第2章 基本放大电路
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第2章基本放大电路
UCE -
RB——固定偏置电阻(fixed-bias resistance) 。
可见：改变RB、 RC、 UCC均可改变静态工作 点，调RB最方便。
22
讨论
第二节 放大电路的分析
[例2-2-1] UCC=12V,RC=2kΩ, RB=200kΩ,β=50,试求：放大电路静 态值。
解：
IB
UCC UBE RB
C对直流开路,对交流 短路;
直流电源对交流通路 短路(忽略内阻)。
+UCC
RB
RC
C1+ IBQ
ICQ + C2
+
ui
RS uS
–
+
RL uo
–
第二节 放大电路的分析
直流通路
+UCC
RB
RC
19
讨论
第二节 放大电路的分析
(二) 估算法 用直流通路确定静态值
输入回路电压方程: UCC = IBRB + UBE
Ube
uBE UBE(AV)
集电极电源
UCC
基极电源
UBB
发射极电源
UEE
17
一、静态分析
第二节 放大电路的分析
放大电路输入端无输入信号，即ui=0, 电路中只有直流电压和直流电流
直流通路(direct current circuit)— —不加交流信号时直流电流流经的通路 (直流等效电路)
18
遵循原则:
为了研究问题方便,把交、直流分开研究。
+UCC
交流通路(alternating
current circuit)——
交流信号流经的通路(交
流等效电路)
第2章 基本放大电路(1)2.1放大的概念和放大电路的主要性能指标2.2基本放大电路的工作原理
18 33 25 2 - 1 - 35
2.2.4 放大电路的组成原则（P82~P83) 放大电路的组成原则（
一、放大电路的组成原则
1. 晶体管必须偏置在放大区： 晶体管必须偏置在放大区： ——发射结正偏，集电结反偏。 发射结正偏，集电结反偏。 发射结正偏 2. 正确设置静态工作点，使整个波形处于放大区。 正确设置静态工作点，使整个波形处于放大区。 3. 输入信号能通过输入回路作用于放大管。 输入信号能通过输入回路作用于放大管。 4. 输出回路将变化的电流作用于负载。 输出回路将变化的电流作用于负载。
IC IE
（ 略 小 IB） 忽 微 量
**3、输出特性三个区域的特点 、输出特性三个区域的特点:
(1) 放大区：发射结正偏，集电结反偏。 放大区：发射结正偏，集电结反偏。 即： IC=βIB , 且 ∆IC = β ∆ IB
c b N P N e
UC>UB >UE
c b P N P e
UC<UB <UE
V BB − U BEQ + u i iB = Rb
= I BQ
= I BQ
ui + Rb + ib
2 - 1 - 30
iC = β i B
= β ( I BQ + i b ) = I CQ + i c
2 - 1 - 31
u CE = V CC − i C R c
= V CC − ( I CQ + i c ) R c
Ri越大，Ii 就越小，ui就越接近 S 越大， 就越小， 就越接近u
2 - 1 - 12
RO
表征放大电路带负载能力的。 表征放大电路带负载能力的 三、输出电阻 ------表征放大电路带负载能力的。 断开负载后， 断开负载后，向放大电路输出端看进去的等效内 定义为输出电压有效值与输出电流有效值之比 输出电压有效值与输出电流有效值之比。 阻，定义为输出电压有效值与输出电流有效值之比。
第2章基本放大电路
2020/8/15
韩良
7
模拟电子技术基础
3. 输出电阻Ro——从放大电路输出端看进去的等效电阻
ii
+
RS
+
+
uS -
ui
-
+
信号源 Ri
放大电路 Ro
Ri uo
io
+
+
uo
RL
-
+
Ro 负载
输出电阻的定义：
Ro
=
uo 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。
静态时，U BEQ U Rb1
2. 信号源与放大电路不“共地”
动态时，VCC和uI同时作用 于晶体管的输入回路。
共地，且要使信号
搭载在静态之上
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韩良
15
模拟电子技术基础
两种实用放大电路：（2）阻容耦合放大电路
－＋
UBEQ
＋－
UCEQ
C1、C2为耦合电容！
耦合电容的容量应足够 大，即对于交流信号近似 为短路。其作用是“隔离 直流、通过交流”。
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韩良
11
模拟电子技术基础
2.2.2设置静态工作点的必要性
为什么放大的对象是动态信号，却要晶体管在信号为零 时有合适的直流电流和极间电压？
输出电压必然失真！
设置合适的静态工作点，首先要解决失真问题，但Q点 几乎影响着所有的动态参数！
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韩良
12
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2.2.3基本共射放大电路的波形分析
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2、基本放大电路
以下面的共射极放大电路为例：
15
2.2.1 放大电路的组成
(1) 直流通路 直流通路：是指静态（ui=0）时，电路 中只有直流量流过的通路。 画直流通路有两个要点： ①电容视为开路 ②电感视为短路 估算电路的静态工作点Q时必须依据直 流通路。
16
2.2.1 放大电路的组成
共射电路直流通路
17
2.2.1 放大电路的组成
45
2.2.3 分压式共发射极放大电路
2、分压式共发射极放大电路分析
B点的电流方程为：
I1 = I 2 + I B
46
为了稳定Q点，通常选择合适的电阻Rb1、Rb2，使 I1>>IB，I1≈I2。
2.2.3 分压式共发射极放大电路
B点的电位
UB ≈
Rb2 VCC Rb1 + Rb2
基极电位UB仅由Rb1、Rb2和VCC决定，与环境温度无关，即当温 度升高时，UB基本不变。
41
2.2.2 放大电路的分析方法
②输入电阻Ri ③输出电阻Ro
将信号源短路，负载开路，在输出端加入测试电压u，产生电流 i，由于ib =0， ibβ =0，u=iRc，则输出电阻
ui ii ( Rb // rbe ) Ri = = = Rb // rbe ii ii
u Ro = = Rc i
42
27
2.2.2 放大电路的分析方法
交流负载线如下图所示
28
2.2.2 放大电路的分析方法
总结： 交流负载线与直流负载线相交于Q点 当负载开路时，交流负载线与直流负载线 重合。 带负载后的电压放大倍数会减小
29
2.2.2 放大电路的分析方法
(3) 静态工作点的选择 三极管是一个非线性器件，有截止区、放 大区、饱和区三个工作区，如果信号在放 大的过程中，放大器的工作范围超出了特 性曲线的线性放大区域，进入了截止区或 饱和区，集电极电流ic与基极电流ib 不再成 线性比例的关系，则会导致输出信号出现 非线性失真。 非线性失真有两类：截止失真和饱和失真
15
2.2.1 放大电路的组成
(1) 直流通路 直流通路：是指静态（ui=0）时，电路 中只有直流量流过的通路。 画直流通路有两个要点： ①电容视为开路 ②电感视为短路 估算电路的静态工作点Q时必须依据直 流通路。
16
2.2.1 放大电路的组成
共射电路直流通路
17
2.2.1 放大电路的组成
45
2.2.3 分压式共发射极放大电路
2、分压式共发射极放大电路分析
B点的电流方程为：
I1 = I 2 + I B
46
为了稳定Q点，通常选择合适的电阻Rb1、Rb2，使 I1>>IB，I1≈I2。
2.2.3 分压式共发射极放大电路
B点的电位
UB ≈
Rb2 VCC Rb1 + Rb2
基极电位UB仅由Rb1、Rb2和VCC决定，与环境温度无关，即当温 度升高时，UB基本不变。
41
2.2.2 放大电路的分析方法
②输入电阻Ri ③输出电阻Ro
将信号源短路，负载开路，在输出端加入测试电压u，产生电流 i，由于ib =0， ibβ =0，u=iRc，则输出电阻
ui ii ( Rb // rbe ) Ri = = = Rb // rbe ii ii
u Ro = = Rc i
42
27
2.2.2 放大电路的分析方法
交流负载线如下图所示
28
2.2.2 放大电路的分析方法
总结： 交流负载线与直流负载线相交于Q点 当负载开路时，交流负载线与直流负载线 重合。 带负载后的电压放大倍数会减小
29
2.2.2 放大电路的分析方法
(3) 静态工作点的选择 三极管是一个非线性器件，有截止区、放 大区、饱和区三个工作区，如果信号在放 大的过程中，放大器的工作范围超出了特 性曲线的线性放大区域，进入了截止区或 饱和区，集电极电流ic与基极电流ib 不再成 线性比例的关系，则会导致输出信号出现 非线性失真。 非线性失真有两类：截止失真和饱和失真
第二章(简好用新)-基本放大电路..
五、实用共发射极放大电路
1．温度对工作点的影响
温度升高
UBE减小 ICBO增大
β增大
注：旁路电容的作用。接人发射极电阻 RE，一方面发射极电流的直流分量IE 通过它能起到自动稳定静态工作点的作 用；另一方面发射极电流的交流分量ie 也会产生交流压降，使uBE减小，这样 就会降低电压放大倍数，因此增加了旁 路电容，使交流信号从电容上流过。
ic
ii
ib
C
+ BE
+ Rs ui RB RE
RL
+
uo
us
–
E B
V
us+-
Rs
RB C ui+-
RE
RL
+-uo
交流通路
二、共集电极放大电路分析 1.静态工作点的计算
VCC IBQRB U BEQ IEQRE
I BQ
VCC U BE
RB (1 )RE
ICQ I BQ I EQ
动态分析步骤：
1.先画出交流通路， 有时为了便于分析， 还要把电路变形为我 们便于分析的方式。
2.根据交流通路画微 变等效电路
E B
V
RB C ui+-
RE
RL
+-uo
ic
ii
ib
C
+ BE
+ Rs ui RB RE
RL
+
uo
us
–
Ii B
Ib
Ic
画微变等效电路时需注意的 问题：
1.交流通路变化成微变等效
RC
C2
＋－
uCE
模电第二章 基本放大电路
温 T ( C 度 ) I C T ( C I C ) E I C O
T ( C U B ) 不 E I B I C 变
温度T (C) IC ，
若此时I B
，则I
、
CQ
U CEQ在输出特性坐标
系中的位置就可能
基本不变。
2.4 放大电路静态工作点的稳定
一、典型电路
消除方法：增大Rb，减小Rc，减小β。
例2-1:由于电路参数的改变使静态工作点产生如图所示变化。 试问（1）当Q从Q1移到Q2、 从Q2移到Q3、 从Q3移到Q4时， 分别是电路的哪个参数变化造成的？这些参数是如何变化的？
4mA 3mA 2mA 1mA
40µA
Q3
Q4
30µA 20µA
IB=10µA
2 6 m V
2 6 m V
r b e 2 0 0 ( 1 ) I E Q 2 0 0 ( 1 3 0 ) 1 . 2 m A 8 7 1 . 6 7
R i R b ∥ r b e r b e 8 7 1 . 6 7 R o R c 6 k
2.4 放大电路静态工作点的稳定
温度对Q点的影响
2、放大电路的动态分析（性能指标分析）
（1）放大电路的动态图解分析法
结论: 1. ui uBE iB iC uCE uo
阻容耦合共射放大电路
2、放大电路的动态分析（性能指标分析）
（1）放大电路的动态图解分析法 二、图解分析
结论: 2. uo与ui相位相反；3. 测量电压放大倍数；4. 最大不失 真输出电压Uom （UCEQ －UCES与 VCC－ UCEQ ，取其小者，除以 2 ）。
Q
UBE/V
UBEQ VCC
1、放大电路的静态工作点 （2）图解法确定静态工作点
T ( C U B ) 不 E I B I C 变
温度T (C) IC ，
若此时I B
，则I
、
CQ
U CEQ在输出特性坐标
系中的位置就可能
基本不变。
2.4 放大电路静态工作点的稳定
一、典型电路
消除方法：增大Rb，减小Rc，减小β。
例2-1:由于电路参数的改变使静态工作点产生如图所示变化。 试问（1）当Q从Q1移到Q2、 从Q2移到Q3、 从Q3移到Q4时， 分别是电路的哪个参数变化造成的？这些参数是如何变化的？
4mA 3mA 2mA 1mA
40µA
Q3
Q4
30µA 20µA
IB=10µA
2 6 m V
2 6 m V
r b e 2 0 0 ( 1 ) I E Q 2 0 0 ( 1 3 0 ) 1 . 2 m A 8 7 1 . 6 7
R i R b ∥ r b e r b e 8 7 1 . 6 7 R o R c 6 k
2.4 放大电路静态工作点的稳定
温度对Q点的影响
2、放大电路的动态分析（性能指标分析）
（1）放大电路的动态图解分析法
结论: 1. ui uBE iB iC uCE uo
阻容耦合共射放大电路
2、放大电路的动态分析（性能指标分析）
（1）放大电路的动态图解分析法 二、图解分析
结论: 2. uo与ui相位相反；3. 测量电压放大倍数；4. 最大不失 真输出电压Uom （UCEQ －UCES与 VCC－ UCEQ ，取其小者，除以 2 ）。
Q
UBE/V
UBEQ VCC
1、放大电路的静态工作点 （2）图解法确定静态工作点
(完整版)第2章基本放大电路(2--放大电路的微变等效电路分析方法)
第3页 3
(2)输入电阻
第第2章2 章基基本本放放大大电电路
Ri Rb // rbe
对于共发射极低频电压放 大倍数，rbe约为1KΩ左右。
通常Rb》 rbe，所以Ri≈ rbe。 Ri越大，放大电路从信号源取得的信号也越大。
广东水利电力职业技术学院电力系WXH
第4页 4
第第2章2 章基基本本放放大大电电路 输出电阻
第第2章2 章基基本本放放大大电电路 微变等效电路分析法
微变等效电路法就是在小信号条件下，在给定的工作范围内，将晶体管看 成一个线性元件。把晶体管放大电路等效成一个线性电路来进行分析、计算。
1.晶体管的微变等效模型 （1）晶体管输入回路的等效电路
rbe为晶体管的交流输入电阻，
广东水利电力职业技术学院电力系WXH
RL Re // RL
AV
Vo Vi
(1 ) R'L rbe (1 )R&院电力系WXH
输入电压与输 出电压同相
电压跟随器
第 10 页 10
（3）输入电阻
第第2章2 章基基本本放放I•大T大电电路
Ri
VT IT
+
•
Rb // RL
VT
-
（4）输出电阻
Ro
RS
rbe
第 15 页 15
第第2章2 章基基本本放放大大电电路
放大电路的幅频特性和相频特性，称为频 率响应。因放大电路对不同频率成分信号的增 益不同，从而使输出波形产生失真，称为幅度 频率失真，简称幅频失真。放大电路对不同频 率成分信号的相移不同，从而使输出波形产生 失真，称为相位频率失真，简称相频失真。幅 频失真和相频失真是线性失真。
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(2)输入电阻
第第2章2 章基基本本放放大大电电路
Ri Rb // rbe
对于共发射极低频电压放 大倍数，rbe约为1KΩ左右。
通常Rb》 rbe，所以Ri≈ rbe。 Ri越大，放大电路从信号源取得的信号也越大。
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第4页 4
第第2章2 章基基本本放放大大电电路 输出电阻
第第2章2 章基基本本放放大大电电路 微变等效电路分析法
微变等效电路法就是在小信号条件下，在给定的工作范围内，将晶体管看 成一个线性元件。把晶体管放大电路等效成一个线性电路来进行分析、计算。
1.晶体管的微变等效模型 （1）晶体管输入回路的等效电路
rbe为晶体管的交流输入电阻，
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RL Re // RL
AV
Vo Vi
(1 ) R'L rbe (1 )R&院电力系WXH
输入电压与输 出电压同相
电压跟随器
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（3）输入电阻
第第2章2 章基基本本放放I•大T大电电路
Ri
VT IT
+
•
Rb // RL
VT
-
（4）输出电阻
Ro
RS
rbe
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第第2章2 章基基本本放放大大电电路
放大电路的幅频特性和相频特性，称为频 率响应。因放大电路对不同频率成分信号的增 益不同，从而使输出波形产生失真，称为幅度 频率失真，简称幅频失真。放大电路对不同频 率成分信号的相移不同，从而使输出波形产生 失真，称为相位频率失真，简称相频失真。幅 频失真和相频失真是线性失真。
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模电 第2章
第2章 基本放大电路
2.1 放大概念
I&i I&o
( 2) AVO
&' VO & 1 Vi
+
&' & & VO AVOVi Vi
Rs
+
Ro 放大 +
Ri 电路
V&
–
' o
+
V&s
–
V&i
–
V&o
–
RL
& Ri V & Vi s Rs Ri
求解示意图
106 6 1 0.5( V ) 6 10 10
C1
+
+
IB T
ui
RL
uo
共发射极组态基本放大电路
电流控制和放大。 为 IB 提供偏流 Vcc用于提供电 将变化的集电极电流 源,使三极管工作 转换为电压输出. 在线性区。 耦合电容:隔直流、传交流，保证信号传输。
第2章 基本放大电路
2.1 放大概念
模电中，以输入和 输出回路的共同端 作为电位参考点， 叫做“地”，用 “”表示。
(1)如果直接将它与10 的扬声器相接，扬声器上的电压和功率
各为多少？(2)如果在拾音头和扬声器之间接入一个放大电路， 其输入电阻Ri= 1M ，输出电阻Ro= 10 ，开路电压增益为1， 则此时扬声器上的电压和功率各为多少？ 解:
Rs +
V&S
I&o
+ Rs RL +
I&i
+ Ro 放大 + Ri 电路
2、若输出为电流形式，则 Ro 越大越好。
2-基本放大电路
2. 电压放大倍数的图解分析
此项分析需在静态工作点确定后进行！ 由直流负载线方程 uBE VBB iB Rb
作出直流负载线，作出△uI。
uBE VBB uI iB Rb
I B1 I BQ iB
iC
I B1
直 流
uCE
u I
给定 uI i B iC uCE ( uO ) uO Au uI ( uO与uI 反相)
两种实用放大电路
（1）直接耦合放大电路
将两个电源 合二为一
－ ＋ UBEQ
有交流损失
有直流分量
两种实用放大电路：（2）阻容耦合放大电路
C1、C2为耦合电容！
＋ － － ＋+
UCEQ
BE
UBEQ U
-
耦合电容的容量应足够 大，即对于交流信号近似 为短路。其作用是“隔离 直流、通过交流”。
静态时，C1、C2上电压？ U C1 U BEQ，U C2 UCEQ 动态时， uBE＝uI＋UBEQ，信号驮载在静态之上。 负载上只有交流信号。
第二章 基本放大电路
第二章 基本放大电路
§2.1 放大的概念与放大电路的性能指标
§2.2 基本共射放大电路的工作原理
§2.3 放大电路的分析方法
§2.4 静态工作点的稳定
§2.5 晶体管放大电路的三种接法 §2.6 场效应管及其基本放大电路 §2.7 基本放大电路的派生电路
§2.1 放大的概念与放大电路 的性能指标
iC I CQ ic uCE U CEQ uce
3. 失真分析
• 截止失真:输出波形进入截止区 产生的失真。
t
截止失真是在输入回路首先产生失真！ 消除方法：增大VBB，即向上平移输入回路负载线。 减小Rb能消除截止失真吗？
基本放大电路
+UCC
C2 对地短路 + iC + C1 iB + 短路 u T CE + + + uBE – RL u RS o – ui 短路 + – iE es – –
RS es
+
ui RB
+
RC
RL
– –
+ uO –
例2：计算图示电路的静态工作点。
+UCC RB IB RC + + TUCE UBE – – IC
Rb VBB
RL VCC
uo -
使发射结正偏，并提 供适当的IB。
集电极电阻RC，将 变化的电流转变为 变化的电压。
Cb1
+
Cb2 T
+
+
ui +
Rb VBB
Rc RL VCC
uo -
集电极电源，并保 证集电结反偏。
耦合电容： 大小为10F~50F
作用：隔直通交 隔 断输入、输出与放大电路的 直流通路，同时能使交流信 号顺利输入输出。
由KVL:
IC β I B
所以
UCC = IC RC+ UCE
UCE = UCC – IC RC
2.2基本放大电路的特性分析
例1：计算静态工作点。 已知：UCC=12V，RC=4k，RB=300k， =37.5。
+UCC RB IB RC IC
U 12 CC 解： IB mA 0.04 mA RB 300
2.2基本放大电路的特性分析
3.动态分析
动态：放大电路有信号输入（ui 0）时的工作状态。 动态分析: 计算电压放大倍数Au、输入电阻ri、输出电 阻ro等。 分析方法： 微变等效电路法（小信号分析法）。 所用电路： 交流通路。
第2章 基本放大电路(1)
广东水利电力职业技术学院电力工程系WXH
7 第7页
第 2 章 基本放大电路
2.1.2 放大器的工作原理
(1) 静态和动态
放大电路建立正确的静态， 放大电路建立正确的静态，是保证动态工作 的前提。 的前提。分析放大电路必须要正确地区分静态和 动态，正确地区分直流通路和交流通路。 动态，正确地区分直流通路和交流通路
间的传递称 为耦合）
偏置电路V 偏置电路 CC 、Rb 提供电源，并使三极管 工作在线性区。
三极管 T
起放大作用。 起放大作用。
图2.1.2 共发射极基本放大电路的组成
第6页
广东水利电力职业技术学院电力工程系WXH
第 2 章 基本放大电路
组成放大电路时必须遵守以下几个原则： 组成放大电路时必须遵守以下几个原则： 第一， 第一，外加直流电源的极性必须使三极管的发射结正向 偏置，而集电结反向偏置， 保证三极管工作在放大区。 偏置，而集电结反向偏置，以保证三极管工作在放大区。 第二，输入回路的接法应该使输入电压的变化量△ 第二，输入回路的接法应该使输入电压的变化量△ui 能够传送到三极管的基极回路， 能够传送到三极管的基极回路，并使基极电流产生相应的 变化量△ 变化量△iB。 第三，输出回路的接法应该使集电极电流的变化量△ 第三，输出回路的接法应该使集电极电流的变化量△iC 能够转化为集电极电压的变化量△ 能够转化为集电极电压的变化量△uCE ，并传送到放大电路 的输出端。 的输出端。
b RB UBE(on) βI BQ － UCEQ UCC ICQ c ＋ RC
故有
e (b)
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13 第 13 页
第 2 章 基本放大电路
2.1.4 放大电路的主要性能指标 1. 放大倍数（放大倍数又称为增益）定义为放大器的输 （放大倍数又称为增益） 出量与输入量的比值。 出量与输入量的比值。 (1)电压放大倍数 (1)电压放大倍数 (2)电流放大倍数 (2)电流放大倍数
第二章 基本放大电路 2.1 放大的概念和放大电路的主要性能指标2.2 基本共射放大电路的工作原理2.3 放大电
电流能够作用于负载．
RC +C2
RS +
es –
C1 +
+
ui + ––
iB iC + + TuCE
RBuB–E – RL
VBB iE
+ uo –
共发射极基本电路
晶体管T--放大元
件, iC= iB。要保
+ 证集电结反偏,发 VCC射结正偏,使晶体 – 管工作在放大区 。
基极电源VBB与基极 电阻RB--使发射结 处于正偏，并提供 大小适当的基极电 流。
直接耦合共射放大电路 直 流 通 路
视为短路
直接耦合共射放大电路
直 流 通 路
直接耦合共射放大电路
视为 接地
交 流 通 路
直接耦合共射放大电路 交 流 通 路
阻容耦合共射放大电路
1、直流通路 对直流信号电容 C 可看作开路（即将电容断开）
断开 RB
C1 +
RS +
+ ui
es –
–
+UCC
RC +C2 断开
iB iC + + TuCE + uB–E – RL uo
iE
–
+UCC
RB
RC IB IC
+
U+B–ETU–CE
直流通路
IE
直流通路用来计算静态工作点Q ( IB 、 IC 、 UCE )
2、对交流信号(有输入信号ui时的交流分量)
+UCC
RB
RC
+C2
XC 0，C 可看作 对地短路 短路。忽略电源的
ib:IBQIBQ IB
RC +C2
RS +
es –
C1 +
+
ui + ––
iB iC + + TuCE
RBuB–E – RL
VBB iE
+ uo –
共发射极基本电路
晶体管T--放大元
件, iC= iB。要保
+ 证集电结反偏,发 VCC射结正偏,使晶体 – 管工作在放大区 。
基极电源VBB与基极 电阻RB--使发射结 处于正偏，并提供 大小适当的基极电 流。
直接耦合共射放大电路 直 流 通 路
视为短路
直接耦合共射放大电路
直 流 通 路
直接耦合共射放大电路
视为 接地
交 流 通 路
直接耦合共射放大电路 交 流 通 路
阻容耦合共射放大电路
1、直流通路 对直流信号电容 C 可看作开路（即将电容断开）
断开 RB
C1 +
RS +
+ ui
es –
–
+UCC
RC +C2 断开
iB iC + + TuCE + uB–E – RL uo
iE
–
+UCC
RB
RC IB IC
+
U+B–ETU–CE
直流通路
IE
直流通路用来计算静态工作点Q ( IB 、 IC 、 UCE )
2、对交流信号(有输入信号ui时的交流分量)
+UCC
RB
RC
+C2
XC 0，C 可看作 对地短路 短路。忽略电源的
ib:IBQIBQ IB
第02章基本放大电路
iB
Ec/Rb
B
- 1/Rb
Q
放大电路的输入和输出直流负载线
确定静态工作点 I
UBE Ec uBE
（1）由输入特性曲线和输入直流负载线求IBQ、UBEQ
EC
UBE=EC- IBRb → 直流负载线
IB IC UCE
作出直流负载线，直流负载线和输入 特性曲线的交点即是静态工作点Q，由 Q可确定IB、UBE
1.估算法 （1） 首先画出直流通路
EC
（2）求静态值 求解顺序是先求IB→IC→UCE
Si管：UBE=0.6V~0.7V
IB UBE IC UCE
Ge管:UBE=0.2V~0.3V
IB
E C U BE Rb
E C 0 .7 Rb
IC β IB
UCE=EC-ICRC
2. 图解法
三极管的输入和输出特性曲线
EC Ii Uo Ui Ib
Ic Uo
Ui
2. 放大电路的工作过程
当有交流信号ui加到放大器的输入端时，晶体管各点
的电压和电流将在静态值基础上叠加一交流分量，
此时电路中的信号即有直流，又有交流。
各点波形
iC
+EC
RC RB C1 iB
ui
t iB ui t
iC C2
t
uC u C uo
t
uo t
US ~
Ui
Au
ri
Ui Ii
(2-3)
三、输出电阻ro
放大电路对其负载而言，相当于信号源，我们 可以将它等效为戴维南等效电路，这个戴维南 等效电路的内阻就是输出电阻。
US ~
Au
ro
US' ~
第2章 基本放大电路
静态：
VBB = 0 → 仅可放大ui 的 正半周→ 严重失真
ui=0时，放大电路的状态。
静态工作点Q：
ui=0 时，晶体管的 IB 、 IC 、 UBE 、 UCE ，记为： IBQ、ICQ、UBEQ、UCEQ。在近似分析中，认为UBEQ 为常量。Si：0.7V；Ge：0.2V。
I BQ
26
VBB U BEQ Rb
对信号源来说，放大电路是负载，这个负载的 大小可以用输入电阻来表示。 Ii
US ~ Ui
放大 电路
Io
Uo
Ui Ri Ii
输入电阻是动态电阻，它是衡量放大电路从信 号源索取电流大小的参数。一般希望得到较大的输 入电阻。因 Ri 越大，Ii 就越小，Ui 就越接近US 。
9
3. 输出电阻：反映电路相互连接时的影响
I CQ β I BQ
U CEQ VCC -I CQ RC
为什么要设置一个静态工作点？ +UCC RC
C1
+
C2 T
RL
ui
-
只有在输 入电压的整 个周期内， 晶体管都工 + 作在放大状 uo 态，输出电 压才不会产 生失真
(15-27)
+UCC RB C1
+ Ui
RC
C2
T
RL
+ Uo -
47
1. 利用图解法求解静态工作点 ΔuI = 0
IB=IBQ
uBE=VBB - iBRb
48
uCE=VCC - iCRc
2. 利用图解法分析电压放大倍数
uBE=VBB + △uI –iBRb
uCE=VCC-iCRc ΔuO ΔuI Δi B ΔiC ΔuCE ( ΔuO ) Au ΔuI
VBB = 0 → 仅可放大ui 的 正半周→ 严重失真
ui=0时，放大电路的状态。
静态工作点Q：
ui=0 时，晶体管的 IB 、 IC 、 UBE 、 UCE ，记为： IBQ、ICQ、UBEQ、UCEQ。在近似分析中，认为UBEQ 为常量。Si：0.7V；Ge：0.2V。
I BQ
26
VBB U BEQ Rb
对信号源来说，放大电路是负载，这个负载的 大小可以用输入电阻来表示。 Ii
US ~ Ui
放大 电路
Io
Uo
Ui Ri Ii
输入电阻是动态电阻，它是衡量放大电路从信 号源索取电流大小的参数。一般希望得到较大的输 入电阻。因 Ri 越大，Ii 就越小，Ui 就越接近US 。
9
3. 输出电阻：反映电路相互连接时的影响
I CQ β I BQ
U CEQ VCC -I CQ RC
为什么要设置一个静态工作点？ +UCC RC
C1
+
C2 T
RL
ui
-
只有在输 入电压的整 个周期内， 晶体管都工 + 作在放大状 uo 态，输出电 压才不会产 生失真
(15-27)
+UCC RB C1
+ Ui
RC
C2
T
RL
+ Uo -
47
1. 利用图解法求解静态工作点 ΔuI = 0
IB=IBQ
uBE=VBB - iBRb
48
uCE=VCC - iCRc
2. 利用图解法分析电压放大倍数
uBE=VBB + △uI –iBRb
uCE=VCC-iCRc ΔuO ΔuI Δi B ΔiC ΔuCE ( ΔuO ) Au ΔuI
电子技术(第二版)第2章
退出 EXIT
7.最大输出功率和效率 放大器最大输出功率是指它能向负载提供的最大交流 功率,用Pomax表示.放大器的效率规定为放大器输出的最 大功率与所消耗的直流电的总功率PE之比,用表示: = Pomax / PE
退出 EXIT
2.2
放大器的分析方法
主要要求：
掌握放大器的图解分析法。 了解放大器的偏置电路。 掌握微变等效电路分析法。
退出 EXIT
所 以 电 压 放 大 倍 数 为
U om 4.3 A 215 U i U im 0.02
Uo
退出 EXIT
2. 交流负载线和动态分析
① 交流通路
退出 EXIT
② 交流负载线
先画直流负载线MN
u i I u U
CE C CE
iC R L
CQ
[解] ●作直流负载线:
uCE U CC ic Rc
当ic 0时, uCE U CC 12V , 得M点 当uCE 0时, I CQ U CC RC 3m A, 得N点
又
I BQ
U CC U BEQ Rb
IBQ=40uA
(12 0.7)V 40uA 300k
'
ic u ce
'
CEQ
得:
i
C
U
CEQ
I CQ RL
R
' L
1
R
' L
u
CE
这就是交流负载线
由于R’L(=RL∥RC)<<RC, 交流负载线比直流负载线的斜率的绝对值大,所以更陡些.
退出 EXIT
交流负载线具有如下两个特点:
第2章+基本放大电路(含图解法)
第2章 基本放大电路
《模拟电子技术基础》
2.2.2 设置静态工作点的必要性
一、 静态工作点 (Quiescent Point)
放大电路没有输入信号时的工作状态称为静态。
输入电压ui为零时，晶体管各极的电流、b-e间的电压、管压 降称为静态工作点Q，记作IBQ、 ICQ（IEQ）、 UBEQ、 UCEQ。
第2章 基本放大电路
五、非线性失真
非线性失真产生的原因
《模拟电子技术基础》
由于晶体管输入特性的非线性， 当b-e间加正弦波信号电压时，基 极电流的变化不是正弦波。
非线性失真系数
D ( A2 )2 ( A3 )2
A1
A1
第2章 基本放大电路
《模拟电子技术基础》
六、最大不失真输出电压
在输出波形没有明显失真情况下放大电路能够提供 给负载的最大输出电压(或最大输出电流)可用峰-峰值 (UOPP、IOPP)表示，或有效值表示(Uom 、Iom)。
VBB越大，
UBEQ取不同的 值所引起的IBQ 的误差越小。
列晶体管输入、输出回路方程，将UBEQ作为已知条件， 令ICQ＝βIBQ，可估算出静态工作点。
第2章 基本放大电路
《模拟电子技术基础》
二、阻容耦合共射放大电路的直流通路和交流通路
直流通路
bc e
I
＝VCC－U
BQ
Rb
BEQ
ICQ IBQ
4.晶体管三种基本放大电路各有什么特点？如何根据它 们的特点组成派生电路？
第2章 基本放大电路
《模拟电子技术基础》
§2.1 放大的概念与放大电路 的性能指标
2.1.1 放大的概念 2.1.2 放大电路的性能指标
第2章 基本放大电路
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下限频率
f bw f H f L
上限频率
4.最大不失真输出电压Uom：交流有效值。 5.最大输出功率Pom和效率η：功率放大电路的参数
2013年6月18日星期二
ShanDong University lanjiansheng
第 7页
模 拟 电 路
§2.2 基本共射放大电路的工作原理
一、电路的组成及各元件的作用 二、设置静态工作点的必要性 三、波形分析 四、放大电路的组成原则
2013年6月18日星期二
ShanDong University lanjiansheng
共射
第 9页
模 拟 电 路
二、设置静态工作点的必要性
为什么放大的对象是动态信号，却要晶体管在信号为零 时有合适的直流电流和极间电压？
输出电压必然失真！ 设置合适的静态工作点，首先要解决失真问题，但Q点 几乎影响着所有的动态参数！
u u BE f (iB， CE ) u iC f (iB， CE )
2013年6月18日星期二
ShanDong University lanjiansheng
第 25页
模 拟 电 路
在低频、小信号作用下的关系式
uBE uBE duBE i U CE diB u I B duCE B CE iC di iC C U CE diB I B duCE iB uCE
三、等效电路法
输入回路等效为 恒压源
VBB－U BEQ • 半导体器件的非线性特性使放大电路的分析复杂化。 I BQ＝ Rb 利用线性元件建立模型，来描述非线性器件的特性。 I CQ I BQ 1.直流模型：适于Q点的分析
输出回路等效为电流控制的电流源
U CEQ VCC I CQ Rc
将输出等效 成有内阻的电 压源，内阻就 是输出电阻。
空载时输出 电压有效值
带RL时的输出电 压有效值
第 6页
2013年6月18日星期二
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模 拟 电 路
3.通频带
衡量放大电路对不同频率信号的适应能力。 由于电容、电感及放大管PN结的电容效应，使放大电路在信 号频率较低和较高时电压放大倍数数值下降，并产生相移。
ShanDong University lanjiansheng
第 27页
模 拟 电 路
简化的h参数等效电路－交流等效模型
基区体电阻
发射结电阻
发射区体电阻 数值小可忽略
利用PN结的电流方程可求得
U be UT rbe rbb' rb'e rbb' (1 ) Ib I EQ
斜率不变
I B I BQ iB
iC
u I
uCE
uO 给定uI iB iC uCE (uO ) Au uI uO与uI反相，Au 符号为“－”。
2013年6月18日星期二
ShanDong University lanjiansheng
第 20页
模 拟 电 路
Q '''
Q''
Rb↑或β↓ 或VBB ↓
这可不是 好办法！
• 消除方法：增大Rb，减小Rc，减小β，减小VBB，增大VCC。 • 最大不失真输出电压Uom ：比较UCEQ与（ VCC－ UCEQ ），取其 小者，除以 2 。
2013年6月18日星期二
ShanDong University lanjiansheng
对信号而言，任何放大电路均可看成二端口网络。
输入电流 信号源 内阻 信号源 输入电压 输出电压 输出电流
1.放大倍数：输出量与输入量之比
Uo Auu Au Ui
2013年6月18日星期二
Io Aii Ai Ii
Uo Aui Ii
Io Aiu Ui
电阻
无量纲 U be h11 I b h12U ce I c h21 I b h22U ce 电导
无量纲
交流等效模型（按式子画模型）
2013年6月18日星期二
ShanDong University lanjiansheng
第 26页
模 拟 电 路
第 22页
模 拟 电 路
讨论一
1. 用NPN型晶体管组成一个在本节课中未见 过的共射放大电路。 2. 用PNP型晶体管组成一个共射放大电路。 3. 画出图示电路的直流通路和交流通路。
2013年6月18日星期二
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模 拟 电 路
模 拟 电 路
第2章 基本放大电路
2013年6月18日星期二
ShanDong University lanjiansheng
第 1页
模 拟 电 路
第二章
基本放大电路
§2.1 放大的概念与放大电路的性能指标
§2.2 基本共射放大电路的工作原理
§2.3 §2.4 §2.5 §2.6 §2.7 放大电路的分析方法 静态工作点的稳定 晶体管放大电路的三种接法 场效应管及其基本放大电路 基本放大电路的派生电路
查阅手册 在输入特性曲线上，Q点越高，rbe越小！
uCE VCC iC Rc
1.静态分析：图解二元方程
输入回路 负载线 Q IBQ
负载线 Q IBQ
ICQ
UBEQ
2013年6月18日星期二
ShanDong University lanjiansheng
UCEQ
第 19页
模 拟 电 路
2.电压放大倍数的分析
uBE VBB uI iB Rb
一、放大的概念
VCC
至少一路直流 电源供电
放大的对象：变化量
放大的本质：能量的控制
放大的特征：功率放大
判断电路能否放 大的基本出发点
放大的基本要求：不失真——放大的前提
2013年6月18日星期二
ShanDong University lanjiansheng
第 4页
模 拟 电 路
二、性能指标
3.失真分析 • 截止失真
截止失真是在输入回路首先产生失真！ 消除方法：增大VBB，即向上平移输入回路负载线。
t
减小Rb能消除截止失真吗？
2013年6月18日星期二
ShanDong University lanjian和失真：饱和失真是输出回路产生失真。
Rc↓或VCC↑
UC1 U BEQ，UC2 UCEQ
动态时， uBE＝uI＋UBEQ，信号驮载在静态之上。 负载上只有交流信号。
2013年6月18日星期二
ShanDong University lanjiansheng
第 14页
模 拟 电 路
§2.3 放大电路的分析方法
一、放大电路的直流通路和交流通路
二、图解法
2013年6月18日星期二
ShanDong University lanjiansheng
第 16页
模 拟 电 路
基本共射放大电路的直流通路和交流通路
I BQ＝ VBB－U BEQ Rb
VBB越大， UBEQ取不同的值 所引起的IBQ的 误差越小。
I CQ I BQ U CEQ VCC I CQ Rc
第 5页
电压放大倍数是最常被研究和测试的参数
ShanDong University lanjiansheng
模 拟 电 路
2.输入电阻和输出电阻
从输入端看进去的 等效电阻
Ui Ri Ii
输入电压与 输入电流有 效值之比。
U Uo U Ro ( 1) RL Uo Uo RL
' o ' o
ShanDong University lanjiansheng
2013年6月18日星期二
第 2页
模 拟 电 路
§2.1 放大的概念与放大电路 的性能指标
一、放大的概念 二、放大电路的性能指标
2013年6月18日星期二
ShanDong University lanjiansheng
第 3页
模 拟 电 路
三、等效电路法
2013年6月18日星期二
ShanDong University lanjiansheng
第 15页
模 拟 电 路
一、放大电路的直流通路和交流通路
通常，放大电路中直流电源的作用和交流信号 的作用共存，这使得电路的分析复杂化。为简化 分析，将它们分开作用，引入直流通路和交流通 路的概念。 1.直流通路：① Us=0，保留Rs；②电容开路； ③ 电感相当于短路（线圈电阻近似为0）。 2.交流通路：①大容量电容相当于短路；②直流 电源相当于短路（内阻为0）。
2013年6月18日星期二
ShanDong University lanjiansheng
第 13页
模 拟 电 路
两种实用放大电路：（2）阻容耦合放大电路
C1、C2为耦合电容！
＋ － ＋ －
UCEQ
UBEQ
耦合电容的容量应足够 大，即对于交流信号近似 为短路。其作用是“隔离 直流、通过交流”。
静态时，C1、C2上电压？
2013年6月18日星期二
ShanDong University lanjiansheng
第 8页
模 拟 电 路
一、电路的组成及各元件的作用
VBB、Rb：使UBE＞ Uon，且有 合适的IB。 VCC：使UCE≥UBE，同时作为负 载的能源。 Rc：将ΔiC转换成ΔuCE(uo) 。 动态信号作用时：uI ib ic uRc uCE (uo ) 输入电压ui为零时，晶体管各极的电流、b-e间的电压、 管压降称为静态工作点Q，记作IBQ、 ICQ（IEQ）、 UBEQ、 UCEQ。