,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,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,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,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,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,第 3 章单级低频小信号放大器,本章学习目标,3.1,放大器的基本概念,3.2,基本共射放大器,3.3,放大电路的分析方法,3.4,分压式偏置放大电路,本章小结,第 3 章单级低频小信号放大器本章学习目标3.1放大器的,本章学习目标,了解放大器的方框图的组成，理解放大倍数的概念。,掌握基本共射极放大电路的组成，理解各元器件的作用，会分析其工作原理。,掌握基本共射放大电路的直流通路的画法，并能用估算法计算基本共射放大器的静态工作点，清楚静态工作点的作用。,本章学习目标了解放大器的方框图的组成，理解放大倍数的概念。掌,掌握基本共射放大电路的交流通路的画法，理解输入电阻、输出电阻的含义，掌握输入电阻、输出电阻和电压放大倍数的计算。,理解图解法的含义，会用图解法进行静态工作点分析并理解因静态工作点设置不当引起的失真，了解失真消除的方法。,熟悉分压式偏置共射放大电路的构成及作用，理解其稳定静态工作点的原理。,掌握基本共射放大电路的交流通路的画法，理解输入电阻、输出电阻,3.1放大器的基本概念,3.1.1,放大器概述,3.1.2,放大器的放大倍数,3.1放大器的基本概念3.1.1放大器概述3.1.2放,3.1.1 放大器概述,放大器：,把微弱的电信号放大为较强电信号的电路。基本特征是功率放大。,扩音机框图,扩音机是一种常见的放大器，如图所示。,声音先经过话筒转换成随声音强弱变化的电信号；再送入电压放大器和功率放大器进行放大；最后通过扬声器把放大的电信号还原成比原来响亮得多的声音。,3.1.1 放大器概述 放大器：把微弱的电,3.1.2放大器的放大倍数,放大器的框图,输入端,输入电流,输出电流,输入电压,输出电压,输出端,3.1.2放大器的放大倍数放大器的框图输入端输入电流输出电,一、放大倍数的分类,1,电压,放大倍数,(,3,.,1,.,1,),2,电流,放大倍数,(,3,.,1,.,2,),3,功率放大倍数,(,3,.,1,.,3,),三者关系为,(,3,.,1,.,4,),一、放大倍数的分类 1电压放大倍数(3.1.1),二、放大器的增益,增益,G,：,用对数表示放大倍数。单位为,分贝,(,dB,),。,1,功率增益,G,P,=10lg,A,P,(dB),2,电压增益,G,v,=20lg,A,v,(dB),3,电流增益,G,i,=20lg,A,i,(dB),增益为正值时，电路是放大器，增益为负值时，电路是衰减器。例如，放大器的电压增益为,20 dB,，则表示信号电压放大了,10,倍。又如，放大器的电压增益为,-,20 dB,，这表示信号电压衰减到,1/10,，即放大倍数为,0.1,。,二、放大器的增益增益 G：用对数表示放大倍数。单位为分贝(d,3.2单级低频小信号放大器,3.2.1,单管共射基本放大电路,3.2.2,放大器的静态工作点,3.2.3,共发射极电路的放大和反向作用,3.2单级低频小信号放大器3.2.1单管共射基本放大电路,单级低频小信号放大器：,工作频率在,20 Hz,(赫),到,20 kHz,(,千赫,),内、电压和电流都较小的单管放大电路。,3.2.1单管共射基本放大电路,单管共发射极放大电路,一、电路的组成和电路图的画法,1,电路组成,单级低频小信号放大器：工作频率在 20 Hz,实际应用中，共射放大电路通常采用单电源供电，各部分的作用分别如下：,晶体管的作用是把放大电路输入的小电流进行放大，并控制能量转移,向放大电路提供能量，保证晶体的放大作用。,基极偏置电阻的作用是为放大电路提供合适的静态工作点，保证晶体管工作在放大区。,输入耦合电容的作用是通交隔直。一方面防止放大电路内直流部分对输入的影响，另一方面让输入交流信号顺利通过。,输出耦合电容的作用是隔离放大电路内部的直流和让放大的交流信号顺利输出。,集电极电阻的作用是将放大后的集电极电流转换成电路所需的电压输出。,3DG6管,R,B,C,1,+,R,C,C,2,+,+,U,CC,实际应用中，共射放大电路通常采用单电源供电，各部分的,2,元件作用,E,B,基极电源。通过偏置电阻,R,b,，保证发射结正偏。,E,C,集电极电源。通过集电极电阻,R,C,，保证集电结反偏。,R,b,偏置电阻。保证由基极电源,E,B,向基极提供一个合适的基极电流。,R,c,集电极电阻。将三极管集电极电流的变化转换为集电极电压的变化。,C,1,、,C,2,耦合电容。防止信号源以及负载对放大器直流状态的影响；同时保证交流信号顺利地传输。即,“,隔直通交,”,。,2元件作用EB基极电源。通过偏置电阻 Rb，保证发,3DG6,R,B,C,1,+,R,C,C,2,+,+,U,CC,c,e,b,u,i,u,0,i,b,i,C,u,CE,i,B,I,B,基极固定偏置电流,放大后的集电极电流,i,C,通过,R,C,将放大的电流转换为放大的晶体管电压输出。,u,CE,经,C,2,滤掉了直流成分后的输出电压,信号电流和基极固定偏流的叠加,显然，放大电路内部各电流、电压都是,交直流共存,的。,u,i,t,0,输入交流信号电流,i,B,t,0,I,B,i,C,t,0,I,C,u,CE,t,0,I,C,R,C,u,0,t,0,反相！,输入信号电压,3.,共射放大电路的工作原理,3DG6RBC1+RCC2+UCCcebuiu0ibiCu,实际电路通常采用单电源供电，如图,(,b,),所示,。,单管共发射极放大电路,实际电路通常采用单电源供电，如图(b)所示。单管共发射极放大,3,电路图的画法,如右图所示。,“,”,表示接地点，实际使用时，通常与设备的机壳相连。,R,L,为负载，如扬声器等。,单电源供电放大器的习惯画法,C,1,、,C,2,非电解电容器的画法,3电路图的画法如右图所示。“”表示接地点，实际使用时,二、电路中电压和电流符号写法的规定,1,直流分量,：,用大写字母和大写下标的符号，如,I,B,表示基极的直流电流。,2,交流分量瞬时值：,用小写字母和小写下标的符号，如,i,b,表示基极的交流电流。,3,总量瞬时值：,是直流分量和交流分量之和，用小写字母和大写下标的符号，如,i,B,=,I,B,+,i,b,，即表示基极电流的总瞬时值。,二、电路中电压和电流符号写法的规定1直流分量：用大写字,3.2.2放大器的静态工作点,静态：,无信号输入,(,v,i,=0,),时电路的工作状态。,1,静态工作点,Q,：,静态时晶体管直流电压,V,BE,、,V,CE,和对应的,I,B,、,I,C,值。分别记作,V,BEQ,、,I,BQ,、,V,CEQ,和,I,CQ,。如下图 所示。,3.2.2放大器的静态工作点静态：无信号输入(vi=0,V,BEQ,：硅管一般为,0.7 V,，锗管为,0.3 V,。,静态工作点,VBEQ：硅管一般为 0.7 V，锗管为 0.3 V。静态工,例,3.2.1,在图示单级放大器中，设,V,G,=12 V,R,C,=2 k,，,=60,。求放大器的静态工作点。,静态工作点,解,从电路可知，晶体管是,NPN,型，按照约定视为硅管，则,例 3.2.1在图示单级放大器中，设 VG=1,2,静态工作点对放大器工作状态的影响,静态工作点,放大器的静态工作点是否合适，对放大器的工作状态影响非常大。,若把左图中的,R,b,除掉，电路如右图所示，则,I,BQ,=0,，当输入端加正弦信号电压,v,i,时，在信号正半周，发射结正偏而导通，输入电流,i,b,随,v,i,变化。在信号负半周，发射结反偏而截止，输入电流,i,b,等于零。即波形产生了失真。,除去,R,b,时放大器工作不正常,2静态工作点对放大器工作状态的影响 静,2,静态工作点对放大器工作状态的影响,如果,R,b,阻值适当，则,I,BQ,不为零且有合适的数值。当输入端有交流信号,v,i,通过,C,1,加到晶体管的发射结时，基极电流在直流电流,I,BQ,的基础上随,v,i,变化，即交流,i,b,叠加在直流,I,BQ,上。,如果,I,BQ,的值大于,i,b,的幅值，那么基极的总电流,I,BQ,+,i,b,始终是单方向的直流电，即它只有大小的变化，没有正负极性的变化，这样就不会使发射结反偏而截止，从而避免了输入电流,i,b,的波形失真。,综上可见，一个放大器的静态工作点是否合适，是放大器能否正常工作的重要条件。由电源,V,G,和偏置电阻,R,b,组成的电路，就是为了提供合适的偏流而设置的，称为偏置电路。,2静态工作点对放大器工作状态的影响 如果 Rb 阻值适,3.2.3共发射极电路的放大和反相作用,1,信号放大与反相,由于基极电流对集电极电流的控制作用，集电极电流在静态值,I,CQ,的基础上跟着,i,b,变化,i,c,=,I,CQ,+,i,c,同样，集电极与发射极电压也是静态电压,V,CEO,和交流电压,v,ce,两部分合成，即,v,CE,=,V,CEQ,+,v,ce,交流输入信号,v,i,经过电容,C,1,作用在晶体管的发射结，引起基极电流的变化，这时基极总电流为,i,B,=,I,BQ,+,i,b,3.2.3共发射极电路的放大和反相作用1信号放大与反相,由于集电极电流,i,c,流过电阻,R,C,时，在,R,C,上产生电压降,i,c,R,C,，则集电极与发射极间总的电压应为：,负号表示,i,c,增加时,v,ce,将减小，即,v,ce,与,i,c,反相。,经耦合电容,C,2,的,“,隔直通交,”,，放大器，输出端获得放大后的输出电压,v,o,v,ce,i,c,R,c,，即,v,o,与,v,i,相反。,由于集电极电流 ic 流过电阻 RC 时，在 RC 上产,2,直流通路和交流通路画法,(,1,),直流通路：,电容视为开路，电感视为短路，其他不变。,(,2,),交流通路：,电容和电源视为短路。,直流、交流通路画法,2直流通路和交流通路画法(1)直流通路：电容视为开路，电感,单级放大器的工作特点：,(,1,),为了不失真地放大信号，放大器必须设置合适的静态工作点。,(,2,),共发射极放大器对输入的信号电压具有放大和倒相作用。,(,3,),在交流放大器中同时存在着直流分量和交流分量两种成分。直流分量反映的是直流通路的情况；交流分量反映的是交流通路的情况。,单级放大器的工作特点：(1)为了不失真地放大信号，放大器,3.3放大电路的分析方法,3.3.1,图解法,3.3.2,估算法,3.3放大电路的分析方法3.3.1图解法3.3.2估算,3.3.1图解法,通常采用图解法和估算法对放大电路的基本性能进行分析。,图解法,：利用晶体管特性曲线，通过作图分析放大器性能。,一、用图解法分析静态工作点,1,直流负载线,放大器的输出回路,3.3.1图解法通常采用图解法和估算法对放大电路的基本性能,静态工作点的图解分析,由直流通路得,V,CE,和,I,C,关系的方程为,V,CE,=,V,G,-,I,C,R,c,根据上式在左图晶体管输出特性曲线族上作直线,MN,，斜率是,1/,R,c,。由于,R,c,是直流负载电阻，所以直线,MN,称为直流负载线。,静态工作点的图解分析 由直流通路得 VCE 和,2,静态工作点的图解分析,静态工作点的图解分析,如图所示，若给定,I,BQ,=,I,B4,，,则曲线,I,BQ,=,I,B4,与直线,MN,的交点,Q,，即为静态工作点。过,Q,点分别作横轴和纵轴的垂线得对应的,V,CEQ,、,I,CQ,。由于晶体管输出特性是一组曲线，所以，对应不同的,I,BQ,，静态工作点,Q,的位置也不同，所对应的,V,CEQ,、,I,CQ,也不同。,2