电工学第15章基本放大电路

电 工
15.1 共发射极放大电路的组成
学
Ｉ
电 子
一、放大电路
技
术 部
4 组成共射放大电路各元件的作用
分 和直流电源配合，使
+UCC
发射结处于正偏，并
提供大小适当的基极 电流。数量一般在几
RB
RC
C2
十千欧 几百千欧。
C1
ui
哈
理
工
uo
大 学
王
亚 军 制 7作
电 工
15.1 共发射极放大电路的组成
学
Ｉ
电 子
一、放大电路
技
术 部
2 放大电路的连接形式
分 晶体管的三个电极 哪一个作
+UCC
为公共电极决定放大电路的 连接形式。放大电路的连接
RB
RC
C2
形式有以下三种：
C1
第一，共发射极放大电路
第二，共集电极放大电路 ui
第三，共基极放大电路
uo
哈 理
工 大
学
3 放大电路的组成
固定偏置共射放大电路
I•b B
C I•c
RS
U• S
U• i RB
rbe E
•
I•b
RC U• o
哈
理
RL
工 大
学
王
在低频小信号作用下，利用放大电路的微变等效电路定量地
亚 军
确定放大电路的动态性能指标。
制
28 作
电 工
习题15.3.1
学
Ｉ
电 用微变等效电路法对固定偏置共射放大电路进行动态分析。
子
技 术
+UCC
部 分
RB
分 电容C1用来隔断放大
电路与信号源之间的
+UCC
直流通路； 电容C2用来隔断放大 电路与负载之间的直
RB C1
RC
C2
哈
流通路。
ui
理
工
uo
大 学
王
亚
军
制
9作
电 工
15.1 共发射极放大电路的组成
学
Ｉ
电 子
一、放大电路
技
术 部
4 组成共射放大电路各元件的作用
分 电容C1、C2的容量应足
够大，使其在输入交
技
术 部
1 放大电路的交流通路
分 因电容对交直流的作用不同，所 以交直流所走的路径是不同的。
+UCC
不同的信号可以分别在不同的通 路来进行分析。
RB
• 交流通路
RC
C2
交流通路是在输入信号
C1
作用下交流电流流经的
通路。
• 画交流通路的方法 ui
• 电容视为短路； • 直流电源视为短路；
哈
理
工
uo
大 学
哈 理 工
U• o RLI•c βRLI•b
RL
RC//RL
大 学
Au
U• o U• i
β
RL rbe
王 亚 军 制
30 作
电 工
例题15.3.1
学
Ｉ
电 用微变等效电路法对固定偏置共射放大电路进行动态分析。
子
技 【解】
术
I•b B
C I•c
部
分 RS
U• S
U• i RB
rbe
I•b
UBE
UCC
Q
•
IB
哈
理
工
大
线性部分 非线性部分 线性部分
学
IC f UCE IB 常数 UCE UCC RC IC
0
UCE/V
静态值IB、UBE、IC、UCE对应晶体管特性 曲线上的一个点，称为静态工作点Q 22
王 亚 军 制 作
电 工
15.3 放大电路的动态分析
学
Ｉ
电 子
一、微变等效电路法
电 工
15.1 共发射极放大电路的组成
学
Ｉ
电 子
一、放大电路
技
术 部
1 放大电路的作用
分 放大电路又叫做放大器，其作用是把微弱的电信号放大到所
需要的数值，输出信号的波形要与输入信号的波形相同。
输 入
A
输 出
哈 理 工 大
学
放大电路的输入端
放大电路的输出端
王 亚 军 制 3作
电 工
15.1 共发射极放大电路的组成
王 亚
放大电路主要由晶体管、直流电源、电阻和电容所组成。 军
制
4作
电 工
15.1 共发射极放大电路的组成
学
Ｉ
电 子
一、放大电路
技
术 部
4 组成共射放大电路各元件的作用
分 晶体管是放大电路
+UCC
的放大元件，利用
它的基极电流对集 电极电流的控制作
RB
RC
C2
用实现对电流的放
大：iC= iB
C1
ui
哈
直流量。
2 放大电路的动态
哈
定义：放大电路的输入端加上输入信号时的工作状态。
理
工
特点：放大电路处于动态时。电路中各处的电压和电流均在 大
各自直流分量的基础上叠加一个由输入信号所引起的 学
正弦交流分量。
王 亚
军
制
16 作
电 工
15.2 放大电路的静态分析
学
Ｉ
电 子
二、放大电路中电压和电流的符号
技
术
部
• 画直流通路的方法
• 电容视为开路；
• 信号源视为短路；
IB
UBE
IC
IE
UCE
直流通路
哈 理 工 大 学
王 亚 军 制 19 作
电 工
15.2 放大电路的静态分析
学
Ｉ
电 子
三、用放大电路的直流通路确定静态值
技
术 部
2 估算静态值
分 因为
+UCC
RB IB UBE UCC
所以
RB
RC
IB
UCC UBE RB
一个等效电阻 ro表示，是负载的电源，其内阻 ro称为放大电路的
输出电阻。
I•i
I•o
RS
U• S
信号源
U• i
ri
ro
U• o
U• o
放大电路
放大电路的示意图
RL
负载
哈 理 工 大 学
王 亚 军 制 11 作
电 工
15.1 共发射极放大电路的组成
学
Ｉ
电 子
二、放大电路的性能指标
技
术 部
1 电压放大倍数 电压放大倍数为输出电压与输入电压之比，即
分
I•i
Au
U• o U• i
I•o
RS
U• i
ri
U• S
ro
U• o
RL
U• o
哈 理 工 大 学
王 亚
信号源
放大电路
放大电路的示意图
负载
军 制 12 作
电 工
15.1 共发射极放大电路的组成
学 Ｉ
电 子
二、放大电路的性能指标
技
术 部 分
2 输入电阻 定义为输入电压与输入电流之比，即
I•i
ri
学
Ｉ
电 子
一、放大电路
技
术 部
4 组成共射放大电路各元件的作用
分 将集电极电流的变化
转换成电压的变化，
+UCC
以实现电压放大。数 量一般在几千欧 几
RB
RC
C2
十千欧。
C1
ui
哈
理
工
uo
大 学
王
亚 军 制 8作
电 工
15.1 共发射极放大电路的组成
学
Ｉ
电 子
一、放大电路
技
术 部
4 组成共射放大电路各元件的作用
I•o
RS
U• i
ri
U• S
Baidu Nhomakorabea
ro
U• o
RL
U• o
信号源
放大电路
放大电路的示意图
负载
哈 理 工 大 学
王 亚 军 制 15 作
电 工
15.2 放大电路的静态分析
学
Ｉ
电 子
一、放大电路的工作状态
技
术 部
1 放大电路的静态
分 定义：放大电路的输入端未加输入信号时的工作状态。
特点：放大电路处于静态时，电路中各处的电压和电流都是
第15章 基本放大电路
1
电 工
目录
学
Ｉ
电
子 技
15.1 共发射极放大电路的组成
术 部
15.2 放大电路的静态分析
分
15.3 放大电路的动态分析
15.4 静态工作点的稳定
15.6 射极输出器
哈
理
15.7 差分放大电路
工 大
15.8 互补对称功率放大电路
学 王
15.9 场效晶体管及其放大电路
亚 军
制
2作
RC
C2
C1
RS
U• S
ui
uo
RL
哈 理
工
大 学
王 亚 军 制 29 作
电 工
例题15.3.1
学
Ｉ
电 用微变等效电路法对固定偏置共射放大电路进行动态分析。
子
技 【解】
术
I•b B
C I•c
部
分 RS
U• S
U• i RB
rbe
I•b
RC U• o
RL
E
•
第一，计算电压放大倍数(输出端接负载)
U• i rbe I•b
B
•
C
U•be
E
•
U• ce
I•b B
•
C I•c
•
U• be rbe
U• ce
E
•
I•b
哈 理
工
从晶体管的集电极和发射极看进去，可以用一个基极电流 ib
控制的电流源 ib (为受控电流源)来等效代替。
大 学
王
亚
军
制
26 作
电 工
15.3 放大电路的动态分析
学
Ｉ
电 子
一、微变等效电路法
技
术 部
3 放大电路的微变等效电路
王
亚 军 制
18 作
电 工
15.2 放大电路的静态分析
学
Ｉ
电 子
三、用放大电路的直流通路确定静态值
技
术 部
1 放大电路的直流通路
分 因电容对交直流的作用不同，所
以交直流所走的路径是不同的。
不同的信号可以分别在不同的通 路来进行分析。
RB
RC
+UCC
• 直流通路
直流通路是在直流电源 作用下直流电流流经的 通路。
正弦交流量
分
名 称 直流量 瞬时值 有效值 动态值
基极电流
IB
ib
Ib
iB
集电极电流 IC
ic
Ic
iC
发射极电流 IE
ie
Ie
iE
集-射极电压 UCE
uce
Uce
uCE
基-射极电压 UBE
ube
Ube
uBE
哈 理 工 大 学
王 亚 军 制 17 作
电 工
15.2 放大电路的静态分析
学
Ｉ
电 子
三、用放大电路的直流通路确定静态值
分 • 先画出放大电路的交流通路。
ic
ib
ui
RB
RC
uo
• 将交流通路中的晶体管用其微变等效电路来代替。
哈 理 工 大 学
王 亚 军 制 27 作
电 工
15.3 放大电路的动态分析
学
Ｉ
电 子
一、微变等效电路法
技
术 部
3 放大电路的微变等效电路
分 • 先画出放大电路的交流通路。
• 将交流通路中的晶体管用其微变等效电路来代替。
王
亚 军 制
23 作
电 工
15.3 放大电路的动态分析
学 Ｉ
电 子
一、微变等效电路法
技
术 部
1 放大电路的交流通路
分 因电容对交直流的作用不同，所
以交直流所走的路径是不同的。
不同的信号可以分别在不同的通
路来进行分析。
• 交流通路
ic
交流通路是在输入信号 作用下交流电流流经的
ib
通路。
• 画交流通路的方法 ui
工
从晶体管的基极和发射极看进去，可以用一个动态电阻rbe来 等效代替，则把rbe叫做晶体管的输入电阻。
大 学
王
26 mV
亚
rbe 200Ω β 1 IE mA
军 制 25 作
电 工
15.3 放大电路的动态分析
学
Ｉ
电 子
一、微变等效电路法
技
术 部
2 晶体管简化的微变等效电路
分
I•c
•
I•b
U•
o
I•o
I•o
RS
U• i
ri
U• S
ro
U• o
RL
U• o
哈 理 工 大 学
王 亚
信号源
放大电路
放大电路的示意图
负载
军 制 14 作
电 工
15.1 共发射极放大电路的组成
学 Ｉ
电 子
二、放大电路的性能指标
技
术 部 分
3 输出电阻
U• o
ro
RL RL
U•
o
ro
U•
o
U• o
1RL
I•i
RC U• o
RL
E
•
第一，计算电压放大倍数(输出端未接负载)
U• i rbe I•b
哈 理 工
U• o RCI•c βRCI•b RL
大 学
Au
U• o U• i
β
RC rbe
王 亚 军 制
31 作
电 工
例题15.3.1
学
Ｉ
电 用微变等效电路法对固定偏置共射放大电路进行动态分析。
IC βIB
UCE UCC RC IC
IB
UBE
IC
IE
UCE
直流通路
哈 理 工 大 学
王 亚 军 制 20 作
电 工
15.2 放大电路的静态分析
学 Ｉ
电 子
四、用图解法确定静态值
技
术 部
1 输入回路静态图解分析
分
RB RB
IB IC RC UBE
UCE IC
+UCC RC
UCC IB
UCC
U• i I• i
I•o
RS
U• i
ri
U• S
ro
U• o
RL
U• o
信号源
放大电路
放大电路的示意图
负载
哈 理 工 大 学
王 亚 军 制 13 作
电 工
15.1 共发射极放大电路的组成
学
Ｉ
电 子
二、放大电路的性能指标
技
术 部 分
3 输出电阻 定义为输出端开路电压与输出端短路电流之比，即
I•i
ro
理
工
uo
大 学
王
亚 军 制 5作
电 工
15.1 共发射极放大电路的组成
学
Ｉ
电 子
一、放大电路
技
术 部
4 组成共射放大电路各元件的作用
分 通过电路的设置保证
晶体管的发射结处于
+UCC
正偏、集电结处于反 偏，保证晶体管工作
RB
RC
C2
在放大状态。数量一
C1
般在十几伏。
ui
哈
理
工
uo
大 学
王
亚 军 制 6作
• 电容视为短路； • 直流电源视为短路；
RB
RC
哈
理
工
uo
大 学
王
亚 军 制 24 作
电 工
15.3 放大电路的动态分析
学
Ｉ
电 子
一、微变等效电路法
技
术 部
2 晶体管简化的微变等效电路
分
I•c
•
I•b
B
•
C
U•be
E
•
U• ce
I•b B
•
C I•c
•
U• be rbe
U• ce
E
•
I•b
哈 理
子
技 【解】
术
I•b B
C I•c
部
分 RS
U• S
U• i RB
线U性B部E分IB
非线性IE部分
f UBE
线UC性E部分
IB/mA •Q
0
UBE UCC RB IB
UBE/V
哈 理 工 大 学
王 亚 军 制 21 作
电 工
15.2 放大电路的静态分析
学
Ｉ
电 子
四、用图解法确定静态值
技
术 部
2 输出回路静态图解分析
分
IB
IC
UCE
RC
IC/mA
RB
UCC
技
术 部
1 放大电路的直流通路
分 因电容对交直流的作用不同，所 以交直流所走的路径是不同的。
+UCC
不同的信号可以分别在不同的通 路来进行分析。
RB
• 直流通路
RC
C2
直流通路是在直流电源
C1
作用下直流电流流经的
通路。
• 画直流通路的方法 ui
• 电容视为开路； • 信号源视为短路；
哈
理
工
uo
大 学
+UCC
流信号频率范围内的 容抗很小，可视为短
RB
RC
C2
路。
C1
结论：电容的作用是 隔离直流，通过交流
ui
哈
理
工
uo
大 学
王
亚 军 制 10 作
电 工
15.1 共发射极放大电路的组成
学
Ｉ
电 子
二、放大电路的性能指标
技
术 部
放大电路的输入端用一个等效电阻ri 表示，称为放大电路的输入
分 电阻，是信号源的负载；放大电路的输出端用一个等效电压源和