第9讲 基本放大电路
第9章 功率大电路要点
e
e 1 2
复合PNP型 c ic
准互补输出功放电路：
T1：电压推动级（前置级） T2、R1、R2：UBE扩大电路
U CE 2 U BE 2 R1 R2 R2
ui
T1 T3
+VCC
T4 T5 T6 -VCC RL
合理选择R1、R2大小，b3、 b5间便可得到 UBE2 任意倍 R2 数的电压。 T3、T4、T5、T6：复合管构 成互补对称功放
实际输出功率Po
U om U om U om Po = Vo I o 2 2 R L 2R L
图解分析演示图
2
（2）计算电源提供的功率PV
1 P V i dt V1 CC c 1 T0
VCC 2π
T
VCC 2π
0
π
uO dt RL
0
π
VCC UOM U OM sin ωt dt π RL RL
1 U om 1 V 2CC 2 RL 8 RL
2
实用的OCL准互补功放电路：
Rc1
反馈级 R1
T2 Rf
共射放大级 Re4 T4 C2 UBE 倍增 电路 C3
准互补功放级 T7 T9 Re7 Re9
+24V
ui
T1
R2
T6 R3
T5
Rb1
Rb2
C1
保险管 BX C5 R4 RL
差动放大级
T3 Re3 偏置电路 D1 D2
第九章 功率放大电路 9.1 功率放大电路的主要特点 9.2 互补对称功率放大电路 9.3 集成功率放大器及其应用 9.4 功率放大电路的安全运行
9.1 功率放大电路的主要特点
电工学(少学时)唐介第9章 基本放大电路
9.2 放大电路的工作原理 9.3 放大电路的静态分析 9.4 放大电路的动态分析 9.5 双极型晶体管基本放大电路
9.8 多级放大电路 9.9 差分放大电路
教学要求：
第9章 基本放大电路
1. 理解共射极单管放大电路的基本结构和工作原理。 2. 掌握静态工作点的估算和动态微变等效电路的分析方法。 了解输入电阻、输出电阻的概念。了解放大电路的频率特性。 3. 要很好理解共射放大电路、共集放大电路的特点。 4. 了解多级放大的概念。掌握阻容耦合放大电路的静态和动 态方法。了解直接耦合放大电路中的零点漂移现象。 5. 了解差动放大电路的工作原理，了解差模信号和共模信号 的概念。 重点：单管放大电路的基本结构和工作原理，共射放大电路、 共集放大电路静态和动态分析方法。直接耦合放大电路中的零 点漂移现象。 难点：放大电路的工作原理及静态和动态分析方法。
例2：用估算法计算图示电路的静态工作点。
+UCC RB IB RC + + TUCE UBE – – IC
由KVL可得：
U CC I B RB U BE I E RE I B RB UBE (1 β ) I B RE
U CC U BE IB RB (1 β ) RE
+ + TUCE UBE – – IE
–
直流通路用来计算静态工作点Q ( IB 、 IC 、 UCE )
对交流信号(有输入信号ui时的交流分量) XC 0，C 可看作 C2 对地短路 RB 短路。忽略电源的内 + iC + 阻，电源的端电压恒 C1 iB + 定，直流电源对交流 T uCE 短路 + + + 可看作短路。 RS 短路 uBE – RL uo – ui + – iE 交流通路 u
第9章 基本放大电路
- 43 -第9章 基本放大电路放大是模拟电路最重要的一种功能。
本章所要介绍的基本放大电路几乎是所有模拟集成电路的基本单元。
工程上的各类放大电路都是由若干基本放大电路组合而成的，其中第一级称为输入级，最后一级称为输出级，其余各级为中间级。
9.1 放大电路的工作原理放大电路或称为放大器，其作用是把微弱的电信号、电压、电流、功率放大到所需要的量级，而且输出信号的功率要比输入信号的功率大，输出信号的波形要与输入信号的波形相同。
现以晶体管共射极接法的电路为例来说明放大电路的工作原理。
输入信号按波形不同可分为直流信号与交流信号两种。
由于正弦信号是一种基本信号，在对电路进行性能分析与测试时，常以它作为输入信号。
因此，也以正弦信号作为输入信号来说明放大电路的工作原理。
在输入端与输出端分别接有电容C 1、C 2，它们起着传递信号，隔离直流的作用，电容C 1、C 2称为输入和输出耦合电容或隔直电容。
由于耦合作用要求电容的容抗值很小，一般为几微法至几百微法，因而需要采用有极性的电解电容器。
输入端未加输入信号时，放大电路的工作状态称为静态。
这时U CC 提供了直流偏置电流。
由于电容的隔直作用，输入端和输出端不会有电压与电流。
可见，静态时，除了输入端与输出端外，晶体管各极电压与电流都是直流，其波形如图9-1各波形中的虚线所示。
输入端加上输入信号时，放大电路的工作状态称为动态。
交流输入信号u i 通过C 1耦合到晶体管的发射结两端，使发射结电压u BE 以静态值U BE 为基准上下波动，但方向不变，即u BE 始终大于零，发射结保持正向偏置，晶体管始终处于放大状态。
这时的发射结电压u BE ＝U BE ＋u be 。
忽略C 1上的交流电压降，则u be ＝u i 。
发射结电压的变化会引起各极电流的相应变化，而且它们都会有一个静态直流分量和一个交流信号分量，其波形如图9-1所示。
i C 的变化引起R C i C 的相应变化。
放大电路工作原理
放大电路工作原理
放大电路是一种将输入信号放大的电路。
它的工作原理基于放大元件（如晶体管或运放）的特性和配置。
晶体管放大电路的工作原理：
1. 输入信号通过耦合电容器或输入电阻进入晶体管的基极。
2. 晶体管的基极-发射结极性会根据输入信号的正负半周产生
变化，激发基极电流和集电极电流的变化。
3. 基极电流的变化通过晶体管的放大作用，使得集电极电流的变化远大于基极电流的变化。
4. 输出电路通过耦合电容器或输出电阻连接到晶体管的集电极，将放大后的信号传递至下一级电路或负载。
运放放大电路的工作原理：
1. 输入信号通过运放的非反馈输入端（标号“+”）进入电路。
2. 运放内部有一个差动放大器，将输入信号放大。
3. 放大后的信号通过运放的反馈机制重新注入非反馈输入端（标号“-”），进行负反馈。
4. 负反馈机制使运放的输出信号与输入信号差别最小，从而使得运放的放大倍数稳定，并且输出端电压在一定范围内线性变化。
总的来说，放大电路的工作原理是通过控制放大元件的输入电流或输入电压，以放大输入信号，得到相对较大的输出信号。
不同类型的放大电路会有一些特定的配置和设计原理，但都是基于放大元件的工作特性和电路连接方式来实现信号的放大。
第9章 功率放大电路
出波形不可避免地产生一定的非线性失真。在实际的功率放大
电路中，应根据负载的要求来规定允许的失真度范围。 4、分析估算采用图解法 由于功放中的晶体管工作在大信号状态，因此分析电路时， 不能用微变等效电路分析方法，可采用图解法对其输出功率和 效率等指标作粗略估算。
第9章 功率放大电路
5、功放中晶体管的保护及散热问题
•按照放大信号的频率，分为低频功放和高频功放。前者用于 放大音频范围（几十赫兹到几十千赫兹）的信号，后者用于放 大射频范围（几百千赫兹到几十兆赫兹）的信号。本课程仅介 绍低频功放。
第9章 功率放大电路
四、提高输出功率的方法
1. 提高电源电压 2. 改善器件的散热条件 普通功率三极管的外壳较小, 散热效果差, 所以允许的耗 散功率低。当加上散热片, 使得器件的热量及时散热后, 则 输出功率可以提高很多。例如低频大功率管3AD6在不加散热片
第9章 功率放大电路
二、变压器耦合功率放大电路
电源提供的功率为PV＝ICQ VCC
，全部消耗在管子上。
RL等效到原边的电阻为
RL (
N1 2 ) RL N2
则可作出交流负载线
第9章 功率放大电路
在理想变压器的情况下，最大输出功率为
I CQ VCC 1 P0 m I CQVCC 2 2 2
即三角形QAB的面积 在输入信号为正弦波时，若集电极电流也为正弦波 直流电源提供的功率不变 电路的最大效率为: Pom / PV =50 ℅
第9章 功率放大电路
实用的变压器功率放大电路
希望输入信号为零时，电源不提供功率，输入信号 愈大，负载获得的功率也愈大，电源提供的功率也 随之增大，从而提高效率。 变压器耦合乙类推挽功率放大电路 无输入信号，二管截止 有输入信号，二管交替 导通 同类型管子在电路中交 替导通的方式称为“推 挽”工作方式。 图9.1.3变压器耦合乙类推挽功率放大电路
第9章 低频功率放大电路
第九章低频功率放大电路一个实用的放大器通常含有三个部分：输入级、中间级及输出级，其任务各不相同。
一般地说，输入级与信号源相连，因此，要求输入级的输入电阻大，噪声低，共模抑制能力强，阻抗匹配等；中间级主要完成电压放大任务，以输出足够大的电压；输出级主要要求向负载提供足够大的功率，以便推动如扬声器、电动机之类的功率负载。
功率放大电路的主要任务是：放大信号功率。
9.1 低频功率放大电路概述9.1.1 分类功率放大电路按放大信号的频率，可分为低频功率放大电路和高频功率放大电路。
前者用于放大音频范围（几十赫兹到几十千赫兹）的信号，后者用于放大射频范围（几百千赫兹到几十兆赫兹）的信号。
功率放大电路按其晶体管导通时间的不同，可分为甲类、乙类、甲乙类和丙类等四种。
乙类功率放大电路的特征是在输入信号的整个周期内，晶体管仅在半个周期内导通，有电流通过；甲乙类功率放大电路的特征是在输入信号周期内，管子导通时间大于半周而小于全周；丙类功率放大电路的特征是管子导通时间小于半个周期。
9.1.2 功率放大器的特点功率放大器的主要任务是向负载提供较大的信号功率，故功率放大器应具有以下三个主要特点：1.输出功率要足够大功率放大电路的任务是推动负载，因此功率放大电路的重要指标是输出功率，而不是电压放大倍数。
2.效率要高效率定义为：输出信号功率与直流电源供给频率之比。
放大电路的实质就是能量转换电路，因此它就存在着转换效率。
3.非线形失真要小功率放大电路工作在大信号的情况时，非线性失真时必须考虑的问题。
因此，功率放大电路不能用小信号的等效电路进行分析，而只能用图解法进行分析。
9.1.3 提高输出功率的办法1.提高电源电压选用耐压高、容许工作电流和耗散功率大的器件。
2.改善器件的散热条件直流电源提供的功率，有相当多的部分消耗在放大器件上，使器件的温度升高，如果器件的热量及时散热后，则输出功率可以提高很多。
9.1.4 提高效率的方法1.改变功放管的工作状态在乙类功率放大电路中，功放管静态电流几乎为零，因此直流电源功率为零。
第09章放大电路基础及分析
168169新授课 ）传感器（麦克风），将声音转换成相应的电压信号。
）放大器，将麦克风输出的微弱电压信号放大到所需要的值。
）再生器（扬声器），将放大后的电信号还原成声音。
）电源，提供放大器工作所需要的直流电压。
．什么是放大电路同时满足以下两个条件的电路：）输出信号的功率大于输入信号的功率。
）输出信号波形与输入信号波形相同（不失真）。
用框图表示：输入端：加入需要放大的信号。
输出端：得到放大的输出信号。
组成：一个放大电路必须含有晶体管（或电子管）这样的器件，同时还包含电阻、电感、变压器等元器件。
．放大器的分类）按放大器的频率高低分⎪⎩⎪⎨⎧高频放大器低频放大器直流放大器）按被放大信号的类型分⎪⎩⎪⎨⎧功率放大器电压放大器电流放大器170（a ）双电源供电；（b ）单电源供电；（c ）是（b ）图的习惯画法（不画出集电极电源）。
各元器件的作用： ① 晶体管V ：工作在放大状态，起电流、电压放大作用。
② 基极偏置电阻b R ：它使电源U E 给晶体管提供一个合适的基极电流B I （又称偏流），保证晶体管工作在合适的状态。
取值范围在几十千欧到几百千欧。
③ 集电极负载电阻c R ：作用是把晶体管的电流放大转换为电压放大。
它的取值范围一般在几千到几十千欧。
④ 耦合电容1C 和2C ：起隔直流通交流的作用。
交流信号从1C 输入经过放大从2C 输出，同时1C 把晶体管的输入端与信号源之间，2C 把输出端和负载之间的直流通路隔断。
一般选用电解电容，使用时注意极性的区分。
⑤ 集电极电源U E ：作用一是给晶体管一个合适的工作状态（保证发射结正偏，集电结反偏），二是为放大电路提供能源。
2．静态工作点的建立171这时晶体管的直流电压：CE BE U U 、和对应的直流电流B I 、C I 统称为静态工作点CEQ Q BE U U 、、BQ I 、CQ I 。
如上图（b ）所示是放大电路的直流通路，由于耦合电容的作用，直流只在直流通路内流动，所以将耦合电容1C 、2C 看作断路的部分去掉，剩下的即为直流通路。
高二物理竞赛课件基本放大电路
IB的相反变化自动抑制IC的变化。
RB
调节原理
ICQ↑
IEQ↑
UEQ(=IEQRE)↑
RC
UCC RE
ICQ↓
IBQ ↓
UBEQ(= UBQ -UEQ)↓
工作点的计算：
I BQ
UCC U BE(on)
RB (1 )RE
ICQ I BQ
RE越大，调节作用越强，Q点 越稳定 。RE过大时， 因UCEQ 过小会使Q点靠近饱和区。
2、输入信号必须加在b－e回路：uBE对iC灵敏控制作用， 只有将信号加在发射结，才能得到有效放大。
3、合理通畅的直流和交流信号通路：一是保证稳定Q点， 二是尽可能减少信号损耗。
二、直流偏置电路 作用：在信号的变化范围内，晶体管处于正常放大状态。 偏置电路提供一个适合的静态工作点Q。 对偏置电路的要求是：
基本放大电路
基本放大电路
主要介绍以下内容：
放大器的组成原理和直流偏置电路 放大器图解分析方法 放大器的交流等效电路分析方法 共集电极放大器和共基极放大器 场效应管放大器 放大器的级联
组成原理和直流偏置电路
晶体管的一个基本应用就是构成放大器。所谓放大， 是在保持信号不失真的前提下，使其由小变大、由弱 变强。其实质是放大器件的控制作用，是一种小变化 控制大变化 。 基本放大器是指由一个晶体管构成的单级放大电路。
根据输入、输出回路公共端所接的电极不同，分为共射 极、共集电极和共基极放大电路。
一、基本放大器的组成原理
电容：隔直流通交流，使放
C1 +
+
C2
+
RC
+
大器的直流偏置与信号源和 负载相互隔离。
Rs
放大电路的工作原理
放大电路的工作原理
放大电路是电子设备中常见的一种电路，它可以将输入信号放大到所需的幅度，从而实现信号的增强和处理。
放大电路的工作原理主要包括放大器的基本结构、放大器的工作原理和放大器的分类。
首先，放大电路的基本结构包括输入端、输出端和放大器。
输入端接收输入信号，输出端输出放大后的信号，而放大器则是实现信号放大的关键部件。
放大器通常由电子元件如晶体管、电阻、电容等组成，通过这些元件的协同作用，实现对输入信号的放大。
其次，放大电路的工作原理是利用放大器对输入信号进行放大。
当输入信号进
入放大器后，放大器会根据其内部的电路结构和工作原理，对输入信号进行放大处理，从而得到放大后的输出信号。
放大器通常会根据信号的不同特性，采用不同的放大方式，如电压放大、电流放大、功率放大等。
最后，放大电路根据其工作原理和放大方式，可以分为多种不同类型的放大器，如电压放大器、功率放大器、运放放大器等。
每种放大器都有其特定的应用场景和工作特性，可以根据实际需求选择合适的放大器类型。
总的来说，放大电路的工作原理是通过放大器对输入信号进行放大处理，从而
得到所需的输出信号。
放大电路在电子设备中有着广泛的应用，是实现信号处理和增强的重要组成部分。
通过对放大电路的工作原理和分类的了解，可以更好地理解其在电子设备中的作用和应用。
第九章 功率放大电路
时, 允许的最大功耗 Pcm 仅为1W,加了120mm×120 mm×4 mm的
散热片后, 其Pcm可达到10 W。 在实际功率放大电路中,为了 提高输出信号功率, 在功放管一般加有散热片。
第9章 功率放大电路
9.1.4 提高效率的方法
第9章 功率放大电路
9.2 互补对称功率放大电路
9.2.1 双电源互补对称电路 (OCL电路)
第9章 功率放大电路
第9章 功率放大电路
9.1 功率放大电路概述 9.2 互补对称功率放大电路 9.3 集成功率放大器
第9章 功率放大电路
9.1 低频功率放大电路概述
实际的放大电路中，输出信号要驱动一定的负载装置，如收音机中扬声器的音圈、 电动机控制绕组、计算机监视器或电视机的扫描偏转线圈等。所以，实际的多级放大 电路除了应有电压放大级外，还要求有一个能输出一定信号功率的输出级，这类主要 用于向负载提供功率的放大电路常称为功率放大电路。
第9章 功率放大电路
2. 效率要高 放大电路输出给负载的功率是由直流电源提供的。在输出 功率比较大时，效率问题尤为突出。如果功率放大电路的效 率不高，不仅造成能量的浪费，而且消耗在电路内部的电能 将转换为热量，使管子、元件等温度升高而损毁。为定量反
映放大电路效率的高低，定义放大电路的效率为 η,
Po 100% PE
9.1.1 分类
•按晶体管导通时间不同，可分为甲类、乙类、甲乙类等
iC O O O iB iB iC iC iC iC iC
t
O O
iB O iB
t
O O
iB O iB
t
t t
(a) 甲类 (b) 乙类
图 9 – 1 甲类、乙类、甲乙类功率放大电路的工作状态示意图
第9讲 FET及其放大电路
2.6、 场效应管放大电路
内容：1、场效应管放大电路Q点的设置及估算 2、场效应管放大电路的动态分析 一、场效应管放大电路Q点的设置及估算 1. 基本共源放大电路
U GSQ VGG I DQ I DO ( VGSQ U GS(th) 1) 2
Rg uI VGG uO +VDD Rd
U DSQ VDD I DQ R d
导电沟道
uGS
空穴
②、漏-源电压uDS对漏极电流iD的影响
uDS
uGS uDS uGS uGS uDS
uGD﹥UGS（th）
uGD＝UGS（th） 预夹断
uGD﹤UGS（th） uDS↑→iD不变
uDS↑→iD↑
③、uGS对iD的控制作用 预夹断前： uGS～→ iD基本不变 预夹断后： uGS↑→沟道宽度↑→ iD↑
FET交流等效模型
gm求法：
⑴、图解法：见右图
u GS 1) 2 ⑵、计算法： i D I DO ( U GS(th)
i D gm u G S
2 U GS th
↓ △iD ↑ →← △uGS
U DS
2I DO u G S 1 U G Sth U G S th
RO
1 R S // gm
求RO的电路
← ↓
7.1、复合管
复合管的组成：多只管子合理连接等效成一只管子。 目的：增大β，减小前级驱动电流;改变管子的类型。
1 2
NPN —NPN
NPN
PNP—NPN
PNP
一、复合管的等效ß
i E i B1 (1 1 )(1 2 )
二、复合管类型
1 2
基本放大电路
第二章 基本放大电路2.1 放大的概念和放大电路的主要性能指标 2.1.1 放大的概念以扩音机为例说明一下问题： 如图2.1.1所示：一、 放大电路放大的本质是能量的控制和转换。
二、 电子电路放大的基本特征是功率放大。
三、 放大电路组成的必要条件是存在能够控制能量的元件，即有源元件。
四、 放大的前提是不失真，即只有在不失真的情况下放大才有意义。
五、 放大电路的测试信号为正弦波，因为任何稳态信号都可以分解为若干频率正弦信号的叠加。
2.1.2 放大电路的性能指标一、 放大电路示意图：（图2.1.2）任何一个放大电路都可以看成一个两端口网络，解释放大电路作为负载相当于一个电阻，作为前级相当于电源。
二、 放大倍数i u uu U U A A 0== i i ii I I A A 0== i ui I U A 0= iiu U I A 0= 注： （1）在实测时，只有在不失真的情况下才有意义。
（2）当输入信号为缓慢变化量或直流变化量时，输入、输出量都用△表示，如：I u ∆、I i ∆。
三、 输入电阻 iii I U R =四、 输出电阻 （图2.1.3） L R U U R ⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=10'00，0U 与0U '分别代表空载和带负载时的输出电压的有效值。
解释输入、输出电阻在多级放大电路中的作用。
五、 通频带（图2.1.4）1． 通频带产生原因：放大电路中存在电容、电感及半导体器件结电容等电抗元件。
2． 通频带的定义：L H bw f f f -= 上限截止频率、下限截止频率。
3． 通频带的意义：用于衡量放大电路对不同频率信号的放大能力。
4． 通频带的宽窄根据实际情况而定。
六、 非线性失真系数1． 产生原因：放大器件具有非线性特性，线性放大范围有一定的限度，当输入信号幅度超过一定值后，输出电压将会产生非线性失真。
2． 定义：输出波形中的谐波成分总量与基波成分之比，+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=213212A A A A D七、 最大不失真输出电压1． 定义：当输入电压再增大就会使输出波形产生非线性失真时的输出电压。
放大电路的原理
放大电路的原理
放大电路的原理是基于利用放大器来增加输入信号的幅度。
放大器是一种能够增加信号电压、电流或功率的电子器件，其作用是将输入信号放大到所需的输出水平。
一种常见的放大电路是电压放大电路。
在这种电路中，输入信号经过放大器，放大器根据其设计原理（如共集电极、共射极或共基极）将输入电压放大，并输出到负载上。
放大器的输出信号的幅度将比输入信号的幅度大，从而实现信号的放大。
放大器一般由晶体管、场效应晶体管或操作放大器等器件构成。
通过调整放大器的电阻、电容或电感等元件的数值，可以实现不同程度的放大。
放大器的增益是一个重要参数，它衡量了输入信号放大后的增加倍数。
放大电路的原理也与反馈有关。
反馈通常用于控制放大器的增益和稳定性。
通过引入反馈回路，放大器的输出信号可以与输入信号进行比较，并调整放大器的增益来达到所需的放大效果。
总的来说，放大电路的原理是通过放大器将输入信号放大到所需的幅度。
放大器的类型和参数、反馈机制等都会影响放大电路的性能。
这些原理在各种电子设备和通信系统中起着重要作用，使得信号能够被有效地放大和传输。
第9章 基本放大电路复习题
电流串联
和 电流并联
。
12.射极输出器的主要特点是：电压放大倍数接近 1 , 输入电阻 大 ，输出电阻 小 。
第9章 基本放大电路复习题
三、填空题
13.共模抑制比是指 差模放大倍数/共模放大倍数 。
14.固定偏置共发射极放大电路，输出出现饱和失真，
其输出波形为： u0
；其原因是 IB太大 ；
改善波形失真应调节 固定偏置电阻RB增大
UCE UCC ICRC 121.56 3(V)
②(略)
③
Au
•
U0
•
Ui
-
RL' rbe
50
63 63 1.8
50 2 1.8
56
(√ )22.自由电子和空穴都是载流子。 (×)23.晶体管在使用时,只要耗散功率不超过PCM值,
晶体管就不会损坏。
(×)24.三极管的正常工作时只能工作在放大状态。
第9章 基本放大电路复习题
一、是非题(对的打√，错的打×)
(√ )25.带电阻负载的单级交流电压放大电路,交流负 载线和直流负载线一定相交于静态工作点Q点 上。
压ui为正弦波，它输出的电压 波形如图,若要改善输出波形,
uO 0
2
t
可采用___A___方法。
(A)增加RB (B)减小RB (C)减小RC (D)增加RC
第9章 基本放大电路复习题
二、选择题
10.检查放大器中的晶体管在静态时是否进入截止区,
最简便的方法是测量___D___。
(A)IB
(B)IC
(√ )18.N型半导体的主要载流子是电子。 (√ )19.三极管在电流放大状态，发射结一定正偏，
电子技术-基本放大电路
60
80
4
Q
2
6
0
uCE/V
iC / mA
0
t
uCE/V
UCEQ
iC
输出回路工作情况分析
失真分析：
为了得到尽量大的输出信号，要把Q设置在交流负载线的中间部分。如果Q设置不合适，信号进入截止区或饱和区，造成非线性失真。
失真——输出波形较输入波形发生畸变，称为 失真
RL
ui
uo
简单的共射极放大器
电容开路，画出直流通道
内容回顾
RB
+EC
RC
用估算法求静态工作点
Ic= IB
IE= Ic + IB = （+1）IB IC
内容回顾
电容短路,直流电源短路，画出交流通道
RB
RC
RL
ui
uo
内容回顾
用晶体管的微变等效电路代替晶体管，画出该电路的微变等效电路，并计算电压放大倍数、输入电阻、输出电阻
iC
uCE
uo
可输出的最大不失真信号
合适的静态工作点
ib
静态工作点过低，引起 iB、iC、uCE 的波形失真
ib
ui
结论：iB 波形失真
O
Q
O
t
t
O
uBE/V
iB / µA
uBE/V
iB / µA
IBQ
—— 截止失真
截止失真时的输出 uo 波形。
uo = uce
O
iC
t
O
O
Q
t
uCE/V
uA
小写字母、大写下标，表示全量。
ua
小写字母、小写下标，表示交流分量。
基本放大电路的工作原理
基本放大电路的工作原理
基本放大电路的工作原理是通过放大器将输入信号的幅值增加，从而产生一个更大幅值的输出信号。
放大电路通常由一个输入端、一个输出端和一个能够增加输入信号幅值的放大器组成。
在基本放大电路中，输入信号通过输入端进入放大器。
放大器中的电子器件（如晶体管）会根据输入信号的特性（如幅值、频率等）对电流或电压进行调节。
通过放大器的放大作用，输入信号的幅值会被放大，生成一个更大幅值的输出信号。
输出信号以与输入信号相同的形式通过输出端输出。
放大器的工作原理主要基于电子器件的非线性特性和反馈机制。
非线性特性可以导致输入信号的幅值在放大器中发生非线性变化，使输出信号的幅值增大。
反馈机制可以通过将部分输出信号反馈到输入端，对输入信号进行调节和修正，进一步增强放大效果。
总之，基本放大电路通过放大器使输入信号的幅值增加，并生成一个更大幅值的输出信号。
这个过程基于电子器件的非线性特性和反馈机制。
第6章 半导体三极管及放大电路--第9讲
IC = ICE+ICBO ≈ ICE IB = IBE- ICBO ≈ IBE IE = IB + IC
ICE 与 IBE 之比称为共 发射极电流放大倍数
C IC ICBO
IB
B RB EB IBE
ICE
N P N EC
ICE IC − ICBO IC β= = ≈ IBE IB + ICBO IB
U CC RC
(a)放大 放大
(b)截止 截止
(c)饱和 饱和
归纳二： 归纳二： 三极管结电压的典型值
工 饱和 管 型 UBE/V UCE/V 硅管(NPN) 0.7 硅管( ) 锗管( 锗管(PNP) −0.3 ) UBE/V 0.3 0.6 ~ 0.7 −0.1 −0.2 ~ −0.3 作 放大 状 态 截止 UBE/V 开始截止 可靠截止 0.5 −0.1 ≤0 0.1
6.1 晶体三极管
6.6.1 基本结构及电路符号
B E 二氧化碳保护膜 N型硅 型硅 B N型锗 型锗 P 铟球 C (b) 三极管的结构 (a)平面型； (b)合金型 平面型； 平面型 合金型 E P P型硅 N型硅 型硅 型硅 C (a) 铟球
发射结 发射极 E P
集电结 N 集电极 发射极 E C
截止区
12 UCE/V
型硅管， 对NPN型硅管，当 型硅管 UBE<0.5V时, 即已 时 开始截止, 开始截止 为使晶体 管可靠截止 , 常使 UBE≤ 0。截止时 集 。截止时, 电结也处于反向偏 ),此时 ),此时, 置(UBC< 0),此时 IC≈ 0, UCE≈ UCC 。
(3) 饱和区 集电结处于正向偏置( 当 UCE < UBE 时， 集电结处于正向偏置(UBC > 0)， ) 晶体管工作于饱和状态。 晶体管工作于饱和状态。 在饱和区， 在饱和区，βI ≥I ，
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集电极电流 I = βI =37.5 ×40×10-61=1.5mA C B
发射极电流
IE = ( 1+β)IB = 1.5mA IB = 40μA IC = 1.5mA UCE = 6V 返回
由图中Q点得:
9.3
9.3.1
放大电路的动态分析
微变等效电路法
1. 晶体管的微变等效电路 （1）输入特性曲线 iB 当输入信号很小时，在静态工
对于负载而言，放大电路相当于信号源(可以将 它进行戴维宁定理等效），等效电路的内阻就是输 出电阻，它也是动态电阻。
(1) 将信号源短路（ Ui=0）和输出端开 路从输出端看进去的电阻。r0 ≈ RC
(2)将信号源短路（ Ui=0）保留受控源， 输入端加电压（ U0）以产生电流 I0。
r0
U0
U CE U CC IC RC RC
返回
例题9.2
已知UCC=12V, RC=4kΩ, RB=300kΩ, β=37.5 。 （1）作直流负 载线；（2）求静态值。 [解]
（1）作直流负载线
IC (mA)
根据 UCE=UCC - RCIC
IC = 0 时 UCE=UCC
U CC RC
IB = 100μA
(1) 隔直作用
隔离输入.输出 与电路的直流 通道。 (2)交流耦合作用 能使交流信号
顺利通过。
共射极放大电路
返回
9.2
放大电路的静态分析
9.2.1 用放大电路的直流通路确定静态值
放大电路中各点的电压或电流都是在静态直 流上附加了小的交流信号。
电路中电容对交、直流的作用不同。如果电 容容量足够大，可以认为它对交流不起作用，即 对交流短路。而对直流可以看成开路，这样，交 直流所走的通道是不同的。 交流通道---只考虑交流信号的分电路。 直流通道 ---只考虑直流信号的分电路。 不同的信号可以在不同的通道进行分析。
VB不受温度变化的影响。
返回
（2）RE的作用 RB1 I1 IB RC
+UCC IC C
VE
2
U BE VB U E VB I E RE
C1
VB U BE定 性越好。但太大将
载电阻，也就是放大电路的输入电阻ri ，即
ri
Ui
Ii
输入电阻对交流而言是动态电阻。
返回
ri
Ui
Ii
Ib
Ic
Ii
RB // rbe
RL
RC
Ui
RB
rbe
IB
Uo
rbe
电路的输入电阻越大，从信号源取 得的电流越小，因此一般总是希望得到 较大的输入电阻。
返回
5. 放大电路输出电阻的计算
返回
1. 输入输出特性曲线
如图所示，(IBQ,UBEQ) 和( ICQ,UCEQ )分别对应 于输入输出特性曲线上的一个点，称为静态工作 点Q。 I IC
B
Q IBQ Q ICQ
UBE UCEQ UBEQ
UCE
输入输出特性曲线
返回
2. 直流负载线
UCC RC
IC
UCE= UCC – ICRC
Q
IB UCE UCC
T UCE
E
UCE = UCC – ICRC
=12 - 1.5 ×10-3 ×4×103
=6V
返回
9.2.2
用图解法确定静态值
电路的工作情况由负载线与非线性元件的 伏安特性曲线的交点确定。这个交点称为工作 点。 RC的直流负载线与晶体管的某条（由IB 确定）输出特性曲线的交点Q，称为放大电 路的静态工作点，由它确定放大电路的电压 和电流的静态值。
交流负载线反映动态时电流 iC和uCE的变化 关系视C2为短路，RL 与RC并联 ，所以交流负载 线比直流负载线要陡些。为了得到尽量大的输 出信号，要把Q设置在交流负载线的中间部分。 如果Q设置不合适，信号进入截止区或饱和区， 会造成非线性失真。
返回
（1）交流负载R’L
ic uce
ui
RB
RC
RL
返回
例题9.1
已知UCC=12V, RC=4kΩ, RB=300kΩ, β=37.5 , 试求 放大电路的静态值。 UCC [解] 根据直流通道可得出 IB = RB
+UCC RB IB RC
B C
IC
=
12 300×103
μA
+
-
IC = IB =37.5 ×0.04
= 1.5 mA
+ UBE-
式中
RL RC // RL
'
R'L 故放大电路的电压放大倍数 Au rbe Ui U0
输出端开路时
RC Au rbe
显然负载电阻RL越小，放大倍数越低。 Au还与β和rBE 有关。
返回
例题9.3
已知UCC=12V, RC=4kΩ, RB=300kΩ, β=37.5， RL=4kΩ ，试求电压放大倍数。 [解] 已求得 IC= 1.5mA ≈IE
3
Q1
IB = 80μA
IB = 60μA
UCE= 0 时
UCC 12 IC A 3mA 3 RC 4 10
1.5
Q
Q2
12
IB = 40μA IB = 20μA IB = 0
0
6
UCC
UCE (V)
可在图上作直流负载线。 返回
（2）求静态值
基极电流
U CC 12 IB 40 106 RB 300 103
uo
ic 1 uce R L
其中： R L RL // RC
返回
（2）交流负载线的作法
C
E CR
IC
交流负载线
Q
IB
UCE UCC
交流负载线比直流负载线
要陡, 斜率为:
1 R L
返回
2. 图解分析 ib
IB IC
ic
Q Q
ib
ui
UBE
UCE
由图可见，电压和电流都含有直流分量和交流分量。
总的效果是：
iC 温度上升 时，输出特 性曲线上移， 造成Q点上移。
Q1´ Q
uCE
返回
采用分压式偏置电路
+UCC
RB1 C1 V
B
（1）RB2的作用
I 2 I B
I1 RC IB
C2
I1 I 2
U CC RB1 RB2
ui
RB2
I2
RL RE CE
VB I 2 RB2
uo
RB2 U CC RB1 RB2
放大元件满足 iC = iB， T应工作在放大区，
+UCC RC ic C 2
RB C1 ib
即保证集电结反
u 偏，发射结正偏。 i
ie
uo
共射极放大电路 返回
2. 集电极电源 UCC作用 +UCC
RB C1 RC
集电极电
C2
源作用，是为
电路提供能量。
并保证集电结
反偏。
共射极放大电路
返回
3. 集电极负载电阻 RC作用
返回
iC
2. 图解分析 ib
Q
合适的静态工
作点可输出最大的
不失真信号，输出
uCE uo
电压与输入信号反 相。
返回
3.非线性失真 iC
(1) Q点过低，信 号进入截止区
Q
uCE uo 称为截止失真
返回
3.非线性失真 iC
Q
(2) Q点过高， 信号进入饱和区
uCE uo 称为饱和失真
返回
结论
（1）交流信号的传输情况
返回
1. 直流通道
将电路中的隔直
电容C1、C2开路，直 流通道的简化电路如 图所示。
+UCC RB IB
T
RC
IC
UCE
直流通道的简化电路 返回
2. 静态时 ①基极电流 IB = UCC - UBE
RB
当UBE << UCC时 ②集电极电流
③集-射极电压
U CC IB RB
IC = I B UCE= UCC - RCIC
I0
返回
例题9.4 已知U0O=4V, RL=6kΩ, U0L=3V, 求放大电路的输出 电阻。放大电路同上图。
[解] 放大电路对负载来说，是一信号源，可用等效电 动势E0和内阻r0表示。等效电源的内阻即为输出电阻。 输出端开路时 输出端接上负载电阻时 由上列两式可得出 本例中
U 00 E 0
第9讲 基本放大电路
•
湘潭大学
职业技术学院
返回
目
9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 9.6 9.7 9.8 9.9
录
基本放大电路的组成 放大电路的静态分析 放大电路的动态分析 静态工作点的稳定 射极输出器 放大电路中的负反馈 放大电路的频率特性 多级放大电路及其级间耦合方式 差动放大电路
9.1
iC
ib
U CE
U CE
uCE
输出端相当于一个受 ib控制的电流源。 输出端还等效并联一 个大电阻rce。
返回
输出电阻rce iC
iC
U CE uCE rce I C iC
在小信号的条件下， rce也是一个常数。阻值很 高，约为几十到几百kΩ。
uC
E
在后面微变等效电路中，