第2 章放大电路基础S2.1放大的概念和放大电路的主要性能指标一、放大的概念放大是对变化量而言的，即放大的对象是变化量；放大的本质是能量的控制和转换：电子电路放大的基本特征是功率放大放大的前提是不失真，即只有在不失真的情况下放大才有意义。二、放大电路的性能指标对信号而言，任何放大电路均可看成二端口网络。放大电路的示意图如图2.1所示。输出电流i.1输入电流R.R.I信号源放大RRI9内阻电路0.00.0信号源输入电压输出电压图2.1放大电路示意图1、放大倍数：衡量放大电路放大能力的指标。U.电压放大倍数A=A,-U.电流放大倍数A,=A=U.电压对电流的放大倍数Ai.电流对电压的放大倍数AU.2、输入电阻R：体现了放大电路对信号源的影响程度
第 2 章 放大电路基础 §2.1 放大的概念和放大电路的主要性能指标 一、放大的概念 放大是对变化量而言的，即放大的对象是变化量； 放大的本质是能量的控制和转换；电子电路放大的基本特征是功率放大； 放大的前提是不失真，即只有在不失真的情况下放大才有意义。 二、放大电路的性能指标 对信号而言，任何放大电路均可看成二端口网络。放大电路的示意图如图 2.1 所示。 图 2.1 放大电路示意图 1、放大倍数：衡量放大电路放大能力的指标。 电压放大倍数 io U U Auu Au 电流放大倍数 ioI I Aii Ai 电压对电流的放大倍数 io I U Aui 电流对电压的放大倍数 i o U I Aiu 2、输入电阻 Ri：体现了放大电路对信号源的影响程度
从放大电路输入端看进去的等效内阻，定义为输入电压有效值与输入电流有效值之比。U，R越大，就越小，u就越接近us。R =I.3、输出电阻R：从输出端看进去的等效输出信号源的内阻，说明放大电路带负载的能力。U.-U.U.α-1)R,R.U.U.RL4、通频带用于衡量放大电路对不同频率信号的适应能力。由于电容、电感及放大管PN结的电容效应，使放大电路在信号频率较低和较高时电压放大倍数数值下降，并产生相移。[411iml0.707|4. 1上限频率下限频率fh-fff0一高频段子一低频段中频段(通频带)图2.2放大电路的频率指标5、最大不失真输出电压Uom当输入电压再增大就会使输出波形产生非线性失真时的输出电压。6、最大输出功率Pom和效率在输出信号不失真的情况下，负载上能够获得的最大功率称为最大输出功率Pom。直流电源能量的利用率称为效率
从放大电路输入端看进去的等效内阻，定义为输入电压有效值与输入电流有效值之 比。 i i i I U R ，Ri越大，Ii就越小，ui就越接近 us。 3、输出电阻 Ro：从输出端看进去的等效输出信号源的内阻，说明放大电路带负载的 能力。 L o 'o L o o 'o o ( 1)R U U R U U U R 4、通频带 用于衡量放大电路对不同频率信号的适应能力。 由于电容、电感及放大管 PN 结的电容效应，使放大电路在信号频率较低和较高时电 压放大倍数数值下降，并产生相移。 图 2.2 放大电路的频率指标 5、最大不失真输出电压 Uom 当输入电压再增大就会使输出波形产生非线性失真时的输出电压。 6、最大输出功率 Pom和效率η 在输出信号不失真的情况下，负载上能够获得的最大功率称为最大输出功率 Pom。 直流电源能量的利用率称为效率η
S2.2放大电路的工作原理本节以NPN型晶体管组成的基本共射放大电路为例，来阐明放大电路的组成原则及电路中各元件的作用。一、电路的组成及各元件的作用RPVBBvRb：使UBE>Uon，且有合适的IB;VcC：使UcEUBE，同时作为负载的能源：Re：将ic转换成△uce(uo）。（1）为保证三极管V工作在放大区，发射结必须正偏：集电结必须反偏。图中Rb，UBB即保证发射结正偏：Re，Ucc保证集电结反偏。（2）图中Rs为信号源内阻；Us为信号源电压：U为放大器输入信号。电容C1为耦合电容，其作用是使交流信号顺利加到放大器输入端，同时隔直流，使信号源与放大器无直流联系。C1一般选用容量大的电解电容，它有极性，使用时它的正极与电路的高电位相连，不能接反。C2的作用与C1相似，使交流信号能顺利传送至负载，同时，使放
§2.2 放大电路的工作原理 本节以 NPN 型晶体管组成的基本共射放大电路为例，来阐明放大电路的组成原则及 电路中各元件的作用。 一、电路的组成及各元件的作用 VBB、Rb：使 UBE＞ Uon，且有合适的 IB； VCC：使 UCE≥UBE，同时作为负载的能源； Rc：将ΔiC转换成ΔuCE(uo) 。 Uo ＋ － － ＋ Ui Us Rs Rb C1 Rc ＋ ＋ UBB V UCC ＋ C2 RL － （1）为保证三极管 V 工作在放大区，发射结必须正偏；集电结必须反偏。图中 Rb， UBB即保证发射结正偏；Rc，UCC保证集电结反偏。 （2）图中 Rs为信号源内阻；Us为信号源电压；Ui为放大器输入信号。电容 C1 为耦 合电容，其作用是使交流信号顺利加到放大器输入端，同时隔直流，使信号源与放大器 无直流联系。C1 一般选用容量大的电解电容, 它有极性，使用时它的正极与电路的高电 位相连，不能接反。C2 的作用与 C1 相似，使交流信号能顺利传送至负载，同时，使放
大器与负载之间无直流联系。共射极放大电路常见画法如下所示：+Uc二、静态工作点iBAicVecIRVBB/R,0IcoIgoIgoUBEVeeLce00VBBUBEQUcro（IBO，UBEo）和（Ico，UcEO）分别对应于三极管输入输出特性曲线上的一个点，称为静态工作点。在近似估算中，常认为UBEo为已知量。对于硅管，取0.7V；对于锗管，取0.2V。只有在整个信号周期内晶体管始终工作在放大状态，输出信号才不会失真，因此需要设置合理的静态工作点。三、放大电路的波形分析对于基本共射放大电路，只有设置合适的静态工作点，使交流信号驶载在直流分量上，以保证晶体管在整个信号周期内始终工作在放大状态，输入电压波形才不会产生非线性失真
大器与负载之间无直流联系。 共射极放大电路常见画法如下所示： 二、静态工作点 （IBQ，UBEQ）和（ICQ，UCEQ）分别对应于三极管输入输出特性曲线上的一个点，称 为静态工作点。 在近似估算中，常认为 UBEQ为已知量。对于硅管，取 0.7V；对于锗管，取 0.2V。 只有在整个信号周期内晶体管始终工作在放大状态，输出信号才不会失真，因此需 要设置合理的静态工作点。 三、放大电路的波形分析 对于基本共射放大电路，只有设置合适的静态工作点，使交流信号驮载在直流分量 上，以保证晶体管在整个信号周期内始终工作在放大状态，输入电压波形才不会产生非 线性失真
(a)'B(i)(b) BQ(lco)0UCEUeFe(c)Cuo(d)uc饱和失真截止失真UcEAVecUeroUcEc底部失真顶部失真四、放大电路的组成原则1、晶体管必须偏置在放大区。即发射结正偏，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；
四、放大电路的组成原则 1、晶体管必须偏置在放大区。即发射结正偏，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、输入信号能通过输入回路作用于放大管：4、输出回路将变化的电流作用于负载。五、两种常见的共射放大电路O+Vcc0+VcoIRR.RpCRhUcEQUBEOuoRRuou1u00O.直接耦合放大电路阻容耦合放大电路
3、输入信号能通过输入回路作用于放大管； 4、输出回路将变化的电流作用于负载。 五、两种常见的共射放大电路 直接耦合放大电路 阻容耦合放大电路
82.3放大电路的分析方法分析放大电路就是在理解放大电路工作原理的基础上求静态工作点和各项动态参数。估算法静态分析图解法等效电路法放大电路分析动态分析图解法计算机仿真一、直流通路和交流通路放大电路中各点的电压或电流都是静态直流上附加了小的交流信号。1、直流通路在直流电源作用下直流电流流经的通路，用于研究静态工作点。对于直流通路，1）电容视为开路；2）电感线圈视为短路（即忽略线圈电阻）；3）信号源视为短路，但应保留其内阻。2、交流通路在输入信号作用下交流信号流经的通路，用于研究动态参数。对于交流通路，1）容量大的电容（如耦合电容）视为短路：2）无内阻的直流电源（如+Vcc）视为短路。例1：
§2.3 放大电路的分析方法 分析放大电路就是在理解放大电路工作原理的基础上求静态工作点和各项动态参 数。 一、直流通路和交流通路 放大电路中各点的电压或电流都是静态直流上附加了小的交流信号。 1、直流通路 在直流电源作用下直流电流流经的通路，用于研究静态工作点。 对于直流通路，1）电容视为开路； 2）电感线圈视为短路（即忽略线圈电阻）； 3）信号源视为短路，但应保留其内阻。 2、交流通路 在输入信号作用下交流信号流经的通路，用于研究动态参数。 对于交流通路，1）容量大的电容（如耦合电容）视为短路； 2）无内阻的直流电源（如+VCC）视为短路。 例 1：
Vc(a)直流通路图(b)交流通路图例2：+VcouY
(a)直流通路图 (b)交流通路图 例 2：
放大电路的分析主要包含两个部分：直流分析，又称为静态分析，用于求出电路的直流工作状态，即基极直流电流IBQ；集电极直流电流IcQ：基极与发射极间直流电压UBEQ：集电极与发射极间直流电压UcEQ。交流分析，又称动态分析，用来求出电压放大倍数、输入电阻和输出电阻三项性能指标。二、放大电路的静态分析0+Vo1、估算法RR首先由基极回路求出静态时基极电流IBQVcc-UBEOI Bo =R,对于硅管，UBEQ=0.6V~0.8V，取0.7V；对于锗管，UBEQ=0.1V~0.3V，取0.2V。根据三极管各极电流关系，可求出静态工作点的集电极电流IcQ：Ico = β Bo再根据集电极输出回路可求出UcEQ:Uceo =Vcc -IcoRo例3：估算上图放大电路的静态工作点。设Vcc=12V，R。=3kQ，Rb=280kQ，β=50。解：根据公式：Vcc-Uceo12-0.7 ~ 0.040mA= 40μAIBoR,280KIco=βI Bo =50×0.04= 2mAUcEo =Vcc-IcoRc=12-2×3=6V2、电路参数对静态工作点的影响
放大电路的分析主要包含两个部分： 直流分析，又称为静态分析， 用于求出电路的直流工作状态, 即基极直流电流 IBQ； 集电极直流电流 ICQ；基极与发射极间直流电压 UBEQ；集电极与发射极间直流电压 UCEQ。 交流分析，又称动态分析，用来求出电压放大倍数、 输入电阻和输出电阻三项性能 指标。 二、放大电路的静态分析 1、估算法 首先由基极回路求出静态时基极电流 IBQ： b CC BE BQ R U I V Q 对于硅管，UBEQ=0.6V~0.8V，取 0.7V；对于锗管，UBEQ=0.1V~0.3V，取 0.2V。 根据三极管各极电流关系，可求出静态工作点的集电极电流 ICQ： CQ BQ I I 再根据集电极输出回路可求出 UCEQ： CEQ CC CQ RC U V I 例 3：估算上图放大电路的静态工作点。设 VCC=12 V，Rc=3kΩ，Rb=280kΩ，β＝50。 解：根据公式： U V I R V I I mA mA A R K V U I CEQ CC CQ C CQ BQ b CC CEQ BQ 12 2 3 6 50 0.04 2 0.040 40 280 12 0.7 2、电路参数对静态工作点的影响
①R对Q点的影响UcE=Vcc-IcRAicRbRlea,QUCEV②R对Q点的影响iCR,>ReQ2IBoRPUCEMR.的变化，仅改变直流负载线的N点，即仅改变直流负载线的斜率：R.减小，N点上升，直流负载线变陡，工作点沿iB=IBQ这一条特性曲线右移；Re增大，N点下降，直流负载线变平坦，工作点沿iB=/Bo这一条特性曲线向左移。③Vcc对0点的影响AicUcc2>UcC-UCE1Vcc的变化不仅影响IBQ，还影响直流负载线，因此，Vcc对Q点的影响较复杂
①Rb对 Q 点的影响 CE CC CRC U V I ②Rc对 Q 点的影响 Rc的变化，仅改变直流负载线的 N 点，即仅改变直流负载线的斜率；Rc减小， N 点 上升，直流负载线变陡，工作点沿 iB=IBQ 这一条特性曲线右移；Rc 增大，N 点下降，直 流负载线变平坦，工作点沿 iB=IBQ这一条特性曲线向左移。 ③VCC对 Q 点的影响 VCC的变化不仅影响 IBQ，还影响直流负载线, 因此, VCC对 Q 点的影响较复杂