模電第二放大電路的基本知識

1、放大電路的基本概念放大電路的作用：放大電路的作用： 將將微弱微弱輸入信號輸入信號不失真不失真地增強(qiáng)地增強(qiáng), ,使輸使輸出電壓或電流在幅度上得到放大，從而可出電壓或電流在幅度上得到放大，從而可以得到所需要的功率。以得到所需要的功率。 由于信號是連續(xù)的，稱為模擬信號。由于信號是連續(xù)的，稱為模擬信號。處理模擬信號的電路稱為模擬電路。處理模擬信號的電路稱為模擬電路。放大的本質(zhì)：放大的本質(zhì)：實(shí)現(xiàn)能量的控制實(shí)現(xiàn)能量的控制. .放大電路的基本概念放大的對象：對變化量進(jìn)行放大。放大的對象：對變化量進(jìn)行放大。2.2.1 放大電路的組成放大電路的組成,BBCCVV,BQCQBEQCQIIVV設(shè)置靜態(tài)工作設(shè)置靜態(tài)工

2、作點(diǎn)的電路稱為點(diǎn)的電路稱為放大電路的偏放大電路的偏置電路。置電路。設(shè)置合適的直流工作點(diǎn)是保證晶體管設(shè)置合適的直流工作點(diǎn)是保證晶體管始終工作于放大區(qū)實(shí)現(xiàn)信號不失真始終工作于放大區(qū)實(shí)現(xiàn)信號不失真放大的必要條件。放大的必要條件。 2.2.1 放放大大電電路路的的組組成成一一. .直流工作點(diǎn)的設(shè)置直流工作點(diǎn)的設(shè)置svBiCiCCcecCVvi RoceCCvvi R 直流直流Q Q點(diǎn)是基點(diǎn)是基礎(chǔ)，交礎(chǔ)，交流放大流放大是目的是目的2.2.1 放放大大電電路路的的組組成成二二. .交流信號的放大交流信號的放大提供大小和極性都合適的提供大小和極性都合適的直流電源直流電源，為電路設(shè)置合適的直流為電路設(shè)置合適的

3、直流Q Q點(diǎn)，使晶體管點(diǎn)，使晶體管工作于工作于放大區(qū)放大區(qū)，同時(shí)作為電路的能源。，同時(shí)作為電路的能源。 2.2.1 放放大大電電路路的的組組成成三三. .放大電路的組成原則放大電路的組成原則交流待放大輸入信號能夠順利地加至交流待放大輸入信號能夠順利地加至放大電路的輸入端。放大電路的輸入端。 被放大的交流輸出信號能夠順利地送至被放大的交流輸出信號能夠順利地送至負(fù)載，以實(shí)現(xiàn)信號的放大。負(fù)載，以實(shí)現(xiàn)信號的放大。 2.2.1 放放大大電電路路的的組組成成三三. .放大電路的組成原則放大電路的組成原則使用正弦信號來測試的原因。使用正弦信號來測試的原因。在正弦穩(wěn)態(tài)分析中，使用復(fù)數(shù)來在正弦穩(wěn)態(tài)分析中，使用復(fù)

4、數(shù)來表示信號電壓、電流。表示信號電壓、電流。圖中各信號的含義。圖中各信號的含義。2.2.2 放大電路的主要性能指標(biāo)放大電路的主要性能指標(biāo)放大電路工作在中頻區(qū)時(shí)可視為純放大電路工作在中頻區(qū)時(shí)可視為純阻網(wǎng)絡(luò)阻網(wǎng)絡(luò)輸入輸入阻抗阻抗iiiVZI輸入輸入電阻電阻iiiVRI2.2.2 放放大大電電路路的的主主要要性性能能指指標(biāo)標(biāo)一一. .輸入阻抗輸入阻抗輸入阻抗輸入阻抗Zi ： 從放大電路輸入端看進(jìn)去的等效阻抗。從放大電路輸入端看進(jìn)去的等效阻抗。放大電路的輸入電壓放大電路的輸入電壓iiSsiRVVRR 一般來說（對電壓放大器且不考慮阻抗一般來說（對電壓放大器且不考慮阻抗匹配），匹配）， Ri 越大越好。

5、越大越好。（1）Ri 越大，越大，ii 就越小，從信號源索取就越小，從信號源索取的電流越小，信號源的驅(qū)動(dòng)功率就小。的電流越小，信號源的驅(qū)動(dòng)功率就小。（2）當(dāng)信號源有內(nèi)阻時(shí)，）當(dāng)信號源有內(nèi)阻時(shí)， Ri 越大，越大， vi 就越接近就越接近vS。2.2.2 放放大大電電路路的的主主要要性性能能指指標(biāo)標(biāo)一一. .輸入阻抗輸入阻抗 放大電路對其放大電路對其負(fù)載負(fù)載而言，相當(dāng)于信號源，而言，相當(dāng)于信號源，我們可以將它等效為戴維寧等效電路，這個(gè)戴我們可以將它等效為戴維寧等效電路，這個(gè)戴維寧等效電路的維寧等效電路的內(nèi)阻內(nèi)阻就是就是輸出阻抗輸出阻抗Zo。在中頻。在中頻段為段為Ro 。2.2.2 放放大大電電路

6、路的的主主要要性性能能指指標(biāo)標(biāo)二二. .輸出阻抗輸出阻抗sVsRiIiViZoZoVoIoVLR放放大大電電路路oZiZ是衡量放大電路帶負(fù)載能力的一項(xiàng)指標(biāo)。是衡量放大電路帶負(fù)載能力的一項(xiàng)指標(biāo)。放大電路的輸出電壓放大電路的輸出電壓LoooLRVVRR 如何確定電路的輸出電阻如何確定電路的輸出電阻Ro ？方法一：方法一：計(jì)算法。計(jì)算法。步驟：步驟： 放大電路放大電路 I + V Zo + Vs=0 Rs1. 所有的所有的獨(dú)立獨(dú)立電源置零電源置零 (保留受控源保留受控源)。2.2.2 放放大大電電路路的的主主要要性性能能指指標(biāo)標(biāo)二二. .輸出阻抗輸出阻抗如何確定電路的輸出電阻如何確定電路的輸出電阻R

7、o ？方法一：方法一：計(jì)算法。計(jì)算法。2. 加壓求流加壓求流 放大電路放大電路 + Ro + Vs=0 VT IT Rs0SLToVRTVRI 2.2.2 放放大大電電路路的的主主要要性性能能指指標(biāo)標(biāo)二二. .輸出阻抗輸出阻抗oVOiVA V LoVOioLRVA VRR 所以所以RVVRoLoo1 注意：輸入、輸出電阻為線性運(yùn)用下的交流電阻。注意：輸入、輸出電阻為線性運(yùn)用下的交流電阻。方法二：方法二：測量法。測量法。步驟：步驟：3. 計(jì)算。計(jì)算。1. 測量開路電壓測量開路電壓 。oV 2. 測量接入負(fù)載后的輸出電壓測量接入負(fù)載后的輸出電壓 。oVRoVo+RLViAVO放放大大電電路路AVO

8、ViVo2.2.2 放放大大電電路路的的主主要要性性能能指指標(biāo)標(biāo)二二. .輸出阻抗輸出阻抗Ro+ViAVO放放大大電電路路+VoAVOVioV 輸入與輸出電阻是描述電路在相互連接輸入與輸出電阻是描述電路在相互連接時(shí)所產(chǎn)生的影響而引入的參數(shù)。時(shí)所產(chǎn)生的影響而引入的參數(shù)。輸出電阻表明了放大電路輸出電阻表明了放大電路帶負(fù)載的能力帶負(fù)載的能力，一般，一般來說（來說（對電壓放大器且對電壓放大器且不考慮阻抗匹配）不考慮阻抗匹配） Ro越小越好，越小越好，Ro越小，帶電壓負(fù)載的能力越強(qiáng)。越小，帶電壓負(fù)載的能力越強(qiáng)。2.2.2 放放大大電電路路的的主主要要性性能能指指標(biāo)標(biāo)二二. .輸出阻抗輸出阻抗電壓電壓增益

9、增益oviVAV源電壓源電壓增益增益ovssVAV2.2.2 放放大大電電路路的的主主要要性性能能指指標(biāo)標(biāo)三三. .放大倍數(shù)放大倍數(shù) 放大倍數(shù)放大倍數(shù)反映放大電路在輸入信號反映放大電路在輸入信號控制下，將供電電源能量轉(zhuǎn)換為輸出信控制下，將供電電源能量轉(zhuǎn)換為輸出信號能量的能力，號能量的能力，其值為輸出量與輸入量其值為輸出量與輸入量之比。放大倍數(shù)又稱之比。放大倍數(shù)又稱增益。增益。電流電流增益增益oiiIAI源電流源電流增益增益oissIAI功率功率增益增益pviGA A2.2.2 放放大大電電路路的的主主要要性性能能指指標(biāo)標(biāo)三三. .放大倍數(shù)放大倍數(shù) 根據(jù)放大電路輸入信號和輸出信號的類型，有根據(jù)放

10、大電路輸入信號和輸出信號的類型，有四種四種放大倍數(shù)的定義。放大倍數(shù)的定義。oviVAV(1) 電電壓壓放放大大倍倍數(shù)數(shù)oiiIAI(2) 電電流流放放大大倍倍數(shù)數(shù)oviiVAI(3) 互互阻阻放放大大倍倍數(shù)數(shù)oiviIAV(4) 互互導(dǎo)導(dǎo)放放大大倍倍數(shù)數(shù)vA20lg (dB) 電電壓壓增增益益20lg (dB)iA 電電流流增增益益其中其中viAA、常用常用分貝分貝（dB）表示）表示10lg (dB)PA 功功率率增增益益 甲放大電路的增益為甲放大電路的增益為-20倍，乙放大電路的增益倍，乙放大電路的增益為為-20dB，問哪個(gè)電路的增益大？，問哪個(gè)電路的增益大？三三. .放大倍數(shù)放大倍數(shù)2.2

11、.2 放放大大電電路路的的主主要要性性能能指指標(biāo)標(biāo)()( )jvvAAe 幅頻特性幅頻特性( )vA( ) 相頻特性相頻特性四四. .通頻帶通頻帶2.2.2 放放大大電電路路的的主主要要性性能能指指標(biāo)標(biāo) 通頻帶：通頻帶：用于衡量放大電路對不用于衡量放大電路對不同頻率信號的放大能力。同頻率信號的放大能力。四四. .通頻帶通頻帶2.2.2 放放大大電電路路的的主主要要性性能能指指標(biāo)標(biāo)中頻放中頻放大倍數(shù)大倍數(shù)3dB 頻率點(diǎn)（頻率點(diǎn)（半功率點(diǎn)）半功率點(diǎn)）3dB 頻率點(diǎn)頻率點(diǎn)（半功率點(diǎn)）（半功率點(diǎn)）下限截止頻率下限截止頻率上限截止頻率上限截止頻率中頻區(qū)中頻區(qū)低頻區(qū)低頻區(qū)高頻高頻區(qū)區(qū)幅頻特性幅頻特性曲線曲

12、線相頻特性相頻特性曲線曲線通頻帶：通頻帶：fbw=fHfL非線性失真非線性失真的基本特征：輸出信號中產(chǎn)生的基本特征：輸出信號中產(chǎn)生了輸入信號中所沒有的新的頻率分量。了輸入信號中所沒有的新的頻率分量。在負(fù)載阻抗對各次諧波都相同時(shí)，在負(fù)載阻抗對各次諧波都相同時(shí)，設(shè)基波設(shè)基波幅值為幅值為A1，諧波幅值為，諧波幅值為A2、 A3、 ，22231AADA五五. .非線性失真非線性失真2.2.2 放放大大電電路路的的主主要要性性能能指指標(biāo)標(biāo) 非線性失真系數(shù)：非線性失真系數(shù)： 輸出波形中的諧波成分總量與基波輸出波形中的諧波成分總量與基波成分之比成分之比。則則非線性失真系數(shù)為：非線性失真系數(shù)為：最大輸出幅度：

13、非線性失真系數(shù)最大輸出幅度：非線性失真系數(shù)達(dá)到某一規(guī)定值達(dá)到某一規(guī)定值( (例如例如5%5%或或10%)10%)時(shí)時(shí)的輸出幅值，用的輸出幅值，用 或或 表示。表示。max()omVmax()omI六六. .最大輸出幅度最大輸出幅度2.2.2 放放大大電電路路的的主主要要性性能能指指標(biāo)標(biāo)iC(mA )1234vCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A100 AIBQicvo靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn)Q輸出的最大電輸出的最大電壓幅度壓幅度Vcm最大電流最大電流幅度幅度Icm六六. .最大輸出幅度最大輸出幅度2.2.2 放放大大電電路路的的主主要要性性能能指指標(biāo)標(biāo)最大輸出功率最大輸出功

14、率Pom：在輸出信號非線：在輸出信號非線性失真系數(shù)符合規(guī)定的情況下放大性失真系數(shù)符合規(guī)定的情況下放大電路輸出的最大信號功率。電路輸出的最大信號功率。放大電路的效率放大電路的效率：最大輸出功率：最大輸出功率Pom與直流電源消耗的功率與直流電源消耗的功率PDV之比之比. .七七. .最大輸出功率與效率最大輸出功率與效率2.2.2 放放大大電電路路的的主主要要性性能能指指標(biāo)標(biāo)omDVP P 效效率率最大輸出功率最大輸出功率電源消耗的功率電源消耗的功率三極管放三極管放大電路有大電路有三種形式三種形式共射放大器共射放大器共基放大器共基放大器共集放大器共集放大器以共射放以共射放大器為例大器為例講解工作講解

15、工作原理原理2.3.1 基本共射基本共射放大電路的工作原理放大電路的工作原理,BBCCBCVVRR的作用的作用? ?0sv 當(dāng)當(dāng) 時(shí)可時(shí)可做靜態(tài)分析，做靜態(tài)分析，求出靜態(tài)工求出靜態(tài)工作點(diǎn)作點(diǎn)0sv 當(dāng)當(dāng) 時(shí)有時(shí)有BEBEQbeBBQbCCQcCECEQcevVviIiiIivVv注意晶體管各極電流電注意晶體管各極電流電壓的壓的方向始終保持不變方向始終保持不變，只有大小的變化。只有大小的變化。2.3.1 基本共射基本共射放大電路的工作原理放大電路的工作原理, BEBVI（大大寫寫符符號號，大大寫寫下下標(biāo)標(biāo)） 直直流流量量以基射電壓和基極電流為例以基射電壓和基極電流為例, bebvi（小小寫寫符符

16、號號，小小寫寫下下標(biāo)標(biāo)） 交交流流瞬瞬時(shí)時(shí)值值, BEBvi（小小寫寫符符號號，大大寫寫下下標(biāo)標(biāo)）和和瞬瞬直直流流交交流流量量時(shí)時(shí)值值之之和和, bebVI（大大寫寫符符號號，小小寫寫下下標(biāo)標(biāo)） 交交流流信信號號有有效效值值, bebVI電電阻阻性性電電路路用用等等有有效效值值分分析析, bebVI阻阻抗抗性性電電路路用用等等復(fù)復(fù)數(shù)數(shù)有有效效值值分分析析常用符號常用符號2.3.1 基基本本共共射射放放大大電電路路的的工工作作原原理理VA大寫字母、大寫下標(biāo)，表示直流量。大寫字母、大寫下標(biāo)，表示直流量。vA小寫字母、大寫下標(biāo)，表示全量。小寫字母、大寫下標(biāo)，表示全量。va小寫字母、小寫下標(biāo)，表示交流

17、分量。小寫字母、小寫下標(biāo)，表示交流分量。全量全量va交流分量交流分量vAtVA直流分量直流分量 常用符號常用符號2.3.1 基基本本共共射射放放大大電電路路的的工工作作原原理理2.3.1 基基本本共共射射放放大大電電路路的的工工作作原原理理信號分析頻段信號分析頻段中頻中頻放大管的放大管的結(jié)電容結(jié)電容等可看作等可看作開路開路（對分（對分析的信號頻率這些容抗足夠大）；析的信號頻率這些容抗足夠大）；電路中的電路中的耦合電容耦合電容、旁路電容旁路電容可看作可看作短路短路（對分析的信號頻率這些容抗足（對分析的信號頻率這些容抗足夠?。?。夠?。！跋褥o態(tài)，后動(dòng)態(tài)先靜態(tài)，后動(dòng)態(tài)”的原則：的原則：靜態(tài)分析靜態(tài)分

18、析：討論直流狀態(tài)，求：討論直流狀態(tài)，求解工作點(diǎn)。是動(dòng)態(tài)分析的基礎(chǔ)。解工作點(diǎn)。是動(dòng)態(tài)分析的基礎(chǔ)。由于電容、電感等電抗元件的存由于電容、電感等電抗元件的存在，使得直流量與交流信號所流在，使得直流量與交流信號所流經(jīng)的通路不完全相同：經(jīng)的通路不完全相同：動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析：討論交流狀態(tài)，求：討論交流狀態(tài)，求解各項(xiàng)指標(biāo)。解各項(xiàng)指標(biāo)。2.3.2 直流通路與交流通路直流通路與交流通路直流通路直流通路：電容開路，電感短路；信號源電容開路，電感短路；信號源( (交交流源）的信號為零，但保留內(nèi)阻。流源）的信號為零，但保留內(nèi)阻。交流通路交流通路( (中頻區(qū)中頻區(qū)) )：管子外部電容短路，電感開路；管子外部電容短路，電

19、感開路；直流電源為零。直流電源為零。2.3.2 直流通路與交流通路直流通路與交流通路放大電放大電路分析路分析靜態(tài)分析靜態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析估算法估算法圖解法圖解法微變等效電路法微變等效電路法圖解法圖解法計(jì)算機(jī)仿真計(jì)算機(jī)仿真放大電路的分析方法放大電路的分析方法2.3.2 直直流流通通路路與與交交流流通通路路電路示例電路示例2.3.2 直直流流通通路路與與交交流流通通路路輸入回路（基極回路）輸入回路（基極回路）電路示例電路示例2.3.2 直直流流通通路路與與交交流流通通路路基極電源基極電源VBB與基極電與基極電阻阻Rb使發(fā)射結(jié)正偏，使發(fā)射結(jié)正偏，并提供適當(dāng)?shù)撵o態(tài)工并提供適當(dāng)?shù)撵o態(tài)工作點(diǎn)作點(diǎn)IB和

20、和VBE參考點(diǎn)（地）參考點(diǎn)（地）輸出回路（集電極回路）輸出回路（集電極回路）電路示例電路示例2.3.2 直直流流通通路路與與交交流流通通路路放大元件放大元件iC= iB，工作在，工作在放大區(qū)，要保證集電結(jié)反放大區(qū)，要保證集電結(jié)反偏，發(fā)射結(jié)正偏。偏，發(fā)射結(jié)正偏。集電極電源，為電路提供集電極電源，為電路提供能量，并保證集電結(jié)反偏能量，并保證集電結(jié)反偏集電極電阻，將變化的電集電極電阻，將變化的電流轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓碾妷毫鬓D(zhuǎn)變?yōu)樽兓碾妷毫?xí)慣畫法習(xí)慣畫法 共射極基本放大電路共射極基本放大電路簡化電路及習(xí)慣畫法簡化電路及習(xí)慣畫法C1、C2：隔直電容，又稱耦合電容：隔直電容，又稱耦合電容注意電容的極性。注意電容

21、的極性。電路示例電路示例阻容耦合單管阻容耦合單管共射放大電路共射放大電路2.3.2 直直流流通通路路與與交交流流通通路路47Vi=0Vi=Vmsin t簡單工作原理簡單工作原理2.3.3 圖解法圖解法 該方法是利用晶體管的伏安特性曲線及外該方法是利用晶體管的伏安特性曲線及外部電路特性，用作圖的方法對電路進(jìn)行分析。部電路特性，用作圖的方法對電路進(jìn)行分析。一一. .靜態(tài)工作點(diǎn)分析靜態(tài)工作點(diǎn)分析 采用圖解法分析靜態(tài)工作點(diǎn)，必須已知采用圖解法分析靜態(tài)工作點(diǎn)，必須已知三極管的三極管的輸入輸出特性曲線輸入輸出特性曲線。1、畫出直流通路畫出直流通路Rb+VCCRCC1C2RL直流通路的畫法：直流通路的畫法：

22、開路開路開路開路返回返回將電路中的交流電壓將電路中的交流電壓源短路，將電容開路源短路，將電容開路Rb+VCCRC一一. .靜態(tài)工作點(diǎn)分析靜態(tài)工作點(diǎn)分析2.3.3 圖圖解解法法直流通道直流通道 2、列輸入回路方程：列輸入回路方程： VBE =VCCIBRB在輸入特性曲線上，作出直線在輸入特性曲線上，作出直線 VBE =VCCIBRB，VCCVCC/RBiBvBE0QIBQVBEQ1BR 兩線的交點(diǎn)即是兩線的交點(diǎn)即是Q點(diǎn)，得到點(diǎn)，得到IBQ。2.3.3 圖圖解解法法一一. .靜態(tài)工作點(diǎn)分析靜態(tài)工作點(diǎn)分析3、列輸出回路方程（直流負(fù)載線）列輸出回路方程（直流負(fù)載線）： VCE=VCCICRc在輸出特性

23、曲線上，作直流負(fù)載線在輸出特性曲線上，作直流負(fù)載線VCE=VCCICRcIBQiCvCE0VCC/RCVCCQVCEQICQcR1 與與IBQ曲線的交點(diǎn)即為曲線的交點(diǎn)即為Q點(diǎn)，從而得到點(diǎn)，從而得到VCEQ 和和ICQ。CRBRTCCVCQIBQIBEQVCEQV2.3.3 圖圖解解法法一一. .靜態(tài)工作點(diǎn)分析靜態(tài)工作點(diǎn)分析VCCiCvCECCCVR由估算法求出由估算法求出IBQ，IBQ對應(yīng)的輸出特性對應(yīng)的輸出特性與直流負(fù)載線的交與直流負(fù)載線的交點(diǎn)就是工作點(diǎn)點(diǎn)就是工作點(diǎn)QQIBQ靜態(tài)靜態(tài)VCEQ靜態(tài)靜態(tài)ICQCECCCcvVi R直流負(fù)載線直流負(fù)載線估算與圖解相結(jié)合估算與圖解相結(jié)合CCBEQBQ

24、BVVIR 硅管硅管VBEQ=0.60.7V鍺管鍺管VBEQ=0.20.3V1. 晶體管必須偏置在放大區(qū)。晶體管必須偏置在放大區(qū)。 發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。實(shí)現(xiàn)放大的條件實(shí)現(xiàn)放大的條件晶體管的三個(gè)工作區(qū)：晶體管的三個(gè)工作區(qū)：NPN管管放大區(qū)：放大區(qū)：vBEVon , 且且vCEvBE（即（即vCB0）工作在放大區(qū)時(shí)，三個(gè)極的電位關(guān)系為：工作在放大區(qū)時(shí)，三個(gè)極的電位關(guān)系為：vCvB vE 且且vBEVon飽和區(qū)：飽和區(qū)：vBEVon , 且且vCEvBE截止區(qū)：截止區(qū)：vBEVon 。1. 晶體管必須偏置在放大區(qū)。晶體管必須偏置在放大區(qū)。 發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。發(fā)射結(jié)正

25、偏，集電結(jié)反偏。實(shí)現(xiàn)放大的條件實(shí)現(xiàn)放大的條件晶體管的三個(gè)工作區(qū)：晶體管的三個(gè)工作區(qū)：PNP管（管（C極接負(fù)電源）極接負(fù)電源）放大區(qū)：放大區(qū)：vBEVon , 且且vCEvBE（即（即vCB0）工作在放大區(qū)時(shí)，三個(gè)極的電位關(guān)系為：工作在放大區(qū)時(shí)，三個(gè)極的電位關(guān)系為：vCvB vE 且且vBEVon飽和區(qū)：飽和區(qū)：vBEvBE截止區(qū)：截止區(qū)：vBEVon 。2. 正確設(shè)置正確設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn)，使，使整個(gè)波形整個(gè)波形處于放處于放大區(qū)。大區(qū)。3. 輸入回路將變化的電壓轉(zhuǎn)化成變化的基極輸入回路將變化的電壓轉(zhuǎn)化成變化的基極電流。電流。4. 輸出回路將變化的集電極電流轉(zhuǎn)化成變化的輸出回路將變化的集電

26、極電流轉(zhuǎn)化成變化的集電極電壓，經(jīng)集電極電壓，經(jīng)電容電容濾波只輸出交流信號。濾波只輸出交流信號。實(shí)現(xiàn)放大的條件實(shí)現(xiàn)放大的條件實(shí)現(xiàn)放大的條件實(shí)現(xiàn)放大的條件或者簡單地說：或者簡單地說：1要有極性連接正確的直流電源、合理的元件要有極性連接正確的直流電源、合理的元件參數(shù)，以保證三極管發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏參數(shù)，以保證三極管發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏和合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，使三極管工作在放大區(qū)和合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，使三極管工作在放大區(qū)域；域；2有信號的輸入、輸出回路，也就是信號能夠有信號的輸入、輸出回路，也就是信號能夠從放大電路的輸入端加到三極管上，經(jīng)過放大從放大電路的輸入端加到三極管上，經(jīng)過放大后又能傳給放大電路

27、的下一級或負(fù)載。后又能傳給放大電路的下一級或負(fù)載。 以上第以上第1條是放大電路的靜態(tài)條是放大電路的靜態(tài)(直流直流)問題，第問題，第2條是動(dòng)態(tài)條是動(dòng)態(tài)(交流交流)問題。所以，任何一個(gè)放大電問題。所以，任何一個(gè)放大電路都是交直流共存的電路。路都是交直流共存的電路。Rb+VCCRCC1C2RLvivo短路短路短路短路置零置零對交流信號對交流信號(輸入信號輸入信號vi)1/ C 0將直流電壓將直流電壓源短路，將源短路，將電容短路。電容短路。直流電壓源：理想電壓源即直流電壓源：理想電壓源即內(nèi)阻為零內(nèi)阻為零耦合電容：通交流、隔直流耦合電容：通交流、隔直流直流電壓源和耦合電容對交流相當(dāng)于短路直流電壓源和耦合

28、電容對交流相當(dāng)于短路1. 畫出放大電路的交流通路畫出放大電路的交流通路2.3.3 圖圖解解法法二二. .動(dòng)態(tài)圖解分析動(dòng)態(tài)圖解分析電容交流短路電容交流短路電感交流開路電感交流開路電壓源交流短路電壓源交流短路二二. .動(dòng)態(tài)圖解分析動(dòng)態(tài)圖解分析2.3.3 圖圖解解法法sinssmvVtsmBEQVV2.3.3 圖圖解解法法二二. .動(dòng)態(tài)圖解分析動(dòng)態(tài)圖解分析由交流通路得輸出回路方程式：由交流通路得輸出回路方程式：vce= -ic (Rc /RL)因?yàn)榻涣髫?fù)載線必過因?yàn)榻涣髫?fù)載線必過Q點(diǎn)，點(diǎn)，即即 vce= vCE - VCEQ ic= iC - ICQ 同時(shí)，令同時(shí)，令R L = Rc/RL則交流負(fù)載

29、線方程為則交流負(fù)載線方程為vCE - VCEQ= -(iC - ICQ ) R L 即即 iC = (-1/R L) vCE + (1/R L) VCEQ+ ICQ2. 交流負(fù)載交流負(fù)載線線二二. .動(dòng)態(tài)圖解分析動(dòng)態(tài)圖解分析2.3.3 圖圖解解法法斜率斜率 -1RcQVCEQICQIBQRcVCCVCCvCEiC斜率斜率 -1RcQVCEQICQIBQRcVCCVCCvCEiC斜率斜率 -1Rc斜率斜率1Rc/ RLQVCEQICQIBQRcVCCVCCvCEiC 過輸出特性曲線上的過輸出特性曲線上的Q點(diǎn)做一條斜率為點(diǎn)做一條斜率為- -1/R L 的的 直線，該直線即為交流負(fù)直線，該直線即為交

30、流負(fù)載線載線。 RL= RLRc， 是交流等是交流等效負(fù)載電阻。效負(fù)載電阻。 交流負(fù)載線是有交交流負(fù)載線是有交流輸入信號時(shí)流輸入信號時(shí)Q點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。軌跡。 2. 交流負(fù)載交流負(fù)載線線二二. .動(dòng)態(tài)圖解分析動(dòng)態(tài)圖解分析2.3.3 圖圖解解法法CCECEQCQLLivVIRR11 CQLIR QIBQVBEQvBE/ViB/uAttvBE/ViB/uAQQQIBQVBEQvBE/ViB/uAttvBE/ViB/uAQQQIBQVBEQvBE/ViB/uAttvBE/ViB/uA204060QICQVCEQvCE/ViC/mAvCE/ViC/mAtt交流負(fù)載線交流負(fù)載線QQQICQVCEQ

31、vCE/ViC/mAvCE/ViC/mAtt交流負(fù)載線交流負(fù)載線20uA40uA60uAQQQICQVCEQvCE/ViC/mAvCE/ViC/mAtt交流負(fù)載線交流負(fù)載線20uA40uA60uAQQQICQVCEQvCE/ViC/mAvCE/ViC/mAtt交流負(fù)載線交流負(fù)載線20uA40uA60uA3. 輸入交流信號時(shí)的波形輸入交流信號時(shí)的波形2.3.3 圖圖解解法法二二. .動(dòng)態(tài)圖解分析動(dòng)態(tài)圖解分析cbiiomvimVAV二二. .動(dòng)態(tài)圖解分析動(dòng)態(tài)圖解分析2.3.3 圖圖解解法法3. 輸入交流信號時(shí)的波形輸入交流信號時(shí)的波形3. 輸入交流信號時(shí)的波形輸入交流信號時(shí)的波形 通過圖解分析，可

32、得如下結(jié)論：通過圖解分析，可得如下結(jié)論： 1. 1. vi vBE iB iC vCE |-vo| 2. 2. vo與與vi相位相反；相位相反； 3. 3. 可以測量出放大電路的電壓放大倍數(shù)；可以測量出放大電路的電壓放大倍數(shù)； 4. 4. 可以確定最大輸出幅度可以確定最大輸出幅度。2.3.3 圖圖解解法法二二. .動(dòng)態(tài)圖解分析動(dòng)態(tài)圖解分析結(jié)論結(jié)論：（1）放大電路中的信）放大電路中的信號是交直流共存，可表示成：號是交直流共存，可表示成：BEBEbeBBbCCcCECEcevVviIiiIivVv雖然雖然交流量交流量可正負(fù)變化，但可正負(fù)變化，但瞬時(shí)量瞬時(shí)量方向方向始終不變。始終不變。（2 2）輸出

33、）輸出vo o與輸入與輸入vi i相比，幅相比，幅度被放大了，頻率不變，但相度被放大了，頻率不變，但相位相反。位相反。二二. .動(dòng)態(tài)圖解分析動(dòng)態(tài)圖解分析2.3.3 圖圖解解法法直流負(fù)載線表示直流負(fù)載線表示直流電壓、電流直流電壓、電流的關(guān)系，的關(guān)系，只能只能用用來確定直流工作來確定直流工作點(diǎn)點(diǎn). .2.3.3 圖圖解解法法三三. .交直流負(fù)載線的區(qū)別交直流負(fù)載線的區(qū)別MLMVIR , CEQCQ 0)點(diǎn)點(diǎn)的的坐坐標(biāo)標(biāo)為為( (交流負(fù)載線表示交流負(fù)載線表示交交流總電壓流總電壓、總電流總電流的關(guān)系，是動(dòng)態(tài)時(shí)的關(guān)系，是動(dòng)態(tài)時(shí)工作點(diǎn)移動(dòng)的軌跡。工作點(diǎn)移動(dòng)的軌跡。動(dòng)態(tài)分析時(shí)應(yīng)使用動(dòng)態(tài)分析時(shí)應(yīng)使用交流負(fù)載線

34、交流負(fù)載線. .1 1、波形的失真波形的失真飽和失真飽和失真截止失真截止失真 由于放大電路的工作點(diǎn)到達(dá)了三極管的由于放大電路的工作點(diǎn)到達(dá)了三極管的飽和區(qū)而引起的非線性失真。對于飽和區(qū)而引起的非線性失真。對于NPN管，管，輸出電壓表現(xiàn)為輸出電壓表現(xiàn)為底部底部失真。（大電流）失真。（大電流）由于放大電路的工作點(diǎn)到達(dá)了三極管的截由于放大電路的工作點(diǎn)到達(dá)了三極管的截止區(qū)而引起的非線性失真。對于止區(qū)而引起的非線性失真。對于NPN管，管，輸出電壓表現(xiàn)為輸出電壓表現(xiàn)為頂部頂部失真。失真。 （小電流）（小電流） 注意：對于注意：對于PNP管，由于是管，由于是負(fù)電源負(fù)電源供電，失真供電，失真的表現(xiàn)形式，與的表現(xiàn)

35、形式，與NPN管管正好相反正好相反。四四. .Q點(diǎn)的選擇與波形失真及動(dòng)態(tài)范圍點(diǎn)的選擇與波形失真及動(dòng)態(tài)范圍2.3.3 圖圖解解法法（1）Q點(diǎn)過高點(diǎn)過高信號進(jìn)入飽和區(qū)信號進(jìn)入飽和區(qū)iC(mA )1234vCE(V)36912iB=020 A40 A60 A80 A100 AIBQQvo信號波形信號波形稱為飽和失真稱為飽和失真2.3.3 圖圖解解法法1 1、波形的失真波形的失真（2）Q點(diǎn)過低點(diǎn)過低信號進(jìn)入截止區(qū)信號進(jìn)入截止區(qū)iC(mA )1234vCE(V)36912iB=020 A40 A60 A80 A100 AIBQQvo信號波形信號波形稱為截止失真稱為截止失真飽和失真和截止失真飽和失真和截止

36、失真統(tǒng)稱為統(tǒng)稱為“非線性失真非線性失真”1 1、波形的失真波形的失真2.3.3 圖圖解解法法請自行思考在這兩種請自行思考在這兩種失真情況下，基極電失真情況下，基極電流的波形如何流的波形如何? ?失真演示失真演示 2、放大電路的動(dòng)態(tài)范圍、放大電路的動(dòng)態(tài)范圍 放大電路要想放大電路要想獲得大的不失真輸獲得大的不失真輸出幅度，要求：出幅度，要求： 工作點(diǎn)工作點(diǎn)Q要設(shè)置要設(shè)置在輸出特性曲線在輸出特性曲線放大區(qū)的中間部放大區(qū)的中間部位；位； 要有合適的交流負(fù)載線要有合適的交流負(fù)載線。 2.3.3 圖圖解解法法圖解法的優(yōu)點(diǎn)：圖解法的優(yōu)點(diǎn)：可直觀形象地研究放大電路的可直觀形象地研究放大電路的直流工作直流工作點(diǎn)

37、點(diǎn)及及波形失真波形失真、動(dòng)態(tài)范圍動(dòng)態(tài)范圍等問題，比較等問題，比較適用適用于輸入信號幅度較大于輸入信號幅度較大( (大信號工作大信號工作) )的工作情況。的工作情況。圖解法的限制：圖解法的限制：不適合分析頻率較高時(shí)的電路工作情況；不適合分析頻率較高時(shí)的電路工作情況；不能分析電路的輸入輸出電阻；不能分析電路的輸入輸出電阻；在放大電路帶有負(fù)反饋時(shí)也很難用圖解在放大電路帶有負(fù)反饋時(shí)也很難用圖解法分析。法分析。2.3.3 圖圖解解法法五五. .圖解法的特點(diǎn)圖解法的特點(diǎn)一種解析分析法。將晶體管用合適的模型一種解析分析法。將晶體管用合適的模型代替，與其它元件一起組成代替，與其它元件一起組成線性電路線性電路，

38、用，用解電路的方法進(jìn)行分析計(jì)算。解電路的方法進(jìn)行分析計(jì)算。2.3.4 等效電路法等效電路法一一. .晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)估算晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)估算 1、晶體管的簡化直流模型、晶體管的簡化直流模型VBEBEVBIthVBEVBE將左圖中的晶體管用簡化直流模型代替將左圖中的晶體管用簡化直流模型代替即可計(jì)算直流工作點(diǎn)。即可計(jì)算直流工作點(diǎn)。2.3.4 等等效效電電路路法法一一. .晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)估算晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)估算 1、晶體管的簡化直流模型、晶體管的簡化直流模型注意所有等效電路中注意所有等效電路中電流電壓的方向。電流電壓的方向。2.3.4 等等效效電電路路法法一一. .晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)估算晶

39、體管的靜態(tài)工作點(diǎn)估算 1、晶體管的簡化直流模型、晶體管的簡化直流模型 CQBQII CCBEQBQBVVIR 返回返回1返回返回2工作點(diǎn)穩(wěn)定CEQCCCQcVVIR2靜態(tài)工作點(diǎn)估算靜態(tài)工作點(diǎn)估算一一. .晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)估算晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)估算2.3.4 等等效效電電路路法法放大電路如圖所示。放大電路如圖所示。已知已知BJT的的 =80,RB=300k, RC=2k, VCC= +12V，求：求：（1）放大電路的）放大電路的Q點(diǎn)。此時(shí)管子工作在哪點(diǎn)。此時(shí)管子工作在哪個(gè)區(qū)域？個(gè)區(qū)域？解解（1）5.6V3.2mA2k-V12CcCCCE IRVV靜態(tài)工作點(diǎn)為靜態(tài)工作點(diǎn)為Q（40uA，3.2mA

40、，5.6V），），管管子工作在子工作在放大區(qū)放大區(qū)。CRBRTC CVC QIBQICCBEBB12V40uA300kVVIR 3.2mAuA4080BC II （2）當(dāng)）當(dāng)RB=100k時(shí)，放大電路的時(shí)，放大電路的Q點(diǎn)。此時(shí)管子工作在哪個(gè)區(qū)域？點(diǎn)。此時(shí)管子工作在哪個(gè)區(qū)域？管子的飽和壓降管子的飽和壓降Vces= 0.3V當(dāng)當(dāng)RB=100k時(shí)，時(shí)，CCBB12120uA100VVIRkmA6 . 9uA12080BC II V2 . 79.6mA2k-V12CcCCCE IRVV解解（2）CRBRTCCVCQIBQI其最小值也只能為其最小值也只能為0 0，即，即IC的最大電流為：的最大電流為：VCE不可能為負(fù)值，不可能為負(fù)值，1262CCCESCmcVVVImARk BCm II 由由于于 所以管子工作在所以管子工作在飽和區(qū)飽和區(qū)。Q（120uA，6mA，0.3V）CCCESCScVVIR CSCCCESBScIVVIR 在放大與飽和的臨界點(diǎn)，在放大與飽和的臨界點(diǎn)， CBII 仍成立，在臨界點(diǎn)處仍成立，在臨界點(diǎn)處 BBSII 時(shí)，管子就工作在時(shí)，管子就工作在飽和區(qū)。飽和區(qū)。建立小信號模型的意義建立小信號模型的意義建立小信號模型的思路建立小信號模型的思路 當(dāng)放大電路的輸入信號電壓很小時(shí)，就可以把三當(dāng)放大電路的輸入信號電壓很小時(shí)，就