第2章46---单级交流放大电路课件

电容开路，画出直流通道电容开路，画出直流通道前面课内容回顾前面课内容回顾RB+UCCRC用估算法求静态工作点用估算法求静态工作点Ic=IBIE=Ic+IB=（+1）IB IC 电容开路，画出直流通道前面课内容回顾RB+UCCRC用估算法前面课内容回顾前面课内容回顾电容短路电容短路,直流电源短路，画出交流通道直流电源短路，画出交流通道RBRCRLuiuo前面课内容回顾电容短路,直流电源短路，画出交流通道RBRCR前面课内容回顾前面课内容回顾用晶体管的微变等效电路代替晶体管，画出该用晶体管的微变等效电路代替晶体管，画出该电路的微变等效电路，并计算电压放大倍数、电路的微变等效电路，并计算电压放大倍数、输入电阻、输出电阻输入电阻、输出电阻rbe ibibiiicuiuoRBRCRLri=RB/rbero=RCRL=RC/RL若没接若没接RL，称，称为空载，那么为空载，那么 RL=RC前面课内容回顾用晶体管的微变等效电路代替晶体管，画出该电路的为了保证放大电路的稳定工作，必须有合为了保证放大电路的稳定工作，必须有合适的、稳定的静态工作点。但是，温度的变适的、稳定的静态工作点。但是，温度的变化严重影响静态工作点的稳定。化严重影响静态工作点的稳定。前面电路（固定偏置电路）的优点：电路前面电路（固定偏置电路）的优点：电路结构简单，调试方便，适当选择电路参数可结构简单，调试方便，适当选择电路参数可保证保证Q点处于合适位置。缺点：点处于合适位置。缺点：Q点不稳定。点不稳定。使使Q点不稳定的因数有：电源电压波动，点不稳定的因数有：电源电压波动，电路参数变化，管子老化等，但主要是由于电路参数变化，管子老化等，但主要是由于BJT是一种对温度比较敏感的元件，几乎所是一种对温度比较敏感的元件，几乎所有参数都与温度有关，有参数都与温度有关，BJT参数随温度变化参数随温度变化引起引起Q点的变化。点的变化。2.4 静态工作点的稳定静态工作点的稳定为了保证放大电路的稳定工作，必须有合适的、稳定的静态工作点。2.4.1 温度对静态工作点的影响温度对静态工作点的影响温度对静态工作点的影响温度对静态工作点的影响温度升高UBE减小ICBO增大增大IC增大温度对静态工作点的影响主要体现在三方面温度对静态工作点的影响主要体现在三方面2.4.1 温度对静态工作点的影响温度升高UBE减小I温度对温度对UBE的影响的影响iBuBE25 C50CTUBEIBIC温度对UBE的影响iBuBE25 C50CTUBEIBI温度对温度对 值及值及ICBO的影响的影响T、ICBOICiCuCEQQ总的效果是：总的效果是：温度上升时，温度上升时，输出特性曲输出特性曲线上移，造线上移，造成成Q点上移。点上移。温度对值及ICBO的影响T、ICBOICiCuCEQQ总之：总之：TIC常采用常采用分压式偏置电路（射极偏置电路）分压式偏置电路（射极偏置电路）来来稳定静态工作点。电路见下页。稳定静态工作点。电路见下页。为此，需要改进偏置电路，当温度升高时为此，需要改进偏置电路，当温度升高时,能够自动减少能够自动减少IB，IB IC ，从而抑制从而抑制Q点点的变化。保持的变化。保持Q点基本稳定。点基本稳定。总之：TIC常采用分压式偏置电路（射极偏置电路）来稳定静态工I1I2IBUBE=UB-UE =UB-IE REI2=（510）IBI1=I2+IB I2RB1+UCCRCC1C2RB2CERERLuiuoBECIE=IC+IB IC分压式偏置电路RE射极直流负反馈电阻CE 交流旁路电容ICIE2.4.2 2.4.2 静态工作点稳定的放大电路静态工作点稳定的放大电路静态工作点稳定的放大电路静态工作点稳定的放大电路 静态工作点得到稳定静态工作点得到稳定I1I2IBUBE=UB-UEI2=（510）IBRB1+RB1+UCCRCC1C2RB2CERERLuiuoI1I2IB静态工作点稳定过程静态工作点稳定过程TUBEICICIEUEUBUBE=UB-UE =UB-IE REUB被认为较稳定被认为较稳定ICIEIB由输入特性曲线由输入特性曲线本电路稳压的本电路稳压的过程实际是由过程实际是由于加了于加了RE形成形成了了负反馈负反馈过程过程ECBRB1+UCCRCC1C2RB2CERERLuiuoI1I2分压式偏置电路的静态分析分压式偏置电路的静态分析UBIB=IC/UCE=UCC-ICRC-IEREIC IE=UE/RE =（UB-UBE）/RE UBE 0.7V+UCCRB1RCRB2REICIEIBUCE电容开路电容开路,画出直流通道画出直流通道分压式偏置电路的静态分析UBIB=IC/UCE=UCCRB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuo电容短路电容短路,直流电源短路，直流电源短路，画出交流通道画出交流通道分压式偏置电路的动态分析分压式偏置电路的动态分析BECRB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuo电容短路,交流通道交流通道RB1RCRB2RLuiuoBECibiciii2i1微变等效电路微变等效电路rbeRCRLRB1RB2BECI1I2交流通道RB1RCRB2RLuiuoBECibiciii2i微变等效电路及电压放大倍数、输入电阻、微变等效电路及电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的计算输出电阻的计算ri=RB1/RB2/rbero=RCrbeRCRLRB1RB2BECI1I2RL=RC/RL微变等效电路及电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的计算ri=例：上述静态工作点稳定的放大器，各参数如下例：上述静态工作点稳定的放大器，各参数如下：RB1=100k，RB2=33k，RE=2.5k，RC=5k，RL=5k，=60，Ucc=15V。求：（求：（1）估算静态工作点；）估算静态工作点；（2）空载电压放大倍数、带载电压放大倍）空载电压放大倍数、带载电压放大倍 数、输入电阻、输出电阻；数、输入电阻、输出电阻；（3）若信号源有）若信号源有RS=1 k 的内阻，带载源电的内阻，带载源电 压放大倍数将变为多少？压放大倍数将变为多少？例：上述静态工作点稳定的放大器，各参数如下：RB1=100k RB2=33k RE=2.5k RC=5k RL=5k =60UCC=15V解：解：(1)估算静态工作点估算静态工作点UB=（33 15）/（100+33）=3.7VIC IE=UE/RE =(UB-UBE)/RE =(3.7-0.7)/2.5 =1.2mAIB=IC/=1.2/60=0.02mA=20 AUCE=UCC-ICRC-IERE=12-1.2 (5+2.5)=6VRB1=100k解：(1)估算静态工作点UB=（3315RB1=100k RB2=33k RE=2.5k RC=5k RL=5k =60UCC=15V解：解：(2)空载电压放大倍数、带载电压空载电压放大倍数、带载电压 放大倍数、输入电阻、输出电阻放大倍数、输入电阻、输出电阻=300+61 (26/1.2)=1622 =1.62 k ri=RB1/RB2/rbe=100/33/1.62=1.52 k ro=RC=5k Au空空=-RC/rbe=-60 5/1.62=-186 Au载载=-RL/rbe=-60 (5/5)/1.62=-93RB1=100k解：(2)空载电压放大倍数、带载电压=30RB1=100k RB2=33k RE=2.5k RC=5k RL=5k =60UCC=15V解：解：(3)信号源有信号源有RS=1 k 的内阻时，带载源电压放大倍数为的内阻时，带载源电压放大倍数为Aus载载rbeRCRLRB1RB2BECI1I2RSUSRSUSriBECRLri=RB1/RB2/rbeRL=RC/RLRB1=100k解：(3)信号源有RS=1 k 的内阻时RSUSri=RB1/RB2/rbeBECRLriUi=Usriri+RS信号源内阻为信号源内阻为0时的电压放大倍数：时的电压放大倍数：Au载载=UoUi信号源内阻为信号源内阻为RS时的源电压放大倍数：时的源电压放大倍数：Aus载载=UoUsUs=Uiri+RSriRL=RC/RLri+RSriAus载载=UoUs=Uo=Au载载riri+RSUiRSUSri=RB1/RB2/rbeBECRLriURSUSri=RB1/RB2/rbeBECRLriAus载载=Au载载riri+RS=-93 1.52/(1.52+1)=-56ri=RB1/RB2/rbe=1.52 k RS=1 k 信号源有内阻时，电压放大倍数信号源有内阻时，电压放大倍数Aus减小。减小。输入电阻越大，若输入电阻越大，若ri RS，则，则Aus AuAu载载=-RL/rbe=-93RL=RC/RLRSUSri=RB1/RB2/rbeBECRLriARB1+UCCRCC1C2RB2CERERLuiuoBEC静态工作点稳定且具有静态工作点稳定且具有射极交流负反馈电阻射极交流负反馈电阻的放大器的放大器RB1=100k RB2=33k RE=2.5k RC=5k RL=5k =60UCC=15VRFRECERE=2.4k RF=100 RB1+UCCRCC1C2RB2CERERLuiuoBEC静静态工作点稳定且具有静态工作点稳定且具有射极交流负反馈电阻射极交流负反馈电阻的放大器的放大器 直流通道及静态工作点直流通道及静态工作点+UCCRB1RCRB2REICIEIBUCERFR RE E和和R RF F共同起直流负反馈的共同起直流负反馈的作用，作用，稳定静态工作点稳定静态工作点因因R RE E+R+RF F=2.5k，所，所以较上述电路以较上述电路静态静态工作点工作点不变不变静态工作点稳定且具有射极交流负反馈电阻的放大器 静态工作点稳定且具有静态工作点稳定且具有射极交流负反馈电阻射极交流负反馈电阻的放大器的放大器 微变等效电路及电压放大倍数微变等效电路及电压放大倍数rbeRCRLRB1RB2BECI1I2IeRFRB1=100k RB2=33k RE=2.4k RF=100 RC=5k RL=5k =60UCC=15VUi=Ibrbe+IeRF=Ibrbe+（1+）IbRF =Ibrbe+（1+）RFUo=-Ic（RC/RL）=-Ib RL 静态工作点稳定且具有射极交流负反馈电阻的放大器 微变等Ui=Ibrbe+IeRF=Ibrbe+（1+）IbRF =Ibrbe+（1+）RFUo=-Ic（RC/RL）=-Ib RL Au=UoUi=-Ib RLIbrbe+（1+）RF=-RLrbe+（1+）RF=-60（5/5）/1.62+(1+60)0.1=-19RB1=100k RB2=33k RE=2.4k RF=100 RC=5k RL=5k =60UCC=15V=-93Ui=Ibrbe+IeRF=Ibrbe+（1+）I静态工作点稳定且具有静态工作点稳定且具有射极交流负反馈电阻射极交流负反馈电阻的放大器的放大器 微变等效电路及输入电阻输出微变等效电路及输入电阻输出电阻电阻rbeRCRLRB1RB2BECI1I2IeRFUi=Ibrbe+（1+）RFIb=Ui/rbe+（1+）RF Ii=I1+I2+Ib=Ui/RB1+Ui/RB2+Ui/rbe+（1+）RF输出电阻输出电阻RO=RC输入电阻输入电阻静态工作点稳定且具有射极交流负反馈电阻的放大器 静态工作点稳定且具有静态工作点稳定且具有射极交流负反馈电阻射极交流负反馈电阻的放大的放大器器 微变等效电路及输入电阻输出电阻微变等效电路及输入电阻输出电阻Ui=Ibrbe+（1+）RFIb=Ui/rbe+（1+）RF Ii=I1+I1+Ib=Ui/RB1+Ui/RB2+Ui/rbe+（1+）RF ri=RB1/RB2/rbe+（1+）RF=5.9k ri=Ui/Ii=Ui Ui/RB1+Ui/RB2+Ui/rbe+（1+）RF 对比对比 ri=RB1/RB2/rbe=1.52k 静态工作点稳定且具有射极交流负反馈电阻的放大器 RB+UCCC1C2RERLuiuo特点：同相放大，放大倍数约为特点：同相放大，放大倍数约为1，输入电阻大，输入电阻大，输出电阻小输出电阻小RB=570k RE=5.6k RL=5.6k =100UCC=12V2.5 射极输出器射极输出器RB+UCCC1C2RERLuiuo特点：同相放大，放大倍数直流通道及静态工作点分析：直流通道及静态工作点分析：UCC=IBRB+UBE+IERE =IBRB+UBE+(1+）IBRE=IB RB+(1+）RE +UBE RB+UCCREIBIEUBEUCEIC=IB 或或 IC IE直流通道及静态工作点分析：UCC=IBRB+UBE+IE静态工作点估算举例：静态工作点估算举例：RB=570k RE=5.6k RL=5.6k =100EC=12VRB+UCCREIBIEUBEUCE=12-0.7570+(1+100)5.6=0.01(mA)=(1+100)0.01=1.01(mA)IC=12-1.01 5.6=6.3(V)静态工作点估算举例：RB=570kRB+UCCREIBIE动态分析动态分析交流通道及微变等效电路交流通道及微变等效电路RB+ECC1C2RERLuiuo动态分析交流通道及微变等效电路RB+ECC1C2RERLui交流通道及微变等效电路交流通道及微变等效电路rbeRERLEB CRBRERLuiuoBCE交流通道及微变等效电路rbeRERLEBCRBRERLuiu动态分析：动态分析：LbbebLbRI)1(rIRI)1(+=1、电压放大倍数、电压放大倍数rbeRERLRLIeuA=UoUi动态分析：LbbebLbRI)1(rIRI)1(b+b1、所以所以2、输入输出同相，输出电压跟随输入电压，、输入输出同相，输出电压跟随输入电压，故称故称电压跟随器电压跟随器。结论结论输出电压与输入电压近似相等，电输出电压与输入电压近似相等，电压未被放大，但是电流放大了，即压未被放大，但是电流放大了，即输出功率被放大了。输出功率被放大了。Au1、所以2、输入输出同相，输出电压跟随输入电压，故称电压跟随2、输入电阻、输入电阻rbeRERLIRBIb=Uirbe+(1+)RLIi=IRB+Ib=UiRB+Uirbe+(1+)RLri=UiIi=UiUiRB+Uirbe+(1+)RL=RB/rbe+(1+)RL2、输入电阻rbeRERLIRBIb=Uirbe+(1+3、输出电阻、输出电阻rbeRERsro置置0保留保留3、输出电阻rbeRERsro置0保留RsrbeRE输出电阻输出电阻ro=RE/rbe1+当当RS=0时时RsrbeRE输出电阻ro=RE/rbe1+当RS=0动态分析及估算举例：动态分析及估算举例：=300+101 (26/1.01)=2.9 k RB=570k RE=5.6k RL=5.6k =100UCC=12VrbeRERLEB CIE=1.01mA动态分析及估算举例：=300+101(26/1.01)RRB=570k RE=5.6k RL=5.6k =100UCC=12VrbeRERLEB CAu=(1+100)(5.6/5.6)2.9+(1+100)(5.6/5.6)=0.99rbe=2.9 k(电压放大倍数估算电压放大倍数估算)动态分析及估算举例：动态分析及估算举例：RB=570krbeRERLEBCAu=(1+100)=570/2.9+(1+100)(5.6/5.6)=190k RB=570k RE=5.6k RL=5.6k =100UCC=12VrbeRERLEB Crbe=2.9 k RS=0ro=5.6/2.91+100=28 (输入电阻输出电阻估算输入电阻输出电阻估算)动态分析及估算举例：动态分析及估算举例：=570/2.9+(1+100)(5.6/5.6)=动态分析及估算举例：动态分析及估算举例：rbeRERLEB CRSUSri=190 k ro=5.6/2.9+1/5701+100=38 设信号源内阻设信号源内阻RS=1 k，求这时的源电压放大，求这时的源电压放大倍数倍数Aus、输入电阻、输出电阻、输入电阻、输出电阻Aus=Auriri+RS=0.99 190/(190+1)=0.985动态分析及估算举例：rbeRERLEBCRSUSri=190射极输出器的输出电阻很小，带负载射极输出器的输出电阻很小，带负载能力强。能力强。ro射极输出器的输入电阻很大，从信号射极输出器的输入电阻很大，从信号源取得的信号大。源取得的信号大。结论结论射极输出器的输出电阻很小，带负载能力强。ro射极输出器的输入所谓所谓带负载能力强带负载能力强，是指当负载变化时，是指当负载变化时，放大倍数基本不变放大倍数基本不变对上例射极输出器：对上例射极输出器：空载时空载时,Au=0.995RL=5.6k 时时,Au=0.990RL=1k 时时,Au=0.967对上例静态工作点对上例静态工作点稳定的放大器稳定的放大器(共共射放大器射放大器):空载时空载时,Au=-186RL=5k 时时,Au=-93RL=1k 时时,Au=-31所谓带负载能力强，是指当负载变化时，放大倍数基本不变对上例射结论结论1、将射极输出器放在电路的首级，可以、将射极输出器放在电路的首级，可以提高输入电阻。以减轻信号源的负担，提高输入电阻。以减轻信号源的负担，提高放大器的输入电压。提高放大器的输入电压。2、将射极输出器放在电路的末级，可以、将射极输出器放在电路的末级，可以降低输出电阻，以减小负载变化对输降低输出电阻，以减小负载变化对输出电压的影响，提高带负载能力。并出电压的影响，提高带负载能力。并易于与低阻负载相匹配，向负载传送易于与低阻负载相匹配，向负载传送尽可能大的功率。尽可能大的功率。结论1、将射极输出器放在电路的首级，可以提高输入电阻。以减轻11.6.1 电路的组成原则及分析方法电路的组成原则及分析方法(1).静态：适当的静态工作点，使场效应管工静态：适当的静态工作点，使场效应管工作在恒流区作在恒流区 (2).动态动态:能为交流信号提供通路能为交流信号提供通路组成原则组成原则静态分析：静态分析：估算法、图解法。估算法、图解法。动态分析：动态分析：微变等效电路法。微变等效电路法。分析方法分析方法2.6 场效应晶体管放大电路场效应晶体管放大电路11.6.1 电路的组成原则及分析方法(1).静态：适当的静无输入信号时（无输入信号时（ui=0），），估算：估算：UDS和和 ID。+UDD=+20VuoRSuiCSC2C1R1RDRGR2RL150K50K1M10K10KGDS10KIDUDSR1=150k R2=50k RG=1M RD=10k RS=10k RL=10k gm=3mA/VUDD=20V2.6.1 静态分析静态分析静态分析静态分析分压式偏置共源极放大电路分压式偏置共源极放大电路无输入信号时（ui=0），估算：UDS和 ID。+UDD=+设：设：UGUGS则：则：UG US而：而：IG=0+UDD+20VR1RDRGR2150K50K1M10KRS10KGDS所以：所以：=直流通道直流通道IDUDSIG设：UGUGS则：UGUS而：IG=0+UDD+20V场效应管的微变等效电路场效应管的微变等效电路GSDSGDid压控电流源压控电流源2.6.2 动态分析动态分析动态分析动态分析场效应管的微变等效电路GSDSGDid压控电流源2.6.2 放大电路的微变等效电路放大电路的微变等效电路+UDD=+20VuoRSuiCSC2C1R1RDRGR2RL150K50K1M10K10KGDS10KSGR2R1RGDRLRDUgsgmUgsUiUoIdSGDid放大电路的微变等效电路+UDD=+20VuoRSuiCSC2 动态分析：动态分析：UgsUiUgsgmIdriroUoSGR2R1RGRL DRLRD=gm UiRL 电压放大倍数电压放大倍数负号表示输出输入反相负号表示输出输入反相 动态分析：UgsUiUgsgmIdriroUoSGR2R1电压放大倍数估算电压放大倍数估算R1=150k R2=50k RG=1M RS=10k RD=10k RL=10k gm=3mA/VUDD=20V=-3（10/10）=-15RL=RD/RL电压放大倍数估算R1=150k=-3（10/10）RLro=RD =10K SGR2R1RGRL DRLRD输入电阻、输出电阻输入电阻、输出电阻=1+0.15/0.05=1.0375M R1=150k R2=50k RG=1M RD=10k RS=10k RL=10k gm=3mA/VUDD=20Vrirori=RG+R1/R2ro=RDSGR2R1RGRLDRLRD输入电阻、输出电阻场效应管放大电路小结场效应管放大电路小结(1)场效应管放大器输入电阻很大。场效应管放大器输入电阻很大。(2)场效应管共源极放大器场效应管共源极放大器(漏极输出漏极输出)输入输输入输出反相，电压放大倍数大于出反相，电压放大倍数大于1；输出电阻；输出电阻=RD。场效应管放大电路小结(1)场效应管放大器输入电阻很大。