模 拟 电 子 技 术第 2 章基本放大电路
2.2 晶体管放大电路的组成及其工作原理
2.3 图解分析法
2.4 微变等效电路分析法
2.8 场效应管放大电路
2.6 共集电极放大电路
2.5 分压式偏置稳定共射放大电路
2.7 共基极放大电路
2.1 概述模 拟 电 子 技 术
2.1.1.放大电路的基本概念放大电路主要用于放大微弱的电信号，输出电压或电流在幅度上得到了放大，这里主要讲电压放大电路。
2.1 概述模 拟 电 子 技 术
2.1.2.放大电路的主要技术指标
1.放大倍数 ——表示放大器的放大能力根据放大电路输入信号的条件和对输出信号的要求,放大器可分为四种类型,所以有四种放大倍数的定义 。
模 拟 电 子 技 术
（ 1）电压放大倍数定义为,AU=UO/UI（重点）
（ 2）电流放大倍数定义为,AI=IO/II
（ 3）互阻增益定义为,Ar=UO/II
（ 4）互导增益定义为,Ag=IO/UI
模 拟 电 子 技 术
2,输入电阻 Ri——从放大电路输入端看进去的等效电阻输入电阻：
Ri=ui / ii
一般来说,Ri越大越好。
（ 1） Ri越大,ii就越小，从信号源索取的电流越小。
（ 2）当信号源有内阻时,Ri越大,ui就越接近 uS。
输入端
ii
ui
Ri
~uS
RS
信号源
Au
输出端模 拟 电 子 技 术
3,输出电阻 Ro——从放大电路输出端看进去的等效电阻。
Au~uS
输出端
~
Ro
uso
输出端模 拟 电 子 技 术
4,通频带通频带,fbw=fH–fL
放大倍数随频率变化曲线 —
—幅频特性曲线
f
A
Am
0.7Am
fL 下限截止频率
fH上限截止频率
3dB带宽模 拟 电 子 技 术输出电阻是表明放大电路带负载的能力,Ro越小，放大电路带负载的能力越强，反之则差。
0,.
o
.
o
o SL= == UR
I
UR输出电阻 的定义：
模 拟 电 子 技 术
2.2 晶体管放大电路的组成及其工作原理
2.2.1 共射基本放大电路的组成及其工作原理模 拟 电 子 技 术
2.2.1 共射基本放大电路的组成及其工作原理一．放大原理三极管工作在放大区：
发射结正偏，
集电结反偏。
→ △ UCE（ -△ IC× Rc）
放大原理：
iU
→ △ UBE → △ IB → △ IC（ b△ IB
）
电压放大倍数：
→?
oU
-
+
+V
T
1
2
3
U
R
B
I
R
BB
BE
C
CC
C
b
（ + 12 V ）
I
U
V CE
BE+△ U
IU
B+△ I
IC+△
U+△ CE UO
=
i
o
u
U
UA
B C
E
模 拟 电 子 技 术
IBQ
ui
O t
iB
O t
uCE
O tu
o
O t
iC
O t
ICQ
UCEQ
-
+
+V
T1 2
3
U
R
B
IR
BB
BE
C
CC
C
b
（ +12V）
I
U
V CE
BE+△ U
IU
B+△ I
IC+△
U+△ CE UO
ceCECE
cCC
bBB
beBEBE
uUu
iIi
iIi
uUu
=
=
=
=
符号说明模 拟 电 子 技 术
Rb
VBB
RC
C1
C2T
放大元件 iC=biB，
工作在放大区，
要保证集电结反偏，发射结正偏。
ui uo输入 输出参考点
RL
二,单管共 射 极放大电路的结构及各元件的作用 +VCC
模 拟 电 子 技 术共射放大电路组成使发射结正偏，
并提供适当的静态工作点 IB
和 UBE。
Rb
+VCC
VBB
RC
C1
C2
T
RL基极电源与基极电阻模 拟 电 子 技 术集电极电源，
为电路提供能量。并保证集电结反偏。
Rb
+VCC
VBB
RC
C1
C2
T
RL
模 拟 电 子 技 术共射放大电路 集电极电阻，
将变化的电流转变为变化的电压。
Rb
+VCC
VBB
RC
C1
C2
T
RL
模 拟 电 子 技 术耦合电容：
电解电容，有极性，
大小为 10?F~50?F
作用,隔直通交隔离输入输出与电路直流的联系，
同时能使信号顺利输入输出。
Rb
+VCC
VBB
RC
C1
C2
T
RL
+
+
ui uo
模 拟 电 子 技 术单电源供电可以省去 Rb
+VCC
VBB
RC
C1
C2
T
RL
模 拟 电 子 技 术
Rb
单电源供电 +VCC
RC
C1
C2
T
RL
模 拟 电 子 技 术
2.3 图解分析法
2.3.2 动态工作情况分析
2.3.1 静态工作情况分析引 言模 拟 电 子 技 术引 言基本思想非线性电路经适当近似后可按线性电路对待，
利用叠加定理，分别分析电路中的交、直流成分。
一、分析三极管电路的基本思想和方法直流通路 (ui = 0)分析 静态。
交流通路 (ui? 0)分析 动态,只考虑变化的电压和电流。
画交流通路原则：
1,固定不变的电压源都视为短路；
2,固定不变的电流源都视为开路；
3,视电容对交流信号短路 0j/1?C?
模 拟 电 子 技 术放大电路没有输入信号时的工作状态称为静态。
静态 分析的任务是根据电路参数和三极管的特性确定 静 态值（直流值） UBE,IB,IC和 UCE。
可用放大电路的直流通路来分析。
2.3.1 静态工作情况分析模 拟 电 子 技 术
Rb
+VCC
RC
C1 C2
T
RL
为什么要设置静态工作点？
放大电路建立正确的静态工作点，是为了使三极管工作在线性区以保证信号不失真。
模 拟 电 子 技 术开路
Rb
+VCC
RC
C1 C2
RL
画出放大电路的直流通路一,静态工作点的估算将交流电压源短路将电容开路。
直流通路的画法：
开路模 拟 电 子 技 术
Rb
+VCC
RC
直流通道用估算法分析放大器的静态工作点
（ IB,UBE,IC,UCE）
模 拟 电 子 技 术
（ 1）估算 IB（ UBE?0.7V)
Rb
+VCC
RC
IB
UBE
b
BECC
B
R
UVI?=
b
CC 7.0
R
V
bR
VCC?
Rb称为 偏置电阻,IB称为 偏置电流 。
模 拟 电 子 技 术
（ 2）估算 UCE,IC
Rb
+VCC
RC I
C
UCE CCCCCE RIVU?=
IC= bIB
模 拟 电 子 技 术例 2.3.1：用估算法计算静态工作点。
已知,VCC=12V,RC=4K?，
Rb=300K?,b=37.5。
解：
Aμ400,0 4 m A
3 0 0
12
R
VI
b
CC
B ===?
mAII BC 5.104.05.37 =?=? b
6V41,512RIVU CCCCCE ==?=
请注意电路中 IB和 IC的数量级?
UBE?0.7V
Rb
+VCC
RC
模 拟 电 子 技 术
Rb
+VCC
RC
C1
C2
T
ui=0时由于电源的存在 IB?0
IC?0
IC
IE=IB+IC
RL
IB
无信号输入时
1.静态工作点 ——Ui=0时电路的工作状态二 用图解法确定静态工作点模 拟 电 子 技 术
Rb
+VCC
RC
C1
C2
T
IC
UBE U
CE
( IC,UCE )
(IB,UBE) R
L
IB
静态工作点模 拟 电 子 技 术
(IB,UBE) 和 ( IC,UCE )分别对应于输入输出特性曲线上的一个点称为 静态工作点 。
IB
UBE
Q
IB
UBE
Q
UCE
IC
IC
UCE
IB
模 拟 电 子 技 术
UCE=VCC–ICRC
直流负载线由估算法求出
IB,IB对应的输出特性与直流负载线的交点就是工作点 QVCC
IC
UCE
C
CC
R
V
Q I
B
静态 UCE
静态 IC
模 拟 电 子 技 术三、电路参数对静态工作点的影响
1,改变 RB，其他参数不变
uBE
iB
uCE
iC
VCCVBB
VBB
RB Q Q
R B iB?
Q 趋近截止区；
R B iB?
Q 趋近饱和区。
2,改变 RC,其他参数不变
RC? Q 趋近饱和区。
iC
uBE
iB
uCEV
CCUCEQ
Q QI
CQ
VCC
RC
模 拟 电 子 技 术例 2.3.2 设 RB = 38 k?,求 VBB = 0 V,3 V 时的 iC,uCE。
[解 ] u
CE/V
iC/mA
iB= 0
10?A
20?A
30?A
40?A
50?A
60?A
4
1
O
2
3
5
当 VBB= 0 V,iB? 0，
iC?0，
5 V
uCE? 5 V
当 VBB = 3 V：
B
B E ( o n )BB
B R
UVi?= mA 0,0 6=
0.3
UCE?0.3 V? 0，
iC? 5 mA
模 拟 电 子 技 术
iC? 0iC = VCC /RC
三极管的开关等效电路截止状态
SB
C
E
VCC
+
RC
RB
iB? 0
uCE? 5V
iB
饱和状态
uCE? 0
判断是否 饱和临界饱和电流 ICS和 IBS,
C
CC
C
C E ( s a t )CC
CS R
V
R
UVI=
C
CCCS
BS R
VII
bb?=
iB > IBS,则三极管 饱和。
模 拟 电 子 技 术
IB
UBE
Q
IC
UCEu
i
ib i
bic
1,交流放大原理（设输出空载）
假设在静态工作点的基础上，输入一微小的正弦信号 ui
静态工作点
2.3.2 用图解法确定动态工作情况模 拟 电 子 技 术
IC
UCE
ic uCE也沿着负载线变化
uCE UCE与 Ui反相！
uCE怎么变化模 拟 电 子 技 术各点波形
uo比 ui幅度放大且相位相反
Rb
+VCC
RC
C1
C2
ui iB
iC
uCE uo＋
－ －＋
ceCECE
cCC
bBB
beBEBE
uUu
iIi
iIi
uUu
=
=
=
=
模 拟 电 子 技 术对交流信号 (输入信号 ui)
短路短路置零
2.放大器的交流通路
Rb
+VCC
RC
C1 C2
RLui uo
1/?C?0
将直流电压源短路，将电容短路。交流通路 ——分析动态工作情况交流通路的画法：
模 拟 电 子 技 术
Rb RC RLui uo
交流通路模 拟 电 子 技 术
Rb
+VCC
RC
C1 C2
RL
3.交流负载线输出端接入负载 RL,不影响 Q 影响动态！
模 拟 电 子 技 术交流负载线
Rb RC RLui uo
ic
uce
其中,CLL R//RR =?
uce=-ic（ RC//RL）
= -ic RL
模 拟 电 子 技 术交流量 ic和 uce有如下关系：
这就是说，交流负载线的斜率为：
LR
1
uce=-ic（ RC//RL） = -ic RL
或 ic=（ -1/ RL） uce
交流负载线的作法：
① 斜 率为 -1/R'L。 （ R'L= RL∥ Rc ）
② 经过 Q点。
模 拟 电 子 技 术
IC
UCE
VCC
C
CC
R
V
Q I
B
交流负载线直流负载线① 斜 率为 -1/R'
L。
（ R'L= RL∥ Rc ）
② 经过 Q点。
注意：
（ 1）交流负载线是有交流 输入信号时工作点的运动轨迹。
（ 2）空载时，交流负载线与直流负载线重合。
模 拟 电 子 技 术例 2.3.3
硅管,ui= 10 sin?t (mV),RB = 176 k?,RC = 1 k?，
VCC = VBB = 6 V，图解分析各电压、电流值。
[解 ]令 ui = 0，求静态电流 IBQ
A)( 30m A )(03.01 7 6 7.06BQ?==?=I
RL+
–
iB
iC
R
B VCCVBB
RCC1
ui +
–
+
–
+
uCE
+u
BE
–
模 拟 电 子 技 术
uBE/V
iB/?A
0.7 V
30 Q
ui
t
uBE/V
t
iB
IBQ
(交流负载线 )
uCE/V
iC/mA
4
1
23
iB=10?A20
3040
50
60
5
Q
6
直流负载线
Q?
Q?
6
t
iC
ICQ
UCEQ
t
uCE/V
Ucem
ibic
uceO
O O
O
O O
模 拟 电 子 技 术当 ui = 0
uBE = UBEQ
iB = IBQ
iC = ICQ
uCE = UCEQ
当 ui = Uim sin?t
ib = Ibmsin?t
ic = Icmsin?t
uce = –Ucem sin?t
uo = uce
iB = IBQ + Ibmsin?t
iC = ICQ + Icmsin?t
uCE = UCEQ – Ucem sin?t
= UCEQ +Ucem sin (180° –?t)
io uu?
模 拟 电 子 技 术放大电路的非线性失真问题因工作点不合适或者信号太大使放大电路的工作范围超出了晶体管特性曲线上的线性范围，从而引起非线性失真。
1.,Q” 过低引起截止失真
NPN 管,顶部 失真为截止失真。
PNP 管,底部 失真为截止失真。
不发生截止失真的条件,IBQ > Ibm 。
O
Q
ib
O
t
tO uBE/V
iB
uBE/V
iB
ui
uCE
iC
ic
t OO
iC
O
t
uCE
Q
uce
交流负载线模 拟 电 子 技 术
2.,Q” 过高引起饱和失真
ICS
集电极临界饱和电流
NPN 管：
底部 失真为饱和失真。
PNP 管：
顶部 失真为饱和失真。
L
( S A T )CECCCS
BS R
UVII
==
bb
IBS —基极临界饱和电流。
不接负载时，交、直流负载线重合,V?CC= VCC
不发生饱和失真的条件,IBQ + I bm? IBS
uCE
iC
t OO
iC
O
t
uCE
Q
V?CC
模 拟 电 子 技 术饱和失真的本质：
负载开路时：
接负载时：
受 RC 的限制,iB 增大,iC 不可能超过 VCC/RC 。
受 R?L 的限制,iB 增大,iC 不可能超过 V?CC/R?L 。
C1
+
RC
RB
+VCC
C2
RL
+
uo
+
+
iB iC
V
ui
(R?L= RC // RL)
模 拟 电 子 技 术选择工作点的原则：
当 ui 较小时,为减少功耗和噪声,,Q”
可设得低一些；
为提高电压放大倍数,,Q” 可以设得高一些；
为获得最大输出,,Q” 可设在交流负载线中点 。
模 拟 电 子 技 术
2.4 微变等效电路分析法
2.3.2 H参数小信号模型
2.3.1 H参数的引出引 言模 拟 电 子 技 术一 建立小信号模型的意义由于三极管是非线性器件，这样就使得放大电路的分析非常困难。建立小信号模型，就是在一定的条件下（工作点附近）将非线性器件做线性化处理，从而简化放大电路的分析和设计。
由于研究对象的多样性和复杂性，往往把对象的某些特征提取出来，用已知的、相对明了的单元组合来说明，并作为进一步研究的基础，这种研究方法称为建模。
引 言模 拟 电 子 技 术当放大电路的输入信号电压很小时，就可以把三极管小范围内的特性曲线近似地用直线来代替，
从而可以把三极管这个非线性器件所组成的电路当作线性电路来处理。
二 建立小信号模型的思路模 拟 电 子 技 术
2.3.1 H参数的引出在小信号情况下，对上两式取全微分得
CE
CE
BE
B
B
BE
BE BCE dvv
vdi
i
vdv
IV
=
对于 BJT双口网络，
我们已经知道输入输出特性曲线如下：
uBE=f(iB,vCE)
iC=g(iB,vCE)
CE
CE
C
B
B
C
BCE dvv
idi
i
id
IVCi
=
模 拟 电 子 技 术用小信号交流分量表示
vbe= hieib+ hrevce
ic= hfeib+ hoevce
说明 diB与交流信号的关系模 拟 电 子 技 术
CE
B
BE
ie Vi
vh
= 输出端交流短路时的输入电阻；
输出端交流短路时的正向电流传输比或电流放大系数；
输入端电流恒定（交流开路）的反向电压传输比输入端电流恒定（交流开路）时的输出电导。
其中：
四个参数量纲各不相同，故称为混合参数（ H参数）。
vbe= hieib+ hrevce
ic= hfeib+ hoevce
CE
B
C
fe Vi
ih
=
B
CE
BE
re Iv
vh
=
B
CE
C
oe Iv
ih
=
能构成电路图吗模 拟 电 子 技 术
2.3.2 H参数小信号模型根据可得小信号模型
BJT的 H参数模型
hfeib
ic
vce
ib
vbe hrevce
hie
hoe
vbe= hieib+ hrevce
ic= hfeib+ hoevce vBE vCE
iB
c
e
b
iC
BJT双口网络
H参数都是小信号参数，即微变参数或交流参数。
H参数与工作点有关，在放大区基本不变。
模 拟 电 子 技 术
1 模型的简化
hfeib
ic
vce
ib
vbe hrevce
hie
hoe
即 rbe= hie b = hfe
uT = hre rce= 1/hoe
一般采用习惯符号则 BJT的 H参数模型为
uT很小，一般为 10-3?10-4,
rce很大,约为 100k?。 故一般可忽略它们的影响，
得到简化电路
b ib 是受控源,且为电流控制电流源 (CCCS)。
电流方向与 ib的方向是关联的。
模 拟 电 子 技 术
2 H参数的确定
b一般用测试仪测出；
rbe 与 Q点有关，可用图示仪测出。
一般也用公式估算 rbe
rbe= rb + (1+ b ) re
其中对于低频小功率管 rb≈(100－ 300）?
则
)mA(
)mV(26)1(2 0 0
EQ
be Ir b
)mA(
)mV(
)mA(
)mV(
EQEQ
T
e II
Vr 26==
而 (T=300K)
模 拟 电 子 技 术
1、电压放大倍数的计算：
ui
uo
3,H参数的应用共射极放大电路模 拟 电 子 技 术
bebi rIU
=
Lbo RIU?b?=
be
L
u r
RA?b?=
LCL R//RR =?
负载电阻越小，放大倍数越小。
画微变等效电路
rbeRb
RC
RL
iU
iI
bI
cI
oU
BI
b
模 拟 电 子 技 术
i
i
I
U
R i
=
beb //rR= ber?
电路的输入电阻越大，从信号源取得的电流越小，因此一般总是希望得到较大的的输入电阻。
rbeRb
RC
RL
iU
iI
bI
cI
oU
BI
b
2、输入电阻的计算：
根据输入电阻的定义：
模 拟 电 子 技 术当信号源有内阻时：
＝ U
i
.UO
.
Ui.
Us.
模 拟 电 子 技 术
c
o
o
o R
I
U
R ==
所以：
用加压求流法求输出电阻：
3、输出电阻的计算：
0U,R.
o
.
o
o SL
I
U
=R =?=
根据定义
oU?
oI
rbeRb
RC
iI
bI
cI
bI?b
0 0
模 拟 电 子 技 术
4 晶体三极管交流分析步骤：
① 分析直流电路，求出,Q”,计算 rbe。
② 画电路的交流通路 。
③ 在交流通路上把三极管画成 H 参数模型。
④ 分析计算叠加在,Q” 点上的各极交流量。
模 拟 电 子 技 术求,1,静态工作点。
例 2.4.1
2.电压增益 AU、
输入电阻 Ri、
输出电阻 R0 。
模 拟 电 子 技 术
3,若输出电压的波形出现如 下失真,是截止还是饱和失真？应调节哪个元件？如何调节？
解,1,
Ic
VCE
模 拟 电 子 技 术
2,思路,微变等效电路
AU,Ri,R0
模 拟 电 子 技 术模 拟 电 子 技 术
be
L
i
u
r
R
U
UA '0 b?==
103945.0 )2.6//9.3(43=
)(945.0945.0//470//?=== krRR bebi
CRR =0
模 拟 电 子 技 术例 2.4.2 b = 100,uS = 10sin?t (mV)，求 叠加在
,Q” 点上的各交流量。
+
uo
+
–
iB
iC
RB
VCCV
BB
RC
RL
C1
C2
uS
+
–
+
–
RS
+
uCE
+u
BE
–
12 V
12 V
510
470 k?
2.7 k? 3.6 k?
模 拟 电 子 技 术
[解 ] 令 ui = 0，求静态电流 IBQ
① 求,Q”,计算 rbe
m A)( 024.0470 7.012BQ =?=I
EQ
be
26)1(200
Ir b=
ICQ = b IBQ = 2.4 mA
UCEQ = 12? 2.4? 2.7 = 5.5 (V)
)( 2831024.0 26200?=?=
模 拟 电 子 技 术
uce② 交流通路 +
uo
+
–
iB
iC
RB
VCCV
BB
RC
RL
C1
C2
uS
+
–
+
–
RS
+
uCE
+u
BE
– ube
③ 小信号等效
+
uo
+
–
R
B
RL
RS r
be
E
ib ic
b ic
B C
us RC
+
ube
模 拟 电 子 技 术
④ 分析各极交流量
be BS
be BS
be //
)//(
rRR
rRuu
=
)A( s i n5.5
be
be
b?== tr
ui? )mA( s i n55.0 b c tii?b ==
oce uu = ( V ) s i n85.0)//( LCc tRRi?=?=
⑤ 分析各极总电量
uBE = (0.7 + 0.0072sin?t )V
iB = (24 + 5.5sin?t)?A
iC = ( 2.4 + 0.55sin?t ) mA
uCE = ( 5.5 – 0.85sin?t ) V
)mV( s i n2.7 t?=
模 拟 电 子 技 术
2.5.1 问题的提出 ——
单管共射放大电路存在的问题一 实验中出现的现象
2.5 射极偏置放大电路模 拟 电 子 技 术当环境温度模 拟 电 子 技 术二 静态工作点的位置发生变化的原因
1 温度对晶体管参数的影响
T↑→I CBO↑,温度每升高 10oC,ICBO↑ 一倍
T↑→UBE↓,温度每升高 1oC,UBE↓2.5mv
T↑→ β ↑,温度每升高 1oC,Δβ/β ↑ 0.5 — 1%
模 拟 电 子 技 术
2 温度对静态工作点的影响
ICQ=β IBQ+(1+β ) ICBO
IBQ=（ Vcc- UBE） / RB → T↑→I CQ↑→Q↑→ 饱和失真
3 工作点上移时输出波形分析模 拟 电 子 技 术
,Q” 过高引起饱和失真
ICS
集电极临界饱和电流
NPN 管：
底部 失真为饱和失真。
uCE
iC
t OO
iC
O
t
uCE
Q
V?CC
不接负载时，交、直流负载线重合静态是基础，动态是目的模 拟 电 子 技 术
2.5.2 电路组成及稳定静态工作点的原理特点,RB1— 上偏流电阻,RB2— 下偏流电阻、
RE— 发射极电阻 共发射极电路一 电路组成模 拟 电 子 技 术
+U
BEQ?
IBQ
I1 IEQ
二 稳定静态工作点的原理
1.直流通路
ICQ
直流通路的画法模 拟 电 子 技 术若电路调整适当，可以使 ICQ基本不变 。
2.稳定过程（原理）
T↑→I CQ↑→I CQ× RE↑→U B固定 → UBE↓→I BQ↓→I CQ↓
3.稳定的条件 UB固定 UB=VCC× RB2 / (RB1+RB2)
（ 1） I1 >> IB 硅管 I1=（ 5--10） IBQ
锗管 I1=（ 10--20） IBQ
（ 2） UB >> UBE 硅管 UB=（ 3--5） V
锗管 UB=（ 1--3） V
模 拟 电 子 技 术
2.5.3 静态分析求 Q点（ IBQ,ICQ,UCEQ）
求法：画出直流通路求解方法有二：
一 估算法模 拟 电 子 技 术
E
B E QBQ
EQ R
UUI?=
EQCQ II?
b /QBQ CII?
)( ECCQCCC E Q RRIVU=
说明 Q是否合适
+VCC
RC
RE
RB1
RB2
+U
BEQ?
IBQ
I1 IEQ
ICQ
+U
CEQ?
模 拟 电 子 技 术二 利用戴维南定理（同学自己做）
模 拟 电 子 技 术
2.5.4 动态分析求 AU,Ri,RO
一 画出放大电路的微变等效电路
1.画出交流通路模 拟 电 子 技 术
2.画出放大电路的微变等效电路模 拟 电 子 技 术二 计算动态性能指标
1.计算
Au
模 拟 电 子 技 术
,-” 表示 Uo和 Ui反相。
Au的值比固定偏流放大电路小了。
E
R
be
r
L
R
u
A
i
u
o
u
u
A
)1(
'
/
b
b
=
=
模 拟 电 子 技 术
2.计算输入电阻
iii
iuR /=
])1(/ / [// 21 EbeBBi RrRRR b=
Ri↑,同时说明公式的记法和折合的概念。
模 拟 电 子 技 术
uo在 RE两端的电压可以忽略不计，因此 Ro≈Rc。
3,计算输出电阻 Ro
Ro=uo/io Us=0
RL=∞
模 拟 电 子 技 术静态工作点稳定。
Au,Ri↑,Ro基本不变。
（同固定偏置放大电路相比较）
结 论模 拟 电 子 技 术如何提高电压放大倍数 Au
在 RE两端并联一个电容，则放大倍数与固定偏置放大电路相同 。
2.5.5 举例讨论模 拟 电 子 技 术例 b = 100,RS= 1 k?,RB1= 62 k?,RB2= 20 k?,
RC= 3 k?,RE = 1.5 k?,RL= 5.6 k?,VCC = 15 V。
求：,Q”,Au,Ri,Ro。
1)求,Q”
)V( 7.36220 1520BQ=U
)mA( 25.1 7.07.3EQCQ =?== II
A)( 20m A )( 02.0100 /2BQ?==?I
)V( 6)5.13(215C E Q ==U
+VCC
RC
C1
C2
RL
RE +C
E
+
+
RB1
RB2
RS+
us
+
uo
[解 ]
模 拟 电 子 技 术
+VCCR
CC
1
C2
RL
RE +C
E
+
+
RB1
RB2
RS+
us
+
uo
2)求 Au,Ri,Ro,Aus
=
=
=
5001
02.0/26200
/26200 BQbe Ir
130
5.1
3 / / 5,6 100
be
L?===
r
RA
u
b
)k( 36.15.1//62//20//// beB2B1i== rRRR
7536.11 )1 3 0(36.1u
Si
i
s
i
s?=?
=
== ARR
RA
u
uA
uu
Ro = RC = 3 k?
模 拟 电 子 技 术小 结
分析了固定偏置放大电路产生失真的原因。
分析了射极偏置放大电路稳定静态工作点的原理。
重点分析计算了分压式偏置放大电路的性能指标。
深入讨论了射极电阻对静态和动态的影响，
为今后学习反馈建立基础概念。
模 拟 电 子 技 术一、如何使放大倍数减小不大，
但输入电阻有所提高？
课后思考题：
模 拟 电 子 技 术二、计算输出电阻时，若考虑 RE，
如何计算输出电阻呢？
同学参考教材 P110
模 拟 电 子 技 术
2.6 共集电极放大电路
2.6 共集电极放大电路
(射极输出器、射极跟随器 )
一、电路组成与静态工作点模 拟 电 子 技 术
IBQ
IEQ +
C1
RS +u
i
– RE
RB
+VCC
C2
RL+
–
+
uo
–
+
us
IBQ = (VCC – UBEQ) / [RB +(1+ b? RE]
ICQ = b I BQ UCEQ = VCC – ICQ RE
交流通路
Rs R
B+
+u
o
RL
ib
ic
ii
RE
模 拟 电 子 技 术二、性能指标分析交流通路
Rs R
B+
+u
o
RL
ib
ic
ii
RE
小信号等效电路
us
RB +
uo
RL
ib icii
rbe b i
b
RE
R
s+
R?L = RE // RL
模 拟 电 子 技 术
])1([//
)1(
LbeB
Lbe
i
B
i
i
i
i
i RrR
Rr
u
R
u
u
i
u
R=
== b
b
电压放大倍数：
Lbe
L
LEbbeb
LEb
i
o
)1(
)1(
//)1(
//1
Rr
R
RRiri
RRi
u
uA
u
=
==
b
b
b
b ）（
1输入电阻：
模 拟 电 子 技 术输出电阻：
us
RB +
uo
RL
ib icii
rbe b i
b
RE
R
s+
RB
ib icii
rbe b ib
RE
R
su
s = 0
+u
i
iRE
SbeE
)1( Rr uRu= b
R?S = Rs // RB
i = iRE – ib – b ib
b
b
=
==
1
)(
//
)1/()(
Sbe
E
SbeE
o
Rr
R
Rr
u
R
u
u
i
u
R
射极输出器 特点
Au? 1 输入输出同相
Ri 高
Ro 低用途,输入级 输出级 中间隔离级
0
L
o
S
=
=
=
Ri
uR u
模 拟 电 子 技 术例 2.5.1 b =120,RB = 300 k?,r?bb= 200?，
UBEQ = 0.7 V,RE = RL = Rs = 1 k?,VCC = 12V。
求：,Q,,Au,Ri,Ro。
IBQ
IEQ +
C1
RS +u
i
– RE
RB +VCC
C2
RL+
–
+
uo
–
+
us
[解 ] 1)求,Q”
IBQ = (VCC – UBE) / [RB + (1+b ) RE]
= (12– 0.7) / [300 +121? 1]
27 (?A)
IEQ? b I BQ = 3.2 (mA)
UCEQ = VCC – ICQ RE
= 12 – 3.2? 1 = 8.8 (V)
模 拟 电 子 技 术
2)求 Au,Ri,Ro
Rbe = 200 + 26 / 0.027
1.18 (k?)
98.0)1( )1(
Lbe
L?
=
Rr
RA
u b
b
Ri = 300//(1.18?121)
= 51.2 (k?)
)( 18
1
)(// Sbe
Eo
=
b
RrRR
RL?=1 // 1 = 0.4 (k?)
提高 Ri 的电路：
模 拟 电 子 技 术无 C3,RB3,Ri = (RB1 // RB2) // [rbe + (1 + b ) RE]
Ri = 50 // 510 = 45 (k?)
Ri = (RB3 + RB1 // RB2) // [rbe + (1+ b )RE]
Ri = (100 + 50) // 510 = 115 (k?)
无 C3 有 RB3,
接 C3,RB3 // rbe? rbe
Ri = rbe+ (1 + b) (R?B// RE) = (1 + b) (R?B // RE )
Ri = 51? 50 // 10 = 425 (k?)
+
C1
RS
RE
RB1
+VCC
C2
+
–
+
uo
–
+
us
+
RB2
RB3 C3
b = 50
100 k?
100 k?
100 k? 10 k?
R?B
+u
o
ib icii
rbe b ib
RE
+
ui
RB3
模 拟 电 子 技 术
2.7 共基极放大电路
2.7 共基极放大电路
+VCC
RC
C2
C3
RL
RE
++
+
RB1
RB2 R
S+u
s?
+
uo
C1
一、求,Q” (略 )
模 拟 电 子 技 术二、性能指标分析
be
L
beb
Lb
i
o
r
R
ri
Ri
u
uA
u
=
== bb
Ri R?i
bb?=
=
=? 1)1(
be
b
beb
e
i
i
r
i
ri
i
uR
)1(//
be
Ei b?=
rRR
Ro
Ro = RC
特点：
1,Au 大小与共射电路相同。
2,输入电阻小,Aus小。
RCRE
RS
+u
s?
RL
+
uo
RC
RE
RS
+u
s? RLrB
E
ioicieii
ib b i
b
+
ui
模 拟 电 子 技 术
2.8 场效应管放大电路
2.8.2 场效应管电路小信号等效电路分析法
2.8.1 场效应管放大电路的组态模 拟 电 子 技 术
2.8.1 场效应管放大电路的组态三种组态,共源、共漏、共栅特点,输入电阻极高,噪声低，热稳定性好一、直流偏置电路
1,自给偏压电路
+VDD
RD C2
CS+
+ +
uo
C1
+
ui
RG RS
G S
D
模 拟 电 子 技 术栅极电阻 RG 的作用：
(1)为栅偏压提供通路
(2)泻放栅极积累电荷源极电阻 RS 的作用：
提供负栅偏压漏极电阻 RD 的作用：
把 iD 的变化变为 uDS 的变化
UGSQ = UGQ – USQ = – IDQRS
模 拟 电 子 技 术
SDQS
G2G1
G2DD
GQ RIURR
RVU =
= ；
SDQ
G2G1
G2DD
G S Q RIRR
RVU?
=
2,分压式自偏压电路调整电阻的大小，可获得,UGSQ > 0
UGSQ = 0
UGSQ < 0
RL
+VDD
RD C2
CS+
+
+
uo
C1
+
ui
RG2
RS
G S
DRG1
RG3
模 拟 电 子 技 术例 2.8.1 耗尽型 N沟道 MOS 管,RG = 1 M?，
RS = 2 k?,RD= 12 k?,VDD = 20 V。
IDSS = 4 mA,UGS(off) = – 4 V,求 iD和 uO。
2
G S ( o f f )
GS
D S SD )1( U
uIi?=?
i
G = 0
uGS =? iDRS
2D
D )4
21(4
=? ii
RD
G
D
S
RG R
S
iD
+
uO
–
+
VDD
–
模 拟 电 子 技 术
045 D2D = ii
iD1= 4 mA
iD2= 1 mA
uGS = – 8 V < UGS(off) 增根
uGS = – 2 V
uDS = VDD – iD(RS + RD) = 20 – 14 = 6 (V)
uO = VDD – iD RD = 20 – 14 = 8 (V)
在放大区例 2.8.2 已知 UGS(off)=? 0.8 V,IDSS = 0.18 mA，
求,Q”。
模 拟 电 子 技 术解方程得,IDQ1 = 0.69 mA,UGSQ = – 2.5V
(增根，舍去 )
GQ ( V) 8.5 64 2 0 0 64 24 ==U
DQ
DQG S Q
128.5
)210(8.5
I
IU
=
=
2DQ2
G S ( o f f )
G S Q
D S SDQ )8.0
128.5
1(18.0)1(
I
U
U
II
=?=
IDQ2 = 0.45 mA,UGSQ = – 0.4 V
RL
RD C2
CS+
+
+
uo
C1
+
ui
RG2
G S
DRG1
RG3
10 k?
10 k?200 k?
64 k?
1 M? 2 k? 5 k?
+24V
模 拟 电 子 技 术
2.8.2 场效应管电路小信号等效电路分析法小信号模型
rgs
S
id
gmugs
+
ugs
+
uds
G D
从输入端口看入，相当于电阻 rgs(?)。
从输出端口看入为受 ugs 控制的电流源。
id = gmugs
一,场效应管等效电路分析法模 拟 电 子 技 术例 2.8.3
gm= 0.65 mA/V,ui = 20sin?t (mV)，求交流输出 uo。
+
RD
G
D
SRG R
S
iD
+
uO
–
+
VDD
–u
i +?
VGG
10 k?
4 k?
交流通路
+
RDG
D
SRG
RS id
+
uO
–
ui
小信号等效电路
+u
i? R
S
RDS
id
gmugs
+
ugs
+
uo
G D
RG
ui = ugs+ gmugsRS
ugs= ui / (1 + gmRS)
uo = – gmui RD / (1 + gmRS)
= – 36sin?t (mV)
模 拟 电 子 技 术二、性能指标分析
1,共源放大电路有 CS 时：
RL
+VDD
RD C2
CS+
+
+
uo
C1
+
ui
RG2 RS
G SD
RG1
RG3
RLRD
+
uo
+
ui
RG2
G
S
D
RG3
RG1
+
ugs
gmugs
idii
Lm
gs
LDgsm
i
o )//( Rg
u
RRug
u
uA
u=
==
G2G1G3i // RRRR?= Do RR =
无 CS 时：
RS
Sgsmgs
LSgsm )//(
Rugu
RRug
A u
=
Sm
Lm
1 Rg
Rg
=
Ri,Ro
不变模 拟 电 子 技 术
1
1)//(
)//(
Lm
Lm
LSgsmgs
LSgsm
i
o?
=
==
Rg
Rg
RRugu
RRug
u
uA
u
G2G1G3i // RRRR?=
2,共漏放大电路
RL
+VDD
C2
+ +
uo
C1
+
ui
RG2
RS
G S
DRG1
RG3 RLRS
+
uo
+
ui
RG2
G S
D
RG3
RG1
+
ugs
gmugs
ii i
o
1
//
m
S
om
S
o
o
dsm
S
o
o
gsm
S
o
o
o
o
o gR
ug
R
u
u
ug
R
u
u
ug
R
u
u
i
u
R =
=
=
==
Ro
2.2 晶体管放大电路的组成及其工作原理
2.3 图解分析法
2.4 微变等效电路分析法
2.8 场效应管放大电路
2.6 共集电极放大电路
2.5 分压式偏置稳定共射放大电路
2.7 共基极放大电路
2.1 概述模 拟 电 子 技 术
2.1.1.放大电路的基本概念放大电路主要用于放大微弱的电信号，输出电压或电流在幅度上得到了放大，这里主要讲电压放大电路。
2.1 概述模 拟 电 子 技 术
2.1.2.放大电路的主要技术指标
1.放大倍数 ——表示放大器的放大能力根据放大电路输入信号的条件和对输出信号的要求,放大器可分为四种类型,所以有四种放大倍数的定义 。
模 拟 电 子 技 术
（ 1）电压放大倍数定义为,AU=UO/UI（重点）
（ 2）电流放大倍数定义为,AI=IO/II
（ 3）互阻增益定义为,Ar=UO/II
（ 4）互导增益定义为,Ag=IO/UI
模 拟 电 子 技 术
2,输入电阻 Ri——从放大电路输入端看进去的等效电阻输入电阻：
Ri=ui / ii
一般来说,Ri越大越好。
（ 1） Ri越大,ii就越小，从信号源索取的电流越小。
（ 2）当信号源有内阻时,Ri越大,ui就越接近 uS。
输入端
ii
ui
Ri
~uS
RS
信号源
Au
输出端模 拟 电 子 技 术
3,输出电阻 Ro——从放大电路输出端看进去的等效电阻。
Au~uS
输出端
~
Ro
uso
输出端模 拟 电 子 技 术
4,通频带通频带,fbw=fH–fL
放大倍数随频率变化曲线 —
—幅频特性曲线
f
A
Am
0.7Am
fL 下限截止频率
fH上限截止频率
3dB带宽模 拟 电 子 技 术输出电阻是表明放大电路带负载的能力,Ro越小，放大电路带负载的能力越强，反之则差。
0,.
o
.
o
o SL= == UR
I
UR输出电阻 的定义：
模 拟 电 子 技 术
2.2 晶体管放大电路的组成及其工作原理
2.2.1 共射基本放大电路的组成及其工作原理模 拟 电 子 技 术
2.2.1 共射基本放大电路的组成及其工作原理一．放大原理三极管工作在放大区：
发射结正偏，
集电结反偏。
→ △ UCE（ -△ IC× Rc）
放大原理：
iU
→ △ UBE → △ IB → △ IC（ b△ IB
）
电压放大倍数：
→?
oU
-
+
+V
T
1
2
3
U
R
B
I
R
BB
BE
C
CC
C
b
（ + 12 V ）
I
U
V CE
BE+△ U
IU
B+△ I
IC+△
U+△ CE UO
=
i
o
u
U
UA
B C
E
模 拟 电 子 技 术
IBQ
ui
O t
iB
O t
uCE
O tu
o
O t
iC
O t
ICQ
UCEQ
-
+
+V
T1 2
3
U
R
B
IR
BB
BE
C
CC
C
b
（ +12V）
I
U
V CE
BE+△ U
IU
B+△ I
IC+△
U+△ CE UO
ceCECE
cCC
bBB
beBEBE
uUu
iIi
iIi
uUu
=
=
=
=
符号说明模 拟 电 子 技 术
Rb
VBB
RC
C1
C2T
放大元件 iC=biB，
工作在放大区，
要保证集电结反偏，发射结正偏。
ui uo输入 输出参考点
RL
二,单管共 射 极放大电路的结构及各元件的作用 +VCC
模 拟 电 子 技 术共射放大电路组成使发射结正偏，
并提供适当的静态工作点 IB
和 UBE。
Rb
+VCC
VBB
RC
C1
C2
T
RL基极电源与基极电阻模 拟 电 子 技 术集电极电源，
为电路提供能量。并保证集电结反偏。
Rb
+VCC
VBB
RC
C1
C2
T
RL
模 拟 电 子 技 术共射放大电路 集电极电阻，
将变化的电流转变为变化的电压。
Rb
+VCC
VBB
RC
C1
C2
T
RL
模 拟 电 子 技 术耦合电容：
电解电容，有极性，
大小为 10?F~50?F
作用,隔直通交隔离输入输出与电路直流的联系，
同时能使信号顺利输入输出。
Rb
+VCC
VBB
RC
C1
C2
T
RL
+
+
ui uo
模 拟 电 子 技 术单电源供电可以省去 Rb
+VCC
VBB
RC
C1
C2
T
RL
模 拟 电 子 技 术
Rb
单电源供电 +VCC
RC
C1
C2
T
RL
模 拟 电 子 技 术
2.3 图解分析法
2.3.2 动态工作情况分析
2.3.1 静态工作情况分析引 言模 拟 电 子 技 术引 言基本思想非线性电路经适当近似后可按线性电路对待，
利用叠加定理，分别分析电路中的交、直流成分。
一、分析三极管电路的基本思想和方法直流通路 (ui = 0)分析 静态。
交流通路 (ui? 0)分析 动态,只考虑变化的电压和电流。
画交流通路原则：
1,固定不变的电压源都视为短路；
2,固定不变的电流源都视为开路；
3,视电容对交流信号短路 0j/1?C?
模 拟 电 子 技 术放大电路没有输入信号时的工作状态称为静态。
静态 分析的任务是根据电路参数和三极管的特性确定 静 态值（直流值） UBE,IB,IC和 UCE。
可用放大电路的直流通路来分析。
2.3.1 静态工作情况分析模 拟 电 子 技 术
Rb
+VCC
RC
C1 C2
T
RL
为什么要设置静态工作点？
放大电路建立正确的静态工作点，是为了使三极管工作在线性区以保证信号不失真。
模 拟 电 子 技 术开路
Rb
+VCC
RC
C1 C2
RL
画出放大电路的直流通路一,静态工作点的估算将交流电压源短路将电容开路。
直流通路的画法：
开路模 拟 电 子 技 术
Rb
+VCC
RC
直流通道用估算法分析放大器的静态工作点
（ IB,UBE,IC,UCE）
模 拟 电 子 技 术
（ 1）估算 IB（ UBE?0.7V)
Rb
+VCC
RC
IB
UBE
b
BECC
B
R
UVI?=
b
CC 7.0
R
V
bR
VCC?
Rb称为 偏置电阻,IB称为 偏置电流 。
模 拟 电 子 技 术
（ 2）估算 UCE,IC
Rb
+VCC
RC I
C
UCE CCCCCE RIVU?=
IC= bIB
模 拟 电 子 技 术例 2.3.1：用估算法计算静态工作点。
已知,VCC=12V,RC=4K?，
Rb=300K?,b=37.5。
解：
Aμ400,0 4 m A
3 0 0
12
R
VI
b
CC
B ===?
mAII BC 5.104.05.37 =?=? b
6V41,512RIVU CCCCCE ==?=
请注意电路中 IB和 IC的数量级?
UBE?0.7V
Rb
+VCC
RC
模 拟 电 子 技 术
Rb
+VCC
RC
C1
C2
T
ui=0时由于电源的存在 IB?0
IC?0
IC
IE=IB+IC
RL
IB
无信号输入时
1.静态工作点 ——Ui=0时电路的工作状态二 用图解法确定静态工作点模 拟 电 子 技 术
Rb
+VCC
RC
C1
C2
T
IC
UBE U
CE
( IC,UCE )
(IB,UBE) R
L
IB
静态工作点模 拟 电 子 技 术
(IB,UBE) 和 ( IC,UCE )分别对应于输入输出特性曲线上的一个点称为 静态工作点 。
IB
UBE
Q
IB
UBE
Q
UCE
IC
IC
UCE
IB
模 拟 电 子 技 术
UCE=VCC–ICRC
直流负载线由估算法求出
IB,IB对应的输出特性与直流负载线的交点就是工作点 QVCC
IC
UCE
C
CC
R
V
Q I
B
静态 UCE
静态 IC
模 拟 电 子 技 术三、电路参数对静态工作点的影响
1,改变 RB，其他参数不变
uBE
iB
uCE
iC
VCCVBB
VBB
RB Q Q
R B iB?
Q 趋近截止区；
R B iB?
Q 趋近饱和区。
2,改变 RC,其他参数不变
RC? Q 趋近饱和区。
iC
uBE
iB
uCEV
CCUCEQ
Q QI
CQ
VCC
RC
模 拟 电 子 技 术例 2.3.2 设 RB = 38 k?,求 VBB = 0 V,3 V 时的 iC,uCE。
[解 ] u
CE/V
iC/mA
iB= 0
10?A
20?A
30?A
40?A
50?A
60?A
4
1
O
2
3
5
当 VBB= 0 V,iB? 0，
iC?0，
5 V
uCE? 5 V
当 VBB = 3 V：
B
B E ( o n )BB
B R
UVi?= mA 0,0 6=
0.3
UCE?0.3 V? 0，
iC? 5 mA
模 拟 电 子 技 术
iC? 0iC = VCC /RC
三极管的开关等效电路截止状态
SB
C
E
VCC
+
RC
RB
iB? 0
uCE? 5V
iB
饱和状态
uCE? 0
判断是否 饱和临界饱和电流 ICS和 IBS,
C
CC
C
C E ( s a t )CC
CS R
V
R
UVI=
C
CCCS
BS R
VII
bb?=
iB > IBS,则三极管 饱和。
模 拟 电 子 技 术
IB
UBE
Q
IC
UCEu
i
ib i
bic
1,交流放大原理（设输出空载）
假设在静态工作点的基础上，输入一微小的正弦信号 ui
静态工作点
2.3.2 用图解法确定动态工作情况模 拟 电 子 技 术
IC
UCE
ic uCE也沿着负载线变化
uCE UCE与 Ui反相！
uCE怎么变化模 拟 电 子 技 术各点波形
uo比 ui幅度放大且相位相反
Rb
+VCC
RC
C1
C2
ui iB
iC
uCE uo＋
－ －＋
ceCECE
cCC
bBB
beBEBE
uUu
iIi
iIi
uUu
=
=
=
=
模 拟 电 子 技 术对交流信号 (输入信号 ui)
短路短路置零
2.放大器的交流通路
Rb
+VCC
RC
C1 C2
RLui uo
1/?C?0
将直流电压源短路，将电容短路。交流通路 ——分析动态工作情况交流通路的画法：
模 拟 电 子 技 术
Rb RC RLui uo
交流通路模 拟 电 子 技 术
Rb
+VCC
RC
C1 C2
RL
3.交流负载线输出端接入负载 RL,不影响 Q 影响动态！
模 拟 电 子 技 术交流负载线
Rb RC RLui uo
ic
uce
其中,CLL R//RR =?
uce=-ic（ RC//RL）
= -ic RL
模 拟 电 子 技 术交流量 ic和 uce有如下关系：
这就是说，交流负载线的斜率为：
LR
1
uce=-ic（ RC//RL） = -ic RL
或 ic=（ -1/ RL） uce
交流负载线的作法：
① 斜 率为 -1/R'L。 （ R'L= RL∥ Rc ）
② 经过 Q点。
模 拟 电 子 技 术
IC
UCE
VCC
C
CC
R
V
Q I
B
交流负载线直流负载线① 斜 率为 -1/R'
L。
（ R'L= RL∥ Rc ）
② 经过 Q点。
注意：
（ 1）交流负载线是有交流 输入信号时工作点的运动轨迹。
（ 2）空载时，交流负载线与直流负载线重合。
模 拟 电 子 技 术例 2.3.3
硅管,ui= 10 sin?t (mV),RB = 176 k?,RC = 1 k?，
VCC = VBB = 6 V，图解分析各电压、电流值。
[解 ]令 ui = 0，求静态电流 IBQ
A)( 30m A )(03.01 7 6 7.06BQ?==?=I
RL+
–
iB
iC
R
B VCCVBB
RCC1
ui +
–
+
–
+
uCE
+u
BE
–
模 拟 电 子 技 术
uBE/V
iB/?A
0.7 V
30 Q
ui
t
uBE/V
t
iB
IBQ
(交流负载线 )
uCE/V
iC/mA
4
1
23
iB=10?A20
3040
50
60
5
Q
6
直流负载线
Q?
Q?
6
t
iC
ICQ
UCEQ
t
uCE/V
Ucem
ibic
uceO
O O
O
O O
模 拟 电 子 技 术当 ui = 0
uBE = UBEQ
iB = IBQ
iC = ICQ
uCE = UCEQ
当 ui = Uim sin?t
ib = Ibmsin?t
ic = Icmsin?t
uce = –Ucem sin?t
uo = uce
iB = IBQ + Ibmsin?t
iC = ICQ + Icmsin?t
uCE = UCEQ – Ucem sin?t
= UCEQ +Ucem sin (180° –?t)
io uu?
模 拟 电 子 技 术放大电路的非线性失真问题因工作点不合适或者信号太大使放大电路的工作范围超出了晶体管特性曲线上的线性范围，从而引起非线性失真。
1.,Q” 过低引起截止失真
NPN 管,顶部 失真为截止失真。
PNP 管,底部 失真为截止失真。
不发生截止失真的条件,IBQ > Ibm 。
O
Q
ib
O
t
tO uBE/V
iB
uBE/V
iB
ui
uCE
iC
ic
t OO
iC
O
t
uCE
Q
uce
交流负载线模 拟 电 子 技 术
2.,Q” 过高引起饱和失真
ICS
集电极临界饱和电流
NPN 管：
底部 失真为饱和失真。
PNP 管：
顶部 失真为饱和失真。
L
( S A T )CECCCS
BS R
UVII
==
bb
IBS —基极临界饱和电流。
不接负载时，交、直流负载线重合,V?CC= VCC
不发生饱和失真的条件,IBQ + I bm? IBS
uCE
iC
t OO
iC
O
t
uCE
Q
V?CC
模 拟 电 子 技 术饱和失真的本质：
负载开路时：
接负载时：
受 RC 的限制,iB 增大,iC 不可能超过 VCC/RC 。
受 R?L 的限制,iB 增大,iC 不可能超过 V?CC/R?L 。
C1
+
RC
RB
+VCC
C2
RL
+
uo
+
+
iB iC
V
ui
(R?L= RC // RL)
模 拟 电 子 技 术选择工作点的原则：
当 ui 较小时,为减少功耗和噪声,,Q”
可设得低一些；
为提高电压放大倍数,,Q” 可以设得高一些；
为获得最大输出,,Q” 可设在交流负载线中点 。
模 拟 电 子 技 术
2.4 微变等效电路分析法
2.3.2 H参数小信号模型
2.3.1 H参数的引出引 言模 拟 电 子 技 术一 建立小信号模型的意义由于三极管是非线性器件，这样就使得放大电路的分析非常困难。建立小信号模型，就是在一定的条件下（工作点附近）将非线性器件做线性化处理，从而简化放大电路的分析和设计。
由于研究对象的多样性和复杂性，往往把对象的某些特征提取出来，用已知的、相对明了的单元组合来说明，并作为进一步研究的基础，这种研究方法称为建模。
引 言模 拟 电 子 技 术当放大电路的输入信号电压很小时，就可以把三极管小范围内的特性曲线近似地用直线来代替，
从而可以把三极管这个非线性器件所组成的电路当作线性电路来处理。
二 建立小信号模型的思路模 拟 电 子 技 术
2.3.1 H参数的引出在小信号情况下，对上两式取全微分得
CE
CE
BE
B
B
BE
BE BCE dvv
vdi
i
vdv
IV
=
对于 BJT双口网络，
我们已经知道输入输出特性曲线如下：
uBE=f(iB,vCE)
iC=g(iB,vCE)
CE
CE
C
B
B
C
BCE dvv
idi
i
id
IVCi
=
模 拟 电 子 技 术用小信号交流分量表示
vbe= hieib+ hrevce
ic= hfeib+ hoevce
说明 diB与交流信号的关系模 拟 电 子 技 术
CE
B
BE
ie Vi
vh
= 输出端交流短路时的输入电阻；
输出端交流短路时的正向电流传输比或电流放大系数；
输入端电流恒定（交流开路）的反向电压传输比输入端电流恒定（交流开路）时的输出电导。
其中：
四个参数量纲各不相同，故称为混合参数（ H参数）。
vbe= hieib+ hrevce
ic= hfeib+ hoevce
CE
B
C
fe Vi
ih
=
B
CE
BE
re Iv
vh
=
B
CE
C
oe Iv
ih
=
能构成电路图吗模 拟 电 子 技 术
2.3.2 H参数小信号模型根据可得小信号模型
BJT的 H参数模型
hfeib
ic
vce
ib
vbe hrevce
hie
hoe
vbe= hieib+ hrevce
ic= hfeib+ hoevce vBE vCE
iB
c
e
b
iC
BJT双口网络
H参数都是小信号参数，即微变参数或交流参数。
H参数与工作点有关，在放大区基本不变。
模 拟 电 子 技 术
1 模型的简化
hfeib
ic
vce
ib
vbe hrevce
hie
hoe
即 rbe= hie b = hfe
uT = hre rce= 1/hoe
一般采用习惯符号则 BJT的 H参数模型为
uT很小，一般为 10-3?10-4,
rce很大,约为 100k?。 故一般可忽略它们的影响，
得到简化电路
b ib 是受控源,且为电流控制电流源 (CCCS)。
电流方向与 ib的方向是关联的。
模 拟 电 子 技 术
2 H参数的确定
b一般用测试仪测出；
rbe 与 Q点有关，可用图示仪测出。
一般也用公式估算 rbe
rbe= rb + (1+ b ) re
其中对于低频小功率管 rb≈(100－ 300）?
则
)mA(
)mV(26)1(2 0 0
EQ
be Ir b
)mA(
)mV(
)mA(
)mV(
EQEQ
T
e II
Vr 26==
而 (T=300K)
模 拟 电 子 技 术
1、电压放大倍数的计算：
ui
uo
3,H参数的应用共射极放大电路模 拟 电 子 技 术
bebi rIU
=
Lbo RIU?b?=
be
L
u r
RA?b?=
LCL R//RR =?
负载电阻越小，放大倍数越小。
画微变等效电路
rbeRb
RC
RL
iU
iI
bI
cI
oU
BI
b
模 拟 电 子 技 术
i
i
I
U
R i
=
beb //rR= ber?
电路的输入电阻越大，从信号源取得的电流越小，因此一般总是希望得到较大的的输入电阻。
rbeRb
RC
RL
iU
iI
bI
cI
oU
BI
b
2、输入电阻的计算：
根据输入电阻的定义：
模 拟 电 子 技 术当信号源有内阻时：
＝ U
i
.UO
.
Ui.
Us.
模 拟 电 子 技 术
c
o
o
o R
I
U
R ==
所以：
用加压求流法求输出电阻：
3、输出电阻的计算：
0U,R.
o
.
o
o SL
I
U
=R =?=
根据定义
oU?
oI
rbeRb
RC
iI
bI
cI
bI?b
0 0
模 拟 电 子 技 术
4 晶体三极管交流分析步骤：
① 分析直流电路，求出,Q”,计算 rbe。
② 画电路的交流通路 。
③ 在交流通路上把三极管画成 H 参数模型。
④ 分析计算叠加在,Q” 点上的各极交流量。
模 拟 电 子 技 术求,1,静态工作点。
例 2.4.1
2.电压增益 AU、
输入电阻 Ri、
输出电阻 R0 。
模 拟 电 子 技 术
3,若输出电压的波形出现如 下失真,是截止还是饱和失真？应调节哪个元件？如何调节？
解,1,
Ic
VCE
模 拟 电 子 技 术
2,思路,微变等效电路
AU,Ri,R0
模 拟 电 子 技 术模 拟 电 子 技 术
be
L
i
u
r
R
U
UA '0 b?==
103945.0 )2.6//9.3(43=
)(945.0945.0//470//?=== krRR bebi
CRR =0
模 拟 电 子 技 术例 2.4.2 b = 100,uS = 10sin?t (mV)，求 叠加在
,Q” 点上的各交流量。
+
uo
+
–
iB
iC
RB
VCCV
BB
RC
RL
C1
C2
uS
+
–
+
–
RS
+
uCE
+u
BE
–
12 V
12 V
510
470 k?
2.7 k? 3.6 k?
模 拟 电 子 技 术
[解 ] 令 ui = 0，求静态电流 IBQ
① 求,Q”,计算 rbe
m A)( 024.0470 7.012BQ =?=I
EQ
be
26)1(200
Ir b=
ICQ = b IBQ = 2.4 mA
UCEQ = 12? 2.4? 2.7 = 5.5 (V)
)( 2831024.0 26200?=?=
模 拟 电 子 技 术
uce② 交流通路 +
uo
+
–
iB
iC
RB
VCCV
BB
RC
RL
C1
C2
uS
+
–
+
–
RS
+
uCE
+u
BE
– ube
③ 小信号等效
+
uo
+
–
R
B
RL
RS r
be
E
ib ic
b ic
B C
us RC
+
ube
模 拟 电 子 技 术
④ 分析各极交流量
be BS
be BS
be //
)//(
rRR
rRuu
=
)A( s i n5.5
be
be
b?== tr
ui? )mA( s i n55.0 b c tii?b ==
oce uu = ( V ) s i n85.0)//( LCc tRRi?=?=
⑤ 分析各极总电量
uBE = (0.7 + 0.0072sin?t )V
iB = (24 + 5.5sin?t)?A
iC = ( 2.4 + 0.55sin?t ) mA
uCE = ( 5.5 – 0.85sin?t ) V
)mV( s i n2.7 t?=
模 拟 电 子 技 术
2.5.1 问题的提出 ——
单管共射放大电路存在的问题一 实验中出现的现象
2.5 射极偏置放大电路模 拟 电 子 技 术当环境温度模 拟 电 子 技 术二 静态工作点的位置发生变化的原因
1 温度对晶体管参数的影响
T↑→I CBO↑,温度每升高 10oC,ICBO↑ 一倍
T↑→UBE↓,温度每升高 1oC,UBE↓2.5mv
T↑→ β ↑,温度每升高 1oC,Δβ/β ↑ 0.5 — 1%
模 拟 电 子 技 术
2 温度对静态工作点的影响
ICQ=β IBQ+(1+β ) ICBO
IBQ=（ Vcc- UBE） / RB → T↑→I CQ↑→Q↑→ 饱和失真
3 工作点上移时输出波形分析模 拟 电 子 技 术
,Q” 过高引起饱和失真
ICS
集电极临界饱和电流
NPN 管：
底部 失真为饱和失真。
uCE
iC
t OO
iC
O
t
uCE
Q
V?CC
不接负载时，交、直流负载线重合静态是基础，动态是目的模 拟 电 子 技 术
2.5.2 电路组成及稳定静态工作点的原理特点,RB1— 上偏流电阻,RB2— 下偏流电阻、
RE— 发射极电阻 共发射极电路一 电路组成模 拟 电 子 技 术
+U
BEQ?
IBQ
I1 IEQ
二 稳定静态工作点的原理
1.直流通路
ICQ
直流通路的画法模 拟 电 子 技 术若电路调整适当，可以使 ICQ基本不变 。
2.稳定过程（原理）
T↑→I CQ↑→I CQ× RE↑→U B固定 → UBE↓→I BQ↓→I CQ↓
3.稳定的条件 UB固定 UB=VCC× RB2 / (RB1+RB2)
（ 1） I1 >> IB 硅管 I1=（ 5--10） IBQ
锗管 I1=（ 10--20） IBQ
（ 2） UB >> UBE 硅管 UB=（ 3--5） V
锗管 UB=（ 1--3） V
模 拟 电 子 技 术
2.5.3 静态分析求 Q点（ IBQ,ICQ,UCEQ）
求法：画出直流通路求解方法有二：
一 估算法模 拟 电 子 技 术
E
B E QBQ
EQ R
UUI?=
EQCQ II?
b /QBQ CII?
)( ECCQCCC E Q RRIVU=
说明 Q是否合适
+VCC
RC
RE
RB1
RB2
+U
BEQ?
IBQ
I1 IEQ
ICQ
+U
CEQ?
模 拟 电 子 技 术二 利用戴维南定理（同学自己做）
模 拟 电 子 技 术
2.5.4 动态分析求 AU,Ri,RO
一 画出放大电路的微变等效电路
1.画出交流通路模 拟 电 子 技 术
2.画出放大电路的微变等效电路模 拟 电 子 技 术二 计算动态性能指标
1.计算
Au
模 拟 电 子 技 术
,-” 表示 Uo和 Ui反相。
Au的值比固定偏流放大电路小了。
E
R
be
r
L
R
u
A
i
u
o
u
u
A
)1(
'
/
b
b
=
=
模 拟 电 子 技 术
2.计算输入电阻
iii
iuR /=
])1(/ / [// 21 EbeBBi RrRRR b=
Ri↑,同时说明公式的记法和折合的概念。
模 拟 电 子 技 术
uo在 RE两端的电压可以忽略不计，因此 Ro≈Rc。
3,计算输出电阻 Ro
Ro=uo/io Us=0
RL=∞
模 拟 电 子 技 术静态工作点稳定。
Au,Ri↑,Ro基本不变。
（同固定偏置放大电路相比较）
结 论模 拟 电 子 技 术如何提高电压放大倍数 Au
在 RE两端并联一个电容，则放大倍数与固定偏置放大电路相同 。
2.5.5 举例讨论模 拟 电 子 技 术例 b = 100,RS= 1 k?,RB1= 62 k?,RB2= 20 k?,
RC= 3 k?,RE = 1.5 k?,RL= 5.6 k?,VCC = 15 V。
求：,Q”,Au,Ri,Ro。
1)求,Q”
)V( 7.36220 1520BQ=U
)mA( 25.1 7.07.3EQCQ =?== II
A)( 20m A )( 02.0100 /2BQ?==?I
)V( 6)5.13(215C E Q ==U
+VCC
RC
C1
C2
RL
RE +C
E
+
+
RB1
RB2
RS+
us
+
uo
[解 ]
模 拟 电 子 技 术
+VCCR
CC
1
C2
RL
RE +C
E
+
+
RB1
RB2
RS+
us
+
uo
2)求 Au,Ri,Ro,Aus
=
=
=
5001
02.0/26200
/26200 BQbe Ir
130
5.1
3 / / 5,6 100
be
L?===
r
RA
u
b
)k( 36.15.1//62//20//// beB2B1i== rRRR
7536.11 )1 3 0(36.1u
Si
i
s
i
s?=?
=
== ARR
RA
u
uA
uu
Ro = RC = 3 k?
模 拟 电 子 技 术小 结
分析了固定偏置放大电路产生失真的原因。
分析了射极偏置放大电路稳定静态工作点的原理。
重点分析计算了分压式偏置放大电路的性能指标。
深入讨论了射极电阻对静态和动态的影响，
为今后学习反馈建立基础概念。
模 拟 电 子 技 术一、如何使放大倍数减小不大，
但输入电阻有所提高？
课后思考题：
模 拟 电 子 技 术二、计算输出电阻时，若考虑 RE，
如何计算输出电阻呢？
同学参考教材 P110
模 拟 电 子 技 术
2.6 共集电极放大电路
2.6 共集电极放大电路
(射极输出器、射极跟随器 )
一、电路组成与静态工作点模 拟 电 子 技 术
IBQ
IEQ +
C1
RS +u
i
– RE
RB
+VCC
C2
RL+
–
+
uo
–
+
us
IBQ = (VCC – UBEQ) / [RB +(1+ b? RE]
ICQ = b I BQ UCEQ = VCC – ICQ RE
交流通路
Rs R
B+
+u
o
RL
ib
ic
ii
RE
模 拟 电 子 技 术二、性能指标分析交流通路
Rs R
B+
+u
o
RL
ib
ic
ii
RE
小信号等效电路
us
RB +
uo
RL
ib icii
rbe b i
b
RE
R
s+
R?L = RE // RL
模 拟 电 子 技 术
])1([//
)1(
LbeB
Lbe
i
B
i
i
i
i
i RrR
Rr
u
R
u
u
i
u
R=
== b
b
电压放大倍数：
Lbe
L
LEbbeb
LEb
i
o
)1(
)1(
//)1(
//1
Rr
R
RRiri
RRi
u
uA
u
=
==
b
b
b
b ）（
1输入电阻：
模 拟 电 子 技 术输出电阻：
us
RB +
uo
RL
ib icii
rbe b i
b
RE
R
s+
RB
ib icii
rbe b ib
RE
R
su
s = 0
+u
i
iRE
SbeE
)1( Rr uRu= b
R?S = Rs // RB
i = iRE – ib – b ib
b
b
=
==
1
)(
//
)1/()(
Sbe
E
SbeE
o
Rr
R
Rr
u
R
u
u
i
u
R
射极输出器 特点
Au? 1 输入输出同相
Ri 高
Ro 低用途,输入级 输出级 中间隔离级
0
L
o
S
=
=
=
Ri
uR u
模 拟 电 子 技 术例 2.5.1 b =120,RB = 300 k?,r?bb= 200?，
UBEQ = 0.7 V,RE = RL = Rs = 1 k?,VCC = 12V。
求：,Q,,Au,Ri,Ro。
IBQ
IEQ +
C1
RS +u
i
– RE
RB +VCC
C2
RL+
–
+
uo
–
+
us
[解 ] 1)求,Q”
IBQ = (VCC – UBE) / [RB + (1+b ) RE]
= (12– 0.7) / [300 +121? 1]
27 (?A)
IEQ? b I BQ = 3.2 (mA)
UCEQ = VCC – ICQ RE
= 12 – 3.2? 1 = 8.8 (V)
模 拟 电 子 技 术
2)求 Au,Ri,Ro
Rbe = 200 + 26 / 0.027
1.18 (k?)
98.0)1( )1(
Lbe
L?
=
Rr
RA
u b
b
Ri = 300//(1.18?121)
= 51.2 (k?)
)( 18
1
)(// Sbe
Eo
=
b
RrRR
RL?=1 // 1 = 0.4 (k?)
提高 Ri 的电路：
模 拟 电 子 技 术无 C3,RB3,Ri = (RB1 // RB2) // [rbe + (1 + b ) RE]
Ri = 50 // 510 = 45 (k?)
Ri = (RB3 + RB1 // RB2) // [rbe + (1+ b )RE]
Ri = (100 + 50) // 510 = 115 (k?)
无 C3 有 RB3,
接 C3,RB3 // rbe? rbe
Ri = rbe+ (1 + b) (R?B// RE) = (1 + b) (R?B // RE )
Ri = 51? 50 // 10 = 425 (k?)
+
C1
RS
RE
RB1
+VCC
C2
+
–
+
uo
–
+
us
+
RB2
RB3 C3
b = 50
100 k?
100 k?
100 k? 10 k?
R?B
+u
o
ib icii
rbe b ib
RE
+
ui
RB3
模 拟 电 子 技 术
2.7 共基极放大电路
2.7 共基极放大电路
+VCC
RC
C2
C3
RL
RE
++
+
RB1
RB2 R
S+u
s?
+
uo
C1
一、求,Q” (略 )
模 拟 电 子 技 术二、性能指标分析
be
L
beb
Lb
i
o
r
R
ri
Ri
u
uA
u
=
== bb
Ri R?i
bb?=
=
=? 1)1(
be
b
beb
e
i
i
r
i
ri
i
uR
)1(//
be
Ei b?=
rRR
Ro
Ro = RC
特点：
1,Au 大小与共射电路相同。
2,输入电阻小,Aus小。
RCRE
RS
+u
s?
RL
+
uo
RC
RE
RS
+u
s? RLrB
E
ioicieii
ib b i
b
+
ui
模 拟 电 子 技 术
2.8 场效应管放大电路
2.8.2 场效应管电路小信号等效电路分析法
2.8.1 场效应管放大电路的组态模 拟 电 子 技 术
2.8.1 场效应管放大电路的组态三种组态,共源、共漏、共栅特点,输入电阻极高,噪声低，热稳定性好一、直流偏置电路
1,自给偏压电路
+VDD
RD C2
CS+
+ +
uo
C1
+
ui
RG RS
G S
D
模 拟 电 子 技 术栅极电阻 RG 的作用：
(1)为栅偏压提供通路
(2)泻放栅极积累电荷源极电阻 RS 的作用：
提供负栅偏压漏极电阻 RD 的作用：
把 iD 的变化变为 uDS 的变化
UGSQ = UGQ – USQ = – IDQRS
模 拟 电 子 技 术
SDQS
G2G1
G2DD
GQ RIURR
RVU =
= ；
SDQ
G2G1
G2DD
G S Q RIRR
RVU?
=
2,分压式自偏压电路调整电阻的大小，可获得,UGSQ > 0
UGSQ = 0
UGSQ < 0
RL
+VDD
RD C2
CS+
+
+
uo
C1
+
ui
RG2
RS
G S
DRG1
RG3
模 拟 电 子 技 术例 2.8.1 耗尽型 N沟道 MOS 管,RG = 1 M?，
RS = 2 k?,RD= 12 k?,VDD = 20 V。
IDSS = 4 mA,UGS(off) = – 4 V,求 iD和 uO。
2
G S ( o f f )
GS
D S SD )1( U
uIi?=?
i
G = 0
uGS =? iDRS
2D
D )4
21(4
=? ii
RD
G
D
S
RG R
S
iD
+
uO
–
+
VDD
–
模 拟 电 子 技 术
045 D2D = ii
iD1= 4 mA
iD2= 1 mA
uGS = – 8 V < UGS(off) 增根
uGS = – 2 V
uDS = VDD – iD(RS + RD) = 20 – 14 = 6 (V)
uO = VDD – iD RD = 20 – 14 = 8 (V)
在放大区例 2.8.2 已知 UGS(off)=? 0.8 V,IDSS = 0.18 mA，
求,Q”。
模 拟 电 子 技 术解方程得,IDQ1 = 0.69 mA,UGSQ = – 2.5V
(增根，舍去 )
GQ ( V) 8.5 64 2 0 0 64 24 ==U
DQ
DQG S Q
128.5
)210(8.5
I
IU
=
=
2DQ2
G S ( o f f )
G S Q
D S SDQ )8.0
128.5
1(18.0)1(
I
U
U
II
=?=
IDQ2 = 0.45 mA,UGSQ = – 0.4 V
RL
RD C2
CS+
+
+
uo
C1
+
ui
RG2
G S
DRG1
RG3
10 k?
10 k?200 k?
64 k?
1 M? 2 k? 5 k?
+24V
模 拟 电 子 技 术
2.8.2 场效应管电路小信号等效电路分析法小信号模型
rgs
S
id
gmugs
+
ugs
+
uds
G D
从输入端口看入，相当于电阻 rgs(?)。
从输出端口看入为受 ugs 控制的电流源。
id = gmugs
一,场效应管等效电路分析法模 拟 电 子 技 术例 2.8.3
gm= 0.65 mA/V,ui = 20sin?t (mV)，求交流输出 uo。
+
RD
G
D
SRG R
S
iD
+
uO
–
+
VDD
–u
i +?
VGG
10 k?
4 k?
交流通路
+
RDG
D
SRG
RS id
+
uO
–
ui
小信号等效电路
+u
i? R
S
RDS
id
gmugs
+
ugs
+
uo
G D
RG
ui = ugs+ gmugsRS
ugs= ui / (1 + gmRS)
uo = – gmui RD / (1 + gmRS)
= – 36sin?t (mV)
模 拟 电 子 技 术二、性能指标分析
1,共源放大电路有 CS 时：
RL
+VDD
RD C2
CS+
+
+
uo
C1
+
ui
RG2 RS
G SD
RG1
RG3
RLRD
+
uo
+
ui
RG2
G
S
D
RG3
RG1
+
ugs
gmugs
idii
Lm
gs
LDgsm
i
o )//( Rg
u
RRug
u
uA
u=
==
G2G1G3i // RRRR?= Do RR =
无 CS 时：
RS
Sgsmgs
LSgsm )//(
Rugu
RRug
A u
=
Sm
Lm
1 Rg
Rg
=
Ri,Ro
不变模 拟 电 子 技 术
1
1)//(
)//(
Lm
Lm
LSgsmgs
LSgsm
i
o?
=
==
Rg
Rg
RRugu
RRug
u
uA
u
G2G1G3i // RRRR?=
2,共漏放大电路
RL
+VDD
C2
+ +
uo
C1
+
ui
RG2
RS
G S
DRG1
RG3 RLRS
+
uo
+
ui
RG2
G S
D
RG3
RG1
+
ugs
gmugs
ii i
o
1
//
m
S
om
S
o
o
dsm
S
o
o
gsm
S
o
o
o
o
o gR
ug
R
u
u
ug
R
u
u
ug
R
u
u
i
u
R =
=
=
==
Ro
