第十一章基本放大电路

管，当IE =（1～2）mA时，rbe约为1kΩ。
2）
当三极管输入回路仅有微小的输入信号时，可以 认为输出特性曲线是一组互相平行且间距相等的水平线。 所谓平行且间距相等，是指变化相同的数值时，输出特 性曲线平移相等的距离，如图 11.3.3所示。
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IC
IB3
IB
Q
IB2
IB
三、放大电路的工作状态
通过对电路工作状态的分析, 可以了解放大电路的工 作原理。
1.
放大电路无信号输入时，电路中各处只有直流电流和 电压存在。 这些直流电流和电压是IB、IC、IE、UBE、UCE， 如图11.1.4 所示。其直流电流、电压的波形和图 11.1.3 （a）中所示波形相同。
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如图 11.2.1 的放大电路，当无信号输入时（相当于输入
端短路），放大电路是直流通路。以AB为分界线，把该放大电
路直流通道的输出回路分为两部分，如图 11.2.2(a)：左侧是
三极管，电压UCE与电流IC的关系是三极管的输出特性， 如图 11.2.2(b)所示；右侧是直流电源UCC与电阻Rc组成的支路，电 流电压关系是一直线方程：U′CE=UCC-I′CRc； 用两点法可画 出该直线MN， 其中M0, UCCRc，N（UCC 0）。
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IC
Rb
Rc
IB
＋UCC
图 11.1.6 放大电路的直流通路
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14Biblioteka RbC1＋ ui ～
－
Rc ＋C2
V
RL
＋UCC
ic
ib V
uo
＋
ui ～
Rb
－
Rc
RL uo
(a)
(b)
图11.1.7 放大电路的交流通路
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根据三极管的结构，按图 11.1.7（b）交流通路中所 示的电流、电压正方向，ui、ib、ic是同相位的。图中输 出电压uo的标定正方向和ic标定正方向相反，所以，uo=icR′L，负号表示uo和ic标定正方向相反，亦表明了输出 电压uo和输入电压ui是反相位的。
（d）。 输出特性曲线坐标中的直线MN就称为放大器的直
流负载线。
直流负载线斜率：
|tanα| OM UCC / RC 1
ON
UCC
R
静态工作点的确定：直流负载线MN和IB（= UCC UBE
）的交点Q便是静态工作点 。
RB
静态工作点Q的坐标， 即Q（UCE, IC），反映了放大电路 无信号输入时的直流值。这与前面用估算法求出的结果接近。
当交流信号ui作用于图 11.1.2电路时，我们以基极电 流为例，说明在电路中电流电压的波形及表示符号。
(1) 直流分量：如图 11.1.3（a）所示的波形，是基 极直流电流，用IB表示。
(2) 交流分量： 如图 11.1.3（b）所示的波形，是基 极交流电流，用ib表示。
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对于图 11.1.1（a）所示电路，在实际应用中为了 简化电路， 在画图时往往省略电源符号，只画出电源电 压的端点并标以UCC，这样就得到了图 11.1.1（b）所示 的习惯画法。
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二、放大电路中的电流波形
从以上元件介绍中,我们初步了解到在放大电路中既 有直流又有交流。交流就是需要放大的变化信号，直流就 是为放大建立条件。
Rb C1
ui
Rc
C2
V
＋UCC RL
图 11.1.2 放大电路
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IB
(a)
O
ib
(b)
O
iB
(c)
O
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图 11.1.3信号波形
t t
t
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(3) 总变化量: 如图 11.1.3（c）所示的波形，是交 流电流和直流电流叠加后形成的, 用iB表示基极总电流: iB=IB+ib。
IB1
O
UCE
图 11.3.3 理想的输出特性
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在这种情况下， 三极管的β值是一常数， 集电极电流 变化量ΔIC与发射极电压uce无关，仅由ΔIB大小决定。所以 三极管输出回路相当于一个受控制的恒流源。
3）
综上所述， 三极管的线性化电路模型如图 11.3.4 所示。
2. 共发射极放大器的小信号等效电路
将放大器的交流通路（图 11.1.7(b)）中的三极管用三 极管的线性化电路模型代替后, 该电路便是共射放大电路的 小信号等效电路，如图 11.3.5所示。
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b ib ube e
ic c
uce
e
b ib rbe
ube
e
c ib
Uce
图 11.3.4 三极管的线性化电路模型
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ui＝ 0
Rb C1
＋
UBE
－
Rc IB
IC C2
＋
IE
UCE
－
＋UCC RL
图 11.1.4 没有输入信号时的放大电路
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2.
当放大电路输入端有交流信号输入时， 如图 11.1.5 所示。 此时电路各处有交流电流分量ib、ic、 ie通过。若输入信号电压为 ui =Umsinωt时，电路中各 处的交流波形和图11.1.3（b）中所示的相同。这些交 流分量分别和没有信号输入时的直流分量电流叠加，即 图 11.1.5中的uBE、iB、iC、uCE等。这些合成后的实际 电流波形和图 11.1.3（c）中所示的相同，是单向脉动 电流。
另外，当UCC一定时，通过改变Rb可给基极提供一个合适的基 极电流Ib，这个电流通常称为偏置电流，简称偏流。 只有具备 合适的偏流，输出电压才不会失真。
Rc: 集电极电阻。它将集电极电流ic的变化转换成集电极-
发射极之间电压uCE的变化，实现电压放大。
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C1、C2：分别称为输入端和输出端的耦合电容。利用 电容对直流阻抗无穷大、对交流阻抗很小的特点，通过C1 把交流信号耦合到三极管，同时隔断电路与信号源之间的 直流通路；通过C2从三极管集电极把交变输出信号送给负 载，同时隔离集电极与负载之间的直流通路。所以，C1、 C2的作用是隔离直流，通过交流。
=50。
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IB
UCC UBE RB
UCC RB
12 300
0.04mA
IC IB 500.04 2mA
UCE UCC ICRC 12 23 6V
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11.2.2图解法确定静态工作点
应用三极管的输入、输出特性，通过作图的方法来分析放 大电路的工作性能，称作图解法。
第十一章 基本放大电路 11-1.基本放大电路的组成
11-2.放大电路的静态分析
11-3.放大电路的动态分析
11-4.射极输出器 11-5.阻容耦合多级放大电路 11-6.放大电路中的负反馈
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11.1 基本放大电路的组成和工作原理
共(发)射极连接的单管交流放大电路是三极管放 大电路的基本形式。下面以简单的共射电路为例，介 绍放大电路的组成。
综上所述，放大器在工作过程中，电路中同时并存着 交流、直流两种分量的电流。直流分量IB、IC、UBE、UCE为 放大建立条件，而交流分量ib、ic、ube、uce则反映了交变 信号的放大及传输过程。
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11.2 放大电路的静态分析
11.2.1 计算法确定静态工作点 没有输入信号时，放大电路各处的直流电
直流通路如图 11.1.6 所示，电容C1、C2对直流相 当于开路。放大电路的交流通路如图 11.1.7（b）所示， 电容C1、 C2对交流信号可以看成短路。直流电源的内阻 很小，对交流信号也可以看成短路。所以图 11.1.7(a） 放大电路中的交流通路可画成图 11.1.8（b）所示的通 路。
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ui
D
(a)
Rc
C2
＋UCC
V RL
(b)
图 11.1.1 a 共射电路;
b 习惯画法
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电路中各元件的作用如下：
V：NPN型三极管, 起放大作用，是整个放大电路的核心元件。
UCC: 直流电源。作用有两个方面，一是为放大电路提供能量， 二是保证三极管处于放大状态。
Rb: 基极偏流电阻。电源可通过Rb给三极管发射结加以正向 偏置电压。
流、直流电压值叫放大器的静态工作点。 根据直流通路可以估算出放大器的静态
工作点。以图 11.2.1 为例，先估算基极电流 IB，再估算其它值。计算公式有
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＋UCC IC
Rb
Rc
C2
C1
IB
＋
＋
UBE － UCE
RL
－
图 11.2.1 单管放大电路
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1. 三极管的线性化电路模型
1）
当三极管输入回路仅有很小的输入信号时，ib只 能在静态工作点附近作微量变化。三极管的输入特性曲 线如图 11.3.1所示，在Q点附近基本上是一段直线。此 时三极管输入回路可用一等效电阻代替（如图 11.3.2 所示）。
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IB
IB
Q
O
UBE
UBE
因此可以用一个等效的线性化电路模型来代替三极管。
所谓等效，就是从线性化电路模型的三个引出端看进去，电 压、电流的变化关系和原来的三极管一样，这样的线性化电 路模型也称为三极管的微变等效电路。