模電第二章基本放大電路課件

第二章基本放大電路§1放大電路的基本概念及其性能指標(biāo)§2共發(fā)射極放大電路的組成和工作原理§3放大電路的圖解分析法§4放大電路的小信號模型分析法§5共集電極和共基極放大電路§6多級放大電路§7放大電路的頻率響應(yīng)§1放大電路的基本概念及其性能指標(biāo)一、放大電路的基本概念放大電路是最基本最常用的模擬電路，其他模擬電路（信號運算、信號處理、波形發(fā)生等）都是在此基礎(chǔ)上發(fā)展演變而來的。1、放大的對象：變化量2、放大的任務(wù)：將微弱的電信號放大到負(fù)載所需要的數(shù)值。當(dāng)輸入信號有一個比較小的變化量時，輸出端負(fù)載上將得到一個較大的變化量。4、放大的基本特征：功率放大5、放大的必要器件：有源元件6、放大的前提：不失真在放大電路中提供一個能源，由能量較小的輸入信號控制這個能源，使之輸出較大的能量，然后推動負(fù)載。3、放大的本質(zhì)：能量的控制與轉(zhuǎn)換一、放大電路的基本概念§1放大電路的基本概念及其性能指標(biāo)（1）電壓增益（dB）（dB）源電壓增益（2）電流增益1、放大倍數(shù)（dB）（Ω）（S）（3）功率增益（4）互阻增益（5）互導(dǎo)增益功率正比于電壓或電流的平方1、放大倍數(shù)1、放大倍數(shù)電壓增益Au，電流增益Ai，互阻增益Ar，互導(dǎo)增益Ag。(1)用對數(shù)方式表示增益的優(yōu)點：(2)增益為負(fù)時表示輸出與輸入極性相反。(3)放大倍數(shù)小于1時，用分貝表示的增益為負(fù)。用對數(shù)坐標(biāo)表示增益隨頻率的變化曲線時可以擴(kuò)大增益的變化范圍。計算多級放大電路的總增益時可以將乘法轉(zhuǎn)換為加法。3、輸出電阻從放大電路輸出端看進(jìn)去的等效電阻。（1）實驗室測量Ro輸出電阻愈小，帶負(fù)載能力愈強。（2）計算Ro：rO與RL無關(guān)空載時輸出電壓有效值。4、通頻帶fBW放大器件本身存在極間電容，有些放大電路中也包含電抗性元件，所以放大電路的增益會隨信號頻率的變化而變化。中頻放大倍數(shù)：通頻帶：

fBW＝fH－

fL衡量一個放大電路對不同頻率信號的放大能力。AumfBWfL

fHfL：下限頻率fH：上限頻率5、最大不失真輸出幅度Uom在輸出波形沒有明顯失真的情況下，放大電路能夠提供給負(fù)載的最大輸出電壓（或最大輸出電流）。正弦信號的峰－峰值為其有效值的6、最大輸出功率Pom與效率η輸出信號不失真時，負(fù)載上能獲得的最大功率。此時輸出電壓為最大不失真輸出電壓Uom。Pomη：效率PV：直流電源消耗的功率VBB

：靜態(tài)偏置電壓，保證三極管處于放大工作狀態(tài)。Rb：與VBB共同決定靜態(tài)（uI=0）時的基極電流?！?共發(fā)射極放大電路的組成和工作原理一、共發(fā)射極放大電路的組成～VCCVBBuI_++_RcRbiBiCuO直流分量：靜態(tài)值：IB、IC、UCE交流分量：瞬時值：ib、ic、uce

有效值：Ib、Ic、Uce

正弦向量：總電量：瞬時值：iB、iC、uCE平均值：IB(AV)、IC(AV)、UCE(AV)符號規(guī)定二、共發(fā)射極放大電路的工作原理1、放大作用原理～VCCVBBuI_++_RcRbiBiCuOΔuIΔuBEΔiBΔiC(=βΔiB)ΔuCEΔuOuCE1=VCC-iC1RCuCE2=VCC-iC2RCΔuCE=－ΔiCRCΔuO=ΔuCE～VCCVBBuI_++_RcRbiBiCuO二、共發(fā)射極放大電路的工作原理3、原理電路的改進(jìn)原理電路的缺點：雙電源供電uI與uO不共地RLus_+RsVCC+_RcRbuO+C2C1+uI+_三極管工作狀態(tài)；輸入回路；輸出回路。IBuiOtiBOtuCEOtuoOtiCOtICUCEiC、iB、uBE、uCE雖然交流量是正負(fù)變化的，但瞬時值的方向始終不變。iC＋

uCE－＋

uBE

－

iBVCC+_RcRbuO+C2C1+uI+_§3放大電路的圖解分析法放大電路中的信號交直流并存。靜態(tài)：動態(tài)：ui＝0時，放大電路的工作狀態(tài)，也稱直流工作狀態(tài)。ui≠0時，放大電路的工作狀態(tài)，也稱交流工作狀態(tài)。分析的步驟——先靜態(tài)后動態(tài)靜態(tài)分析：IBICUCE動態(tài)分析：Au

Ri

Ro·估算法、圖解法微變等效電路法、圖解法

放大電路建立正確的靜態(tài)，是保證動態(tài)工作的前提，即保證放大電路不失真，在動態(tài)信號的整個周期內(nèi)，晶體管始終工作在放大狀態(tài)。一、放大電路的靜態(tài)分析1、交流通路與直流通路（1）直流通路（研究靜態(tài)工作點）RLus_+RsVCC+_RcRbuO+C2C1+uI+_VCCRcRb一、放大電路的靜態(tài)分析1、交流通路與直流通路（2）交流通路（研究動態(tài)參數(shù)）RLus_+Rs+_RcRbuOuI+_一、放大電路的靜態(tài)分析2、靜態(tài)值的近似估算（1）靜態(tài)工作點

Q

當(dāng)外加輸入信號ui為0時，在直流電源VCC的作用下三極管基極回路和集電極回路均存在直流電壓和直流電源，即IC、IB、UBE、UCE

，這些直流量在三極管的輸入特性和輸出特性曲線上各自對應(yīng)一個點，這個點稱為靜態(tài)工作點Q。例題圖示單管共射放大電路中，VCC=12V，Rc=3k，Rb=280k，NPN硅管的=50，試估算靜態(tài)工作點。解：設(shè)UBEQ=0.7VICQ

IBQ=(500.04)mA=2mAUCEQ=VCC–ICQ

Rc=(12-23)V=6V一、放大電路的靜態(tài)分析3、用圖解法確定靜態(tài)工作點在三極管的特性曲線上用作圖的方法求解放大電路。（1）在直流通路中用估算法求出IBQ；輸入特性不易測，一般不使用圖解法，而用近似計算法直接計算輸入回路的IBQ。（2）在輸出特性曲線上作直流負(fù)載線。

直流負(fù)載線即直流通路外電路的伏安特性：ic=f(uCE)∣iB一定（3）直流負(fù)載線與IBQ所以對應(yīng)的那條輸出特性曲線的交點即為Ｑ點，該點橫坐標(biāo)為UCEQ，縱坐標(biāo)為ICQ。0iB

=0μA20μA40μA60μA80μA134224681012MQIBQ=40μA，ICQ=2mA，UCEQ=6V.uCE

/V由Q點確定靜態(tài)值為：iC

/mA做直流負(fù)載線，確定Q點根據(jù)uCE=VCC–iC

RciC=0，uCE=12V；uCE=0，iC=4mA。二、放大電路的動態(tài)分析1、交流負(fù)載線RL+_RcRbuOuI+_RL+_RcuOuI+_Rb交流負(fù)載線方程：外電路電阻：當(dāng)ui=0時，交流分量uce、ic也為0，故交流負(fù)載線也過Q點。交流負(fù)載線是過Q點，斜率為-1/RL′的直線。工作點沿交流負(fù)載線運動。交流負(fù)載線OIBiC

/mAuCE

/VQ2、加正弦交流信號時放大電路的工作情況QuCE/VttiB/AIBtiC/mAICiB/AuBE/VtuBE/VUBEUCEiC/mAuCE/VOOOOOOQiCQ1Q2ibuiuoRL=二、放大電路的動態(tài)分析由uO和ui的峰值(或峰-峰值)之比可得放大電路的電壓放大倍數(shù)。電路確定后，IBQ確定，進(jìn)而ICQ、UCEQ確定，直流負(fù)載線上能達(dá)到的只有Q點。但當(dāng)輸入信號變化，引起iB變化時，相應(yīng)的iC、uCE均按照一定規(guī)律變化，一定范圍內(nèi)交流負(fù)載線上的所有點均可到達(dá)，即工作點沿交流負(fù)載線運動。2、加正弦交流信號時放大電路的工作情況二、放大電路的動態(tài)分析總結(jié)輸入回路工作情況0.680.72uBEiBtQ000.7t6040200uBE/ViB/μAuBE/ViBUBE604020總結(jié)輸出回路工作情況交流負(fù)載線直流負(fù)載線4.57.5uCE912t0ICiC

/mA0IB=40μA2060804Q260uCE/ViC

/mA0tuCE/VUCEiCiBIBQ1Q2二、放大電路的動態(tài)分析3、非線性失真及產(chǎn)生的原因若放大電路的Q點位置不合適，則輸出波形容易產(chǎn)生明顯的非線性失真。①Q(mào)點過低，引起iB、iC、uCE的波形失真。ibuiOQOttOuBE/ViB/μAuBE/ViB/μAIBQ截止失真NPN管截止失真時的輸出uo波形頂部失真。uo=

uceOiCtOOQ

tuCE/VuCE/ViC

/mAICQUCEQ同理，PNP管截止失真時的輸出uo波形底部失真。②Q點過高，引起iC、uCE的波形失真。飽和失真OIB=0QtOONPN管uo波形tiCuCE/VuCE/ViC

/mAuo=

uceib(不失真)ICQUCEQ二、放大電路的動態(tài)分析3、非線性失真及產(chǎn)生的原因截止失真雙向失真飽和失真Q點位置過低，NPN管輸出波形頂部失真。Q點位置過高，NPN管輸出波形底部失真。輸入信號幅度過大，輸出波形底部頂部均失真。思考：Q點位置適當(dāng)，是不是一定不會產(chǎn)生非線性失真？可減小Rb使Q點上移可增大Rb使Q點下移二、放大電路的動態(tài)分析4、最大不失真輸出幅度

Uom：輸出波形沒有明顯失真時能夠輸出最大電壓（有效值）。

Q點盡量設(shè)在交流負(fù)載線中點，即線段AB（即CE）

的中點。此時最大不失真輸出電壓最大。iB=0uCE/ViC

/mA交流負(fù)載線OACQDBEUCES飽和截止QDQD二、放大電路的動態(tài)分析4、最大不失真輸出幅度

Uom：輸出波形沒有明顯失真時能夠輸出最大電壓（有效值）。iB=0uCE/ViC

/mA交流負(fù)載線OACQDBEUCES飽和截止QDQD

當(dāng)CD≠DE時,Uom為二者之中較小者的圖解法小結(jié)1.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；2.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；4.有利于對靜態(tài)工作點Q的檢測等?！?放大電路的小信號模型分析法晶體管在小信號(微變量)情況下工作時，可以認(rèn)為三極管的電壓電流呈線性關(guān)系，即在靜態(tài)工作點附近的小范圍內(nèi)可以用直線段近似地代替三極管的特性曲線，三極管就可以等效為一個線性元件。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線性電路。微變等效條件研究的對象僅僅是變化量信號的變化范圍很小微變等效電路的定義一、三極管的微變等效電路（簡化的h參數(shù)小信號模型）iBuBE輸入為小信號rbe：晶體管的等效輸入電阻。在小信號的條件下，rbe是一常數(shù)。1、輸入特性Q點附近的工作段可近似看作直線可認(rèn)為uBE與iB成正比QOiB

uBE

2、輸出特性iBiB所以從三極管輸出端看，可以用iB恒流源代替三極管；該恒流源不是獨立電流源而是受控源，為iB對iC的控制。uCE

QiC

O假設(shè)在Q點附近特性曲線基本上是水平的，iC與uCE無關(guān)，

iC=

iB；一般在20～200之間，在手冊中常用hfe表示。一、三極管的微變等效電路（簡化的h參數(shù)小信號模型）一、三極管的微變等效電路（簡化的h參數(shù)小信號模型）ibicicBCEibibube+-uce+-ube+-uce+-rbeBEC晶體管的B、E之間可用電阻rbe等效代替。晶體管的C、E之間可用受控電流源ic=ib等效代替。3、三極管的h參數(shù)小信號模型注意從BJT的輸出特性看，iC不僅與iB有關(guān)，放大區(qū)特性曲線微微上揚，即當(dāng)uCE增大時，ic也隨之略有增大。從BJT的輸入特性看，當(dāng)uCE增大時，iB與uBE之間的關(guān)系曲線將右移，當(dāng)uCE大于某值（1V）時各關(guān)系曲線基本重合。綜上，在大多數(shù)情況下可以忽略uCE對輸入輸出特性的影響，故將稱為簡化的h參數(shù)模型。一、三極管的微變等效電路（簡化的h參數(shù)小信號模型）3、三極管的h參數(shù)小信號模型一、三極管的微變等效電路（簡化的h參數(shù)小信號模型）4、rbe的計算rbb

：基區(qū)體電阻。低頻、小功率管

約為300。reb

：基射之間結(jié)電阻。c

beiBiCiEre

：發(fā)射區(qū)體電阻，一般幾，可以忽略。二、放大電路的小信號模型分析法1、固定偏置共射放大電路首先，畫出放大電路的微變等效電路。rbeRbRCRLebc+-+-+-RSRLus_+RsVCC+_RcRbuO+C2C1+uI+_分析時假設(shè)輸入為正弦交流，所以等效電路中的電壓與電流可用相量表示。然后，根據(jù)小信號模型計算放大電路的動態(tài)指標(biāo)。當(dāng)放大電路輸出端開路(未接RL)時因rbe與IEQ有關(guān)，故放大倍數(shù)與靜態(tài)IEQ有關(guān)。負(fù)載電阻愈小，放大倍數(shù)愈小。負(fù)號表示輸出電壓的相位與輸入相反rbeRbRCRLEBC+-+-+-RS（1）電壓放大倍數(shù)

AurbeRbRCRLEBC+-+-+-RS（2）輸入電阻

ri放大電路信號源+-+-（3）輸出電阻

ro+_RLRo+_rbeRbRCRLEBC+-+-+-RS①斷開負(fù)載RL③外加電壓④求外加②令或忽略rce。考慮信號源內(nèi)阻RS時放大電路信號源+-+-（4）源電壓放大倍數(shù)AuS總結(jié)：微變等效電路法分析放大電路的步驟(1)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Q。(2)求出靜態(tài)工作點處的微變等效電路參數(shù)

和rbe。(3)畫出放大電路的微變等效電路。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流通路。(4)列出電路方程并求解。已知β=50,Rb=280k，Rc=RL=3k，VCC=12V?！纠?】①用微變等效電路法求動態(tài)參數(shù)②如欲提高︱Au︱，可采取何種措施？應(yīng)調(diào)整電路的哪些參數(shù)？.解：①②如何提高︱Au︱？.當(dāng)IEQ一定時，愈大則

rbe也愈大，選用值較大的三極管其Au并不能按比例地提高，即電流放大倍數(shù)大并不地表電壓放大倍數(shù)大。當(dāng)值一定時，可以調(diào)整Q點使IEQ增大，則rbe減小，于是可以得到較大的Au，這種方法比較有效。②如何提高︱Au︱？.可以在、VCC和Rc值不變的情況下適當(dāng)減小Rb使Q點上移，但要防止Q點太靠近飽和區(qū)而發(fā)生飽和失真?！纠?】已知β=50,Rb=240k，Rc=3k，RL=3k，Re=820，VCC=12V。①估算Q點；②求動態(tài)參數(shù)。C1RcRb+VCCC2RL+++VT+Re解：①②畫微變等效電路RbRCRLebc+-+-Rerbe240k3k3k820rce+-思考：引入射極電阻Re后對放大電路有何影響？+-+-RL3kRbRCebcRerbe240k3k820①電壓放大倍數(shù)降低；②輸入電阻增大；③輸出電阻？rce很大未接入Re時所以接入Re后，c、e之間的等效電阻提高了。二、放大電路的小信號模型分析法放大電路的許多的許多重要技術(shù)指標(biāo)都與Q點的位置密切相關(guān)。靜態(tài)是動態(tài)的基礎(chǔ)。三極管是一種對溫度十分敏感的元件。溫度變化對管子參數(shù)的影響主要表現(xiàn)有：UBE改變：UBE的溫度系數(shù)約為–2mV/C，即溫度每升高1C，UBE約下降2mV。

改變：溫度每升高1C，值約增加0.5%~1%，溫度系數(shù)分散性較大。

ICBO改變：溫度每升高10C，ICBQ大致將增加一倍，說明ICBQ將隨溫度按指數(shù)規(guī)律上升。當(dāng)溫度升高時，UBE、、ICBO

上式表明，當(dāng)VCC和Rb一定時，IC與UBE、以及ICEO有關(guān)，而這三個參數(shù)隨溫度而變化。溫度升高時，

IC將增加，使Q點沿負(fù)載線上移。討論溫度對靜態(tài)工作點的影響：VCCRcRb二、放大電路的小信號模型分析法iCuCEOiBQVCCT=20C

T=50C結(jié)論：

當(dāng)溫度升高時，IC將增加，使Q點沿負(fù)載線上移，容易使晶體管T進(jìn)入飽和區(qū)造成飽和失真，甚至引起過熱燒壞三極管。固定偏置電路的工作點Q點是不穩(wěn)定的，為此需要改進(jìn)偏置電路。當(dāng)溫度升高使IC

增加時，能夠自動減少IB，從而抑制Q點的變化，保持Q點基本穩(wěn)定。二、放大電路的小信號模型分析法2、射極偏置電路（1）電路組成及工作原理UBRb1RCC1C2Rb2ReRLI1I2IB+++VCCuiuo++––ICIE靜態(tài)時，若滿足基極電位基本恒定，不隨溫度變化。二、放大電路的小信號模型分析法2、射極偏置電路（1）電路組成及工作原理UBRb1RCC1C2Rb2ReRLI1I2IB+++VCCuiuo++––ICIETUBEIBICUEICUB固定

Re：溫度補償電阻，

對直流：Re越大,穩(wěn)定Q點效果越好。

Re愈大，同樣的IEQ產(chǎn)生的UEQ愈大，則溫度穩(wěn)定性愈好。但Re增大，UEQ增大，則凈輸入信號減小，要保持輸出量不變，必須增大VCC。二、放大電路的小信號模型分析法2、射極偏置電路（2）靜態(tài)分析UBRb1RCC1C2Rb2ReRLI1I2IB+++VCCuiuo++––ICIE要保證UBQ基本穩(wěn)定，IR>>IBQ，則需要Rb1、Rb2小一些，但這會使電阻消耗功率增大，且電路的輸入電阻降低。實際選用Rb1、Rb2值，取IR

=(5~10)IBQ，UBQ=(5~10)UBEQ。二、放大電路的小信號模型分析法2、射極偏置電路（3）動態(tài)分析Rb2RCRLebc+-+-RerbeRb1與固定偏執(zhí)放大電路相比：電壓增益降低，輸出電阻基本不變。輸入電阻有所提高，二、放大電路的小信號模型分析法Re在靜態(tài)時穩(wěn)定Q點，但在動態(tài)時卻降低了電壓放大倍數(shù)，要設(shè)法在靜態(tài)時保留Re而在動態(tài)時將其短路。3、帶有旁路電容的分壓式Q點穩(wěn)定電路CE+Rb1RCC1C2Rb2ReRL+++VCCuiuo++––RSuS+–(1)靜態(tài)分析不變(2)動態(tài)分析例題已知β=30,Rc=2k，Rb1=2.5k，Rb2=7.5k，RL=2k，Re=1k，VCC=12V。①估算Q點；②求動態(tài)參數(shù)。③若更換β=60的三極管，其他參數(shù)不變，Q點有何變化？Rb1RCC1C2Rb2ReRL+++VCCuiuo++––解：①CE+例題已知β=30,Rc=2k，Rb1=2.5k，Rb2=7.5k，RL=2k，Re=1k，VCC=12V。①估算Q點；②求動態(tài)參數(shù)。③若更換β=60的三極管，其他參數(shù)不變，Q點有何變化？Rb1RCC1C2Rb2ReRL+++VCCuiuo++––解：②CE+例題已知β=30,Rc=2k，Rb1=2.5k，Rb2=7.5k，RL=2k，Re=1k，VCC=12V。若β=60，Rb1RCC1C2Rb2ReRL+++VCCuiuo++––解：③①估算Q點；②求動態(tài)參數(shù)。③若更換β=60的三極管，其他參數(shù)不變，Q點有何變化？UB、IC、UCE均不變。

β增大，分壓式電路的Q點基本不變，這正是這種放大電路的優(yōu)點。CE+§5共集電極和共基極放大電路根據(jù)放大電路輸入與輸出信號公共端的不同分為三種組態(tài)：交流公共端交流信號輸入端交流信號輸出端電流放大倍數(shù)共射共集共基ecbbbececβ1+βα＜1α=β/(1+β)＜1基本放大電路的三種基本接法，不影響晶體管本身的特性，其仍需工作在放大區(qū)，且晶體管的等效電路不變。一、共集電極放大電路RSC1Rb+VCCC2RL+Re+++－Rb+VCCReRbRLebc+-+-RerbeRS－+Rb+VCCRe一、共集電極放大電路1、靜態(tài)分析一、共集電極放大電路2、動態(tài)分析

結(jié)論：電壓放大倍數(shù)恒小于1，而接近1，且輸出電壓與輸入電壓同相，又稱射極跟隨器。（1）電壓放大倍數(shù)RbRLebc+-+-RerbeRS－+一、共集電極放大電路2、動態(tài)分析（2）輸入電阻射極輸出器的輸入電阻高；

Ri與負(fù)載有關(guān)RbRLebc+-+-RerbeRS－+一、共集電極放大電路2、動態(tài)分析（3）輸出電阻BCE+RbRLebc+-+-RerbeRS－+一、共集電極放大電路2、動態(tài)分析（4）電流放大倍數(shù)Rb歸入電壓源內(nèi)阻，Re歸入負(fù)載，得等效電路：RbRLebc+-+-RerbeRS－+ebc+-rbe－++-RS′Re′一、共集電極放大電路3、射極輸出器的特點（1）電壓放大倍數(shù)小于1，但近于1，沒有電壓放大能力，又稱電壓跟隨器;（2）輸入電阻高；（3）輸出電阻低；（4）電流放大能力強。例題RSC1Rb+VCCC2RL+Re+++－已知β=40,Rs=10k，Rb=240k，RL=5.6k，Re=5.6k，VCC=10V。①估算Q點；②估算Ai，Au，Aus，ri，ro。Rb+VCCRe解：①RbRLebc+-+-RerbeRS－+解：②RbRLebc+-+-RerbeRS－+解：②二、共基極放大電路原理電路VEE保證發(fā)射結(jié)正偏；VCC保證集電結(jié)反偏；保證三極管工作在放大區(qū)。實際電路實際電路采用一個電源VCC，用Rb1、Rb2分壓為基極提供正偏電壓。當(dāng)旁路電容Cb足夠大時可以認(rèn)為Rb1上的電壓基本穩(wěn)定，可認(rèn)為此電壓能代替VEE保證發(fā)射結(jié)反偏。C1C2+++_+_ReVEEVCCRcRLVTC1C2VCCRb2Rb1+++++__ReCbRLRc二、共基極放大電路1、靜態(tài)分析UBRb1RCRb2ReI1I2IB+VCCICIE二、共基極放大電路2、動態(tài)分析（1）電流放大倍數(shù)ebc+-RerbeRL′+-Re歸入信號源內(nèi)阻，Rc歸入負(fù)載。電流放大倍數(shù)近于1而小于1，故共基放大電路沒有電流放大能力，又稱電流跟隨器。二、共基極放大電路2、動態(tài)分析ebc+-RerbeRL′+-（2）電壓放大倍數(shù)共基組態(tài)與共射組態(tài)具有同樣的電壓放大能力，但輸入電壓與輸出電壓同相。二、共基極放大電路2、動態(tài)分析ebc+-RerbeRL′+-（3）輸入電阻二、共基極放大電路2、動態(tài)分析（4）輸出電阻ebcRerbe+-RcRs當(dāng)信號源置0，負(fù)載電阻開路時，Ib=0。.三、三種組態(tài)的比較大(數(shù)值同共射電路，但同相)小(小于、近于1)大(十幾~一幾百)小

大(幾十~一百以上)

大(幾十~一百以上)電路組態(tài)性能C1C2VCCRb2Rb1+++++__ReCbRLC1Rb+VCCC2RL+Re+++C1Rb+VCCC2RL++++Rc共射組態(tài)共集組態(tài)共基組態(tài)(小于、近于1)三、三種組態(tài)的比較組態(tài)性能共射組態(tài)共集組態(tài)共基組態(tài)小(幾歐~幾十歐)大(幾十千歐以上)中(幾百歐~幾千歐)

rbe小(幾歐~幾十歐)中(幾十千歐~幾百千歐)Rc大(幾百千歐~幾兆歐)Rc

頻率響應(yīng)差較好好§6多級放大電路單管放大電路的放大倍數(shù)有限，往往不能滿足實際需求，這就需要采用多級放大電路。一、多級放大電路的耦合方式組成多級放大電路的每一個基本放大電路稱之為一級，級與級之間的連接稱為級間耦合，連接方式稱為耦合方式。常見耦合方式直接耦合阻容耦合變壓器耦合光電耦合1、阻容耦合在多級放大電路中，如果各級放大電路之間通過電容相連，這種連接方式稱為阻容耦合。C1RC1Rb1+VCCC2RL++T1++Rc2Rb2C3T2+第一級第二級優(yōu)點（1）靜態(tài)工作點各自獨立；（2）耦合電容足夠大時，在一定頻率范圍內(nèi)前級輸出幾乎可以無衰減地到達(dá)后級輸入，充分利用信號。缺點（1）不適合傳遞變化緩慢的信號；（2）不方便集成。1、阻容耦合2、變壓器耦合變壓器可以通過磁路的耦合將一次側(cè)的交流信號傳遞到二次側(cè)，故可以作為多級放大電路的耦合元件，只要選擇適當(dāng)?shù)淖儽龋涂梢栽谪?fù)載上得到盡可能大的輸出功率。第二級VT2、VT3組成推挽式放大電路，信號正負(fù)半周VT2、VT3輪流導(dǎo)電。2、變壓器耦合優(yōu)點（1）可實現(xiàn)阻抗變換（2）前后級直流通路隔斷，靜態(tài)工作點相互獨立。缺點（1）笨重不易集成；（2）直流及緩慢變化的信號無法通過。設(shè)一次側(cè)匝數(shù)N1，電壓U1，電流I1；二次側(cè)匝數(shù)N2，電壓U2，電流I2，負(fù)載RL。從一次側(cè)看進(jìn)去的等效負(fù)載為：Rc1Rb1+VCC+VT1+Rc2Rb2VT23、直接耦合將前級的輸出端直接或通過電阻耦合到后一級的輸入端。①可以放大交流和緩慢變化及直流信號；②便于集成；③各級靜態(tài)工作點互相影響；基極和集電極電位會隨著級數(shù)增加而上升，不利于電路的分析、設(shè)計和調(diào)試；④零點漂移。3、直接耦合零點漂移：若直接耦合放大電路的輸入電壓為零，則理論上輸出電壓也為零，但實際上輸出電壓離開零點并緩慢地發(fā)生不規(guī)則變化的現(xiàn)象。uOtOuItO主要原因：放大器件的參數(shù)受溫度影響而發(fā)生波動導(dǎo)致Q點不穩(wěn)定，Q點上電壓和電流的變化量被逐級傳遞并放大，最終得到不規(guī)則的輸出。級數(shù)越多，放大倍數(shù)越大，零點漂移問題越嚴(yán)重。阻容耦合直接耦合變壓器耦合特點各級工作點互不影響；結(jié)構(gòu)簡單能放大緩慢變化的信號或直流成分的變化；適合集成化有阻抗變換作用；各級直流通路互相隔離。存在問題不能反應(yīng)直流成分的變化，不適合集成化有零點漂移現(xiàn)象；各級工作點互相影響不能反應(yīng)直流成分的變化；不適合放大緩慢變化的信號；不適合集成化適合場合分立元件交流放大電路集成放大電路，直流放大電路低頻功率放大，調(diào)諧放大一、多級放大電路的耦合方式二、多級放大電路的分析1、靜態(tài)分析阻容耦合多級放大電路各級靜態(tài)工作點相互獨立，故靜態(tài)分析時可按單級的計算方法進(jìn)行。直接耦合多級放大電路各級直流通路相互聯(lián)系，故計算時要綜合考慮前后級電壓、電流之間的關(guān)系，一般要列幾個回路方程才可以解決問題。二、多級放大電路的分析1、電壓放大倍數(shù)2、輸入電阻3、輸出電阻2、動態(tài)分析【例】圖示兩級直接耦合放大電路中，已知：Rb1=240k，Rc1=3.9k，Rc2=500，穩(wěn)壓管VDz的工作電壓UZ=4V，三極管VT1的1=45，VT2的2=40，VCC=24V，試計算各級靜態(tài)工作點。如ICQ1由于溫度的升高而增加1%，計算靜態(tài)輸出電壓的變化。Rc1Rb1+VCC+VT1+Rc2VT2VDzuIuOiB1iC1iRc1iB2iC2阻容耦合放大電路RB1RC1C1C2RB2CE1RE1+++++–RS+–RC2C3CE2RE2RL+++UCC+––T1T2靜態(tài)分析：由于電容有隔直作用，所以每級的靜態(tài)工作點互相獨立，互不影響，可以各級單獨計算。rbe1RB2RC1EBC+-+-+-RSrbe2RC2RLEBC+-RB1§7放大電路的頻率響應(yīng)1、定義放大電路中，由于電抗元件及晶體管極間電容的存在，當(dāng)輸入不同頻率的信號時，電路的放大倍數(shù)為頻率的函數(shù)，這種函數(shù)關(guān)系稱為頻率響應(yīng)或頻率特性。2、幅頻特性和相頻特性電抗性元件的存在使正弦信號通過放大電路時不僅幅度得到放大，還會產(chǎn)生一個相位移。——幅頻特性——相頻特性3、下限頻率、上限頻率和通頻帶OffLfHBWAum0.707Aum-90o-180o-270of03、下限頻率、上限頻率和通頻帶（1）下限頻率BW=fH－fLfL當(dāng)電壓放大倍數(shù)的數(shù)值下降到時的低頻頻率。（2）上限頻率fH當(dāng)電壓放大倍數(shù)的數(shù)值下降到時的高頻頻率。（3）通頻帶BWAum：中頻電壓放大倍數(shù)4、波特圖放大電路的對數(shù)頻率特性稱為波特圖。對數(shù)幅頻特性對數(shù)相頻特性橫軸：f刻度：lgf橫軸：f刻度lgf縱軸：單位：dB縱軸：優(yōu)點：在較小的坐標(biāo)范圍內(nèi)表示寬廣的頻率范圍的變化情況；對多級放大電路作圖方便。4020630-3-20-4010010210.7070.10.01一、無源RC電路的頻率響應(yīng)在分析放大電路的頻率響應(yīng)時，常會遇到由RC元件構(gòu)成高通電路或低通電路。高頻區(qū)：體現(xiàn)為管子的極間電容或接線電容。低頻區(qū)：體現(xiàn)為耦合電容或旁路電容。R：C從電容C兩端看出去的等效電阻。一、無源RC電路的頻率響應(yīng)1、無源RC低通電路+_+_CR令：波特圖（f每上升10倍，增益下降20dB）5.71o一、無源RC電路的頻率響應(yīng)2、無源RC高通電路+_+_CR令：波特圖（f每下降10倍，增益下降20dB）結(jié)論：（1）電路的截止頻率決定于電容所在電路的時間常數(shù)τ，高通、低通電路的截止頻率fL或。（2）當(dāng)信號的頻率等于下限頻率fL或上限頻率fH時，放大電路的增益下降3dB，且產(chǎn)生+45o或-45o相移。（3）近似分析中，可以用折線化的近似波特圖表示放大電路的頻率特性。幅頻：fL、

fH為拐點相頻：

為拐點0.1fL、10

fL0.1fH、10

fH（R：C兩端向外看的等效電阻。）二、三極管的混合π模型及其參數(shù)1、三極管的混合π模型高頻小信號模型c

be

++bce+電流源受控于發(fā)射結(jié)電壓Ub′，它們之間的控制關(guān)系用跨導(dǎo)gm表示——當(dāng)Ub′為單位電壓時在集電極回路中引起的電流大小。ee2、混合π參數(shù)的估算二、三極管的混合π模型及其參數(shù)（1）低頻時，不考慮極間電容作用，混合等效電路和h參數(shù)等效電路相仿。

bcee

bc+

bcee

bc+混合參數(shù)的值與靜態(tài)射極電流有關(guān)，IEQ越大，混合參數(shù)越大。一般小功率三極管

bcee

bc+二、三極管的混合π模型及其參數(shù)2、混合π參數(shù)的估算（2）高頻時，極間電容不能忽略。：可從器件手冊中查到；并且(估算，fT要從器件手冊中查到)

++bce+二、三極管的混合π模型及其參數(shù)3、三極管的頻率參數(shù)三極管的頻率參數(shù)描述三極管的電流放大系數(shù)對高頻信號的適應(yīng)能力。三極管電流放大系數(shù)是頻率的函數(shù)。f

：為值下降至?xí)r的頻率。0：低頻共射電流放大系數(shù)；對數(shù)幅頻特性fTfOf20lg0-20dB/十倍頻f0對數(shù)相頻特性10f0.1f-45o-90o二、三極管的混合π模型及其參數(shù)3、三極管的頻率參數(shù)（1）共射截止頻率fβ值下降到0.7070(即)時的頻率。當(dāng)f=f

時，值下降到中頻時的70%左右?；?qū)?shù)幅頻特性下降了3dB。fTfOf20lg0-20dB/十倍頻二、三極管的混合π模型及其參數(shù)3、三極管的頻率參數(shù)（2）特征頻率fT值降為1時的頻率。f>fT時，，三極管失去放大作用；

f=fT時，由式得：fTfOf20lg0-20dB/十倍頻三、共射極放大電路的頻率響應(yīng)us_+RsVCC+_RcRbuOC1+uI+_將C2和RL歸入下一級放大電路的耦合電容和輸入電阻。+RsiU&+_RcRbC1++_Cbb′coU&e1.中頻段+RsiU&+_RcRbC1++_bb′coU&eωC11很小，視為交流短路。ω1C很大，視為交流開路。C1.中頻段+RsiU&+_RcRb+_bb′coU&e2.低頻段+RsiU&+_RcRbC1++_bb′coU&eωC11不能忽