第2章基本放大電路J13

1、 1 1 放大電路主要技術(shù)指標(biāo)放大電路主要技術(shù)指標(biāo) 2 2 基本共發(fā)放大電路及其圖解法分析基本共發(fā)放大電路及其圖解法分析 3 3 放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定 4 h4 h參數(shù)等效電路分析參數(shù)等效電路分析 5 5 晶體管放大電路的三種接法晶體管放大電路的三種接法 6 6 小結(jié)小結(jié) 第第2 2章章 基本放大電路基本放大電路 1 1 放大電路主要技術(shù)指標(biāo)放大電路主要技術(shù)指標(biāo)oooIVRioVVVA 1.1 放大電路概述放大電路概述 放大電路基本概念放大電路基本概念iiiIVR 兩個放大電路相連的示意圖（兩級放大器）兩個放大電路相連的示意圖（兩級放大器）2111VVooioioV

2、AAVVVVVVA1 iiRR 2ooRR 放大電路的頻率指標(biāo)放大電路的頻率指標(biāo) 放大電路對于交流信號的放大倍數(shù)只在某一頻率范圍內(nèi)比放大電路對于交流信號的放大倍數(shù)只在某一頻率范圍內(nèi)比較大，頻率過低或過高放大倍數(shù)都要下降。我們定義放大倍數(shù)較大，頻率過低或過高放大倍數(shù)都要下降。我們定義放大倍數(shù)下降到最大值下降到最大值A(chǔ)m的的 對應(yīng)的頻率為截止頻率，如下圖所對應(yīng)的頻率為截止頻率，如下圖所示，示，fL是低頻截止頻率，是低頻截止頻率，fH是高頻截止頻率，它們二者之差是高頻截止頻率，它們二者之差fbw定義為放大電路的通頻帶。定義為放大電路的通頻帶。21LHbwfff 1.2 放大電路的主要技術(shù)指標(biāo)放大電路

3、的主要技術(shù)指標(biāo) 1.2.1 電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù) AV 1.2.2 放大電路的輸入阻抗放大電路的輸入阻抗 Ri 1.2.3 放大電路的輸出阻抗放大電路的輸出阻抗 Ro 1.2.4 放大電路的通頻帶放大電路的通頻帶 fbw 1.2.5 非線性失真系數(shù)非線性失真系數(shù) 1.2.6 最大不失真輸出電壓最大不失真輸出電壓Vom 1.2.7 最大不失真輸出功率與效率最大不失真輸出功率與效率Pm， 2 2 基本共發(fā)放大電路的圖解法分析基本共發(fā)放大電路的圖解法分析 2.1 基本共發(fā)放大電路基本共發(fā)放大電路 2.1.1 理論電路形式理論電路形式2.1.2 實(shí)際電路形式實(shí)際電路形式bcIIbbeccbRVVI

4、cccccIRVV 2.1.3 根據(jù)電路的直流通路根據(jù)電路的直流通路 計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn)表達(dá)式靜態(tài)工作點(diǎn)表達(dá)式 2.1.4 電路的等效交流通路電路的等效交流通路 2.2 基本放大電路的圖解法基本放大電路的圖解法 2.2.1 信號放大原理信號放大原理 2.2.2 直流負(fù)載線與交流負(fù)載線直流負(fù)載線與交流負(fù)載線 直流負(fù)載線很容易根據(jù)直流負(fù)載線很容易根據(jù)VCC的的表達(dá)式畫出來表達(dá)式畫出來 cccccIRVV 交流負(fù)載線過靜態(tài)工作點(diǎn)交流負(fù)載線過靜態(tài)工作點(diǎn)Q并且它的斜率由并且它的斜率由RC和和RL并聯(lián)所并聯(lián)所決定決定 。從右圖可看出，在交流。從右圖可看出，在交流情況下晶體管最大交流輸出

5、為情況下晶體管最大交流輸出為橫軸上的橫軸上的AB線段，它的大小為線段，它的大小為cLIRAB 據(jù)此在坐標(biāo)橫軸上確定了據(jù)此在坐標(biāo)橫軸上確定了B點(diǎn)點(diǎn)之后，就可以通過之后，就可以通過Q點(diǎn)和點(diǎn)和B點(diǎn)作點(diǎn)作直線而畫出交流負(fù)載線。直線而畫出交流負(fù)載線。 2.2.3 放大電路的失真探討放大電路的失真探討 （1）非線性失真與截止失真）非線性失真與截止失真 （2）飽和失真）飽和失真 3 3 放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定 3.1 基本共發(fā)放大電路的改進(jìn)基本共發(fā)放大電路的改進(jìn) 3.1.1 增設(shè)增設(shè)Re改進(jìn)基本共發(fā)放大電路的穩(wěn)定性改進(jìn)基本共發(fā)放大電路的穩(wěn)定性當(dāng)當(dāng)T使得使得Ic和和Ie都都如果能保證

6、如果能保證Vb穩(wěn)定穩(wěn)定則則Vbe將將則晶體管則晶體管但但I(xiàn)e上升使得上升使得VeVbe下降會導(dǎo)致下降會導(dǎo)致IbIb下降則下降則Ic從而電路的從而電路的Ic得以穩(wěn)定得以穩(wěn)定假設(shè)電路工作點(diǎn)原假設(shè)電路工作點(diǎn)原來是穩(wěn)定的：來是穩(wěn)定的： 3.1.2 穩(wěn)定工作點(diǎn)的原理穩(wěn)定工作點(diǎn)的原理 Vb的穩(wěn)定靠合理的設(shè)置偏置電阻的穩(wěn)定靠合理的設(shè)置偏置電阻Rb1Rb2來保證來保證 但此改進(jìn)電路經(jīng)但此改進(jìn)電路經(jīng)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)：它的電實(shí)踐發(fā)現(xiàn)：它的電壓放大倍數(shù)下降了壓放大倍數(shù)下降了很多，而且很多，而且Re越大越大下降的越多。下降的越多。 3.2 設(shè)計(jì)完善的穩(wěn)定工作點(diǎn)的共發(fā)放大電路設(shè)計(jì)完善的穩(wěn)定工作點(diǎn)的共發(fā)放大電路 假設(shè)電阻假設(shè)電阻

7、Rb1和和Rb2流過的電流流過的電流I1和和I2遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于晶體管基極遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于晶體管基極電流電流IBQ，則根據(jù)左圖可得到電路靜態(tài)工作點(diǎn)的表達(dá)式：，則根據(jù)左圖可得到電路靜態(tài)工作點(diǎn)的表達(dá)式：ccbbbBVRRRV212BEBEVVVeEERVI EECCCCCEIRIRVV1EBIIBCII 靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算：靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算： 4 h4 h參數(shù)等效電路的分析方法參數(shù)等效電路的分析方法 4.1 晶體管晶體管h參數(shù)的定義參數(shù)的定義ceQceVbQbVbedvvfdiifdV)()(),(cebIcvifIc),(cebVbevifVbeceQceIbQbIcdvvfdiifdI)()(晶體管特性曲線普遍

8、表達(dá)式晶體管特性曲線普遍表達(dá)式求全微分求全微分 4.1.1 h參數(shù)的推導(dǎo)參數(shù)的推導(dǎo)cebbevhihV1211cebcvhihI2221用交流相量取代全微分用交流相量取代全微分并用并用4個常量個常量h分別代分別代替替4個偏導(dǎo)數(shù)數(shù)值個偏導(dǎo)數(shù)數(shù)值cebbevhihv1211cebcvhihi2221用通常約定的小寫字母用通常約定的小寫字母來代替交流相量表達(dá)式來代替交流相量表達(dá)式晶體管晶體管h參數(shù)等效表達(dá)式參數(shù)等效表達(dá)式cerebbebevirvcecebcvrii1beQbVrifh)(11QbIifh)(21ceQceIrvfh1)(22reQceVvfh)(12輸出端交流短路輸入電阻輸出端交流

9、短路輸入電阻輸入端交流開路反向電壓傳輸系數(shù)輸入端交流開路反向電壓傳輸系數(shù)輸出端交流短路正向電流傳輸系數(shù)輸出端交流短路正向電流傳輸系數(shù)輸入端交流開路輸出電導(dǎo)輸入端交流開路輸出電導(dǎo)4.1.2 h參數(shù)的物理意義參數(shù)的物理意義bbebeirvbciiebeIr26)1 (300基本等效方程基本等效方程 其中其中rbe的表達(dá)式來源見教材的表達(dá)式來源見教材79頁的討論頁的討論 4.2 晶體管的晶體管的h參數(shù)等效電路參數(shù)等效電路 4.3 基本放大電路的基本放大電路的h h參數(shù)等效分析方法參數(shù)等效分析方法計(jì)算方程計(jì)算方程bcIIbbeccbRVVIccccceIRVVbebbccVIRVceccccVIRV表

10、達(dá)式表達(dá)式 4.3.1 靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算 4.3.2 交流等效電路的變換交流等效電路的變換beLbbeLbioVrRIrRIVVAbebiiirRIVRcoooRIVRLcLRRR （ ） 4.3.3 交流參量的計(jì)算交流參量的計(jì)算)26)1 (300(ebeIr 4.4 考慮工作點(diǎn)穩(wěn)定的基本放大電路考慮工作點(diǎn)穩(wěn)定的基本放大電路h h參數(shù)等效分析參數(shù)等效分析計(jì)算方程計(jì)算方程 4.4.1 靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算beII)1 (eeccccceIRIRVVbcIIeebebbccIRVIRVeececcccIRVIRVebbeccbRRVVI)1 (表達(dá)式表達(dá)式 4.4.2

11、 交流等效電路的變換交流等效電路的變換 4.4.3交流參量的計(jì)算交流參量的計(jì)算bebeeebbeiiRriRirV)1 ( 因?yàn)橐驗(yàn)?所以所以)1 (ebebiiiRrRIVRcoooRIVRebeLbebeLbioVRrRiRrRiVVA)1 ()1 ( 4.5 共發(fā)放大電路的共發(fā)放大電路的h h參數(shù)等效分析方法參數(shù)等效分析方法計(jì)算方程計(jì)算方程 4.5.1 靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算ccbbbBVRRRV212BEBEVVVeEERVI EECCCCCEIRIRVV1EBIIBCII表達(dá)式表達(dá)式 4.5.2 交流等效電路的變換交流等效電路的變換 觀察觀察4.3.2和和4.5.2兩個兩個

12、h參數(shù)等效電路可以發(fā)現(xiàn)，它們的區(qū)參數(shù)等效電路可以發(fā)現(xiàn)，它們的區(qū)別僅僅是前者的偏置電阻別僅僅是前者的偏置電阻Rb換成了后者換成了后者Rb1和和Rb2的并聯(lián)。所以的并聯(lián)。所以共發(fā)放大電路的交流參數(shù)的計(jì)算完全類似于共發(fā)放大電路的交流參數(shù)的計(jì)算完全類似于4.3的理論公式。的理論公式。 4.5.3 交流參量的計(jì)算交流參量的計(jì)算beLbbeLbioVrRIrRIVVAcoooRIVRLcLRRR （ ）bebbiiirRRIVR21)26)1 (300(ebeIr 4.6 基本放大電路的基本放大電路的h參數(shù)參數(shù)等效電路分析舉例等效電路分析舉例已知已知 VCC=20V；Rb=470K；RC=6K；RL=4K

13、；=45；求求 1.電路的輸入、輸出電阻電路的輸入、輸出電阻 2.電路不接電路不接RL 時的放大倍數(shù)時的放大倍數(shù) 3.電路接電路接RL 時的放大倍數(shù)時的放大倍數(shù)解：根據(jù)電路的微變等效分析方法，第一步計(jì)算電路的靜態(tài)解：根據(jù)電路的微變等效分析方法，第一步計(jì)算電路的靜態(tài)工作點(diǎn)，第二步求出晶體管在這時的工作點(diǎn)，第二步求出晶體管在這時的rbe,第三步根據(jù)給定的電第三步根據(jù)給定的電路畫出與之對應(yīng)的微變等效電路，第四步根據(jù)微變等效電路路畫出與之對應(yīng)的微變等效電路，第四步根據(jù)微變等效電路的公式進(jìn)行計(jì)算，第五步對結(jié)果進(jìn)行分析。的公式進(jìn)行計(jì)算，第五步對結(jié)果進(jìn)行分析。 4.6.1 計(jì)算電路的靜態(tài)工作點(diǎn)計(jì)算電路的靜態(tài)

14、工作點(diǎn))(85. 1041. 045mAIIbc)(041.04707 .020mARVVIbbeccb)(9 . 885. 1620VIRVVccccce 4.6.2 計(jì)算晶體管在此工作點(diǎn)的計(jì)算晶體管在此工作點(diǎn)的rbe 4.6.3 確定對應(yīng)的確定對應(yīng)的h參數(shù)等效電路參數(shù)等效電路)(935041.02630026)1 (300ebeIr 4.6.5 結(jié)果討論：假設(shè)信號源內(nèi)阻結(jié)果討論：假設(shè)信號源內(nèi)阻Rs=1K，求放大器對信號，求放大器對信號的放大倍數(shù)。的放大倍數(shù)。 4.6.4 計(jì)算電路的交流放大參數(shù)計(jì)算電路的交流放大參數(shù)289935600045beCVOrRA)(935bebebirrRR)(6

15、KRRco115935240045beLVrRA)(4 . 246KKKRRRLcL56935. 014 . 245KKKrRRrRrRrARRRAbeSLbeLbeSbeViSiVS 5 5 晶體管放大電路的三種接法晶體管放大電路的三種接法 5.1 共集電極放大共集電極放大電路（射極輸出器）電路（射極輸出器） 5.1.1 靜態(tài)工作點(diǎn)計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)計(jì)算beII)1 (eeccceIRVVbcIIeebebbccIRVIRVeececcIRVVebbeccbRRVVI)1 ( 表達(dá)式表達(dá)式 5.1.2 確定對應(yīng)的確定對應(yīng)的h參數(shù)等效電路參數(shù)等效電路 5.1.3 計(jì)算電路的交流放大參數(shù)計(jì)算電路的交

16、流放大參數(shù)bLbeeLbbeiiRriRirV)1 ()1 (LbebiiiRrRIVRLbeLbLbeeLioVRrRiRriRVVA)1 ()1 ()1 (1SbeeoooRrRIVR 其中其中LeLRRR SbSRRR 因?yàn)橐驗(yàn)?5.2 共基極放大共基極放大電路電路 5.2.1 與與 其實(shí)學(xué)習(xí)晶體管放大其實(shí)學(xué)習(xí)晶體管放大的原理，也可以從共基的原理，也可以從共基極電路的分析開始。如極電路的分析開始。如右圖所示：右圖所示： 令令cboecIII 稱作共基極直流電流放大系數(shù)稱作共基極直流電流放大系數(shù) 則根據(jù)則根據(jù)cbeIII 有有cbocbcIIII)( 整理得整理得令令cbobcIII111

17、1 最后得最后得cbobcIII)1 ( 5.2.2 共基極放大電路共基極放大電路 5.2.3 靜態(tài)工作點(diǎn)計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)計(jì)算CCbbbbVRRRV212 如果能確保如果能確保Rb1、Rb2 流過的電流遠(yuǎn)大于流過的電流遠(yuǎn)大于I Ib， 則則bebeVVVeeebRVII)1 (1eeccccceIRIRVV 5.2.4 求求h參數(shù)等效電路參數(shù)等效電路 5.2.5 計(jì)算電路的交流放大參數(shù)計(jì)算電路的交流放大參數(shù)coooRIVR )(beLbebLcbioVrRriRRiVVA 1berRIVReiii)(LcLRRR 5.3 晶體管三種放大晶體管三種放大電路的比較電路的比較bebbiiirRRIVR

18、21 5.3.1 輸入阻抗比較：輸入阻抗比較： 共發(fā)放大電路共發(fā)放大電路 共集放大電路共集放大電路 共基放大電路共基放大電路)(1 (LebebiiiRRrRIVR 1berRIVReiii1SbbeeoooRRrRIVR 5.3.2 輸出阻抗比較：輸出阻抗比較：coooRIVRcoooRIVR 共發(fā)放大電路共發(fā)放大電路 共集放大電路共集放大電路 共基放大電路共基放大電路 )()(beLcbebLcbioVrRRriRRiVVA 5.3.3 放大倍數(shù)比較：放大倍數(shù)比較：beLcbbeLcbioVrRRIrRRIVVA)()()(1 ()(1 ()()(LebeLeeLebbeeLeioVRRrRRiRRiriRRVVA 共發(fā)放大電路共發(fā)放大電路 共集放大電路共集放大電路 共基放大電路共基放大電路 6 6 小結(jié)小結(jié) 晶體管放大電路具有三種電路形式。其中共發(fā)射極放大電路晶體管放大電路具有三種電路