《模拟电子技术》教案 第二章基本放大电路 本章教学目标： 1、了解基本放大电路主要性能指标 2、理解基本放大电路工作原理 3、掌握基本放大电的分析方法 4、掌握基本放大电静态工作点的计算及用简化小信号模型电路分析电压放 大倍数、输入电阻、输出电阻 5、了解基本放大电路三种基本接法 6、了解多级放大电路的耦合方式 7、掌握多级放大电路的动态分析 教学重点 1、基本放大电路工作原理 2、放大电静态工作点的计算 3、直接耦合放大电路 教学难点 1、放大电的几种子分析方法 2、多级放大电路的动态分析 S2.1放大电路的主要性能指标 一、放大电路的分类 放大电路的本质：能量转换，放大过程是将直流电源所提供的直流功率中的 一部分转换成交流功率输出给负载的过程。 电源提供直流功率=电路的功率消耗十交流功率输出。 二、放大电路的主要技术指标 放大电路的技术指标用来定量描述放大电路的有关技术性能。 1.放大倍数 放大倍数描述电路对输入信号的放大能力。 电压放大倍数：输出电压与输入电压的变化量之比，表示将输入信号电压放 大的倍数。 Av-U
《模拟电子技术》教案 1 第二章 基本放大电路 本章教学目标： 1、了解基本放大电路主要性能指标 2、理解基本放大电路工作原理 3、掌握基本放大电的分析方法 4、掌握基本放大电静态工作点的计算及用简化小信号模型电路分析电压放 大倍数、输入电阻、输出电阻 5、了解基本放大电路三种基本接法 6、了解多级放大电路的耦合方式 7、掌握多级放大电路的动态分析 教学重点 1、基本放大电路工作原理 2、放大电静态工作点的计算 3、直接耦合放大电路 教学难点 1、放大电的几种子分析方法 2、多级放大电路的动态分析 §2.1 放大电路的主要性能指标 一、放大电路的分类 放大电路的本质：能量转换，放大过程是将直流电源所提供的直流功率中的 一部分转换成交流功率输出给负载的过程。 电源提供直流功率＝电路的功率消耗＋交流功率输出。 二、放大电路的主要技术指标 放大电路的技术指标用来定量描述放大电路的有关技术性能。 1．放大倍数 放大倍数描述电路对输入信号的放大能力。 电压放大倍数：输出电压与输入电压的变化量之比，表示将输入信号电压放 大的倍数
电路与模拟电子技术教案 前提：信号基本不失真。在没有明显失真的情况下讨论放大倍数才有意义。 这一点也适用于其它各项指标。 在工程上还有另外一种表示放大倍数的方法，即 Au(dB)=201gA 电压增益，单位是分贝。 电流放大倍数：输出电流与输入电流的变化量之比，即 互阻放大倍数：输出电压与输入电流变化量之比，即 号 互导放大倍数：输出电流与输入电压变化量之比，即 A6=1 。 2.输入电阻 从放大电路输入端看进去的等效电阻。见图2-1-5中的Ri。定义： Ri= 输入电阻反映放大电路从信号源索取电流的大小。R愈大，内阻Rs上的电 压损耗就愈小，放大电路输入端得到的U就愈大。 电压源、电流源性质的信号源对输入电阻的要求一一减小信号在R§上的衰 减。 3.输出电阻 输出电阻Ro反映电路驱动负载的能力，是从放大电路输出端看进去的等效 电阻。 R0愈小，负载阻值变化对输出电压造成的影响愈小，当R0=0时，放大电路 的输出端变成一个理想受控电压源，电路的带负载能力最强。一一放大电路的输 出电阻愈小愈好
电路与模拟电子技术教案 2 前提：信号基本不失真。在没有明显失真的情况下讨论放大倍数才有意义。 这一点也适用于其它各项指标。 在工程上还有另外一种表示放大倍数的方法，即 电压增益，单位是分贝。 电流放大倍数：输出电流与输入电流的变化量之比，即 互阻放大倍数：输出电压与输入电流变化量之比，即 互导放大倍数：输出电流与输入电压变化量之比，即 2．输入电阻 从放大电路输入端看进去的等效电阻。见图 2-1-5 中的 Ri。定义： 输入电阻反映放大电路从信号源索取电流的大小。Ri 愈大，内阻 RS 上的电 压损耗就愈小，放大电路输入端得到的 Ui 就愈大。 电压源、电流源性质的信号源对输入电阻的要求――减小信号在 RS 上的衰 减。 3．输出电阻 输出电阻 Ro 反映电路驱动负载的能力，是从放大电路输出端看进去的等效 电阻。 Ro 愈小，负载阻值变化对输出电压造成的影响愈小，当 Ro=0 时，放大电路 的输出端变成一个理想受控电压源，电路的带负载能力最强。――放大电路的输 出电阻愈小愈好
《模拟电子技术》教案 Ro的计算：定义是当Us=0(但保留信号源内阻Rs),输出端负载开路（负 载电阻R,不是电路的内部元件，应去掉)时，在电路输出端外加一个交流电压 U,计算或测量相应的电流I,两者之比即为输出电阻Ro,即 R。= 实际测试输出电阻 具体方法是在放大电路输入端加上一个固定的正弦输入电压U,在输出端测 量在负载开路时的空载输出电压Uo'和接入负载RL时的输出电压Uo,根据图 2-1-5的输出回路可列出 U。-0R红 o Rs 10 放 X 电路门Ro + ①Dis RL 图2-1-5放大电路的方框图 4.通频带 原因：实际电路中存在电抗性元件，如耦合电容、极间电容、导线之间的分 布电容和分布电感等。 影响：导致电路对不同频率的信号有不同的放大倍数和相移。 上限转折频率fm和下限转折频率f 放大倍数在高频和低频段分别下降至比中频段电压增益低3分贝处对应的频 率。 通频带BW BW=fH-fL 通频带反映了放大电路对不同频率信号的放大能力。 直接耦合放大电路的频率特性一一从中频段的平坦部分一直延伸到直流。 放大电路的技术指标除了上面介绍的以外，针对不同用途的电路，还会有一 些其它指标，例如最大输出幅度、非线性失真系数、信噪比、最大输出功率等
《模拟电子技术》教案 3 Ro 的计算：定义是当 Us＝0（但保留信号源内阻 Rs），输出端负载开路（负 载电阻 RL 不是电路的内部元件，应去掉）时，在电路输出端外加一个交流电压 U，计算或测量相应的电流 I，两者之比即为输出电阻 Ro，即 实际测试输出电阻 具体方法是在放大电路输入端加上一个固定的正弦输入电压 Ui，在输出端测 量在负载开路时的空载输出电压 Uo’和接入负载 RL 时的输出电压 Uo，根据图 2-1-5 的输出回路可列出 4．通频带 原因：实际电路中存在电抗性元件，如耦合电容、极间电容、导线之间的分 布电容和分布电感等。 影响：导致电路对不同频率的信号有不同的放大倍数和相移。 上限转折频率 fH 和下限转折频率 fL 放大倍数在高频和低频段分别下降至比中频段电压增益低 3 分贝处对应的频 率。 通频带 BW BW＝fH－fL 通频带反映了放大电路对不同频率信号的放大能力。 直接耦合放大电路的频率特性――从中频段的平坦部分一直延伸到直流。 放大电路的技术指标除了上面介绍的以外，针对不同用途的电路，还会有一 些其它指标，例如最大输出幅度、非线性失真系数、信噪比、最大输出功率等
电路与模拟电子技术教案 §2.2共发射极放大电路 一、电路的说明 +Va (a)双电源供电 (b)单电源供电 图2.2.1单管共发射极放大电路 图2.2.2单电源供电放大器的习惯画法 (一)电路的组成和电路图的画法 1.电路组成 单管共发射极放大电路如图2.2.1所示。 2.元件作用 GB一基极电源。通过偏置电阻R,保证发射结正偏。 Gc一集电极电源。通过集电极电阻Rc,保证集电结反偏。 R。一偏置电阻。保证由基极电源GB向基极提供一个合适的基极电流。 Rc一集电极电阻。将三极管集电极电流的变化转换为集电极电压的变化。 C、C2一耦合电容。防止信号源以及负载对放大器直流状态的影响：同时 保证交流信号顺利地传输。即“隔直通交”。 实际电路通常采用单电源供电，如图2.2.1(b)所示。习惯画法如图2.2.1。为 了保证发射结正偏，集电结反偏，必须保证R取得比BR大。 +名 图2.2.3C1、C2非电解电容器的画法 二、单级共发射结放大电路的工作原理 1、静态和动态
电路与模拟电子技术教案 4 §2.2 共发射极放大电路 一、电路的说明 图 2.2.1 单管共发射极放大电路 图 2.2.2 单电源供电放大器的习惯画法 （一）电路的组成和电路图的画法 1．电路组成 单管共发射极放大电路如图 2.2.1 所示。 2．元件作用 GB——基极电源。通过偏置电阻 Rb，保证发射结正偏。 GC——集电极电源。通过集电极电阻 RC，保证集电结反偏。 Rb——偏置电阻。保证由基极电源 GB向基极提供一个合适的基极电流。 RC——集电极电阻。将三极管集电极电流的变化转换为集电极电压的变化。 C1、C2——耦合电容。防止信号源以及负载对放大器直流状态的影响；同时 保证交流信号顺利地传输。即“隔直通交”。 实际电路通常采用单电源供电，如图 2.2.1 (b)所示。习惯画法如图 2.2.1。为 了保证发射结正偏，集电结反偏，必须保证 RB 取得比 RC 大。 图 2.2.3 C1、C2 非电解电容器的画法 二、单级共发射结放大电路的工作原理 1、静态和动态
《模拟电子技术》教案 静态：ui=O时，三极管中的电流均为直流电流IB、Ic、IE(ig、ic、E中的交 流电流为零，VBB只有直流电流)，电压uBE、uCE亦然。 动态：ui≠O,经C1耦合，使得uBE在直流电压UE的基础上发生变化，这 种发射结正偏电压的变化，必然会改变从发射区注入基区载流子的数量，从而引 起基极电流iB和集电极电流ic的变化。即iB、ic、iE中出现交流电流成份ib、ie、 2.、工作原理 ui→ube→ib→ie=Bib→uRe=icXRc-→uo 说明：集电极对地电压uCE=Vcc一icXRc,当ic的瞬时值增大时，ucE将减 小，故ucE的变化规律与ic正好相反。 因为ic的变化量比B大B倍，集电极电阻Rc在保证三极管集电结反偏的条 件下可以较大阻值，所以有条件使输出电压幅度大于输入电压，从而达到放大的 目的。 3、放大电路组成三原则 1)直流电源的极性应保证三极管的发射结正偏，集电结反偏。使三极管处于 放大状态。为达到此目的，电路中的Rb、Rc和三极管的特性曲线等参数之间还 应有适当的配合。 2)输入回路各元件的接法应保证输入信号能顺利地传送到三极管的基极一发 射极之间，使基极电流产生变化。 3)输出回路各元件的接法应能使集电极电流变化量能转换为集电极电压的变 化，并传送到输出端负载上。 这三原则的第一条是要解决三极管工作状态问题，第二第三条则是要解决“能输 入”和“能输出”的问题。只要符合这三条，即使电路形式有所变化，仍然能够 实现放大作用。 4、电路改进与画法 电路输出端增加了负载电阻R,通常它代表后级电路对前级电路的影响。接入 的后级电路要从前级电路输出端索取信号电压、电流，这就相当于是前级的负载。 5
《模拟电子技术》教案 5 静态：ui＝0 时，三极管中的电流均为直流电流 IB、IC、IE（iB、iC、iE 中的交 流电流为零，VBB 只有直流电流），电压 uBE、uCE 亦然。 动态：ui≠0，经 C1 耦合，使得 uBE 在直流电压 UBE 的基础上发生变化，这 种发射结正偏电压的变化，必然会改变从发射区注入基区载流子的数量，从而引 起基极电流 iB和集电极电流 iC 的变化。即 iB、iC、iE 中出现交流电流成份 ib、ic、 ie。 2.、工作原理 ui→ube→ib→ic=βib→uRc＝ic×Rc→uo 说明：集电极对地电压 uCE＝VCC－iC×RC，当 iC 的瞬时值增大时，uCE 将减 小，故 uCE 的变化规律与 iC正好相反。 因为 iC 的变化量比 iB 大β倍，集电极电阻 RC在保证三极管集电结反偏的条 件下可以较大阻值，所以有条件使输出电压幅度大于输入电压，从而达到放大的 目的。 3、放大电路组成三原则 1） 直流电源的极性应保证三极管的发射结正偏，集电结反偏。使三极管处于 放大状态。为达到此目的，电路中的 Rb、RC 和三极管的特性曲线等参数之间还 应有适当的配合。 2） 输入回路各元件的接法应保证输入信号能顺利地传送到三极管的基极－发 射极之间，使基极电流产生变化。 3） 输出回路各元件的接法应能使集电极电流变化量能转换为集电极电压的变 化，并传送到输出端负载上。 这三原则的第一条是要解决三极管工作状态问题，第二第三条则是要解决“能输 入”和“能输出”的问题。只要符合这三条，即使电路形式有所变化，仍然能够 实现放大作用。 4、电路改进与画法 电路输出端增加了负载电阻 RL，通常它代表后级电路对前级电路的影响。接入 的后级电路要从前级电路输出端索取信号电压、电流，这就相当于是前级的负载