第三版童诗白第二章 基本放大电路
2.1放大的概念和电路主要指标
2.7场效应管放大电路
2.6晶体管基本放大电路的派生电路
2.5单管放大电路的三种基本接法
2.4放大电路静态工作点的稳定
2.3放大电路的分析方法
2.2基本共射放大电路的工作原理第三版童诗白本章重点和考点,
1.共射放大电路的静态工作点分析和动态参数计算。
2.放大电路失真分析和最大输出电压计算。
3.BJT三种组态的特点,FET三种组态的特点。
本章教学时数,10学时第三版童诗白本章讨论的问题：
1.什么是放大？放大电路放大信号与放大镜放大物体意义相同吗？放大的特征是什么？
2.为什么晶体管的输入、输出特性说明它有放大作用？
如何将晶体管接入电路才能起到放大作用？组成放大电路的原则是什么？有几种接法？
3.如何评价放大电路的性能？有哪些主要指标？
第三版童诗白本章讨论的问题：
4.晶体管三种基本放大电路各有什么特点？如何根据它们的特点组成派生电路？
5.如何根据放大电路的组成原则利用场效应管构成放大电路？它有三种接法吗？
6.场效应管放大电路与晶体管放大电路有哪些不同处？
在不同的场合下，应如何选用放大电路？
第二章 基本放大电路
2.1 放大的概念和电路主要指标 (第五讲）
2.1.1 放大的概念电子学中放大的目的是将微弱的 变化信号 放大成较大的信号。这里所讲的主要是电压放大电路。
电压放大电路可以用有输入口和输出口的四端网络
(二端口） 表示，如图：
放大的前提是不失真，即只有在不失真的情况下放大才有意义。
放大电路放大的本质是能量的控制和转换。
uoAuui
第二章 基本放大电路
2.1.2.放大电路的性能指标放大电路示意图图 2.1.2放大电路示意图第二章 基本放大电路一、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。
（ 1）电压放大倍数为,Auu=UO/UI（ 重点）
（ 2）电流放大倍数为,Aii=IO/II
（ 4）互导放大倍数为,Aiu=IO/UI
（ 3）互阻放大倍数为,Aui=UO/II
本章重点研究电压放大倍数 Auu
第二章 基本放大电路二、输入电阻 Ri
放大电路一定要有前级（信号源）为其提供信号，
那么就要从信号源取电流。
输入电阻 是衡量放大电路从其前级取电流大小的参数。输入电阻越大，从其前级取得的电流越小，
对前级的影响越小。
Au
Ii
~US Ui Ri=Ui / Ii
一般来说,Ri越大越好。 Why？
第二章 基本放大电路三、输出电阻 Ro
从放大电路输出端看进去的等效电阻 。
L
S 0o
o
o
R
UI
UR
输入端正弦电压,分别测量空载和输出端接负载
RL 的输出电压,。oU
iU?
oU?
L
o
o
o )1( RU
UR
输出电阻愈小,带载能力愈强 。
Lo
Lo
o RR
RUU
第二章 基本放大电路四、通频带
f
Au
Aum
0.7Aum
fL 下限截止频率
fH上限截止频率通频带,fbw= fH – fL
放大倍数随频率变化曲线通频 带 越宽，表明放大电路对不同频率信号的适应能力越强。
第二章 基本放大电路五、非线性失真系数 D
所有谐波总量与基波成分之比,即
1
2
3
2
2
A
AAD
六、最大不失真输出幅度在输出波形没有 明显失真 情况下放大电路能够提供给负载的最大输出电压 (或最大输出电流 )可用峰 -峰值
(UOPP,IOPP)表示，或有效值表示 (Uom,Iom)。
七、最大输出功率与效率输出不产生 明显失真 的最大输出功率 。 用符号 Pom表示 。
V
om
P
P
：效率
PV,直流电源消耗的功率
2.2 基本共射放大电路的工作原理
2.2.1 基本共射放大电路的组成及各元件作用
T,NPN 型三极管，为放大元件；
VCC,为输出信号提供能量；
RC,当 iC 通过 Rc,将电流的变化转化为集电极电压的变化,传送到电路的输出端；
VBB,Rb,为发射结提供正向偏置电压,提供静态基极电流 (静态基流 )。 图 2.2.1 基本共射放大电路
T
第二章 基本放大电路第二章 基本放大电路放大电路 没有输入信号 时的工作状态称为静态。
2.2.2 设置静态工作点的必要性一,静态工作点 (Quiescent Point)
静 态工作点 Q（ 直流值）,UBEQ,IBQ,ICQ 和 UCEQ
图 2.2.1 基本共射放大电路
T
b
B E QBB
BQ R
UVI
CCCCCE RIVU QQ
ICQ=?IBQ
对于 NPN硅管 UBEQ＝ 0.7V,PNP锗管 UBEQ＝ -0.2V
第二章 基本放大电路二、为什么要设置静态工作点图 2.2.2 没有设置合适的静态工作点
T+
ui
-
输出电压会出现失真对放大电路的基本要求：
1.输出波形不能失真。
2.输出信号能够放大。
Q点不仅影响放大电路是否会失真，
而且影响放大电路的几乎所有的动态参数。
第二章 基本放大电路
→ △ uCE（ -△ iC× Rc）
iU
→ △ uBE → △ iB
→ △ iC（?△ 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
一．放大原理
2.2.3 基本 共射放大电路的工作原理及波形分析若设置了适当静态工作点第二章 基本放大电路
IBQ
ui
O t
iB
O t
uCE
O tuo
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
ceC E QCE
cCQC
bBQB
beBEQBE
uUu
iIi
iIi
uUu
符号说明基本共射放大电路的 电压放大作用 是利用晶体管的电流放大作用，并依靠 RC
将电流的变化转化成电压的变化来实现的。
各电压、电流的波形第二章 基本放大电路
2.2.4 放大电路的组成原则一、组成原则
1.必须有为放大管提供合适 Q点的直流电源。
保证晶体管工作在放大区；场效应管工作在恒流区。
2.电阻适当，同电源配合，使放大管有合适 Q点。
3.输入信号必须能够作用于放大管的输入回路。
对于晶体管能产生 △ uBE,对于场效应管能产生 △ uGS，
从而改变输出回路的电流，放大输入信号。
4.当负载接入时，必须保证放大管的输出回路的动态电流能够作用于负载，从而使负载获得比输入信号大得多的信号电流或信号电压。
第二章 基本放大电路二、常见的两种共射放大电路
1.直接耦合共射放大电路图 2.2.5阻容耦合共射放大电路
T
2.阻容耦合共射放大电路
b
B E QCCBQ
R
UVI
ICQ IBQ
UCEQ = VCC – ICQ RC
b1
B E Q
b2
B E QCC
BQ R
U
R
UVI
ICQ IBQ
UCEQ = VCC – ICQ RC
图 2.2.4直接耦合共射放大电路
TRb1
Rb2
放大电路如图所示。已知 BJT的
=80,Rb=300k,Rc=2k,VCC= +12V，
求：
第二章 基本放大电路共射极放大电路
（ 1）放大电路的 Q点。此时 BJT
工作在哪个区域？
（ 2）当 Rb=100k时，放大电路的 Q点。此时 BJT工作在哪个区域？（忽略 BJT的饱和压降）
解,（ 1） uA40
3 0 0 k
2V1
b
BECC
BQ
R
UVI
（ 2）当 Rb=100k时，
3,2 m AuA4080BC II?
5,6 V3,2 m A2k-V12CcCCC EQ IRVU
静态工作点为 Q（ 40uA,3.2mA,5.6V）,BJT工作在放大区。
其最小值也只能为 0，即 IC的最大电流为：
uA1 2 01 0 0 k2V1
b
CCB RVI mA6.9uA12080BC II?
V2.79,6 m A2k-V12CcCCC EQ IRVU
mA62k2V1
c
C ESCC
CM
R
UVI
CMB II由于所以 BJT工作在饱和区。
UCEQ不可能为负值，
此时,Q（ 120uA,6mA,0V），
例题第二章 基本放大电路复习：
1.放大电路的性能指标有哪些？
2.放大电路为什么要设置静态工作点？
包括哪几个参数？
3.如何从计算出来的 Q点判断放大电路处于什么工作区？
第二章 基本放大电路
2.3.1 直流通路和交流通路阻容耦合放大电路的直流通路
耦合电容：通交流,隔直流
直流电源：内阻为零
直流电源和耦合电容对交流相当于短路共射极放大电路
2.3放大电路的分析方法
+
-
阻容耦合放大电路的 交流通路
2.3.2 图解法在三极管的输入,输出特性曲线上直接用作图的方法求解放大电路的工作情况 。
一、静态工作点的分析
1,先用估算的方法计算输入回路 IBQ,UBEQ。
2,用图解法确定输出回路静态值。
方法,根据 uCE = VCC? iCRc 式确定两个特殊点
c
CC
CCE
CCCEC
0
0
R
V
iu
Vui
时，当时，当第二章 基本放大电路输出回路输出特性
C
CC
CCE
CCCEC
0
0
R
Viu
Vui
，
，
直流负载线
Q 由静态工作点Q 确定的 I
CQ、
UCEQ 为静态值 。
第二章 基本放大电路
T
【 例 】 图示单管共射放大电路及特性曲线中,已知
Rb = 280 k?,Rc = 3 k?,集电极直流电源 VCC = 12 V，
试用图解法确定静态工作点 。
解,首先估算 IBQ
μA 40mA)
280
7.012
(
b
B E QCC
BQ
R
UV
I
做直流负载线，确定 Q 点根据 UCEQ = VCC – ICQ Rc
iC = 0,uCE = 12 V ；
uCE = 0,iC = 4 mA,
第二章 基本放大电路
0
iB = 0 μA
20 μA
40 μA
60 μA
80 μA
1
3
4
2
2 4 6 8 10 12
M
Q
静态工作点
IBQ = 40 μA,ICQ = 2 mA,UCEQ = 6 V.
uCE /V
由 Q 点确定静态值为：
iC /mA
第二章 基本放大电路二,电压放大倍数的分析
1,交流通路的输出回路输出通路的外电路是 Rc
和 RL 的并联 。
2,交流负载线交流负载线交流负载线斜率为：
LCLL //
1 RRR
R,其中
O
IB
iC / mA
uCE /V
Q
静态工作点第二章 基本放大电路
3,动态工作情况图解分析
0.68 0.72
uBE
iB
t
Q
0
0
0.7t
60
40
20
0
uBE/V
iB / μA
uBE/V
iB
UBE
（ 动画 3-1）
第二章 基本放大电路交流负载线直流负载线
4.5 7.5
uCE
9 12t0
IC
Q
iC / mA
0
IB = 4 0 μA
20
60
804
Q2
6
0
uCE/V
iC / mA
0
t
uCE/V
UCEQ
iC
输出回路工作情况分析第二章 基本放大电路
4,电压放大倍数
BE
CE
I
O ΔΔΔΔ uuuuA
u
【 例 】 用图解法求图示电路电压放大倍数 。 输入,输出特性曲线如右图,RL = 3 k? 。
uCE = (4.5 – 7.5) V =? 3 V
uBE = (0.72 – 0.68) V = 0.04 V
解,求 确定交流负载线
LR?
k 5.1// LCL RRR
取?iB = (60 – 20)?A = 40A
则输入、输出特性曲线上有
7504.0 3ΔΔ
BE
CE
u
uA
u
图 2.4.3(a)
T
第二章 基本放大电路三,波形非线性失真的分析
1,静态工作点过低,引起 iB,iC、
uCE的波形失真
ib
ui
结论,iB波形失真
O
Q
O
t
tO
uBE/V
iB / μA
uBE/V
iB / μA
IBQ——截止失真
（ 动画 3-2）
第二章 基本放大电路
iC,uCE (uo )波形失真
NPN 管截止失真时的输出 uo 波形 。
uo 波形顶部失真
uo = uce
O
iC
t
O
O
Q
t
uCE/V
uCE/V
iC / mA
ICQ
UCEQ
第二章 基本放大电路
O
IB = 0
Q
tO
O
NPN 管 uo波形
t
iC
uCE/V
uCE/V
iC / mA
uo = uce
ib(不失真 )
ICQ
UCEQ
2,Q 点过高,引起 iC,uCE的波形失真 —饱和失真
uo 波形底部失真第二章 基本放大电路
3.用图解法估算最大输出幅度
O
iB = 0
Q
uCE/V
iC / mA
A
C
B
D E
交流负载线输出波形没有明显失真时能够输出最大电压 。 即输出特性的 A,B 所限定的范围 。
Q 尽量设在线段 AB 的 中点 。 则 AQ = QB,CD = DE
问题：如何求最大不失真输出电压？
Uomax=min[(UCEQ-UCES),(UCC–UCEQ)]
第二章 基本放大电路
4.用图解法分析电路参数对静态工作点的影响
（ 1） 改变 Rb,保持
VCC,Rc,?不变；
O
IB
iC
uCE
Q1
Rb 增大,
Rb 减小,
Q 点下移；
Q 点上移；
Q2
O
IB
iC
uCE
Q1
Q3
（ 2） 改变 VCC,保持 Rb，
Rc,? 不变；
升高 VCC,直流负载线平行右移,动态工作范围增大,
但管子的动态功耗也增大 。
Q2
第二章 基本放大电路
3,改变 Rc,保持 Rb，
VCC,?不变；
4,改变?,保持 Rb,Rc,
VCC 不变；
增大 Rc,直流负载线斜率改变,则 Q 点向饱和区移近 。
O
IB
iC
uCE
Q1
Q2
O
IB
iC
uCE
Q1
Q2
增大?,ICQ 增大,
UCEQ 减小,则 Q 点移近饱和区 。
图 2.4.9 (c) 图 2.4.9 (d)
第二章 基本放大电路图解法小结
1,能够形象地显示静态工作点的位置与非线性失真的关系；
2,方便估算最大输出幅值的数值；
3,可直观表示电路参数对静态工作点的影响；
4,有利于对静态工作点 Q 的检测等 。
第二章 基本放大电路
2.3.3 等效电路法 （第六讲）
晶体管在小信号 (微变量 )情况下工作时,可以在静态工作点附近的小范围内 用直线段近似地代替三极管的特性曲线,三极管就可以 等效为一个线性元件 。 这样就可以将非线性元件晶体管所组成的放大电路等效为一个线性电路 。
一、微变等效条件研究的对象仅仅是 变化量信号的 变化范围很小第二章 基本放大电路第二章 基本放大电路
1,H(hybrid)参数的引出
),( CEBBE vifv?
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
用小信号交流分量表示 vbe= hieib+ hrevce
ic= hfeib+ hoevce
输入、输出特性如下：
iB=f(vBE)?vCE=const
iC=f(vCE)? iB=const
可以写成,),(
CEBC vifi?
CE
CE
C
B
B
C
BCE dvv
idi
i
idi
IVC
vBE vCE
iB
c
e
b
iC
BJT双口网络二、晶体管共射参数等效模型第二章 基本放大电路
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；
输入端交流开路时的反向电压传输比；
输入端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。
2,H参数的物理意义
CE
B
C
fe Vi
ih
B
CE
BE
re Iv
vh
B
CE
C
oe Iv
ih
hybrid （ H参数）
vbe= h11eib+ h12evce
ic= h21eib+ h22evce
Ube= h11eIb+ h12eUce
Ic= h21eIb+ h22eUce
h11e
h21e
h12e
h22e
第二章 基本放大电路
3,H参数小信号模型根据可得小信号模型
BJT的 H参数模型
h21eib
ic
vce
ib
vbe h12evce
h11e
h22e
vbe= h11eib+ h12evce
ic= h21eib+ h22evce
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。
H参数都是微变参数，所以只适合对交流信号的分析。
4,简化的 H参数等效 模型
hfeib
ic
vce
ib
vbe hrevce
hie
hoe
即 rbe= h11e? = h21e
uT = h12e rce= 1/h22e
一般采用习惯符号则 BJT的 H参数模型为
ib
ic
vce
ib
vbe uTvce
rbe
rce
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
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。
5,H参数的确定
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+? ) re
则
)mA(
)mV(26)1(2 0 0
EQ
be Ir
)mA(
)mV(
)mA(
)mV(
EQEQ
T
e II
Vr 26
而 (T=300K)
对于低频小功率管 rb≈(100－ 300）?
三、共射放大电路动态参数的分析电路动态参数的分析就是求解电路电压放大倍数、
输入电阻、输出电阻。
解题的方法是：
作出 h参数的交流等效电路图 2.2.5共射极放大电路
Rbvi Rc RLiV?
bI?
cI?
OV?
bI?
（ 动画 3-7）
根据
Rbvi Rc RLiV?
bI?
cI?
OV?
bI?
bebi rIV bc II
)//( LccO RRIV
则电压增益为
be
Lc
beb
Lcb
beb
Lcc
i
O
)//()//(
)//(
r
RR
rI
RRI
rI
RRI
V
V
A
V
（可作为公式）
1,求电压放大倍数 （ 电压增益）
2,求输入电阻
Rb Rc RL
iV?
bI?
cI?
OV?
bI?
Ri
iI?
beb
i
i
i // rRI
VR
3,求输出电阻
Rb Rc RL
iV?
bI?
cI?
OV?
bI?
Ro
令 0
i?V? 0b?I? 0b I
Ro = Rc 所以
L
S 0
o
o
o
R
UI
UR
4.当信号源有内阻时：
Ri为放大电路的输入电阻求
＝
Ui
.
UO
.
Ui
.
Us
.
解 （ 1）求 Q点，作直流通路
VRIVU
mAIβI
uA
KR
UV
I
42412
4)40(100
40
300
)7.0(12
cCCCCE
BC
b
BECC
B
（ 1） 试求该电路的静态工作点；
（ 2） 画出简化的小信号等效电路；
（ 3） 求该电路的电压增益 AV,
输出电阻 Ro,输入电阻 Ri。
例 如图，已知 BJT的 β =100,UBE=-0.7V。
IB
IC
UCE
2,画出小信号等效电路
3,求电压增益
)mA(
)mV(26)1(2 0 0
EQ
be Ir
＝ 200+（ 1+100） 26/4
=865欧
Rbvi Rc RL
iV?
bI?
cI?
OV?
bI?
Ui Uo
6.155
)//()//(
)//(
be
Lc
beb
Lcb
beb
Lcc
i
O
r
RR
rI
RRI
rI
RRI
U
U
A
V
4,求输入电阻
5,求输出电阻 Ro = Rc = 2K
Rb Rc RL
iV?
bI?
cI?
OV?
bI?
Ri
iI?
Ui U
o
865
//
beb
i
i
i
rR
I
U
R?
7.非线性失真判断 ----截止失真
ui
t
uo
t
6.非线性失真判断 ----饱和失真
ui
t
uo
t
等效电路法的步骤 (归纳 )
1,首先利用图解法或近似估算法确定放大电路的静态工作点 Q 。
2,求出静态工作点处的微变等效电路参数? 和
rbe 。
3,画出放大电路的微变等效电路 。 可先画出三极管的等效电路,然后画出放大电路其余部分的交流通路 。
4,列出电路方程并求解 。
第二章 基本放大电路
2.4 放大电路静态工作点的稳定 （第七讲）
2.4.1 静态工作点稳定的必要性三极管是一种对温度十分敏感的元件 。 温度变化对管子参数的影响主要表现有：
1,UBE 改变 。 UBE 的温度系数约为 –2 mV/?C,即温度每升高 1?C,UBE约下降 2 mV 。
2,? 改变 。 温度每升高 1?C,? 值约增加 0.5% ~ 1 %，
温度系数分散性较大 。
3,ICBO 改变 。 温度每升高 10?C,ICBQ 大致将增加一倍,说明 ICBQ 将随温度按指数规律上升 。
动画 avi\3-8.avi
第二章 基本放大电路温度升高将导致 IC 增大,Q 上移。波形容易失真。
iC
uCEO
iB
Q
C
CCRV
VCC
Q?
T = 20?C
T = 50?C
图 2.4.1 晶体管在不同环境温度下的输出特性曲线第二章 基本放大电路
2.4.2典型的静态工作点稳定电路稳定 Q点常引入直流负反馈或温度补偿的方法使 IBQ在温度变化时与 ICQ产生相反的变化。
一、电路组成和 Q点稳定原理
C1
RcR
b2
+VCC
C2
RL
+
+
+
+
+ C
e
uoR
b1 R
e
ui
图 2.4.2阻容耦合的静态工作点稳定电路 b图 2.4.2直接耦合的静态工作点稳定电路 a
T
Rb1
Rb2
Re
（ 动画 3-5）
所以 UBQ 不随温度变化，
——电流负反馈式工作点稳定电路
T ICQ IEQ UEQ UBEQ (= UBQ – UEQ)
IBQ ICQ?
阻容耦合的静态工作点稳定电路
C1
RcR
b2
+VCC
C2
RL
+
+
+
+
+ C
e
uo
Rb1
Re
IB IC
IE
IR
ui
UEUB
图 2.4.2 阻容耦合的静态工作点稳定电路由于 IR >> IBQ,可得 (估算 )
CC
b2b1
b1
BQ VRR
RU
第二章 基本放大电路二、静态工作点的估算由于 IR >> IBQ,可得 (估算 )
CC
b2b1
b1
BQ VRR
RU
e
B E QBQ
e
EQ
EQCQ R
UU
R
UII则
)( ecCQCC
eEQcCQCCC E Q
RRIV
RIRIVU
静态基极电流
CQ
BQ
II?
Rb2
Rb1
IBQ
IR IEQ
ICQ
第二章 基本放大电路
C1
RcR
b2
+VCC
C2
RL
+
+
+
+
+ C
e
uoR
b1 R
e
iB iC
iE
iR
ui
RcR
b2
+VCC
RL
+
+
ui uoRb1 R
e
be
L
r
RA
u
LcL // RRR
co
b2b1bei ////
RR
RRrR
三、动态参数的估算
rbe
e
b c
Rc RL oU?
bI? cI?
iU?
bI
+
+
Rb2Rb1
第二章 基本放大电路如无旁路电容，动态参数如何计算？
图 2.4.4(a)无旁路电容时的交流电路
R)1( Ebe
L
r
RA
u
LcL // RRR
co
b2b1Ebei ////])1([
RR
RRRBrR
2.4.3 稳定静态工作点的措施
a利用二极管的 反向特性 进行温度补偿
D
图 2.4.5静态工作点稳定电路
b利用二极管的 正向特性 进行温度补偿
– 50
I / mA
U / V0.2 0.4
– 25
5
10
15
–0.01
–0.02
0
Rb1
Rb2IRb
ID
IB
vi
+
-
复习：
1.如何用图解法求静态工作点？
用解析式求基极电流，
作直线 UCEQ = VCC – ICQRc
与 BJT输出特性曲线的交点。
2.NPN管共射放大电路 Q点设置太低，输出电压将会如何？
如何调节？
3.直流通路、交流通路如何绘制？
4.BJT的 h参数等效模型如何？基射极等效电阻如何计算？
6.为什么要稳定静态工作点？如何稳定？
5.共射放大电路静态、动态分析包括哪些参数？
2.5 晶体管单管放大电路的三种基本接法共射组态 CE
共集组态 CC
共基组态 CB
第二章 基本放大电路
C1
Rb +VCC
C2
RL
+
Re
++RS +
~?sU? oU?
共射极放大电路
C1 C2
+ +
+
_
+
_
OU?iU?
Re
VEE VCC
Rc
RL
T
2.5.1 基本共集放大电路
C1
Rb +VCC
C2
RL
+
Re
++RS +
~?sU? oU?
图 2.5.1 基本 共集放大电路一、电路的组成信号从基极输入，
从发射极输出第二章 基本放大电路二、静态工作点
C1
Rb +VCC
C2
RL
+
Re
++RS +
~?SU? OU?
由基极回路求得静态基极电流
eb
BEQCC
BQ )1( RR
UVI
BQCQ II
则
eCQCC
eEQCCC EQ
RIV
RIVU
图 2.5.1 共集电极放大电路第二章 基本放大电路三、电流放大倍数
bi II eo II
)1(
b
e
i
o
i I
I
I
IA
所以四、电压放大倍数
ebeeo )1( RIRIU
ebbebeebebi )1( RIrIRIrIU
ebe
e
i
o
)1(
)1(
Rr
R
U
UA
u
Lee // RRR
结论：电压放大倍数恒小于 1,而接近 1,且输出电压与输入电压同相,又称 射极跟随器 。
iU? OU?
SU ~?
+
+
_ _
+rbe
SR?
eR?
iI? bI? e
I? oI?b e
ccI
bI
图 2.5.2交流 等效电路第二章 基本放大电路五、输入电阻
eebebi RIrIU
ebe
i
i
i )1( RrI
UR
输入电阻较大。
iU? OU?
SU ~?
+
+
_ _
+rbe
SR?
eR?
iI? bI? e
I? oI?b e
ccI
bI
图 2.5.2交流 等效电路
Ri
第二章 基本放大电路第二章 基本放大电路六、输出电阻
OU?
+
_
rbe
SR?
bI?
eI? oI?b e
ccI
bI
~ bss
sbebo
//
)(
RRR
RrIU
式中
1
)1(
sbe
o
o
o
beo
Rr
I
UR
III
所以而输出电阻低，故带载能力比较强。
Ro
图 2.5.3 共集放大电路的输出电阻如输出端加上发射极电阻 Re
Re
1
// sbeeo RrRR
如输出端无发射极电阻 Re
L
S 0o
o
o
R
UI
UR
2.5.2 共基极放大电路图 2.5.4 共基极放大电路
(a)原理电路
VEE 保证发射结正偏；
VCC 保证集电结反偏；三极管工作在放大区 。
(b)实际电路实际电路采用一个电源 VCC,用 Rb1,Rb2 分压提供基极正偏电压 。
C1 C2
+ +
+
_
+
_
OU?iU?
Re
VEE VCC
Rc
RL
T C1 C2
OU?
VCC
Rb2
Rb1
+
+
+
+
+
_ _
Re
Cb
RL
iU?
Rc
第二章 基本放大电路
2.5.2 共基极放大电路图 2.5.4 共基极放大电路
VEE 保证发射结正偏；
VCC 保证集电结反偏；三极管工作在放大区 。
第二章 基本放大电路
(a)电路
+
_
+
_
OU?
iU?
Re
VBB VCC
Rc
T
(b)交流通路
OU?
+
_
+
_
iU?
Re
Rc
T
一、静态工作点 (IBQ,ICQ,UCEQ)
第二章 基本放大电路
(a)直流通路
+
_
OU?
Re
VBB VCC
Rc
T
B E QCCQCCEQCQC E Q
EQ
BQ
e
B E QBB
EQ
URIVUUU
I
I
R
UV
I
1
二、电压放大倍数微变等效电路由图可得：
交流等效电路第二章 基本放大电路
+
_
+
_
OU?iU?
Re
rbe
eI? CI?
bI? bI
b
e
c
RC
C
be
e
e
bebee
e
i
i
i
i
ebe
C
be
b
e
e
CC
i
o
u
RR
r
R
I
rIRI
I
U
I
U
R
Rr
R
rIRI
RI
U
U
A
0
1
)1(
试讨论 Re为零时的放大倍数三、电流放大倍数由微变等效电路可得,共基极放大电路没有电流放大作用,
因为：输入电流 Ii=Ie,输出电流 IO=IC，
Ai= IO/Ii= Ic /Ie =a
但是 具有电压放大作用 。 电压放大倍数与共射电路相等,
但没有负号,说明该电路 输入,输出信号同相位 。
第二章 基本放大电路
+
_
+
_
OU?iU?
Re
rbe
eI? CI?
bI? bI
b
e
c
RC
四、输入电阻
1
)1(
be
i
be
e
i
i
i
i
r
RR
r
R
I
rIRI
I
U
I
U
R
e
e
e
bebee
则：为零若
五、输出电阻
Ro? RC
第二章 基本放大电路
2.5.3 三种基本组态的比较大 (数值同共射电路,但同相 )
小 (小于、近于 1 )大 (十几 ~ 一几百 )
小大
(几十 ~ 一百以上 )
大
(几十 ~ 一百以上 )
电路组态性能 共 射 组 态 共 集 组 态 共 基 组 态
C1 C2
OU?
VCC
Rb2
Rb1
+
+
+
+
+
_ _
Re
Cb
RLiU?
C1
Rb +VCC
C2
RL
+
Re
+++
iU?
OU?
C1
Rb +VCCC2
RL
+
+
+
+
iU? OU?
Rc
iA?
uA?
1?
be
L
r
R
ebe
e
)1(
)1(
Rr
R
be
L
r
R
第二章 基本放大电路
2.5.3 三种基本组态的比较频率响应大
(几百千欧 ~几兆欧 )
小
(几欧 ~ 几十欧 )
中
(几十千欧 ~几百千欧 )
rce
小
(几欧 ~几十欧 )
大
(几十千欧以上 )
中
(几百欧 ~几千欧 )
rbe
组态性能共 射 组 态 共 集 组 态 共 基 组 态
iR
oR
1
sbe Rr ce)1( r
1
berebe )1( Rr
差 较好 好第二章 基本放大电路例 如图属于何种组态？其输出电压的波形是否正确？若有错，请改正。
uo
uo
ui
-Vcc
R2
R3
ReR1
+解 共集电极组态共集电极电路特点：
◆ 电压增益小于 1但接近于 1,UO与 Ui同相。
◆ 输入电阻大，对电压信号源衰减小
◆ 输出电阻小，带负载能力强不正确。
ui
例 电路如图题所示,BJT的电流放大系数为 β,输入电阻为 rbe，
略去了偏置电路 。试求下列三种情况下的电压增益 AV,输入电阻 Ri和输出电阻 RO
① vs2=0,从集电极输出；
② vs1=0,从集电极输出；
③ vs2=0,从发射极输出。
解 ①共发射极接法
ebe
c
ebeb
cb
i
o
V )1(])1([ Rr
R
RrI
RI
V
VA
ebe
i
i
i )1( RrI
VR
co RR?
b
Rcvi voe
c
+ +
--
rbe β Ib
Re
Ib
Ie
vs2
vs1+
-
-
+
Re
Rc
T
e
cb
② 共基极组态
vs2
vs1+
-
-
+
Re
Rc
Tb e
c
e
b
c
vs2
-
+
-
+
vo
Re
Rc
T
ebe
c
ebeb
cb
i
o
V )1(])1([ Rr
R
RrI
RI
V
VA
1ei
i
i
berR
I
VR
vs2
+ +
- -
Re
Rc
e
b
c
vorbe
β Ib
Ie
Ib
Ro? RC
vs1=0,从集电极输出
③ 共集电极组态
vs2
vs1+
-
-
+
Re
Rc
Tb
e
c vs1
e
c
b
Rc
Re vo
+ +
--
ebe
e
ebeb
eb
i
o
V )1(
)1(
])1([
)1(
Rr
R
RrI
RI
V
VA
ebe RrI
VR )1(
i
i
i
1//eo
berRR
vs2=0,从发射极输出
Ic
Ie
+
+vs1-
-
e
cb
rbe
Re
Rc
vo
β IbIb
一、复合管的组成及其电流放大系数复合管的构成：
+
uBE
iB
iB1
iC
2
iC
iE
iE1 = iB2
T1b
T2
e
c
iC
1
由两个或两个以上三极管组成。
1.复合管共射 电流放大系数?值
B
C
Δ
Δ
i
i因为由图可见
2B21B12C1CC ΔΔΔΔΔ iiiii
1B11E2B Δ)1(ΔΔ iii
1BB ΔΔ ii?
2.6 晶体管基本放大电路的派生电路 （自学）
2.6.1 复合管放大电路第二章 基本放大电路
2B2121
1B21B1C
Δ)(
Δ)1(ΔΔ
i
iii
+
uBE
iB
iB1
iC
2
iC
iE
iE1 = iB2
T1b
T2
e
c
iC
1
则
212121
B
C
Δ
Δ
i
i所以
2.复合管输入电阻 rbe
2be11be
B
BE
be )1(Δ
Δ rr
i
ur
其中
])1([Δ
ΔΔΔ
2be11be1B
2be2B1be1BBE
rri
ririu
所以显然,?,rbe均比一个管子?1,rbe1 提高了很多倍。
第二章 基本放大电路
3.构成复合管时注意事项
（ 1）,前后两个三极管连接关系上，应保证前级输出电流与后级输入电流实际方向一致。
（ 2）,外加电压的极性应保证前后两个管子均为发射结正偏，集电结反偏，使管子工作在放大区。
复合管的接法
T1b
T2
e
c?
T2
T1b
e
c
(a) NPN 型 (b) PNP 型图 2.6.1 复合管第二章 基本放大电路
(c) NPN 型
c
T1b
T2
e (d) PNP 型
T2
T1b
e
c
图 2.6.1 复合管第二章 基本放大电路结 论
1,两个同类型的三极管组成复合管,其类型与原来相同 。 复合管的1?2,复合管的 rbe = rbe1 +(1+?1 )rbe2 。
2,两个不同类型的三极管组成复合管,其类型与前级三极管相同 。 复合管的1?2,复合管的 rbe = rbe1 +(1+?1 ) rbe2 。
3,在集成运放中,复合管不仅用于中间级,也常用于输入级和输出级 。
优点可以获得很高的电流放大系数?；
提高中间级的输入电阻；
提高了集成运放总的电压放大倍数。
第二章 基本放大电路二、复合管共射放大电路图 2.6.2 阻容耦合复合管共射放大电路电压放大倍数与没用复合管时相当,但输入电阻大大增加,增强了电流放大能力。
三、复合管共集放大电路图 2.6.3 阻容耦合复合管共集放大电路复合管共集放大电路 使输入电阻大大增加，输出电阻大大减小。
2.6.2 共射－共基放大电路特点,电路的输入电阻较大，具有一定的电压放大能力，有较宽的通频带。
图 2.6.4 共射－共基放大电路的交流通路
2.6.3 共集－共基放大电路图 2.6.5 共集－共基放大电路的交流通路输入电阻较大，具有一定的电压放大能力，有较宽的通频带。
2.7 场效应管放大电路 （第 9讲）
场效应管是电压控制电流元件，具有高输入阻抗。
2.7.1 场效应管放大电路的三种接法
（以 N沟道结型场效应管为例）
图 2.7.1场效应管放大电路的三种接法
（ a） 共源电路 （ b） 共漏电路 （ c） 共栅电路
2.7.2场效应管放大电路的静态工作点的设置方法图 2.7.2 基本共源放大电路
VDD
+
uO
iD
T
~+
uI
VGG
RG
S
D
G
RD与双极型三极管对应关系
b? G,e? S,c? D
为了使场效应管工作在恒流区实现放大作用,应满足：
TGSDS
TGS
Uuu
Uu
N 沟道增强型 MOS 场效应管组成的放大电路 。
(UT,开启电压 )
一、基本共源放大电路第二章 基本放大电路静态分析－－ UGSQ,IDQ
UDSQ
VDD
+
uO
iD
T
~+?uI
VGG
RG
S
D
G
RD
图 2.7.2 基本共源放大电路两种方法 近似估算法图解法
(一 )近似估算法
MOS 管栅极电流为零，当 uI = 0 时
UGSQ = VGG
而 iD 与 uGS 之间近似满足
2
T
GS
DOD )1( U
uIi
(当 uGS > UT)
式中 IDO 为 uGS = 2UT 时的值。
2
T
G S Q
DODQ )1( U
UII
DDQDDD S Q RIVU
则静态漏极电流为第二章 基本放大电路
(二 )图解法图 2.7.3 图解法求基本共源放大电路的 静态工作点
VDD
D
DD
R
V
IDQ
UDSQ
Q
利用式 uDS = VDD? iDRD 画出直流负载线。
图中 IDQ,UDSQ 即为静态值。
第二章 基本放大电路
Q点,UGSQ,IDQ,UDSQ
UGSQ =
2
P
G S Q
D S SDQ )1( U
UII
UDSQ =
已知 UP 或 UGS（ Off)
VDD - IDQ (Rd + R )
- -IDQR
可解出 Q点的 UGS Q,IDQ,UDSQ
如知道 FET的特性曲线，也可采用 图解法。
二、自给偏压电路图 2.7.4(a) JFET自给偏压共源电路耗尽型 MOS管自给偏压共源电路的分析方法相同。
IDQ
三,分压式 偏置电路图 2.7.5分压式 偏置电路
+
T
+
RG
S
D
G
RDR2 VDD+
RL
RS
R1
C1
CS
C2
+
+
+
iU?
oU?
(一 )Q点 近似估算法根据输入回路列方程
2
T
G S Q
DODQ
SDQDD
21
1
G S Q
)1(
U
U
II
RIV
RR
R
U
解联立方程求出 UGSQ 和 IDQ。
列输出回路方程求 UDSQ
UDSQ = VDD – IDQ(RD + RS) 将 IDQ 代入，求出 UDSQ
+
T
+
RG
S
D
G
RDR2 VDD+
RL
RS
R1
C1
CS
C2
+
+
+
iU?
oU?
图 2.7.5 分压 式偏置电路
(二 )图解法由式
SDDD
21
1
SDGQGS
RiVRR R
RiUu
可做出一条直线，
另外,iD 与 uGS 之间满足转移特性曲线的规律，
二者之间交点为静态工作点，确定 UGSQ,IDQ 。
第二章 基本放大电路
SD
DD
RR
V
根据漏极回路方程在漏极特性曲线上做直流负载线,与 uGS = UGSQ 的交点确定 Q,由 Q 确定 UDSQ 和 IDQ值 。
UDSQ
uDS = VDD – iD(RD + RS)
3
uDS/V
iD/mA
0
1
2
15
2 V
105
uGS
4.5V
4V
3.5V UGSQ
3 V
VDD
QI
DQ
uGS/V
iD/mA
O 2 4 6
1
2
QIDQ
UGSQ
S
GQRU
UGQ
第二章 基本放大电路
2.7.3场效应管放大电路的动态分析
),( DSGSD uufi
iD 的全微分为
DS
DS
D
GS
GS
D
D ddd
GSDS
uu iuu ii
UU?
上式中定义：
DSGS
D
m
Uu
ig
GSDS DS
D1
Uu
i
r?
——场效应管的跨导 (毫 西门子 mS)。
——场效应管漏源之间等效电阻。
一、场效应管的低频小信号等效模型第二章 基本放大电路如果输入正弦信号，则可用相量代替上式中的变量。
成为,dSDSgsmd 1 UrUgI
根据上式做等效电路如图所示。
图 2.7.6 MOS管的 低频小信号等效模型由于没有栅极电流，所以栅源是悬空的。
是一个受控源。 gsm Ug?
+ +
— —
gsU?
gsmUg?
dsU?
dI?
DSr
g d
Ss
g
d
第二章 基本放大电路微变参数 gm 和 rDS
(1) 根据定义通过在特性曲线上作图方法中求得 。
(2)用求导的方法计算 gm
DDO
TT
GS
T
DO
GS
D
m
2)1(2
d
d iI
UU
u
U
I
u
ig
在 Q 点附近,可用 IDQ 表示上式中 iD,则
DQDO
T
m
2 II
Ug?
一般 gm 约为 0.1 至 20 mS。 rDS 为几百千欧的数量级 。
当 RD 比 rDS 小得多时,可认为等效电路的 rDS 开路 。
第二章 基本放大电路二、基本 共源放大电路的动态分析
VDD
+
uO
iD
T
~+?uI
VGG
RG
S
DG
RD
基本共源放大电路的等效电路将 rDS 开路
gsi UU
而
DgsmDdo RUgRIU
所以 Dm
i
o Rg
U
UA
u
输出电阻
Ro = RD
MOS 管输入电阻高达 109?。
1.基本共源放大电路 动态分析第二章 基本放大电路
D+ +
gsU?
gsmUg?
oU?
dI?
DR
G
S
RG
+
iU?
2.分压式偏置电路的动态分析等效电路入图所示由图可知
DgsmDdo RUgRIU
LDD // RRR
电压放大倍数
Dm
i
o Rg
U
UA
u
输入、输出电阻分别为
)//( 21Gi RRRR
分压式偏置电路等效电路
—
D
+ +
—
gsU?
gSmUg?
oU?
DR
G
S
dI?
iU? LR
+
—
GR
1R 2R
Do RR?
+
T
+
RG
S
D
G
RDR2 VDD+
RL
RSR1
C1
CS
C2
+
+
+
iU?
oU?
第二章 基本放大电路三、基本共漏放大电路
——源极输出器或源极跟随器图 2.7.9基本共漏放大电路典型电路如右图所示。
+
VT
+
S
D
G
R2
VDD+
RLRSR1
C1
C2
+
+
iU?
OU?
RG
1.静态分析分析方法与,分压 -自偏压式共源电路,类似,
可采用估算法和图解法 。
第二章 基本放大电路
2.动态分析
（ 1）,电压放大倍数图 2.7.10 微变等效电路Lss
sgsmo
RRR
RUgU
//
gssmogsi URgUUU )1(
而所以
Sm
Sm
i
o
1 Rg
Rg
U
UA
u
,1
1 1 Sm
u
u
A
RgA
时，
，当可见，
（ 2）,输入电阻
Ri = RG + ( R1 // R2 )
—
D
+ +?
gSU?
gsmUg?
oU?
SR
G S
iU? LR
+
—
GR
1R 2R
第二章 基本放大电路
（ 3）输出电阻图 2.7.11 微变等效电路在电路中，外加,令,并使 RL 开路OU? 0
i?U?
gsm
S
o
o UgR
UI
因输入端短路，故
ogs UU
则
om
S
om
S
o
o )
1( Ug
RUgR
UI
所以
S
m
S
m
o
o
o //
1
1
1
R
g
R
gI
U
R?
实际工作中经常使用的是共源,
共漏组态 。
oU?—
D
+
+
gSU?
gsmUg?
SR
G S
0i?U?
GR
1R 2R
~
OI?
第二章 基本放大电路
2.7.4 场效应管放大电路的特点
1,场效应管是压控元件；
2,栅极几乎不取用电流,输入电阻高；
3,一种载流子导电,噪声小,受温度及辐射影响小；
4,制造工艺简单,利于大规模集成；
5,存放管子应将栅源极短路,焊接时烙铁外壳应良好接地,防止静电击穿管子；
6,跨导较小,电压放大倍数一般比三极管低第二章 基本放大电路
2.1放大的概念和电路主要指标
2.7场效应管放大电路
2.6晶体管基本放大电路的派生电路
2.5单管放大电路的三种基本接法
2.4放大电路静态工作点的稳定
2.3放大电路的分析方法
2.2基本共射放大电路的工作原理第三版童诗白本章重点和考点,
1.共射放大电路的静态工作点分析和动态参数计算。
2.放大电路失真分析和最大输出电压计算。
3.BJT三种组态的特点,FET三种组态的特点。
本章教学时数,10学时第三版童诗白本章讨论的问题：
1.什么是放大？放大电路放大信号与放大镜放大物体意义相同吗？放大的特征是什么？
2.为什么晶体管的输入、输出特性说明它有放大作用？
如何将晶体管接入电路才能起到放大作用？组成放大电路的原则是什么？有几种接法？
3.如何评价放大电路的性能？有哪些主要指标？
第三版童诗白本章讨论的问题：
4.晶体管三种基本放大电路各有什么特点？如何根据它们的特点组成派生电路？
5.如何根据放大电路的组成原则利用场效应管构成放大电路？它有三种接法吗？
6.场效应管放大电路与晶体管放大电路有哪些不同处？
在不同的场合下，应如何选用放大电路？
第二章 基本放大电路
2.1 放大的概念和电路主要指标 (第五讲）
2.1.1 放大的概念电子学中放大的目的是将微弱的 变化信号 放大成较大的信号。这里所讲的主要是电压放大电路。
电压放大电路可以用有输入口和输出口的四端网络
(二端口） 表示，如图：
放大的前提是不失真，即只有在不失真的情况下放大才有意义。
放大电路放大的本质是能量的控制和转换。
uoAuui
第二章 基本放大电路
2.1.2.放大电路的性能指标放大电路示意图图 2.1.2放大电路示意图第二章 基本放大电路一、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。
（ 1）电压放大倍数为,Auu=UO/UI（ 重点）
（ 2）电流放大倍数为,Aii=IO/II
（ 4）互导放大倍数为,Aiu=IO/UI
（ 3）互阻放大倍数为,Aui=UO/II
本章重点研究电压放大倍数 Auu
第二章 基本放大电路二、输入电阻 Ri
放大电路一定要有前级（信号源）为其提供信号，
那么就要从信号源取电流。
输入电阻 是衡量放大电路从其前级取电流大小的参数。输入电阻越大，从其前级取得的电流越小，
对前级的影响越小。
Au
Ii
~US Ui Ri=Ui / Ii
一般来说,Ri越大越好。 Why？
第二章 基本放大电路三、输出电阻 Ro
从放大电路输出端看进去的等效电阻 。
L
S 0o
o
o
R
UI
UR
输入端正弦电压,分别测量空载和输出端接负载
RL 的输出电压,。oU
iU?
oU?
L
o
o
o )1( RU
UR
输出电阻愈小,带载能力愈强 。
Lo
Lo
o RR
RUU
第二章 基本放大电路四、通频带
f
Au
Aum
0.7Aum
fL 下限截止频率
fH上限截止频率通频带,fbw= fH – fL
放大倍数随频率变化曲线通频 带 越宽，表明放大电路对不同频率信号的适应能力越强。
第二章 基本放大电路五、非线性失真系数 D
所有谐波总量与基波成分之比,即
1
2
3
2
2
A
AAD
六、最大不失真输出幅度在输出波形没有 明显失真 情况下放大电路能够提供给负载的最大输出电压 (或最大输出电流 )可用峰 -峰值
(UOPP,IOPP)表示，或有效值表示 (Uom,Iom)。
七、最大输出功率与效率输出不产生 明显失真 的最大输出功率 。 用符号 Pom表示 。
V
om
P
P
：效率
PV,直流电源消耗的功率
2.2 基本共射放大电路的工作原理
2.2.1 基本共射放大电路的组成及各元件作用
T,NPN 型三极管，为放大元件；
VCC,为输出信号提供能量；
RC,当 iC 通过 Rc,将电流的变化转化为集电极电压的变化,传送到电路的输出端；
VBB,Rb,为发射结提供正向偏置电压,提供静态基极电流 (静态基流 )。 图 2.2.1 基本共射放大电路
T
第二章 基本放大电路第二章 基本放大电路放大电路 没有输入信号 时的工作状态称为静态。
2.2.2 设置静态工作点的必要性一,静态工作点 (Quiescent Point)
静 态工作点 Q（ 直流值）,UBEQ,IBQ,ICQ 和 UCEQ
图 2.2.1 基本共射放大电路
T
b
B E QBB
BQ R
UVI
CCCCCE RIVU QQ
ICQ=?IBQ
对于 NPN硅管 UBEQ＝ 0.7V,PNP锗管 UBEQ＝ -0.2V
第二章 基本放大电路二、为什么要设置静态工作点图 2.2.2 没有设置合适的静态工作点
T+
ui
-
输出电压会出现失真对放大电路的基本要求：
1.输出波形不能失真。
2.输出信号能够放大。
Q点不仅影响放大电路是否会失真，
而且影响放大电路的几乎所有的动态参数。
第二章 基本放大电路
→ △ uCE（ -△ iC× Rc）
iU
→ △ uBE → △ iB
→ △ iC（?△ 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
一．放大原理
2.2.3 基本 共射放大电路的工作原理及波形分析若设置了适当静态工作点第二章 基本放大电路
IBQ
ui
O t
iB
O t
uCE
O tuo
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
ceC E QCE
cCQC
bBQB
beBEQBE
uUu
iIi
iIi
uUu
符号说明基本共射放大电路的 电压放大作用 是利用晶体管的电流放大作用，并依靠 RC
将电流的变化转化成电压的变化来实现的。
各电压、电流的波形第二章 基本放大电路
2.2.4 放大电路的组成原则一、组成原则
1.必须有为放大管提供合适 Q点的直流电源。
保证晶体管工作在放大区；场效应管工作在恒流区。
2.电阻适当，同电源配合，使放大管有合适 Q点。
3.输入信号必须能够作用于放大管的输入回路。
对于晶体管能产生 △ uBE,对于场效应管能产生 △ uGS，
从而改变输出回路的电流，放大输入信号。
4.当负载接入时，必须保证放大管的输出回路的动态电流能够作用于负载，从而使负载获得比输入信号大得多的信号电流或信号电压。
第二章 基本放大电路二、常见的两种共射放大电路
1.直接耦合共射放大电路图 2.2.5阻容耦合共射放大电路
T
2.阻容耦合共射放大电路
b
B E QCCBQ
R
UVI
ICQ IBQ
UCEQ = VCC – ICQ RC
b1
B E Q
b2
B E QCC
BQ R
U
R
UVI
ICQ IBQ
UCEQ = VCC – ICQ RC
图 2.2.4直接耦合共射放大电路
TRb1
Rb2
放大电路如图所示。已知 BJT的
=80,Rb=300k,Rc=2k,VCC= +12V，
求：
第二章 基本放大电路共射极放大电路
（ 1）放大电路的 Q点。此时 BJT
工作在哪个区域？
（ 2）当 Rb=100k时，放大电路的 Q点。此时 BJT工作在哪个区域？（忽略 BJT的饱和压降）
解,（ 1） uA40
3 0 0 k
2V1
b
BECC
BQ
R
UVI
（ 2）当 Rb=100k时，
3,2 m AuA4080BC II?
5,6 V3,2 m A2k-V12CcCCC EQ IRVU
静态工作点为 Q（ 40uA,3.2mA,5.6V）,BJT工作在放大区。
其最小值也只能为 0，即 IC的最大电流为：
uA1 2 01 0 0 k2V1
b
CCB RVI mA6.9uA12080BC II?
V2.79,6 m A2k-V12CcCCC EQ IRVU
mA62k2V1
c
C ESCC
CM
R
UVI
CMB II由于所以 BJT工作在饱和区。
UCEQ不可能为负值，
此时,Q（ 120uA,6mA,0V），
例题第二章 基本放大电路复习：
1.放大电路的性能指标有哪些？
2.放大电路为什么要设置静态工作点？
包括哪几个参数？
3.如何从计算出来的 Q点判断放大电路处于什么工作区？
第二章 基本放大电路
2.3.1 直流通路和交流通路阻容耦合放大电路的直流通路
耦合电容：通交流,隔直流
直流电源：内阻为零
直流电源和耦合电容对交流相当于短路共射极放大电路
2.3放大电路的分析方法
+
-
阻容耦合放大电路的 交流通路
2.3.2 图解法在三极管的输入,输出特性曲线上直接用作图的方法求解放大电路的工作情况 。
一、静态工作点的分析
1,先用估算的方法计算输入回路 IBQ,UBEQ。
2,用图解法确定输出回路静态值。
方法,根据 uCE = VCC? iCRc 式确定两个特殊点
c
CC
CCE
CCCEC
0
0
R
V
iu
Vui
时，当时，当第二章 基本放大电路输出回路输出特性
C
CC
CCE
CCCEC
0
0
R
Viu
Vui
，
，
直流负载线
Q 由静态工作点Q 确定的 I
CQ、
UCEQ 为静态值 。
第二章 基本放大电路
T
【 例 】 图示单管共射放大电路及特性曲线中,已知
Rb = 280 k?,Rc = 3 k?,集电极直流电源 VCC = 12 V，
试用图解法确定静态工作点 。
解,首先估算 IBQ
μA 40mA)
280
7.012
(
b
B E QCC
BQ
R
UV
I
做直流负载线，确定 Q 点根据 UCEQ = VCC – ICQ Rc
iC = 0,uCE = 12 V ；
uCE = 0,iC = 4 mA,
第二章 基本放大电路
0
iB = 0 μA
20 μA
40 μA
60 μA
80 μA
1
3
4
2
2 4 6 8 10 12
M
Q
静态工作点
IBQ = 40 μA,ICQ = 2 mA,UCEQ = 6 V.
uCE /V
由 Q 点确定静态值为：
iC /mA
第二章 基本放大电路二,电压放大倍数的分析
1,交流通路的输出回路输出通路的外电路是 Rc
和 RL 的并联 。
2,交流负载线交流负载线交流负载线斜率为：
LCLL //
1 RRR
R,其中
O
IB
iC / mA
uCE /V
Q
静态工作点第二章 基本放大电路
3,动态工作情况图解分析
0.68 0.72
uBE
iB
t
Q
0
0
0.7t
60
40
20
0
uBE/V
iB / μA
uBE/V
iB
UBE
（ 动画 3-1）
第二章 基本放大电路交流负载线直流负载线
4.5 7.5
uCE
9 12t0
IC
Q
iC / mA
0
IB = 4 0 μA
20
60
804
Q2
6
0
uCE/V
iC / mA
0
t
uCE/V
UCEQ
iC
输出回路工作情况分析第二章 基本放大电路
4,电压放大倍数
BE
CE
I
O ΔΔΔΔ uuuuA
u
【 例 】 用图解法求图示电路电压放大倍数 。 输入,输出特性曲线如右图,RL = 3 k? 。
uCE = (4.5 – 7.5) V =? 3 V
uBE = (0.72 – 0.68) V = 0.04 V
解,求 确定交流负载线
LR?
k 5.1// LCL RRR
取?iB = (60 – 20)?A = 40A
则输入、输出特性曲线上有
7504.0 3ΔΔ
BE
CE
u
uA
u
图 2.4.3(a)
T
第二章 基本放大电路三,波形非线性失真的分析
1,静态工作点过低,引起 iB,iC、
uCE的波形失真
ib
ui
结论,iB波形失真
O
Q
O
t
tO
uBE/V
iB / μA
uBE/V
iB / μA
IBQ——截止失真
（ 动画 3-2）
第二章 基本放大电路
iC,uCE (uo )波形失真
NPN 管截止失真时的输出 uo 波形 。
uo 波形顶部失真
uo = uce
O
iC
t
O
O
Q
t
uCE/V
uCE/V
iC / mA
ICQ
UCEQ
第二章 基本放大电路
O
IB = 0
Q
tO
O
NPN 管 uo波形
t
iC
uCE/V
uCE/V
iC / mA
uo = uce
ib(不失真 )
ICQ
UCEQ
2,Q 点过高,引起 iC,uCE的波形失真 —饱和失真
uo 波形底部失真第二章 基本放大电路
3.用图解法估算最大输出幅度
O
iB = 0
Q
uCE/V
iC / mA
A
C
B
D E
交流负载线输出波形没有明显失真时能够输出最大电压 。 即输出特性的 A,B 所限定的范围 。
Q 尽量设在线段 AB 的 中点 。 则 AQ = QB,CD = DE
问题：如何求最大不失真输出电压？
Uomax=min[(UCEQ-UCES),(UCC–UCEQ)]
第二章 基本放大电路
4.用图解法分析电路参数对静态工作点的影响
（ 1） 改变 Rb,保持
VCC,Rc,?不变；
O
IB
iC
uCE
Q1
Rb 增大,
Rb 减小,
Q 点下移；
Q 点上移；
Q2
O
IB
iC
uCE
Q1
Q3
（ 2） 改变 VCC,保持 Rb，
Rc,? 不变；
升高 VCC,直流负载线平行右移,动态工作范围增大,
但管子的动态功耗也增大 。
Q2
第二章 基本放大电路
3,改变 Rc,保持 Rb，
VCC,?不变；
4,改变?,保持 Rb,Rc,
VCC 不变；
增大 Rc,直流负载线斜率改变,则 Q 点向饱和区移近 。
O
IB
iC
uCE
Q1
Q2
O
IB
iC
uCE
Q1
Q2
增大?,ICQ 增大,
UCEQ 减小,则 Q 点移近饱和区 。
图 2.4.9 (c) 图 2.4.9 (d)
第二章 基本放大电路图解法小结
1,能够形象地显示静态工作点的位置与非线性失真的关系；
2,方便估算最大输出幅值的数值；
3,可直观表示电路参数对静态工作点的影响；
4,有利于对静态工作点 Q 的检测等 。
第二章 基本放大电路
2.3.3 等效电路法 （第六讲）
晶体管在小信号 (微变量 )情况下工作时,可以在静态工作点附近的小范围内 用直线段近似地代替三极管的特性曲线,三极管就可以 等效为一个线性元件 。 这样就可以将非线性元件晶体管所组成的放大电路等效为一个线性电路 。
一、微变等效条件研究的对象仅仅是 变化量信号的 变化范围很小第二章 基本放大电路第二章 基本放大电路
1,H(hybrid)参数的引出
),( CEBBE vifv?
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
用小信号交流分量表示 vbe= hieib+ hrevce
ic= hfeib+ hoevce
输入、输出特性如下：
iB=f(vBE)?vCE=const
iC=f(vCE)? iB=const
可以写成,),(
CEBC vifi?
CE
CE
C
B
B
C
BCE dvv
idi
i
idi
IVC
vBE vCE
iB
c
e
b
iC
BJT双口网络二、晶体管共射参数等效模型第二章 基本放大电路
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；
输入端交流开路时的反向电压传输比；
输入端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。
2,H参数的物理意义
CE
B
C
fe Vi
ih
B
CE
BE
re Iv
vh
B
CE
C
oe Iv
ih
hybrid （ H参数）
vbe= h11eib+ h12evce
ic= h21eib+ h22evce
Ube= h11eIb+ h12eUce
Ic= h21eIb+ h22eUce
h11e
h21e
h12e
h22e
第二章 基本放大电路
3,H参数小信号模型根据可得小信号模型
BJT的 H参数模型
h21eib
ic
vce
ib
vbe h12evce
h11e
h22e
vbe= h11eib+ h12evce
ic= h21eib+ h22evce
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。
H参数都是微变参数，所以只适合对交流信号的分析。
4,简化的 H参数等效 模型
hfeib
ic
vce
ib
vbe hrevce
hie
hoe
即 rbe= h11e? = h21e
uT = h12e rce= 1/h22e
一般采用习惯符号则 BJT的 H参数模型为
ib
ic
vce
ib
vbe uTvce
rbe
rce
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
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。
5,H参数的确定
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+? ) re
则
)mA(
)mV(26)1(2 0 0
EQ
be Ir
)mA(
)mV(
)mA(
)mV(
EQEQ
T
e II
Vr 26
而 (T=300K)
对于低频小功率管 rb≈(100－ 300）?
三、共射放大电路动态参数的分析电路动态参数的分析就是求解电路电压放大倍数、
输入电阻、输出电阻。
解题的方法是：
作出 h参数的交流等效电路图 2.2.5共射极放大电路
Rbvi Rc RLiV?
bI?
cI?
OV?
bI?
（ 动画 3-7）
根据
Rbvi Rc RLiV?
bI?
cI?
OV?
bI?
bebi rIV bc II
)//( LccO RRIV
则电压增益为
be
Lc
beb
Lcb
beb
Lcc
i
O
)//()//(
)//(
r
RR
rI
RRI
rI
RRI
V
V
A
V
（可作为公式）
1,求电压放大倍数 （ 电压增益）
2,求输入电阻
Rb Rc RL
iV?
bI?
cI?
OV?
bI?
Ri
iI?
beb
i
i
i // rRI
VR
3,求输出电阻
Rb Rc RL
iV?
bI?
cI?
OV?
bI?
Ro
令 0
i?V? 0b?I? 0b I
Ro = Rc 所以
L
S 0
o
o
o
R
UI
UR
4.当信号源有内阻时：
Ri为放大电路的输入电阻求
＝
Ui
.
UO
.
Ui
.
Us
.
解 （ 1）求 Q点，作直流通路
VRIVU
mAIβI
uA
KR
UV
I
42412
4)40(100
40
300
)7.0(12
cCCCCE
BC
b
BECC
B
（ 1） 试求该电路的静态工作点；
（ 2） 画出简化的小信号等效电路；
（ 3） 求该电路的电压增益 AV,
输出电阻 Ro,输入电阻 Ri。
例 如图，已知 BJT的 β =100,UBE=-0.7V。
IB
IC
UCE
2,画出小信号等效电路
3,求电压增益
)mA(
)mV(26)1(2 0 0
EQ
be Ir
＝ 200+（ 1+100） 26/4
=865欧
Rbvi Rc RL
iV?
bI?
cI?
OV?
bI?
Ui Uo
6.155
)//()//(
)//(
be
Lc
beb
Lcb
beb
Lcc
i
O
r
RR
rI
RRI
rI
RRI
U
U
A
V
4,求输入电阻
5,求输出电阻 Ro = Rc = 2K
Rb Rc RL
iV?
bI?
cI?
OV?
bI?
Ri
iI?
Ui U
o
865
//
beb
i
i
i
rR
I
U
R?
7.非线性失真判断 ----截止失真
ui
t
uo
t
6.非线性失真判断 ----饱和失真
ui
t
uo
t
等效电路法的步骤 (归纳 )
1,首先利用图解法或近似估算法确定放大电路的静态工作点 Q 。
2,求出静态工作点处的微变等效电路参数? 和
rbe 。
3,画出放大电路的微变等效电路 。 可先画出三极管的等效电路,然后画出放大电路其余部分的交流通路 。
4,列出电路方程并求解 。
第二章 基本放大电路
2.4 放大电路静态工作点的稳定 （第七讲）
2.4.1 静态工作点稳定的必要性三极管是一种对温度十分敏感的元件 。 温度变化对管子参数的影响主要表现有：
1,UBE 改变 。 UBE 的温度系数约为 –2 mV/?C,即温度每升高 1?C,UBE约下降 2 mV 。
2,? 改变 。 温度每升高 1?C,? 值约增加 0.5% ~ 1 %，
温度系数分散性较大 。
3,ICBO 改变 。 温度每升高 10?C,ICBQ 大致将增加一倍,说明 ICBQ 将随温度按指数规律上升 。
动画 avi\3-8.avi
第二章 基本放大电路温度升高将导致 IC 增大,Q 上移。波形容易失真。
iC
uCEO
iB
Q
C
CCRV
VCC
Q?
T = 20?C
T = 50?C
图 2.4.1 晶体管在不同环境温度下的输出特性曲线第二章 基本放大电路
2.4.2典型的静态工作点稳定电路稳定 Q点常引入直流负反馈或温度补偿的方法使 IBQ在温度变化时与 ICQ产生相反的变化。
一、电路组成和 Q点稳定原理
C1
RcR
b2
+VCC
C2
RL
+
+
+
+
+ C
e
uoR
b1 R
e
ui
图 2.4.2阻容耦合的静态工作点稳定电路 b图 2.4.2直接耦合的静态工作点稳定电路 a
T
Rb1
Rb2
Re
（ 动画 3-5）
所以 UBQ 不随温度变化，
——电流负反馈式工作点稳定电路
T ICQ IEQ UEQ UBEQ (= UBQ – UEQ)
IBQ ICQ?
阻容耦合的静态工作点稳定电路
C1
RcR
b2
+VCC
C2
RL
+
+
+
+
+ C
e
uo
Rb1
Re
IB IC
IE
IR
ui
UEUB
图 2.4.2 阻容耦合的静态工作点稳定电路由于 IR >> IBQ,可得 (估算 )
CC
b2b1
b1
BQ VRR
RU
第二章 基本放大电路二、静态工作点的估算由于 IR >> IBQ,可得 (估算 )
CC
b2b1
b1
BQ VRR
RU
e
B E QBQ
e
EQ
EQCQ R
UU
R
UII则
)( ecCQCC
eEQcCQCCC E Q
RRIV
RIRIVU
静态基极电流
CQ
BQ
II?
Rb2
Rb1
IBQ
IR IEQ
ICQ
第二章 基本放大电路
C1
RcR
b2
+VCC
C2
RL
+
+
+
+
+ C
e
uoR
b1 R
e
iB iC
iE
iR
ui
RcR
b2
+VCC
RL
+
+
ui uoRb1 R
e
be
L
r
RA
u
LcL // RRR
co
b2b1bei ////
RR
RRrR
三、动态参数的估算
rbe
e
b c
Rc RL oU?
bI? cI?
iU?
bI
+
+
Rb2Rb1
第二章 基本放大电路如无旁路电容，动态参数如何计算？
图 2.4.4(a)无旁路电容时的交流电路
R)1( Ebe
L
r
RA
u
LcL // RRR
co
b2b1Ebei ////])1([
RR
RRRBrR
2.4.3 稳定静态工作点的措施
a利用二极管的 反向特性 进行温度补偿
D
图 2.4.5静态工作点稳定电路
b利用二极管的 正向特性 进行温度补偿
– 50
I / mA
U / V0.2 0.4
– 25
5
10
15
–0.01
–0.02
0
Rb1
Rb2IRb
ID
IB
vi
+
-
复习：
1.如何用图解法求静态工作点？
用解析式求基极电流，
作直线 UCEQ = VCC – ICQRc
与 BJT输出特性曲线的交点。
2.NPN管共射放大电路 Q点设置太低，输出电压将会如何？
如何调节？
3.直流通路、交流通路如何绘制？
4.BJT的 h参数等效模型如何？基射极等效电阻如何计算？
6.为什么要稳定静态工作点？如何稳定？
5.共射放大电路静态、动态分析包括哪些参数？
2.5 晶体管单管放大电路的三种基本接法共射组态 CE
共集组态 CC
共基组态 CB
第二章 基本放大电路
C1
Rb +VCC
C2
RL
+
Re
++RS +
~?sU? oU?
共射极放大电路
C1 C2
+ +
+
_
+
_
OU?iU?
Re
VEE VCC
Rc
RL
T
2.5.1 基本共集放大电路
C1
Rb +VCC
C2
RL
+
Re
++RS +
~?sU? oU?
图 2.5.1 基本 共集放大电路一、电路的组成信号从基极输入，
从发射极输出第二章 基本放大电路二、静态工作点
C1
Rb +VCC
C2
RL
+
Re
++RS +
~?SU? OU?
由基极回路求得静态基极电流
eb
BEQCC
BQ )1( RR
UVI
BQCQ II
则
eCQCC
eEQCCC EQ
RIV
RIVU
图 2.5.1 共集电极放大电路第二章 基本放大电路三、电流放大倍数
bi II eo II
)1(
b
e
i
o
i I
I
I
IA
所以四、电压放大倍数
ebeeo )1( RIRIU
ebbebeebebi )1( RIrIRIrIU
ebe
e
i
o
)1(
)1(
Rr
R
U
UA
u
Lee // RRR
结论：电压放大倍数恒小于 1,而接近 1,且输出电压与输入电压同相,又称 射极跟随器 。
iU? OU?
SU ~?
+
+
_ _
+rbe
SR?
eR?
iI? bI? e
I? oI?b e
ccI
bI
图 2.5.2交流 等效电路第二章 基本放大电路五、输入电阻
eebebi RIrIU
ebe
i
i
i )1( RrI
UR
输入电阻较大。
iU? OU?
SU ~?
+
+
_ _
+rbe
SR?
eR?
iI? bI? e
I? oI?b e
ccI
bI
图 2.5.2交流 等效电路
Ri
第二章 基本放大电路第二章 基本放大电路六、输出电阻
OU?
+
_
rbe
SR?
bI?
eI? oI?b e
ccI
bI
~ bss
sbebo
//
)(
RRR
RrIU
式中
1
)1(
sbe
o
o
o
beo
Rr
I
UR
III
所以而输出电阻低，故带载能力比较强。
Ro
图 2.5.3 共集放大电路的输出电阻如输出端加上发射极电阻 Re
Re
1
// sbeeo RrRR
如输出端无发射极电阻 Re
L
S 0o
o
o
R
UI
UR
2.5.2 共基极放大电路图 2.5.4 共基极放大电路
(a)原理电路
VEE 保证发射结正偏；
VCC 保证集电结反偏；三极管工作在放大区 。
(b)实际电路实际电路采用一个电源 VCC,用 Rb1,Rb2 分压提供基极正偏电压 。
C1 C2
+ +
+
_
+
_
OU?iU?
Re
VEE VCC
Rc
RL
T C1 C2
OU?
VCC
Rb2
Rb1
+
+
+
+
+
_ _
Re
Cb
RL
iU?
Rc
第二章 基本放大电路
2.5.2 共基极放大电路图 2.5.4 共基极放大电路
VEE 保证发射结正偏；
VCC 保证集电结反偏；三极管工作在放大区 。
第二章 基本放大电路
(a)电路
+
_
+
_
OU?
iU?
Re
VBB VCC
Rc
T
(b)交流通路
OU?
+
_
+
_
iU?
Re
Rc
T
一、静态工作点 (IBQ,ICQ,UCEQ)
第二章 基本放大电路
(a)直流通路
+
_
OU?
Re
VBB VCC
Rc
T
B E QCCQCCEQCQC E Q
EQ
BQ
e
B E QBB
EQ
URIVUUU
I
I
R
UV
I
1
二、电压放大倍数微变等效电路由图可得：
交流等效电路第二章 基本放大电路
+
_
+
_
OU?iU?
Re
rbe
eI? CI?
bI? bI
b
e
c
RC
C
be
e
e
bebee
e
i
i
i
i
ebe
C
be
b
e
e
CC
i
o
u
RR
r
R
I
rIRI
I
U
I
U
R
Rr
R
rIRI
RI
U
U
A
0
1
)1(
试讨论 Re为零时的放大倍数三、电流放大倍数由微变等效电路可得,共基极放大电路没有电流放大作用,
因为：输入电流 Ii=Ie,输出电流 IO=IC，
Ai= IO/Ii= Ic /Ie =a
但是 具有电压放大作用 。 电压放大倍数与共射电路相等,
但没有负号,说明该电路 输入,输出信号同相位 。
第二章 基本放大电路
+
_
+
_
OU?iU?
Re
rbe
eI? CI?
bI? bI
b
e
c
RC
四、输入电阻
1
)1(
be
i
be
e
i
i
i
i
r
RR
r
R
I
rIRI
I
U
I
U
R
e
e
e
bebee
则：为零若
五、输出电阻
Ro? RC
第二章 基本放大电路
2.5.3 三种基本组态的比较大 (数值同共射电路,但同相 )
小 (小于、近于 1 )大 (十几 ~ 一几百 )
小大
(几十 ~ 一百以上 )
大
(几十 ~ 一百以上 )
电路组态性能 共 射 组 态 共 集 组 态 共 基 组 态
C1 C2
OU?
VCC
Rb2
Rb1
+
+
+
+
+
_ _
Re
Cb
RLiU?
C1
Rb +VCC
C2
RL
+
Re
+++
iU?
OU?
C1
Rb +VCCC2
RL
+
+
+
+
iU? OU?
Rc
iA?
uA?
1?
be
L
r
R
ebe
e
)1(
)1(
Rr
R
be
L
r
R
第二章 基本放大电路
2.5.3 三种基本组态的比较频率响应大
(几百千欧 ~几兆欧 )
小
(几欧 ~ 几十欧 )
中
(几十千欧 ~几百千欧 )
rce
小
(几欧 ~几十欧 )
大
(几十千欧以上 )
中
(几百欧 ~几千欧 )
rbe
组态性能共 射 组 态 共 集 组 态 共 基 组 态
iR
oR
1
sbe Rr ce)1( r
1
berebe )1( Rr
差 较好 好第二章 基本放大电路例 如图属于何种组态？其输出电压的波形是否正确？若有错，请改正。
uo
uo
ui
-Vcc
R2
R3
ReR1
+解 共集电极组态共集电极电路特点：
◆ 电压增益小于 1但接近于 1,UO与 Ui同相。
◆ 输入电阻大，对电压信号源衰减小
◆ 输出电阻小，带负载能力强不正确。
ui
例 电路如图题所示,BJT的电流放大系数为 β,输入电阻为 rbe，
略去了偏置电路 。试求下列三种情况下的电压增益 AV,输入电阻 Ri和输出电阻 RO
① vs2=0,从集电极输出；
② vs1=0,从集电极输出；
③ vs2=0,从发射极输出。
解 ①共发射极接法
ebe
c
ebeb
cb
i
o
V )1(])1([ Rr
R
RrI
RI
V
VA
ebe
i
i
i )1( RrI
VR
co RR?
b
Rcvi voe
c
+ +
--
rbe β Ib
Re
Ib
Ie
vs2
vs1+
-
-
+
Re
Rc
T
e
cb
② 共基极组态
vs2
vs1+
-
-
+
Re
Rc
Tb e
c
e
b
c
vs2
-
+
-
+
vo
Re
Rc
T
ebe
c
ebeb
cb
i
o
V )1(])1([ Rr
R
RrI
RI
V
VA
1ei
i
i
berR
I
VR
vs2
+ +
- -
Re
Rc
e
b
c
vorbe
β Ib
Ie
Ib
Ro? RC
vs1=0,从集电极输出
③ 共集电极组态
vs2
vs1+
-
-
+
Re
Rc
Tb
e
c vs1
e
c
b
Rc
Re vo
+ +
--
ebe
e
ebeb
eb
i
o
V )1(
)1(
])1([
)1(
Rr
R
RrI
RI
V
VA
ebe RrI
VR )1(
i
i
i
1//eo
berRR
vs2=0,从发射极输出
Ic
Ie
+
+vs1-
-
e
cb
rbe
Re
Rc
vo
β IbIb
一、复合管的组成及其电流放大系数复合管的构成：
+
uBE
iB
iB1
iC
2
iC
iE
iE1 = iB2
T1b
T2
e
c
iC
1
由两个或两个以上三极管组成。
1.复合管共射 电流放大系数?值
B
C
Δ
Δ
i
i因为由图可见
2B21B12C1CC ΔΔΔΔΔ iiiii
1B11E2B Δ)1(ΔΔ iii
1BB ΔΔ ii?
2.6 晶体管基本放大电路的派生电路 （自学）
2.6.1 复合管放大电路第二章 基本放大电路
2B2121
1B21B1C
Δ)(
Δ)1(ΔΔ
i
iii
+
uBE
iB
iB1
iC
2
iC
iE
iE1 = iB2
T1b
T2
e
c
iC
1
则
212121
B
C
Δ
Δ
i
i所以
2.复合管输入电阻 rbe
2be11be
B
BE
be )1(Δ
Δ rr
i
ur
其中
])1([Δ
ΔΔΔ
2be11be1B
2be2B1be1BBE
rri
ririu
所以显然,?,rbe均比一个管子?1,rbe1 提高了很多倍。
第二章 基本放大电路
3.构成复合管时注意事项
（ 1）,前后两个三极管连接关系上，应保证前级输出电流与后级输入电流实际方向一致。
（ 2）,外加电压的极性应保证前后两个管子均为发射结正偏，集电结反偏，使管子工作在放大区。
复合管的接法
T1b
T2
e
c?
T2
T1b
e
c
(a) NPN 型 (b) PNP 型图 2.6.1 复合管第二章 基本放大电路
(c) NPN 型
c
T1b
T2
e (d) PNP 型
T2
T1b
e
c
图 2.6.1 复合管第二章 基本放大电路结 论
1,两个同类型的三极管组成复合管,其类型与原来相同 。 复合管的1?2,复合管的 rbe = rbe1 +(1+?1 )rbe2 。
2,两个不同类型的三极管组成复合管,其类型与前级三极管相同 。 复合管的1?2,复合管的 rbe = rbe1 +(1+?1 ) rbe2 。
3,在集成运放中,复合管不仅用于中间级,也常用于输入级和输出级 。
优点可以获得很高的电流放大系数?；
提高中间级的输入电阻；
提高了集成运放总的电压放大倍数。
第二章 基本放大电路二、复合管共射放大电路图 2.6.2 阻容耦合复合管共射放大电路电压放大倍数与没用复合管时相当,但输入电阻大大增加,增强了电流放大能力。
三、复合管共集放大电路图 2.6.3 阻容耦合复合管共集放大电路复合管共集放大电路 使输入电阻大大增加，输出电阻大大减小。
2.6.2 共射－共基放大电路特点,电路的输入电阻较大，具有一定的电压放大能力，有较宽的通频带。
图 2.6.4 共射－共基放大电路的交流通路
2.6.3 共集－共基放大电路图 2.6.5 共集－共基放大电路的交流通路输入电阻较大，具有一定的电压放大能力，有较宽的通频带。
2.7 场效应管放大电路 （第 9讲）
场效应管是电压控制电流元件，具有高输入阻抗。
2.7.1 场效应管放大电路的三种接法
（以 N沟道结型场效应管为例）
图 2.7.1场效应管放大电路的三种接法
（ a） 共源电路 （ b） 共漏电路 （ c） 共栅电路
2.7.2场效应管放大电路的静态工作点的设置方法图 2.7.2 基本共源放大电路
VDD
+
uO
iD
T
~+
uI
VGG
RG
S
D
G
RD与双极型三极管对应关系
b? G,e? S,c? D
为了使场效应管工作在恒流区实现放大作用,应满足：
TGSDS
TGS
Uuu
Uu
N 沟道增强型 MOS 场效应管组成的放大电路 。
(UT,开启电压 )
一、基本共源放大电路第二章 基本放大电路静态分析－－ UGSQ,IDQ
UDSQ
VDD
+
uO
iD
T
~+?uI
VGG
RG
S
D
G
RD
图 2.7.2 基本共源放大电路两种方法 近似估算法图解法
(一 )近似估算法
MOS 管栅极电流为零，当 uI = 0 时
UGSQ = VGG
而 iD 与 uGS 之间近似满足
2
T
GS
DOD )1( U
uIi
(当 uGS > UT)
式中 IDO 为 uGS = 2UT 时的值。
2
T
G S Q
DODQ )1( U
UII
DDQDDD S Q RIVU
则静态漏极电流为第二章 基本放大电路
(二 )图解法图 2.7.3 图解法求基本共源放大电路的 静态工作点
VDD
D
DD
R
V
IDQ
UDSQ
Q
利用式 uDS = VDD? iDRD 画出直流负载线。
图中 IDQ,UDSQ 即为静态值。
第二章 基本放大电路
Q点,UGSQ,IDQ,UDSQ
UGSQ =
2
P
G S Q
D S SDQ )1( U
UII
UDSQ =
已知 UP 或 UGS（ Off)
VDD - IDQ (Rd + R )
- -IDQR
可解出 Q点的 UGS Q,IDQ,UDSQ
如知道 FET的特性曲线，也可采用 图解法。
二、自给偏压电路图 2.7.4(a) JFET自给偏压共源电路耗尽型 MOS管自给偏压共源电路的分析方法相同。
IDQ
三,分压式 偏置电路图 2.7.5分压式 偏置电路
+
T
+
RG
S
D
G
RDR2 VDD+
RL
RS
R1
C1
CS
C2
+
+
+
iU?
oU?
(一 )Q点 近似估算法根据输入回路列方程
2
T
G S Q
DODQ
SDQDD
21
1
G S Q
)1(
U
U
II
RIV
RR
R
U
解联立方程求出 UGSQ 和 IDQ。
列输出回路方程求 UDSQ
UDSQ = VDD – IDQ(RD + RS) 将 IDQ 代入，求出 UDSQ
+
T
+
RG
S
D
G
RDR2 VDD+
RL
RS
R1
C1
CS
C2
+
+
+
iU?
oU?
图 2.7.5 分压 式偏置电路
(二 )图解法由式
SDDD
21
1
SDGQGS
RiVRR R
RiUu
可做出一条直线，
另外,iD 与 uGS 之间满足转移特性曲线的规律，
二者之间交点为静态工作点，确定 UGSQ,IDQ 。
第二章 基本放大电路
SD
DD
RR
V
根据漏极回路方程在漏极特性曲线上做直流负载线,与 uGS = UGSQ 的交点确定 Q,由 Q 确定 UDSQ 和 IDQ值 。
UDSQ
uDS = VDD – iD(RD + RS)
3
uDS/V
iD/mA
0
1
2
15
2 V
105
uGS
4.5V
4V
3.5V UGSQ
3 V
VDD
QI
DQ
uGS/V
iD/mA
O 2 4 6
1
2
QIDQ
UGSQ
S
GQRU
UGQ
第二章 基本放大电路
2.7.3场效应管放大电路的动态分析
),( DSGSD uufi
iD 的全微分为
DS
DS
D
GS
GS
D
D ddd
GSDS
uu iuu ii
UU?
上式中定义：
DSGS
D
m
Uu
ig
GSDS DS
D1
Uu
i
r?
——场效应管的跨导 (毫 西门子 mS)。
——场效应管漏源之间等效电阻。
一、场效应管的低频小信号等效模型第二章 基本放大电路如果输入正弦信号，则可用相量代替上式中的变量。
成为,dSDSgsmd 1 UrUgI
根据上式做等效电路如图所示。
图 2.7.6 MOS管的 低频小信号等效模型由于没有栅极电流，所以栅源是悬空的。
是一个受控源。 gsm Ug?
+ +
— —
gsU?
gsmUg?
dsU?
dI?
DSr
g d
Ss
g
d
第二章 基本放大电路微变参数 gm 和 rDS
(1) 根据定义通过在特性曲线上作图方法中求得 。
(2)用求导的方法计算 gm
DDO
TT
GS
T
DO
GS
D
m
2)1(2
d
d iI
UU
u
U
I
u
ig
在 Q 点附近,可用 IDQ 表示上式中 iD,则
DQDO
T
m
2 II
Ug?
一般 gm 约为 0.1 至 20 mS。 rDS 为几百千欧的数量级 。
当 RD 比 rDS 小得多时,可认为等效电路的 rDS 开路 。
第二章 基本放大电路二、基本 共源放大电路的动态分析
VDD
+
uO
iD
T
~+?uI
VGG
RG
S
DG
RD
基本共源放大电路的等效电路将 rDS 开路
gsi UU
而
DgsmDdo RUgRIU
所以 Dm
i
o Rg
U
UA
u
输出电阻
Ro = RD
MOS 管输入电阻高达 109?。
1.基本共源放大电路 动态分析第二章 基本放大电路
D+ +
gsU?
gsmUg?
oU?
dI?
DR
G
S
RG
+
iU?
2.分压式偏置电路的动态分析等效电路入图所示由图可知
DgsmDdo RUgRIU
LDD // RRR
电压放大倍数
Dm
i
o Rg
U
UA
u
输入、输出电阻分别为
)//( 21Gi RRRR
分压式偏置电路等效电路
—
D
+ +
—
gsU?
gSmUg?
oU?
DR
G
S
dI?
iU? LR
+
—
GR
1R 2R
Do RR?
+
T
+
RG
S
D
G
RDR2 VDD+
RL
RSR1
C1
CS
C2
+
+
+
iU?
oU?
第二章 基本放大电路三、基本共漏放大电路
——源极输出器或源极跟随器图 2.7.9基本共漏放大电路典型电路如右图所示。
+
VT
+
S
D
G
R2
VDD+
RLRSR1
C1
C2
+
+
iU?
OU?
RG
1.静态分析分析方法与,分压 -自偏压式共源电路,类似,
可采用估算法和图解法 。
第二章 基本放大电路
2.动态分析
（ 1）,电压放大倍数图 2.7.10 微变等效电路Lss
sgsmo
RRR
RUgU
//
gssmogsi URgUUU )1(
而所以
Sm
Sm
i
o
1 Rg
Rg
U
UA
u
,1
1 1 Sm
u
u
A
RgA
时，
，当可见，
（ 2）,输入电阻
Ri = RG + ( R1 // R2 )
—
D
+ +?
gSU?
gsmUg?
oU?
SR
G S
iU? LR
+
—
GR
1R 2R
第二章 基本放大电路
（ 3）输出电阻图 2.7.11 微变等效电路在电路中，外加,令,并使 RL 开路OU? 0
i?U?
gsm
S
o
o UgR
UI
因输入端短路，故
ogs UU
则
om
S
om
S
o
o )
1( Ug
RUgR
UI
所以
S
m
S
m
o
o
o //
1
1
1
R
g
R
gI
U
R?
实际工作中经常使用的是共源,
共漏组态 。
oU?—
D
+
+
gSU?
gsmUg?
SR
G S
0i?U?
GR
1R 2R
~
OI?
第二章 基本放大电路
2.7.4 场效应管放大电路的特点
1,场效应管是压控元件；
2,栅极几乎不取用电流,输入电阻高；
3,一种载流子导电,噪声小,受温度及辐射影响小；
4,制造工艺简单,利于大规模集成；
5,存放管子应将栅源极短路,焊接时烙铁外壳应良好接地,防止静电击穿管子；
6,跨导较小,电压放大倍数一般比三极管低第二章 基本放大电路
