基本放大电路_功率放大电路;多级放大电路
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基本放大电路-课件
EXIT
模拟电子技术
一、特点及主要技术指标
特点
功率放大电路是一种能够向负载提供足够大的功
率的放大电路。因此，要求同时输出较大的电压和电
无
流。 管子工作在接近极限状态。一般直接驱动负载，
锡 职
带载能力要强。
业
技
术 学
主要技术指标
院
（1）最大输出功率Pom ：在电路参数确定的情况下负载
可能获得的最大交流功率。
T2 +
uo
–
优点：具有良好的低 频特性，可以放大缓慢 变化的信号；无大电容 和电感，容易集成。
缺点：静态工作点相 互影响，分析、计算、 设计较复杂；存在零 点漂移。
EXIT
模拟电子技术
2.阻容耦合
优点：直流通路是相互独
+Vcc 立的，电路的分析、计算
无 锡 职 业 技 术 学 院
Rb11 C1
Rs
EXIT
模拟电子技术
由于放大电路的工作点达到了三极管 的截止区而引起的非线性失真。对于NPN管， 输出电压表现为顶部失真。
截止失真
无 锡 职 业 技 术 学 院
注意：对于PNP管，由于是负电源供电，失真的 表现形式，与NPN管正好相反。
EXIT
模拟电子技术
四、放大电路的动态参数
1.交流通路
交流电流流经的通路，用于动态分析。对于交流通路：
（2）转换效率 ：最大输出功率与电源提供的功率之比，
即
= Pom / PV
EXIT
模拟电子技术
思考题1：功率放大电路与前面介绍的电
压放大电路有本质上的区别吗？
无本质的区别，都是能量的控制与转换。不同
之处在于，各自追求的指标不同：电压放大电路
基本放大电路ppt课件
首先，画出直流通路；在输入特性曲线上，作出直线VBE =VCC－IBRb，
两线的交点即是Q点，得到IBQ 。在输出特性曲线上，作出直流负载线
VCE=VCC－ICRC，与IBQ曲线的交点即为Q点，从而得到VCEQ 和ICQ 。
图12-8 静态工作情况图解
②动态工作情况分析 Ⅰ 交流通路及交流负载线 过输出特性曲线上的Q点做一条斜率为-1/(RL∥Rc)直线，该直线即为交流 负载线。交流负载线是有交流输入信号时Q点的运动轨迹。R'L= RL∥Rc，是交流负载电阻。 Ⅱ 输入交流信号时的图解分析 通过图解分析，可得如下结论：
（1）vi vBE iB iC vCE | vo | （2）vo与vi相位相反； （3）可以测量出放大电路的电压放大倍数； （4）可以确定最大不失真输出幅度。
图12-9 动态工作情况图解
3．放大电路三种 基本组态的比较
共发射极放大电路
共集电极放大电路
共基极放大电路
电 路 组 态
电
压 增
(RC // RL )
图12-3 放大电路的幅频特性曲线
▪ 2．共射极放大电路
根据放大器输入输出回路公共端的不同，放大器有共发射极、共集电极和共基 极三种基本组态，下面介绍共发射极放大电路。 （1）电路组成 共射极基本放大电路如图12-4所示。
图12-4 共发射极基本放大电路
▪ 具体分析如下： ▪ ①Vcc:集电极回路的直流电源 ▪ ②VBB:基极回路的直流电源 ▪ ③三极管T：放大电路的核心器件，具有电流放大
便于计算和调试。
（2）因为耦合电容的容量较
（2）电路比较简单，体积 大，故不易集成化。
较小。
（1）元件少，体积小，易 集成化。
（2）既可放大交流信号， 也可放大直流和缓变信号。
两线的交点即是Q点，得到IBQ 。在输出特性曲线上，作出直流负载线
VCE=VCC－ICRC，与IBQ曲线的交点即为Q点，从而得到VCEQ 和ICQ 。
图12-8 静态工作情况图解
②动态工作情况分析 Ⅰ 交流通路及交流负载线 过输出特性曲线上的Q点做一条斜率为-1/(RL∥Rc)直线，该直线即为交流 负载线。交流负载线是有交流输入信号时Q点的运动轨迹。R'L= RL∥Rc，是交流负载电阻。 Ⅱ 输入交流信号时的图解分析 通过图解分析，可得如下结论：
（1）vi vBE iB iC vCE | vo | （2）vo与vi相位相反； （3）可以测量出放大电路的电压放大倍数； （4）可以确定最大不失真输出幅度。
图12-9 动态工作情况图解
3．放大电路三种 基本组态的比较
共发射极放大电路
共集电极放大电路
共基极放大电路
电 路 组 态
电
压 增
(RC // RL )
图12-3 放大电路的幅频特性曲线
▪ 2．共射极放大电路
根据放大器输入输出回路公共端的不同，放大器有共发射极、共集电极和共基 极三种基本组态，下面介绍共发射极放大电路。 （1）电路组成 共射极基本放大电路如图12-4所示。
图12-4 共发射极基本放大电路
▪ 具体分析如下： ▪ ①Vcc:集电极回路的直流电源 ▪ ②VBB:基极回路的直流电源 ▪ ③三极管T：放大电路的核心器件，具有电流放大
便于计算和调试。
（2）因为耦合电容的容量较
（2）电路比较简单，体积 大，故不易集成化。
较小。
（1）元件少，体积小，易 集成化。
（2）既可放大交流信号， 也可放大直流和缓变信号。
第一章 基本放大电路
33 MHz
学习方法
对于元器件，重点放在特性、参数、技术指标和 正确使用方法，不要过分追究其内部机理。讨论器 件的目的在于应用。 学会用工程观点分析问题，就是根据实际情况，对 器件的数学模型和电路的工作条件进行合理的近似， 以便用简便的分析方法获得具有实际意义的结果。 对电路进行分析计算时，只要能满足技术指标，就 不要过分追究精确的数值。 器件是非线性的、特性有分散性、RC 的值有误差、 工程上允许一定的误差、采用合理估算的方法。
33 MHz
二极管电路分析举例
导通 定性分析：判断二极管的工作状态 截止 若二极管是理想的，正向导通时正向管压降为零， 反向截止时二极管相当于断开。
否则，正向管压降 硅0.6~0.7V 锗0.2~0.3V
分析方法：将二极管断开，分析二极管两端电位 的高低或所加电压UD的正负。 若 V阳 >V阴或 UD为正( 正向偏置 )，二极管导通
温度愈高，晶体中产 生的自由电子便愈多。
空穴
33 MHz
价电子 在外电场的作用下，空穴吸引相邻原子的价电子 来填补，而在该原子中出现一个空穴，其结果相当 于空穴的运动（相当于正电荷的移动）。
当半导体两端加上外电压时，在半导体中将出 现两部分电流 (1)自由电子作定向运动 电子电流 (2)价电子递补空穴 空穴电流 自由电子和空穴都称为载流子。 自由电子和空穴成对地产生的同时，又不断复 合。在一定温度下，载流子的产生和复合达到动态 平衡，半导体中载流子便维持一定的数目。 注意： (1) 本征半导体中载流子数目极少, 其导电性能很差； (2) 温度愈高， 载流子的数目愈多,半导体的导电性能 也就愈好。所以，温度对半导体器件性能影响很大。
参考点
t
33 MHz
基本放大电路
功率放大器电路实物图(12张)功放电路和前面介绍的基本放大电路都是能量转换电路，从能量控制的角度来 看，功率放大器和电压放大器并没有本质上的区别。但是，从完成任务的角度和对电路的要求来看，它们之间有 着很大的差别。低频电压是在小信号状态下工作，动态工作点摆动范围小，非线性失真小，因此可用微变等效电 路法分析、计算电压放大倍数、输入电阻和输出电阻等性能指标，一般不考虑输出功率。而功率放大电路是在大 信号情况下工作，具有动态工作范围大的特点，通常只能采用图解法分析，而分析的主要性能指标是输出功率和 效率。
具有足够大的输出功率
为了获得尽可能大的功率输出，要求功放管工作在接近“极限运用”的状态。选管子时应考虑管子的三个极 限参数能小
功放工作在大信号状态下，不可避免地会产生非线性失真，而且同一功放管的失真情况会随着输出功率的增 大而越发严重。技术上常常对电声设备要求其非线性失真尽量小，最好不发生失真。而在控制电动机和继电器等 方面，则要求以输出较大功率为主，对非线性失真的要求不是太高。
前级功放 其主要作用是对信号源传输过来的节目信号进行必要的处理和电压放大后，再输出到后级放大器。 后级功放 其对前级放大器送出的信号进行不失真放大，以强劲的功率驱动扬声器系统。除放大电路外，还设计有各种 保护电路，如短路保护、过压保护、过热保护、过流保护等。前级功放和后级功放一般只在高档机或专业的场合 采用。 合并式放大器 将前级放大器和后级放大器合并为一台功放，兼有前二者的功能，通常所说的放大器都是合并式的，应用范 围较广。
功率放大器主要考虑获得最大的交流输出功率，而功率是电压与电流的乘积，因此功放电路不但要有足够大 的输出电压，而且还应有足够大的输出电流。因此，对功放电路具有以下几点要求。
效率尽可能高
功放是以输出功率为主要任务的放大电路。由于输出功率较大，造成直流电源消耗的功率也大，效率的问题 突显。在允许的失真范围内，期望功放管除了能够满足所要求的输出功率外，应尽量减小其损耗，首先应考虑尽 量提高管子的工作效率。
功率放大电路(基本放大电路)
(2-24)
IC Q
ICQ
UCE
IB
ib t ic
IC Q
t
ib t
ui
t
UBE
uCE怎么变化
UCE
假设uBE有一微小的变化
(2-25)
IC
ic
t
uCE的变化沿一 条直线
UCE u 相位如何 ce
uce t
uce与ui反相！
(2-26)
各点波形
iC
+EC
RC RB C1 iB
ui
t iB ui t
结正偏，并提 供适当的静态 工作点。
(2-16)
+EC RC C1 T RB EB
集电极电源， 为电路提供能 量。并保证集 电结反偏。
C2
(2-17)
+EC RC
C1 T RB EB C2
集电极电阻， 将变化的电流 转变为变化的 电压。
(2-18)
耦合电容：
电解电容，有极性。 大小为10mF~50mF
返回
(2-49)
图2.3.5 利用图解法求解静态工作点 和电压放大倍数
返回
(2-50)
2.3.4 动态分析
一、三极管的微变等效电路
1. 输入回路 iB iB uBE uBE 当信号很小时，将输入特性 在小范围内近似线性。
u BE ube rbe iB ib
对输入的小交流信号而言， 三极管相当于电阻rbe。
c
rce很大， 一般忽略。
e
(2-53)
二、放大电路的微变等效电路
将交流通道中的三极管用微变等效电路代替: uo ui RB
RC
RL
ii
ib
IC Q
ICQ
UCE
IB
ib t ic
IC Q
t
ib t
ui
t
UBE
uCE怎么变化
UCE
假设uBE有一微小的变化
(2-25)
IC
ic
t
uCE的变化沿一 条直线
UCE u 相位如何 ce
uce t
uce与ui反相！
(2-26)
各点波形
iC
+EC
RC RB C1 iB
ui
t iB ui t
结正偏，并提 供适当的静态 工作点。
(2-16)
+EC RC C1 T RB EB
集电极电源， 为电路提供能 量。并保证集 电结反偏。
C2
(2-17)
+EC RC
C1 T RB EB C2
集电极电阻， 将变化的电流 转变为变化的 电压。
(2-18)
耦合电容：
电解电容，有极性。 大小为10mF~50mF
返回
(2-49)
图2.3.5 利用图解法求解静态工作点 和电压放大倍数
返回
(2-50)
2.3.4 动态分析
一、三极管的微变等效电路
1. 输入回路 iB iB uBE uBE 当信号很小时，将输入特性 在小范围内近似线性。
u BE ube rbe iB ib
对输入的小交流信号而言， 三极管相当于电阻rbe。
c
rce很大， 一般忽略。
e
(2-53)
二、放大电路的微变等效电路
将交流通道中的三极管用微变等效电路代替: uo ui RB
RC
RL
ii
ib
第三章 基本放大电路
输入
输出
话筒
放
大
器
喇叭
应用举例
直 流 电 源
基本放大电路
输入 放大器 输出
1、定义：放大电路的目的是将微弱的变化信 号不失真的放大成较大的信号。。
2、组成：三极管、场效应管、电阻、电容、电感、 变压器等。 3、特点：
①输出信号的功率大于输入信号的功率；
②输出信号的波形与输入信号的波形相同。
基本放大电路
RC
ui
T
C2
RL
基本放大电路
3.2.2 放大器中电流电压符号使用规定含义 “小大” uBE—小写字母，大写下标，表示交、直混合量。 “大大” UBE — 大写字母，大写下标，表示直 流量。 “小小” ube—小写字母，小写下标，表示交流分量。
“大小” Ube—大写字母，小写下标，表示交流分量有效值。 uA
电路改进：采用单电源供电 +VCC RC C1 T
可以省去
C2
RB VBB
基本放大电路
+VCC RB C1 T RC C2
单电源供电电路
基本放大电路
（1）电路的简化
C1
ui （2）电路的简化画法
VCC
RB
C1
只用一个电源，减 少电源数。
T
C2
RL
RB
RC
VCC
uo
uo
不画电源符号， 只写出电源正 极对地的电位。
T
I CQ
U CEQ
(b) 首先画出放大电路的交流通路
基本放大电路
VCC
交流通路
输出
话筒
放
大
器
喇叭
应用举例
直 流 电 源
基本放大电路
输入 放大器 输出
1、定义：放大电路的目的是将微弱的变化信 号不失真的放大成较大的信号。。
2、组成：三极管、场效应管、电阻、电容、电感、 变压器等。 3、特点：
①输出信号的功率大于输入信号的功率；
②输出信号的波形与输入信号的波形相同。
基本放大电路
RC
ui
T
C2
RL
基本放大电路
3.2.2 放大器中电流电压符号使用规定含义 “小大” uBE—小写字母，大写下标，表示交、直混合量。 “大大” UBE — 大写字母，大写下标，表示直 流量。 “小小” ube—小写字母，小写下标，表示交流分量。
“大小” Ube—大写字母，小写下标，表示交流分量有效值。 uA
电路改进：采用单电源供电 +VCC RC C1 T
可以省去
C2
RB VBB
基本放大电路
+VCC RB C1 T RC C2
单电源供电电路
基本放大电路
（1）电路的简化
C1
ui （2）电路的简化画法
VCC
RB
C1
只用一个电源，减 少电源数。
T
C2
RL
RB
RC
VCC
uo
uo
不画电源符号， 只写出电源正 极对地的电位。
T
I CQ
U CEQ
(b) 首先画出放大电路的交流通路
基本放大电路
VCC
交流通路
基本 放大电路
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第三节 多级放大电路
四、阻容耦合多级放大电路的分析
由两级共射放大电路采用阻容耦合组成的多级放大电路如 图7-17所示。
由图7-17可得阻容耦合放大电路的特点: (1)优点 因电容具有“隔直”作用，所以各级电路的静态
工作点相互独立，互不影响。这给放大电路的分析、设计和 调试带来厂很大的方便。此外，还具有体积小、质量轻等优 点。 (2)缺点 因电容对交流信号具有一定的容抗，在信号传输 过程中，会受到一定的衰减。尤其对于变化缓慢的信号容抗 很大，不便于传输。此外，在集成电路中，制造大容量的电 容很困难，所以这种祸合方式下的多级放大电路不便于集成。
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第三节 多级放大电路
三、变压器耦合
我们把级与级之间通过变压器连接的方式称为变压器耦合。 其电路如图7-16所示。
变压器耦合的特点: (1)优点 因变压器不能传输直流信号，只能传输交流信号
和进行阻抗变换，所以，各级电路的静态工作点相互独立， 互不影响。改变变压器的匝数比，容易实现阻抗变换，因而 容易获得较大的输出功率。 (2)缺点 变压器体积大而重，不便于集成。同时频率特性 差，也不能传送直流和变化非常缓慢的信号。
分压偏置共射极放大电路如图7-12 (a)所示，发射极电阻 RE起直流负反馈作用，在外界因素变化时，自动调节工作点 的位置，使静态工作点稳定。
分压偏置共射极放大电路的直流通路如图7-12 (b)所示电路
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第二节 共集电极电路
一、共集电极放大电路的组成
如图7-13 (a)所示，由于直流电源对交流信号相当于短路， 集电极便成为输入与输出回路的公共端，因此这个电路称为 共集电极放大电路，简称共集放大器，又称射极输出器它的 直流通路如图7-13 ( b)所示，交流通路如图7-13 (c)所示。
第三节 多级放大电路
四、阻容耦合多级放大电路的分析
由两级共射放大电路采用阻容耦合组成的多级放大电路如 图7-17所示。
由图7-17可得阻容耦合放大电路的特点: (1)优点 因电容具有“隔直”作用，所以各级电路的静态
工作点相互独立，互不影响。这给放大电路的分析、设计和 调试带来厂很大的方便。此外，还具有体积小、质量轻等优 点。 (2)缺点 因电容对交流信号具有一定的容抗，在信号传输 过程中，会受到一定的衰减。尤其对于变化缓慢的信号容抗 很大，不便于传输。此外，在集成电路中，制造大容量的电 容很困难，所以这种祸合方式下的多级放大电路不便于集成。
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第三节 多级放大电路
三、变压器耦合
我们把级与级之间通过变压器连接的方式称为变压器耦合。 其电路如图7-16所示。
变压器耦合的特点: (1)优点 因变压器不能传输直流信号，只能传输交流信号
和进行阻抗变换，所以，各级电路的静态工作点相互独立， 互不影响。改变变压器的匝数比，容易实现阻抗变换，因而 容易获得较大的输出功率。 (2)缺点 变压器体积大而重，不便于集成。同时频率特性 差，也不能传送直流和变化非常缓慢的信号。
分压偏置共射极放大电路如图7-12 (a)所示，发射极电阻 RE起直流负反馈作用，在外界因素变化时，自动调节工作点 的位置，使静态工作点稳定。
分压偏置共射极放大电路的直流通路如图7-12 (b)所示电路
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第二节 共集电极电路
一、共集电极放大电路的组成
如图7-13 (a)所示，由于直流电源对交流信号相当于短路， 集电极便成为输入与输出回路的公共端，因此这个电路称为 共集电极放大电路，简称共集放大器，又称射极输出器它的 直流通路如图7-13 ( b)所示，交流通路如图7-13 (c)所示。
第2章基本放大电路
UCE -
RB——固定偏置电阻(fixed-bias resistance) 。
可见：改变RB、 RC、 UCC均可改变静态工作 点，调RB最方便。
22
讨论
第二节 放大电路的分析
[例2-2-1] UCC=12V,RC=2kΩ, RB=200kΩ,β=50,试求：放大电路静 态值。
解：
IB
UCC UBE RB
C对直流开路,对交流 短路;
直流电源对交流通路 短路(忽略内阻)。
+UCC
RB
RC
C1+ IBQ
ICQ + C2
+
ui
RS uS
–
+
RL uo
–
第二节 放大电路的分析
直流通路
+UCC
RB
RC
19
讨论
第二节 放大电路的分析
(二) 估算法 用直流通路确定静态值
输入回路电压方程: UCC = IBRB + UBE
Ube
uBE UBE(AV)
集电极电源
UCC
基极电源
UBB
发射极电源
UEE
17
一、静态分析
第二节 放大电路的分析
放大电路输入端无输入信号，即ui=0, 电路中只有直流电压和直流电流
直流通路(direct current circuit)— —不加交流信号时直流电流流经的通路 (直流等效电路)
18
遵循原则:
为了研究问题方便,把交、直流分开研究。
+UCC
交流通路(alternating
current circuit)——
交流信号流经的通路(交
流等效电路)
放大电路类型
一、共发射极放大电路共发射极放大电路简称共射电路，输入端AA′外接需要放大的信号源;输出端BB′外接负载。
发射极为输入信号ui和输出信号uo的公共端。
公共端通常称为"地"(实际上并非真正接到大地)，其电位为零，是电路中其他各点电位的参考点，用"⊥"表示。
1.电路的组成及各元件的作用(1)三极管VNPN管，具有放大功能，是放大电路的核心。
(2)直流电源VCC使三极管工作在放大状态，VCC一般为几伏到几十伏。
(3)基极偏置电阻Rb它使发射结正向偏置，并向基极提供合适的基极电流(。
Rb一般为几十千欧至几百千欧。
(4)集电极负载电阻Rc它将集电极电流的变化转换成集-射极之间电压的变化，以实现电压放大。
Rc的值一般为几千欧至几十千欧。
(5)耦合电容C1、C2又称隔直电容，起通交流隔直流的作用。
C1、C2一般为几微法至几十微法的电解电容器，在联结电路时，应注意电容器的极性，不能接错。
2.放大电路的静态分析:静态是指放大电路没有交流输入信号(ui=0)时的直流工作状态。
静态时，电路中只有直流电源VCC作用，三极管各极电流和极间电压都是直流值，电容C1、C2相当于开路，其等效电路如图6-22所示，该电路称为直流通路。
对放大电路进行静态分析的目的是为了合理设置电路的静态工作点(用Q表示)，即静态时电路中的基极电流IBQ、集电极电流ICQ和集-射间电压UCEQ的值，防止放大电路在放大交流输入信号时产生的非线性失真。
三极管工作于放大状态时，发射结正偏，这时UBEQ基本不变，对于硅管约为0.7V，锗管约为0.3V。
三、功率放大电路1.功率放大电路的基本概念功率放大电路的任务是输出足够的功率，推动负载工作。
例如扬声器发声、继电器动作、电动机旋转等。
功率放大电路和电压放大电路都是利用三极管的放大作用将信号放大，不同的是功率放大电路以输出足够的功率为目的，工作在大信号状态;而电压放大电路的目的是输出足够大的电压，工作在小信号状态。
电工电子技术_基本放大电路
8.1
7
共发射极放大电路
图8.3
放大电路动态工作电流、电压的变化情况
8.2
8
共发射极放大电路的静态分析
直流通路及静态工作点
8.2.1
放大电路不加输入信号(ui=0)时的 状态称为静态。静态时放大电路中只有 直流电源作用，由此产生的所有电流、 电压都为直流量，所以静态又称为直流 状态。静态时三极管各极电流和极间电 压分别用IB、UBE、IC、UCE表示。这些量 在三极管的输入、输出特性曲线上各确 定了一点，该点称为静态工作点，简称 Q点。 静态时直流电流通过的路径称为直 流通路。由于C1、C2的隔直流作用，放 大电路的直流通路如图8.4所示。
这里直流分量是正常放大的基础，交流分量是放大的对象，交流量搭 载在直流上进行传输和放大。如果三极管工作总是处于放大状态，它们的 变化规律是一样的。放大电路的动态分析关注的就是交流信号的传输和放 大情况，动态分析的电路指标主要包括电压放大倍数、输入电阻、输出电 阻等。
8.3
12
共发射极放大电路的动态分析
图8.1
共发射极放大电路
8.1
5
共发射极放大电路
2.各元器件的作用 （1）晶体管VT （2）集电极电源EC （3）集电极电阻RC （4）基极电源EB和基极偏置电阻RB （5）电容C1和C2 由于该电路使用两组电源，很不经 济。若只使用电源EC，将RB连到EC上， 只要适当调整RB阻值，保证发射结正偏 ，产生合适的基极偏流IB，就可省掉电 源EB。另外，为了使作图简洁，常不画 出电源回路，只标出EC正极对地的电位 值UCC和极性（“+”或“-”），如图8.2 所示。
图8.8
共发射极放大电路的微变等效电路
8.3
3放大电路基本知识
V1
V2
ui2
VEE IEE = (VEE – UBEQ) / REE
REE
ICQ1 = ICQ2
ICQ1
RC uo
RC
UCQ1 UCQ2
+VCC
ICQ2
(VEE – UBEQ) / 2REE UCQ1 = VCC – ICQ1RC
f
效率
=
最大输出功率Pom 直流提供功率PDC
三种基本组态放大电路
共发射极放大电路
一、 电路组成
RB1 RC
C1 +
R+ S us
+ ui RB2 RE
+VCC
C2
+
+
RL uo
+
CE
VCC(直流电源)：
• 使发射结正偏，集电结反偏 • 向负载和各元件提供功率 C1、C2(耦合电容)： • 隔直流、通交流 RB1 、RB2(基极偏置电阻)： • 提供合适的基极电流
差分放大电路的工作原理
一、电路组成及静态分析
特点：
RC
RC
uo
VCC
a. 两个输入端， 两个输出端；
ui1
V1
V2
ui2
b. 元件参数对称；
REE
VEE c. 双电源供电； d. ui1 = ui2 时，uo = 0
能有效地克服零点漂移
RC
RC
uo
VCC VEE = UBEQ + IEEREE
ui1
Ri 6 000
ii 3 A
ui 18 mV
600 16.7 A 10 mV
60
30 A 1.82 mV
基本放大电路知识点总结
基本放大电路知识点总结一、放大电路的概念与分类1. 放大电路的定义放大电路是一种能够将输入信号放大的电路，通过控制放大倍数来增加信号的幅度，以便更好地进行后续处理或传输。
2. 放大电路的分类根据放大器的工作原理和应用场景，放大电路可以分为以下几类： - 模拟放大电路：用于增加模拟信号的幅度，常见于音频、通讯等领域。
- 数字放大电路：用于增加数字信号的幅度，常见于数字通信、数据处理等领域。
- 功率放大电路：用于增加电力信号的幅度，常见于音响、无线电等领域。
二、放大器的基本组成部分1. 输入端输入端接收输入信号，并将其传递给放大器的其他部分进行处理。
输入端通常包括耦合电容、阻抗匹配电路等。
2. 放大器核心部分放大器核心部分是放大器的主要放大部分，根据不同的工作原理，可以分为三种常见的放大器结构： - 电压放大器：通过增大输入信号的电压来实现放大。
- 电流放大器：通过增大输入信号的电流来实现放大。
- 转移放大器：通过改变输入信号的形式（如电压-电流、电压-电压等）来实现放大。
3. 输出端输出端将经过放大处理后的信号输出给下一级电路或外部设备。
输出端通常包括耦合电容、输出阻抗匹配电路等。
三、放大电路的基本原理1. 放大增益放大增益是衡量放大器放大能力的指标，其定义为输出信号幅度与输入信号幅度之比。
放大增益可以通过改变电路元件的参数来调节，如电阻、电容、电感等。
2. 频率响应频率响应描述了放大电路在不同频率下对输入信号的放大能力。
通常通过幅频特性曲线来表示放大器的频率响应情况，其中，通频带为幅度降低3dB的频率范围。
3. 噪声噪声是放大器中不可避免的因素，它会对输出信号产生干扰并引入误差。
常见的噪声有热噪声、互模干扰噪声等。
在设计放大电路时，需要在放大增益和噪声之间进行权衡。
四、常见的放大电路类型与应用1. 乙类放大电路乙类放大电路常用于功率放大领域，特点是高效率、大功率输出。
常见的乙类放大电路有B类、C类等。
基本放大电路
⑶ 判别电压、电流反馈
根据反馈信号取自于输出电压还是输出电流。 ⑷ 判别串联、并联反馈 根据反馈信号馈入输入回路与输入信号的叠加方式是串联还 是并联。
⒉ 负反馈类型判别举例
【例2-10】已知电路如图2-31所示，试分别判别4个电路的反 馈类型。
图2-31 多级反馈放大电路的判别 a) 电压串联负反馈 b) 电压并联负反馈
【例2-7】 已知两级放大电路如图2-22a所示，VCC=24V，rbb′ =300Ω，β1=β2=50，UBEQ=0.7V，RB1=1MΩ，RB21=82kΩ， RB22=43kΩ，RE1=27kΩ，RE21=510Ω，RE22=7.5kΩ， RC2=10kΩ，Rs=1kΩ，RL=8.2kΩ，C1=C2=C3=10μF， CE2=47μF，试求： ⑴ V1、V2静态工作点； ⑵ 画微变等效电路； ⑶ Ri、Ro、Au；
⒉ 减小非线性失真
图2-32 负反馈减小非线性失真 a) 无反馈时信号波形 b) b) 引入负反馈时信号波形
⒊ 扩展通频带
图2-33 负反馈扩展通频带
BWf = (1+AF) BW 放大电路的增益带宽积为一常数：Af · f = A· BW BW
⒋ 改变输入输出电阻
串联负反馈使输入电阻增大； 并联负反馈使输入电阻减小； 电压负反馈使输出电阻减小； 电流负反馈使输出电阻增大。
⑶
2.3 共集电极电路和共基极电路
2.3.1 共集电极电路
⒈ 电路形式⒉ 静态分析 Nhomakorabea 动态分析
微变等效电路：
电压放大倍数：
输入电阻：
输出电阻：
⒋ 主要特点 ⑴ 电压放大倍数小于1，接近于1； ⑵ 输入输出电压同相； ⑶ 输入电阻大； ⑷ 输出电阻小；
基本放大电路
+UCC
C2 对地短路 + iC + C1 iB + 短路 u T CE + + + uBE – RL u RS o – ui 短路 + – iE es – –
RS es
+
ui RB
+
RC
RL
– –
+ uO –
例2：计算图示电路的静态工作点。
+UCC RB IB RC + + TUCE UBE – – IC
Rb VBB
RL VCC
uo -
使发射结正偏，并提 供适当的IB。
集电极电阻RC，将 变化的电流转变为 变化的电压。
Cb1
+
Cb2 T
+
+
ui +
Rb VBB
Rc RL VCC
uo -
集电极电源，并保 证集电结反偏。
耦合电容： 大小为10F~50F
作用：隔直通交 隔 断输入、输出与放大电路的 直流通路，同时能使交流信 号顺利输入输出。
由KVL:
IC β I B
所以
UCC = IC RC+ UCE
UCE = UCC – IC RC
2.2基本放大电路的特性分析
例1：计算静态工作点。 已知：UCC=12V，RC=4k，RB=300k， =37.5。
+UCC RB IB RC IC
U 12 CC 解： IB mA 0.04 mA RB 300
2.2基本放大电路的特性分析
3.动态分析
动态：放大电路有信号输入（ui 0）时的工作状态。 动态分析: 计算电压放大倍数Au、输入电阻ri、输出电 阻ro等。 分析方法： 微变等效电路法（小信号分析法）。 所用电路： 交流通路。
基本放大电路
放大电路1．放大的概念和电路的性能指标2．共射基本放大电路的工作原理3．放大电路的分析1）静态分析2）动态分析4．共集电极放大电路5．共基极放大电路6．三种基本放大电路的比较5．场效应管单管放大电路6．多级放大电路1、放大电路的概念和电路的性能指标 放大：放大电路实际上是一种控制器，控制着电源向负载输送能量的大小。
放大电路一般由电压放大和功率放大两部分组成。
先由电压放大电路将微弱信号加以放大去推动功率放大电路，再由功率放大电路输出足够大的功率去推动执行元件。
电压放大电路通常工作在小信号情况下，而功率放大电路通常工作在大信号情况下。
在工业电子技术中，常用的交流放大电路是低频放大电路，其工作频率通常在20Hz ——20000Hz 。
放大电路的性能指标： a ）放大倍数电压放大倍数V A V A =i oV V 电流放大倍数I A I A =ioI I R A 和G A 输入电阻I R =i iI V 输出电阻ooI V R O2、共射极基本放大电路的工作原理 （1）电路的组成：2-1共射极基本放大电路（2）各元件作用晶体管T：图中的T是放大电路的放大元件。
利用它的电流放大作用，在集电极电路获得放大的电流，这电流受输入信号的控制。
从能量观点来看，输入信号的能量是较小的，而输出信号的能量是较大的，但不是说放大电路把输入的能量放大了。
能量是守恒的，不能放大，输出的较大能量来自直流电源E C。
即能量较小的输入信号通过晶体管的控制作用，去控制电源E C所供给的能量，以便在输出端获得一个能量较大的信号。
这种小能量对大能量的控制作用，就是放大作用的实质，所以晶体管也可以说是一个控制元件。
集电极电源UC C：它除了为输出信号提供能量外，还保证集电结处于反向偏置，以使晶体管起到放大作用。
UC C一般为几伏到几十伏。
集电极负载电阻R C：它的主要作用是将已经放大的集电极电流的变化变换为电压的变化，以实现电压放大。
R C阻值一般为几千欧到几十千欧。
基本放大电路
放大倍数随频率变化曲线——幅 频特性曲线
下限频率
BW fH fL
上限频率
5、最大不失真输出电压Vom：当输入电压再增大就会使输出
波形产生非线性失真时的输出电压
6、最大输出功率Pom和效率η：功率放大电路的参数
3.2 共发射极放大电路 3.2.1 共发射极组态基本放大电路的构成
C1
T
RS vi
vS
输出电阻的定义：
vo
=
RL Ro RL
vo
Ro
=
vo io
RL ,
vs 0
Ro
=
vo vo
1 RL
输出电阻是表明放大电路带负载能力的，Ro越小，
放大电路带负载的能力越强，反之则差。
将输出等效成有内阻的电压源，内阻就是输 出电阻。
4、通频带
衡量放大电路对不同频率信号的适应能力。 由于电容、电感及放大管P放大倍数数值下降，并产生相移。
2. 在输出特性曲线上确定两个特殊点,即可
画出直流负载线。
(VCC ,0) ,(0, VCC /Rc )
3. 在输入回路列方程式
I BQ
Vcc
VBEQ Rb
，确定IBQ。
4. 由直流负载线与iB=IBQ所对应的输出特性曲线的交点
确定ICQ和VCEQ。
3.3.4 放大电路的动态分析
动态分析有图解法和微变等效电路法两种。 图解法 微变等效电路法
VCEQ+ICQR’L
2、交流工作状态的图解分析
用图解法进行动态分析时需要进行的准备工作： 要有BJT管的输入和输出特性曲线； 对电路进行静态分析，在输出特性曲线上确定静态 工作点Q，并过Q点作出交流负载线； 作出输入信号vi的波形图。
下限频率
BW fH fL
上限频率
5、最大不失真输出电压Vom：当输入电压再增大就会使输出
波形产生非线性失真时的输出电压
6、最大输出功率Pom和效率η：功率放大电路的参数
3.2 共发射极放大电路 3.2.1 共发射极组态基本放大电路的构成
C1
T
RS vi
vS
输出电阻的定义：
vo
=
RL Ro RL
vo
Ro
=
vo io
RL ,
vs 0
Ro
=
vo vo
1 RL
输出电阻是表明放大电路带负载能力的，Ro越小，
放大电路带负载的能力越强，反之则差。
将输出等效成有内阻的电压源，内阻就是输 出电阻。
4、通频带
衡量放大电路对不同频率信号的适应能力。 由于电容、电感及放大管P放大倍数数值下降，并产生相移。
2. 在输出特性曲线上确定两个特殊点,即可
画出直流负载线。
(VCC ,0) ,(0, VCC /Rc )
3. 在输入回路列方程式
I BQ
Vcc
VBEQ Rb
，确定IBQ。
4. 由直流负载线与iB=IBQ所对应的输出特性曲线的交点
确定ICQ和VCEQ。
3.3.4 放大电路的动态分析
动态分析有图解法和微变等效电路法两种。 图解法 微变等效电路法
VCEQ+ICQR’L
2、交流工作状态的图解分析
用图解法进行动态分析时需要进行的准备工作： 要有BJT管的输入和输出特性曲线； 对电路进行静态分析，在输出特性曲线上确定静态 工作点Q，并过Q点作出交流负载线； 作出输入信号vi的波形图。
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RB1
20kΩ
T1 +C2
us
ui RE1
−
2kΩ
−
RB2
10kΩ
RC2
2kΩ
+ C3
T2 RL
RE2
+
2kΩ
CE2
+VCC
12V
+ 6kΩ uo
−
多级放大电路
解：(1) 求静态值
前级静态值为
IB1
VCC U BE1 RB (1 β1 )RE1
0.035 mA
IC1 IE1 1 IB1 2.1mA UCE1 VCC RE1 IE1 7.8 V
+ ui −
uo
iC1
iC2
o
to
T/2
o
Tt
功率放大电路 +VCC
T1 iC1
+
T2 iC2 RL
uo −
VCC
t
第五章 基本放大电路
甲乙类互补推挽放大电路
交越失真
ui
因IB=0，形 成死区电压 +
ui −
iL
o
t
o
功率放大电路 +VCC
T1 iC1
+
T2 iC2 RL
uo −
VCC
t
第五章 基本放大电路
5.4.4 集成功率放大器
R中点为 差模地
7 去耦
差动输 入级
1k
Auf
1 F
R
R2 2 Rf
15
增益 设置
150 1.35k
Rf
T2 R
T3
15k
-2 输入
T1 T5
50k
T6
T4
准互补输出级
6 +Vcc
共射驱动级
T10
D1
5
D2
输出
3 +
输入 T7
50k
T8 T9
4
LM386通用型集成功放
地
第五章 基本放大电路
T2 RL
RE2
+
2kΩ
CE2
+VCC
12V
+ 6kΩ uo
−
(2)求 ri、 ro
ri ri1 RB // rbe1 (1 1 )RL1
RL 1 RE1 // ri2
RL1为前级的负载电阻，其中 ri2 为后级的输入电阻
多级放大电路
第五章 基本放大电路
RB
200kΩ
Rs C1+ + 100Ω +
功率放大电路
为消除交越失真，可给T1、T2一很小的偏置电压，使 其在静态时处于微导通状态。
+VCC
Rc
D1
T1
ui
D2 T3
T2 RL
+ uo −
Re
−VEE
二极管提供偏置
Rc1
R1 T4
R2 UBE4
ui
T1
+VCC
T2 +
T3 RL uo −
−VEE
UBE倍增电路提供偏置
第五章 基本放大电路
功率放大电路
RL 1
RE1
//
ri2
2 0.79 2 0.79
0.57 k
第五章 基本放大电路
RB
200kΩ
Rs C1+ + 100Ω +
RB1
20kΩ
T1 +C2
us
ui RE1
−
2kΩ
−
RB2
10kΩ
RC2
2kΩ
+ C3
T2 RL
RE2
+
2kΩ
CE2
+VCC
12V
+ 6kΩ uo
−
多级放大电路
rbe1
300
37.5 2 // 6 0.9
62.5
第五章 基本放大电路
RB
200kΩ
Rs C1+ + 100Ω +
RB1
20kΩ
T1 +C2
us
ui RE1
−
2kΩ
−
RB2
10kΩ
RC2
2kΩ
+ C3
T2 RL
RE2
+
2kΩ
CE2
+VCC
12V
+ 6kΩ uo
−
多级放大电路
Au Au1 Au2 0.97 (62.5) 60.625
+VCC
+VCC
T1 iC1
+ ui −
+
T2 iC2 RL
uo −
+ ui −
VCC
uo
RL
T1为NPN管，与负载RL组成正向跟随ui的射极输出器；
T2为PNP管，与负载RL组成反向跟随ui的射极输出器。
第五章 基本放大电路
+VCC
T1 iC1
+
+
ui −
T2 iC2 RL
uo −
VCC
当输入信号 ui = 0 时，Q ？
第五章 基本放大电路
功率放大电路
5.4.3 互补推挽功率放大电路
乙类和甲乙类放大的效率较高，但波形严重失真。为 解决效率和失真的矛盾，需要在电路结构上采取措施。
• 乙类互补推挽放大电路 • 甲乙类互补推挽放大电路 • 集成功率放大电路
第五章 基本放大电路
功率放大电路
乙类互补推挽放大电路
（1）电路结构
功率放大电路
iC
Q VCCuCE
IC1= IC2= 0， UCE1=-UCE2=VCC uo= 0
第五章 基本放大电路
（2）工作原理
当ui 处于正半周时，T1导通，T2 截止，电流iC1通过负载RL。
当ui为负半周时，T2导通， T1截 止，电流iC2通过负载RL。
T1、 T2轮流导通，在负载RL上合 成一个完整的不失真波形。
−
2kΩ
−
RB2
10kΩ
RC2
2kΩ
+ C3
T2 RL
RE2
+
2kΩ
CE2
+VCC
12V
+ 6kΩ uo
−
多级放大电路
(3) 求Au1、 Au2 、Au
Au1
(1 1 )RL 1 rbe1 (1 1 )RL 1
(1 60) 0.57 1.06 (1 60) 0.57
0.97
Au2
2
RC2 // RL rbe2
多级放大电路的连接，产生了单元电路间的级联问题， 即耦合问题。
级间耦合方式 多级放大电路的分析
第五章 基本放大电路
5.5.1 多级放大电路的耦合方式
阻容耦合
优点：
Rc
各级的静态工作点Q相互独立。
Rb
C
只要耦合电容足够大，电路交
T1
+
流信号损失小，增益高。
ui
缺点：
−
耦合电容隔直，不能放大直流信号，
第五章 基本放大电路
本章小结： 1. 放大电路的概念：放大倍数，输入电阻，输出电阻等
以及基本计算方法。 2. 共射极放大电路的组成，图解分析方法，小信号模型
分析方法。 3. 射极输出器的特点。 4. 功率放大电路的概念及其分类。 5. 多级放大电路的概念及其特点。
第五章 基本放大电路
RB
200kΩ
Rs C1+ + 100Ω +
RB1
20kΩ
T1 +C2
us
ui RE1
−
2kΩ
−
RB2
10kΩ
RC2
2kΩ
+ C3
T2 RL
RE2
+
2kΩ
CE2
+VCC
12V
+ 6kΩ uo
−
后级静态值为
VB2
RB2 RB1 RB2
VCC
4V
IC2
I E2
VB2 U BE2 RE2
RB1
20kΩ
T1 +C2
us
ui RE1
−
2kΩ
−
RB2
10kΩ
RC2
2kΩ
+ C3
T2 RL
RE2
+
2kΩ
CE2
+VCC
12V
+ 6kΩ uo
−
多级放大电路
rbe2
300
（1
）26 2 I E2
300 38.5 26 1.65
0.9k
ri2 RB1 // RB2 // rbe2 0.79k
且当信号频率较低时，增益下降。
耦合电容容量大，不易集成。
多级放大电路
VCC
Rb Rc
+ T2
uo
Re −
第五章 基本放大电路
直接耦合 优点：
易于集成。 既能放大交流信号，也 能放大直流信号。
缺点： 各级工作点相互影响。 产生零点漂移。
多级放大电路
VCC
Rs
+ us −
Rc Rb c1
T1 b2
Rc
c2
+ T2
uo
Re −
第五章 基本放大电路
5.5.2 多级放大电路的分析方法
多级放大电路
Rs
+
+
+
+
+ us