2.2三极管的基本放大电路课件
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称交流工作状态。
动态时电路中的信号为交直流分量的叠加。
输入正弦信号vs后，
电路将处在动态工作情 况。此时，三极管各极 电流及电压都将在静态 值的基础上随输入信号 作相应的变化。
1、输入回路的动态分析
输入交流信号vi通过电容C1的耦合送到三极管的基极和发射极。交流信号vi 与直流偏压VBEQ叠加的vBE波形如图（b），基极电流iB产生相应的变化，波形如
UCE＝VCC ICRC 12 1.6 4 5.6V
2. 静态工作点分析－－图解法 首先利用以下两式估算IB，
然后再根据电路中三极管输出 特性曲线确定静态工作点。
按照方程UCE=UCC-ICRC作一条称为直流负载线的直线， 步骤如下：
电路与模拟电子技术基础
2.2.4放大电路的动态分析
输入信号不为零时，放大电路的工作状态，也
IC βIB 37.50.04 1.5mA
Rb
Cb1
+
+
u i
-
+
+VCC Rc
Cb2
T
+
RL
u o
-
UCE VCC ICRC 12 1.5 4 6V
请注意电路中IB和IC的数量级
例题1-3-2：
共射电路如图，已知三极管为硅管，β=40，试求电路中的 直流量IB、 IC 、UBE 、UCE。
+
u -
i
开路
将交流电压源短路， 将电容开路，
+ VCC 电感视为短路。
Cb2
T
开路 +
.
uo
RL -
+ VCC
R b1 R c
T
1. 静态工作点分析－－估计法 RB称为偏置电 阻，IB称为偏 置电流。
UBE对硅三极管约为0.6～0.8V，度锗三极管 约为-0.1～-0.3V。当UCC>>UBE时：
工作在线性区，克服死区电压，以保证信号不失真。
IB
IC
IB
Q
IC
UBE UBE
Q IB
UCE
UCE
直流通路
可以用放大电路的直流通路来分析计算静态工作点。
直流通路：将放大电路中的电容视为开路，电感视为短路
即可得到直流通路。
将交流电压源短路， 将电容开路，
电感视为短路。
直流通路画法
R b1 R c Cb1
在静态时，起主导作用的是基极电流IB，只要IB确定了， IC、UCE也随之被确定。因此，常用改变RB阻值的方法来选择 IB，从而使放大电路有较合适的静态工作点。
例题1-3-1：
共射电路如图，已知VCC=12V，RC=4K，Rb=300K ，
=37.5，计算静态工作点。
解：
IB VCC 12 0.04mA 40μ A Rb 300
但是，电容对交、直流的作用不同。如果电 容容量足够大，可以认为它对交流不起作用，即 对交流短路。而对直流可以看成开路，这样，交 直流所走的通道是不同的。
交流通道：只考虑交流信号的分电路。 直流通道：只考虑直流信号的分电路。 信号的不同分量可以分别在不同的通道分析。
(1-10)
电子技术教案
基本放大电路： 对直流信号（只有+EC）
模拟电子技术基础
（1）电路的简化 只用一个电源， 减少电源数。
（2）电路画法
C1
ui
RB
VCC
RB
C1
RC
C2
ui
T RL uo
C2
T
RC
u RL
VCC
o
•
不画电源符号， 只写出电源正极 对地的电位。
上页 下页 后退
回顾： 直流通道和交流通道
电子技术教案
放大电路中各点的电压或电流都是在静态直 流上附加了小的交流信号。
C1
ui
RB
VBB
C2
T
RC
u RL
VCC
o
•
耦合电容C1、 C2
隔离放大电路对信号源和负载 的直流影响。
沟通信号源、放大电路、负载 之间的信号传递通道。
上页 下页 后退
模拟电子技术基础
ui
VBB、RB
C1
C2
T
RB VBB
RC
u RL
VCC
o
•
为T提供be正偏电压UBE
提供基极偏置电流IB
uCE
（2）输出uo与输入ui相比，幅度
t
被放大了，频率不变，但相位相 uo
反。
t
2、非线性失真分析（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
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
ube、ib、ic、uce_——动态分量（交流分量）
uBE iB iC uCE——动态时的瞬时值 (全量)
上页 下页 后退
2.2.2放大电路的基本工作原理
u ui C1 BE iB iC（ iB） iC RC uCE C2 uo
若电路参数选择得当，uo的幅度将比ui大得多，从而 达到放大的目的。
模拟电子技术基础
放大电路的两种工作状态：
静态—是当放大电路没有输入信号时的工作状态；没有
输入信号(ui =0)时，电路各处的电压、电流处于相对
的静止状态，这时三极管各电极的电压、电流都是不变 的直流，称为直流工作状态，简称静态。
动态—是有输入信号时的工作状态；输入交流信号ui加
到三极管输入电极时，三极管各极电压、电流便随信 号显著地变化，这种变化状态称为交流工作状态，简 称动态。
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电路与模拟电子技术基础
2.2.3 放大电路的静态分析
各点波形
Rb C1 ui
iC +VCC
RC
C2
uCE
iB
uo
uo比ui幅度放大且相位相反，但频率相同
结论：（1）放大电路中的信
号是交直流共存，可表示成：
ui
t
uBE UBE ube
uBE
iB IB ib
iB
t
iC IC ic
t
uCE UCE uce
iC
虽然交流量可正负变化，但
t
瞬时量方向始终不变
为T提供bc反偏电压UCE VCC
为电路提供能量
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模拟电子技术基础
C1
ui
RB
VBB
C2
T
RC
u RL
VCC
o
•
使集电极有合适的电流IC RC
转换集电极电流信号为电压信号, 实现电压放大
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电路与模拟电子技术基础
共发射极基本放大电路
放大电路组成原则： 1.应使放大电路工作 在放大状态（发射结 正偏、集电结反偏） 2.信号能进能出 （信号能送到电路输 入端，放大后输出信 号能作用于负载上） 放大电路特点： 1.交流直流共存 2.线性与非线性共存
IC Rb 150KΩ
Rc
4KΩ +
VCC
VBB 6V
+
12V
IB UBE
UCE
— —
解：
UBE=0.7V
I
B＝VBB
U Rb
BE
(6 0.7)V 150KΩ
6V 40μA 150KΩ
+VCC (+12V)
IC Rb
150KΩ
Rc 4KΩ
+
+VBB (+6V)
IB
+ UBE
UCE
—
—
IC＝IB 40 40A 1.6mA
直流通道 +EC
RB C1
RC
C2
T
开路
+EC RB RC
开路
(1-11)
对交流信号(输入信号ui)
RB RC C1
+EC
置零
C2
短路
T 短路
ui
电子技术教案
交流通路
uo
RB
RC RL
(1-12)
模拟电子技术基础
注：不同书写体字母的含义 UBE IB — 大写字母，大写下标，表示直流量。 ube—小写字母，小写下标，表示交流瞬时值。 uBE—小写字母，大写下标，表示交、直混合量。 Ube—大写字母，小写下标，表示交流分量有效值。
称之为静态工作点。
+ VCC
由于电源的 存在，电路 中存在一组 直流量。
R b1 IR c
Cb1
B
+
+
u-i
UBE IE
-
IC Cb2
T+
UCE
-
+
uo RL -
.
电路与模拟电子技术基础
由于(IB,UBE) 和( IC,UCE )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。
放大电路建为立什正确么的要静态设工置作点静，态是为工了作使三点极？管
2）共集电极电路：共集电极电路又称射极输出器、电压跟 随器，其特点是：电压增益小于1而又近似等于1，输出电压与 输入电压同相，输入电阻高，输出电阻低，常用于多级放大电 路的输入级、输出级或缓冲级。
3）共基极电路：电路特点：输出电压与输入电压同相，输 入电阻低，输出电阻高，常用于高频或宽频电路。
模拟电子技术基础
VCC作用的分量
vi作用的分量
在Ucc值一定的条件下，三极管c、e之间的压降和Rc上压降 的变化反向相反，即相位相反，互差1800。
由于输入信号ui本身很小，它无法通过发射结这个需要0.5V 才能导通的PN结，直流量作为运载手段，运载着交流信号进 入放大器中进行放大，在利用C2的作用，将两者分开，使交 流分量输出。
称为饱和失真
uCE
uo
截止失真和饱和失真 统称“非线性失真”
综上所述：放大电路要能起放大作用，必须：
1）合适的静态值：UBE、IB、IC、UCE 以保证：输出波形=输入波形
静态工作点
2）有交流放大通路： 输入信号—— 发射结——电流放大——电压放大——输出
放大电路分析
静态分析 动态分析
规定： UBE、IB、IC、UCE——静态分量（直流）
了放大，但它随时间变化的规律不能变，即不失真。
放大电路一般由电压放大和功率放大两部分组成。先由电压放 大电路将微弱的电信号放大去推动功率放大电路，再由功率放 大电路输出足够的功率去推动执行元件。
共发射极接法电压放大电路
基本放大电路有以下几种：
1）共射极电路：共射极电路又称反相放大电路，其特点为 电压增益大，输出电压与输入电压反相，低频性能差，适用于 低频、和多级放大电路的中间级。
2.2.1 共射极基本放大电路的组成
1. 共射极放大电路的组成
iB
+
u_i
+
uBE
RB
_
VBB
iC + T uCE
_
+
RC
电路存在的问题：
RL uO （1）信号源与放大电
VCC
路相互影响。
_ （2）放大电路与负载 相互影响。
上页 下页 后退
模拟电子技术基础
改进的共射 极放大电路 各元器件的作用：
T——放大器件
2.2.1 共射极基本放大电路的组成 2.2.2 放大电路的基本工作原理 2.2.3 放大电路的静态分析 2.2.4 放大电路的动态分析
1. 放大电路的基本概念
ii
+
RS
+
+
uS
ui -
-
+
信号源
放大电路
放大的实质是
小能量能io 控量+ 制大
+
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度得到
目的：确定放大电路的静态工作点（IB、IC、UCE) (是否满足不失真放大的条件）
方法：
估算法：用放大电路的直流通路计算静态值
图解法：用作图的方法确定静态值
电路与模拟电子技术基础
静态工作点： Ui=0时电路的工作状态，即在输入信号为 零时，电路中存在直流IB、IC、UCE（已知），即三极管不但 应该工作于放大状态，而且应当有合适的工作电流和电压，
图（c）所示。
电流iB经放大后获得对应的集电极电流iC，如图（d）所示。集—射极电压vCE 波形与输出电流iC变化情况相反，如图（e）所示。 vCE经耦合电容C2隔离直流成 分，输出的只是放大信号的交流成分vo，波形如图（f）所示。
放大电路的电压和电流波形
电路与模拟电子技术基础
叠加原理
vBE = VBEQ + vi iB = IBQ + ib iC = ICQ + ic vCE = VCEQ + vce
动态时电路中的信号为交直流分量的叠加。
输入正弦信号vs后，
电路将处在动态工作情 况。此时，三极管各极 电流及电压都将在静态 值的基础上随输入信号 作相应的变化。
1、输入回路的动态分析
输入交流信号vi通过电容C1的耦合送到三极管的基极和发射极。交流信号vi 与直流偏压VBEQ叠加的vBE波形如图（b），基极电流iB产生相应的变化，波形如
UCE＝VCC ICRC 12 1.6 4 5.6V
2. 静态工作点分析－－图解法 首先利用以下两式估算IB，
然后再根据电路中三极管输出 特性曲线确定静态工作点。
按照方程UCE=UCC-ICRC作一条称为直流负载线的直线， 步骤如下：
电路与模拟电子技术基础
2.2.4放大电路的动态分析
输入信号不为零时，放大电路的工作状态，也
IC βIB 37.50.04 1.5mA
Rb
Cb1
+
+
u i
-
+
+VCC Rc
Cb2
T
+
RL
u o
-
UCE VCC ICRC 12 1.5 4 6V
请注意电路中IB和IC的数量级
例题1-3-2：
共射电路如图，已知三极管为硅管，β=40，试求电路中的 直流量IB、 IC 、UBE 、UCE。
+
u -
i
开路
将交流电压源短路， 将电容开路，
+ VCC 电感视为短路。
Cb2
T
开路 +
.
uo
RL -
+ VCC
R b1 R c
T
1. 静态工作点分析－－估计法 RB称为偏置电 阻，IB称为偏 置电流。
UBE对硅三极管约为0.6～0.8V，度锗三极管 约为-0.1～-0.3V。当UCC>>UBE时：
工作在线性区，克服死区电压，以保证信号不失真。
IB
IC
IB
Q
IC
UBE UBE
Q IB
UCE
UCE
直流通路
可以用放大电路的直流通路来分析计算静态工作点。
直流通路：将放大电路中的电容视为开路，电感视为短路
即可得到直流通路。
将交流电压源短路， 将电容开路，
电感视为短路。
直流通路画法
R b1 R c Cb1
在静态时，起主导作用的是基极电流IB，只要IB确定了， IC、UCE也随之被确定。因此，常用改变RB阻值的方法来选择 IB，从而使放大电路有较合适的静态工作点。
例题1-3-1：
共射电路如图，已知VCC=12V，RC=4K，Rb=300K ，
=37.5，计算静态工作点。
解：
IB VCC 12 0.04mA 40μ A Rb 300
但是，电容对交、直流的作用不同。如果电 容容量足够大，可以认为它对交流不起作用，即 对交流短路。而对直流可以看成开路，这样，交 直流所走的通道是不同的。
交流通道：只考虑交流信号的分电路。 直流通道：只考虑直流信号的分电路。 信号的不同分量可以分别在不同的通道分析。
(1-10)
电子技术教案
基本放大电路： 对直流信号（只有+EC）
模拟电子技术基础
（1）电路的简化 只用一个电源， 减少电源数。
（2）电路画法
C1
ui
RB
VCC
RB
C1
RC
C2
ui
T RL uo
C2
T
RC
u RL
VCC
o
•
不画电源符号， 只写出电源正极 对地的电位。
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回顾： 直流通道和交流通道
电子技术教案
放大电路中各点的电压或电流都是在静态直 流上附加了小的交流信号。
C1
ui
RB
VBB
C2
T
RC
u RL
VCC
o
•
耦合电容C1、 C2
隔离放大电路对信号源和负载 的直流影响。
沟通信号源、放大电路、负载 之间的信号传递通道。
上页 下页 后退
模拟电子技术基础
ui
VBB、RB
C1
C2
T
RB VBB
RC
u RL
VCC
o
•
为T提供be正偏电压UBE
提供基极偏置电流IB
uCE
（2）输出uo与输入ui相比，幅度
t
被放大了，频率不变，但相位相 uo
反。
t
2、非线性失真分析（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
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
ube、ib、ic、uce_——动态分量（交流分量）
uBE iB iC uCE——动态时的瞬时值 (全量)
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2.2.2放大电路的基本工作原理
u ui C1 BE iB iC（ iB） iC RC uCE C2 uo
若电路参数选择得当，uo的幅度将比ui大得多，从而 达到放大的目的。
模拟电子技术基础
放大电路的两种工作状态：
静态—是当放大电路没有输入信号时的工作状态；没有
输入信号(ui =0)时，电路各处的电压、电流处于相对
的静止状态，这时三极管各电极的电压、电流都是不变 的直流，称为直流工作状态，简称静态。
动态—是有输入信号时的工作状态；输入交流信号ui加
到三极管输入电极时，三极管各极电压、电流便随信 号显著地变化，这种变化状态称为交流工作状态，简 称动态。
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电路与模拟电子技术基础
2.2.3 放大电路的静态分析
各点波形
Rb C1 ui
iC +VCC
RC
C2
uCE
iB
uo
uo比ui幅度放大且相位相反，但频率相同
结论：（1）放大电路中的信
号是交直流共存，可表示成：
ui
t
uBE UBE ube
uBE
iB IB ib
iB
t
iC IC ic
t
uCE UCE uce
iC
虽然交流量可正负变化，但
t
瞬时量方向始终不变
为T提供bc反偏电压UCE VCC
为电路提供能量
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模拟电子技术基础
C1
ui
RB
VBB
C2
T
RC
u RL
VCC
o
•
使集电极有合适的电流IC RC
转换集电极电流信号为电压信号, 实现电压放大
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电路与模拟电子技术基础
共发射极基本放大电路
放大电路组成原则： 1.应使放大电路工作 在放大状态（发射结 正偏、集电结反偏） 2.信号能进能出 （信号能送到电路输 入端，放大后输出信 号能作用于负载上） 放大电路特点： 1.交流直流共存 2.线性与非线性共存
IC Rb 150KΩ
Rc
4KΩ +
VCC
VBB 6V
+
12V
IB UBE
UCE
— —
解：
UBE=0.7V
I
B＝VBB
U Rb
BE
(6 0.7)V 150KΩ
6V 40μA 150KΩ
+VCC (+12V)
IC Rb
150KΩ
Rc 4KΩ
+
+VBB (+6V)
IB
+ UBE
UCE
—
—
IC＝IB 40 40A 1.6mA
直流通道 +EC
RB C1
RC
C2
T
开路
+EC RB RC
开路
(1-11)
对交流信号(输入信号ui)
RB RC C1
+EC
置零
C2
短路
T 短路
ui
电子技术教案
交流通路
uo
RB
RC RL
(1-12)
模拟电子技术基础
注：不同书写体字母的含义 UBE IB — 大写字母，大写下标，表示直流量。 ube—小写字母，小写下标，表示交流瞬时值。 uBE—小写字母，大写下标，表示交、直混合量。 Ube—大写字母，小写下标，表示交流分量有效值。
称之为静态工作点。
+ VCC
由于电源的 存在，电路 中存在一组 直流量。
R b1 IR c
Cb1
B
+
+
u-i
UBE IE
-
IC Cb2
T+
UCE
-
+
uo RL -
.
电路与模拟电子技术基础
由于(IB,UBE) 和( IC,UCE )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。
放大电路建为立什正确么的要静态设工置作点静，态是为工了作使三点极？管
2）共集电极电路：共集电极电路又称射极输出器、电压跟 随器，其特点是：电压增益小于1而又近似等于1，输出电压与 输入电压同相，输入电阻高，输出电阻低，常用于多级放大电 路的输入级、输出级或缓冲级。
3）共基极电路：电路特点：输出电压与输入电压同相，输 入电阻低，输出电阻高，常用于高频或宽频电路。
模拟电子技术基础
VCC作用的分量
vi作用的分量
在Ucc值一定的条件下，三极管c、e之间的压降和Rc上压降 的变化反向相反，即相位相反，互差1800。
由于输入信号ui本身很小，它无法通过发射结这个需要0.5V 才能导通的PN结，直流量作为运载手段，运载着交流信号进 入放大器中进行放大，在利用C2的作用，将两者分开，使交 流分量输出。
称为饱和失真
uCE
uo
截止失真和饱和失真 统称“非线性失真”
综上所述：放大电路要能起放大作用，必须：
1）合适的静态值：UBE、IB、IC、UCE 以保证：输出波形=输入波形
静态工作点
2）有交流放大通路： 输入信号—— 发射结——电流放大——电压放大——输出
放大电路分析
静态分析 动态分析
规定： UBE、IB、IC、UCE——静态分量（直流）
了放大，但它随时间变化的规律不能变，即不失真。
放大电路一般由电压放大和功率放大两部分组成。先由电压放 大电路将微弱的电信号放大去推动功率放大电路，再由功率放 大电路输出足够的功率去推动执行元件。
共发射极接法电压放大电路
基本放大电路有以下几种：
1）共射极电路：共射极电路又称反相放大电路，其特点为 电压增益大，输出电压与输入电压反相，低频性能差，适用于 低频、和多级放大电路的中间级。
2.2.1 共射极基本放大电路的组成
1. 共射极放大电路的组成
iB
+
u_i
+
uBE
RB
_
VBB
iC + T uCE
_
+
RC
电路存在的问题：
RL uO （1）信号源与放大电
VCC
路相互影响。
_ （2）放大电路与负载 相互影响。
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模拟电子技术基础
改进的共射 极放大电路 各元器件的作用：
T——放大器件
2.2.1 共射极基本放大电路的组成 2.2.2 放大电路的基本工作原理 2.2.3 放大电路的静态分析 2.2.4 放大电路的动态分析
1. 放大电路的基本概念
ii
+
RS
+
+
uS
ui -
-
+
信号源
放大电路
放大的实质是
小能量能io 控量+ 制大
+
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度得到
目的：确定放大电路的静态工作点（IB、IC、UCE) (是否满足不失真放大的条件）
方法：
估算法：用放大电路的直流通路计算静态值
图解法：用作图的方法确定静态值
电路与模拟电子技术基础
静态工作点： Ui=0时电路的工作状态，即在输入信号为 零时，电路中存在直流IB、IC、UCE（已知），即三极管不但 应该工作于放大状态，而且应当有合适的工作电流和电压，
图（c）所示。
电流iB经放大后获得对应的集电极电流iC，如图（d）所示。集—射极电压vCE 波形与输出电流iC变化情况相反，如图（e）所示。 vCE经耦合电容C2隔离直流成 分，输出的只是放大信号的交流成分vo，波形如图（f）所示。
放大电路的电压和电流波形
电路与模拟电子技术基础
叠加原理
vBE = VBEQ + vi iB = IBQ + ib iC = ICQ + ic vCE = VCEQ + vce