第2章-放大电路分析基础分析复习进程
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
+
第二章放大电路基础(1)梁明理高等教育出版社电子线路
以双电源电路为例：
直流通路：放大器没有输入交流信号 （ui=0），时各极电流、电压的波形: 直流通路作用：提供静态工作点，当不 加交流输入信号时放大电路内部的电流 和相应的端电压都相对处于静止状态。
1.直流通路：
2.交直流共存：放大器加入交流信号 (ui=Umsinωt)后，各 极电流(iB、iC)、电压（uBE、uCE）的波形 ：
IB
e
UCE
UCE = VCC – IC RC
VCC U BE IB Rb
●共射放大电路的基本组成
2、单电源放大电路
+VCC
RC T
RB
C1
C2
~ uiRLຫໍສະໝຸດ ● 共射放大电路的基本组成
3、组成一个放大器的基本原则。
(1)外加直流电源的极性必须使发射结正偏，集电
结反偏。则有：
Δ i C Δ i B
o i
i
o
●放大的概念
前置放大器
功率放大器
扩音机是怎样工作的
直流供电电 源 电子学中放大的目的是将微弱的变化信号放大成较大 的信号。 放大电路可以用有输入口和输出口的四端网络表示， 如图：
Xi
Au
Xo
放大电路的结构示意图
信号源： US串RS 负载：RL
放大电路结构示意图 Δ 放大电路是由晶体管或集成电路组成的双口网络，即一 个信号输入口，一个信号输出口 Δ 信号源是待放大的输入电信号，常由传感器将非电信号 （如温度、声音、压力等）转换为电信号，一般很弱。
● 共射放大电路的基本组成
3、组成一个放大器的基本原则。
(1)外加直流电源的极性必须使发射结正偏，集电
第二章放大电路分析基础
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。
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；
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
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。
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。
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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。
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电阻Rc(空载)上产生与ic波形相同的正弦电压icRc，集电极电 阻Rc将集电极电流的变化转变成电压的变化，使管压降uCE 产生变化，uCE=VCCiCRc=VCCICRcicRc=UCEicRc=UCEuce， 所以管压降是在静态电压UCE的基础上叠加一正弦电压uce， 且uce与ic反相。经C2输出的电压uo就是正弦电压uce 。
IB
O O
t
(a)
第2章 放大电路分析基础
iB
IB
ib
O UBE
UBE
ui iC
＝
＋O
t
O
t
t
(b)
IC
Ic
＝
＋O
t
O
O
t
t
(c)
放大电路的各极间波形
波形分析
第2章 放大电路分析基础
动态信号 驮载在静 态之上
输出和输入反相！
第2章 放大电路分析基础
二、基本共射放大电路的组成及各元件的作用
VBB、Rb：使UBE＞ Uon，且有 合适的IB。 VCC：使UCE≥Uon，同时作为负 载的能源。 Rc：将ΔiC转换成ΔuCE(uo)。
第2章 放大电路分析基础
当放大电路处于动态，即ui0时，由于电容两端电压不能突 变，b-e间电压在直流电压UBE的基础上叠加一正弦电压ui， 因而基极电流在直流电流IB的基础上叠加一正弦电流ib，基 极总电流为iB=IBib；根据晶体管处于放大状态时的电流分 配关系，集电极电流也在直流电流IC的基础上叠加一正弦电
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 电路放大的实质是能量的控制和转换，放大的量是变 化量。能控制能量的元件称为有源元件，在放大电路 中一定有有源元件，如晶体管等。
极电流IC=IB；流过集电极电阻Rc的电流就是IC，于是Rc上
的电压为ICRc，根据KVL， c-e间电压UCE=VCC ICRc。
第2章 放大电路分析基础
图中C1用于连接信号源与放大电路，C2用于连接放大电路 与负载(电阻RL)。电子线路中起连接作用的电容称为耦合 电容，利用电容连接的电路称为阻容耦合。由于电容的容 抗与信号频率成反比，它们把信号源与放大电路之间，放 大电路与负载之间的直流隔开，起 “隔离直流，通过交流” 的作用。在图2.1所示电路中，C1左边、C2右边只有交流而 无直流，中间部分为交直流共存。由于耦合电容的容量较 大，一般多采用电解电容器。在使用时，应注意它的极性 与加在它两端的工作电压极性相一致，正极接高电位，负 极接低电位。ui=0时， C1两端的电压为UBE，C2两端的电 压为UCE，极性如图所示。RL为负载电阻，无RL，空载。
动态信号作用时：u i ib ic iR c u C ( u E o )
输入电压Ui为零时，晶体管各极的电流、b-e间电压、管 压降，称为静态工作点Q。记作IBQ、 ICQ（IEQ）、 UBEQ、 UCEQ。
第2章 放大电路分析基础
三、设置静态工作点的必要性
为什么放大的对象是动态信号，却要晶体管在信号为零 时有合适的直流电流和极间电压？
输出电压必然失真！ 设置合适的静态工作点，首先要解决失真问题；但Q点 几乎影响着所有的动态参数！
第2章 放大电路分析基础
得到两方面的结论：放大电路的工作原理和组成原则
2.1.2 放大电路的工作原理
基本共射放大电路的工作原理是，对于处于放大状态的晶 体管，当ui作用于晶体管的发射结使基极电流在直流电流IB 的基础上叠加一正弦电流ib时，由于晶体管处于放大状态时 的电流分配关系，集电极电流也在直流电流IC的基础上叠加
下限频率
fbwfHfL
下限频率
4)最大不失真输出电压Uom：交流有效值。
第2章 放大电路分析基础
2.1 基本放大电路的组成及工作原理
2.1.1 基本共射放大电路的组成及各元件的作用
T
ui uS
uCE
uo
图2.2.1 基本共射放大电路
第2章 放大电路分析基础
图2.2.1所示基本共射放大电路中，晶体管T是起放大作用的 核心元件。输入信号为正弦波信号ui(源uS)。 图中晶体三极管是NPN型硅管，处于放大状态时具有电流放 大作用，IC=βIB。 当放大电路处于静态，即ui=0时，直流电压源VBB使晶体管 b-e间电压UBE大于开启电压Uon，并与基极电阻Rb(又称偏流 电阻)配合决定基极电流IB，使晶体管能工作在特性曲线的 线性部分；直流电压源VCC的电压足够高(VBBVCC)，使晶体 管的集电结反向偏置，保证晶体管处于放大状态，因此集电
一正弦电流ic，ic=ib，ic在集电极电阻Rc(空载)上产生与ic波
形相同的正弦电压icRc，集电极电阻Rc将集电极电流的变化 转变成电压的变化，在放大电路输出端得到与ui反相且幅值 放大的输出电压uo=uce=icRc。
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，
输入电流
输出电流
信号源 内阻
信号源
输入电压
输出电压
1) 放大倍数：输出量与输入量之比
Au u
Au
Uo Ui
Aii
Ai
Io Ii
Aui
Uo Ii
Aiu
Io Ui
电压放大倍数是最常研究和测试的参数
2)输入电阻和输出电阻
第2章 放大电路分析基础
从输入端看进去的 等效电阻
Ri
Ui Ii
输入电压与 输入电流有 效值之比。
Ro
Uo' Uo Uo
(Uo' Uo
1)RL
RL
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
3)通频带
第2章 放大电路分析基础
衡量放大电路对不同频率信号的适应能力。
由于电容、电感及半导体器件PN结的电容效应，使放大电 路在信号频率较低和较高时电压放大倍数数值下降，并产生相 移。
第2章 放大电路分析基础
第2章-放大电路分析基础分析
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
判断电路能否放 大的基本出发点
放大的特征：功率放大
放大的基本要求：不失真，放大的前提
2、性能指标
第2章 放大电路分析基础
任何放大电路均可看成为两端口网络。