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第二章 基本放大电路

第二章 基本放大电路. §1 概论. § 2 放大电路的组成和工作原理. § 3 放大电路的分析方法. § 4 晶体管放大电路. § 5 场效应管放大电路. u i. u o. § 1 概论. 1.1 放大的概念. 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。这里所讲的主要是电压放大电路。. 电压放大电路可以用有输入口和输出口的四端网络表示，如图。. A u. 1.2 放大电路的主要技术指标. (1) 放大倍数 (2) 输入电阻 R i (3) 输出电阻 R o (4) 通频带. 图 02 放大倍数的定义.

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  1. 第二章 基本放大电路 §1 概论 § 2 放大电路的组成和工作原理 § 3 放大电路的分析方法 § 4 晶体管放大电路 § 5 场效应管放大电路

  2. ui uo § 1 概论 1.1 放大的概念 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。这里所讲的主要是电压放大电路。 电压放大电路可以用有输入口和输出口的四端网络表示，如图。 Au

  3. 1.2 放大电路的主要技术指标 • (1)放大倍数 • (2)输入电阻Ri • (3)输出电阻Ro • (4)通频带

  4. 图02 放大倍数的定义 (1) 放大倍数 输出信号的电压和电流幅度得到了放大，所以输出功率也会有所放大。对放大电路而言有电压放大倍数、电流放大倍数和功率放大倍数,通常它们都是按正弦量定义的。放大倍数定义式中各有关量如图02所示。

  5. 电压放大倍数定义为 (01) 电流放大倍数定义为 (02) 功率放大倍数定义为 (03)

  6. 图 03 输入电阻的定义 (04) (2) 输入电阻Ri 输入电阻是表明放大电路从信号源吸取电流大小的参数，Ri大放大电路从信号源吸取的电流小，反之则大。Ri的定义见图03和式(04)

  7. (3) 输出电阻Ro 输出电阻是表明放大电路带负载的能力，Ro大表明放大电路带负载的能力差，反之则强。Ro的定义见图04和式(05)。 (.05)

  8. ? I U 如何确定电路的输出电阻？ 在电路的计算中求ro有两个方法： 1、所有的电源置零。 2、加压求流法。 将独立源置零，保留受控源。

  9. ro Uo ~ 输出电阻的测量方法 测量开路电压

  10. ro RL ~ 输出电阻的测量方法 测量接入负载后的输出电压

  11. (4) 通频带 放大电路的增益A(f) 是频率的函数。在低频段和高频段放大倍数都要下降。当A(f)下降到中频电压放大倍数A0的 1/ 时，即 (06) 图 05 通频带的定义 相应的频率fL称为下限频率，fH称为上限频率。

  12. 问题1：有一块万用表，表盘上有20 k/V的标记，它的含义是什么？与输 入电阻的概念又有何联系？ 问题2：放大电路的输出电阻小，对放大 电路输出电压的稳定性是否有利？ 问题3：有一个放大电路的输入信号的频 率成分为100 Hz~10 kHz，那么放 大电路的通频带应如何选择？ 问题4 如果放大电路的通频带比输入信 号的频带窄，那么输出信号将发 生什么变化？

  13. 1.3符号规定 大写字母、大写下标，表示直流量。 UA 小写字母、大写下标，表示全量。 uA ua 小写字母、小写下标，表示交流分量。

  14. UA直流分量 ua uA 交流分量 全量 t

  15. § 2 基本放大电路的组成和工作原理 共射放大器 以共射放大器为例讲解工作原理 三极管放大电路有三种形式 共基放大器 共集放大器

  16. 基本放大电路的工作原理 (1) 共发射极组态交流基本放大电路的 组成 (2) 静态和动态 (3) 直流通道和交流通道 (4) 放大原理

  17. (1) 共发射极组态交流基本放大电路的组成 基本组成如下： • 三 极 管T—— • 负载电阻Rc 、RL—— • 偏置电路VCC、Rb—— • 耦合电容C1 、C2—— 图 06 共发射极组态交流基本放大电路 • 提供电源，并使三极管 • 工作在线性区。 输入耦合电容C1保证信号加到 发射结，不影响发射结偏置。 输出耦合电容C2保证信号输送 到负载，不影响集电结偏置。 • 将变化的集电极电流 • 转换为电压输出。 起放大作用。

  18. 静态——时，放大电路的工作状态， 也称直流工作状态。 动态——时，放大电路的工作状态，也称交流工作状态。 (2) 静态和动态 放大电路建立正确的静态，是保证动态工作的前提。分析放大电路必须要正确地区分静态和动态，正确地区分直流通道和交流通道。

  19. (3) 直流通道和交流通道 (a)直流通道 (b)交流通道 图 07 基本放大电路的直流通道和交流通道 若直流电源内阻为零，交流电流流过直 流电源时，没有压降。设C1、 C2 足够大，对 信号而言，其上的交流压降近似为零。在交 流通道中，可将直流电源和耦合电容短路。 能通过交流的电路通道。如从C、 B、E向外看，有等效的交流负载电阻， Rc//RL和偏置电阻Rb。 即能通过直流的通道。从C、B、E 向外看，有直流负载电阻， Rc、Rb。 直流通道 交流通道 直流电源和耦合电容对交流相当于短路

  20. (4) 放大原理 变化的 通过 转变为 变化的输出 输入信号通过耦合电容加在三极管的发射结于是有下列过程： 三极管放大作用

  21. 共射放大电路的 进一步强调 +EC RC C2 C1 T RB EB uo ui 放大元件iC=iB，工作在放大区，要保证集电结反偏，发射结正偏。 输出 输入 ？ 参考点

  22. 共射放大电路的 进一步强调 +EC RC C2 C1 T RB EB 集电极电源，为电路提供能量。并保证集电结反偏。

  23. 共射放大电路的 进一步强调 +EC RC C2 C1 T RB EB 集电极电阻，将变化的电流转变为变化的电压。

  24. +EC RC C2 C1 T RB EB 共射放大电路组成 使发射结正偏，并提供适当的静态工作点。 基极电源与基极电阻

  25. +EC RC C2 C1 T RB EB 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。 耦合电容

  26. +EC RC C2 C1 T RB EB 单电源供电 可以省去

  27. +EC RC C2 C1 T 单电源供电 RB

  28. +EC RC RB C2 C1 T ui=0时 基本放大电路的工作原理 由于电源的存在IB0 IC0 ICQ IBQ IEQ=IBQ+ICQ

  29. +EC RC RB C2 C1 T UCEQ UBEQ 基本放大电路的工作原理 ICQ ( ICQ,UCEQ ) IBQ (IBQ,UBEQ)

  30. IC IB Q Q IBQ ICQ UBE UCE UCEQ UBEQ (IBQ,UBEQ)和( ICQ,UCEQ )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。

  31. IC IB ic ib ib Q UBE UCE ui 交流放大原理 ？ uCE怎么变化 假设uBE有一微小的变化

  32. IC ic UCE uc uCE的变化沿一条直线 ？ uCE相位如何 uCE与uBE反相！

  33. iC iB +EC RC RB C2 C1 uC uo ui 各点波形

  34. 实现放大的条件 1、晶体管必须偏置在放大区。发射结正偏，集电结反偏。 2、正确设置静态工作点，使整个波形处于放大区。 3、输入回路将变化的电压转化成变化的基极电流。 4、输出回路将变化的集电极电流转化成变化的集电极电压，经电容滤波只输出交流信号。

  35. §3 放大电路的分析方法 估算法 静态分析 图解法 放大电路分析 微变等效电路法 动态分析 图解法 计算机仿真

  36. 3.1 直流通道和交流通道 放大电路中各点的电压或电流都是在静态直流上附加了小的交流信号。 但是,电容对交、直流的作用不同。如果电容容量足够大，可以认为它对交流不起作用，即对交流短路。而对直流可以看成开路，这样，交直流所走的通道是不同的。 这样就有了交流通道（只考虑交流信号的分电路）和直流通道（只考虑直流信号的分电路）。不同的信号可以分别在不同的通道分析。

  37. +EC RC RB C2 C1 开路 开路 对直流信号（只有+EC） 例：

  38. +EC RC RB 直流通道

  39. +EC 置零 RC RB C2 C1 短路 短路 对交流信号(输入信号ui)

  40. RL RC uo ui RB 交流通道

  41. +EC RC RB 3.2直流负载线 IC UCE 1、输出特性。 2、UCE=EC–ICRC。 UCE~IC满足什么关系？

  42. IC Q EC UCE UCE=EC–ICRC 与输出特性的交点就是Q点 直流负载线 IB

  43. 直流负载线的确定方法： 1. 由直流负载列出方程 VCE=VCC－ICRc 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 、 VCC /Rc 3. 在输入回路列方程式VBE =VCC－IBRb 4. 在输入特性曲线上，作出输入负载线，两 线的交点即是Q。 5. 得到Q点的参数IBQ、ICQ和VCEQ。

  44. +EC RC RB IB UBE 3.3直流静态分析 1、估算法： （1） 根据直流通道估算IB RB称为偏置电阻，IB称为偏置电流。

  45. +EC RC RB 根据直流通道估算UCE、IB （2） IC UCE

  46. IC Q EC UCE 2、图解法： 先估算IB，然后在输出特性曲线上作出直流负载线，与IB对应的输出特性曲线与直流负载线的交点就是Q点。

  47. 放大 饱和 截止 例1：测量三极管三个电极对地电位如图 09所示，试判断三极管的工作状态。 图 09 三极管工作状态判断

  48. 例2：用估算法计算静态工作点。 已知：EC=12V，RC=4K，RB=300K ，=37.5。 解：  请注意电路中IB和IC的数量级

  49. 3.4 放大电路的动态图解分析 • （1）交流负载线 • （2）交流工作状态的图解分析 • （3）最大不失真输出幅度 • （4）非线性失真 • （5）输出功率和功率三角形

  50. 图 11 放大电路的动态 工作状态的图解分析 （1）交流负载线 交流负载线确定方法： 1.通过输出特性曲线上的Q点做一条直线，其斜 率为-1/R'L 。 2.R'L= RL∥Rc， 是交流负载电阻。 3.交流负载线是有交流 输入信号时Q点的运 动轨迹。 4.交流负载线与直流 负载线相交Q点。

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