電工電子技術(shù)第二章基本放大電路

1、ECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+uBEuCEiCiBiE2.1 基本放大電路的組成基本放大電路的組成ECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+uBEuCEiCiBiEECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+uBEuCEiCiBiE+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiEECRSesRBEBRCC1C2T+RL+ui+uo+uBEuCEiCiBiEUBEIBICUCE無輸入信號無輸入信號(ui = 0)時時: uo = 0uBE = UBEuCE = UCE+UCCRBRCC1C2T+ui+uo+uBEuCEiC

2、iBiEuBEtOiBtOiCtOuCEtOICUCEOIBUBEO結(jié)論：結(jié)論：QIBUBEQUCEICUBEIB無輸入信號無輸入信號(ui = 0)時時: uo = 0uBE = UBEuCE = UCE？ uCE = UCC iC RC uo 0uBE = UBE+ uiuCE = UCE+ uoIC+UCCRBRCC1C2T+ui+uo+uBEuCEiCiBiEuBEtOiBtOiCtOuCEtOuitOUCEuotO+集電極電流集電極電流直流分量直流分量交流分量交流分量動態(tài)分析動態(tài)分析iCtOiCtICOiCticO靜態(tài)分析靜態(tài)分析uitOuotO直流通路直流通路( IB 、 IC 、

3、 UCE )對直流信號電容對直流信號電容 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+UCCRBRCT+UBEUCEICIBIE+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiERBRCuiuORLRSes+ XC 0，C 可看作可看作短路。忽略電源的內(nèi)短路。忽略電源的內(nèi)阻，電源的端電壓恒阻，電源的端電壓恒定，直流電源對交流定，直流電源對交流可看作短路?？煽醋鞫搪贰６搪范搪范搪范搪穼Φ囟搪穼Φ囟搪?UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiE放大電路無信號輸入（放大電路無信號輸入（ui = 0）時的工作狀態(tài)。

4、）時的工作狀態(tài)。估算法、圖解法。估算法、圖解法。各極電壓電流的直流分量。各極電壓電流的直流分量。放大電路的直流通路。放大電路的直流通路。 (1)靜態(tài)工作點靜態(tài)工作點Q：IB、IC、UCE 。靜態(tài)分析：靜態(tài)分析：確定放大電路的靜態(tài)值。確定放大電路的靜態(tài)值。BBECCB RUUI 所以所以BCCBRUI 根據(jù)電流放大作用根據(jù)電流放大作用CEOBC III BB II 當當UBE UCC時，時，+UCCRBRCT+UBEUCEICIB已知：已知：UCC=12V，RC=4k ，RB=300k ， =37.5。解：解：mAmABCCB04030012. RUImAmABC51040537. II VV

5、CCCCCE645112 .RIUU+UCCRBRCT+UBEUCEICIBEECCCCCERIRIUU EBBECCB) 1(RRUUI BC II EEBEBBCCRIURIU EBBEBB) 1 (RIURI 由由KVL可得：可得：由由KVL可得：可得：IE+UCCRBRCT+UBEUCEICIB常常數(shù)數(shù) B)(CECIUfIUCE = UCC ICRC +UCCRBRCT+UBEUCEICIBBBECCBRUUI CtanR1 ICQUCEQCCCRUUCC常常數(shù)數(shù) B)(CECIUfIUCE /VIC/mA直流負載線直流負載線Q由由IB確定的那確定的那條輸出特性與條輸出特性與直流負載

6、線的直流負載線的交點就是交點就是Q點點O 放大電路的動態(tài)分析放大電路的動態(tài)分析 把非線性元件晶體管所組成的放大電路等效為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。為一個線性元件。 晶體管在小信號（微變量）情況下工作。因此，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。似代替。 利用放大電路的微變等效電路分析利用放大電路的微變等效電路分析計算計算放大電放大電路路電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)Au、輸入電阻、輸入

7、電阻ri、輸出電阻、輸出電阻ro等。等。)mA()mV(26)1()(200EbeIr CEBBEbeUIUr CEbbeUiu OCEBCUII CEbcUii BCCEceIIUr BcceIiu OibicicBCEib ib晶體三極管晶體三極管微變等效電路微變等效電路ube+ +- -uce+ +- -ube+ +- -uce+ +- -rbeBEC 晶體管的晶體管的B、E之之間可用間可用rbe等效代替。等效代替。 晶體管的晶體管的C、E之間可用一之間可用一受控電流源受控電流源ic= ib等效代替。等效代替。ibiceSrbe ibRBRCRLEBCui+ +- -uo+ +- -+

8、+- -RSiiRBRCuiuORL+ + +- - -RSeS+ +- -ibicBCEiiibiceSrbe ibRBRCRLEBCui+ +- -uo+ +- -+ +- -RSiiiUiIbIcIoUbISErbeRBRCRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSbebirIU LcoRIU beLrRAu LCL/ RRR io :UUAu 定義定義Lb RI rbebeCrRAu iUiIbIcIoUbISErbeRBRCRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RS LcoRIU LCL/RRR io :UUAu 定義定義Lb RI rbeRBRCRLEBC+ +-

9、-+ +- -+ +- -RSiUiIbIcIoUbISEeIREEebebiRIrIU Ebbeb) 1 (RIrI EbeL) 1(RrRAu iii IUr 輸輸入入電電阻阻SESRiIiUirSESRiIiUiiIUri beB/rR 時時，當當beBrR bRiBIIU EebebiRIrIU Ebbeb)1 (RIrI Ebeib)1 (RrUI EbeBi)1 (/RrRr beirr rbeRBRCRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSiUiIbIcIoUbISEeIREiUiIbIcIoUbISErbeRBRCRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSri

10、riBRIBRIoUoEoooIUr 輸輸出出電電阻阻：oUSEiUiIbIcIoUbISErbeRBRCRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSCoooRIUr 例例3：求求ro的步驟：的步驟：1) 斷開負載斷開負載RLoU3) 外加電壓外加電壓oI4) 求求or外加外加oICRcoIII bcII CoRCRUI 0 0 cb II所所以以2) 令令 或或0i U0S ErbeRBRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSiUbIcIoUbISEeIREiIERbbo IIII EoSBbeoSBbeoRUR/RrUR/RrU ESbeo1/11RRRrr 外加外加oIo

11、r1) 斷開負載斷開負載RLoU3) 外加電壓外加電壓oI4) 求求2) 令令 或或0i U0S EERIQuCE/VttiB B/ AIBtiC C/mAICiB B/ AuBE/VtuBE/VUBEUCEiC C/mAuCE/VOOOOOOQicQ1Q2ibuiuoQ2uoUCEQuCE/VttiC C/mAICiC C/mAuCE/VOOOQ1uiuotiB B/ AiB B/ AuBE/VtuBE/VUBEOOOQQuCE/VtiC C/mAuCE/VOOUCE+UCCRSesRBRCC1C2T+RLui+uo+uBEuCEiCiBiE 在固定偏置放大電路中，在固定偏置放大電路中，當溫

12、度升高時，當溫度升高時，UBE 、 、 ICBO 。 上式表明，當上式表明，當UCC和和 RB一定時，一定時， IC與與 UBE、 以及以及 ICEO 有關(guān)有關(guān)，而這三個參數(shù)隨溫度而變化。，而這三個參數(shù)隨溫度而變化。CBOBBECCCEOBC)1( IRUUIII 溫度升高時，溫度升高時， IC將增加，使將增加，使Q點沿負載線上移。點沿負載線上移。iCuCEQQ 固定偏置電路的工作點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。當溫度升點是不穩(wěn)定的，為此需要改進偏置電路。當溫度升高使高使 IC 增加時，能夠自動減少增加時，能夠自動減少IB，從而抑制，從而抑制Q點的變點的變化，保持化

13、，保持Q點基本穩(wěn)定。點基本穩(wěn)定。OB2II 若若滿滿足足： 基極電位基本恒定，基極電位基本恒定，不隨溫度變化。不隨溫度變化。2B2BRIV 2B1BCC21RRUII CC2B1B2BBURRRV VBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSeS+VBEBEBECRUVII BEBUV 若若滿滿足足：EBEBEBEC RVRUVII RB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSeS+從從Q點點穩(wěn)定的角度來穩(wěn)定的角度來看似乎看似乎I2、VB越大越好。越大越好。但但 I2 越大，越大，RB1、RB2必須取得較小，將增加必須取得較小，將

14、增加損耗，降低輸入電阻。損耗，降低輸入電阻。而而VB過高必使過高必使VE也增也增高，在高，在UCC一定時，勢一定時，勢必使必使UCE減小，從而減減小，從而減小放大電路輸出電壓的小放大電路輸出電壓的動態(tài)范圍。動態(tài)范圍。I2= (5 10) IB，VB= (5 10) UBE， RB1、RB2的阻值一般為幾十千歐。的阻值一般為幾十千歐。VEVBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSeS+VEVBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSeS+TUBEIBICVEICVB 固定固定CC2B1B2BURRRVB EBEBECRUVII

15、 CBII EECCCCCERIRIUU VBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB+UCCuiuo+ICRSeS+ 對交流：對交流：旁路電容旁路電容 CE 將將R 短路短路， R 不起不起作用作用， Au，ri，ro與固定偏置電路相同與固定偏置電路相同。如果去掉如果去掉CE ，Au，ri，ro ？旁路電容旁路電容RB1RCC1C2RB2CERERL+UCCuiuo+RSeS+RB1RCC1C2RB2CERERL+UCCuiuo+RSeS+2B1BB/ RRR iUiIbIcIoUbISEeIBRIEbeL) 1(RrRAu beLrRAu EbeB2B1i)1 (R/R/Rrr C

16、oRr beBir/Rr CoRr ？即即： Sos EUAu考慮信號源內(nèi)阻考慮信號源內(nèi)阻RS 時時iSibeLs rRrrRAu 所以所以SosEUAu SiioEUUU SiEUAu iSiSirRrEU irRB1RCC1C2RB2CERERL+UCCuiuo+RSeS+ 在圖示放大電路中，已知在圖示放大電路中，已知UCC=12V, RC= 6k, RE1= 300， RE2= 2.7k， RB1= 60k， RB2= 20k RL= 6k ，晶體管，晶體管=50， UBE=0.6V, 試求試求: :(1) (1) 靜態(tài)工作點靜態(tài)工作點 IB、IC 及及 UCE；(2) (2) 畫出微變

17、等效電路；畫出微變等效電路；(3) (3) 輸入電阻輸入電阻ri、ro及及 Au。RB1RCC1C2RB2CERE1RL+UCCuiuo+RE2V3V12206020CCB2B1B2B URRRVmA8 . 0 mA36 . 03EBEBEC RUVII A16 A500.8CB IIV8 . 4V38 . 068 . 012)(1E1EECCCCCE RRIRIUURB1RCRB2RE1+UCCRE2+UCEIEIBICVBk6Co Rrk86. 18 . 02651200I26) 1(200Ebe rk 15/2B1BB RRR其中其中 EbeBi) 1(/RrRr k03.8 EbeL)

18、 1 (RrRAu 69. 8 iUiIbIcIoUbISEeIBRIRB+UCCC1C2RRLui+uo+es+RSEBBECCB)1(RRUUI BE)1(II EECCCERIUU +UCCRBR+UCE+UBEIIBICRB+UCCC1C2RRLui+uo+es+RSLEL/ RRR LeoRIU Lb1RI ）（ LebebiRIrIU Lbbeb)1 (RIrI LbbebLb)1()1(RIrIRIAu LbeL)1(1RrR ）（rbeRBRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSiUbIcIoUbISEeIREiIrbeRBRLEBC+ +- -+ +- -+ +-

19、-RSiUbIcIoUbISEeIREiIiBi/rRr LbeBi)1 (/RrRr LbebLEebebbii)1 (/RrIRRIrIIUr LEL/RRR irir 1sbeoRrrSBS/RRR RrRr 1/sbeEosbeE) 1 ( RRr 通通常常：rbeRBRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSiUbIcIoUbISEeIREiIorLbeL) 1 () 1 (RrRAu LbeBi) 1(/RrRr Rrr 1sbeo. 在圖示放大電路中，已知在圖示放大電路中，已知UCC=12V, RE= 2k, RB= 200k， RL= 2k ，晶體管，晶體管=60， U

20、BE=0.6V, 信號源內(nèi)阻信號源內(nèi)阻RS= 100，試求試求: :(1) 靜態(tài)工作點靜態(tài)工作點 IB、IE 及及 UCE； 畫出微變等效電路；畫出微變等效電路；(3) Au、ri 和和 ro 。RB+UCCC1C2RRLui+uo+es+RSmA035. 0mA260)(12006 . 012) (1EBBECCB RRUUImA14. 2 0.035mA60)(1 )(1BE II V727V142212EECCCE.RIUU +UCCRBR+UCE+UBEIIBIC3 .176010094. 0Sbeo Rrrk94. 024. 1266120026) (1200Ebe Ir LbeBi

21、) 1 (/RrRr k7 .41 LbeL) 1()(1RrRAu 98.0 rbeRBRLEBC+ +- -+ +- -+ +- -RSiUbIcIoUbISEeIRE兩級之間通過耦合電容兩級之間通過耦合電容 C2 與下級輸入電阻連接與下級輸入電阻連接RB1RC1C1C2RB2CE1RE1+RS+RC2C3CE2RE2RL+UCC+oU1OUiUSEB1R B2R T1T2 由于電容有隔直作用，所以每級放大電路的直流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，通路互不相通，。RB1RC1C1C2RB2CE1RE1+RS+RC2C3CE2RE2RL+UCC+oU1OUiUSEB1

22、R B2R T1T2第一級第一級第二級第二級212ioi1oiouuuAAUUUUUUA 電電壓壓放放大大倍倍數(shù)數(shù)2ir1bI2bI1cI2cIrbeRB2RC1EBC+ +- -+ +- -+ +- -RSiUiI1oU1b1ISErbeRC2RLEBC+ +- -oU2b2IB1R B2R RB12i1C1L/rRR 1be1L1io11rRUUAu be2L222io2rRUUAu 1iirr 2oorr L2CL2/ RRR 如圖所示的兩級電壓放大電路，如圖所示的兩級電壓放大電路，已知已知1= 2 =50, T1和和T2均為均為3DG8D。 RB1C1C2RE1+RC2C3CE+24V

23、+oUiUB1R B2R T1T2E2R E1R 1M 27k 82k 43k 7.5k 510 10k 解解: : (1) 兩級放大電路的靜態(tài)值可分別計算。兩級放大電路的靜態(tài)值可分別計算。A8 . 9mA2750)(110000.624) (1E1B1BECCB1 RRUUImA 49. 0mA 0098. 050)(1)1 (B1E1 II V77. 10V2749. 024E1E1CCCE RIUU RB1C1C2RE1+RC2C3CE+24V+oUiUB1R B2R T1T2E2R E1R 1M 27k 82k 43k 7.5k 510 10k V26. 843V438224B2B2B

24、1CCB2 RRRUVmA 96. 0mA5 . 751. 06 . 026. 8E2E2BE2B2C2 RRUUIRB1C1C2RE1+RC2C3CE+24V+oUiUB1R B2R T1T2E2R E1R 1M 27k 82k 43k 7.5k 510 10k 解解: :A 2 . 19mA5096. 02C2B2 IIV71. 6)V5 . 751. 010(96. 024)(E2E2C2C2CCCE2 RRRIUURB1C1C2RE1+RC2C3CE+24V+oUiUB1R B2R T1T2E2R E1R 1M 27k 82k 43k 7.5k 510 10k 解解: :2bI2cIr

25、be2RC2oUrbe1iURB1B1R 2BR 1bI2bI1bI1cIRE11oU+_+_+_2ER 由微變等效電路可知，放大電路的輸入電阻由微變等效電路可知，放大電路的輸入電阻 ri 等等于第一級的輸入電阻于第一級的輸入電阻ri1。第一級是射極輸出器，它。第一級是射極輸出器，它的輸入電阻的輸入電阻ri1與負載有關(guān)，而射極輸出器的負載即與負載有關(guān)，而射極輸出器的負載即是第二級輸入電阻是第二級輸入電阻 ri2。2ir1iirr 2bI2cIrbe2RC2oUrbe1iURB1B1R 2BR 1bI2bI1bI1cIRE11oU+_+_+_2ER (2) 計算計算 r i和和 r 0 k58.

26、 196. 0265120026)1(200Ebe2 Ir k 14)1 (/E2be2B2B12 RrRRri k 22. 9k14271427/i2E1L1 rRR2ir k 349 02650)(120026) (1200rE11be1 .I k 320)1 (/L1be1B1i1i RrRrr 2oorr k10C2o2o Rrr2bI2cIrbe2RC2oUrbe1iURB1B1R 2BR 1bI2bI1bI1cIRE11oU+_+_+_2ER (3)(3)求各級電壓的放大倍數(shù)及總電壓放大倍數(shù)求各級電壓的放大倍數(shù)及總電壓放大倍數(shù) 994 022 950)(1322 9)501 ()1

27、 ()1 (L111beL111u.RrRA 2bI2cIrbe2RC2oUrbe1iURB1B1R 2BR 1bI2bI1bI1cIRE11oU+_+_+_2ER (3)(3)求各級電壓的放大倍數(shù)及總電壓放大倍數(shù)求各級電壓的放大倍數(shù)及總電壓放大倍數(shù)2bI2cIrbe2RC2oUrbe1iURB1B1R 2BR 1bI2bI1bI1cIRE11oU+_+_+_2ER 1851. 050)(179. 11050)1 (2E2be22C2 RrRAu 總電壓放大倍數(shù)總電壓放大倍數(shù)9 . 1718)(994. 021 uuuAAA將前級的輸出端直接接后級的輸入端。將前級的輸出端直接接后級的輸入端?？?/p>

28、用來放大緩慢變化的信號或直流量變化的信號?？捎脕矸糯缶徛兓男盘柣蛑绷髁孔兓男盘?。+UCCuoRC2T2uiRC1R1T1R2+RE2指輸入信號電壓為零時，輸出電壓發(fā)生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。緩慢地、無規(guī)則地變化的現(xiàn)象。uotO晶體管參數(shù)隨溫度變化、電源電壓晶體管參數(shù)隨溫度變化、電源電壓 波動、電路元件參數(shù)的變化。波動、電路元件參數(shù)的變化。1. 前后級靜態(tài)工作點相互影響前后級靜態(tài)工作點相互影響已知：已知：UZ=4V， UBE=0.6V，RC1=3k ，RC2=500 ， 1= 2=50。溫度升高前，溫度升高前，IC1=2.3mA，Uo=7.75V。I

29、C1 = 2.3 1.01 mA = 2.323 mAUC1= UZ + UBE2 = 4 + 0.6 V = 4.6 VmA147. 0mA32. 236 . 412121 CRBIIICuZ+UCCuoRC2T2ui=0RC1R1T1R2+RDZ已知：已知：UZ=4V， UBE=0.6V，RC1=3k ，RC2=500 ， 1= 2=50。溫度升高前，溫度升高前，IC1=2.3mA，Uo=7.75V。uZ+UCCuoRC2T2ui=0RC1R1T1R2+RDZmA147. 0mA32. 236 . 4121C2B IIIRC C1 1IC2= 2 IB2 = 50 0.147mA = 7.35mA 直接影響對輸入信號測量的準確程度