第2章放大电路分析基础资料课件.ppt

1、第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 第五讲第五讲 基本共射放大电路的基本共射放大电路的 工作原理工作原理 教学基本要求：教学基本要求：1、如何组成基本放大电路、如何组成基本放大电路2、如何分析放大电路、如何分析放大电路一、放大的概念与放大电路的性能指标一、放大的概念与放大电路的性能指标二、基本共射放大电路的组成及各元件的作用二、基本共射放大电路的组成及各元件的作用三、设置静态工作点的必要性三、设置静态工作点的必要性四、基本共射放大电路的工作原理四、基本共射放大电路的工作原理五、放大电路的组成原则五、放大电路的组成原则第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 一、放大的概念及放大电

2、路的性能指标一、放大的概念及放大电路的性能指标1 1、放大的概念、放大的概念u放大的对象：变化量放大的对象：变化量u放大的本质：能量的控制放大的本质：能量的控制u放大的特征：功率放大放大的特征：功率放大u放大的基本要求：不失真，放大的前提放大的基本要求：不失真，放大的前提判断电路能否放判断电路能否放大的基本出发点大的基本出发点第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 2 2、性能指标、性能指标ioUUAAuuuioIIAAiiiioIUAuiioUIAiu1)1)放大倍数：输出量与输入量之比放大倍数：输出量与输入量之比电压放大倍数是最常研究和测试的参数电压放大倍数是最常研究和测试的参数信号

3、源信号源信号源信号源内阻内阻输入电压输入电压输出电压输出电压输入电流输入电流输出电流输出电流任何放大电路均可看成为两端口网络。任何放大电路均可看成为两端口网络。第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 2)2)输入电阻和输出电阻输入电阻和输出电阻iiiIUR LooLoooo)1(RUURUUUR 将输出等效将输出等效成有内阻的电成有内阻的电压源，内阻就压源，内阻就是输出电阻。是输出电阻。空载时输出空载时输出电压有效值电压有效值带带RL时的输出电时的输出电压有效值压有效值输入电压与输入电压与输入电流有输入电流有效值之比。效值之比。从输入端看进去的从输入端看进去的等效电阻等效电阻第第2章章

4、放大电路分析基础放大电路分析基础 3)3)通频带通频带4)最大不失真输出电压最大不失真输出电压Uom：交流有效值。交流有效值。由于电容、电感及半导体器件由于电容、电感及半导体器件PN结的电容效应，使放大电结的电容效应，使放大电路在信号频率较低和较高时电压放大倍数数值下降，并产生相路在信号频率较低和较高时电压放大倍数数值下降，并产生相移。移。衡量放大电路对不同频率信号的适应能力。衡量放大电路对不同频率信号的适应能力。下限频率下限频率下限频率下限频率LHbwfff第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 2.1 基本放大电路的组成及工作原理基本放大电路的组成及工作原理 2.1.1 基本共射放大

5、电路的组成及各元件的作用基本共射放大电路的组成及各元件的作用 图2.2.1 基本共射放大电路uSTuiuouCE第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 图2.2.1所示基本共射放大电路中，晶体管T是起放大作用的核心元件。输入信号为正弦波信号ui(源uS)。图中晶体三极管是NPN型硅管，处于放大状态时具有电流放大作用，IC=IB。当放大电路处于静态，即ui=0时，直流电压源VBB使晶体管b-e间电压UBE大于开启电压Uon，并与基极电阻Rb(又称偏流电阻)配合决定基极电流IB，使晶体管能工作在特性曲线的线性部分；直流电压源VCC的电压足够高(VBBVCC)，使晶体管的集电结反向偏置，保证晶

6、体管处于放大状态，因此集电极电流IC=IB；流过集电极电阻Rc的电流就是IC，于是Rc上的电压为ICRc，根据KVL，c-e间电压UCE=VCC ICRc。第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 图中C1用于连接信号源与放大电路，C2用于连接放大电路与负载(电阻RL)。电子线路中起连接作用的电容称为耦合耦合电容电容，利用电容连接的电路称为阻容耦合阻容耦合。由于电容的容抗与信号频率成反比，它们把信号源与放大电路之间，放大电路与负载之间的直流隔开，起“隔离直流，通过交流”的作用。在图2.1所示电路中，C1左边、C2右边只有交流而无直流，中间部分为交直流共存。由于耦合电容的容量较大，一般多采用

7、电解电容器。在使用时，应注意它的极性与加在它两端的工作电压极性相一致，正极接高电位，负极接低电位。ui=0时，C1两端的电压为UBE，C2两端的电压为UCE，极性如图所示。RL为负载电阻，无RL，空载。第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 当放大电路处于动态，即ui0时，由于电容两端电压不能突变，b-e间电压在直流电压UBE的基础上叠加一正弦电压ui，因而基极电流在直流电流IB的基础上叠加一正弦电流ib，基极总电流为iB=IBib；根据晶体管处于放大状态时的电流分配关系，集电极电流也在直流电流IC的基础上叠加一正弦电流ic，ic=ib，集电极总电流为iC=ICic；正弦电流ic在集电极

8、电阻Rc(空载)上产生与ic波形相同的正弦电压icRc，集电极电阻Rc将集电极电流的变化转变成电压的变化，使管压降uCE产生变化，uCE=VCCiCRc=VCCICRcicRc=UCEicRc=UCEuce，所以管压降是在静态电压UCE的基础上叠加一正弦电压uce，且uce与ic反相。经C2输出的电压uo就是正弦电压uce。第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 IBOUBEUBEOt(a)OiBttIBibtOO(b)OiCttICIctOO(c)ui放大电路的各极间波形 第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 波形分析波形分析动态信号动态信号驮载在静驮载在静态之上态之上输出和输

9、入反相！输出和输入反相！第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 二、基本共射放大电路的组成及各元件的作用二、基本共射放大电路的组成及各元件的作用VBB、Rb：使：使UBE Uon，且有，且有合适的合适的IB。VCC：使：使UCEUon，同时作为负，同时作为负载的能源。载的能源。Rc：将：将iC转换成转换成uCE(uo)。)(oCEcbicuuiiiuR动态信号作用时：动态信号作用时：输入电压输入电压Ui为零时，晶体管各极的电流、为零时，晶体管各极的电流、b-e间电压、管间电压、管压降，称为静态工作点压降，称为静态工作点Q。记作。记作IBQ、ICQ（IEQ）、）、UBEQ、UCEQ。第第2

10、章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 三、设置静态工作点的必要性三、设置静态工作点的必要性 输出电压必然失真！输出电压必然失真！设置合适的静态工作点，首先要解决失真问题；但设置合适的静态工作点，首先要解决失真问题；但Q点点几乎影响着所有的动态参数！几乎影响着所有的动态参数！为什么放大的对象是动态信号，却要晶体管在信号为零为什么放大的对象是动态信号，却要晶体管在信号为零时有合适的直流电流和极间电压？时有合适的直流电流和极间电压？第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 得到两方面的结论：放大电路的工作原理和组成原则得到两方面的结论：放大电路的工作原理和组成原则 2.1.2 放大电路的工作原

11、理放大电路的工作原理基本共射放大电路的工作原理是，对于处于放大状态的晶基本共射放大电路的工作原理是，对于处于放大状态的晶体管，当体管，当ui作用于晶体管的发射结作用于晶体管的发射结使基极电流在直流电流使基极电流在直流电流IB的基础上叠加一正弦电流的基础上叠加一正弦电流ib时，由于晶体管处于放大状态时时，由于晶体管处于放大状态时的电流分配关系，集电极电流也在直流电流的电流分配关系，集电极电流也在直流电流IC的基础上叠加的基础上叠加一正弦电流一正弦电流ic，ic=ib，ic在集电极电阻在集电极电阻Rc(空载空载)上产生与上产生与ic波波形相同的正弦电压形相同的正弦电压icRc，集电极电阻，集电极电

12、阻Rc将集电极电流的变化将集电极电流的变化转变成电压的变化，在放大电路输出端得到与转变成电压的变化，在放大电路输出端得到与ui反相且幅值反相且幅值放大的输出电压放大的输出电压uo=uce=icRc。第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 在基本共射放大电路中，电压和电流都得到放大在基本共射放大电路中，电压和电流都得到放大(ic=ib，uo ui)，即功率得到放大。需要提醒大家的是，输出功，即功率得到放大。需要提醒大家的是，输出功率并非来自输入信号率并非来自输入信号(信号源信号源)，而是来自直流电源，而是来自直流电源VCC。正是由于正是由于iB或或iE对对iC的控制的控制作用，使得在作用，

13、使得在ui的作用下的作用下直流直流电源电源VCC输出的电流中包含与输出的电流中包含与ui同样变化且被放大的分同样变化且被放大的分量，即量，即放大电路的输出功率是在输入信号的作用下通放大电路的输出功率是在输入信号的作用下通过晶体管将直流电源的能量转换而来。因此，过晶体管将直流电源的能量转换而来。因此，放大电放大电路放大的实质是能量的控制和转换路放大的实质是能量的控制和转换，放大的量是变化放大的量是变化量量。能控制能量的元件称为。能控制能量的元件称为有源元件有源元件，在放大电路中，在放大电路中一定有有源元件，如晶体管等。一定有有源元件，如晶体管等。第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 2.

14、1.3 晶体管放大电路的组成原则晶体管放大电路的组成原则 静态工作点合适：极性、电压合适的直流电源、合适的静态工作点合适：极性、电压合适的直流电源、合适的电阻参数，使晶体管有合适的静态电流，保证晶体管工电阻参数，使晶体管有合适的静态电流，保证晶体管工作在放大区。作在放大区。输入信号能够作用于晶体管的发射结，使产生输入信号能够作用于晶体管的发射结，使产生 iB或 iE；在负载上能够获得放大了的动态信号。在负载上能够获得放大了的动态信号。对实用放大电路的要求：输入输出信号、直流电源对实用放大电路的要求：输入输出信号、直流电源共地、共地、直流电源种类尽可能少。常见的有两种共射放大电路。直流电源种类尽

15、可能少。常见的有两种共射放大电路。第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 两种实用放大电路两种实用放大电路阻容耦合放大电路阻容耦合放大电路问题：两个电源问题：两个电源uiTuCEuSuo静态时，静态时，C1、C2上电压？上电压？CEQC2BEQC1UUUU，解决方案：将两个电源合二为一解决方案：将两个电源合二为一动态时，动态时，uBEuIUBEQ，信号驮载在静态之上。负载上只有交流信号。信号驮载在静态之上。负载上只有交流信号。第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 两种实用放大电路两种实用放大电路直接耦合放大电路直接耦合放大电路直接耦合基本放大电路的直接耦合基本放大电路的问题：问题

16、：1、两种电源、两种电源2、信号源与放大电路不、信号源与放大电路不“共地共地”将两个电源将两个电源合二为一合二为一共地，且要使信号共地，且要使信号驮载在静态之上驮载在静态之上第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 两种实用放大电路两种实用放大电路直接耦合放大电路直接耦合放大电路问题：若信号频率较低，则不问题：若信号频率较低，则不能用阻容耦合。能用阻容耦合。解决方案：采用直接耦合解决方案：采用直接耦合去掉耦合电容，为避免去掉耦合电容，为避免ui直接接直接接在在b-e两端，原两端，原C1处接一电阻。处接一电阻。静态时，静态时，b1BEQRUU动态时，动态时，b-e间电压是间电压是uI与与Rb

17、1上电压之和。上电压之和。第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 放大电路的放大电路的耦合方式耦合方式 耦合方式即连接方式。耦合方式即连接方式。常见的常见的输入、输出信号与放大电路的连接方式除了输入、输出信号与放大电路的连接方式除了阻容耦阻容耦合合和和直接耦合直接耦合外，还有外，还有变压器耦合变压器耦合和和光电耦合光电耦合。光电耦合光电耦合利用光电耦合器件连接，通常用于信号源与利用光电耦合器件连接，通常用于信号源与放大电路相距较远无法共地放大电路相距较远无法共地(由于导线电阻)的情况。的情况。变压器耦合可实现阻抗变换。变压器耦合可实现阻抗变换。4种藕和方式中，阻容耦合和变压器耦合不能用于

18、缓变信号种藕和方式中，阻容耦合和变压器耦合不能用于缓变信号 4种藕和方式中，种藕和方式中，直接耦合放大电路的静态工作点受信号源直接耦合放大电路的静态工作点受信号源和负载的影响，其余的静态工作点独立于信号源和负载，和负载的影响，其余的静态工作点独立于信号源和负载，因为它们之间的直流通路是互相隔离的。因为它们之间的直流通路是互相隔离的。第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 其它耦合方式其它耦合方式L2L2c21RIRIPPl，变压器耦合变压器耦合图图9.1.2(a)变压器耦合变压器耦合共射放大电路共射放大电路 理想变压器情理想变压器情况下，负载上获况下，负载上获得的功率等于原得的功率等于原

19、边消耗的功率。边消耗的功率。从变压器原边看从变压器原边看到的等效电阻到的等效电阻实现阻抗变换L221L2c2L)(RNNRIIRl第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 其它形式的放大电路其它形式的放大电路放大电路是一个二端口网络放大电路是一个二端口网络晶体管是一个三端器件，若分别以基极、发射极、集电极晶体管是一个三端器件，若分别以基极、发射极、集电极作为输入、输出的公共端，其余两端作为输入端和输出端，作为输入、输出的公共端，其余两端作为输入端和输出端，则最多可有则最多可有6种接法。但是，根据组成原则，集电极不能作种接法。但是，根据组成原则，集电极不能作为输入端，基极不能作为输出端，因此

20、放大电路有三种接为输入端，基极不能作为输出端，因此放大电路有三种接法。法。第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础(a)ceiEiCb(b)cebiBiC(c)输出回路输入回路ecbiBiE晶体管的三种基本接法(a)共发射极；(b)共集电极；(c)共基极 第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 第六讲 放大电路的分析方法一、放大电路的直流通路和交流通路二、图解法三、等效电路法第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 分析放大电路的基本原则分析放大电路的基本原则放大电路放大的是动态信号，但是，由前面关于放放大电路放大的是动态信号，但是，由前面关于放大原理的分析可知，对动态信号的放大

21、是在静态的大原理的分析可知，对动态信号的放大是在静态的基础上实现的。因此分析放大电路时，须基础上实现的。因此分析放大电路时，须先静态后先静态后动态动态。分析静态时，用放大电路的。分析静态时，用放大电路的直流通路直流通路；分析；分析动态时，用含交流分量的电路。动态时，用含交流分量的电路。第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 一、直流通路和交流通路一、直流通路和交流通路1.直流通路：直流通路：Us=0，保留，保留Rs；电容开路；电容开路；电感电感相当于短路（线圈电阻近似为相当于短路（线圈电阻近似为0）。）。2.交流通路：大容量电容相当于短路；交流通路：大容量电容相当于短路；直流电直流电源相

22、当于短路（内阻为源相当于短路（内阻为0）。）。通常，放大电路中直流电源的作用和交流信号的作用共通常，放大电路中直流电源的作用和交流信号的作用共存，这使得电路的分析复杂化。为简化分析，将它们分开作存，这使得电路的分析复杂化。为简化分析，将它们分开作用，引入直流通路和交流通路。用，引入直流通路和交流通路。第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 cCQCEQBQCQbBEQBBBQ RIVUIIRUVICC VBB越大，越大，UBEQ取不同的取不同的值所引起的值所引起的IBQ的误差越小。的误差越小。基本共射放大电路的直流通路和交流通路基本共射放大电路的直流通路和交流通路 列晶体管输入、输出回路

23、方程，将列晶体管输入、输出回路方程，将UBEQ作为已知条件，作为已知条件，令令ICQIBQ，可估算出静态工作点。，可估算出静态工作点。第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 cCQCCCEQBQCQbBEQCCBQ RIVUIIRUVI当当VCCUBEQ时，时，bCCBQRVI已知：已知：VCC12V，Rb600k，Rc3k，100。Q？直流通路直流通路阻容耦合单管共射放大电路的直流通路和交流通路阻容耦合单管共射放大电路的直流通路和交流通路第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 讨论一讨论一画图示电路的直流通路和交流通路。画图示电路的直流通路和交流通路。第第2章章 放大电路分析基础

24、放大电路分析基础 二、图解法二、图解法1.1.静态分析：图解二元方程组静态分析：图解二元方程组bBBBBERiVucCCCCERiVu输入回路输入回路负载线负载线QIBQUBEQQIBQICQUCEQ负载线负载线第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 符号为“”。反相，与给定uuAuuuuAuuiiuIOIOOCECBI)(bBIBBBERiuVuIuBBQBiIICiCEu斜率不变斜率不变第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 3、失真分析、失真分析 截止失真截止失真消除方法：增大消除方法：增大VBB，即向上平移输入回路负载线。，即向上平移输入回路负载线。t截止失真是在输入回路首

25、先产生失真！截止失真是在输入回路首先产生失真！Q减小减小Rb能消除截止失真吗？能消除截止失真吗？第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 饱和失真饱和失真饱和失真饱和失真产生于晶产生于晶体管的输体管的输出回路！出回路！截止失真、饱和失真是由于器件的非线性产生截止失真、饱和失真是由于器件的非线性产生的，属于非线性失真，产生新的频率成分。的，属于非线性失真，产生新的频率成分。第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 消除饱和失真的方法消除饱和失真的方法 消除方法：增大消除方法：增大Rb，减小，减小VBB，减小减小Rc，减小减小，增大增大VCC。Q QRb或或或或VBB Rc或或VCC2 最

26、大不失真输出电压最大不失真输出电压Uom：比较：比较(UCEQ UCES)与与（VCC UCEQ），取其小者，除以），取其小者，除以 。这可不是这可不是好办法！好办法！第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 4、图解法的特点图解法的特点 形象直观；形象直观；适应于适应于Q点点分析分析、失真分析、最大不失真、失真分析、最大不失真输出电压的分析；输出电压的分析；能够用于大信号分析；能够用于大信号分析；不易准确求解；不易准确求解；不能求解输入电阻、输出电阻、频带等等不能求解输入电阻、输出电阻、频带等等参数。参数。第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 直流负载线和交流负载线直流负载线和交

27、流负载线Uom=?Q点在什么位置点在什么位置Uom最大？最大？交流负载线应过交流负载线应过Q点，且点，且斜率决定于（斜率决定于（RcRL）BRILCQ第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 讨论二讨论二(例例2.3.1 P.93)1当当Q点作点作Q1 Q2 Q3 Q4的变化时，是哪个参数的变的变化时，是哪个参数的变化造成的，是如何变化的？化造成的，是如何变化的？2从输出电压上看，哪个从输出电压上看，哪个Q点下最易产生截止失真？哪个点下最易产生截止失真？哪个Q点下最易产生饱和失真？哪个点下最易产生饱和失真？哪个Q点下点下Uom最大？最大？3设计放大电路时，应根据什么选择设计放大电路时，应根

28、据什么选择VCC？第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 讨论三讨论三2空载和带载两种情况下空载和带载两种情况下Uom分别为多少？分别为多少？3在图示电路中，有无可能在空载时输出电压失真，在图示电路中，有无可能在空载时输出电压失真，而带上负载后这种失真消除？而带上负载后这种失真消除？（只可能出现在空载时饱和失真）（只可能出现在空载时饱和失真）已知已知ICQ2mA，UCES0.7V。1在空载情况下，当输在空载情况下，当输入信号增大时，电路首先出入信号增大时，电路首先出现饱和失真还是截止失真？现饱和失真还是截止失真？若带负载情况呢？若带负载情况呢？第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础

29、 直流负载线直流负载线 UCE=12 3IC，UCEQ=6V，Ucem 4V；基本同时基本同时交流负载线过交流负载线过Q点和点和uCE=9V，Ucem 2V；先出现截止失真。；先出现截止失真。若若RC变大变大，其余参数不变，则交、，其余参数不变，则交、直流负载线的直流负载线的|k|减小，减小，VCC-UCEQ UCEQ，对于同样幅值的输入可出，对于同样幅值的输入可出现现空载时输出空载时输出电压饱和失真，而带上负载后这种失真消除电压饱和失真，而带上负载后这种失真消除。BRILCQ讨论三讨论三(CONTINUE)第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 三、等效电路法将晶体管的特性曲线折线化，

30、建立线性模型，用于直流分析。将晶体管的特性曲线折线化，建立线性模型，用于直流分析。1 1直流模型直流模型：适于适于Q Q点的分析点的分析 半导体器件的非线性特性使放大电路的分析复杂化。半导体器件的非线性特性使放大电路的分析复杂化。利用线性元件建立模型，来描述非线性器件的特性。利用线性元件建立模型，来描述非线性器件的特性。第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 cCQCEQBQCQbBEQBBBQ RIVUIIRUVICC输入回路等效为输入回路等效为恒压源恒压源输出回路等效为电流控制的电流源输出回路等效为电流控制的电流源理想二极管理想二极管利用估算法求解静态工作点，实质上利用了直流模型。利

31、用估算法求解静态工作点，实质上利用了直流模型。第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 2 2、晶体管的、晶体管的h参数等效模型（交流等效模型）参数等效模型（交流等效模型）在交流通路中可将晶体管看成在交流通路中可将晶体管看成为一个两端口网络，输入回路、为一个两端口网络，输入回路、输出回路各为一个端口。输出回路各为一个端口。)()(CEBCCEBBEuifiuifu，第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 在低频、小信号作用下的关系式在低频、小信号作用下的关系式CECECBBCCCECEBEBBBEBEddddddBCEBCEuuiiiiiuuuiiuuIUIUce22b21Cce12

32、b11be UhIhIUhIhU交流等效模型交流等效模型（按式子画模型）（按式子画模型）电阻电阻无量纲无量纲无量纲无量纲电导电导正弦信号正弦信号微变信号微变信号CECECBBCCCECEBEBBBEBEBQCEQBQCEQ uuiiiiiuuuiiuuIUIU第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 h参数的物理意义参数的物理意义beBBE11CEriuhUBCEBE12IuuhCEBC21UiihceCEC221Bruihib-e间动态间动态电阻电阻内反馈内反馈系数系数电流放大系数电流放大系数c-e间电导间电导分清主次，合理近似！什么情况下分清主次，合理近似！什么情况下h12和和h22的

33、作用可忽略不计？的作用可忽略不计？第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 简化的简化的h h参数等效电路交流等效模型参数等效电路交流等效模型EQTbbbbebeEQTbbbbebebbbbe)1()1(IUrIUrIUIrIrIrIU查阅手册查阅手册基区体电阻基区体电阻发射结电阻发射结电阻发射区体电阻发射区体电阻数值小可忽略数值小可忽略利用利用PN结的电流方程可求得结的电流方程可求得由由IEQ算出算出在输入特性曲线在输入特性曲线上，上，Q点越高，点越高，rbe越小！越小！第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 3 3、放大电路的动态分析、放大电路的动态分析)()(bebbbebii

34、rRIrRIUccoRIUbebcio rRRUUAu放大电路的放大电路的交流等效电路交流等效电路bebiiirRIURcoRR 第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 输入电阻和输出电阻输入电阻和输出电阻iiiIUR 将输出等效成有将输出等效成有内阻的电压源，内内阻的电压源，内阻就是输出电阻。阻就是输出电阻。输入电压与输入电压与输入电流有输入电流有效值之比。效值之比。从输入端看进去的从输入端看进去的等效电阻等效电阻oooIUR 令输入信号为令输入信号为0(保留信号源内阻保留信号源内阻)，负载，负载开路，输出端施加电压开路，输出端施加电压uo，产生电流，产生电流io，Uo与与Io之比即为

35、输出电阻。之比即为输出电阻。第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 实验实测输入电阻和输出电阻实验实测输入电阻和输出电阻iiiIUR LooLoooooLoooooo)1(RUURUUURURURUIRU空载时输出空载时输出电压有效值电压有效值带带RL时的输出电时的输出电压有效值压有效值输入电压与输入电压与输入电流有输入电流有效值之比。效值之比。首先测空载首先测空载输出电压输出电压(开开路电压路电压)，然，然后接上已知后接上已知负载，测带负载，测带负载的输出负载的输出电压。电压。第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 阻容耦合共射放大电路的动态分析阻容耦合共射放大电路的动态分析be

36、LbebLcio)(rRrIRRIUUAcubebebirrRRuuARRRUUUUUUAisiiosisoscoRR 第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 讨论四讨论四：基本共射放大电路的静态分析：基本共射放大电路的静态分析QIBQ35AUBEQ0.65V20080bbrV8.3mA8.2cCQCCCEQBQCQRIVUII 为什么用为什么用图解法求解图解法求解IBQ和和UBEQ？第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 讨论四讨论四：基本共射放大电路的动态分析：基本共射放大电路的动态分析k3k1111)(cobebibebLcRRrRRrRRRAu952)1(EQTbbbeIU

37、rr第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 讨论五讨论五：阻容耦合共射放大电路的静态分析：阻容耦合共射放大电路的静态分析k2.080bbr，V2.7mA6.1A20cCQCCCEQBQCQbBEQCCBQRIVUIIRUVI为什么可为什么可忽略？忽略？k5.1k3.1k2.026)1(EQbbbeImVrr第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 讨论五讨论五：阻容耦合共射放大电路的动态分析：阻容耦合共射放大电路的动态分析k3k5.148)(80)(cobebibeLcisiiosisosbeLcRRrRRrRRRRRUUUUUUArRRAuu第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析

38、基础 第七讲 2.4静态工作点的稳定静态工作点的稳定一.温度对静态工作点的影响二.静态工作点稳定的典型电路三.稳定静态工作点的方法第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 一温度对一温度对Q点的影响点的影响所谓所谓Q点稳定是指点稳定是指ICQ和和UCEQ在温度变化时基本不变，在温度变化时基本不变，这是靠这是靠IBQ的变化得来的。的变化得来的。T()ICQ若温度升高时要若温度升高时要Q回到回到Q，则只有减小则只有减小IBQICEOQ第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 饱和失真iciC1iCiC2截止失真4B3210Q1QQ2iC/mA80 A60 AIB40 A20 AA51015

39、20UCESoUCCuCE1uCEuCE2uCE/V削底（饱和失真）削顶（截止失真）t0uCEt图2.10 静态工作点对输出波形失真的影响 第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 二二.典型电路典型电路 1.电路组成电路组成直流通路？直流通路？Ce为旁路电容，在交流为旁路电容，在交流通路中可视为短路通路中可视为短路第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 CCb21b1bBQVRRRUeBEQBQEQ RUUI2.稳定原理稳定原理 为了稳定为了稳定Q点，通常点，通常I1 IB，即，即I1 I2；因此；因此基本不随温度变化。基本不随温度变化。T()ICUE UBEUB基本不变基本不变

40、IB IC 第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 Re 的的作用作用Re起直流负反馈作用，其值越大，反馈越强，起直流负反馈作用，其值越大，反馈越强，Q点越稳定。点越稳定。关于反馈的一些概念：关于反馈的一些概念：将输出量通过一定的方式引回输入回路影响输入量的措将输出量通过一定的方式引回输入回路影响输入量的措施，称为反馈。施，称为反馈。在直流通路中的反馈，称为直流反馈。在直流通路中的反馈，称为直流反馈。反馈的结果使输出量的变化减小的称为负反馈，反之称反馈的结果使输出量的变化减小的称为负反馈，反之称为正反馈。为正反馈。Re值的增大受限制吗？值的增大受限制吗？IC通过通过Re转换为转换为UE影

41、响影响UBE温度升高温度升高IC增大，反馈的结果使增幅减小增大，反馈的结果使增幅减小第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 3.Q点分析点分析eBEQBQEQCCb21b1bBQRUUIVRRRU分压式电流负反馈工作点稳定电路分压式电流负反馈工作点稳定电路什么条件下成立？什么条件下成立？)(ecEQCCeEQcCQCCCEQRRIVRIRIVUEQBQII第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 b21bbCCb21b1bBBRRRVRRRVbBQBBeBQBEQBQeBQBEQbBQeEQBEQbBQBB)1()1(RIVRIUURIURIRIURIV利用戴维南定理等效变换后求解利

42、用戴维南定理等效变换后求解Q点点Rb上静态电压上静态电压可忽略不计！可忽略不计！CCb21b1bBQbe )1(VRRRURR，则若稳定稳定Q点点主要是主要是Re的的负反馈，即使负反馈，即使Rb1开开路，路，Q点仍稳定。点仍稳定。Example2.4.1/第八讲第八讲讨论一讨论一第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 ecEQCCCEQebBEQBBEQeEQBEQbEQeEQBEQbBQBB11RRIVURRUVIRIURIRIURIVLeft：分压分压/固定偏置电路固定偏置电路Q点稳定程度对比点稳定程度对比b21bbCCb21b1bBBRRRVRRRVbcBEQCCCCcCQCCCE

43、QbBEQCCBQCQRRUVVRIVURUVIIRight：第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 4.动态分析动态分析beLio rRUUAubeb2b1irRRRcoRR ee)1()(beLebebLcbioRrRRIrIRRIUUAu)1(ebeb2b1iRrRRR利?弊?eLbee)1(RRArRu，则若无旁路电容无旁路电容Ce时：时：既有直流反馈既有直流反馈又有交流反馈又有交流反馈第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 折中方案折中方案(Problem2.11)ff)1()(beLebebLcbioRrRRIrIRRIUUAu)1(fbeb2b1iRrRRR第第2章章

44、 放大电路分析基础放大电路分析基础 三三.稳定静态工作点的方法稳定静态工作点的方法 引入直流负反馈引入直流负反馈 温度补偿：利用对温度敏温度补偿：利用对温度敏感的元件，在温度变化时感的元件，在温度变化时直接影响输入回路。直接影响输入回路。例如，例如，Rb1或或Rb2采用热敏电采用热敏电阻。阻。Rb1应具有负温度系数，应具有负温度系数，Rb2应具有正温度系数应具有正温度系数Bb1CBBEEC )(URIIUUIT 第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 讨论讨论图示两个电路中是否采用措施来稳定静态工作点？图示两个电路中是否采用措施来稳定静态工作点？若采用了措施，则是什么措施？若采用了措施，

45、则是什么措施？第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 第八讲 2.5 晶体管放大电路的三种接法一基本共集放大电路二基本共基放大电路三三种接法放大电路的比较四三种接法的组合形式第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 一、基本共集放大电路一、基本共集放大电路 1、静态分析、静态分析eEQCEQCCeEQBEQbBQBBRIUVRIURIVeEQCCCEQebBEQBBBQEQebBEQBBBQ)1()1()1(RIVURRUVIIRRUVI第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 2、动态分析：电压放大倍数、动态分析：电压放大倍数ebebeeebebbeeio)1()1()(RrR

46、RRIrRIRIUUAu。，即，则）若（1 1iobebeUUArRRu故称之为射故称之为射极跟随器极跟随器Uo Ui第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 2、动态分析：输入电阻的分析、动态分析：输入电阻的分析ebebbiiii)1(RrRIUIURRi与负载有关！与负载有关！RL)/)(1(LebebiRRrRR带负载电阻后带负载电阻后Ui与与Ii 的关系：的关系：Ui=Ii(Rb+rbe)+(1+)IiRe 第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 2、动态分析：输出电阻的分析、动态分析：输出电阻的分析1)1(bebebeboeooeooooerRRrRURUUIIUIURRR

47、o与信号源内阻有关！与信号源内阻有关！3、特点、特点 输入电阻大，输出电阻小；只放大电流，不放大电压；输入电阻大，输出电阻小；只放大电流，不放大电压；一定条件下有电压跟随作用！一定条件下有电压跟随作用！oU令令Us为零，保留为零，保留Rs，在输出端加，在输出端加Uo，得：，得：第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 二、基本共基放大电路二、基本共基放大电路 1、静态分析、静态分析eBEQBBEQRUVI1EQBQIIBEQcEQCCCEQURIVUCCBEQCEQcCQBBeEQBEQVUURIVRIU第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 2、动态分析、动态分析3、特点：、特点：

48、输入电阻小，频带宽！只放大电压，不放大电流！输入电阻小，频带宽！只放大电压，不放大电流！)1(beeirRRcoRR ebecbebeeccio)1(RrRrIRIRIUUAu第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 讨论一 TO BE CONTINUD 判断图示电路为哪种基本接法的放大电路，它们的静判断图示电路为哪种基本接法的放大电路，它们的静态工作点有可能稳定吗？求解静态工作点、电压放大倍态工作点有可能稳定吗？求解静态工作点、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻的表达式。数、输入电阻和输出电阻的表达式。EQecCCCEQebBEQCCEQCQeEQBEQbBQCC)()1(,IRRVURR

49、UVIIRIURIV第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 讨论一(TO BE CONTINUD)图示电路为阻容耦合共基放大电路，它的直流通路就是分图示电路为阻容耦合共基放大电路，它的直流通路就是分压偏置电路，即静态工作点稳定电路。压偏置电路，即静态工作点稳定电路。第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础（b）交流通路;（c）微变等效电路 Ie.Ic.(b)ReRcRLRSUSUi.VcUo.ebIb.Re(c)rorbecRceririIbIc.bUo.RLUSRSUi.Ib.Io.robeLioubebiLcLLbLcorRUUArIURRRRIRIU/第第2章章 放大电路分析基

50、础放大电路分析基础 共基极放大电路的电压放大倍数在数值上与共射极电共基极放大电路的电压放大倍数在数值上与共射极电路相同，但共基极放大电路的输入与输出是同相位的。路相同，但共基极放大电路的输入与输出是同相位的。输入电阻：当不考虑输入电阻：当不考虑Re的并联支路时，的并联支路时，eiibebbbeeiiRrrrIIrIUr/1)1(与Re并联即得 输出电阻 roRc共基极放大电路的特点是输入电阻很小，电压放大倍共基极放大电路的特点是输入电阻很小，电压放大倍数较高。这类电路主要用于高频电压放大电路。数较高。这类电路主要用于高频电压放大电路。第第2章章 放大电路分析基础放大电路分析基础 三、三种接法的