五邑大學(xué)電工與電子技術(shù)課件第11章

1、第第11 11章章 基本放大基本放大電電路路本章主要內(nèi)本章主要內(nèi)容容 本章主要介紹共發(fā)射極交流電壓放大電路、共集電極交流本章主要介紹共發(fā)射極交流電壓放大電路、共集電極交流電壓放大電路和差分放大電路的基本組成、基本工作原理和基電壓放大電路和差分放大電路的基本組成、基本工作原理和基本分析方法，為學(xué)習(xí)后面的集成運算放大電路打好基礎(chǔ)。本分析方法，為學(xué)習(xí)后面的集成運算放大電路打好基礎(chǔ)。【引例引例】 如何實現(xiàn)音量如何實現(xiàn)音量放大的？放大的？擴音機擴音機擴音機內(nèi)部原理電路擴音機內(nèi)部原理電路分立元件電分立元件電壓放大電路壓放大電路集成功集成功率放大率放大器器11.1 11.1 共共發(fā)發(fā)射射極極交流交流電壓電壓

2、放大放大電電路路 三極管的三種組態(tài)三極管的三種組態(tài)共基極組態(tài)共基極組態(tài)共射極組態(tài)共射極組態(tài)共集電極組態(tài)共集電極組態(tài) 放大電路的三種組態(tài)放大電路的三種組態(tài)共射極放大電路共射極放大電路共基極放大電路共基極放大電路共集電極放大電路共集電極放大電路11.1.1 11.1.1 放大電路的基本組成放大電路的基本組成11.1 11.1 共共發(fā)發(fā)射射極極交流交流電壓電壓放大放大電電路路 晶體管晶體管VT：核心元件，控制：核心元件，控制電流放大；電流放大；直流偏置電路：由直流偏置電路：由RB和和UCC構(gòu)構(gòu)成，作用：使發(fā)射結(jié)正偏，集成，作用：使發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏；提供合適的直流基電結(jié)反偏；提供合適的直流基極電

3、流極電流IB；耦合電容耦合電容C1和和C2 ：作用是隔直：作用是隔直流，通交流，容值選擇很大，為流，通交流，容值選擇很大，為幾十到幾百微法；幾十到幾百微法；信號源信號源11.1 11.1 共共發(fā)發(fā)射射極極交流交流電壓電壓放大放大電電路路 11.1.2 11.1.2 放大電路的放大原理放大電路的放大原理 放大電路在工作過程中，有靜態(tài)（放大電路在工作過程中，有靜態(tài)（ui = 0, uo = 0）和動態(tài)）和動態(tài) （ui 0, uo 0）之分。）之分。 1靜態(tài)靜態(tài)ui = 0 uo = 0C1、C2斷開斷開共射極放大電路共射極放大電路直流通路直流通路11.1 11.1 共共發(fā)發(fā)射射極極交流交流電壓電壓

4、放大放大電電路路 輸入輸入回路回路輸出輸出回路回路UCE = UCC - ICRC UBE = UCC - IBRB 說明：說明：UBE 、IB和和UCE、IC稱為靜態(tài)值稱為靜態(tài)值 ，其關(guān)系可其關(guān)系可圖解為圖解為11.1 11.1 共共發(fā)發(fā)射射極極交流交流電壓電壓放大放大電電路路 2動態(tài)動態(tài)ui 0 uo 0對于交流信號對于交流信號C1、C2短路短路11.1 11.1 共共發(fā)發(fā)射射極極交流交流電壓電壓放大放大電電路路 結(jié)論：結(jié)論：(1) uo的幅度比的幅度比ui增大了；增大了；(2) uo的相位與的相位與ui相反；相反；(3) uo的頻率與的頻率與ui相同。相同。11.1 11.1 共共發(fā)發(fā)射

5、射極極交流交流電壓電壓放大放大電電路路 注意：注意：在放大電路中，有靜態(tài)值（直流分量）、動態(tài)值（交流分量）和它在放大電路中，有靜態(tài)值（直流分量）、動態(tài)值（交流分量）和它們的合成量（直流量與交流量疊加）。為便于區(qū)分和使用，列表如下們的合成量（直流量與交流量疊加）。為便于區(qū)分和使用，列表如下名名 稱稱靜靜 態(tài)態(tài)動動 態(tài)態(tài)直流量直流量交流量瞬時值交流量瞬時值交流量有效值交流量有效值總瞬時值總瞬時值基極電流基極電流集電極電流集電極電流發(fā)射極電流發(fā)射極電流IBICIEibicieIbIcIeiB = IB + ibiC = IC + iciE = IE + ie集集-射極電壓射極電壓基基-射極電壓射極電

6、壓UCEUBEuceubeUceUbeuCE = UCE+ uceuBE = UBE + ube11.1 11.1 共共發(fā)發(fā)射射極極交流交流電壓電壓放大放大電電路路 11.1.3 11.1.3 放大電路的分析方法放大電路的分析方法1放大電路的靜態(tài)分析放大電路的靜態(tài)分析直流通路直流通路利用放大電路的直流通路求靜態(tài)值。利用放大電路的直流通路求靜態(tài)值。CCBECCBBBUUUIRRCBIICECCCCUUI R靜態(tài)值靜態(tài)值(1)(1)用估算法確定靜態(tài)值用估算法確定靜態(tài)值放大電路放大電路11.1 11.1 共共發(fā)發(fā)射射極極交流交流電壓電壓放大放大電電路路 【例例11.1-1】如圖所示電路中，已知如圖所

7、示電路中，已知UCC = 12V, RB = 300k, RC = 4k，晶體管的，晶體管的=37.5。試估算放大電路的靜態(tài)值。試估算放大電路的靜態(tài)值?！窘饨狻?CCB3B120.04mA40 A300 10UIRCB37.5 0.041.5mAIICECCCC12 1.5 46VUUI R11.1 11.1 共共發(fā)發(fā)射射極極交流交流電壓電壓放大放大電電路路 (2)(2)用圖解法確定靜態(tài)值用圖解法確定靜態(tài)值利用晶體管的特性曲線和直流通路，通過作圖求靜態(tài)值。利用晶體管的特性曲線和直流通路，通過作圖求靜態(tài)值。步驟：步驟：已知放大電路、晶體管的輸出特性；已知放大電路、晶體管的輸出特性；晶體管的輸出特

8、性晶體管的輸出特性11.1 11.1 共共發(fā)發(fā)射射極極交流交流電壓電壓放大放大電電路路 在晶體管的輸出特性上做直流負(fù)載線，得到靜態(tài)工作點在晶體管的輸出特性上做直流負(fù)載線，得到靜態(tài)工作點Q；CECCCCCECCCCCUUI RUUIRR 直流負(fù)載直流負(fù)載線線Q11.1 11.1 共共發(fā)發(fā)射射極極交流交流電壓電壓放大放大電電路路 注意：注意：當(dāng)當(dāng)IB值不同時，值不同時，Q的位置也不同，而的位置也不同，而IB值是通過值是通過基極電阻（偏流電阻）基極電阻（偏流電阻）RB調(diào)節(jié)的。放大電路的靜態(tài)工作點（靜調(diào)節(jié)的。放大電路的靜態(tài)工作點（靜態(tài)值）對放大電路工作性能的影響甚大，一般應(yīng)設(shè)置在特性曲態(tài)值）對放大電路

9、工作性能的影響甚大，一般應(yīng)設(shè)置在特性曲線放大區(qū)的中部。這是因為點線放大區(qū)的中部。這是因為點Q設(shè)在此處的好處是，線性區(qū)范設(shè)在此處的好處是，線性區(qū)范圍寬，能獲得較大的電壓放大倍數(shù)，而且信號的失真也小。圍寬，能獲得較大的電壓放大倍數(shù)，而且信號的失真也小。11.1 11.1 共共發(fā)發(fā)射射極極交流交流電壓電壓放大放大電電路路 【例例11.1-2】在放大電路中，在放大電路中，UCC= 12V，RC= 4k，基極偏流電，基極偏流電阻阻RB為為240k，晶體管的輸出特性曲線如圖所示。試用圖解法求，晶體管的輸出特性曲線如圖所示。試用圖解法求靜態(tài)值，并分析工作點位置是否合適。靜態(tài)值，并分析工作點位置是否合適?！窘?/p>

10、解】 (1)畫直流負(fù)載線：畫直流負(fù)載線：CECEC123444UUI (2)求求IB并確定并確定Q點位置：點位置：IB UCC/RB = 12/(240103 )=50mAQ(3) 由于由于RB減小，減小，IB增加，增加，Q點上移，線性區(qū)的范圍減小點上移，線性區(qū)的范圍減小11.1 11.1 共共發(fā)發(fā)射射極極交流交流電壓電壓放大放大電電路路 2放大電路的動態(tài)分析放大電路的動態(tài)分析 動態(tài)時，輸入信號動態(tài)時，輸入信號ui 0，放大電路有輸入信號。在靜態(tài)值，放大電路有輸入信號。在靜態(tài)值UBE、IB、IC、UCE各直流分量的基礎(chǔ)上，又出現(xiàn)了各直流分量的基礎(chǔ)上，又出現(xiàn)了ui、ube、ib、ic、uce、u

11、o等交流分量，兩種分量共存，交流分量的分析是通過等交流分量，兩種分量共存，交流分量的分析是通過交流通路。交流通路。放大電路的交流通路放大電路的交流通路C1和和C2 短路短路UCC=0(1)(1)晶體管的微變等效電路晶體管的微變等效電路11.1 11.1 共共發(fā)發(fā)射射極極交流交流電壓電壓放大放大電電路路 晶體管是非線性元件，故放大電路為非線性電路。動態(tài)分析晶體管是非線性元件，故放大電路為非線性電路。動態(tài)分析之前，首先應(yīng)對放大電路進(jìn)行線性化處理，然后按線性電路分之前，首先應(yīng)對放大電路進(jìn)行線性化處理，然后按線性電路分析。線性化就是在微小輸入（微變）情況下，用直線代替晶體析。線性化就是在微小輸入（微變

12、）情況下，用直線代替晶體管特性曲線的曲線段。管特性曲線的曲線段。CECEbeBEbeBbUUuUrIibeE26(mV)200(1)(mA)rI估算公式估算公式11.1 11.1 共共發(fā)發(fā)射射極極交流交流電壓電壓放大放大電電路路 BBCEceceCcIIUurIicbii幾十千歐到幾百千幾十千歐到幾百千歐歐 ，開路處理，開路處理11.1 11.1 共共發(fā)發(fā)射射極極交流交流電壓電壓放大放大電電路路 (2)(2)放大電路的微變等效電路放大電路的微變等效電路 將放大電路的交流通路中的晶體管用微變等效電路代替，將放大電路的交流通路中的晶體管用微變等效電路代替，就得到放大電路的微變等效電路。就得到放大電

13、路的微變等效電路。放大電路的微變等效電路放大電路的微變等效電路11.1 11.1 共共發(fā)發(fā)射射極極交流交流電壓電壓放大放大電電路路 計算動態(tài)參數(shù)計算動態(tài)參數(shù) 電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)Au輸入電壓輸入電壓 ib beUI r輸出電壓輸出電壓 ocLbLUI RI R 電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù) obLLubeib beUI RRArUI r 注意：注意：若輸出端開路，即若輸出端開路，即RL=，則則CubeRAr 負(fù)號表示輸出負(fù)號表示輸出與輸入反相與輸入反相11.1 11.1 共共發(fā)發(fā)射射極極交流交流電壓電壓放大放大電電路路 輸入電阻輸入電阻ri和輸出電阻和輸出電阻ro放大電路放大電路iiiiBbe

14、be/rUIRrroCrR越大越大越好越好越小越好越小越好11.1 11.1 共共發(fā)發(fā)射射極極交流交流電壓電壓放大放大電電路路 【例例11.1-3】在如圖所示放大電路中，負(fù)載電阻在如圖所示放大電路中，負(fù)載電阻RL = 6k，其余，其余參數(shù)不變（參數(shù)不變（UCC = 12V, RC = 4k, RB = 300k, = 37.5），試計算），試計算電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻。電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻?！窘饨狻?(1)電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù) CCB3B120.04mA40 A300 10UIRECB37.5 0.041.5mAIIIbeE26(mV)200(1)(mA)26(mV)

15、200(1 37.5)0.867k1.5(mA)rILbeu4 64637.51040.867ARr RL=buCe437.51730.867RrA 【例例11.1-3】在如圖所示放大電路中，負(fù)載電阻在如圖所示放大電路中，負(fù)載電阻RL = 6k，其余，其余參數(shù)不變（參數(shù)不變（UCC = 12V, RC = 4k, RB = 300k, = 37.5），試計算），試計算電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻。電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻。(2)輸入電阻和輸出電阻輸入電阻和輸出電阻ri = RB/rbe =300/0.867 rbe = 0.867kro = RC = 4k11.1 11.1 共共發(fā)

16、發(fā)射射極極交流交流電壓電壓放大放大電電路路 11.1.4 11.1.4 放大電路的非線性失真放大電路的非線性失真11.1 11.1 共共發(fā)發(fā)射射極極交流交流電壓電壓放大放大電電路路 失真：就是放大電路輸入為正弦波，而輸出波形有畸變失真：就是放大電路輸入為正弦波，而輸出波形有畸變 。 非線性失真：是放大電路的工作范圍超出晶體管的線性區(qū)非線性失真：是放大電路的工作范圍超出晶體管的線性區(qū)而產(chǎn)生的失真而產(chǎn)生的失真 。 產(chǎn)生非線性失真的原因：晶體工作點偏飽和區(qū)或截止產(chǎn)生非線性失真的原因：晶體工作點偏飽和區(qū)或截止區(qū)；輸入信號幅度過大。區(qū)；輸入信號幅度過大。 失真的類型失真的類型飽和失真；飽和失真；截止失真

17、；截止失真；雙向失真雙向失真11.1 11.1 共共發(fā)發(fā)射射極極交流交流電壓電壓放大放大電電路路 11.1.5 11.1.5 放大電路的溫度穩(wěn)定性放大電路的溫度穩(wěn)定性 放大電路工作時，由于元器件發(fā)熱，使環(huán)境溫度升高。而晶放大電路工作時，由于元器件發(fā)熱，使環(huán)境溫度升高。而晶體管為兩種粒子參與導(dǎo)電：多子和少子。少子受溫度的影響很體管為兩種粒子參與導(dǎo)電：多子和少子。少子受溫度的影響很大，故溫度升高時大，故溫度升高時1固定偏置式放大電路固定偏置式放大電路CCBECCBBBUUUIRR固定固定11.1 11.1 共共發(fā)發(fā)射射極極交流交流電壓電壓放大放大電電路路 2分壓偏置式放大電路分壓偏置式放大電路在直

18、流通路上采取了兩個措施：在直流通路上采取了兩個措施： (1)固定基極電位固定基極電位VB2BIIB2B2B2CCB2B2RVI RURR固定固定忽略忽略IB11.1 11.1 共共發(fā)發(fā)射射極極交流交流電壓電壓放大放大電電路路 (2)固定集電極電流固定集電極電流 ICEBBECEEEVVUIIRRBBEVUBCEEVIIR固定固定穩(wěn)定過程如下：穩(wěn)定過程如下： 12B(510)IIIVB = (510)UBE 對對NPN硅管硅管，一般取，一般取 11.1 11.1 共共發(fā)發(fā)射射極極交流交流電壓電壓放大放大電電路路 (3) 電容電容CE的影響：的影響： 電容電容CE在直流時作開路處理，在直流時作開路

19、處理，交流時作短路處理，故對穩(wěn)定靜交流時作短路處理，故對穩(wěn)定靜態(tài)工作點不起作用，但在放大電態(tài)工作點不起作用，但在放大電路的動態(tài)時起作用，將電阻路的動態(tài)時起作用，將電阻RE短短路，因為路，因為RE 會引起電壓放大倍數(shù)會引起電壓放大倍數(shù)下降。下降。11.1 11.1 共共發(fā)發(fā)射射極極交流交流電壓電壓放大放大電電路路 【例例11.1-4】如圖所示分壓偏置式放大電路中，已知如圖所示分壓偏置式放大電路中，已知UCC = 12V, RB1= 30k, RB2= 10k, RC = 3k, RE = 1.5k, RL = 6k，晶體管，晶體管的的 = 46, UBE = 0.6V，C1、C2和和CE足夠大。

20、試求：足夠大。試求：(1)放大電路放大電路的靜態(tài)值；的靜態(tài)值；(2)電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻；電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻；(3)如果如果RE兩端未接旁路電容兩端未接旁路電容CE，以上兩項計算有何變化？，以上兩項計算有何變化？ 【解解】 (1)靜態(tài)值（用估算法）靜態(tài)值（用估算法） 基極電位基極電位 B2BCCB1B210123V30 10RVURR發(fā)射極電位發(fā)射極電位 EBBE30.62.4VVVU11.1 11.1 共共發(fā)發(fā)射射極極交流交流電壓電壓放大放大電電路路 集電極電流集電極電流 發(fā)射極電流發(fā)射極電流 EEE/2.4/1.51.6mAIVRCE1.6mAII基極電流基極電流

21、 BC/1.6/4635 AII集集-射電壓降射電壓降 CECCCCE()12 1.6 (3 1.5)4.8VUUIRR11.1 11.1 共共發(fā)發(fā)射射極極交流交流電壓電壓放大放大電電路路 (2)電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻微變等效電路微變等效電路 電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)Auib beocLbL UI rUI RI R oibLLbebubeUUI RRrI rA 11.1 11.1 共共發(fā)發(fā)射射極極交流交流電壓電壓放大放大電電路路 obLLbeieub bUI RRrUAI r 其中其中 beE26200(1)26200(146)1k1.6rILCL36

22、2kRRR Lube246921RrA 11.1 11.1 共共發(fā)發(fā)射射極極交流交流電壓電壓放大放大電電路路 輸入電阻輸入電阻ri和輸出電阻和輸出電阻roririiB1B2be0.88KrRRrroro注意：注意：RB1和和RB2的數(shù)值不是很大（幾十的數(shù)值不是很大（幾十千歐，而在固定偏置式放大電路千歐，而在固定偏置式放大電路中，中，RB為幾百千歐），所以不能為幾百千歐），所以不能忽略不計。忽略不計。 oc3krR11.1 11.1 共共發(fā)發(fā)射射極極交流交流電壓電壓放大放大電電路路 (3)RE兩端無旁路電容器兩端無旁路電容器CE直直流流通通路路 直流通路不變，故靜態(tài)直流通路不變，故靜態(tài)值不變，靜

23、態(tài)工作點不變值不變，靜態(tài)工作點不變 11.1 11.1 共共發(fā)發(fā)射射極極交流交流電壓電壓放大放大電電路路 交交流流通通路路微變等效電路微變等效電路11.1 11.1 共共發(fā)發(fā)射射極極交流交流電壓電壓放大放大電電路路 電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)Auib beeEbbeE(1)UI rI RI rRocLbL UI RI R obLLbeEibbueE1.3(1)(1)AUI RRrRUI rR 輸入電阻輸入電阻ri和輸出電阻和輸出電阻roiB1B2beE(1)6.8KrRRrRoC3krR（不變）（不變） 前面分析時，耦合電容前面分析時，耦合電容C1、C2及旁路電容及旁路電容CE交流時相當(dāng)于交流時

24、相當(dāng)于短路；短路；11.1 11.1 共共發(fā)發(fā)射射極極交流交流電壓電壓放大放大電電路路11.1.611.1.6* * 放大電路的頻率特性放大電路的頻率特性在實際工程應(yīng)用中，需要放大的交流電壓信號往往不是單在實際工程應(yīng)用中，需要放大的交流電壓信號往往不是單一頻率的正弦波一頻率的正弦波 ，如語音信號和圖像信號。而電容對不同頻，如語音信號和圖像信號。而電容對不同頻率呈現(xiàn)不同的容抗，低頻時率呈現(xiàn)不同的容抗，低頻時C1、C2及及CE不能看成短路；高頻不能看成短路；高頻時結(jié)電容不能看成開路，故會影響電壓放大倍數(shù)及相位。時結(jié)電容不能看成開路，故會影響電壓放大倍數(shù)及相位。阻容耦合共射放大電路阻容耦合共射放大電

25、路注意：注意：前面分析時，沒提及三極管前面分析時，沒提及三極管的結(jié)電容，實際上是存在的，的結(jié)電容，實際上是存在的，容量很小，相當(dāng)于開路；容量很小，相當(dāng)于開路；11.1 11.1 共共發(fā)發(fā)射射極極交流交流電壓電壓放大放大電電路路 頻率特性頻率特性 ：電壓放大倍數(shù)隨頻率變化的函數(shù)。即：電壓放大倍數(shù)隨頻率變化的函數(shù)。即u( )AF f 幅幅頻特性頻特性 ：電壓放大倍數(shù)：電壓放大倍數(shù)絕對值隨頻率變化的函數(shù)。絕對值隨頻率變化的函數(shù)。即即|Au| = F1(f ) 相相頻特性頻特性 ：電壓放大倍數(shù)的：電壓放大倍數(shù)的相位隨頻率變化的函數(shù)。即相位隨頻率變化的函數(shù)。即 2Ff11.1 11.1 共共發(fā)發(fā)射射極極

26、交流交流電壓電壓放大放大電電路路特點：特點： 中間部分（中頻段）：中間部分（中頻段）：|Au|曲曲線平坦且最大，用線平坦且最大，用|Auo|表示，表示，與頻率基本無關(guān)；與頻率基本無關(guān)； 也也與頻率與頻率基本無關(guān)，為基本無關(guān)，為-180o（輸出信號（輸出信號的相位與輸入信號的相位相的相位與輸入信號的相位相反）；反）； 低頻段和高頻段：低頻段和高頻段：|Au|都下降都下降， 也不是也不是180o。 下限頻率和上限頻率下限頻率和上限頻率 ：將：將|Au|下降到下降到0.707 |Auo|時所對應(yīng)的頻率時所對應(yīng)的頻率fL和和fH。 通頻帶：通頻帶：f = fH fL ，是放大電路的重要指標(biāo)之一，是放大

27、電路的重要指標(biāo)之一 。通頻帶。通頻帶盡量寬一些盡量寬一些 ，能讓更多的諧波信號通過并得到較好的放大效果，能讓更多的諧波信號通過并得到較好的放大效果11.2 共集共集電極電極放大放大電電路路共發(fā)射極放大電路共發(fā)射極放大電路基極輸入，集電極輸出基極輸入，集電極輸出共集電極放大電路共集電極放大電路基極輸入，發(fā)射極輸出基極輸入，發(fā)射極輸出射極輸射極輸出器出器11.2 共集共集電極電極放大放大電電路路CCBBBEEEBEBBE(1)UI RUI RUIRRCCBEBBE (1)UUIRR11.2.1 11.2.1 靜態(tài)分析靜態(tài)分析直流通路直流通路EB(1)IICECCEE UUI R11.2 共集共集電

28、極電極放大放大電電路路11.2.2 11.2.2 動動態(tài)分析態(tài)分析交流通路交流通路微變等效電路微變等效電路11.2 共集共集電極電極放大放大電電路路LEL/ /RRR 電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)AuoeLbL(1)UI RI R其中：其中：ib beeLbbeL(1)UI rI RI rRobLLbeibeuLbL(1)(1)1(1)(1)UI RRrRUI rRA特點特點 uo和和ui同相位，且同相位，且Uo Ui，故共集電極放，故共集電極放大電路也稱電壓跟隨器；大電路也稱電壓跟隨器； Uo略小于略小于 Ui，故無電壓放大，但有電流，故無電壓放大，但有電流放大。放大。11.2 共集共集電極電極

29、放大放大電電路路 輸入電阻輸入電阻ri輸出電阻輸出電阻roiBbeL(1)rRrR射極輸出器的輸入電阻很大，可射極輸出器的輸入電阻很大，可達(dá)幾十千歐以上，比共發(fā)射極放大達(dá)幾十千歐以上，比共發(fā)射極放大電路的輸入電阻高得多電路的輸入電阻高得多 由于存在受控源，故求輸由于存在受控源，故求輸出電阻時，去掉獨立電源，采出電阻時，去掉獨立電源，采用用“加壓求流加壓求流”法，即法，即oooUrIrooooobeSbeSEobeSE11UUUIrRrRRUrRR11.2 共集共集電極電極放大放大電電路路SSBbe/ / /RRRr obbeIIIIobbeSUIrR其中其中obeSEoEbeSo()(1)()

30、UrR RrRrRIEbeS(1)()1RrR且一般一般beSEbeSE()rR RrRR一般為幾十一般為幾十歐姆，很小歐姆，很小射極輸出器的主要特點是射極輸出器的主要特點是 11.2 共集共集電極電極放大放大電電路路(1)電壓放大倍數(shù)接近于電壓放大倍數(shù)接近于1。沒有電壓放大作用，但有電流放大。沒有電壓放大作用，但有電流放大作用，作用，Ie = (1+ )Ib，因而也有功率放大作用，因而也有功率放大作用 ；(2)輸出電壓和輸入電壓兩者同相，且大小近似相等，輸出電輸出電壓和輸入電壓兩者同相，且大小近似相等，輸出電壓具有跟隨作用，因而常用做電壓跟隨器；壓具有跟隨作用，因而常用做電壓跟隨器；(3)輸

31、入電阻很大，能大大減輕信號源的負(fù)擔(dān)。它被廣泛用于多輸入電阻很大，能大大減輕信號源的負(fù)擔(dān)。它被廣泛用于多級放大電路的輸入級；級放大電路的輸入級； (4)輸出電阻很小，帶負(fù)載能力強，它被經(jīng)常用于多級放大電路輸出電阻很小，帶負(fù)載能力強，它被經(jīng)常用于多級放大電路的輸出級；的輸出級；(5)射極輸出器的輸入電阻高、輸出電阻低，在多級放大電路中射極輸出器的輸入電阻高、輸出電阻低，在多級放大電路中擔(dān)當(dāng)中間級擔(dān)當(dāng)中間級 。11.2 共集共集電極電極放大放大電電路路【例例11.2-1】在如圖所示射極輸出器電路中，已知在如圖所示射極輸出器電路中，已知UCC = 12V, = 60, RB = 200k , RE =

32、 3k , RL = 3k , RS = 50 。試求：。試求：(1)靜態(tài)靜態(tài)值值IB、IE和和UCE；(2)動態(tài)參量動態(tài)參量Au、ri和和ro?！窘饨狻?(1)(1)靜態(tài)值靜態(tài)值 CCBEBBE(1)120.60.03mA200(160) 3UUIRREB(1)1.83mAIICECCEE12 1.83 36.51VUUI R11.2 共集共集電極電極放大放大電電路路(2)動態(tài)參量動態(tài)參量buLeL(1)(1)RrARLEL331.5kRRR 其中其中beE2626200(1)200(160)1.1k1.83rIu(160) 1.50.9881.1(160) 1.5AiBbeL+(1)= 2

33、001.1+(1+60) 1.5= 20092.6= 63.3krRrR33beSo0.05 2001.1101.10.050.052001019.26060rRr*11.3 多多級級放大放大電電路路 為了滿足實際要求，把幾個單級放大電路連接起來，組成為了滿足實際要求，把幾個單級放大電路連接起來，組成一個多級放大電路。其框圖如下：一個多級放大電路。其框圖如下： 多級放大電路組成框圖多級放大電路組成框圖 多級放大電路的輸入級應(yīng)該具有高輸入阻抗，中間級應(yīng)能提多級放大電路的輸入級應(yīng)該具有高輸入阻抗，中間級應(yīng)能提供大的電壓放大倍數(shù)，輸出級應(yīng)具有低輸入阻抗，以便提高帶供大的電壓放大倍數(shù)，輸出級應(yīng)具有低輸

34、入阻抗，以便提高帶負(fù)載能力。負(fù)載能力。 放大電路之間的連接稱為放大電路之間的連接稱為耦合，耦合方式有阻容耦合（分立耦合，耦合方式有阻容耦合（分立元件）、直接耦合（集成電路）和變壓器耦合（阻抗匹配）。元件）、直接耦合（集成電路）和變壓器耦合（阻抗匹配）。 說明：說明：*11.3 多多級級放大放大電電路路11.3.1 11.3.1 阻容耦合放大電路阻容耦合放大電路兩級阻容耦合多級放大電路兩級阻容耦合多級放大電路1 1靜態(tài)分析靜態(tài)分析 由于靜態(tài)時電容作開路處理，故阻容耦合放大電路，各由于靜態(tài)時電容作開路處理，故阻容耦合放大電路，各級靜態(tài)工作點獨立，分別求得，方法如前。級靜態(tài)工作點獨立，分別求得，方法

35、如前。*11.3 多多級級放大放大電電路路2 2動態(tài)分析動態(tài)分析微變等效電路微變等效電路*11.3 多多級級放大放大電電路路oo1ouiio1UUUAUUU電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù) 其中其中uo1為第一級放大電路的輸出電壓，也是后一級放大電為第一級放大電路的輸出電壓，也是后一級放大電路的輸入電壓。故路的輸入電壓。故oo1ouu1u2iio1UUUAAAUUU總的電壓放大倍總的電壓放大倍數(shù)為各級電壓放數(shù)為各級電壓放大倍數(shù)之積大倍數(shù)之積*11.3 多多級級放大放大電電路路L1u11be1RAr L1C1i2RRr i2B1B2be2/ / /rRRr即后一級輸入電阻作為前一級的負(fù)載。即后一級輸入電

36、阻作為前一級的負(fù)載。L2u22be2RAr L2C2LRRR 多級放大電路的輸入電阻為第一級放大電路的輸入電阻，多級放大電路的輸入電阻為第一級放大電路的輸入電阻，輸出電阻為末級放大電路的輸出電阻，即輸出電阻為末級放大電路的輸出電阻，即*11.3 多多級級放大放大電電路路ii1B1B2be1/ / /rrRRr輸入電阻輸入電阻ri 和輸出電阻和輸出電阻rooo2C2rrR【例例11.3-1】兩級阻容耦合放大電路如圖所示。已知兩級阻容耦合放大電路如圖所示。已知RB1= 30k , RB2= 15k , R?B1= 20k , R?B2= 10k , RC1= 3k , RC2= 2.5k , RE

37、1= 3k , RE2= 2k , RL= 5k , C1= C2= C3 = 50 F, CE1= CE2= 100 F，晶體管的晶體管的 1 = 2 = 40, UCC = 12V。計算：。計算：(1)放大電路的靜態(tài)值。放大電路的靜態(tài)值。(2)放大電路的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻。放大電路的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻。*11.3 多多級級放大放大電電路路B2B1CCB1B24VRVURRB1C1E1E141.3mA3VIIRC1B111.333 A40II【解解】 (1)靜態(tài)值靜態(tài)值 前級前級CE1CCC1C1E1()12 1.3 (33)4.2VUUIRR*11.3 多多級級

38、放大放大電電路路B2B2CCB1B24VRVURRCE2CCC2C2E2()3VUUIRRB2C2E2E22mAVIIR 后級后級C2B222 50 A40II(2)動態(tài)參數(shù)動態(tài)參數(shù)電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù) L1u11be1RAr L1C1i2C1B1B2be20.6kRRrRRRr be11E126200(1)1krIbe22E226200(1)0.73krI24 前級前級*11.3 多多級級放大放大電電路路L2u22be2C2L2be291RArRRr 總電壓放大倍數(shù)總電壓放大倍數(shù)uu1u2( 24) ( 91)2184AAA 后級后級 輸入電阻和輸出電阻輸入電阻和輸出電阻ii1B1B2b

39、e1301510.9krrRRroC2 2.5krR*11.3 多多級級放大放大電電路路11.3.2 11.3.2 直接耦合放大電路直接耦合放大電路 直接耦合放大電路就是將前一級的輸出端直接接到后級的直接耦合放大電路就是將前一級的輸出端直接接到后級的輸入端，能夠放大變化緩慢信號和直流信號，便于集成。但存輸入端，能夠放大變化緩慢信號和直流信號，便于集成。但存在以下問題：在以下問題： (1)(1)前后級靜態(tài)工作點相互影響。前后級靜態(tài)工作點相互影響。 UCE1 = UBE2 = 0.7V兩管處于飽和兩管處于飽和改進(jìn)改進(jìn)改進(jìn)改進(jìn)(2)(2)零點漂移的影響零點漂移的影響*11.3 多多級級放大放大電電路

40、路 理想的直接耦合電壓放大電路，當(dāng)輸入信號為零時，其輸理想的直接耦合電壓放大電路，當(dāng)輸入信號為零時，其輸出端初始電壓應(yīng)保持不變。實際上，當(dāng)輸入端對地短接時出端初始電壓應(yīng)保持不變。實際上，當(dāng)輸入端對地短接時 ，輸，輸出信號緩慢且無規(guī)則地變化著，這種現(xiàn)象稱為零點漂移，簡稱出信號緩慢且無規(guī)則地變化著，這種現(xiàn)象稱為零點漂移，簡稱零漂。零漂。產(chǎn)生零漂的原因及抑制零漂的措施：產(chǎn)生零漂的原因及抑制零漂的措施： 零漂產(chǎn)生的原因：晶體管參數(shù)的變化、電源電壓的波動、電零漂產(chǎn)生的原因：晶體管參數(shù)的變化、電源電壓的波動、電路元件參數(shù)的變化等，其中溫度的影響是最嚴(yán)重的，故零漂也路元件參數(shù)的變化等，其中溫度的影響是最嚴(yán)重

41、的，故零漂也稱溫漂。稱溫漂。 措施：是在多級直接耦合放大電路的第一級選用差分放大電措施：是在多級直接耦合放大電路的第一級選用差分放大電路。路。 *11.4 差分放大差分放大電電路路典型雙入雙出差分放大電路典型雙入雙出差分放大電路11.4.1 11.4.1 靜態(tài)靜態(tài)1對稱的靜態(tài)值對稱的靜態(tài)值靜態(tài)靜態(tài)ui1 = 0、ui2 = 0電路對稱性電路對稱性IB1 = IB2 = IB IC1 = IC2 = IC UCE1 = UCE2 = UCE VC1 = VC2uo = VC1 - VC2 = 0 理想情況，輸入為理想情況，輸入為零時，輸出亦為零零時，輸出亦為零*11.4 差分放大差分放大電電路路

42、2對稱的零點漂移對稱的零點漂移TIC1 IC2 VC1 VC2 產(chǎn)生溫漂產(chǎn)生溫漂 IC1 = IC2 VC1 = VC2uo = (VC1 + VC1) - (VC2 + VC2) = 0說明差分放大電路由于電路的對稱性，對兩管所產(chǎn)生的零漂，說明差分放大電路由于電路的對稱性，對兩管所產(chǎn)生的零漂，不管是什么原因引起的，自身都具有抑制能力。不管是什么原因引起的，自身都具有抑制能力。*11.4 差分放大差分放大電電路路注意注意: : 單端輸出即從一個管子單端輸出即從一個管子的集電極取出信號時，仍的集電極取出信號時，仍然存在零漂。然存在零漂。 如何抑制單端輸出如何抑制單端輸出的零漂呢？的零漂呢？電阻電

43、阻R RE E原理：原理：*11.4 差分放大差分放大電電路路 RE越大，抑制作用越強，越大，抑制作用越強，但管壓降但管壓降UCE將下降，動態(tài)將下降，動態(tài)范圍變小，降低電壓放大倍范圍變小，降低電壓放大倍數(shù)。數(shù)。如何解決？如何解決？ 電源電源U UEEEE兩管發(fā)射極電位為兩管發(fā)射極電位為VE = UEE + URE = UEE + 2IE RE若若UEE = 2IE則則VE = 0UCE增大增大用來平衡用來平衡RE的壓降的壓降11.4.2 11.4.2 動態(tài)動態(tài)*11.4 差分放大差分放大電電路路1共模輸入共模輸入共模信號：共模信號：當(dāng)兩個輸入當(dāng)兩個輸入信號大小相等、極性相信號大小相等、極性相同時，即同時，即ui1 = ui2注意：注意： 在共模信號作用下，由于差分放大電路的對稱性，兩管集在共模信號作用下，由于差分放大電路的對稱性，兩管集電極電位相同，因而輸出電壓電極電位相同，因而輸出電壓uo = 0，即差分放大電路對共模，即差分放大電路對共模信號沒有放大能力，共模電壓放大倍數(shù)信號沒有放大能力，共模電壓放大倍數(shù)AC