基本放大电路教案

第三章 基本放大电路

第一节 放大器概述

基本放大电路也叫放大器，它是利用三极管的电流放大作用，将微弱的电信号（电压信号、电流信号）进行有限的放大，得到需要的电信号。

一、放大器的基本概念

放大器

输入端

输出端

1、特点

1）输出信号的功率比输入信号的功率要大 此时我们说电子信号得到了放大

2）输出信号的波形与输入信号的波形要相同 即信号不产生失真 2、组成

有源器件：三极管 场效应管等 无源器件：电阻 电容 电感 变压器等 3、基本要求 1）足够的放大倍数

2）一定宽度的同频带 信号范围内的频率应得到同样的放大 3）非线性失真小 由于非线性元件引起的波形畸变叫非线性失真 4）工作要稳定 各项参数不随工作时间、环境而改变，同时放大器本身不产生自激信号

5）输入信号的电压、电流及功率不能超过放大器的最大允许值否则会损坏放大器

6）放大器允许输出的输出信号的最大功率应小于由电源提供给放大器的功率。

二、三极管的连接方式

共发射极放大电路 共基极放大电路 共集电极放大电路

出

特点：各种基本放大电路的输入端和输出端

共发射极放大电路：信号从基极输入，集电极输出；公共端为发射极共基极放大电路：信号从发射极输入，集电极输出；公共端为基极共集电极放大电路：信号从基极输入，发射极输出，公共端为集电极

举例：

信号

上图为共发射极放大电路，右图为电路图的另一种画法，其中的“⊥”为公共接地，是电路中的电流、电压的零参考点，称为接地端。

各元件的作用：

C1、C2：C1为输入信号耦合电容，为输入信号提供交流通路；C2为输出信

号耦合电容，为输出信号提供交流通路。它们同时起隔断直流作用，避免影响三极管的静态工作点。

R1、R2：基极偏置电阻，电源电压经这两个电阻分压给基极提供偏置电压，使发射结处于正向导通状态。R1叫上偏电阻，R2叫下偏电阻。它们一般为几千欧姆。

Rc 叫集电极供电电阻，它起两个作用，其一是将放大的电流信号转为电压信号，其二是电源Vc 通过它给集电极供电，使集电结处于反向偏置状态。其阻值一般为几欧姆~几千欧姆。

R e 为发射极负反馈电阻，其作用是稳定静态工作点。

C e 为发射极交流旁路电容，其作用是提高交流信号的放大倍数。 V 是放大管，起电流放大作用，是放大器的核心元件。

第二节 三极管基本放大电路 一、基本放大电路的组成

如图，是另外一种基本放大电路形式。

在上图中，V BB 为基极偏置电源，为发射结提供正向偏压；V CC 为集电极直流电源，为集电结提供反向偏压。这两个电压共同作用，使三极管工作在放大状态。在右图中，省去了基极电源，由集电极电源V CC 通过R b 分出一部分提供基极电压。

二、放大器电流电压符号使用规定

大大 表示直流分量。如：V B 表示三极管的基极的直流电压；I B 表示基极

RC

V CC

的直流电流。

小小 表示交流分量。如：i b 表示三极管的基极的交流电流；u b 表示三极管的基极的交流电压。

大小 表示交流分量的有效值。如：V b 表示加到三极管基极的交流电压的有效值。

小大 表示直流分量和交流分量的叠加。如：i B 表示三极管的基极的直流电流叠加有交流电流分量。即i B =i b +I B 。

三、放大器的静态工作点

1、放大器的静态：当放大器的输入端没有信号输入时所处的状态叫放大器的静态。

当放大器无交流信号输入时，它的工作状态

可以由三极管的基极与发射极的直流电压V BE 和基极直流电流I B 、集电极与发射极的直流电压V CE 和集电极直流电流I C 四个参数来确定。这四个直流参数在三极管的输入特性曲线和输出特性曲线上确定了一个点，这个点就叫三极管的静态工作点。即：静态

工作点由上面的四个参数来确定。在三极管的放大状态中，根据输入特性曲线，发射结电压几乎不变，所以只需要确定其他三个参数。在右图中， V BE =0.7V （硅管） I B =V CC /R b

I C =βI B

V CE = V CC - I C R C

学生练习：1、在上图中，V CC =12V ,三极管β=50，R b =220K,R C =2K ，求静态工作点。

2、右图为另一种具有稳定工作点的共射放大电路，求静态工作点。

V CC

2、放大器能否正常工作的重要条件：设置合适的静态工作点

放大器在工作时，其基极和集电极的电流、电压值是直流和交流的瞬时值叠加而成，而放大器的核心元件三极管处于放大状态的条件是：发射结正向偏置，集电结反向偏置，所以加在三极管的基极发射结的瞬时电压应大于死区电压，而且要使集电结处于反向偏置。如图，当三极管的基极没有加静态偏置时的信号处理情况。

此时，输入的交流信号因为负半周使三极管进入截止状态，从而集电极输出的放大的交流信号也只有正半周输出，从而造成严重的失真。

所以要设置合适的静态工作点，使输入的交流信号处于负半周时三极管也能工作在放大状态从而

V

47kΩ

Rb1

3kΩRC

RL

C1

C2

v v i

o

V CC 10kΩRb2500ΩRe

Ce

=12V

避免输出波形的失真。

四、放大原理

三极管对信号是怎样进行放大的？这个过程可以用下图进行说明：图中的C1、C2为输入信号耦合电容和输出信号耦合电容，对交流信号而言相当于短路，所以交流信号电压从基极和发射极间输入，而处理后的交流信号从集电极和发射极间输出。变化的交流信号电流叠加在基极的静态直流电流上，形成变化的既有交流又有直流分量的基极电流i B(i B=i b+I B),变化的基极电流又使集电极电流发生更大的变化（也既有直流又有交流分量），从而在R C上的压降也在发生相同的变化；而集电极电压v CE=V CC-i C R C,这样往相反方向发生更大变化的交流信号电压从集电极输出。

由上图可以看出，输出电压的相位与输入电压的相位刚好相反（输入电压上升到正的最大时，输出电压下降到负的最大），故这种共发射极的单管放大电路称为反相器。

五、直流通路与交流通路

因为放大器放大信号时，既有直流成分又有交流成分，为了分析的方便，常将直流静态量和交流动态量分开来研究，如：分析静态工作点时，只考虑直流量；而计算放大倍数时又只考虑交流量。所以要会画放大器的直流通路和交流通路。

1、直流通路的画法