放大电路基础

用。同时可得到如下总结： (1)为了使放大器不失真地放大信号，放大器必须建立合适
的静态工作点。 （2）放大电路工作时，基极电流和集电极电流与输入电压
相位相同，输出电压与输入电压相位相反 （3）交流放大电路中同时存在直流和交流两种分量
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第二节 单级低频小信号放大器
所谓交流通路是指交流信号能够通过的路径。当计算放大电 路的放大倍数、输入电阻和输出电阻等动态参数时，交流通 路是必要的依据。
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第二节 单级低频小信号放大器
2.放大电路的动态分析 在图2-5所示的共发射极放大电路的输入端加上正弦交流电
压信号vi，则发射结两端的电压vBE等于：
vBE vi VBEQ
这是一个只有大小变化没有极性变化的脉动电压。波形如图 2-8（b）所示。若vBE大于死区电压，且vi很小，则有
iB ILeabharlann BaiduQ Ib
波形如图2-8（c）所示
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第二节 单级低频小信号放大器
基极电流的变化将使集电极电流在静态值ICQ 的基础上跟着
变化，则 iC ICQ ic
式中 I CQ IBQ
iC ib
波形如图2-8（d）所示
集电极与发射极电压也是静态电压VCEQ和交流电压vce两部
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第二节 单级低频小信号放大器
1.放大电路的静态分析
(1)静态时，晶体管的各极直流电压VBE VCE和电流IB、IC 在三极管的输入特性曲线和输出特性曲线上确定为一个点，
用Q表示，该点即为静态工作点。此时的电流电压值记作 VBEQ VCEQ和IBQ ICQ (2)Q的计算
图2-3（c）所示的基本放大电路的直流通路如图2-4所示
图2-1是它的工作过程方框图。 放大电路种类很多，根据被放大的信号频率的不同，可分成
直流放大器、低频放大器、谐振放大器、宽频带放大器。按 信号的强弱，可分为小信号放大器和大信号放大器(功率放大 器)。
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第一节 放大器的基本概念
二、放大器的主要参数
1.放大倍数 任何放大电路都可以用如图2 -2所示的二端口网络表示 （1）电压放大倍数： Av u0
(3)放大器输入电阻ri的估算
ri RB1 // RB2 // rbe
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第三节 放大电路的分析方法
(4)估算放大器输出电阻ro
ro RC // rce
因为rce远大于Rc 所以
(5)电压放大倍数的估算 ro RC
从图2-12交流通路看，输入信号 vi为
vi ii (RB1 // RB2 // rbe ) ibrbe 输出电压信号为 vo ic (RC // RL ) ic RL '
画交流通路的原则是: 耦合电容、旁路电容因其容抗较小，对交流信号视为短路。 直流电源对交流的内阻很小，对交流信号视为短路 根据以上原则画出图2 -5中共发射极基本放大电路的交流通
路如图2 -9所示。
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第三节 放大电路的分析方法
一、估算分析法
所谓估算法就是根据电路中的已知参数，利用公式的近似计 算来分析放大器性能的方法。下面以图2-10 (a)电路为例 介绍估算法的分析方法与步骤
5.非线性失真系数 由于放大器件均具有非线性特性，它们的线性放大范围有一
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。如果输入信号为正弦信号，则由于非线性失 真，输出信号就将是非正弦的，即输出波形除了基波频率外， 还包含有输入波形中没有的二次谐波、三次谐波等谐波频率。 这种由放大器件的非线性引起的波形失真叫非线性失真。
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第二节 单级低频小信号放大器
2.基本放大电路的组成原则 必须有直流电源，且直流电源的极性必须满足三极管的发射
结正偏、集电结反偏，保证三极管工作在放大状态，电阻取 值得当，使三极管有一个合适的直流工作电压和电流。 输入回路的接法，应使输入电压产生变化尽量大的基极电流， 因为基极电流直接控制着集电极电流 输出回路的接法，应能使变化的集电极电流产生变化尽量大 的电压vo，并能从电路输出。
1.估算静态工作点
(1)画直流通路，如图2 -10 ( b)所示。
（2）根据直流通路可知，RB1对VCC进行分压，如图2-
11所示，所以可得
VBQ
VCC
RB 2 RB1 RB2
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第三节 放大电路的分析方法
集电极电流为：
ICQ
IEQ
VBQ
VBEQ RE
基极电流为：
I BQ
I CQ
输出电压为：
VCEQ VCC - ICQ (R C R E )
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第三节 放大电路的分析方法
2.交流参数的估算 (1)画交流通路 画交流通路只需把容量较大的电容及直流
电源简化为一条短路线，如图2-12（a）所示，图2-12 （b）把分压式偏置放大器的交流通路 (2)三极管输入电阻rbe的估算。对于小功率三极管在共发 射极接法时，常用下式近似估算：
写下标的符号，如: i B = IB + i b 在一般情况下，交流分量都是正弦波形式，其表达式为:
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第二节 单级低频小信号放大器
二、放大器的工作原理
放大电路没有输入信号，vi=0时，电路不存在交流分量， 各处的电压、电流均为直流，此时，称为直流工作状态，简 称为静态。
当有输入信号vi时，电路中的电压、电流都将随输入信号做 相应的变化，这种变化状态称为交流工作状态，简称为动态。
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第二节 单级低频小信号放大器
3.电路中电压和电流符号写法的规定 放大电路中既存在着直流分量，又存在着交流分量，为了便
于区分，文字符号写法作如下规定: 直流分量。用大写字母和大写下标的符号，如IB 交流分量。用小写字母和小写下标的符号，如i b 总量:总量是直流分量和交流分量的代数和，用小写字母和大
.共集:电压放大倍数略小于1，但电流放大倍数较大，且它的 输入电阻大，输出电阻小。因此，除了用作输入级、缓冲级 以外，也常用作功率输出极
相同，且为正值 .输入电阻很低，一般只有几欧姆到几十欧姆，输出电阻较高。 .输出电阻与共射电路相同。
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第四节 放大电路的三种基本接法
三、三种组态电路性能的比较
共发射极放大器、共基极放大器(射极输出器)和共集电极放 大器，它们分别有着各自不同的特点:
.共射:电压、电流和功率放大倍数都比较大，输入电阻和输 出电阻适中，在多级放大器中可作为输入、输出和中间级， 用于放大信号
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第二节 单级低频小信号放大器
一、单管共发射极放大器
1.基本放大电路的组成及电路图的画法 采用NPN型晶体管的基本共射放大电路如图2 -3( a)所示。 上述的电路中含有两个供电电源，这种电路结构称为双电源
供电电路。为了简单起见，可以把这种结构改为图2-3 (b) 所示的单电源供电结构。2 -3 ( c)是单电源供电共发射极 放大电路的习惯画法。
式中
RL '
RC
//
RL
RC RL RC RL
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第三节 放大电路的分析方法
由此可推出电压放大倍数的计算公式为
Av
v0 vi
ic RL ' ib RL '
ib rbe
ib rbe
即
Av
RL '
rbe
例2-3 在图2-10中，VCC=12V, RB1=42 KΩ, RB2= 8 KΩ RE=1KΩ, RL= RC= 4KΩ ,β=30，
ui
（2）电流放大倍数 Ai i0 ii
（3）功率放大倍数：
Ap P0 Pi
它们之间的关系是： Ap
P0
i0vo
Pi iivi
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第一节 放大器的基本概念
2.放大器的增益 我们把放大倍数用对数表示称之为放大增益，用大写字母G来
表示。工程中常用的放大器增益有三种： (1)电流增益Gi:用对数来表示电流的放大倍数即为电流增益。
VCEQ VCC - ICQ R C
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第二节 单级低频小信号放大器
(3)设置静态工作点的必要性 下面以如图2 -5所示的共发射极放大电路为例，讨论设置静
态工作点的必要性。 不设置静态工作点如图2-6（a）所示，这样会引起波形失
真如图2-6（b）所示 设置了合适的静态工作点后的波形如图2-7所示
v CE = v CC - i CRC, 该方程对应的曲线如图2-13（b）所 示，该直线称为直流负载线
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第三节 放大电路的分析方法
（2）确定静态工作点 直流负载线与l BQ对应的一条输出特性曲线的交点即是静态
下工作点Q，Q点所对应的l CQ和V CEQ就是三极管的静态电 流和电压 (3)交流输入电流ib 是叠加在静态工作点l BQ 上变化的，找 出相应输出特性与负载线的交点，即可画出对应集电极电流 和集电极交流电压的波形
由直流通路可列方程
VCC IBQR b VBEQ VCC ICQ R C VCEQ
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第二节 单级低频小信号放大器
则有
I BQ
VCC - VBEQ Rb
VCC远大于VBEQ 时，有 ICEQ为晶体管的穿透电流
IBQ
VCC Rb
I CQ IBQ I CEQ
I BQ
可得
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第四节 放大电路的三种基本接法
二、共基极放大电路
如图所示 图2-16（b）、(c)为根据该电路画出的直流和交流通路。 共基放大电路的直流通路与分压式工作点稳定电路的直流通
路完全相同，静态工作点的求法也相同。 共基放大电路的主要特点是: .共基放大电路的电压放大倍数在数值上与共射基本放大电路
(1)试求放大电路的静态工作点
（2）计算电路的主要指标电压放大倍数，输入、输出阻抗
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第三节 放大电路的分析方法
二、图解分析法
图解分析法是利用晶体管的特性曲线，通过作图的方法分析 放大器的工作情况。现以图2-5为例：
(1)作直流负载线。如图2-13（a）为放大器的输出回路直 流通路，ic-vcE关系如图2-13（b）、 （c）所示，三极管 压降v CE和集电极电流ic之间的有如下关系
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第四节 放大电路的三种基本接法
本节介绍其他两种组态：共集电极和共基极放大电路。
一、共集电极放大电路
如图2-14（a）所示，图2-14（b）、(c)为根据该电路画 出的直流通路和交流通路
被放大的信号从发射极输出所以又称为射极输出器。 射极输出器的特点是: 电压放大倍数A约为1，且小于1,输出电压与输入电压同相 输入阻抗高。 输出阻抗低、
第二章 放大电路基础
教学目标 第一节 放大器的基本概念 第二节 单级低频小信号放大器 第三节 放大电路的分析方法 第四节 放大电路的三种基本接法 第五节 多级放大电路
教学目标
1.了解放大器的组成方框图，理解放大器的参数及指标。 2.掌握基本共射放大电路的组成，理解各元器件的作用，会
Gi=20lgAi (2)电压增益Gv:用对数来表示电压的放大倍数即为电压增益。
Gv=20lgAv (3)功率增益Gp:用对数来表示功率的放大倍数即为功率增益
Gp=20lgAp
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第一节 放大器的基本概念
3.输入电阻Ri Ri是从放大电路输入端看进去的等效电阻，定义为输入电压
分析其工作原理。 3.掌握基本共射放大电路直流通路、交流通路的画法，对放
大器进行静、动态分析 4.理解图解法的含义和微变等效电路的分析方法。
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第一节 放大器的基本概念
一、放大器概述
放大器是能把输入信号的电压或功率放大的装置，由电子管 或晶体管、电源变压器和其他电器元件组成。用在通信、广 播、雷达、电视、自动控制等各种装置中。
Vi与输入电流Ii之比，即： Ri= Vi/ Ii
4.输出电阻Ro 放大器的输出电阻就是从放大器输出端看进去的等效电阻,计
算Ro :将输入端信号源短路(Vs=0），保留内阻Rs，移走负载 RL，在输出端外加信号电压V，产生信号电流I，则:
Ro=V/I
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第一节 放大器的基本概念
分合成，即 vCE VCEQ vce
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第二节 单级低频小信号放大器
集电极与发射极间总的电压应为：
vCE VCC iCRe VCC (ICQ ie )Re VCEQ ieRe
V CE的波形如图2-8（f）所示 由以上分析可知道，共发射极放大电路具有放大和反相的作