电工电子教程

等效：从线性电路的三个引出端看进去， 其电压、电流的变化关系和原来的三极管一样。
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据此可得小信号模型（如图2.3.13所示 ）
h11e
h12e
h21e h22e
图2.3.13 晶体管的H参数模型
• h 参数都是小信号参数，即微变参数或交流参数。 • h 参数与工作点有关，在放大区基本不变。 • h 参数都是微变参数，所以只适合对交流信号的分析。
+VCC
Rc
+ C2
+ VT
RL
uo
克服了原理电路的缺点, 比较实用。
-
-
阻容绍了以下基本内容： ➢ 放大的基本概念：放大的对象是动态信号（变化量）、放大 的本质是能量的控制与转换、其特征是功率放大、放大的前提 是不失真、放大的必备元件是有源器件（晶体管） ➢ 放大电路的组成原则：合适的静态工作点；工作在放大区 ➢ 放大电路的主要性能指标：放大倍数、输入电阻、输出电阻 ；最大不失真输出电压；非线性失真系数；上、下限截止频率 和通频带；最大输出功率和效率等 。
曲线上的点（UCEQ,ICQ)，称之为静态工作点Q。
（2）设置静态工作点的必要性 放大的对象是动态信号，但前提是不失真。若去掉直
流偏置，根据图(b)所示动态工作情况，在ui负半周以及ui 正半周其幅值小于晶体管发射结的导通电压时，晶体管截 止，输出电压不变，即动态电压为0，所以造成了严重的 失真，从这个意义上讲，设置静态工作点是十分必要的。 此外，静态工作点的设置，还影响到其它动态参数，必须 合理设置静态工作点。
12 3. 图解法的步骤
（一）画输出回路的直流负载线 （二）估算 IBQ，确定Q 点，得到 ICQ和 UCEQ （三）画交流负载线 （四）求电压放大倍数
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（3）非线性失真分析和最大不失真输出电压
①波形的失真：
饱和 失真
截止 失真
由于放大电路的工作点达到了三极管 的饱和区而引起的非线性失真。对于NPN管， 输出电压表现为底部失真。
即 iC -ICQ = (-1/RL)( vCE – VCEQ)
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过输出特 性曲线上的Q点 做一条斜率为-
1/RL 直线，该
直线即为交流 负载线。如图5 所示
思考题： 直接耦合放大电路的交流负载线是否和图5所示的相同？
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图2.3.7 动态工作情况
• 动态工作情况如图2.3.7所示。 思考题： （1）动态工作时， iB、 iC的实际电流方向是否改 变？vCE的实际电压极性是否改变？（2）是否可以从图2.3.7 中求出电压放大倍数？
★ 放大电路组成原则： 1.三极管必须工作在放大区。 2. 有合适的静态工作点。
原理电路缺点: 1. 需要两路直流电源,既不方便也不经济。 2. 输入、输出电压不共地。
★ 单管共射放大电路的改进电路
C1、C2 是隔直或耦合电容，
Rb
RL是放大电路的负载电阻，
C1 +
省去了基极直流电源VBB 。
+ ui
VBEQ= VBE(on)，硅管：0.6-0.7V；锗管：0.2-0.3V
ICQ= IBQ
(2)
ICQ= IC1- IC2 V=CE(QV=C(CV-CVC/CRE)c/-RIcC- QV)C(ER/Rc/L/ RL)
(3) 思考题：
图所示阻容耦合放大 电路的Q点表达式如何？
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（2）动态分析
晶体管的小信号模型 • 建立小信号模型的意义：处理三极管的非线性问题。由 于三极管是非线性器件，这样就使得放大电路的分析非 常困难。建立小信号模型，就是将非线性器件做线性化 处理，从而简化放大电路的分析和设计。 • 小信号模型适用条件：微小交流输入信号，晶体管工 作于线性区。
放大电路，其输入电阻Ri= 1M ，输出电阻Ro= 10 ，开路 电压增益为1，则此时扬声器上的电压和功率各为多少？
放二大、电放大路电的路组的成工作及原各理元件的作1用
Rb、 VBB ：基极电阻
和基极电源，给输入回
路的提供静态工作点。
晶体管：起放大作用的核 心元件。
Rc、 VCC ：集电极电阻
和集电极电源，给输出回
VCC升高时, Q点移向右上方,Uom增大， 三极管静态功耗也增大。
β2> β1
Q2 Q1
VCC uCE β 增大时， 特性曲线上移， Q点移近饱和区。
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2.4微变等效电路分析法
（1）静态分析（求Q）
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已知三极管的 值时，用等
效电路分析法。
• 首先，画出直流通路，以直接耦合共射放大电路为例。
思考题： 在图 2.3.12 所示阻容耦合放大电路中： （1）增大Rc 时，交流负载线将如何变化？Q点怎样变化？ （2）增大Rb时，交流负载线将如何变化？Q点怎样变化？ （3）减小VCC时，交流负载线将如何变化？Q点怎样变化 ？ （4）减小RL时，交流负载线将如何变化？Q点怎样变化？
3. 分析电路参数对静态工作点的影响
电工电子教程
2020年5月26日星期二
一、放大电路的概念和组成
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放大的概念
放大的对象：变化量。 放大的本质：能量的控制和转换。 放大电路的特征：功率放大。 放大电路的必备元件：晶体管 放大的前提：不失真。
输出信号的能量实际上是由直流电源提供的，只是经过三极 管的控制，使之转换成信号能量，提供给负载。
vCE、iB等。 • 小写字母、小写下标表示纯交流量。如，vce、ib等。 • 上方有圆点的大写字母、小写下标表示相量。如
、 等。
例题
例2.1.1 某电唱机拾音头内阻为1M，输出电压为1V（ 有效值），如果直接将它与10 的扬声器相接，扬声器上的 电压和功率各为多少？如果在拾音头和扬声器之间接入一个
适用条件:
Uo没有明显失真
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（2）输入电阻： 对电压源形式的信号源，放大电路的输入电压：
所以，输入电阻越大，信号电压损失越小，输入电阻越大越好。 所以，输入电阻越小，信号电流损失越小。
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（3）输出电阻: 输出电阻是表明放大电路带负载的能力，Ro大表明放大电路带负 载的能力差，反之则强。
Uo为输出开路(空载)时电压有效值 Uo为带负载后的输出电压有效值
•
输出：增大Rc
• 饱和失真：输入：减少VBB，增大Rb
•
输出：减少Rc
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放大电路动态范围如图2.3.11所示
放大电路要想 获得大的不失真
图2.3.11 最大不失真输出电压
输出幅度，要求
：
• 工作点Q要设置 在输出特性曲线
放大区的中间部
位；
• 要有合适的交 流负载线。
Vom=min{Vom1， Vom2}
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（4）通频带：用于 衡量放大电路对不同 频率信号的放大能力 。 如图
所示。 通频带（带宽）
其中
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设中频电压放大倍数以
来表示。
在信号频率下降到一定程度时，放大倍数的数值明显下
降，使放大倍数的数值等于0．707倍
的频率称为下
限截止频率fL。信号频率上升到一定程度，放大倍数数值
也将减小，使放大倍数的数值等于0．707倍
Vom2
Vom1
利用上述学过知识分析例题2.3.1
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（4）图解法的适用范围
图解法的特点是直观、形象，但要求实测晶体管的输 入、输出曲线，而且用图解法进行定量分析的误差较大。 图解法适于分析输出幅值较大、频率较低的情况。实际应 用中，常用于静态工作点位置、最大不失真输出电压和失 真情况分析，另外在大信号工作时，往往也采用图解法。
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放大电路的性能指标
放大电路是一个双口网络。从端口特性来研究放大 电路，可将其等效成具有某种端口特性的等效电路。
（1）放大倍数及增益 电压放大倍数： （无量纲）
电流放大倍数： （无量纲）
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对于小功率放 大电路，人们往往 只关心上述单一指 标的放大倍数，而 不研究其功率放大 能力。本章着重讨 论电压放大倍数。
输出电阻的大小，影响到输出到负载信号的大小。当放大电路 输出端等效为电压源时，输出电阻越小，则负载获得的输出电 压越大；当放大电路输出端等效为电流源时，输出电阻越大， 则负载获得的输出电流越大。
输入电阻和输出电阻，都描述了电子电路相互连接时对信号 所产生的影响。直接或间接地影响到放大电路的放大能力。
放大电路的工作原理
(a)ui=0 静态（ 直流工作状态） 工作情况
(b) ui=sint 动态
（交流工作状态 ）工作情况
iB=IBQ+ib iC=ICQ+ic uCE=UCEQ+uce uo=uce
设置静态工作点的必要性
（1）静态工作点 ui=0时，输入特性曲线上的点（UBEQ,IBQ) 和输出特性
由于放大电路的工作点达到了三极管 的截止区而引起的非线性失真。对于NPN管， 输出电压表现为顶部失真。
注意：对于PNP管，由于是负电源供电，失真的 表现形式，与NPN管正好相反。
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截止失真
图 2.3.8 放大器截止失真
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饱和失真
图 2.3.9 放大器饱和失真
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波形失真的解决办法：
• 截止失真：输入：增大VBB，减少Rb
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第二章 半导体三极管及放大电路
2.3图解法分析放大电路
图解法求静态工作点
动态分析
2.3图解法分析放大电路 1
给定输入输出特性曲线， 求解（1）静态Q；（2）动态参数：Au
（1）直流通路：直流电源作用下直流电流流经的通路， 用于研究静态工作点。对于直流通路：电容视为开路； 电感视为短路；信号源视为短路，但保留其内阻。
路提供静态工作点，保证
晶体管处在线性放大区。
同时， Rc 还是集电极负