模电第2章
模电第2章
重点:
基本放大电路
1. 共射放大电路的组成及组成原则，工作原理， 静态工作点和动态参数的计算。 2. 静态工作点的设置对波形失真和最大输出电压 的影响。 3. 静态工作点稳定电路分析与计算。 4. 单管放大电路的三种接法分析与计算。 5. 场效应管放大电路的分析计算。
2.1 放大的概念和放大电路的主要性能指标
二、波形分析
iC
+VCC
RC Rb C1 iB
ui iB ui t t
iC C2
t
uCE u
CE
uo
uo
t
t
2.2.4 放大电路的组成原则
一、组成原则
1. 必须有为放大管提供合适Q点的直流电源。 保证晶体管工作在放大区；场效应管工作在恒流区。 2.电阻适当，同电源配合，使放大管有合适Q点。 3. 输入信号必须能够作用于放大管的输入回路。 对于晶体管能产生△uBE，对于场效应管能产生△uGS， 从而改变输出回路的电流，放大输入信号。 4. 当负载接入时，必须保证放大管的输出回路的动态 电流能够作用于负载，从而使负载获得比输入信号大 得多的信号电流或信号电压。
C2 +
共射放大电路 +VCC
RC C1 + Rb VBB T RL C2 +
集电极电阻， 将变化的电流 转变为变化的 电压。
耦合电容： 电解电容，有极性， 大小为10F~50F
+VCC
RC C1 + T Rb VBB
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。
+VCC +VCC RC
Rb
C1
RC
Rb
＋
模电第二章习题参考答案
第二章自我检测题参考答案一、填空题1.三极管用来放大时，应使发射结处于正向偏置，集电结处于反向偏置。
2.型号为3CG4D的三极管是PNP型高频小功率管。
3.温度升高时，三极管的电流放大系数β增大，反向饱和电流I CBO增大，正向结电压U BE下降。
4. 有两只三极管：A管β=200，I CEO=200μA；B管β=80，I CEO=10μA，其他参数大致相同，一般应选B管。
5.共射基本电路电压放大倍数为负值，说明输出信号与输入信号相位相差180o。
6.放大电路未输入信号时的状态称为静态，其在特性曲线上的点称为静态工作点；有输入信号时的状态称为动态，动态工作点移动的轨迹称为交流负载线。
7.在放大电路的下限截止频率处，幅度的放大倍数为中频处的0.707倍，这主要是由电路的频率失真引起的。
8.场效应晶体管是通过改变栅源电压来改变漏极电流（输出电流），所以它是一个电压控制电流源（或电压控制）器件。
二、判断题1.由于放大的是变化量，所以在输入直流信号时，任何放大电路的输出量都没有变化。
（×）提示：直接耦合放大电路就有变化。
2.阻容耦合多级放大电路的点相互独立，（√）它只能放大交流信号。
（√）3.放大电路中各电量的交流成分是由交流信号源提供的。
（×）提示：增加的幅度所需能量是由直流电源提供的。
4.通常，JFET在漏极与源极互换时，仍有正常放大作用。
（√）三、选择题1.测得某放大电路中三极管三个管脚对地电压分别为U1=2V，U2=6V，U3=2.7V，则三极管三个电极为（B）。
A.①管脚为发射极，②管脚为基极，③管脚为集电极；B.①管脚为发射极，②管脚为集电极，③管脚为基极；C.①管脚为集电极，②管脚为基极，③管脚为发射极；D. ①管脚为发射极，②管脚为集电极，③管脚为基极。
2.在共射基本放大电路中，集电极电阻R C的作用是（C）。
A.放大电流B.调节I BQC.防止输出信号交流对地短，把放大了的电流转换成电压。
模电第02章 运算放大器(康华光)
vp
vn
- ri ro + &#传输特性(vo~vi关系) 例如反相比例器：
vo
+Vom
传输特性
vo
Rf R1
vi
-vim
－Vom
vim
vi
vo 变化范围：
－ Vom
~ + Vom
线性工作区
当vo = Vom时： vim = - +Vom R1/Rf 可见：加入负反馈(闭环使用时)使线性工作区变宽。
vn
in
ro
ri +
vp ip +
vo
- A(vp-vn)
可见： 当vp-vn> 0 时, vo=+Vom 运放工作在正向饱和区 当vp-vn<0时, vo=-Vom 运放工作在反向饱和区
∵实际运算放大器≈理想运算放大器 ∴分析实际运算放大器≈分析理想运算放大器
(5-11)
五.含理想运算放大器电路的分析依据
RL
+ vo -
2.指标计算 虚地 (1)电压增益 “虚短”: vn≈vp ＝0 “虚断”: ip＝in≈0 ∴i1 ＝ i2+in≈ i2
1.结构特点 负反馈引到反相输入端, 信号从反相端输入。
v i v n v n vo R1 R2 v i vo R1 R2
vo R2 Av vi R1
当(vp- vn)<0时, vo=-Vom ——负饱和值
饱和值Vom的绝对值略低于正负电源的绝对值。
(5-13)
§2.3 §2.4 线性运放电路
运放外部接若干元件(R、C 等)，即可组成多种线 性运放电路。线性运放电路工作在闭环状态。
模拟电子技术基础2 6 7章课后答案
说明稳压管DZ已经导通，假定不正确，V0=VZ=6V。
由于IZmin<IZ<IZmax，说明稳压管DZ已经导通，并且能正常工作。
（2）当负载开路时，稳压管中的电流等于限流电阻中的电流，即
>IZmax
稳压管将因功耗过大而损坏。
2-16在测试电流为28mA时稳压管的稳压值为9.1V，增量电阻为5Ω。求稳压管的VZO，并分别求电流为10mA和100mA时的稳压值。
解：（1）根据
其中
（2）如果流向负载的电流为1mA，则流过二极管的电流为
则
所以输出电压的变化为：
2-7在题2-7图所示电路中，设二极管为理想的，试判断图中各二极管是否导通，并求VAO值。
解：根据题意，电路中的二极管都是理想的。
（a）二极管D不通
（b）D导通
（c）D1导通，D2不通
（d）D1、D2均导通，则
（3）求该放大器的通频带 。
（4）放大器输入信号 时，是否会产生频率失真？请说明原因。
（5）放大器输入信号 时，是否会产生频率失真？请说明原因。
答：
（1）
（2） ，
（3）
（4）单一频率的信号，不会产生频率失真；
（5）不同频率信号的放大倍数不同，会产生频率失真
6-10已知某放大电路的的电压放大倍数为 。
（1）求解 ；
（2）画出波特图。
答：
6-11已知某放大电路的波特图如图P6-11所示，试写出电压放大倍数 的表达式。
图P6-11
答：
6-12阻容耦合放大器幅频特性如图P6-12，问：
图P6-12
（1）给放大器输入 ， 的正弦信号时，输出电压 为多少？
（2）给放大器输入 ， 的正弦信号时，输出电压 为多少？
模电训练题和答案第二章
【1】电路如图(a)所示。
设为A理想的运算放大器，稳压管DZ的稳定电压等于5V。
（1）若输入信号的波形如图(b)所示，试画出输出电压的波形。
（2）试说明本电路中稳压管的作用。
图(a) 图(b)【相关知识】反相输入比例器、稳压管、运放。
【解题思路】（1）当稳压管截止时，电路为反相比例器。
（2）当稳压管导通后，输出电压被限制在稳压管的稳定电压。
【解题过程】（1）当时，稳压管截止，电路的电压增益故输出电压当时，稳压管导通，电路的输出电压被限制在，即。
根据以上分析，可画出的波形如图(c)所示。
图(c)（2）由以上的分析可知，当输入信号较小时，电路能线性放大；当输入信号较大时稳压管起限幅的作用。
【2】在图(a)示电路中，已知, ，，设A为理想运算放大器，其输出电压最大值为，试分别求出当电位器的滑动端移到最上端、中间位置和最下端时的输出电压的值。
反馈类型？图(a)【相关知识】反相输入比例器。
【解题思路】当时电路工作闭环状态；当时电路工作开环状态。
【解题过程】（1）当的滑动端上移到最上端时，电路为典型的反相输入比例放大电路。
输出电压（2）当的滑动端处在中间位置时，画出输出端等效电路及电流的参考方向如图(b)所示。
图中。
图(b)由图可知以上各式联立求解得代入有关数据得（3）当的滑动端处于最下端时，电路因负反馈消失而工作在开环状态。
此时，反相输入端电位高于同相输入端电位，运放处于负饱和状态。
输出电压。
【3】电压－电流转换电路如图所示，已知集成运放为理想运放，R2＝R3＝R4＝R7＝R，R5＝2R。
求解i L与u I之间的函数关系。
【相关知识】集成运放工作在线性区的特点，“虚短”和“虚断”的分析方法，基本运算电路的识别。
【解题思路】（1）由图判断出集成运放A1和A2分别引入的局部电压反馈为负反馈。
（2）识别集成运放A1和A2分别组成的基本运算电路类型。
（3）根据运算电路类型以及“虚短”和“虚断”的分析方法分别求解u O1以及u O2的表达式，从而得到i L与u I之间的函数关系。
华成英模电-2-基本放大电路
c-e间的电导
分清主次，合理近似！什么情况下h12和h22的作用可忽略不计？
华成英 hchya@
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
华成英 hchya@
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 u Rc 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。
' o ' o
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
华成英 hchya@
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。
t
减小Rb能消除截止失真吗？
华成英 hchya@
• 饱和失真 ：饱和失真是输出回路产生失真。
Rc↓或VCC↑
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 。
模电第二章 基本放大电路
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
中南大学模电第二章作业答案
2.分别改正下图所示各电路中的错误，使它们有可能放大正弦波信号。
要求保留电路原（a）静态时，发射结正偏，集电结反偏，-VCC改为+VCC(b) 没有RB发射结会烧坏，集电结不能反偏（c）没有RB1当ui=0时发射结两端电压为零，VBB反过来。
（d）没有RB在交流通路中，VBB短路，交流信号加不进来。
3.放大电路及三极管输出特性如下图所示。
①在输出特性曲线上画出直流负载线。
如要求I CQ=2mA，确定此时的静态工作点，并确定此时的R b的值；②利用图解法分别求出R L=∞和R L=3kΩ时的最大不失真输出电压U om（有效值）；③若R b调至150kΩ且i B的交流分量i b（t）=20sinωt(μA)，画出i C和u CE的波形图，这时出现什么失真？解：（1）直流负载线12,.4,0====-=Ce C c ce Cc CC ce U O I I U R I V U 作负载线得：I CQ =40μAΩ=≈+=k R U R I V b CE b B CC 30004.012 （2）R L =∞直流负载线与交流负载线重合Uom=6/1.414=4.23VR L =3K Ώ,R L //R C =1.5 K Ώ 当 U CEQ +1.5*I CQ =9 ,Uom=1.5*I CQ/1.414=2.12V(3) 当RB=150K Ώ时，IBQ=80Ma4.电路如图P2.7所示，晶体管的β=80 ，'100bb r =Ω。
分别计算L R =∞和3L R k =Ω时的Q 点、u A 、i R 和o R 。
解：在空载和带负载情况下，电路的静态电流、be r 均相等，它们分别为： 22CC BEQBEQ BQ bsV U U I A R R μ-=-≈1.76CQ BQ I I mA β=≈'26(1)1.3be bb EQmVr r k I β=++≈Ω 空载时，静态管压降、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻分别为：6.2CEQ CC CQ c U V I R V =-≈； 308cu beR A r β=-≈-// 1.3i b be be R R r r k =≈≈Ω；93beus u be sr A A r R ≈⋅≈-+5o c R R k ==Ω3L R k =Ω时，静态管压降、电压放大倍数分别为：(//) 2.3LCEQ CC CQ c L L cR U V I R R V R R =-≈+(//)115c L u beR R A r β=-≈-34.7beus u be sr A A r R ≈⋅≈-+// 1.3i b be be R R r r k =≈≈Ω 5oc RR k ==Ω。
模电(第二章)
返回
2.1.2 放大电路的性能指标
引言 一、放大倍数 二、输入电阻 三、输出电阻
四、通频带
五、非线性失真系数 六、最大不失真输出电压 七、最大输出功率与效率
返回
I o U 也将不同， 任何一个放大电路都可以看成一个两端口网络。左边为输入端口。 右边为输出端口，输出电压为 U o 。输出电流为 同一放大电路在幅值相同、频率不同的 U S 作用下，，RL为负载电 o 当内阻为Rs的正弦波信号源 U S 作用时，放大电路得到输入电压 U i ， 阻。 即对不同频率的信号同一放大电路的放大能力也存在差异。为了反映放 同时产生输入电流 I i U S 和RL相同的条件下，I i 、 o 、I o 将不同，说明 不同放大电路在 ； U 大电路各方面性能，引出如下指标。 不同放大电路从信号源索取的电流不同，且对同样的信号的放大能力也 不同；
当ui不为0时，在输入回路中，必将在静态值的基础上产生一个动态 的基极电流ib； 在输出回路就可得到动态电流ic；集电极电阻RC将集电极电流的变化 转换成电压的变化，即使得管压降uCE产生变化，管压降的变化量就是输 出动态电压uo。 从而实现了电压放大。直流电源VCC为输出提供所需能量。 由于电路的输入回路与输出回路以发射极作为公共端，故称之为共 射放大电路，并称公共端为“地”。
本章讨论的问题
• 什么是放大？放大电路放大电信号与放大镜放大物体的意义相同 吗？放大的特征是什么？ • 为什么晶体管的输入输出特性说明它有放大作用？如何将晶体管 接入电路才能使其起放大作用？组成放大电路的原则是什么？有几种接 法？ • 如何评价放大电路的性能？有哪些主要指标？用什么方法分析这 些参数？ • 晶体管的三种基本放大电路各有什么特点？如何根据需求利用它 们的特点组成派生电路？ • 怎样根据放大电路的组成原则利用场效应管构成放大电路？它也 有三种接法吗？场效应管放大电路的特点是什么？ • 在什么场合下应选用晶体管放大电路？在什么场合下应选用场效 应管放大电路？ • 在不同场合下，应如何选用不同接法的基本放大电路？
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。
西安交通大学-赵进全-模拟电子技术基础-第2章全篇
在输入回路
uBE=UBE+ui
uBE波形图
iB的波形图
工作点的移动
uBE波形图
(1) 信号的传递
已知Q
a
b
t
O
O
t
O
a. iB的形成过程
a
b
t
M
N
O
O
t
iB1
iB2
b. 输出波形
已知Q
已知 iB
工作点的移动
uCE波形图
iC波形图
输出电压uo
O
已知输入信号
小结
输出信号波形
饱和状态的特点
(3) 集电极饱和电压降UCES较小，小功率硅管为 0.3~0.5V 。
(5) UCE对IC的影响大，当UCE增大，IC将随之增加。
(4) 饱和时集电极电流
(2) IC=ICBO
3．发射结反向偏置、集电结反向偏置——截止状态
截止状态的特点
(1) 发射结反偏
(3) IB=－ICBO
输出电压uo与输入电压ui相位相反
(2) 如果静态工作点Q太低
工作点的移动
uBE波形图
a
b
已知Q
iB1
iB2
iB的波形图
a. 输入波形
a
b
iB1
iB2
已知Q
已知 iB
工作点的移动
uCE波形图
iC波形图
输出电压
b. 输出波形
截止失真
t
M
N
O
t
O
t
O
工作点的移动
uBE波形图
a
b
已知Q
iB1
iB2
2．对ICBO的影响
数电模电第二章知识点
数电模电第二章知识点一 分压式共发射极放大电路（很重要）（课本P42）分压式共发射极放大电路可以稳定静态工作点。
分压式共发射极放大电路分析B 点的电流方程为：B 点的电位： ≈(1) 静态分析：由于I 1>>I B ，B U b 2C Cb1b 2R V R R +C C E E E E e BE B E B C ()T I I U U I R U U U I I ↑→↑→↑→↑=→=-↓→↓→↓b 2B C Cb1b 2R U V R R =+CB I I β=()CE CC C c e U V I R R =-+12BII I =+(2) 动态分析① 电压放大倍数②输入电阻R i③ 输出电阻R o知识点二 共集电极放大电路1、静态分析：求静态工作点o c Lb L u i R i R β''=-=-Lc L //R R R '=i b be e e b be e [(1)]u i r i R i r R β=+=++o Lu ibe e(1)u R A u r R ββ'==-++b be e i i be ebb[(1)](1)i r R u R r R i i ββ++'===++i b1b2i i i b1b2i iib1b2be e (////)////////[(1)]i R R R u R R R R i i R R r R β''====++2、动态分析 (1) 电压放大倍数Au(2) 输入电阻R i(3) 输出电阻R o ：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 ，如图通常知识点三 多级放大电路（有可能考）.多级放大电路的电压放大倍数为各级放大电路电压放大倍数之积 题型：详见书P58例2-7 知识点四 差分放大电路 1.功能：差分放大电路抑制了温度引起的零点漂移2.差模输入信号：在差分放大电路两输入端分别加上一对大小相等，极性相反的信号，u i1=u id1，u i2=u id2=-u id1 共模输入信号不要求知识点四 功率放大电路（无大题）1. 对功率放大电路的要求：输出功率大、非线性失真小、效率高2. 分类：静态工作点Q 设置在交流负载线的中间，在整个信号周期内，三极管都有电流流过，称为甲类功率放大电路。
模电放大电路的基本原理
Au 所以
Uo Ui
Au
而
Uo Ui
Ui Ibrbe
RL
rbe
Uo IcRL Ib
(RL Rc // RL ) Ri = rbe // Rb ，
Ro = Rc
(二) rbe 的近似估算公式
rbb ：基区体电阻。
iC c
reb ：基射之间结电阻。
re：发射区体电阻，一般只有几
iB
欧姆，可忽略。
图 2.4.1(a)
【例】图示单管共射放大电路中，VCC = 12 V，
Rc = 3 k，Rb = 280 k，NPN 硅管的 = 50，试估算静
态工作点。
解：设 UBEQ = 0.7 V
IBQ
VCC
U BEQ Rb
12 0.7
(
) mA
280
40 A
ICQ IBQ
= (50 0.04) mA = 2 mA
方法：根据 uCE = VCC iCRc 式确定两个特殊点
当 iC 0 时，uCE VCC
当
uCE
0
时，iC
VCC Rc
输出回路 输出特性
iC 0，uCE VCC
uCE
0，iC
VCC RC
图 2.4.2
Q 直流负载线
由静态工作点 Q 确 定 的 ICQ 、 UCEQ 为静态值。
【例】图示单管共射放大电路及特性曲线中，已知
其中 Ie (1 )Ib
引入发射极电阻
后， Au 降低了。
若满足(1 + ) Re >> rbe
Au
RL Re
Au 与 三 极 管 的 参 数 、rbe 无关。
b +
模拟电子技术基础(第五版)第二章
模拟电子技术基础(第五版)第二章模电课件2.1 集成电路运算放大器2.2 理想运算放大器2.3 基本线性运放电路2.4 同相输入和反相输入放大电路的其他应用模电课件2.1 集成电路运算放大器1. 集成电路运算放大器的内部组成单元图2.1.1 集成运算放大器的内部结构框图特点：电路对称性，提高整个电路的性能若干级电压放大带负载能力强，电流放大模电课件2.1 集成电路运算放大器1. 集成电路运算放大器的内部组成单元图2.1.2 运算放大器的代表符号(a)国家标准规定的符号(b)国内外常用符号特点：两个输入端(同相+、反相― ),一个输出端，单向模电课件2. 运算放大器的电路模型通常(实际): 开环电压增益Avo的≥105 (很高) 输入电阻ri ≥ 106Ω (很大) 输出电阻ro ≤100Ω (很小)图2.1.3 运算放大器的电路模型vO=Avo(vP-vN) ,当(V- vO V+) 注意输入输出的相位关系模电课件2. 运算放大器的电路模型当Avo(vP-vN) ≥V+ 时vO= V+ 当Avo(vP-vN) ≤ V-时vO= V-电压传输特性vO= f (vP-vN)线性范围内vO=Avo(vP-vN) Avo――斜率非线性(饱和)范围内？end模电课件2. 运算放大器的电路模型例：一运放Avo= 2×105 ,ri = 0.6 MΩ , 电源电压V+ = +12 V, V- = -12 V. (1)当vO=±Vom = ± 12 V时，输入电压的最小幅值vP-vN = ? 输入电流ii = ? (2)画出传输特性曲线vO=f(vP-vN) (1)线性范围内: vP-vN = vO / Avo = ± 12 V/( 2×105) = ± 60 v (2)传输特性曲线vO=f(vP-vN)ii =( vP-vN )/ ri = ± 60 0.6 MΩ v/ = ± 100 pA模电课件2.2 理想运算放大器1. vO的饱和极限值等于运放的电源电压V+和V- 2. 运放的开环电压增益很高ri≈∞ 若(vP-vN)0 则vO= +Vom=V+ (饱和) 若(vP-vN)0 则vO= CVom=V- (饱和)3. 若V- vO V+ (线性) 则(vP-vN) 0 ,虚短4. 输入电阻ri的阻值很高使iP≈ 0、iN≈ 0 ,虚断5. 输出电阻很小，ro ≈ 0图2.2.1 运放的简化电路模型理想：ri≈∞ ro≈0 Avo→∞ vO=Avo(vN-vP)模电课件2.3 基本线性运放电路线性运放电路：运放一定工作在线性范围(状态), 电路通过接入负反馈来保证。
模拟电子技术模电-第2章答案(含大题)
第二章训练题一、判断题：1.只有电路既放大电流又放大电压，才称其有放大作用。
（×）2. 放大电路中输出的电流和电压都是由有源元件提供的。
（×）3.电路中各电量的交流成份是交流信号源提供的；（× ）4.放大电路必须加上合适的直流电源才能正常工作。
5. 由于放大的对象是变化量，所以当输入信号为直流信号时，任何放大电路的输出都毫无变化。
（×）6. 当单级放大电路的静态工作点过高时，根据I b=I c/β，可选用β大的晶体三极管来减小I b 。
（×）7. 只要是共射放大电路，输出电压的底部失真都是饱和失真。
（×）8. 若单管共射放大电路中的三极管为NPN型，输出电压的底部失真时为饱和失真。
（√）9. 在共射放大电路中，若晶体管为NPN，输出电压u o出现底部失真，则该失真为截止失真。
（×）10. 由于放大的对象是变化量，所以当输入信号为直流信号时，任何放大电路的输出都毫无变化。
（×）11.可以说任何放大电路都有功率放大作用；（√）12.若单管共射放大电路出现截止失真，可适当增大基极电阻R B消除失真。
（ × ）13.某二级电压放大电路中，已知A u1=－10、A u2=－50 ，则总的电压放大倍数为500。
（√）14. 某二级电压放大电路中，已知Au1=50、Au2=100 ，则总的电压放大倍数为150。
（√）15. 现测得两个共射放大电路空载时的电压放大倍数均为－100，将它们连成两级放大电路，其电压放大倍数应为10000。
（×）16. 有人测得晶体管的U BE=0.7V, I B=20µA，因此推算出：be r=U BE/I B=0.7V/20µA=35KΩ。
（×）17.放大电路如图1所示，已知：U CC＝12V，R B＝240kΩ，R C＝3kΩ，晶体管β＝40，且忽略U BE。
模电--基本放大电路(重要)
将输出等效 成有内阻的电 压源， 压源，内阻就 是输出电阻。 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 2 章 基本放大电路
3)通频带
衡量放大电路对不同频率信号的放大能力。 衡量放大电路对不同频率信号的放大能力。 由于电容、电感及半导体器件PN结的电容效应 结的电容效应， 由于电容、电感及半导体器件 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， 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。
下限频率
f bw = f H − f L
上限频率
4)最大不失真输出功率和效率 最大不失真输出功率和效率 最大输出功率P 最大输出功率 om 效率 η = 直流提供功率P 直流提供功率 DC
第2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
2.1.1 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
2.1.1 放大的概念
放大的对象： 放大的对象：变化量 放大的本质： 放大的本质：能量的控制和转换 判断电路能否放 大的基本出发点 放大的特征： 放大的特征：功率放大 放大的基本要求：不失真是放大的前提 放大的基本要求：
第 2 章 基本放大电路
2.1.2 性能指标
任何放大电路均可看成为二端口网络。 任何放大电路均可看成为二端口网络。
输入电流 信号源 内阻 信号源 输入电压 输出电压 输出电流
放大倍数： 1) 放大倍数：输出量与输入量之比
& Uo & & Auu = Au = & Ui
& Io & & Aii = Ai = & Ii
模电答案第二章
第2章基本放大电路自测题一．在括号内用“√”和“×”表明下列说法是否正确。
1.只有电路既放大电流又放大电压,才称其有放大作用。
(×)2.可以说任何放大电路都有功率放大作用。
(√)3.放大电路中输出的电流和电压都是有源元件提供的。
(×)4.电路中各电量的交流成分是交流信号源提供的。
(×)5.放大电路必须加上合适的直流电源才能正常工作。
(√)6.由于放大的对象是变化量，所以当输入直流信号时，任何放大电路的输出都毫无变化。
(×)7.只要是共射放大电路，输出电压的底部失真都是饱和失真。
(×)二．试分析图T2.2各电路是否能放大正弦交流信号，简述理由。
设图中所有电容对交流信号均可视为短路。
(a) (b) (c)(d) (e) (f)(g) (h) (i)图T2.2解：图(a)不能。
V BB 将输入信号短路。
图(b)可以。
图(c)不能。
输入信号与基极偏置是并联关系而非串联关系。
图(d)不能。
晶体管基极回路因无限流电阻而烧毁。
图(e)不能。
输入信号被电容C 2短路。
图(f)不能。
输出始终为零。
图(g)可能。
图(h)不合理。
因为G -S 间电压将大于零。
图(i)不能。
因为T 截止。
三．在图T2.3 所示电路中，已知12CC V V =, 晶体管β=100，'100b R k =Ω。
填空：要求先填文字表达式后填得数。
(1)当0i U V =时，测得0.7BEQ U V =，若要基极电流20BQ I A μ=, 则'b R 和W R 之和b R =( ()/CC BEQ BQ V U I - )k Ω≈( 565 )k Ω；而若测得6CEQ U V =，则c R =( ()/CC CEQ BQ V U I β- )≈( 3 )k Ω。
(2)若测得输入电压有效值5i U mV =时，输出电压有效值'0.6o U V =，则电压放大倍数u A =( /o i U U - )≈( -120 )。
模电 第二章
（3）由 I C ≈ βI B 求得IC （4）由输出回路KVL求出UCE ∵U CC = I C RC + U CE
∴U CE = U CC − I C RC
例1 （例3-1）估算PNP管偏置电路静态工作点 解：按实际方向标出各 电压、电流
U CC − U CE 10 − 5 RC = = = 5.56kΩ IC 0.9
U CC − U BE IB = = 0.01mA , RB = = 930kΩ IB β
即减小RC（提高负载线斜率）以调整Q点。
3、固定偏置电路的缺点 静态工作点受温度的影响较大，即Q点的温度 稳定性差。 二、基极分压式偏置电路(基极分压射极偏置电路) 电路形式
故图中 iB=IB+ib，iC=IC+ic，iE=IE+ie uBE=UBE+ube，uCE=UCE+uce 电路中各电压、电流波形： 可见三极管的—— 1、电压、电流均为叠加量； 2、管子各极电流方向、 各极间电压方向始终不 变（同直流方向），只 是大小变化； 3、uCE中的交流分量uce即是 uo，对ce电路uo与ui反向。
二、共集（共c、cc）放大电路 （以c极为交流输入、输出端） 共集放大电路又称射极输出器。 交流指标的分析、计算仍按前面三个步骤进行。
由定义式
Ui ′ Ri = = RB // Ri Ii RB = R1 // R2 U i I b rbe + I e ( RE // RL ) Ri = = = rbe + (1 + β )( RE // RL ) Ib Ib ′
（1）放大的本质是能量的控制作用； （2）“放大”是针对变化量而言的。 即：小能量控制大能量，放大的对象是变化量。 故：放大电路必然包括有源器件（BJT或FET）
模电课件第二章-2
iC
iC
交流负载线
0
t0
0
(a)截止失真
t
iB Q
uCE uCE
22
结论
Q点过低→动态工作点进入截止区，出现截止失真 。对NPN管的共射极放大器，发生截止失真时，其 输出电压出现“胖顶”的现象（顶部限幅），
23
iC
iC
iB
Q
0
t0
0
(b)饱和失真
交流负载线 uCE uCE
t
图2―24 Q点不合适产生的非线性失真
6
Ii
RB
RC
UCC Rs
＋
RB
Us －
Io ＋
RC
RL Uo
－
(a)直流通路 习惯用有效值 (b)交流通路
图2―17共射放大器的交、直流通路
7
放大器的分析方法主要有两种： 图解法：在晶体管特性曲线上通过作图确定工作 点及其在信号作用下的相对变化量。（辅助方法）
特点：形象、直观，对理解放大原理、波形关系 及非线性失真有帮助，但对于小信号放大器，用 图解法难以准确地进行定量分析。 等效电路法：利用器件模型进行电路分析的方法。 （主要方法） 特点：运算简便，结果误差小。
其中较小的即为放大器最大不失真输出电压 的幅度，而输出动态范围Uopp则为该幅度的两倍， 即
Uopp=2Uom
26
非线性失真
当输入某一频率的正弦信号时，其输出波形 中除基波成分之外，还包含有一定数量的谐 波。该失真为非线性失真，饱和与截止失真 属于非线性失真，是由于放大器输入、输出 特性的非线性引起。
34
首先分析输入端的等效电路：
iB
iB
iBma x IBQ iBmin
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uCE↓↓
uCE↑↑
IC i
ΔuΙ ΔuBE ΔiB ΔiC ( ΔiB ) ΔuO ΔuCE ( ΔiC RC )
c
ΔuO ΔuΙ 实 现了放大作用
IB ib
综上，可归纳出组成放大 电路应遵循的基本原则：
二、组成放大电路应遵循 的原则：
1. 外加直流电源的极性必须使发射结正偏，集 电结反偏。才有： Δ i Δ i
字母 大写
字母 小写
直流（静态）量, 如 IB 、IC、UBE 、 UCE 总瞬时量, 如iB 、iC、 uBE 、 uCE
总瞬时量=直流（静态）量+交流瞬时值, 如 uBE= UBE+ ube iB =IB+ ib
2.1 放大的概念
用电子电路把一个微弱 的电信号变成一个强的电信 号（如扩音），叫放大。该 电子电路叫放大电路。
ie ic
IC
IE
由交流通路，有：u =−i R' o c L
交流通路
R'L=Rc∥RL
ic 1 RC // RL ，其中RL uo RL ic 1 i C 1 u ce RL uCE RL
1 iC uCE b RL '
iC / mA
VCC/RC
解：画出直流通路
VCC=IBQRb+UBEQ UBEQ = 0.7 V
I BQ VCC U BEQ Rb 12 0.7 ( ) mA 40 A 280
ICQ IBQ = (50 0.04) mA = 2 mA
直流通路
VCC=ICQRc+UCEQ
UCEQ = VCC – ICQ Rc = (12 2 3)V = 6 V
IB
IC
IE
直流通路
IC
irb
ii
IB ib
ic
ie
IE
交流通路
交流通路
2.4.2 静态工作点的计算
三极管的UBE、IB对应输入特性线上的一个点Q（ UBE、IB ），UCE、IC对 应输出特性线上的一个点Q（ UCE、IC ），把UBE、IB 、 UCE、IC叫静态工作 点。 由直流通路可求出静态工作点： 在基极回路，由回路电压定律，有：VCC=IBQRb+UBEQ
IBQ VC C U B EQ Rb 12 0.7 ( )mA 40 μA 280
找出IB=40μA的特性线就是三极 管的特性线
由集极回路，有：
UCEQ = VCC – ICQ Rc iC = 0，uCE = 12 V ； uCE = 0，iC = 4 mA .
直流通路
iC /mA
iC 0，uCE VCC uCE 0，iC VCC RC
Q 直流负载线
由Q点确定的 ICQ 、 UCEQ 为 静 态 值。
【例】图示单管 (Si) 共射放大电路及特性曲线中，已知 Rb = 280 k，Rc= RL = 3 k ，集电极直流电源 VCC = 12 V， 试用图解法确定静态工作点。 解：先画出直流通路 由基极回路，有：
0
t
6
7.5
12 uCE/V
uCE/V
t
0 0
0.68
0.7
0.72
uBE
uBE/V
t
UCEQ
电压放大倍数
ΔuO ΔuCE Au ΔuI ΔuBE
t
UBEQ
IC
irb IB ii ib
ie ic
Байду номын сангаас
IE
UBEQ
当输入正弦波 uI 时，放大电路中相应的 uBE 、 iB 、 iC 、 uCE 、 uO 波形。
4 3
80 µ A
60 µ A
静态工作点 40 µ A 20 µ A M iB = 0 µ A
2 1 0
Q
2
4
6
8
10
12
uCE /V
由 Q 点确定静态值为： IBQ = 40 µ A ，ICQ = 2 mA，UCEQ = 6 V.
二 图解分析动态
求电路的动态指 标须根据交流通 路
irb IB ii ib
C
uCE
D
E
uCE/V
Q 尽量设在线段 AB 的中点。则 AQ = QB，CD = DE
五 用图解法分析电路参数对静态工作点的影响
1. 改变 Rb，保持 VCC ，Rc ， 不变；
iC
2. 改变 VCC，保持 Rb， Rc ， 不变；
iC
Q3 Q1 O
IB
Q2
uCE
Q2
Q1 O Q3
uCE
IB
静态工作点
图像是斜率为−1/R'L的直 思考：交流负载线的物理 线，叫交流负载线 意义？ 1 有信号输入时，iC、uCE在斜率为−1/R'L的直 线上变化。Q(uCE 、iC)称为动态工作点。 2 当输入信号瞬时值为零时， iC=IC、uCE=UCE, 即交流负载线过静态Q（UCE、IC）点
交流负载线
O
t O
O
UCEQ
uCE/V
0
t
0 0
UBEQ
uBE/V
uCE/V
t
uo = uce
—饱和失真
t
四 用图解法估算最大输出幅度 输出波形没有 明显失真时能够输 出的最大电压。即 输 出 特性 的 A 、 B 所限定的范围。
iC / mA
A
交流负载线
Q
B
iB = 0
U om
CD DE 2 2
O
I BQ
硅管
VCC U BEQ Rb
UBEQ = (0.6 ~ 0.8) V
锗管
UBEQ = (0.1 ~ 0.2) V
ICQ IBQ
在集极回路，由回路电压定律，有：
VCC=ICQRc+UCEQ
UCEQ = VCC – ICQ RC
直流通路
【例】图示单管共射放大电路中，VCC = 12 V， Rc = 3 k，Rb = 280 k，NPN 硅管的 = 50，试估算静 态工作点。
附：两点法作交流负载线
iC / mA
VCC/RC β
静态工作点
交流负载线
ICQ
Q
O
UCEQ X
IB
α
VCC u CE /V
1 tg α RL ' ICQ 1 tg β tg α X RL '
X=ICQR'L
交流负载线与横轴的 交点为： UCEQ+ICQR'L
三 用图解法分析非线性失真 1. 静态工作点过低，引起 iB、iC、uCE 的波形失真
放大 电路
在放大电路中提供一个能源（电源），由能量较 小的输入信号控制这个能源，使之输出较大的能量， 然后推动负载。 小能量对大能量的控制作用称为放大作用。 本质：实现能量的控制。 放大的对象是变化量。 电路核心元件：双极型三极管或场效应管。
2.2
单管共发射极放大电路
2.2.1 单管共发射极放大电路的组成
VT：NPN 型三极管，为放大元件； VCC：为集电结提供反偏电压、为输出信号提供能量； RC：当 iC 通过 Rc，将电流 的变化转化为集电极电压的变 化，传送到电路的输出端； VBB 、 Rb ：为发射结提供 正向偏置电压，提供静态基 极电流(静态基流)。 C1、C2: 隔直通交
2.2.2
单管共发射极放大电路的工作原理
1 2
Aum
BW fL fH
fH：上限频率
BW= fH − fL
2.4
放大电路的基本分析方法
图解法 微变等效电路法
基本分析方法
研究对象 是直流电
计算机辅助分析 先静态分析：计算电路中的直流电流和电压 分析步骤
研究对 象是交 流信号
后动态分析：计算电路的Au、Ri、Ro等动态指标
2.4.1
直流通路与交流通路
4. 有利于对静态工作点 Q 的检测等。
2.4.4 微变等效电路法
三极管是非线性元件，无法用线性电路的理论来对其进 行分析。但如果输入信号很小 ( 微变 ) ，三极管的 uBE 、 iB , uCE、iC将在Q点附近变化， Q点附近小范围内的特性曲线就
可近似地看作直线，三极管就可以等效为一个线性元件。这
17 20 23 25
从50开始
第二章
2.1
放大电路的基本原理
放大的概念
2.2 2.3 2.4
2.5 2.6 2.7 2.8
单管共发射极放大电路 放大电路的主要技术指标 放大电路的基本分析方法
工作点的稳定问题 放大电路的三种基本组态 场效应管放大电路 多级放大电路
符号意义约定
下标大写 下标小写 交流有效值, 如Ib 、 Ic、Ube 、 Uce 交流瞬时值, 如ib 、 ic、ube 、 uce
C B
2. 输入回路的接法应使输入电压 u 能够控制vBE ， 使基极电流产生相应的变化量 iB。
3. 输出回路的接法应使变化量 iC 能够转化为变化 量 uCE，并传送到放大电路的输出端。
共射电路的简化
2.3 放大电路的主要技术指标
一、放大倍数 u) 电压放大倍数 ( A o U u A i U
Q
O
IB
3 交流负载线是动态工作点Q(uCE 、iC)移动的轨迹
VCC u CE /V
动态工作情况图解分析
iC / mA iC / mA
交流负载线
4
3
iC 2
80
60
iB
60 40 20
iB / µ A
Q