第2章放大电路基础

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1、第第2章章 放大电路基础放大电路基础 放大电路放大电路: 利用晶体管的电流放大（控制）作用，把利用晶体管的电流放大（控制）作用，把微弱微弱的输入信号的输入信号放大放大，使直流电源的能量转化为随输入信号变化、，使直流电源的能量转化为随输入信号变化、具有较大能量的输出信号。具有较大能量的输出信号。 放大是一种能量控制作用，是用放大是一种能量控制作用，是用输入信号的小能量输入信号的小能量控制控制输出信号的大能量输出信号的大能量。 放大电路实质上是一种能量控制装置。放大电路实质上是一种能量控制装置。 放大电路是电子设备的核心电路。放大电路是电子设备的核心电路。 本章主要问题：本章主要问题： （1）放大

2、电路如何实现输入信号的不失真放大？）放大电路如何实现输入信号的不失真放大？ （2）电路的结构、参数的设置对放大电路的性能有何影）电路的结构、参数的设置对放大电路的性能有何影响？响？ （3）如何估算一个放大电路的性能指标？）如何估算一个放大电路的性能指标？ 2.1 共射放大电路共射放大电路 知识点知识点 （1）共射电路的结构特点及工作状态的分析。）共射电路的结构特点及工作状态的分析。 （2）两种偏置电路的静态工作点估算。）两种偏置电路的静态工作点估算。 （3）共射电路的性能特点及其参数的估算。）共射电路的性能特点及其参数的估算。 技能点技能点 （1）掌握放大电路静态工作点的测试、调试方法。）掌握

3、放大电路静态工作点的测试、调试方法。 （2）掌握估算放大电路性能参数的实验方法。掌握估算放大电路性能参数的实验方法。 晶体管有三个电极，在电路的应用中可以有三种不同的连晶体管有三个电极，在电路的应用中可以有三种不同的连接方式（或称三种组态），即分别以发射极、集电极、基极作为接方式（或称三种组态），即分别以发射极、集电极、基极作为输入回路和输出回路的公共端，从而构成共发射极、共集电极和输入回路和输出回路的公共端，从而构成共发射极、共集电极和共基极三种接法的放大电路，如图共基极三种接法的放大电路，如图2-1所示（以所示（以NPN管为例）。管为例）。 a) 共发射极电路共发射极电路 b) 共集电极电

4、路共集电极电路 c) 共基极电路共基极电路图图2-1 放大电路中晶体管的三种连接方法放大电路中晶体管的三种连接方法 +uiuiuiuououobbbccceee 三种接法的共同点：三种接法的共同点： 输入信号都能改变发射结压降，从而以基极电流的变输入信号都能改变发射结压降，从而以基极电流的变化控制集电极电流，实现晶体管的电流放大（控制）作化控制集电极电流，实现晶体管的电流放大（控制）作用。用。 在构成放大电路时，在构成放大电路时，集电极集电极不能不能作为作为输入端输入端，基极基极不能不能作为作为输出端输出端。+uiuiuiuououobbbccceee 2.1.1 电路结构电路结构RRCC12

5、bcuuio+iiiBCEVT+UCCRL图图2-2 基本共射放大电路基本共射放大电路 图中的接地符号图中的接地符号“”（直流（直流电源的负极）是电路中的电源的负极）是电路中的0电位。电位。 输入信号输入信号ui、基极、发射极形成、基极、发射极形成输入回路；输入回路； 负载负载RL（输出信号（输出信号uo）、集电）、集电极、发射极形成输出回路。极、发射极形成输出回路。 发射极是输入、输出回路的公发射极是输入、输出回路的公共端，即共射极放大电路。共端，即共射极放大电路。 Rb:基极偏置电阻，为晶体管提基极偏置电阻，为晶体管提供适当的静态基极电流；供适当的静态基极电流； Rc:集电极负载电阻，将集

6、电极集电极负载电阻，将集电极的电流变化转换为集电极的电压变的电流变化转换为集电极的电压变化。化。 2.1.2 放大电路工作状态的分析放大电路工作状态的分析 1、静态分析、静态分析 （1）静态工作点）静态工作点 输入信号为输入信号为0（即即ui=0）时的工作状态称为）时的工作状态称为静态静态。 静态时，电路中的各个电压、电流均为稳定值。根据直流信号在电路静态时，电路中的各个电压、电流均为稳定值。根据直流信号在电路中流通的路径可画出放大电路的直流通路，如图中流通的路径可画出放大电路的直流通路，如图2-3a所示。所示。+UccRbRcUCEQUBEQICQIBQ+a)a)直流通路直流通路 图图2-3

7、 基本放大电路的静态基本放大电路的静态RRCC12bcuuio+iiiBCEVT+UCCRL 晶体管的静态参数晶体管的静态参数IBQ、UBEQ以及以及ICQ、UCEQ称为该放称为该放大电路的大电路的静态工作点静态工作点，简称，简称Q点点（这两对数值分别确定了（这两对数值分别确定了晶体管输入、输出特性曲线上的一点晶体管输入、输出特性曲线上的一点Q），如图），如图2-3b所示。所示。 +UccRbRcUCEQUBEQICQIBQ+a) 直流通路直流通路 b) 静态工作点静态工作点Q图图2-3 基本放大电路的静态基本放大电路的静态（2）静态工作点的估算）静态工作点的估算 根据直流通路根据直流通路(图

8、图2-3a)，则有，则有 +UccRbRcUCEQUBEQICQIBQ+IBQ=(UCC-UBEQ)/Rb其中其中UBEQ为发射结正向压降，一般硅管取为发射结正向压降，一般硅管取值为值为0.7V，锗管取值为，锗管取值为0.3V。 IBQ UCC / Rb UCEQ = UCCICQRCICQ = IBQ 若若UCC UBEQ时，则有时，则有 2、动态分析、动态分析 电路输入交流信号（即电路输入交流信号（即ui0）时的工作状态称为）时的工作状态称为动态动态。 ui通过输入耦合电容通过输入耦合电容C1叠加在静态的叠加在静态的UBEQ上，使上，使发射结正向压降发射结正向压降随输入随输入信号而变，其信

9、号而变，其瞬时值瞬时值为为 uBE =UBEQ ui； uBE的变化引起基极电流的变化，的变化引起基极电流的变化，基极电流的瞬时值基极电流的瞬时值为为 iB = IBQ ib ； 由于晶体管处于放大状态，则由于晶体管处于放大状态，则集电极电流的瞬时值集电极电流的瞬时值为为 iC = iB = ICQic ； 管压降（管压降（c、e极之间的电压）极之间的电压）uCE的瞬时值的瞬时值为为 uCE =UCC iCRc =UCC Rc（ICQic）=UCCICQRCiCRC =UCEQicRc =UCEQ uce。 显然，显然，电路中各电量的瞬时值由交、直电路中各电量的瞬时值由交、直流叠加而成。流叠加

10、而成。 管压降管压降uCE中的交流分量中的交流分量uce通过输出耦通过输出耦合电容合电容C2成为放大电路的输出信号成为放大电路的输出信号uo，即，即有有 uo = uce =icRc。 上式表明，只要选取适当的上式表明，只要选取适当的Rc，就可，就可使使uo的幅度远大于的幅度远大于ui，从而实现电压放大。，从而实现电压放大。 RRCC12bcuuio+iiiBCEVT+UCCRL图图2-4 放大电路动态时的各点波形放大电路动态时的各点波形 uBE =UBEQ uiiB = IBQ ibiC = iB = ICQicuCE =UCEQicRc =UCEQ uceuo = uce =icRc放大电

11、路的放大电路的输出信号输出信号 共射放大电路动态时：共射放大电路动态时： 1）放大电路中交、直流分量并存，）放大电路中交、直流分量并存，直流分量直流分量保持保持不变不变，电电路放大路放大的是的是交流分量交流分量。 2）基极电流的小变化控制了集电极电流的大变化（）基极电流的小变化控制了集电极电流的大变化（倍），倍），并通过集电极电阻并通过集电极电阻Rc将其转换为管压降的变化，从而得到放大将其转换为管压降的变化，从而得到放大的输出信号，实现电压放大的功能。的输出信号，实现电压放大的功能。 3）输出电压信号与输入信号）输出电压信号与输入信号频率频率相同相同，相位相位相反相反（相位差（相位差为为180