第2章 常用基本放大电路

iB
t ui
uCEuCE
uo
t
uo
t
t
C2 将uCE的直流成
分隔离，得到放大
的交流输出电压uo
为什么要设置静态工作点呢？
•如果没有静态偏置，即信号电压加入之前，发射极电路 处于截止状态，IB≈0。 •当加入正弦交流信号电压时，其正半周的信号可使发射 极电路导通，产生随输入电压而变化基极电流 ；但是当 进入负半周时电路截止，IB=0。 •结果输入电流IB已不再是正弦波形，与之相应的集电极 电流Ic波形也跟着出现失真。因此，为了不失真地放大信 号波形，必须建立适当的静态工作点
RL
4. 通频带
Au
Aum
0.7Aum
通频带： fbw=fH–fL
结电容的分 流作用使高 频放大倍数 下降
隔直耦合 电容的分 压作用使 低频放大 倍数下降
fL
下限截止 频率
上限截止 频率
fH
f
Exit
5. 非线性失真 由半导体器件非线性特性引起的失真
设 : 输 出 信 号 中 的 基 波 幅 值 为 A1 、 谐 波 波 幅 值 为 A2 、
直流电源能量的利用率称为效率η，等于输出功率Po 与 直流电源功率PE 之比，即
Po
PE
2.2 三种基本组态放大电路
晶体管在电路中有三种连接方式：
三极管基本放 大电路有三种 基本组态形式
共射放大器
共基放大器 共集放大器
重点讲解共 射放大器工 作原理
2.2.1. 基本共射放大电路
基级电阻RB可设置合适 的静态基极偏置电流。
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2.1 放大电路的组成及其基本性能指标
2.1.1 放大的概念
电子电路中放大,本质上讲是一种能量的转换,即在输 入小信号控制下,通过放大器将直流电源的能量转换成负载 所需的,比输入信号源所提供的大得多的能量.注意：放大是 指不失真前提下，使交流信号由小变大、由弱变强。
晶体管放大器是一种将直流电源的能量转换为交流信 号能量输出的电路装置. 晶体管是控制能量转换的元件.
Ui就越大，源电压 放大倍数AUS越大
3. 输出电阻Ro
输出电阻是从放大电路输出端看进去呈现的电阻。放 大电路输出端对其负载而言，相当于信号源，我们将它 等效为戴维南等效电路，这里的内阻就是输出电阻。
~ US
i0
Au U0
RL
Ro
U0 ~
iT
A ~ US
u
UT R载o能越R力小0越，强则U放I大TT器U的S带负0
第
放大电路
概念 性能指标
2
章
基本共射放大电路
简化电路 静态工作点 动态分析
放大条件
常 用 基
放大电路的分析 静态工作点的稳定
直流通路和交流通路
静态分析 动态分析
温度的影响
图解法 小信号模型法
本
射极偏置电路
与固定偏置 的比较
放 大
另外二种 基本组态
基本共集 基本共基
三种接法比较
复合管放大电路
电
派生电路
基本共射放大电路
1. 交流放大原理 当输入的交流信号 ui=0，即静态时
+VCC
• 隔直耦合电容等 效为开路。
RB C1
RC ICQC2 T
• VCC通过RB提供 静态基极偏流IBQ。
I BQ
VCC
U BEQ RB

VCC RB
IBQ ui=0时
• 经过T放大,得到 ICQ=βIBQ
• 三极管CE端口电压为
+VCC
RB
RC
C1
集电极电阻RC用于 将电流的变化转换
为电压的变化，以
实现电压放大。
C2
T
T 是NPN 型 三极管，起 放大的作用
直流电源VCC一方面提 供静态偏置以保证发射 结正偏、集电结反偏， 另一方面也为输出放大 了的信号提供能量。
隔直耦合电容C1和C2 用来隔断直流、耦合 交流，通常要求大电 容，以保证一定频率 范围内，电容对交流 而言视为短路。
A3…，则非线性失真系数。
D ( A2 )2 ( A3 )2 ...
A1
A1
6．最大不失真输出电压
当输入电压增大到使输出电压非线性失真系数达到额定 值(通常定为10%)时的输出电压定义为最大不失真输出电压。 一般以有效值Uom表示。
8. 最大输出功率与效率
在输出信号不失真的情况下，负载上能够获得的最大功 率称为最大输出功率。
放大电路分析的任务
（1）静态分析：求放大电路在静态时三极管的电压电流， 分析静态工作点对放大波形的影响。 （2）动态分析：求放大电路的放大倍数、输入电阻、输 出电阻等参数。分析大信号输入下的输入输出波形，研究 最大功率输出。
放大电路的分析方法
（1）等效电路分析法：适合于静态工作点和小信号输入 下交流参数的计算。 （2）图解法：适合于失真分析和大信号输入下的交流分 析。
电压放大电路可以用一个有输入端口和输出端口的四 端网络表示，如下图：
ii
i0
ui
Au
uo
Exit
2.1.2 放大电路的性能指标
1. 放大倍数
电压放大倍数
Au
Uo Ui
电流放大倍数
Ai

Io Ii
ii
互导放大倍数
Ag
Io Ui
互阻放大倍数
Ar

Uo Ii
i0
ui
Au
uo
2. 输入电阻Ri 输入电阻(由放大器输入端看进去呈现的电阻)
UCEQ=VCC-RCICQ
当输入的交流信号 ui≠0，这种状态称为动态
交流时电容等效为短路
微弱的信号电压
ui 叠加在UBEQ上，
改变三极管的基 极电流iB
RB
C1
RC iB
iC
+VCC iC
C2
在基极电流iB 控制下，得到 放大了的集电 极变化电流iC
t
RC 将iC的变
化转变成电
压uCE变化
ui
共射－共基放大电路
路
共集－共基放大电路
场效应管放大电路
放 大 电 路 的 频 率 响 应
频率响应概述
晶体管高频等 效模型
单管放大电路
多级放大电路
研究的必要性 单时间常数RC电路
RC低通电路 RC高通电路
BJT混合的π 模型 β 的频率响应
完整模型 简化模型 参数获得
共射电路
高频响应 低频响应
等效电路 高频响应 增益－带宽积
是衡量放大电路从信号源(或从其前级放大器输出 端)吸取电流大小的参数。定义为放大器的输入电 压Ui与其输入电流I i的比值。
Rs
Ii
US ~
Ui
Au
U0
Ri

Ui Ii
Ui

Ri
Ri RS
US
Aus
U0 US
Ui US
U0 Ui

Ri Ri RS
Au
Ri越大，则放大器 从前端采集的信号
例题
共基电路的高频响应
增益 频率响应
2.1 放大的概念及放大电路的性能指标 2.2 三种基本组态放大电路及其派生电路 2.3 多级放大电路 2.4 场效应管基本放大电路 2.5 放大电路的频率特性 2.6 基本放大电路的设计 本章讨论的问题主要归结为两个方面： (1)为什么要放大？(2)如何实现放大？