriur 低頻、小功率管低頻、小功率管 rbb 約為約為 300 。UT ：溫度電壓當(dāng)量。：溫度電壓當(dāng)量。c beiBiCiEbb rbe rer e b 圖圖 2.4.13第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信息工程系安康學(xué)院電子與信息工程系2022-6-132022-6-13第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信工程系安康學(xué)院電子與信工程系2022-6-132022-6-13梁梁 俊俊 龍龍討論討論1. 當(dāng)當(dāng) IEQ 一定時，一定時， 愈大則愈大則 rbe 也愈大，選用也愈大，選用 值值較大的

38、三極管其較大的三極管其 Au 并不能按比例地提高；并不能按比例地提高；因：因：2. 當(dāng)當(dāng) 值一定時，值一定時，IEQ 愈大則愈大則 rbe 愈小，可以得到較愈小，可以得到較大的大的 Au ，這種方法比較有效。，這種方法比較有效。 beLurRA EQbeI26)1(300r 其中其中 第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信息工程系安康學(xué)院電子與信息工程系2022-6-132022-6-13第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信工程系安康學(xué)院電子與信工程系2022-6-132022-6-13梁梁 俊俊 龍

39、龍( (3) ) 等效電路法的步驟等效電路法的步驟( (歸納歸納) )1. 首先利用圖解法或近似估算法確定放大電路首先利用圖解法或近似估算法確定放大電路的靜態(tài)工作點的靜態(tài)工作點 Q 。2. 求出靜態(tài)工作點處的微變等效電路參數(shù)求出靜態(tài)工作點處的微變等效電路參數(shù) 和和 rbe 。3. 畫出放大電路的微變等效電路?？上犬嫵鋈嫵龇糯箅娐返奈⒆兊刃щ娐?。可先畫出三極管的等效電路，然后畫出放大電路其余部分的交極管的等效電路，然后畫出放大電路其余部分的交流通路。流通路。4. 列出電路方程并求解。列出電路方程并求解。第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信息工程系

40、安康學(xué)院電子與信息工程系2022-6-132022-6-13第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信工程系安康學(xué)院電子與信工程系2022-6-132022-6-13梁梁 俊俊 龍龍例：例：接有發(fā)射極電阻的單管放大電路，計算電壓放接有發(fā)射極電阻的單管放大電路，計算電壓放大倍數(shù)和輸入、輸出電阻。大倍數(shù)和輸入、輸出電阻。iUOU圖圖 2.4.14接有發(fā)射極電阻的放大電路接有發(fā)射極電阻的放大電路ReiUbIcIoUbI eIuARe第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信息工程系安康學(xué)院電子與信息工程系2022-6

41、-132022-6-13第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信工程系安康學(xué)院電子與信工程系2022-6-132022-6-13梁梁 俊俊 龍龍eebebiRIrIU be)1( II 其其中中LbLCO RIRIU 而而ebeLiO)1(RrRUUAu eLRRAu 引入發(fā)射極電阻引入發(fā)射極電阻后，后， 降低了。降低了。uA若滿足若滿足(1 + ) Re rbe 與三極管的參數(shù)與三極管的參數(shù) 、rbe 無關(guān)。無關(guān)。uAiUbIcIoUbI eI第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信息工程系安康學(xué)院電子與

42、信息工程系2022-6-132022-6-13第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信工程系安康學(xué)院電子與信工程系2022-6-132022-6-13梁梁 俊俊 龍龍 bebeiii/)1(RRrIUR 引入引入Re 后，輸后，輸入電阻增大了。入電阻增大了。coRR 將放大電路的輸入將放大電路的輸入端短路，負載電阻端短路，負載電阻 RL 開開路路 ，忽略，忽略 c 、e 之間的之間的內(nèi)電阻內(nèi)電阻 rce 。圖圖 2.4.14( (b) )iUbIcIoUbI eIiI第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信

43、息工程系安康學(xué)院電子與信息工程系2022-6-132022-6-13第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信工程系安康學(xué)院電子與信工程系2022-6-132022-6-13梁梁 俊俊 龍龍oU+_討論討論引入引入 Re 后對輸出電阻的影響。后對輸出電阻的影響。Rcrce cIrbe ebcRbbIbI ReeIOIbceeOCCCOO IrUUIIRUI 其其中中beebi0 rUIU ，因因為為ebececeeCbececeOebececeObeceeceOC)1()1()1(RrrrURIrrrUUrrrUrUrUrUIOe beee/ rRR

44、式中式中圖圖 2.4.15求圖求圖 2.4.14( (a) )電路電路輸出電阻的等效電路輸出電阻的等效電路第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信息工程系安康學(xué)院電子與信息工程系2022-6-132022-6-13第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信工程系安康學(xué)院電子與信工程系2022-6-132022-6-13梁梁 俊俊 龍龍將將 代入代入 式，放大電路輸出電阻為式，放大電路輸出電阻為C I ccooIRUI ebecececooo)1(/RrrrRIUR 上式中，通常上式中，通常 ，故可簡化為，故可

45、簡化為1becerr )(/ebecececoRrrrRR 如果如果 Re = 0 ，但考慮，但考慮 rce 的作用，則的作用，則ceco/rRR 顯然，接入顯然，接入 Re 后，三極管集電極至公共端之間的后，三極管集電極至公共端之間的等效電阻大大提高了。等效電阻大大提高了。第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信息工程系安康學(xué)院電子與信息工程系2022-6-132022-6-13第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信工程系安康學(xué)院電子與信工程系2022-6-132022-6-13梁梁 俊俊 龍龍第第2章

46、章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信息工程系安康學(xué)院電子與信息工程系2022-6-132022-6-13第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信工程系安康學(xué)院電子與信工程系2022-6-132022-6-13梁梁 俊俊 龍龍 三極管是一種對溫度十分敏感的元件。三極管是一種對溫度十分敏感的元件。溫度變化溫度變化對管子參數(shù)的影響主要表現(xiàn)有：對管子參數(shù)的影響主要表現(xiàn)有： 1. UBE 改變。改變。UBE 的溫度系數(shù)約為的溫度系數(shù)約為 2 mV/ C，即，即溫度每升高溫度每升高 1 C，UBE 約下降約下降 2 mV

47、（電流不變）（電流不變）。 2. 改變。改變。溫度每升高溫度每升高 1 C， 值約增加值約增加 0.5% 1 %， 溫度系數(shù)分散性較大。溫度系數(shù)分散性較大。第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信息工程系安康學(xué)院電子與信息工程系2022-6-132022-6-13第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信工程系安康學(xué)院電子與信工程系2022-6-132022-6-13梁梁 俊俊 龍龍iCuCEOiBQCCCRVVCCQ T = 20 C T = 50 C圖圖 2.5.1溫度對溫度對 Q 點和輸出波形的影響點和

48、輸出波形的影響第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信息工程系安康學(xué)院電子與信息工程系2022-6-132022-6-13第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信工程系安康學(xué)院電子與信工程系2022-6-132022-6-13梁梁 俊俊 龍龍 3. ICBO 改變。改變。溫度每升高溫度每升高 10 C ，ICBQ 大致將增大致將增加一倍，說明加一倍，說明 ICBQ 將隨溫度按指數(shù)規(guī)律上升。將隨溫度按指數(shù)規(guī)律上升。 溫度變化會導(dǎo)致三極管的溫度變化會導(dǎo)致三極管的ICBQ 、 發(fā)生變化，最終結(jié)果發(fā)生變化，最終結(jié)果

49、導(dǎo)致導(dǎo)致ICQ發(fā)生變化。發(fā)生變化。第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信息工程系安康學(xué)院電子與信息工程系2022-6-132022-6-13第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信工程系安康學(xué)院電子與信工程系2022-6-132022-6-13梁梁 俊俊 龍龍圖圖 2.5.2 分壓式工作點穩(wěn)定電路分壓式工作點穩(wěn)定電路C1RcRb2VCCC2RL+ + + +CeuoRb1ReiBiCiEiRuiuEuB Rb1、 Rb2 上偏、下偏上偏、下偏電阻；電阻； 作用：作用：分壓，穩(wěn)定分壓，穩(wěn)定UB。 Re 反饋

50、電阻。反饋電阻。 作用：作用：實現(xiàn)控制。實現(xiàn)控制。 Ce 旁路電容。旁路電容。 作用：作用：旁路交流。旁路交流。第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信息工程系安康學(xué)院電子與信息工程系2022-6-132022-6-13第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信工程系安康學(xué)院電子與信工程系2022-6-132022-6-13梁梁 俊俊 龍龍 由于由于 UBQ 不隨溫度變化，不隨溫度變化，電流負反饋式工作點穩(wěn)定電路電流負反饋式工作點穩(wěn)定電路T C1RcRb2VCCC2RL+ + + +CeuoRb1ReiBiC

51、iEiRuiuEuBICQ IEQ UEQ UBEQ (= UBQ UEQ)IBQ ICQ 第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信息工程系安康學(xué)院電子與信息工程系2022-6-132022-6-13第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信工程系安康學(xué)院電子與信工程系2022-6-132022-6-13梁梁 俊俊 龍龍說明：說明：Re 愈大，同樣的愈大，同樣的 IEQ 產(chǎn)生的產(chǎn)生的 UEQ 愈大，則溫愈大，則溫度穩(wěn)定性愈好。但度穩(wěn)定性愈好。但 Re 增大，增大，UEQ 增大，要保持輸出量增大，要保持輸出量不

52、變，必須增大不變，必須增大 VCC。接入接入 Re ，電壓放大倍數(shù)將大大降低。在，電壓放大倍數(shù)將大大降低。在 Re 兩兩端并聯(lián)大電容端并聯(lián)大電容 Ce ，交流電壓降可以忽略，則，交流電壓降可以忽略，則 Au 基本基本無影響。無影響。 Ce 稱旁路電容。稱旁路電容。要保證要保證 UBQ 基本穩(wěn)定，基本穩(wěn)定，IR IBQ，則需要，則需要 Rb1、Rb2 小一些，但這會使電阻消耗功率增大，且電路的輸小一些，但這會使電阻消耗功率增大，且電路的輸入電阻降低。實際選用入電阻降低。實際選用 Rb1、Rb2 值，取值，取 第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信息工

53、程系安康學(xué)院電子與信息工程系2022-6-132022-6-13第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信工程系安康學(xué)院電子與信工程系2022-6-132022-6-13梁梁 俊俊 龍龍2. 靜態(tài)與動態(tài)分析靜態(tài)與動態(tài)分析因因 IR IBQ， 故故(估算估算)CCb2b1b1BQVRRRU eBEQBQeEQEQCQ RUURUII 則則eEQcCQCCCEQRIRIVU 靜態(tài)基極電流靜態(tài)基極電流 CQBQII )(ecCQCCRRIV 圖圖 2.5.2 電路的直流通路電路的直流通路第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康

54、學(xué)院電子與信息工程系安康學(xué)院電子與信息工程系2022-6-132022-6-13第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信工程系安康學(xué)院電子與信工程系2022-6-132022-6-13梁梁 俊俊 龍龍C1RcRb2+VCCC2RL+ +CeuoRb1ReiBiCiEiRui rRAbeLu LcLR/RR b2b1beiR/R/rR RcRb2+VCCRL+uiuoRb1ReoUbIcIbI iUcoRR iiIIAO bciIIA第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信息工程系安康學(xué)院電子與信息工程系20

55、22-6-132022-6-13第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信工程系安康學(xué)院電子與信工程系2022-6-132022-6-13梁梁 俊俊 龍龍共射組態(tài)共射組態(tài)共集組態(tài)共集組態(tài)共基組態(tài)共基組態(tài)圖圖 2.6.1 共集電極放大電路共集電極放大電路 (a)電路圖電路圖射極輸出器射極輸出器sUoUiU第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信息工程系安康學(xué)院電子與信息工程系2022-6-132022-6-13第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信工程系安康學(xué)院電子

56、與信工程系2022-6-132022-6-13梁梁 俊俊 龍龍sUoUiU由基極回路求得靜態(tài)基極電流由基極回路求得靜態(tài)基極電流ebBEQCCBQ)1(RRUVI BQCQII 則則eEQCCCEQRIVU ( (b) )直流通路直流通路圖圖 2.6.1 共集電極放大電路共集電極放大電路eCQCCRIV 第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信息工程系安康學(xué)院電子與信息工程系2022-6-132022-6-13第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信工程系安康學(xué)院電子與信工程系2022-6-132022-6-

57、13梁梁 俊俊 龍龍iUrbeiIbIeIoIcIbI oUsUioiIIA sUoUiUsUiUoU圖圖 2.6.1(c)交流通路交流通路圖圖 2.6.1(d)微變等效電路微變等效電路sU iUOUiIbIeIoIcIcI )1(bei IIA第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信息工程系安康學(xué)院電子與信息工程系2022-6-132022-6-13第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信工程系安康學(xué)院電子與信工程系2022-6-132022-6-13梁梁 俊俊 龍龍(d)微變等效電路微變等效電路sU i

58、UOUiIbIeIoIcIcI ebeeo)1(RIRIU eebebiRIrIU ebbeb)1(RIrI ebeeio)1()(1RrRUUAu Lee/ RRR 結(jié)論：結(jié)論：電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)恒小于恒小于1，而接近而接近1，且輸出，且輸出電壓與輸入電壓電壓與輸入電壓同相位同相位，又稱，又稱射極跟隨器。射極跟隨器。第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信息工程系安康學(xué)院電子與信息工程系2022-6-132022-6-13第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信工程系安康學(xué)院電子與信工程系2022-

59、6-132022-6-13梁梁 俊俊 龍龍iUrbeiIbIeIoIcIbI oUsUeebebiRIrIU biiIUR 結(jié)論：結(jié)論：輸入電阻較大。輸入電阻較大。大約十幾大約十幾 一百多一百多kk。RiiR ebe)1(Rr ebbeb)1(RIrI )1( iiebebibiRr/RR/RIUR Lee/ RRR 第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信息工程系安康學(xué)院電子與信息工程系2022-6-132022-6-13第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信工程系安康學(xué)院電子與信工程系2022-6-1

60、32022-6-13梁梁 俊俊 龍龍iUrbeiIbIeIcIbI oUsUoI )( sbeboRrIU 圖圖 2.6.2 求求Ro的等效電路的等效電路RoOR OUbss/ RRR 1sbeoooRrIURbeo1I )(II eRRrIUR 1sbeooooI第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信息工程系安康學(xué)院電子與信息工程系2022-6-132022-6-13第第2章章 放大電路的基本原理和分析方法放大電路的基本原理和分析方法安康學(xué)院電子與信工程系安康學(xué)院電子與信工程系2022-6-132022-6-13梁梁 俊俊 龍龍2.6.2共基極放