海南风光第 11章 基本放大电路
11.1 最简单的 放大器静态工作点分析微变等效电路分析图解法分析失真分析清华大学电机系电工学教研室 唐庆玉 编
RB
最简单的基本放大器组成
+EC
RC
C1
C2
T
RL
+
-
ui
+
-
uo
正电源基极电阻集电极电阻输入耦合电容输出耦合电容输入电压输出电压负载电阻三极管
+
+
放大电路的分析方法放大电路分析静态分析动态分析估算法图解法微变等效电路法图解法计算机仿真
RB
+EC
RC
C1
C2
ui=0时
IC
IE=IB+IC
RL
IB
无信号输入时
UCE
-
+
UB
E
+
-
静态工作点（定义）
（ UBE,IB,IC,IE,UCE）
(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
QIB
UBE
Q
UCE
IC
IC
UCE
IB
静态工作点 (图解）
RB
+EC
RC
C1 C2
开路开路
RL
静态分析
RB
+EC
RC
直流通道
（ 1）用估算法求静态工作点先画出放大电路的直流通道
（ a）估算 IB（ UBE?0.7V)
RB称为 偏置电阻
IB称为 偏置电流然后用基尔霍夫定律列方程，求出静态工作点
RB
+EC
RC
IB UBE-+
BEBBC URIE
B
C
B
BEC
B
R
E
R
UE
I
7.0?
（ b）估算 UCE,IC,IE
CCCCE RIEU
RB
+EC
RC I
C
UCE
-
+
BC II
BBCE IIII )1(
（ 2）用图解法分析静态工作点
IC
UCE
UCE=EC–ICRC
EC
C
C
R
E
直流负载线与 IB所决定的那一条输出特性曲线的交点就是
Q点
Q I
B
静态 UCE
静态 IC
RB
+EC
RC
C1
C2
+
-
ui
+
-
uoUCE-
+
IB
UBE
Q
IC
UCEu
i
ib i
bic
uCE怎么变化
(1)用图解法分析 交流电压放大原理假设 uBE静态工作点的基础上有一微小的变化 ui
Q
动态分析
IC
UCE
ic
uCE的变化沿一条线 —
交流负载线（当无负载电阻 RL时，交流负载线就是直流负载线）
RB
+EC
RC
C1
C2
+
-
ui
+
-
uouCE-
+
Q
uCE
t
t
RB
+EC
RC
C1
C2
ui
iB
iC
uCE
uo
各点波形
uo比 ui幅度放大且相位相反
uBE
RB
+EC
RC
C1
C2
对交流信号 (输入信号 ui)
短路 短路置零放大器的交流通道及微变等效电路
RLu
i uo1/?C?0
(2)用微变等效电路估算电压放大倍数的计算
＋
＋
交流通道
RB RC RLui uo
ic
uce
ib ＋
＋
三极管的微变等效电路首先考察输入回路
iB
uBE
当信号很小时，将输入特性在小范围内近似线性 。
uBE
iB b
be
B
BE
be i
u
i
u
r?
对输入的小交流信号而言，三极管 BE间等效于电阻 rbe。
对输入的小交流信号而言，三极管 BE
间等效于电阻 rbe。
b
e
c
rbe
ib
b
e
ube
ube
ib
)mA(I
)mV(26
)1()(300r
E
be
rbe的量级从几百欧到几千欧。
＋
＋
考察输出回路
)iI(iIi bBcCC
bB iI
所以：
bc ii
输出端相当于一个受
ib控制的电流源。
iC
uCE
近似平行三极管的微变等效电路
ube
ib
uce
ic
＋
＋
uceube rbe
ib
ib ic
＋
＋
放大电路的微变等效电路将交流通道中的三极管用微变等效电路代替
rbe
ib
ibii ic
ui uoRB
RC
RL
RB RC RLui uo
交流通道目的将电子问题化为受控源电路的问题来解用微变等效电路估算电压放大倍数的计算
bebi rIU
Lbo RIU
be
L
i
o
r
R
U
UAv
LCL R//RR
负号表示输出与输入反相
rbeRB
RC
RL
iU
iI
bI
cI
oU
bI
输入电阻 （交流输入电阻） 的计算输入电阻的定义：
i
i
I
U
r i
rbeRB
RC
RL
iU
iI
bI
cI
oU
BI
beB r//R? ber?
输出电阻的计算对于负载而言，放大电路相当于信号源，
可以将它进行戴维南等效，戴维南等效电路的内阻就是输出电阻。
计算输出电阻的方法：
所有独立电源置零，保留受控源，加压求流法。
U
I
rbeRB
RC
iI
bI
cI
bI
co R
I
U
r
所以：
用加压求流法求输出电阻：
0 0
用图解法进行放大器失真分析为了得到尽量大的输出信号，要把 Q设置在交流负载线的中间部分。如果 Q设置不合适，
信号进入截止区或饱和区，造成 非线性失真 。
失真 ——输出波形较输入波形发生畸变，
称为失真可输出的最大不失真信号合适的静态工作点能保证输出电压幅度最大且不失真
iC
uCE
iC
ic
IC
ib
IB
iB
uot
t t
iC
uCE
uo
Q点过低，信号进入截止区
uo波形
ib
IB
iB
ic
IC
iC
t
t
t
t
称为截止失真
iC
uCE
uo
Q点过高，信号进入饱和区称为饱和失真
ibI
B
iB
icI
C
iC
tt
t
讨论课从静态工作点的设置和微变等效电路上，判断各电路对输入的正弦交流信号 ui有无放大作用，并说明原因。
假设各电容对交流信号均可视为短路。 ui 幅度很小，在
10mV以内。
RB
+EC
R
E
C1
C2T
ui u
o
无放大作用静态 IB,IC=0
题 1
RE
+EC
RC
C1
C2
T
ui uoC
E
无放大作用。
输入信号通过直流电源对地短路题 2
题 3
无放大作用。
输入信号通过电容 C3及直流电源对地短路
RE
+EC
RC
C1
C2
T
ui uoC
E
C3 RB
题 4
无放大作用。
无 RC，输出电压 =0
RE
+EC
C1
C2
T
ui uo
RB
题 5
RB
+EC
RC
C1
C2
T
ui uo
无放大作用。
PNP三极管，无静态电流题 6
PNP三极管，接负电源 - EC
IC
IE
IB
电解电容极性倒过来
RB
+EC
RC
C1
C2
T
ui uo
+
+
电解电容 -EC
+
+
题 7 （ PNP三极管放大器 ）
R1
-EC
RC
C1
C2
T
ui uoR2 RE
+
+
+
RL
电解电容
11.1 最简单的 放大器静态工作点分析微变等效电路分析图解法分析失真分析清华大学电机系电工学教研室 唐庆玉 编
RB
最简单的基本放大器组成
+EC
RC
C1
C2
T
RL
+
-
ui
+
-
uo
正电源基极电阻集电极电阻输入耦合电容输出耦合电容输入电压输出电压负载电阻三极管
+
+
放大电路的分析方法放大电路分析静态分析动态分析估算法图解法微变等效电路法图解法计算机仿真
RB
+EC
RC
C1
C2
ui=0时
IC
IE=IB+IC
RL
IB
无信号输入时
UCE
-
+
UB
E
+
-
静态工作点（定义）
（ UBE,IB,IC,IE,UCE）
(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
QIB
UBE
Q
UCE
IC
IC
UCE
IB
静态工作点 (图解）
RB
+EC
RC
C1 C2
开路开路
RL
静态分析
RB
+EC
RC
直流通道
（ 1）用估算法求静态工作点先画出放大电路的直流通道
（ a）估算 IB（ UBE?0.7V)
RB称为 偏置电阻
IB称为 偏置电流然后用基尔霍夫定律列方程，求出静态工作点
RB
+EC
RC
IB UBE-+
BEBBC URIE
B
C
B
BEC
B
R
E
R
UE
I
7.0?
（ b）估算 UCE,IC,IE
CCCCE RIEU
RB
+EC
RC I
C
UCE
-
+
BC II
BBCE IIII )1(
（ 2）用图解法分析静态工作点
IC
UCE
UCE=EC–ICRC
EC
C
C
R
E
直流负载线与 IB所决定的那一条输出特性曲线的交点就是
Q点
Q I
B
静态 UCE
静态 IC
RB
+EC
RC
C1
C2
+
-
ui
+
-
uoUCE-
+
IB
UBE
Q
IC
UCEu
i
ib i
bic
uCE怎么变化
(1)用图解法分析 交流电压放大原理假设 uBE静态工作点的基础上有一微小的变化 ui
Q
动态分析
IC
UCE
ic
uCE的变化沿一条线 —
交流负载线（当无负载电阻 RL时，交流负载线就是直流负载线）
RB
+EC
RC
C1
C2
+
-
ui
+
-
uouCE-
+
Q
uCE
t
t
RB
+EC
RC
C1
C2
ui
iB
iC
uCE
uo
各点波形
uo比 ui幅度放大且相位相反
uBE
RB
+EC
RC
C1
C2
对交流信号 (输入信号 ui)
短路 短路置零放大器的交流通道及微变等效电路
RLu
i uo1/?C?0
(2)用微变等效电路估算电压放大倍数的计算
＋
＋
交流通道
RB RC RLui uo
ic
uce
ib ＋
＋
三极管的微变等效电路首先考察输入回路
iB
uBE
当信号很小时，将输入特性在小范围内近似线性 。
uBE
iB b
be
B
BE
be i
u
i
u
r?
对输入的小交流信号而言，三极管 BE间等效于电阻 rbe。
对输入的小交流信号而言，三极管 BE
间等效于电阻 rbe。
b
e
c
rbe
ib
b
e
ube
ube
ib
)mA(I
)mV(26
)1()(300r
E
be
rbe的量级从几百欧到几千欧。
＋
＋
考察输出回路
)iI(iIi bBcCC
bB iI
所以：
bc ii
输出端相当于一个受
ib控制的电流源。
iC
uCE
近似平行三极管的微变等效电路
ube
ib
uce
ic
＋
＋
uceube rbe
ib
ib ic
＋
＋
放大电路的微变等效电路将交流通道中的三极管用微变等效电路代替
rbe
ib
ibii ic
ui uoRB
RC
RL
RB RC RLui uo
交流通道目的将电子问题化为受控源电路的问题来解用微变等效电路估算电压放大倍数的计算
bebi rIU
Lbo RIU
be
L
i
o
r
R
U
UAv
LCL R//RR
负号表示输出与输入反相
rbeRB
RC
RL
iU
iI
bI
cI
oU
bI
输入电阻 （交流输入电阻） 的计算输入电阻的定义：
i
i
I
U
r i
rbeRB
RC
RL
iU
iI
bI
cI
oU
BI
beB r//R? ber?
输出电阻的计算对于负载而言，放大电路相当于信号源，
可以将它进行戴维南等效，戴维南等效电路的内阻就是输出电阻。
计算输出电阻的方法：
所有独立电源置零，保留受控源，加压求流法。
U
I
rbeRB
RC
iI
bI
cI
bI
co R
I
U
r
所以：
用加压求流法求输出电阻：
0 0
用图解法进行放大器失真分析为了得到尽量大的输出信号，要把 Q设置在交流负载线的中间部分。如果 Q设置不合适，
信号进入截止区或饱和区，造成 非线性失真 。
失真 ——输出波形较输入波形发生畸变，
称为失真可输出的最大不失真信号合适的静态工作点能保证输出电压幅度最大且不失真
iC
uCE
iC
ic
IC
ib
IB
iB
uot
t t
iC
uCE
uo
Q点过低，信号进入截止区
uo波形
ib
IB
iB
ic
IC
iC
t
t
t
t
称为截止失真
iC
uCE
uo
Q点过高，信号进入饱和区称为饱和失真
ibI
B
iB
icI
C
iC
tt
t
讨论课从静态工作点的设置和微变等效电路上，判断各电路对输入的正弦交流信号 ui有无放大作用，并说明原因。
假设各电容对交流信号均可视为短路。 ui 幅度很小，在
10mV以内。
RB
+EC
R
E
C1
C2T
ui u
o
无放大作用静态 IB,IC=0
题 1
RE
+EC
RC
C1
C2
T
ui uoC
E
无放大作用。
输入信号通过直流电源对地短路题 2
题 3
无放大作用。
输入信号通过电容 C3及直流电源对地短路
RE
+EC
RC
C1
C2
T
ui uoC
E
C3 RB
题 4
无放大作用。
无 RC，输出电压 =0
RE
+EC
C1
C2
T
ui uo
RB
题 5
RB
+EC
RC
C1
C2
T
ui uo
无放大作用。
PNP三极管，无静态电流题 6
PNP三极管，接负电源 - EC
IC
IE
IB
电解电容极性倒过来
RB
+EC
RC
C1
C2
T
ui uo
+
+
电解电容 -EC
+
+
题 7 （ PNP三极管放大器 ）
R1
-EC
RC
C1
C2
T
ui uoR2 RE
+
+
+
RL
电解电容
