第二章放大电路分析基础
第二章放大电路分析基础1ppt课件
3、放大电路画法
C1 +
+
T
Rs
RB
+ Ui
Us
UBB
-
-
+ C2 +
Rc RL Uo
UCC _
省去一个直流电源
RC
C B
RB
E
UCC
UB
RB
C1 +
+
Rs
us+
ui
－－
RC
+UCC C2
+
+ 简化
RL uo －
RB RC
+UCC
直流电源
保证发射结正偏集电结反偏
集电极负载电阻
偏置电阻 C1
RB RC
IC / mA
N
80
RC 3
VCC N RC´ 2
1.5
Q Q
60
IB = 4 0 µA
1 20
0M
0
2
4
6
8
10 12VCC UCE /V
<3> UCC对Q点的影响
IBQUCCRBUBE
UCC RB
UCC
IB
Q点下移
UCC
斜率
Q点左移
IC / mA
VCC N
RC 3
VCC´ N´
RC 2
Q
1
Q
0
RC
+UCC C2
+
T
+
RL uo
－
UCEQ UCC ICRC 12236V
RB
RC +U CC
ICQ
IBQ
+
第二章放大电路分析基础
第二章放大电路分析基础〖本章主要内容〗本章重点讲述基本放大电路的组成原理和分析方法，三种组态基本放大电路的特点和应用场合。
多级放大电路的耦合方式和分析方法，差动放大器的分析方法。
首先介绍基本放大电路的组成原则。
三极管的低频小信号模型。
固定偏置共射放大电路的图解法和等效电路法静态和动态分析，最大不失真输出电压和波形失真分析。
分压式偏置共射放大电路的分析以及稳定静态工作点的方法。
共集和共基放大电路的分析，由BJT 构成的三种组态放大电路的特点和应用场合。
然后介绍多级放大电路的两种耦合方式、直接耦合多级放大电路的静态偏置以及多级放大电路的静态和动态分析，差动放大器的分析方法。
通过习题课掌握放大电路的静态偏置方法和性能指标的分析计算方法。
〖学时分配〗本章有6 讲，每讲两个学时。
第四讲放大电路的工作原理一、主要内容1、放大的概念在电子电路中，放大的对象是变化量，常用的测试信号是正弦波。
放大电路放大的本质是在输入信号的作用下，通过有源元件（BJT或FET）对直流电源的能量进行控制和转换，使负载从电源中获得输出信号的能量，比信号源向放大电路提供的能量大的多。
因此，电子电路放大的基本特征是功率放大，表现为输出电压大于输入电压，输出电流大于输入电流，或者二者兼而有之。
在放大电路中必须存在能够控制能量的元件，即有源元件，如BJT和FET等。
放大的前提是不失真，只有在不失真的情况下放大才有意义。
2、电路的主要性能指标1）输入电阻R i：从输入端看进去的等效电阻，反映放大电路从信号源索取电流的大小。
2）输出电阻R o：从输出端看进去的等效输出信号源的内阻，说明放大电路带负载的能力。
3）放大倍数（或增益）：输出变化量幅值与输入变化量幅值之比。
或二者的正弦交流值之比，用以衡量电路的放大能力。
根据放大电路输入量和输出量为电压或电流的不同，有四种不同的放大倍数：电压放大倍数、电流放大倍数、互阻放大倍数和互导放大倍数。
电路处于放大状态且输出不失真的条件下才有意义。
现代电子技术基础 第二章 基本放大电路及其分析方法
第2章 基本放大电路
它是在放大器中的独立电压源短路或独立电流源开路、 保留受控源的情况下， 从RL两端向放大器看进去所呈现的电 阻。因此假如在放大器输出端外加信号电压U， 计算出由U产 生的电流I，则ro=U/I, 如图2.1.4（c）。 ro，ri只是等效意义上 的电阻。如在放大器内部有电抗元件， ro，ri应为复数值。 2. 增益 增益 增益，又称为放大倍数，用来衡量放大器放大信号的能 力。有电压增益、电流增益、功率增益等。 1） 电流、 电压增益 电压增益用Au 表示，定义为放大器输出信号电压与输入 信号电压的比值。 即
c ＋ e ＋
e ＋
c ＋ uo b (c) －
＋ ui －
b
uo ＋ ui
b
uo
ui －
e － (a)
－
c － (b)
第2章 基本放大电路
第2章 基本放大电路及其分析方法 章
一、最简单的共发射极组态放大器的电路原理图。
图中各元件如下： 1. 晶体管V 2. 直流电源UCC 3. 基极偏流电阻Rb 4. 集电极电阻Rc 5. 耦合电容C1、 C2
第2章 基本放大电路
第2章 基本放大电路及其分析方法 章
2.1 晶体管的基本放大电路
2.2 分压偏置式放大电路
2.3 其它组态放大器
第2章 基本放大电路
第2章 基本放大电路及其分析方法 章
2. 1晶体管的基本放大电路 晶体管的基本放大电路
2.1.1晶体管放大器的三种组态 晶体管放大器的三种组态 晶体管放大器的三种组态 晶体管放大器的三种组态：共发射极、共集电极和共基极方式。
第2章 基本放大电路
2. 输入交流信号时的工作情况 输入交流信号时的工作情况 交流通路：输入信号作用下交流信号经过的通路，用于研究动 态参数。 交流通路规则： 交流通路规则： ★容量大的电容（如耦合电容）视为短路； ★无内阻的直流电源（＋VCC）视为短路；
模拟电子技术(江晓安)(第三版) 第2章
解 根据公式(2 - 1)、(2 - 3)、 (2 - 4)
I BQ
12 0.7 0.040m A 40A 280
I CQ 50 0.04 2m A U CEQ 12 2 3 6V
第二章 放大电路分析基础
2.2.2 图解法确定静态工作点
将图2 - 3(a)直流通路改画成图2 - 4(a)。 由图a、 b两端 向左看, 其iC~uCE关系由三极管的输出特性曲线确定, 如图2 -
第二章 放大电路分析基础
第二章 放大电路分析基础
2.1 放大电路工作原理 2.2 放大电路的直流工作状态 2.3 放大电路的动态分析
2.4 静态工作点的稳定及其偏置电路
2.5 多级放大电路
第二章 放大电路分析基础
2.1 放大电路工作原理
2.1.1 放大电路的组成原理
图2-1 共发射极基本放大电路
第二章 放大电路分析基础
仍以例3为例, 设输入 加交流信号电压为 ui=Uimsinωt, 则基极电流 将在IBQ上叠加进ib, 即
iB=IBQ+Ibmsinωt, 如电路使
Ibm=20μA,
iB 40 20sin t ( A)
图2-9 基极、 集电极电流和电压波形
第二章 放大电路分析基础
由以上可看出,在放大电路中,三极管的输入电压uBE、电
特性间距不匀,当输入信号又比较大时,将使ib、uce和ic正负 半周不对称,即产生了非线性失真,如图2－10所示。
第二章 放大电路分析基础
图2 – 10 三极管特性的非线性引起的失真
第二章 放大电路分析基础
2.工作点不合适引起的失真 当工作点设置过低,在输入信号的负半周,工作状态进入 截止区,因而引起iB、iC和uCE的波形失真,这称为截止失真。 由图2－11(a)可以看出,对于NPN三极管共e极放大电路,对 应截止失真,输出电压uCE的波形出现顶部失真。 如果工作点设置过高,则在输入信号的正半周,三极管工
放大电路分析基础解读
第二章放大电路分析基础§2、1 放大电路工作原理一：放大电路的组成原理基本共发射极电路如图右所示。
图中V 是NPN 型三极管，担负放大作用，是整个电路的核心器件。
放大电路的组成原则是：（1）：放大器件工作在放大区（三极管的发射结正向偏置，集电结反向偏置）（2）：输入信号能输送至放大器件的输入端（三极管的发射结）（3）：有信号电压输出。
我们判断一个放大电路能否放大输入，可按上述原则进行。
如用PNP 三极管，则电源和电容C1，C2的极性均反向。
基本放大电路的习惯画法（1） （2）二：直流通路和交流通路在分析放大电路时有两类问题：直流问题和交流问题。
（1）直流通路：将放大电路中的电容视为开路，电感视为短路即得。
它又被称为静态分析。
（2）交流通路：将放大电路中的电容视为短路，电感视为开路，直流电源视为短路即得。
它又被称为动态分析。
按上述原则，可画出图（2）的直流通路和交流通路。
如图所示（3）和（4）。
++b2b -i u C +R -b1R u To L +C c R V CCBBV ++b2b -i u C +R -b1R u To L +C c R V CCBBV +++C Tb1CC R b V L+u o R -u +-ib2C cR§2、2 放大电路的直流工作状态直流工作点，又称为静态工作点，简称Q 点。
它可以通过公式求出，也可以通过作图的方法求出。
一：公式法计算Q 点根据放大电路的直流通路，估算出放大电路的静态工作点。
下面把求I B 、I C 、U CE 的公式列出来三极管导通时，U BE 的变化很小，可视为常数，我们一般认为：硅管为 0.7V锗管为 0.2V例：用估算法计算静态工作点。
已知：V CC=12V ，R C=4K Ω，R b=300K Ω，β=37.5。
解：二：图解法计算Q 点三极管的电流、电压关系可用输入特性曲线和输出特性曲线表示，我们可以在特性曲线上，直接用作图的方法来确定静态工作点。
放大电路的基本原理和分析方法
iB IBQ 40A 与直流负载线的交点即为Q。
ICQ 2mA,UCEQ 6V
③
RL'
RC
//
RL
33 33
k
1.5k
经Q点作一条斜率为 1/ RL' 的直线， 即为交流负载线。
2. 图解法的应用
（1）用图解法分析非线性失真
① 截止失真
当放大电路的静态工作点Q选取比较低时，IBQ较小，输入信号的
d. 计算 Au
U i Ibrbe
Uo Ic RL' IbRL'
Au
U o U i
其中RL'
RL'
rbe
RC
//
RL
33 33
k
1.5k
501.5 77.9
0.963
e.
Ri
U i Ii
Rb // rbe
rbe
第2章 放大电路的基本原理和分析方法
▶ 2.1 放大的概念
放大的目的：
是将微弱的变化信号放大成 较大的变化信号 。
本章所涉及的主要是电压放 大电路。
放大的本质：
实现能量的控制。 放大器放大的实质是实现小能量对大能量的控制和转换作用。根据能量 守恒定律，在这种能量的控制和转换中，直流电源为输出信号提供能量。
输入电压ui就越大，放大电路向信号 源索取电流ii的能力也就越小。
5. 输出电阻RO 从放大电路的输出端看进去的等效电阻称为放大电路的输出电阻。
输出电阻的求法
Ro
U o Io
|Us 0
RL
Ro
第2章 放大电路分析基础分析
第2章 放大电路分析基础
讨论一
画图示电路的直流通路和交流通路。
第2章 放大电路分析基础
二、图解法
uBE VBB iB Rb
应用实测特性曲线
uCE VCC iC Rc
1. 静态分析：图解二元方程组
输入回路 负载线 IBQ
负载线
Q
ICQ
Q
IBQ
UBEQ
UCEQ
第2章 放大电路分析基础
第2章 放大电路分析基础
一、放大的概念及放大电路的性能指标
1、放大的概念
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
第2章 放大电均可看成为两端口网络。
输入电流
信号源 内阻 输出电流
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
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2章 放大电路分析基础
第2章 放大电路分析基础
在基本共射放大电路中，电压和电流都得到放大(ic=ib， uoui)，即功率得到放大。需要提醒大家的是，输出功
率并非来自输入信号 (信号源)，而是来自直流电源 VCC。
正是由于 iB 或 iE 对 iC 的控制作用，使得在 ui 的作用下直 流电源VCC输出的电流中包含与 ui同样变化且被放大的 分量，即放大电路的输出功率是在输入信号的作用下 通过晶体管将直流电源的能量转换而来。因此，放大
数电第二章1工作原理2静态分析3动态分析
线性方程
uCE=UCC-iCRc
第二章 放大电路分析基础
UCC
iC N
Rc
O
a
iC
Rc UCC
O b (a)
iB4
非线性方程
iB 3 iB 2
iC f (uCE ) iB C
iB 1
线性方程
iB 0
uCE=UCC-iCRC
uCE
(b)
直流负载线
M UCC uCE (c)
iC UCC N Rc
ICQ
第二章 放大电路分析基础
第二章 放大电路分析基础
2.1 放大电路工作原理 2.2 静态分析（直流工作状态 ） 2.3 动态分析（交流工作状态 ） 2.4 静态工作点的稳定及其偏置 2.5 多级放大
第二章 放大电路分析基础
2.1 放大电路工作原理
放大的概念
放大的对象：变化量 放大的本质：能量的控制
判断电路能否放 大的基本出发点
N
Q
解:首先由基极输入回路, 计算IBQ
M
I BQ
UCC U BE Rb
12 0.7 280 103
0.04mA 40A
然后作出直流负载线: uCE UCC iC RC
由iC 0, uCE UCC 12V , 得M点;
由直u流CE 负 载0, 线iC 与 UiBR=CcCIBQ=13420μA4这mA一,得条N特点性,曲连线接的两交点点,得, 即直为流Q负点载, 线.
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
第二章 放大电路分析基础
2.1 放大电路工作原理
2.1.1 放大电路的组成原则
＋
RS ＋
US －
第二章 放大电路分析基础
第三章放大电路实际中常常需要把一些微弱信号，放大到便于测量和利用的程度。
例如，从收音机天线接收到的无线电信号或者从传感器得到的信号，有时只有微伏或毫伏的数量级，必须经过放大才能驱动扬声器或者进行观察、记录和控制。
所谓放大，表面上是将信号的幅度由小增大，但是，放大的实质是能量的转换，即由一个较小的输入信号控制直流电源，使之转换成交流能量输出，驱动负载。
第二讲共射极放大电路§1、放大电路的组成原理1．放大电路的组成的原则是：⑴为保证三极管工作在放大区，发射结必须正向偏置；集电结必须反向运用。
⑵电路中应保证输入信号能加至三极管的发射结，以控制三极管的电流。
同时，也要保证放大了的信号从电路中输出。
耦合电容(隔直电容)的作用：使交流信号顺利通过，而无直流联系。
实际中，为了方便，采用单电源，如下左图。
习惯画法如下右图。
2．、直流通路和交流通路直流通路：电容视为开路，电感视为短路交流通路：电容和电感作为电抗元件处理，一般电容按短路处理，电感按开路处理。
直流电源因为其两端的电压固定不变，内阻视为零，故在画交流通路时也按短路处理。
放大电路的分析也包含两部分直流分析：又称为静态分析，用于求出电路的直流工作状态，即基极直流电流I B；集电极直流电流I C ；集电极与发射极间的直流电压U CE 。
交流分析：又称为动态分析，用来求出电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。
§2 放大电路的直流工作状态放大电器核心器件是具有放大能力的三极管，而三极管要保证在放大区，其e 结应正向偏置，c 结应反向偏置，即要求对三极管设置正常的直流工作状态，直流工作点，又称静态工作点，简称Q 点。
一、解析法确定静态工作点根据放大电路的直流通路，可以估算出该放大电路的静态工作点。
求静态工作点就是求I B I C U CE 1. 求I BbBECC BQ R U U I -=由于三极管导通时，U BE 变化很小，可视为常数。
一般地 硅管 U BE ＝0.6～0.8V 取0.7V 锗管 U BE ＝0.1～0.3V 取0.2V 当U CC 、R b 已知，可求出I BQ2. 求I CBQ CQ I I β=3. 求U CEC C CC CEQ R I U U -=二、图解法确定静态工作点三极管电流、电压关系可用其输入特性曲线和输出特性曲线表示。
第二章放大电路分析基础
第二章放大电路分析基础在生产和生活实践活动中，常常需要把微弱的电在生产和生活实践活动中，信号加以放大，用以推动执行机构，信号加以放大，用以推动执行机构，以便有效地进行观察、测量和控制。
例如，进行观察、测量和控制。
例如，收音机中来自天线的微弱信号被其内部放大以后推动扬声器发声；线的微弱信号被其内部放大以后推动扬声器发声；来自各种探测器(如传感器)来自各种探测器(如传感器)的微弱信号经放大以后再作处理，使显示器显示有关信息或者推动以后再作处理，控制设备动作，以达到自动控制的目的。
控制设备动作，以达到自动控制的目的。
放大电信号是电子电路的基本用途之一，信号是电子电路的基本用途之一，将微弱电信号放大成较大信号的电路称为放大电路或放大器，放大成较大信号的电路称为放大电路或放大器，其工作示意图如图2所示所示。
其工作示意图如图所示。
图2放大电路工作示意图“放大是放大器的一种特定的工作性能，它将微放大”是放大器的一种特定的工作性能放大是放大器的一种特定的工作性能，弱小信号加以放大再输出。
放大放大”的实质是以微弱小信号加以放大再输出。
“放大的实质是以微弱小信号控制放大电路工作，弱小信号控制放大电路工作，将电源能量转化为与微弱小信号相对应的大信号能量输出，与微弱小信号相对应的大信号能量输出，驱动负这里反映的“放大是一种以小控大的能力。
放大”是一种以小控大的能力载。
这里反映的放大是一种以小控大的能力。
三极管具有电流放大作用(即三极管可利用控制三极管具有电流放大作用(基极电流从而控制集电极电流以实现放大目的),基极电流从而控制集电极电流以实现放大目的),利用此特性可组成放大电路。
利用此特性可组成放大电路。
放大电路的作用表面上是将信号的幅度由小增大，面上是将信号的幅度由小增大，即输出信号的电压或电流在幅度上得到了放大，压或电流在幅度上得到了放大，但其实质是能量转换，即利用三极管的控制作用将直流电源能量转换，转换成交流能量输出，转换成交流能量输出，使输出信号的能量得到了加强。
第二章 放大电路分析基础
第二章放大电路分析基础内容引出：实际中常常需要把一些微弱信号，放大到便于测量和利用的程度。
例如，从收音机天线接收到的无线电信号或者从传感器得到的信号，有时只有微伏或毫伏的数量级，必须经过放大才能驱动扬声器或者进行观察、记录和控制。
因此需要有放大电路对微弱的信号放大。
本章主要内容：2.1放大电路的组成2.2放大电路的工作原理2.3放大电路的性能指标2.4放大电路的分析方法2.5静态工作点的稳定2.6放大电路的三种组态2.7多级放大电路本章小结重点：放大电路的组成原理；放大电路的分析方法；放大电路三种组态的特点。
难点：基本放大电路的分析方法。
返回目录2.1放大电路的组成授课思路：以共射极放大电路为例介绍放大电路的组成→介绍电路中各元件的作用→总结出放大电路组成原则。
2.1.1放大电路的组成图2.1（a）是NPN管组成的基本放大电路。
其中 U s 为信号源电压， R s 为信号源电阻； U i 为放大电路输入信号； U o 为放大电路输出信号。
由于图2.1所示电路的输入回路与输出回路以发射极为公共端，故称之为共射极放大电路。
各元件的作用：VT——放大电流。
U BB 、 R b ——提供发射结正向偏置电压；确定静态基极偏置电流； R b 的存在还保证了三极管能接受到输入信号。
U CC 、 R c ——提供集电结反向偏置电压；通过 R c 将电流变化转换为电压变化，使电路能输出信号。
C 1 、 C 2 ——耦合电容，通交流隔直流。
图2.1（a）是原理图，实际放大电路采用单电源供电，如图2.1（b）所示。
放大电路的组成原则：1．保证三极管处于放大状态，即发射结正向偏置，集电结反向偏置。
2．保证输入信号能输入到三极管输入端。
3．保证放大电路能输出信号。
放大电路输入信号为零时，电路只有直流电流；当有信号输入时，电路中还有交流电流。
因此，放大电路中既有直流分量又有交流分量，由于它们流通的路径不一样，因此，分析时要分开考虑。
放大电路基础--可编辑全文
只能在不失真的前提下求得。
2.2 放大电路的分析
2）放大电路的输入电阻 放大电路对信号源(或对前级放大电路)来说是一个负载，可用一 个电阻等效代替。这个电阻是信号源的负载电阻,也就是放大电路的输 入电阻，如图2.2.6所示。
输入电阻ri的计算式为 输入电阻是对交流信号而言的，是动态电阻。
2.2 放大电路的分析
低频小功率晶体管的输入电阻常用下式估算。
式中，IE是发射极电流的静态值。rbe通常为几百欧到几千 欧，在手册中常用hie表示。
2）输出回路的微变等效电路 晶体管的输出特性曲线族见图2.2.3（b）。在放大区，它 是一组近似与横轴平行、等距的直线。当uCE为常数时，令ΔiC 和ΔiB比值为β，即
β为晶体管的交流放大系数。在小信号输入情况下，β是一 常数，由它确定控制的关系，即ic=βib。因此，晶体管的输出 电路可以用一个电流控制电流源来代替，见图2.2.4。β值通常 为20～200，在手册中常用hfe表示。
（2）直接耦合。这就是前后级间直接耦合，因此各级的静 态工作点彼此独立计算；改变匝数比，可进行最佳阻抗匹配， 得到最大输出功率；常用在功率放大场合或需要电压隔离的场 合，如功率放大器、晶闸管触发电路等。
（3）变压器耦合。用变压器构成级间耦合电路的称为变压 器耦合。由于变压器体积与质量较大，成本较高，所以变压器 耦合在放大电路中的应用较少。
2.1 放大电路的组成和工作原理
(3)集电极电阻Rc。 集电极电阻Rc的主要作用是将集电极电流的变化转化为电压 变化，以实现电压放大。Rc值一般为几千欧到几十千欧。 (4)基极偏置电阻Rb。 Rb有两个作用：一是在电源UCC一定时，基极电流IB的大小取决 于基极电阻Rb，即调节Rb的大小可提供合适的直流工作状态； 二是防止交流信号被电源UCC短路，而加不到晶体管的发射结上。 Rb的值通常为几百欧到几千欧。 (5)耦合电容C1、C2。 C1、C2也称为隔直电容，具有隔离直流、传递交流的作用。
第二章放大电路分析基础
第二章放大电路分析基础本章介绍三极管的三种基本组态放大电路的分析方法，为分析其他复杂电路打下基础。
本章内容：2.1、放大电路工作原理2.2、放大电路的直流工作状态2.3、放大电路的动态分析2.4、静态工作点的稳定及其偏置电路2.5、多级放大电路本章要点：1、放大电路直流状态的解析法和图解法2、放大电路交流状态的图解法和微变等效电路法3、三种基本组态放大电路的分析方法4、多级放大电路的耦合方式及其分析方法电子课件二：放大电路分析基础课时授课教案一授课计划批准人：批准日期：课序：4授课日期：授课班次：课题：第二章第2.1节：放大电路工作原理目的要求：1、掌握基本放大电路的组成原则2、掌握放大电路的直流通路和交流通路3、理解放大电路的工作原理重点：放大电路的工作原理难点：放大电路的交流通路教学方法手段：结合电子课件讲解教具：电子课件、计算机、投影屏幕复习提问：1、三极管的类型及外部工作条件？2、三级管的特性曲线有何规律？课堂讨论：1、如何画放大电路的直流通路和交流通路？2、放大电路中三极管各极电流和极间电压如何变化？布置作业：课时分配：二、授课内容引言放大电路的任务是不失真地把微小信号放大到所需要的程度。
本节首先分析放大电路的组成原则及工作原理。
2.1、放大电路工作原理2.2.1、放大电路的组成一、电路组成基本共发射极放大电路如图2一1所示。
V──放大三级管V CC──主电源、能源VBB──发射结偏置电源RC──直流负载电阻，用来确定直流工作点RB──发射结偏置电阻RL──负载电阻R S 、us──信号源的电压和内阻C 1、C2──耦合电容二、工作条件1、三极管应处于放大状态。
即发射结正偏，集电结反偏。
2、能够输入和输出信号。
3、不失真地放大信号。
为了方便起见通常把V CC及V BB合并为一个直流电源，如图2一2所示。
2.1.2 直流通路和交流通路一、直流通路当交流输入信号为零时，电路中只有直流电流和电压，叫直流通路，又叫直流状态。
第二章放大电路分析基础PPT学习教案
c).将输出与输入的波形对照，可知uo比ui幅度放大且相位 相反。通常称这种波形关系为反相或倒相。
第28页/共124页
放大电路的非线性失真
1.由三极管特性曲线的非线性引起的失真
iB Q
图2-5（a）
第13页/共124页
iC /mA
4
80 µA
3
60 µA
静态工作点
40 µA
2
Q
20 µA
1
M iB = 0 µA
0
2
4
6
8
10 12
uCE /V
图2-5（b）
由 Q 点确定静态值为： IBQ = 40 µA ，ICQ = 2 mA，UCEQ = 6 V.
第14页/共124页
电路参数对静态工作点的影响
图 2－ 1 基 本 共 射 极放大 电路
第3页/共124页
➢RC：其作用是将集电极电流的变化转换成集－射电压的变换， 以实现电压放大。同时电源UCC通过RC加到三极管上，使三极管 获得合适的工作电压，所以也起直流负载的作用。
➢C1、C2：耦合电容，作用是“隔离直流，传送交流” 。一般用电 解电容，连接时电容的正极接高电位，负极接低电位。
ICQ
O
tO
O
t
Q UCEQ
uCE/V uCE/V
uo = uce
第31页/共124页
解决方法：
将输入回路中的基极偏置电阻Rb减小， 以增大IBQ、ICQ，从而使静态工作点Q上移， 保证在输入信号的整个周期内，三极管工作 在输入特性的线性部分，便可解决截止失真 问题。
第二章放大电路分析基础
单电源供电的共发射极放大电路
RC C2 +
C1
+
V
+
+
Rs
RB
RL uo
us+－
ui －
+ － UBB
－
RB +
C1
UCC
+
+
－
Rs
u
+ s－
ui －
RC
+U 43;
RL uo
－
第10页，共49页。
有关符号的约定
• 大写字母、大写下标表示直流量。如，UCE、IC
等。
• 小写字母、大写下标表示总量（含交、直流） 。如，uCE、iB等。
IB Δ IB Q
Δ U BE
rbe
UBE IB
ube ib
0 U BE
rbb' 为基区体电阻，对于低 频
rbe
rbb'
(1)
UT IEQ
小功率管，其值约为 300
re
UT IEQ
为发射结结电阻，将由其
发射极支路折合到基支极路，等
效电阻为(1 )re
第23页，共49页。
输出特性曲线在放大区域内可认为呈水
uo
第19页，共49页。
t
U BEQ
t
I BQ
t
I CQ
t
U CEQ
t
t
二、放大电路的非线性失真
1、三极管的非线性特性引起的失真
iB
iC
Q
uBE
ui
第20页，共49页。
Q
u CE uo
2、工作点Q不合适引起的失真
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第二章放大电路分析基础1、放大电路工作原理2、2、放大电路的直流工作状态2、3、放大电路的动态分析2、4、静态工作点的稳定及其偏置电路2、5、多级放大电路本章要点：1、放大电路直流状态的解析法和图解法2、放大电路交流状态的图解法和微变等效电路法3、三种基本组态放大电路的分析方法4、多级放大电路的耦合方式及其分析方法电子课件二：放大电路分析基础课时授课教案一授课计划批准人：批准日期：课序：4授课日期：授课班次：课题：第二章第2、1节：放大电路工作原理目的要求：1、掌握基本放大电路的组成原则2、掌握放大电路的直流通路和交流通路3、理解放大电路的工作原理重点：放大电路的工作原理难点：放大电路的交流通路教学方法手段：结合电子课件讲解教具：电子课件、计算机、投影屏幕复习提问：1、三极管的类型及外部工作条件？2、三级管的特性曲线有何规律？课堂讨论：1、如何画放大电路的直流通路和交流通路？2、放大电路中三极管各极电流和极间电压如何变化？布置作业：课时分配：课堂教学环节复习提问新课讲解课堂讨论每课小结布置作业时间分配（分钟）8751052二、授课内容引言放大电路的任务是不失真地把微小信号放大到所需要的程度。
本节首先分析放大电路的组成原则及工作原理。
2、1、放大电路工作原理2、2、1、放大电路的组成一、电路组成基本共发射极放大电路如图2一1所示。
V──放大三级管VCC──主电源、能源VBB──发射结偏置电源RC──直流负载电阻，用来确定直流工作点RB──发射结偏置电阻RL──负载电阻RS、us──信号源的电压和内阻C1、C2──耦合电容二、工作条件1、三极管应处于放大状态。
即发射结正偏，集电结反偏。
2、能够输入和输出信号。
3、不失真地放大信号。
为了方便起见通常把VCC及VBB合并为一个直流电源，如图2一2所示。
2、1、2 直流通路和交流通路一、直流通路当交流输入信号为零时，电路中只有直流电流和电压，叫直流通路，又叫直流状态。
此时，可把耦合电容视为开路。
如图2一3（a）所示直流状态又叫静态。
分析直流电路，叫直流分析，也叫静态分析。
目的在于分析直流工作点，即求解：IBQ、UBEQ、ICQ、UCEQ。
二、交流通路当只考虑交流输入信号时的通路，叫交流通路，又叫交流状态。
此时，耦合电容及直流电源VCC均视为短路。
如图2一3（b）所示。
交流状态，又叫动态。
分析交流电路，又叫动态分析。
目的在于分析交流放大陪数，输入电阻和和输出电阻。
2、1、3 放大原理一、静态分析当交流输入信号为零时，只有直流电源VCC产生固定的直流电流IBQ、ICQ、IEQ和直流电压UBEQ、UCEQ。
二、动态分析当交流信号输入时，在三极管各极电流和极间电压中产生交流分量ib、ic、ube、uce。
由直流电源VCC和交流输入信号ui共同作用的结果，产生如下电流和电压：(RL开路时)经耦合电容滤去直流分量后，只输出交流分量uo，电流及电压波形如图2一9所示。
小结1、三极管基本放大电路由三极管、耦合电容、电阻、直流电源、信号源及负载组成。
2、放大电路正常工作的条件是：三极管处于放大状态，能够输入和输出信号，且不失真地放大信号。
3、放大电路有静态和动态两种工作状态。
进行静态分析时，耦合电容应开路；进行动态分析时，耦合电容和直流电源应短路。
4、在放大电路中三极管的各极电流和极间电压既含有直流分量，又含有交流分量，经电容隔去直流后，只输出交流信号。
课时授课教案一授课计划批准人：批准日期：课序：4授课日期：授课班次：课题：第二章第2、2节：放大电路的直流工作状态目的要求：1、掌握放大电路直流工作点的解析法及图解法2、掌握电路参数对直流工作点的影响规律重点：直流工作点的解析法难点：电路参数对直流工作点的影响教学方法手段：结合电子课件讲解教具：电子课件、计算机、投影屏幕复习提问：1、如何画放大电路的直流通路和交流通路？2、三极管放大电路的工作原理？课堂讨论：1、如何用图解法确定直流工作点？2、电路参数如何影响直流工作点？布置作业：课时分配：课堂教学环节复习提问新课讲解课堂讨论每课小结布置作业时间分配（分钟）二、授课内容2、2 放大电路的直流工作状态引言分析放大电路的直流状态，其目的不仅在于使三极管处于放大状态，而且应把直流工作点确定在最佳状态，以保证最大限度且不失真地放大信号。
2、2、1 解析法确定静态工作点放大电路如图2－2（b）所示。
根据如图2－3（a）所示的放大电路的直流通路，首先取：UBEQ＝0、7V（硅三极管）UBEQ＝0、3V（锗三极管）2、2、2 图解法确定静态工作点1、用输入特性曲线确定直流工作点① ②方程①的图象如图中曲线所示，方程②为直线方程，其图象如AB直线所示。
二图象的交点Q即为直流工作点，其对应坐标分别为UBEQ、IBQ。
如图2－4（d）所示。
2、用输出特性曲线确定直流工作点①②方程①和②的图象的交点Q即为直流工作点，其对应坐标分别为UCEQ、ICQ、IBQ。
直流工作点应确定在直流负载线的中点附近，或者说确定在放大区的中央。
如图2一5所示。
这样可最大限度且不失真地放大信号。
2、2、3 电路参数对直流工作点的影响一、Rb对Q的影响因RC、VCC不变，直流负载线不变。
故当Rb增大时，则Q点沿直流负载线向下移动，输入信号幅度逐渐增大时，首先产生载止失真。
反之，当Rb减小时，Q点向上移动。
如图2一6（a）所示。
二、RC对Q的影响因VCC、Rb不变，IBQ不变。
故当RC增大时，减小，Q点向左移动；反之，Q点向右移动，如图2一6（b）所示。
三、VCC对Q的影响因Rb、RC不变。
故当VCC减小时，IBQ减小，同时直流负载线向左平移，Q点向左下方向移动；反之，Q向右上方移动。
如图2一6（c）所示。
为了克服电路参数对直流工作点的影响，直流电源VCC应当采用稳压电源。
RC及Rb 应采用分稳定的电阻。
小结1、可用解析法和图解法确定放大电路的直流工作点，前者简便，较精确；后者麻烦，不很精确，但直观。
2、用解析法确定直流工作点时，首先依三极管的材料选取UBEQ的值。
再依具体直流电路计算出IBQ、ICQ、IEQ、UCEQ。
3、用图解法确定直流工作点时，步骤如下：（1）首先用图解法或计算法确定UBEQ 、IBQ。
（2）在输出特性曲线中画出直流负载线。
（3）直流负载线与IBQ对应的那条输出特性曲线的交点Q即为直流工作点。
（4）最后确定Q点所对应的坐标UCEQ、ICQ。
作业教材P56 习题二：1、2、3、4、5、6、课时授课教案一授课计划批准人：批准日期：课序：5 授课日期：授课班次：课题：第二章第2、3节放大电路的动态分析目的要求：1、熟练掌握放大电路的微变等效电路法。
2、牢固掌握三种基本组态放大电路的分析方法。
3、了解三极管放大电路产生非线性失真的原因及克服方法。
重点：放大电路的的微变等效电路法。
难点：共集电极放大电路的动态分析教学方法手段：结合电子课件讲解教具：电子课件、计算机、投影屏幕复习提问：1、如何确定放大电路的直流工作点？2、电路参数如何影响直流工作点？课堂讨论：1、在什么条件下才能应用微变等效电路法？2、三极管三种基本组态放大电路的特点？布置作业：课时分配：课堂教学环节复习提问新课讲解课堂讨论每课小结布置作业时间分配（分钟）8751052二授课内容2、3 放大电路的动态分析引言当交流信号输入放大电路时，三极管各极电流和极间电压均发生变化，不仅有直流电源产生的直流分量，还有交流输入信号产生的交流分量。
2、3、1 图解分析动态电路一、交流负载线对交流信号而言，在通带内，耦合电容Ｃ1和C2可视为短路，电源VCC也视为短路。
交流负载电阻为：交流负载线的斜率为：交流负载线必定要经过直流工作点Ｑ。
首先任意作一条斜率为的辅助线，如图２－７中的虚线所示。
然后过Ｑ点作一条平行于辅助线的直线，该直线即为交流负载线。
或者取，过点和Ｑ点作一条直线即为交流负载线。
二、电流和电压波形波形如图２－９所示。
2、3、2 放大电路的非线性失真一、产生非线性失真的原因１．三极管特性曲线的非线性引起的失真，如图2-10所示。
２．直流工作点不适当引起的失真，如图２-11所示。
３．交流输入信号的幅值过大会引起双向失真。
最大不失真输出电压的振幅为：二、克服非线性失真的措施１．从三极管输入特性曲线看，工作点Ｑ应避开其弯曲部分，而确定在特性曲线线性度较好的地方。
２．从输出特性曲线看，直流工作点Ｑ应确定在直流负载线或交流负载线的中点，不可偏高和偏低。
３．输入信号的幅值必须适当。
2、3、3 微变等效电路法一、条件当放大电路输入微变信号时，三极管各极电流和极间电压只在直流工作点附近很小的范围内变化。
只要直流工作点Ｑ选得适当，在微小信号作用下，三极管的输入特性曲线和输出特性曲线可视为一小段直线，这样就可以把非线性的三极管用一个线性电流控制电流源的模型来代替。
进而建立整个放大电路的微变等效电路，然后按线性电路进行分析。
二、三极管的微变等效电路三极管的微变等效电路如图2-15所示。
从基极和发射极看，可视为一个电阻;从集电极和发射极看，可视为一个电流控制电流源。
（低频小功率管）左右（高频小功率管）2、3、4三种基本组态放大电路的分析一、共发射极放大电路电路如图2-18(a)所示。
１．静态分析２．动态分析微变等效电路如图2-18(b)所示。
（１）电压放大倍数（２）输入电阻（３）输出电阻利用外加电源法求解使（４）源电压放大倍数结论：（１）输入电压与输出电压反相位/（２）电压放大倍数大。
（３）输入电阻较小。
（４）输出电阻较大二、共集电极放大电路电路如图2-19(a)所示。
1、静态分析2、动态分析微变等效电路如图2-19(b)所示。
（1）电压放大倍数当（2）输入电阻（3）输出电阻利用外加电源法求解，如图2-20所示。
结论：（１）输出电压与输入电压同相位。
（２）电压放大倍数小于一而近似等于一。
（３）输入电阻很大。
（４）输出电阻很小。
三、共基极放大电路电路如图2-21(a)所示1、静态分析2、动态分析微变等效电路如图2-21(b)所示。
（1）电压放大倍数（2）输出电阻（3）输入电阻结论：（１）输出电压与输入电压同相位。
（２）电压放大倍数大。
（３）输入电阻很小（４）输出电阻大小结1、在小信号作用下，可用微变等效电路法分析放大电路，其中三极管用线性电流控制电流源代替。
2、三极管特性曲线的非线性、直流工作点不适当、输入信号的幅值过大，都可能引起非线性失真。
3、三种基本组态放大电路各有各的特点，各有各的用途。
4、放大电路的动态性能指标有：放大倍数、输入电阻、输出电阻、通频带、输出功率、转换效率等。
作业教材P58 习题二：67891011 课时授课教案一授课计划批准人：批准日期：课序：6 授课日期：授课班次：课题：第二章第2、4节静态工作点的稳定及其偏置电路目的要求：1、掌握放大电路的基本偏置方式及其特点。