第5章基本放大电路
《模拟电子技术》课件第5章放大电路的频率响应
中频增益或通 带源电压增益
f
H
1 2πRC
上限频率
②高频响应和上限频率
共射放大电路
A VSH A VSM 1
1 j( f
/
fH )
RC低通电路
A VH
1
1 j( f
/
fH )
频率响应曲线变化趋势相同
幅频响应
20l g|A VSH | 20l g|A VSM |
20lg
1
1 ( f / fH )2
最大误差 -3dB
1 fH 2 πRC
fH称转折频率，上限截止 频率（上限频率），AVH(s) 的极点频率。
10
2. 低频特性
---- RC高通电路
RC高通电路
RC电路的电压增益：
AVH
Vo Vi
R
R
1
j ωC
1
1 1
j 2 πfR C
令
fL
1 2 πR
C
AVH
Vo Vi
1
1 j(fL /
f)
gmV b'e rce—c-e间的动态电阻(约100kΩ)
Cbe --发射结电容
互导
gm
iC vBE
VCE
iC vBE
VCE
2.混合等效电路中各元件的讨论： 简化模型 rce RL 略去rce
rbc
1 jω Cbc
略 去rbc
混合型高频小信号模型
晶体管的混合Π型等效电路
3.混合型等效电路的获得 低频时，混合模型与H参数模型等价
β0
1 ( f / fβ )2
的相频响应 arctg f
fβ fβ ——共发射极截止频率
第五章低频功率放大电路习题及答案
第五章低频功率放大电路一、填空题1、以功率三极管为核心构成的放大器称__________ 放大器。
它不但输出一定的_________ 还能输出一定的_______ ，也就是向负载提供一定的功率。
2、功率放大器简称_____ 。
对它的要求与低频放大电路不同，主要是：__________ 尽可能大、_______ 尽可能高、 _______ 尽可能小，还要考虑_________ 管的散热问题。
3、功放管可能工作的状态有三种：______ 类放大状态，它的失真_______ 、效率___ ；_____ 它的失真 ______ 、效率 ______ 。
4、功率放大电路功率放大管的动态范围大，电流、电压变化幅度大，工作状态有可能超越输出特性曲线的放大区，进入 ___________ 或 __________ ，产生______ 失真。
5、所谓“互补”放大器，就是利用________ 型管和 _____ 型管交替工作来实现放大。
6、OTL电路和OCL电路属于 ____ 工作状态的功率放大电路。
7、为了能使功率放大电路输出足够大的功率，一般晶体三极管应工作在 ______ 。
8、当推挽功率放大电路两只晶体管的基极电流为零时，因晶体三极管的输入特性_______ ，故在两管交替工作时产生 _______ 。
9、对于乙类互补称功放，当输入信号为正半周时，_________ 型管导通， ______ 型管截止；当输入信号为负半周时， ______ 型管导通，________ 型管截止；输入信号为零（Ui=O ）时，两管 ____ ，输出为________ 。
10、乙类互补对称功放的两功率管处于偏置工作状态，由于电压的在存在，当输入信号在正负半周交替过程中造成两功率管同时―, 引起 _________ 的失真，称为_____ 失真。
11、功率放大器按工作点在交流负载线上的位置分类有：__________ 类功放、___________类功放和 ___________ 类功放电路。
晶体管放大电路的基本知识
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第二节多级放大器和射极输出器的结构 及特点
二、阻容藕合多级放大器的工作特点
1.静态分析 因为藕合电容具有隔直作用，所以在直流状态下，各级放大电路 彼此独立，互不影响，其分析方法与单级电路相同。 2.动态分析 (1)电压放大倍数Au阻容藕合多级放大电路总的电压放大倍数等于各级 电路电压放大倍数的乘积。即
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第一节低频电压放大器的结构及特点
2.静态工作点的计算 (1)直流通路输入信号为零时(ui =0)，放大电路中只有直流电源Ucc起作 用，电路中的各个电流或电压只含有直流分量，而不含有交流分量， 此时电路中的电容相当于开路，这样画出的电路称为直流通路。 共射放大电路及其直流通路如图5 -8所示，直流通路只能用来分 析求解静态量。 (2)求解静态工作点对放大电路进行静态分析，即通过该电路的直流通 路，运用近似的方法求解其静态工作点Q处的IBQ, ICQ和UEQ 在图5-8 (b)所示的直流通路中
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第一节低频电压放大器的结构及特点
1.静态工作点的作用 如果放大器设置了合适的工作点，当加上输入信号电压ui时，则 输入电压ui与静态电压UBE叠加在一起再加到基极上，使发射结始终 处于导通状态。因此在输入电压的整个周期内都有一个随输入信号电 压而变化的基极电流，如图5 -7所示，从而使放大器能不失真地把输 入信号加以放大。
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图5-图5一5静态工作点
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图5 -7设置静态工作点时ib的变化波形
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图5 -8共射放大电路的直流诵路
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图5 -9共射放大电路
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图5-10共射放大电路的交流诵路
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电路基础、电子技术与元器件教案——第5章 放大器
第5章放大器【学习要点】：本章主要介绍二极管和三极管的基本特性，重点讨论各种放大器的电路结构、工作原理及分析方法。
学习本章时，应适当放慢学习速度，打好基础。
把认识电路、掌握电路工作原理及元件的作用放在第一位。
在此基础上，再理解电路的定量分析。
本章内容十分重要，是全书的重点，望读者认真学习。
5.1 二极管和三极管5.2 基本共射放大器5.3共集放大器与共基放大器5.4 负反馈放大器5.5 直流放大器5.6 功率放大器5.7 放大器中的噪声5.1 二极管和三极管一半导体介绍1.本征半导体本征半导体是指化学成分纯净的半导体。
半导体中有两种基本导电粒子，一种是电子，另一种是空穴。
电子带负电，空穴带正电。
2. 杂质半导体在本征半导体中掺入某些微量元素作为杂质，可形成杂质半导体。
杂质半导体可分为N型半导体和P型半导体两种。
3. PN结在一块半导体上，一头做成P型，另一头做成N型，就会形成PN结。
1）PN结加正向电压就会导通；2）PN结加反向电压就会截止。
PN结还具有一定的电容效应，这种电容称为PN结的结电容。
二.二极管1.二极管的结构及符号将PN结加上金属引脚和外壳后，就成了二极管，如图（a）所示，图（b）是它的符号。
二极管有点接触型、面接触型和平面型三大类。
2.二极管的伏安特性二极管的伏安特性是指二极管两端所加的电压与流过二极管的电流之间的关系，这种关系可以用伏安特性曲线来描述。
1）正向特性当二极管两端所加的正向电压较小时，正向电流几乎为零，此工作区域称为死区。
当正向电压增大到V F时，二极管开始导通，因此，常将V F称为门坎电压或死区电压（硅管的V F 约为0.5V，锗管为0.2V）。
当正向电压大于V F时，正向电流迅速增加（图中AB段），此时，二极管充分导通，呈现的正向电阻很小。
2）反向特性当二极管两端加反向电压时，反向电流几乎为零，且在较大的范围内不随反向电压的变化而变化。
但当反向电压增加到一定程度（V R）时，反向电流剧增，二极管反向击穿。
第五章 功率放大电路
V C（ C V
CC U CE (sat)） RL
2.2W
m
π 4
V CC
U CE(sat) V CC
65％
5.2.2 OTL电路
1 、 OCL 电 路 线 路 简 单 、 效率高，但要采用双电源供电， 给使用和维修带来不便。
2、采用单电源供电的互 补对称电路，称为无输出变压 器（Output transformerless）的 功放电路，简称OTL电路，如 图5.2.5所示。其特点是在输出 端负载支路中串接了一个大容 量电容C2。
第五章 功率放大电路
5.1 功率放大电路概述 5.2 乙类互补对称功率放大电路 5.3 集成功率放大器 *5.4 功率管的安全使用
教学目标
1、了解功放电路特点、分类、对功放电路要求。熟悉低频
功放电路主要技术指标。
2、熟悉OCL、OTL电路组成、工作原理、性能参数估算方
法。
3、掌握交越失真产生原因、消除交越失真方法。 4、掌握复合管组成原则。
教学目标
5、熟悉常用集成功率放大器（LA4102、LM386、TDA2030
等）引脚功能，了解其主要技术指标。熟悉集成功放应用电 路组成、外接元器件作用，会估算闭环增益。
6、选学BTL电路原理及其由集成功放构成的应用电路。
7、选学功放管二次击穿和热致击穿现象及其保护措施，功
放管等功率器件散热计算及散热片的选择。
2、功放管的最大耐压U（BR）CEO 当一只管子饱和导通时，另一只管子承受的最大反向电
压为2VCC。故
U (BR)CEO 2VCC
3、功放管的最大集电极电流
I
CM
VCC RL
4、选择示例
讲义第5章集成运算放大电路
第5章集成运算放大电路（上一章介绍的用三极管、场效应管等组成的放大电路称为分立元件电子电路。
）集成电路：如果在一块微小的半导体基片上，将用晶体管（或场效应管）组成的实现特定功能的电子电路制造出来，这样的电子电路称为集成电路。
（集成电路是一个不可分割的整体，具有其自身的参数及技术指标。
模拟集成电路种类较多，本章主要介绍集成运算放大电路。
）本章要求：（1）了解集成运放的基本组成及主要参数的意义。
（2）理解运算放大器的电压传输特性，理解理想运算放大器并掌握其基本分析方法。
（3）理解用集成运放组成的比例、加减、微分和积分运算电路的工作原理。
（4）理解电压比较器的工作原理和应用。
5.1集成运算放大器简介5.1.1集成运算放大器芯片集成运算放大器是一种具有很高放大倍数的多级直接耦合放大电路。
是发展最早、应用最广泛的一种模拟集成电路。
集成运算放大器简称运放，是一种多端集成电路。
集成运放是一种价格低廉、用途广泛的电子器件。
早期，运放主要用来完成模拟信号的求和、微分和积分等运算，故称为运算放大器。
现在，运放的应用已远远超过运算的范围。
它在通信、控制和测量等设备中得到广泛应用。
1、集成电路的概念（1）集成电路：禾U用半导体的制造工艺，把晶体管、电阻、电容及电路连线等做在一个半导体基片上，形成不可分割的固体块。
集成电路优点：工作稳定、使用方便、体积小、重量轻、功耗小。
（2）集成电路分类：模拟、数字集成电路；单极型、双极型集成电路，小、中、大、超大规模集成电路。
①模拟集成电路：以电压或电流为变量，对模拟量进行放大、转换、调制的集成电路。
（可分为线性集成电路和非线性集成电路。
）②线性集成电路：输入信号和输出信号的变化成线性关系的电路，如集成运算放大器。
③非线性集成电路：输入信号和输出信号的变化成非线性关系的电路，如集成稳压器。
（3）线性集成电路的特点①电路一般采用直接耦合的电路结构，而不采用阻容耦合结构。
②输入级采用差动放大电路，目的是克服直接耦合电路的零漂。
功率放大电路
第5章功率放大电路5.1 教学基本要求教学基本要求主要知识点熟练掌握正确理解一般了解低频功率放大电路的特点、分类、效率和失真问题√√乙类互补推挽功率放大电路的工作原理及主要性能指标计算甲乙类互补推挽功放电路工作原理√互补推挽功率放大电路单电源功率放大电路工作原理√低频功放的能量和效率√功率器件与散热几种功率器件的特点、功率器件的散热√集成功率放大器√5.2 重点和难点一、重点1．理解甲类、乙类和甲乙类低频功率放大器的功率、效率与静态工作点设置的关系。
2．乙类功放的工作原理和功率参数计算方法。
二、难点1．正确理解乙类和甲乙类低频功率放大器中放大管的电流流通角、波形失真及其解决方法。
2．乙类和甲乙类低频功率放大器的功率、效率计算以及提高效率。
5.3 知识要点甲类功放及特点乙类功放及特点1．低频功率放大器甲乙类功放及特点主要技术要求乙类互补对称功率放大器交越失真及其解决办法2．互补对称功率放大器甲乙类互补对称功率放大器单电源互补对称功率放大器BTL功率放大器本课程中对低频功率放大器的讨论和分析的思路为：先讨论功率放大器的特殊问题甲类功放电路的组成、原理及其优缺点提高效率的途径乙类互补功放电路的组成、原理及其优缺点，功率计算(输出信号交越失真)为了克服交越失真甲乙类低频功放的组成、原理及其优缺点需要解决交流输出信号正负半周不对称问题采用自举电路。
然后介绍集成功放以及BTL功放电路等。
5.4 主要内容5.4.1 功率放大电路的特殊问题5.4.1.1 功率放大电路的特点和要求1．在不失真的前提下尽可能地输出较大功率由于功率放大电路在多级放大电路的输出级，信号幅度较大，功率放大管往往工作在极限状态。
功率放大器的主要任务是为额定负载LR提供不失真的输出功率，同时需要考虑功率放大管的失真、功率放大管的安全(即极限参数CMP、CMI、CEO(BR)U)和散热等问题。
2．具有较高的效率由于功率放大电路输出功率较大，所以，效率问题是功率放大电路的主要要问题。
第5章 放大电路的频率响应
由微变等效分析可知:
根据式(5.2.4), 将混合 П 型等效电路中c、e输出端短路, 则得图5.2.4。
第5章 放大电路的频率响应 图5.2.4 计算̇β=̇Ic/̇Ib 的等效电路
第5章 放大电路的频率响应
其幅频特性和相频特性的表达式为
式中 可见β为具有一个转折频率fβ的频率特性曲线, 如图5.2.5所示。fβ称为共射极 截止频率, 其值主要决定于管子的结构。
式中，ω 为输入信号的角频率, R1C1为回路的时间常数τ，
第5章 放大电路的频率响应 图5.1.2 用来模拟放大电路高频 特性的RC低通电路
第5章 放大电路的频率响应
令 则式(5.1.2)变为
AuH为高频电压增益, 其幅值|̇AuH|和相角φH分别为
第5章 放大电路的频率响应
1) 幅频特性 幅频响应波特图可按式(5.1.5)由下列步骤画出: 当f≪fH时,
第5章 放大电路的频率响应 图5.2.3 低频等效电路
第5章 放大电路的频率响应
晶体管放大电路的高频特性决定于混合 Π 型等效电路的参数gm、rbb'、 rb'e、 Cb'e及Cb'c。这些参数可用β、rbe、fT及Cob来表示。因此, 可用β、rbe、fT 及Cob来衡量晶体管的高频性能。
第5章 放大电路的频率响应
可求得̇A'u的表达式如下:
第5章 放大电路的频率响应
因为Cb‘c很小,β)re=(1+β)UT/IE。Cb'e为发射结电容。
3) 集电结参数rb'c和Cb'c
rb'c表示集电结的结电阻, 由于集电结工作时处于反向偏置。Cb'c为集电结电
电子电工学——模拟电子技术 第五章 场效应管放大电路
场效应管正常工作时漏极电流的上限值。
2. 最大耗散功率PDM
由场效应管允许的温升决定。
3. 最大漏源电压V(BR)DS 当漏极电流ID 急剧上升产生雪崩击穿时的vDS值。
4. 最大栅源电压V(BR)GS
是指栅源间反向电流开始急剧上升时的vGS值。
5.2 MOSFET放大电路
场效应管是电压控制器件，改变栅源电压vGS的大小，就可以控制漏极 电流iD，因此，场效应管和BJT一样能实现信号的控制用场效应管也 可以组成放大电路。
场效应管放大电路也有三种组态，即共源极、共栅极和共漏极电路。
由于场效应管具有输入阻抗高等特点，其电路的某些性能指标优于三极 管放大电路。最后我们可以通过比较来总结如何根据需要来选择BJT还
vGS＜0沟道变窄，在vDS作用下，iD 减小。vGS=VP(夹断电压，截止电 压）时，iD=0 。
可以在正或负的栅源电压下工作，
基本无栅流。
2.特性曲线与特性方程
在可变电阻区 iD
Kn
2vGS
VP vDS
v
2 DS
在饱和区iD
I DSS 1
vGS VP
2
I DSS KnVP2称为饱和漏极电流
4. 直流输入电阻RGS
输入电阻很高。一般在107以上。
二、交流参数
1. 低频互导gm 用以描述栅源电压VGS对漏极电流ID的控制作用。
gm
iD vGS
VDS 常数
2. 输出电阻 rds 说明VDS对ID的影响。
rds
vDS iD
VGS 常数
3. 极间电容
极间电容愈小，则管子的高频性能愈好。
三、极限参数
D iD = 0
基本放大电路
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 2.1.1 放大的概念以扩音机为例说明一下问题： 如图2.1.1所示：一、 放大电路放大的本质是能量的控制和转换。
二、 电子电路放大的基本特征是功率放大。
三、 放大电路组成的必要条件是存在能够控制能量的元件，即有源元件。
四、 放大的前提是不失真，即只有在不失真的情况下放大才有意义。
五、 放大电路的测试信号为正弦波，因为任何稳态信号都可以分解为若干频率正弦信号的叠加。
2.1.2 放大电路的性能指标一、 放大电路示意图：（图2.1.2）任何一个放大电路都可以看成一个两端口网络，解释放大电路作为负载相当于一个电阻，作为前级相当于电源。
二、 放大倍数i u uu U U A A 0== i i ii I I A A 0== i ui I U A 0= iiu U I A 0= 注： （1）在实测时，只有在不失真的情况下才有意义。
（2）当输入信号为缓慢变化量或直流变化量时，输入、输出量都用△表示，如：I u ∆、I i ∆。
三、 输入电阻 iii I U R =四、 输出电阻 （图2.1.3） L R U U R ⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=10'00，0U 与0U '分别代表空载和带负载时的输出电压的有效值。
解释输入、输出电阻在多级放大电路中的作用。
五、 通频带（图2.1.4）1． 通频带产生原因：放大电路中存在电容、电感及半导体器件结电容等电抗元件。
2． 通频带的定义：L H bw f f f -= 上限截止频率、下限截止频率。
3． 通频带的意义：用于衡量放大电路对不同频率信号的放大能力。
4． 通频带的宽窄根据实际情况而定。
六、 非线性失真系数1． 产生原因：放大器件具有非线性特性，线性放大范围有一定的限度，当输入信号幅度超过一定值后，输出电压将会产生非线性失真。
2． 定义：输出波形中的谐波成分总量与基波成分之比，+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=213212A A A A D七、 最大不失真输出电压1． 定义：当输入电压再增大就会使输出波形产生非线性失真时的输出电压。
第5章 功率放大电路
集电极电 流波形
QA
ICQ
=2
uCE
0
2 ωt
(2) 乙类放大电路 静态工作点在截止区，如图5.1.3所示，静态集电极电流 为零，无静态功耗，但输出波形严重失真。 iC 特点 集电极电 流波形 iC2 a. 静态功耗 =π
PC U CEQ I CQ 0
b. 能量转 换效率高
QA
0 uCE
给功率管（T1和T2）一定的直流偏置，使其工作于微 导通状态，即甲乙类工作状态。 U CC (1) 甲乙类互补推挽电路 a. 利用二极管提供偏压 电路如图5-6所示 二极管提供偏 压，使T1、T2 呈微导通状态
2 U CC 4 PT1(U om U CC ) ( ) 0.137Pom RL 4
这是不是最 在理想情况下（即无静态电流，忽略管子饱和压降）， 大的管耗呢？
2 1 U CCU om U om 求管耗的极值： PT 2 PT1 ( ) RL 4
令
dPT 1 2VCC U om 0 dU om RL π
uo
T2
RL
静态功耗为零
U CC
图5-2(a)乙类OCL功放电路原理图
b. ui >0 时 T1导通，T2截止
c. ui <0 时
T2导通，T1截止
输入信号ui
0 t
U CC
U CC
ui
0 t
T1
ic1
RL
ui
T2
电流io方向
ic 2
RL
uo
输入信号ui 电流io 方向
uo
uo≈ui
uo≈ui
5.2 乙类互补对称功率放大电路
《模拟电子电路及技术基础(第二版)》教、学指导书(孙肖子)1-23章 (3)
第五章 基本放大电路 图5-4 图5-2的交流通路
第五章 基本放大电路
3. 放大器直流(静态)工作点的计算
首先明确： 放大器的直流分析要在其直流通路上进行。
由于集电极总是位于放大器的输出回路， 因此所谓直流工作
3.7V
UECQ=UCC－I(CRQC+RUE)RIBC2RQ=E102－.7 (1.35.7+12..503.)7×22=4m.A4 V
UCEQ=－UECQ=－4.4 V
第五章 基本放大电路 图5-5 例5-4电路图及直流通路
第五章 基本放大电路
4. 放大器的图解法分析 图解法的要点是在晶体管的输出特性上分别作直流负载线 和交流负载线。 按“先直流， 后交流”的分析原则， 其中 直流负载线是截距为集电极电源电压而斜率为集电极回路直流 总电阻的负倒数的一条直线。 直流负载线与由基极回路确定
Au
Uo Ui
rbe
RC (1 )RE
100 2 2 101 2
1
(4) 因为共基放大器的输入电阻最小， 所以电路必须 接成共基组态， 即①端接地， ③端接输入电压， ②端接输 出。 此时
Ri
RE
// rbe
1
2 // 2 101
0.02k
第五章 基本放大电路
(5) 由于共集放大器的输出电阻最小， 因此只能接成共 集组态， 即②端接地或开路， ①端接输入电压， ③端接输 出。 此时
其动态电阻极小， 因而将输入信号对地短路。 修改办法是选 用一电阻代替稳压二极管。
电路(c)不能正常放大， 原因是集电极输出端被电源－
UCC短路， 所以要在集电极和CC相接点与电源之间串接一电阻
模电第五章
关键是根据输入信号求出各极电流、 关键是根据输入信号求出各极电流、电压波形瞬时值
解：静态工作点如下
U BEQ = 0.7V
I CQ = 5mA
I BQ = 100µA
U CEQ = 10V
瞬时值是交流量叠加在直流量之上 1、晶体管发射结上的瞬时电压 、
uBE = UBEQ + ui = 0.7 + 0.025sin ωt(V )
+ uce
−
——输出交流负载线 输出交流负载线
′ uCE −UCEQ = −RL (iC − ICQ )
交流负载线过Q点 ①令iC = ICQ，则uCE = UCEQ，交流负载线过 点 ②斜率为
′ −1 RL 交流负载线比直流负载线陡
图解
′ ③令iC = 0，则 uCE = UCEQ + ICQ RL ，这是与横坐标的交点 ，
第五章 基本放大电路
1 − ′ RL
−
1 RC
Q
Q
UCEQ + ICQ (RC // RL )
第五章 基本放大电路
【结论】： ① 当ui=0时，即为静态。 时 即为静态。 此时u 此时 BE=UBEQ=0.7V， iB=IBQ=100µA，uCE=UCEQ=10V，iC=ICQ=5 mA ， ， ， ② 当ui从零向正方向增大时→iB↑→ iC↑→uCE↓ 当ui从零向负方向减小时→iB↓→ iC↓→uCE↑ 图解法不仅形象地说明了放大器的工作过程， ③ 图解法不仅形象地说明了放大器的工作过程，而且可以求出各极电 流、电压幅值和相位关系。 电压幅值和相位关系。
图解
第五章 基本放大电路
2、画输出回路的交流负载线 、 在动态运用时， 都是在静态电流、 在动态运用时，iC和uCE都是在静态电流、电压的基础上随交流信号 作相应的变化。 作相应的变化。
第5章 功率放大电路
⒉ 电路计算
按乙类互补对称功放电路，但必须用VCC /2代替各 式中的VCC。
⒊ 调试方法
中点电压UA可调R1，功放管电流可调R4，但两者 互有牵连，反复调节2～3次，可满足要求。
5.2.3 OCL电路
双电源无输出电容互补对称电路。
⒈ 电路分析
⑴ V1V3、V2V4组成复合功放管； ⑵ R10R11V5组成恒压源， 提供功放管静态偏置； ⑶ V7V8组成差动输入级， 调节R6能调节中点电压； ⑷ V6管是驱动管； ⑸ R13C5组成自举电路； ⑹ R2C3R3组成电压串联(交流)负 反馈网络，调节R3可调节整个功
处在甲乙类状态下工作的三极管，
V1
其静态工作点的正向偏置电压很 小，两个管子在静态时处在微导 通的状态，当输入信号输入时，
V2
管子即进入放大区对输入信号进 行放大。处在甲乙类状态下工作 的互补功放电路如图所示。
图中的电阻R1和R2，二极管D1和D2分别组成三极管T1和T2的偏置电 路，用来消除交越失真。
因乙类放大器只在信号的半个周期内有功率输出，所以，该放大器有信号输 出 时，电源消耗的功率PE为电源电压和半波电流 即 的平均值的乘积，
由此可得，在理想的情况下，乙类放大器的能量转换效率η为
(3) 甲乙类工作状态
乙类放大器将静态工作点取在如图9-1-2所示的IC为零的Q点上，工作在这种 状态下的放大器虽然效率比较高，但在信号交接的时候会产生交越失真。为了消 除交越失真，将静态工作点的值取在如图9-1-3所示的Q点，具有这种工作点特性 的放大器称为甲乙类工作状态。
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5.1 功率放大电路的基本概念
第5章1 放大电路基础
题目部分：一、选择题(17小题,共46.0分)(02 分)1.从括号内选择正确答案，用A、B、C…填空。
在某双极型晶体管放大电路中，测得，，则该放大电路中晶体管的____（A．13.6，B．34，C．0.4，D．1，E．10），该晶体管是____。
.（F．硅管， G．锗管）。
(02 分)2.从括号内选择正确答案，用A、B、C…填空。
在某双极型晶体管放大电路中，测得，ìA，则该放大电路中晶体管的__________（A．7，B．5， C ．1，D．0.5，E．14），该晶体管是____。
（F．硅管，G．锗管）。
(03 分)3.判断下列计算图示电路的输出电阻的公式哪个是正确的。
A．B．C．D．E．(03 分)4.选择正确答案用A、B、C填空。
（A．共射组态， B．共集组态， C．共基组态）在共射、共集、共基三种组态的放大电路中____的电压放大倍数一定小于1，____的电流放大倍数一定小于1，____的输出电压与输入电压反相。
(03 分)5.选择正确答案，用A、B、C填空。
可以粗略估计在图示三种电路中电路（1）的输入电阻约为____，电路（2）的输入电阻约为____，电路（3）的输入电阻约为____。
（A．1M，B．100k，C．3k，D．100）(03 分)6.比较图示的几个放大电路，哪一个输入电阻最大？哪一个输入电阻最小？(02 分)7.选择正确答案，用A、B填空。
（A．共源组态， B．共漏组态）在共源组态和共漏组态两种放大电路中，_____的电压放大倍数比较大，_____的输出电阻比较小。
____的输出电压与输入电压是同相的。
(02 分)8.选择正确答案，用A、B填空。
（A．共源组态， B．共漏组态）在共源组态和共漏组态两种放大电路中，电压放大倍数一定小于1的是____，输出电压与输入电压反相的是____，输出电阻比较小的是____。
(02 分)9.选择正确答案，用A、B填空。
（A．共源组态 B．共漏组态）在共源、共漏两种组态的放大电路中，希望电压放大倍数大应选用____，希望带负载能力强应选用____，希望输出电压与输入电压同相应选用____。
基本放大电路_典型例题(全)
C2
+
+
RL uo
−
第五章 基本放大电路
2.求静态工作点Q 根据直流通路，有
IB
VCC U BE RB
12 0.7 377
30A
RB RC
Rs C1+ + us−
+VC
C
+C2 +
RL uo
−
I C I B 5 0 3 0 1 .5 m A U C E V C C R C I C 1 2 6 1 .5 3 V
试计算：
+VC
C
C2 +
RL uo
−
1.试标出电容C1、C2极性；2.求电路的静态工作点Q ； 3.电压放大倍数Au、Aus ； 4.输入电阻ri、输出电阻ro。
第五章 基本放大电路
解： 1. 标出电容C1、C2极性
RB RC
Rs C1
+
+VCC
C2
+
+
RL
uo
−
RB RC
Rs C1
+
+
us
−
+VCC
−
rbe2
300
（1
）26 2 I E2
300 38.5 26 1.65
0.9k
ri2 RB1 // RB2 // rbe2 0.79k
RL 1
RE1
//
ri2
2 0.79 2 0.79
0.57 k
第五章 基本放大电路
RB
200kΩ
Rs C1+ + 100Ω +
RB1
20kΩ
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R
C
+ UCC C ＋ 2 ＋ uo －
IC = IB = 50×0.029 4 mA = 1.47 mA UCE = UCC－RC IC = (6－2×1.47 ) V =3.06 V
2) 空载电压放大倍数 rbe = 200 + 26 IC 26 = (200 + 50× ) = 1 084 1.47 RC =－ 50×2 =－92.25 Ao =－ r 1.084 be
第 5 章 基本放大电路
5.1
5.1.1 放大的概念
概
述
1.电子学中放大的目的是将微弱的变化信号放大成较大 的信号，输出电压或电流在幅度上得到了放大，输出信号 的能量得到了加强。 2.输出信号的能量实际上是由直流电源提供的，只是 经过三极管的控制，使之转换成信号能量，提供给负载。
放大电路的结构示意框图
例1 在如图所示的固定偏置放大电路中，已知 UCC = 6 V, RB = 180 kΩ， RC = 2 kΩ, = 50，晶体管为硅管。 1）试求放大电路的静态工作点。 2）求放大电路的空载电压放大倍数、输入电阻 和输 出电阻 。 [解] 1) UCC－UBE IB = RB 6－0.7 = mA 180 = 0.029 4 mA
方法三：外加电源法 将电路中的电源置零，将负载断开，在端口处加上电 压U，求出电流I（或加上电流I，求出电压U），则
U ro I
方法四：测量方法
1、测量开路电压UO。
‘ 2、测量接入负载后的输出电压UO。
3、计算。
Uo ro ( 1) RL Uo
注意：电压放大倍数、输入电阻、输出电阻通常都是在正 弦信号下的交流参数，只有在放大电路处于放大状态且输 出不失真的条件下才有意义。
输入电阻
RB C1 ＋ ＋ ui －
R
C
+ UCC C ห้องสมุดไป่ตู้ 2 ＋ uo －
ri = RB rbe = 180×1.084 k = 1.078 k 180＋1.084 输出电阻
令ＩC=0，得Ｎ点： UCE = EC = 12V
2) 求 ib 10simwtA 时的 uo
交流负 载线
R RL // RC 2k
1 tg ' RL
' L
uCE
3) UCES 0.7V的Uom
直流 负载线
可输出的最大 不失真信号
uCE
1 ' min{U CEQ U CES ， CQ RL } I 2
放大电路
输入电阻
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
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。 i
o
uo
定义：断开负载，去掉信号源，保留信号源内阻，从输出端 看进去的等效电阻，称为放大电路的输出电阻。
3）图解法分析波形失真
饱和失真
放大电路的工 作点达到了三 极管的饱和区
Q点偏高 —— 易出现饱和失真
截止失真
放大电路的工 作点达到了三 极管的截止区
Q点偏低 —— 易出现截止失真
例1：
iC
+EC
RB
RC T
30A 20A 10A
2 4 6 8 10 uCE
C1
C2
32 1
解： 1、求：ICQ ,UCEQ
(4) 通频带
放大电路的增益A(f) 是频率的函数。在低频段和 高频段放大倍数都要下降。当A(f)下降到中频电压放
大倍数A0的1/ 2
时，即
A0 A( f L ) A( f H ) 0.7 A0 2
通频带的定义 相应的频率fL称为下限频率，fH称为上限频率。
5.1.3
放大电路的组成和工作原理
5.1.2 放大电路的性能指标
(1) 放大倍数Ax——表征放大器的放大能力
Ax
Xo
Xi
输出量 输入量
电压放大倍数定义为: A u o o U i ui （重点）
io I i ii U u 互阻增益定义为: A r o o ii Ii
U
u
电流放大倍数定义为: Ai
U om
小结：图解法的适用范围
•形象直观；
•适应于Q点分析、失真分析、最大不失真输出 电压的分析；
•能够用于大信号分析；
•不易准确求解；
•不能求解输入电阻、输出电阻等参数。
5.2.2 微变等效电路法
一、静态分析(静态工作点的确定)
第一步：画出直流通路
第二步：根据直流通路估 算静态工作点
＋ ui －
uo U o ro io I0
U s 0 RL
如何确定电路的输出电阻？ 求戴维南等效电路内阻的方法 方法一：等效电阻法 将电路中的电源置零，再利用电阻串、并联求出等效电阻 方法二：开路短路法
将负载断开，救出开路电压UOC和短路电流ISC ,则
U oc ro I sc
IC/ mA UCC RC ICQ 1 斜率 － RL + UCC C ＋ 2 RL ＋ uo －
RB
RC
C1 ＋
＋ ui －
＋ ＋
ui RB
－ Q IBEQ
uceRC RL uo
－
＋
－
O
UCEQ
UCC UCE/V
交流负载线的另一种作法——两点法
IC/ mA
UCC RC
ICQ Q
IBEQ
？
O
UCEQ A UCC UCE/V
5.2.1图解法
1) 用图解法确定静态工作点 第一步：画出直流通路 直流通路的画法： (1) 信号源中的电动势短路； (2) 电容开路。 第二步： 列输入回路方程 UBE = UCC-IBRB 由输入回路方程所确定的直 线为输入直流负载线。 第三步： 列输出回路方程 UCE=UCC－ICRC 由输入回路方程所确定的直线 为输出直流负载线。
uCE
O
UCE
O uo O
t
t
信号的放大过程
结论:放大电路中的信号是交直流共存，可表示成
uBE U BE ube iB I B ib iC IC ic uCE UCE uce
静态工作点的影响（NPN管） :
1. 当 IB 太小，Q 点很低，引起顶部失真——截止失真。 2. 当 IB 太大，Q 点很高，引起底部失真——饱和失真。
共射放大电路
三极管放大电 路有三种形式 以共射放大 电路为例讲 解工作原理
共集放大电路
共基放大电路
一、单管共射放大电路的组成
C E UCC RC C B E UC
C
B
RB UBB
RC
RB
两个电源的放大电路
一个电源的放大电路 + UCC
C ＋ 2
RB ＋ ui － C1 ＋
RC
＋ uo －
RB ＋ ui － C1 ＋
B C
Ic
Io
rbe
E
Ib
＋ RC Uo －
RL
－
微变等效电路
′ Uo －Ic (RC ∥ RL) RL =－ Au = = rbe Ui Ib rbe
其中：R′L= RC∥RL
Ii (RB∥rbe ) Ui ri = = = RB∥ rbe≈ rbe Ii Ii UOC －Ic RC ro = = = RC ISC － Ic
Io Ii ＋ Ui RB － Ib
B
RB
R
C
+ UCC C ＋ 2 ＋ uo －
C1 ＋
＋ ＋ ui －
IC
c
R
C
Uo
－
放大电路
E 交流通路 Ii Ib
Rs + Us _
＋ Ui － RB
B C
Ic
Io ＋ RC Uo －
rbe
E
Ib
RL
微变等效电路
Ii Rs + Us _ ＋ Ui RB
Ib
R
C
+ UCC C ＋ 2 ＋ uo － ＋ ui －
RB
C1 ＋
R
C
- UCC C2 ＋ ＋ uo －
NPN 管放大电路
PNP 管放大电路
输入耦合电容C1保证信号加到发射结，不影响发射结偏置。 输出耦合电容C2保证信号输送到负载，不影响集电结偏置。
静态和动态的概念
RB ＋ ui － C1 ＋ R
RB
R
C
+ UCC C ＋ 2 ＋ uo －
C1 ＋
IBRB + UBE = UCC UCC－UBE IB = RB IC =βIB UCE = UCC－RCIC
RB IB ＋ UBE －
R
C
+ UCC
直流通路
二、动态分析
重点：放大电路的微变等效电路 第一步：画出交流通路 第二步：将三极管用小信号模型代替
1 RC
IB/A UCC RB IBEQ
IC/ mA
斜率 －
斜率 －
1 RB
UCC RC ICQ Q
Q
IBEQ
O
UBEQ
UCC UBE / V
O
UCEQ
UCC UCE/V
2、 电路参数对静态工作点的影响
2.2.2图解分析法（14）
1. 改变 RB，其他参数不变