第6章基本放大电路

图6-17 直流通路
U CEQ U CC I EQ Re
射极输出器中的电阻 Re 同样具有稳定工作点的作用，
其作用过程如下：
( T ºC)↑→ 即
I CQ↑ →
I EQ ↑→
↓→ I BQ
I EQ Re ↑
↓ I CQ
↓→ U EQ ↑→ U BE
组近似等距离平行的直线。
U CE 为常数时
I C ic I B ib
（6-6）
β值就是晶体管共射极电流放大系数。在小信号工作条件 下，β是一个常数，它代表晶体管的电流控制作用，晶体管 输出回路用受控恒流源 i C 来代替，如图6-10d所示。 iB
（2）放大电路的微变等效电路
缺点：静态工作点不稳定。 静态工作点不稳定原因：电源电压波动、电路参数变化、 晶体管老化等，但主要原因是晶体管特性参数（ β、
I CBO ）随温度变化造成的。
U BE
、
例如，当温度升高时，对于同样的 I BQ ，输出特性曲线 将上移。严重时，将使晶体管进入饱和区而失去放大能力。实 用的分压式偏置电路如图6-14。
图6-16 射极输出器
1．静态分析 据图6-16画出直流通路如图6-17a 所示。
U CC I BQ Rb U BEQ I EQ Re
I BQ U CC U BEQ Rb (1 ) Re
U CC U BEQ Rb Re 1
射极输出器中的电阻
I CQ I EQ
I BQ
2 mA 0.05mA 40
I CQ
U CEQ U CC I CQ ( RC Re ) 12V 2 ( 2 2)V 4V
（2）画微变等效电路如图6-15b， 26mV 26 rbe 300 300 820 I BQ 0.05
U i I b rbe
U o I c ( RL // RC ) I b RL
Uo RL Au Ui rbe
端开路（ RL = ∞），则
(6-7)
式中, 负号表示输出电压与输入电压反相。如果电路中输出
RC Au r be
I CQ I BQ 38 0.04mA 1.5mA
U CEQ U CC I CQ RC
图6-13a
12V - 1.5mA 4k 6V
（2）放大电路的微变等效电路如图6-13b所示，其交流参数 如下： 26mV 26 rbe 300 ( 300 38 ) 960 1k I CQ 1.5
ri rbe
960 1k
ro RC 4k
图6-13b
RC RL 4 4 R k 2k RC RL 4 4
' L
RL 2 Au 38 76 rbe 1
四、静态工作点稳定的分压式偏置电路
基本共射极放大电路的特点：
优点：结构简单，电压和电流放大作用都比较大，
分压偏置电路的特点
（1）基极电位稳定。一般 I BQ 很小， 1 >> I BQ ，I1 I 2 ， I
Rb2U CC VB Rb1 Rb2
（6-11）
（2）工作点稳定：利用发射极电阻来获得反映电流变化的信 号，反馈到输入端，实现工作点的稳定。其过程为 U BE I BQ ↓ I CQ VE ( T ºC)↑→ I CQ ↑→ ↑→ ↓→ ↓→ 通常
Uo
RL
6-4的交流通路如图6-6
所示。 交流通路的作用
图6-6
交流通路
将微弱的输入信号，按一定要求放大后，从输出端输出。
（3）放大原理分析
图6-7 放大器的电压、电流波形
（4）各元件的作用 1）晶体管V 放大电路的核心，起电流放大作用，反映晶体 管的电流控制作用。 2）直流电源U CC 使晶体管的发射结正偏，集电结反偏，确 保晶体管工作在放大状态。它又是整个放大电路的能量提供者。 3) 集电极电阻 R 将晶体管的集电极电流变换成集电极电压 决定静态基极电流的大小。也称偏置
I BQ 、 I CQ 、 U CEQ ）。
静态工作点对放大器的影响
若 I B 设置较小，在输入信号为负半周时，交流信号所产
生的
ib 与直流量 I B
叠加后，很容易使晶体管进入截止区而
失去放大作用，如图6-8b所示； 若 I B 设置较大，在输入信号为正半周时，i 与 I 叠加后， b B iC u CE 使 很大， 很小（此时集电结仍正偏），这样很容易使 晶体管进入饱和区而失去放大作用，如图6-8d所示。 当工作点设置适当时，将会得到如图6-8c所示的波形。 结论： 静态工作点的设置是否合理，直接影响着放大电路 的工作状态，它的稳定也影响着放大电路的稳定性。
（ u CE U CC iC RC ）。
4）基极偏置电阻 RB 电流，故称为偏置电阻。 5）电容 C1 和 C 2 （1）隔断直流，使静态工作点不受信号源 和输出端负载的影响；（2）传送交流信号，电容量足够大时， 容抗很小，近似为射基本放大电路的静态工作点
放大器的工作状态：静态和动态。 静态：无交流信号输入时，电路中的电压、电流都不变的状态。 动态：放大电路有交流信号输入，电路中的电压、电流随输入 信号作相应变化的状态。 静态工作点Q： 放大电路在静态时，晶体管各极电压和电流值 （主要指
言，是一个信号源，其内阻即为放大电路的输出电阻 ro 。它
U 是一个动态电阻。在输入信号短路（ i =0）和输出端开路
（ RL = ∞）的条件下，在输出端加上电压 U ，若产生的电 流为 I ，则 U ro I I
因为
U
Ui 0
所以 故
Ib 0
=
Ic 0
等效，如图6-
r 式中， be 称为晶体管的输入电阻，在小信号工作条件下，be r
r 是一个常数，因此晶体管的输入电路可用来be
10d所示。
低频小功率的 rbe可用下式估算
rbe 300 26mV 26mV 300 I BQ I CQ
(6-5)
式中，rbe 称为晶体管的输入电阻( )；I BQ 、I CQ 、I EQ 分别 是基极、集电极、发射极电流的静态值(mA)。 图6-10c所示是晶体管输出特性曲线，在线性工作区是一
第二节 晶体管基本放大电路
一、共射基本放大电路的工作原理 1．电路组成
图6-4 共发射极基本放大电路
2．电路分析
（1）直流通路 直流通路的画法 令交流输入信号
+ U CC Rb
ui
Rc
＝0，电容 C1 和 C 2 有
隔断直流的作用，所以
开路。据此画出图6-4的 直流通路如图6-5所示。 直流通路的作用
（1）晶体管的微变等效电路 微变等效电路法又称小信号分析法，它将晶体管在静态工 作点附近进行线性化，然后用一个线性模型来等效，如图6-10 所示。 由图6-10b可以看出晶体管的输入特性曲线是非线性的， 但在输入小信号时，选择合适的Q点，则Q点附近的工作段可 近似为直线。 当 U CE 为常数时
U BE rbe I B
(6-10)
ro
RC
输出电阻越小，带负载能力越强。
例6-1 图6-12 所示为共射放大电路，试画出它的直流通路， 求静态工作点，画出它的微变等效电路，计算其电压放大倍 数、输入输出电阻。
图6-12 共发射极放大电路
解
(1) 放大电路的直流通路如图6-13a所示，其静态工作点
I BQ
U CC 12V Rb 300 103 0.04mA
2）输入电阻 ri
放大电路对信号源（或前一级放大电路）
而言，是一个负载，可以用一个动态电阻来等效，这个动态
电阻就是放大电路的输入电阻 ri 。其定义为
Ui ri Ii
ri Rb ∥ rbe
(6-8)
一般 Rb >> rbe
ri rbe
(6-9)
3）输出电阻 ro
放大电路对负载（或后一级放大电路）而
VB
>> U BE ，所以发射极电流
VB U BE VB IE Re Re
(6-12)
式（6-11）、式 (6-12)分别说明了 VB 和 I E 是稳定的，基本上 不随温度而变，而且也基本上与管子的参数β无关。
例6-2 在图6-14中，已知 U CC 12V， Rc Re 2k ， R Rb1 20k ， b2 10k ，RL 2k ，晶体管 40 的， 试计算： （1） 静态工作点 （2）输入电阻 ri 、输出电阻 ro 和电压放大倍数 Au 。
三、共射基本放大电路的参数估算
1．静态分析 静态分析主要是确定放大电路的 静态工作点，图6-4 所示的放大 电路的直流通路如图6-9所示。
I BQ
U CC U BEQ Rb
（6-1）
I BQ
U CC Rb
（6-2） （6-3） （6-4）
I CQ I BQ
U CEQ U CC I CQ RC
第六章
基本放大电路
第一节 放大器的基本概念
第二节 晶体管基本放大电路
第三节 场效应管放大电路
第四节 多级放大器
第五节 差动放大电路
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第一节 放大器的基本概念
一、放大器的功能
放大器的功能是把微弱的电信号放大成较强的电信号。
例如扩音机就是放大器的典型应用，如图6-1所示
图6-1 扩音机工作示意图
如图6-2所示的简易路灯自动开关装置。
图6-2 简易路灯自动开关电路
放大电路的核心是晶体管，晶体管的三个电极可分别作 为输入信号和输出信号的公共端，所以就有共发射极、共集电 极和共基极三种接法，如图6-3所示。