模拟路第三章-基本放大电路-课件.ppt

1、第三章第三章 基本放大电路基本放大电路Simple Amplifier 放大器的放大器的作用和类型作用和类型 放大器的放大器的主要性能指标主要性能指标 基本放大器的基本放大器的组成原理组成原理 放大器的放大器的分析方法分析方法 解析分析法解析分析法 图解分析法图解分析法 等效电路分析法等效电路分析法 直流偏置电路分析直流偏置电路分析 交流信号放大电路分析交流信号放大电路分析 双极型晶体管双极型晶体管基本放大电路及性能分析基本放大电路及性能分析 场效应管场效应管基本放大电路及性能分析基本放大电路及性能分析 本章内容是电子线路的基础，非常重要。本章内容是电子线路的基础，非常重要。1/153.1 3

2、.1 放大器的作用、类型和主要性能指标放大器的作用、类型和主要性能指标一、放大器的作用和类型一、放大器的作用和类型 放大器放大器Amplifier 线性线性LinearRsUsRL信号源信号源放大器放大器负载负载Ui、IiUo、IoRiRoAIoUo+-IiUi+-三个性能指标反映对信号放大传输的关系三个性能指标反映对信号放大传输的关系：信息有效信息有效；线性性能指标反映对信号放大传输的质量线性性能指标反映对信号放大传输的质量：信息完整信息完整。提供提供电压、电压、电流、电流、功率、功率、小小要求要求电压、电压、电流、电流、功率、功率、大大作用：作用：信号放大：信号放大：U、I；功率放大：功率

3、放大：UI2/15二、放大器的主要性能指标二、放大器的主要性能指标1、放大倍数（增益）、放大倍数（增益）A定义：定义：ioXXA输出量输出量输入量输入量电压放大倍数电压放大倍数：iouUUA 电流放大倍数电流放大倍数：ioiIIA iogUIA 互导放大倍数互导放大倍数：互阻放大倍数互阻放大倍数：iorIUA+-+-+RsUs+-RiUiRLUoRoAuoUiRsIsRiRLIoRoAioIiIi+-RsUs+-RiUiRLRoAgoUiIo(S)()类型类型+-+RLUoRoAroIiRsIsIiRi3/15电压放大器电压放大器电流放大器电流放大器互导放大器互导放大器互阻放大器互阻放大器对无

4、量钢的对无量钢的Au、Ai也可用分贝（也可用分贝（dB）为单位表示：）为单位表示：源放大倍数：源放大倍数：源电压放大倍数源电压放大倍数源电流放大倍数源电流放大倍数)dB(lg20iouUUA)dB(lg20ioiIIA+-+-+RsUs+-RiUiRLUoRoAuoUiRsIsRiRLIoRoAioIiIiiuooiiuosisousUAUUUAUUUUA源电压放大倍数与三方面有关源电压放大倍数与三方面有关源电流放大倍数与三方面有关源电流放大倍数与三方面有关iiooiiiosisoisIAIIIAIIIIALooioissRRRARRR4/15iissARRRLoLuoisiRRRARRRui

5、siARRR2、输入电阻、输入电阻Ri定义：定义：iiiIUR 放大器的输入电阻放大器的输入电阻Ri是信号源是信号源Us的负载，的负载，取值大小与取值大小与信号源特性信号源特性有关。有关。低内阻等效为电压源，低内阻等效为电压源，高内阻等效为电流源。高内阻等效为电流源。Rs+-UsRi-+UiIsRsRiIi电压信号源：电压信号源：sisiiURRRU若若RiRs：siUU 电流信号源：电流信号源：sissiIRRRI若若RiRs：siII 信信号号源源RiIi小小信号源功率要求很小信号源功率要求很小信号源功率要求很小信号源功率要求很小Ui小小5/15Ri=Rs时，时，Pi最大，最大，但信号源功

6、率损失一半。但信号源功率损失一半。3、输出电阻、输出电阻 Ro定义：定义：00ooossIUIUR或放大器输出等效为负载放大器输出等效为负载RL的信号源，的信号源，其输出电阻其输出电阻Ro 是等效信是等效信号源的内阻。号源的内阻。若若RoRL：放大器等效为电流源，放大器等效为电流源，带小电阻负载能力强。带小电阻负载能力强。应该根据信号源和负载的特点，选用类型适合的放大器。应该根据信号源和负载的特点，选用类型适合的放大器。信号放大，带负载能力强不是指功率输出能力强，而是指输出量变化小。信号放大，带负载能力强不是指功率输出能力强，而是指输出量变化小。RiRLIoRoAioIiiuoLoLoUARR

7、RUiioLoooIARRRI+-+-+RsUs=0+-RiUiUoRoAuoUiIo+-+RiRLUoRoAuoUi6/154、线性失真线性失真 放大非正弦复杂信号时，由放大放大非正弦复杂信号时，由放大器非理想频率特性引起输出信号的器非理想频率特性引起输出信号的失真。主要与放大器的频率响应带失真。主要与放大器的频率响应带宽和被放大信号频谱宽度有关。宽和被放大信号频谱宽度有关。5、非线性失真系数非线性失真系数 THD(Total Harmonic Distortion)m12n2nmTHDIIffAuUm信号频谱宽度信号频谱宽度放大器频率放大器频率 响应宽度响应宽度ttUoUi007/153.

8、2 3.2 基本放大器的组成原理及直流偏置电路基本放大器的组成原理及直流偏置电路3.2.1 3.2.1 基本放大器的组成原理基本放大器的组成原理一、基本放大器一、基本放大器：一个晶体管构成的放大器，也称为单级放大器。有三种接一个晶体管构成的放大器，也称为单级放大器。有三种接法的单级放大器，即法的单级放大器，即共射极共射极、共集电极共集电极和和共基极共基极组态放大器。组态放大器。二、基本放大器的组成原则：二、基本放大器的组成原则：1、直流偏置：、直流偏置：必须将晶体管偏置在放大状态，并保证在信必须将晶体管偏置在放大状态，并保证在信号变化范围内始终处于放大状态；号变化范围内始终处于放大状态；2、交

9、流输入：、交流输入：输入信号必须加在基极发射极回路，即必输入信号必须加在基极发射极回路，即必须能控制发射结电压的变化；须能控制发射结电压的变化；3、交流放大：、交流放大：必须有合理、有效的信号传输通路。必须有合理、有效的信号传输通路。这也是判断放大器能否正常放大信号的这也是判断放大器能否正常放大信号的充要条件充要条件。8/15 直流偏置电路的作用：直流偏置电路的作用：1、保证小信号能处于放大区；、保证小信号能处于放大区；2、保证信号变化不超出放大区。、保证信号变化不超出放大区。电路画法简化电路画法简化 RBRCUBBUCCIBICUBE+-RBRCUCCIBIC UBE+RBRCUCCIBIC

10、 UBE+-+-UCE公共地公共地QuBEiBOUBEQuBEtO9/15三、共射极放大器基本组成：三、共射极放大器基本组成：iBuBE+-Rsus+-iC+uCE-+C1+C2RL+-uoRBRCTT：晶体管：晶体管RB：基极偏置电阻：基极偏置电阻RC：集电极负载电阻：集电极负载电阻UCC：直流工作电源：直流工作电源C1、C2：耦合电容：耦合电容us：信号源：信号源Rs：信号源内阻：信号源内阻RL：放大器负载电阻：放大器负载电阻四、放大器中电压、电流组成：四、放大器中电压、电流组成：uBEUBEube，iBIBib；iCICic，uCEUCEuce；iEIEie；符号表示约定符号表示约定：例

11、如：例如 uCE：瞬时值电压：瞬时值电压UCE：直流量电压：直流量电压 uce：交流量电压：交流量电压 Uce：有效值电压：有效值电压UCC10/151：放大器件及偏置电路：放大器件及偏置电路2：耦合电路：耦合电路3：信号源和负载：信号源和负载3.2.2 3.2.2 直流通路和交流通路直流通路和交流通路 电路中电路中直流量直流量是是直流电源直流电源作用的结果，作用的结果，交流量交流量是是交流信号交流信号源源作用的结果，总作用的结果，总瞬时量瞬时量是是两者共同两者共同作用的结果。作用的结果。根据叠加定理，可以分别计算直流电源、交流信号源的作根据叠加定理，可以分别计算直流电源、交流信号源的作用，将

12、二者结果相加就可得到实际总的结果用，将二者结果相加就可得到实际总的结果。交流通路交流通路：令直流电源为零，仅有交流信号作用的电路。：令直流电源为零，仅有交流信号作用的电路。直流通路直流通路：令交流信号为零，仅由直流电源作用的电路；：令交流信号为零，仅由直流电源作用的电路；确定方法确定方法：将放大电路中所有的：将放大电路中所有的电容开路电容开路，电感短路电感短路，交流交流电压源短路、电流源开路电压源短路、电流源开路。确定方法确定方法：根据信号频率，将放大电路中：根据信号频率，将放大电路中电抗极小电抗极小的的大电容、大电容、小电感小电感短路短路，电抗极大电抗极大的的小电容、大电感小电容、大电感开路

13、开路；电抗不容忽；电抗不容忽略的电容、电感保留；略的电容、电感保留；直流电压源短路、电流源开路直流电压源短路、电流源开路。11/15+uce-例例1 1：RBRCUCCiBiCuBE+-+uCE+Rs+-RLC1C2+-uoTusRCIBICUBE+-+UCE-TUCCRBRBRCibicube+-+-RL+-uoTRsus直流通路用于直流通路用于 偏置电路分析；偏置电路分析；交流通路用于交流通路用于 放大性能分析。放大性能分析。二者都不是实际完整电路。二者都不是实际完整电路。ui+-直流直流通路通路交流通路交流通路12/15iiio例例2 2：RB1RCUCCiBiCuBE+-RE+-RB2

14、RLRsusuoC1C2+-uoRB1ibicube+-RE+-RB2RLRsusRC+-uce根据基本放大器组成原则根据基本放大器组成原则通过直流通路、交流通路通过直流通路、交流通路判断电路是否能正常放大：判断电路是否能正常放大：1、直流通路：是否满足放直流通路：是否满足放大状态条件；大状态条件；2、交流通路：输入信号能交流通路：输入信号能否控制发射结电压；否控制发射结电压；3、交流通路：是否具有交流通路：是否具有合理的信号通路；合理的信号通路；RB1、RB2、RE 既是既是直直偏置电阻，偏置电阻，又是又是交流交流信号负载，信号负载，必须兼顾必须兼顾两方面的要求两方面的要求。13/15例例3

15、 3：RB1UCCiBiCuBE+-RE+-RB2RLuiuo+-uCE+IBICUBE+-RERB2+-UCCRB1UCERB1RB2REibicube+-+-RLuiuo+-uce+14/15例例4：直流通路：直流通路：交流通路：交流通路：UDDRG1RG2RG3RSC1C2RDRLC3+Ui-+Uo-RDRSRG1UDDuiRG2RG3作业：作业：31、3338、39RG3RG1RG2RDRL+Ui +Uo 15/153.3.3 晶体管晶体管直流偏置电路直流偏置电路及及静态工作静态工作点点解析分析法解析分析法 Biasing Circuit Quiescent Operation Poi

16、nt 晶体管的放大状态，一般是由外加晶体管的放大状态，一般是由外加直流直流偏置偏置电路确定电路确定的，必须保证两个方面的需要：的，必须保证两个方面的需要：1、发射结正偏，集电结反偏；发射结正偏，集电结反偏；2、在被放大的信号变化范围内，仍始终处于放大状态。在被放大的信号变化范围内，仍始终处于放大状态。特点：特点：偏置电路偏置电路是指能是指能控制控制直流电流直流电流 IC 的管外电路；的管外电路；影响影响非线性失真、放大倍数非线性失真、放大倍数和和输入电阻输入电阻等性能指标。等性能指标。对偏置电路组成的基本要求：对偏置电路组成的基本要求：1、电路形式要简单电路形式要简单：尽可能少用电源组数、电阻

17、等元件数；：尽可能少用电源组数、电阻等元件数；2、保证状态的稳定性保证状态的稳定性：受环境温度、更换管子等影响小；：受环境温度、更换管子等影响小；3、对信号的传输损耗小对信号的传输损耗小：尽可能减小对信号传输的影响。：尽可能减小对信号传输的影响。直流偏置电路分析也称静态工作点（直流偏置电路分析也称静态工作点（Q点点）分析。）分析。1/11一、固定偏置电路一、固定偏置电路偏置电路组成：偏置电路组成：基极直流电源基极直流电源UBB=UCC，基极偏置电阻基极偏置电阻RB。BBEQBBBQRUUIBQCQIIBBEQCCBQRUUIRBRCUCCIBQICQUBEQ+-+-UCEQ公共地公共地特点：特

18、点：电路简单；稳定性差，电路简单；稳定性差，温度变化致温度变化致 IBQ、ICQ、UCEQ 变化。变化。CCQCCCEQRIUUUCCUCEQRBRCIBQICQUBEQ+-+-UBB2/11BBE(on)CCRUU二、电流负反馈型偏置电路二、电流负反馈型偏置电路偏置电路组成：偏置电路组成：直流电源直流电源UCC、基极偏置电阻、基极偏置电阻RB、发射极偏置电阻发射极偏置电阻RE。工作点稳定原理：工作点稳定原理：在电路中引入在电路中引入自动调节自动调节机制，机制，当当ICQ变化变化时，同时引起时，同时引起IBQ相反的变化相反的变化，从而抑制从而抑制ICQ的变化。的变化。RE ICQIEQUEQ(

19、=IEQRE)ICQIBQUBEQ(=UBQUEQ)-RBRCUCCIBQICQUBEQ+-+UBQUEQRE、与与IBQ成反比，成反比，RB越小，调节越强，但管子易饱和，越小，调节越强，但管子易饱和，且影响交流通路。且影响交流通路。UCEQ+-)(ECCQCCCEQRRIUUBQCQIIEBBEQCCBQ)1(RRUUIEBBEQCCCQ)1(RRUUI3/11三、分压式偏置电路三、分压式偏置电路RB1RCUCCIBQICQUBEQ+-RE+-UBQUEQRB2RCUCCIBQICQUBEQ+-RE+-UBQUEQRB1RB2UCCRBUBB偏置电路组成：偏置电路组成：上偏置电阻上偏置电阻R

20、B1、下偏置电阻、下偏置电阻RB2发射极电阻发射极电阻RE、直流电源、直流电源UCC。电路分析：电路分析：戴维南定理等效：戴维南定理等效：2B1B2B1BB2B1BRRRRRRRCC2B1B2BBBURRRURB越小，越小，UBQ 越接近越接近UBB，由由UBEQ=UBQ-UEQ，稳定性越好。，稳定性越好。4/11BEBBEQBBBBBBQBBBQ)1(RRRUUURIUU但但RB过小，即过小，即RB1、RB2过小，过小，将引起将引起UCC消耗过大，还会消耗过大，还会增大对增大对信号传输的损耗信号传输的损耗。RB1RCUCCIBQICQUBEQ+-RE+-UBQUEQRB2I1工程实践中通常选

21、取：工程实践中通常选取：I1(510)IBQ（硅管）（硅管）(1020)IBQ（锗管）（锗管）满足以上条件，认为满足以上条件，认为 I1IB，直流直流电路分析采用电路分析采用近似方法：近似方法：近似等于基极开路时，近似等于基极开路时，RB1、RB2分压电路对直流电源分压电路对直流电源UCC的分压。的分压。CCB2B1B2BBBQURRRUU)(ECCQCCCEQRRIUUEBEQBQEEQEQCQRUURUII/CQBQII5/11例例3.3.13.3.1 电路中已知，电路中已知，100100，UBE(on)=0.7V,UCC12V，RB139k，RB225k，RCRE2k，试计算，试计算IC

22、Q和和UCEQ。RB1RCUCCIBQICQUBEQ+-RE+-UBQUCEQRB2I1解：解：V7.4V12k25k39k25)V4.4()mA9.1()A19mA019.0(CCB2B1B2BBBQURRRUUmA2k2V7.0V7.4EBEQBQEQCQRUUIIA20mA2.0100mA2CQBQIIV4)k2k2(mA2V12)(ECCQCCCEQRRIUU6/11)V4.4(RB1RCUCCIBQICQUBEQ+-RE+-UBQUCEQRB2I1BQEQCQIII7/11EBBE(on)BBBQ)1(RRUUI固定偏置固定偏置电流负反馈偏置电流负反馈偏置分压式偏置分压式偏置RB/k

23、63239325/39=152.5/3.9=1.5100150100150100150100150IBQ/mA0.0190.0190.0190.01630.0190.1480.0190.0132ICQ/mA1.92.851.92.441.92.221.91.98ICQ/ICQ50%28%17%7.7%UCEQ/V8.26.34.42.244.43.124.44.0639k25k2k2k+12VRERBRCUCCIBQICQUBEQ+-RBRCUCCIBQICQUBEQ+-PNP型晶体管电路型晶体管电路图图1电路：电路：UCC0，UBEQ0，UCEQ0，UBQ0。电压极性，电流方向与电压极性，电

24、流方向与NPN相反。相反。图图2电路：电路：UCC0，UBEQ0，UCEQ0，UBQ0。RB1RCUCCIBQICQUBEQ+-RE+-UBQUCEQRB212VRB1RCUCCIBQICQUBEQ+-RE+-UBQUCEQRB2+12V+-EBE(on)BQEQCQRUUIIEBE(on)BQCCEQCQRUUUII8/11例例2（题（题37）电压负反馈偏置电路如图示。）电压负反馈偏置电路如图示。若晶体管的若晶体管的、UBE已知：已知：（1）试导出计算工作点的表达式；）试导出计算工作点的表达式；（2）简述稳定工作点的原理。）简述稳定工作点的原理。解：解：RBRCUCCTIBQICQI+UCE

25、Q +UBEQ EQCQBQIIIICBBE(on)CCCBBEQCCBQ)1()1(RRUURRUUIBQCQII联立求解联立求解UCEQ ICQ UCEQ IBQ CBQCCCEQCCCEQ)1(RIURIUUBBEQCEQBQRUUI9/11CCQCCCBQCQCCCEQCCCEQ)(RIURIIURIUU例例3 电路如图所示。已知晶体管的电路如图所示。已知晶体管的50，UBE(on)0.2V，试求试求：（1）UBQ0时时RB的值；的值；（2）RE短路时短路时ICQ、UBEQ的值；的值；（3）RB开路时开路时ICQ、UCEQ的值。的值。解：解：（1）（2）同例）同例2；（3）ICQ=0，

26、UCEQ=24V。UBQRBRCUCC(12V)TREUEE(12V)12k1kIEQmA019.051mA98.01EQBQIIUCQV02.11k1mA98.0V12CEQCCCQRIUUIBQmA98.0k12V12V2.00EEEBEQBQEQRUUUImA1k12V12V11mA02.050mA1k580mA019.00-V02.11BQBQCQBIUURk550mA02.0V1110/11例例4（题（题38）试判断图中各电路是否具有正常放大作用？若无放大作）试判断图中各电路是否具有正常放大作用？若无放大作用则说明理由，并将错误改正。用则说明理由，并将错误改正。作业：作业：35、36

27、11/113.2 放大器图解分析法放大器图解分析法放大器常用分析法：放大器常用分析法：等效电路分析法：等效电路分析法：图图 解解 分分 析析 法：法：大信号状态大信号状态小信号状态小信号状态直流等效模型直流等效模型交流等效模型交流等效模型特性曲线分析特性曲线分析等效电路分析法：采用电路模型依据电路理论进行定量分析，等效电路分析法：采用电路模型依据电路理论进行定量分析，误差较小；误差较小；图解分析法：采用器件特性曲线定性分析放大波形直观过程，图解分析法：采用器件特性曲线定性分析放大波形直观过程，定量分析误差较大。定量分析误差较大。直流图解分析，交流图解分析。直流图解分析，交流图解分析。1/163

28、.2.1 直流图解分析直流图解分析(P77)在在晶体管特性曲线晶体管特性曲线上，用作图的方法上，用作图的方法确定确定电路的电路的直流工直流工作状态作状态，即输入回路，即输入回路电压、电流电压、电流，输出回路，输出回路电压、电流电压、电流。在。在特性曲线上表现为一个特定的点，称为特性曲线上表现为一个特定的点，称为直流工作点直流工作点或或静态工静态工作点作点（Quiescent Operating Point），简称），简称Q点。点。直流分析直流分析是对电路直流工作状态进行的分析，所以首先是对电路直流工作状态进行的分析，所以首先应确定放大电路的应确定放大电路的直流通路直流通路。直流图解分析直流图解

29、分析也涉及也涉及输入输入回路、回路、输出输出回路的分析。但由回路的分析。但由于晶体管于晶体管输入特性曲线输入特性曲线通常通常不够精确不够精确，图解分析实际意义不，图解分析实际意义不大，工程中一般采用近似直流模型大，工程中一般采用近似直流模型估算估算基极电流基极电流IBQ，实际，实际通过电路调试最后确定静态工作点。通过电路调试最后确定静态工作点。所以重点讨论所以重点讨论输出回路输出回路。2/16一、画出直流通路一、画出直流通路：RBRCUCCiBiCuBE+-+uCE+Rs+-RLC1C2+-uoTusRCIBQICQUBEQ+-+UCEQ-TUCCRBRCIBQICQUBEQ+-+UCEQ-T

30、UCCRBUCC晶体管晶体管输出特性；输出特性；BQB)(CECIiufi 集电极外电路集电极外电路 负载特性。负载特性。CCECCCRuUi3/16二、作法：二、作法：1、估算、估算IBQ2、在晶体管输出特性曲线上、在晶体管输出特性曲线上确定确定IBQ对应的曲线；对应的曲线；3、在晶体管输出特性曲线同、在晶体管输出特性曲线同一坐标中画出一坐标中画出RC直流负载线直流负载线；令令 uCE0，则，则 iCUCC/RC确定确定M点；点；令令 iC0，则，则 uCEUCC确定确定N点；点；连接两点即得连接两点即得直流负载线。直流负载线。4、IBQ确定的晶体管曲线与直流负载线的确定的晶体管曲线与直流负

31、载线的交点即为交点即为静态工作点静态工作点Q。由此可确定。由此可确定ICQ和和UCEQ。uCE/ViC/mAIBQICQ0MNQCCCRUCCUUCEQC1R直流负载线斜率直流负载线斜率完全由完全由RC确定确定CCECCCRuUi4/16BBEQCCBQRUUIiB/A例例3.2.1RBRCUCCiBiCuBE+-+uCE+Rs+-RLC1C2+-uoTus560k3k+12VuCE/ViC/mAIBQ0MNQ1234246810 12解：解：确定确定M点，令点，令uCE=0，则，则iC=UCC/RC=12V/3k=4mA；确定确定N点，令点，令iC=0，则，则uCE=UCC=12V；两点连接

32、，作出两点连接，作出直流负载线直流负载线。得。得估算确定估算确定IBQ，A20mA02.0k560V7.0V12BBEQCCBQRUUI10A20A30A40AmA2CQIV6CEQU5/16IBQIBQQ点与点与RB、RC、UCC的关系：的关系：uCE/ViC/mAIBQICQ0MNQCCCRUCCUUCEQ1、设、设RC、UCC保持不变，保持不变，RB改变，即改变，即IBQ改变；改变；BBEQCCBQRUUICCECCCRuUi直流负载线不变直流负载线不变RBIBQICQ、UCEQQ点点沿负载线沿负载线向向左左上移上移接近饱和区接近饱和区；RBIBQICQ、UCEQQ点点沿负载线沿负载线向

33、向右右下移下移接近截止区接近截止区；2、UCC、RB不变（不变（IBQ不变），不变），RC改变；斜率改变，直流负载线以改变；斜率改变，直流负载线以UCC为为圆心旋转，圆心旋转，Q点沿点沿IBQ线平移；线平移；RC越小，越垂直；越小，越垂直；RC越大，越接近饱和区；越大，越接近饱和区；3、RC不变，不变，UCC改变；改变；直流负载线斜率不变，水平移动。若直流负载线斜率不变，水平移动。若IBQ不不变，变，UCC越小，越接近越小，越接近饱和区。饱和区。Q点沿点沿IBQ线平移。线平移。RC06/16IBQ与与RB反比变化反比变化RC3.2.2 交流图解分析交流图解分析一、画出交流通路：一、画出交流通路

34、：uoRBibicube+-+-RLRsusRC+-uceLCLRRR 交流负载交流负载和和交流负载线交流负载线：交流等效负载：交流等效负载：LcecRui即即LCECRui由由交流等效负载交流等效负载确定的确定的iC与与uCE之间的关系也是一条直线，之间的关系也是一条直线，其斜率为其斜率为该直线称为该直线称为交流负载线交流负载线。L1 R当当iC=0时，时，uCE=0，iCICQ，uCE=UCEQ，即在此时刻交变瞬时信号的动，即在此时刻交变瞬时信号的动 点就在点就在Q点，所以点，所以交流负载线通过交流负载线通过Q点点。瞬时值：瞬时值：iC=ICQ+ic=ICQ+iC，uCE=UCEQ+uce

35、=UCEQ+uCE当当iC=-ICQ时，时，iC=0，而，而uCE=ICQRL，则，则uCE=UCEQ+ICQRL；横轴上截点横轴上截点7/16当当iC,uCE连续变化连续变化时，时，(iC，uCE)点为沿交流负载上连续移动点点为沿交流负载上连续移动点。二、画交流负载线：二、画交流负载线：根据交流负载线的两个特点，根据交流负载线的两个特点，LCLRRR 确定确定UAUCEQICQRL点，点，从从A点通过点通过Q点画直线即为点画直线即为交流负载线交流负载线。IBQIBQiC/mAIBQICQ0MNQCCCRUUCEQUCCACiLCQCERIu8/16三、放大器信号波形三、放大器信号波形iC/m

36、AIBQICQ0QUCEQuCE/ViC/mAiB/AiB/AttttuBE/V00000QIBQUBEQiBmaxiBminiBminiBmax动点沿交流负载线移动动点沿交流负载线移动共射极输出与输入共射极输出与输入 电压反相或倒相电压反相或倒相9/16共射电路晶体管电压、电流波形特点：共射电路晶体管电压、电流波形特点：1、晶体管的极间电压、极电流、晶体管的极间电压、极电流随输入交流信号随输入交流信号瞬时大小变化瞬时大小变化，但但电压极性、电流方向不变电压极性、电流方向不变，交流量围绕静态直流量变化交流量围绕静态直流量变化；2、直流量保证工作条件，交流、直流量保证工作条件，交流量反映输入信号

37、；量反映输入信号；3、共射放大器是、共射放大器是反相放大器反相放大器，其输出电压与输入电压相位相反。其输出电压与输入电压相位相反。iBt0uit0t0uBEt0t0uot0iCuCEUBEQIBQICQUCEQuBEUBEQube，iBQIBQib；iCICQic，uCEUCEQuce；iEIEQie；RBRCUCCiBiCuBE+-+uCE+Rs+-RLC1C2+-Tus+-uoui10/163.2.3 直流工作点与放大器直流工作点与放大器非线性失真非线性失真的关系的关系截止失真：截止失真：Q点太靠近点太靠近截止区；截止区；不失真幅度不失真幅度减小。减小。最大不失真输出电压幅度最大不失真输出

38、电压幅度 UomICQRLiC/mAIBQICQ0QUCEQuCE/ViC/mAtt00UCCUom11/16饱和失真：饱和失真：Q点太靠近点太靠近饱和区；饱和区；不失真幅度不失真幅度减小。减小。最大不失真输出电压幅度最大不失真输出电压幅度 UomUCEQUCE(sat)iC/mAIBQICQ0QUCEQuCE/ViC/mAtt00UCE(sat)UomIB(sat)12/16输出动态范围输出动态范围:最大输出动态范围最大输出动态范围:UoppUAUCE(sat)UAUCEQ ICQRLQ点设置在中间点设置在中间UCEQ UCE(sat)+UAUCE(sat)/2 UA/2+UCE(sat)/

39、2 UA/2Uom ICQRL UCEQUCE(sat)UCEQUCE(sat)/2UCEQ最大不失真幅度。最大不失真幅度。iC/mAIBQICQ0QUCEQuCE/ViC/mAtt00UoppUomUopp=2UomUomUAUCE(sat)13/16小结小结：1、如果、如果RC、UCC保持不变，保持不变，则增大则增大IBQ电流电流(减小减小RB)时，时，工作点工作点Q趋于饱和区，易趋于饱和区，易出现饱和失真；反之，易出现饱和失真；反之，易出现截止失真。出现截止失真。2、如果、如果RB、UCC保持不保持不变变(IBQ不变不变)，则增大，则增大RC时，时，工作点工作点Q趋于饱和区，易出趋于饱和

40、区，易出现饱和失真；反之，易出现截止失真。现饱和失真；反之，易出现截止失真。3、较大的、较大的UCC以及合适的工作以及合适的工作Q点，才可能获得较大的输出点，才可能获得较大的输出动态范围。动态范围。RBRCUCCiBiCuBE+-+uCE+Rs+-RLC1C2+-uoTus14/16NPN管管与与PNP管管RBRCUCCiBiCuBE+-+uCE+Rs+-RLC1C2+-uoTus560k3k+12VRBRCUCCiBiCuBE+-+uCE+Rs+-RLC1C2+-uoTus560k3k12VuBEUBEQubeiBIBQibuBE UBEQubeiB IBQibiCICQicuCEUCEQu

41、ceuCE UCEQuceiC ICQic15/16电路波形电路波形iBt0uit0t0uBEt0t0uot0iCuCEUBEQIBQICQUCEQiBt0uit0t0uBEt0t0uot0iCuCEUBEQIBQICQUCEQ饱和区饱和区饱和区饱和区饱和区饱和区饱和区饱和区截止区截止区截止区截止区截止区截止区截止区截止区饱和失真饱和失真截止失真截止失真截止失真截止失真饱和失真饱和失真NPNPNP作业作业:32632732833033116/163.3 3.3 放大器的交流等效电路分析法放大器的交流等效电路分析法前提条件：前提条件：1、晶体管已偏置在放大状态，即、晶体管已偏置在放大状态，即Q点

42、确定；点确定；2、输入输入交流信号在交流信号在Q点附近小范围内变化，即点附近小范围内变化，即交流小信号交流小信号。近似认为：近似认为：晶体管晶体管Q点附近的特性近似线性特性点附近的特性近似线性特性。加在发射结上加在发射结上的的ube足够小足够小iCiCiBiBt00QIBQtuBEUBEQIBQICQ0QUCEQuCEtt0uBE1/21 RBRCUCCiBiCuBE+-+uCE+Rs+-RLC1C2+-uoTus560k3k+12VuBEUBEQubeiBIBQibiCICQicuCEUCEQuce2/21);,(CEBE1Buufi),(CEBE2Cuufinuufuufi1CECE1BE

43、BE1Bnuufuufi2CECE2BEBE2Ccece1bebe1bugugicece2bebe2cugugicerebiebeuhihuceoebfecuhihi g参数参数量纲相同量纲相同 h参数参数量纲不同量纲不同 Hhybrid混合参数混合参数 H参数电路模型参数电路模型 iehoehbfeihibbe+-ubeuceice+-c3/21cereuhcerebiebeuhihuceoebfecuhihi0,Qbbeieceuiuh0,Qceberebiuuh0,Qbcfeceuiih0,Qcecoebiuih 输入电阻输入电阻 反向电压反向电压 传输系数传输系数 输出电导输出电导 正

44、向电流正向电流 传输系数传输系数 3.3.1 3.3.1 晶体管交流小信号电路模型晶体管交流小信号电路模型常用两种类型：常用两种类型：1、H参数电路模型参数电路模型：网络参数模型。（二端口网络）：网络参数模型。（二端口网络）2、混合混合型电路模型型电路模型：物理型模型；（结构，放大过程）：物理型模型；（结构，放大过程）一、一、混合混合型电路模型型电路模型uceibube+-+-icbceebercerbcrbemugibbe+-ubeuceice+-c4/21建模过程建模过程几个方面：几个方面：1、发射结正向导通；、发射结正向导通；伏安特性伏安特性ibube；rbe2、电流控制放大作用；、电流

45、控制放大作用；ic=ib；gmube3、基区宽度调制效应。、基区宽度调制效应。icuce；rce；ibuce；rbcbercerbcrbemugibbe+-ubeuceice+-ciCIBQICQ0QUCEQuCEiB0QIBQuBEUBEQ5/21电路参数：电路参数：1、b-e极间交流结电阻极间交流结电阻berbemugibbe+-ubeuceice+-cQBBEbbebeiuiurQEBEBEiuiie)1(r2、发射结交流结电阻发射结交流结电阻TBE/SEUueIi EQT/STQBEEQEBEeTBEQ111IUeIUuiiurUU3、正向传输电导（跨导）正向传输电导（跨导）beQBE

46、BBCQBECbecmruiiiuiuigeTCQTEQee1)1(rUIUIrrcer4、集电极输出电阻集电极输出电阻5、反向传输电阻反向传输电阻bcr0,QCCE0ccecebebeuuiuiurceQCCEBCQBCEbcebcriuiiiuiur6/21rce参数图解意义参数图解意义厄尔利电压厄尔利电压UAiCIBQ0QUCEQuCEAICQiCuCEUA例如，若例如，若UA100V，且，且ICQ2mA时，时，rce50k。输出特性曲输出特性曲线斜率倒数线斜率倒数;与与ICQ成反比成反比CQACQCEQACCEQCCEcceceIUIUUiuiuiur7/21如果如果100，则此时，则

47、此时rbc10050k=5M。高频高频混合混合型电路模型型电路模型berbemugibbe+-ubeuceice+-ccerbcrbbrbcbrebrebmug基区体电阻基区体电阻bbr300100发射区、集电区体发射区、集电区体电阻忽略不计；电阻忽略不计；发射结电容发射结电容ebCcbC集电结电容集电结电容ebCcbCibbe+-ubeuceice+-ccerbbrbcbrebrebmug低频低频混合混合型电路模型型电路模型8/21二、晶体管低频简化电路模型二、晶体管低频简化电路模型1、压控型电路模型、压控型电路模型 Ube作为控制电压；作为控制电压；2、流控型电路模型、流控型电路模型 Ib

48、作为控制电流。作为控制电流。二者等效：二者等效：EQTbb)1(IUrIbbe+-UbeUceIce+-cbIbercerbbebebebmIIrrUgebbbberrr)mA()mV(26CQbbIrIbbe+-UbeUceIce+-ccerbbrbebrUbe+-ebmUg9/213.3.2 3.3.2 共射极放大器交流小信号等效电路分析法共射极放大器交流小信号等效电路分析法 用于分析晶体管放大电路的性能。主要包括：用于分析晶体管放大电路的性能。主要包括：放大倍数放大倍数(增益增益)A 输入电阻输入电阻Ri 输出电阻输出电阻Ro基本步骤：基本步骤：1、直流偏置电路将晶体管置于放大状态；、直

49、流偏置电路将晶体管置于放大状态；2、画出交路通路；、画出交路通路；3、将电路中的晶体管用相应小信号电路模型取代，、将电路中的晶体管用相应小信号电路模型取代，成为等效线性电路形式；成为等效线性电路形式；4、根据线性电路理论分析电路性能。、根据线性电路理论分析电路性能。10/21共发射极放大器共发射极放大器一、直流分析确定一、直流分析确定Q点点 IBQ，ICQ，UCEQ二、交流性能分析二、交流性能分析1、放大倍数、放大倍数 Au2、输入电阻、输入电阻 Ri3、输出电阻、输出电阻 RoRB1RCUCCiBiC+uCE+Rs+-RLC1C2+-UoTUs+-UiIiIo+CERB2REIbb+-UiI

50、cecRB1+-RsUsUo+-RLRCIiIoRB2T11/211、电压放大倍数、电压放大倍数 Au输入回路：输入回路：输出回路：输出回路：讨论：讨论：（1 1）共射极放大器是共射极放大器是反相放大器反相放大器；(负号负号)（2 2）Au几乎与几乎与无关，与无关，与ICQ近似近似成正比；成正比；（3 3）RL越大，越大，Au越大，但越大，但RC受受Q点制约。点制约。Ibb+-UiIcecRB1+-RsUsUo+-RLRCIiIoRB2rberceIbbeLiourRUUAbebbeB2B1iirIrRRIULooRIULCcRRI)(LCbLCcebRRIRRrILCLRRR)mA()mV(