第九章 基本放大电路(1)
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
第九章运算放大电路
类型：同相求和和反相求和。
方法：引入深度电压并联负反馈或电压串联 负反馈。这样输出电压与运放的开环 放大倍数无关，与输入电压和反馈系 数有关。
27
加法运算电路
1. 反相加法运算电路 ui2 ii2 R12 if RF
因虚断，i– = 0 所以 ii1+ ii2 = if
ro
＋
Avo(vp-vN)
－
vo
开环电压放大倍数高(104-107)； 输入电阻高（约几百KΩ）； 输出电阻低（约几百Ω）； 漂移小、可靠性高、体积小、重量轻、价格低 。
8
四 电压传输特性 uo= f (ui)
uo 近似特性 U＋
-Uds
实际特性
O Uds up-un
-U-
分三个区域： ①线性工作区：
)u
ui1 u R21
ui2 u R22
i
0
ui1 ui2
u
R22 R21 R22
ui1
R21 R21 R22
ui 2
RF
R1
–
u+ + +
R21
+ uo –
R22 平衡电阻：
R21 // R22 = R1 // RF
uo
(1
RF R1
)( R22 R21 R22
ui1 ii1 R11
– +
+
+ R2
R2= R11 // R12 // RF
uo –
若 R11 = R12 = R1
则：uo
若 R1 =
基本放大电路
B .共漏组态）A u比较大，_A uB .共漏组态）定小于1的是_____ ，输B.共漏组态）A大应选用______ ，希望带负载能力强应选用,希望输出电压与输入电压同相应选用题目部分：一、选择题（15小题）（02分）1.从括号内选择正确答案，用A、B、C…填空。
在某双极型晶体管放大电路中，测得U BE（680 20sin t）mV ,i B （50 20sin t）^A,则该放大电路中晶体管的「be ________ （A. 13.6 K Q , B. 34K Q, C. 0.4 K Q D . 1 K Q, E. 10K Q K Q）,该晶体管是_____ 。
（F.硅管，G.锗管）。
（02分）2•从括号内选择正确答案，用A、B、C…填空。
在某双极型晶体管放大电路中，测得U BE（280 20sin t）mV ,i B （40 20sin t）^A,则该放大电路中晶体管的「be __________________ （A. 7 K Q, B . 5 K Q, C . 1 K Q, D . 0.5 K Q E. 14 K Q）,该晶体管是_________ 。
（F.硅管，G .锗管）。
（03分）3•判断下列计算图示电路的输出电阻R o的公式哪个是正确的。
A. R o R eB. R o R e // R L「be r be R bC. R0艮〃 JD. R0 R e // -be b1 1E . R g R e //rbe// Rb1（03分）4.选择正确答案用A、B、C填空。
（A.共射组态， B .共集组态，C .共基组态）在共射、共集、共基三种组态的放大电路中_的电压放大倍数代一定小于1,—的电流放大倍数A一定小于1, ________ 的输出电压与输入电压反相。
（02分）5.选择正确答案，用A、B填空。
（A.共源组态，在共源组态和共漏组态两种放大电路中， ________ 的电压放大倍数输出电阻比较小。
(完整word版)放大电路的工作原理和三种基本放大组态
放大电路的工作原理和三种基本放大组态放大电路里通常是晶体三极管、场效应管、集成运算放大器等，这些器件也称为有源器件。
共射放大电路如图所示。
V cc是集电极回路的直流电源，也是给放大电路提供能量的，一般在几伏到几十伏范围，以保证晶体三极管的发射结正向偏置、集电结反向偏置，使晶体三极管工作在放大区。
R c是集电极电阻，一般在几 K 至几十K 范围，它的作用是把集电极电流i C的变化变成集电极电压u CE的变化。
V BB是基极回路的直流电源，使发射结处于正向偏置，同时通过基极电阻R b提供给基极一个合适的基极电流I BQ，使三极管工作在放大区中适当的区域，这个电流I BQ常称为基极偏置电流，它决定着三极管的工作点，基极偏置电流I BQ是由V BB和基极电阻R b共同作用决定的，基极电阻R b一般在几十KΩ至几百KΩ范围。
如在输入端加上一个较小的正弦信号u i , 通过电容C1加到三极管的基极，从而引起基极电流i B在原来直流I BQ的基础上作相应的变化，由于u i是正弦信号，使i B随u i也相应地按正弦规律变化，这时的i B实际上是直流分流I BQ和交流分量i b迭加后的量。
同时i B的变化使集电极电流 i C 随之变化，因此i C也是直流分量I C和交流分量i c的迭加，但i C要比i B大得多（即β倍）。
电流i C在电阻R C上产生一个压降，集电极电压u CE =V CC－i C R L，这个集电极电压u CE也是由直流分量I C和交流分量 i C两部分迭加的。
这里的 u CE和 i C相位相反，即当 i C增大时, u CE减少。
由于C 2的隔直作用，使只有 u CE的交流分量通过电容C2作为放大电路的输出电压u O。
如电路参数选择适当，u O要比 u I的幅值要大得多，同时 u I与 u O的相位正好相反。
电路中各点的电流、电压波形如图所示。
放大电路的图解法放大电路有三种主要分析方法：一是图解法，二是微变等效电路法，三是计算机辅助分析法。
基本放大电路习题解答
第2章自测题、习题解答自测题2一、在括号内用“”或“X”表明下列说法是否正确。
（1）只有电路既放大电流又放大电压，才称其有放大作用；（）（2）可以说任何放大电路都有功率放大作用；（）（3）放大电路中输出的电流和电压都是由有源元件提供的；（）（4）电路中各电量的交流成份是交流信号源提供的；（）（5 ）放大电路必须加上合适的直流电源才能正常工作；（）（6）由于放大的对象是变化量，所以当输入信号为直流信号时，任何放大电路的输出都毫无变化；（）（7）只要是共射放大电路，输出电压的底部失真都是饱和失真。
（）解：（1 ）X （2）V （3）X （4）X （5）V （6）X （7）X试分析图所示各电路是否能够放大正弦交流信号，简述理由。
设图中所有电容对交流信号均可视为短路。
解：（a ） 不能。
因为输入信号被直流电源U BB 短路。
（b ） 可能。
（c ） 不能。
因为输入信号作用于基极与地之间，不能驮载（叠加）在静 态电压之上，必然失真。
（d ） 不能。
晶体管将因发射结电压过大而损坏。
（e ） 不能。
因为输入信号被C 2短路。
（f ） 不能。
因为输出信号被U CC 短路，恒为零。
（g ） 可能。
（h ） 可能。
（i ） 不能。
因为T 截止。
已知U cc = 12V ,晶体管的=100 , R b = 100k Q 。
填空：要求先填文字表达式后填得数。
（1）当U j = 0V 时，测得U BEQ =，若要基极电流I BQ = 20 A ,则R b 和R W 之和R b = ____ k Q; 而右测得 U CEQ = 6V ,贝~ ____________________________ k Qo （2）若测得输入电压 有效值U i =5mV 时，输出电压(d> to m(g!1 (h) (0图 T2- 2在图T2 — 3所示电路中,有效值U ° =, 则电压放大倍数 A = __________________ 沁 ____ 。
模拟电子技术ppt课件
一、主要技术指标 1. 最大输出功率Pom 输出功率 PO ：输入为正弦波且不失真 。
注：交流功率，PO=UOIO POm=UOmIOm
第九章 功率放大电路
2. 转换效率η
直流功率：直流电源 电压和其输出电流平 均值的乘积
二、功率放大电路中的晶体管
晶体管工作在极限应用状态（ICM ; U(BR)CEO ; PCM）。 大功率管，散热，保护
静态：
动态：
电容电压 ：
T1导通，T2截止 T2导通，T1截止
甲乙类工作状态
第九章 功率放动态电阻很小，R2 的阻值也较小。
第九章 功率放大电路
若静态 工作点 失调， 如虚焊
第九章 功率放大电路
三、OCL电路的输出功率和效率
-Vcc
第九章 功率放大电路
二、集电极最大电流
第九章 功率放大电路
三、集电极最大功耗
四、参数选择：
第九章 功率放大电路
9.4 功率放大电路的安全运行
9.4.1 功放管的二次击穿 9.4.2 功放管的散热问题
第九章 功率放大电路
9.4 功率放大电路的安全运行 9.4.1 功放管的二次击穿
第九章 功率放大电路
9.4.2 功放管的散热问题
有效值： 最大输出功率：
第九章 功率放大电路
若忽略UCES： 在忽略基极回路电流的情况下,电源提供的电流
第九章 功率放大电路
电源在负载获得最大交流信号时所消耗的平均功率：
若忽略UCES：
第九章 功率放大电路
两种互补功率放大电路性能指标的比较：
OCL电路
OTL电路
第九章 功率放大电路
四、 OTL电路中晶体管的选择 一、最大管压降
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。
9基本放大电路
周测9基本放大电路一、单项选择题：（每题2分，共30分）（）1.基本放大电路的核心元件是________A.二极管B.电容C.三极管D.基极偏置电阻R B（）2.输出信号被放大的条件是被________放大了。
A.电压B.电流C.功率D.不确定（）3.基本放大电路中，电阻将电流放大转换为电压放大是________。
A.基极电阻R BB.集电极电阻R CC.输入电容D.输出电容（）4.NPN型三极管放大器中，若三极管的基极与发射极之间的电压为零，则________A.三极管处于击穿状态B.三极管处于饱和状态C.三极管处于放大状态D.三极管处于截止状态（）5.在基本放大电路中，输入耦合电容C，的作用是________A.通直流和交流B.隔直流通交流C.隔交流通直流D.隔交流和直流（）6.描述放大器对信号电压的放大能力，通常使用的性能指标是________A.电流放大倍数B.功率放大倍数C.电流增益D.电压放大倍数（）7.在共射极单管低频电压放大电路中，输出电压应视为________A.V o=icRcB.V o=-icRcC.V o=IcRcD.V o=-IcRc（）8.放大器把信号放大，其能量供给情况是________A.品体管把交流能量进行放大B.晶体管把小能量进行放大C.把直流电源提供的能量转换成交流信号D.放大器不消耗电能（）9.在放大电路中，交直流电压电流用表示________A.I b、I C、VceB.I B、I C、V CEC.i B、i C、V CED.Ib 、ic 、Vce（）10.放大器外接一负载电阻R L后，输出电阻R O将________A.增大B.减小C.不变D.等于R L（）11.下列各种情况均会使放大器的静态工作点发生变动，________不属于不稳定因素。
A.三极管参数变化B.调整偏置电阻C.工作环境温度变化D.电源电压变化（）12.放大电路在未输入交流信号时，电路所处于工作状态是________A.静态B.动态C.放大状态D.截止状态（）13.放大器的通频带指的是________A.上限频率以下的频率范围B.下限频率以上的频率范围C.下限频率以下的频率范围D.上下限频率之间的频率范围（）14.放大器的功率增益定义式为________A.A P=Po/P1B.G P=20lgA PC.G P=20lg（Po/P1（D.Gp=10lgA P（）15.画交流通路时________A.把电容视为开路，电源视为短路B.把电源和电容都视为开路B.把电容视为短路，电源视为开路 D.把电源和电容都视为短路二、判断题：（每题2分，共20分）（）1.基本放大电路在正常工作时只有交流量。
基本放大电路
IB
IC
IB
Q
IC
UBE
UBE
Q IB
UCE
UCE
直流负载线
VCC
UCE=VCC–ICRC
IC
RC
静态IC
Q IB
UCE
静态UCE VCC
由估算法求出IB， IB对应的输出特
性与直流负载 线的交点就是 工作点Q
三、电路参数对静态工作点的影响
1. 改变 RB，其他参数不变
iB
iC
VBB
R B iB Q 趋近截止区；
晶体管放大电路的组成 及其工作原理
共射基本放大电路的组成 及其工作原理
共射基本放大电路的组成及其工作原理
一．放大原理
三极管工作在放大区：
发射结正偏，
集电结反偏。
放大原理：
VBB
UI
•
Ui
→△UBE
→△IB →△IC（b△IB
）
•
→△UCE（-△IC×Rc）→ Uo
电压放大倍数：
•
•
Au =
Uo
•
当放大电路的输入信号电压很小时，就可以把三极 管小范围内的特性曲线近似地用直线来代替，从而可 以把三极管这个非线性器件所组成的电路当作线性电 路来处理。
小信号模型如下：
iB b
c iC
vBE
vCE
e
BJT双口
网络
• b ib 是受控源 ，且为电流
控制电流源(CCCS)。
(RL= RC // RL)
选择工作点的原则： 当 ui 较小时，为减少功耗和噪声,“Q”可设得 低一些；
为提高电压放大倍数，“Q”可以设得高一些；
为获得最大输出，“Q” 可设在交流负载线中点。
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，
功率放大电路习题
功率放大电路习题第九章功率放大电路1.与甲类功率放大器相比较，乙类互补推挽功放的主要优点是b 。
(a)无输出变压器(b)能量转换效率高(c)无交越失真2.所谓能量转换效率是指b_5(a)输出功率与晶体管上消耗的功率之比(b)最大不失真输出功率与电源提供的功率之比(c)输出功率与电源提供的功率之比3.功放电路的能量转换效率主要与c有关。
(a)电源供给的直流功率(b)电路输出信号最大功率(c)电路的类型4.甲类功率放大电路的能量转换效率最高是a—。
(a) 50% (b) 78.5% (c) 100%5.甲类功率放大电路(参数确定)的输岀功率越大，则功放管的管耗c_。
(a)不变(b)越大(c)越小6.对甲类功率放大电路(参数确定)来说，输出功率越大，则电源提供的功率a，(a)不变(b)越大(c)越小7.甲类功率放大电路功放管的最大管耗出现在输出电压的幅值为aa(a)零时(b)最大时(c)电源电压的一半8.甲类功率放大电路功放管的最小管耗出现在输出电压的幅值为(a)零时(b)最大时(c)电源电压的一半9.乙类互补推挽功率放大电路的能量转换效率最高是b_o(a) 50% (b) 78.5% (c) 100%10 .乙类互补推挽功率放大电路在输出电压幅值约等于—a时，管了的功耗最小。
(a) 0(b)电源电压(c) 0.64倍电源电压11.乙类互补推挽功率放大电路在输出电压幅值约等于c 时，管子的功耗最大。
(a) 0(b)电源电压(c) 0.64倍电源电压12.乙类互补功放电路存在的主要问题是c。
(a)输出电阻太大(b)能量转换效率低(c)有交越失真13.为了消除交越失真，应当使功率放大电路的功放管工作在b—状态。
(a)甲类(b)甲乙类(c)乙类14.乙类互补功放电路中的交越失真，实质上就是c o(a)线性失真(b)饱和失真(c)截止失真15.在乙类互补推挽功率放大电路中，每只管了的最大管耗为___ C ________ O(a) (b) (c)16.设计一个输出功率为20W的功放电路，若用乙类互补对称功率放大，则每只功放管的最大允许功耗PCM至小应有b c(a) 8W (b) 4W (c) 2W17.乙类互补推挽功率放大电路中，若电源电压为VCC，放大管的饱和压降为U CES,那么放大管的最大管压降为b_°(a) (b) (c)18.乙类互补推挽功率放大电路中，流过放大管的最大电流为C 0(a) (b) (c)19.乙类互补推挽功率放大电路中的最大输出电压为b o(a) (b) (c)20.乙类互补推挽功率放大电路最大输出功率为b—。
基本放大电路
极管工作在线性区，以保证信号不失真。
IB IB Q UBE UBE
IC Q
IC
IB
UC建 立 正 确 的 静 态 ？
工 作 点 合 适
工 作 点 偏 低
四、基本共射放大电路的工作原理及波形分析
+ VC C
R b1 Cb 1
ui iB
iC
Rc
Cb 2
uCE uo
uo Ro = 1 RL u o
ii
+
io
+
RS uS 信号源
放大电路 Ri
+
+
ui +
Ro uo
+
uo +
RL
Ri
Ro
负载
输出电阻是表明放大电路带负载能力的，Ro越小， 放大电路带负载的能力越强，反之则差。
4、通频带
A Am 0.7Am
放大倍数随频率变 化曲线——幅频特 性曲线
uo比ui幅度放大且相位相反
三极管放大作用
变化的 i c 通过Rc 转变为 变化的输出
ui
C1
uBE
iB
iC (β iB )
iRcRC uCE
+VCC Cb2 T RL
+
C2
uo
Rb Cb1
+
Rc
+
ui +
uo -
结论： 1、uo 与ui反相 2、电流放大
RC
电压放大
放大电路的两个特点： 1、非线性 2、交直流共存
通过输出特性曲线上的Q点做一条直线，其斜 率为-1/R’L
其中 R'L= RL∥Rc， 是交流负载电阻。
基本放大电路
放 大 电 路 分 析
静态分析
(IBQ，UBEQ)
( ICQ，UCEQ )
估算法—利用静态等效电路
图解法—利用晶体管特性曲线
动态分析
（Au，ri，ro）
微变等效电路法 图解法
(15-24)
一.直流通路和交流通路: 在放大电路工作在动态时，“交、直流共存”， 但“通路有别”。 直流通路：直流电流所流经的通路。 用于静态分析。对于直流通路：电容视为开路； 信号源视为短路但保留其内阻. 交流通路：交流电流所流经的通路。 用于动态分析。对于交流通路：大容量电容（耦 合电容、旁路电容等）视为短路；直流电源视为 短路。
iB
iB
iC h21 iB
U CE
uCE
O
uCE
晶体管的c、e之间可用 一个受ib控制的电流源 等效代替。
⑷输出电导(c-e间的动态电阻） iC 1 h22 iB uCE rce rce越大，恒流特性越好；
(15-39)
2、简化的h参数等效模型
I b U be I c
注意：必须分清直流通路和交流通路以及各自的用途
(15-25)
2.3.1放大电路的静态分析
静态分析的目的: 确定放大电路的静态值. ---静态工作点Q ：(IBQ、UEBQ)(ICQ、UCEQ )。 所用电路：放大电路的直流通路。 设置Q点的目的： 使放大电路的放大信号不失真. 两种分析方法: 估算法、图解法
在小信号工作时，各增量之间满足线性关系,用信 号的增量（或向量）来代替偏导数。 I c I b
U be
+
-
+ U ce -
晶体管的h参数等效模型
(15-37)
模拟CMOS集成电路设计(拉扎维)第九章运算放大器
合理安排元件的位置，使它们在版图上相对集中， 以减小连线误差和寄生效应。
方向匹配
确保同一类型的元件具有相同的旋转方向，以减 小失配误差。
防止噪声干扰
01
02
03
隔离噪声源
将噪声源与敏感电路隔离， 以减小噪声干扰。
滤波器设计
在版图中加入适当的滤波 器，以减小信号中的噪声 成分。
接地措施
合理接地，减小地线阻抗 和电位差，以减小噪声干 扰。
在数字电路中的应用
模拟数字转换器（ADC）
运算放大器在ADC中用于放大模拟信号并将其转换为数字信 号。
数字模拟转换器（DAC）
运算放大器在DAC中用于将数字信号转换为模拟信号，实现 数字控制和调节。
在信号处理中的应用
信号调理
运算放大器用于信号的放大、缩小、隔离和缓冲，以适应后续的 信号处理或测量设备。
模拟cmos集成电路设计(拉扎维)第九章
运算放大器
$number {01}
目 录
• 运算放大器概述 • 运算放大器的基本结构和工作原
理 • 运算放大器的应用 • 运算放大器的设计流程 • 运算放大器的版图设计技巧 • 运算放大器的实际应用案例分析
01
运算放大器概述
定义与功能
定义
运算放大器是一种具有高放大倍数、 高输入电阻和低输出电阻的直接耦合 放大电路，通常由两个晶体管组成。
运算放大器的主要参数
增益
01 运算放大器的放大倍数，通常
用开环增益表示。
带宽
02 运算放大器能够处理的信号频
率范围，通常用单位Hz表示。
输入电阻
03 运算放大器的输入端电阻，通
常用MΩ表示。
输出电阻
专题9 基本放大电路
专题9 基本放大电路一、单项选择题1.（2019年高考题，第15题）如图所示，已知R b1＝80 kΩ，R b2＝40 kΩ，R c＝R e＝R L ＝2 kΩ，U CC＝12 V，U BEQ≈0，β＝50，估算电路的静态工作点U CEQ为（）A．8 V B．6 V C．4 V D．2 V2.（2019年高考题，第16题）如图所示，在正常放大状态下，如果断开负载电阻R L，则电路的电压放大倍数将（）A．变为0 B．减小 C．不变 D．增大第15、16题图3.（2018年高考题，第16题）16．分压式偏置放大电路，输入1 kHz正弦信号，输出电压波形出现底部削平失真，为消除失真，正确的调整方法是( )A．增大R C的值 B．减小下偏置电阻R B2的值C．减小上偏置电阻R B1的值 D．更换β大的管子4.（2018年高考题，第18题）关于固定式偏置放大电路与分压式偏置放大电路，下列说法错误的是( )A．都具有电压放大作用B．都具有电流放大作用C．输出电压与输入电压反相D．固定式偏置放大电路比分压式偏置放大电路静态工作点更稳定5.（2017年高考题，第15题）由NPN型三极管构成的基本共射放大电路中，当输入正弦交流信号处于负半周时，示波器显示输出电压信号削波失真，则该放大电路可能产生的失真是 ( )A．饱和失真 B．交越失真 C．截止失真 D．频率失真6.（2017年高考题，第16题）关于固定偏置式基本放大电路，下列说法错误的是 ( )A．输出电压与输入电压反相 B．电压放大倍数略小于1C．采用共发射极连接方式 D．具有电压放大的作用7.（2019年第一次联考题，第15题）固定偏置共发射极放大电路的静态工作点随温度升高( )A．基本保持不变 B．沿交流负载线上移C．沿直流负载线上移 D．以上说法都不对8.（2019年第二次联考题，第14题）在电压放大电路的上限截止频率，电压增益比中频区增益下降3 dB，这时在相同输入电压条件下，输出电压为中频区的倍( ) A．1 B．0.5 C．1.414 D．0.7079.（2019年第二次联考题，第16题）在如图所示的放大电路中，下列说法不正确的是( )A．有电流放大作用，没有电压放大作用 B．输入电阻大，输出电阻大C．这是一种共集电极接法的放大器 D．引入了电压串联负反馈第16题图10.（2019年第三次联考题，第16题）描述放大器对信号电压的放大能力，通常使用的性能指标是 ( )A．电流放大倍数 B．功率放大倍数C．电流增益 D．电压放大倍数11.（2019年第三次联考题，第17题）下列关于固定偏置式基本放大电路的说法，错误的是 ( )A．输出电压与输入电压反相 B．采用共发射极连接方式C．具有电压放大的作用 D．电压放大倍数略小于112.（2019年第三次联考题，第18题）在分压式偏置放大电路中，除去射极电阻R E的旁路电容C E，将导致 ( )A．电压放大倍数减小 B．静态工作点改变C．电压放大倍数增大 D．输出电阻变化13.（2018年第一次联考题，第12题）在固定偏置共射放大器中，为了使放大电路Q点上移，应使放大电路中偏置电阻R b的值( )A．增大 B．不变 C．减小 D．以上均不对14.（2018年第一次联考题，第14题）在如图所示电路中，R i为其输入电阻，R S为常数，若要减小低频段放大倍数下降的程度，应( )A．减小C，减小R iB．减小C，增大R iC．增大C，减小R iD．增大C，增大R i第14题图15.（2018年第一次联考题，第19题）将水库中水位的变化经传感器转换为连续变化的电信号，需要用进行放大 ( )A．阻容耦合放大器 B．变压器耦合放大器C．直接耦合放大器 D．以上三种都可以16.（2018年第二次联考题，第14题）某放大电路电压放大倍数A u＝－100，则其增益大小为( )A．40 B．－40 C．20 D．－2017.（2018年第二次联考题，第15题）在固定偏置放大电路中，若输出波形出现顶部削平失真，应采取的措施是( )A．减小R b的阻值 B．增大R b的阻值C．减小R c的阻值 D．改变三极管电流放大系数18.（2018年第三次联考题，第13题）在单管共射极放大电路中，当输入端加入正弦电压u i时，输出电压u o波形出现截止失真，波形如图所示，则该放大电路的晶体管是( )第13题图A．NPN型 B．PNP型 C．NPN型和PNP型都可以 D．无法判断19.（2018年第三次联考题，第14题）希望向前级或信号源索取的电流小，可选用( )A．共射接法 B．共集电极接法 C．共基接法 D．任何接法20.（2018年第三次联考题，第15题）如图所示放大电路，若C e开路，下列关于放大器的参数变化说法正确的是( )A．放大器的输入电阻增大 B．放大器的电压放大倍数增大C．放大器的静态电流增大 D．放大器的输出电阻明显增大第15题图21.（2017年第一次联考题，第7题）输入阻抗低、输出阻抗高的放大器是 ( )A．共发射极放大器 B．共集电极放大器C．共基极放大器 D．集成运算放大器22.（2017年第二次联考题，第6题）由PNP型三极管构成的共射极基本放大电路，输入的是正弦波信号，但示波器显示的输出信号波形底部出现削波失真，则该放大电路产生了( )A．频率失真 B．饱和失真 C．截止失真 D．交越失真23.（2017年第三次联考题，第7题）在分压式偏置放大电路的交流通路中，上偏置电阻Rb1和下偏置电阻Rb2的连接关系是( )A．并联 B．串联 C．串并联 D．两者没连接关系24.（2019年嘉兴模拟考题，第12题）放大电路的空载是指（）A. R L=0B. R L=∞C. R C=0D. R C=∞25.（2019年嘉兴模拟考题，第14题）如题图所示，设V G=12V，R C=2 kΩ，计算得I C应为1mA，但用直流电压表测得V CE=8V，说明（）A.工作正常B.晶体管击穿C.基极和发射极间短路D.C2短路第14题图第15题图26.（2019年嘉兴模拟考题，第15题）如题图所示，在正常放大情况下，如果负载电阻RL开路，电路的电压放大倍数将（）。
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基本放大电路
成都大学 工业制造学院
目
录
9.1 双极性晶体管
9.2 基本放大电路的组成 9.3 放大电路的静态分析
9.4 放大电路的动态分析
9.5 静态工作点的稳定
9.6 共射极放大电路
9.1 双极性晶体管
双极性晶体管又称半导体三极管，是最重要的半 导体器件，主要用于电流放大和控制电路开断状态。
IB IB
返回
(2)当UBB=1V时
IB
三极管处于放大状态
U BB U BE 1 0.7 6 A 30 10 30A 3 RB 10 10
(3)当UBB=-1V时，三极管处于截止状态。
4、主要参数
(1)电流放大系数 β, β
_
β ：静态电流（直流）放大系数
T1 T2
T1： UBE=-0.3V
T2： UBE=0.73V
UCB=-0.2V
UCB=-0.43V
锗管
硅管
PNP
NPN
放大
饱和
返回
例4：如下图中，UCC=6V，RC=3KΩ,RB=10KΩ,β=25。 当输入电压UBB分别为3V，1V和-1V时， 试问三极管处于何种工作状态。
返回
解：三极管饱和时，集电极电流为：
返回
_
(2)集—基极反向截止电流ICBO
ICB0 _
定义：发射极开路时，流 经集电结的反向电流。
µA
+
T
+
_ EC
ICBO受温度的影响大。在室温下，小功率锗管 的ICBO约为几微安到几十微安，小功率硅管在一微 安以下。 ICBO越小越好
返回
(3)集—射极反向截止电流ICEO
定义：基极开路时的集电极电流，也称穿透电流。 硅管的ICE0约为几毫安，锗管的ICE0约为几十毫安。 ICEO越小越好
12V E
11.3V B C 0V 12V B E 12.3V
0V C
12V B
15V C
E 11.7V
硅管 PNP
锗管 PNP
锗管 NPN
例2：p233，(2)
返回
(2)输出特性曲线
定义：当基极电流IB为 IC/mA 常数时，输出电路（集 4 电极电路）中集电极电 流IC与集-射极电压UCE 3 之间的关系曲线。 100 80 60
80 60 40 20µ A IB=0 3 6 9 输出特性曲线
定义：输出特性曲线 的近似水平部分。
IC β IB
_
3 2 1
发射结正向偏置 集电结反向偏置
UCE/V 12 返回
0
B、截止区 定义：IB=0曲线以 下的区域为截止区
3
4
IC/mA
100
80 60
IB = 0 时， IC < 0.001mA UCE≈UCC 发射结反向偏置 集电结反向偏置
RB C1 iB
ui
iE
uo
其中，UCC和RC 固定不变，则UCE的 变化要依赖于IC的 变化。
共发射极基本交流放大电路
返回
(4)基极电阻RB的作用 RB C1 iB RC
+UCC iC C2
基极电阻能 提供适当的基极 电流，并保证发 射结正偏，使三 极管处于放大作 用。 RB值约为几 十到几百千欧。
1、基本结构
平面型 结 构 合金型 NPN
PNP
返回
1、基本结构（NPN）
发射结 集电结
(发射极)E
C N B P N E
N
P
N
C(集电极)
C
发射区 B(基极) 基区 集电区
B
E 返回
1、基本结构（PNP）
发射结 集电结
(发射极)E C
P
N
P
C(集电极) C
P
B
发射区 B(基极)基区 集电区
B
N
(3) NPN型三极管要处于放大状态，则： 发射结正偏、集电结反偏 UBE>0 UB>UE UCB>0 UC>UB UC>UB>UE
(4) PNP型三极管要处于放大状态，则： 发射结正偏、集电结反偏 UBE<0
UB<UE UCB<0 UC<UB UE>UB>UC
返回
例1：由如下三极管三个极的电压值，判断以下三极 管的组成材料和类型，并标出发射极电流方向。
C IB µ A B + V EB _ + _ UBE E mA
RB
+ C
V _
IC
UCE
+ _
EC
返回
(1)输入特性曲线
定义：当集-射极电压UCE为 常数时，输入电路（基极电 I /µ A 路）中基极电流IB与基-射极 80 电压UBE之间的关系曲线。
B
UCE>1，满足三极管工 作于电流放大作用的前提： 发射结正偏、集电结反偏。
U CE
U CC 0, I C RC
1
发射结正向偏置 集电结正向偏置
UCE/V 12 返回
0
小结
(1)三极管处于放大区 ——发射结正偏，集电结反偏 (2)三极管处于截止区
——发射结反偏，集电结反偏
(3)三极管处于饱和区 ——发射结正偏，集电结正偏
返回
例3：根据下面各电压值，判断三极管材料、类型 和工作状态。 VB -0.3 2.73 VC -0.5 2.3 VE 0 2
1.54
2.36
3.18 4.05
返回
实验及测量结果可得出如下结论：
IE=IC+IB
符合基尔霍夫电流定律；
IE≈IC，且IC、IE比IB 大的多；
IC 1 .5 37.5 I B 0.04
静态电流放大系数
ΔIC比ΔIB大的多；
I C 2 . 3 1 .5 0 .8 40 I B 0.06 0.04 0.02
ui
iE
uo
共发射极基本交流放大电路
返回
(5)耦合电容C1和C2作用
隔直作用
——隔离放大电路 与信号源电路（输 入）、负载电路（ 输出）之间的直流 通道。 交流耦合作用 ——能使交流信号 顺利通过。
IC f (UCE ) |IB C
2
40
1 不同的IB值，对应 不同的输出曲线，所以 晶体管的输出特性曲线 0 是一组曲线。
20µ A IB=0
3 6 9
UCE/V 12 返回
输出特性曲线
晶体管的输出特性曲线分为三个工作区： 放大区、截止区、饱和区 A、放大区（线性区）
4 放大区
IC/mA
100
返回
(1)三极管T的作用
三极管是放大元 件，利用它的电流放 大作用，在集电极电 路获得放大的电流IC， 该电流受输入信号的 控制。 则：T工作在放大区 ui 且满足： iC i B 即：发射结正偏； 集电结反偏。
+UCC RB
C1 iB RC
iC
C2
iE
uo
共发射极基本交流放大电路
返回
(2)集电极电源UCC作用
I B f (U BE ) |UCE C
60
UCE>1
死区电压： 40 硅管：0.5伏左右 20 锗管：0.2伏左右 正常工作时，发射结的压降： 0 0.4 0.8 UBE/V NPN型硅管UBE=0.6~0.7V 输入特性曲线 PNP型锗管UBE=-0.2~-0.3V
返回
小 (1) 硅管UBE=0.6-0.7V 结 (2) 锗管UBE=0.2-0.3V
返回
例6：见书p233，(3)
返回
9.2
基本放大电路的组成
放大电路的目的是将微弱变化的电信号转换 为较强的电信号。 放大电路实现放偏，集电结反偏。 正确设置静态工作点，使整个波形处于放大区。 输入回路将变化的电压转换为变化的基极电流。 输出回路将变化的集电极电流转化成变化的集 电极电压，经电容滤波只输出交流信号。
返回
(6)集电极最大允许耗散功率PCM 定义：由于集电极电流在流经集电结时将产生热量， 使结温升高，从而会引起晶体管参数变化。当晶体 管因受热而引起的参数变化不超过允许值时，集电 极所消耗的最大功率。
PCM I CU CE
参数中： β、ICBO、ICEO是衡量三极管优劣的指标 ICM、UCEO、PCM是衡量三极管极限的指标
_
IC β IB
_
β ：动态电流（交流）放大系数
I C β I B
返回
例5：从下图所给的三极管的输出特性曲线上， (1)计算Q1点处的β； (2)由Q1和Q2两点，计算β。
4 IC/mA 100 80 Q2 60
3
2.3 2 1.5 1
Q1
40
20µ A IB=0
0
3
6
9
UCE/V 12
返回
P E
E
返回
2、电流分配和放大原理
µ A IB RB B C E mA IE EB + _
mA
IC
+ _
EC
共发射极接法
共发射极接法：晶体管接成两个电路，基极电路和集 电极电路，其中发射极是公共端。 注：三极管要起放大作用(NPN型时) 发射结必正偏，集电结必反偏。
返回
用载流子在晶体管内部的运动规律来解释上述结论
返回
C N B P +
RB
E EB _ +
N
EC
_
3、集电极收集电子，形成集电极电流IC
集电结反偏
U CB U CE U BE
集电区收集从基区飘移过来的电子