第2章放大电路基础

第2章 放大电路基础本章要点●

放大电路的基本概念 共射基本放大电路的组成和各元件的作用 直流通路和交流通路、静态分析和动态分析 截止失真和饱和失真 温度对三极管参数的影响 分压式偏置电路分析计算 共集电极电路的特点和用途 共基极电路的特点 场效应管放大电路 多级放大电路的分析计算

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阻容耦合放大电路的频率特性

2.1 放大电路基本概念2.1.1 放大电路概述⒈ 放大电路分类⑴按电路结构分，有分立元件电路和集成电路。 ⑵按信号耦合方式分，有阻容耦合、变压器耦合和 直接耦合等。

⑶按信号频率分，大致可分为低频放大电路(20Hz~ 200kHz)、高频放大电路(200kHz以上)和直流放大电 路(20Hz以下)。 ⑷按信号强弱分，有小信号放大电路和功率放大电 路。

2. 对放大电路的要求

2.1.2 放大电路基本框图

u s Ri ui ii Ri Rs Ri

, u o RL uo io RL Ro RL

2.1.3 放大电路性能指标⒈ 放大倍数⑴ 电压放大倍数：Au = 源电压放大倍数：Aus = ⑵ 电流放大倍数：Ai =uo Uo ui Ui uo uo ui AuRi us ui us Rs Ri io Io ii Ii Po Pi

⑶ 功率放大倍数：Ap =

电压增益 Au(dB) = 20 lg│Au│ 电流增益 Ai(dB) = 20 lg│Ai│ 功率增益 Ap(dB) = 10 lg Ap

⒉ 输入电阻Riui Ui Ri ii Ii研究放大电路输入电阻的主要原因： ① Ri大，取用信号源电流小，对信号源的影响小。 ② 前后级放大器阻抗匹配问题。

⒊ 输出电阻RO u RO │ s = 0, RL = ∞ u i或由图2-1求出：' ' uo UO RO ( 1) RL ( 1) RL uo UO

研究放大电路输出电阻的主要原因： ① Ro的大小表明了放大电路带负载能力的强弱。 Ro越小，带负载能力越强。 ② 阻抗匹配，最大功率传输。

⒋ 其他性能指标通频带BW最大输出功率Pom 效率η 。

2.2 共射基本放大电路2.2.1 电路组成和元件作用1. 电路组成 2. 各元件作用耦合电容C1 、 C2输入耦合电 容C1保证信号 加到发射结， 不影响发射结 偏置。输出耦 合电容C2保证 信号输送到负 载，不影响集 电结偏置。

偏置电路VCC 、RB 提供电源，并使三极管 工作在线性区。

三极管 V 起电流放 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。

注：为了分析的方便，各量的符号规定如下。–– –

直流分量 (符号与下标均为大写字母，如UBE)交流分量 (符号与下标均为小写字母，如ube) 瞬时值 (符号为小写字母，下标均为大写字母，如uBE )

–

交流有效值(符号为大写字母，下标均为小写字母，如Ube )

3. 工作原理(1)未加输入信号(ui = 0), 电路的工作状态为静态，各处的电 压、电流都有固定的静

态值。如 UBE 、IB 、UCE 、IC ,输出电压uo=0。 静态时VCC 分别通过RB 、RC 对C1 、 C2 充电，使C1 、C2两端电压分别为 UBE、UCE。

(2)加输入信号(ui ≠ 0)发射结两端的电压uBE等于ui

与电容C1两端电压UBE之和：

uBE =UBE+ui = UBE+ube若uBE>Uon(这时uBE为单向脉动电压),且ui很小，则

在ui的整个周期内，三极管均工作在输入特性的线性区，iB则随uBE的变化而变化。因此，iB也在静态值的基础上叠加 了交流分量ib,即：

iB = I B + ib

(3)由于三极管的放大作用，则:

iC = βiB= βIB +βib = IC + ic

该式说明，集电极电流 iC也在静 态值IC得基础上叠加了交流分量ic。 (4)由图2-3可以看出：

uCE = VCC - iCRC= (VCC – ICRC) - icRC = UCE + uce 式中uce= uo = -icRC。该式也表明，uCE也在静态值UCE基 础上叠加了分量uce。

图2-4 放大电路实现信号放大的工作过程

结论： ①放大电路处于交、直流并存状态， 电路中任何一处的电流、电压都是由直流量和交 流量叠加而成的，交流量的大小和方向(或极性) 在不断变化，但由于直流量的存在，总的瞬时值 都是单向脉动信号(只有大小的变化，而无方向 或极性的变化)。所以对于放大电路的分析，包 括静态分析和动态分析，静态分析求静态值，动 态分析求交流量。②放大电路必须使输出信号不 产生明显的非线性失真，则要求电路有一个合适 的静态工作点(即静态值)以保证三极管在交流 量变化的整个周期内工作在线性区域。

2.2.2 直流通路和交流通路⒈ 直流通路方法：电容开路，电路的剩余部分。

静态分析：① 静态基极电流： IBQ

VCC UBEQ VCC = RB RB

② 静态集电极电流： ICQ = βIBQ+ICEO≈βIBQ ③ 静态集射电压： UCEQ = VCC-ICQRC

例: p.80. 习题 2.35 a) 2.36 c)

⒉ 交流通路方法：电容短路，直流电源接地。

设 ui=√2Ui sinωt,则：ui ib rbe 2U i sin t 2 I b sin t rbe

uce uo ic R'L

ic ib 2 I b sin t 2 I c sin t