電壓放大倍數(shù)的計算課件

第二章基本放大器2.2單管共射放大電路的工作原理2.3放大電路的圖解分析法2.4放大電路的模型分析法2.5共集和共基放大電路及BJT電流源電路2.6多級放大電路2.7BJT放大電路的頻率響應2.1放大電路的基本概念及性能指標第二章基本放大器2.2單管共射放大電路的工作原理2.312.1放大電路的基本概念及性能指標

一.放大的基本概念

放大——把微弱的電信號的幅度放大。一個微弱的電信號通過放大器后，輸出電壓或電流的幅得到了放大，但它隨時間變化的規(guī)律不能變，即不失真。2.1放大電路的基本概念及性能指標一.放大的基本概2二.放大電路的主要技術(shù)指標1.放大倍數(shù)——表示放大器的放大能力

根據(jù)放大電路輸入信號的條件和對輸出信號的要求，放大器可分為四種類型，所以有四種放大倍數(shù)的定義。（1）電壓放大倍數(shù)定義為:AU=uo/ui（2）電流放大倍數(shù)定義為:AI=io/ii

（3）互阻增益定義為:Ar=uo/ii（4）互導增益定義為:Ag=io/ui二.放大電路的主要技術(shù)指標1.放大倍數(shù)——表示放大器的放大能32.輸入電阻Ri——從放大電路輸入端看進去的等效電阻Ri=ui/ii一般來說，Ri越大越好。（1）Ri越大，ii就越小，從信號源索取的電流越小。（2）當信號源有內(nèi)阻時，Ri越大，ui就越接近uS。2.輸入電阻Ri——從放大電路輸入端看進去的等效電阻Ri=43.輸出電阻Ro——從放大電路輸出端看進去的等效電阻

輸出電阻是表明放大電路帶負載能力的，Ro越小，放大電路帶負載的能力越強，反之則差。

輸出電阻的定義：3.輸出電阻Ro——從放大電路輸出端看進去的等效電阻54.通頻帶fAAm0.7AmfL下限截止頻率fH上限截止頻率通頻帶：fbw=fH–fL放大倍數(shù)隨頻率變化曲線——幅頻特性曲線3dB帶寬4.通頻帶fAAm0.7AmfL下限截止頻率fH上限截止頻62.2單管共射放大電路的工作原理一．三極管的放大原理三極管工作在放大區(qū)：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏?！鱑CE（-△IC×Rc）放大原理：→△UBE→△IB→△IC（b△IB）電壓放大倍數(shù)：→uo

ui2.2單管共射放大電路的工作原理一．三極管的放大原理→△U7放大元件iC=iB，工作在放大區(qū)，要保證集電結(jié)反偏，發(fā)射結(jié)正偏。二.單管共射極放大電路的結(jié)構(gòu)及各元件的作用放大元件iC=iB，工作在放大區(qū)，要保證集電結(jié)反偏，發(fā)射結(jié)8各元件作用：使發(fā)射結(jié)正偏，并提供適當?shù)撵oIB和UBE。基極電源與基極電阻集電極電源，為電路提供能量。并保證集電結(jié)反偏。集電極電阻RC，將變化的電流轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓碾妷?。各元件作用：使發(fā)射結(jié)正偏，并提供適當?shù)撵oIB和UBE?；鶚O電9耦合電容：電解電容，有極性，大小為10F~50F作用：隔直通交隔離輸入輸出與電路直流的聯(lián)系，同時能使信號順利輸入輸出。++各元件作用：耦合電容：作用：隔直通交隔離輸入輸出與電路直流的聯(lián)系，同時能10基本放大電路的習慣畫法基本放大電路的習慣畫法111.靜態(tài)工作點——Ui=0時電路的工作狀態(tài)

三.靜態(tài)工作點ui=0時由于電源的存在，電路中存在一組直流量。ICIEIB+UBE-+UCE-1.靜態(tài)工作點——Ui=0時電路的工作狀態(tài)三.靜態(tài)工作12由于(IB,UBE)和(IC,UCE)分別對應于輸入、輸出特性曲線上的一個點，所以稱為靜態(tài)工作點。IBUBEQIBUBEQUCEICICUCEIB為什么要設(shè)置靜態(tài)工作點？

放大電路建立正確的靜態(tài)工作點，是為了使三極管工作在線性區(qū)，以保證信號不失真。由于(IB,UBE)和(IC,UCE)分別對應于輸入、13開路畫出放大電路的直流通路

2.靜態(tài)工作點的估算

將交流電壓源短路，將電容開路。直流通路的畫法：開路開路畫出放大電路的直流通路2.靜態(tài)工作點的估算14畫直流通路：Rb稱為偏置電阻，IB稱為偏置電流。用估算法分析放大器的靜態(tài)工作點（IB、UBE、IC、UCE）IC=IB畫直流通路：Rb稱為偏置電阻，IB稱為偏置電流。用估算法分析15例：用估算法計算靜態(tài)工作點。已知：VCC=12V，RC=4K，Rb=300K，=37.5。解：請注意電路中IB和IC的數(shù)量級例：用估算法計算靜態(tài)工作點。已知：VCC=12V，RC=4K16一.用圖解法分析放大器的靜態(tài)工作點UCE=VCC–ICRCVCCICUCE直流負載線由估算法求出IB，IB對應的輸出特性與直流負載線的交點就是工作點QQIB靜態(tài)UCE靜態(tài)IC2.3放大電路的圖解分析法一.用圖解法分析放大器的靜態(tài)工作點UCE=VCC–ICR17iBuBEQuiibic1.交流放大原理（設(shè)輸出空載）假設(shè)在靜態(tài)工作點的基礎(chǔ)上，輸入一微小的正弦信號uiib靜態(tài)工作點二.用圖解法分析放大器的動態(tài)工作情況iCiCEuce注意：uce與ui反相！iBuBEQuiibic1.交流放大原理（設(shè)輸出空載）假18uiiBiCuCEuo各點波形uo比ui幅度放大且相位相反uiiBiCuCEuo各點波形uo比ui幅度放大且相位相反19結(jié)論：（1）放大電路中的信號是交直流共存，可表示成：雖然交流量可正負變化，但瞬時量方向始終不變（2）輸出uo與輸入ui相比，幅度被放大了，頻率不變，但相位相反。uituBEtiBtiCtuCEtuot結(jié)論：（1）放大電路中的信號是交直流共存，可表示成：雖然交流20對交流信號(輸入信號ui)2.放大器的交流通路交流通路——分析動態(tài)工作情況交流通路的畫法：

將直流電壓源短路，將電容短路。短路短路置零對交流信號(輸入信號ui)2.放大器的交流通路交流通路——分21交流通路交流通路223.交流負載線輸出端接入負載RL：不影響Q影響動態(tài)！3.交流負載線輸出端接入負載RL：不影響Q23交流負載線ic其中：uce=-ic（RC//RL）=-ic

RL交流負載線ic其中：uce=-ic（RC//RL）24交流量ic和uce有如下關(guān)系：即：交流負載線的斜率為：uce=-ic（RC//RL）=-ic

RL或ic=（-1/RL）uce交流負載線的作法：①斜率為-1/R'L。（R'L=RL∥Rc）②經(jīng)過Q點。

交流量ic和uce有如下關(guān)系：即：交流負載線的斜率為：uce25交流負載線的作法：iCiCEVCCQIB交流負載線直流負載線①斜率為-1/R'L。（R'L=RL∥Rc）②經(jīng)過Q點。

注意：（1）交流負載線是有交流輸入信號時工作點的運動軌跡。

（2）空載時，交流負載線與直流負載線重合。交流負載線的作法：iCiCEVCCQIB交流負載線直流負載線26iCuCEuo可輸出的最大不失真信號（1）合適的靜態(tài)工作點ib4．非線性失真與Q的關(guān)系iCuCEuo可輸出的最大不失真信號（1）合適的靜態(tài)工作點i27iCuCEuo（2）Q點過低→信號進入截止區(qū)稱為截止失真信號波形iCuCEuo（2）Q點過低→信號進入截止區(qū)稱為截止失真信號28iCuCEuo（3）Q點過高→信號進入飽和區(qū)稱為飽和失真信號波形截止失真和飽和失真統(tǒng)稱“非線性失真”iCuCEuo（3）Q點過高→信號進入飽和區(qū)稱為飽和失真信號292.4放大電路的交流模型分析法思路：將非線性的BJT等效成一個線性電路條件：交流小信號2.4放大電路的交流模型分析法思路：將非線性的BJT等效成30一.三極管的共射低頻簡化模型uBEiBiBuBE1、輸入回路晶體管輸入特性曲線上，選擇恰當?shù)墓ぷ鼽c，工作段近似為直線。在該直線段內(nèi)，與成正比，其比值可用線性電阻表示：（uCE為常數(shù)）一.三極管的共射低頻簡化模型uBEiBiBuBE1、31iCiBiCuCEiCuCEiCuCE2、輸出回路

由于在輸出特性曲線上，當電壓變化時，電流變化很小，所以晶體管輸出電阻可近似為無窮大。故晶體管輸出回路可等效成一個受控電流源。iCiBiCuCEiCuCEiCuCE2、輸出回路323、三極管等效電路：3、三極管等效電路：33二.放大器的交流分析1.畫出放大器的微變等效電路（1）畫出放大器的交流通路（2）將交流通路中的三極管用h參數(shù)等效電路代替二.放大器的交流分析1.畫出放大器的微變等效電路（1）342、電壓放大倍數(shù)的計算：負載電阻越小，放大倍數(shù)越小。2、電壓放大倍數(shù)的計算：負載電阻越小，放大倍數(shù)越小。35電路的輸入電阻越大，從信號源取得的電流越小，因此一般總是希望得到較大的的輸入電阻。3、輸入電阻的計算：根據(jù)輸入電阻的定義：電路的輸入電阻越大，從信號源取得的電流越小，因此一般總是希望36定義：當信號源有內(nèi)阻時：由圖知：所以：定義：當信號源有內(nèi)阻時：由圖知：所以：37所以：4、輸出電阻的計算：根據(jù)定義：0+-所以：4、輸出電阻的計算：根據(jù)定義：0+-38例共射放大電路如圖所示。設(shè)：VCC＝12V，Rb=300kΩ,Rc=3kΩ,RL=3kΩ,BJT的b

=60。1、試求電路的靜態(tài)工作點Q。解：例共射放大電路如圖所示。設(shè)：VCC＝12V，Rb=300392、估算電路的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻Ri和輸出電阻Ro。解：畫微變等效電路Ri=rbe//Rb≈rbe=993ΩRo=Rc=3kΩ2、估算電路的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻Ri和輸出電阻Ro。解：40

3.若輸出電壓的波形出現(xiàn)如下失真，是截止還是飽和失真？應調(diào)節(jié)哪個元件？如何調(diào)節(jié)？解：為截止失真。應減小Rb。3.若輸出電壓的波形出現(xiàn)如下失真，是截止還是飽和失41對于前面的電路（固定偏置電路）而言，靜態(tài)工作點由UBE、和ICEO決定，這三個參數(shù)隨溫度而變化。Q變UBEICEO變T變IC變?nèi)?靜態(tài)工作點的穩(wěn)定1.溫度對靜態(tài)工作點的影響對于前面的電路（固定偏置電路）而言，靜態(tài)工作點由UBE、和421、溫度對UBE的影響iBuBE25oC50oCTUBEIBIC1、溫度對UBE的影響iBuBE25oC50oCTUBEI432、溫度對值及ICEO的影響T、ICEOICiCuCEQQ′溫度上升時，輸出特性曲線上移，造成Q點上移。總之：TIC2、溫度對值及ICEO的影響T、ICEOICiCuCE44I1I2IB2.靜態(tài)工作點穩(wěn)定的放大器選I2=（5~10）IB∴I1I2ICIE（1）結(jié)構(gòu)及工作原理I1I2IB2.靜態(tài)工作點穩(wěn)定的放大器選I2=（5~1045靜態(tài)工作點穩(wěn)定過程：TUBEICICIEUE

UBE=UB-UE=UB-IE

ReUB穩(wěn)定IB由輸入特性曲線I1I2IBICIE靜態(tài)工作點TUBEICICIEUEUBE=UB-46（2）直流通道及靜態(tài)工作點估算:IB=IC/UCE=VCC-ICRC-IEReICIE=UE/Re

=（UB-UBE）/Re

電容開路,畫出直流通道（2）直流通道及靜態(tài)工作點估算:IB=IC/UCE=V47將電容短路,直流電源短路，畫出電路的交流小信號等效電路（3）動態(tài)分析：將電容短路,直流電源短路，畫出電路的交流小信號等效電路48電壓放大倍數(shù)：RL=RC//RL電壓放大倍數(shù)：RL=RC//RL49輸入電阻：輸出電阻：輸入電阻：輸出電阻：50思考：若在Re兩端并電容Ce會對Au、Ri、Ro有什么影響？思考：若在Re兩端并電容Ce會對Au、Ri、Ro有什么影響？51一.共集電極放大電路1.結(jié)構(gòu)：2.5共集和共基放大電路一.共集電極放大電路1.結(jié)構(gòu)：2.5共集和共基放大電522.直流通道及靜態(tài)工作點分析：IBIEUBEUCE2.直流通道及靜態(tài)工作點分析：IBIEUBEUCE533.動態(tài)分析（1）交流通道及微變等效電路3.動態(tài)分析（1）交流通道及微變等效電路54（2）電壓放大倍數(shù)：（2）電壓放大倍數(shù)：55（3）輸入電阻（3）輸入電阻56（4）輸出電阻（4）輸出電阻57射極輸出器的特點：電壓放大倍數(shù)=1，輸入阻抗高，輸出阻抗小。射極輸出器的應用1、放在多級放大器的輸入端，提高整個放大器的輸入電阻。2、放在多級放大器的輸出端，減小整個放大器的輸出電阻。2、放在兩級之間，起緩沖作用。射極輸出器的特點：電壓放大倍數(shù)=1，射極輸出器的應用1、放在58二.共基極電路二.共基極電路591.靜態(tài)工作點直流通路：1.靜態(tài)工作點直流通路：602.動態(tài)分析畫出電路的交流小信號等效電路（1）電壓放大倍數(shù)2.動態(tài)分析畫出電路的交流小信號等效電路（1）電壓放大倍數(shù)61（2）輸入電阻（3）輸出電阻（2）輸入電阻（3）輸出電阻623.三種組態(tài)的比較電壓增益：輸入電阻：輸出電阻：共集共基共射3.三種組態(tài)的比較電壓增益：輸入電阻：輸出電阻：共集共基632.6多級放大電路一.多級放大器的耦合方式1.阻容耦合優(yōu)點：

各級放大器靜態(tài)工作點獨立。輸出溫度漂移比較小。缺點：不適合放大緩慢變化的信號。

不便于作成集成電路。2.6多級放大電路一.多級放大器的耦合方式1.阻容耦合優(yōu)642.直接耦合優(yōu)點：

各級放大器靜態(tài)工作點相互影響。輸出溫度漂移嚴重。缺點：可放大緩慢變化的信號。

電路中無電容，便于集成化。2.直接耦合優(yōu)點：各級放大器靜態(tài)工作點相互影響。輸出溫度65二.多級放大器的分析?

前級的輸出阻抗是后級的信號源阻抗?

后級的輸入阻抗是前級的負載1.兩級之間的相互影響2.電壓放大倍數(shù)（以兩級為例）注意：在算前級放大倍數(shù)時，要把后級的輸入阻抗作為前級的負載！擴展到n級：二.多級放大器的分析?前級的輸出阻抗是后級的信號源阻抗?663.輸入電阻4.輸出電阻Ri=Ri（最前級）(一般情況下）Ro=Ro（最后級）(一般情況下）3.輸入電阻4.輸出電阻Ri=Ri（最前級）(一般情67設(shè)：1=2==100，UBE1=UBE2=0.7

V。舉例1：兩級放大電路如下圖示，求Q、Au、Ri、Ro設(shè)：1=2==100，UBE1=UBE2=0.7V。68解：（1）求靜態(tài)工作點解：（1）求靜態(tài)工作點69電壓放大倍數(shù)的計算課件70（2）求電壓放大倍數(shù)先計算三極管的輸入電阻（2）求電壓放大倍數(shù)先計算三極管的輸入電阻71畫微變等效電路：畫微變等效電路：72電壓增益：電壓增益：73（3）求輸入電阻Ri=Ri1=rbe1//Rb1//Rb2

=2.55k（4）求輸出電阻RO=RC2

=4.3k（3）求輸入電阻Ri=Ri1=rbe1//Rb1/742.7BJT放大電路的頻率響應頻率響應——放大器的電壓放大倍數(shù)與頻率的關(guān)系下面先分析無源RC網(wǎng)絡的頻率響應其中：稱為放大器的幅頻響應

稱為放大器的相頻響應2.7BJT放大電路的頻率響應頻率響應——放大器的電壓放751.RC低通網(wǎng)絡（1）頻率響應表達式：一.無源RC電路的頻率響應令：則：幅頻響應：相頻響應：1.RC低通網(wǎng)絡（1）頻率響應表達式：一.無源RC電路76（2）RC低通電路的波特圖最大誤差-3dB0分貝水平線斜率為-20dB/十倍頻程的直線幅頻響應：f0.1fH0fH10fH100fH-20-40-20dB/十倍頻程（2）RC低通電路的波特圖最大誤差-3dB0分貝水平線斜77相頻響應

可見：當頻率較低時，│AU│

≈1，輸出與輸入電壓之間的相位差=0。隨著頻率的提高，│AU│下降，相位差增大，且輸出電壓是滯后于輸入電壓的，最大滯后90o。其中fH是一個重要的頻率點，稱為上限截止頻率。

f0.1fH0fH10fH100fH-20-40-20dB/十倍頻程f0.1fH0°fH10fH100fH-45°-90°這種對數(shù)頻率特性曲線稱為波特圖相頻響應可見：當頻率較低時，│AU│≈1，輸出與輸782.RC高通網(wǎng)絡（1）頻率響應表達式：令：則：幅頻響應：相頻響應：2.RC高通網(wǎng)絡（1）頻率響應表達式：令：則：幅頻響應：相79（2）RC高通網(wǎng)絡的波特圖f0.01fL00.1fLfL10fL-20-40最大誤差-3dB斜率為-20dB/十倍頻程的直線幅頻響應：20dB/十倍頻（2）RC高通網(wǎng)絡的波特圖f0.01fL00.1fLf80

可見：當頻率較高時，│AU│

≈1，輸出與輸入電壓之間的相位差=0。隨著頻率的降低，│AU│下降，相位差增大，且輸出電壓是超前于輸入電壓的，最大超前90o。其中，fL是一個重要的頻率點，稱為下限截止頻率。f0.01fL00.1fLfL10fL-20-4020dB/十倍頻相頻響應f0.01fL0°0.1fLfL10fL90°45°可見：當頻率較高時，│AU│≈1，輸出與輸入電壓之81rb’c很大，可以忽略。rce很大，也可以忽略。二.BJT的混合π型模型rb’c很大，可以忽略。二.BJT的混合π型模型82三.阻容耦合共射放大電路的頻率響應

對于如圖所示的共射放大電路，分低、中、高三個頻段加以研究。1.中頻段

所有的電容均可忽略?？捎们懊嬷v的h參數(shù)等效電路分析中頻電壓放大倍數(shù)：三.阻容耦合共射放大電路的頻率響應對于如圖所832.低頻段

在低頻段，三極管的極間電容可視為開路，耦合電容C1、C2不能忽略。為方便分析，現(xiàn)在只考慮C1，將C2歸入第二級。畫出低頻等效電路如圖所示?？赏瞥龅皖l電壓放大倍數(shù)：該電路有一個RC高通環(huán)節(jié)。有下限截止頻率：2.低頻段在低頻段，三極管的極間電容可視為開路84共射放大電路低頻段的波特圖幅頻響應：

相頻響應：

f0.01fL-180°0.1fLfL10fL-90°-135°f0.01fL0.1fLfL10fL20dB/十倍頻共射放大電路低頻段的波特圖幅頻響應：相頻響應：f0.85

在高頻段，耦合電容C1、C2可以可視為短路，三極管的極間電容不能忽略。這時要用混合π等效電路，畫出高頻等效電路如圖所示。3.高頻段用“密勒定理”將集電結(jié)電容單向化。在高頻段，耦合電容C1、C2可以可視為短路，三極86用戴維南定理將C左端的電路進行變換：其中：用戴維南定理將C左端的電路進行變換：其中：87可推出高頻電壓放大倍數(shù)：其中：其中：該電路有一個RC低通環(huán)節(jié)。有上限截止頻率：可推出高頻電壓放大倍數(shù)：其中：其中：該電路有一個RC88共射放大電路高頻段的波特圖幅頻響應：

相頻響應：

f0.1fH-180°fH10fH100fH-225°-270°f0.1fHfH10fH100fH-20dB/十倍頻程共射放大電路高頻段的波特圖幅頻響應：相頻響應：f0.894.完整的共射放大電路的頻率響應f-180°fHfL-225°-270°ffHfL-20dB/十倍頻程-135°-90°20dB/十倍頻程4.完整的共射放大電路的頻率響應f-180°fHfL-2290（1）通頻帶：（2）帶寬-增益積：│fbw×Aum│BJT一旦確定，帶寬增益積基本為常數(shù)5.頻率失真——由于放大器對不同頻率信號的放大倍數(shù)不同而產(chǎn)生的失真。頻率失真動畫演示兩個頻率響應指標：f-180°fHfL-225°-270°ffHfL-20dB/十倍頻程-135°-90°20dB/十倍頻程（1）通頻帶：（2）帶寬-增益積：│fbw×Aum│BJT91本章小結(jié)1．基本放大電路的組成。BJT加上合適的偏置電路（偏置電路保證BJT工作在放大區(qū)）。2．交流與直流。正常工作時，放大電路處于交直流共存的狀態(tài)。為了分析方便，常將兩者分開討論。直流通路：交流電壓源短路，電容開路。交流通路：直流電壓源短路，電容短路。3．三種分析方法。（1）估算法（直流模型等效電路法）——估算Q。（2）圖解法——分析Q（Q的位置是否合適）；分析動態(tài)（最大不失真輸出電壓）。（3）h參數(shù)交流模型法——分析動態(tài)（電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻等）。

本章小結(jié)1．基本放大電路的組成。BJT加上合適的偏置電路（924．三種組態(tài)。（1）共射——AU較大，Ri、Ro適中，常用作電壓放大。（2）共集——AU≈1，Ri大、Ro小，適用于信號跟隨、信號隔離等。（3）共基——AU較大，Ri小，頻帶寬，適用于放大高頻信號。5．多級放大器。兩種耦合方式：阻容耦合與直接耦合。電壓放大倍數(shù)：AU=AU1×AU2×……×AUn

6．頻率響應——兩個截止頻率下限截止頻率fL——頻率下降，使AU下降為0.707Aum所對應的頻率.由電路中的耦合電容和旁路電容所決定。上限截止頻率fH——頻率上升，使AU下降為0.707Aum所對應的頻率，由電路中三極管的極間電容所決定。4．三種組態(tài)。93第二章基本放大器2.2單管共射放大電路的工作原理2.3放大電路的圖解分析法2.4放大電路的模型分析法2.5共集和共基放大電路及BJT電流源電路2.6多級放大電路2.7BJT放大電路的頻率響應2.1放大電路的基本概念及性能指標第二章基本放大器2.2單管共射放大電路的工作原理2.3942.1放大電路的基本概念及性能指標

一.放大的基本概念

放大——把微弱的電信號的幅度放大。一個微弱的電信號通過放大器后，輸出電壓或電流的幅得到了放大，但它隨時間變化的規(guī)律不能變，即不失真。2.1放大電路的基本概念及性能指標一.放大的基本概95二.放大電路的主要技術(shù)指標1.放大倍數(shù)——表示放大器的放大能力

根據(jù)放大電路輸入信號的條件和對輸出信號的要求，放大器可分為四種類型，所以有四種放大倍數(shù)的定義。（1）電壓放大倍數(shù)定義為:AU=uo/ui（2）電流放大倍數(shù)定義為:AI=io/ii

（3）互阻增益定義為:Ar=uo/ii（4）互導增益定義為:Ag=io/ui二.放大電路的主要技術(shù)指標1.放大倍數(shù)——表示放大器的放大能962.輸入電阻Ri——從放大電路輸入端看進去的等效電阻Ri=ui/ii一般來說，Ri越大越好。（1）Ri越大，ii就越小，從信號源索取的電流越小。（2）當信號源有內(nèi)阻時，Ri越大，ui就越接近uS。2.輸入電阻Ri——從放大電路輸入端看進去的等效電阻Ri=973.輸出電阻Ro——從放大電路輸出端看進去的等效電阻

輸出電阻是表明放大電路帶負載能力的，Ro越小，放大電路帶負載的能力越強，反之則差。

輸出電阻的定義：3.輸出電阻Ro——從放大電路輸出端看進去的等效電阻984.通頻帶fAAm0.7AmfL下限截止頻率fH上限截止頻率通頻帶：fbw=fH–fL放大倍數(shù)隨頻率變化曲線——幅頻特性曲線3dB帶寬4.通頻帶fAAm0.7AmfL下限截止頻率fH上限截止頻992.2單管共射放大電路的工作原理一．三極管的放大原理三極管工作在放大區(qū)：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。→△UCE（-△IC×Rc）放大原理：→△UBE→△IB→△IC（b△IB）電壓放大倍數(shù)：→uo

ui2.2單管共射放大電路的工作原理一．三極管的放大原理→△U100放大元件iC=iB，工作在放大區(qū)，要保證集電結(jié)反偏，發(fā)射結(jié)正偏。二.單管共射極放大電路的結(jié)構(gòu)及各元件的作用放大元件iC=iB，工作在放大區(qū)，要保證集電結(jié)反偏，發(fā)射結(jié)101各元件作用：使發(fā)射結(jié)正偏，并提供適當?shù)撵oIB和UBE?；鶚O電源與基極電阻集電極電源，為電路提供能量。并保證集電結(jié)反偏。集電極電阻RC，將變化的電流轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓碾妷?。各元件作用：使發(fā)射結(jié)正偏，并提供適當?shù)撵oIB和UBE?；鶚O電102耦合電容：電解電容，有極性，大小為10F~50F作用：隔直通交隔離輸入輸出與電路直流的聯(lián)系，同時能使信號順利輸入輸出。++各元件作用：耦合電容：作用：隔直通交隔離輸入輸出與電路直流的聯(lián)系，同時能103基本放大電路的習慣畫法基本放大電路的習慣畫法1041.靜態(tài)工作點——Ui=0時電路的工作狀態(tài)

三.靜態(tài)工作點ui=0時由于電源的存在，電路中存在一組直流量。ICIEIB+UBE-+UCE-1.靜態(tài)工作點——Ui=0時電路的工作狀態(tài)三.靜態(tài)工作105由于(IB,UBE)和(IC,UCE)分別對應于輸入、輸出特性曲線上的一個點，所以稱為靜態(tài)工作點。IBUBEQIBUBEQUCEICICUCEIB為什么要設(shè)置靜態(tài)工作點？

放大電路建立正確的靜態(tài)工作點，是為了使三極管工作在線性區(qū)，以保證信號不失真。由于(IB,UBE)和(IC,UCE)分別對應于輸入、106開路畫出放大電路的直流通路

2.靜態(tài)工作點的估算

將交流電壓源短路，將電容開路。直流通路的畫法：開路開路畫出放大電路的直流通路2.靜態(tài)工作點的估算107畫直流通路：Rb稱為偏置電阻，IB稱為偏置電流。用估算法分析放大器的靜態(tài)工作點（IB、UBE、IC、UCE）IC=IB畫直流通路：Rb稱為偏置電阻，IB稱為偏置電流。用估算法分析108例：用估算法計算靜態(tài)工作點。已知：VCC=12V，RC=4K，Rb=300K，=37.5。解：請注意電路中IB和IC的數(shù)量級例：用估算法計算靜態(tài)工作點。已知：VCC=12V，RC=4K109一.用圖解法分析放大器的靜態(tài)工作點UCE=VCC–ICRCVCCICUCE直流負載線由估算法求出IB，IB對應的輸出特性與直流負載線的交點就是工作點QQIB靜態(tài)UCE靜態(tài)IC2.3放大電路的圖解分析法一.用圖解法分析放大器的靜態(tài)工作點UCE=VCC–ICR110iBuBEQuiibic1.交流放大原理（設(shè)輸出空載）假設(shè)在靜態(tài)工作點的基礎(chǔ)上，輸入一微小的正弦信號uiib靜態(tài)工作點二.用圖解法分析放大器的動態(tài)工作情況iCiCEuce注意：uce與ui反相！iBuBEQuiibic1.交流放大原理（設(shè)輸出空載）假111uiiBiCuCEuo各點波形uo比ui幅度放大且相位相反uiiBiCuCEuo各點波形uo比ui幅度放大且相位相反112結(jié)論：（1）放大電路中的信號是交直流共存，可表示成：雖然交流量可正負變化，但瞬時量方向始終不變（2）輸出uo與輸入ui相比，幅度被放大了，頻率不變，但相位相反。uituBEtiBtiCtuCEtuot結(jié)論：（1）放大電路中的信號是交直流共存，可表示成：雖然交流113對交流信號(輸入信號ui)2.放大器的交流通路交流通路——分析動態(tài)工作情況交流通路的畫法：

將直流電壓源短路，將電容短路。短路短路置零對交流信號(輸入信號ui)2.放大器的交流通路交流通路——分114交流通路交流通路1153.交流負載線輸出端接入負載RL：不影響Q影響動態(tài)！3.交流負載線輸出端接入負載RL：不影響Q116交流負載線ic其中：uce=-ic（RC//RL）=-ic

RL交流負載線ic其中：uce=-ic（RC//RL）117交流量ic和uce有如下關(guān)系：即：交流負載線的斜率為：uce=-ic（RC//RL）=-ic

RL或ic=（-1/RL）uce交流負載線的作法：①斜率為-1/R'L。（R'L=RL∥Rc）②經(jīng)過Q點。

交流量ic和uce有如下關(guān)系：即：交流負載線的斜率為：uce118交流負載線的作法：iCiCEVCCQIB交流負載線直流負載線①斜率為-1/R'L。（R'L=RL∥Rc）②經(jīng)過Q點。

注意：（1）交流負載線是有交流輸入信號時工作點的運動軌跡。

（2）空載時，交流負載線與直流負載線重合。交流負載線的作法：iCiCEVCCQIB交流負載線直流負載線119iCuCEuo可輸出的最大不失真信號（1）合適的靜態(tài)工作點ib4．非線性失真與Q的關(guān)系iCuCEuo可輸出的最大不失真信號（1）合適的靜態(tài)工作點i120iCuCEuo（2）Q點過低→信號進入截止區(qū)稱為截止失真信號波形iCuCEuo（2）Q點過低→信號進入截止區(qū)稱為截止失真信號121iCuCEuo（3）Q點過高→信號進入飽和區(qū)稱為飽和失真信號波形截止失真和飽和失真統(tǒng)稱“非線性失真”iCuCEuo（3）Q點過高→信號進入飽和區(qū)稱為飽和失真信號1222.4放大電路的交流模型分析法思路：將非線性的BJT等效成一個線性電路條件：交流小信號2.4放大電路的交流模型分析法思路：將非線性的BJT等效成123一.三極管的共射低頻簡化模型uBEiBiBuBE1、輸入回路晶體管輸入特性曲線上，選擇恰當?shù)墓ぷ鼽c，工作段近似為直線。在該直線段內(nèi)，與成正比，其比值可用線性電阻表示：（uCE為常數(shù)）一.三極管的共射低頻簡化模型uBEiBiBuBE1、124iCiBiCuCEiCuCEiCuCE2、輸出回路

由于在輸出特性曲線上，當電壓變化時，電流變化很小，所以晶體管輸出電阻可近似為無窮大。故晶體管輸出回路可等效成一個受控電流源。iCiBiCuCEiCuCEiCuCE2、輸出回路1253、三極管等效電路：3、三極管等效電路：126二.放大器的交流分析1.畫出放大器的微變等效電路（1）畫出放大器的交流通路（2）將交流通路中的三極管用h參數(shù)等效電路代替二.放大器的交流分析1.畫出放大器的微變等效電路（1）1272、電壓放大倍數(shù)的計算：負載電阻越小，放大倍數(shù)越小。2、電壓放大倍數(shù)的計算：負載電阻越小，放大倍數(shù)越小。128電路的輸入電阻越大，從信號源取得的電流越小，因此一般總是希望得到較大的的輸入電阻。3、輸入電阻的計算：根據(jù)輸入電阻的定義：電路的輸入電阻越大，從信號源取得的電流越小，因此一般總是希望129定義：當信號源有內(nèi)阻時：由圖知：所以：定義：當信號源有內(nèi)阻時：由圖知：所以：130所以：4、輸出電阻的計算：根據(jù)定義：0+-所以：4、輸出電阻的計算：根據(jù)定義：0+-131例共射放大電路如圖所示。設(shè)：VCC＝12V，Rb=300kΩ,Rc=3kΩ,RL=3kΩ,BJT的b

=60。1、試求電路的靜態(tài)工作點Q。解：例共射放大電路如圖所示。設(shè)：VCC＝12V，Rb=3001322、估算電路的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻Ri和輸出電阻Ro。解：畫微變等效電路Ri=rbe//Rb≈rbe=993ΩRo=Rc=3kΩ2、估算電路的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻Ri和輸出電阻Ro。解：133

3.若輸出電壓的波形出現(xiàn)如下失真，是截止還是飽和失真？應調(diào)節(jié)哪個元件？如何調(diào)節(jié)？解：為截止失真。應減小Rb。3.若輸出電壓的波形出現(xiàn)如下失真，是截止還是飽和失134對于前面的電路（固定偏置電路）而言，靜態(tài)工作點由UBE、和ICEO決定，這三個參數(shù)隨溫度而變化。Q變UBEICEO變T變IC變?nèi)?靜態(tài)工作點的穩(wěn)定1.溫度對靜態(tài)工作點的影響對于前面的電路（固定偏置電路）而言，靜態(tài)工作點由UBE、和1351、溫度對UBE的影響iBuBE25oC50oCTUBEIBIC1、溫度對UBE的影響iBuBE25oC50oCTUBEI1362、溫度對值及ICEO的影響T、ICEOICiCuCEQQ′溫度上升時，輸出特性曲線上移，造成Q點上移。總之：TIC2、溫度對值及ICEO的影響T、ICEOICiCuCE137I1I2IB2.靜態(tài)工作點穩(wěn)定的放大器選I2=（5~10）IB∴I1I2ICIE（1）結(jié)構(gòu)及工作原理I1I2IB2.靜態(tài)工作點穩(wěn)定的放大器選I2=（5~10138靜態(tài)工作點穩(wěn)定過程：TUBEICICIEUE

UBE=UB-UE=UB-IE

ReUB穩(wěn)定IB由輸入特性曲線I1I2IBICIE靜態(tài)工作點TUBEICICIEUEUBE=UB-139（2）直流通道及靜態(tài)工作點估算:IB=IC/UCE=VCC-ICRC-IEReICIE=UE/Re

=（UB-UBE）/Re

電容開路,畫出直流通道（2）直流通道及靜態(tài)工作點估算:IB=IC/UCE=V140將電容短路,直流電源短路，畫出電路的交流小信號等效電路（3）動態(tài)分析：將電容短路,直流電源短路，畫出電路的交流小信號等效電路141電壓放大倍數(shù)：RL=RC//RL電壓放大倍數(shù)：RL=RC//RL142輸入電阻：輸出電阻：輸入電阻：輸出電阻：143思考：若在Re兩端并電容Ce會對Au、Ri、Ro有什么影響？思考：若在Re兩端并電容Ce會對Au、Ri、Ro有什么影響？144一.共集電極放大電路1.結(jié)構(gòu)：2.5共集和共基放大電路一.共集電極放大電路1.結(jié)構(gòu)：2.5共集和共基放大電1452.直流通道及靜態(tài)工作點分析：IBIEUBEUCE2.直流通道及靜態(tài)工作點分析：IBIEUBEUCE1463.動態(tài)分析（1）交流通道及微變等效電路3.動態(tài)分析（1）交流通道及微變等效電路147（2）電壓放大倍數(shù)：（2）電壓放大倍數(shù)：148（3）輸入電阻（3）輸入電阻149（4）輸出電阻（4）輸出電阻150射極輸出器的特點：電壓放大倍數(shù)=1，輸入阻抗高，輸出阻抗小。射極輸出器的應用1、放在多級放大器的輸入端，提高整個放大器的輸入電阻。2、放在多級放大器的輸出端，減小整個放大器的輸出電阻。2、放在兩級之間，起緩沖作用。射極輸出器的特點：電壓放大倍數(shù)=1，射極輸出器的應用1、放在151二.共基極電路二.共基極電路1521.靜態(tài)工作點直流通路：1.靜態(tài)工作點直流通路：1532.動態(tài)分析畫出電路的交流小信號等效電路（1）電壓放大倍數(shù)2.動態(tài)分析畫出電路的交流小信號等效電路（1）電壓放大倍數(shù)154（2）輸入電阻（3）輸出電阻（2）輸入電阻（3）輸出電阻1553.三種組態(tài)的比較電壓增益：輸入電阻：輸出電阻：共集共基共射3.三種組態(tài)的比較電壓增益：輸入電阻：輸出電阻：共集共基1562.6多級放大電路一.多級放大器的耦合方式1.阻容耦合優(yōu)點：

各級放大器靜態(tài)工作點獨立。輸出溫度漂移比較小。缺點：不適合放大緩慢變化的信號。

不便于作成集成電路。2.6多級放大電路一.多級放大器的耦合方式1.阻容耦合優(yōu)1572.直接耦合優(yōu)點：

各級放大器靜態(tài)工作點相互影響。輸出溫度漂移嚴重。缺點：可放大緩慢變化的信號。

電路中無電容，便于集成化。2.直接耦合優(yōu)點：各級放大器靜態(tài)工作點相互影響。輸出溫度158二.多級放大器的分析?

前級的輸出阻抗是后級的信號源阻抗?

后級的輸入阻抗是前級的負載1.兩級之間的相互影響2.電壓放大倍數(shù)（以兩級為例）注意：在算前級放大倍數(shù)時，要把后級的輸入阻抗作為前級的負載！擴展到n級：二.多級放大器的分析?前級的輸出阻抗是后級的信號源阻抗?1593.輸入電阻4.輸出電阻Ri=Ri（最前級）(一般情況下）Ro=Ro（最后級）(一般情況下）3.輸入電阻4.輸出電阻Ri=Ri（最前級）(一般情160設(shè)：1=2==100，UBE1=UBE2=0.7

V。舉例1：兩級放大電路如下圖示，求Q、Au、Ri、Ro設(shè)：1=2==100，UBE1=UBE2=0.7V。161解：（1）求靜態(tài)工作點解：（1）求靜態(tài)工作點162電壓放大倍數(shù)的計算課件163（2）求電壓放大倍數(shù)先計算三極管的輸入電阻（2）求電壓放大倍數(shù)先計算三極管的輸入電阻164畫微變等效電路：畫微變等效電路：165電壓增益：電壓增益：166（3）求輸入電阻Ri=Ri1=rbe1//Rb1//Rb2

=2.55k（4）求輸出電阻RO=RC2

=4.3k（3）求輸入電阻Ri=Ri1=rbe1//Rb1/1672.7BJT放大電路的頻率響應頻率響應——放大器的電壓放大倍數(shù)與頻率的關(guān)系下面先分析無源RC網(wǎng)絡的頻率響應其中：稱為放大器的幅頻響應

稱為放大器的相頻響應2.7BJT放大電路的頻率響應頻率響應——放大器的電壓放1681.RC低通網(wǎng)絡（1）頻率響應表達式：一.無源RC電路的頻率響應令：則：幅頻響應：相頻響應：1.RC低通網(wǎng)絡（1）頻率響應表達式：一.無源RC電路169（2）RC低通電路的波特圖最大誤差-3dB0分貝水平線斜率為-20dB/十倍頻程的直線幅頻響應：f0.1fH0fH10fH100fH-20-40-20dB/十倍頻程（2）RC低通電路的波特圖最大誤差-3dB0分貝水平線斜170相頻響應

可見：當頻率較低時，│AU│

≈1，輸出與輸入電壓之間的相位差=0。隨著頻率的提高，│AU│下降，相位差增大，且輸出電壓是滯后于輸入電壓的，最大滯后90o。其中fH是一個重要的頻率點，稱為上限截止頻率。

f0.1fH0fH10fH100fH-20-40-20dB/十倍頻程f0.1fH0°fH10fH100fH-45°-90°這種對數(shù)頻率特性曲線稱為波特圖相頻響應可見：當頻率較低時，│AU│≈1，輸出與輸1712.RC高通網(wǎng)絡（1）頻率響應表達式：令：則：幅頻響應：相頻響應：2.RC高通網(wǎng)絡（1）頻率響應表達式：令：則：幅頻響應：相172（2）RC高通網(wǎng)絡的波特圖f0.01fL00.1fLfL10fL-20-40最大誤差-3dB斜率為-20dB/十倍頻程的直線幅頻響應：20dB/十倍頻（2）RC高通網(wǎng)絡的波特圖f0.01fL00.1fLf173

可見：當頻率較高時，│AU│

≈1，輸出與輸入電壓之間的相位差=0。隨著頻率的降低，│AU│下降，相位差增大，且輸出電壓是