電子技術(shù)第2章

1、第第2 2章章 基本放大電路基本放大電路前一頁(yè) 后一頁(yè) 節(jié)目錄退出2.1 放大器概述放大器概述2.2 單管放大電路靜態(tài)分析單管放大電路靜態(tài)分析2.3 放大電路動(dòng)態(tài)分析放大電路動(dòng)態(tài)分析2.4 放大電路工作點(diǎn)穩(wěn)定電路放大電路工作點(diǎn)穩(wěn)定電路2.5 射極跟隨器射極跟隨器2.6 場(chǎng)效應(yīng)晶體管放大電路場(chǎng)效應(yīng)晶體管放大電路2.7 多級(jí)放大電路多級(jí)放大電路2.8 差分放大電路差分放大電路2.9 功率放大電路功率放大電路2.10 集成運(yùn)算放大器集成運(yùn)算放大器2.1 2.1 放大器概述放大器概述實(shí)質(zhì)：起能量實(shí)質(zhì)：起能量控制控制的作用，用較小的能量控制較的作用，用較小的能量控制較 大的能量。大的能量。作用：用于放大

2、微弱信號(hào)（電壓、電流、功率）。作用：用于放大微弱信號(hào)（電壓、電流、功率）。分類(lèi)：分類(lèi)：用途用途電壓（電流）放大器，功率放大器。電壓（電流）放大器，功率放大器。信號(hào)類(lèi)型信號(hào)類(lèi)型直流放大器，交流放大器。直流放大器，交流放大器。頻率范圍頻率范圍低頻、中頻、高頻放大器。低頻、中頻、高頻放大器。組成結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)分立元件、集成放大器。分立元件、集成放大器。前一頁(yè) 后一頁(yè) 節(jié)目錄退出放大器的主要技術(shù)指標(biāo)：放大器的主要技術(shù)指標(biāo)：1.1.輸入電阻輸入電阻 ri結(jié)論結(jié)論: : ri 越大越好越大越好2.2.輸出電阻輸出電阻 roiiiIUr 結(jié)論結(jié)論: :ro 越小越好越小越好前一頁(yè) 后一頁(yè) 節(jié)目錄退出SCOCI

3、UroLLSo0) 1()(RUUrRUrRUUrRRULSoLLSLLL對(duì)負(fù)載來(lái)說(shuō)，放大器相當(dāng)于它的信號(hào)源，而ro正是該信號(hào)源的內(nèi)阻ro是一個(gè)表征放大是一個(gè)表征放大器帶負(fù)載能力的參器帶負(fù)載能力的參數(shù)。數(shù)。 3. 3.電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)( (電壓增益）電壓增益）Au SiiSiioSoSRrrAUUUUUUAuu 4.4.輸出動(dòng)態(tài)范圍輸出動(dòng)態(tài)范圍 UOPP 在無(wú)明顯失真的情況下，放大器輸出的峰在無(wú)明顯失真的情況下，放大器輸出的峰峰電壓峰電壓(U(UOPPOPP) )。ioUUAu 前一頁(yè) 后一頁(yè) 節(jié)目錄退出),(lnNUUAiou),(lg20),(lg20dBIIAdBUUAioiio

4、u1N=8.7db5.非線(xiàn)性失真系數(shù)非線(xiàn)性失真系數(shù)THD：由于放大管輸入、輸出特性的非線(xiàn)性，因而放由于放大管輸入、輸出特性的非線(xiàn)性，因而放大器輸出波形不可避免地會(huì)產(chǎn)生或大或小的非線(xiàn)性失真。具體表現(xiàn)為，當(dāng)輸大器輸出波形不可避免地會(huì)產(chǎn)生或大或小的非線(xiàn)性失真。具體表現(xiàn)為，當(dāng)輸入某一頻率的正弦信號(hào)時(shí)，其輸出電流波形中除基波成分之外，還包含有一入某一頻率的正弦信號(hào)時(shí)，其輸出電流波形中除基波成分之外，還包含有一定數(shù)量的諧波。設(shè)基波幅值為定數(shù)量的諧波。設(shè)基波幅值為A1，諧波幅值為，諧波幅值為A2、A3、，則，則213212AAAAD六六.通頻帶通頻帶 通頻帶用于衡量放大電路對(duì)不同頻率信號(hào)的放大能力。由于放大

5、電路中電容、電感及半導(dǎo)體器件結(jié)電容等電抗元件的存在，在輸入信號(hào)頻率較低或較高時(shí)，放大倍數(shù)的數(shù)值會(huì)下降并產(chǎn)生相移。一般情況，放大電路只適用于放大某一個(gè)特定頻率范圍內(nèi)的信號(hào)。 在信號(hào)頻率下降到一定程度時(shí)，放大倍數(shù)的數(shù)值明顯下降，當(dāng)放大倍數(shù)下降到中頻區(qū)放大倍數(shù)的0.707倍時(shí)的頻率稱(chēng)為下限頻率fl； 在信號(hào)頻率上升到一定程度時(shí)，放大倍數(shù)的數(shù)值明顯下降，當(dāng)放大倍數(shù)下降到中頻區(qū)放大倍數(shù)的0.707倍時(shí)的頻率稱(chēng)為下限頻率fh.lhbwfff2.2.12.2.1單管放大電路的組成單管放大電路的組成 前一頁(yè) 后一頁(yè) 節(jié)目錄退出2.2 2.2 單管放大電路靜態(tài)分析單管放大電路靜態(tài)分析電源電源UCC 、UBB ：

6、使晶體管：使晶體管的發(fā)射結(jié)正偏的發(fā)射結(jié)正偏, ,集電結(jié)反偏集電結(jié)反偏, ,也是放大器的能量來(lái)源。也是放大器的能量來(lái)源。 電容電容 C1、C2 ：起：起“耦合耦合”和隔直流的作用，和隔直流的作用，一般為幾微法一般為幾微法至幾十微法至幾十微法。晶體管晶體管T：電流放大器件：電流放大器件負(fù)載電阻負(fù)載電阻RC ：1.1.提供直流通路，保證集電結(jié)反偏；提供直流通路，保證集電結(jié)反偏；2.2.將變化將變化的電流變成變化的電壓，的電流變成變化的電壓，以獲得電壓放大，一般為幾千歐以獲得電壓放大，一般為幾千歐。 偏置電阻偏置電阻RB ：用來(lái)調(diào)節(jié)基用來(lái)調(diào)節(jié)基極偏置電流極偏置電流I IB B，使晶體管有一使晶體管有一

7、個(gè)合適的工作點(diǎn)，一般為幾十個(gè)合適的工作點(diǎn)，一般為幾十千歐到幾百千歐。千歐到幾百千歐。2.2.2 2.2.2 放大電路靜態(tài)分析放大電路靜態(tài)分析BCCBBECCBQRVRUVI 前一頁(yè) 后一頁(yè) 節(jié)目錄退出是指無(wú)交流信號(hào)輸入時(shí)，電路中的電流、電壓由直流電源產(chǎn)生，靜態(tài)時(shí)三極管各極電流和電壓值稱(chēng)為靜態(tài)工作點(diǎn)Q（主要指IBQ、ICQ和UCEQ）。靜態(tài)分析主要是確定放大電路中的靜態(tài)值IBQ、ICQ和UCEQ。1. 1. 估算法估算法靜態(tài)電壓、電流值靜態(tài)電壓、電流值BQCQ II CQCCCCEQIRVU ：耦合電容可視為開(kāi)路。圖解步驟：（1）用估算法求出基極電流IBQ（如40A）。（2）根據(jù)IBQ在輸出特性

8、曲線(xiàn)中找到對(duì)應(yīng)的曲線(xiàn)。（3）作直流負(fù)載線(xiàn)。根據(jù)集電極電流IC與集、射間電壓UCE的關(guān)系式UCE=VCCICRC可畫(huà)出一條直線(xiàn)，該直線(xiàn)在縱軸上的截距為UCC/RC，在橫軸上的截距為UCC，其斜率為1/ RC ，只與集電極負(fù)載電阻RC有關(guān)，稱(chēng)為直流負(fù)載線(xiàn)。（4）求靜態(tài)工作點(diǎn)Q，并確定UCEQ、ICQ的值。晶體管的ICQ和UCEQ既要滿(mǎn)足IB=40A的輸出特性曲線(xiàn)，又要滿(mǎn)足直流負(fù)載線(xiàn)，因而晶體管必然工作在它們的交點(diǎn)Q，該點(diǎn)就是靜態(tài)工作點(diǎn)。由靜態(tài)工作點(diǎn)Q便可在坐標(biāo)上查得靜態(tài)值ICQ和UCEQ。2. IB=00UCE/V20A40A60A80AIC/mAQICQUCEQUCCRCUCCIB=40A的輸出

9、特性曲線(xiàn)由UCE=VCCICRC所決定的直流負(fù)載線(xiàn)兩者的交點(diǎn)Q就是靜態(tài)工作點(diǎn)過(guò)Q點(diǎn)作水平線(xiàn)，在縱軸上的截距即為ICQ過(guò)Q點(diǎn)作垂線(xiàn)，在橫軸上的截距即為ICQ2.2.3 uiuBEiBiC=iBuCEuo 如果電路的參數(shù)選擇適當(dāng)，uo的幅度將比ui大得多，從而達(dá)到放大的目的。、放大電路的組成原則、放大電路的組成原則（1）必須根據(jù)所用放大管的類(lèi)型提供直流電源，以便設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，并作為輸出的能源。（2）電阻取值得當(dāng)，與電源配合，使放大管有合適的靜態(tài)工作電流。（3）輸入信號(hào)必須能夠作用于放大管的輸入回路，能夠改變基極與發(fā)射極之間的電壓，產(chǎn)生uBE,或改變基極電流，產(chǎn)生 iB( iE )。（4）輸

10、出回路的接法，應(yīng)該使集電極電流的變化量能轉(zhuǎn)化為集電極電壓的變化量，并傳送到放大電路的輸出端。如何判斷一個(gè)電路是否能實(shí)現(xiàn)放大？如何判斷一個(gè)電路是否能實(shí)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)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。反偏。4. 正確設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)，使整個(gè)波形處于放大區(qū)。正確設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)，使整個(gè)波形處于放大區(qū)。如果已給定電路的參數(shù)，則計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)來(lái)如果已給定電路的參數(shù)，則計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)來(lái)判斷；如果未給定電路的參數(shù)，則假定參數(shù)設(shè)判斷；如果未給定電路的參數(shù)，則假定參數(shù)設(shè)置正確置正確。1. 信號(hào)能否輸入到放大電路中。信號(hào)能否輸入到放大電路中。2. 信號(hào)能否輸出。

11、信號(hào)能否輸出。 與實(shí)現(xiàn)放大的條件相對(duì)應(yīng)，判斷的過(guò)程如下：與實(shí)現(xiàn)放大的條件相對(duì)應(yīng)，判斷的過(guò)程如下：是指有交流信號(hào)輸入時(shí)，電路中的電流、電壓隨輸入信號(hào)作相應(yīng)變化的狀態(tài)。由于動(dòng)態(tài)時(shí)放大電路是在直流電源UCC和交流輸入信號(hào)ui共同作用下工作，電路中的電壓uCE、電流iB和iC均包含兩個(gè)分量。RsRBus+uiRL+uoVRCibic：（ui單獨(dú)作用下的電路）。由于電容C1、C2足夠大，容抗近似為零（相當(dāng)于短路），直流電源UCC去掉（短接）。 把非線(xiàn)性元件晶體管所組成的放大電路等效成一個(gè)線(xiàn)性電路，就是放大電路的微變等效電路，然后用線(xiàn)性電路的分析方法來(lái)分析，這種方法稱(chēng)為小信號(hào)模型分析法或微變等效電路分析法

12、。是晶體管在小信號(hào)（微變量）情況下工作。這樣就能在靜態(tài)工作點(diǎn)附近的小范圍內(nèi)，用直線(xiàn)段近似地代替晶體管的特性曲線(xiàn)。UBEIB0IBUBEQ 輸入特性曲線(xiàn)在Q點(diǎn)附近的微小范圍內(nèi)可以認(rèn)為是線(xiàn)性的。當(dāng)uBE有一微小變化UBE時(shí)，基極電流變化IB，兩者的比值稱(chēng)為三極管的動(dòng)態(tài)輸入電阻，用rbe表示，即：2.3.1 小信號(hào)模型分析小信號(hào)模型分析bbeBBEBBE0beddlimiuiuiur ）（）（）（）（mAmV26 1300100 EI ) 1(TUuSDeIiTEQUuTSEUIeUIdudiTBETBEUuSEeIiTBEUuTSEeUIdudiEQEQTeImVIUr26EQebImVr26)1

13、 ()300100(+ube+uceicibCBErbe+uceicibCBE+ubeib (a) 三極管 (b) 三極管的微變等效電路0UCEICIBICQ 輸出特性曲線(xiàn)在放大區(qū)域內(nèi)可認(rèn)為呈水平線(xiàn)，集電極電流的微小變化IC僅與基極電流的微小變化IB有關(guān)，而與電壓uCE無(wú)關(guān)，故集電極和發(fā)射極之間可等效為一個(gè)受ib控制的電流源，即：bcii注意：rbe是動(dòng)態(tài)電阻，只能計(jì)算交流量，而UBE=0.7V是靜態(tài)參數(shù)，只能計(jì)算直流量。bIcIb I BECberCR1BRB2RiUoUSRSULR前一頁(yè) 后一頁(yè) 節(jié)目錄退出3.3.小信號(hào)模型分析法小信號(hào)模型分析法TbicieibeuceuBCEbicibe

14、uceuBECberb i （1 1）電壓放大倍數(shù)）電壓放大倍數(shù)beCbbecCiorRIrIRUUAu beLCbbecLCiorR/RIrIR/RUUAu （2 2）輸入電阻）輸入電阻bebeBiiirr/RIUr （3 3）輸出電阻）輸出電阻CoRIUr + +- -UI圖解步驟：（1）根據(jù)靜態(tài)分析方法，求出靜態(tài)工作點(diǎn)Q。（2）根據(jù)ui在輸入特性上求uBE和iB。（3）作交流負(fù)載線(xiàn)。（4）由輸出特性曲線(xiàn)和交流負(fù)載線(xiàn)求iC和uCE。0 (a) 輸入回路 (b) 輸出回路uCEiCQICQUCCuBEiB0uBEtiBt0iCt0tQQQQQIBQUBEQuCEUCEQ直流負(fù)載線(xiàn)交流負(fù)載線(xiàn)0

15、02.3.2 CLCECEiRUu直流負(fù)載線(xiàn)方程直流負(fù)載線(xiàn)方程:交流負(fù)載線(xiàn)方程交流負(fù)載線(xiàn)方程:1)()/(LCECELCCLCECLCQLCEQCQCLCEQcLCCEQceCEQCERUuRiiRUiRIRUIiRUiRRUuUu或CR1tan1tanLR斜率斜率:斜率斜率: tantan所以交流負(fù)載線(xiàn)比直流負(fù)載線(xiàn)陡所以交流負(fù)載線(xiàn)比直流負(fù)載線(xiàn)陡CCCCECCRVURI1CCCCCERIVUCLLRRR/oBEuBiTBiCiSRSu1CBRCR2CCEuEiOuCCV IuLRBIBEUQot Biot BEuot iuCEuCioot CiCICEUCCCRVCCV前一頁(yè) 后一頁(yè) 節(jié)目錄退

16、出失真分析失真分析在放大電路中，輸出信號(hào)應(yīng)該成比例地放大輸入信號(hào)（即在放大電路中，輸出信號(hào)應(yīng)該成比例地放大輸入信號(hào)（即線(xiàn)性放大）；如果兩者不成比例，則輸出信號(hào)不能反映輸入線(xiàn)性放大）；如果兩者不成比例，則輸出信號(hào)不能反映輸入信號(hào)的情況，放大電路產(chǎn)生信號(hào)的情況，放大電路產(chǎn)生非線(xiàn)性失真非線(xiàn)性失真。為了得到盡量大的輸出信號(hào)，要把為了得到盡量大的輸出信號(hào)，要把Q設(shè)置在交流負(fù)載線(xiàn)設(shè)置在交流負(fù)載線(xiàn)的中間部分。如果的中間部分。如果Q設(shè)置不合適，信號(hào)進(jìn)入截止區(qū)或飽和區(qū)設(shè)置不合適，信號(hào)進(jìn)入截止區(qū)或飽和區(qū)，則造成非線(xiàn)性失真。，則造成非線(xiàn)性失真。下面將分析失真的原因。為簡(jiǎn)化分析，假設(shè)負(fù)載為空載下面將分析失真的原因。為

17、簡(jiǎn)化分析，假設(shè)負(fù)載為空載(RL= )。TBiCiSRSu1CBRCR2CCEuEiOuCCV IuLRoBEuBiBIBEUQot Biot BEuot iuCEuCioot Ciot CEuCCCRVCCV飽和失真飽和失真前一頁(yè) 后一頁(yè) 節(jié)目錄退出CICEUot Ciot BiTBiCiSRSu1CBRCR2CCEuEiOuCCV IuLRoBEuBiBIBEUQot BEuot iuCEuCioot CEuCCCRVCCV截至失真截至失真前一頁(yè) 后一頁(yè) 節(jié)目錄退出CICEU從圖解分析過(guò)程，可得出如下幾個(gè)重要結(jié)論：（1）放大器中的各個(gè)量uBE，iB，iC和uCE都由直流分量和交流分量?jī)刹糠纸M

18、成。（2）由于C2的隔直作用，uCE中的直流分量UCEQ被隔開(kāi)，放大器的輸出電壓uo等于uCE中的交流分量uce，且與輸入電壓ui反相。（3）放大器的電壓放大倍數(shù)可由uo與ui的幅值之比或有效值之比求出。負(fù)載電阻RL越小，交流負(fù)載電阻RL也越小，交流負(fù)載線(xiàn)就越陡，使Uom減小，電壓放大倍數(shù)下降。（4）靜態(tài)工作點(diǎn)Q設(shè)置得不合適，會(huì)對(duì)放大電路的性能造成影響。若Q點(diǎn)偏高，當(dāng)ib按正弦規(guī)律變化時(shí)，Q進(jìn)入飽和區(qū)，造成ic和uce的波形與ib（或ui）的波形不一致，輸出電壓uo（即uce）的負(fù)半周出現(xiàn)平頂畸變，稱(chēng)為飽和失真；若Q點(diǎn)偏低，則Q進(jìn)入截止區(qū)，輸出電壓uo的正半周出現(xiàn)平頂畸變，稱(chēng)為截止失真。飽和失

19、真和截止失真統(tǒng)稱(chēng)為非線(xiàn)性失真。 若放大電路采用若放大電路采用PNP三極管，則波形失真正好相反。截止失真導(dǎo)三極管，則波形失真正好相反。截止失真導(dǎo)致致uCE底部失真；飽和失真弓底部失真；飽和失真弓I起起uCE頂部失真頂部失真 （1 1）靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)放大器影響很大。）靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)放大器影響很大。 （2 2）靜態(tài)工作點(diǎn)選擇不合適將會(huì)出現(xiàn)非線(xiàn)性失真，）靜態(tài)工作點(diǎn)選擇不合適將會(huì)出現(xiàn)非線(xiàn)性失真，工作點(diǎn)偏高，出現(xiàn)飽和失真，工作點(diǎn)偏低，出現(xiàn)截工作點(diǎn)偏高，出現(xiàn)飽和失真，工作點(diǎn)偏低，出現(xiàn)截止失真。止失真。 （3 3）為避免輸出電壓出現(xiàn)失真，必須選擇合適的）為避免輸出電壓出現(xiàn)失真，必須選擇合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。靜態(tài)工作點(diǎn)

20、。 （4 4）當(dāng)工作點(diǎn)選擇在交流負(fù)載線(xiàn)的中間時(shí)，可獲）當(dāng)工作點(diǎn)選擇在交流負(fù)載線(xiàn)的中間時(shí)，可獲得最大不失真電壓。得最大不失真電壓。前一頁(yè) 后一頁(yè) 節(jié)目錄退出小結(jié)小結(jié)Rsus+uiRL+uo+UCCRCC1C2VRB+解：先求靜態(tài)工作點(diǎn)解：先求靜態(tài)工作點(diǎn)40A30012BCCBBEQCCBQRURUUIAmA204. 050BQCQIIV63212CCQCCCEQRIUU再求三極管的動(dòng)態(tài)輸入電阻963)mA(2mV)(26)501 (300)mA(mV)(26)1 (300EQbeIr963. 0kRC+UCCVRB+UCEQ+UBEQ ICQIBQ（1）RL接入時(shí)的電壓放大倍數(shù)uA為：78963

21、. 0333350beLrRAuRL斷開(kāi)時(shí)的電壓放大倍數(shù)uA為：156963. 0350beCrRAu（2）輸入電阻 Ri為：96. 0963. 0/300/beBrRRik輸出電阻 Ro為：3Co RR k（3）39)156(131oouisiisisusARRRUUUUUUA綜合練習(xí)1放大器有放大器有 、 和和 三種組態(tài)。三種組態(tài)。2放大器必須要有合適、穩(wěn)定的放大器必須要有合適、穩(wěn)定的 ，才能不失真地放大交流信號(hào)。，才能不失真地放大交流信號(hào)。3分析放大器動(dòng)態(tài)工作情況有分析放大器動(dòng)態(tài)工作情況有 和和 兩種方法，分別適用于小信號(hào)和兩種方法，分別適用于小信號(hào)和大信號(hào)工作情況。大信號(hào)工作情況。4放

22、大器中的電容器起放大器中的電容器起 作用，直流電源提供作用，直流電源提供 。作放大器的直流。作放大器的直流等效電路時(shí)，電容器應(yīng)等效電路時(shí)，電容器應(yīng) ，作交流等效電路時(shí)，電容器和直流電源均，作交流等效電路時(shí)，電容器和直流電源均應(yīng)應(yīng) 。5判斷下列電路能否放大交流信號(hào)（能者畫(huà)判斷下列電路能否放大交流信號(hào)（能者畫(huà)號(hào)，否則畫(huà)號(hào)，否則畫(huà)號(hào)）號(hào)）6.由由NPN管構(gòu)成放大電路如果輸出波形出現(xiàn)飽和失真，將電阻管構(gòu)成放大電路如果輸出波形出現(xiàn)飽和失真，將電阻RB1 即可恢復(fù)正常。即可恢復(fù)正常。 7.由由NPN管構(gòu)成放大電路如果使輸出波形同時(shí)出現(xiàn)飽和、截止失真，采取的措施是管構(gòu)成放大電路如果使輸出波形同時(shí)出現(xiàn)飽和、截

23、止失真，采取的措施是 。 8.由由NPN管構(gòu)成放大電路如果輸出波形出現(xiàn)截止失真，將電阻管構(gòu)成放大電路如果輸出波形出現(xiàn)截止失真，將電阻RB1 即可恢復(fù)正常即可恢復(fù)正常9.判斷由NPN管構(gòu)成的放大電路，a、b各為什么失真，如果放大電路由PNP管構(gòu)成，各又是什么失真。10如圖所示兩級(jí)如圖所示兩級(jí)RC放大器實(shí)驗(yàn)電路。放大器實(shí)驗(yàn)電路。（1） 電路中直流電源電路中直流電源Vcc正極應(yīng)接在正極應(yīng)接在 點(diǎn)，負(fù)極接在點(diǎn)，負(fù)極接在 點(diǎn)。點(diǎn)。（2）電路連接完畢，首先應(yīng)調(diào)節(jié)電路的）電路連接完畢，首先應(yīng)調(diào)節(jié)電路的 ， 這可以通過(guò)調(diào)節(jié)電阻這可以通過(guò)調(diào)節(jié)電阻 來(lái)實(shí)現(xiàn)。來(lái)實(shí)現(xiàn)。（3）測(cè)量?jī)晒艿闹绷麟娏鳎y(cè)量?jī)晒艿闹绷麟娏鱅B

24、1、IC2使用微安表和毫安表，它們分別接在使用微安表和毫安表，它們分別接在 之間之間和和 之間。之間。J K L312.4 2.4 工作點(diǎn)穩(wěn)定的共發(fā)射極放大電路工作點(diǎn)穩(wěn)定的共發(fā)射極放大電路前一頁(yè) 后一頁(yè) 節(jié)目錄退出2.4.12.4.1工作點(diǎn)受溫度的影響工作點(diǎn)受溫度的影響B(tài)EC UPNtIt結(jié)變窄iBCCBBECCQBRVRUVI CCBO曲線(xiàn)上移IIt(1)(2)Rsus+uiRL+uo+UCCRCC1C2VRB1RB2RECE+UCCRCVRB1RB2REUBI1I2ICQIBQUE+UCEQ+ UBEQ ：I2IB，則CCB2B1B2BURRRU與溫度基本無(wú)關(guān)。溫度 tICIEUE(=IE

25、 RE)UBE(=UBIE RE)IB IC調(diào)節(jié)過(guò)程：2.4.2 靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的關(guān)鍵：1.發(fā)射極電阻（RE）的存在；2.UB電壓的固定。前一頁(yè) 后一頁(yè) 節(jié)目錄退出1.1.靜態(tài)分析：靜態(tài)分析：B2 II如如2B21+=IIIICCB2B1B2B+=VRRRV7 . 0 =BEVVCEEE=IRVI CB=IICECCCCE)(-IRRVUbicib i beuceuBECberCR1BRB2RiuoueibeCbbecCio-rRIrIRUUAubeB2B1iii/=rRRIUr（1 1）電壓放大倍數(shù)）電壓放大倍數(shù)（2 2）輸入電阻）輸入電阻2.2.動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析: :Co=RIUr（3 3

26、）輸出電阻）輸出電阻前一頁(yè) 后一頁(yè) 節(jié)目錄退出TBiCiSRSu1CIu1BRB2RCR2CE1REiECOuCCV 1I2IE2Rbicibi beuceuBECberCRE1R1BRB2RiuoueibE1bbecCio)1 (-IRIrIRUUAu（1 1）電壓放大倍數(shù)）電壓放大倍數(shù))1 (/E1beB2B1iiiRrRRIUrE1CE1beC-)1 (-RRRrR（2 2）輸入電阻）輸入電阻Co=RIUr（3 3）輸出電阻）輸出電阻前一頁(yè) 后一頁(yè) 節(jié)目錄退出E1bbeb1bebCo)1 (RIrIRIrIURIRIUEeiCbc例例2：圖示電路（接CE），已知UCC=12V，RB1=2

27、0k，RB2=10k，RC=3k，RE=2k，RL=3k，=50。試估算靜態(tài)工作點(diǎn)，并求電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻。Rsus+uiRL+uo+UCCRCC1C2VRB1RB2RECE+解：解：（1）用估算法計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)V75. 3)23(65. 112)(A33mA5065. 1mA65. 127 . 04V412102010ECCQCCCEQCQBQEBEQBEQCCB2B1B2BRRIUUIIRUUIIURRRUCQ（2）求電壓放大倍數(shù)681 . 1333350k1 . 1110065. 126)501 (30026)1 (300beLEQberRAIru（3）求輸入電阻和輸出電阻

28、k3k994. 01 . 1/10/20/obeB2B1CiRRrRRR2.5.1 Rsus+uiRL+uo+UCCC1C2VRBRE+UCCVRB1REICQIBQ+UCEQ+ UBEQ 圖中采用分壓式穩(wěn)定偏置電路使晶體管工作在放大狀態(tài)。具有內(nèi)阻Rs的信號(hào)源Us從基極輸入，信號(hào)從發(fā)射極輸出，而集電極交流接地，作為輸入、輸出的公共端。由于信號(hào)從射極輸出，所以該電路又稱(chēng)為射極輸出器。rbe+oUcIbICBE+iUbIRERLRBRs +sU 射極輸出器的微變等效電路1IeIiILbLo)1 (RIRIUe求電壓放大倍數(shù)2.5.2 Rsus+uiRL+uo+UCCC1C2VRBRE+1)1 ()

29、1 (LbeLoRrRUUAiuLbbebobeb)1 (RIrIUrIUi求輸入電阻)1 (/)1 (LbeBLbeBb1RrRIURRrURUIIIiiiiiirbe+oUcIbICBE+iUbIRERLRBRs +sU 射極輸出器的微變等效電路1IeIiI計(jì)算輸出電阻的等效電路Irbe+ UcIbICBEbIRERBRseI求輸出電阻11/beEoEbebebbbessserRrRIURRURrURrUIIII射極輸出器的特點(diǎn)：電壓放大倍數(shù)小于1，但約等于1，UOUi，電壓跟隨。輸入電阻較高。輸出電阻較低。射極輸出器的用途： 射極跟隨器具有較高的輸入電阻和較低的輸出電阻，這是射極跟隨器最

30、突出的優(yōu)點(diǎn)。射極跟隨器常用作多級(jí)放大器的第一級(jí)或最末級(jí)，也可用于中間隔離級(jí)。用作輸入級(jí)時(shí)，其高的輸入電阻可以減輕信號(hào)源的負(fù)擔(dān)，提高放大器的輸入電壓。用作輸出級(jí)時(shí)，其低的輸出電阻可以減小負(fù)載變化對(duì)輸出電壓的影響，并易于與低阻負(fù)載相匹配，向負(fù)載傳送盡可能大的功率。例例3：圖示電路，已知UCC=12V，RB=200k，RE=2k，RL=3k，RS=100 ，=50。試估算靜態(tài)工作點(diǎn)，并求電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻。Rsus+uiRL+uo+UCCC1C2VRBRE+V26. 8287. 112mA87. 10374. 050A37.4mA0374. 02)501 (2007 . 012)1 (

31、ECQCCCEQBQCQEBBEQCCBQRIUUIIRRUUI解：解：（1）用估算法計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn) T ：場(chǎng)效應(yīng)管，：場(chǎng)效應(yīng)管， 壓控器件。壓控器件。 ：分壓電阻：分壓電阻 ：起：起“耦合耦合”和和 隔直流的作用。隔直流的作用。 ：穩(wěn)定工作點(diǎn)。：穩(wěn)定工作點(diǎn)。 ：交流旁路電容：交流旁路電容 ：獲得電壓信號(hào)：獲得電壓信號(hào) ：直流電源：直流電源G1RG2R1C2CSRSCDRDDV前一頁(yè) 后一頁(yè) 節(jié)目錄退出2.6 2.6 場(chǎng)效應(yīng)晶體管放大電路場(chǎng)效應(yīng)晶體管放大電路一、靜態(tài)分析一、靜態(tài)分析DDG2G1G2G+=VRRRV前一頁(yè) 后一頁(yè) 節(jié)目錄退出DSSSS=IRIRVSGGSQ=VVU0=:GSU設(shè)設(shè)

32、SSDQ=RVIDQSDDDDSQ)+(=IRRVUN溝道耗盡型溝道耗盡型N溝道增強(qiáng)型溝道增強(qiáng)型00GSGSUUSDQDDGGGRIVRRRVVU211SGGSQ增強(qiáng)型2)(DQ) 1(thGSGGDOUVII耦盡型2)(DQ)1 (offGSGSQDSSUVIITDi1CIuGRDR2CSRGSuSiSCOuDDV LR 0=GU =DQSSQSGSIRIRU自給偏壓電路自給偏壓電路(只能用于耗盡型）耦盡型2)(DQ)1 (offGSGSQDSSUVIIDQSDDDDSQ)+(=IRRVU1.1.小信號(hào)模型小信號(hào)模型 場(chǎng)效應(yīng)晶體管的輸入電阻極大，輸入端口可場(chǎng)效應(yīng)晶體管的輸入電阻極大，輸入端口

33、可視為開(kāi)路。視為開(kāi)路。前一頁(yè) 后一頁(yè) 節(jié)目錄退出二、動(dòng)態(tài)分析二、動(dòng)態(tài)分析TDiSRSu1CIu1GRG2RDR2CSRGSuSiSCOuDDV LRGRGSmugGDSDRLRiuoudiSRSuG1RG2RGRmLGSGSmLGSdLio-gRUUgRUIRUUAuG2G1iii/=RRIUrDo= Rr前一頁(yè) 后一頁(yè) 節(jié)目錄退出（1 1）電壓放大倍數(shù)）電壓放大倍數(shù)（2 2）輸入電阻）輸入電阻（3 3）輸出電阻）輸出電阻2.2.小信號(hào)模型分析法小信號(hào)模型分析法G2G1Giii/+=RRRIUrRGRG1RG2RSRDRL+UDDC1C2CS+ui+uoGDSV+2.7 多級(jí)放大電路多級(jí)放大電

34、路輸入級(jí)電壓放大級(jí)電壓放大級(jí)功率輸出級(jí)推動(dòng)級(jí)信號(hào)源中間級(jí)小信號(hào)放大電路功率放大電路負(fù)載多級(jí)放大電路的組成多級(jí)放大電路的組成2.7.1多級(jí)放大電路的耦合方式多級(jí)放大電路的耦合方式 常用的耦合方式有三種常用的耦合方式有三種, 即阻容耦合、直接耦合和變壓器即阻容耦合、直接耦合和變壓器耦合。耦合。 各級(jí)之間通過(guò)耦合電容及下級(jí)輸入電阻連接。優(yōu)點(diǎn)：各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)互不影響，可以單獨(dú)調(diào)整到合適位置；且不存在零點(diǎn)漂移問(wèn)題。缺點(diǎn)：不能放大變化緩慢的信號(hào)和直流分量變化的信號(hào)；且由于需要大容量的耦合電容，因此不能在集成電路中采用。阻容耦合放大電路的特點(diǎn)阻容耦合放大電路的特點(diǎn) Rs us + + ui RC1 C1 C

35、2 V1 RB11 RB12 CE1 RL + uo +UCC RC2 C3 V2 RB21 RB22 CE2 RE1 RE2 + uo1 + + + + + +uiRC 1V1RB 1+uo+ UC CRC 2V2RE 2+uo 12 優(yōu)點(diǎn)：能放大變化很緩慢的信號(hào)和直流分量變化的信號(hào)；且由于沒(méi)有耦合電容，故非常適宜于大規(guī)模集成。缺點(diǎn)：各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)互相影響；且存在零點(diǎn)漂移問(wèn)題。：放大電路在無(wú)輸入信號(hào)的情況下，輸出電壓uo卻出現(xiàn)緩慢、不規(guī)則波動(dòng)的現(xiàn)象。產(chǎn)生零點(diǎn)漂移的原因很多，其中最主要的是溫度影響。 變壓器是靠磁場(chǎng)耦合的，仍有隔直通交作用。所以各級(jí)變壓器是靠磁場(chǎng)耦合的，仍有隔直通交作用。所以各

36、級(jí)Q點(diǎn)仍是獨(dú)立，另由于變壓器獨(dú)立特點(diǎn)（點(diǎn)仍是獨(dú)立，另由于變壓器獨(dú)立特點(diǎn)（R1=R2N2）調(diào)整）調(diào)整匝數(shù)比可使前級(jí)獲得最佳負(fù)載，獲得最大功率傳輸增益，匝數(shù)比可使前級(jí)獲得最佳負(fù)載，獲得最大功率傳輸增益，缺點(diǎn)：笨重，頻率特性差，不能集成，并不能放大變化緩缺點(diǎn)：笨重，頻率特性差，不能集成，并不能放大變化緩慢的信號(hào)。慢的信號(hào)。3 阻容耦合放大電路分析阻容耦合放大電路分析（1）靜態(tài)分析：各級(jí)單獨(dú)計(jì)算。（2）動(dòng)態(tài)分析：電壓放大倍數(shù)等于各級(jí)電壓放大倍數(shù)的乘積。注意：計(jì)算前級(jí)的電壓放大倍數(shù)時(shí)必須把后級(jí)的輸入電阻考慮到前級(jí)的負(fù)載電阻之中。如計(jì)算第一級(jí)的電壓放大倍數(shù)時(shí)，其負(fù)載電阻就是第二級(jí)的輸入電阻。輸入電阻就是第

37、一級(jí)的輸入電阻。輸出電阻就是最后一級(jí)的輸出電阻。iNOiOiOiOuUUUUUUUUA221iNNOiOiOUUUUUU)1(3221， ujNjuNuuuAAAAA121Rsus+uiRC1C1C2V1RB11RB12CE1RL+uo+UCCRC2C3V2RB21RB22CE2RE1RE2+uo1+三極管 V1的動(dòng)態(tài)輸入電阻為：15001 . 126)501 (30026)1 (300E11be1Ir()5 . 1(k)三極管 V2的動(dòng)態(tài)輸入電阻為：110065. 126)501 (30026)1 (300E22be2Ir()1 . 1(k)（3）求各級(jí)電路的輸入電阻和輸出電阻。第一級(jí)輸入電

38、阻為：3 .15 .1/15/30/be1B12B111rRRri（k）第二級(jí)輸入電阻在上面求出，為 0.94 k。第一級(jí)輸出電阻為：3C1o1 Rr（k）第二級(jí)輸出電阻為：5 .2C2o2 Rr（k）第二級(jí)的輸出電阻就是兩級(jí)放大電路的輸出電阻。阻容耦合放大的頻率特性和頻率失真阻容耦合放大的頻率特性和頻率失真AuAum0.707AumfHfLf通頻帶共發(fā)射級(jí)放大電路的幅頻特性：電壓放大倍數(shù)近似為常數(shù)。：耦合電容和發(fā)射極旁路電容的容抗增大，以致不可視為短路，因而造成電壓放大倍數(shù)減小。：晶體管的結(jié)電容以及電路中的分布電容等的容抗減小，以致不可視為開(kāi)路，也會(huì)使電壓放大倍數(shù)降低。 除了電壓放大倍數(shù)會(huì)隨頻率而改變外，在低頻和高頻段，輸出信號(hào)對(duì)輸入信號(hào)的相位移也要隨頻率而改變。所以在整個(gè)頻率范圍內(nèi)，電壓放大倍數(shù)和相位移都將是頻率的函