单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,共射极基本放大电路,1. 共射基本放大电路的组成,下一页,返回,图所示是一个典型的共射基本放大电路。电路中各元件的作用如下所述：,(1),三极管T,。它是放大电路的核心器件，具有放大电流的作用,(2),基极偏流电阻R,B,。其作用是向三极管的基极提供合适的偏置电流，并使发射结正向偏置。,共射极基本放大电路 1. 共射基本放大电路的组成下一页返,1,共射极基本放大电路,(3),集电极负载电阻R,C,。R,C,的作用是把三极管的电流放大转换为电压放大。,(4),直流电源V,CC,。V,CC,的正极R,C,经接三极管集电极，负极接发射极。V,CC,有两个作用，一是通过R,B,和R,C,使三极管发射结正偏、集电结反偏，使三极管工作在放大区；二是给放大电路提供能源。,(5),电容C,1,和C,2,。它们起“隔直通交”的作用，避免放大电路的输入端与信号源之间，输出端与负载之间直流分量的互相影响。,下一页,上一页,返回,共射极基本放大电路 (3)集电极负载电阻RC。RC的作,2,共射极基本放大电路,2. 共射基本放大电路的基本分析方法,2.,1.静态分析,由电容通交流隔直流，画出放大电路的直流通路,下一页,返回,上一页,+,V,开路,开路,-,u,T,R,2,L,B,o,C,R,C,u,1,+,R,+,CC,-,.,i,c,共射极基本放大电路2. 共射基本放大电路的基本分析方法 下,3,共射极基本放大电路,下一页,返回,上一页,画,直流通路,：,+,T,R,B,R,CC,V,c,I,CQ,=,I,BQ,共射极基本放大电路下一页返回上一页画直流通路：+TRBRCC,4,共射极基本放大电路,例2-1：用估算法计算静态工作点。,已知：,V,CC,=12V，,R,C,=4K,，,R,B,=300K ，,=37.5。,下一页,返回,上一页,解：,共射极基本放大电路例2-1：用估算法计算静态工作点。下一页返,5,共射极基本放大电路,2.2.动态分析,画出放大电路的,交流通路,将直流电压源短路，将电容短路。,下一页,返回,上一页,短路,短路,置零,共射极基本放大电路2.2.动态分析下一页返回上一页短路短路置,6,共射极基本放大电路,下一页,返回,上一页,+,+,+,R,-,-,u,o,T,u,R,B,R,L,i,c,+,交流通路,共射极基本放大电路下一页返回上一页+R-uoTu,7,共射极基本放大电路,下一页,返回,上一页,T,r,be,三极管,微变等效电路,共射极基本放大电路下一页返回上一页Trbe三极管微变等,8,共射极基本放大电路,下一页,返回,上一页,+,+,+,-,-,u,o,u,R,B,R,L,i,R,c,+,r,be,微变等效电路,共射极基本放大电路下一页返回上一页+-uouRB,9,共射极基本放大电路,下一页,返回,上一页,+,+,+,-,-,u,o,u,R,B,R,L,i,R,c,+,r,be,共射极基本放大电路下一页返回上一页+-uouRB,10,共射极基本放大电路,例2-2：,V,CC,=12V，,R,C,=4K,，,R,b,=300K ，,=37.5。,求放大电路的电压放大倍数A,U,解,：,下一页,返回,上一页,共射极基本放大电路例2-2：VCC=12V，RC=4K，R,11,共射极基本放大电路,下一页,返回,上一页,2.3.放大电路图解分析法简介,(1) 用图解法分析放大电路的静态工作情况,如前所述，共射基本放大电路直流通路如图所示。利用三极管的输出特性曲线，可以画出放大电路输出回路的图解分析曲线，如图2-5所示。,+,T,R,B,R,CC,V,c,共射极基本放大电路下一页返回上一页2.3.放大电路图解分析法,12,共射极基本放大电路,返回,U,CEQ,=,V,CC,I,CQ,R,C,V,CC,I,C,U,CE,直流负载线,由估算法求出,I,B,，,I,B,对应的输出特性与直流负载线的交点就是工作点Q,Q,I,B,静态,U,CE,静态,I,C,+,T,R,B,R,CC,V,c,上一页,下一页,图2-5 输出回路的图解分析,共射极基本放大电路返回UCEQ=VCCICQRCVCCIC,13,共射极基本放大电路,(2) 用图解法分析放大电路的动态工作情况,用图解法能够直观显示出在输入信号作用下，放大电路各点电压和电流波形的幅值大小及相位关系，尤其对判断静态工作点是否合适、输出波形是否会失真等十分方便。 图2-6画出了用图解法分析放大电路的动态工作情况。,下一页,返回,上一页,共射极基本放大电路(2) 用图解法分析放大电路的动态工作情,14,共射极基本放大电路,返回,i,B,u,BE,Q,u,i,i,b,i,c,假设在静态工作点的基础上，输入一微小的正弦信号,u,i,i,b,静态工作点,i,C,u,CE,u,ce,注意：,u,ce,与,u,i,反相！,上一页,下一页,图2-6 用图解法分析放大电路的动态工作情况,共射极基本放大电路返回iBuBEQuiibic假设在静态工作,15,共射极基本放大电路,（3）静态工作点对输出波形失真的影响, 饱和失真,当,Q点设置偏高,，接近饱和区时，如,图2-7,中的Q,1,点, i,C,的正半周和u,ce,的负半周都出现了畸变。, 截止失真,当,Q点设置偏低,，接近截止区时，如,图2-8,中的Q,2。,点，使得i,C,的负半周和u,ce,的正半周出现畸变。,返回,上一页,下一页,共射极基本放大电路（3）静态工作点对输出波形失真的影响,16,共射极基本放大电路,返回,i,C,u,CE,u,o,称为饱和失真,信号波形,截止失真和饱和失真统称“非线性失真”,上一页,下一页,图2-7 静态工作点对输出波形失真的影响,共射极基本放大电路返回iCuCEuo称为饱和失真信号波形截止,17,共射极基本放大电路,返回,i,C,u,CE,u,o,称为截止失真,信号波形,上一页,图2-8 静态工作点对输出波形失真的影响,共射极基本放大电路返回iCuCEuo称为截止失真信号波形上一,18,分压式偏置放大电路,2.4 分压式偏置放大电路,2.4.1,分压式偏置放大电路的组成,下一页,返回,从电路的组成来看，三极管的基极连接有两个偏置电阻：,上偏电阻R,B1,和,下偏电阻R,B2,，发射极支路串接了电阻R,E,(称为,射极电阻,)和,旁路电容C,E,(称为射级旁路电容)。,+,+,+,B2,R,1,B1,CC,T,C,R,R,V,R,u,+,-,L,o,-,+,u,i,C,2,R,c,E,C,E,分压式偏置放大电路2.4 分压式偏置放大电路下一页返回,19,分压式偏置放大电路,2.4.2 稳定静态工作点的原理,静态工作点稳定的条件,(1)I,1,I,2,I,B,(2)V,B,U,BE,下一页,返回,上一页,I,1,I,2,I,B,I,C,I,E,+,B2,R,B1,CC,T,R,R,V,R,c,E,分压式偏置放大电路2.4.2 稳定静态工作点的原理 下一页返,20,分压式偏置放大电路,下一页,返回,上一页,I,1,I,2,I,B,I,C,I,E,+,B2,R,B1,CC,T,R,R,V,R,c,E,静态工作点稳定过程：,U,BE,=,V,B,-,U,E,=,V,B,-,I,E,R,e,V,B,稳定,T,U,BE,I,C,I,C,I,E,U,E,I,B,分压式偏置放大电路下一页返回上一页I1I2IBICIE+B2,21,分压式偏置放大电路,2.4.3 分压式偏置电路的计算,1.静态分析,下一页,返回,上一页,I,B,=,I,C,/,U,CE,=,V,CC,I,C,(,R,C,+,R,e,),I,C,I,E,=,U,E,/,R,e,= （,V,B,-,U,BE,）/,R,e,+,B2,c,R,E,V,R,R,R,B1,T,CC,分压式偏置放大电路2.4.3 分压式偏置电路的计算下一页返回,22,分压式偏置放大电路,2.动态分析,分压式偏置放大电路的,交流通路,返回,上一页,+,+,+,B2,R,1,B1,CC,T,C,R,R,V,R,u,+,-,L,o,-,+,u,i,C,2,R,c,E,C,E,+,+,+,R,-,-,u,o,T,u,R,B1,R,L,i,c,+,B2,R,下一页,分压式偏置放大电路2.动态分析返回上一页+B2R 1B,23,分压式偏置放大电路,分压式偏置放大电路的,微变等效电路,。,返回,上一页,+,+,+,R,-,-,u,o,T,u,R,B1,R,L,i,c,+,B2,R,+,+,+,-,-,u,o,u,R,B2,R,L,i,R,c,+,r,be,B1,R,下一页,分压式偏置放大电路分压式偏置放大电路的微变等效电路。 返,24,分压式偏置放大电路,返回,上一页,下一页,分压式偏置放大电路返回上一页下一页,25,分压式偏置放大电路,返回,上一页,例2.3 在如图2-25所示的分压式偏置放大电路中，,12V,， R,B1,20k，R,B2,10k， R,C,2 k， R,E,2 k，R,L,3 k，50， U,BE,o.6V。试求：,1）静态值 I,B,、I,C,和U,CE,。,2) 电压放大倍数A,u,，输入电阻 R,i,和输出电阻 R,o,。,+,+,+,B2,R,1,B1,CC,T,C,R,R,V,R,u,+,-,L,o,-,+,u,i,C,2,R,c,E,C,E,下一页,分压式偏置放大电路返回上一页例2.3 在如图2-25所示的,26,分压式偏置放大电路,返回,上一页,解：,(1)用估算法计算静态值。基极电位的静态值为：,集电极电流的静态值为：,I,C,I,E,=（,V,B,-,U,BE,）/,R,E,=1.7 mA,基极电流的静态值为：,I,B,=,I,C,/,=34 A,集-射极电压的静态值为：,U,CE,=,V,CC,I,C,(,R,C,+,R,e,)=5.2 V,下一页,分压式偏置放大电路返回上一页解：(1)用估算法计算静态值。基,27,分压式偏置放大电路,返回,上一页,(2)晶体管的输入电阻为：,电压放大倍数为：,输入电阻为：,输出电阻为:,分压式偏置放大电路返回上一页(2)晶体管的输入电阻为：,28,静态工作点测试与仿真,返回,上一页,课本上P52P55，描述了电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的测量方法。,按“A”键或者“Shift+A”键，调整静态工作点。,静态工作点测试与仿真返回上一页课本上P52P55，描述了电,29,2.5 射极跟随器,射极输出器,又叫射极跟随器，电路如图所示。在电路结构上射极输出器与共发射极放大电路不同，负载接在发射极上，输出电压U,O,从发射极取出，而集电极直接接电源,CC,。对交流信号而言，集电极相当于接地，成为输入、输出电路的公共端，因此这是一种共集电极放大电路。前面已讨论过，在发射极回路中接入电阻R,E,可以稳定集电极静态电流I,C,，因此，射极输出器的静态工作点是稳定的。,下一页,返回,I,BQ,I,EQ,+,C,1,R,S,+,u,i,R,E,R,B,+V,CC,C,2,R,L,+,+,u,o,+,u,s,2.5 射极跟随器 射极输出器又叫射极跟随器，,30,射极跟随器,2.5.1 静态分析,下一页,返回,上一页,I,BQ,I,EQ,R,E,R,B,+V,CC,I,CQ,射极跟随器 2.5.1 静态分析下一页返回上一页IBQIEQ,31,射极跟随器,2.5.2 动态分析,1.电压放大倍数,下一页,返回,上一页,R,s,R,B,+,+,u,o,R,L,i,b,i,c,i,i,R,E,u,s,R,B,+,u,o,R,L,i,b,i,c,i,i,r,be,i,b,R,E,R,s,+,i,e,射极跟随器 2.5.2 动态分析 下一页返回上一页RsRB+,32,射极跟随器,2.输入电阻,3.输出电阻,返回,上一页,下一页,射极跟随器 2.输入电阻 返回上一页下一页,33,射极跟随器,射极输出器的主要特点是,电压放大倍数接近于1，输入电阻高，输出电阻低,。,射极输出器的应用十分广泛。由于它的输入电阻高，常被用作多级放大电路的输入级可以提高放大电路的输入电阻，减少信号源的负担；利用它的输出电阻低的特点，常用它作为输出级，可以提高放大电路带负载的能力；利用它的输入电阻高、输出电阻低的特点，把它作为中间级，起阻抗变换作用，使前后级共发射极放大电路阻抗匹配，实现信号的最大功率传输。,返回,上一页,下一页,射极跟随器 射极输出器的主要特点是电压放大倍数接,34,射极跟随器,例 在如图233(a)所示射极输出器中，,已知,CC,=12V，R,B,=200K，R,E,=2K，R,L,=3K，=50，R,S,=100。试求：,(1)静态值I,B,、I,C,、U,CE,。,(2)电压放大倍数，输入电阻和输出电阻。,下一页,返回,上一页,I,BQ,I,EQ,+,C,1,R,S,+,u,i,R,E,R,B,+V,CC,C,2,R,L,+,+,u,o,+,u,s,射极跟随器 例 在如图233(a)所示射极输出器中，下一页,35,射极跟随器,解：（1） 静态值I,B,、I,C,、U,CE,为,下一页,返回,上一页,I,BQ,I,EQ,R,E,R,B,+V,CC,I,CQ,射极跟随器 解：（1） 静态值IB、IC、UCE为下一页返回,36,射极跟随器,2） 电压放大倍数:,输入电阻:,输出电阻：,下一页,返回,上一页,射极跟随器 2） 电压放大倍数:下一页返回上一页,37,射极跟随器测试与仿真,返回,上一页,课本上P102P104描述了射极跟随器的电压放大倍数、输入阻抗、输出阻抗的测量方法。,射极跟随器测试与仿真返回上一页课本上P102P104描述了,38,2.6 多级放大电路,在许多情况下，单级放大电路的电压放大倍数往往不能满足要求，为此，要把放大电路联成二级、三级或者多级放大电路。级与级之间的连接方式称为,耦合方式,。,放大电路级间的耦合方式，既要将前级的输出信号顺利传递到下一级，又要保证各级都有合适的静态工作点。常见的耦合方式有,阻容耦合,、,直接耦合,、,变压器耦合,等。,下一页,返回,2.6 多级放大电路 在许多情况下,39,阻容耦合放大电路,2.6.1 多级放大电路的组成框图,多级放大电路的组成框图如,图2-9,所示，其中输入级和中间级主要用作电压放大，可以将微弱的输入电压放大到足够的幅度。后面的末前级和输出级用作功率放大，向负载输出足够大的功率。,下一页,返回,上一页,阻容耦合放大电路 2.6.1 多级放大电路的组成框图 下一,40,阻容耦合放大电路,返回,上一页,下一页,图2-9 多级放大电路的组成框图,阻容耦合放大电路返回上一页下一页图2-9 多级放大电路的组成,41,阻容耦合放大电路,2.6.2 阻容耦合多级放大电路,1. 电路组成,图2-10,是一个两级阻容耦合放大电路，第一级放大电路的输出是经过C,B2,与第二级放大电路的输入电阻R,i2,联系起来的，故称为,阻容耦合方式,。阻容耦合的特点是，各级的静态工作点相互独立，所以阻容耦合多级放大电路的静态分析与单级放大电路的静态分析完全相同。,下一页,返回,上一页,阻容耦合放大电路 2.6.2 阻容耦合多级放大电路 下一页,42,阻容耦合放大电路,返回,上一页,下一页,图2-10 两级阻容耦合放大电路,阻容耦合放大电路返回上一页下一页图2-10 两级阻容耦合放大,43,阻容耦合放大电路,2. 阻容耦合多级放大电路的计算,(1)电压放大倍数,(2)输入电阻,(3)输出电阻,下一页,返回,上一页,阻容耦合放大电路 2. 阻容耦合多级放大电路的计算下一,44,阻容耦合放大电路,2.6.3 频率响应和通频带的概念,式中，A,U,(f)表示电压放大倍数的模与频率的关系，称为,幅频特性,；而(f)表示放大电路输出电压与输入电压之间的相位差与频率的关系，称为,相频特性,。两种综合起来称为放大电路的频率响应。,图2-11,所示是放大电路的频率响应特性，其中图(a)是幅频特性，图（b）是相频持性。,下一页,返回,上一页,阻容耦合放大电路 2.6.3 频率响应和通频带的概念 下一,45,阻容耦合放大电路,返回,（a）幅频特性；(b)相频特性,上一页,下一页,图2-11 放大电路的频率响应特性,阻容耦合放大电路返回（a）幅频特性；(b)相频特性 上一页下,46,2、通频带,:,放大电路对不同频率信号的放大能力,耦合电容造成,三极管结电容造成,f,L,下限,频率,f,H,上限,频率,通频带：,放大倍数随频率变化曲线,幅频特性曲线,f,BW=,f,H,f,L,2、通频带: 放大电路对不同频率信号的放大能力耦合电容造成三,47,阻容耦合放大电路,为了衡量放大电路的频率响应，规定放大倍数下降到-3DB 或 0.707A,um,时所对应的两个频率，分别称为下限额率f,L,和上限额率f,H,。这两个频率之间的频率范围称为放大电路的,通频带BW,。BW表示为：,BW = f,H,- f,L,通频带是放大电路频率响应的一个重要指标。通频带愈宽，表示放大电路工作的频率范围愈宽。,返回,上一页,阻容耦合放大电路 为了衡量放大电路的频率响应，规定放大,48,频率失真,幅频失真和相频失真总称,频率失真,，线性失真,因放大电路对不同频率信号的,放大倍数,不同，使输出波形产生的失真,幅度频率失真,（幅频失真）,放大电路对不同频率信号的,相移,不同，使输出波形产生失真,相位频率失真,（相频失真）,频率失真 幅频失真和相频失真总称频率失真，线性失真 因放大电,49,频率失真,频率失真,50,分析方法,由对数幅频特性和对数相频特性两部分组成;,横轴,f,采用对数坐标,;,幅频特性的纵轴采用,20lg|u|,，单位是分贝,(dB),;,相频特性的纵轴仍用,表示,。,用,近似折线,代替实际曲线,画出的频率特性曲线称为,波特图,，,是分析放大电路频率响应的重要手段。,波特图,分析方法 由对数幅频特性和对数相频特性两部分组成;用近似,51,频率特性是放大器的重要特性，知道一个放大器的幅频特性和相频特性，才知道多少频率的信号输入会产生多少增益的变化和相移。,Multisim中，使用波特计来测量放大器的幅频特性和相频特性。,Multisim中波特计的使用,频率特性是放大器的重要特性，知道一个放大器的幅频特性和相频特,52,波特计的使用,波特计的使用,53,负反馈的作用,把输出端与输入端相连，并有输出量对输入信号产生影响的,一定电路形式,，常被称为,反馈通路,。,负反馈的作用把输出端与输入端相连，并有输出量对输入信号产生影,54,反馈的一般方框图：,功能：放大输入信号,功能：传输反馈信号,基本放大电路的输入量称为,净输入量,，它不仅决定于输入信号（输入量），还与反馈信号（反馈量）有关。,反馈的一般方框图：功能：放大输入信号功能：传输反馈信号基本放,55,反馈的分类,（1）根据反馈极性的不同，分为：,正反馈：,负反馈：,反馈信号增强了外加输入信号的作用，,使得净输入量增加,，最终使,A,F,。,反馈信号削弱了外加输入信号的作用，,使得净输入量减小,，最终使,A,F,。,反馈的分类（1）根据反馈极性的不同，分为：正反馈：负反馈：反,56,负反馈对放大电路性能的影响,提高增益的稳定性,减少非线性失真,扩展频带,改变输入电阻,在放大器中引入负反馈,降低了放大倍数,使放大器的某些性能得以改善：,改变输出电阻,负反馈对放大电路性能的影响 提高增益的稳定性 减少非线性失真,57,一. 提高放大倍数的稳定性,闭环时,则,只考虑幅值有,即闭环增益相对变化量比开环减小了1+,AF,倍,另一方面:,在深度负反馈条件下,即闭环增益只取决于反馈网络。当反馈网络由稳定的线性元件组成时，闭环增益将有很高的稳定性。,一. 提高放大倍数的稳定性闭环时则只考虑幅值有即闭环增益相对,58,二. 改善放大电路的非线性失真,A,u,i,u,f,u,i,u,o,u,d,加反馈前,加反馈后,A,F,+,失真,改善,u,o,u,o,二. 改善放大电路的非线性失真Auiufuiuoud加反馈前,59,三.扩展放大器的通频带,放大电路加入负反馈后，增益下降，但通频带却加宽了。,无反馈时放大器的通频带：,f,bw,=,f,H,f,L,f,H,有反馈时放大器的通频带：,f,bwf,=,f,Hf,f,Lf,f,Hf,可以证明：,f,bwf,= (1+,AF,),f,bw,放大器的一个重要特性：,增益与通频带之积为常数。,即：,A,mf,f,bwf,=,A,m,f,bw,0,20lg|A|（dB）,F,（Hz）,A,m,f,L,f,H,f,Lf,f,Hf,A,mf,三.扩展放大器的通频带 放大电路加入负反馈后，增益下,60,Multisim仿真负反馈的作用,R2电阻，电压负反馈,改变V1电压，测量R6上Vo波形,去掉R2，改变V1，测量Vo,Multisim仿真负反馈的作用R2电阻，电压负反馈,61,