基本放大電路靜動態(tài)分析演示

（優(yōu)選）基本放大電路靜動態(tài)分析當前1頁，總共118頁。本章要求：基本放大電路1.理解單管交流放大電路的放大作用和共發(fā)射極、共集電極放大電路的性能特點。掌握靜態(tài)工作點的估算方法和放大電路的微變等效電路分析法。3.了解放大電路輸入、輸出電阻和多級放大的概念，了解放大電路的頻率特性、互補功率放大電路的工作原理。4.理解反饋的概念，了解負反饋對放大電路性能的影響。5.了解差分放大電路的工作原理和性能特點。6.了解場效應管的電流放大作用、主要參數(shù)的意義。當前2頁，總共118頁。放大的概念:放大的目的是將微弱的變化信號放大成較大的信號。放大的實質(zhì):用小能量的信號通過三極管的電流控制作用，將放大電路中直流電源的能量轉(zhuǎn)化成交流能量輸出。

對放大電路的基本要求：1.要有足夠的放大倍數(shù)(電壓、電流、功率)。2.盡可能小的波形失真。另外還有輸入電阻、輸出電阻、通頻帶等其它技術(shù)指標。本章主要討論電壓放大電路，同時介紹功率放大電路。當前3頁，總共118頁。放大的概念電子學中放大的目的是將微弱的變化信號放大成較大的信號。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端網(wǎng)絡表示，如圖：uiuoAu當前4頁，總共118頁。放大電路的性能指標一、電壓放大倍數(shù)AuUi和Uo分別是輸入和輸出電壓的有效值。uiuoAuAu是復數(shù)，反映了輸出和輸入的幅值比與相位差。當前5頁，總共118頁。二、輸入電阻ri放大電路一定要有前級（信號源）為其提供信號，那么就要從信號源取電流。輸入電阻是衡量放大電路從其前級取電流大小的參數(shù)。輸入電阻越大，從其前級取得的電流越小，對前級的影響越小。Au~US定義：即：ri越大，Ii就越小，ui就越接近uS當前6頁，總共118頁。三、輸出電阻roAu~US放大電路對其負載而言，相當于信號源，我們可以將它等效為戴維南等效電路，這個戴維南等效電路的內(nèi)阻就是輸出電阻。~roUS'當前7頁，總共118頁?；痉糯箅娐返慕M成共發(fā)射極基本放大電路組成共發(fā)射極基本電路ECRSesRBEBRCC1C2T+++–RL++––ui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE當前8頁，總共118頁?；痉糯箅娐返慕M成基本放大電路各元件作用晶體管T--放大元件,iC=iB。要保證集電結(jié)反偏,發(fā)射結(jié)正偏,使晶體管工作在放大區(qū)。基極電源EB與基極電阻RB--使發(fā)射結(jié)處于正偏，并提供大小適當?shù)幕鶚O電流。共發(fā)射極基本電路ECRSesRBEBRCC1C2T+++–RL++––ui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE當前9頁，總共118頁?；痉糯箅娐返慕M成基本放大電路各元件作用集電極電源EC--電路提供能量。并保證集電結(jié)反偏。集電極電阻RC--將變化的電流轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓碾妷?。耦合電容C1、C2--隔離輸入、輸出與放大電路直流的聯(lián)系，同時使信號順利輸入、輸出。信號源負載共發(fā)射極基本電路ECRSesRBEBRCC1C2T+++–RL++––ui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE當前10頁，總共118頁?；痉糯箅娐返慕M成單電源供電時常用的畫法共發(fā)射極基本電路+UCCRSesRBRCC1C2T+++–RLui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiEECRSesRBEBRCC1C2T+++–RL++––ui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE當前11頁，總共118頁。共射放大電路的基本組成放大元件iC=iB，工作在放大區(qū)，要保證集電結(jié)反偏，發(fā)射結(jié)正偏。uiuo輸入輸出參考點RB+ECEBRCC1C2T當前12頁，總共118頁。作用：使發(fā)射結(jié)正偏，并提供適當?shù)撵o態(tài)工作點。基極電源與基極電阻RB+ECEBRCC1C2T當前13頁，總共118頁。集電極電源，為電路提供能量。并保證集電結(jié)反偏。RB+ECEBRCC1C2T當前14頁，總共118頁。集電極電阻，將變化的電流轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓碾妷?。RB+ECEBRCC1C2T當前15頁，總共118頁。耦合電容：電解電容，有極性。大小為10F~50F作用：隔離輸入輸出與電路直流的聯(lián)系，同時能使信號順利輸入輸出。RB+ECEBRCC1C2T當前16頁，總共118頁。共射放大電路的電壓放大作用UBEIBICUCE無輸入信號(ui

=0)時:uo=0uBE=UBEuCE=UCE+UCCRBRCC1C2T++ui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiEuBEtOiBtOiCtOuCEtO當前17頁，總共118頁。ICUCEOIBUBEO結(jié)論：(1)無輸入信號電壓時，三極管各電極都是恒定的電壓和電流:IB、UBE和IC、UCE。

(IB、UBE)

和(IC、UCE)分別對應于輸入、輸出特性曲線上的一個點，稱為靜態(tài)工作點。QIBUBEQUCEIC當前18頁，總共118頁。UBEIB無輸入信號(ui

=0)時:uo=0uBE=UBEuCE=UCE？有輸入信號(ui

≠0)時uCE=UCC－iC

RCuo0uBE=UBE+uiuCE=UCE+uoIC共射放大電路的電壓放大作用+UCCRBRCC1C2T++ui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiEuBEtOiBtOiCtOuCEtOuitOUCEuotO當前19頁，總共118頁。結(jié)論：(2)加上輸入信號電壓后，各電極電流和電壓的大小均發(fā)生了變化，都在直流量的基礎上疊加了一個交流量，但方向始終不變。+集電極電流直流分量交流分量動態(tài)分析iCtOiCtICOiCticO靜態(tài)分析當前20頁，總共118頁。結(jié)論：(3)若參數(shù)選取得當，輸出電壓可比輸入電壓大，即電路具有電壓放大作用。(4)輸出電壓與輸入電壓在相位上相差180°，即共發(fā)射極電路具有反相作用。uitOuotO當前21頁，總共118頁。實現(xiàn)放大的條件

(1)晶體管必須工作在放大區(qū)。發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。(2)正確設置靜態(tài)工作點，使晶體管工作于放大區(qū)。(3)輸入回路將變化的電壓轉(zhuǎn)化成變化的基極電流。(4)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，經(jīng)電容耦合只輸出交流信號。當前22頁，總共118頁。如何判斷一個電路是否能實現(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)反偏。4.正確設置靜態(tài)工作點，使整個波形處于放大區(qū)。

如果已給定電路的參數(shù)，則計算靜態(tài)工作點來判斷；如果未給定電路的參數(shù)，則假定參數(shù)設置正確。1.信號能否輸入到放大電路中。2.信號能否輸出。與實現(xiàn)放大的條件相對應，判斷的過程如下：當前23頁，總共118頁。放大電路的分析方法放大電路分析靜態(tài)分析動態(tài)分析估算法圖解法微變等效電路法圖解法計算機仿真當前24頁，總共118頁。2.直、流通路和交流通路因電容對交、直流的作用不同。在放大電路中如果電容的容量足夠大，可以認為它對交流分量不起作用，即對交流短路。而對直流可以看成開路。這樣，交直流所走的通路是不同的。直流通路：無信號時電流（直流電流）的通路，用來計算靜態(tài)工作點。交流通路：有信號時交流分量（變化量）的通路，用來計算電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻等動態(tài)參數(shù)。當前25頁，總共118頁。例：畫出下圖放大電路的直流通路直流通路直流通路用來計算靜態(tài)工作點Q(IB、IC、UCE)對直流信號電容C可看作開路（即將電容斷開）斷開斷開+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIBIE+UCCRSesRBRCC1C2T+++–RLui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE當前26頁，總共118頁。RBRCuiuORLRSes++–+––對交流信號(有輸入信號ui時的交流分量)XC0，C可看作短路。忽略電源的內(nèi)阻，電源的端電壓恒定，直流電源對交流可看作短路。短路短路對地短路交流通路用來計算電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻等動態(tài)參數(shù)。+UCCRSesRBRCC1C2T+++–RLui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE當前27頁，總共118頁。放大電路的靜態(tài)分析靜態(tài)：放大電路無信號輸入（ui

=0）時的工作狀態(tài)。分析方法：估算法、圖解法。分析對象：各極電壓電流的直流分量。所用電路：放大電路的直流通路。設置Q點的目的：

(1)

使放大電路的放大信號不失真；(2)使放大電路工作在較佳的工作狀態(tài)，靜態(tài)是動態(tài)的基礎?！o態(tài)工作點Q：IB、IC、UCE

。靜態(tài)分析：確定放大電路的靜態(tài)值。當前28頁，總共118頁。用估算法確定靜態(tài)值1.直流通路估算IB根據(jù)電流放大作用2.由直流通路估算UCE、IC當UBE<<UCC時，+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIB由KVL:UCC=IBRB+

UBE由KVL:UCC=ICRC+

UCE所以UCE=UCC–

ICRC當前29頁，總共118頁。例1：用估算法計算靜態(tài)工作點。已知：UCC=12V，RC=4k，RB=300k，=37.5。解：注意：電路中IB

和IC

的數(shù)量級不同+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIB當前30頁，總共118頁。例2：用估算法計算圖示電路的靜態(tài)工作點。由例1、例2可知，當電路不同時，計算靜態(tài)值的公式也不同。由KVL可得：由KVL可得：IE+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIB當前31頁，總共118頁。用圖解法確定靜態(tài)值用作圖的方法確定靜態(tài)值步驟：

1.用估算法確定IB優(yōu)點：

能直觀地分析和了解靜態(tài)值的變化對放大電路的影響。2.由輸出特性確定IC

和UCCUCE

=UCC–ICRC+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIB直流負載線方程當前32頁，總共118頁。用圖解法確定靜態(tài)值直流負載線斜率ICQUCEQUCCUCE

=UCC–ICRCUCE/VIC/mA直流負載線Q由IB確定的那條輸出特性與直流負載線的交點就是Q點O當前33頁，總共118頁。放大電路的動態(tài)分析動態(tài)：放大電路有信號輸入（ui

0）時的工作狀態(tài)。分析方法：

微變等效電路法，圖解法。所用電路：

放大電路的交流通路。動態(tài)分析:計算電壓放大倍數(shù)Au、輸入電阻ri、輸出電阻ro等。分析對象：

各極電壓和電流的交流分量。目的：

找出Au、ri、ro與電路參數(shù)的關系，為設計打基礎。當前34頁，總共118頁。微變等效電路法

微變等效電路：把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。即把非線性的晶體管線性化，等效為一個線性元件。線性化的條件：晶體管在小信號（微變量）情況下工作。因此，在靜態(tài)工作點附近小范圍內(nèi)的特性曲線可用直線近似代替。微變等效電路法：利用放大電路的微變等效電路分析計算放大電路電壓放大倍數(shù)Au、輸入電阻ri、輸出電阻ro等。當前35頁，總共118頁。晶體管的微變等效電路可從晶體管特性曲線求出。當信號很小時，在靜態(tài)工作點附近的輸入特性在小范圍內(nèi)可近似線性化。1.晶體管的微變等效電路UBEIB對于小功率三極管：rbe一般為幾百歐到幾千歐。微變等效電路法(1)輸入回路Q輸入特性晶體管的輸入電阻晶體管的輸入回路(B、E之間)可用rbe等效代替，即由rbe來確定ube和ib之間的關系。IBUBEO當前36頁，總共118頁。(2)輸出回路rce愈大，恒流特性愈好因rce阻值很高，一般忽略不計。晶體管的輸出電阻輸出特性ICUCEQ輸出特性在線性工作區(qū)是一組近似等距的平行直線。晶體管的電流放大系數(shù)晶體管的輸出回路(C、E之間)可用一受控電流源ic=ib等效代替，即由來確定ic和ib之間的關系。一般在20～200之間，在手冊中常用hfe表示。O當前37頁，總共118頁。ibicicBCEibib晶體三極管微變等效電路ube+-uce+-ube+-uce+-1.晶體管的微變等效電路rbeBEC晶體管的B、E之間可用rbe等效代替。晶體管的C、E之間可用一受控電流源ic=ib等效代替。當前38頁，總共118頁。2.放大電路的微變等效電路將交流通路中的晶體管用晶體管微變等效電路代替即可得放大電路的微變等效電路。ibiceSrbeibRBRCRLEBCui+-uo+-+-RSii交流通路微變等效電路RBRCuiuORL++--RSeS+-ibicBCEii當前39頁，總共118頁。分析時假設輸入為正弦交流，所以等效電路中的電壓與電流可用相量表示。微變等效電路2.放大電路的微變等效電路將交流通路中的晶體管用晶體管微變等效電路代替即可得放大電路的微變等效電路。ibiceSrbeibRBRCRLEBCui+-uo+-+-RSiirbeRBRCRLEBC+-+-+-RS當前40頁，總共118頁。3.電壓放大倍數(shù)的計算當放大電路輸出端開路(未接RL)時，因rbe與IE有關，故放大倍數(shù)與靜態(tài)IE有關。負載電阻愈小，放大倍數(shù)愈小。式中的負號表示輸出電壓的相位與輸入相反。例1：rbeRBRCRLEBC+-+-+-RS當前41頁，總共118頁。3.電壓放大倍數(shù)的計算rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSRE例2：由例1、例2可知，當電路不同時，計算電壓放大倍數(shù)Au的公式也不同。要根據(jù)微變等效電路找出ui與ib的關系、uo與ic

的關系。當前42頁，總共118頁。例：如圖，UCC=12V,RC=4k,

RB=300k,β=37.5,RL=4k,試求電壓放大倍數(shù)Au。解：由前面得到的可求得晶體管的輸入電阻故電壓放大倍數(shù)為其中+UCCRSesRBRCC1C2T+++–RLui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE當前43頁，總共118頁。4.放大電路輸入電阻的計算放大電路對信號源(或?qū)η凹壏糯箅娐?來說，是一個負載，可用一個電阻來等效代替。這個電阻是信號源的負載電阻,也就是放大電路的輸入電阻。定義：輸入電阻是對交流信號而言的，是動態(tài)電阻。+-信號源Au放大電路+-輸入電阻是表明放大電路從信號源吸取電流大小的參數(shù)。電路的輸入電阻愈大，從信號源取得的電流愈小，因此一般總是希望得到較大的輸入電阻。放大電路信號源+-+-當前44頁，總共118頁。rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSRE例2：rbeRBRCRLEBC+-+-+-RS例1：riri當前45頁，總共118頁。5.放大電路輸出電阻的計算放大電路對負載(或?qū)蠹壏糯箅娐?來說，是一個信號源，可以將它進行戴維寧等效，等效電源的內(nèi)阻即為放大電路的輸出電阻。+_RLro+_定義：輸出電阻是動態(tài)電阻，與負載無關。輸出電阻是表明放大電路帶負載能力的參數(shù)。電路的輸出電阻愈小，負載變化時輸出電壓的變化愈小，因此一般總是希望得到較小的輸出電阻。RSRL+_Au放大電路+_當前46頁，總共118頁。如何確定電路的輸出電阻ro？步驟：1.所有的電源置零(將獨立源置零，保留受控源)。2.加壓求流法。方法一：計算。當前47頁，總共118頁。方法二：測量。Uo1.測量開路電壓。~roUs'2.測量接入負載后的輸出電壓。~roUs'RLUo'步驟：3.計算。當前48頁，總共118頁。rbeRBRCRLEBC+-+-+-RS共射極放大電路特點：

1.放大倍數(shù)高;2.輸入電阻低;3.輸出電阻高.例3：求ro的步驟：1)斷開負載RL3)外加電壓4)求外加2)令或當前49頁，總共118頁。rbeRBRLEBC+-+-+-RSRE外加例4：求ro的步驟：1)斷開負載RL3)外加電壓4)求2)令或當前50頁，總共118頁。動態(tài)分析圖解法QuCE/VttiB/AIBtiC/mAICiB/AuBE/VtuBE/VUBEUCEiC/mAuCE/VOOOOOOQicQ1Q2ibuiuoRL=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)。當前51頁，總共118頁。非線性失真如果Q設置不合適，晶體管進入截止區(qū)或飽和區(qū)工作，將造成非線性失真。若Q設置過高，晶體管進入飽和區(qū)工作，造成飽和失真。Q2uo適當減小基極電流可消除失真。UCEQuCE/VttiC/mAICiC/mAuCE/VOOOQ1當前52頁，總共118頁。非線性失真若Q設置過低，晶體管進入截止區(qū)工作，造成截止失真。適當增加基極電流可消除失真。uiuotiB/AiB/AuBE/VtuBE/VUBEOOOQQuCE/VtiC/mAuCE/VOOUCE如果Q設置合適，信號幅值過大也可產(chǎn)生失真，減小信號幅值可消除失真。當前53頁，總共118頁。靜態(tài)工作點的穩(wěn)定合理設置靜態(tài)工作點是保證放大電路正常工作的先決條件。但是放大電路的靜態(tài)工作點常因外界條件的變化而發(fā)生變動。前述的固定偏置放大電路，簡單、容易調(diào)整，但在溫度變化、三極管老化、電源電壓波動等外部因素的影響下，將引起靜態(tài)工作點的變動，嚴重時將使放大電路不能正常工作，其中影響最大的是溫度的變化。當前54頁，總共118頁。溫度變化對靜態(tài)工作點的影響在固定偏置放大電路中，當溫度升高時，UBE、、ICBO

。

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

IC將增加，使Q點沿負載線上移。當前55頁，總共118頁。iCuCEQ溫度升高時，輸出特性曲線上移Q′固定偏置電路的工作點Q點是不穩(wěn)定的，為此需要改進偏置電路。當溫度升高使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。結(jié)論：

當溫度升高時，

IC將增加，使Q點沿負載線上移，容易使晶體管T進入飽和區(qū)造成飽和失真，甚至引起過熱燒壞三極管。O當前56頁，總共118頁。分壓式偏置電路1.穩(wěn)定Q點的原理

基極電位基本恒定，不隨溫度變化。VBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB++++UCCuiuo++––ICRSeS+–當前57頁，總共118頁。分壓式偏置電路1.穩(wěn)定Q點的原理VB集電極電流基本恒定，不隨溫度變化。RB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB++++UCCuiuo++––ICRSeS+–當前58頁，總共118頁。從Q點穩(wěn)定的角度來看似乎I2、VB越大越好。但I2越大，RB1、RB2必須取得較小，將增加損耗，降低輸入電阻。而VB過高必使VE也增高，在UCC一定時，勢必使UCE減小，從而減小放大電路輸出電壓的動態(tài)范圍。在估算時一般選?。篒2=(5~10)IB，VB=(5~10)UBE，RB1、RB2的阻值一般為幾十千歐。參數(shù)的選擇VEVBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB++++UCCuiuo++––ICRSeS+–當前59頁，總共118頁。Q點穩(wěn)定的過程VEVBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB++++UCCuiuo++––ICRSeS+–TUBEIBICVEICVB固定

RE：溫度補償電阻

對直流：RE越大,穩(wěn)定Q點效果越好；

對交流：RE越大,交流損失越大,為避免交流損失加旁路電容CE。當前60頁，總共118頁。2.靜態(tài)工作點的計算估算法:VBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB++++UCCuiuo++––ICRSeS+–當前61頁，總共118頁。3.動態(tài)分析對交流：旁路電容CE

將RE

短路，RE不起作用，Au，ri，ro與固定偏置電路相同。如果去掉CE，Au，ri，ro？旁路電容RB1RCC1C2RB2CERERL++++UCCuiuo++––RSeS+–當前62頁，總共118頁。RB1RCC1C2RB2CERERL++++UCCuiuo++––RSeS+–去掉CE后的微變等效電路短路對地短路如果去掉CE，Au，ri，ro

?rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSRE當前63頁，總共118頁。無旁路電容CE有旁路電容CEAu減小分壓式偏置電路ri提高ro不變當前64頁，總共118頁。對信號源電壓的放大倍數(shù)？信號源考慮信號源內(nèi)阻RS時RB1RCC1C2RB2CERERL++++UCCuiuo++––RSeS+–當前65頁，總共118頁。例1:在圖示放大電路中，已知UCC=12V,RC=6kΩ,RE1=300Ω，RE2=2.7kΩ，RB1=60kΩ，RB2=20kΩ

RL=6kΩ，晶體管β=50，UBE=0.6V,試求:(1)靜態(tài)工作點IB、IC及

UCE；(2)畫出微變等效電路；(3)輸入電阻ri、ro及Au。RB1RCC1C2RB2CERE1RL++++UCCuiuo++––RE2當前66頁，總共118頁。解:(1)由直流通路求靜態(tài)工作點。直流通路RB1RCRB2RE1+UCCRE2+–UCEIEIBICVB當前67頁，總共118頁。(2)由微變等效電路求Au、ri、

ro。微變等效電路rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSRE當前68頁，總共118頁。射極輸出器因?qū)涣餍盘柖裕姌O是輸入與輸出回路的公共端，所以是共集電極放大電路。因從發(fā)射極輸出，所以稱射極輸出器。RB+UCCC1C2RERLui+–uo+–++es+–RS當前69頁，總共118頁。求Q點：靜態(tài)分析直流通路+UCCRBRE+–UCE+–UBEIEIBICRB+UCCC1C2RERLui+–uo+–++es+–RS當前70頁，總共118頁。動態(tài)分析1.電壓放大倍數(shù)

電壓放大倍數(shù)Au1且輸入輸出同相，輸出電壓跟隨輸入電壓，故稱電壓跟隨器。微變等效電路rbeRBRLEBC+-+-+-RSRE當前71頁，總共118頁。rbeRBRLEBC+-+-+-RSRE2.輸入電阻射極輸出器的輸入電阻高，對前級有利。ri與負載有關當前72頁，總共118頁。3.輸出電阻射極輸出器的輸出電阻很小，帶負載能力強。rbeRBRLEBC+-+-+-RSRE當前73頁，總共118頁。共集電極放大電路(射極輸出器)的特點：1.電壓放大倍數(shù)小于1，約等于1;2.輸入電阻高；3.輸出電阻低；4.輸出與輸入同相。當前74頁，總共118頁。射極輸出器的應用主要利用它具有輸入電阻高和輸出電阻低的特點。1.因輸入電阻高，它常被用在多級放大電路的第一級，可以提高輸入電阻，減輕信號源負擔。2.因輸出電阻低，它常被用在多級放大電路的末級，可以降低輸出電阻，提高帶負載能力。3.利用ri大、ro小以及Au1的特點，也可將射極輸出器放在放大電路的兩級之間，起到阻抗匹配作用，這一級射極輸出器稱為緩沖級或中間隔離級。當前75頁，總共118頁。例1:.在圖示放大電路中，已知UCC=12V,RE=2kΩ,

RB=200kΩ，RL=2kΩ，晶體管β=60，UBE=0.6V,信號源內(nèi)阻RS=100Ω，試求:(1)

靜態(tài)工作點IB、IE及UCE；(2)畫出微變等效電路；(3)

Au、ri和ro。RB+UCCC1C2RERLui+–uo+–++es+–RS當前76頁，總共118頁。解:(1)由直流通路求靜態(tài)工作點。直流通路+UCCRBRE+–UCE+–UBEIEIBIC當前77頁，總共118頁。(2)由微變等效電路求Au、ri、

ro。rbeRBRLEBC+-+-+-RSRE微變等效電路當前78頁，總共118頁。放大電路的頻率特性

阻容耦合放大電路由于存在級間耦合電容、發(fā)射極旁路電容及三極管的結(jié)電容等，它們的容抗隨頻率變化，故當信號頻率不同時，放大電路的輸出電壓相對于輸入電壓的幅值和相位都將發(fā)生變化。頻率特性幅頻特性：電壓放大倍數(shù)的模|Au|與頻率f的關系相頻特性：輸出電壓相對于輸入電壓的相位移與頻率f的關系當前79頁，總共118頁。通頻帶f|Au

|0.707|Auo|fLfH|Auo|幅頻特性下限截止頻率上限截止頻率耦合、旁路電容造成。三極管結(jié)電容、

造成f–270°–180°–90°相頻特性O當前80頁，總共118頁。在中頻段

所以，在中頻段可認為電容不影響交流信號的傳送，放大電路的放大倍數(shù)與信號頻率無關。(前面所討論的放大倍數(shù)及輸出電壓相對于輸入電壓的相位移均是指中頻段的)

三極管的極間電容和導線的分布電容很小，可認為它們的等效電容CO與負載并聯(lián)。由于CO的電容量很小，它對中頻段信號的容抗很大，可視作開路。由于耦合電容和發(fā)射極旁路電容的容量較大，故對中頻段信號的容抗很小，可視作短路。rbeRBRCRLEBC+-+-+-RS+-當前81頁，總共118頁。

由于信號的頻率較低，耦合電容和發(fā)射極旁路電容的容抗較大，其分壓作用不能忽略。以至實際送到三極管輸入端的電壓

比輸入信號

要小，故放大倍數(shù)降低，并使產(chǎn)生越前的相位移（相對于中頻段）。在低頻段：所以，在低頻段放大倍數(shù)降低和相位移越前的主要原因是耦合電容和發(fā)射極旁路電容的影響。

CO的容抗比中頻段還大，仍可視作開路。rbeRBRCRLEBC+-+-+-RS+-C1C2當前82頁，總共118頁。由于信號的頻率較高，耦合電容和發(fā)射極旁路電容的容抗比中頻段還小，仍可視作短路。在高頻段：所以，在高頻段放大倍數(shù)降低和相位移滯后的主要原因是三極管電流放大系數(shù)、極間電容和導線的分布電容的影響。CO的容抗將減小，它與負載并聯(lián)，使總負載阻抗減小，在高頻時三極管的電流放大系數(shù)也下降，因而使輸出電壓減小，電壓放大倍數(shù)降低，并使產(chǎn)生滯后的相位移（相對于中頻段）。rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSCo當前83頁，總共118頁。多級放大電路及其級間耦合方式耦合方式：信號源與放大電路之間、兩級放大電路之間、放大器與負載之間的連接方式。常用的耦合方式：直接耦合、阻容耦合和變壓器耦合。動態(tài):傳送信號減少壓降損失靜態(tài)：保證各級有合適的Q點波形不失真第二級

推動級

輸入級輸出級輸入輸出多級放大電路的框圖對耦合電路的要求當前84頁，總共118頁。級間耦合問題極間耦合形式：直接耦合A1A2電路簡單，能放大交、直流信號，“Q”互相影響，零點漂移嚴重。阻容耦合A1A2各級“Q”獨立，只放大交流信號，信號頻率低時耦合電容容抗大。變壓器耦合A1A2用于選頻放大器、功率放大器等。當前85頁，總共118頁。1、阻容耦合阻容耦合是通過電容器將后級電路與前級相連接，其方框圖所示。阻容耦合放大電路的方框圖當前86頁，總共118頁。單級阻容耦合放大電路兩極阻容耦合放大電路當前87頁，總共118頁。1）各級的直流工作點相互獨立。由于電容器隔直流而通交流，所以它們的直流通路相互隔離、相互獨立的，這樣就給設計、調(diào)試和分析帶來很大方便。

2）在傳輸過程中，交流信號損失少。只要耦合電容選得足夠大，則較低頻率的信號也能由前級幾乎不衰減地加到后級，實現(xiàn)逐級放大。優(yōu)點：3）電路的溫漂小。4）體積小，成本低。當前88頁，總共118頁。缺點：2）低頻特性差；1）無法集成；3）只能使信號直接通過，而不能改變其參數(shù)。2、變壓器耦合變壓器可以通過磁路的耦合把一次側(cè)的交流信號傳送到二次側(cè)，因此可以作為耦合元件。變壓器耦合的兩級放大電路當前89頁，總共118頁。為什么要講變壓器耦合？因為變壓器在傳送交流信號的同時，可以實現(xiàn)電流、電壓以及阻抗變換。圖4-5變壓器的等效電路工作原理：當前90頁，總共118頁。優(yōu)點：1）變壓器耦合多級放大電路前后級的靜態(tài)工作點是相互獨立、互不影響的。因為變壓器不能傳送直流信號。2）變壓器耦合多級放大電路基本上沒有溫漂現(xiàn)象。3）變壓器在傳送交流信號的同時，可以實現(xiàn)電流、電壓以及阻抗變換。缺點：1）高頻和低頻性能都很差；2）體積大，成本高，無法集成。當前91頁，總共118頁。3直接耦合直接耦合和兩級放大電路存在兩個問題：1）第一級的靜態(tài)工作點已接近飽和區(qū)。2）由于采用同種類型的管子，級數(shù)不能太多。（1）直接耦合的具體形式當前92頁，總共118頁。為了解決第一個問題：可以采用如下的辦法。（a）RRB1C1uiuoTT12UCE1E2RRC2(a)加入電阻RE2當前93頁，總共118頁。2.零點漂移零點漂移：指輸入信號電壓為零時，輸出電壓發(fā)生緩慢地、無規(guī)則地變化的現(xiàn)象。uotO產(chǎn)生的原因：晶體管參數(shù)隨溫度變化、電源電壓波動、電路元件參數(shù)的變化。直接耦合存在的兩個問題：1.前后級靜態(tài)工作點相互影響當前94頁，總共118頁。（1）電路可以放大緩慢變化的信號和直流信號。由于級間是直接耦合，所以電路可以放大緩慢變化的信號和直流信號。（2）便于集成。由于電路中只有晶體管和電阻，沒有電容器和電感器，因此便于集成。缺點：優(yōu)點：（1）各級的靜態(tài)工作點不獨立，相互影響。會給設計、計算和調(diào)試帶來不便。（2）引入了零點漂移問題。零點漂移對直接耦合放大電路的影響比較嚴重。（2）直接耦合放大電路的優(yōu)缺點當前95頁，總共118頁。注意：為什么只對直接耦合多級放大電路提出這一問題呢？原來溫度的變化和零點漂移都是隨時間緩慢變化的，如果放大電路各級之間采用阻容耦合，這種緩慢變化的信號不會逐級傳遞和放大，問題不會很嚴重。但是，對直接耦合多級放大電路來說，輸入級的零點漂移會逐級放大，在輸出端造成嚴重的影響。特別時當溫度變化較大，放大電路級數(shù)多時，造成的影響尤為嚴重。當前96頁，總共118頁。若由于溫度的升高IC1增加1%，試計算輸出電壓Uo變化了多少？已知：UZ=4V，UBE=0.6V，RC1=3k，RC2=500，1=2=50。溫度升高前，IC1=2.3mA，Uo=7.75V。IC1=2.31.01mA=2.323mAUC1=UZ+UBE2=4+0.6V=4.6V例：uZ–++UCCuoRC2T2ui=0RC1R1T1R2––++RDZ當前97頁，總共118頁。已知：UZ=4V，UBE=0.6V，RC1=3k，RC2=500，1=2=50。溫度升高前，IC1=2.3mA，Uo=7.75V。例：uZ–++UCC=12VuoRC2T2ui=0RC1R1T1R2––++RDZIC2=2?

IB2=500.147mA=7.35mAUo=8.325－7.75V=0.575V

提高了7.42%

可見，當輸入信號為零時，由于溫度的變化，輸出電壓發(fā)生了變化即有零點漂移現(xiàn)象。當前98頁，總共118頁。抑制零點漂移的方法：1）采用恒溫措施，使晶體管工作溫度穩(wěn)定。需要恒溫室或槽，因此設備復雜，成本高。2）采用溫度補償法。就是在電路中用熱敏元件或二極管（或晶體管的發(fā)射結(jié)）來與工作管的溫度特性互相補償。最有效的方法是設計特殊形式的放大電路，用特性相同的兩個管子來提供輸出，使它們的零點漂移相互抵消。這就是“差動放大電路”的設計思想。3）采用直流負反饋穩(wěn)定靜態(tài)工作點。4）各級之間采用阻容耦合。當前99頁，總共118頁。差分放大電路的工作情況電路結(jié)構(gòu)對稱，在理想的情況下，兩管的特性及對應電阻元件的參數(shù)值都相等。差分放大電路是抑制零點漂移最有效的電路結(jié)構(gòu)。差分放大原理電路

+UCCuoui1RCRB2T1RB1RCui2RB2RB1+++–––T2兩個輸入、兩個輸出兩管靜態(tài)工作點相同當前100頁，總共118頁。零點漂移的抑制uo=VC1－VC2

=0uo=(VC1+VC1

)－(VC2+

VC2)=0靜態(tài)時，ui1

=

ui2

=0當溫度升高時ICVC（兩管變化量相等）對稱差分放大電路對兩管所產(chǎn)生的同向漂移都有抑制作用。+UCCuoui1RCRB2T1RB1RCui2RB2RB1+++–––T2當前101頁，總共118頁。4）零點漂移大小的衡量△uIdr=△uOdr/Au△T△uOdr是輸出端的漂移電壓；△uIdr就是溫度每變化1℃折合到放大電路輸入端的漂移電壓?！鱐是溫度的變化；Au是電路的電壓放大倍數(shù)；當前102頁，總共118頁。阻容耦合第一級第二級負載信號源兩級之間通過耦合電容

C2與下級輸入電阻連接RB1RC1C1C2RB2CE1RE1+++++–RS+–RC2C3CE2RE2RL+++UCC+––T1T2當前103頁，總共118頁。1.靜態(tài)分析

由于電容有隔直作用，所以每級放大電路的直流通路互不相通，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。兩級放大電路均為共發(fā)射極分壓式偏置電路。RB1RC1C1C2RB2CE1RE1+++++–RS+–RC2C3CE2RE2RL+++UCC+––T1T2當前104頁，總共118頁。2.動態(tài)分析微變等效電路第一級第二級rbeRB2RC1EBC+-+-+-RSrbeRC2RLEBC+-RB1當前1