第四章
放大电路基础
概论
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。
放大电路可以用有输入口和输出口的四端网络表示，
如图：
Xi XoAu
扩音机是怎样工作的
直流供电电
源
前置放大器 功率放大器
放大的概念
放大器的分类 直流放大器
音频放大器
视频放大器
脉冲放大器
信号的特征
宽带放大器
谐振放大器
信号的大小
小信号放大器
大信号放大器（功率放大器）
放大的概念
讨论放大器必须解决的问题
1、设置合适静态工作点
－－ 偏置电路
2、输入信号、输出负载、放大器三者之间的连接方式
－－ 耦合方式
偏置电路的要求：
1、提供放大器所需要的工作点。
2、工作点在外部条件变化时保持不变。
iC
uCE
uo
可输出的
最大不失
真信号
ib
图解法：合适的偏置电路
Q点合适时
iC
uCE
Q点过高，信号进入饱
和区
放大电路产生
饱和失真
ib 输入
波形
uo
输出波形
图解法：不合适的偏置电路
iC
uCE
uo
Q点过低，信号进入
截止区
放大电路产生
截止失真
输出波形
输入波形 ib
图解法,不合适的偏置电路
静态工作点的稳定性
为了保证放大电路的稳定工作，必须有合适的、
稳定的静态工作点。但是，温度的变化严重影响静
态工作点。
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，温度对静态工作点的影响主要体现在这一方
面。
T
UBE
?
ICEO
Q
iB
uBE
25oC50oC
T UBE IB
IC
温度对的静态工作点的影响
一、温度对 UBE的影响
T↑
其效应是使输出特性向左移
载流子的
运动加剧 对相同的 IB,→UBE↓（ -2mv/℃ ）
B
BEC
B R
UEI ??
Q点上移
CmvTU BE ????? /)5.2~8.1(
二、温度对 ICBO的影响
T ICBO
ICQ
iC
uCE
Q
Q′
温度上升时，
输出特性曲线
上移，造成 Q点
上移。
温度对的静态工作点的影响
ICBO是基区和集电区的少子形成的
温度每升高 10℃,
ICBO大约增大 1倍。ICBO（ T） =ICBO（ T0） ·2 C TT ??10 0
又,ICEO=（ 1+β） ICBO ∴ T ↑→ICEO↑
∵ ICBO硅 << ICBO锗
∴ 硅管工作比锗管稳
定, 因此, 在高温场
合, 硅管应用广泛 。
三、温度对 ?值 的影响
T ? IC
iC
uCE
Q
Q′
温度上
升时，
输出特
性曲线
稀疏，
造成 Q
点上移。
温度对的静态工作点的影响
扩散与复合的比例 ↑ 输出特性的间距 ↑
温度每升高 1℃, β增大 0.5~1%,Δβ=β·ΔT（ 0.5~1%）。
总之：
ICBO ?? ICEO ?
T ? ? VBE ? ? IB ?? IC ?
??
小结：
固定偏置电路的 Q点是不稳定的。 Q点不稳定可能会导致
静态工作点靠近饱和区或截止区，从而导致失真。为此，需要
改进偏置电路，当温度升高,IC增加时，能够自动减少 IB，从
而抑制 Q点的变化。保持 Q点基本稳定。
温度对的静态工作点的影响
（ 1） ICBO,β,UBE随温度的升高的结果, 都集中表现在 Q点的
IC增大 。
（ 2） 硅管的 ICBO小, 因此对硅管来说, 温度对 UBE和 β的影响
是主要的 。
（ 3） 锗管的 ICBO大, 因此对锗管来说, 温度对 ICBO的影响是主
要的 。
（ 4） 除了温度变化引起管子工作不稳定外, 通常还需要从管
子参数的不一致来考虑问题 。
分压式偏置电路：
Q点稳定的电路
措施：①针对 ICBO的影响，可以设法使 T↑→IB↓
② 针对 UBE的影响，可以设法使 T↑→UE↓
Rb1
+EC
RC
Rb2
CE
Re
RLu
i
uo
1、电路形式
即 UB由 Rb2的分压确定, 与管
子参数基本无关, 从而保证了
基极对地有一个稳定的电压,
此时要求 I2>>IB即 Rb1,Rb2较小 。
2b
2b1b
C R
RR
E
?
2、基本特点
①利用 Rb1和 Rb2组成的分压器
固定基极电位
使 I2>>IB
∴ UB=I2Rb2=
I1
I2
UE
IC
IE
IB
UB
分压式偏置电路：
Q点稳定的电路 R
b1
+EC
RC
Rb2
CE
Re
RLu
i
uo
② 利用 Re将 IE的变化转化为
电压的变化 。 （ ΔUE=ΔIE·Re）
则,UBE=UB-UE
UE=UB-UBE
e
B
e
BEB
e
E
E R
U
R
UU
R
UI ????
2、基本特点
3、稳定过程
T UBE
IB
IC UEIE=IC+IB
IC
IEReIE UBE=UB-UE
本电路稳压的过程实际是由于加了 RE形成了 负反馈 过程
I1
I2
UE
IC
IE
IB
UB
分压式偏置电路：
Q点稳定的电路 R
b1
+EC
RC
Rb2
CE
Re
RLu
i
uo
4,讨论
（ 1）条件,I2>>IB
UB>>UBE
I1
I2
UE
IC
IE
IB
UB
∵ EC=常数,∴ Rb1,Rb2要小，
但 Rb1,Rb2不能太小。
UB不能太大,UB↑→UE↑→UCE↓→放大器的动态范围变窄
一般要求,I2>>（ 5— 10） IB
UB≥（ 5— 10） UBE
（ 2） CE的作用：使 ui几乎不受损失地加到 be之间
此外和 Re配合，保持发射极一定的直流电位
（ I）使电流耗电增大；（ II） Rb1,Rb2的分流使输入电阻变小
I1
I2
IB
Rb1 +ECRC
T
Rb2 Re
分压式偏置电路：
Q点稳定的电路
5,Q点的计算
Rb1
+EC
RC
Rb2
CE
Re
RLu
i
uo
I1
I2
UE
IC
IE
IB
UB
ECCCCE
fe
C
B
C
e
B
E
BE
C
2b1b
2b
B
URIEU
h
I
I
I
R
U
I
UU
E
RR
R
U
???
?
??
?
?
?
BII ??2
2b1b
C
21 RR
EII
???
分压式偏置电路：
Q点稳定的电路
6、加热敏电阻以保证 Q
点更稳定。 T↑→Rt↓负温
度系数
Rb1
+EC
RC
Rb2
CE
Re
RLu
i
uo
T↑→Rt↓→UB↓→IB↓
IC↑
IC↓
耦合方式
音响源 多级放大器 扬声器
实际的放大系统的组成
1、换能器与放大器之间的连接。
2、放大器与放大器之间的连接。
3、放大器与输出负载之间的连接。
连接形式：
换能器与放大器之间的连接的要求：
1、将换能器的信号（电压、电流或功率）有效地加到放大器。
2、不改变（不影响）放大器的工作点
2、耦合方式,直接耦合；阻容耦合；变压器耦合；光电耦合。
级与级之间的耦合方式
3、多级放大电路对耦合电路要求：
（ 1）它的加入应尽量不影响前、后级间的静态工作点；
（ 2）把前一级的信号尽可能多地传到后一级；
（ 3）失真小。
第一级
放大电路
输
入 输出
第二级
放大电路
第 n 级
放大电路…
1,多级放大器所考虑的问题
（ 1）级间耦合；即信号的传送。
（ 2）估算整个放大器的放大倍数；
（ 3）频率响应。
耦合方式
一、阻容耦合 —— 利用电阻和电容将前一级和后一级联接
起来。
优点：①各级直流通道相互独立、互不影响；
②只要耦合电容足够大，则信号能够顺利地加到后一
级。
缺点：①不适合传送缓慢变化的信号；
②不适用于线性集成电路。
典型电路
前级 后级
+UCC
RS
1M
(+24V)R1
20k
27k
C2
C3
R3
R2
RL
RE2
82k
43k
10k
8k
10k
C1
RC2
T1
RE1
CE
T2
SU?
oU?
iU?
级与级之间阻容耦合方式
耦合方式
二、直接耦合
1、直接耦合是将前一级的输出端直接（或经过电阻）接到下
一级的输入端。
2、直接耦合所带来的问题：
直流电位相互牵制；
零点漂移。
3、适用场合：多用于直流信号的放大和集成电路中。
耦合方式
三、变压器耦合 —— 通过变压器将前、后级连接起来的耦合
方式。
优点：它可以在传送信号的同时实现阻抗的变换，以获得较
大的输出功率。另一方面，各级直流通道相互隔离。
LR?
U1
I2I1
RL U2N1 N2
阻抗的变换,对于理想的变压器,P1=P2
即 I1U1=I2U2 则 I2/I1=U1/U2 （ 1）
而
L
1
1 R
I
U ??
L
2
2 R
I
U ?
则（ 1）式变为
L2
L1
2
1
RI
RI
U
U ??
L
L
2
1
2
1
1
2
R
R
I
I
U
U
I
I ???
L
2
L
2
1
L
2
1
2
L RnR)N
N(R)
I
I(R ?????
缺点：频带窄, 体
积, 重量大 。
用途：多用于功放、中频调谐放大器以及多级放大器的输出级。
（ 1）放大倍数
i
ou UUA ?||
4.2 放大电路的性能指标
i
oi II|A| ?
iu
ii
oo
i
o
p AAUU
IU
P
P|A| ???
ui uoAu
电压放大倍数
电流放大倍数
放大倍数除用信号
的有效值定义之外,
还可以根据需要用信
号的峰值或者峰～峰
值来定义 。
放大器的一般模型
Is AR
S
RL
4.2 放大电路的性能指标
（ 1）放大倍数
互阻增益
互导增益
??
??
i
o
r
i
o
g
i
v
A
v
i
A
?
?
源电流增益
源电压增益
负载短路时的增益
负载开路时的增益
??
??
??
??
S
IS
S
o
VS
L
i
o
in
L
i
o
vt
i
i
A
v
v
A
R
i
i
A
R
v
v
A
0
0
?
?
??
???
（ 2）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
i
i
i I
Ur ?
4.2 放大电路的性能指标
（ 3）输出电阻 ro
Au~US
放大电路对其 负载 而言，相当
于信号源，我们可以将它等效
为戴维南等效电路，这个戴维
南等效电路的内阻就是输出电
阻。
~
ro
US'
4.2 放大器的指标
（ 3）输出电阻 ro
Au~US
如何确定电路的输出电阻
ro？
~
ro
US'
3,放大电路的性能指标：
4.2.1 放大的性能
方法一,计算。
步骤：
1,所有的电源置零
(将独立源置零，保
留受控源 )。
2,加压求流法。 U
I
I
Ur
o ?
方法二,测量。
Uo
1,测量开路电压。
~
ro
Us'
2,测量接入负载后的输出电压。
L
Lo
o
o RRr
UU
?
??
~
ro
Us' RL Uo'
步骤：
3,计算。
（ 3）输出电阻 ro
4.2.1 放大的性能
3,放大电路的性能指标：
L
o
o
o R)U
U(r 1?
?
?
（ 4）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
4.2 放大器的性能指标
4.2.1 放大器的性能指标
（ 5）最大输出幅值 (一般用电压表示 )
（ 6）最大输出功率与效率 最大输出功率（ POM）：输出波形
基本不失真的情况下，能够向负载提供的最大功率。
效率：放大电路的最大输出功率与直流电源消耗的功率之比 。
VOM PP??
（ 7）放大器的失真
1、频率失真,对于不同的频率，放大器具有不同的增益，
且产生不同的相移。由此产生的失真叫做频率失真。
幅度失真：
对不同频率的信号增
益不同, 产生的失真 。
O
? t
?
I
O
? t
?
O
基波
二次谐波
输入信号
输出信号
基波
二次谐波
4.2.1 放大器的性能
相位失真：
对不同频率的信号延
迟时间不同, 产生的失真 。
4.2.1 放大器的性能指标
（ 7）放大器的失真
2、瞬变失真 放大突变信号时由于电抗元件上的电压和电
流不能突变引起的输出波形的失真叫做瞬变失真。
衡量标准：上升时间 tr，下降时间，特定时间的跌落值
vi v0
t
0v
0viv
t
0v
t
0v
t
0v
1t
3、非线性失真系数（ THD）,由于放大电路存在非线性
失真，当输入一定频率的正弦波信号时，放大电路的输出
波形中，除了由输入信号频率决定的基波成分外，还可能
出现谐波。即
???? 2
1
32
1
2 )()(
A
A
A
AT H D
THD的定义是各次谐波总量与基波分量之比，
（ 7）放大器的失真
??????? tAtAtAAi ??? 32 32100 s i ns i ns i n
§ 4.3 基本放大电路的组成和工作原理
三极管放
大电路有
三种形式
共射放大器
共基放大器
共集放大器
以共射放
大器为例
讲解工作
原理
4.3.1 共射放大电路的基本组成
RLRB
+ECE
B
RC
C1
C2
T
ui~
1、元件的作用 放大元件 iC=?iB，
工作在放大区，要
保证集电结反偏，
发射结正偏。
uo
参考点
集电极电源，为
电路提供能量。
并保证集电结反
偏。
4.3.1 共射放大电路的基本组成
1、元件的作用
RLRB
+ECE
B
RC
C1
C2
T
ui~
集电极电阻，将
变化的电流转变
为变化的电压。
使发射结正偏，
并提供适当的
静态工作点。基极电源与基极电阻
4.3.1 共射放大电路的基本组成
1、元件的作用
RLRB
+ECE
B
RC
C1
C2
T
ui~
耦合电容
隔离输入输出与电路直流的联系，
同时能使信号顺利输入输出。
4.3.1 共射放大电路的基本组成
1、元件的作用
RLRB
+ECE
B
RC
C1
C2
T
ui~
2、单电源放大电路 +EC
RCRB
4.3.1 共射放大电路的基本组成
1、元件的作用
RLu
i~
2、单电源放大电路
RB
+EC
RC
C1
C2
T
4.3.1 共射放大电路的基本组成
1、元件的作用
2、单电源放大电路
3、组成一个放大器的基本原则。
（ 1）发射结必须正偏，集电结必须反偏，以保证放大器处
于放大状态。
（ 2）对输入回路，应当使输入的电压信号变成电流信号，
因为 ic=βib
（ 3）对输出回路，应当尽可能将信号送到负载。
（ 4）为保证放大器不失真地放大，直流下的电流和电压必
须设置得合适。
4.3.2 静态工作点（ Q点）
ui=0时
由于电
源的存
在 IB?0
IC?0
IBQ
ICQ
一、静态工作点的设置
1、静态工作点的概念
RB
+EC
RC
C1
C2
T
在没有输入信号
时, 晶体管各电
极的直流电流和
电压, 即 IBQ,
ICQ, UBEQ,
UCEQ
UBEQ
UCEQ
(IBQ,UBEQ) 和 ( ICQ,UCEQ )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
QIBQ
UBEQ
IC
UCE
Q
UCEQ
ICQ
4.3.2 静态工作点（ Q点）
一、静态工作点的设置
1、静态工作点的概念
(IBQ,UBEQ) 和 ( ICQ,UCEQ )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。
4.3.2 静态工作点（ Q点）
一、静态工作点的设置
1、静态工作点的概念
RLRB
+ECE
B
RC
C1
C2
T
ui~
IBQ
ICQ
UBEQ
UCEQ
4.3.2 静态工作点（ Q点）
一、静态工作点的设置
2、静态工作点的估算 IBQ
ICQ
UBEQ
UCEQ
解得 IBQ=（ EC-UBEQ） /RB
因为发射结正偏时 UBEQ≈0.7V或者 0.3V,所以
IBQ≈EC/RB
ICQ=βIBQ
UCEQ=EC－ ICQRC
由此得到 Q点的四个值
由输入回路 EC=UBEQ+IBQRB
由输出回路 EC=ICQRC+UCEQ
由电流分配的关系 ICQ=βIBQ
RB
+EC
RC
4.3.2 静态工作点（ Q点）
一、静态工作点的设置
2、静态工作点的估算
（ 1） 画出实际放大电路的直流通路 。 并在电路上标出 IB,IC、
UBE,UCE。
（ 2） 根据直流通路列出输入回路, 输出回路的电压方程 。
（ 3） 利用方程 IC=βIB。
（ 4） 解方程组得到 IB,IC,UCE。 UBE用估算的方法写出 。
4.3.2 静态工作点（ Q点）
一、静态工作点的设置
2、静态工作点的估算
如图所示的电路，设 β=50,UBE（ ON）
=0.7v，若要求静态输出电压 UOQ=0V，
试求 RB的值及相应的 ICQ,UCEQ。
IBQ,
UBEQ UCEQ
EE=IBQRB+UBE(ON)+(1+β)IBQRE
EE=UCEQ+(1+β)IBQRE
ICQ=βIBQ
RC(1+β)IBQ=EC
ICQ
RB
EC=12V
RL
EE=-12V
ui
RC=12k
RE=6k
解得,UCEQ=6V
RB=270kΩ
mA98.0)1(R EI
C
C
CQ ???
??
假设有一微小的输入 ui
4.3.2 静态工作点（ Q点）
一、静态工作点的设置
3、放大过程
输出的交流电压 uo=-icRC
RLRB
+ECE
B
RC
C1
C2
T
ui~
IBQ
ICQ
UBEQ
UCEQ
uBE=UBE+ui
iB=IB+ib
uCE=EC-iCRC=EC-(IC+ic)RC
=EC-ICRC-icRC
=UCE-icRC
iC=βiB=βIB+βib=IC+ic
各点波形
4.3.2 静态工作点（ Q点）
一、静态工作点的设置
3、放大过程
Vi=0 Vi=Vsin?t
各点波形 RB
+EC
RC
C1 C2
ui
t
iB
t
iC
t
uC
t
uo
tui
iC
uC
uo
iB
4.3.2 静态工作点（ Q点）
一、静态工作点的设置
3、放大过程
4.3.2 静态工作点（ Q点）
一、静态工作点的设置
3、放大过程
结论：
（ 1） uo与 ui的相位相反 。
（ 2） uBE,iB,uCE,iC都是由直流和交流两个部分组成的 。
（ 3） 我们所说的放大作用是指输出与输入的交流成分的关
系, 不包括直流成分 。
4.3.2 静态工作点（ Q点）
一、静态工作点的设置
4、不设静态工作点带来
的问题
RB
+EC
RC
T
uBE
ui
iB
t t
t-u
o
iB
这种失真称为非线性失真
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,输入回路将变化的电压转化成变化的基极电流。
4,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。
4.3.3 实现放大的条件
T
V
BB
C
b
R
c
R
b
(a)
T V CC
C
b1
R
c
C
b2
(b)
(c)
T
- V CC
C b1
R c
C b2
R c
T
+ V CC
C b1
R c
C b2
R c
(d)
(f)
T V CC
C
b1
R
c
C
b2
V
BB
R
b
T
- V
CC
C
b1
R
c
C
b2
(e)
下列 a~f电路哪些具有放大作用？
放大电路的分析方法
放
大
电
路
分
析
静态分析：确定不加输
入信号时放大电路的工
作状态，估算静态工作
点即 IB,IC,UBE,UCE。
动态分析：计算出加
上输入信号后放大电
路的各项主要技术指
标，如电压放大倍数
Au、输入电阻 Ri、输
出电阻 Ro等。
估算法
图解法
微变等效电
路法
图解法
计算机仿真
4.3.4 直流通道和交流通道
放大电路中各点的电压或电流都是在静态直
流上附加了小的交流信号。
但是，电容对交、直流的作用不同。如果电
容容量足够大，可以认为它对交流不起作用，即
对交流短路。而对直流可以看成开路，这样，交
直流所走的通道是不同的。
交流通道,只考虑交流信号的分电路。
直流通道,只考虑直流信号的分电路。
信号的不同分量可以分别在不同的通道分析。
1、对直流信号（只有 +EC）
开路
开路
RB
+EC
RC
C1 C2
T
直流通道
RB
+EC
RC
4.3.4 直流通道和交流通道
2、对交流信号 (输入信号 ui)
短路
短路
置零R
B
+EC
RC
C1
C2
T
RB RCRLui
uo
交流通路
4.3.4 直流通道和交流通道
)(
)(
)()(
)('
mA
mV26
12 0 0
1
E
ebb
b
be
be
I
rr
i
u
r
?
?
????
????
4.3.5 微变等效电路分析法
2、输入电阻 hie（ rbe）的近似估算
c
e
b
r’e是发
射区的
体电阻，
很小，
通常可
以忽略
Rbb’是基区的
体电阻，在
频率不太高
时约为 200Ω
发射
结电
阻 re
)1( 26 ?? mv
u
sE
BEeIi
E
E
e I
ur
?
??
mv
ieI
mvdu
di
r
Emv
u
s
BE
E
e
BE
2626
11 26 ???
又因工作在 Q点上，故
E
eEE I
mvrIi 26,?? 则
? ?ebbbebbbbbe rriririu )()( '' ?? ?????? 11
4.3.5 微变等效电路分析法
3,计算放大器的性能指标
ui
rbe ?ib
ibii ic
uo
RB RC
RL
rce
hreuce
ui
rbe ?ib
ibii ic
uo
RB R’L
rce
hreuce
CL'L R//RR ?
4.3.5 微变等效电路分析法
3,计算放大器的性能指标
（ 1） 求 Au=U0/Ui
∵ Ube=Ui Uce=Uo
于是由输入回路：
Ui=rbeIb+hreUo （ 1）
由输出回路：
（ 2）
由（ 2）得：
ui
rbe ?ib
ibii ic
uo
RB R’L
rce
hreuce
CL'L R//RR ?
o
L
Lce
b
Lce
Lb
o UR
RgI
Rg
RIU
/
'
'
/
?
? ??
?
?? 1
1 或
'' )/( LceobLo RrUIRI ???? ?oU
4.3.5 微变等效电路分析法
3,计算放大器的性能指标
（ 1） 求 Au=U0/Ui
∵ Ube=Ui Uce=Uo
于是由输入回路：
Ui=rbeIb+hreUo （ 1）
由输出回路：
由（ 2）得：
o
L
Lceb
Lce
Lbo U
R
RgI
Rg
RIU,
/
'.
'
/..
?
? ??
?
?? 1
1 或
代入（ 1）中得：
则得
ore
L
Lcebei UhU
R
RgrU,.
'
',)(
???? 01?
o
L
LreLcebebe U
R
RhRgrr,
'
''
?
?????
'
'
)( Lrecebebe
L
V Rhgrr
RA
?
?
??
??
'..'.,)( LoeobLo RhUIRI ???? ?oU
4.3.5 微变等效电路分析法
3,计算放大器的性能指标
（ 1） 求 Au=U0/Ui
'
'
)( Lrecebebe
L
V Rhgrr
RA
?
?
??
??
ui
rbe ?ib
ibii ic
uo
RB R’L
rce
hreuce
∵ rbe ~ 103(Ω)
~ 102
gce ~ 10-8(s)
hre ~ 10-4
be
L
V r
RA '???
?
4.3.5 微变等效电路分析法
3,计算放大器的性能指标
（ 1） 求 Au=U0/Ui
ui
rbe ?ib
ibii ic
uo
RB R’L
rce
hreuce
∵ rbe ~ 103(Ω)
?~ 102
gce ~ 10-8(s)
hre ~ 10-4
be
L
V r
RA '???
?负号说明输出电压与输入电压是反向的
?Au与 Rc有关，适当增加 Rc，在一定范围内可以提高 Au。
?Au与 hfe的关系：在 hfe较小时，增加 hfe,Au可以提高，但不是
一个正比关系。在 hfe较大时,Au与 hfe基本无关。
4.3.5 微变等效电路分析法
3,计算放大器的性能指标
（ 1） 求 Au=U0/Ui
ui
rbe ?ib
ibii ic
uo
RB R’L
rce
hreuce
用简化的 h参数等效电路
计算
be
L
i
o
u r
R
U
UA '???? ui rbe
?ib
ibii ic
uo
RB R’L
rce
由输入回路,Ui=hieIb
由输出回路：
Uo=-ICRL’=-hfeIbRL’
4.3.5 微变等效电路分析法
3,计算放大器的性能指标
（ 2） 求 Ai=IO/Ii
由输出回路,-IO=IC=hfeIb+hoeUO
而 UO=IORL’ Ib≈Ii
∴ -IO=hfeIi+hoeIORL’
则
ui
hie ?ib
ibii ic
uo
RB R’L
rce
hreuce
ui h
ie
?ib
ibii ic
uo
RB R’L
rce
'
'
1
1
Loe
fe
i
Loe
ife
o
Rh
h
A
Rh
Ih
I
?
??
?
??
通常 hoe<<1∴ Ai≈-hfe=-β
4.3.5 微变等效电路分析法
3,计算放大器的性能指标
（ 3） 求 Ap=PO/Pi
∵ Ap=|Au·A i| ui
rbe ?ib
ibii ic
uo
RB R’L
rce
hreuce
ui r
be
?ib
ibii ic
uo
RB R’L
rce
ie
Lfe
p h
Rh
A
'2
?
4.3.5 微变等效电路分析法
3,计算放大器的性能指标
（ 4）求输入电阻与输出电阻
ui
rbe ?ib
ibii ic
uo
RB R’L
rce
hreuce
输入电阻的定义：
'
.
.
// iB
i
i
i RR
I
UR ??
iR?
为 be支路的电阻
iR?
orebebcerebebi
be
cerei
b
UhrIUhrIU
r
UhU
I
.....
..
.
????
?
?
∴ =Ui/Ib=rbe+hreUO/Ib
= rbe +hre（ -βIb ） /Ib= rbe -hre β
若不考虑 hreUce则 Ri=Rb//hie
LR?
iR?
LR?
电路的输入电阻越大，
从信号源取得的电流越
小，因此一般总是希望
得到较大的的输入电阻。
4.3.5 微变等效电路分析法
3,计算放大器的性能指标
（ 4）求输入电阻与输出电阻
计算输出电阻的方法：
? 所有电源置零，然后
计算电阻（对有受控
源的电路不适用）。
? 所有独立电源置零，保留
受控源，加压求流法。
ui
rbe ?ib
ibii ic
uo
RB RC
RL
rce
hreuce
0 0
oU?
4.3.5 微变等效电路分析法
3,计算放大器的性能指标
（ 4）求输入电阻与输出电阻
计算输出电阻的方法：
oI?
rbe ?ib
RB
RCrceh
reuce
oU?
CceC
o
o
o Rr//RI
UR ???
?
?
所以：
4.3.5 微变等效电路分析法
3,计算放大器的性能指标
小结：
分析步骤：
（ 1） 由图解法或近似估算法确定 Q点；
（ 2） 求 Q点附近的 h参数；
（ 3） 画出微变等效电路；
（ 4） 列出电路方程并求解。
适用范围：
（ 1） 适用于任何复杂电路的分析；
（ 2） 只能解决小信号交流分量的计算问题，不能确定 Q点。
4.3.5 微变等效电路分析法
例 1：图示电路中，晶体管 3BX1的
参数为 hie=1000Ω,hre=9× 10-4，
hfe=30,hoe=30× 10-6s,RB=200k，
RC=3K,EC=+6v，求 Au和 Ai
RB
+EC
RC
T
'
'
)( Lreoebebe
L
u Rhhrr
RA
?
?
??
??
893)10271030(1 90 33 ????????? ??
90????
be
L
u r
RA '?
281 ????? '
Loe
i RhA
?
近似估算：
近似估算,Ai≈-β=-30
这些误差是允许的。
4.3.5 微变等效电路分析法
例 2,3AX21的参数为,hie=1kΩ,
hre=22× 10-4,hfe=90,hoe=8× 10-5s，
RB=220k,RC=10k,EC=-10v，求 Au和
Ai？
RB
-EC
RC
T
用精确公式计算,Au=-2× 104
Ai=-44.4
用简化公式计算,Au=-8× 102
Ai=-80
可见此时简化公式不能用，因为 RC与 1/hoe可以比拟,1/hoe
的分流效应不能忽略,hreUce也不能忽略。
4.3.5 微变等效电路分析法
例 3：电路及参数如图所示，已知
β=50,rbb’=300Ω,C1,C2足够大，
试求：（ 1） Q点；（ 2）估算 rbe；
（ 3）求 Au；（ 4）求 Ri和 Ro；（ 5）
求 Aus=Uo/Us
解：（ 1） IBQ=EC/Rb=10/490≈20μA
ICQ=βIBQ=20× 50=1mA
UCEQ=EC-ICRc=7.8v
（ 2） rbe=300+(1+β)× 26mv/ICQ=1.6kΩ
（ 3） Au=-βRL’/rbe≈-34
（ 4） Ri=Rb//rbe≈rbe=1.6kΩ
Ro=Rc=2.2kΩ
RB=490k
EC=10v
RC=2.2k
RL=2.2k
us
Rs=600Ω
4.3.5 微变等效电路分析法
例 3：电路及参数如图所示，已知
β=50,rbb’=300Ω,C1,C2足够大，
试求：（ 1） Q点；（ 2）估算 hie；
（ 3）求 Au；（ 4）求 Ri和 Ro；（ 5）
求 Aus=Uo/Us
解：（ 5）求 Aus=Uo/Us
RB=490k
EC=10v
RC=2.2k
RL=2.2k
us
Rs=600Ω
25
6.06.1
6.1
34
RR
R
A
U
U
U
U
U
U
A
si
i
u
s
i
i
o
s
o
us
??
?
???
?
???
ui rbe
?ib
ibii ic
uo
RB RCRL
us
Rs
iR
ui
?ib
ii ic
uo
RCRL
us
Rs
iR
电路的输入电阻越大越好。
4.3.5 微变等效电路分析法
例 4：放大电路如图所示，已知晶
体管的 β=100,ICEO≈0,UCE（ sat）
=0.5,UBE=0.7v。
1,该电路的电压放大倍数 Au？
2,为得到尽可能大的不失真输出
电压幅值，电阻 RB应该为多大？
3,若接入 RL=10k，为得到尽可能
大的不失真输出电压幅值，电阻
RB应该为多大？
4、在 RB=1.2MΩ,RL=10k时，放
大电路的最大不失真输出电压有
效值是多少？相应的最大不失真
输入电压有效值是多少？
RB=1.2M
EC=20v
RC=10k
RL
4.3.5 微变等效电路分析法
例 4：放大电路如图所示，已知晶
体管的 β=100,ICEO≈0,UCE（ sat）
=0.5,UBE=0.7v。
1,该电路的电压放大倍数 Au？
RB=1.2M
EC=20v
RC=10k
RL
IB=(20-0.7)/1.2M=16μA
IC=βIB=1.6mA
hie=200+(1+β)× 26mv/1.6=1841Ω
Au=-βRc/hie≈-543
4.3.5 微变等效电路分析法
例 4：放大电路如图所示，已知晶
体管的 β=100,ICEO≈0,UCE（ sat）
=0.5,UBE=0.7v。
2,为得到尽可能大的不失真输出
电压幅值，电阻 RB应该为多大？
RB=1.2M
EC=20v
RC=10k
RL
为得到尽可能大的不失真输出电压幅值,Q点应设置在交流
负载线除去 UCE(sat)部分的中点（在 RL=∞时，交、直流负载线
重合）。 即 U
CEQ=(EC-UCE(sat))/2=9.75v
ICQ=(EC-UCEQ)/RC≈1mA
UCE
IC
ICQ
UCEQ
IBQ=ICQ/β=10μA
∴ Rb=(EC-0.7)/IBQ=1.93MΩ
ECUCE(sat)
4.3.5 微变等效电路分析法
例 4：放大电路如图所示，已知晶
体管的 β=100,ICEO≈0,UCE（ sat）
=0.5,UBE=0.7v。
3,若接入 RL=10k，为得到尽可能
大的不失真输出电压幅值，电阻
RB应该为多大？
RB=1.2M
EC=20v
RC=10k
RL
ICQ
UCEQ ECUCE(sat)
UCE
IC
在接有 RL时应满足 ICQ RL’ = UCEQ- UCE(sat)
而 UCEQ=EC-ICQRC
解方程得,ICQ=1.3mA; IBQ=13uA; Rb≈1.48MΩ;
ICQ
UCEQ
4.3.5 微变等效电路分析法
例 4：放大电路如图所示，已知晶
体管的 β=100,ICEO≈0,UCE（ sat）
=0.5,UBE=0.7v。
4、在 RB=1.2MΩ,RL=10k时，放
大电路的最大不失真输出电压有
效值是多少？相应的最大不失真
输入电压有效值是多少？
RB=1.2M
EC=20v
RC=10k
RL
ICQ
UCEQ ECUCE(sat)
UCE
IC
若输入电压的幅值逐步增大,
将使输出电压波形出现失真,
首先出现的失真应是饱和失真 。
v47.22/5.3 ?
mVVAU
u
o 554
5 4 3
472,,??
此时 UCEQ=EC-ICRC=20-1.6× 10=4v 而 ICQRL’=1.6× 5=8v
故最大不失真输出电压的峰值 UCEQ-UCE(sat)=4-0.5=3.5v
其有效值为
相应的最大不失真输入电压的有效值为
uo
RB1
RC
RL
ui
RB2
交流通路
§ 4.3.5 分压偏置电路 R
b1
+EC
RC
Rb2
CE
Re
RLu
i
uo
Re
rbe
RC
RL
oU?
Re
iU?
iI? bI? cI?
bI??
R'B
§ 4.3.5分压偏置电路
1、参数的计算
Rb1
+EC
RC
Rb2
CE
Re
RLu
i
uo
rbe
RC
RL
oU?
Re
iU?
iI? bI? cI?
bI??
R'B
})1(//{ EbeBi RrRr ?????
Co Rr ?
Ebbebi RIrIU ??? )1( ????
Lbo RIU ??? ?? ?
Ebe
L
u Rr
RA
)1( ?
?
??
???
Ebe
b
i
i R)1(rI
Ur ??????
?
?
§ 4.3.5分压偏置电路
1、参数的计算
RB1
+EC
RC
C1
C2
T
RB2
CE
RE1
RL
ui uo
RE2
问题 2,如果电
路如图所示，
如何分析？
I1
I2
IB
RB1
+EC
RC
C1
C2
T
RB2
CE
RE1
RL
ui uo
RE2
I1
I2
IB
RB1
+EC
RC
C1
T
RB2 RE1
RE2
静态分析：
直流通路
§ 4.3.5分压偏置电路
1、参数的计算
RB1
+EC
RC
C1
C2
T
RB2
CE
RE1
RL
ui uo
RE2
动态分析：
交流通路
RB1
RC
RL
ui uo
RB2
RE1
§ 4.3.5分压偏置电路
1、参数的计算
固定偏流电路与射极偏置电路的比较
共射极放大电路
静态：
b
BECC
B R
VVI ??
BC IβI ??
cCCCCE RIVV ??
CC
b2b1
b2
B VRR
RV ?
??
e
BEB
EC R
VVII ???
)RR(IVV ecCCCCE ???
?
C
B
II ?
固定偏流电路与射极偏置电路的比较
固定偏流共射极放大电路
电压增益：
be
Lc )//(
r
RRA
V
??? ??
ebe
Lc
V )1(
)//(
Rr
RRA
?
?
??
????
Rbvi Rc RLiV?
bI?
cI?
OV?
bI?
固定偏流共射极放大电路
输入电阻：
beb
i
i
i // rRI
VR ??
?
? ? ?
ebeb2b1i )1(//// RrRRR ????
输出电阻,Ro = Rc
co RR ?
§ 4.3.5分压偏置电路
例 6：电路的形式及参数如图所示，
试,(rbb’=300;)
（ 1）确定 Q点
（ 2）估算 rbe
（ 3）计算 Au
（ 4）计算 Ri和 Ro
ui
Rb1
+EC
RC
Rb2
CE
Re
RL uo
12v
40k
20k
2.5k
β=40
5k
2k
v42040 1220ERR RU C
2b1b
2bB ?
?
??
??
（ 1） 求 Q点：
IC≈IE≈UB/Re=4v/2k=2mA
UCE=EC-ICRC-IERE=3v
IB=IC/β=2mA/40=50μA
（ 2）估算 rbe：
?? 8 3 326 mAI mV
E
rbe=300+（ 1+β）
§ 4.3.5 分压偏置电路
（ 3）计算 Au
ui
Rb1
+EC
RC
Rb2
CE
Re
RL uo
12v
40k
20k
2.5k
β=40
5k
2k
（ 4） 求 Ri和 Ro
Ri=Rb1//Rb2//rbe≈rbe=833Ω
Ro=Rc=2.5k
RL′=RC//RL=2.5× 5/(2.5+5)=1.66k
则
779833 66140,,????????? kr RA
be
L
u
?
§ 4.3.5 分压偏置电路
ui
Rb1
+EC
RC
Rb2
CE
Re
RL uo
12v
40k
20k
2.5k
β=40
5k
2k
若没有电容 Ce，再求解上题。
ebe
LC
u R)1(r
)R//R(A
???
????
? ?ebeb2b1i R)1(r//R//RR ????
k5.2RR Co ??
此时,Q点和 hie保持不变,而
8.02)401(833.0 k66.140A u ????????
=11.5k
§ 4.3.5 分压偏置电路
如果有信号源内阻 Rs=100Ω，
求 Aus=Uo/Es ui
Rb1
+EC
RC
Rb2
CE
Re
RL uo
12v
40k
20k
2.5k
β=40
5k
2k
100Ω
Rs
Es
Aus=-79.7× 0.89=-71.16
（ Rs导致了电压放大倍数减小 ）
89.0100833 833RR REU
Si
i
s
i ?
????
S
i
u
S
i
i
O
S
O
us E
UA
E
U
U
U
E
UA ?????
s
si
i
i ERR
RU ?
??
而
则
§ 4.3.6 射极输出器与放大电路三种组态
的比较
RB
+EC
C1 C
2
RE RLui uo
RB
+EC
RE
直流通道
4.3.6 射极输出器 ——共集电极电路
一、电路形式 二、电路分析
1、求 Q点
RB
+EC
RE
直流通道
4.3.6 射极输出器
二、电路分析
1、求 Q点
IB
IE
EB
BEC
B R)1(R
UEI
???
??
CBE II)1(I ????
EECCE RIEU ??
折算
由基极回路：
EC=IBRB+UBE+IERE
=IBRB+UBE+(1+β)IBRE
RB
+EC
C1 C
2
RE RLui uo
4.3.6 射极输出器
二、电路分析
2、求 Au=Uo/Ui
RB
+EC
C1 C
2
RE RLui uo
ui RB
RE
Ib
Ic
RL uo
e
c
Ie
LEL R//RR ??
ui RB
Ib
R’L uoβIb
Ie
rbe
ui RB RE
Ib
RL uoβIb
rbe
Io
4.3.6 射极输出器
二、电路分析
2、求 Au=Uo/Ui
Lbe
L
i
ou
Rr
R
U
UA
???
?????
)(
)(
?
?
1
1
L
Lbe
b
i
i
R
Rr
I
U
R
??
????
?
?
? )(1
LR?
由图可见,Uo=Io =Ie =（ 1+β） Ib
LR?LR?
Ui=Ibrbe+Uo=Ibrbe+(1+β)Ib
LR?
考虑到（ 1+β） ≈β >>rbe
LR? LR?
111 ???? ????
Lbe
Lu
Rr
RA
)(
)(
?
?
2、求 Ai=Io/Ii
iB
B
i
b
b
o
i
oi RR R)1(IIIIIIA ??????
由于射极输出器的输入
电阻 Ri较大,RB的分流
作用一般不能忽略，当
考虑了 RB的分流作用后
Ri
Ii
ui RB
Ib
R’L uoβIb
Ie
rbe
Io
3、求 Ri
4.3.6 射极输出器
二、电路分析
4、求 Ro
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
1
1
be
b
beb
bb
o
r
I
rI
II
U
I
U
R
)(
Eoo R//RR ???
Ro
Ib I’
e I
Ic
ui RB RE RLβIb
rbe
U
R’o
而 RE＞＞ Ro
?beoo
rRR ????
Lbei RrR ???? )( ?1
111 ???? ???
Lbe
Lu
Rr
RA
)(
)(
?
?
iB
Bi RR R)1(A ????
?beoo
rRR ???
共集电极电路特点：
4.3.6 射极输出器
Lbei RrR ???? )( ?1
111 ???? ???
Lbe
Lu
Rr
RA
)(
)(
?
?
iB
Bi RR R)1(A ????
?beoo
rRR ???
三、特点：
1,Au小于 1而接近于 1，且 Uo
与 Ui同相，即输出电压与输入
电压差不多，故又称为射极跟
随器。
2、射极跟随器有电流放大能力。
3,输入电阻高、输出电阻低。
四,应用
射极跟随器通常用作隔离级，以及多级放大器的输入级和输出
级。
4.3.6 射极输出器
举例分析,电路参数如图，试计算
其最大不失真输出电压是多少？
RB
+EC
C1 C
2
RE RLui uo
β=50,hie=1k
400800
18k 24V
（ 1）作直流负载线
由输出端,EC=UCE+ICRE
得 IC=0时, EC=UCE=24v
UCE=0时, IC=EC/RE=30mA
作出直流负载线 MN
M
N
iC
uCE
24
30
mA4.0R)1(R UEI
EB
BEC
B ????
??
（ 2） Q点
IC=βIB=50× 0.4=20mA
UCE=EC-ICRE=24-20× 0.8=8v
Q
8
20
4.3.6 射极输出器
举例分析,电路参数如图，试计算
其最大不失真输出电压是多少？
RB
+EC
C1 C
2
RE RLui uo
β=50,hie=1k
400800
18k 24V
（ 3）根据交流负载线作动态范围
M
N
iC
uCE
24
30
可以看到动态范围为：
2U0m=10v 2Icm=34mv
因为两边不一定对称，所
以只能是近似值。
ICQR’L=8v，作交流负载线
Q
8
20
v5.32/52/UU omo ???
LR?
=RE//RL=800//400=266.6Ω
16
17mA
5v
因此输出电压的有效值为
mA122/172/II omo ???
4.3.7 共基极放大器
一、电路形式,
ui
+EC
Rb2
RC
Rs
Rb1
CeRe RLus
uo
二、分析计算,
1,Q点 +EC
Rb2
RCRb1
Re
I1
I2
IB
Rb1 +ECRC
T
Rb2 Re
ECCCCE
fe
C
B
C
e
B
E
BE
C
bb
b
B
URIEU
h
I
I
I
R
U
I
UU
E
RR
R
U
???
?
??
?
?
?
22
2
4.3.7 共基极放大器
三、分析计算,
2、动态分析
+EC
Rb2
RC
Rs
Rb1
CeRe RLui ui uo
us
Rs
Re RLRC
us
Rs
Re RLRCrbe
βIb
Ii Ie Ic Ii
ui uo
短路
Ib
LCL R//RR ??
RCR'L
4.3.7 共基极放大器
三、分析计算,
2、动态分析 u
s
Rs
Re R’Lrbe
βIb
Ii Ie Ic Ii
ui uo
Ib
be
L
beb
Lb
beb
LC
i
o
u
r
R
rI
RI
rI
RI
U
U
A
?
?
?
?
?
??
??
??
（ 1）电压放大倍数 Au=Uo/Ui
∵ Uo=-Ic R’L
∴
（ 2）电流放大倍数 Ai=Io/Ii
∵ Io=-Ic=-βIb
Ii=-Ie=-(Ib+Ic)=-(1+β)Ib
∴ Ai=β/(1+β)=α
4.3.7 共基极放大器
三、分析计算,
2、动态分析 u
s
Rs
Re R’Lrbe
βIb
Ii Ie Ic Ii
ui uo
Ib（ 3）求 R
i
R'i=Ui/ (-Ie)=-Ibrbe/=rbe/(1+β)
us
Rs
Re RLRCrbe（ 4）求 Ro
当输入端短路时，电流源 βIb不
再输出电流，故
Ro=RC iR?Ri
ieii RR//RR ????
Uo
Ro
# 共基极电路的输入电阻很小，最适合用来放大何种信号源的信号？
4.3.7 共基极放大器
三、分析计算,
2、动态分析
+EC
Rb2
RC
Rs
Rb1
CeRe RLui ui uo
3、特点：
（ 1） uo与 ui同相,Au的
大小与共发射极电路相
同。
(2)输入电阻小，输出电
阻大
（ 3）工作频带宽，适用
于高频电路。
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 )//(// bebse rRRR
be
Lc )//( r RR??
??1// bee rR
cR
电流增益：
?
iB
B RR R?? )( ?1 ?
4.3.7 改进型放大器
一、基本组合放大器
1、共发－共基组合 2、共集－共发组合
理想的电压放大器,
输入电阻无穷大，输出电阻为零的放大器。－－－－－共集放大器相似
理想的电流放大器,
输入电阻为 0，输出电阻为无穷大的放大器。－－－－－共基放大器相似
共发射极放大器既有电压增压，又有电流增益, 但是其输入电阻和输出电
阻和理想的电压放大器和电流放大器相差较大，经过组合可以达到理想放
大器相似的性质。
电流放大倍数为第一极的放大器
的放大倍数，但是输出电阻大大
的提高
电压放大倍数为第二极的放大器的
放大倍数，但是输入电阻大大的提高
3、三种阻态的组合
CB CB CB
电流增益小于 1，不能提供电流增益；尽管电压增益大，但是后极的输
入电阻小，作为前极的负载，严重的影响了分压比，不能又提供电压增益
CC CC CC
CE CC CE
电压增益小于 1，不能提供电压增益；尽管电流增益大，但是后极的大的
输入电阻作为前极的负载，严重影响了分流比，又不能提供电流增益。
由共集联立的共射组合，既能提供电压增益，又能提供电流增益，
是广泛使用的一种组态。
4.3.7 改进型放大器
一、采用有源负载的共发射极放大器
RC
RL
源负载来代替。故集电极电阻经常用有信号的动态范围不大，
大，使工作点近饱和区限制，集电极电阻的增的限制，二是工作 点的的集电极电阻受到工艺
一是集成增大，受到两个限制，阻，但是集电极电阻的增益就要增大集电极电若负载很大，提高电压
be
LC
r
RR
A V
)//(?
??
?
RL
cer
§ 4.3.8 场效应管放大电路
(1) 静态：适当的静态工作点，使场效应管工作在恒流
区，场效应管的偏置电路相对简单。
(2) 动态：能为交流信号提供通路。
组成原则：
静态分析,估算法、图解法。
动态分析,微变等效电路法。
分析方法：
场效应管是电压控制器件。它利用栅源电压来控制漏极
电流的变化。它的放大作用以跨导来体现，在场效应管的漏
极特性的水平部分，漏极电流 iD的值主要取决于 vGS，而几乎
与 vDS无关。
1,固定偏置电路
4.3.8 场效应管的直流偏置电路
+ED
Rd
Rg
Eg
T
uou
i
T：控制器件（ N沟道耗尽型
MOS管）
ED,Eg：直流电源
C1,C2：隔直流通交流
Rd：将变化的电流转化为变
化的电压
为保证 T工作是恒流区，必须
满足,UGS始终为负； UDS始
终为正，且 UDG>－ UP
2、自偏压电路 3、分压式自偏压电路
vGS
SV??GSV GV
DD
g2g1
g2 V
RR
R
??
RID?
4.3.8 场效应管的直流偏置电路
Rg：使 g与地的直流电位几乎
相同（因上无电流）。
R：当 IS流过 R时产生直流压
降 ISR，使 S对地有一定的电
压,UGS=－ ISR=－ IDR<0
Q点,VGS, ID, VDS
vGS =
2
P
GS
D S SD )1( V
vIi ??
VDS =
已知 VP,由
VDD - ID (Rd + R )
- iDR
可解出 Q点的 VGS, ID, VDS
4.3.8 静态工作点
以自偏压电路为例
1、近似估算法
4.3.8 场效应管的共源极放大电路
一、静态分析
求,UDS和 ID。
设,UG>>UGS
则,UG?US
而,IG=0
所以：
UDD=20V
uo
RSui C
S
R1
RD
RG
R2
RL
150k
50k1M
10k
10k
G
D
S 10k
V5
21
2 ??
?? DDG URR
RU
mA5.0???
S
G
S
S
D R
U
R
UI
V10)( ????? DSDDDDS RRIUU
4.3.8 场效应管的共源极放大电路
UDD=20V
uo
RSui C
S
R1
RD
RG
R2
RL
150k
50k1M
10k
10k
G
D
S 10k
二、动态分析 微变等效电路
s
g
R2R1
RG
RL'
d
RLRD
gsmUg ?gsU?
gsi UU ?? ?
)//( LDgsmo RRUgU ???? ??
Lm
i
o
u RgU
UA '????
?
??
21 // RRRr Gi ??
?? M0375.1
ro=RD=10k?
4.3.8 共漏极放大器 ——源极输出器
uo
+UDD
RSui
C1
R1
RG
R2 RL
150k
50k
1M
10k
D
S
C2G
一、静态分析
US?UG
mA50,RURUI
S
G
S
S
D ???
UDS=UDD- US =20-5=15V
V5
21
1 ??
?? DDG URR
RU
4.3.8 共漏极放大器 ——源极输出器
uo
+UDD
RSui
C1
R1
RG
R2 RL
150k
50k
1M
10k
D
S
C2G
Lgsmgs
Lgsm
i
o
u RUgU
RUg
U
UA
??
????
?
?
?
?
11 ??? ??
Lm
Lm
Rg
Rg
ri roro?
g
R2R1
RG
s
d
RLRS
微变等效电路
二、动态分析
21 // RRRr Gi ??
?? M0375.1
输出电阻 ro
加压求流法
mgsm
gs
d
o gUg
U
I
Ur 1?
?
????
?
?
?
?
Soo Rrr //??
U?
I?dI?g
d
微变等效电路
roro?
R2R1
RG
s RS
gsU?
gsmUg ?
4.3.8 共漏极放大器 ——源极输出器
二、动态分析
微变等效电路
4.3.8 共栅放大器
动态分析
ED
R
ES
Rd R
Lui
gmugs
g
d
ui Rd RL
s
R
I总
Ii
Rg
RIU
m
i
i ?? 1
Rg
R
I
UR
mi
i
i ???? 1
1,电压放大倍数
∴ Uo=－ Id=－ gmUgs
'LR
Ui=－ Ugs
'LR∴ Au=Uo/Ui =gm
2、输入电阻
∵ Ui=I总 R=(Ii+gmUgs)R
=(Ii－ gmUi)R
得
3、输出电阻 Ro= Rd
场效应管放大电路小结
(1) 场效应管放大器输入电阻很大。
(2) 场效应管共源极放大器 (漏极输出 )输入
输出反相，电压放大倍数大于 1；输出电
阻 =RD。
(3) 场效应管源极跟随器输入输出同相，电
压放大倍数小于 1且约等于 1；输出电阻
小。
4.4.1 基本电路
特点,结构对称。
4.4 差动放大器
ui24.4.2 性能特点
2,工作原理
当 ui=0时, ui1=ui2=0,一方面 uo1=uo2=0,另一方面 UC1=UC2,可见,
在电路完全对称的情况下, 输入信号为零时, 输出信号也为零 。
当 uI≠0时, ui1=-ui2,则 uo1=-uo2,同时 UC1=UC2,则输出信号 uo=uo1-
uo2=2uo1,即输入信号不为零时, 输出信号也不为零 。
ui
uo2
1,共模信号与差模信号
共模信号：两信号的幅值相等，位相相同，频率相同。
差模信号：两信号的幅值相等，位相相反，频率相同。
ui2
ui1
uoRCR1
Rs
RC R1
Rs
+EC
ui
uo1 uo1
4.4 差动放大器
4.4.2 性能分析
3、差模输入电阻：
差模输入电阻是
从差分对放大器两端
看进去的电阻，它是
两个发射极电路看进
去的电阻之和。
4、差模输出电阻
单端输出时的差模输出电阻为共发射极的输出电阻。
双端输出时的差模输出电阻为两个共发射极的输出电阻之和
ui2
ui1
uoRCR1
Rs
RC R1
Rs
+EC
ui
uo1 uo1
ui2
ui1
uoRCR1
Rs
RC R1
Rs
+EC
ui
uo1 uo1
4.4.2 性能分析
5,差模放大倍数：
4.4 差动放大器
即这种电路的电压放大倍数与单管放大器的电压放大倍数相同 。
2// LCL RRR ??
bes
L
besb
Lb
o
o
u
rR
R
rRI
RI
U
U
A
?
?
??
?
??
??
?
?
)(2
1
1
bes
L
u rR
RA
?
??? ?
2
bes
L
u
i
o
i
o
ii
oo
i
o
u rR
RA
U
U
U
U
UU
UU
U
UA
?
??????
?
??? ?
1
1
1
1
1
21
21
2
2
总的差模电压放大倍数：
RL
RL/2
共模等效电路
ui2ui1
uoRCR1
Rs
RC R1
Rs
+EC
uo1 uo1
－ EC
REE
CR
CR
LR LR
EER2EER2
1R
1R
两边加相同的电压
时，集电极电路同
时增大，同时减小，
流过 REE的交流电流
是单管的两倍，相
当于发射极接有 2
REE。
CR
LR
EER2
1R
4.4 差动放大器
4.4.2 性能分析
6、共模输入电阻：
7、共模输出电阻
8、共模放大倍数
差分放大器的任一端看进去的共模输入电阻
EEbeic RrR 21 )( ????
差分放大器的任一端的共模输出电阻为
COC RR ?
单端输出时
EEbe
Lc
ic
ocVC
Rr
RR
v
vA
)(
)//(
?
?
????? 12
双端输出时 0??
ic
ocVC
v
vA
CR LR
EER2
1R
4.4.2 性能分析
9,共模抑制比
（ Common - Mode
Rejection Ratio)
4.4 差动放大器
ui2
ui1
uoRCR1
Rs
RC R1
Rs
+EC
ui
uo1 uo1
对理想的差动放大器,CMRR=∞
一般的差动放大器,CMRR=60dB（ 左右 ）
差分放大电路能有效地放大差模信号, 而对共模信号有很
强的抑制能力 。 这是它的主要优点 。 差模放大倍数越大, 共模
放大倍数越小, 即对共模信号的抑制能力越强, 说明放大器的
性能越好 。
)dB(AAlg20AAC M R R
uc
ud
uc
ud ????
-EC
10,对零点漂移的抑制
由于电路完全对称, 当温度变化时, 两管的零漂总是一样
的, 这相当于在两管的输入端加了一个共模信号, uic1=uic2，
则 uoc=Auuic=Au(uic1-uic2)=0—— 差分放大器可以完全抑制共模信
号 。
ui2
ui1
uoRCR1
Rs
RC R1
Rs
+EC
ui
uo1 uo1
4.4 差动放大器
4.4.2 性能分析
后面讨论
4.4 差动放大器
11、合成信号的输出
在任意信号的作用下：差分放大器的输出
C M R
ii
C M R
ic
id
iivdidvdoo
ic
C M R
idvd
idvdicVCodoco
ic
C M R
idvd
idvdicVCodoco
k
vv
k
v
v
vvAvAvvv
v
K
vA
vAvAvvv
v
K
vA
vAvAvvv
21
21210
2
1
2
1
1
2
1
2
1
2
1
1
2
1
2
1
2
1
?
???
?????
???
????
??
????
)(
][
][
双端输出时
可见，共模抑制比
越大，差分放大器
的任意一输出端的
电压也就越反映两
个输入电压的差值。
可以看成是输入差模电压
的误差电压。共模抑制比
越大，差分输出端的任意
一电压就越正确的反映两
输入电压的差值。
4.4 差动放大器
4.4.3 电路不对称的影响
2、双端输出时的共模抑制比
理想对称时，输入差模信号只有差模信号输出，输
入共模信号只有共模信号输出。
实际输入时，无论输入差模还是共模信号，
都出现差模信号和共模信号输出。
制比是双端输出时的共模抑
电压的增益是共模电压转换为差模
电压的增益是差模电压转换为差模
)(
)(
)(
)(
)(
)()(
])[(
dcv
ddv
C M R
dcv
ddv
ii
C M R
iiddv
icdcvidddv
A
A
K
A
A
vv
k
vvA
vAvAv
?
?
?
?
?
??
?
?
????
??
2
1
21
21
0
4.4.3 电路不对称的影响
3、失调与温漂
（ 1）、输入失调电压
电路在两边不对称的条件下，零输入时，双端输
出不为零的现象，叫做差分放大器的失调，输入失调
电压定义为：输出电压除以差模放大倍数。
实际的电路中的输入失调电压产生的原因是集电极
的电阻不相等和两管的发射结的面积不相等，导致两
管的恒流的分配不等。
EECC
sS
sS
S
S
C
C
sSs
sSs
cCc
cCc
III
II
II
I
I
I
I
III
III
RRR
RRR
??
??
??
??
???
???
???
???
11
2
1
2
1
2
1
2
1
2
2
2
2
2
2
/
/
/
/
/
/
则得：
例如：
)()(
)/)(()/(
)/)(()/(
)(
)(
C
C
S
S
T
C
C
S
SEE
C
O
IO
C
EE
S
S
CEECQCQo
CC
S
SEE
CCCCCCCCQ
CC
S
SEE
CCCCCCCCQ
S
SEE
C
S
SEE
C
R
R
I
I
V
R
R
I
II
R
V
V
R
I
I
I
RIVVV
RR
I
II
VRRIVV
RR
I
II
VRRIVV
I
II
I
I
II
I
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
????
??
?
???????
??
?
???????
?
??
?
??
22
22
2
2
1
2
2
2
2
1
2
2
2
1
2
2
1
2
21
22
11
2
1
??
4.4 差动放大器
（ 3）、失调模型与调零电路
（ 2）、输入失调电流：
差分放大器的输入端一般都接有信号源内阻，由于两管的电流放大倍数不同，
造出集电极电流不等，为了使集电极的电流相等，在输入端引入的电流不等，在信
号源电阻上产生电压，其差值是作用在两个输入端的输入失调电压。通常在输入端
引入的两个电流的差值称为输入失调电流
2
2
2
1
1
21
21
/
/
/)(
IOBBQ
IOBBQ
BQBQB
BQBQIO
III
III
III
III
??
??
??
??
)(
/,/
?
?
???
?
??
??????
?
?
?
?????
??????
CQCQCQCQ
BQBQIO
IIII
III
2121
21
21 22
SIOIO
SIOSIOIO
RIV
RIRIVV
IO
??
????
?
)()( 2121
SR
SR
IOI21
IOI21
BI
BI
?? IOV
（ 4）、失调电压与失调电流的温度漂移
ui2ui1
RC
Rs
RC
Rs
+VCC
-VEE
ui1
RC
Rs
RC
Rs
+VCC
-VEE
ui2
发射极调零电路 集电极调零电路
必须注意：调零电路不可能更随温度得变化而变化，故调零电路可以克服失调，
但是不能消除温漂。
当环境的温度变化时，失调电压与失调电流随着温度的变化而变化，且与失调
电压与失调电流成正比，要减小温度的漂移，就要减小失调电压与失调电流。
4.4 差动放大器
4.4.4 差模传输特性
)(
)(
)(
)()(
T
id
EEcc
T
id
EEEEC
T
id
EEEE
V
v
V
v
EEEE
V
v
EE
c
V
vv
c
c
c
cccEE
V
v
sc
V
v
sc
V
v
thIii
V
v
thIIi
V
v
thII
e
e
II
e
I
i
ei
i
i
iiiI
eIi
eIi
T
id
T
id
T
id
T
BEBE
T
BE
T
BE
2
22
1
2
1
22
1
2
1
1
1
2
1
2
1
1
11
21
2
1
1
1
2
121
2
1
12
2
1
??
??
??
?
?
??
?
?
??????
?
?
?
?
ui2
ui1
uoRCR1
Rs
RC R1
Rs
+VCC
ui
uo1 uo1
-VEE
4.4 差动放大器
4.4.4 差模传输特性
1,vid=0时 0221 ??? )(
T
idEEcc VvthIii
2、当 vid很小时
T
idEEcc VvIii 221 ??
3、当 vid很大时
??
?
???
?????
)(
)()(
mVv
mVvIvkIii
id
id
EEidEEcc 1 041
1 041
221 ??
??
4、当 vid在 26毫伏到 104毫伏之间时
?????? 53 1523 xxxxth )(
利用其非线性可以实现非线性运算功能
1、结构
为了使左右平衡，可设
置调零电位器,
uo
ui1
+UCC
RC
T1
Rs
RC
T2
Rs
ui2
RE
–UEE
4.4.5 典型电路分析
——长尾电路
4.4 差动放大器
2,RE的作用
设 ui1 = ui2 = 0
—— 抑制温度漂移，稳定静态工作点。
温度 T IC IE = 2IC UE
UBEIBIC
自动稳定
RE 具有强负反馈作用
1、结构
为了使左右平衡，可设
置调零电位器,
uo
ui1
+UCC
RC
T1
Rs
RC
T2
Rs
ui2
RE
–UEE
4.4.5 典型电路分析
——长尾电路
4.4 差动放大器
2,RE的作用
两管的集电极电压的变化, 也是大小相等, 方向相反, 当负载
接在两管的集电极之间时, 负载两端的输出电压是两管集电极
的电位差, 而不是相互抵消 。
—— RE对差模信号没有反馈作用。
ui1
ui2
ib1,ic1
ib2,ic2
ic1 = - ic2 iRE = ie1+ ie2 = 0
uRE = 0 RE对差模信号 不起 作用
3,Q点的计算
IB
IC1 IC2
IB
IE
4.4.5 典型电路分析
4.4 差动放大器
uo
ui1
+UCC
RC
T1
Rs
RC
T2
Rs
ui2
RE
–UEE
uo
WP/2
+EC
RC
Rs
RC
Rs
2RE
–Ee
2RE
WP/2Q点：
IC1≈IE1
IB1=IC1/β1
UCE1=EC-[IC1(RC1+RE)-Ee]
E
BEEE
WE
BEEE
E R
UU
RsRR
UUI 1
1
2
1
1
1
1
??
?
??
??
?
S
1
1E R
1
I
??
UEE-UBE1=IE1(WP/2+RE)+IB1Rs
= IE1(WP/2+RE)+
得：
(1) 差模输入
均压器
dii uuu ?? 2
1
1
dii uuu ???? 2
1
2
R
R
uo
ui
+UCC
RC
T1
Rs
RC
T2
Rs
RE
–UCC
4,放大倍数的计算
4.4.5 典型电路分析
4.4 差动放大器
RL/2
WP/2
RC
Rs
)(
)//(
?
?
???
??
1
2
2
1
Pbes
L
c
ud WrR
RR
A
(1) 差模输入 R
R
uo
ui
+UCC
RC
T1
Rs
RC
T2
Rs
RE
–UCC
4,放大倍数的计算
4.4.5 典型电路分析
4.4 差动放大器
)(
)//(
?
?
???
??
1
2
2
1
Pbes
L
c
ud WrR
RR
A
1
100
2
2
id
d
id
d
ud U
U
U
UA ??
双 )(
)//(
?
?
???
??
1
2
2
1
Pbes
L
c
WrR
RR
)(
)//(
?
?
?????? 12
1
2 211
100
Pbes
Lc
id
d
id
d
ud WrR
RR
U
U
U
UA
单
在双端输出时：
在单端输出时：
(1) 差模输入 R
R
uo
ui
+UCC
RC
T1
Rs
RC
T2
Rs
RE
–UCC
4,放大倍数的计算
4.4.5 典型电路分析
4.4 差动放大器
)(
)//(
?
?
???
??
1
2
2
1
Pbes
L
c
ud WrR
RR
A
说明：
①差分电路的差模电压放大倍数与对应的单管放大器相等。
②选择较大的负载电阻和 β较高的管子，可以获得较大的放
大倍数。
③ WP对差模信号有负反馈作用，故不能太大。
④单端输出的 Aud是双端输出的 Aud的一半。
(2) 共模输入
4,放大倍数的计算
4.4.5 典型电路分析
4.4 差动放大器
uo
ui1
+UCC
RC
T1
Rs
RC
T2
Rs
ui2
RE
–UEE
RW/2
2RE
RC
2Rs
说明：
① Auc在单端输出的情况下与对应的单
管放大器相等，但很小。
②在双端输出时，由于电路的对称性，
使 Auc=0。
③因为零漂信号就是共模信号，故电路
对零漂有抑制作用。
1ic
1c0
uc U
UA ?
e
c
Pebes
c
R
R
WRrR
R
212 21 ???????? ))(( ?
?
uc
1ic
1oc
ic
oc
uc A2
1
U2
U
U
UA ???
单
在单端输出时：
(1) 差模输入 R
R
uo
ui
+UCC
RC
T1
Rs
RC
T2
Rs
RE
–UCC
5,输入电阻和输出电阻
4.4.5 典型电路分析
4.4 差动放大器
RL/2
WP/2
RC
Rs ])([
])([
pbes
b
pbesb
b
i
i
i
id
WrR
i
WrRi
I
U
I
U
R
2
1
1
2
1
11
12
122
?
?
????
???
???
co RR 2?
两输入端之间的电阻
(2) 共模输入
4.4.5 典型电路分析
4.4 差动放大器
uo
ui1
+UCC
RC
T1
Rs
RC
T2
Rs
ui2
RE
–UEE
RW/2
2RE
RC
2Rs
5,输入电阻和输出电阻
每个输入端对地的电阻
? ? )( Pebes
ic
iC
ic WRrRI
UR
2
1
1
1 21 ?????? ?
co RR 2?
4.4.5 典型电路分析
4.4 差动放大器
uo
ui1
+UCC
RC
T1
Rs
RC
T2
Rs
ui2
RE
–UEE
6、四种接法
2121
211
2
BEBEBEBEe
BE
T
REBE
UUUUR
UUEUU
e
???????
????? ?????????
即较大时，当
的基极接地
（ 1）双端输入，双端输出；
（ 2）双端输入，单端输出；
（ 3）单端输入，双端输出；
虽是单端输入，但由于 Re的负反馈作用，其实际效果等效于
双端输入。
（ 4）单端输入，单端输出；
4.4.6 差动放大器的改进
4.4 差动放大器
uo
ui1
+UCC
RC
T1
Rs
RC
T2
Rs
ui2
RE
–UEE
1、采用恒流源的差动放大器
已知 Re对共模信号有反馈，
对差模信号无反馈，故 Re
越大越好，但 Re太大，必
须电源电压很高。
例如：设 IRe=1mA，当 Re=10kΩ时,Ee=10.7V；
当 Re=100kΩ时,Ee=100.7V。
对晶体管的
e极和 c极之
间，具有极
高的等效阻
抗而压降不
大。
IC(mA)
UCE(v)
Q△ I
C
△ UCE
)10(IUr 6
C
CE
CE 左右很大?
??
)10(IUR 2
CQ
C EQ
CE 左右很小?
4.4.6 差动放大器的改进
4.4 差动放大器
uo
ui1
+UCC
RC
T1
Rs
RC
T2
Rs
ui2
RE
–UEE
1、采用恒流源的差动放大器
电路结构,
+EC
R1
T3u
i R
2
-Ee
T2
R3
T1
RC
WP
RCR
s Rs
3
e
321
2eC
3
e3B
3
e3E
3E3C
R
E
R)RR(
R)EE(
R
EU
R
EU
II
?
?
?
?
?
?
?
??
由于 T3的恒流作用，当为共
模信号时,T1,T2的 e极电位，
将随输入信号变化而变化，
但两管的电流 IC1,IC2却几乎
不变，故 UC1,UC2几乎不变。
R3是负反馈电阻，提高了恒
流源 IC3的稳定性和进一步提
高恒流源的交流输出电阻。
4.4.6 差动放大器的改进
4.4 差动放大器
2、采用共模负反馈的差动放大器
电路结构,
+EC
R1
T3u
i R
2
-Ee
T2
R3
T1
RC
WP
RCR
s RsU
A
+EC
R1
T3u
i R
2
-Ee
T2
R3
T1
RC
WP
RCR
s Rs
T↑ → IC1↑I
C2↑
→UA↓ →UB↓ →IE3↓ →IC3↓
IC2↓
IC1↓
IR Io=IC2
+EC
T2T1
R
2IB
IB2IB1
1、镜像恒流源电路
IR—— 基准电流
I0—— 提供给其他放大级的
偏置电流
T1,T2具有良好的对称性 。
4.5 电流源与应用
1,镜像恒流源电路
T3
IC3IR Io=IC2
+EC
T2T3
R
2IB
IB2IB1
∵ UBE1=UBE2
∴ IC2=IC1=IR－ 2IB=IR－ 2IC1/β
?? /21
I R则 I0=IC2=
R
E
R
UE C2BEC ??当 β>>1时 I0≈IR=
特点：
① IR选定后,I0随之确定 —— 镜像恒流源；
② I0受电源 EC变化的影响较大；
③要得到较小的电流，就需要较大的电阻 R，故此电路适用于
工作电流 I0较大的场合（毫安级）；
??? /31
II R
3C
4.5 电流源与应用
镜像电流源
)/()
/
(
)(
)(
?
?
21
21
1
1
1
1
2
1
2
2
1
1
2
2
2
2
1
1
?
?
?
?
??
?
?
?
?
?
??
??
R
BEA
CEA
R
BEA
CEA
c
c
BEA
CEA
c
A
CEV
v
sc
A
BEV
v
sc
I
vV
vV
I
vV
vV
i
i
vV
vV
i
V
v
eIi
V
v
eIi
T
BE
T
BE
IR Io=IC2
+EC
T2T1
R
2IB
IB2IB1
可见，在计及 VA后进一步降低了镜像电流的精度。
在电流放大倍数不大时，电流源的精
度不高，同时发射结的电压的热稳定
性也影响了其精度。
提高电流源精度的措施
IR Io=IC2
+EC
T2T1
R
IE3
IB2IB1
T3
R
RR
BRER
BRCCO
BBEB
BCR
I
III
IIII
IIIII
IIII
III
?
??
?
????
??????
????
???
?????
??
2
12
121
11
2
2
0
22
321
321
321333
31
??
??
??
??
????
??
)(/
)/()/(
)/()()/(
若
在实际的电路中，为了防止在 T3管的工作电流过小，
使电流放大倍数降低，在 T1,T2的基极加一个电阻使
IE3适当的增大。
2,比例电流源电路
T3
IC3
T2T3
IREF Io=IC2
+EC
R
2IB
IB2IB1
IE1 IE2R1 R2
3.2IIln3.2
o
R E R ???则
2E
1E
T11E
S
2E
T
S
1E
T11E22E I
IlnURI
I
IlnU
I
IlnURIRI ?????
mv26/USmv26/USE BEBE eI)1e(II ???
由
S
E
TBE I
IlnUU ?得
由图知,UBE1+IE1R1= UBE2+IE2R2 则,IE2R2= IE1R1+ UBE1－ UBE2
即
若两管的 β足够大，可认为,I0≈IE2,IE1≈IC1= IREF－ IB1－ IB2≈IREF
10II101
o
R E F ??如果
0
R E F
2
T
I
Iln
R
U 可忽略
R E F
2
1
o IR
RI ?
4.5 电流源与应用
2
1
22
12
E
ETR E FEo
I
I
R
UI
R
RII ln???得：
3,微电流源电路
T3
IC3
T2T3
IREF Io=IC2
+EC
R
2IB
IB2IB1
IERe
)IIlnII( lnU
2S
2E
1S
1E
T ??
mv26/USmv26/USE BEBE eI)1e(II ???
由
S
E
TBE I
IlnUU ?得
由图,UBE1= UBE2+IERe 则,IERe= UBE1－ UBE2
∵ IS1≈IS2,IE1≈IC1≈IR,IE2≈IC2≈I0
o
R
Teoe2E I
IlnURIRI ??得 （当 IR,e确定时，可求出 I0）
上式为超越方程，可用图解法或累式法求解。
4.5 电流源与应用
3,微电流源电路
T3
IC3
T2T3
IREF Io=IC2
+EC
R
2IB
IB2IB1
IERe
)IIlnII( lnU
2S
2E
1S
1E
T ??
mv26/USmv26/USE BEBE eI)1e(II ???
由
S
E
TBE I
IlnUU ?得
由图,UBE1= UBE2+IERe 则,IERe= UBE1－ UBE2
∵ IS1≈IS2,IE1≈IC1≈IR,IE2≈IC2≈I0
o
R
Teoe2E I
IlnURIRI ??得 （当 IR,e确定时，可求出 I0）
上式为超越方程，可用图解法或累式法求解。
4.5 电流源与应用
改进型电流源
一、级联型电流源
IC2
T2T1
IB2IB1
IR Io=IC4
+EC
T4T3
R
IB4IB3
可见、外电路上无论加多少电
压，级联得电路总是保持 T1,T2上
得的 vCE相接近，这样减小了由于
宽度调制效应引入的误差，而且
使输出电流处决于 T2的集电极电
流，提高了电流源的精度。
111432
21
241321
4231
2413
CEBEBEBEBECE
BEBE
CEBEBEBEcc
ccCC
CEBEBEBE
vvvvvv
vv
vvvvii
iiii
vvvv
?????
???
??
???
＝
，相应的
足够大，则若
,
,?
反馈型电流源
IC2
Io
T2T1
IB2IB1
IR
+EC
T3T4
R
IB4IB3
IC2
Io
T2T1
IB2IB1
IR
+EC
T3
R
231 BEBECE vvv ??
T3管强制 T1管的 vCE接近
T2管的 vCE,有效地减小
基区宽度调制效应引入地
误差。
进一步地引入 T4、强
制 T1管和 T2管的 vCE近
似相等。
有源负载差分放大器+VCC
VEE
iR
电路中差分对的电流
源既由有源负载设定，
又由恒流源设定，要
实现两种设定严格一
致非常的困难一般采
用（ 2）图
iiiiiiii
iIiiIi
CcCcCco
CQCCQC
????????
??????
2434142
43 ;,输入差模电压的作用下：
输入共模电压的作用下：
0434142
43
???????
??????
CcCcCco
CQCCQC
iiiiiii
iIiiIi ;,
+VCC
VEE
T4
T3
T2T1
oi
4Ci
2ci
3ci
有源负载差分放大器
交流等效电
路的分析 T
3 T1 T2 T4
2ebv'1er
24
43
42
4
4
23
1230
42
4
4
3
2123
424421323
424422
2
2
2
133
21333
2
22
22
ceceod
bebeid
Lcece
bebebe
e
id
Vd
Lcece
be
id
be
id
bee
Lcecebbeeb
Lcecebbo
be
eb
b
eb
beeceb
eb
rrR
rrR
Rrr
rrr
r
v
v
A
Rrr
r
u
r
u
rr
Rrrirri
Rrriiv
rvi
ri
rrriv
//
)////)((
)////]()/[(
)////)(/(
)////)((
/
)////(
'
'
?
??
???
?
??
????
???
?
??
??
???
???
???
??
?
?
4.6.1 集成电路及其分类
1、小规模集成电路（ 0~100个元件）
中规模集成电路（ 100~1000个元件）
大规模集成电路（ 1000个元件以上）
超大规模集成电路（十万个元件以上）
4.6 集成运算放大器
2、模拟集成电路
数字集成电路
3、集成运算放大器
集成功放
集成高频放大器
集成中频放大器
集成比较器
集成电路, 将整个电路的各个元件做在同一个半导体基片上。
集成电路的优点,工作稳定、使用方便、体积小、重量轻、
功耗小。
集成电路的分类：
??
4.6.2 运算放大器及其特点
1、运算放大器是一个高增益的直接耦合放大器；
2、运算放大器第一级总是采用差分放大器，末级采用射极输
出器，因此，它至少有两个输入端、一个输出端。
4.6 集成运算放大器
同相输入端,uo与 ui的位相相同。
反相输入端,uo与 ui的位相相反。
Aod：开环差模电压放大倍数。
ui反相输入端
同相输入端
Uo=AodUi
－ ＋
＋
u－
u+ uo
? Ao国际符号
国内符号
Aud
u－
u+
4.6.2 运算放大器及其特点
3、运算放大器的等效电路
4.6 集成运算放大器
4、理想运算放大器的特性
（ 1）差分输入阻抗 Ri=∞
（ 2）输出阻抗 Ro=0
（ 3）开环电压放大倍数 Aod=∞
ui反相输入端
同相输入端
Aud Uo=AodUi
U-
U+
Ro
ui Ri AodUi uo
（ 4）通频带宽 BW=∞
（ 5）共模抑制比 CMRR=∞
（ 6）特性不随温度变化
4.6.2 运算放大器及其特点
5、集成运算放大器的特点
（ 1）同一芯片上的元件是同一工艺制造出来的，故具有同相
偏差。元件参数偏差方向一致，温度均一性好。
（ 2）尽量采用三极管代替电阻、电容和二极管等元件。
尽量多用 NPN型管，少用 PNP管。
4.6 集成运算放大器
6、集成运算放大器的方框图
输入级 中间级 输出级
偏置
电路
u-
u+
4.6.3 集成运算放大器的基本单元电路
1、差动输入级
（ 1）对输入级的要求零点漂移要尽量小，输入电阻要高，基
极偏置电流要小，并且有较高的增益。
（ 2）采用普通差动放大器的输入级
优点：结构简单，容易对称，漂移较小。
缺点：输入阻抗低（ 50~300kΩ），电压放大倍数不高
（ 30~100）。
（ 3）采用共集 —— 共基差动放大器
4.6 集成运算放大器
4.6.3 集成运算放大器的基本单元电路
1、差动输入级
（ 3）采用共集 —— 共基差动放大器
4.6 集成运算放大器
这种电路由两级放大电路组成，
第一级由 β较高的 NPN型管 T1,T2
组成共集电极放大器,T3,T4为其
负载,I0为本级集电极恒流源。
IO
u+ u-T1 T2
T3 T4 I'O
uo
RC1 RC2
-EC
第二级由 β较低的横向 PNP管 T3,T4接成差动放大器，其负载
电阻为 Rc1,Rc2,I'0为本级基极恒流源。
4.6.3 集成运算放大器的基本单元电路
1、差动输入级
（ 3）采用共集 —— 共基差动放大器
4.6 集成运算放大器
特点：
①共集电极放大器的输入阻抗高，
电流增益大，而共基极放大器的输
出阻抗高，电压增益大，故该电路
兼有两者的特点。
IO
u+ u-T1 T2
T3 T4 I'O
uo
RC1 RC2
-EC
② 利用 β较高的 NPN管补偿了 β较低的 PNP管，因此，这种电路
不仅输入阻抗高，电压增益也大。
③允许较高的差模输入电压（ ± 30V），因为横向的 PNP管有
很高的反向击穿电压。
4.6.3 集成运算放大器的基本单元电路
1、差动输入级
（ 4）采用复合管形成的差动放
大电路
4.6 集成运算放大器
优点：因 β=β1β3=β2β4，使 IC在固定
的情况下,IB可以大大减小，因而
输入电阻可以提高到兆欧级。
缺点：两组复合管很难做到
对称，因而漂移较大。
IO
u+ u-
T1 T2
T3 T4
uoRC RC
-Ee
+EC
4.6.3 集成运算放大器的基本单元电路
1、差动输入级
（ 5）采用超 β管构成的差动电路
4.6 集成运算放大器
超 β管的基区比一般管做的
更薄，掺杂浓度更低，而 e
区的掺杂浓度更高，使这
种管子在低电流的情况下
的 β值高达 1000~5000。
超 β管 T1,T2接成共
射差动电路，输出端接到
由 T3,T4组成的共基极电路，
RC1,RC2为 T3,T4组成的复
合管的集电极负载。
IO
u+ u-T1 T2
T3 T4
uoRC RC
-Ee
+EC
T5
T6
I’O
为保护超 β管，增加了 T5,T6
组成的电路，使
UCE1=-UBE3+UBE5+UBE6≈0.7v
以保证超 β管安全工作，
不致损坏。
4.6.3 集成运算放大器的基本单元电路
2、中间级
主要功能：提供足够大的电压
增益；有较高的输入电阻；能够提
高较大的输出电流；将输入级的双
端输出变为单端输出；实现电位移
动。
（ 1）有源负载共射放大电路
4.6 集成运算放大器
用有源元件代替放大器中的 RC，可
使放大倍数大大提高，而不需增加
电源电压。但应尽可能地提高晶体
管的输出电阻和下一级的输入电阻。
有源负载放大器允许电源电压
变动的范围较宽。
ui
uo
RC
+EC
电阻负载
IB2
uo
T1
T2
+EC
ui
有源负载
4.6.3 集成运算放大器的基本单元电路
2、中间级
（ 2）双端变单端电路
4.6 集成运算放大器
T1,T2组成差动电路, T3,T4
为 T1,T2的有源负载, 当差模
信号输入时 iC1↑（ △ iC1）,
iC2↑（ -△ iC2）, 而 IC1=IC3,又
T3, T4 的 e结并联, 所以：
IC4=IC3=IC1,因而输出电流增
量
△ i0=IC4-IC2=IC1-(-IC2)=2IC1
这就把差模电压引起的 T1,T2
两管集电极电流的增量全部
输出给负载, 并实现了双端
变单端 。
u0
I0
ui
T4T3
T2T1
+EC
IC4
IC2IC3IC1
i0
-Ee
4.6.3 集成运算放大器的基本单元电路
2、中间级
（ 3）电平移动电路
4.6 集成运算放大器
因为恒流源的交流电阻很大
r>>R,直流电阻较小, 故：
u2≈u1,U2=U1－ I0R
+
－
U2=U1－ I0RU1 I
0u1 u2=u1
R
4.6.3 集成运算放大器的基本单元电路
2、中间级
（ 3）电平移动电路
4.6 集成运算放大器
PNP管与 NPN管搭配的
移动电路
T2T1
RC2RC1
u0ui
－ Ee
+EC
Re2Re1
T1,NPN管作放大用。
T2：横向 PNP管既有一定放大
又作电平移动。
对 T1,UC>UB，对 T2,UC<UB
只要选得合适，可将 T2的 UC降
到合适。
优点：在移动电平的同时，兼
有放大作用。
缺点：横向 PNP管截止频率低，
使通频带变窄。
4.6.3 集成运算放大器的基本单元电路
3、输出级
要求有较大的额定输出电压
和电流；较低的输出电阻；
有过载保护。
（ 1）电阻负载跟随电路
4.6 集成运算放大器
合理选择 Re,EC,Ee使得静态时
u0=0
这种电路的缺点是正、负向跟踪
能力不一样
正向输出时,T导通，最大输出
电压为,EC－ UCES
负向输出时,T截止，电流经 RL、
Re流向－ Ee，最大输出电压
T
负向
正向ui
－ Ee
+EC
RLRe 由于一般选用 EC=Ee，故正、
负半周不对称。
eL
Le
RR
RE
??
ic1
ic2
静态时：
ui = 0V ? T1,T2均不工作
? uo = 0V
动态时：
ui ? 0V T1截止,T2导通
ui > 0V T1导通,T2截止
iL= ic1 ;
ui
-USC
T1
T2
uo
+USC
RL
iL
iL=ic2
注意,T1,T2两个晶体管都只在半个周期内工作的方式。
a.工作原理（设 ui为正弦波）
3、输出级
（ 2）互补对称的输出级 ------互补对称功率放大电路
ui
-USC
T1
T2
uo
+USC
RL
iL
ui
uo
uo
uo ′
交越失真
死区电压
b,输入输出波形图
互补对称功率放大电路
ui
-USC
T1
T2
uo
+USC
RL
iL
(1) 静态电流 ICQ,IBQ等于零；
(2) 每管导通时间于半个周期 ；
(3) 存在交越失真。
互补对称功率放大电路（ OTL）
c。特点：
假设 ui 为正弦波且幅度足够大,T1、
T2导通时均能饱和，此时输出达到最大值。
ULmax
负载上得到的最大功率为：
iL
-UCC
RL
ui
T1
T2
UL
+UCC
若忽略晶体管的饱和压降，
则负载（ RL)上的电压和电流分
别为：
L
CC
L
CCL
R
UI
UU
?
?
m a x
m a x
L
CC
L
CCCC
o R
U
R
UUP
2
1
22
2
????m a x
互补对称功率放大电路（ OTL）
d,分析计算
电源提供的直流平均功率计算：
每个电源中的电流为半个正弦
波，其平均值为,
两个电源提供的总功率为：
UCC1 =UCC2 =UCC
? ?? ? ???? 01 2 1
L
CC
L
CC
av R
Uttd
R
UI )(s i n
L
CC
avav R
UII
??? 12
L
CC
L
CC
CCEEE R
U
R
UUPPP
??
2
21
22 ?????
?t
ic1
L
CC
R
U
互补对称功率放大电路（ OTL）
d,分析计算
%.m a x 578
42
2
2
2
????
?
?
?
L
CC
L
CC
E
o
R
U
R
U
P
P效率为：
互补对称功率放大电路（ OTL）
e,存在的问题
iL
-UCC
RL
ui
T1
T2
UL
+UCC
V20850RPU LLL ????
1、阻抗不匹配
例如,RL=8Ω,PL=50w时
负载两端电压的有效值为
2幅值 ULm= UL=28.3v
此时，电源电压必须大于 28.3v，
功放管耐压要求大于 57v。
2、要求两种不同类型的功放管（
NPN和 PNP）且要求特性比较对称。
3、需要两个电源供电。
互补对称功率放大电路（ OTL）
f,电路的改进
1、用一个电源供电的电路
iL
-UCC
RL
ui
T1
T2
UL
+UCC
USC/2
RL
T1
T2
+UCC
CA
UL
+ -
UC
ui
特点 单电源供电；
输出加有大电容。
动态分析
若输出电容足够大，其上电压基本保持不变，
则负载上得到的交流信号正负半周对称，但存
在交越失真。
ic1
ic2 交越失真
（ UC相当于电源）
时,T1导通,T2截止；
2
CC
i
Uu ?
时，
2
CC
i
Uu ?
T1截止,T2导通。
互补对称功率放大电路（ OTL）
f,电路的改进
1、用一个电源供电的电路
UCC/2
RL
T1
T2
+UCC
CA
UL
+ -
UC
ui
D1
D2
ui
+UCC
RL
T1
T2
T3
CR A Re1
Re2
实用 OTL互补输出功放电路
调节 R,使静
态
UC3=0.5USC
D1, D2使 b1和 b2之间的电位差等
于 2个二极管正向压降，克服交越
失真
Re1, Re2：电阻值
1~2?，射极负反馈
电阻，也起限流保
护作用
b1
b2
互补对称功率放大电路（ OTL）
f,电路的改进
1、用一个电源供电的电路
增加对称的负电源 -USC，
使静态时的 A点电位为 0
+UCC
-UCC
ui iL
RL
T1
T2
A
互补对称功率放大电路（ OTL）
f,电路的改进
2、改善低频特性的电路（ OCL）
OCL电路中需要正负两路电源,
使静态的两管的发射极为地电位
OCL电路的问题是, 如果静态工
作点失调, 或元器件损坏, 将有
较大的电流长期流向负载, 可能
造成损坏, 可在负载回路中接入
熔断器作为保护措施 。
存在交越失真
（ 1）克服交越失真的措施,R1
D1
D2
R2
静态时, T1,T2两管发射结电位分别
为二极管 D1,D2的正向导通压降，
致使两管均处于微弱导通状态；
动态时,设 ui 加入正弦信号。正半
周 T2 截止,T1 基极电位进一步提
高，进入良好的导通状态；负半
周 T1截止,T2 基极电位进一步提
高，进入良好的导通状态。
+UCC
-UCC
UL
ui iL
RL
T1
T2
电路中增加 R1,D1,D2,R2支路
互补对称功率放大电路（ OTL）
f,电路的改进
2、改善低频特性的电路（ OCL）
uB1
t U
T
t
iB
IBQ
（ 2）波形关系：
ICQ
iC
uBE
iB
ib
特点,存在较小的静态电流
ICQ, IBQ 。每管导通
时间大于半个周期，
基本不失真。
iC
Q uce
UCC /RE
UCC
IBQ
互补对称功率放大电路（ OTL）
f,电路的改进
2、改善低频特性的电路（ OCL）
为更换好地和 T1,T2两发射结电位配合，克服交越失真
电路中的 D1,D2两二极管可以用 UBE电压倍增电路替代。
（ 3） UBE电压倍增电路
B1
B2
+
-
B E
R1
R2
UIB
I
合理选择 R1,R2大小,B1,B2
间便可得到 UBE 任意倍数的电压。
图中 B1,B2分别接 T1,T2的基
极。假设 I >>IB，则
2
21
R
RRUU
BE
??
互补对称功率放大电路（ OTL）
f,电路的改进
2、改善低频特性的电路（ OCL）
3,电路中增加复合管
（ 1） 优点
① 可获得更大的输出功率；
② 可提高放大倍数 β=β1β2,降低驱动电流；
③ 可以使两管比较对称；
（ 2） 结构
互补对称功率放大电路（ OTL）
f,电路的改进
c
b
e
T1
T2
ib
ic
复合 NPN型
ie1
ic2
ie2ib2
ie
ic1ib1 b
e
c
ib
ic
ie
3,电路中增加复合管
晶体管的类型由复合管中的第一支管子决定。
互补对称功率放大电路（ OTL）
f,电路的改进
（ 2）结构
3,电路中增加复合管
互补对称功率放大电路（ OTL）
f,电路的改进
（ 3）复合管的电流放大系数 β
iC=iC1+iC2=β1ib1+β2ib2=β1ib1+β2ie1
=β1ib1+β2(1+β1)ib1=(β1+β2+β1β2)ib1
≈β1β2ib1
=βib
∴ β=iC/ib=β1β2
（ 4）缺点及解决办法
缺点：复合管的穿透电流增大 ICEO=ICEO2+ β 2ICEO1
解决办法,ICEO1经 R分流一部分,r为负反馈电阻，提高
工作的稳定性
R r
c
b
e
T1
T2
ib
ic
ie1
ic2
ie2ib2
ie
ic1ib1
改进后的 OCL准互补输出功放电路：
T1,电压推动级
T1,R1,R2,UBE倍增电路
T3,T4,T5,T6：
复合管构成的输出级
准互补
输出级中的 T4,T6均为 NPN型晶体
管，两者特性容易对称。
+UCC
-UCC
R1
R2
RL
ui
T1
T2
T3
T4
T5
T6
3,电路中增加复合管
互补对称功率放大电路（ OTL）
f,电路的改进
+24V
ui
RL
T7
T8
RC8 -24V
R2
R3
T6
Rc1
T1 T2
Rb1 Rb2 C1
Rf
R1
D1
D2
T3
Re3
T4
Re4
C2
T5
Re5
C3
C4
T9
T10
Re10
Re7 Re9
C5
R4
BX
差动放大级
反馈级
偏置电路
共射放大级
UBE
倍增
电路
恒流源
负载
准互补功放级
保险管
负载
实用的 OCL准互补功放电路4.6 集成运算放大器
g,集成功率放大器
特点,工作可靠、使用方便。只需在器件外部适当连线，即可
向负载提供一定的功率。
集成功放 LM384,生产厂家,美国半导体器件公司
电路形式,OTL 输出功率,8?负载上可得到 5W功率
电源电压,最大为 28V
14 -- 电源端（ Vcc）
3,4,5,7 -- 接地端（ GND）
10,11,12 -- 接地端（ GND）
2,6 -- 输入端 （一般 2脚接地）
8 -- 输出端（经 500?电容接负载）
1 -- 接旁路电容（ 5 ?）
9,13 -- 空脚（ NC）
集成功放 LM384 外部电路典型接法：
500?-
+
0.1?
2.7?
8
146
2 1
5?
Vcc
ui
8?调节音量
电源滤波电容
外接旁路电容 低通滤波,去除高频噪声
输入信号
输出耦合大电容
g,集成功率放大器
4.6.3 集成运算放大器的基本单元电路
4,偏置电路
作用,向各级放大器提高合
适的偏置电流, 决定各级的
Q点 。
要求,工作电流为微安级,
而且要比较稳定 。 为此, 要
求用不太大的电阻来实现小
电流的电路 。
4.6 集成运算放大器
4.6.3 集成运算放大器的基本单元电路
5,实际电路分析 —— F007
4.6 集成运算放大器
T1u
i
R1
1k
D1
D2
u0
－ 15v
+15v
T2
T3 T4
T5 T6
T7
T8 T9
T10 T11
T12 T13
T14
T17T16
T15
T19
T18
RW
R2
50k
R5
39k
R3
1k
R4
3k
R6
50
R7
4.5k
R8
7.5
k R1050
R9
25C
①
③ +
⑤
⑦
②
－
⑥
④
4.6.3 集成运算放大器的基本单元电路
5,实际电路分析 —— F007
4.6 集成运算放大器
主要特点
① 采用有源负载, 使电压放大倍数很高 （ 十万倍 ） ；
② 放大级数少 （ 采用两级放大 ）, 十相位校正十分简便
（ 用一只 30PF的电容作校正元件, 就能够保证在各种情况
下稳定工作 ） ；
③ 输入阻抗高, 共模抑制比高, 有过载保护, 功耗低；
一、开环差模电压放大倍数 Aod
无外加反馈回路的差模放大倍数。一般在 105 ? 107之
间。理想运放的 Aod为 ?。
二、共模抑制比 KCMMR
常用分贝作单位，一般 100dB以上。
三、差模输入电阻 rid
ri>1M?,有的可达 100M?以上。
四、输出电阻 ro
ro =几 ?-几十 ?。
4.6.4 性能指标
4.6集成运放放大器
五、最大共模输入电压 UIcmax
六、最大差模输入电压 UIdmax
七,-3dB带宽 fH
运放是直流放大器,也可放大低频信号，不适用于高
频信号。
还有其他一些反映运放对称性、零漂等的参数。不再一一
介绍。
4.6.4 性能指标
4.6集成运放的性能指标及等效电路
4.6.4 等效电路
4.6 集成运放
4.7.1 频率响应的一般概念
一, 频率响应
)(
)()(
i
o
?
??
jV
jVjA
V ?
?? ?
R s
放大电路
I oI i
+
–
V o
+
–
V s
+
–
V i R L)]()([)(
)(
io
i
o ????
?
? ???
jV
jV
?
?
或写为 )()( ??? ??
VV AA?
其中
称为幅频响应)( )()(
i
o
?
??
jV
jVA
V ?
??
称为相频响应)()()( io ?????? ???
电路的放大倍数与频率的函数关系 —— 放大电路的频率响应
或频率特性。
放大器的放大倍数本身应该用复数来定义，在零初始条件下
§ 4.7 放大电路的频率响应
二, 带宽
该图称为波特图
纵轴,dB
横轴：对数坐标
4.7.1 频率响应的一般概念
或者表示为：
011
011 asasa bsbsbSV sVsA n
nnn
mmmm
i
oV ??? ????? ?
?
??
?
????
)(
)()(
)())((
)())(()(
n
mV pspsps zszszsHSA ??? ???? ???
21
210
进行分解可得：
一个可以实现的稳定的有源线性系统，分母多项式的系数恒为正实数，其极
点必为负实数或者实部为负数的共扼复数
其中 —上限频率—
Hf
0
3 d B
20 l g | A
V
| / d B
带宽
2
20
40
6 0
20 2 ? 10
2
2 ? 10
3
2 ? 10
4 f / H z
f
L f H
高频区
中频区
低频区
3dB 频率点
（半功率点）
B 频率点
（半功率点）
—下限频率—Lf
称为带宽LH ffBW ??
HLH fBWff ??? 时，当
二, 带宽
4.7.1 频率响应的一般概念
4.7.2 单时间常数 RC电路的频率响应
一,RC低通电路的频率响应
（电路理论中的稳态分析）
RC电路的电压增益（传递函数）：
则
1111
1
i
o
H 1
1
1
1
CsRsCR
sC
sV
sVsA
V ????? /
/
)(
)()(
?
??
fs ?? j2j ?? 且令
11
H 2
1
CRf ??
又
)/j(1
1
Hi
oH
ffV
VA
V ??? ?
??
电压增益的幅值（模）
2
H
H )/(1
1
ffA V ??
（幅频响应）
电压增益的相角 )/(a r c t g HH ff??? （相频响应）
① 增益频率函数
最大误差 -3dB
② 频率响应曲线描述
幅频响应
2
H
H )/(1
1
ffA V ??
时，当 Hff ??
1)/(1 1 2
H
H ??? ffA V
dB 01lg20lg20 HH ?? VV AA
时，当 Hff ??
ffffA V /)/(1 1 H2
H
H ???
)/l g (20lg20 HH ffA V ?
0分贝水平线
斜率为 -20dB/十倍频程 的直线
4.7.2 单时间常数 RC电路的频率响应
一,RC低通电路的频率响应
相频响应
时，当 Hff ??
时，当 Hff ??
)/(a r c t g HH ff???
?? 0H?
?? 90H?
时，当 Hff ? ??? 45H?
时，当 100,1 HH fff ??
十倍频程的直线斜率为 /45 ??
???? VV AVVA ????
i
o
io ??? ?? 表示输出与输入的相位差
高频时，输出滞后输入
所以
② 频率响应曲线描述
4.7.2 单时间常数 RC电路的频率响应
一,RC低通电路的频率响应
2,RC高通电路的频率响应
RC电路的电压增益：
22
22
2
i
o
H
1
1
CRs
s
sCR
R
sV
sV
sA V
/
/)(
)(
)(
?
?
?
?? ?
?
?
幅频响应
2
L
L )/(1
1
ffA V ??
相频响应 )/(a r c t g
LH ff?? 输出超前输入
4.7.2 单时间常数 RC电路的频率响应
令
22
L CR2
1f
??
三级理想的电压放大器 用低通电路进行级联
)/)(/)(/()( 321 111 ppp
VI
V sss
ASA
??? ????
?
20lg(Av)?
?
?
??45
??90
??135
??225
??270
??180
1P? 2P? 3P?
1P? 2P? 3P?
4.7.3 单极放大电路的高频响应
一,BJT的高频小信号建模
① 模型的引出 互导
CECE
EB
C
EB
C
m VV v
i
v
ig
?? ?
??
?
??
e
c
b b'
rb'e---发射结
电阻 re归算到
基极回路的电
阻
rbb' ---基区
的体电阻，
---集电结电阻rb?c
--发射结电容Cb?e
---集电结电容 Cb?c
e'bmVg ?
混合 ?型高频小信号模型
② 模型简化
cecb rr 和忽略 ?
4.7.3 单极放大电路的高频响应
一,BJT的高频小信号建模
① 模型的引出
又因为
所以
③ 模型参数的获得 （与 H参数的关系）
低频时，混合 ?模型与 H参数模型等效 ebbbbe ?? ?? rrr
ebbeb ?? ? rIV ??
bebm IVg ?? ???
所以
又
E
T
eb )1( I
Vr ???
?
ebbebb ?? ?? rrr
T
m
eb 2 f
gC
???
从手册中查出
Tcb fC 和?
T
E
eb
m V
I
rg ?? ?
?
4.7.3 单极放大电路的高频响应
一,BJT的高频小信号建模
E
T
bbebbbe I
V (1 r r (1 r r
'' )) ?? ??????
④ ?的 频率响应
由 H参数可知
CEB
Cfe V
i
ih
?
?? 即
0b
c
ce ?? VI
I
??
???
根据混合 ?模型得
cb
eb
ebmc 1 / j
?
?
? ?? C
VVgI
?
???
)/1///1//( cbebebbeb ???? ? CjCjrIV ????
低频时 ebm0 ?? rg?
所以
)(j1/
j
cbebeb
cbm
b
c
???
?
??
???
CCr
Cg
I
I
?
??
?
??
当 cbm ??? Cg ? 时，
ebcbeb
0
)(j1 ??? ??? rCC?
???
4.7.3 单极放大电路的高频响应
一,BJT的高频小信号建模
——共发射极截止频率
ebcbeb
0
)(j1 ??? ??? rCC?
???
?的幅频响应
令
ebcbeb )(2
1
??? ?
? rCCf ??
则
2
0
)/(1 ?
??
ff?
??
?f
——特征频率
Tf
eb
m
cbeb
m
0T 2)(2
???
???? CgCC gff ??? ?
?? fff ?? T
——共基极截止频率
?f
4.7.3 单极放大电路的高频响应
一,BJT的高频小信号建模
④ ?的 频率响应
-20dB/十倍频程
4.7.3 单极放大电路的高频响应
cbeb
m
cbebecbebeb
cc
g
ccrccr
ja
j
ja
j
j
ja
ja
ja
j
''''''' )()(
)()(
/
)(
)(
)(
)(
)(
)(
)(
?
?
?
?
?
?
???
?
?
?
??
?
?
11
1
1
11
?
???
??
?
?
??
??
?
?
?
??
?
?
ebcbeb
0
)(j1 ??? ??? rCC?
???
密勒定理：
]
)(
)[()(
)]()[()(
sA
sYsY
sAsYsY
11
1
2
1
??
??
)(SA
)(SY
)(SVi )(SVo
)(sY1 )(sY2
证明：
)]()[()(
])()[())((
sAsYsY
VsAVsYVVsY
??
???
11
1121
2,共射极放大电路的高频响应
① ?型高频等效电路
<A>等效电路
4.7.3 单极放大电路的高频响应
对节点 c 列 KCL得<B>电路简化
R s
b
eb ?
r
C M R c
c
+
-
+
-
V 0
+
-
g m
V be
V be
V be
V be
V be
s
V ?
eb ?
V ?
bb ?
r
e
b ?
eb ?
V ?
eb ?
C
0j)( cbebo
c
o
ebm ???? ??? CVVR
VVg ?????
cb?C
忽略 的分流得
ebcmo ??? VRgV ??
cboeb j)( cb ?? ??? CVVI C ????又因为
称为 密勒电容
MC
cbcm
eb
M j)1(
1
cb ?
?
??? ? CRgI
VZ
C ?
?
?
则表示若用个电容
之间存在一和相当于
,,
e b
MC
?
cbcmM )1( ??? CRgC
等效后断开了输入输出之间的联系
2,共射极放大电路的高频响应
① ?型高频等效电路
4.7.3 单极放大电路的高频响应
R s
b
eb ?
r R
c
c
+
-
+
-
V 0
+
-
g m
V be
V be
V be
V be
V be
s
V ?
eb ?
V ?
bb ?
r
e
b ?
eb ?
V ?
C
<B>电路简化
R s
b
eb ?
r
C M R c
c
+
-
+
-
V 0
+
-
g m
V be
V be
V be
V be
V be
s
V ?
eb ?
V ?
bb ?
r
e
b ?
eb ?
V ?
eb ?
C
s
R ?
s
I?
s
R ?
R
+
-
s
V ??
eb ?
V ?
R
+
-
最后
Meb CCC ?? ?
ebbbs //)( ???? rrRR
s
ebbbs
eb
s VrrR
rV ?? ?
???? ??
?
2,共射极放大电路的高频响应
① ?型高频等效电路
4.7.3 单极放大电路的高频响应
② 高频响应
R c
c
+
-
V 0
+
-
g m
V be
V be
V be
V be
V be
s
V ??
eb ?
V ?
e
b ?
eb ?
V ?
C
R
+
-
Meb CCC ?? ? ebbbs //)( ???? rrRR
seb j1
1 V
RCV ????
??
?
ebcmo ??? VRgV ??
s
ebbbs
eb
s VrrR
rV ?? ?
???? ??
?
由电路得
)/j(1 H
0
s
o
H ff
A
V
VA V
V ???
?
?
??电压增益频响
又
其中
ebbbs
eb
cm0
??
?
???? rrR
rRgA
V? RC
f ?2 1H?低频增益
上限频率
2,共射极放大电路的高频响应
① ?型高频等效电路
4.7.3 单极放大电路的高频响应
③ 增益 -带宽积
0VA? cmRg
ebbbs
eb
??
?
?? rrR
r Hf
RC?2
1? ? ?
?
ebbbs
ebcm
??
?
?? rrR
rRg
?
)]1()[(2 cmcbebbbs
cm
RgCCrR
Rg
??? ????
1
])1([ cbcmeb ?? ?? CRgC?2
?
]//)[( ebbbs ??? rrR
BJT 一旦确定,带宽增益积基本为常数
# 如何提高带宽？
2,共射极放大电路的高频响应
4.7.3 单极放大电路的高频响应
例题
解,模型参数为
例 4.7.1 设共射放大电路在室温下运行，其参数为：,?? 1ksR
，，，，，,pF5.00 0 M H z41 0 01 m A1 0 01k cbT0Cbbs ???????? ?? CfIrR ?
。?? k5cR 试计算它的低频电压增益和上限频率。
??ebr
?mg
T
E
V
I
mV26
mA1? S 038.0?
m
0
g
?
S 038.0
001? ?? k 6.2
??ebC
cb
T
m
2 ?? Cf
g
?
pF 8.14?
?MC cbcm )1( ?? CRg pF 7.96?
?0VA? cmRg?
ebbbs
eb
??
?
?? rrR
r 51.1 3 3??
?C
?R )( bbs ?? rR eb// ?r ?? k 77.0
eb?C MC? pF 5.111?
? Hf
低频电压增益为
又因为
所以上限频率为
RC?2
1 M H z 85.1??0lg20 VA? 51.133lg20 ? dB 5.42?
3,共基极放大电路的高频响应
① 高频等效电路
4.7.3 单极放大电路的高频响应
（ b）高频小信号等效电路
sI? ebm ?Vg ?
)j/1//( ebeb
eb
??
?
Cr
V
?
? ??
② 高频响应 列 e 点的 KCL
0?
?oI? ebm ?? Vg ?
而
所以电流增益为 eb
0m
?
? rg ?
?
s
o
I
I
?
?
meb
00
/j1
)1/(
gC ??
?
?
??
meb
0
/j1 gC ??? ?
?
其中
??
i
V V
VA
?
?? 0
电压增益为
?
ss
co
RI
RI
?
?
0
00
1 ?
??
??
meb
0
/j1
1
gCR
R
s
c
??
? ??
其中
eb
mH
2 ?? C
gf
?
)/j(1
1
H
0
ffR
R
s
c
???
?
Tf? 特征频率
sR bb?r cb?C
忽略
3,共基极放大电路的高频响应
4.7.3 单极放大电路的高频响应
4.7.3 单极放大电路的高频响应
4,共集极放大电路的频率响应
ebebLbbs
Lebbbs
P
T
ebeebeb
Z
Lebbbs
L
V S I
P
Z
V S I
i
V
crRrR
RrrR
crcr
RrrR
R
A
S
S
A
SV
SV
sA
'''
''
'''
''
)(
)(
)(
)(
/
/
)(
)(
)(
'
'
'
'
??
????
?
??
?
?
????
?
?
?
?
??
?
?
?
?
?
?
?
?
?
1
11
1
1
1
1
0
共集放大器的上限频率很高，没有密勒倍增效应，
主要是共集电路是理想的电压跟随器。
③ 几个上限频率的比较
T
eb
mHb
2 fC
gf ??
??
])1(][//)[(2
1
cbcmebebbbs
He
???? ???
? CRgCrrRf ?
?的 上限频率
ebcbeb )(2
1
??? ?
? rCCf ??
特征频率
共基极上限频率
?? ff 0T ?
共发射极上限频率
THbHe ffff ??? ?
共基极电路频带最宽，无密勒电容
3,共基极放大电路的高频响应
4.7.3 单极放大电路的高频响应
4.7.4 单极放大电路的低频响应
1,低频等效电路
2,低频响应
eb1
eb1
1 )1( CC
CCC
??? ?
i
V V
VA
?
?? 0
L ?
)]/j(1) ] [/j(1[ L2 L1
M
L ffff
AA V
V ???
??
bes
M rR
RA c
V ?
??? ??
)(2
1
bes1
L1 rRCf ?? ?
)(2
1
Lcb2
L2 RRCf ?? ?
)(j/1
1
)(j/1
1
Lcb2bes1bes RRCrRCrR
R c
???????
???
??
?
中频增益当
则
L2L1 4 ff ?
下限频率取决于
L1f
即
L1L ff ?
4.7.4 单极放大电路的低频响应
当
4.7.5多极放大电路的频率响应
R i1
R o1
1io1 VA V
??
-
+
1iV
?
-
+
R i 2
R o 2
R L
i2o2 VA V
??
-
+
O1V
?
-
+
OV
?
-
+
1,多级放大电路的增益
)j(
)j()j(
i
o
?
??
V
VA
V ?
?? ?
)j(
)j(
)j(
)j(
)j(
)j(
1)-o ( n
on
o1
o2
i
o1
?
?
?
?
?
?
V
V
V
V
V
V
?
??
?
?
?
? ????
n21 )j()j( VVV AAA ???? ???? ??
?前级的开路电压是下级的信号源电压
?前级的输出阻抗是下级的信号源阻抗
?下级的输入阻抗是前级的负载
2,多级放大电路的频率响应
?多级放大电路的通频带比
它的任何一级都窄
（以两级为例）
则单级的上下限频率处的增益为当两级增益和频带均相同时，
。 707.0 M1VA?
两级的增益为
。 5.0)7 0 7.0( M122M1 VV AA ?? ?
即两级的带宽小于单级带宽
4.7.5多极放大电路的频率响应
例题,设 gm=3mA/V,?=50,rbe = 1.7k
前级,场效应管
共源极放大器
后级,晶体管
共射极放大器
求：总电压放大倍数、输入电阻、输出电阻。
+UCC
RS
3M
(+24V)
R1
20k
10k
C2
C3
R4
R3
RLR
E2
82k
43k
10k
8k
10k
C1
RC
T1
RE1
CE2
T2
CE1
RD
10k
R2 1M
SU?
iU? oU?
（ 1）估算各级静态工作点, （略）
（ 2）动态分析,
微变等效电路
ir 2ir
or
首先计算第二级的输入电阻：
ri2= R3// R4// rbe=82//43//1.7=1.7 k?
R3 R4
RC RL
RS R
2R1 R
D
rbe
gsU?
dI?
sU?
oU?
cI?
bI?g d
s
iU?
第二步：计算各级电压放大倍数
4471103211,).//()r//R(g'RgA iDmLmu ????????
14771
101050
2 ??
??????
.
)//(
r
R//R
r
'RA
be
LC
be
L
u ??
R3 R4
RC RL
RS R
2R1 R
D
rbe
gsU?
dI?
sU?
oU?
cI?
bI?g d
s
iU?
第三步：计算输入电阻、输出电阻
ri=R1//R2=3//1=0.75M ?
ro=RC=10k ?
R3 R4
RC RL
RS R
2R1 R
D
rbe
gsU?
dI?
sU?
oU?
cI?
bI?g d
s
iU?
第四步：计算总电压放大倍数
Au=Au1Au2 =(-4.4) ?(-147) =647
6 3 07 5 020 7 5 06 4 7 ???????
iS
i
uus rR
rAA
R3 R4
RC RL
RS R
2R1 R
D
rbe
gsU?
dI?
sU?
oU?
cI?
bI?g d
s
iU?
第四章
结束
放大电路基础
概论
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。
放大电路可以用有输入口和输出口的四端网络表示，
如图：
Xi XoAu
扩音机是怎样工作的
直流供电电
源
前置放大器 功率放大器
放大的概念
放大器的分类 直流放大器
音频放大器
视频放大器
脉冲放大器
信号的特征
宽带放大器
谐振放大器
信号的大小
小信号放大器
大信号放大器（功率放大器）
放大的概念
讨论放大器必须解决的问题
1、设置合适静态工作点
－－ 偏置电路
2、输入信号、输出负载、放大器三者之间的连接方式
－－ 耦合方式
偏置电路的要求：
1、提供放大器所需要的工作点。
2、工作点在外部条件变化时保持不变。
iC
uCE
uo
可输出的
最大不失
真信号
ib
图解法：合适的偏置电路
Q点合适时
iC
uCE
Q点过高，信号进入饱
和区
放大电路产生
饱和失真
ib 输入
波形
uo
输出波形
图解法：不合适的偏置电路
iC
uCE
uo
Q点过低，信号进入
截止区
放大电路产生
截止失真
输出波形
输入波形 ib
图解法,不合适的偏置电路
静态工作点的稳定性
为了保证放大电路的稳定工作，必须有合适的、
稳定的静态工作点。但是，温度的变化严重影响静
态工作点。
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，温度对静态工作点的影响主要体现在这一方
面。
T
UBE
?
ICEO
Q
iB
uBE
25oC50oC
T UBE IB
IC
温度对的静态工作点的影响
一、温度对 UBE的影响
T↑
其效应是使输出特性向左移
载流子的
运动加剧 对相同的 IB,→UBE↓（ -2mv/℃ ）
B
BEC
B R
UEI ??
Q点上移
CmvTU BE ????? /)5.2~8.1(
二、温度对 ICBO的影响
T ICBO
ICQ
iC
uCE
Q
Q′
温度上升时，
输出特性曲线
上移，造成 Q点
上移。
温度对的静态工作点的影响
ICBO是基区和集电区的少子形成的
温度每升高 10℃,
ICBO大约增大 1倍。ICBO（ T） =ICBO（ T0） ·2 C TT ??10 0
又,ICEO=（ 1+β） ICBO ∴ T ↑→ICEO↑
∵ ICBO硅 << ICBO锗
∴ 硅管工作比锗管稳
定, 因此, 在高温场
合, 硅管应用广泛 。
三、温度对 ?值 的影响
T ? IC
iC
uCE
Q
Q′
温度上
升时，
输出特
性曲线
稀疏，
造成 Q
点上移。
温度对的静态工作点的影响
扩散与复合的比例 ↑ 输出特性的间距 ↑
温度每升高 1℃, β增大 0.5~1%,Δβ=β·ΔT（ 0.5~1%）。
总之：
ICBO ?? ICEO ?
T ? ? VBE ? ? IB ?? IC ?
??
小结：
固定偏置电路的 Q点是不稳定的。 Q点不稳定可能会导致
静态工作点靠近饱和区或截止区，从而导致失真。为此，需要
改进偏置电路，当温度升高,IC增加时，能够自动减少 IB，从
而抑制 Q点的变化。保持 Q点基本稳定。
温度对的静态工作点的影响
（ 1） ICBO,β,UBE随温度的升高的结果, 都集中表现在 Q点的
IC增大 。
（ 2） 硅管的 ICBO小, 因此对硅管来说, 温度对 UBE和 β的影响
是主要的 。
（ 3） 锗管的 ICBO大, 因此对锗管来说, 温度对 ICBO的影响是主
要的 。
（ 4） 除了温度变化引起管子工作不稳定外, 通常还需要从管
子参数的不一致来考虑问题 。
分压式偏置电路：
Q点稳定的电路
措施：①针对 ICBO的影响，可以设法使 T↑→IB↓
② 针对 UBE的影响，可以设法使 T↑→UE↓
Rb1
+EC
RC
Rb2
CE
Re
RLu
i
uo
1、电路形式
即 UB由 Rb2的分压确定, 与管
子参数基本无关, 从而保证了
基极对地有一个稳定的电压,
此时要求 I2>>IB即 Rb1,Rb2较小 。
2b
2b1b
C R
RR
E
?
2、基本特点
①利用 Rb1和 Rb2组成的分压器
固定基极电位
使 I2>>IB
∴ UB=I2Rb2=
I1
I2
UE
IC
IE
IB
UB
分压式偏置电路：
Q点稳定的电路 R
b1
+EC
RC
Rb2
CE
Re
RLu
i
uo
② 利用 Re将 IE的变化转化为
电压的变化 。 （ ΔUE=ΔIE·Re）
则,UBE=UB-UE
UE=UB-UBE
e
B
e
BEB
e
E
E R
U
R
UU
R
UI ????
2、基本特点
3、稳定过程
T UBE
IB
IC UEIE=IC+IB
IC
IEReIE UBE=UB-UE
本电路稳压的过程实际是由于加了 RE形成了 负反馈 过程
I1
I2
UE
IC
IE
IB
UB
分压式偏置电路：
Q点稳定的电路 R
b1
+EC
RC
Rb2
CE
Re
RLu
i
uo
4,讨论
（ 1）条件,I2>>IB
UB>>UBE
I1
I2
UE
IC
IE
IB
UB
∵ EC=常数,∴ Rb1,Rb2要小，
但 Rb1,Rb2不能太小。
UB不能太大,UB↑→UE↑→UCE↓→放大器的动态范围变窄
一般要求,I2>>（ 5— 10） IB
UB≥（ 5— 10） UBE
（ 2） CE的作用：使 ui几乎不受损失地加到 be之间
此外和 Re配合，保持发射极一定的直流电位
（ I）使电流耗电增大；（ II） Rb1,Rb2的分流使输入电阻变小
I1
I2
IB
Rb1 +ECRC
T
Rb2 Re
分压式偏置电路：
Q点稳定的电路
5,Q点的计算
Rb1
+EC
RC
Rb2
CE
Re
RLu
i
uo
I1
I2
UE
IC
IE
IB
UB
ECCCCE
fe
C
B
C
e
B
E
BE
C
2b1b
2b
B
URIEU
h
I
I
I
R
U
I
UU
E
RR
R
U
???
?
??
?
?
?
BII ??2
2b1b
C
21 RR
EII
???
分压式偏置电路：
Q点稳定的电路
6、加热敏电阻以保证 Q
点更稳定。 T↑→Rt↓负温
度系数
Rb1
+EC
RC
Rb2
CE
Re
RLu
i
uo
T↑→Rt↓→UB↓→IB↓
IC↑
IC↓
耦合方式
音响源 多级放大器 扬声器
实际的放大系统的组成
1、换能器与放大器之间的连接。
2、放大器与放大器之间的连接。
3、放大器与输出负载之间的连接。
连接形式：
换能器与放大器之间的连接的要求：
1、将换能器的信号（电压、电流或功率）有效地加到放大器。
2、不改变（不影响）放大器的工作点
2、耦合方式,直接耦合；阻容耦合；变压器耦合；光电耦合。
级与级之间的耦合方式
3、多级放大电路对耦合电路要求：
（ 1）它的加入应尽量不影响前、后级间的静态工作点；
（ 2）把前一级的信号尽可能多地传到后一级；
（ 3）失真小。
第一级
放大电路
输
入 输出
第二级
放大电路
第 n 级
放大电路…
1,多级放大器所考虑的问题
（ 1）级间耦合；即信号的传送。
（ 2）估算整个放大器的放大倍数；
（ 3）频率响应。
耦合方式
一、阻容耦合 —— 利用电阻和电容将前一级和后一级联接
起来。
优点：①各级直流通道相互独立、互不影响；
②只要耦合电容足够大，则信号能够顺利地加到后一
级。
缺点：①不适合传送缓慢变化的信号；
②不适用于线性集成电路。
典型电路
前级 后级
+UCC
RS
1M
(+24V)R1
20k
27k
C2
C3
R3
R2
RL
RE2
82k
43k
10k
8k
10k
C1
RC2
T1
RE1
CE
T2
SU?
oU?
iU?
级与级之间阻容耦合方式
耦合方式
二、直接耦合
1、直接耦合是将前一级的输出端直接（或经过电阻）接到下
一级的输入端。
2、直接耦合所带来的问题：
直流电位相互牵制；
零点漂移。
3、适用场合：多用于直流信号的放大和集成电路中。
耦合方式
三、变压器耦合 —— 通过变压器将前、后级连接起来的耦合
方式。
优点：它可以在传送信号的同时实现阻抗的变换，以获得较
大的输出功率。另一方面，各级直流通道相互隔离。
LR?
U1
I2I1
RL U2N1 N2
阻抗的变换,对于理想的变压器,P1=P2
即 I1U1=I2U2 则 I2/I1=U1/U2 （ 1）
而
L
1
1 R
I
U ??
L
2
2 R
I
U ?
则（ 1）式变为
L2
L1
2
1
RI
RI
U
U ??
L
L
2
1
2
1
1
2
R
R
I
I
U
U
I
I ???
L
2
L
2
1
L
2
1
2
L RnR)N
N(R)
I
I(R ?????
缺点：频带窄, 体
积, 重量大 。
用途：多用于功放、中频调谐放大器以及多级放大器的输出级。
（ 1）放大倍数
i
ou UUA ?||
4.2 放大电路的性能指标
i
oi II|A| ?
iu
ii
oo
i
o
p AAUU
IU
P
P|A| ???
ui uoAu
电压放大倍数
电流放大倍数
放大倍数除用信号
的有效值定义之外,
还可以根据需要用信
号的峰值或者峰～峰
值来定义 。
放大器的一般模型
Is AR
S
RL
4.2 放大电路的性能指标
（ 1）放大倍数
互阻增益
互导增益
??
??
i
o
r
i
o
g
i
v
A
v
i
A
?
?
源电流增益
源电压增益
负载短路时的增益
负载开路时的增益
??
??
??
??
S
IS
S
o
VS
L
i
o
in
L
i
o
vt
i
i
A
v
v
A
R
i
i
A
R
v
v
A
0
0
?
?
??
???
（ 2）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
i
i
i I
Ur ?
4.2 放大电路的性能指标
（ 3）输出电阻 ro
Au~US
放大电路对其 负载 而言，相当
于信号源，我们可以将它等效
为戴维南等效电路，这个戴维
南等效电路的内阻就是输出电
阻。
~
ro
US'
4.2 放大器的指标
（ 3）输出电阻 ro
Au~US
如何确定电路的输出电阻
ro？
~
ro
US'
3,放大电路的性能指标：
4.2.1 放大的性能
方法一,计算。
步骤：
1,所有的电源置零
(将独立源置零，保
留受控源 )。
2,加压求流法。 U
I
I
Ur
o ?
方法二,测量。
Uo
1,测量开路电压。
~
ro
Us'
2,测量接入负载后的输出电压。
L
Lo
o
o RRr
UU
?
??
~
ro
Us' RL Uo'
步骤：
3,计算。
（ 3）输出电阻 ro
4.2.1 放大的性能
3,放大电路的性能指标：
L
o
o
o R)U
U(r 1?
?
?
（ 4）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
4.2 放大器的性能指标
4.2.1 放大器的性能指标
（ 5）最大输出幅值 (一般用电压表示 )
（ 6）最大输出功率与效率 最大输出功率（ POM）：输出波形
基本不失真的情况下，能够向负载提供的最大功率。
效率：放大电路的最大输出功率与直流电源消耗的功率之比 。
VOM PP??
（ 7）放大器的失真
1、频率失真,对于不同的频率，放大器具有不同的增益，
且产生不同的相移。由此产生的失真叫做频率失真。
幅度失真：
对不同频率的信号增
益不同, 产生的失真 。
O
? t
?
I
O
? t
?
O
基波
二次谐波
输入信号
输出信号
基波
二次谐波
4.2.1 放大器的性能
相位失真：
对不同频率的信号延
迟时间不同, 产生的失真 。
4.2.1 放大器的性能指标
（ 7）放大器的失真
2、瞬变失真 放大突变信号时由于电抗元件上的电压和电
流不能突变引起的输出波形的失真叫做瞬变失真。
衡量标准：上升时间 tr，下降时间，特定时间的跌落值
vi v0
t
0v
0viv
t
0v
t
0v
t
0v
1t
3、非线性失真系数（ THD）,由于放大电路存在非线性
失真，当输入一定频率的正弦波信号时，放大电路的输出
波形中，除了由输入信号频率决定的基波成分外，还可能
出现谐波。即
???? 2
1
32
1
2 )()(
A
A
A
AT H D
THD的定义是各次谐波总量与基波分量之比，
（ 7）放大器的失真
??????? tAtAtAAi ??? 32 32100 s i ns i ns i n
§ 4.3 基本放大电路的组成和工作原理
三极管放
大电路有
三种形式
共射放大器
共基放大器
共集放大器
以共射放
大器为例
讲解工作
原理
4.3.1 共射放大电路的基本组成
RLRB
+ECE
B
RC
C1
C2
T
ui~
1、元件的作用 放大元件 iC=?iB，
工作在放大区，要
保证集电结反偏，
发射结正偏。
uo
参考点
集电极电源，为
电路提供能量。
并保证集电结反
偏。
4.3.1 共射放大电路的基本组成
1、元件的作用
RLRB
+ECE
B
RC
C1
C2
T
ui~
集电极电阻，将
变化的电流转变
为变化的电压。
使发射结正偏，
并提供适当的
静态工作点。基极电源与基极电阻
4.3.1 共射放大电路的基本组成
1、元件的作用
RLRB
+ECE
B
RC
C1
C2
T
ui~
耦合电容
隔离输入输出与电路直流的联系，
同时能使信号顺利输入输出。
4.3.1 共射放大电路的基本组成
1、元件的作用
RLRB
+ECE
B
RC
C1
C2
T
ui~
2、单电源放大电路 +EC
RCRB
4.3.1 共射放大电路的基本组成
1、元件的作用
RLu
i~
2、单电源放大电路
RB
+EC
RC
C1
C2
T
4.3.1 共射放大电路的基本组成
1、元件的作用
2、单电源放大电路
3、组成一个放大器的基本原则。
（ 1）发射结必须正偏，集电结必须反偏，以保证放大器处
于放大状态。
（ 2）对输入回路，应当使输入的电压信号变成电流信号，
因为 ic=βib
（ 3）对输出回路，应当尽可能将信号送到负载。
（ 4）为保证放大器不失真地放大，直流下的电流和电压必
须设置得合适。
4.3.2 静态工作点（ Q点）
ui=0时
由于电
源的存
在 IB?0
IC?0
IBQ
ICQ
一、静态工作点的设置
1、静态工作点的概念
RB
+EC
RC
C1
C2
T
在没有输入信号
时, 晶体管各电
极的直流电流和
电压, 即 IBQ,
ICQ, UBEQ,
UCEQ
UBEQ
UCEQ
(IBQ,UBEQ) 和 ( ICQ,UCEQ )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
QIBQ
UBEQ
IC
UCE
Q
UCEQ
ICQ
4.3.2 静态工作点（ Q点）
一、静态工作点的设置
1、静态工作点的概念
(IBQ,UBEQ) 和 ( ICQ,UCEQ )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。
4.3.2 静态工作点（ Q点）
一、静态工作点的设置
1、静态工作点的概念
RLRB
+ECE
B
RC
C1
C2
T
ui~
IBQ
ICQ
UBEQ
UCEQ
4.3.2 静态工作点（ Q点）
一、静态工作点的设置
2、静态工作点的估算 IBQ
ICQ
UBEQ
UCEQ
解得 IBQ=（ EC-UBEQ） /RB
因为发射结正偏时 UBEQ≈0.7V或者 0.3V,所以
IBQ≈EC/RB
ICQ=βIBQ
UCEQ=EC－ ICQRC
由此得到 Q点的四个值
由输入回路 EC=UBEQ+IBQRB
由输出回路 EC=ICQRC+UCEQ
由电流分配的关系 ICQ=βIBQ
RB
+EC
RC
4.3.2 静态工作点（ Q点）
一、静态工作点的设置
2、静态工作点的估算
（ 1） 画出实际放大电路的直流通路 。 并在电路上标出 IB,IC、
UBE,UCE。
（ 2） 根据直流通路列出输入回路, 输出回路的电压方程 。
（ 3） 利用方程 IC=βIB。
（ 4） 解方程组得到 IB,IC,UCE。 UBE用估算的方法写出 。
4.3.2 静态工作点（ Q点）
一、静态工作点的设置
2、静态工作点的估算
如图所示的电路，设 β=50,UBE（ ON）
=0.7v，若要求静态输出电压 UOQ=0V，
试求 RB的值及相应的 ICQ,UCEQ。
IBQ,
UBEQ UCEQ
EE=IBQRB+UBE(ON)+(1+β)IBQRE
EE=UCEQ+(1+β)IBQRE
ICQ=βIBQ
RC(1+β)IBQ=EC
ICQ
RB
EC=12V
RL
EE=-12V
ui
RC=12k
RE=6k
解得,UCEQ=6V
RB=270kΩ
mA98.0)1(R EI
C
C
CQ ???
??
假设有一微小的输入 ui
4.3.2 静态工作点（ Q点）
一、静态工作点的设置
3、放大过程
输出的交流电压 uo=-icRC
RLRB
+ECE
B
RC
C1
C2
T
ui~
IBQ
ICQ
UBEQ
UCEQ
uBE=UBE+ui
iB=IB+ib
uCE=EC-iCRC=EC-(IC+ic)RC
=EC-ICRC-icRC
=UCE-icRC
iC=βiB=βIB+βib=IC+ic
各点波形
4.3.2 静态工作点（ Q点）
一、静态工作点的设置
3、放大过程
Vi=0 Vi=Vsin?t
各点波形 RB
+EC
RC
C1 C2
ui
t
iB
t
iC
t
uC
t
uo
tui
iC
uC
uo
iB
4.3.2 静态工作点（ Q点）
一、静态工作点的设置
3、放大过程
4.3.2 静态工作点（ Q点）
一、静态工作点的设置
3、放大过程
结论：
（ 1） uo与 ui的相位相反 。
（ 2） uBE,iB,uCE,iC都是由直流和交流两个部分组成的 。
（ 3） 我们所说的放大作用是指输出与输入的交流成分的关
系, 不包括直流成分 。
4.3.2 静态工作点（ Q点）
一、静态工作点的设置
4、不设静态工作点带来
的问题
RB
+EC
RC
T
uBE
ui
iB
t t
t-u
o
iB
这种失真称为非线性失真
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,输入回路将变化的电压转化成变化的基极电流。
4,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。
4.3.3 实现放大的条件
T
V
BB
C
b
R
c
R
b
(a)
T V CC
C
b1
R
c
C
b2
(b)
(c)
T
- V CC
C b1
R c
C b2
R c
T
+ V CC
C b1
R c
C b2
R c
(d)
(f)
T V CC
C
b1
R
c
C
b2
V
BB
R
b
T
- V
CC
C
b1
R
c
C
b2
(e)
下列 a~f电路哪些具有放大作用？
放大电路的分析方法
放
大
电
路
分
析
静态分析：确定不加输
入信号时放大电路的工
作状态，估算静态工作
点即 IB,IC,UBE,UCE。
动态分析：计算出加
上输入信号后放大电
路的各项主要技术指
标，如电压放大倍数
Au、输入电阻 Ri、输
出电阻 Ro等。
估算法
图解法
微变等效电
路法
图解法
计算机仿真
4.3.4 直流通道和交流通道
放大电路中各点的电压或电流都是在静态直
流上附加了小的交流信号。
但是，电容对交、直流的作用不同。如果电
容容量足够大，可以认为它对交流不起作用，即
对交流短路。而对直流可以看成开路，这样，交
直流所走的通道是不同的。
交流通道,只考虑交流信号的分电路。
直流通道,只考虑直流信号的分电路。
信号的不同分量可以分别在不同的通道分析。
1、对直流信号（只有 +EC）
开路
开路
RB
+EC
RC
C1 C2
T
直流通道
RB
+EC
RC
4.3.4 直流通道和交流通道
2、对交流信号 (输入信号 ui)
短路
短路
置零R
B
+EC
RC
C1
C2
T
RB RCRLui
uo
交流通路
4.3.4 直流通道和交流通道
)(
)(
)()(
)('
mA
mV26
12 0 0
1
E
ebb
b
be
be
I
rr
i
u
r
?
?
????
????
4.3.5 微变等效电路分析法
2、输入电阻 hie（ rbe）的近似估算
c
e
b
r’e是发
射区的
体电阻，
很小，
通常可
以忽略
Rbb’是基区的
体电阻，在
频率不太高
时约为 200Ω
发射
结电
阻 re
)1( 26 ?? mv
u
sE
BEeIi
E
E
e I
ur
?
??
mv
ieI
mvdu
di
r
Emv
u
s
BE
E
e
BE
2626
11 26 ???
又因工作在 Q点上，故
E
eEE I
mvrIi 26,?? 则
? ?ebbbebbbbbe rriririu )()( '' ?? ?????? 11
4.3.5 微变等效电路分析法
3,计算放大器的性能指标
ui
rbe ?ib
ibii ic
uo
RB RC
RL
rce
hreuce
ui
rbe ?ib
ibii ic
uo
RB R’L
rce
hreuce
CL'L R//RR ?
4.3.5 微变等效电路分析法
3,计算放大器的性能指标
（ 1） 求 Au=U0/Ui
∵ Ube=Ui Uce=Uo
于是由输入回路：
Ui=rbeIb+hreUo （ 1）
由输出回路：
（ 2）
由（ 2）得：
ui
rbe ?ib
ibii ic
uo
RB R’L
rce
hreuce
CL'L R//RR ?
o
L
Lce
b
Lce
Lb
o UR
RgI
Rg
RIU
/
'
'
/
?
? ??
?
?? 1
1 或
'' )/( LceobLo RrUIRI ???? ?oU
4.3.5 微变等效电路分析法
3,计算放大器的性能指标
（ 1） 求 Au=U0/Ui
∵ Ube=Ui Uce=Uo
于是由输入回路：
Ui=rbeIb+hreUo （ 1）
由输出回路：
由（ 2）得：
o
L
Lceb
Lce
Lbo U
R
RgI
Rg
RIU,
/
'.
'
/..
?
? ??
?
?? 1
1 或
代入（ 1）中得：
则得
ore
L
Lcebei UhU
R
RgrU,.
'
',)(
???? 01?
o
L
LreLcebebe U
R
RhRgrr,
'
''
?
?????
'
'
)( Lrecebebe
L
V Rhgrr
RA
?
?
??
??
'..'.,)( LoeobLo RhUIRI ???? ?oU
4.3.5 微变等效电路分析法
3,计算放大器的性能指标
（ 1） 求 Au=U0/Ui
'
'
)( Lrecebebe
L
V Rhgrr
RA
?
?
??
??
ui
rbe ?ib
ibii ic
uo
RB R’L
rce
hreuce
∵ rbe ~ 103(Ω)
~ 102
gce ~ 10-8(s)
hre ~ 10-4
be
L
V r
RA '???
?
4.3.5 微变等效电路分析法
3,计算放大器的性能指标
（ 1） 求 Au=U0/Ui
ui
rbe ?ib
ibii ic
uo
RB R’L
rce
hreuce
∵ rbe ~ 103(Ω)
?~ 102
gce ~ 10-8(s)
hre ~ 10-4
be
L
V r
RA '???
?负号说明输出电压与输入电压是反向的
?Au与 Rc有关，适当增加 Rc，在一定范围内可以提高 Au。
?Au与 hfe的关系：在 hfe较小时，增加 hfe,Au可以提高，但不是
一个正比关系。在 hfe较大时,Au与 hfe基本无关。
4.3.5 微变等效电路分析法
3,计算放大器的性能指标
（ 1） 求 Au=U0/Ui
ui
rbe ?ib
ibii ic
uo
RB R’L
rce
hreuce
用简化的 h参数等效电路
计算
be
L
i
o
u r
R
U
UA '???? ui rbe
?ib
ibii ic
uo
RB R’L
rce
由输入回路,Ui=hieIb
由输出回路：
Uo=-ICRL’=-hfeIbRL’
4.3.5 微变等效电路分析法
3,计算放大器的性能指标
（ 2） 求 Ai=IO/Ii
由输出回路,-IO=IC=hfeIb+hoeUO
而 UO=IORL’ Ib≈Ii
∴ -IO=hfeIi+hoeIORL’
则
ui
hie ?ib
ibii ic
uo
RB R’L
rce
hreuce
ui h
ie
?ib
ibii ic
uo
RB R’L
rce
'
'
1
1
Loe
fe
i
Loe
ife
o
Rh
h
A
Rh
Ih
I
?
??
?
??
通常 hoe<<1∴ Ai≈-hfe=-β
4.3.5 微变等效电路分析法
3,计算放大器的性能指标
（ 3） 求 Ap=PO/Pi
∵ Ap=|Au·A i| ui
rbe ?ib
ibii ic
uo
RB R’L
rce
hreuce
ui r
be
?ib
ibii ic
uo
RB R’L
rce
ie
Lfe
p h
Rh
A
'2
?
4.3.5 微变等效电路分析法
3,计算放大器的性能指标
（ 4）求输入电阻与输出电阻
ui
rbe ?ib
ibii ic
uo
RB R’L
rce
hreuce
输入电阻的定义：
'
.
.
// iB
i
i
i RR
I
UR ??
iR?
为 be支路的电阻
iR?
orebebcerebebi
be
cerei
b
UhrIUhrIU
r
UhU
I
.....
..
.
????
?
?
∴ =Ui/Ib=rbe+hreUO/Ib
= rbe +hre（ -βIb ） /Ib= rbe -hre β
若不考虑 hreUce则 Ri=Rb//hie
LR?
iR?
LR?
电路的输入电阻越大，
从信号源取得的电流越
小，因此一般总是希望
得到较大的的输入电阻。
4.3.5 微变等效电路分析法
3,计算放大器的性能指标
（ 4）求输入电阻与输出电阻
计算输出电阻的方法：
? 所有电源置零，然后
计算电阻（对有受控
源的电路不适用）。
? 所有独立电源置零，保留
受控源，加压求流法。
ui
rbe ?ib
ibii ic
uo
RB RC
RL
rce
hreuce
0 0
oU?
4.3.5 微变等效电路分析法
3,计算放大器的性能指标
（ 4）求输入电阻与输出电阻
计算输出电阻的方法：
oI?
rbe ?ib
RB
RCrceh
reuce
oU?
CceC
o
o
o Rr//RI
UR ???
?
?
所以：
4.3.5 微变等效电路分析法
3,计算放大器的性能指标
小结：
分析步骤：
（ 1） 由图解法或近似估算法确定 Q点；
（ 2） 求 Q点附近的 h参数；
（ 3） 画出微变等效电路；
（ 4） 列出电路方程并求解。
适用范围：
（ 1） 适用于任何复杂电路的分析；
（ 2） 只能解决小信号交流分量的计算问题，不能确定 Q点。
4.3.5 微变等效电路分析法
例 1：图示电路中，晶体管 3BX1的
参数为 hie=1000Ω,hre=9× 10-4，
hfe=30,hoe=30× 10-6s,RB=200k，
RC=3K,EC=+6v，求 Au和 Ai
RB
+EC
RC
T
'
'
)( Lreoebebe
L
u Rhhrr
RA
?
?
??
??
893)10271030(1 90 33 ????????? ??
90????
be
L
u r
RA '?
281 ????? '
Loe
i RhA
?
近似估算：
近似估算,Ai≈-β=-30
这些误差是允许的。
4.3.5 微变等效电路分析法
例 2,3AX21的参数为,hie=1kΩ,
hre=22× 10-4,hfe=90,hoe=8× 10-5s，
RB=220k,RC=10k,EC=-10v，求 Au和
Ai？
RB
-EC
RC
T
用精确公式计算,Au=-2× 104
Ai=-44.4
用简化公式计算,Au=-8× 102
Ai=-80
可见此时简化公式不能用，因为 RC与 1/hoe可以比拟,1/hoe
的分流效应不能忽略,hreUce也不能忽略。
4.3.5 微变等效电路分析法
例 3：电路及参数如图所示，已知
β=50,rbb’=300Ω,C1,C2足够大，
试求：（ 1） Q点；（ 2）估算 rbe；
（ 3）求 Au；（ 4）求 Ri和 Ro；（ 5）
求 Aus=Uo/Us
解：（ 1） IBQ=EC/Rb=10/490≈20μA
ICQ=βIBQ=20× 50=1mA
UCEQ=EC-ICRc=7.8v
（ 2） rbe=300+(1+β)× 26mv/ICQ=1.6kΩ
（ 3） Au=-βRL’/rbe≈-34
（ 4） Ri=Rb//rbe≈rbe=1.6kΩ
Ro=Rc=2.2kΩ
RB=490k
EC=10v
RC=2.2k
RL=2.2k
us
Rs=600Ω
4.3.5 微变等效电路分析法
例 3：电路及参数如图所示，已知
β=50,rbb’=300Ω,C1,C2足够大，
试求：（ 1） Q点；（ 2）估算 hie；
（ 3）求 Au；（ 4）求 Ri和 Ro；（ 5）
求 Aus=Uo/Us
解：（ 5）求 Aus=Uo/Us
RB=490k
EC=10v
RC=2.2k
RL=2.2k
us
Rs=600Ω
25
6.06.1
6.1
34
RR
R
A
U
U
U
U
U
U
A
si
i
u
s
i
i
o
s
o
us
??
?
???
?
???
ui rbe
?ib
ibii ic
uo
RB RCRL
us
Rs
iR
ui
?ib
ii ic
uo
RCRL
us
Rs
iR
电路的输入电阻越大越好。
4.3.5 微变等效电路分析法
例 4：放大电路如图所示，已知晶
体管的 β=100,ICEO≈0,UCE（ sat）
=0.5,UBE=0.7v。
1,该电路的电压放大倍数 Au？
2,为得到尽可能大的不失真输出
电压幅值，电阻 RB应该为多大？
3,若接入 RL=10k，为得到尽可能
大的不失真输出电压幅值，电阻
RB应该为多大？
4、在 RB=1.2MΩ,RL=10k时，放
大电路的最大不失真输出电压有
效值是多少？相应的最大不失真
输入电压有效值是多少？
RB=1.2M
EC=20v
RC=10k
RL
4.3.5 微变等效电路分析法
例 4：放大电路如图所示，已知晶
体管的 β=100,ICEO≈0,UCE（ sat）
=0.5,UBE=0.7v。
1,该电路的电压放大倍数 Au？
RB=1.2M
EC=20v
RC=10k
RL
IB=(20-0.7)/1.2M=16μA
IC=βIB=1.6mA
hie=200+(1+β)× 26mv/1.6=1841Ω
Au=-βRc/hie≈-543
4.3.5 微变等效电路分析法
例 4：放大电路如图所示，已知晶
体管的 β=100,ICEO≈0,UCE（ sat）
=0.5,UBE=0.7v。
2,为得到尽可能大的不失真输出
电压幅值，电阻 RB应该为多大？
RB=1.2M
EC=20v
RC=10k
RL
为得到尽可能大的不失真输出电压幅值,Q点应设置在交流
负载线除去 UCE(sat)部分的中点（在 RL=∞时，交、直流负载线
重合）。 即 U
CEQ=(EC-UCE(sat))/2=9.75v
ICQ=(EC-UCEQ)/RC≈1mA
UCE
IC
ICQ
UCEQ
IBQ=ICQ/β=10μA
∴ Rb=(EC-0.7)/IBQ=1.93MΩ
ECUCE(sat)
4.3.5 微变等效电路分析法
例 4：放大电路如图所示，已知晶
体管的 β=100,ICEO≈0,UCE（ sat）
=0.5,UBE=0.7v。
3,若接入 RL=10k，为得到尽可能
大的不失真输出电压幅值，电阻
RB应该为多大？
RB=1.2M
EC=20v
RC=10k
RL
ICQ
UCEQ ECUCE(sat)
UCE
IC
在接有 RL时应满足 ICQ RL’ = UCEQ- UCE(sat)
而 UCEQ=EC-ICQRC
解方程得,ICQ=1.3mA; IBQ=13uA; Rb≈1.48MΩ;
ICQ
UCEQ
4.3.5 微变等效电路分析法
例 4：放大电路如图所示，已知晶
体管的 β=100,ICEO≈0,UCE（ sat）
=0.5,UBE=0.7v。
4、在 RB=1.2MΩ,RL=10k时，放
大电路的最大不失真输出电压有
效值是多少？相应的最大不失真
输入电压有效值是多少？
RB=1.2M
EC=20v
RC=10k
RL
ICQ
UCEQ ECUCE(sat)
UCE
IC
若输入电压的幅值逐步增大,
将使输出电压波形出现失真,
首先出现的失真应是饱和失真 。
v47.22/5.3 ?
mVVAU
u
o 554
5 4 3
472,,??
此时 UCEQ=EC-ICRC=20-1.6× 10=4v 而 ICQRL’=1.6× 5=8v
故最大不失真输出电压的峰值 UCEQ-UCE(sat)=4-0.5=3.5v
其有效值为
相应的最大不失真输入电压的有效值为
uo
RB1
RC
RL
ui
RB2
交流通路
§ 4.3.5 分压偏置电路 R
b1
+EC
RC
Rb2
CE
Re
RLu
i
uo
Re
rbe
RC
RL
oU?
Re
iU?
iI? bI? cI?
bI??
R'B
§ 4.3.5分压偏置电路
1、参数的计算
Rb1
+EC
RC
Rb2
CE
Re
RLu
i
uo
rbe
RC
RL
oU?
Re
iU?
iI? bI? cI?
bI??
R'B
})1(//{ EbeBi RrRr ?????
Co Rr ?
Ebbebi RIrIU ??? )1( ????
Lbo RIU ??? ?? ?
Ebe
L
u Rr
RA
)1( ?
?
??
???
Ebe
b
i
i R)1(rI
Ur ??????
?
?
§ 4.3.5分压偏置电路
1、参数的计算
RB1
+EC
RC
C1
C2
T
RB2
CE
RE1
RL
ui uo
RE2
问题 2,如果电
路如图所示，
如何分析？
I1
I2
IB
RB1
+EC
RC
C1
C2
T
RB2
CE
RE1
RL
ui uo
RE2
I1
I2
IB
RB1
+EC
RC
C1
T
RB2 RE1
RE2
静态分析：
直流通路
§ 4.3.5分压偏置电路
1、参数的计算
RB1
+EC
RC
C1
C2
T
RB2
CE
RE1
RL
ui uo
RE2
动态分析：
交流通路
RB1
RC
RL
ui uo
RB2
RE1
§ 4.3.5分压偏置电路
1、参数的计算
固定偏流电路与射极偏置电路的比较
共射极放大电路
静态：
b
BECC
B R
VVI ??
BC IβI ??
cCCCCE RIVV ??
CC
b2b1
b2
B VRR
RV ?
??
e
BEB
EC R
VVII ???
)RR(IVV ecCCCCE ???
?
C
B
II ?
固定偏流电路与射极偏置电路的比较
固定偏流共射极放大电路
电压增益：
be
Lc )//(
r
RRA
V
??? ??
ebe
Lc
V )1(
)//(
Rr
RRA
?
?
??
????
Rbvi Rc RLiV?
bI?
cI?
OV?
bI?
固定偏流共射极放大电路
输入电阻：
beb
i
i
i // rRI
VR ??
?
? ? ?
ebeb2b1i )1(//// RrRRR ????
输出电阻,Ro = Rc
co RR ?
§ 4.3.5分压偏置电路
例 6：电路的形式及参数如图所示，
试,(rbb’=300;)
（ 1）确定 Q点
（ 2）估算 rbe
（ 3）计算 Au
（ 4）计算 Ri和 Ro
ui
Rb1
+EC
RC
Rb2
CE
Re
RL uo
12v
40k
20k
2.5k
β=40
5k
2k
v42040 1220ERR RU C
2b1b
2bB ?
?
??
??
（ 1） 求 Q点：
IC≈IE≈UB/Re=4v/2k=2mA
UCE=EC-ICRC-IERE=3v
IB=IC/β=2mA/40=50μA
（ 2）估算 rbe：
?? 8 3 326 mAI mV
E
rbe=300+（ 1+β）
§ 4.3.5 分压偏置电路
（ 3）计算 Au
ui
Rb1
+EC
RC
Rb2
CE
Re
RL uo
12v
40k
20k
2.5k
β=40
5k
2k
（ 4） 求 Ri和 Ro
Ri=Rb1//Rb2//rbe≈rbe=833Ω
Ro=Rc=2.5k
RL′=RC//RL=2.5× 5/(2.5+5)=1.66k
则
779833 66140,,????????? kr RA
be
L
u
?
§ 4.3.5 分压偏置电路
ui
Rb1
+EC
RC
Rb2
CE
Re
RL uo
12v
40k
20k
2.5k
β=40
5k
2k
若没有电容 Ce，再求解上题。
ebe
LC
u R)1(r
)R//R(A
???
????
? ?ebeb2b1i R)1(r//R//RR ????
k5.2RR Co ??
此时,Q点和 hie保持不变,而
8.02)401(833.0 k66.140A u ????????
=11.5k
§ 4.3.5 分压偏置电路
如果有信号源内阻 Rs=100Ω，
求 Aus=Uo/Es ui
Rb1
+EC
RC
Rb2
CE
Re
RL uo
12v
40k
20k
2.5k
β=40
5k
2k
100Ω
Rs
Es
Aus=-79.7× 0.89=-71.16
（ Rs导致了电压放大倍数减小 ）
89.0100833 833RR REU
Si
i
s
i ?
????
S
i
u
S
i
i
O
S
O
us E
UA
E
U
U
U
E
UA ?????
s
si
i
i ERR
RU ?
??
而
则
§ 4.3.6 射极输出器与放大电路三种组态
的比较
RB
+EC
C1 C
2
RE RLui uo
RB
+EC
RE
直流通道
4.3.6 射极输出器 ——共集电极电路
一、电路形式 二、电路分析
1、求 Q点
RB
+EC
RE
直流通道
4.3.6 射极输出器
二、电路分析
1、求 Q点
IB
IE
EB
BEC
B R)1(R
UEI
???
??
CBE II)1(I ????
EECCE RIEU ??
折算
由基极回路：
EC=IBRB+UBE+IERE
=IBRB+UBE+(1+β)IBRE
RB
+EC
C1 C
2
RE RLui uo
4.3.6 射极输出器
二、电路分析
2、求 Au=Uo/Ui
RB
+EC
C1 C
2
RE RLui uo
ui RB
RE
Ib
Ic
RL uo
e
c
Ie
LEL R//RR ??
ui RB
Ib
R’L uoβIb
Ie
rbe
ui RB RE
Ib
RL uoβIb
rbe
Io
4.3.6 射极输出器
二、电路分析
2、求 Au=Uo/Ui
Lbe
L
i
ou
Rr
R
U
UA
???
?????
)(
)(
?
?
1
1
L
Lbe
b
i
i
R
Rr
I
U
R
??
????
?
?
? )(1
LR?
由图可见,Uo=Io =Ie =（ 1+β） Ib
LR?LR?
Ui=Ibrbe+Uo=Ibrbe+(1+β)Ib
LR?
考虑到（ 1+β） ≈β >>rbe
LR? LR?
111 ???? ????
Lbe
Lu
Rr
RA
)(
)(
?
?
2、求 Ai=Io/Ii
iB
B
i
b
b
o
i
oi RR R)1(IIIIIIA ??????
由于射极输出器的输入
电阻 Ri较大,RB的分流
作用一般不能忽略，当
考虑了 RB的分流作用后
Ri
Ii
ui RB
Ib
R’L uoβIb
Ie
rbe
Io
3、求 Ri
4.3.6 射极输出器
二、电路分析
4、求 Ro
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
1
1
be
b
beb
bb
o
r
I
rI
II
U
I
U
R
)(
Eoo R//RR ???
Ro
Ib I’
e I
Ic
ui RB RE RLβIb
rbe
U
R’o
而 RE＞＞ Ro
?beoo
rRR ????
Lbei RrR ???? )( ?1
111 ???? ???
Lbe
Lu
Rr
RA
)(
)(
?
?
iB
Bi RR R)1(A ????
?beoo
rRR ???
共集电极电路特点：
4.3.6 射极输出器
Lbei RrR ???? )( ?1
111 ???? ???
Lbe
Lu
Rr
RA
)(
)(
?
?
iB
Bi RR R)1(A ????
?beoo
rRR ???
三、特点：
1,Au小于 1而接近于 1，且 Uo
与 Ui同相，即输出电压与输入
电压差不多，故又称为射极跟
随器。
2、射极跟随器有电流放大能力。
3,输入电阻高、输出电阻低。
四,应用
射极跟随器通常用作隔离级，以及多级放大器的输入级和输出
级。
4.3.6 射极输出器
举例分析,电路参数如图，试计算
其最大不失真输出电压是多少？
RB
+EC
C1 C
2
RE RLui uo
β=50,hie=1k
400800
18k 24V
（ 1）作直流负载线
由输出端,EC=UCE+ICRE
得 IC=0时, EC=UCE=24v
UCE=0时, IC=EC/RE=30mA
作出直流负载线 MN
M
N
iC
uCE
24
30
mA4.0R)1(R UEI
EB
BEC
B ????
??
（ 2） Q点
IC=βIB=50× 0.4=20mA
UCE=EC-ICRE=24-20× 0.8=8v
Q
8
20
4.3.6 射极输出器
举例分析,电路参数如图，试计算
其最大不失真输出电压是多少？
RB
+EC
C1 C
2
RE RLui uo
β=50,hie=1k
400800
18k 24V
（ 3）根据交流负载线作动态范围
M
N
iC
uCE
24
30
可以看到动态范围为：
2U0m=10v 2Icm=34mv
因为两边不一定对称，所
以只能是近似值。
ICQR’L=8v，作交流负载线
Q
8
20
v5.32/52/UU omo ???
LR?
=RE//RL=800//400=266.6Ω
16
17mA
5v
因此输出电压的有效值为
mA122/172/II omo ???
4.3.7 共基极放大器
一、电路形式,
ui
+EC
Rb2
RC
Rs
Rb1
CeRe RLus
uo
二、分析计算,
1,Q点 +EC
Rb2
RCRb1
Re
I1
I2
IB
Rb1 +ECRC
T
Rb2 Re
ECCCCE
fe
C
B
C
e
B
E
BE
C
bb
b
B
URIEU
h
I
I
I
R
U
I
UU
E
RR
R
U
???
?
??
?
?
?
22
2
4.3.7 共基极放大器
三、分析计算,
2、动态分析
+EC
Rb2
RC
Rs
Rb1
CeRe RLui ui uo
us
Rs
Re RLRC
us
Rs
Re RLRCrbe
βIb
Ii Ie Ic Ii
ui uo
短路
Ib
LCL R//RR ??
RCR'L
4.3.7 共基极放大器
三、分析计算,
2、动态分析 u
s
Rs
Re R’Lrbe
βIb
Ii Ie Ic Ii
ui uo
Ib
be
L
beb
Lb
beb
LC
i
o
u
r
R
rI
RI
rI
RI
U
U
A
?
?
?
?
?
??
??
??
（ 1）电压放大倍数 Au=Uo/Ui
∵ Uo=-Ic R’L
∴
（ 2）电流放大倍数 Ai=Io/Ii
∵ Io=-Ic=-βIb
Ii=-Ie=-(Ib+Ic)=-(1+β)Ib
∴ Ai=β/(1+β)=α
4.3.7 共基极放大器
三、分析计算,
2、动态分析 u
s
Rs
Re R’Lrbe
βIb
Ii Ie Ic Ii
ui uo
Ib（ 3）求 R
i
R'i=Ui/ (-Ie)=-Ibrbe/=rbe/(1+β)
us
Rs
Re RLRCrbe（ 4）求 Ro
当输入端短路时，电流源 βIb不
再输出电流，故
Ro=RC iR?Ri
ieii RR//RR ????
Uo
Ro
# 共基极电路的输入电阻很小，最适合用来放大何种信号源的信号？
4.3.7 共基极放大器
三、分析计算,
2、动态分析
+EC
Rb2
RC
Rs
Rb1
CeRe RLui ui uo
3、特点：
（ 1） uo与 ui同相,Au的
大小与共发射极电路相
同。
(2)输入电阻小，输出电
阻大
（ 3）工作频带宽，适用
于高频电路。
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 )//(// bebse rRRR
be
Lc )//( r RR??
??1// bee rR
cR
电流增益：
?
iB
B RR R?? )( ?1 ?
4.3.7 改进型放大器
一、基本组合放大器
1、共发－共基组合 2、共集－共发组合
理想的电压放大器,
输入电阻无穷大，输出电阻为零的放大器。－－－－－共集放大器相似
理想的电流放大器,
输入电阻为 0，输出电阻为无穷大的放大器。－－－－－共基放大器相似
共发射极放大器既有电压增压，又有电流增益, 但是其输入电阻和输出电
阻和理想的电压放大器和电流放大器相差较大，经过组合可以达到理想放
大器相似的性质。
电流放大倍数为第一极的放大器
的放大倍数，但是输出电阻大大
的提高
电压放大倍数为第二极的放大器的
放大倍数，但是输入电阻大大的提高
3、三种阻态的组合
CB CB CB
电流增益小于 1，不能提供电流增益；尽管电压增益大，但是后极的输
入电阻小，作为前极的负载，严重的影响了分压比，不能又提供电压增益
CC CC CC
CE CC CE
电压增益小于 1，不能提供电压增益；尽管电流增益大，但是后极的大的
输入电阻作为前极的负载，严重影响了分流比，又不能提供电流增益。
由共集联立的共射组合，既能提供电压增益，又能提供电流增益，
是广泛使用的一种组态。
4.3.7 改进型放大器
一、采用有源负载的共发射极放大器
RC
RL
源负载来代替。故集电极电阻经常用有信号的动态范围不大，
大，使工作点近饱和区限制，集电极电阻的增的限制，二是工作 点的的集电极电阻受到工艺
一是集成增大，受到两个限制，阻，但是集电极电阻的增益就要增大集电极电若负载很大，提高电压
be
LC
r
RR
A V
)//(?
??
?
RL
cer
§ 4.3.8 场效应管放大电路
(1) 静态：适当的静态工作点，使场效应管工作在恒流
区，场效应管的偏置电路相对简单。
(2) 动态：能为交流信号提供通路。
组成原则：
静态分析,估算法、图解法。
动态分析,微变等效电路法。
分析方法：
场效应管是电压控制器件。它利用栅源电压来控制漏极
电流的变化。它的放大作用以跨导来体现，在场效应管的漏
极特性的水平部分，漏极电流 iD的值主要取决于 vGS，而几乎
与 vDS无关。
1,固定偏置电路
4.3.8 场效应管的直流偏置电路
+ED
Rd
Rg
Eg
T
uou
i
T：控制器件（ N沟道耗尽型
MOS管）
ED,Eg：直流电源
C1,C2：隔直流通交流
Rd：将变化的电流转化为变
化的电压
为保证 T工作是恒流区，必须
满足,UGS始终为负； UDS始
终为正，且 UDG>－ UP
2、自偏压电路 3、分压式自偏压电路
vGS
SV??GSV GV
DD
g2g1
g2 V
RR
R
??
RID?
4.3.8 场效应管的直流偏置电路
Rg：使 g与地的直流电位几乎
相同（因上无电流）。
R：当 IS流过 R时产生直流压
降 ISR，使 S对地有一定的电
压,UGS=－ ISR=－ IDR<0
Q点,VGS, ID, VDS
vGS =
2
P
GS
D S SD )1( V
vIi ??
VDS =
已知 VP,由
VDD - ID (Rd + R )
- iDR
可解出 Q点的 VGS, ID, VDS
4.3.8 静态工作点
以自偏压电路为例
1、近似估算法
4.3.8 场效应管的共源极放大电路
一、静态分析
求,UDS和 ID。
设,UG>>UGS
则,UG?US
而,IG=0
所以：
UDD=20V
uo
RSui C
S
R1
RD
RG
R2
RL
150k
50k1M
10k
10k
G
D
S 10k
V5
21
2 ??
?? DDG URR
RU
mA5.0???
S
G
S
S
D R
U
R
UI
V10)( ????? DSDDDDS RRIUU
4.3.8 场效应管的共源极放大电路
UDD=20V
uo
RSui C
S
R1
RD
RG
R2
RL
150k
50k1M
10k
10k
G
D
S 10k
二、动态分析 微变等效电路
s
g
R2R1
RG
RL'
d
RLRD
gsmUg ?gsU?
gsi UU ?? ?
)//( LDgsmo RRUgU ???? ??
Lm
i
o
u RgU
UA '????
?
??
21 // RRRr Gi ??
?? M0375.1
ro=RD=10k?
4.3.8 共漏极放大器 ——源极输出器
uo
+UDD
RSui
C1
R1
RG
R2 RL
150k
50k
1M
10k
D
S
C2G
一、静态分析
US?UG
mA50,RURUI
S
G
S
S
D ???
UDS=UDD- US =20-5=15V
V5
21
1 ??
?? DDG URR
RU
4.3.8 共漏极放大器 ——源极输出器
uo
+UDD
RSui
C1
R1
RG
R2 RL
150k
50k
1M
10k
D
S
C2G
Lgsmgs
Lgsm
i
o
u RUgU
RUg
U
UA
??
????
?
?
?
?
11 ??? ??
Lm
Lm
Rg
Rg
ri roro?
g
R2R1
RG
s
d
RLRS
微变等效电路
二、动态分析
21 // RRRr Gi ??
?? M0375.1
输出电阻 ro
加压求流法
mgsm
gs
d
o gUg
U
I
Ur 1?
?
????
?
?
?
?
Soo Rrr //??
U?
I?dI?g
d
微变等效电路
roro?
R2R1
RG
s RS
gsU?
gsmUg ?
4.3.8 共漏极放大器 ——源极输出器
二、动态分析
微变等效电路
4.3.8 共栅放大器
动态分析
ED
R
ES
Rd R
Lui
gmugs
g
d
ui Rd RL
s
R
I总
Ii
Rg
RIU
m
i
i ?? 1
Rg
R
I
UR
mi
i
i ???? 1
1,电压放大倍数
∴ Uo=－ Id=－ gmUgs
'LR
Ui=－ Ugs
'LR∴ Au=Uo/Ui =gm
2、输入电阻
∵ Ui=I总 R=(Ii+gmUgs)R
=(Ii－ gmUi)R
得
3、输出电阻 Ro= Rd
场效应管放大电路小结
(1) 场效应管放大器输入电阻很大。
(2) 场效应管共源极放大器 (漏极输出 )输入
输出反相，电压放大倍数大于 1；输出电
阻 =RD。
(3) 场效应管源极跟随器输入输出同相，电
压放大倍数小于 1且约等于 1；输出电阻
小。
4.4.1 基本电路
特点,结构对称。
4.4 差动放大器
ui24.4.2 性能特点
2,工作原理
当 ui=0时, ui1=ui2=0,一方面 uo1=uo2=0,另一方面 UC1=UC2,可见,
在电路完全对称的情况下, 输入信号为零时, 输出信号也为零 。
当 uI≠0时, ui1=-ui2,则 uo1=-uo2,同时 UC1=UC2,则输出信号 uo=uo1-
uo2=2uo1,即输入信号不为零时, 输出信号也不为零 。
ui
uo2
1,共模信号与差模信号
共模信号：两信号的幅值相等，位相相同，频率相同。
差模信号：两信号的幅值相等，位相相反，频率相同。
ui2
ui1
uoRCR1
Rs
RC R1
Rs
+EC
ui
uo1 uo1
4.4 差动放大器
4.4.2 性能分析
3、差模输入电阻：
差模输入电阻是
从差分对放大器两端
看进去的电阻，它是
两个发射极电路看进
去的电阻之和。
4、差模输出电阻
单端输出时的差模输出电阻为共发射极的输出电阻。
双端输出时的差模输出电阻为两个共发射极的输出电阻之和
ui2
ui1
uoRCR1
Rs
RC R1
Rs
+EC
ui
uo1 uo1
ui2
ui1
uoRCR1
Rs
RC R1
Rs
+EC
ui
uo1 uo1
4.4.2 性能分析
5,差模放大倍数：
4.4 差动放大器
即这种电路的电压放大倍数与单管放大器的电压放大倍数相同 。
2// LCL RRR ??
bes
L
besb
Lb
o
o
u
rR
R
rRI
RI
U
U
A
?
?
??
?
??
??
?
?
)(2
1
1
bes
L
u rR
RA
?
??? ?
2
bes
L
u
i
o
i
o
ii
oo
i
o
u rR
RA
U
U
U
U
UU
UU
U
UA
?
??????
?
??? ?
1
1
1
1
1
21
21
2
2
总的差模电压放大倍数：
RL
RL/2
共模等效电路
ui2ui1
uoRCR1
Rs
RC R1
Rs
+EC
uo1 uo1
－ EC
REE
CR
CR
LR LR
EER2EER2
1R
1R
两边加相同的电压
时，集电极电路同
时增大，同时减小，
流过 REE的交流电流
是单管的两倍，相
当于发射极接有 2
REE。
CR
LR
EER2
1R
4.4 差动放大器
4.4.2 性能分析
6、共模输入电阻：
7、共模输出电阻
8、共模放大倍数
差分放大器的任一端看进去的共模输入电阻
EEbeic RrR 21 )( ????
差分放大器的任一端的共模输出电阻为
COC RR ?
单端输出时
EEbe
Lc
ic
ocVC
Rr
RR
v
vA
)(
)//(
?
?
????? 12
双端输出时 0??
ic
ocVC
v
vA
CR LR
EER2
1R
4.4.2 性能分析
9,共模抑制比
（ Common - Mode
Rejection Ratio)
4.4 差动放大器
ui2
ui1
uoRCR1
Rs
RC R1
Rs
+EC
ui
uo1 uo1
对理想的差动放大器,CMRR=∞
一般的差动放大器,CMRR=60dB（ 左右 ）
差分放大电路能有效地放大差模信号, 而对共模信号有很
强的抑制能力 。 这是它的主要优点 。 差模放大倍数越大, 共模
放大倍数越小, 即对共模信号的抑制能力越强, 说明放大器的
性能越好 。
)dB(AAlg20AAC M R R
uc
ud
uc
ud ????
-EC
10,对零点漂移的抑制
由于电路完全对称, 当温度变化时, 两管的零漂总是一样
的, 这相当于在两管的输入端加了一个共模信号, uic1=uic2，
则 uoc=Auuic=Au(uic1-uic2)=0—— 差分放大器可以完全抑制共模信
号 。
ui2
ui1
uoRCR1
Rs
RC R1
Rs
+EC
ui
uo1 uo1
4.4 差动放大器
4.4.2 性能分析
后面讨论
4.4 差动放大器
11、合成信号的输出
在任意信号的作用下：差分放大器的输出
C M R
ii
C M R
ic
id
iivdidvdoo
ic
C M R
idvd
idvdicVCodoco
ic
C M R
idvd
idvdicVCodoco
k
vv
k
v
v
vvAvAvvv
v
K
vA
vAvAvvv
v
K
vA
vAvAvvv
21
21210
2
1
2
1
1
2
1
2
1
2
1
1
2
1
2
1
2
1
?
???
?????
???
????
??
????
)(
][
][
双端输出时
可见，共模抑制比
越大，差分放大器
的任意一输出端的
电压也就越反映两
个输入电压的差值。
可以看成是输入差模电压
的误差电压。共模抑制比
越大，差分输出端的任意
一电压就越正确的反映两
输入电压的差值。
4.4 差动放大器
4.4.3 电路不对称的影响
2、双端输出时的共模抑制比
理想对称时，输入差模信号只有差模信号输出，输
入共模信号只有共模信号输出。
实际输入时，无论输入差模还是共模信号，
都出现差模信号和共模信号输出。
制比是双端输出时的共模抑
电压的增益是共模电压转换为差模
电压的增益是差模电压转换为差模
)(
)(
)(
)(
)(
)()(
])[(
dcv
ddv
C M R
dcv
ddv
ii
C M R
iiddv
icdcvidddv
A
A
K
A
A
vv
k
vvA
vAvAv
?
?
?
?
?
??
?
?
????
??
2
1
21
21
0
4.4.3 电路不对称的影响
3、失调与温漂
（ 1）、输入失调电压
电路在两边不对称的条件下，零输入时，双端输
出不为零的现象，叫做差分放大器的失调，输入失调
电压定义为：输出电压除以差模放大倍数。
实际的电路中的输入失调电压产生的原因是集电极
的电阻不相等和两管的发射结的面积不相等，导致两
管的恒流的分配不等。
EECC
sS
sS
S
S
C
C
sSs
sSs
cCc
cCc
III
II
II
I
I
I
I
III
III
RRR
RRR
??
??
??
??
???
???
???
???
11
2
1
2
1
2
1
2
1
2
2
2
2
2
2
/
/
/
/
/
/
则得：
例如：
)()(
)/)(()/(
)/)(()/(
)(
)(
C
C
S
S
T
C
C
S
SEE
C
O
IO
C
EE
S
S
CEECQCQo
CC
S
SEE
CCCCCCCCQ
CC
S
SEE
CCCCCCCCQ
S
SEE
C
S
SEE
C
R
R
I
I
V
R
R
I
II
R
V
V
R
I
I
I
RIVVV
RR
I
II
VRRIVV
RR
I
II
VRRIVV
I
II
I
I
II
I
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
????
??
?
???????
??
?
???????
?
??
?
??
22
22
2
2
1
2
2
2
2
1
2
2
2
1
2
2
1
2
21
22
11
2
1
??
4.4 差动放大器
（ 3）、失调模型与调零电路
（ 2）、输入失调电流：
差分放大器的输入端一般都接有信号源内阻，由于两管的电流放大倍数不同，
造出集电极电流不等，为了使集电极的电流相等，在输入端引入的电流不等，在信
号源电阻上产生电压，其差值是作用在两个输入端的输入失调电压。通常在输入端
引入的两个电流的差值称为输入失调电流
2
2
2
1
1
21
21
/
/
/)(
IOBBQ
IOBBQ
BQBQB
BQBQIO
III
III
III
III
??
??
??
??
)(
/,/
?
?
???
?
??
??????
?
?
?
?????
??????
CQCQCQCQ
BQBQIO
IIII
III
2121
21
21 22
SIOIO
SIOSIOIO
RIV
RIRIVV
IO
??
????
?
)()( 2121
SR
SR
IOI21
IOI21
BI
BI
?? IOV
（ 4）、失调电压与失调电流的温度漂移
ui2ui1
RC
Rs
RC
Rs
+VCC
-VEE
ui1
RC
Rs
RC
Rs
+VCC
-VEE
ui2
发射极调零电路 集电极调零电路
必须注意：调零电路不可能更随温度得变化而变化，故调零电路可以克服失调，
但是不能消除温漂。
当环境的温度变化时，失调电压与失调电流随着温度的变化而变化，且与失调
电压与失调电流成正比，要减小温度的漂移，就要减小失调电压与失调电流。
4.4 差动放大器
4.4.4 差模传输特性
)(
)(
)(
)()(
T
id
EEcc
T
id
EEEEC
T
id
EEEE
V
v
V
v
EEEE
V
v
EE
c
V
vv
c
c
c
cccEE
V
v
sc
V
v
sc
V
v
thIii
V
v
thIIi
V
v
thII
e
e
II
e
I
i
ei
i
i
iiiI
eIi
eIi
T
id
T
id
T
id
T
BEBE
T
BE
T
BE
2
22
1
2
1
22
1
2
1
1
1
2
1
2
1
1
11
21
2
1
1
1
2
121
2
1
12
2
1
??
??
??
?
?
??
?
?
??????
?
?
?
?
ui2
ui1
uoRCR1
Rs
RC R1
Rs
+VCC
ui
uo1 uo1
-VEE
4.4 差动放大器
4.4.4 差模传输特性
1,vid=0时 0221 ??? )(
T
idEEcc VvthIii
2、当 vid很小时
T
idEEcc VvIii 221 ??
3、当 vid很大时
??
?
???
?????
)(
)()(
mVv
mVvIvkIii
id
id
EEidEEcc 1 041
1 041
221 ??
??
4、当 vid在 26毫伏到 104毫伏之间时
?????? 53 1523 xxxxth )(
利用其非线性可以实现非线性运算功能
1、结构
为了使左右平衡，可设
置调零电位器,
uo
ui1
+UCC
RC
T1
Rs
RC
T2
Rs
ui2
RE
–UEE
4.4.5 典型电路分析
——长尾电路
4.4 差动放大器
2,RE的作用
设 ui1 = ui2 = 0
—— 抑制温度漂移，稳定静态工作点。
温度 T IC IE = 2IC UE
UBEIBIC
自动稳定
RE 具有强负反馈作用
1、结构
为了使左右平衡，可设
置调零电位器,
uo
ui1
+UCC
RC
T1
Rs
RC
T2
Rs
ui2
RE
–UEE
4.4.5 典型电路分析
——长尾电路
4.4 差动放大器
2,RE的作用
两管的集电极电压的变化, 也是大小相等, 方向相反, 当负载
接在两管的集电极之间时, 负载两端的输出电压是两管集电极
的电位差, 而不是相互抵消 。
—— RE对差模信号没有反馈作用。
ui1
ui2
ib1,ic1
ib2,ic2
ic1 = - ic2 iRE = ie1+ ie2 = 0
uRE = 0 RE对差模信号 不起 作用
3,Q点的计算
IB
IC1 IC2
IB
IE
4.4.5 典型电路分析
4.4 差动放大器
uo
ui1
+UCC
RC
T1
Rs
RC
T2
Rs
ui2
RE
–UEE
uo
WP/2
+EC
RC
Rs
RC
Rs
2RE
–Ee
2RE
WP/2Q点：
IC1≈IE1
IB1=IC1/β1
UCE1=EC-[IC1(RC1+RE)-Ee]
E
BEEE
WE
BEEE
E R
UU
RsRR
UUI 1
1
2
1
1
1
1
??
?
??
??
?
S
1
1E R
1
I
??
UEE-UBE1=IE1(WP/2+RE)+IB1Rs
= IE1(WP/2+RE)+
得：
(1) 差模输入
均压器
dii uuu ?? 2
1
1
dii uuu ???? 2
1
2
R
R
uo
ui
+UCC
RC
T1
Rs
RC
T2
Rs
RE
–UCC
4,放大倍数的计算
4.4.5 典型电路分析
4.4 差动放大器
RL/2
WP/2
RC
Rs
)(
)//(
?
?
???
??
1
2
2
1
Pbes
L
c
ud WrR
RR
A
(1) 差模输入 R
R
uo
ui
+UCC
RC
T1
Rs
RC
T2
Rs
RE
–UCC
4,放大倍数的计算
4.4.5 典型电路分析
4.4 差动放大器
)(
)//(
?
?
???
??
1
2
2
1
Pbes
L
c
ud WrR
RR
A
1
100
2
2
id
d
id
d
ud U
U
U
UA ??
双 )(
)//(
?
?
???
??
1
2
2
1
Pbes
L
c
WrR
RR
)(
)//(
?
?
?????? 12
1
2 211
100
Pbes
Lc
id
d
id
d
ud WrR
RR
U
U
U
UA
单
在双端输出时：
在单端输出时：
(1) 差模输入 R
R
uo
ui
+UCC
RC
T1
Rs
RC
T2
Rs
RE
–UCC
4,放大倍数的计算
4.4.5 典型电路分析
4.4 差动放大器
)(
)//(
?
?
???
??
1
2
2
1
Pbes
L
c
ud WrR
RR
A
说明：
①差分电路的差模电压放大倍数与对应的单管放大器相等。
②选择较大的负载电阻和 β较高的管子，可以获得较大的放
大倍数。
③ WP对差模信号有负反馈作用，故不能太大。
④单端输出的 Aud是双端输出的 Aud的一半。
(2) 共模输入
4,放大倍数的计算
4.4.5 典型电路分析
4.4 差动放大器
uo
ui1
+UCC
RC
T1
Rs
RC
T2
Rs
ui2
RE
–UEE
RW/2
2RE
RC
2Rs
说明：
① Auc在单端输出的情况下与对应的单
管放大器相等，但很小。
②在双端输出时，由于电路的对称性，
使 Auc=0。
③因为零漂信号就是共模信号，故电路
对零漂有抑制作用。
1ic
1c0
uc U
UA ?
e
c
Pebes
c
R
R
WRrR
R
212 21 ???????? ))(( ?
?
uc
1ic
1oc
ic
oc
uc A2
1
U2
U
U
UA ???
单
在单端输出时：
(1) 差模输入 R
R
uo
ui
+UCC
RC
T1
Rs
RC
T2
Rs
RE
–UCC
5,输入电阻和输出电阻
4.4.5 典型电路分析
4.4 差动放大器
RL/2
WP/2
RC
Rs ])([
])([
pbes
b
pbesb
b
i
i
i
id
WrR
i
WrRi
I
U
I
U
R
2
1
1
2
1
11
12
122
?
?
????
???
???
co RR 2?
两输入端之间的电阻
(2) 共模输入
4.4.5 典型电路分析
4.4 差动放大器
uo
ui1
+UCC
RC
T1
Rs
RC
T2
Rs
ui2
RE
–UEE
RW/2
2RE
RC
2Rs
5,输入电阻和输出电阻
每个输入端对地的电阻
? ? )( Pebes
ic
iC
ic WRrRI
UR
2
1
1
1 21 ?????? ?
co RR 2?
4.4.5 典型电路分析
4.4 差动放大器
uo
ui1
+UCC
RC
T1
Rs
RC
T2
Rs
ui2
RE
–UEE
6、四种接法
2121
211
2
BEBEBEBEe
BE
T
REBE
UUUUR
UUEUU
e
???????
????? ?????????
即较大时，当
的基极接地
（ 1）双端输入，双端输出；
（ 2）双端输入，单端输出；
（ 3）单端输入，双端输出；
虽是单端输入，但由于 Re的负反馈作用，其实际效果等效于
双端输入。
（ 4）单端输入，单端输出；
4.4.6 差动放大器的改进
4.4 差动放大器
uo
ui1
+UCC
RC
T1
Rs
RC
T2
Rs
ui2
RE
–UEE
1、采用恒流源的差动放大器
已知 Re对共模信号有反馈，
对差模信号无反馈，故 Re
越大越好，但 Re太大，必
须电源电压很高。
例如：设 IRe=1mA，当 Re=10kΩ时,Ee=10.7V；
当 Re=100kΩ时,Ee=100.7V。
对晶体管的
e极和 c极之
间，具有极
高的等效阻
抗而压降不
大。
IC(mA)
UCE(v)
Q△ I
C
△ UCE
)10(IUr 6
C
CE
CE 左右很大?
??
)10(IUR 2
CQ
C EQ
CE 左右很小?
4.4.6 差动放大器的改进
4.4 差动放大器
uo
ui1
+UCC
RC
T1
Rs
RC
T2
Rs
ui2
RE
–UEE
1、采用恒流源的差动放大器
电路结构,
+EC
R1
T3u
i R
2
-Ee
T2
R3
T1
RC
WP
RCR
s Rs
3
e
321
2eC
3
e3B
3
e3E
3E3C
R
E
R)RR(
R)EE(
R
EU
R
EU
II
?
?
?
?
?
?
?
??
由于 T3的恒流作用，当为共
模信号时,T1,T2的 e极电位，
将随输入信号变化而变化，
但两管的电流 IC1,IC2却几乎
不变，故 UC1,UC2几乎不变。
R3是负反馈电阻，提高了恒
流源 IC3的稳定性和进一步提
高恒流源的交流输出电阻。
4.4.6 差动放大器的改进
4.4 差动放大器
2、采用共模负反馈的差动放大器
电路结构,
+EC
R1
T3u
i R
2
-Ee
T2
R3
T1
RC
WP
RCR
s RsU
A
+EC
R1
T3u
i R
2
-Ee
T2
R3
T1
RC
WP
RCR
s Rs
T↑ → IC1↑I
C2↑
→UA↓ →UB↓ →IE3↓ →IC3↓
IC2↓
IC1↓
IR Io=IC2
+EC
T2T1
R
2IB
IB2IB1
1、镜像恒流源电路
IR—— 基准电流
I0—— 提供给其他放大级的
偏置电流
T1,T2具有良好的对称性 。
4.5 电流源与应用
1,镜像恒流源电路
T3
IC3IR Io=IC2
+EC
T2T3
R
2IB
IB2IB1
∵ UBE1=UBE2
∴ IC2=IC1=IR－ 2IB=IR－ 2IC1/β
?? /21
I R则 I0=IC2=
R
E
R
UE C2BEC ??当 β>>1时 I0≈IR=
特点：
① IR选定后,I0随之确定 —— 镜像恒流源；
② I0受电源 EC变化的影响较大；
③要得到较小的电流，就需要较大的电阻 R，故此电路适用于
工作电流 I0较大的场合（毫安级）；
??? /31
II R
3C
4.5 电流源与应用
镜像电流源
)/()
/
(
)(
)(
?
?
21
21
1
1
1
1
2
1
2
2
1
1
2
2
2
2
1
1
?
?
?
?
??
?
?
?
?
?
??
??
R
BEA
CEA
R
BEA
CEA
c
c
BEA
CEA
c
A
CEV
v
sc
A
BEV
v
sc
I
vV
vV
I
vV
vV
i
i
vV
vV
i
V
v
eIi
V
v
eIi
T
BE
T
BE
IR Io=IC2
+EC
T2T1
R
2IB
IB2IB1
可见，在计及 VA后进一步降低了镜像电流的精度。
在电流放大倍数不大时，电流源的精
度不高，同时发射结的电压的热稳定
性也影响了其精度。
提高电流源精度的措施
IR Io=IC2
+EC
T2T1
R
IE3
IB2IB1
T3
R
RR
BRER
BRCCO
BBEB
BCR
I
III
IIII
IIIII
IIII
III
?
??
?
????
??????
????
???
?????
??
2
12
121
11
2
2
0
22
321
321
321333
31
??
??
??
??
????
??
)(/
)/()/(
)/()()/(
若
在实际的电路中，为了防止在 T3管的工作电流过小，
使电流放大倍数降低，在 T1,T2的基极加一个电阻使
IE3适当的增大。
2,比例电流源电路
T3
IC3
T2T3
IREF Io=IC2
+EC
R
2IB
IB2IB1
IE1 IE2R1 R2
3.2IIln3.2
o
R E R ???则
2E
1E
T11E
S
2E
T
S
1E
T11E22E I
IlnURI
I
IlnU
I
IlnURIRI ?????
mv26/USmv26/USE BEBE eI)1e(II ???
由
S
E
TBE I
IlnUU ?得
由图知,UBE1+IE1R1= UBE2+IE2R2 则,IE2R2= IE1R1+ UBE1－ UBE2
即
若两管的 β足够大，可认为,I0≈IE2,IE1≈IC1= IREF－ IB1－ IB2≈IREF
10II101
o
R E F ??如果
0
R E F
2
T
I
Iln
R
U 可忽略
R E F
2
1
o IR
RI ?
4.5 电流源与应用
2
1
22
12
E
ETR E FEo
I
I
R
UI
R
RII ln???得：
3,微电流源电路
T3
IC3
T2T3
IREF Io=IC2
+EC
R
2IB
IB2IB1
IERe
)IIlnII( lnU
2S
2E
1S
1E
T ??
mv26/USmv26/USE BEBE eI)1e(II ???
由
S
E
TBE I
IlnUU ?得
由图,UBE1= UBE2+IERe 则,IERe= UBE1－ UBE2
∵ IS1≈IS2,IE1≈IC1≈IR,IE2≈IC2≈I0
o
R
Teoe2E I
IlnURIRI ??得 （当 IR,e确定时，可求出 I0）
上式为超越方程，可用图解法或累式法求解。
4.5 电流源与应用
3,微电流源电路
T3
IC3
T2T3
IREF Io=IC2
+EC
R
2IB
IB2IB1
IERe
)IIlnII( lnU
2S
2E
1S
1E
T ??
mv26/USmv26/USE BEBE eI)1e(II ???
由
S
E
TBE I
IlnUU ?得
由图,UBE1= UBE2+IERe 则,IERe= UBE1－ UBE2
∵ IS1≈IS2,IE1≈IC1≈IR,IE2≈IC2≈I0
o
R
Teoe2E I
IlnURIRI ??得 （当 IR,e确定时，可求出 I0）
上式为超越方程，可用图解法或累式法求解。
4.5 电流源与应用
改进型电流源
一、级联型电流源
IC2
T2T1
IB2IB1
IR Io=IC4
+EC
T4T3
R
IB4IB3
可见、外电路上无论加多少电
压，级联得电路总是保持 T1,T2上
得的 vCE相接近，这样减小了由于
宽度调制效应引入的误差，而且
使输出电流处决于 T2的集电极电
流，提高了电流源的精度。
111432
21
241321
4231
2413
CEBEBEBEBECE
BEBE
CEBEBEBEcc
ccCC
CEBEBEBE
vvvvvv
vv
vvvvii
iiii
vvvv
?????
???
??
???
＝
，相应的
足够大，则若
,
,?
反馈型电流源
IC2
Io
T2T1
IB2IB1
IR
+EC
T3T4
R
IB4IB3
IC2
Io
T2T1
IB2IB1
IR
+EC
T3
R
231 BEBECE vvv ??
T3管强制 T1管的 vCE接近
T2管的 vCE,有效地减小
基区宽度调制效应引入地
误差。
进一步地引入 T4、强
制 T1管和 T2管的 vCE近
似相等。
有源负载差分放大器+VCC
VEE
iR
电路中差分对的电流
源既由有源负载设定，
又由恒流源设定，要
实现两种设定严格一
致非常的困难一般采
用（ 2）图
iiiiiiii
iIiiIi
CcCcCco
CQCCQC
????????
??????
2434142
43 ;,输入差模电压的作用下：
输入共模电压的作用下：
0434142
43
???????
??????
CcCcCco
CQCCQC
iiiiiii
iIiiIi ;,
+VCC
VEE
T4
T3
T2T1
oi
4Ci
2ci
3ci
有源负载差分放大器
交流等效电
路的分析 T
3 T1 T2 T4
2ebv'1er
24
43
42
4
4
23
1230
42
4
4
3
2123
424421323
424422
2
2
2
133
21333
2
22
22
ceceod
bebeid
Lcece
bebebe
e
id
Vd
Lcece
be
id
be
id
bee
Lcecebbeeb
Lcecebbo
be
eb
b
eb
beeceb
eb
rrR
rrR
Rrr
rrr
r
v
v
A
Rrr
r
u
r
u
rr
Rrrirri
Rrriiv
rvi
ri
rrriv
//
)////)((
)////]()/[(
)////)(/(
)////)((
/
)////(
'
'
?
??
???
?
??
????
???
?
??
??
???
???
???
??
?
?
4.6.1 集成电路及其分类
1、小规模集成电路（ 0~100个元件）
中规模集成电路（ 100~1000个元件）
大规模集成电路（ 1000个元件以上）
超大规模集成电路（十万个元件以上）
4.6 集成运算放大器
2、模拟集成电路
数字集成电路
3、集成运算放大器
集成功放
集成高频放大器
集成中频放大器
集成比较器
集成电路, 将整个电路的各个元件做在同一个半导体基片上。
集成电路的优点,工作稳定、使用方便、体积小、重量轻、
功耗小。
集成电路的分类：
??
4.6.2 运算放大器及其特点
1、运算放大器是一个高增益的直接耦合放大器；
2、运算放大器第一级总是采用差分放大器，末级采用射极输
出器，因此，它至少有两个输入端、一个输出端。
4.6 集成运算放大器
同相输入端,uo与 ui的位相相同。
反相输入端,uo与 ui的位相相反。
Aod：开环差模电压放大倍数。
ui反相输入端
同相输入端
Uo=AodUi
－ ＋
＋
u－
u+ uo
? Ao国际符号
国内符号
Aud
u－
u+
4.6.2 运算放大器及其特点
3、运算放大器的等效电路
4.6 集成运算放大器
4、理想运算放大器的特性
（ 1）差分输入阻抗 Ri=∞
（ 2）输出阻抗 Ro=0
（ 3）开环电压放大倍数 Aod=∞
ui反相输入端
同相输入端
Aud Uo=AodUi
U-
U+
Ro
ui Ri AodUi uo
（ 4）通频带宽 BW=∞
（ 5）共模抑制比 CMRR=∞
（ 6）特性不随温度变化
4.6.2 运算放大器及其特点
5、集成运算放大器的特点
（ 1）同一芯片上的元件是同一工艺制造出来的，故具有同相
偏差。元件参数偏差方向一致，温度均一性好。
（ 2）尽量采用三极管代替电阻、电容和二极管等元件。
尽量多用 NPN型管，少用 PNP管。
4.6 集成运算放大器
6、集成运算放大器的方框图
输入级 中间级 输出级
偏置
电路
u-
u+
4.6.3 集成运算放大器的基本单元电路
1、差动输入级
（ 1）对输入级的要求零点漂移要尽量小，输入电阻要高，基
极偏置电流要小，并且有较高的增益。
（ 2）采用普通差动放大器的输入级
优点：结构简单，容易对称，漂移较小。
缺点：输入阻抗低（ 50~300kΩ），电压放大倍数不高
（ 30~100）。
（ 3）采用共集 —— 共基差动放大器
4.6 集成运算放大器
4.6.3 集成运算放大器的基本单元电路
1、差动输入级
（ 3）采用共集 —— 共基差动放大器
4.6 集成运算放大器
这种电路由两级放大电路组成，
第一级由 β较高的 NPN型管 T1,T2
组成共集电极放大器,T3,T4为其
负载,I0为本级集电极恒流源。
IO
u+ u-T1 T2
T3 T4 I'O
uo
RC1 RC2
-EC
第二级由 β较低的横向 PNP管 T3,T4接成差动放大器，其负载
电阻为 Rc1,Rc2,I'0为本级基极恒流源。
4.6.3 集成运算放大器的基本单元电路
1、差动输入级
（ 3）采用共集 —— 共基差动放大器
4.6 集成运算放大器
特点：
①共集电极放大器的输入阻抗高，
电流增益大，而共基极放大器的输
出阻抗高，电压增益大，故该电路
兼有两者的特点。
IO
u+ u-T1 T2
T3 T4 I'O
uo
RC1 RC2
-EC
② 利用 β较高的 NPN管补偿了 β较低的 PNP管，因此，这种电路
不仅输入阻抗高，电压增益也大。
③允许较高的差模输入电压（ ± 30V），因为横向的 PNP管有
很高的反向击穿电压。
4.6.3 集成运算放大器的基本单元电路
1、差动输入级
（ 4）采用复合管形成的差动放
大电路
4.6 集成运算放大器
优点：因 β=β1β3=β2β4，使 IC在固定
的情况下,IB可以大大减小，因而
输入电阻可以提高到兆欧级。
缺点：两组复合管很难做到
对称，因而漂移较大。
IO
u+ u-
T1 T2
T3 T4
uoRC RC
-Ee
+EC
4.6.3 集成运算放大器的基本单元电路
1、差动输入级
（ 5）采用超 β管构成的差动电路
4.6 集成运算放大器
超 β管的基区比一般管做的
更薄，掺杂浓度更低，而 e
区的掺杂浓度更高，使这
种管子在低电流的情况下
的 β值高达 1000~5000。
超 β管 T1,T2接成共
射差动电路，输出端接到
由 T3,T4组成的共基极电路，
RC1,RC2为 T3,T4组成的复
合管的集电极负载。
IO
u+ u-T1 T2
T3 T4
uoRC RC
-Ee
+EC
T5
T6
I’O
为保护超 β管，增加了 T5,T6
组成的电路，使
UCE1=-UBE3+UBE5+UBE6≈0.7v
以保证超 β管安全工作，
不致损坏。
4.6.3 集成运算放大器的基本单元电路
2、中间级
主要功能：提供足够大的电压
增益；有较高的输入电阻；能够提
高较大的输出电流；将输入级的双
端输出变为单端输出；实现电位移
动。
（ 1）有源负载共射放大电路
4.6 集成运算放大器
用有源元件代替放大器中的 RC，可
使放大倍数大大提高，而不需增加
电源电压。但应尽可能地提高晶体
管的输出电阻和下一级的输入电阻。
有源负载放大器允许电源电压
变动的范围较宽。
ui
uo
RC
+EC
电阻负载
IB2
uo
T1
T2
+EC
ui
有源负载
4.6.3 集成运算放大器的基本单元电路
2、中间级
（ 2）双端变单端电路
4.6 集成运算放大器
T1,T2组成差动电路, T3,T4
为 T1,T2的有源负载, 当差模
信号输入时 iC1↑（ △ iC1）,
iC2↑（ -△ iC2）, 而 IC1=IC3,又
T3, T4 的 e结并联, 所以：
IC4=IC3=IC1,因而输出电流增
量
△ i0=IC4-IC2=IC1-(-IC2)=2IC1
这就把差模电压引起的 T1,T2
两管集电极电流的增量全部
输出给负载, 并实现了双端
变单端 。
u0
I0
ui
T4T3
T2T1
+EC
IC4
IC2IC3IC1
i0
-Ee
4.6.3 集成运算放大器的基本单元电路
2、中间级
（ 3）电平移动电路
4.6 集成运算放大器
因为恒流源的交流电阻很大
r>>R,直流电阻较小, 故：
u2≈u1,U2=U1－ I0R
+
－
U2=U1－ I0RU1 I
0u1 u2=u1
R
4.6.3 集成运算放大器的基本单元电路
2、中间级
（ 3）电平移动电路
4.6 集成运算放大器
PNP管与 NPN管搭配的
移动电路
T2T1
RC2RC1
u0ui
－ Ee
+EC
Re2Re1
T1,NPN管作放大用。
T2：横向 PNP管既有一定放大
又作电平移动。
对 T1,UC>UB，对 T2,UC<UB
只要选得合适，可将 T2的 UC降
到合适。
优点：在移动电平的同时，兼
有放大作用。
缺点：横向 PNP管截止频率低，
使通频带变窄。
4.6.3 集成运算放大器的基本单元电路
3、输出级
要求有较大的额定输出电压
和电流；较低的输出电阻；
有过载保护。
（ 1）电阻负载跟随电路
4.6 集成运算放大器
合理选择 Re,EC,Ee使得静态时
u0=0
这种电路的缺点是正、负向跟踪
能力不一样
正向输出时,T导通，最大输出
电压为,EC－ UCES
负向输出时,T截止，电流经 RL、
Re流向－ Ee，最大输出电压
T
负向
正向ui
－ Ee
+EC
RLRe 由于一般选用 EC=Ee，故正、
负半周不对称。
eL
Le
RR
RE
??
ic1
ic2
静态时：
ui = 0V ? T1,T2均不工作
? uo = 0V
动态时：
ui ? 0V T1截止,T2导通
ui > 0V T1导通,T2截止
iL= ic1 ;
ui
-USC
T1
T2
uo
+USC
RL
iL
iL=ic2
注意,T1,T2两个晶体管都只在半个周期内工作的方式。
a.工作原理（设 ui为正弦波）
3、输出级
（ 2）互补对称的输出级 ------互补对称功率放大电路
ui
-USC
T1
T2
uo
+USC
RL
iL
ui
uo
uo
uo ′
交越失真
死区电压
b,输入输出波形图
互补对称功率放大电路
ui
-USC
T1
T2
uo
+USC
RL
iL
(1) 静态电流 ICQ,IBQ等于零；
(2) 每管导通时间于半个周期 ；
(3) 存在交越失真。
互补对称功率放大电路（ OTL）
c。特点：
假设 ui 为正弦波且幅度足够大,T1、
T2导通时均能饱和，此时输出达到最大值。
ULmax
负载上得到的最大功率为：
iL
-UCC
RL
ui
T1
T2
UL
+UCC
若忽略晶体管的饱和压降，
则负载（ RL)上的电压和电流分
别为：
L
CC
L
CCL
R
UI
UU
?
?
m a x
m a x
L
CC
L
CCCC
o R
U
R
UUP
2
1
22
2
????m a x
互补对称功率放大电路（ OTL）
d,分析计算
电源提供的直流平均功率计算：
每个电源中的电流为半个正弦
波，其平均值为,
两个电源提供的总功率为：
UCC1 =UCC2 =UCC
? ?? ? ???? 01 2 1
L
CC
L
CC
av R
Uttd
R
UI )(s i n
L
CC
avav R
UII
??? 12
L
CC
L
CC
CCEEE R
U
R
UUPPP
??
2
21
22 ?????
?t
ic1
L
CC
R
U
互补对称功率放大电路（ OTL）
d,分析计算
%.m a x 578
42
2
2
2
????
?
?
?
L
CC
L
CC
E
o
R
U
R
U
P
P效率为：
互补对称功率放大电路（ OTL）
e,存在的问题
iL
-UCC
RL
ui
T1
T2
UL
+UCC
V20850RPU LLL ????
1、阻抗不匹配
例如,RL=8Ω,PL=50w时
负载两端电压的有效值为
2幅值 ULm= UL=28.3v
此时，电源电压必须大于 28.3v，
功放管耐压要求大于 57v。
2、要求两种不同类型的功放管（
NPN和 PNP）且要求特性比较对称。
3、需要两个电源供电。
互补对称功率放大电路（ OTL）
f,电路的改进
1、用一个电源供电的电路
iL
-UCC
RL
ui
T1
T2
UL
+UCC
USC/2
RL
T1
T2
+UCC
CA
UL
+ -
UC
ui
特点 单电源供电；
输出加有大电容。
动态分析
若输出电容足够大，其上电压基本保持不变，
则负载上得到的交流信号正负半周对称，但存
在交越失真。
ic1
ic2 交越失真
（ UC相当于电源）
时,T1导通,T2截止；
2
CC
i
Uu ?
时，
2
CC
i
Uu ?
T1截止,T2导通。
互补对称功率放大电路（ OTL）
f,电路的改进
1、用一个电源供电的电路
UCC/2
RL
T1
T2
+UCC
CA
UL
+ -
UC
ui
D1
D2
ui
+UCC
RL
T1
T2
T3
CR A Re1
Re2
实用 OTL互补输出功放电路
调节 R,使静
态
UC3=0.5USC
D1, D2使 b1和 b2之间的电位差等
于 2个二极管正向压降，克服交越
失真
Re1, Re2：电阻值
1~2?，射极负反馈
电阻，也起限流保
护作用
b1
b2
互补对称功率放大电路（ OTL）
f,电路的改进
1、用一个电源供电的电路
增加对称的负电源 -USC，
使静态时的 A点电位为 0
+UCC
-UCC
ui iL
RL
T1
T2
A
互补对称功率放大电路（ OTL）
f,电路的改进
2、改善低频特性的电路（ OCL）
OCL电路中需要正负两路电源,
使静态的两管的发射极为地电位
OCL电路的问题是, 如果静态工
作点失调, 或元器件损坏, 将有
较大的电流长期流向负载, 可能
造成损坏, 可在负载回路中接入
熔断器作为保护措施 。
存在交越失真
（ 1）克服交越失真的措施,R1
D1
D2
R2
静态时, T1,T2两管发射结电位分别
为二极管 D1,D2的正向导通压降，
致使两管均处于微弱导通状态；
动态时,设 ui 加入正弦信号。正半
周 T2 截止,T1 基极电位进一步提
高，进入良好的导通状态；负半
周 T1截止,T2 基极电位进一步提
高，进入良好的导通状态。
+UCC
-UCC
UL
ui iL
RL
T1
T2
电路中增加 R1,D1,D2,R2支路
互补对称功率放大电路（ OTL）
f,电路的改进
2、改善低频特性的电路（ OCL）
uB1
t U
T
t
iB
IBQ
（ 2）波形关系：
ICQ
iC
uBE
iB
ib
特点,存在较小的静态电流
ICQ, IBQ 。每管导通
时间大于半个周期，
基本不失真。
iC
Q uce
UCC /RE
UCC
IBQ
互补对称功率放大电路（ OTL）
f,电路的改进
2、改善低频特性的电路（ OCL）
为更换好地和 T1,T2两发射结电位配合，克服交越失真
电路中的 D1,D2两二极管可以用 UBE电压倍增电路替代。
（ 3） UBE电压倍增电路
B1
B2
+
-
B E
R1
R2
UIB
I
合理选择 R1,R2大小,B1,B2
间便可得到 UBE 任意倍数的电压。
图中 B1,B2分别接 T1,T2的基
极。假设 I >>IB，则
2
21
R
RRUU
BE
??
互补对称功率放大电路（ OTL）
f,电路的改进
2、改善低频特性的电路（ OCL）
3,电路中增加复合管
（ 1） 优点
① 可获得更大的输出功率；
② 可提高放大倍数 β=β1β2,降低驱动电流；
③ 可以使两管比较对称；
（ 2） 结构
互补对称功率放大电路（ OTL）
f,电路的改进
c
b
e
T1
T2
ib
ic
复合 NPN型
ie1
ic2
ie2ib2
ie
ic1ib1 b
e
c
ib
ic
ie
3,电路中增加复合管
晶体管的类型由复合管中的第一支管子决定。
互补对称功率放大电路（ OTL）
f,电路的改进
（ 2）结构
3,电路中增加复合管
互补对称功率放大电路（ OTL）
f,电路的改进
（ 3）复合管的电流放大系数 β
iC=iC1+iC2=β1ib1+β2ib2=β1ib1+β2ie1
=β1ib1+β2(1+β1)ib1=(β1+β2+β1β2)ib1
≈β1β2ib1
=βib
∴ β=iC/ib=β1β2
（ 4）缺点及解决办法
缺点：复合管的穿透电流增大 ICEO=ICEO2+ β 2ICEO1
解决办法,ICEO1经 R分流一部分,r为负反馈电阻，提高
工作的稳定性
R r
c
b
e
T1
T2
ib
ic
ie1
ic2
ie2ib2
ie
ic1ib1
改进后的 OCL准互补输出功放电路：
T1,电压推动级
T1,R1,R2,UBE倍增电路
T3,T4,T5,T6：
复合管构成的输出级
准互补
输出级中的 T4,T6均为 NPN型晶体
管，两者特性容易对称。
+UCC
-UCC
R1
R2
RL
ui
T1
T2
T3
T4
T5
T6
3,电路中增加复合管
互补对称功率放大电路（ OTL）
f,电路的改进
+24V
ui
RL
T7
T8
RC8 -24V
R2
R3
T6
Rc1
T1 T2
Rb1 Rb2 C1
Rf
R1
D1
D2
T3
Re3
T4
Re4
C2
T5
Re5
C3
C4
T9
T10
Re10
Re7 Re9
C5
R4
BX
差动放大级
反馈级
偏置电路
共射放大级
UBE
倍增
电路
恒流源
负载
准互补功放级
保险管
负载
实用的 OCL准互补功放电路4.6 集成运算放大器
g,集成功率放大器
特点,工作可靠、使用方便。只需在器件外部适当连线，即可
向负载提供一定的功率。
集成功放 LM384,生产厂家,美国半导体器件公司
电路形式,OTL 输出功率,8?负载上可得到 5W功率
电源电压,最大为 28V
14 -- 电源端（ Vcc）
3,4,5,7 -- 接地端（ GND）
10,11,12 -- 接地端（ GND）
2,6 -- 输入端 （一般 2脚接地）
8 -- 输出端（经 500?电容接负载）
1 -- 接旁路电容（ 5 ?）
9,13 -- 空脚（ NC）
集成功放 LM384 外部电路典型接法：
500?-
+
0.1?
2.7?
8
146
2 1
5?
Vcc
ui
8?调节音量
电源滤波电容
外接旁路电容 低通滤波,去除高频噪声
输入信号
输出耦合大电容
g,集成功率放大器
4.6.3 集成运算放大器的基本单元电路
4,偏置电路
作用,向各级放大器提高合
适的偏置电流, 决定各级的
Q点 。
要求,工作电流为微安级,
而且要比较稳定 。 为此, 要
求用不太大的电阻来实现小
电流的电路 。
4.6 集成运算放大器
4.6.3 集成运算放大器的基本单元电路
5,实际电路分析 —— F007
4.6 集成运算放大器
T1u
i
R1
1k
D1
D2
u0
－ 15v
+15v
T2
T3 T4
T5 T6
T7
T8 T9
T10 T11
T12 T13
T14
T17T16
T15
T19
T18
RW
R2
50k
R5
39k
R3
1k
R4
3k
R6
50
R7
4.5k
R8
7.5
k R1050
R9
25C
①
③ +
⑤
⑦
②
－
⑥
④
4.6.3 集成运算放大器的基本单元电路
5,实际电路分析 —— F007
4.6 集成运算放大器
主要特点
① 采用有源负载, 使电压放大倍数很高 （ 十万倍 ） ；
② 放大级数少 （ 采用两级放大 ）, 十相位校正十分简便
（ 用一只 30PF的电容作校正元件, 就能够保证在各种情况
下稳定工作 ） ；
③ 输入阻抗高, 共模抑制比高, 有过载保护, 功耗低；
一、开环差模电压放大倍数 Aod
无外加反馈回路的差模放大倍数。一般在 105 ? 107之
间。理想运放的 Aod为 ?。
二、共模抑制比 KCMMR
常用分贝作单位，一般 100dB以上。
三、差模输入电阻 rid
ri>1M?,有的可达 100M?以上。
四、输出电阻 ro
ro =几 ?-几十 ?。
4.6.4 性能指标
4.6集成运放放大器
五、最大共模输入电压 UIcmax
六、最大差模输入电压 UIdmax
七,-3dB带宽 fH
运放是直流放大器,也可放大低频信号，不适用于高
频信号。
还有其他一些反映运放对称性、零漂等的参数。不再一一
介绍。
4.6.4 性能指标
4.6集成运放的性能指标及等效电路
4.6.4 等效电路
4.6 集成运放
4.7.1 频率响应的一般概念
一, 频率响应
)(
)()(
i
o
?
??
jV
jVjA
V ?
?? ?
R s
放大电路
I oI i
+
–
V o
+
–
V s
+
–
V i R L)]()([)(
)(
io
i
o ????
?
? ???
jV
jV
?
?
或写为 )()( ??? ??
VV AA?
其中
称为幅频响应)( )()(
i
o
?
??
jV
jVA
V ?
??
称为相频响应)()()( io ?????? ???
电路的放大倍数与频率的函数关系 —— 放大电路的频率响应
或频率特性。
放大器的放大倍数本身应该用复数来定义，在零初始条件下
§ 4.7 放大电路的频率响应
二, 带宽
该图称为波特图
纵轴,dB
横轴：对数坐标
4.7.1 频率响应的一般概念
或者表示为：
011
011 asasa bsbsbSV sVsA n
nnn
mmmm
i
oV ??? ????? ?
?
??
?
????
)(
)()(
)())((
)())(()(
n
mV pspsps zszszsHSA ??? ???? ???
21
210
进行分解可得：
一个可以实现的稳定的有源线性系统，分母多项式的系数恒为正实数，其极
点必为负实数或者实部为负数的共扼复数
其中 —上限频率—
Hf
0
3 d B
20 l g | A
V
| / d B
带宽
2
20
40
6 0
20 2 ? 10
2
2 ? 10
3
2 ? 10
4 f / H z
f
L f H
高频区
中频区
低频区
3dB 频率点
（半功率点）
B 频率点
（半功率点）
—下限频率—Lf
称为带宽LH ffBW ??
HLH fBWff ??? 时，当
二, 带宽
4.7.1 频率响应的一般概念
4.7.2 单时间常数 RC电路的频率响应
一,RC低通电路的频率响应
（电路理论中的稳态分析）
RC电路的电压增益（传递函数）：
则
1111
1
i
o
H 1
1
1
1
CsRsCR
sC
sV
sVsA
V ????? /
/
)(
)()(
?
??
fs ?? j2j ?? 且令
11
H 2
1
CRf ??
又
)/j(1
1
Hi
oH
ffV
VA
V ??? ?
??
电压增益的幅值（模）
2
H
H )/(1
1
ffA V ??
（幅频响应）
电压增益的相角 )/(a r c t g HH ff??? （相频响应）
① 增益频率函数
最大误差 -3dB
② 频率响应曲线描述
幅频响应
2
H
H )/(1
1
ffA V ??
时，当 Hff ??
1)/(1 1 2
H
H ??? ffA V
dB 01lg20lg20 HH ?? VV AA
时，当 Hff ??
ffffA V /)/(1 1 H2
H
H ???
)/l g (20lg20 HH ffA V ?
0分贝水平线
斜率为 -20dB/十倍频程 的直线
4.7.2 单时间常数 RC电路的频率响应
一,RC低通电路的频率响应
相频响应
时，当 Hff ??
时，当 Hff ??
)/(a r c t g HH ff???
?? 0H?
?? 90H?
时，当 Hff ? ??? 45H?
时，当 100,1 HH fff ??
十倍频程的直线斜率为 /45 ??
???? VV AVVA ????
i
o
io ??? ?? 表示输出与输入的相位差
高频时，输出滞后输入
所以
② 频率响应曲线描述
4.7.2 单时间常数 RC电路的频率响应
一,RC低通电路的频率响应
2,RC高通电路的频率响应
RC电路的电压增益：
22
22
2
i
o
H
1
1
CRs
s
sCR
R
sV
sV
sA V
/
/)(
)(
)(
?
?
?
?? ?
?
?
幅频响应
2
L
L )/(1
1
ffA V ??
相频响应 )/(a r c t g
LH ff?? 输出超前输入
4.7.2 单时间常数 RC电路的频率响应
令
22
L CR2
1f
??
三级理想的电压放大器 用低通电路进行级联
)/)(/)(/()( 321 111 ppp
VI
V sss
ASA
??? ????
?
20lg(Av)?
?
?
??45
??90
??135
??225
??270
??180
1P? 2P? 3P?
1P? 2P? 3P?
4.7.3 单极放大电路的高频响应
一,BJT的高频小信号建模
① 模型的引出 互导
CECE
EB
C
EB
C
m VV v
i
v
ig
?? ?
??
?
??
e
c
b b'
rb'e---发射结
电阻 re归算到
基极回路的电
阻
rbb' ---基区
的体电阻，
---集电结电阻rb?c
--发射结电容Cb?e
---集电结电容 Cb?c
e'bmVg ?
混合 ?型高频小信号模型
② 模型简化
cecb rr 和忽略 ?
4.7.3 单极放大电路的高频响应
一,BJT的高频小信号建模
① 模型的引出
又因为
所以
③ 模型参数的获得 （与 H参数的关系）
低频时，混合 ?模型与 H参数模型等效 ebbbbe ?? ?? rrr
ebbeb ?? ? rIV ??
bebm IVg ?? ???
所以
又
E
T
eb )1( I
Vr ???
?
ebbebb ?? ?? rrr
T
m
eb 2 f
gC
???
从手册中查出
Tcb fC 和?
T
E
eb
m V
I
rg ?? ?
?
4.7.3 单极放大电路的高频响应
一,BJT的高频小信号建模
E
T
bbebbbe I
V (1 r r (1 r r
'' )) ?? ??????
④ ?的 频率响应
由 H参数可知
CEB
Cfe V
i
ih
?
?? 即
0b
c
ce ?? VI
I
??
???
根据混合 ?模型得
cb
eb
ebmc 1 / j
?
?
? ?? C
VVgI
?
???
)/1///1//( cbebebbeb ???? ? CjCjrIV ????
低频时 ebm0 ?? rg?
所以
)(j1/
j
cbebeb
cbm
b
c
???
?
??
???
CCr
Cg
I
I
?
??
?
??
当 cbm ??? Cg ? 时，
ebcbeb
0
)(j1 ??? ??? rCC?
???
4.7.3 单极放大电路的高频响应
一,BJT的高频小信号建模
——共发射极截止频率
ebcbeb
0
)(j1 ??? ??? rCC?
???
?的幅频响应
令
ebcbeb )(2
1
??? ?
? rCCf ??
则
2
0
)/(1 ?
??
ff?
??
?f
——特征频率
Tf
eb
m
cbeb
m
0T 2)(2
???
???? CgCC gff ??? ?
?? fff ?? T
——共基极截止频率
?f
4.7.3 单极放大电路的高频响应
一,BJT的高频小信号建模
④ ?的 频率响应
-20dB/十倍频程
4.7.3 单极放大电路的高频响应
cbeb
m
cbebecbebeb
cc
g
ccrccr
ja
j
ja
j
j
ja
ja
ja
j
''''''' )()(
)()(
/
)(
)(
)(
)(
)(
)(
)(
?
?
?
?
?
?
???
?
?
?
??
?
?
11
1
1
11
?
???
??
?
?
??
??
?
?
?
??
?
?
ebcbeb
0
)(j1 ??? ??? rCC?
???
密勒定理：
]
)(
)[()(
)]()[()(
sA
sYsY
sAsYsY
11
1
2
1
??
??
)(SA
)(SY
)(SVi )(SVo
)(sY1 )(sY2
证明：
)]()[()(
])()[())((
sAsYsY
VsAVsYVVsY
??
???
11
1121
2,共射极放大电路的高频响应
① ?型高频等效电路
<A>等效电路
4.7.3 单极放大电路的高频响应
对节点 c 列 KCL得<B>电路简化
R s
b
eb ?
r
C M R c
c
+
-
+
-
V 0
+
-
g m
V be
V be
V be
V be
V be
s
V ?
eb ?
V ?
bb ?
r
e
b ?
eb ?
V ?
eb ?
C
0j)( cbebo
c
o
ebm ???? ??? CVVR
VVg ?????
cb?C
忽略 的分流得
ebcmo ??? VRgV ??
cboeb j)( cb ?? ??? CVVI C ????又因为
称为 密勒电容
MC
cbcm
eb
M j)1(
1
cb ?
?
??? ? CRgI
VZ
C ?
?
?
则表示若用个电容
之间存在一和相当于
,,
e b
MC
?
cbcmM )1( ??? CRgC
等效后断开了输入输出之间的联系
2,共射极放大电路的高频响应
① ?型高频等效电路
4.7.3 单极放大电路的高频响应
R s
b
eb ?
r R
c
c
+
-
+
-
V 0
+
-
g m
V be
V be
V be
V be
V be
s
V ?
eb ?
V ?
bb ?
r
e
b ?
eb ?
V ?
C
<B>电路简化
R s
b
eb ?
r
C M R c
c
+
-
+
-
V 0
+
-
g m
V be
V be
V be
V be
V be
s
V ?
eb ?
V ?
bb ?
r
e
b ?
eb ?
V ?
eb ?
C
s
R ?
s
I?
s
R ?
R
+
-
s
V ??
eb ?
V ?
R
+
-
最后
Meb CCC ?? ?
ebbbs //)( ???? rrRR
s
ebbbs
eb
s VrrR
rV ?? ?
???? ??
?
2,共射极放大电路的高频响应
① ?型高频等效电路
4.7.3 单极放大电路的高频响应
② 高频响应
R c
c
+
-
V 0
+
-
g m
V be
V be
V be
V be
V be
s
V ??
eb ?
V ?
e
b ?
eb ?
V ?
C
R
+
-
Meb CCC ?? ? ebbbs //)( ???? rrRR
seb j1
1 V
RCV ????
??
?
ebcmo ??? VRgV ??
s
ebbbs
eb
s VrrR
rV ?? ?
???? ??
?
由电路得
)/j(1 H
0
s
o
H ff
A
V
VA V
V ???
?
?
??电压增益频响
又
其中
ebbbs
eb
cm0
??
?
???? rrR
rRgA
V? RC
f ?2 1H?低频增益
上限频率
2,共射极放大电路的高频响应
① ?型高频等效电路
4.7.3 单极放大电路的高频响应
③ 增益 -带宽积
0VA? cmRg
ebbbs
eb
??
?
?? rrR
r Hf
RC?2
1? ? ?
?
ebbbs
ebcm
??
?
?? rrR
rRg
?
)]1()[(2 cmcbebbbs
cm
RgCCrR
Rg
??? ????
1
])1([ cbcmeb ?? ?? CRgC?2
?
]//)[( ebbbs ??? rrR
BJT 一旦确定,带宽增益积基本为常数
# 如何提高带宽？
2,共射极放大电路的高频响应
4.7.3 单极放大电路的高频响应
例题
解,模型参数为
例 4.7.1 设共射放大电路在室温下运行，其参数为：,?? 1ksR
，，，，，,pF5.00 0 M H z41 0 01 m A1 0 01k cbT0Cbbs ???????? ?? CfIrR ?
。?? k5cR 试计算它的低频电压增益和上限频率。
??ebr
?mg
T
E
V
I
mV26
mA1? S 038.0?
m
0
g
?
S 038.0
001? ?? k 6.2
??ebC
cb
T
m
2 ?? Cf
g
?
pF 8.14?
?MC cbcm )1( ?? CRg pF 7.96?
?0VA? cmRg?
ebbbs
eb
??
?
?? rrR
r 51.1 3 3??
?C
?R )( bbs ?? rR eb// ?r ?? k 77.0
eb?C MC? pF 5.111?
? Hf
低频电压增益为
又因为
所以上限频率为
RC?2
1 M H z 85.1??0lg20 VA? 51.133lg20 ? dB 5.42?
3,共基极放大电路的高频响应
① 高频等效电路
4.7.3 单极放大电路的高频响应
（ b）高频小信号等效电路
sI? ebm ?Vg ?
)j/1//( ebeb
eb
??
?
Cr
V
?
? ??
② 高频响应 列 e 点的 KCL
0?
?oI? ebm ?? Vg ?
而
所以电流增益为 eb
0m
?
? rg ?
?
s
o
I
I
?
?
meb
00
/j1
)1/(
gC ??
?
?
??
meb
0
/j1 gC ??? ?
?
其中
??
i
V V
VA
?
?? 0
电压增益为
?
ss
co
RI
RI
?
?
0
00
1 ?
??
??
meb
0
/j1
1
gCR
R
s
c
??
? ??
其中
eb
mH
2 ?? C
gf
?
)/j(1
1
H
0
ffR
R
s
c
???
?
Tf? 特征频率
sR bb?r cb?C
忽略
3,共基极放大电路的高频响应
4.7.3 单极放大电路的高频响应
4.7.3 单极放大电路的高频响应
4,共集极放大电路的频率响应
ebebLbbs
Lebbbs
P
T
ebeebeb
Z
Lebbbs
L
V S I
P
Z
V S I
i
V
crRrR
RrrR
crcr
RrrR
R
A
S
S
A
SV
SV
sA
'''
''
'''
''
)(
)(
)(
)(
/
/
)(
)(
)(
'
'
'
'
??
????
?
??
?
?
????
?
?
?
?
??
?
?
?
?
?
?
?
?
?
1
11
1
1
1
1
0
共集放大器的上限频率很高，没有密勒倍增效应，
主要是共集电路是理想的电压跟随器。
③ 几个上限频率的比较
T
eb
mHb
2 fC
gf ??
??
])1(][//)[(2
1
cbcmebebbbs
He
???? ???
? CRgCrrRf ?
?的 上限频率
ebcbeb )(2
1
??? ?
? rCCf ??
特征频率
共基极上限频率
?? ff 0T ?
共发射极上限频率
THbHe ffff ??? ?
共基极电路频带最宽，无密勒电容
3,共基极放大电路的高频响应
4.7.3 单极放大电路的高频响应
4.7.4 单极放大电路的低频响应
1,低频等效电路
2,低频响应
eb1
eb1
1 )1( CC
CCC
??? ?
i
V V
VA
?
?? 0
L ?
)]/j(1) ] [/j(1[ L2 L1
M
L ffff
AA V
V ???
??
bes
M rR
RA c
V ?
??? ??
)(2
1
bes1
L1 rRCf ?? ?
)(2
1
Lcb2
L2 RRCf ?? ?
)(j/1
1
)(j/1
1
Lcb2bes1bes RRCrRCrR
R c
???????
???
??
?
中频增益当
则
L2L1 4 ff ?
下限频率取决于
L1f
即
L1L ff ?
4.7.4 单极放大电路的低频响应
当
4.7.5多极放大电路的频率响应
R i1
R o1
1io1 VA V
??
-
+
1iV
?
-
+
R i 2
R o 2
R L
i2o2 VA V
??
-
+
O1V
?
-
+
OV
?
-
+
1,多级放大电路的增益
)j(
)j()j(
i
o
?
??
V
VA
V ?
?? ?
)j(
)j(
)j(
)j(
)j(
)j(
1)-o ( n
on
o1
o2
i
o1
?
?
?
?
?
?
V
V
V
V
V
V
?
??
?
?
?
? ????
n21 )j()j( VVV AAA ???? ???? ??
?前级的开路电压是下级的信号源电压
?前级的输出阻抗是下级的信号源阻抗
?下级的输入阻抗是前级的负载
2,多级放大电路的频率响应
?多级放大电路的通频带比
它的任何一级都窄
（以两级为例）
则单级的上下限频率处的增益为当两级增益和频带均相同时，
。 707.0 M1VA?
两级的增益为
。 5.0)7 0 7.0( M122M1 VV AA ?? ?
即两级的带宽小于单级带宽
4.7.5多极放大电路的频率响应
例题,设 gm=3mA/V,?=50,rbe = 1.7k
前级,场效应管
共源极放大器
后级,晶体管
共射极放大器
求：总电压放大倍数、输入电阻、输出电阻。
+UCC
RS
3M
(+24V)
R1
20k
10k
C2
C3
R4
R3
RLR
E2
82k
43k
10k
8k
10k
C1
RC
T1
RE1
CE2
T2
CE1
RD
10k
R2 1M
SU?
iU? oU?
（ 1）估算各级静态工作点, （略）
（ 2）动态分析,
微变等效电路
ir 2ir
or
首先计算第二级的输入电阻：
ri2= R3// R4// rbe=82//43//1.7=1.7 k?
R3 R4
RC RL
RS R
2R1 R
D
rbe
gsU?
dI?
sU?
oU?
cI?
bI?g d
s
iU?
第二步：计算各级电压放大倍数
4471103211,).//()r//R(g'RgA iDmLmu ????????
14771
101050
2 ??
??????
.
)//(
r
R//R
r
'RA
be
LC
be
L
u ??
R3 R4
RC RL
RS R
2R1 R
D
rbe
gsU?
dI?
sU?
oU?
cI?
bI?g d
s
iU?
第三步：计算输入电阻、输出电阻
ri=R1//R2=3//1=0.75M ?
ro=RC=10k ?
R3 R4
RC RL
RS R
2R1 R
D
rbe
gsU?
dI?
sU?
oU?
cI?
bI?g d
s
iU?
第四步：计算总电压放大倍数
Au=Au1Au2 =(-4.4) ?(-147) =647
6 3 07 5 020 7 5 06 4 7 ???????
iS
i
uus rR
rAA
R3 R4
RC RL
RS R
2R1 R
D
rbe
gsU?
dI?
sU?
oU?
cI?
bI?g d
s
iU?
第四章
结束
