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1、第二章 放大电路分析基础,2.1 放大电路工作原理 2.2 放大电路的直流工作状态 2.3 放大电路的动态分析 2.4 静态工作点的稳定及其偏置电路 2.5 多级放大电路,2.1 放大电路工作原理,2.1.1 放大电路,图2-1 共发射极基本放大电路,电路组成,2.1 放大电路工作原理,各元件的作用,图2-1 共发射极基本放大电路,三极管V,放大,基极偏置电阻,基极电压，保证发射结加正向电压（正偏）,图2-1 共发射极基本放大电路,集电极电压，保证集电结加反向电压（反偏）,集电极直流负载电阻，和UCC配合，保证集电结加合适的反向电压（反偏）,图2-1 共发射极基本放大电路,各元件的作用,信号源
2、内阻,Us为信号源电压,图2-1 共发射极基本放大电路,各元件的作用,耦合电容,耦合电容,集电极负载电阻,图2 2 单电源共发射极放大电路,2.1.2 直流通路和交流通路,图2 3 基本共e极电路的交、直流通路,电压放大倍数 输入电阻 输出电阻,对放大电路进行分析主要包含两个部分:,静态分析（直流分析）,求电路的直流工作状态,动态分析（交流分析）,求三大性能指标, 估算法 图解法 微变等效电路法,分析 点的方法,静态分析（ 点分析 ）,动态分析（交流分析）, 估算法 图解法,分析 点思路,2.2 放大电路的直流工作状态,三极管要保证工作在放大区，其发射结要加正向偏压，集电结要加反向偏压，即要求
3、对三极管设置一个正常的直流工作状态。 直流工作状态，又称为静态工作点，简称Q点。,求Q点有两种方法,估算法 图解法,2.2.1 解析法（估算法）确定静态工作点（适用于简单电路和直流Q点的分析）,硅管,1. 由基极回路求出静态时基极电流IBQ,再根据集电极输出回路可求出UCEQ,【例1】 估算图22放大电路的静态工作点。设UCC=12 V, Rc=3k, Rb=280k, 50,解：,2.2.2 图解法确定静态工作点,（1）画出放大器的集电极直流通路,步骤：,2.2.2 图解法确定静态工作点,由图a、 b两端向左看, 其iCuCE关系由三极管的输出特性曲线确定,*注意字母的大小写问题,2.2.2
4、 图解法确定静态工作点,由图a、 b两端向右看, 其iCuCE关系由回路的电压方程表示: ,uCE=UCC-iCRc,uCE与iC是线性关系, 只需确定两点即可画出一条直线，叫直流负载线。,图2 4 静态工作点的图解法,将此直流负载线和三极管的输出特性曲线画在一个坐标上,(1) 在输出特性曲线所在坐标中, 按直流负载线方程 uCE=UCC-iCRc, 作出直流负载线。 (2) 根据基极回路求出IBQ (3) 找出iB=IBQ这一条输出特性曲线, 与直流负载线的交点即为Q点。读出Q点坐标的电流、电压值即,由上可得出用图解法求Q点的步骤:,【例2】如图2 - 5(a)所示电路, 已知Rb=280k
5、, Rc=3k, UCC=12V, 三极管的输出特性曲线如图， 试用图解法确定静态工作点。 ,图2 5 例 2 电路图,解: (1) 写出直流负载方程, 并作出直流负载线:,(2) 由基极输入回路, 计算IBQ,直流负载线与iB=IBQ=40A这一条特性曲线的交点, 即为Q点,(3)从图上查出IBQ=40 A, ICQ=2mA, UCEQ=6V, 与例1结果一致。,2.2.3 电路参数对静态工作点的影响,1. Rb对Q点的影响,图2 6 电路参数对Q点的影响,2. Rc对Q点的影响,图2 6 电路参数对Q点的影响,3. UCC对Q点的影响,图2 6 电路参数对Q点的影响,2.3 放大电路的动态
6、分析,2.3.1 图解法分析动态特性（分析非线性失真和大信号工作状态）,图2 7 交流负载线的画法,1. 交流负载线,步骤：,(1) 交流负载线必通过静态工作点, 因为当输入信号ui的瞬时值为零时, 电路状态和静态时相同。 (2) 交流负载线的斜率由 表示。 ,交流负载线具有如下两个特点:,（1） 过Q点, 作一条 的直线, 就是交流负载线。,首先作一条 的辅助线(此线有无数条), 然后过Q点作一条平行于辅助线的线即为交流负载线, 如图2 - 7所示。,2. 交流负载线的作法（两种）,具体作法如下:,连接Q点和 点即为交流负载线。,故一般情况下交流负载线 比直流负载线陡。,（2） 交流负载线也
7、可以通过求出在uCE坐标的截距, 再与Q点相连即可得到。,【例3】作出图2 - 5(a)的交流负载线。已知特性曲线如图所示, UCC=12V, Rc=3k, RL=3k, Rb=280k。 ,解 ： （1）先作出直流负载线, 求出Q点(可以用例2的结论),（2）画图交流负载线 作一条辅助线, 使其 取U=6 V、I=4mA, 连接该两点即为交流负载线的辅助线, 过Q点作辅助线的平行线, 即为交流负载线。,可以看出,与用公式,相一致。,2. 交流波形的画法,表 2-1,设输入加交流信号电压为ui=Uimsint, 则基极电流将在IBQ上叠加进ib, 即iB=IBQ（40 A ）+Ibmsint,
8、 如电路使Ibm=20A,则,图2-9 基极、 集电极电流和电压波形,输出电压与输入电压相位是相反的。这是共e极放大电路的特征之一。,2.3.2 放大电路的非线性失真,1.由三极管特性曲线非线性引起的失真,图2 10 三极管特性的非线性引起的失真,2. 工作点不合适引起的失真,图2 11 静态工作点不合适产生的非线性失真,图2 12 最大不失真输出电压,最大不失真输出电压幅值Umax 的概念,(1) 首先作出直流负载线, 求出静态工作点Q。 (2) 作出交流负载线。 根据要求从交流负载线可画出输出电流、 电压波形, 或求出最大不失真输出电压值。 ,图解法分析动态特性的步骤,2.3.3 微变等效
9、电路法（交流电路分析）,当输入信号变化的范围很小(微变)时，可以认为三极管电压、电流变化量之间的关系基本上是线性的。 即在一个很小的范围内，输入特性、输出特性均可近似地看作是一段直线。因此，就可给三极管建立一个小信号的线性模型，这就是微变等效电路。,2.3.3 微变等效电路法（交流电路分析）,利用微变等效电路，可以将含有非线性元件(三极管)的放大电路转化成为我们熟悉的线性电路，然后，就可利用电路分析课程中学习的有关方法来求解。,1. 三极管的h参数（混合参数）微变等效电路,三极管的h参数微变等效电路, 三极管处于共e极状态时, 输入回路和输出回路各变量之间的关系由以下形式表示: ,输出特性:,
10、式中iB、 iC、 uBE、uCE代表各电量的总瞬时值, 为直流分量和交流瞬时值之和, 即,三极管的h参数微变等效电路,输入特性:,用全微分形式表示uBE和iC， 则有,令,则(2 - 8)、 (2 - 9)式可写成,（2-14）,（2-15）,则式(2 - 14)、 (2 - 15)可改写成,（2-16）,（2-17）,图2 13 完整的h参数等效电路,hie,hre,hfe,hoe,三极管输出交流短路时的输入电阻(也可写成hie),三极管输入交流开路时的电压反馈系数(也可写成hre）,2. h参数的意义和求法,三极管输出交流短路时的电流放大系数(也可写成hfe）,三极管输入交流开路时的输出导纳(也可写成hoe),图2 14 从特性曲线上求出h参数,由于h12、h22是uCE变化通过基区宽度变化对iC及uBE的影响, 一般这个影响很小, 所以可忽略不计。,图2 15 简化等效电路,图 2 16 rbe估算等效电路,300,作 业,1、3（a) ( b）、5(a)(b)、7、8、9、10、11、12,