放大电路的基本概念

学科模拟电子班级12秋机电日期授课教师李翔宇课题

放大电路的基本概念

共射固定偏置基本放大电路

课时数2学时课型新授

教学目标1.了解放大电路的基本概念；

2.掌握共射固定偏置基本放大电路的电路组成和工作原理；

3. 熟悉基本放大电路的静态分析方法、动态分析方法；

教学重点难点重点：1. 放大的本质

2. 放大电路工作原理及静态工作点的作用；

利用放大电路的组成原则判断放大电路能否正常工作；难点：1. 放大电路静态工作点的设置方法；

2. 放大电路的微变等效电路的画法；

教具多媒体课件

学

过内容、步骤、方法附记

导入：

思考：晶体管的放大条件？

新授：

一、放大的基本概念

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。

1、电路的主要性能指标

1）输入电阻i R ：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o R ：从输出端看进去的等效输出信号源内阻，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。

电压放大倍数定义为：

i o u uu U U A A ⋅⋅

⋅⋅=

=；电流放大倍数定义为： i o

i ii I I A A ⋅

⋅⋅⋅== 互阻放大倍数定义为：i o ui I U A ⋅⋅⋅=

； 互导放大倍数定义为：

⋅⋅

⋅=i o

iu U I A

注意：放大倍数、输入电阻、输出电阻通常都是在正弦信号下的交流参数，只有在放大电路处于放大状态且输出不失真的条件下才有意义。

4）最大不失真输出电压：未产生截止失真和饱和失真时，最大输出信号的正弦有效值或峰值。一般用有效值U OM表示；也可以用峰—峰值U OPP表示。

5）上限频率、下限频率和通频带：由于放大电路中存在电感、电容及半导体器件结电容，在输入信号频率较低或较高时，放大倍数的幅值会下降并产生相移。一般，放大电路只适合于放大某一特定频率范围内的信号。如P22图2-5所示。

上限频率f H（或称为上限截止频率）：在信号频率下降到一定程度时，放大倍数的数值等于中频段的0.707倍时的频率值即为上限频率。

下限频率f L（或称为下限截止频率）：在信号频率上升到一定程度时，放大倍数的数值等于中频段的0.707倍时的频率值即为上限频率。

通频带f BW：f BW = f H - f L 通频带越宽，表明放大电路对不同频率信号的适应能力越强。

二、共射固定偏置基本放大电路

1、电路组成

阻容耦合共射放大电路：信号源与放大电路、放大电路与负载之间均通过耦合电容相连。不能放大直流信号和变化缓慢的交流信号；只能放大某一频段范围的信号。如P22图2-6所示。

放大电路中元件及作用：

（1）三极管T ——起放大作用。

（2）集电极负载电阻R C ——将变化的集电极电流转换为电压输出。

（3）偏置电路V CC，R B——使三极管工作在放大区，V CC还为输出提供能量。

（4）耦合电容C1，C2——输入电容C1保证信号加到发射结，不影响发射结偏置。输出电容C2保证信号输送到负载，不影响集电结偏

置。

2、放大电路的组成原则

1）为了使BJT工作于放大区、FET工作于恒流区，必须给放大电路设置合适的静态工作点，以保证放大电路不失真；

2）在输入回路加入u i应能引起u BE的变化，从而引起i B和i C的变化；

3）输出回路的接法应当使i C尽可能多地流到负载R L中去，或者说应将集电极电流的变化转化为电压的变化送到输出端。

3、放大电路的基本分析

（1）静态工作点设置的必要性

对放大电路的基本要求一是不失真，二是能放大。只有保证在交流信号的整个周期内三极管均处于放大状态，输出信号才不会产生失真。故需要设置合适的静态工作点。Q点不仅电路是否会产生失真，而且影响放大电路几乎所有的动态参数。

（2）基本共射放大电路的工作原理及波形分析

对于基本放大电路，只有设置合适的静态工作点，使交流信号驮载在直流分量之上，以保证晶体管在输入信号的整个周期内始终工作在放大状态，输出电压波形才不会产生非线性失真。

（3）直流通路、交流通路及其画法

直流通路：在直流电源的作用下，直流电流流经的通路，用于求解静态工作点Q的值。

直流通路的画法：电容视为开路、电感视为短路；信号源视为短路，但应保留内阻。

交流通路：在输入信号作用下，交流信号流经的通路，用于研究和求解动态参数。

交流通路的画法：耦合电容视为短路；无内阻直流电源视为短路；

（4）放大电路的静态分析和动态分析

静态分析：就是求解静态工作点Q，在输入信号为零时，BJT或FET 各电极间的电流和电压就是Q点，可用估算法或图解法求解。