1
第２章 基本放大电路
教学时数：１７ 学时
?重点与难点,
?1,晶体管放大器和场效应管放大器的
静态分析和动态分析方法（图解分析法
和微变等效电路分析法）。
?2、晶体三极管放大电路三种组态的电
路结构与工作原理。
本章难点,
放大电路的图解分析法和微变等效电路
分析法。 。
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
3
2.1 放大的概念和电路主要指标
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表
示，如图,
ui uo A
u
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。
4
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
5
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
6
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。
7
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
?
?? ??
8
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。
9
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
10
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
11
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
12
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。
13
→ △ 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
（ + 12V ）
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
14
IBQ
ui
O t
iB
O t
uCE
O t
uo
O t
iC
O t
ICQ
UCEQ
-
+
+V
T 1 2
3
U
R
B
I R
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
beB E QBE
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
15
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。
16
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
U
R
UVI ???
ICQ ? ? IBQ
UCEQ = VCC – ICQ RC
图 2.2.4直接耦
合共射放大电路
T Rb1
Rb2
17
共射极放大电路
放大电路如图所示。已知 BJT的
?=80,Rb=300k,Rc=2k,VCC= +12V，
求,（ 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 E Q ?????? 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,
uA120100k2V1
b
CCB ??? RVI mA6.9uA12080BC ????? II ?
V2.79, 6 m A2k-V12CcCCC E Q ??????? IRVU
mA62k2V1
c
C E SCC
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
18
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？
19
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
20
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
21
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 。
22
【 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,
T
23
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
24
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
25
3,动态工作情况图解分析
0.68 0.72
?uBE
?iB
t
Q
0
0
0.7 t
60
40
20
0
uBE/V
iB / μA
uBE/V
iB
UBE
（ 动画 3-1）
26
交流负载线
直流负载线
4.5 7.5
?uCE
9 12 t 0
IC
Q
iC / mA
0
IB = 4 0 μA
20
60
80 4
Q 2
6
0
uCE/V
iC / mA
0
t
uCE/V
UCEQ
?iC
输出回路工作
情况分析
27
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 = 40 ?A
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
28
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
t O
uBE/V
iB / μA
uBE/V
iB / μA
IBQ —— 截止失真
29
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
30
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)]
（ 动画 3-4）
31
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
32
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)
33
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 。
34
2.3.3 等效电路法
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
35
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
36
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 vbe= hieib+ hrevce
ic= hfeib+ hoevce
CE
B
C
fe Vi
ih
?
??
B
CE
BE
re Iv
vh
?
??
B
CE
C
oe Iv
ih
?
??
hybrid （ H参数）
37
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
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
38
4,简化的 H参数等效 模型
hfeib
ic
vce
ib
vbe hrevce
hie
hoe
即 rbe= hie ? = hfe
uT = hre rce= 1/hoe
一般采用习惯符号
则 BJT的 H参数模型为
? ib
ic
vce
ib
vbe uT vce
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。
39
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） ?
40
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
Rb vi Rc RL
iV?
bI?
cI?
OV?
bI?
（ 动画 3-7）
41
根据
Rb vi Rc RL iV?
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）
42
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
??
?
43
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
,
44
解 （ 1）求 Q点，作直流通路
VRIVU
mAIβI
uA
KR
UV
I
42412
4)40(1 0 0
40
3 0 0
)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
45
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
Rb vi Rc RL
iV?
bI?
cI?
OV?
bI?
Ui Uo 6.1 5 5
)//()//(
)//(
be
Lc
beb
Lcb
beb
Lcc
i
O
??
?
??
?
???
?
?
??
??
r
RR
rI
RRI
rI
RRI
U
U
A
V
??
?
?
?
?
?
46
4,求输入电阻
5,求输出电阻 Ro = Rc = 2K
6.非线性失真判断
ui
t
uo
t
底部失真即截止失真
基极电流太小，应减小
基极电阻。
Rb Rc RL
iV?
bI?
cI?
OV?
bI?
Ri
iI?
Ui U
o
??
??
86 5
//
beb
i
i
i
rR
I
U
R ?
47
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 。
48
2.4 放大电路静态工作点的稳定
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
49
温度升高将导致 IC 增大,Q 上移。波形容易失真。
iC
uCE O
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
50
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
Rc R
b2
+VCC
C2
RL
+
?
+
+
+
?
+ C
e
uo R
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）
51
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
Rc R
b2
+VCC
C2
RL
+
?
+
+
+
?
+ C
e
uo
Rb1
Re
IB IC
IE
IR
ui
UE UB
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
??
52
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
53
C1
Rc R
b2
+VCC
C2
RL
+
?
+
+
+
?
+ C
e
uo R
b1 R
e
iB iC
iE
iR
ui
Rc R
b2
+VCC
RL
+
?
+
?
ui uo Rb1 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??
+
?
+
?
Rb2 Rb1
54
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
?
???
55
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 / V 0.2 0.4
– 25
5
10
15
–0.01
–0.02
0
Rb1
Rb2
56
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？
57
2.5 晶体管单管放大电路的三种基本接法
三种基本接法
共射组态 CE
共集组态 CC
共基组态 CB
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 (a)电路
一、电路的组成
信号从基极输入,
从发射极输出
（动画 3-6）
58
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 E Q
RIV
RIVU
??
??
(a)电路图
图 2.5.1 共集电极放大电路
59
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? eI
? oI?b e
c c
I?
bI??
图 2.5.2交流 等效电路
60
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? eI
? oI?b e
c c
I?
bI??
图 2.5.2交流 等效电路
Ri
61
六、输出电阻
OU?
+
_
rbe
SR?
bI? e
I? oI?b e
c c
I?
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
??
?
62
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
63
一、静态工作点 (IBQ,ICQ,UCEQ)
图 2.5.4(c)实际电路
C1 C2
OU?
VCC
Rb2
Rb1
+
+
+
+
+
_ _
Re
Cb
RL iU?
Rc
CQ
B E QCC
b2b1
b1
e
e
B E QBQ
EQ
)(
1
I
UV
RR
R
R
R
UU
I
?
?
?
?
?
?
??? 1
EQ
BQ
II
)( ecCQCC
eEQcCQCCC E Q
RRIV
RIRIVU
???
???
Rb2
Rb1
64
二、电流放大倍数
微变等效电路
由图可得,
coei,IIII ???? ???
所以 ??????
e
c
i
o
I
I
I
IA
i ?
?
?
??
由于 ? 小于 1 而近似等于 1, 所以共基极放大电路
没有电流放大作用 。
图 2.5.4 (C)共基极放大电路的等效电路
+
_
+
_
OU?iU? Re rbe
LR?
iI? eI? CI? OI?
bI? bI??
b
e c
65
三、电压放大倍数
由微变等效电路可得
be
L
i
o
Lbo
bebi
r
R
U
U
A
RIU
rIU
u
?
??
???
??
?
?
?
?
?
??
??
所以
共基极放大电路没有电流放大作用, 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 。
+
_
+
_
OU?iU? Re rbe
LR?
iI? eI? CI? OI?
bI? bI??
b
e c
LCL // RRR ??
66
四、输入电阻
暂不考虑电阻 Re 的作用
?? ????
???
1)1( bebbebi ii
r
I
rI
I
UR ????
五、输出电阻
暂不考虑电阻 RC 的作用 Ro ? rcb,
已知共射输出电阻 rce, 而 rcb 比 rce大 得多, 可认
为 r
cb ? (1 + ?)rce
如果考虑集电极负载电阻, 则共基极放大电路的输
出电阻为
Ro = Rc // rcb ? Rc
如考虑电阻 Re 的作用
????? 1
be
e
i
i
i
rR
I
UR
?
?
67
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
RL iU?
C1
Rb +VCC
C2
RL
?
+
Re
+ + +
?
iU?
OU?
C1
Rb +VCC C2
RL
?
+
+
+
+
?
iU? OU?
Rc
iA?
uA?
? )1( ??? ??
be
L
r
R?? ?
ebe
e
)1(
)1(
Rr
R
???
??
?
?
be
L
r
R??
68
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
69
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
Re R1
+ 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
70
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
Rc vi vo e
c
+ +
- -
rbe β Ib
Re
Ib
Ie
vs2
vs1 +
-
-
+
Re
Rc
T
e
c b
71
② 共基极组态
vs2
vs1 +
-
-
+
Re
Rc
T b 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
vo rbe
β Ib
Ie
Ib
Ro ? RC
vs1=0，从集电极输出
72
共集电极组态
vs2
vs1 +
-
-
+
Re
Rc
T b
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
c b
rbe
Re
Rc
vo
β Ib Ib
73
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
T1 b
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
2.6.1 复合管放大电路
74
2B2121
1B21B1C
Δ)(
Δ)1(ΔΔ
i
iii
????
???
???
???
+
uBE
iB
iB1
iC
2
iC
iE
iE1 = iB2
T1 b
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。
75
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
T1 b
T2
e
c ?
?
?
?
T2
T1 b
e
c
(a) NPN 型 (b) PNP 型
图 2.6.1 复合管
76
(c) NPN 型
?
?
c
T1 b
T2
e (d) PNP 型
? ?
T2
T1 b
e
c
图 2.6.1 复合管
77
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。
78
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。
79
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。
80
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
81
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。
82
2.7 场效应管放大电路
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
83
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
84
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
85
(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。
86
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
87
三,分压式 偏置电路
图 2.7.5分压式 偏置电路
+
?
T
+
RG
S
D
G
RD R2 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
88
+
?
T
+
RG
S
D
G
RD R2 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 。
89
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
10 5
uGS
4.5V
4V
3.5V UGSQ
3 V
VDD
Q I
DQ
uGS/V
iD/mA
O 2 4 6
1
2
Q IDQ
UGSQ
S
GQRU
UGQ
90
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
91
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
S
s
g
d
92
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 。
93
二、基本 共源放大电路的动态分析
VDD
+
uO
?
iD
T
~ + ? uI
VGG
RG
S
D G
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 ?。
?
D + +
?
gsU?
gsmUg ?
oU?
dI?
DR
G
S
RG
+
?
iU?
1.基本共源放大电路 动态分析
94
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
RD R2 VDD +
RL
RS R1
C1
CS
C2
+
+
+
iU?
oU?
95
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 +
RL RS R1
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 。
96
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?S
R
G S
iU? LR
+
—
GR
1R 2R
97
（ 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?
98
2.7.4 场效应管放大电路的特点
1,场效应管是电压控制元件；
2,栅极几乎不取用电流, 输入电阻非常高；
3,一种极性的载流子导电, 噪声小, 受外界温度及
辐射影响小；
4,制造工艺简单, 有利于大规模集成；
5,存放管子应将栅源极短路, 焊接时烙铁外壳应接
地良好, 防止漏电击穿管子；
6,跨导较小, 电压放大倍数一般比三极管低 。
第２章 基本放大电路
教学时数：１７ 学时
?重点与难点,
?1,晶体管放大器和场效应管放大器的
静态分析和动态分析方法（图解分析法
和微变等效电路分析法）。
?2、晶体三极管放大电路三种组态的电
路结构与工作原理。
本章难点,
放大电路的图解分析法和微变等效电路
分析法。 。
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
3
2.1 放大的概念和电路主要指标
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表
示，如图,
ui uo A
u
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。
4
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
5
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
6
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。
7
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
?
?? ??
8
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。
9
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
10
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
11
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
12
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。
13
→ △ 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
（ + 12V ）
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
14
IBQ
ui
O t
iB
O t
uCE
O t
uo
O t
iC
O t
ICQ
UCEQ
-
+
+V
T 1 2
3
U
R
B
I R
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
beB E QBE
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
15
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。
16
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
U
R
UVI ???
ICQ ? ? IBQ
UCEQ = VCC – ICQ RC
图 2.2.4直接耦
合共射放大电路
T Rb1
Rb2
17
共射极放大电路
放大电路如图所示。已知 BJT的
?=80,Rb=300k,Rc=2k,VCC= +12V，
求,（ 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 E Q ?????? 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,
uA120100k2V1
b
CCB ??? RVI mA6.9uA12080BC ????? II ?
V2.79, 6 m A2k-V12CcCCC E Q ??????? IRVU
mA62k2V1
c
C E SCC
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
18
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？
19
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
20
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
21
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 。
22
【 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,
T
23
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
24
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
25
3,动态工作情况图解分析
0.68 0.72
?uBE
?iB
t
Q
0
0
0.7 t
60
40
20
0
uBE/V
iB / μA
uBE/V
iB
UBE
（ 动画 3-1）
26
交流负载线
直流负载线
4.5 7.5
?uCE
9 12 t 0
IC
Q
iC / mA
0
IB = 4 0 μA
20
60
80 4
Q 2
6
0
uCE/V
iC / mA
0
t
uCE/V
UCEQ
?iC
输出回路工作
情况分析
27
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 = 40 ?A
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
28
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
t O
uBE/V
iB / μA
uBE/V
iB / μA
IBQ —— 截止失真
29
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
30
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)]
（ 动画 3-4）
31
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
32
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)
33
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 。
34
2.3.3 等效电路法
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
35
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
36
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 vbe= hieib+ hrevce
ic= hfeib+ hoevce
CE
B
C
fe Vi
ih
?
??
B
CE
BE
re Iv
vh
?
??
B
CE
C
oe Iv
ih
?
??
hybrid （ H参数）
37
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
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
38
4,简化的 H参数等效 模型
hfeib
ic
vce
ib
vbe hrevce
hie
hoe
即 rbe= hie ? = hfe
uT = hre rce= 1/hoe
一般采用习惯符号
则 BJT的 H参数模型为
? ib
ic
vce
ib
vbe uT vce
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。
39
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） ?
40
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
Rb vi Rc RL
iV?
bI?
cI?
OV?
bI?
（ 动画 3-7）
41
根据
Rb vi Rc RL iV?
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）
42
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
??
?
43
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
,
44
解 （ 1）求 Q点，作直流通路
VRIVU
mAIβI
uA
KR
UV
I
42412
4)40(1 0 0
40
3 0 0
)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
45
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
Rb vi Rc RL
iV?
bI?
cI?
OV?
bI?
Ui Uo 6.1 5 5
)//()//(
)//(
be
Lc
beb
Lcb
beb
Lcc
i
O
??
?
??
?
???
?
?
??
??
r
RR
rI
RRI
rI
RRI
U
U
A
V
??
?
?
?
?
?
46
4,求输入电阻
5,求输出电阻 Ro = Rc = 2K
6.非线性失真判断
ui
t
uo
t
底部失真即截止失真
基极电流太小，应减小
基极电阻。
Rb Rc RL
iV?
bI?
cI?
OV?
bI?
Ri
iI?
Ui U
o
??
??
86 5
//
beb
i
i
i
rR
I
U
R ?
47
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 。
48
2.4 放大电路静态工作点的稳定
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
49
温度升高将导致 IC 增大,Q 上移。波形容易失真。
iC
uCE O
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
50
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
Rc R
b2
+VCC
C2
RL
+
?
+
+
+
?
+ C
e
uo R
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）
51
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
Rc R
b2
+VCC
C2
RL
+
?
+
+
+
?
+ C
e
uo
Rb1
Re
IB IC
IE
IR
ui
UE UB
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
??
52
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
53
C1
Rc R
b2
+VCC
C2
RL
+
?
+
+
+
?
+ C
e
uo R
b1 R
e
iB iC
iE
iR
ui
Rc R
b2
+VCC
RL
+
?
+
?
ui uo Rb1 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??
+
?
+
?
Rb2 Rb1
54
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
?
???
55
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 / V 0.2 0.4
– 25
5
10
15
–0.01
–0.02
0
Rb1
Rb2
56
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？
57
2.5 晶体管单管放大电路的三种基本接法
三种基本接法
共射组态 CE
共集组态 CC
共基组态 CB
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 (a)电路
一、电路的组成
信号从基极输入,
从发射极输出
（动画 3-6）
58
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 E Q
RIV
RIVU
??
??
(a)电路图
图 2.5.1 共集电极放大电路
59
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? eI
? oI?b e
c c
I?
bI??
图 2.5.2交流 等效电路
60
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? eI
? oI?b e
c c
I?
bI??
图 2.5.2交流 等效电路
Ri
61
六、输出电阻
OU?
+
_
rbe
SR?
bI? e
I? oI?b e
c c
I?
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
??
?
62
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
63
一、静态工作点 (IBQ,ICQ,UCEQ)
图 2.5.4(c)实际电路
C1 C2
OU?
VCC
Rb2
Rb1
+
+
+
+
+
_ _
Re
Cb
RL iU?
Rc
CQ
B E QCC
b2b1
b1
e
e
B E QBQ
EQ
)(
1
I
UV
RR
R
R
R
UU
I
?
?
?
?
?
?
??? 1
EQ
BQ
II
)( ecCQCC
eEQcCQCCC E Q
RRIV
RIRIVU
???
???
Rb2
Rb1
64
二、电流放大倍数
微变等效电路
由图可得,
coei,IIII ???? ???
所以 ??????
e
c
i
o
I
I
I
IA
i ?
?
?
??
由于 ? 小于 1 而近似等于 1, 所以共基极放大电路
没有电流放大作用 。
图 2.5.4 (C)共基极放大电路的等效电路
+
_
+
_
OU?iU? Re rbe
LR?
iI? eI? CI? OI?
bI? bI??
b
e c
65
三、电压放大倍数
由微变等效电路可得
be
L
i
o
Lbo
bebi
r
R
U
U
A
RIU
rIU
u
?
??
???
??
?
?
?
?
?
??
??
所以
共基极放大电路没有电流放大作用, 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 。
+
_
+
_
OU?iU? Re rbe
LR?
iI? eI? CI? OI?
bI? bI??
b
e c
LCL // RRR ??
66
四、输入电阻
暂不考虑电阻 Re 的作用
?? ????
???
1)1( bebbebi ii
r
I
rI
I
UR ????
五、输出电阻
暂不考虑电阻 RC 的作用 Ro ? rcb,
已知共射输出电阻 rce, 而 rcb 比 rce大 得多, 可认
为 r
cb ? (1 + ?)rce
如果考虑集电极负载电阻, 则共基极放大电路的输
出电阻为
Ro = Rc // rcb ? Rc
如考虑电阻 Re 的作用
????? 1
be
e
i
i
i
rR
I
UR
?
?
67
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
RL iU?
C1
Rb +VCC
C2
RL
?
+
Re
+ + +
?
iU?
OU?
C1
Rb +VCC C2
RL
?
+
+
+
+
?
iU? OU?
Rc
iA?
uA?
? )1( ??? ??
be
L
r
R?? ?
ebe
e
)1(
)1(
Rr
R
???
??
?
?
be
L
r
R??
68
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
69
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
Re R1
+ 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
70
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
Rc vi vo e
c
+ +
- -
rbe β Ib
Re
Ib
Ie
vs2
vs1 +
-
-
+
Re
Rc
T
e
c b
71
② 共基极组态
vs2
vs1 +
-
-
+
Re
Rc
T b 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
vo rbe
β Ib
Ie
Ib
Ro ? RC
vs1=0，从集电极输出
72
共集电极组态
vs2
vs1 +
-
-
+
Re
Rc
T b
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
c b
rbe
Re
Rc
vo
β Ib Ib
73
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
T1 b
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
2.6.1 复合管放大电路
74
2B2121
1B21B1C
Δ)(
Δ)1(ΔΔ
i
iii
????
???
???
???
+
uBE
iB
iB1
iC
2
iC
iE
iE1 = iB2
T1 b
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。
75
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
T1 b
T2
e
c ?
?
?
?
T2
T1 b
e
c
(a) NPN 型 (b) PNP 型
图 2.6.1 复合管
76
(c) NPN 型
?
?
c
T1 b
T2
e (d) PNP 型
? ?
T2
T1 b
e
c
图 2.6.1 复合管
77
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。
78
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。
79
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。
80
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
81
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。
82
2.7 场效应管放大电路
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
83
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
84
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
85
(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。
86
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
87
三,分压式 偏置电路
图 2.7.5分压式 偏置电路
+
?
T
+
RG
S
D
G
RD R2 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
88
+
?
T
+
RG
S
D
G
RD R2 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 。
89
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
10 5
uGS
4.5V
4V
3.5V UGSQ
3 V
VDD
Q I
DQ
uGS/V
iD/mA
O 2 4 6
1
2
Q IDQ
UGSQ
S
GQRU
UGQ
90
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
91
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
S
s
g
d
92
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 。
93
二、基本 共源放大电路的动态分析
VDD
+
uO
?
iD
T
~ + ? uI
VGG
RG
S
D G
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 ?。
?
D + +
?
gsU?
gsmUg ?
oU?
dI?
DR
G
S
RG
+
?
iU?
1.基本共源放大电路 动态分析
94
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
RD R2 VDD +
RL
RS R1
C1
CS
C2
+
+
+
iU?
oU?
95
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 +
RL RS R1
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 。
96
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?S
R
G S
iU? LR
+
—
GR
1R 2R
97
（ 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?
98
2.7.4 场效应管放大电路的特点
1,场效应管是电压控制元件；
2,栅极几乎不取用电流, 输入电阻非常高；
3,一种极性的载流子导电, 噪声小, 受外界温度及
辐射影响小；
4,制造工艺简单, 有利于大规模集成；
5,存放管子应将栅源极短路, 焊接时烙铁外壳应接
地良好, 防止漏电击穿管子；
6,跨导较小, 电压放大倍数一般比三极管低 。
