试讲PPT-基本放大电路(第1部分).

Pom P V
2.2 基本（单管）共射放大电路的工作原理
2.2.1．基本共射放大电路的组成及各元件的作用
基极偏置电阻 IC 输入信号，正弦电压 Rc 集电极负载电阻
基 极 电 源
VBB
+ ui -
Rb T IB
+ uo
VCC
集电极电源

放大作用，电路核心
IC
Rc
VBB
+ ui -
Rb
T IB
2.3.1 直流通路与交流通路
直流通路
交流通路
Rb Cb1
+
Rc T
+VCC Cb2
+
+
ui +
RL
uo -
直流通路
交流通路
2.3.2. 图解法 一、 用图解法分析放大器的静态工作点 Rb 150KΩ 直流负载线 斜率：
K＝ tg
i C (mA)
iC
+
uCE
—
VCC
RC
VCC

Cb1
+
+Cb2 +
+
T
+
ui +
Rb VBB
Rc RL VCC
uo -
基本放大电路的习惯画法
Cb1
+
Cb2 T
+
+
ui +
Rb VBB
Rc RL VCC
uo Rb Cb1
+
Rc T
+VCC Cb2
+
+
ui +
RL
uo -
2.2.2．设置静态工作点的必要性
一、静态工作点——Ui=0时电路的工作状态 由于电源的 存在，电路 中存在一组 直流量。
直流
UCEQ 6V
M(VCC,0) (12 , 0)
uCE (V)
工作点
IB=40μA IC=1.5mA UCEQ=6V
二. 用图解法分析放大器的动态工作情况
1. 交流放大原理（设输出空载） iB 静态工作点 iC
ib
ic
ib
Q
ui
uBE
iCE
uce
假设在静态工作点的基础上，输 入一微小的正弦信号 ui
虽然交流量可正负变化，但 瞬时量方向始终不变 （2）输出uo与输入ui相比，幅度 被放大了，频率不变，但相位相 反。
iB
IBQ
t
iC
ICQ
t
t uCEபைடு நூலகம்
UCEQ
t uo
t
2.3 放大电路的分析方法
一.静态分析（求静态工作点Q点）
（1）近似估算
（2）图解法
二. 动态分析
求放大器的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻。 （1）等效电路法 （2）图解法
+ VC C
R b1 Rc
IBQ
ICQ
Cb 2
Cb 1
+
UBEQ I EQ
-
ui=0时
ui -
+
T+
-
UCEQ
uo RL -
.
+
由于(IBQ,UBEQ) 和( ICQ,UCEQ )分别对应于输入、输 出特性曲线上的一个点，所以称为静态工作点。
IB IBQ Q UBE UBEQ
IC
ICQ
Q
IB UCE
ii
+
io
+
RS uS 信号源
+
+
+
ui +
Ri
放大电路
uo +
RL
Ri
负载
一般来说， Ri越大越好。
（1）Ri越大，ii就越小，从信号源索取的电流越小。
（2）当信号源有内阻时， Ri越大， ui就越接近uS。
3. 输出电阻Ro——从放大电路输出端看进去的等效电阻
ii
+
io
+
RS uS 信号源
放大电路 Ri
VCC (0, ) RC
Q(U
CEQ
, ICQ )
注意：
uCE , 0) (VCC , 0) (VCC
（1）交流负载线是有交流 输入信号时工作点的运动轨迹。
（2）空载时，交流负载线与直流负载线重合。
4．非线性失真与Q的关系 （1）合适的静态工作点 iC ib 可输出 的最大 不失真 信号
Rb T IB
1） ui 0
IC
Rc
I BQ
VBB U BEQ VBB 0.7 Rb Rb
VBB
+
VCC
uo

I CQ I BQ U O U CEQ VCC I CQ RC
-
2）u i≠0 （加入交流信号）
ui →△UBE→△IB →△IC（△IB） →△UCE（-△IC×Rc）→ uo
ic ib
+
T
+
+
+
+
b
ib rbe
e
ic
c
+
u be +
u ce +
+
+
u be +
β i b u ce +
26mV r 其中： be＝200 (1 β ) I E (mA)
2. 放大器的交流分析（动态分析）
1. 画出放大器的微变等效电路
（1）画出放大器的交流通路 （2）将交流通路中的三极管用h参 数等效电路代替
VBB
ui
UBE+△ UBE -
Rc uo VCC
-

电压放大倍数： A u
Uo Ui


结论：（1）放大电路中的信
号是交直流共存，可表示成：
ui
t uBE
UBEQ
u BE U BEQ ube iB I BQ ib iC I CQ ic uCE U CEQ uce
uo +
RL
负载
放大——把微弱的电信号的幅度放大。
一个微弱的电信号通过放大器后，输出电压或电流的幅值
得到了放大，但它随时间变化的规律不能变，即不失真。
二.放大电路的主要技术指标
1.放大倍数——表示放大器的放大能力
根据放大电路输入信号的条件和对输出信号的要求，放大器可分为四种
类型，所以有四种放大倍数的定义。
UCEQ
二、 静态工作点的估算
将交流电压源短路，将电容开路。 画出放大电路的直流通路
直流通路的画法：
+ VC C
R b1 Cb 1 Rc Cb 2
ui -
+
T
开路
开路 +
uo RL -
.
用估算法分析放大器的静态工作点 （ IBQ、UBEQ、ICQ、UCEQ）
画直流通路：
+ VC C
R b1 Rc
Rc
ui
Rb
t
ui


T
+ uo -
VCC
只有在 ui U on 0.7V 时晶体管才能导通，其它时间处于 截止状态，导致输出波形严重失真。所以必须设置静态工作
点 放大电路建立正确的静态工作点，是为了使三极管工作
在线性区，以保证信号不失真。
2.2.3
基本共射放大电路的工作原理及波形分析 放大电路处于静态。
+
VCC
uo

-
IC IB Rb VBB
ui
+
T
+
+
UBE -
UCE -
Rc uo VCC
-
IC IB T
+ +
+
+
Rb
ui V BB -
UBE -
UCE -
Rc uo VCC
-
R
L
耦合电容：
电解电容，有极性，
大小为10F~50F
作用：隔直通交隔离 输入输出与电路直流 的联系，同时能使信 号顺利输入输出。
ii
+
+
Rb Cb1
+
Rc T
+VCC Cb2
+
ui +
RL
uo -
ib Rb r be
ic
+
ui R b +
Rc
o
ui
-
β ib
Rc
RL uo
6. 最大不失真输出电压
定义：当输入电压再增加就会使输出波形产生非线性失真时 的输出电压。
有效值：
最大值： 峰峰值：
U om
2U om
Uopp
U opp 2 2U om
7. 最大输出功率与效率
定义1：在输出信号不失真的情况下，负载上能够获得的最 大功率 Pom 。 定义2：最大输出功率 Pom与直流电源提供的总功率 P V 之比。
ii
+
io
+
RS uS 信号源
+
+
+
ui +
放大电路
uo +
RL
负载
（1）电压放大倍数定义为:
（2）电流放大倍数定义为: （3）互阻增益定义为: （4）互导增益定义为:
AU=uo/ui
AI=io/ii Ar=uo/ii Ag=io/ui
2. 输入电阻Ri——从放大电路输入端看进去的等效电阻
Ri=ui / ii
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
3dB带宽 fL 下限截 止频率 上限截 fH 止频率 f
通频带： fbw=fH–fL
5. 非线性失真系数D
定义：输出波形中的谐波成分总量与基波成分之比。 设基波幅值为A1，谐波幅值分别为A2 、A3 、…，则
A2 2 A3 2 D ( ) ( ) A1 A1
+
+
ui +
Ro uo
+
uo +
RL
Ri
Ro
负载
输出电阻的定义：
uo Ro = io
RL ,
us 0
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。
A
放大电路
RO
+
~ uo
-
+
uo
Ro B
RL
负载
RL uO uo RL RO uo RO ( 1) RL uo
直流通路和交流通路 静态分析（求静态工作点Q点）----图解法
2.4 放大电路的交流模型分析法
思路：将非线性的BJT等效成一个线性电路
条件：交流小信号
ic ib
+
T
+
+
ib
+
ic 二端口 网络 u ce +
+
u be +
u ce +
u be + -
+
+
+
1、简化的h参数等效电路
得三极管简化的h参数等效电路。
1 RC
VBB 6V
IB=40μA
Rc 4KΩ VCC 12V
V N (0, CC ) RC (0 , 3)
IB =100uA IB =80uA IB =60uA
非线性部分
线性部分
iC=f(uCE) iB=40μA
ICQ 1.5mA
Q
IB =40uA IB =20uA IB=0
uCE＝VCC iC RC
交流负载线的作法：
直流负载线方程： U CE VCC I C RC 斜 率为-1/RC
iC RL 交流负载线方程： uCE VCC
（1）先作直流负载线。
(0, VCC ) RC
斜 率为-1/R'L
（ R'L=RL∥Rc）
iC
（2）再作交流负载线。
斜 率为-1/R'L
) iC RL uCE (UCEQ ICQ RL
uCE uo
（2）Q点过低→信号进入截止区
iC
信号波形
uCE uo 称为截止失真
（3）Q点过高→信号进入饱和区
iC 信号波形
称为饱和失真 uCE uo
截止失真和饱和失真 统称“非线性失真”
回顾复习---基本共射放大电路的工作原理
1、基本共射放大电路的组成及各元件的作用
2、设置静态工作点的必要性以及估算 3、放大电路的分析方法
注意：uce与ui反相！
各点波形
+ VC C
Rc Cb 2
uo
iB
iC
R b1 Cb 1
uCE
ui
uo比ui幅度放大且相位相反
2. 交流放大原理（输出端加负载）
+ VC C
R b1 Cb 1 Rc Cb 2
ui -
+
T
uo RL -
.
+
画出交流通路
+
+
T Rc RL
+
ui R b +
u
o
-
+
+
T
RC // RL RL
ui Rb +
3.交流负载线
输出端接入负载RL：不影响Q 影响动态！
Rb Cb1
+
Rc T
+VCC Cb2
+
+
ui +
RL
uo -
交流负载线
+
ic
T uce

RL
uce ic RL
(1)
+
iC I CQ ic
uCE UCEQ uce
第二章 基本放大电路
2.1 放大电路的基本概念及性能指标 2.2 单管共射放大电路的工作原理 2.3 放大电路的图解分析法 2.4 放大电路的模型分析法 2.5 共集和共基放大电路及BJT电流源电路
2.1 放大电路的概念及主要性能指标
一.放大的概念
ii
+
io
+
RS uS 信号源
+
+
+
ui +
放大电路
交流负载线通过Q点。
Q(U
CEQ
, ICQ )
iCE , 0) (VCC , 0) (VCC
UCE VCC I C RC
UCEQ VCC I CQ RC
iC
VCC UCEQ ICQ RC
RC RL
UCEQ I CQ RL VCC
VCC VCC
I BQ
VCC U BE Rb1

VCC 0.7V Rb1
T
ICQ= IB
UCEQ VCC I CQ RC
Rb1称为偏置电阻，IB称为偏置电流。
例：用估算法计算静态工作点。
已知：VCC=12V，
RC=4K， Rb=300K ， =37.5。
Rb Cb1
+
Rc T
+VCC Cb2
+
+
i VCC 12 IBQ 0.04mA 40μA 解： Rb 300
+
u
RL
uo -
ICQ IBQ 37.5 0.04 1.5mA
UCEQ VCC ICQRC 12 1.5 4 6V
请注意电路中IBQ和ICQ的数量级
三．为什么要设置静态工作点
ui Rb +
ic iC ICQ
( 2)
uce uCE UCEQ (3)
uCE UCEQ (iC I CQ ) RL ) iC RL uCE (UCEQ ICQ RL
iC RL ( 4) uCE VCC
其中：
UCEQ I CQ RL VCC
uCE VCC ( ICQ IC )RC
(VCC ICQ RC ) IC RC
IC +△IC I B +△IB T Rb
+ +
+△UCE UCE
+
(VCC ICQ RC ) (IC RC ) UCEQ (IC RC )
uo IC RC ic RC