1
1
放大电路放大电路放大概念示意图
I
i
I
o
电压放大
io
V
VVA
= / io
I
IIA
= /
电流放大 互阻放大
io
R
IVA
= / io
G
VIA
= /
互导放大电压增益 电流增益 互阻增益 互导增益放大的对象,变化量放大的本质,能量的控制和转换放大电路的特征,功率放大放大电路的必备元件,有源器件（晶体管或场效应管）
放大的前提,不失真 2
预备
1,放大电路的电路组成
2,性能指标
3,分析与计算方法
4,BJT三种放大电路组态的特点
……
3
4.2 基本共射极放大基本共射极放大 电路电路
C
1
,C
2
-耦合电容或隔直电容，作用是通交流隔直流。
R
b
- 基极偏置电阻,R
c
- 集电极电阻,R
L
- 负载电阻
?工作原理：
oCCBBEis
vviivvv?→?→→→?→?或基本 CE放大电路组成,
i
B
i
C
i
E
(阻容耦合方式 )
4
放大电路的两种工作状态静态 —输入信号 v
i
=0时放大电路的工作状态，电路中的电压、电流都是直流量，即 直流工作状态 。
动态 —有输入信号 v
i
时放大电路的工作状态,各极电流、电压都在静态值的基础上变动。
称为 静态工作点 Q（ I
BQ
,I
CQ
,I
EQ
,V
BEQ
,V
CEQ
）
放大电路建立正确的静态工作点Q，是保证动态工作的前提。分析放大电路时常将直流和交流分开进行,总的响应是交直流量的叠加。
饱和区静态和动态分析要分别通过直流通路 和 交流通路 进行
Q
5
直流通路的画法,交流电压源短路,电容开路,电感短路交流通路的画法,直流电压源短路 (电流源或恒流源为开路 )，
电容短路，电感开路
------ 分别指直流电流 /交流电流流通的路径直流通路与交流通路
（∵直流电压源内阻很小,交流电流流过时,基本没有交流压降。
对一定频率范围的交流信号,容量较大的电容容抗可视为零。）
直流通路例,
交流通路
6
练习,画出下面放大电路的直流和交流通路
R
b1
R
b2
R
b3
R
e1
R
e2
2
7
4.3 放大电路的分析方法图解法,利用 BJT的特性曲线小信号模型分析法,利用三极管的小信号模型
? 两种分析方法静态分析 ---- 静态工作点 Q （ 图解法、近似计算法 ）
动态分析 ---- 波形、非线性失真、最大不失真幅值或动态工作范围等（ 图解法 ）
主要(交流)性能指标计算 ----
电压增益，输入电阻，输出电阻等
（ 小信号模型分析法 ）
? 适用情况放大电路的分析方法与适用情况
8
4.3.1 图解分析法图解分析法一,静态工作点的近似计算
V
BEQ
≈ 0.7V（硅）,
I
CQ
= β I
BQ
,I
EQ
=(1+β) I
BQ
,
则,
直流通路
b
BEQCC
BQ
R
VV
I
=
cCQCCCEQ
RIVV?=
I
CQ
I
BQ
+
V
CEQ
-
（由于 C
2
的隔直作用,R
L
对 Q点没有影响）
9
练习写出计算下图所示放大电路的静态工作点的各表达式。
10
二,静态工作点的图解分析法
2,由输出回路列出方程 V
CE
=V
CC
－ I
C
R
c
1.由输入回路列方程式 V
BE
=V
CC
－ I
B
R
b
i
B
=f (v
BE
)| v
CE
=常数
i
C
=f (v
CE
)| i
B
=常数输入特性曲线输出特性曲线已知直流负载线
I
BQ
V
BEQ
c
CC
R
V
CC
V
Q
Q
I
CQ
V
CEQ
（ 斜率 = ）
C
R
1
b
CC
R
V
斜率
b
R
1
?一般先近似计算 I
BQ
，再由输出特性曲线求 I
CQ
和 V
CEQ
I
BQ
先求出 I
BQ
,则 I
BQ
对应的输出特性曲线与直流负载线的交点就是 Q
11
? R
b
改变,
电路参数变化对Q点的影响
? R
C
改变,
? V
CC
改变,
V
CE
=V
CC
－ I
C
R
c
b
BECC
B
R
VV
I
=
→ Q点向下移动到 Q
1
直流负载线不变,↓↑→
Bb
IR
直流负载线斜率变大不变,
B
C IR ↑→
→ Q点向左移动到 Q
2
直流负载线向右平移,↑↑→
B
CC IV
→ Q点移动到 Q
3
Q
2
Q
1
Q
3
R
b
增大
R
C
增大 V
CC
增大
12
三,动态工作情况分析
?分析 v
i
有信号输入时输出波形,非线性失真、动态工作范围等交流负载线 i
C
=f(v
CE
)有交流输入信号时动态工作点的移动轨迹 ---
? 交流负载线必过静态工作点 Q
? 交流负载线的斜率由交流 v
ce
和 i
c
的关系式求如何求交流负载线的方程?
?方法一,
?方法二,
通过 v
CE
=V
CEQ
+ v
ce
和 i
C
=I
CQ
+ i
c
求
3
13
求交流负载线的方程交流通路由交流通路得,v
ce
= v
o
= – i
c
R
c
交流负载线斜率为 -1/R
C
交流负载线过 Q点交流负载线方程
v
CE
=V
CEQ
-(i
C
- I
CQ
)R
c
=V
CEQ
+I
CQ
R
c
- i
C
R
c
=V
CC
- i
C
R
c
i
c
i
b
此电路的交流负载线与直流负载线重合例：
+
v
ce
-
（图中电压的 +,– 极性和电流方向为假定的正参考方向）
（设已求得 I
CQ
和 V
CEQ
值）
14
交流负载线与直流负载线不重合的情况交流通路
(其中 R'
L
= R
L
∥ R
c
)
交流负载线方程为,
v
CE
=V
CEQ
－ (i
C
－ I
CQ
) R'
L
=V
CEQ
+ I
CQ
R'
L
－ i
C
R'
L
=V'
CC
－ i
C
R'
L
例：
V'
CC
=V
CEQ
+I
CQ
R'
L
i
c
i
b
+
v
ce
-
直流负载线方程,V
CE
=V
CC
－ I
C
R
c
由交流通路得,v
ce
= – i
c
R'
L
交流负载线 斜率为- 1/R'
L
15
放大电路接入正弦信号的波形分析放大电路接入正弦信号的波形分析交流负载线
v
be
= v
i
输入特性
i
B
输出特性i
C
v
CE
输出电压与输入电压反相
ceCEQCE
cCQC
vVv
iIi
+=
+=
bBQB
iIi +=
I
CQ
V
CEQ
I
BQ
16
共射放大电路中的电流、电压波形放大电路的波形分析放大电路的波形分析输出电压与输入电压反相
cCQC
iIi +=
bBQB
iIi +=
ceCEQCE
vVv +=
17
两种非线性失真
----- 工作点进入非线性区造成的失真截止失真,由于放大电路的工作点达到了三极管的截止区而引起的非线性失真。对于NPN管，输出电压表现为顶部失真。
饱和失真,由于放大电路的工作点达到了三极管的饱和区而引起的非线性失真。对于NPN管，输出电压表现为底部失真。
? 静态工作点设置不当和输入电压幅度过大都可能造成非线性失真；
? PNP管失真时波形情况与NPN管正好相反。
i
C
18
衡量非线性失真的指标非线性失真系数
%100
1
2
2
×=γ
∑
∞
=
o
k
ok
V
V
输入为标准的正弦波信号，测得输出电压信号 v
o
，
将 v
o
分解为其基波分量 v
o1
与各谐波 v
ok
(k=2,…,∞ )分量之和即 v
o
= v
o1
+ v
o2
+,,,+ v
ok
则定义其中,V
o1
,V
ok
为基波分量 v
o1
与各高次谐波分量 v
ok
的有效值
4
19
V'
CC
放大电路的最大不失真输出幅度
V
ce(cut)
= V'
CC
－ V
CEQ
V
ce(sat)
=V
CEQ
－ V
CES
V
ce(sat)
V
ce(cut)
同理,可由图中求得 i
c
的最大不失真幅值。
最大不失真输出幅度,不产生饱和失真及截止失真时的最大输出电压或电流的幅值不饱和失真时的 v
ce
最大输出幅度为：
不截止失真时的 v
ce
最大输出幅度为：
直流负载线交流负载线
v
ce
最大不失真幅值为,
V
cem
=min{V
ce(cut)
,V
ce(sat)
}
20
?当输入信号较大时，为了扩大输出动态范围，宜将 Q点设置在交流负载线中部,使,V
cem
= V
ce(cut)
= V
ce(sat)
最大不失真输出电压的峰-峰值称为输出动态范围放大电路的输出动态范围
V
ce(sat)
V
ce(cut)
?当输入信号较小时，在保证输出不失真和一定电压增益的条件下，可以将 Q点位置设置低一点，以降低功耗。
21
练习
1．某晶体管的输出特性曲线和用该晶体管组成的放大 电路及其直流、交流负载线如下图所示。电源电压 V
CC
= V，
静态电流 I
CQ
= mA，静态电压 V
CEQ
= V,R
c
=,
R
e
=,最大不失真输出电压幅值 V
om
= V，若输入正弦交流信号幅值增大,输出波形首先出现 失真。
12
0
2
3
6
uCE V
60μA
40μA
50μA
30μA
5
1
4
48
=10μAIB
20μA
2610
+VCC
C
2
RL
C1
u i
uo
1.5k?
Rb2
Rb1
Rc
C eR e
Q
iC mA
22
练习
2,如图所示的放大电路,V
CC
＝ 10V,R
b
＝ 232.5kΩ,R
c
＝ 1.5kΩ，
R
L
＝ 0.75kΩ，三极管的输出特性曲线如图所示 。
(1)根据输出特性曲线求三极管的β值,并 用图解法确定 Q点 ;
(2) 若 u
i
幅值增大使输出电压出现失真，将首先出现什么失真？求最大不失真输出幅度。
+Vcc
+
_
+
_
Ui
Uo
Rb
Rc
R
L
0
i
C
/mA
v
CE
/V2
2
4
4
6
6
8
8 10
80uA
60uA
40uA
20uA
1
放大电路放大电路放大概念示意图
I
i
I
o
电压放大
io
V
VVA
= / io
I
IIA
= /
电流放大 互阻放大
io
R
IVA
= / io
G
VIA
= /
互导放大电压增益 电流增益 互阻增益 互导增益放大的对象,变化量放大的本质,能量的控制和转换放大电路的特征,功率放大放大电路的必备元件,有源器件（晶体管或场效应管）
放大的前提,不失真 2
预备
1,放大电路的电路组成
2,性能指标
3,分析与计算方法
4,BJT三种放大电路组态的特点
……
3
4.2 基本共射极放大基本共射极放大 电路电路
C
1
,C
2
-耦合电容或隔直电容，作用是通交流隔直流。
R
b
- 基极偏置电阻,R
c
- 集电极电阻,R
L
- 负载电阻
?工作原理：
oCCBBEis
vviivvv?→?→→→?→?或基本 CE放大电路组成,
i
B
i
C
i
E
(阻容耦合方式 )
4
放大电路的两种工作状态静态 —输入信号 v
i
=0时放大电路的工作状态，电路中的电压、电流都是直流量，即 直流工作状态 。
动态 —有输入信号 v
i
时放大电路的工作状态,各极电流、电压都在静态值的基础上变动。
称为 静态工作点 Q（ I
BQ
,I
CQ
,I
EQ
,V
BEQ
,V
CEQ
）
放大电路建立正确的静态工作点Q，是保证动态工作的前提。分析放大电路时常将直流和交流分开进行,总的响应是交直流量的叠加。
饱和区静态和动态分析要分别通过直流通路 和 交流通路 进行
Q
5
直流通路的画法,交流电压源短路,电容开路,电感短路交流通路的画法,直流电压源短路 (电流源或恒流源为开路 )，
电容短路，电感开路
------ 分别指直流电流 /交流电流流通的路径直流通路与交流通路
（∵直流电压源内阻很小,交流电流流过时,基本没有交流压降。
对一定频率范围的交流信号,容量较大的电容容抗可视为零。）
直流通路例,
交流通路
6
练习,画出下面放大电路的直流和交流通路
R
b1
R
b2
R
b3
R
e1
R
e2
2
7
4.3 放大电路的分析方法图解法,利用 BJT的特性曲线小信号模型分析法,利用三极管的小信号模型
? 两种分析方法静态分析 ---- 静态工作点 Q （ 图解法、近似计算法 ）
动态分析 ---- 波形、非线性失真、最大不失真幅值或动态工作范围等（ 图解法 ）
主要(交流)性能指标计算 ----
电压增益，输入电阻，输出电阻等
（ 小信号模型分析法 ）
? 适用情况放大电路的分析方法与适用情况
8
4.3.1 图解分析法图解分析法一,静态工作点的近似计算
V
BEQ
≈ 0.7V（硅）,
I
CQ
= β I
BQ
,I
EQ
=(1+β) I
BQ
,
则,
直流通路
b
BEQCC
BQ
R
VV
I
=
cCQCCCEQ
RIVV?=
I
CQ
I
BQ
+
V
CEQ
-
（由于 C
2
的隔直作用,R
L
对 Q点没有影响）
9
练习写出计算下图所示放大电路的静态工作点的各表达式。
10
二,静态工作点的图解分析法
2,由输出回路列出方程 V
CE
=V
CC
－ I
C
R
c
1.由输入回路列方程式 V
BE
=V
CC
－ I
B
R
b
i
B
=f (v
BE
)| v
CE
=常数
i
C
=f (v
CE
)| i
B
=常数输入特性曲线输出特性曲线已知直流负载线
I
BQ
V
BEQ
c
CC
R
V
CC
V
Q
Q
I
CQ
V
CEQ
（ 斜率 = ）
C
R
1
b
CC
R
V
斜率
b
R
1
?一般先近似计算 I
BQ
，再由输出特性曲线求 I
CQ
和 V
CEQ
I
BQ
先求出 I
BQ
,则 I
BQ
对应的输出特性曲线与直流负载线的交点就是 Q
11
? R
b
改变,
电路参数变化对Q点的影响
? R
C
改变,
? V
CC
改变,
V
CE
=V
CC
－ I
C
R
c
b
BECC
B
R
VV
I
=
→ Q点向下移动到 Q
1
直流负载线不变,↓↑→
Bb
IR
直流负载线斜率变大不变,
B
C IR ↑→
→ Q点向左移动到 Q
2
直流负载线向右平移,↑↑→
B
CC IV
→ Q点移动到 Q
3
Q
2
Q
1
Q
3
R
b
增大
R
C
增大 V
CC
增大
12
三,动态工作情况分析
?分析 v
i
有信号输入时输出波形,非线性失真、动态工作范围等交流负载线 i
C
=f(v
CE
)有交流输入信号时动态工作点的移动轨迹 ---
? 交流负载线必过静态工作点 Q
? 交流负载线的斜率由交流 v
ce
和 i
c
的关系式求如何求交流负载线的方程?
?方法一,
?方法二,
通过 v
CE
=V
CEQ
+ v
ce
和 i
C
=I
CQ
+ i
c
求
3
13
求交流负载线的方程交流通路由交流通路得,v
ce
= v
o
= – i
c
R
c
交流负载线斜率为 -1/R
C
交流负载线过 Q点交流负载线方程
v
CE
=V
CEQ
-(i
C
- I
CQ
)R
c
=V
CEQ
+I
CQ
R
c
- i
C
R
c
=V
CC
- i
C
R
c
i
c
i
b
此电路的交流负载线与直流负载线重合例：
+
v
ce
-
（图中电压的 +,– 极性和电流方向为假定的正参考方向）
（设已求得 I
CQ
和 V
CEQ
值）
14
交流负载线与直流负载线不重合的情况交流通路
(其中 R'
L
= R
L
∥ R
c
)
交流负载线方程为,
v
CE
=V
CEQ
－ (i
C
－ I
CQ
) R'
L
=V
CEQ
+ I
CQ
R'
L
－ i
C
R'
L
=V'
CC
－ i
C
R'
L
例：
V'
CC
=V
CEQ
+I
CQ
R'
L
i
c
i
b
+
v
ce
-
直流负载线方程,V
CE
=V
CC
－ I
C
R
c
由交流通路得,v
ce
= – i
c
R'
L
交流负载线 斜率为- 1/R'
L
15
放大电路接入正弦信号的波形分析放大电路接入正弦信号的波形分析交流负载线
v
be
= v
i
输入特性
i
B
输出特性i
C
v
CE
输出电压与输入电压反相
ceCEQCE
cCQC
vVv
iIi
+=
+=
bBQB
iIi +=
I
CQ
V
CEQ
I
BQ
16
共射放大电路中的电流、电压波形放大电路的波形分析放大电路的波形分析输出电压与输入电压反相
cCQC
iIi +=
bBQB
iIi +=
ceCEQCE
vVv +=
17
两种非线性失真
----- 工作点进入非线性区造成的失真截止失真,由于放大电路的工作点达到了三极管的截止区而引起的非线性失真。对于NPN管，输出电压表现为顶部失真。
饱和失真,由于放大电路的工作点达到了三极管的饱和区而引起的非线性失真。对于NPN管，输出电压表现为底部失真。
? 静态工作点设置不当和输入电压幅度过大都可能造成非线性失真；
? PNP管失真时波形情况与NPN管正好相反。
i
C
18
衡量非线性失真的指标非线性失真系数
%100
1
2
2
×=γ
∑
∞
=
o
k
ok
V
V
输入为标准的正弦波信号，测得输出电压信号 v
o
，
将 v
o
分解为其基波分量 v
o1
与各谐波 v
ok
(k=2,…,∞ )分量之和即 v
o
= v
o1
+ v
o2
+,,,+ v
ok
则定义其中,V
o1
,V
ok
为基波分量 v
o1
与各高次谐波分量 v
ok
的有效值
4
19
V'
CC
放大电路的最大不失真输出幅度
V
ce(cut)
= V'
CC
－ V
CEQ
V
ce(sat)
=V
CEQ
－ V
CES
V
ce(sat)
V
ce(cut)
同理,可由图中求得 i
c
的最大不失真幅值。
最大不失真输出幅度,不产生饱和失真及截止失真时的最大输出电压或电流的幅值不饱和失真时的 v
ce
最大输出幅度为：
不截止失真时的 v
ce
最大输出幅度为：
直流负载线交流负载线
v
ce
最大不失真幅值为,
V
cem
=min{V
ce(cut)
,V
ce(sat)
}
20
?当输入信号较大时，为了扩大输出动态范围，宜将 Q点设置在交流负载线中部,使,V
cem
= V
ce(cut)
= V
ce(sat)
最大不失真输出电压的峰-峰值称为输出动态范围放大电路的输出动态范围
V
ce(sat)
V
ce(cut)
?当输入信号较小时，在保证输出不失真和一定电压增益的条件下，可以将 Q点位置设置低一点，以降低功耗。
21
练习
1．某晶体管的输出特性曲线和用该晶体管组成的放大 电路及其直流、交流负载线如下图所示。电源电压 V
CC
= V，
静态电流 I
CQ
= mA，静态电压 V
CEQ
= V,R
c
=,
R
e
=,最大不失真输出电压幅值 V
om
= V，若输入正弦交流信号幅值增大,输出波形首先出现 失真。
12
0
2
3
6
uCE V
60μA
40μA
50μA
30μA
5
1
4
48
=10μAIB
20μA
2610
+VCC
C
2
RL
C1
u i
uo
1.5k?
Rb2
Rb1
Rc
C eR e
Q
iC mA
22
练习
2,如图所示的放大电路,V
CC
＝ 10V,R
b
＝ 232.5kΩ,R
c
＝ 1.5kΩ，
R
L
＝ 0.75kΩ，三极管的输出特性曲线如图所示 。
(1)根据输出特性曲线求三极管的β值,并 用图解法确定 Q点 ;
(2) 若 u
i
幅值增大使输出电压出现失真，将首先出现什么失真？求最大不失真输出幅度。
+Vcc
+
_
+
_
Ui
Uo
Rb
Rc
R
L
0
i
C
/mA
v
CE
/V2
2
4
4
6
6
8
8 10
80uA
60uA
40uA
20uA
