第9章基本放大電路

1、第第 9 章章 基本放大電路基本放大電路9.1 放大電路的工作原理放大電路的工作原理9.2 放大電路的靜態(tài)分析放大電路的靜態(tài)分析9.3 放大電路的動態(tài)分析放大電路的動態(tài)分析9.8 功率放大電路功率放大電路9.5 場效晶體管基本放大電路場效晶體管基本放大電路9.6 多級放大電路多級放大電路9.7 差分放大電路差分放大電路9.4 雙極型晶體管基本放大電路雙極型晶體管基本放大電路分析與思考分析與思考教學基本要求教學基本要求練習題練習題返回主頁返回主頁掌握掌握理解理解大寫字母及大寫下標，如大寫字母及大寫下標，如UBE表示直流信號；表示直流信號；小寫字母及小寫下標，如小寫字母及小寫下標，如uo 表示交流

2、信號；表示交流信號；大寫字母及小寫下標，如大寫字母及小寫下標，如Uo 表示交流信號有效值；表示交流信號有效值；小寫字母大寫下標，如小寫字母大寫下標，如uBE表示疊加的交直流信號。表示疊加的交直流信號。關于本章文字符號的約定關于本章文字符號的約定9.1 放大電路的工作原理放大電路的工作原理 放大器的作用：把微弱的電信號（電壓、電流放大器的作用：把微弱的電信號（電壓、電流和功率）放大到所需的量級。和功率）放大到所需的量級。（一）電路（一）電路下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回共發(fā)射極基本電路共發(fā)射極基本電路ECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+l各元件的作用各元件的作用

3、晶體管晶體管T-放大元件放大元件, , iC= iB。要保證集電要保證集電結反偏結反偏, ,發(fā)射結正偏發(fā)射結正偏, ,使晶體管工作在放使晶體管工作在放大區(qū)大區(qū) 。基極電源基極電源EB與基極與基極電阻電阻RB-使發(fā)射結使發(fā)射結 處于正偏，并提供處于正偏，并提供大小適當?shù)幕鶚O電大小適當?shù)幕鶚O電流。流。ECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回集電極電源集電極電源EC -為為電路提供能量。并保電路提供能量。并保證集電結反偏。證集電結反偏。集電極電阻集電極電阻RC-將將電流放大轉變?yōu)殡婋娏鞣糯筠D變?yōu)殡妷悍糯?。壓放大。耦合電容耦合電容C1 、C2

4、 -隔離輸入、輸出隔離輸入、輸出與放大電路的直流與放大電路的直流聯(lián)系，使交流信號聯(lián)系，使交流信號順利輸入、輸出，順利輸入、輸出，一般為微法級。一般為微法級。信信號號源源負載負載共發(fā)射極基本電路共發(fā)射極基本電路ECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+l各元件的作用各元件的作用下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回單電源供電電路單電源供電電路雙電源共發(fā)射極基本電路雙電源共發(fā)射極基本電路+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiEECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+uBEuCEiCiBiE直流量直流量：大寫字母，大寫下標大寫字母

5、，大寫下標，如如 IB交流量：小寫字母，小寫下標交流量：小寫字母，小寫下標，如如 ib混合量：小寫字母，大寫下標混合量：小寫字母，大寫下標，如如 iB下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回iB = IB + ib( (二二) )信號放大過程信號放大過程靜態(tài)：未加輸入信號時放大器的工作狀態(tài)。靜態(tài)：未加輸入信號時放大器的工作狀態(tài)。 動態(tài)：加上輸入信號時放大器的工作狀態(tài)。動態(tài)：加上輸入信號時放大器的工作狀態(tài)。下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回上一節(jié)上一節(jié)+UCCRBRCC1C2T+ui+uo+uBEuCEiCiBiE+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCE

6、iCiBiE靜態(tài)：未加輸入信號時放大器的工作狀態(tài)。靜態(tài)：未加輸入信號時放大器的工作狀態(tài)。 動態(tài)：加上輸入信號時放大器的工作狀態(tài)。動態(tài)：加上輸入信號時放大器的工作狀態(tài)。下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回上一節(jié)上一節(jié) uCE = UCC iC RC uBE = UBE+ uiuCE = UCE+ uo分析與思考分析與思考下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回上一節(jié)上一節(jié)C1位置位置PNP型型Ucc；C極性極性下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回上一節(jié)上一節(jié)C極性極性直流通路直流通路( ( I IB B 、 I IC C 、 U UCECE ) )對直流信號電容對直流信

7、號電容 C C 可看作開路（即將電容斷開）可看作開路（即將電容斷開）斷開斷開斷開斷開+ +U UCCCCR RB BR RC CT T+ + +U UBEBEU UCECEI IC CI IB BI IE E+U+UCCCCR RS Se es sR RB BR RC CC C1 1C C2 2T T+ + + +R RL Lu ui i+ +u uo o+ + + +u uBEBEu uCECEi iC Ci iB Bi iE ER RB BR RC Cu ui iu uO OR RL LR RS Se es s+ + + +C C 可看作短路。直可看作短路。直流電源對交流可看流電源對交流可

8、看作短路。作短路。短路短路短路短路對地短路對地短路+U+UCCCCR RS Se es sR RB BR RC CC C1 1C C2 2T T+ + + +R RL Lu ui i+ +u uo o+ + + +u uBEBEu uCECEi iC Ci iB Bi iE E9.2 放大電路的靜態(tài)分析放大電路的靜態(tài)分析( (一一) )靜態(tài)工作點的確定靜態(tài)工作點的確定(1)(1)圖解法圖解法 靜態(tài)工作點：在晶體三極管輸入、輸出特性上所靜態(tài)工作點：在晶體三極管輸入、輸出特性上所對應的工作點對應的工作點 Q ( (I IB、IC、UCE ) )。由電路結構由電路結構 IB Q輸入特性輸入特性由由I

9、B值值 一條曲線一條曲線輸出特性輸出特性下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回上一節(jié)上一節(jié)直流負載線（直流負載線（UCEUCCICRC)相交相交 Q (2)(2)估算法估算法下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回上一節(jié)上一節(jié)BBECCB RUUI BCCBRUI BC II 當當UBE IB 通常?。和ǔＨ。?I2（510 ）IB故故B 點電位基本被固定。點電位基本被固定。2B1B2BCCBRRRUU 下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回上一節(jié)上一節(jié) 共射放大電路共射放大電路分壓偏置共射放大電路分壓偏置共射放大電路(2)(2)靜態(tài)分析靜態(tài)分析下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下

10、一頁下一頁返返 回回上一節(jié)上一節(jié)iCC2B1B2BURRRVB EBEBECRUVII CB IIEECCCCCERIRIUU VBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSuS+ 對交流：對交流：旁路電旁路電容容 CE 將將R 短路短路， R 不起作用不起作用， Au，ri，ro與固定偏置電與固定偏置電路相同路相同。旁路電容旁路電容RB1RCC1C2RB2CERERL+UCCuiuo+RSuS+(3)(3)動態(tài)分析動態(tài)分析RB1RCC1C2RB2CERERL+UCCuiuo+RSuS+iUiIbIcIoUbISUbeLrRAu iB1B2be/rRRrCoRr

11、 RB1RCC1C2RB2CERERL+UCCuiuo+RSuS+eIiUiIbIcIoUbISUEbeL) 1(RrRAu EbeB2B1i)1 (R/R/Rrr CoRr eIiUiIbIcIoUbISU無旁路電容無旁路電容CE有旁路電容有旁路電容CEEbeL) 1(RrRAu Au減小減小beLrRAu EbeB2B1i)1 (R/R/Rrr CoRr beBir/Rr CoRr ri 提高提高ro不變不變分壓式偏置電路分壓式偏置電路下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回上一節(jié)上一節(jié)例例 電路如圖所示，求：電路如圖所示，求：(1) 放大器的靜態(tài)工作點；放大器的靜態(tài)工作點；(2)

12、畫出放畫出放大器的微變等效電路大器的微變等效電路 (有有CE、無、無CE )；(3) 放大器的電壓放大倍放大器的電壓放大倍數(shù)數(shù) Au (有有CE、無、無CE)；(4) 放大器的輸入、輸出放大器的輸入、輸出電阻（有電阻（有CE、無、無CE）；（）；（5）若測得輸出波形為）若測得輸出波形為 判斷放大器出現(xiàn)的是何種失真，如何消除失真？（判斷放大器出現(xiàn)的是何種失真，如何消除失真？（6）若輸入）若輸入信號為信號為 ，輸出正常波形，則，輸出正常波形，則UO多大？多大？+_+UCCRERCCEIEICIBRB1RB2uouiRL3.3k180k20k1.3k3.3k20V解解（1）V2CC2B1B2BB U

13、RRRUmA1EBEBE RUUIV15.4EECCCCCE RIRIUUA20mA0.021EB IImA1BC II tuoO下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回上一節(jié)上一節(jié)mV3140sin210itu =50，硅管，硅管（2）+_RB1RB2RCRLrbeuiuoicib ibii有有CE：+_RB1RB2RCRLrbeuiuoicib ibiiRE無無CE：下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回上一節(jié)上一節(jié)（3 3）152626200Cbe Irk1.65/LCL RRR541.5261.6550beLu rRARB2uo+_RB1RCRLrbeuiicib ibi

14、i下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回上一節(jié)上一節(jié)無無CE：icibii+_RB1RB2RCRLrbeuiuo ibRE2 . 1)1(EbeLu RrRA 有有CE：（4 4）有有CE：+_RB1RB2RCRLrbeuiuoicib ibii無無CE：icibii+_RB1RB2RCRLrbeuiuo ibRE下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回上一節(jié)上一節(jié) k5 . 1/bebeB2B1irrRRr k3 . 3CoRr k2 .14)1 (/EbeB2B1iRrRRr k3 . 3CoRr+_+UCCRERCCEIEICIBRB2RB1uouiRL3.3k180k20

15、k1.3k3.3k20V 若要消除失真必須改若要消除失真必須改變變RB1與與RB2的比例，適當?shù)谋壤m當抬高放大器的靜態(tài)工作點，抬高放大器的靜態(tài)工作點，如：適當調節(jié)如：適當調節(jié)RB1使其使其變變小，小，則抬高了則抬高了IB。（5）因為共射極單級放大器的）因為共射極單級放大器的 uo 與與 ui 反相，據(jù)反相，據(jù) uo 的波形的波形可以判斷出可以判斷出 ui的波形為的波形為 因此可以判斷出由于放大因此可以判斷出由于放大器的器的靜態(tài)工作點太低靜態(tài)工作點太低，在，在 ui 的前半個周期當?shù)那鞍雮€周期當 ui UBE 時，三時，三極管發(fā)生了截止，使極管發(fā)生了截止，使 uo 失真，因此該失真為截止失真

16、。失真，因此該失真為截止失真。 ui to下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回上一節(jié)上一節(jié)（6 6）54oiu UUAmV5401054uo iUAU（二）共集放大電路（二）共集放大電路(1) (1) 電路組成電路組成下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回上一節(jié)上一節(jié)+_+UCCRERBuouiC1C2 因對交流信號而言，集電極是輸入與輸出回因對交流信號而言，集電極是輸入與輸出回路的公共端，所以是路的公共端，所以是共集電極放大電路共集電極放大電路。 因從發(fā)射極輸出，所以稱射極輸出器。因從發(fā)射極輸出，所以稱射極輸出器。(2) (2) 靜態(tài)分析靜態(tài)分析下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一

17、頁下一頁返返 回回上一節(jié)上一節(jié)EBBECCB)1(RRUUI BE)1(II EECCCERIUU +UCCRBR+UCE+UBEIIBICRB+UCCC1C2RRLui+uo+us+RSBCIILEL/ RRR LeoRIU Lb1RI ）（ LebebiRIrIU Lbbeb)1 (RIrI LbbebLb)1()1(RIrIRIAu LbeL)1(1RrR ）（rbeRBRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSiUbIcIoUbISUeIREiI(3) (3) 動態(tài)分析動態(tài)分析rbeRBRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSiUbIcIoUbISUeIREiI Lb

18、eBi)1 (/RrRr LEL/RRR iriiIUri bRiBIIU )(EebebiLRRIrIU/ / /)/()1 (EbbebLRRIrI)/)(1 (EbeibLRRrUIB BR RB BRUIibesbeo1rRrrSBS/RRR RrRr 1/sbeEosbeE) 1 ( RRr 通通常常：rbeRBRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSiUbIcIoUbISEeIREiIorbeorrLbeL) 1 () 1 (RrRAu LbeBi) 1(/RrRr besbeo1rRrr9.6 多級放大電路多級放大電路（一）多級放大電路（一）多級放大電路+_RE1RCR

19、B1RB2ui_+UCCRB3uoRE2圖圖 9.9.2 直接耦合直接耦合下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回上一節(jié)上一節(jié)+_RE1RCRB1RB2ui+_+UCCRB3uo+RE2+圖圖 9.9.1 阻容耦合阻容耦合（三）動態(tài)（三）動態(tài)(1)(1)電壓放大倍數(shù)：電壓放大倍數(shù)：2u1uuAAA 注：注：1o2S2i1L,rRrR (2)(2)輸入電阻：輸入電阻：1iirr (3)(3)輸出電阻：輸出電阻：2oorr （二）靜態(tài)（二）靜態(tài)阻容耦合式：阻容耦合式：由于耦合電容的隔直作用，各級有由于耦合電容的隔直作用，各級有各自獨立各自獨立 的靜態(tài)工作點的靜態(tài)工作點，可分別按前述方法求解。

20、，可分別按前述方法求解。直接耦合式：直接耦合式：由于前后級直接相連，故前后級的由于前后級直接相連，故前后級的工作點相工作點相 互制約互制約，必須配合妥當，不能獨立求解各級，必須配合妥當，不能獨立求解各級 靜態(tài)工作點。靜態(tài)工作點。1 ir1orSR信號源信號源放大電路放大電路ISUi1Ii1Ui1O1UAO1UO1I2ir2orLR負載負載放大電路放大電路IIi2Ii2Ui2O2UAO2UO2I零點漂移P263 電路結構對稱，在理想的情況下，兩管的特性及電路結構對稱，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。對應電阻元件的參數(shù)值都相等。差動放大電路是抑制零點漂移最有效的電路結構。差動放大電路是抑制零點漂移最有效的電路結構。 + +U UCCCCu uo ou ui1i1R RC CR RB2B2T T1 1R RB1B1R RC Cu ui2i2R RB2B2R RB1B1+ + + +T T2 2兩個輸入、兩個輸入、兩個輸出兩個輸出兩管兩管靜態(tài)工靜態(tài)工作點相同作點相同9.7 9.7 差分放大電路差分放大電路( (一一) ) 工作原理工作原理u uo o