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6 放大电路分析基础一、放大的概念放大电路输入信号输出信号信号源 负载直流电源输入、输出信号表现为电压或电流，因此，放大电路具有两个端口。

+

_ui

ii

+

_uo

io

信号功率增大信号功率小二、放大电路的主要性能指标

1,放大倍数 o

u

i

uA

u?

o

i

i

iA

i?

电压放大倍数 电流放大倍数

2,输入电阻

3,输出电阻接负载后的放大电路在输入端口体现的等效电阻，

它反映放大电路对信号源的负载影响程度，输入电阻越大，放大电路对信号源影响越小接信号源的放大电路在输出端口体现的戴维南等效电阻，它反映放大电路的带负载能力，输出电阻越小，放大电路带负载能力越强。

4,频率响应 反映放大电路放大能力随信号频率变化的特性

5、最大 输出范围 与非线性 失真

6.1.1 放大电路的组成原理

1、放大器件 2、偏置电路：使放大器件工作在放大状态

3、输入耦合电路：使信号源的信号顺利进入放大电路。

4、输出耦合电路：使放大后的信号有效加载到负载。

R

s

C

1

R

b

R

c

R

L

C

2

U

C C

单电源共发射极放大电路

+UCC

RB RC

C1

信号源

RS

uS

RL 负载

C2

O t

i

B

O t

i

C

O t

v

CE

O

t

v

o

O

t

v

i

V

BB

V

CC

v

B E

v

i

+

–

c

e

+ b

–

i

E

R

L

v

B E

+

–

i

B

i

C

R

b

300k

12V

12V

4k?

C

b1

+

A

O

T

C

b2

+

O

B

v

o

+

–

静态,输入信号为零( Ui= 0 或 Ui= 0)时，放大电路的工作状态，也称 直流工作状态 。

放大电路的工作原理

O t

i

B

O t

i

C

O t

v

CE

O

t

v

o

O

t

v

i

V

BB

V

CC

v

B E

v

i

+

–

c

e

+ b

–

i

E

R

L

v

B E

+

–

i

B

i

C

R

b

300k

12V

12V

4k?

C

b1

+

A

O

T

C

b2

+

O

B

v

o

+

–

动态,输入信号不为零时，放大电路的工作状态，也称 交流工作状态 。

EWB

6.1.2 直流通路和交流通路直流通路,输入信号 Ui为零

R

s

U

i

C

1

R

c

R

L

C

2

R

b

U

C C

R

s

R

c

R

L

R

b

U

C C

Ui为零 → 短路直流，电容 → 开路

R

c

R

b

U

C C

直流通路作用：静态分析基极直流电流 IB；集电极直流电流 IC；集电极与射极间直流电压 UCE。

交流通路交流分量 ≠0，直流电源 UCC＝ 0。

R

s

U

i

C

1

R

c

R

L

C

2

R

b

U

C C

R

s

R

c

R

L

R

b

U

i

R

s

U

i

R

c

R

L

R

b

UCC为零 → 短路交流，电容 → 短路交流通路：动态分析求电压放大倍数 Au

输入电阻 Ri

输出电阻 Ro等。

6.2 共发射极放大电路的静态分析

6.2.1 解析法确定静态工作点

R

s

U

i

C

1

R

c

R

L

C

2

R

b

U

C C

直流通路 → 确定静态工作点

R

c

R

b

U

C C

CC B E

BQ

b

UUI

R

ICQ=βIBQ UCEQ=UCC-ICRc

例 1 估算图 6.2放大电路的静态工作点。设 UCC=12V，

Rc=3kΩ,Rb=280kΩ,β=50。

3

1 2 0,7

0,0 4 0 3 0

2 8 0 1 0

5 0 0,0 4 2

1 2 2 3 6

C C B E Q

BQ

B

C Q B Q

C E Q C C C Q C

UU

I m A A

R

I I m A

I U I R V

R

c

R

b

U

C C

6.2.2 图解法确定静态工作点输出特性曲线 → 确定静态工作点R

c

R

b

U

C C

UCE=UCC-ICRC CCBQ

b

UI

R?

例 2 如图 6.5(a)电路，已知 Rb=280kΩ,Rc=3kΩ，

UCC=12V，三极管的输出特性曲线如图 6.5(b)，试用图解法确定静态工作点。

0 1 2

12

04

3

C E C C C c

C C E C C

CC

C E C

c

u U i R

i u U V

U

u i m A

R

3

1 2 0,7 0,0 4 4 0

2 8 0 1 0C C BEBQ b

UUI m A A

R?

Q

6.2.3 电路参数对静态工作点的影响

R

s

U

i

C

1

R

c

R

L

C

2

R

b

U

C C

R

c

R

b

U

C C

Rb对 Q点的影响

CC B E

BQ

b

UUI

R

Q

(Rc和 UCC固定 )

R

s

U

i

C

1

R

c

R

L

C

2

R

b

U

C C

R

c

R

b

U

C C

Q

Rc变化对 Q点的影响 (Rb和 UCC固定 )

CC B E

BQ

b

UUI

R

固定

ICQ=βIBQ 固定

UCEQ=UCC-ICRc

UCC

0 CCC E C

c

UUi

R

R

s

U

i

C

1

R

c

R

L

C

2

R

b

U

C C

R

c

R

b

U

C C

UCC变化对 Q点的影响 (Rb和 Rc固定 )

CC B E

BQ

b

UUI

R

UCEQ=UCC-ICRc

ICQ=βIBQ

Q

Q

Q

6.3 共发射极放大电路的动态分析一,图解法分析动态特性利用 BJT的输入、输出特性曲线，直流、交流负载线，

根据输入信号的波形，分别画出 uBE,iB,iC,uCE的波形

，

求解相关参数。

R

s

R

c

R

L

R

b

U

i

R

c

R

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U

C C

C E C C C CU U I R

'ce c Lu i R

' //L C LR R R?

注：经过 Q点

'

'

''

()

CE CE Q c e CE Q c L

CE Q C CQ L

C L CE Q CQ L

u U u U i R

U i I R

i R U I R

图解法分析 BJT放大电路的步骤：

1.作直流负载线－确定 Q点(静态工作点)；

2.作交流负载线；

3.根据输入 ui波形画出 iB；

Q

Q`

Q``IBQ

VBEQ

vBE/V

iB/uA

t

t

vBE/V

iB/uA

20

40

60

iBQ

Q

Q`

Q ``

I

CQ

V

C E Q

v

CE

/V

i

C

/ mA

v

CE

/V

i

C

/ mA

t

t

交流负载线

20 uA

40 uA

60 uA

4.根据输入 iB波形画出 iC；

5.根据输入 iC波形画出 uCE及 uce。

例 3 作出图 6.4(a)的交流负载线。已知特性曲线如图 6.4(b)所示,UCC=12V,Rc=3kΩ,RL=3kΩ,Rb=280kΩ。

交流负载线

CE Q CC CQ CU U I R

R

s

R

c

R

L

R

b

U

i

R

c

R

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U

C C

'ce c Lu i R

'

'

''

()

CE CE Q c e CE Q c L

CE Q C CQ L

C L CE Q CQ L

u U u U i R

U i I R

i R U I R

Q

Q`

Q``IBQ

VBEQ

vBE/V

iB/uA

t

t

vBE/V

iB/uA

20

40

60

B E B E Q iu U u

3

0.7 12 0.7 40

280 10

CCBQ

b

UIA

R?

s i n

s i n

B E B E Q b e B E Q b e m

B B Q b B Q b m

U U u U U t

i I i I I t

Q

Q`

Q ``

I

CQ

V

C E Q

v

CE

/V

i

C

/ mA

v

CE

/V

i

C

/ mA

t

t

交流负载线

20 uA

40 uA

60 uA

CBii

'

sin

sin

C CQ c CQ c m

CE CEQ c e CEQ c L CEQ c e m

i I i I I t

u U u U i R U U t

6.3.2 放大电路的非线性失真图解法可以在特性曲线上清楚地观察到波形的失真情况。

1,由三极管特性曲线非线性引起的失真原因：输入特性的起始弯曲部分，输出特性间距不匀。

2,工作点不合适引起的失真工作点设置过低

R

s

U

i

C

1

R

c

R

L

C

2

R

b

U

C C

截止失真工作点设置过高 饱和失真最大不失真输出电压交流负载线图解法分析动态，可直观地反映输入电流与输出电流、

电压的波形关系。主要用来分析信号的非线性失真和大信号工作状态对电压放大倍数计算十分麻烦，输入电阻、输出电阻的计算无能为力。

1,放大倍数 2,输入电阻 3,输出电阻 4,频率响应

5、最大 输出范围 与非线性 失真以上讨论均为 NPN型三极管，如果换成 PNP三极管，电路以及信号有何变化？

R

s

U

i

C

1

R

c

R

L

C

2

R

b

U

C C

R

s

U

i

C

1

R

c

R

L

C

2

R

b

- U

C C

6.3.3 简化微变等效电路分析法

R

s

U

i

C

1

R

c

R

L

C

2

R

b

U

C C

R

s

R

c

R

L

R

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U

i

R

c

R

b

U

C C

微变等效电路？

BJT元件用一个线性电路来等效输入回路相对应的是 BJT的输入特性曲线输出回路相对应的是

BJT的输出特性曲线

BE

be

B

Ur

I

26300 ( 1 )

be

E

mVr

I m A?

i

b

r

b e

i

c

β i

b

B C

E

i

b

r

b e

i

c

β i

b

B C

E

cbii

2.BJT电路分析法(近似估算法)

1) 画简化微变等效电路

2) 求电压放大倍数

3) 求输入电阻和输出电阻

R

s

U

i

C

1

R

c

R

L

C

2

R

b

U

C C

R

s

R

c

R

L

R

b

U

i

i

b

r

b e

i

c

β i

b

B C

E

画微变等效电路的步骤

i

b

r

b e

i

c

β i

b

B C

E

R

s

R

b

U

i

R

c

R

L

i

b

r

b e

i

c

β i

b

B C

E

R

b

R

c

R

L

2) 求电压放大倍数

+

ui

－

+

uo

－

输入回路：

i b b eu i r

输出回路：

''( / / )

o c C L c L b Lu i R R i R i R

uA

' '

o b L L

u

i b b e b e

u i R R

A

u i r r

空载( RL＝ ∞)放大倍数？

3) 求输入电阻和输出电阻

i

b

r

b e

i

c

β i

b

B C

E

R

b

R

c

R

L

+

ui

－

+

uo

－

(1)输入电阻 ri

i

11

1

11

()

//

ii

i

b be b be

i b be

i b be

b be

b be

uu

iu

R r R r

u R r

r R r

i R r

Rr

i

b

r

b e

i

c

β i

b

B C

E

R

s

R

b

U

i

R

c

(2)输出电阻 ro

+

uo

－

ro

i

注：独立源调零。

ib＝ 0

i1

1 1 1

1

1

cb

oc

oc

oc

i i i i i i

u i R

u i R

rR

ii