《電子技術及應用 第2版》 課件 第2章 基本放大電路

主編：張靜之電子技術及應用

第2版第二章基本放大電路主要內(nèi)容

通過本章節(jié)的學習可以達到：1、了解放大電路的基本概念和基本組成；理解并掌握共發(fā)射極放大電路靜態(tài)分析；2、掌握晶體管的微變等效模型，運用微變等效電路法求解放大電路的動態(tài)性能指標；3、理解放大電路動態(tài)性能指標（放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻）的意義；并能分析放大電路波形失真的原因；4、了解放大電路的三種組態(tài)；理解多級放大器的耦合方式及參數(shù)計算；電子技術及應用

第2版教學導航第二章基本放大電路2.4共集電極放大電路2.3分壓式固定偏置放大電路2.1放大電路的概述2.2共發(fā)射極基本放大電路2.6多極放大電路電子技術及應用

第2版2.5共基極放大電路

如圖所示為擴音器電路示意圖。所謂放大，從表面上看是將小信號變大，其實質(zhì)是將直流電源的能量轉(zhuǎn)換為負載獲取的能量。這里需要注意的是，能量的控制和轉(zhuǎn)換是以不失真為前提的，這樣的信號放大才有意義。擴音器電路示意圖2.1放大電路的概述電子技術及應用

第2版2.1.1放大電路的三種組態(tài)

晶體管有三個電極，其對小信號實現(xiàn)放大作用的電路三種不同的連接方式，也稱為三種組態(tài)。以NPN管為例，如圖a所示的電路以發(fā)射極作為輸入回路和輸出回路的公共端，稱為共發(fā)射極接法；如圖b所示的電路以集電極作為輸入回路和輸出回路的公共端，稱為共集電極接法；如圖c所示基極作為輸入回路和輸出回路的公共端，稱為共基極接法。放大電路的三種組態(tài)（a）

（b）

（c）電子技術及應用

第2版2.1放大電路的概述2.1.1放大電路的三種組態(tài)2.1.2放大電路中的符號規(guī)定2.2共發(fā)射極基本放大電路

放大電路中存在著兩類性質(zhì)截然不同的電壓源：交流信號源和直流電壓源，在分析放大電路時，必須將這兩類信號各自討論分析，不能混淆，如表所示。電子技術及應用

第2版2.2.1共發(fā)射極基本放大電路的組成圖2-3

共發(fā)射極放大電路2.2共發(fā)射極基本放大電路（a）實際電路

（b）簡化畫法

電子技術及應用

第2版2.2.1共發(fā)射極基本放大電路的組成2.2共發(fā)射極基本放大電路電子技術及應用

第2版圖2-3

共發(fā)射極放大電路（a）實際電路

（b）簡化畫法

2.2.1共發(fā)射極基本放大電路的組成2.2共發(fā)射極基本放大電路電子技術及應用

第2版圖2-3

共發(fā)射極放大電路（a）實際電路

（b）簡化畫法

2.2.1共發(fā)射極基本放大電路的組成2.2共發(fā)射極基本放大電路電子技術及應用

第2版圖2-3

共發(fā)射極放大電路（a）實際電路

（b）簡化畫法

2.2.1共發(fā)射極基本放大電路的組成2.2共發(fā)射極基本放大電路電子技術及應用

第2版圖2-3

共發(fā)射極放大電路（a）實際電路

（b）簡化畫法

2.2.1共發(fā)射極基本放大電路的組成2.2共發(fā)射極基本放大電路電子技術及應用

第2版圖2-3

共發(fā)射極放大電路（a）實際電路

（b）簡化畫法

2.2.2共發(fā)射極放大電路的靜態(tài)分析2.2共發(fā)射極基本放大電路圖2-4放大電路的直流通路（a）

（b）

電子技術及應用

第2版2.2.2共發(fā)射極放大電路的靜態(tài)分析2.2共發(fā)射極基本放大電路圖2-5靜態(tài)工作點的計算電路（a）

（b）

式（2-1）式（2-2）式（2-3）電子技術及應用

第2版2.2.2共發(fā)射極放大電路的靜態(tài)分析2.2共發(fā)射極基本放大電路圖2-6靜態(tài)工作點的確定電子技術及應用

第2版2.2.2共發(fā)射極放大電路的靜態(tài)分析2.2共發(fā)射極基本放大電路圖2-7【例2-1】電路（a）

（b）

電子技術及應用

第2版2.2.2共發(fā)射極放大電路的靜態(tài)分析2.2共發(fā)射極基本放大電路圖2-8【例2-1】輸出直流負載線和靜態(tài)工作點當時：當時：電子技術及應用

第2版2.2.3共發(fā)射極放大電路的動態(tài)分析2.2共發(fā)射極基本放大電路圖2-9動態(tài)電路1、共發(fā)射極放大電路的交流通路電子技術及應用

第2版2.2.3共發(fā)射極放大電路的動態(tài)分析2.2共發(fā)射極基本放大電路圖2-10動態(tài)電路1、共發(fā)射極放大電路的交流通路

（b）

（a）

為簡化問題，便于交流分析，對如圖2-9所示的共發(fā)射極放大電路作如下處理，便可以得到它的交流通路，如圖2-10a所示，整理后可得到圖2-10b所示的電路。電子技術及應用

第2版2.2.3共發(fā)射極放大電路的動態(tài)分析2.2共發(fā)射極基本放大電路圖2-12晶體管的微變等效電路2、晶體管的微變等效模型

由于晶體管是非線性元件，在進行放大電路的交流分析時，需要將晶體管線性化，等效為一個線性元件，進而將放大電路等效成為一個線性電路，即微變等效電路，這樣就可用分析線性電路的方法，來分析晶體管放大電路，計算相關的動態(tài)性能指標。電子技術及應用

第2版2.2.3共發(fā)射極放大電路的動態(tài)分析2.2共發(fā)射極基本放大電路圖2-13共射極發(fā)達電路的微變等效電路3、用微變等效電路法分析動態(tài)工作情況（a）

（b）

晶體管放大電路空載:晶體管放大電路負載:電子技術及應用

第2版2.2.3共發(fā)射極放大電路的動態(tài)分析2.2共發(fā)射極基本放大電路圖2-16【例2-2】題圖

（a）

（b）

電子技術及應用

第2版2.2.3共發(fā)射極放大電路的動態(tài)分析2.2共發(fā)射極基本放大電路圖2-16【例2-2】題圖

（b）

（2）?。弘娮蛹夹g及應用

第2版2.2.3共發(fā)射極放大電路的動態(tài)分析2.2共發(fā)射極基本放大電路圖2-16【例2-2】題圖

（b）

（3）放大電路的輸入電阻

放大電路的輸出電阻

放大電路的電壓放大倍數(shù)（4）輸入電壓

輸出電壓電子技術及應用

第2版2.2.3共發(fā)射極放大電路的動態(tài)分析2.2共發(fā)射極基本放大電路圖2-17放大電路中電壓電流波形圖

電子技術及應用

第2版2.2.4放大電路的非線性失真2.2共發(fā)射極基本放大電路

正常工作的放大電路要求輸出信號不能失真。所謂失真是指輸出信號偏離輸入信號的波形。當放大電路的靜態(tài)工作點設置不合適或者當信號源電壓過大，就會使輸出信號超出了晶體管的線性放大區(qū)，進入了飽和區(qū)或者截止區(qū)，產(chǎn)生非線性失真。由此可見，放大電路的失真包括飽和失真和截止失真兩種情況。電子技術及應用

第2版2.2.4放大電路的非線性失真2.2共發(fā)射極基本放大電路

當靜態(tài)工作點設置過低，在信號源的正半周可以正常工作，但在信號源的負半周時，輸入信號電壓的波形進入了截止區(qū)，導致輸出電壓的正半周波形失真，稱為截止失真，如圖2-18所示。圖2-18截止失真電子技術及應用

第2版2.2.4放大電路的非線性失真2.2共發(fā)射極基本放大電路

當靜態(tài)工作點設置過高時，就會出現(xiàn)與截止失真完全相反的現(xiàn)象。在信號源的正半周，有些工作點已進入飽和區(qū)，引起輸出電壓的正半周波形失真，稱為飽和失真，如圖2-19所示。圖2-19飽和失真

此外當信號源的電壓過大時也會導致截止失真和飽和失真的情況。電子技術及應用

第2版2.3.1分壓式固定偏置放大電路的基本組成2.3分壓式固定偏置放大電路的分析圖2-20分壓式固定偏置放大電路

（a）

（b）

電子技術及應用

第2版2.3.2分壓式固定偏置放大電路靜態(tài)工作點的穩(wěn)定2.3分壓式固定偏置放大電路的分析圖2-20分壓式固定偏置放大電路

（a）

（b）

電子技術及應用

第2版2.3.2分壓式固定偏置放大電路靜態(tài)工作點的穩(wěn)定2.3分壓式固定偏置放大電路的分析

通過分析可以看出，分壓式固定偏置放大電路具有自動穩(wěn)定靜態(tài)工作點的能力。電子技術及應用

第2版2.3.3分壓式固定偏置放大電路的分析2.3分壓式固定偏置放大電路的分析1、靜態(tài)分析圖2-20分壓式固定偏置放大電路

（b）

電子技術及應用

第2版2.3.3分壓式固定偏置放大電路的分析2.3分壓式固定偏置放大電路的分析2、動態(tài)分析圖2-21分壓式固定偏置電路的交流通路和微變等效電路

（b）

分壓式固定偏置放大電路的交流通路如圖2-21a所示，圖2-21b為其微變等效電路。（a）

電子技術及應用

第2版2.3.3分壓式固定偏置放大電路的分析2.3分壓式固定偏置放大電路的分析圖2-20分壓式固定偏置放大電路

（a）

（b）

電子技術及應用

第2版2.3.3分壓式固定偏置放大電路的分析2.3分壓式固定偏置放大電路的分析解:（1）利用放大電路的直流通路，如圖2-20b所示電子技術及應用

第2版2.3.3分壓式固定偏置放大電路的分析2.3分壓式固定偏置放大電路的分析解:（2）先求出晶體管的輸入電阻根據(jù)如圖2-21b所示的放大電路的微變等效電路，可得電壓放大倍數(shù):輸入電阻:輸出電阻:電子技術及應用

第2版2.3.3分壓式固定偏置放大電路的分析2.3分壓式固定偏置放大電路的分析圖2-22無旁路電容的交流通路和微變等效電路

（a）

（b）

電子技術及應用

第2版2.3.3分壓式固定偏置放大電路的分析2.3分壓式固定偏置放大電路的分析無旁路電容時電壓放大倍數(shù)為：

輸入電阻和輸出電阻的分析在此恕不贅述，請讀者根據(jù)兩次電壓法自行分析。由以上的計算分析可知，如果射極電阻旁沒有并聯(lián)旁路電容，會使電壓放大倍數(shù)大大下降。電子技術及應用

第2版2.4.1共集電極放大電路組成2.4共集電極放大電路1、電路的基本組成

共集電極放大電路如圖2-23a所示。圖2-23c所示為共集電極放大電路的交流通路，從圖中可以看出，輸入信號是從基極和集電極輸入，輸出信號是從發(fā)射極和集電極送出，也就是說，集電極是輸入與輸出電路的公共端，因此被稱為共集電極放大電路。由于負載電阻是接在發(fā)射極的，輸出信號從晶體管發(fā)射極取出，所以共集電極放大電路也稱為“射極輸出器”。

（a）（b）（c）圖2-23共集電極放大電路電子技術及應用

第2版2.4.2共集電極放大電路靜態(tài)分析

（b）圖2-23共集電極放大電路如圖2-23b所示為共集電極放大電路的直流通路，可得：電子技術及應用

第2版2.4共集電極放大電路2.4.3共集電極放大電路動態(tài)分析圖2-24共集電極放大電路如圖2-24所示為共集電極放大電路的微變等效電路。（1）輸入電阻（2）輸入電阻（3）放大倍數(shù)電子技術及應用

第2版2.4共集電極放大電路2.4.4共集電極放大電路的特點2.5共基極放大電路

2）共集電極放大電路的輸入電阻高，可以用作多級放大電路的輸入級，使電路的輸入信號與信號源信號基本相等。3）共集電極放大電路的輸出電阻低，可用作多級放大電路的輸出級，以提高電路的帶負載能力。電子技術及應用

第2版2.4.4共集電極放大電路的特點

例2-4電路如圖2-26a所示，負載開路，試根據(jù)圖中所示已知條件計算放大電路的靜態(tài)工作點、電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻。（a）（b）圖2-26例2-4題圖

解:（1）畫出電路的直流通路如圖2-26b所示，計算靜態(tài)工作點。電子技術及應用

第2版2.5共基極放大電路

（2）晶體管的輸入電阻（3）電壓放大倍數(shù)（4）由于負載開路，得輸入電阻（5）輸出電阻電子技術及應用

第2版2.5共基極放大電路2.4.4共集電極放大電路的特點2.5.1共基極放大電路組成

（a）（b）（c）圖2-27共基極放大電路電子技術及應用

第2版2.5共基極放大電路2.5.2共基極放大電路靜態(tài)分析（b）圖2-27共基極放大電路如圖2-27b所示為共基極放大電路的直流通路，可得出：電子技術及應用

第2版2.5共基極放大電路2.5.3共基極放大電路動態(tài)分析圖2-28共基極放大電路微變等效電路

如圖2-28所示為共基極放大電路的微變等效電路。輸入電阻：輸出電阻：電壓放大倍數(shù)：電流放大倍數(shù)：電子技術及應用

第2版2.5共基極放大電路2.6.1多級放大電路的耦合方法2.6多級放大電路

用一個晶體管管構成的放大電路，稱為單級放大電路。實際運用時常常要把多個單級放大電路級聯(lián)起來，組成多級放大電路。多級放大電路的第一級稱為輸入級，對輸入級的要求往往與輸入信號有關；中間級的用途是進行信號放大，提供足夠大的放大倍數(shù)，常由幾級放大電路組成；多級放大電路的最后一級是輸出級，它與負載相接，因此對輸出級的要求要考慮負載的性質(zhì)。

信號源和放大器之間，放大器中各級之間，放大器與負載之間的連接方式稱為耦合方式。常用的耦合方式有三種：阻容耦合、直接耦合和變壓器耦合。

（a）（b）圖2-30

多級放大電路

阻容耦合應用于分立元件多級交流放大電路，不能放大緩慢變化信號和直流信號，也不便于集成化。如圖2-30a所示。

如圖2-30b所示為直接耦合多級放大電路，這種電路既能放大交流信號，也能放大緩慢變化信號和直流信號，并且便于集成化。但直接耦合使前后級之間存在著直流通路，造成各級工作點相互影響，存在