基本放大電路靜動態(tài)分析演示

（優(yōu)選）基本放大電路靜動態(tài)分析目前一頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)本章要求：基本放大電路1.理解單管交流放大電路的放大作用和共發(fā)射極、共集電極放大電路的性能特點(diǎn)。掌握靜態(tài)工作點(diǎn)的估算方法和放大電路的微變等效電路分析法。3.了解放大電路輸入、輸出電阻和多級放大的概念，了解放大電路的頻率特性、互補(bǔ)功率放大電路的工作原理。4.理解反饋的概念，了解負(fù)反饋對放大電路性能的影響。5.了解差分放大電路的工作原理和性能特點(diǎn)。6.了解場效應(yīng)管的電流放大作用、主要參數(shù)的意義。目前二頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)放大的概念:放大的目的是將微弱的變化信號放大成較大的信號。放大的實(shí)質(zhì):用小能量的信號通過三極管的電流控制作用，將放大電路中直流電源的能量轉(zhuǎn)化成交流能量輸出。

對放大電路的基本要求：1.要有足夠的放大倍數(shù)(電壓、電流、功率)。2.盡可能小的波形失真。另外還有輸入電阻、輸出電阻、通頻帶等其它技術(shù)指標(biāo)。本章主要討論電壓放大電路，同時(shí)介紹功率放大電路。目前三頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)放大的概念電子學(xué)中放大的目的是將微弱的變化信號放大成較大的信號。這里所講的主要是電壓放大電路。電壓放大電路可以用有輸入口和輸出口的四端網(wǎng)絡(luò)表示，如圖：uiuoAu目前四頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)放大電路的性能指標(biāo)一、電壓放大倍數(shù)AuUi和Uo分別是輸入和輸出電壓的有效值。uiuoAuAu是復(fù)數(shù)，反映了輸出和輸入的幅值比與相位差。目前五頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)二、輸入電阻ri放大電路一定要有前級（信號源）為其提供信號，那么就要從信號源取電流。輸入電阻是衡量放大電路從其前級取電流大小的參數(shù)。輸入電阻越大，從其前級取得的電流越小，對前級的影響越小。Au~US定義：即：ri越大，Ii就越小，ui就越接近uS目前六頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)三、輸出電阻roAu~US放大電路對其負(fù)載而言，相當(dāng)于信號源，我們可以將它等效為戴維南等效電路，這個(gè)戴維南等效電路的內(nèi)阻就是輸出電阻。~roUS'目前七頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)基本放大電路的組成共發(fā)射極基本放大電路組成共發(fā)射極基本電路ECRSesRBEBRCC1C2T+++–RL++––ui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE目前八頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)基本放大電路的組成基本放大電路各元件作用晶體管T--放大元件,iC=iB。要保證集電結(jié)反偏,發(fā)射結(jié)正偏,使晶體管工作在放大區(qū)。基極電源EB與基極電阻RB--使發(fā)射結(jié)處于正偏，并提供大小適當(dāng)?shù)幕鶚O電流。共發(fā)射極基本電路ECRSesRBEBRCC1C2T+++–RL++––ui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE目前九頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)基本放大電路的組成基本放大電路各元件作用集電極電源EC--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?。耦合電容C1、C2--隔離輸入、輸出與放大電路直流的聯(lián)系，同時(shí)使信號順利輸入、輸出。信號源負(fù)載共發(fā)射極基本電路ECRSesRBEBRCC1C2T+++–RL++––ui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE目前十頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)基本放大電路的組成單電源供電時(shí)常用的畫法共發(fā)射極基本電路+UCCRSesRBRCC1C2T+++–RLui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiEECRSesRBEBRCC1C2T+++–RL++––ui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE目前十一頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)共射放大電路的基本組成放大元件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。uiuo輸入輸出參考點(diǎn)RB+ECEBRCC1C2T目前十二頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)作用：使發(fā)射結(jié)正偏，并提供適當(dāng)?shù)撵o態(tài)工作點(diǎn)?；鶚O電源與基極電阻RB+ECEBRCC1C2T目前十三頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)集電極電源，為電路提供能量。并保證集電結(jié)反偏。RB+ECEBRCC1C2T目前十四頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)集電極電阻，將變化的電流轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓碾妷?。RB+ECEBRCC1C2T目前十五頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)耦合電容：電解電容，有極性。大小為10F~50F作用：隔離輸入輸出與電路直流的聯(lián)系，同時(shí)能使信號順利輸入輸出。RB+ECEBRCC1C2T目前十六頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)共射放大電路的電壓放大作用UBEIBICUCE無輸入信號(ui

=0)時(shí):uo=0uBE=UBEuCE=UCE+UCCRBRCC1C2T++ui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiEuBEtOiBtOiCtOuCEtO目前十七頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)ICUCEOIBUBEO結(jié)論：(1)無輸入信號電壓時(shí)，三極管各電極都是恒定的電壓和電流:IB、UBE和IC、UCE。

(IB、UBE)

和(IC、UCE)分別對應(yīng)于輸入、輸出特性曲線上的一個(gè)點(diǎn)，稱為靜態(tài)工作點(diǎn)。QIBUBEQUCEIC目前十八頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)UBEIB無輸入信號(ui

=0)時(shí):uo=0uBE=UBEuCE=UCE？有輸入信號(ui

≠0)時(shí)uCE=UCC－iC

RCuo0uBE=UBE+uiuCE=UCE+uoIC共射放大電路的電壓放大作用+UCCRBRCC1C2T++ui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiEuBEtOiBtOiCtOuCEtOuitOUCEuotO目前十九頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)結(jié)論：(2)加上輸入信號電壓后，各電極電流和電壓的大小均發(fā)生了變化，都在直流量的基礎(chǔ)上疊加了一個(gè)交流量，但方向始終不變。+集電極電流直流分量交流分量動態(tài)分析iCtOiCtICOiCticO靜態(tài)分析目前二十頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)結(jié)論：(3)若參數(shù)選取得當(dāng)，輸出電壓可比輸入電壓大，即電路具有電壓放大作用。(4)輸出電壓與輸入電壓在相位上相差180°，即共發(fā)射極電路具有反相作用。uitOuotO目前二十一頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)實(shí)現(xiàn)放大的條件

(1)晶體管必須工作在放大區(qū)。發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。(2)正確設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)，使晶體管工作于放大區(qū)。(3)輸入回路將變化的電壓轉(zhuǎn)化成變化的基極電流。(4)輸出回路將變化的集電極電流轉(zhuǎn)化成變化的集電極電壓，經(jīng)電容耦合只輸出交流信號。目前二十二頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)如何判斷一個(gè)電路是否能實(shí)現(xiàn)放大？3.晶體管必須偏置在放大區(qū)。發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。4.正確設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)，使整個(gè)波形處于放大區(qū)。

如果已給定電路的參數(shù)，則計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)來判斷；如果未給定電路的參數(shù)，則假定參數(shù)設(shè)置正確。1.信號能否輸入到放大電路中。2.信號能否輸出。與實(shí)現(xiàn)放大的條件相對應(yīng)，判斷的過程如下：目前二十三頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)放大電路的分析方法放大電路分析靜態(tài)分析動態(tài)分析估算法圖解法微變等效電路法圖解法計(jì)算機(jī)仿真目前二十四頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)2.直、流通路和交流通路因電容對交、直流的作用不同。在放大電路中如果電容的容量足夠大，可以認(rèn)為它對交流分量不起作用，即對交流短路。而對直流可以看成開路。這樣，交直流所走的通路是不同的。直流通路：無信號時(shí)電流（直流電流）的通路，用來計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)。交流通路：有信號時(shí)交流分量（變化量）的通路，用來計(jì)算電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻等動態(tài)參數(shù)。目前二十五頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)例：畫出下圖放大電路的直流通路直流通路直流通路用來計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)Q(IB、IC、UCE)對直流信號電容C可看作開路（即將電容斷開）斷開斷開+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIBIE+UCCRSesRBRCC1C2T+++–RLui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE目前二十六頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)RBRCuiuORLRSes++–+––對交流信號(有輸入信號ui時(shí)的交流分量)XC0，C可看作短路。忽略電源的內(nèi)阻，電源的端電壓恒定，直流電源對交流可看作短路。短路短路對地短路交流通路用來計(jì)算電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻等動態(tài)參數(shù)。+UCCRSesRBRCC1C2T+++–RLui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE目前二十七頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)放大電路的靜態(tài)分析靜態(tài)：放大電路無信號輸入（ui

=0）時(shí)的工作狀態(tài)。分析方法：估算法、圖解法。分析對象：各極電壓電流的直流分量。所用電路：放大電路的直流通路。設(shè)置Q點(diǎn)的目的：

(1)

使放大電路的放大信號不失真；(2)使放大電路工作在較佳的工作狀態(tài)，靜態(tài)是動態(tài)的基礎(chǔ)?！o態(tài)工作點(diǎn)Q：IB、IC、UCE

。靜態(tài)分析：確定放大電路的靜態(tài)值。目前二十八頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)用估算法確定靜態(tài)值1.直流通路估算IB根據(jù)電流放大作用2.由直流通路估算UCE、IC當(dāng)UBE<<UCC時(shí)，+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIB由KVL:UCC=IBRB+

UBE由KVL:UCC=ICRC+

UCE所以UCE=UCC–

ICRC目前二十九頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)例1：用估算法計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)。已知：UCC=12V，RC=4k，RB=300k，=37.5。解：注意：電路中IB

和IC

的數(shù)量級不同+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIB目前三十頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)例2：用估算法計(jì)算圖示電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。由例1、例2可知，當(dāng)電路不同時(shí)，計(jì)算靜態(tài)值的公式也不同。由KVL可得：由KVL可得：IE+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIB目前三十一頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)用圖解法確定靜態(tài)值用作圖的方法確定靜態(tài)值步驟：

1.用估算法確定IB優(yōu)點(diǎn)：

能直觀地分析和了解靜態(tài)值的變化對放大電路的影響。2.由輸出特性確定IC

和UCCUCE

=UCC–ICRC+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIB直流負(fù)載線方程目前三十二頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)用圖解法確定靜態(tài)值直流負(fù)載線斜率ICQUCEQUCCUCE

=UCC–ICRCUCE/VIC/mA直流負(fù)載線Q由IB確定的那條輸出特性與直流負(fù)載線的交點(diǎn)就是Q點(diǎn)O目前三十三頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)放大電路的動態(tài)分析動態(tài)：放大電路有信號輸入（ui

0）時(shí)的工作狀態(tài)。分析方法：

微變等效電路法，圖解法。所用電路：

放大電路的交流通路。動態(tài)分析:計(jì)算電壓放大倍數(shù)Au、輸入電阻ri、輸出電阻ro等。分析對象：

各極電壓和電流的交流分量。目的：

找出Au、ri、ro與電路參數(shù)的關(guān)系，為設(shè)計(jì)打基礎(chǔ)。目前三十四頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)微變等效電路法

微變等效電路：把非線性元件晶體管所組成的放大電路等效為一個(gè)線性電路。即把非線性的晶體管線性化，等效為一個(gè)線性元件。線性化的條件：晶體管在小信號（微變量）情況下工作。因此，在靜態(tài)工作點(diǎn)附近小范圍內(nèi)的特性曲線可用直線近似代替。微變等效電路法：利用放大電路的微變等效電路分析計(jì)算放大電路電壓放大倍數(shù)Au、輸入電阻ri、輸出電阻ro等。目前三十五頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)晶體管的微變等效電路可從晶體管特性曲線求出。當(dāng)信號很小時(shí)，在靜態(tài)工作點(diǎn)附近的輸入特性在小范圍內(nèi)可近似線性化。1.晶體管的微變等效電路UBEIB對于小功率三極管：rbe一般為幾百歐到幾千歐。微變等效電路法(1)輸入回路Q輸入特性晶體管的輸入電阻晶體管的輸入回路(B、E之間)可用rbe等效代替，即由rbe來確定ube和ib之間的關(guān)系。IBUBEO目前三十六頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)(2)輸出回路rce愈大，恒流特性愈好因rce阻值很高，一般忽略不計(jì)。晶體管的輸出電阻輸出特性ICUCEQ輸出特性在線性工作區(qū)是一組近似等距的平行直線。晶體管的電流放大系數(shù)晶體管的輸出回路(C、E之間)可用一受控電流源ic=ib等效代替，即由來確定ic和ib之間的關(guān)系。一般在20～200之間，在手冊中常用hfe表示。O目前三十七頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)ibicicBCEibib晶體三極管微變等效電路ube+-uce+-ube+-uce+-1.晶體管的微變等效電路rbeBEC晶體管的B、E之間可用rbe等效代替。晶體管的C、E之間可用一受控電流源ic=ib等效代替。目前三十八頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)2.放大電路的微變等效電路將交流通路中的晶體管用晶體管微變等效電路代替即可得放大電路的微變等效電路。ibiceSrbeibRBRCRLEBCui+-uo+-+-RSii交流通路微變等效電路RBRCuiuORL++--RSeS+-ibicBCEii目前三十九頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)分析時(shí)假設(shè)輸入為正弦交流，所以等效電路中的電壓與電流可用相量表示。微變等效電路2.放大電路的微變等效電路將交流通路中的晶體管用晶體管微變等效電路代替即可得放大電路的微變等效電路。ibiceSrbeibRBRCRLEBCui+-uo+-+-RSiirbeRBRCRLEBC+-+-+-RS目前四十頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)3.電壓放大倍數(shù)的計(jì)算當(dāng)放大電路輸出端開路(未接RL)時(shí)，因rbe與IE有關(guān)，故放大倍數(shù)與靜態(tài)IE有關(guān)。負(fù)載電阻愈小，放大倍數(shù)愈小。式中的負(fù)號表示輸出電壓的相位與輸入相反。例1：rbeRBRCRLEBC+-+-+-RS目前四十一頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)3.電壓放大倍數(shù)的計(jì)算rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSRE例2：由例1、例2可知，當(dāng)電路不同時(shí)，計(jì)算電壓放大倍數(shù)Au的公式也不同。要根據(jù)微變等效電路找出ui與ib的關(guān)系、uo與ic

的關(guān)系。目前四十二頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)例：如圖，UCC=12V,RC=4k,

RB=300k,β=37.5,RL=4k,試求電壓放大倍數(shù)Au。解：由前面得到的可求得晶體管的輸入電阻故電壓放大倍數(shù)為其中+UCCRSesRBRCC1C2T+++–RLui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE目前四十三頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)4.放大電路輸入電阻的計(jì)算放大電路對信號源(或?qū)η凹壏糯箅娐?來說，是一個(gè)負(fù)載，可用一個(gè)電阻來等效代替。這個(gè)電阻是信號源的負(fù)載電阻,也就是放大電路的輸入電阻。定義：輸入電阻是對交流信號而言的，是動態(tài)電阻。+-信號源Au放大電路+-輸入電阻是表明放大電路從信號源吸取電流大小的參數(shù)。電路的輸入電阻愈大，從信號源取得的電流愈小，因此一般總是希望得到較大的輸入電阻。放大電路信號源+-+-目前四十四頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSRE例2：rbeRBRCRLEBC+-+-+-RS例1：riri目前四十五頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)5.放大電路輸出電阻的計(jì)算放大電路對負(fù)載(或?qū)蠹壏糯箅娐?來說，是一個(gè)信號源，可以將它進(jìn)行戴維寧等效，等效電源的內(nèi)阻即為放大電路的輸出電阻。+_RLro+_定義：輸出電阻是動態(tài)電阻，與負(fù)載無關(guān)。輸出電阻是表明放大電路帶負(fù)載能力的參數(shù)。電路的輸出電阻愈小，負(fù)載變化時(shí)輸出電壓的變化愈小，因此一般總是希望得到較小的輸出電阻。RSRL+_Au放大電路+_目前四十六頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)如何確定電路的輸出電阻ro？步驟：1.所有的電源置零(將獨(dú)立源置零，保留受控源)。2.加壓求流法。方法一：計(jì)算。目前四十七頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)方法二：測量。Uo1.測量開路電壓。~roUs'2.測量接入負(fù)載后的輸出電壓。~roUs'RLUo'步驟：3.計(jì)算。目前四十八頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)rbeRBRCRLEBC+-+-+-RS共射極放大電路特點(diǎn)：

1.放大倍數(shù)高;2.輸入電阻低;3.輸出電阻高.例3：求ro的步驟：1)斷開負(fù)載RL3)外加電壓4)求外加2)令或目前四十九頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)rbeRBRLEBC+-+-+-RSRE外加例4：求ro的步驟：1)斷開負(fù)載RL3)外加電壓4)求2)令或目前五十頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)動態(tài)分析圖解法QuCE/VttiB/AIBtiC/mAICiB/AuBE/VtuBE/VUBEUCEiC/mAuCE/VOOOOOOQicQ1Q2ibuiuoRL=由uo和ui的峰值（或峰峰值）之比可得放大電路的電壓放大倍數(shù)。目前五十一頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)非線性失真如果Q設(shè)置不合適，晶體管進(jìn)入截止區(qū)或飽和區(qū)工作，將造成非線性失真。若Q設(shè)置過高，晶體管進(jìn)入飽和區(qū)工作，造成飽和失真。Q2uo適當(dāng)減小基極電流可消除失真。UCEQuCE/VttiC/mAICiC/mAuCE/VOOOQ1目前五十二頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)非線性失真若Q設(shè)置過低，晶體管進(jìn)入截止區(qū)工作，造成截止失真。適當(dāng)增加基極電流可消除失真。uiuotiB/AiB/AuBE/VtuBE/VUBEOOOQQuCE/VtiC/mAuCE/VOOUCE如果Q設(shè)置合適，信號幅值過大也可產(chǎn)生失真，減小信號幅值可消除失真。目前五十三頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定合理設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)是保證放大電路正常工作的先決條件。但是放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)常因外界條件的變化而發(fā)生變動。前述的固定偏置放大電路，簡單、容易調(diào)整，但在溫度變化、三極管老化、電源電壓波動等外部因素的影響下，將引起靜態(tài)工作點(diǎn)的變動，嚴(yán)重時(shí)將使放大電路不能正常工作，其中影響最大的是溫度的變化。目前五十四頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)溫度變化對靜態(tài)工作點(diǎn)的影響在固定偏置放大電路中，當(dāng)溫度升高時(shí)，UBE、、ICBO

。

上式表明，當(dāng)UCC和RB一定時(shí)，IC與UBE、以及ICEO有關(guān)，而這三個(gè)參數(shù)隨溫度而變化。溫度升高時(shí)，

IC將增加，使Q點(diǎn)沿負(fù)載線上移。目前五十五頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)iCuCEQ溫度升高時(shí)，輸出特性曲線上移Q′固定偏置電路的工作點(diǎn)Q點(diǎn)是不穩(wěn)定的，為此需要改進(jìn)偏置電路。當(dāng)溫度升高使IC

增加時(shí)，能夠自動減少IB，從而抑制Q點(diǎn)的變化，保持Q點(diǎn)基本穩(wěn)定。結(jié)論：

當(dāng)溫度升高時(shí)，

IC將增加，使Q點(diǎn)沿負(fù)載線上移，容易使晶體管T進(jìn)入飽和區(qū)造成飽和失真，甚至引起過熱燒壞三極管。O目前五十六頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)分壓式偏置電路1.穩(wěn)定Q點(diǎn)的原理

基極電位基本恒定，不隨溫度變化。VBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB++++UCCuiuo++––ICRSeS+–目前五十七頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)分壓式偏置電路1.穩(wěn)定Q點(diǎn)的原理VB集電極電流基本恒定，不隨溫度變化。RB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB++++UCCuiuo++––ICRSeS+–目前五十八頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)從Q點(diǎn)穩(wěn)定的角度來看似乎I2、VB越大越好。但I(xiàn)2越大，RB1、RB2必須取得較小，將增加損耗，降低輸入電阻。而VB過高必使VE也增高，在UCC一定時(shí)，勢必使UCE減小，從而減小放大電路輸出電壓的動態(tài)范圍。在估算時(shí)一般選?。篒2=(5~10)IB，VB=(5~10)UBE，RB1、RB2的阻值一般為幾十千歐。參數(shù)的選擇VEVBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB++++UCCuiuo++––ICRSeS+–目前五十九頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)Q點(diǎn)穩(wěn)定的過程VEVBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB++++UCCuiuo++––ICRSeS+–TUBEIBICVEICVB固定

RE：溫度補(bǔ)償電阻

對直流：RE越大,穩(wěn)定Q點(diǎn)效果越好；

對交流：RE越大,交流損失越大,為避免交流損失加旁路電容CE。目前六十頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)2.靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算估算法:VBRB1RCC1C2RB2CERERLI1I2IB++++UCCuiuo++––ICRSeS+–目前六十一頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)3.動態(tài)分析對交流：旁路電容CE

將RE

短路，RE不起作用，Au，ri，ro與固定偏置電路相同。如果去掉CE，Au，ri，ro？旁路電容RB1RCC1C2RB2CERERL++++UCCuiuo++––RSeS+–目前六十二頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)RB1RCC1C2RB2CERERL++++UCCuiuo++––RSeS+–去掉CE后的微變等效電路短路對地短路如果去掉CE，Au，ri，ro

?rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSRE目前六十三頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)無旁路電容CE有旁路電容CEAu減小分壓式偏置電路ri提高ro不變目前六十四頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)對信號源電壓的放大倍數(shù)？信號源考慮信號源內(nèi)阻RS時(shí)RB1RCC1C2RB2CERERL++++UCCuiuo++––RSeS+–目前六十五頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)例1:在圖示放大電路中，已知UCC=12V,RC=6kΩ,RE1=300Ω，RE2=2.7kΩ，RB1=60kΩ，RB2=20kΩ

RL=6kΩ，晶體管β=50，UBE=0.6V,試求:(1)靜態(tài)工作點(diǎn)IB、IC及

UCE；(2)畫出微變等效電路；(3)輸入電阻ri、ro及Au。RB1RCC1C2RB2CERE1RL++++UCCuiuo++––RE2目前六十六頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)解:(1)由直流通路求靜態(tài)工作點(diǎn)。直流通路RB1RCRB2RE1+UCCRE2+–UCEIEIBICVB目前六十七頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)(2)由微變等效電路求Au、ri、

ro。微變等效電路rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSRE目前六十八頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)射極輸出器因?qū)涣餍盘柖?，集電極是輸入與輸出回路的公共端，所以是共集電極放大電路。因從發(fā)射極輸出，所以稱射極輸出器。RB+UCCC1C2RERLui+–uo+–++es+–RS目前六十九頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)求Q點(diǎn)：靜態(tài)分析直流通路+UCCRBRE+–UCE+–UBEIEIBICRB+UCCC1C2RERLui+–uo+–++es+–RS目前七十頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)動態(tài)分析1.電壓放大倍數(shù)

電壓放大倍數(shù)Au1且輸入輸出同相，輸出電壓跟隨輸入電壓，故稱電壓跟隨器。微變等效電路rbeRBRLEBC+-+-+-RSRE目前七十一頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)rbeRBRLEBC+-+-+-RSRE2.輸入電阻射極輸出器的輸入電阻高，對前級有利。ri與負(fù)載有關(guān)目前七十二頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)3.輸出電阻射極輸出器的輸出電阻很小，帶負(fù)載能力強(qiáng)。rbeRBRLEBC+-+-+-RSRE目前七十三頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)共集電極放大電路(射極輸出器)的特點(diǎn)：1.電壓放大倍數(shù)小于1，約等于1;2.輸入電阻高；3.輸出電阻低；4.輸出與輸入同相。目前七十四頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)射極輸出器的應(yīng)用主要利用它具有輸入電阻高和輸出電阻低的特點(diǎn)。1.因輸入電阻高，它常被用在多級放大電路的第一級，可以提高輸入電阻，減輕信號源負(fù)擔(dān)。2.因輸出電阻低，它常被用在多級放大電路的末級，可以降低輸出電阻，提高帶負(fù)載能力。3.利用ri大、ro小以及Au1的特點(diǎn)，也可將射極輸出器放在放大電路的兩級之間，起到阻抗匹配作用，這一級射極輸出器稱為緩沖級或中間隔離級。目前七十五頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)例1:.在圖示放大電路中，已知UCC=12V,RE=2kΩ,

RB=200kΩ，RL=2kΩ，晶體管β=60，UBE=0.6V,信號源內(nèi)阻RS=100Ω，試求:(1)

靜態(tài)工作點(diǎn)IB、IE及UCE；(2)畫出微變等效電路；(3)

Au、ri和ro。RB+UCCC1C2RERLui+–uo+–++es+–RS目前七十六頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)解:(1)由直流通路求靜態(tài)工作點(diǎn)。直流通路+UCCRBRE+–UCE+–UBEIEIBIC目前七十七頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)(2)由微變等效電路求Au、ri、

ro。rbeRBRLEBC+-+-+-RSRE微變等效電路目前七十八頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)放大電路的頻率特性

阻容耦合放大電路由于存在級間耦合電容、發(fā)射極旁路電容及三極管的結(jié)電容等，它們的容抗隨頻率變化，故當(dāng)信號頻率不同時(shí)，放大電路的輸出電壓相對于輸入電壓的幅值和相位都將發(fā)生變化。頻率特性幅頻特性：電壓放大倍數(shù)的模|Au|與頻率f的關(guān)系相頻特性：輸出電壓相對于輸入電壓的相位移與頻率f的關(guān)系目前七十九頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)通頻帶f|Au

|0.707|Auo|fLfH|Auo|幅頻特性下限截止頻率上限截止頻率耦合、旁路電容造成。三極管結(jié)電容、

造成f–270°–180°–90°相頻特性O(shè)目前八十頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)在中頻段

所以，在中頻段可認(rèn)為電容不影響交流信號的傳送，放大電路的放大倍數(shù)與信號頻率無關(guān)。(前面所討論的放大倍數(shù)及輸出電壓相對于輸入電壓的相位移均是指中頻段的)

三極管的極間電容和導(dǎo)線的分布電容很小，可認(rèn)為它們的等效電容CO與負(fù)載并聯(lián)。由于CO的電容量很小，它對中頻段信號的容抗很大，可視作開路。由于耦合電容和發(fā)射極旁路電容的容量較大，故對中頻段信號的容抗很小，可視作短路。rbeRBRCRLEBC+-+-+-RS+-目前八十一頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)

由于信號的頻率較低，耦合電容和發(fā)射極旁路電容的容抗較大，其分壓作用不能忽略。以至實(shí)際送到三極管輸入端的電壓

比輸入信號

要小，故放大倍數(shù)降低，并使產(chǎn)生越前的相位移（相對于中頻段）。在低頻段：所以，在低頻段放大倍數(shù)降低和相位移越前的主要原因是耦合電容和發(fā)射極旁路電容的影響。

CO的容抗比中頻段還大，仍可視作開路。rbeRBRCRLEBC+-+-+-RS+-C1C2目前八十二頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)由于信號的頻率較高，耦合電容和發(fā)射極旁路電容的容抗比中頻段還小，仍可視作短路。在高頻段：所以，在高頻段放大倍數(shù)降低和相位移滯后的主要原因是三極管電流放大系數(shù)、極間電容和導(dǎo)線的分布電容的影響。CO的容抗將減小，它與負(fù)載并聯(lián)，使總負(fù)載阻抗減小，在高頻時(shí)三極管的電流放大系數(shù)也下降，因而使輸出電壓減小，電壓放大倍數(shù)降低，并使產(chǎn)生滯后的相位移（相對于中頻段）。rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSCo目前八十三頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)多級放大電路及其級間耦合方式耦合方式：信號源與放大電路之間、兩級放大電路之間、放大器與負(fù)載之間的連接方式。常用的耦合方式：直接耦合、阻容耦合和變壓器耦合。動態(tài):傳送信號減少壓降損失靜態(tài)：保證各級有合適的Q點(diǎn)波形不失真第二級

推動級

輸入級輸出級輸入輸出多級放大電路的框圖對耦合電路的要求目前八十四頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)級間耦合問題極間耦合形式：直接耦合A1A2電路簡單，能放大交、直流信號，“Q”互相影響，零點(diǎn)漂移嚴(yán)重。阻容耦合A1A2各級“Q”獨(dú)立，只放大交流信號，信號頻率低時(shí)耦合電容容抗大。變壓器耦合A1A2用于選頻放大器、功率放大器等。目前八十五頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)1、阻容耦合阻容耦合是通過電容器將后級電路與前級相連接，其方框圖所示。阻容耦合放大電路的方框圖目前八十六頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)單級阻容耦合放大電路兩極阻容耦合放大電路目前八十七頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)1）各級的直流工作點(diǎn)相互獨(dú)立。由于電容器隔直流而通交流，所以它們的直流通路相互隔離、相互獨(dú)立的，這樣就給設(shè)計(jì)、調(diào)試和分析帶來很大方便。

2）在傳輸過程中，交流信號損失少。只要耦合電容選得足夠大，則較低頻率的信號也能由前級幾乎不衰減地加到后級，實(shí)現(xiàn)逐級放大。優(yōu)點(diǎn)：3）電路的溫漂小。4）體積小，成本低。目前八十八頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)缺點(diǎn)：2）低頻特性差；1）無法集成；3）只能使信號直接通過，而不能改變其參數(shù)。2、變壓器耦合變壓器可以通過磁路的耦合把一次側(cè)的交流信號傳送到二次側(cè)，因此可以作為耦合元件。變壓器耦合的兩級放大電路目前八十九頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)為什么要講變壓器耦合？因?yàn)樽儔浩髟趥魉徒涣餍盘柕耐瑫r(shí)，可以實(shí)現(xiàn)電流、電壓以及阻抗變換。圖4-5變壓器的等效電路工作原理：目前九十頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：1）變壓器耦合多級放大電路前后級的靜態(tài)工作點(diǎn)是相互獨(dú)立、互不影響的。因?yàn)樽儔浩鞑荒軅魉椭绷餍盘枴?）變壓器耦合多級放大電路基本上沒有溫漂現(xiàn)象。3）變壓器在傳送交流信號的同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)電流、電壓以及阻抗變換。缺點(diǎn)：1）高頻和低頻性能都很差；2）體積大，成本高，無法集成。目前九十一頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)3直接耦合直接耦合和兩級放大電路存在兩個(gè)問題：1）第一級的靜態(tài)工作點(diǎn)已接近飽和區(qū)。2）由于采用同種類型的管子，級數(shù)不能太多。（1）直接耦合的具體形式目前九十二頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)為了解決第一個(gè)問題：可以采用如下的辦法。（a）RRB1C1uiuoTT12UCE1E2RRC2(a)加入電阻RE2目前九十三頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)2.零點(diǎn)漂移零點(diǎn)漂移：指輸入信號電壓為零時(shí)，輸出電壓發(fā)生緩慢地、無規(guī)則地變化的現(xiàn)象。uotO產(chǎn)生的原因：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。直接耦合存在的兩個(gè)問題：1.前后級靜態(tài)工作點(diǎn)相互影響目前九十四頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)（1）電路可以放大緩慢變化的信號和直流信號。由于級間是直接耦合，所以電路可以放大緩慢變化的信號和直流信號。（2）便于集成。由于電路中只有晶體管和電阻，沒有電容器和電感器，因此便于集成。缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：（1）各級的靜態(tài)工作點(diǎn)不獨(dú)立，相互影響。會給設(shè)計(jì)、計(jì)算和調(diào)試帶來不便。（2）引入了零點(diǎn)漂移問題。零點(diǎn)漂移對直接耦合放大電路的影響比較嚴(yán)重。（2）直接耦合放大電路的優(yōu)缺點(diǎn)目前九十五頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)注意：為什么只對直接耦合多級放大電路提出這一問題呢？原來溫度的變化和零點(diǎn)漂移都是隨時(shí)間緩慢變化的，如果放大電路各級之間采用阻容耦合，這種緩慢變化的信號不會逐級傳遞和放大，問題不會很嚴(yán)重。但是，對直接耦合多級放大電路來說，輸入級的零點(diǎn)漂移會逐級放大，在輸出端造成嚴(yán)重的影響。特別時(shí)當(dāng)溫度變化較大，放大電路級數(shù)多時(shí)，造成的影響尤為嚴(yán)重。目前九十六頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)若由于溫度的升高IC1增加1%，試計(jì)算輸出電壓Uo變化了多少？已知：UZ=4V，UBE=0.6V，RC1=3k，RC2=500，1=2=50。溫度升高前，IC1=2.3mA，Uo=7.75V。IC1=2.31.01mA=2.323mAUC1=UZ+UBE2=4+0.6V=4.6V例：uZ–++UCCuoRC2T2ui=0RC1R1T1R2––++RDZ目前九十七頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)已知：UZ=4V，UBE=0.6V，RC1=3k，RC2=500，1=2=50。溫度升高前，IC1=2.3mA，Uo=7.75V。例：uZ–++UCC=12VuoRC2T2ui=0RC1R1T1R2––++RDZIC2=2?

IB2=500.147mA=7.35mAUo=8.325－7.75V=0.575V

提高了7.42%

可見，當(dāng)輸入信號為零時(shí)，由于溫度的變化，輸出電壓發(fā)生了變化即有零點(diǎn)漂移現(xiàn)象。目前九十八頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)抑制零點(diǎn)漂移的方法：1）采用恒溫措施，使晶體管工作溫度穩(wěn)定。需要恒溫室或槽，因此設(shè)備復(fù)雜，成本高。2）采用溫度補(bǔ)償法。就是在電路中用熱敏元件或二極管（或晶體管的發(fā)射結(jié)）來與工作管的溫度特性互相補(bǔ)償。最有效的方法是設(shè)計(jì)特殊形式的放大電路，用特性相同的兩個(gè)管子來提供輸出，使它們的零點(diǎn)漂移相互抵消。這就是“差動放大電路”的設(shè)計(jì)思想。3）采用直流負(fù)反饋穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。4）各級之間采用阻容耦合。目前九十九頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)差分放大電路的工作情況電路結(jié)構(gòu)對稱，在理想的情況下，兩管的特性及對應(yīng)電阻元件的參數(shù)值都相等。差分放大電路是抑制零點(diǎn)漂移最有效的電路結(jié)構(gòu)。差分放大原理電路

+UCCuoui1RCRB2T1RB1RCui2RB2RB1+++–––T2兩個(gè)輸入、兩個(gè)輸出兩管靜態(tài)工作點(diǎn)相同目前一百頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)零點(diǎn)漂移的抑制uo=VC1－VC2

=0uo=(VC1+VC1

)－(VC2+

VC2)=0靜態(tài)時(shí)，ui1

=

ui2

=0當(dāng)溫度升高時(shí)ICVC（兩管變化量相等）對稱差分放大電路對兩管所產(chǎn)生的同向漂移都有抑制作用。+UCCuoui1RCRB2T1RB1RCui2RB2RB1+++–––T2目前一百零一頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)4）零點(diǎn)漂移大小的衡量△uIdr=△uOdr/Au△T△uOdr是輸出端的漂移電壓；△uIdr就是溫度每變化1℃折合到放大電路輸入端的漂移電壓?！鱐是溫度的變化；Au是電路的電壓放大倍數(shù)；目前一百零二頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)阻容耦合第一級第二級負(fù)載信號源兩級之間通過耦合電容

C2與下級輸入電阻連接RB1RC1C1C2RB2CE1RE1+++++–RS+–RC2C3CE2RE2RL+++UCC+––T1T2目前一百零三頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)1.靜態(tài)分析

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，每級的靜態(tài)工作點(diǎn)互相獨(dú)立，互不影響，可以各級單獨(dú)計(jì)算。兩級放大電路均為共發(fā)射極分壓式偏置電路。RB1RC1C1C2RB2CE1RE1+++++–RS+–RC2C3CE2RE2RL+++UCC+––T1T2目前一百零四頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)2.動態(tài)分析微變等效電路第一級第二級rbeRB2RC1EBC+-+-+-RSrbeRC2RLEBC+-RB1目前一百零五頁\總數(shù)一百一十八頁\編于三點(diǎn)例2: