第二章 基本放大器
2.2 共发射极基本放大电路
2.3 放大器工作点的稳定
2.4 共集电极放大电路与共基极放大电路
2.5 阻容耦合放大电路的频率特性
2.1 放大电路的基本概念及性能指标
2.1 放大电路的基本概念及性能指标
2.1.1 放大电路概述
放大 ——把微弱的电信号的幅度放大。
一个微弱的电信号通过放大器后,输出电压或电流的幅得
到了放大,但它随时间变化的规律不能变,即 不失真 。
+
+
+
+
-
u
o
+
u
+
-
i
放大电路
u
-
R
+
S
S
R L
信号源 负载
ii i o
2.1.2 放大电路的主要性能指标
1,放大倍数
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 定义为, Au=uo/ui
( 2)电流放大倍数 定义为, Ai=io/ii
( 3)功率放大 定义为, Ap=po/Pi
+
+
+
+
-
u
o
+
u
+
-
i
放大电路
u
-
R
+
S
S
R L
信号源 负载
ii i o
10
V1.0
V1
i
o
u ??? u
uA
1000, 5 m AmA50
i
o
i ??? i
iA
[例] 某交流放大器的输入电压是 100mV,输入电流为 0.5mA;
输出电压为 1V,输出电流为 50mA。求该放大器的电压放大倍数、
电流放大倍数和功率放大倍数。如果用分贝来表示,它们分别为
多少?
解,① 电压放大倍数:
② 电流放大倍数,
③ 功率放大倍数,AP=|Ai·Au|=10× 100=1000
用分贝来表示则为
① 电压放大倍数,Au(dB)=20 lg|Au|=20 lg10=20dB
② 电流放大倍数,Ai(dB)=20 lg|Ai|=20 lg100=40dB
③ 功率放大倍数,AP(dB)=10 lg|AP|=10 lg1000=30dB
在用分贝计算电路放大倍数时,若出现负值则说明该电路不是
放大器而是衰减器。
2,输入电阻 Ri——从放大电路输入端看进去的等效电阻
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。
+ +
+ +
+
i
-
oi
i
i
+
+
-
信号源
S
放大电路 o
S
-
Lu R
负载
R
u
u
R i
R i
3,输出电阻 Ro——从放大电路输出端看进去的等效电阻
+ +
+ +
S
+
o
负载
L
S
+
信号源
-
u
-
o
i i
i
R
R
放大电路
-
+
i
u uR
i
R i
o
u
o
R
R o
输出电阻是表明放大电路带负载能力的,Ro越
小,放大电路带负载的能力越强,反之则差。
0,
o
o
o sL= ??? uRi
uR
输出电阻 的定义:
2.2 共发射极基本放大电路
放大器的目的是将微弱的变化电信号转换为
较强的电信号 。
放大器实现放大的条件:
1,晶体管必须偏置在放大区。发射结正偏,
集电结反偏。
2,正确设置静态工 作点,使整个波形处于
放大区。
3,输出回路将变化的集电极电流转化成变
化的集电极电压,经电容滤波只输出交流信号。
ui uo
共射极放大电路
(1) 晶体管 V的作用
Rb
+UCC
Rc
C1 C2
放大元件满足
iC=? iB,
T应工作在放大区,
即保证集电结反
偏,发射结正偏。
iB
iC
iE
2.2.1 基本放大电路的组成
1,元件的作用
V
(2) 集电极电源 UCC作用
共射极放大电路
Rb
+UCC
Rc
C1 C2
集电极电
源作用,是为
电路提供能量。
并保证集电结
反偏。
(3) 集电极负载电阻 Rc作用
共射极放大电路
Rb
+UCC
Rc
C1 C2
集电极电
阻的作用是将
变化的电流转
变为变化的电
压。
(4) 基极电阻 Rb的作
用
+UCC
Rc
C1 C2
V
Rb
共射极放大电路
基极电阻
能提供适当的
静态工作点。
并保证发射结
正偏。
(5) 耦合电容 C1和 C2作用 1) 隔直作用
隔离输入,输出
与电路的直流
通道。
2)交流耦合作用
能使交流信号
顺利通过 。
共射极放大电路
Rb
+UCC
Rc
C1 C2
返回
2,电路中电压和电流符号的规定
( 1)直流分量, 用大写字母和大写下标表示,如 IB表
示基极的直流电流。
( 2)交流分量,用小写字母和小写下标表示,如 ib表
示基极的交流电流。
( 3)瞬时值, 是直流分量和交流分量之和,用小写字
母和大写下标表示,如 iB=IB+ib,即 iB表示基极电流的
总量。
( 4)交流有效值,用大写字母小写下标表示,如 Ib表
示基极正弦交电流有效值 。
1.静态工作点 ——ui=0时电路的工作状态
2.2.2 放大电路的静态分析
ui=0时
IC
IE
IB
+
UBE
-
+
UCE
--u
+
V
R
2
L
b
o
C
R
C
u
1
+
R
+
CC
-
.
i
V
c
由于 (IB,UBE) 和 ( IC,UCE )分别对应于输入、输出
特性曲线上的一个点,所以称为 静态工作点 。
IB
UBE
QIB
UBE
Q
UCE
IC
IC
UCE
IB
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。
开路
画出放大电路的直流通路
2,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
-u
+
V
R
2
L
b
o
C
R
C
u
1
+
R
+
CC
-
.
i
V
c
画直流通路:
Rb称为 偏置电阻, IB称为 偏置电流 。
( 1)用估算法分析放大器的静态工作点( IB、
UBE,IC,UCE)
IC= ?IB
b
BECC
B R
UVI ??
b
CC V7.0
R
V ??
CCCCCE RIVU ??
+
V
Rb R
CCV
c
例:用估算法计算静态工作点。
已知,VCC=12V,
RC=4K?,
Rb=300K ?,
?=37.5。
解:
A400, 0 4 m A30012
b
CC
B μ???? RVI
mA5.104.05.37BC ???? II ?
6V41, 512CCCCCE ?????? RIVU
请注意电路中 IB和 IC的数量级
+
+
+
C
V
b1
CC
Rb
V
L
+
uoR
-u
+
-i
2C
cR
( 2) 用图解法分析放大器的静态工作点
UCE=VCC–ICRC
VCC
IC
UCE
C
CC
R
V
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 Q
Q I
B
静态 UCE
静态 IC
+
+
+
+
+C
Rc
i
u
V
1
V
u
CC
+
2
R
-
o
C
+
b
-
iB
uBE
Q
ui
ib i
c
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
ib
静态工作点
2.2.3 放大电路的动态分析
iC
iCEu
ce
注意,uce与 ui反相!
ui iB
iC
uCE uo
各点波形
uo比 ui幅度放大且相位相反
1
+
2C
R c
C
V
R
CC
b
结论,( 1)放大电路中的信
号是交直流共存,可表示成:
ceCECE
cCC
bBB
beBEBE
uUu
iIi
iIi
uUu
??
??
??
??
虽然交流量可正负变化,但
瞬时量方向始终不变
( 2)输出 uo与输入 ui相比,幅度
被放大了,频率不变,但相位相
反。
ui
t
uBE
ti
B
ti
C
t
uCE
t
uo
t
对交流信号 (输入信号 ui)
2,用图解法进行放大器的动态性能分析
( 1) 交流通路 ——分析动态工作情况
交流通路的画法,将直流电压源短路,将电容短路。
短路
短路
置零
-u
+
T +
2
V
-
u
Rc
.
o
1
R
L
C
+
b
CC
C
Ri
交流通路
+
+ +
R
-
-
u
o
T
uR
b
R
L
i
c
+
( 2)交流负载线
输出端接入负载 RL,不影响 Q
影响动态!
+
+
+
C
V
1
CC
Rb
V
L
+
uoR
-u
+
-i
2C
cR
交流负载线 ic
其中:
CLL // RRR ??
uce=-ic( RC//RL)
= -ic RL
+
+ +
R
-
-
u
o
T
uR
b
R
L
i
c
+
交流量 ic和 uce有如下关系:
即:交流负载线的斜率:
L
1
R??
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。
交流负载线的作法:
iC
iCE
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。
iC
uCE
uo
可输出
的最大
不失真
信号
( 1)合适的静态工作点
ib
( 3) 静态工作点对波形的影响
iC
uCE
uo
( 2) Q点过低 → 信号进入截止区
称为截止失真
信号波形
iC
uCE
uo
( 3) Q点过高 → 信号进入饱和区
称为饱和失真
信号波形
截止失真和饱和失真
统称, 非线性失真,
3,用微变等效电路法求放大器的动态参数
思路:将非线性的三极管等效成一个线性电路
条件:交流小信号
+
+
+
+
i
-
u
be
+
-
u
b T
ce
+
c
i
+ +
+ +
b
u
ce
i
+
-
+
i
be
c
u
-
二端口
网络
iB
UBE
当输入信号很小时,在静态工
作点 Q附近的工作段可认为是直线。
对输入的小交流信号而言,三极管
相当于电阻 rbe,表示输入特性。
?UBE
?IB
CECE UU i
u
i
ur
b
be
B
BE
be ??
??
( 1) 晶体管的微变等效电路
(a)输入特性曲线
Q
3,用微变等效电路法求放大器的动态参数
思路:将非线性的三极管等效成一个线性电路
????? )mA( )mV(26)1()(200
E
be Ir ?
式中,IE,发射极电流的静态值 ; β:晶
体管的放大倍数; rbe:输入电阻,其值
一般为几百欧到几千欧 (动态电阻 )。
返回
iC
uCE
)( bBcCC iIiIi ???? ?
bB iI ?? ??
CECE Ub
C
UB
C
i
i
I
I ?
?
???
输出端相当于一个受
ib控制的电流源 。
输出端还等效并联一
个大电阻 rce。
( b) 输出特性曲线
在线性工作区是一族平行直线。
ibiC
iC
uCE
?iC
?uC E
C
CE
C
CE
ce i
u
I
Ur ??
?
??
在小信号的条件下,
rce也是一个常数。阻值很
高,约为几十到几百 kΩ。
在后面微变等效电路中,
可忽略不计。
输出电阻 rce
ube
?ib
ib icic
ube
ib
uce
+
-
+
-
B C
E
ucerbe rce
+
-
+
-
CB
先将交流通道中的三极管用微变等效电路代替。
( a)三极管的微变等效电路
(2) 放大电路的微变等效电路
(b) 放大电路的微变等效电路
将放大电路交流通道中的三极管用微
变等效电路代替。
rbe
?ib
ib
rce
ii ic
ui uoRB
RC
RL
+
-
bebi riu ? Lbo Riu ??? ? LCL // RRR ??
返回
biri bei ??
bL'L'o iRiRu c ?????
式中
LC'L // RRR ?
故放大电路的电压放大倍数
be
L
'
i
u r
R
i
u
A o ???? ?
输出端开路时
be
C
u r
RA ???
(3) 电压放大倍数的计算
以上图微变等效电路来计算。
显然负载电阻 RL越小,放大倍数越低。
Au还与 β和 rBE 有关。
返回
[解 ] 已求得 IC= 1.5mA ≈IE
RL’= RC ∥ RL = 2kΩ
?????? k867.01, 5 ( m A )m V )(26)5.371(200ber
5.868 6 7.0 25.37
be
'
L
u ??????? r
RA ?
返回
已知 UCC=12V,RC=4kΩ,RB=300kΩ,β=37.5,
RL=4kΩ,试求电压放大倍数 。
例题
(4) 放大电路输入电阻的计算
放大电路对信号源来说,是一个负载,可
用一个电阻等效代替,这个电阻是信号源的负
载电阻,也就是放大电路的输入电阻 Ri,即
i
i
i
u
Ri ?
输入电阻对交流而言是动态电阻。
返回
i
i
i
u
Ri ?
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
较大的输入电阻。
rbeRb
Rc
RL
iu
ii bi ci
oub
i?
(5) 放大电路输出电阻的计算
对于负载而言,放大电路相当于信号源 (可以将
它进行戴维宁定理等效),等效电路的内阻就是输
出电阻,它也是动态电阻。
(a) 将信号源短路( ui=0)和输出端开
路从输出端看进去的电阻。
(b)将信号源短路( ui=0)保留受控源,
输入端加电压( uo)以产生电流 Io。
Ro≈ RC
o
o
o i
uR ?
[解 ] 放大电路对负载来说,是一信号源,可用等效电
动势 E0和内阻 Ro表示。等效电源的内阻即为输出电阻。
0EUo ?输出端开路时
输出端接上负载电阻时
由上列两式可得出
L
oL
o
)1( R
U
U
R o ??
本例中
?????? )106()134( 3oR
2kΩ
L
L
L
L RRr
REU )10
o ???
已知 Uo=4V,RL=6kΩ,UoL=3V,求放大电路的输出
电阻。放大电路同上图。
例题
定义:
放大
+
iu
R
+
u
S
-
-
S
电路i
R R L
+
Ou
-
当信号源有内阻时:
i
o
u u
uA =
s
o
us u
uA =
由图知:
s
si
i
i uRR
Ru
?
=
所以:
s
i
i
o
s
o
us u
u
u
u
u
uA ?=
u
si
i A
RR
R
?
=
例 共射放大电路如图所示。设,VCC= 12V,
Rb=300kΩ,Rc=3kΩ,RL=3kΩ,BJT的 ?=60。
+
+
+
C
T
b1
CC
R
b
V
L
+
u
oR
-
u
+
-
i
b2C
cR
1,试求电路的静态工
作点 Q。
A403 0 0 kV12
b
BB
BQ ???? R
VI
2 m AA4050QBCQ ??? ?IβI =
6V3k2 m AV12CCQCCC E Q ?????? RIVU
解:
+
+
+
C
T
b1
CC
R
b
V
L
+
u
oR
-
u
+
-
i
b2C
cR
2,估算电路的电压放大倍数、输入电阻 Ri和输出电阻 Ro。
解:画微变等效电路
)mA(
mV26)(12 0 0
E
be Iβr ???=
???? 9 9 3)mA(2 mV26612 0 0=
750, 9 9 3 k k3k50
be
Lu ????? ? ∥3-=
r
RβA
Ri=rbe//Rb≈rbe=993Ω
Ro=Rc=3kΩ
--
+ +
,cu L oib
ii
.
i
beR r β
c
b
i
i R u
b
R
+
+
+
C
T
b1
CC
R
b
V
L
+
u
oR
-
u
+
-
i
b2C
cR
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,为截止失真。
应减小 Rb。
对于前面的电路(固定偏置电路)而言,
静态工作点由 UBE,?和 ICEO决定,这三个参
数随温度而变化。
Q变
UBE
?
ICEO
变T变 IC变
2.3 放大器工作点的稳定
2.3.1 温度对工作点的影响
1、温度对 UBE的影响
iB
uBE
25 oC50oC
T UBE
IB
IC
2、温度对 ?值及 ICEO的影响
T ?,ICEO IC
iC
uCE
Q
Q′
温度上升时
,输出特性
曲线上移,
造成 Q点上
移。
总之,T IC
Rb1
+VCC
RC
C1
C2
Rb2
Ce
Re
RL
ui uo
I1
I2
IB
B2 II ??
B21B
CC
21 RR
VII
???
B22B RIU ?
CC
2BB1
B2 V
RR
R
??
VB
UB不受温度变化的影响。
2.3.2 分压式稳定工作点偏置电路
( 1) 结构及工作原理
Rb1
+VCC
RC
C1
C2
Rb2
Ce
RE
RL
ui uo
I1
I2
IB E
BEB
E R
UUII
C
???
RE越大,稳定
性越好。但太大将
使输出电压降低。
一般取几百欧 ~几 kΩ。
IC
IE
E
B
R
V?
T UBE
IB
IC UE
IC
EEBEBBE RIUUUU ????
UB
UE
Rb1
+VCC
RC
C1 C2
Rb2
CeRe
RL
ui uo
I1
I2
IB
Ce将 Re短路,
Re对交流不起作
用,放大倍数不
受影响。
( 2)直流通道及静态工作点估算,
CC
b2b1
b2
B VRR
RU
??
IB=IC/?
UCE = VCC - ICRC - IERe
IC?IE =UE/Re
= ( UB- UBE) / Re
电容开路,画出直流通道
+
b2
c
R
e
V
R R
R
b1
V
CC
交
流
通
道 RB1 RCRB2 RLui uo
B
E
C
ib ic
ii
i2i1
微
变
等
效
电
路
rbe
Rc RLiU
?
ou
bi?
Rb1 Rb2
ii
bi
ci
i1 i2
(3)动态性能分析
微变等效电路及电压放大倍数、输入电阻、
输出电阻的计算
be
L
u r
RA ??? ? ri=Rb1// Rb2// rbe
ro= Rc
rbe
RC RLiU
?
ou
bi?
Rb1 Rb2
ii bi ci
B
E
C
i1 i2
RL= RC // RL
)(
)(26)1()(1 0 0
mAI
mVr
E
be ?????
将电容 Ce断开路,画出电路的交流小信号
等效电路
Ce对电路的影响
+
+
+
+
e
b
b
c
βi
Ri
R
R
b1
ber
R uoC
+
-
LRi
-
+
u
b2R
Ri
icbiii
电压放大倍数:
RL= Rc // RL
ebe
L
ebeb
Lb
i
o
u )(1])(1[ Rβr
Rβ
Rβri
Ri
u
uA
??
??
??
?? ???=
ebbebi )1( Ririu ???? )//( LCbo RRiu ???
+
+
+
+
e
b c
Ri
R
Re
b1
ber
R uoC
+
-
LRi
-
+
u
b2R
Ri
icbiii
βib
输入电阻:
ebe
b
i
i )(1 Rβri
u
R ????=
b2b1ii //// RRRR ??
b2b1ebe ////])(1[ RRRβr ???
输出电阻:
co RR ?
+
+
+
+
e
b c
Ri
R
Re
b1
ber
R uoC
+
-
LRi
-
+
u
b2R
Ri
icbiii
oR
βib
2.4.1 共集电极电路
1,电路的组成及特点
2.4 共集电极放大电路与共基极放大电路
+
+
-
R uR
V
e
ui
b
-
C1
+
CC
o
V
R
L
2C
+
-
R
S
S
u
2,直流通道及静态工作点分析:
eb
CC
RR
UVI
)1(
BE
B ???
??
IB
IE
UBE UCE
BC βII ?
eCCCeECCCE RIVRIVU ????
eEBEbBCC RIURIV ???
eBBEbB )1( RIβURI ????
+
R
V
e
b
CC
R
3,动态分析
( 1)交流通道及微变等
效电路
+e
b c
βib
Ri
R
ber
uo
-LR
i
-
+
u
b
Ri
icbiii
+
R
u
-
+
S
S
e
R
+
+
-
R uR
V
e
ui
b
-
C1
+
CC
o
V
R
L
2C
+
-
R
S
S
u
( 2)电压放大倍数:
)//)((1
)//)((1
Lebe
Le
i
o
u RRβr
RRβ
u
uA
??
??=
)//)(1( Lebebi RRriu ???? )//()1( Lebo RRiβu ??
1?
+e
b c
βib
Ri
R
ber
uo
-LR
i
-
+
u
b
Ri
icbiii
+
R
u
-
+
S
S
e
R
( 2)输入电阻
)//)((1 Lebe
b
i
i RRβri
uR ????=
bii R//RR ?? bLebe ])((1[ R//)R//Rβr ???
+e
b c
βib
Ri
R
ber
uo
-LR
i
-
+
u
b
Ri
icbiii
+
R
u
-
+
S
S
e
R
3、输出电阻
β
rR
R
R
u
rR
βu
rR
u
u
i
u
R
?
?
?
?
??
??
?
??
1
bes
e
ebesbes
o ∥
+
bRe )1( iβii ???
b
e
)1( iβRu ???
bes
b rR
ui
?? ?
bSs // RRR ??
+
βib
S b
uR
R
ber
R
b
e
c
e
+
-
ib
oR
射极输出器的特点:电压放大倍数 =1,
输入阻抗高,输出阻抗小 。
射极输出器的应用
1、放在多级放大器的输入端,提高整个放
大器的输入电阻。
2、放在多级放大器的输出端,减小整个放
大器的输出电阻。
3、放在两级之间,起缓冲作用。
2.4.2 共基极电路
+
S
+
V
b1
1
b2
u
i
-
u
+ 2
S
C
C
R
-
R
CC
R
c
R
R
+
u
L
o
-
e
R
1,静态工作点
直流通路:
CC
b2b1
b2
B VRR
RU ?
?? e
BEB
EC R
UUII ???
)( ecCCCeEcCCCCE RRIVRIRIVU ?????? ?CB II ?
+
S
+
V
b1
1
b2
u
i
-
u
+ 2
S
C
C
R
-
R
CC
R
c
R R
+
u
L
o
-
e
R
+
b2
R
b1
R
R
V
R c
e
CC
2,动态分析
画出电路的交流小信号
等效电路
+
S
+
V
b1
1
b2
u
i
-
u
+ 2
S
C
C
R
-
R
CC
R
c
R R
+
u
L
o
-
e
R
( 1)电压放大倍数
be
Lc
i
o
u
)//(
r
RRβ
u
uA ?=
bebi riu ??
)//( LCbo RRiu ??? +
+
e
b
c
Ri
beri
-
+
u
e
Ri
iceiii
R
u
-
+
S
S
R
+
ou
LR
-
Rcib
βib
( 2)输入电阻
e
i
i i
u
R
?
?=
bii // RRR ??
( 3)输出电阻
co RR ?
)(1)(1
be
e
beb
β
r
iβ
ri
?
?
??
?
?
)(1
// beb
β
r
R
?
?
3,三种组态的比较
电压增益:
be
Lc )//(
r
RR?? ?
输入电阻:
beb //rR
输出电阻:
cR
)//)(1(
)//()1(
Lebe
Le
RRr
RR
?
?
??
??
? ?)//)(1(// Lebeb RRrR ???
??
?
1
)//(// bebs
e
rRRR
be
Lc )//(
r
RR??
??1//
be
e
rR
cR
+
+
-
R
uR
V
e
u
i
b
-
C 1
+
CC
o
T
R
L
2C
+
-
R
S
S
u
共集
+
S
+
V
b1
1
b2
u
i
-
u
+ 2
S
C
C
R
-
R
CC
R
c
R R
+
u
L
o
-
e
R
共基
共射
+
+
+
b2
b
-
i
u
c
C
+
R R
-
CC
b1
R u
T
oL
+
C
V
2.5 阻容耦合放大电路的频率特性
频率响应 ——放大器的电压放大倍数
与频率的关系
)()(||)( ffAfA UU ???
??
其中,称为放大器的幅频响应)(|| fA
U
?
称为放大器的相频响应)( f?
阻容耦合放大电路的频率特性:
|Au0|
f1 f2
|Au0|
? 2 通频带
|Au|
f0
如图示 Au|~ f 关系曲线 称为
放大电路的幅频特性;下
限频率 f1和上限频率 f2之间
的频率范围称为通频带 (三
个频段 )。
在工业电子技术的低频放大电路中,频率范围约
为 20~10000Hz。
低频段 ——— 由于信号频率较低,而级间
耦合电容的容抗值较大,产生压降,使 Ube <
Ui,放大倍数降低。
中频段 ——由于耦合电容和发射极电阻旁
路的电容的容抗值较大,故对 中频段信号来讲其
容抗很小,可视作短路,放大倍数与信号频率
无关。
高频段 ——由于信号频率较高,耦合电容
和发射极电阻旁路电容的容抗比 中频段更小,
故皆可 视作短路。晶体管 ?下降, |Au|下降,
电压放大倍数降低 。
本章小结
1,基本放大电路的组成 。 三极管加上合适的偏置电路 ( 偏置
电路保证三极管工作在放大区 ) 。
2,交流与直流 。 正常工作时, 放大电路处于交直流共存的状
态 。 为了分析方便, 常将两者分开讨论 。
直流通路:交流电压源短路, 电容开路 。
交流通路:直流电压源短路, 电容短路 。
3,三种分析方法 。
( 1) 估算法 ( 直流模型等效电路法 ) ——估算 Q。
( 2) 图解法 ——分析 Q( Q的位置是否合适 ) ;分析动态
( 最大不失真输出电压 ) 。
( 3) 微变等效电路法 ——分析动态 ( 电压放大倍数, 输入电
阻, 输出电阻等 ) 。
4.三种组态。
( 1)共射 ——Au较大,Ri,Ro适中,常用作电压放大。
( 2)共集 ——Au≈1,Ri大,Ro小,适用于信号跟随、信号隔
离等。
( 3)共基 ——Au较大,Ri小,频带宽,适用于放大高频信号。
5,频率响应 ——两个截止频率
下限截止频率 fL——频率下降,使 Au下降为 0.707Aum所对应的
频率,由电路中的耦合电容和旁路电容所决定。
上限截止频率 fH——频率上升,使 Au下降为 0.707Aum所对应
的频率,由电路中三极管的极间电容所决定。
2.2 共发射极基本放大电路
2.3 放大器工作点的稳定
2.4 共集电极放大电路与共基极放大电路
2.5 阻容耦合放大电路的频率特性
2.1 放大电路的基本概念及性能指标
2.1 放大电路的基本概念及性能指标
2.1.1 放大电路概述
放大 ——把微弱的电信号的幅度放大。
一个微弱的电信号通过放大器后,输出电压或电流的幅得
到了放大,但它随时间变化的规律不能变,即 不失真 。
+
+
+
+
-
u
o
+
u
+
-
i
放大电路
u
-
R
+
S
S
R L
信号源 负载
ii i o
2.1.2 放大电路的主要性能指标
1,放大倍数
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 定义为, Au=uo/ui
( 2)电流放大倍数 定义为, Ai=io/ii
( 3)功率放大 定义为, Ap=po/Pi
+
+
+
+
-
u
o
+
u
+
-
i
放大电路
u
-
R
+
S
S
R L
信号源 负载
ii i o
10
V1.0
V1
i
o
u ??? u
uA
1000, 5 m AmA50
i
o
i ??? i
iA
[例] 某交流放大器的输入电压是 100mV,输入电流为 0.5mA;
输出电压为 1V,输出电流为 50mA。求该放大器的电压放大倍数、
电流放大倍数和功率放大倍数。如果用分贝来表示,它们分别为
多少?
解,① 电压放大倍数:
② 电流放大倍数,
③ 功率放大倍数,AP=|Ai·Au|=10× 100=1000
用分贝来表示则为
① 电压放大倍数,Au(dB)=20 lg|Au|=20 lg10=20dB
② 电流放大倍数,Ai(dB)=20 lg|Ai|=20 lg100=40dB
③ 功率放大倍数,AP(dB)=10 lg|AP|=10 lg1000=30dB
在用分贝计算电路放大倍数时,若出现负值则说明该电路不是
放大器而是衰减器。
2,输入电阻 Ri——从放大电路输入端看进去的等效电阻
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。
+ +
+ +
+
i
-
oi
i
i
+
+
-
信号源
S
放大电路 o
S
-
Lu R
负载
R
u
u
R i
R i
3,输出电阻 Ro——从放大电路输出端看进去的等效电阻
+ +
+ +
S
+
o
负载
L
S
+
信号源
-
u
-
o
i i
i
R
R
放大电路
-
+
i
u uR
i
R i
o
u
o
R
R o
输出电阻是表明放大电路带负载能力的,Ro越
小,放大电路带负载的能力越强,反之则差。
0,
o
o
o sL= ??? uRi
uR
输出电阻 的定义:
2.2 共发射极基本放大电路
放大器的目的是将微弱的变化电信号转换为
较强的电信号 。
放大器实现放大的条件:
1,晶体管必须偏置在放大区。发射结正偏,
集电结反偏。
2,正确设置静态工 作点,使整个波形处于
放大区。
3,输出回路将变化的集电极电流转化成变
化的集电极电压,经电容滤波只输出交流信号。
ui uo
共射极放大电路
(1) 晶体管 V的作用
Rb
+UCC
Rc
C1 C2
放大元件满足
iC=? iB,
T应工作在放大区,
即保证集电结反
偏,发射结正偏。
iB
iC
iE
2.2.1 基本放大电路的组成
1,元件的作用
V
(2) 集电极电源 UCC作用
共射极放大电路
Rb
+UCC
Rc
C1 C2
集电极电
源作用,是为
电路提供能量。
并保证集电结
反偏。
(3) 集电极负载电阻 Rc作用
共射极放大电路
Rb
+UCC
Rc
C1 C2
集电极电
阻的作用是将
变化的电流转
变为变化的电
压。
(4) 基极电阻 Rb的作
用
+UCC
Rc
C1 C2
V
Rb
共射极放大电路
基极电阻
能提供适当的
静态工作点。
并保证发射结
正偏。
(5) 耦合电容 C1和 C2作用 1) 隔直作用
隔离输入,输出
与电路的直流
通道。
2)交流耦合作用
能使交流信号
顺利通过 。
共射极放大电路
Rb
+UCC
Rc
C1 C2
返回
2,电路中电压和电流符号的规定
( 1)直流分量, 用大写字母和大写下标表示,如 IB表
示基极的直流电流。
( 2)交流分量,用小写字母和小写下标表示,如 ib表
示基极的交流电流。
( 3)瞬时值, 是直流分量和交流分量之和,用小写字
母和大写下标表示,如 iB=IB+ib,即 iB表示基极电流的
总量。
( 4)交流有效值,用大写字母小写下标表示,如 Ib表
示基极正弦交电流有效值 。
1.静态工作点 ——ui=0时电路的工作状态
2.2.2 放大电路的静态分析
ui=0时
IC
IE
IB
+
UBE
-
+
UCE
--u
+
V
R
2
L
b
o
C
R
C
u
1
+
R
+
CC
-
.
i
V
c
由于 (IB,UBE) 和 ( IC,UCE )分别对应于输入、输出
特性曲线上的一个点,所以称为 静态工作点 。
IB
UBE
QIB
UBE
Q
UCE
IC
IC
UCE
IB
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。
开路
画出放大电路的直流通路
2,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
-u
+
V
R
2
L
b
o
C
R
C
u
1
+
R
+
CC
-
.
i
V
c
画直流通路:
Rb称为 偏置电阻, IB称为 偏置电流 。
( 1)用估算法分析放大器的静态工作点( IB、
UBE,IC,UCE)
IC= ?IB
b
BECC
B R
UVI ??
b
CC V7.0
R
V ??
CCCCCE RIVU ??
+
V
Rb R
CCV
c
例:用估算法计算静态工作点。
已知,VCC=12V,
RC=4K?,
Rb=300K ?,
?=37.5。
解:
A400, 0 4 m A30012
b
CC
B μ???? RVI
mA5.104.05.37BC ???? II ?
6V41, 512CCCCCE ?????? RIVU
请注意电路中 IB和 IC的数量级
+
+
+
C
V
b1
CC
Rb
V
L
+
uoR
-u
+
-i
2C
cR
( 2) 用图解法分析放大器的静态工作点
UCE=VCC–ICRC
VCC
IC
UCE
C
CC
R
V
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 Q
Q I
B
静态 UCE
静态 IC
+
+
+
+
+C
Rc
i
u
V
1
V
u
CC
+
2
R
-
o
C
+
b
-
iB
uBE
Q
ui
ib i
c
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
ib
静态工作点
2.2.3 放大电路的动态分析
iC
iCEu
ce
注意,uce与 ui反相!
ui iB
iC
uCE uo
各点波形
uo比 ui幅度放大且相位相反
1
+
2C
R c
C
V
R
CC
b
结论,( 1)放大电路中的信
号是交直流共存,可表示成:
ceCECE
cCC
bBB
beBEBE
uUu
iIi
iIi
uUu
??
??
??
??
虽然交流量可正负变化,但
瞬时量方向始终不变
( 2)输出 uo与输入 ui相比,幅度
被放大了,频率不变,但相位相
反。
ui
t
uBE
ti
B
ti
C
t
uCE
t
uo
t
对交流信号 (输入信号 ui)
2,用图解法进行放大器的动态性能分析
( 1) 交流通路 ——分析动态工作情况
交流通路的画法,将直流电压源短路,将电容短路。
短路
短路
置零
-u
+
T +
2
V
-
u
Rc
.
o
1
R
L
C
+
b
CC
C
Ri
交流通路
+
+ +
R
-
-
u
o
T
uR
b
R
L
i
c
+
( 2)交流负载线
输出端接入负载 RL,不影响 Q
影响动态!
+
+
+
C
V
1
CC
Rb
V
L
+
uoR
-u
+
-i
2C
cR
交流负载线 ic
其中:
CLL // RRR ??
uce=-ic( RC//RL)
= -ic RL
+
+ +
R
-
-
u
o
T
uR
b
R
L
i
c
+
交流量 ic和 uce有如下关系:
即:交流负载线的斜率:
L
1
R??
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。
交流负载线的作法:
iC
iCE
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。
iC
uCE
uo
可输出
的最大
不失真
信号
( 1)合适的静态工作点
ib
( 3) 静态工作点对波形的影响
iC
uCE
uo
( 2) Q点过低 → 信号进入截止区
称为截止失真
信号波形
iC
uCE
uo
( 3) Q点过高 → 信号进入饱和区
称为饱和失真
信号波形
截止失真和饱和失真
统称, 非线性失真,
3,用微变等效电路法求放大器的动态参数
思路:将非线性的三极管等效成一个线性电路
条件:交流小信号
+
+
+
+
i
-
u
be
+
-
u
b T
ce
+
c
i
+ +
+ +
b
u
ce
i
+
-
+
i
be
c
u
-
二端口
网络
iB
UBE
当输入信号很小时,在静态工
作点 Q附近的工作段可认为是直线。
对输入的小交流信号而言,三极管
相当于电阻 rbe,表示输入特性。
?UBE
?IB
CECE UU i
u
i
ur
b
be
B
BE
be ??
??
( 1) 晶体管的微变等效电路
(a)输入特性曲线
Q
3,用微变等效电路法求放大器的动态参数
思路:将非线性的三极管等效成一个线性电路
????? )mA( )mV(26)1()(200
E
be Ir ?
式中,IE,发射极电流的静态值 ; β:晶
体管的放大倍数; rbe:输入电阻,其值
一般为几百欧到几千欧 (动态电阻 )。
返回
iC
uCE
)( bBcCC iIiIi ???? ?
bB iI ?? ??
CECE Ub
C
UB
C
i
i
I
I ?
?
???
输出端相当于一个受
ib控制的电流源 。
输出端还等效并联一
个大电阻 rce。
( b) 输出特性曲线
在线性工作区是一族平行直线。
ibiC
iC
uCE
?iC
?uC E
C
CE
C
CE
ce i
u
I
Ur ??
?
??
在小信号的条件下,
rce也是一个常数。阻值很
高,约为几十到几百 kΩ。
在后面微变等效电路中,
可忽略不计。
输出电阻 rce
ube
?ib
ib icic
ube
ib
uce
+
-
+
-
B C
E
ucerbe rce
+
-
+
-
CB
先将交流通道中的三极管用微变等效电路代替。
( a)三极管的微变等效电路
(2) 放大电路的微变等效电路
(b) 放大电路的微变等效电路
将放大电路交流通道中的三极管用微
变等效电路代替。
rbe
?ib
ib
rce
ii ic
ui uoRB
RC
RL
+
-
bebi riu ? Lbo Riu ??? ? LCL // RRR ??
返回
biri bei ??
bL'L'o iRiRu c ?????
式中
LC'L // RRR ?
故放大电路的电压放大倍数
be
L
'
i
u r
R
i
u
A o ???? ?
输出端开路时
be
C
u r
RA ???
(3) 电压放大倍数的计算
以上图微变等效电路来计算。
显然负载电阻 RL越小,放大倍数越低。
Au还与 β和 rBE 有关。
返回
[解 ] 已求得 IC= 1.5mA ≈IE
RL’= RC ∥ RL = 2kΩ
?????? k867.01, 5 ( m A )m V )(26)5.371(200ber
5.868 6 7.0 25.37
be
'
L
u ??????? r
RA ?
返回
已知 UCC=12V,RC=4kΩ,RB=300kΩ,β=37.5,
RL=4kΩ,试求电压放大倍数 。
例题
(4) 放大电路输入电阻的计算
放大电路对信号源来说,是一个负载,可
用一个电阻等效代替,这个电阻是信号源的负
载电阻,也就是放大电路的输入电阻 Ri,即
i
i
i
u
Ri ?
输入电阻对交流而言是动态电阻。
返回
i
i
i
u
Ri ?
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
较大的输入电阻。
rbeRb
Rc
RL
iu
ii bi ci
oub
i?
(5) 放大电路输出电阻的计算
对于负载而言,放大电路相当于信号源 (可以将
它进行戴维宁定理等效),等效电路的内阻就是输
出电阻,它也是动态电阻。
(a) 将信号源短路( ui=0)和输出端开
路从输出端看进去的电阻。
(b)将信号源短路( ui=0)保留受控源,
输入端加电压( uo)以产生电流 Io。
Ro≈ RC
o
o
o i
uR ?
[解 ] 放大电路对负载来说,是一信号源,可用等效电
动势 E0和内阻 Ro表示。等效电源的内阻即为输出电阻。
0EUo ?输出端开路时
输出端接上负载电阻时
由上列两式可得出
L
oL
o
)1( R
U
U
R o ??
本例中
?????? )106()134( 3oR
2kΩ
L
L
L
L RRr
REU )10
o ???
已知 Uo=4V,RL=6kΩ,UoL=3V,求放大电路的输出
电阻。放大电路同上图。
例题
定义:
放大
+
iu
R
+
u
S
-
-
S
电路i
R R L
+
Ou
-
当信号源有内阻时:
i
o
u u
uA =
s
o
us u
uA =
由图知:
s
si
i
i uRR
Ru
?
=
所以:
s
i
i
o
s
o
us u
u
u
u
u
uA ?=
u
si
i A
RR
R
?
=
例 共射放大电路如图所示。设,VCC= 12V,
Rb=300kΩ,Rc=3kΩ,RL=3kΩ,BJT的 ?=60。
+
+
+
C
T
b1
CC
R
b
V
L
+
u
oR
-
u
+
-
i
b2C
cR
1,试求电路的静态工
作点 Q。
A403 0 0 kV12
b
BB
BQ ???? R
VI
2 m AA4050QBCQ ??? ?IβI =
6V3k2 m AV12CCQCCC E Q ?????? RIVU
解:
+
+
+
C
T
b1
CC
R
b
V
L
+
u
oR
-
u
+
-
i
b2C
cR
2,估算电路的电压放大倍数、输入电阻 Ri和输出电阻 Ro。
解:画微变等效电路
)mA(
mV26)(12 0 0
E
be Iβr ???=
???? 9 9 3)mA(2 mV26612 0 0=
750, 9 9 3 k k3k50
be
Lu ????? ? ∥3-=
r
RβA
Ri=rbe//Rb≈rbe=993Ω
Ro=Rc=3kΩ
--
+ +
,cu L oib
ii
.
i
beR r β
c
b
i
i R u
b
R
+
+
+
C
T
b1
CC
R
b
V
L
+
u
oR
-
u
+
-
i
b2C
cR
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,为截止失真。
应减小 Rb。
对于前面的电路(固定偏置电路)而言,
静态工作点由 UBE,?和 ICEO决定,这三个参
数随温度而变化。
Q变
UBE
?
ICEO
变T变 IC变
2.3 放大器工作点的稳定
2.3.1 温度对工作点的影响
1、温度对 UBE的影响
iB
uBE
25 oC50oC
T UBE
IB
IC
2、温度对 ?值及 ICEO的影响
T ?,ICEO IC
iC
uCE
Q
Q′
温度上升时
,输出特性
曲线上移,
造成 Q点上
移。
总之,T IC
Rb1
+VCC
RC
C1
C2
Rb2
Ce
Re
RL
ui uo
I1
I2
IB
B2 II ??
B21B
CC
21 RR
VII
???
B22B RIU ?
CC
2BB1
B2 V
RR
R
??
VB
UB不受温度变化的影响。
2.3.2 分压式稳定工作点偏置电路
( 1) 结构及工作原理
Rb1
+VCC
RC
C1
C2
Rb2
Ce
RE
RL
ui uo
I1
I2
IB E
BEB
E R
UUII
C
???
RE越大,稳定
性越好。但太大将
使输出电压降低。
一般取几百欧 ~几 kΩ。
IC
IE
E
B
R
V?
T UBE
IB
IC UE
IC
EEBEBBE RIUUUU ????
UB
UE
Rb1
+VCC
RC
C1 C2
Rb2
CeRe
RL
ui uo
I1
I2
IB
Ce将 Re短路,
Re对交流不起作
用,放大倍数不
受影响。
( 2)直流通道及静态工作点估算,
CC
b2b1
b2
B VRR
RU
??
IB=IC/?
UCE = VCC - ICRC - IERe
IC?IE =UE/Re
= ( UB- UBE) / Re
电容开路,画出直流通道
+
b2
c
R
e
V
R R
R
b1
V
CC
交
流
通
道 RB1 RCRB2 RLui uo
B
E
C
ib ic
ii
i2i1
微
变
等
效
电
路
rbe
Rc RLiU
?
ou
bi?
Rb1 Rb2
ii
bi
ci
i1 i2
(3)动态性能分析
微变等效电路及电压放大倍数、输入电阻、
输出电阻的计算
be
L
u r
RA ??? ? ri=Rb1// Rb2// rbe
ro= Rc
rbe
RC RLiU
?
ou
bi?
Rb1 Rb2
ii bi ci
B
E
C
i1 i2
RL= RC // RL
)(
)(26)1()(1 0 0
mAI
mVr
E
be ?????
将电容 Ce断开路,画出电路的交流小信号
等效电路
Ce对电路的影响
+
+
+
+
e
b
b
c
βi
Ri
R
R
b1
ber
R uoC
+
-
LRi
-
+
u
b2R
Ri
icbiii
电压放大倍数:
RL= Rc // RL
ebe
L
ebeb
Lb
i
o
u )(1])(1[ Rβr
Rβ
Rβri
Ri
u
uA
??
??
??
?? ???=
ebbebi )1( Ririu ???? )//( LCbo RRiu ???
+
+
+
+
e
b c
Ri
R
Re
b1
ber
R uoC
+
-
LRi
-
+
u
b2R
Ri
icbiii
βib
输入电阻:
ebe
b
i
i )(1 Rβri
u
R ????=
b2b1ii //// RRRR ??
b2b1ebe ////])(1[ RRRβr ???
输出电阻:
co RR ?
+
+
+
+
e
b c
Ri
R
Re
b1
ber
R uoC
+
-
LRi
-
+
u
b2R
Ri
icbiii
oR
βib
2.4.1 共集电极电路
1,电路的组成及特点
2.4 共集电极放大电路与共基极放大电路
+
+
-
R uR
V
e
ui
b
-
C1
+
CC
o
V
R
L
2C
+
-
R
S
S
u
2,直流通道及静态工作点分析:
eb
CC
RR
UVI
)1(
BE
B ???
??
IB
IE
UBE UCE
BC βII ?
eCCCeECCCE RIVRIVU ????
eEBEbBCC RIURIV ???
eBBEbB )1( RIβURI ????
+
R
V
e
b
CC
R
3,动态分析
( 1)交流通道及微变等
效电路
+e
b c
βib
Ri
R
ber
uo
-LR
i
-
+
u
b
Ri
icbiii
+
R
u
-
+
S
S
e
R
+
+
-
R uR
V
e
ui
b
-
C1
+
CC
o
V
R
L
2C
+
-
R
S
S
u
( 2)电压放大倍数:
)//)((1
)//)((1
Lebe
Le
i
o
u RRβr
RRβ
u
uA
??
??=
)//)(1( Lebebi RRriu ???? )//()1( Lebo RRiβu ??
1?
+e
b c
βib
Ri
R
ber
uo
-LR
i
-
+
u
b
Ri
icbiii
+
R
u
-
+
S
S
e
R
( 2)输入电阻
)//)((1 Lebe
b
i
i RRβri
uR ????=
bii R//RR ?? bLebe ])((1[ R//)R//Rβr ???
+e
b c
βib
Ri
R
ber
uo
-LR
i
-
+
u
b
Ri
icbiii
+
R
u
-
+
S
S
e
R
3、输出电阻
β
rR
R
R
u
rR
βu
rR
u
u
i
u
R
?
?
?
?
??
??
?
??
1
bes
e
ebesbes
o ∥
+
bRe )1( iβii ???
b
e
)1( iβRu ???
bes
b rR
ui
?? ?
bSs // RRR ??
+
βib
S b
uR
R
ber
R
b
e
c
e
+
-
ib
oR
射极输出器的特点:电压放大倍数 =1,
输入阻抗高,输出阻抗小 。
射极输出器的应用
1、放在多级放大器的输入端,提高整个放
大器的输入电阻。
2、放在多级放大器的输出端,减小整个放
大器的输出电阻。
3、放在两级之间,起缓冲作用。
2.4.2 共基极电路
+
S
+
V
b1
1
b2
u
i
-
u
+ 2
S
C
C
R
-
R
CC
R
c
R
R
+
u
L
o
-
e
R
1,静态工作点
直流通路:
CC
b2b1
b2
B VRR
RU ?
?? e
BEB
EC R
UUII ???
)( ecCCCeEcCCCCE RRIVRIRIVU ?????? ?CB II ?
+
S
+
V
b1
1
b2
u
i
-
u
+ 2
S
C
C
R
-
R
CC
R
c
R R
+
u
L
o
-
e
R
+
b2
R
b1
R
R
V
R c
e
CC
2,动态分析
画出电路的交流小信号
等效电路
+
S
+
V
b1
1
b2
u
i
-
u
+ 2
S
C
C
R
-
R
CC
R
c
R R
+
u
L
o
-
e
R
( 1)电压放大倍数
be
Lc
i
o
u
)//(
r
RRβ
u
uA ?=
bebi riu ??
)//( LCbo RRiu ??? +
+
e
b
c
Ri
beri
-
+
u
e
Ri
iceiii
R
u
-
+
S
S
R
+
ou
LR
-
Rcib
βib
( 2)输入电阻
e
i
i i
u
R
?
?=
bii // RRR ??
( 3)输出电阻
co RR ?
)(1)(1
be
e
beb
β
r
iβ
ri
?
?
??
?
?
)(1
// beb
β
r
R
?
?
3,三种组态的比较
电压增益:
be
Lc )//(
r
RR?? ?
输入电阻:
beb //rR
输出电阻:
cR
)//)(1(
)//()1(
Lebe
Le
RRr
RR
?
?
??
??
? ?)//)(1(// Lebeb RRrR ???
??
?
1
)//(// bebs
e
rRRR
be
Lc )//(
r
RR??
??1//
be
e
rR
cR
+
+
-
R
uR
V
e
u
i
b
-
C 1
+
CC
o
T
R
L
2C
+
-
R
S
S
u
共集
+
S
+
V
b1
1
b2
u
i
-
u
+ 2
S
C
C
R
-
R
CC
R
c
R R
+
u
L
o
-
e
R
共基
共射
+
+
+
b2
b
-
i
u
c
C
+
R R
-
CC
b1
R u
T
oL
+
C
V
2.5 阻容耦合放大电路的频率特性
频率响应 ——放大器的电压放大倍数
与频率的关系
)()(||)( ffAfA UU ???
??
其中,称为放大器的幅频响应)(|| fA
U
?
称为放大器的相频响应)( f?
阻容耦合放大电路的频率特性:
|Au0|
f1 f2
|Au0|
? 2 通频带
|Au|
f0
如图示 Au|~ f 关系曲线 称为
放大电路的幅频特性;下
限频率 f1和上限频率 f2之间
的频率范围称为通频带 (三
个频段 )。
在工业电子技术的低频放大电路中,频率范围约
为 20~10000Hz。
低频段 ——— 由于信号频率较低,而级间
耦合电容的容抗值较大,产生压降,使 Ube <
Ui,放大倍数降低。
中频段 ——由于耦合电容和发射极电阻旁
路的电容的容抗值较大,故对 中频段信号来讲其
容抗很小,可视作短路,放大倍数与信号频率
无关。
高频段 ——由于信号频率较高,耦合电容
和发射极电阻旁路电容的容抗比 中频段更小,
故皆可 视作短路。晶体管 ?下降, |Au|下降,
电压放大倍数降低 。
本章小结
1,基本放大电路的组成 。 三极管加上合适的偏置电路 ( 偏置
电路保证三极管工作在放大区 ) 。
2,交流与直流 。 正常工作时, 放大电路处于交直流共存的状
态 。 为了分析方便, 常将两者分开讨论 。
直流通路:交流电压源短路, 电容开路 。
交流通路:直流电压源短路, 电容短路 。
3,三种分析方法 。
( 1) 估算法 ( 直流模型等效电路法 ) ——估算 Q。
( 2) 图解法 ——分析 Q( Q的位置是否合适 ) ;分析动态
( 最大不失真输出电压 ) 。
( 3) 微变等效电路法 ——分析动态 ( 电压放大倍数, 输入电
阻, 输出电阻等 ) 。
4.三种组态。
( 1)共射 ——Au较大,Ri,Ro适中,常用作电压放大。
( 2)共集 ——Au≈1,Ri大,Ro小,适用于信号跟随、信号隔
离等。
( 3)共基 ——Au较大,Ri小,频带宽,适用于放大高频信号。
5,频率响应 ——两个截止频率
下限截止频率 fL——频率下降,使 Au下降为 0.707Aum所对应的
频率,由电路中的耦合电容和旁路电容所决定。
上限截止频率 fH——频率上升,使 Au下降为 0.707Aum所对应
的频率,由电路中三极管的极间电容所决定。