[信息与通信]第2章 放大电路基础
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第二章
放大电路基础
h
1
概论
前置放大器
放大的概念
扩音机是怎样工作的
功率放大器
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
Aυ
Xo
h
2
放大的概念
放大器的分类 信号的特征
信号的大小
直流放大器 音频放大器 视频放大器 脉冲放大器 谐振放大器
宽带放大器
小信号放大器 大信号放大器（功率放大器）
h
3
放大电路的性能指标
放大器的一般模型
Is
RS
A
RL
（1）放大倍数
Av | vvoi |
电压放大倍数
Ai | iioi |
电流放大倍数
Ap | P Po i || vvoiiiio |AuAi h
放大倍数除用信号
的有效值定义之外， 还可以根据需要用信 号的峰值或者峰～峰 值来定义。
频率
f
通频带： fbw=fHh–fL
10
放大器的性能指标
（5）最大输出幅值(一般用电压表示) （6）最大输出功率与效率最大输出功率（POM）：输出波形 基本不失真的情况下，能够向负载提供的最大功率。 效率：放大电路的最大输出功率与直流电源消耗的功率之比。
POMPV
（7）放大器的失真 1、频率失真：对于不同的频率，放大器具有不同的增益， 且产生不同的相移。由此产生的失真叫做频率失真。
υi
Aυ
υo
4
放大电路的性能指标
（1）放大倍数
Ag
io vi
互导增益
Ar
vo 互阻增益 ii
Avt
vo vi
RL 负载开路时的增益
Ain
io ii
RL 0 负载短路时的增益
AVS
v o 源电压增益 vS
AIS
i0 iS
源电流增益
h
5
放大电路的性能指标
（2）输入阻抗Zi(输入电阻ri )
h
22
静态工作点（Q点）
一、静态工作点的设置
1、静态工作点的概念
(IBQ,VBEQ) 和( ICQ,VCEQ )分别对应于输入输出特性曲线上的
一个点称为静态工作点。
iB
iC
IBQ
Q
ICQ
υBE
VBEQ
h
Q
VCEQ
υCE
23
静态工作点（Q点）
一、静态工作点的设置
1、静态工作点的概念THD的定义是各次谐波总Fra bibliotek与基波分量之比，
THD(A2)2(A3)2
A1
A1
h
14
基本放大电路的组成和工作原理
三极管放 大电路有 三种形式
共射放大器 共基放大器 共集放大器
以共射放 大器为例 讲解工作 原理
h
15
共射放大电路的基本组成
1、元件的作用
放大元件iC= iB，
工作在放大区，要
保证集电结反偏，
放大电路一定要有前级（信号源）为其提供信号，那么就 要从信号源取电流。输入 阻抗（电阻）是衡量放大电路从
其前级取电流大小的参数。输入阻抗（电阻）越大，从其 前级取得的电流越小，对前级的影响越小。
Ii
Zi
Ui Ii
υS ~
υi
Aυ
h
6
放大器的指标
（3）输出阻抗（电阻Ro）
放大电路对其负载而言，相当 于信号源，我们可以将它等效 为戴维南等效电路，这个戴维 南等效电路的内阻就是输出阻 抗（电阻）。
衡量标准：上升时间tr，下降时间，特定时间的跌落值
v0
υi
υ0
v0
t
t
v0
v0
vi
v0
t
t
t1
h
13
（7）放大器的失真
3、非线性失真系数（THD）：由于放大电路存在非线性 失真，当输入一定频率的正弦波信号时，放大电路的输出 波形中，除了由输入信号频率决定的基波成分外，还可能 出现谐波。即
i 0 A 0 A 1 st i A n 2 s2 i t A n 3 s3 i t n
h
19
共射放大电路的基本组成
1、元件的作用 2、单电源放大电路
+VCC
RB C1
RC
C2
T
~ υi
RL
h
20
共射放大电路的基本组成
1、元件的作用 2、单电源放大电路 3、组成一个放大器的基本原则。
（1）发射结必须正偏，集电结必须反偏，以保证放大器处 于放大状态。
（2）对输入回路，应当使输入的电压信号变成电流信号， 因为ic=βib （3）对输出回路，应当尽可能将信号送到负载。
h
11
放大器的性能
幅度失真： 对不同频率的信号增
益不同，产生的失真。
相位失真： 对不同频率的信号延
迟时间不同，产生的失真。
I
O
二次谐波
O
O
二次谐波
h
输入信号 基波
t
输出信号 基波
t
12
放大器的性能指标
（7）放大器的失真
2、瞬变失真 放大突变信号时由于电抗元件上的电压和电 流不能突变引起的输出波形的失真叫做瞬变失真。
（4）为保证放大器不失真地放大，直流下的电流和电压必 须设置得合适。
h
21
静态工作点（Q点）
一、静态工作点的设置
1、静态工作点的概念
由于电
源的存 在IB0
RB
RC
C1
+VCC
IC0
ICQC2
IBQ υi=0时 VBEQ
T VCEQ
在没有输入信号
时，晶体管各电
极的直流电流和 电压，即 IBQ 、 ICQ 、 υBEQ 、 υCEQ
υS ~
Aυ
Zo υS' ~
h
7
放大的性能指标
3、 放大电路的性能指标： 如何确定电路的输出电阻
（3）输出电阻Ro
Ro ？
方法一：计算。 υS ~
步骤：
1. 所有的电源置零 (将独立源置零，保 留受控源)。
2. 加压求流法。
Ro
V I
Aυ
Ro υS' ~
h
I V
8
放大的性能
方法二：测量。 3、 放大电路的性能指标：
发射结正偏。
C1
集电极电源，为 电路提供能量。 并保证集电结反 偏。
C2
~ υi
T RB
υBB
RC
υo RL
+υCC
h
参考点
16
共射放大电路的基本组成
1、元件的作用
基极电源与 基极电阻
使发射结正偏， 并提供适当的 静态工作点。
C1
集电极电阻，将 变化的电流转变 为变化的电压。
C2
~ υi
T
RC
RB VBB
RL +VCC
h
17
共射放大电路的基本组成
1、元件的作用
耦合电容
C1
隔离输入输出与电路直流的联系， 同时能使信号顺利输入输出。
C2
~ υi
T
RC
RB VBB
RL +VCC
h
18
共射放大电路的基本组成
1、元件的作用 2、单电源放大电路
+VCC
RB
RC
C1
C2
~ υi
T
RC
RB VBB
RL +VCC
步骤：
（3）输出电阻Ro
1. 测量开路电压。
2. 测量接入负载后的输出电压。
Ro υs' ~
ro
υo
υs' ~
RL υo'
3. 计算。 Vo'
Vo Ro RLh
RL
Ro (VV'oo 1)RL 9
放大器的性能指标
（4）通频带
Aυ Aυm 0.7Aυm
放大倍数随频率 变化曲线
fL 下限截止
频率
上限截止 fH
放大电路基础
h
1
概论
前置放大器
放大的概念
扩音机是怎样工作的
功率放大器
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
Aυ
Xo
h
2
放大的概念
放大器的分类 信号的特征
信号的大小
直流放大器 音频放大器 视频放大器 脉冲放大器 谐振放大器
宽带放大器
小信号放大器 大信号放大器（功率放大器）
h
3
放大电路的性能指标
放大器的一般模型
Is
RS
A
RL
（1）放大倍数
Av | vvoi |
电压放大倍数
Ai | iioi |
电流放大倍数
Ap | P Po i || vvoiiiio |AuAi h
放大倍数除用信号
的有效值定义之外， 还可以根据需要用信 号的峰值或者峰～峰 值来定义。
频率
f
通频带： fbw=fHh–fL
10
放大器的性能指标
（5）最大输出幅值(一般用电压表示) （6）最大输出功率与效率最大输出功率（POM）：输出波形 基本不失真的情况下，能够向负载提供的最大功率。 效率：放大电路的最大输出功率与直流电源消耗的功率之比。
POMPV
（7）放大器的失真 1、频率失真：对于不同的频率，放大器具有不同的增益， 且产生不同的相移。由此产生的失真叫做频率失真。
υi
Aυ
υo
4
放大电路的性能指标
（1）放大倍数
Ag
io vi
互导增益
Ar
vo 互阻增益 ii
Avt
vo vi
RL 负载开路时的增益
Ain
io ii
RL 0 负载短路时的增益
AVS
v o 源电压增益 vS
AIS
i0 iS
源电流增益
h
5
放大电路的性能指标
（2）输入阻抗Zi(输入电阻ri )
h
22
静态工作点（Q点）
一、静态工作点的设置
1、静态工作点的概念
(IBQ,VBEQ) 和( ICQ,VCEQ )分别对应于输入输出特性曲线上的
一个点称为静态工作点。
iB
iC
IBQ
Q
ICQ
υBE
VBEQ
h
Q
VCEQ
υCE
23
静态工作点（Q点）
一、静态工作点的设置
1、静态工作点的概念THD的定义是各次谐波总Fra bibliotek与基波分量之比，
THD(A2)2(A3)2
A1
A1
h
14
基本放大电路的组成和工作原理
三极管放 大电路有 三种形式
共射放大器 共基放大器 共集放大器
以共射放 大器为例 讲解工作 原理
h
15
共射放大电路的基本组成
1、元件的作用
放大元件iC= iB，
工作在放大区，要
保证集电结反偏，
放大电路一定要有前级（信号源）为其提供信号，那么就 要从信号源取电流。输入 阻抗（电阻）是衡量放大电路从
其前级取电流大小的参数。输入阻抗（电阻）越大，从其 前级取得的电流越小，对前级的影响越小。
Ii
Zi
Ui Ii
υS ~
υi
Aυ
h
6
放大器的指标
（3）输出阻抗（电阻Ro）
放大电路对其负载而言，相当 于信号源，我们可以将它等效 为戴维南等效电路，这个戴维 南等效电路的内阻就是输出阻 抗（电阻）。
衡量标准：上升时间tr，下降时间，特定时间的跌落值
v0
υi
υ0
v0
t
t
v0
v0
vi
v0
t
t
t1
h
13
（7）放大器的失真
3、非线性失真系数（THD）：由于放大电路存在非线性 失真，当输入一定频率的正弦波信号时，放大电路的输出 波形中，除了由输入信号频率决定的基波成分外，还可能 出现谐波。即
i 0 A 0 A 1 st i A n 2 s2 i t A n 3 s3 i t n
h
19
共射放大电路的基本组成
1、元件的作用 2、单电源放大电路
+VCC
RB C1
RC
C2
T
~ υi
RL
h
20
共射放大电路的基本组成
1、元件的作用 2、单电源放大电路 3、组成一个放大器的基本原则。
（1）发射结必须正偏，集电结必须反偏，以保证放大器处 于放大状态。
（2）对输入回路，应当使输入的电压信号变成电流信号， 因为ic=βib （3）对输出回路，应当尽可能将信号送到负载。
h
11
放大器的性能
幅度失真： 对不同频率的信号增
益不同，产生的失真。
相位失真： 对不同频率的信号延
迟时间不同，产生的失真。
I
O
二次谐波
O
O
二次谐波
h
输入信号 基波
t
输出信号 基波
t
12
放大器的性能指标
（7）放大器的失真
2、瞬变失真 放大突变信号时由于电抗元件上的电压和电 流不能突变引起的输出波形的失真叫做瞬变失真。
（4）为保证放大器不失真地放大，直流下的电流和电压必 须设置得合适。
h
21
静态工作点（Q点）
一、静态工作点的设置
1、静态工作点的概念
由于电
源的存 在IB0
RB
RC
C1
+VCC
IC0
ICQC2
IBQ υi=0时 VBEQ
T VCEQ
在没有输入信号
时，晶体管各电
极的直流电流和 电压，即 IBQ 、 ICQ 、 υBEQ 、 υCEQ
υS ~
Aυ
Zo υS' ~
h
7
放大的性能指标
3、 放大电路的性能指标： 如何确定电路的输出电阻
（3）输出电阻Ro
Ro ？
方法一：计算。 υS ~
步骤：
1. 所有的电源置零 (将独立源置零，保 留受控源)。
2. 加压求流法。
Ro
V I
Aυ
Ro υS' ~
h
I V
8
放大的性能
方法二：测量。 3、 放大电路的性能指标：
发射结正偏。
C1
集电极电源，为 电路提供能量。 并保证集电结反 偏。
C2
~ υi
T RB
υBB
RC
υo RL
+υCC
h
参考点
16
共射放大电路的基本组成
1、元件的作用
基极电源与 基极电阻
使发射结正偏， 并提供适当的 静态工作点。
C1
集电极电阻，将 变化的电流转变 为变化的电压。
C2
~ υi
T
RC
RB VBB
RL +VCC
h
17
共射放大电路的基本组成
1、元件的作用
耦合电容
C1
隔离输入输出与电路直流的联系， 同时能使信号顺利输入输出。
C2
~ υi
T
RC
RB VBB
RL +VCC
h
18
共射放大电路的基本组成
1、元件的作用 2、单电源放大电路
+VCC
RB
RC
C1
C2
~ υi
T
RC
RB VBB
RL +VCC
步骤：
（3）输出电阻Ro
1. 测量开路电压。
2. 测量接入负载后的输出电压。
Ro υs' ~
ro
υo
υs' ~
RL υo'
3. 计算。 Vo'
Vo Ro RLh
RL
Ro (VV'oo 1)RL 9
放大器的性能指标
（4）通频带
Aυ Aυm 0.7Aυm
放大倍数随频率 变化曲线
fL 下限截止
频率
上限截止 fH