分压偏置放大电路

（a）
（b）
图5-21 放大电路等效电路 a)共射极放大电路交流通路 b)放大电路微变等效电路
5.3.2 电路分析
当三极管工作在小信号状态时，三极管可用微变等效模型替代，这时的交流通
路称为微变等效电路，如图5-21（b）所示，其输入端可等效成一个电阻，由
输入特性曲线可看出，在静态工作点附近的微小变化范围内，输入特性曲线可
5.3共射极放大电路
共射极放大电路的组成
知
电阻分类及标识
识 分
共射极放大电路
电路的静态分析 电阻分类及标识
布
网 络
电阻分类及标识
电路的动态分析 电阻分类及标识
电阻分类及标识
5.3.1 电路组成
共射极单管放大电路如图5-18所示。为使电路简化，发射结和 集电结共用一个电源，电阻RB将电源引至发射结。为发射结提 供正偏电压。由于三极管的发射极为输入和输出端共用，所以 称为共射极放大电路。电路中各元件的作用见表5-6。
5.5.1多级放大电路的耦合方式
5.5.1多级放大电路的耦合方式
3 直接耦合 直接耦合可放大直流信号，方便集成，目前 在集成电路中应用非常广泛。但直接耦合的 各级静态工作点相互影响，不便于调试，且 存在零点漂移现象，所谓零点漂移是当输入 信号为零时，在输出端出现的不规则信号。 这种现象会使输出信号产生失真。由于零点 漂移信号通常是变化缓慢的信号，所以阻容 耦合和变压器耦合电路具有抑制零点漂移的 作用。 4 光电耦合 光电耦合以光电耦合器为媒介来实现电信号 的耦合和传输，光电耦合既可传输交流信号 又可传输直流信号，而且抗干扰能力强，易 于集成化，广泛应用在集成电路中。
5.6.1反馈的类型和判断
2、反馈的类型及判断
（3） 电压反馈和电流反馈 按照反馈电路在输出端对输出信号采样的不同，可确定是电压 反馈还是电流反馈。反馈信号与输出电压成正比的称为电压反 馈；反馈信号与输出电流成正比的称为电流反馈。一般反馈电 路接在电压输出端为电压反馈，不接在电压输出端为电流反馈。 （4）串联反馈和并联反馈 根据反馈信号在放大器输入端与输入信号连接方式的不同，可 确定是串联反馈还是并联反馈。对常用的共发射极放大器，通 常可以从反馈信号在输入端是否直接接到三极管基极来区分串、 并联反馈。反馈信号直接接到三极管基极的是并联反馈，反馈 信号直接接到三极管发射极的是串联反馈。
ui
u0
ic
R
/ L
ib
R
/ L
Au
u0 ui
ib
R
/ L
ib rbe
RL/ rbe
................(5 6)
RL/ RC // RL
2）放大电路输出电阻的近似估算
对负载来说，放大器相当于一个具有内阻的信号源，这个内阻就是放大电路的
输出电阻RO，从图5-21可看出，
R0≈RC
例
图5-27 例5-6 图
例5-6 如图5-27所示电路，试判断电路的反馈 类型。
解：这是一个两级放大电路，通过RF、RE1把 第二级和第一级放大电路联系起来，这两级放
大电路之间存在反馈。①判断电压反馈或电流 反馈——看输出。反馈电路从电压输出端引回， 所以是电压反馈。②判断串联反馈或并联反 馈——看输入。反馈电路接在输入回路的发射 极，所以是串联反馈。③判断交流反馈和直流 反馈——看电容。在反馈电路中无电容，所以 交、直流均存在反馈。④判断正反馈或负反 馈——看极性。若假设第一级基极输入瞬间极 性为“+”，则经过第一级放大，集电极输出信 号为“-”，再经过第二级放大，集电极输出信 号为“+”，经RF、RE1送回第一级放大器发射 极，反馈电压μf为“+”，使净输入信号 （μbe=μi-μf）减小，说明电路引入了负反馈。 综上所述，放大电路通过RF、RE1为电路引入 了电压串联交、直流负反馈。
RB2
RB1
ui
VCC
RC1
RC 2
VT1
VT 2
u0
RE IE2
图5-25 直接耦合放大电路
5.5.2多级放大电路的放大倍数、输入、输出电阻
对于多级放大器，前一级的输出信号是后一级的输入信号。多级 放大器的放大倍数应为：
Au
u0 ui
u01 u02 u03 ui1 uo1 uo2
过程。
反馈放大电路由基本放大电路和反馈电路组成。如图5-26所示为反馈放大电路
的方框图。
图中，
。
X
表示一般信号量，
。
X
0
表示输出信号，
。
Xi
表示输入信号，
。
X
f
表示反馈
信号，
。
Xd
百度文库
表示净输入信号。
a）
b）
图5-26 反馈放大电路的一般框图
a）反馈放大电路的组成 b）反馈放大器的框图
5.6.1反馈的类型和判断
5.6放大电路中的负反馈
反馈的基本概念
知
识
反馈的类型和判断
分 放大电路中的负反馈
布
网
负反馈对放大电路的影响
络
射极输出器的特点 射极输出器
射极输出器的应用
5.6.1反馈的类型和判断
1、反馈的基本概念
所谓反馈，就是将放大器的输出信号（电压或电流）的一部分或全部通过一定
的电路环节，送回到放大器的输入端，并与输入信号（电压或电流）相合成的
表5-7 电压、电流符号的规定
物理量 直流量 交流量 交直流叠加量 交流分量的有效值
表示符号
用大写字母带大写下标，如：IB、IC、IE、 UBE、UCE 用小写字母带小写下标，如：ib、ic、ie、ube、 uce、ui、u0 用小写字母带大写下标，如：iB、iC、iE、uBE、 uCE 用大写字母带小写下标，如：Ib、Ic、Ie、Ube、 Uce
（ 5-9）
放大器的输出电阻越小放大器内部消耗越小；当负载变化时负载电压变化越小，
称为放大器带负载能力越强，所以输出电阻越小越好。
5.4 分压式偏置放大电路
分压式偏置放大电路的组成
知
识
分 布
分压式 偏置放大电路
稳定静态工作点的原理
网
络
用近似估算法分析电路
1、分压式偏置放大电路的组成
b)
c)
图5-22 分压式偏置放大电路
5.3.2 电路分析
3放大电路的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻 放大电路的作用是放大交流小信号。电压放大倍数是表示其放大能力的 参数，输入电阻和输出电阻是表示放大电路性能的参数。 1）放大电路的电压放大倍数Au的近似估算 输入电阻、输出电阻和电压放大倍数都反映的是交流分量的关系，所以 需要通过交流通路来进行分析。 所谓交流通路是指在有交流信号输入（动态）时，放大电路的交流信号 流通的路径。因电容器通交流信号而直流电源的内阻又很小，因此在画 交流通路时，把电容器和直流电源都视为短路，如图5-21(a)所示。
u0n uo ( n 1)
Au1 Au2 Au3
Aun.......... .(5 16)
总放大倍数等于各级放大倍数的乘积。但在计算各级放大倍数时要 考虑前后级的相互影响。后级放大器的输入电阻是前一级放大器负 载的一部分。
多级放大器的输入电阻Ri等于第一级放大器的输入电阻。
多级放大器的输出电阻R0等于最后一级放大器的输出电阻。
将三极管的电流放大作用转换为电压放 大作用。RC一般在几千欧到几十千欧之 间。
隔直流通交流，避免放大电路的直流成 分影响到信号源和负载。通常C1和C2选 用电解电容，一般为几微法到几十微法。
5.3.2 电路分析
1、放大器中电压、电流符号的规定 由于放大电路既有直流电源作用又有交流信号源作用，所 以在放大电路中既有直流分量，又有交流分量。为了清楚 地表示不同的物理量，表5-7将电路中出现的有关电量的 符号列了出来。
图5-18 共射极基本放大电路
5.3.1 电路组成
表5-6
元件 V
名称 三极管
作用
放大电路的核心，具有电流放大作用， 其集电极电流随基极电流按比例变化。
UCC RB RC C1、C2
直流电 源 基极电 阻
集电极 电阻
耦合电 容
一是为放大器提供能源；二是为三极管 提供合适工作电压。
提供合适的基极偏置电流，使三极管建 立合适的静态工作点，RB一般取几十千 欧到几百千欧之间。
I BQ
UCC
U BEQ RB
UCC RB
.............(5 1)
ICQ I BQ .............................................5 2
U CEQ U CC I CRC ................................(5 3)
2、反馈的类型及判断
（1）直流反馈和交流反馈 对直流量起反馈作用的为直流反馈，对交流量起反馈作用的为交流反馈。 直、交流反馈的判断一般看反馈环节中有、无电容，根据电容的“隔直通交” 作用来进行判断。 （2）正反馈和负反馈 如果反馈信号与输入信号极性相同，反馈信号与外加输入信号叠加求和后，使 净输入信号增强，叫做正反馈。正反馈使输出信号和输入信号相互促进不断增 强，一般用于振荡电路中；若反馈信号与输入信号极性相反，使净输入信号减 小，叫做负反馈。负反馈使放大器电压放大倍数降低但有改善放大电路性能的 作用。正反馈和负反馈的判别一般采用瞬时极性法，具体步骤如下：①先假设 输入信号在某一瞬间对地为“+”；②从输入端到输出端依次标出放大器各点的 瞬时极性；三极管各电极的相位关系是：发射极信号与基极输入信号瞬时极性 相同，集电极瞬时极性与基极瞬时极性相反。③将反馈信号的极性与输入信号 进行比较，若反馈信号引在输入端的基极，反馈信号的极性与输入信号极性相 同为正反馈，反之，为负反馈；若反馈信号引在输入端的发射极，反馈信号的 极性与输入信号极性相同为负反馈，反之，为正反馈。
2、稳定静态工作点的原理
图5-22b是分压式偏置放大电路的直流通路，由于UBQ与温度参数无关， 不受温度影响；另有UBEQ=UBQ-UEQ，发射极电位UEQ=IEQRE。其稳 定工作点的过程如下：
温度
ICQ
IEQ
UEQ
UBEQ
IBQ
ICQ
上述过程表明，分压式偏置放大电路稳定静态工作点的关键是利用IE的 微小变化，在电阻RE上产生电压降，并反送回输入回路，使UBE下降，使 IB、IC向相反方向变化。这个过程实质上是利用了负反馈作用，达到稳定 工作点的目的。有关负反馈的概念将在下一节介绍。 这种负反馈在直流静态条件下，起稳定静态工作点的作用，但在交流动态 条件下，削弱了电压放大倍数。为此，与电阻RE并联了一个容量较大的电 容器CE，使RE在交流通路中被短路，不起作用，避免了电压放大倍数的 损失。
（a）电路（b）直流通路（c）交流通路
电路如图5-22a所示。其特点是： 第一、电阻RB1、RB2组成分压电路，电源电压UCC经分压后，加至晶体 管的基极，所以这种放大电路称为分压式偏置放大电路。
只要电源电压UCC和RB1、RB2保持不变，基极电位UBQ 就是固定值，不 随温度变化。
第二、晶体管的发射极经过电阻RE接地，且与其并联一个旁路电容CE。 利用电容“隔直通交”的特性，RE在静态时起作用，而在动态时被CE短 路，对交流信号来说，晶体管发射极相当于接地。
近似看作直线，其电压变化量与电流变化量之比近似为常数，所以可等效为一
个电阻rbe。rbe为三极管发射结动态等效电阻，其值可用经验公式计算
rbe
300
(1 )
26(mV ) IEQ (mA )
（5-4）
放大器的电压放大倍数等于输出电压与输入电压的比值。 Au u0 ..................(55)
5.3.2 电路分析
2、静态工作点的作用与估算 1）静态工作点的作用 所谓静态指的是放大器在没有交流信号输入时的工作状态。 这时三极管的基极电流IB、集电极电流IC、基极与发射极 间的电压UBE和集电极与发射极间的电压UCE的值叫静 态值。又称为静态工作点。
2）静态工作点的估算 在放大电路中仅有直流分量作用的等效电路称为直流通路。 如图5-20。在直流通路中可近似估算静态工作点。
5.5多级放大电路
多级放大电路的耦合方式
知
识
分 多级放大电路 多级放大电路的放大倍数
布
网
络
估算多级放大电路的输入输出电阻
5.5.1多级放大电路的耦合方式
多级放大器级与级之间的连接方式称为耦合方式。常见的耦合方式有： 阻容耦合、变压器耦合、直接耦合和光电耦合四种。 1 阻容耦合 阻容耦合放大电路如图5-23所示，这种方式的特点是通过电容将前后级 的直流隔开，避免静态工作点的相互影响；但对于频率较低的信号电容 阻抗较大，所以阻容耦合多级放大器不能用于放大缓慢变化信号，更不 能放大直流信号；另外由于在集成电路中无法制作大容量电容器而使得 这种电路无法集成化。 2 变压器耦合 变压器耦合也有避免静态工作点的相互影响的作用，而且利用变压器的 阻抗变换作用可实现阻抗匹配。但变压器体积大，不方便集成；同样它 也不能放大直流信号。