第二章基本放大电路 本章讨论的问题:1什么是放大?放大电路放大信号与放大镜放大物体意义相 同吗?放大的特征是什么?2为什么晶体管的输入、输出特性说明它有放大作用?如何将 晶体管接入电路才能起到放大作用?组成放大电路的原则是什么?有几种接法?3如 何评价放大电路的性能?有哪些主要指标?4晶体管三种基本放大电路各有什么特点?如 何根据它们的特点组成派生电路? 5如何根据放大电路的组成原则利用场效应管构成放大电路?它有三种接法吗? 6场效应管放大电路与晶体管放大电路有哪些不同处?在不同的场合下,应如何选用放大电 路? 2.1放大电路的基本概念和放大电路的主要性能指标 2.1.1放大的概念 基本放大电路一般是指由一个三极管组成的三种基本组态放大电路。 放大电路主要用于放大微弱信号,输出电压或电流在幅度上得到了放大,输出信号的 能量得到了加强。 2.输出信号的能量实际上是由直流电源提供的,只是经过三极管的控制,使之转换成信 号能量,提供给负载。放大电路的结构示意图见图。 放大电路 信号源 负载 直流电源 放大概念示意图 2.1.2放大电路的性能指标 (1)放大倍数 输出信号的电压和电流幅度得到了放大,所以输出功率也会有所放大。对放大电路而言 有电压放大倍数、电流放大倍数和功率放大倍数,它们通常都是按正弦量定义的。放大倍数 定义式中各有关量如图所示 2一大电路[[R 负载 放大倍数的定义 电压放大倍数定义为
第二章 基本放大电路 本章讨论的问题：1.什么是放大？放大电路放大信号与放大镜放大物体意义 相 同吗？放大的特征是什么？2.为什么晶体管的输入、输出特性说明它有放大作用？ 如何将 晶体管接入电路才能起到放大作用？组成放大 电路的原则是什么？有几种接法？3.如 何评价放大电路的性能？有哪些主要指标？4.晶体管三种基本放大电路各有什么特点？如 何根据它 们的特点组成派生电路？ 5.如何根据放大电路的组成原则利用场效应管构成放大 电路？它有三种接法吗？ 6.场效应管放大电路与晶体管放大电路有哪些不同处？在不同的场合下，应如何选用放大电 路？ 2.1 放大电路的基本概念和放大电路的主要性能指标 2.1.1 放大的概念 基本放大电路一般是指由一个三极管组成的三种基本组态放大电路。 1. 放大电路主要用于放大微弱信号，输出电压或电流在幅度上得到了放大，输出信号的 能量得到了加强。 2. 输出信号的能量实际上是由直流电源提供的，只是经过三极管的控制，使之转换成信 号能量，提供给负载。放大电路的结构示意图见图。 放大概念示意图 2.1.2 放大电路的性能指标 (1) 放大倍数 输出信号的电压和电流幅度得到了放大，所以输出功率也会有所放大。对放大电路而言 有电压放大倍数、电流放大倍数和功率放大倍数，它们通常都是按正弦量定义的。放大倍数 定义式中各有关量如图所示。 放大倍数的定义 电压放大倍数定义为
A=V。/V (03.01) 电流放大倍数定义为 功率放大倍数定义为 A=P。/P=。l。/h (03.03) (2)输入电阻R 输入电阻是表明放大电路从信号源吸取电流大小的参数,R1大,放大电路从信号源吸取 的电流则小,反之则大。R1的定义见图和式(03.04) R=V:/ DA 放大电路 信号源 输入电阻的定义 (3)输出电阻R 输出电阻是表明放大电路带负载的能力,R。大,表明放大电路带负载的能力差,反之 则强。R。的定义见图和式(0305) R=△H/△l。 (03.05) 图(a)是从输出端加假想电源求R,图(b)是通过放大电路负载特性曲线求Ro 2 放大电路 (a)从输出端求V (b)从负载特性曲线求 输出电阻的定义 根据图0304(b),在带R时,测得V。,。,开路时输出为V。根据式(0305)有 R。=△V。/M。=(0-V)/l。=(-V)R1/l (。/V)-1R1 (03.06) 注意:放大倍数、输入电阻、输出电阻通常都是在正弦信号下的交流参数,只有在放 大电路处于放大状态且输出不失真的条件下才有意义
= / (03.01) . i . o . Av V V 电流放大倍数定义为 = / (03.02) . i . o . A I I i 功率放大倍数定义为 = / / i (03.03) . . i . o . o i o A P P V I V I p = (2) 输入电阻 Ri 输入电阻是表明放大电路从信号源吸取电流大小的参数，Ri 大，放大电路从信号源吸取 的电流则小，反之则大。Ri 的定义见图和式(03.04) = / (03.04) . i . i i R V I 输入电阻的定义 (3) 输出电阻 Ro 输出电阻是表明放大电路带负载的能力，Ro 大，表明放大电路带负载的能力差，反之 则强。Ro 的定义见图和式(03.05)。 = / (03.05) . o . o o R V I 图(a)是从输出端加假想电源求 Ro，图(b)是通过放大电路负载特性曲线求 Ro。 (a) 从输出端求 Vo ' (b) 从负载特性曲线求 输出电阻的定义 根据图 03.04(b)，在带 RL 时，测得 o o V ,I ，开路时输出为 Vo 。根据式（03.05）有 [( / ) 1] (03.06) / ( )/ ( ) / o o L o o o o o o o o L o V V R R V I V V I V V R V = − = = − = − 注意：放大倍数、输入电阻、输出电阻通常都是在正弦信号下的交流参数，只有在放 大电路处于放大状态且输出不失真的条件下才有意义
(4)通频带 放大电路的增益A(f)是频率的函数。在低频段和高频段放大倍数通常都要下降。当A(f) 下降到中频电压放大倍数A0的一=时,即 AG)=)=≈074 相应的频率f称为下限频率,后称为上限频率,如图03.05所示。 0.7A 图03.05通频带的定义 2.2基本共射放大电路的工作原理 221基本共射放大电路的组成及各元件的作用 (1)共射组态基本放大电路 Rc R 图共射组态交流基本放大电路 基本组成如下: 三极管T—一起放大作用。 负载电阻Rc,R—一将变化的集电极电流转换为申压输出 偏置电路cc,R-——使三极管工作在线性区。 耦合电容C1,C2—一输入电容C1保证信号加到发射结,不影响发射结偏置。输出电 容C保证信号输送到负载,不影响集电结偏置 (2)静态和动态 静态—V=0时,放大电路的工作状态,也称直流工作状态
(4) 通频带 放大电路的增益 A(f) 是频率的函数。在低频段和高频段放大倍数通常都要下降。当 A(f) 下降到中频电压放大倍数 A0 的 2 1 时，即 A(fL)=A(fH)= O 0 0.7 2 A A (03.07) 相应的频率 fL 称为下限频率，fH 称为上限频率，如图 03.05 所示。 图 03.05 通频带的定义 2.2 基本共射放大电路的工作原理 2.2.1 基本共射放大电路的组成及各元件的作用 （1）共射组态基本放大电路 图 共射组态交流基本放大电路 基本组成如下： 三 极 管 T——起放大作用。 负载电阻 RC，RL——将变化的集电极电流转换为电压输出。 偏置电路 VCC，Rb——使三极管工作在线性区。 耦合电容 C1，C2——输入电容 C1 保证信号加到发射结，不影响发射结偏置。输出电 容 C2 保证信号输送到负载，不影响集电结偏置。 (2) 静态和动态 静态— vi = 0 时，放大电路的工作状态，也称直流工作状态
动态一v1≠0时,放大电路的工作状态,也称交流工作状态 放大电路建立正确的静态,是保证动态工作的前提。分析放大电路必须要正确地区分静 态和动态,正确地区分直流通路和交流通路。 222设置表态工作点的必要性 223基本放大电路的工作原理及波形分析 放大原理 输入信号通过耦合电容加在三极管的发射结,于是有下列过程: 三极管放大作用 变化的L通过R转 变为变化的电压输出 6iiR→vac 224放大电路的组成原则 2.3放大电路的分析方法 231直流通路和交流通路 放大电路的直流通路和交流通路如图中(a),(b)所示。 直流通路,即能通过直流的通路。从C、B、E向外看,有直流负载电阻、R。、R 交流通路,即能通过交流的电路通路。如从C、B、E向外看,有等效的交流负载申阻 R/RA、Rb。 直流电源和耦合电容对交流相当于短路。因为按迭加原理,交流电流流过直流电源时, 没有压降。设C、C足够大,对信号而言,其上的交流压降近似为零,在交流通路中 可将耦合电容短路 v Rc (a)直流通路 (b)交流通路 基本放大电路的直流通路和交流通路 2.3.2图解法
动态— vi 0 时，放大电路的工作状态，也称交流工作状态。 放大电路建立正确的静态，是保证动态工作的前提。分析放大电路必须要正确地区分静 态和动态，正确地区分直流通路和交流通路。 2.2.2 设置表态工作点的必要性 2.2.3 基本放大电路的工作原理及波形分析 放大原理 输入信号通过耦合电容加在三极管的发射结，于是有下列过程： o 2 c c C ) b ( be b c 1 i v c v i i i i R v c v ⎯ ⎯→ → → β → → ⎯⎯⎯→ 2.2.4 放大电路的组成原则 2.3 放大电路的分析方法 2.3.1 直流通路和交流通路 放大电路的直流通路和交流通路如图中（a），（b）所示。 直流通路，即能通过直流的通路。从 C、B、E 向外看，有直流负载电阻、 Rc 、Rb。 交流通路，即能通过交流的电路通路。如从 C、B、E 向外看，有等效的交流负载电阻、 Rc//RL、 Rb。 直流电源和耦合电容对交流相当于短路。因为按迭加原理，交流电流流过直流电源时， 没有压降。设 C1、 C2 足够大，对信号而言，其上的交流压降近似为零，在交流通路中， 可将耦合电容短路。 (a)直流通路 (b)交流通路 基本放大电路的直流通路和交流通路 2.3.2 图解法 三极管放大作用 变化的 C i 通过 Rc 转 变为变化的电压输出
放大电路的静态分析有计算法和图解分析法两种。 (1)静态工作状态的计算分析法 根据直流通路可对放大电路的静态进行计算 /B VCC-VBE (03.08) Ic=BlB VcE=VcC-IcR (03.10) lB、lc和VcE这些量代表的工作状态称为静态工作点,用Q表示。 在测试基本放大电路时,往往测量三个电极对地的电位B、和Vc即可确定三极管的 工作状态 (2)静态工作状态的图解分析法 放大电路静态工作状态的图解分析如图所示 B/吨 VEERy 图放大电路静态工作状态的图解分析 直流负载线的确定方法 由直流负载列出方程式VcE=Vc-lcR 2.在输出特性曲线X轴及Y轴上确定两个特殊点—c和Ⅴc/R即可画出直流负载 3.在输入回路列方程式VBE=Vc-lBRb 4.在输入特性曲线上,作出输入负载线,两线的交点即是Q 5.得到Q点的参数/B、lQ和vcEo 例:测量三极管三个电极对地电位如图所示,试判断三极管的工作状态。 三极管工作状态判断 例3.2:用数字电压表测得B=4.5V、咋=3.8V、V=8V,试判断三极管的工作状态 电路如图所示
放大电路的静态分析有计算法和图解分析法两种。 （1）静态工作状态的计算分析法 根据直流通路可对放大电路的静态进行计算 b CC BE B = R V V I − (03.08) IC= IB (03.09) VCE=VCC－ICRc (03.10) IB、IC和 VCE 这些量代表的工作状态称为静态工作点，用 Q 表示。 在测试基本放大电路时，往往测量三个电极对地的电位 VB、VE 和 VC即可确定三极管的 工作状态。 （2）静态工作状态的图解分析法 放大电路静态工作状态的图解分析如图所示。 图 放大电路静态工作状态的图解分析 直流负载线的确定方法： 1. 由直流负载列出方程式 VCE=VCC－ICRc 2. 在输出特性曲线 X 轴及 Y 轴上确定两个特殊点⎯⎯VCC和 VCC/Rc,即可画出直流负载 线。 3. 在输入回路列方程式 VBE =VCC－IBRb 4. 在输入特性曲线上，作出输入负载线，两线的交点即是 Q。 5. 得到 Q 点的参数 IBQ、ICQ 和 VCEQ。 例：测量三极管三个电极对地电位如图所示，试判断三极管的工作状态。 三极管工作状态判断 例 3.2：用数字电压表测得 VB =4.5 V 、VE =3.8 V 、VC =8V，试判断三极管的工作状态。 电路如图所示