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1、(2-1),第8章 基本放大电路,三极管有3个极，任一个都可作为输入、输出的公共 端；故三极管有共射极、共集电极和共基极3种连接 方式。,共基极电路,共射极电路,共集电极电路,(2-2),8.1.1 共射放大电路的组成,放大元件：iC= iB工作在放大区，要保证发射结正偏，集电结反偏,8.1 基本共射极放大电路,(2-3),放大电路中u、i 有直流量、交流量、总量等形式； 为方便表示，符号规定：,t,uA = UA + ua,(2-4),8.1.2 放大电路的几个主要性能指标,三极管工作在线性放大区时可视为二端口网络； 输入端可用输入电阻Ri等效，输出端可用输出电阻 Ro和电动势O的串联等效（
2、戴维南等效电路）。, 电压放大倍数Au 又称增益,Au定义为输出、输入电压之比：,Au是复数，反映输出和输入的幅值比与相位差。,(2-5), 输入电阻Ri,Ri定义为输入电压、电流之比：,Ri 越大，Ii越小， ui越接近uS；对信号源影响越小。, 输出电阻Ro,Ro定义为 O= 0、RL= 时， 输出端外加电压与相应电流之比：,Ro越小，放大电路带负载的能力越强。,(2-6), 通频带,输入信号频率较低或较高时，放大电路的放大倍数 将下降，如图。将Au在高频和低频段下降到中频放 大倍数Aum的0.707时对应频率分别称为上限截止频 率fH和下限截止频率fL，两者间的频宽称通频带BW,即 ：
3、BW = fH fL,通频带表明了放大电路对不同频率信号的放大能力。,(2-7),8.1.3 图解分析法,图解法是利用三极管的输入、输出特性曲线，通过 作图的方法求解放大电路的工作状态。,放大电路工作在放大状 态时交直流量同时存在， 交流量叠加在某一直流 量上。所以，分析放大 电路中有静态分析和动 态分析。分析过程遵循 先静态、后动态的原则。,(2-8),1. 直流通路和静态分析,静态：交流输入ui = 0 时的直流工作状态。,(2-9),用图解法确定静态值： 包含非线性元件的电路，线性部分R0串U0 (戴维宁 电路)；非线性元件与线性部分的伏安曲线的交点Q 同时满足两部分电路，称电路的静态工
4、作点。,(2-10),输出线性部分的伏安曲线：UCE =UCC ICRC 称直流 负载线，直流负载线与三极管输出特性中 IB=IBQ 曲 线的交点即输出部分的静态工作点Q。改变IB的大小 即可改变Q的位置，IB称偏置电流；RB称偏置电阻。,(2-11),* Q点也可由直流通路近似估算。,ICQ =IBQ,UBEQ = UCC IBQRB,UBEQ ：硅管取0.7V，锗管取0.2V； 也可取UBEQ = 0。,例1已知：UCC =12V，RC= 4 k， RB=300 K，= 37.5；求静态值。,解：,UCEQ=UCC -ICQRC=12- (1.510-3)(4103)=12-6 = 6V,
5、(2-12),2. 交流通路和动态分析,交流通路：交流电流的通路。 C1、C2 - 短路， UCC置0 对地短路；电路的交流通路如图。,(2-13),动态分析：Q点确定后，分析交流信号的工作情况； 即确定输入、输出电阻和交流电压放大倍数。,动态分析的对象是交流通路，具体分析过程见 教材P174176，课堂不讨论。,(2-14),8.1.4 微变等效电路分析法,若输入交流信号很小，电路状态在Q点附近变化时； 三极管可等效为一线性元件，可用叠加定理分析。,1. 三极管的微变等效电路,称晶体管 输入电阻,对小功率三极管：,对交流小信号，三极管等效为rbe。 rbe为动态电阻，约为几百欧到几千欧。,(
6、2-15),输出端：Q点附近，IC =IB ic =ib ；,2. 用微变等效电路 分析放大电路的动态参数,(2-16),(1) 交流电压放大倍数Au,负号表示o 与i相位相反,未接负载RL时：,(2) 输入电阻ri,(RB rbe 时),(3) 输出电阻ro,(2-17),* 微变电路只能用于放大电路的动态计算， 不能计算静态工作点。,例2已知：VCC =12V，RC = 4 k，RB = 300 K， = 37.5，RL=4 k；求ri、Au、ro。,解：例1已求得： IC = 1.5 mA IE ，,= 0.87k,= 44 = 2 k,ri rbe = 0.87 k,roRC = 4
7、k,(2-18),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。,如何判断一个电路是否能实现放大？,1. 信号能否输入到放大电路中。,2. 信号能否输出。,3. 晶体管是否工作在放大区。发射结正偏，集电结反偏。,4. 静态工作点设置是否正确，整个波形处于放大区。 如已给定电路参数，则计算静态工作点来判断； 如果未给定电路的参数，则假定参数设置正确。,(2-19),8.1.5 静态工作点的稳
8、定,放大电路必须有合适、稳定的静态工作点，才能稳定 工作。但温度TIC输出特性上移Q点变化。,若T上升时，电路 能保持IC不变， 可使Q点稳定。固 定偏置电路的RB 确定后IBUCC / RB 也基本不变；不能 使Q点稳定。,常采用分压式偏置电路来稳定静态工作点。,(2-20),若使I2 IBQ，,则：,基极电位,I1 = I2 + IBQ；,(2-21),VB基本不变，则：,ICQ基本不变，Q点稳定。,RE Au；可将CE与RE并联（称交流旁路电容）。,(2-22),2.动态分析,ri = RB1RB2rbe rbe,ro = RC,(2-23),解：, 微变电路如前：,RL =RCRL=
9、1.5 k,ri =RB1RB2rberbe = 0.79 K,roRC = 2K,(2-24),8.2 基本共集电极放大电路,uo从发射极输出，又称射极输出器。,(2-25),1. 静态分析,UCC =RBIBQ+UBE +REIEQ =RBIBQ +UBE+RE (1+)IBQ,IEQ =IBQ + ICQ = (1+)IBQ,(2-26),2. 动态分析,由微变电路：, 电压放大倍数Au,(2-27), (1+) RL rbe ，Au1(小于1)。, 输出与输入同相，输出 电压跟随输入电压变化， 故又称电压跟随器。,ri = RBRi =RBrbe+ (1+)RL rbe,射极输出器的输
10、入电阻比共射电路大得多， 可达几十k到几百k。,(2-28), 输出电阻ro,令ui = 0，RS为信号源内阻。,射极输出器的输出电阻很小，带负载能力强。,射极输出器的特点：Au1(小于1)，输入电阻高， 输出电阻低。主要作为多级放大器的输入级(ri高)， 输出级(ro低)和中间隔离级。,(2-29),8.6 差分放大电路,阻容耦合放大电路只能放大交流信号，不能放大缓慢 变化的信号(被C隔断)。缓慢变化的信号只能用直接耦 合电路放大。直接耦合放大电路，C1直接连接到B2。,阻容耦合多级放大电路,直接耦合多级放大电路,多级放大电路中各级的连接方式称为耦合方式， 常见耦合方式有阻容耦合、直接耦合和
11、变压器耦合。,(2-30),直接耦合放大电路存在的主要问题：零点漂移(零漂) 理想的直接耦合放大器，ui = 0 时uo 应不变；而实际 上uo缓慢、无规则地变化，这种现象称为零点漂移。 零漂严重时实际输出信号无法分辨；故必须采取措施 抑制零漂。,产生零漂的原因很多，温度 变化的影响最大；故又称 温度漂移(温漂)。,多级放大电路中，第一级的温漂被后级放大， 影响最严重。故抑制第一级的温漂最重要。 最有效的措施 第一级采用差分放大电路。,(2-31),1. 差放的基本形式,IB1 = IB2，IC1 = IC2，VC1 = VC2。,静态时：ui1 = ui2 = 0，输出电压 uo = VC1
12、 - VC2 = 0。,TIC，IC1 =IC2，VC1 =VC2；,uo = (VC1+VC1) - (VC2+VC2 ) = 0,零点漂移被完全抑制。,(2-32),2. 对差模信号的放大作用,差模输入：两输入 信号大小相等，极 性相反；ui1 = - ui2,两输入端间的信号 电压之差称差模输 入信号uid = ui1 - ui2,设单管电压放大倍数为Au，输入端有电压增量uid时，,输出电压增量为：,总输出电压增量为：,差模电压放大倍 数为：,(2-33),差分电路的差模电压放大倍数与单管放大电路的 电压放大倍数相同，它以牺牲一个单管电路的放大 倍数为代价，换取对零漂电压的抑制。,3.
13、 对共模信号的抑制作用,共模输入：两输入信号大小相等、极性相同；ui1=ui2,两输入对地的电压信号称共模输入信号：uic=ui1=ui2,共模电压放大倍数Auc ：,如放大电路在参数上是理想对称，则Auc = 0， 即差分电路对共模信号有抑制作用。实际上两边 元件的参数不可能完全对称，但Auc很小（1 ）。,差分电路对差模信号有较强的放大能力，对共模信号 有较强的抑制能力。Aud愈大愈好，而Auc愈小愈好。,(2-34),为综合衡量差分电路的性能，定义差模放大倍数与 共模放大倍数的比值为共模抑制比KCMRR；一般用 对数表示，即： （dB）单位分贝。,KCMRR是差分放大电路的一个重要指标参
14、数，KCMRR 越大表明差放大差模信号、抑制共模信号能力越强。,差模信号是有用信号，零漂对两管的影响的相同， 可看成共模信号，KCMRR越大表明差放对有效信号 有很大的放大能力，而对零漂有很强的抑制作用。,为提高差放的性能，实际电路有射极电阻或恒流源 电路，并采用双电源供电，以提高对共模信号的抑 制能力。,(2-35),差放有四种组态： 双端输入双端输出、 双端输入单端输出、 单端输入双端输出、 单端输入单端输出 。,对Ad而言，单端输入与双端输入的效果相同。,(2-36),习题： P191 8.1 判断放大电路能否放大 (3) P192 8.4 基本式估算法计算Q点、微变电路求Au P192 8.5 分压式估算法计算Q点、微变电路求Au (4) P192 8.7 射极输出器计算 P192 8.9 射极输出器概念 P193 8.18 差放电路概念 P193 8.19 差放电路概念 (5),