基本放大电路 电工与电子技术教学课件

（2,2,1）
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第 2 章 基本放大电路
由于式〔2,2,1〕是线性方程，当UCC选定后，这条直线就完全 由直流负载电阻Rc确定，所以把这条直线叫做直流负载线。
直流负载线的作法是：找出两个特殊点M〔0，UCC〕和N 〔UCC/Rc，0），将M、N连接,其直流负载线的斜率为
k tan 1
符号说明: 以基极电流为例,iB代表基极电流的瞬时 值,IB代表直流分量,ib代表交流分量,有效 值用IIbb表示,复数量量用 表示.
适当选取Rb ,RC, UCC参 数,晶体管就能工作在放大 区:若晶体管射基极等效 动态电阻为rbe,加入输入 信号ui前iB= IB,则分析电 路:
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所以，可用直流负载线来分析空载时 ui 0.02sintV
的电压放大倍数.
uBE UBEQ ui
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第 2 章 基本放大电路
根据iB 的变化情况， 可知工作点是在以Q为中 心的Q1、Q2两点之间变 化
由图〔a〕所示基极电流iB iB =IBQ+ii=40+20sinωtμA
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2
第 2 章 基本放大电路
2.1.1 放大器的电路组成
放大器的作用就是把微弱的电信号不失真的加以放大。
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放大器的框图
3
第 2 章 基本放大电路
所谓失真,就是输入信号经放大器输出后, 发生了波形畸变.
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第 2 章 基本放大电路
按放大目的的不同,放大器又分交流放大器,直流放大器, 脉冲放大器,下面以共射极交流基本放大电路为例分析:

各级工作点相互影响 适于放大直流或变化缓慢的信号 电压放大倍数为各级放大倍数之积 零点漂移
零点漂移---当输入信号为零时，输出端电压 偏离原来的起始电压缓慢地无规则的上下漂动， 这种现象叫零点漂移。
产生原因---温度变化、电源电压的波动、电 路元件参数的变化等等。
第一级产生的零漂对放大电路影响最大。
∴ i 1＝ i f
即 ui/R1=－uo/ Rf
uo、ui 符合比例关系，负号表示输出输入电 压变化方向相反。
电路中引入深度负反馈， 闭环放大倍数Auf 与运放的Au无关，仅与R1、Rf 有关。
当R1＝Rf 时， uo＝－ui ，该电路称为反相器。 R2－－平衡电阻 同相端与地的等效电阻 。其作用是保持输入 级电路的对称性，以保持电路的静态平衡。
共模信号－－极性相同，幅值相同的信号。
u i1= u i2
差模输入（信号）
ui1 ui2 ui 2
IC1 IC2
UCE1 UCE2 u0 UCE1 Δ UCE2 2 UCE1
Ad 2 UCE1 / ui 2 UCE1 / 2ui1 UCE1 / ui1
i3 ui3 R3
i f u0 Rf
ui1 R1 i1
Rf if
ui2 R2 i2 ui3 R3 i3
－ ＋ ＋∞
uo
RP
u0 ui1 ui 2 ui 3 R f R1 R2 R3
uo R f ( ui1 ui2 ui3 ) R1 R2 R3
若 R1 R2 R3 R f
AOUi
uo
I－≈I+ ≈0
二、Rf if
ui R1 i1 R2

8.1
7
共发射极放大电路
图8.3
放大电路动态工作电流、电压的变化情况
8.2
8
共发射极放大电路的静态分析
直流通路及静态工作点
8.2.1
放大电路不加输入信号(ui=0)时的 状态称为静态。静态时放大电路中只有 直流电源作用，由此产生的所有电流、 电压都为直流量，所以静态又称为直流 状态。静态时三极管各极电流和极间电 压分别用IB、UBE、IC、UCE表示。这些量 在三极管的输入、输出特性曲线上各确 定了一点，该点称为静态工作点，简称 Q点。 静态时直流电流通过的路径称为直 流通路。由于C1、C2的隔直流作用，放 大电路的直流通路如图8.4所示。
这里直流分量是正常放大的基础，交流分量是放大的对象，交流量搭 载在直流上进行传输和放大。如果三极管工作总是处于放大状态，它们的 变化规律是一样的。放大电路的动态分析关注的就是交流信号的传输和放 大情况，动态分析的电路指标主要包括电压放大倍数、输入电阻、输出电 阻等。
8.3
12
共发射极放大电路的动态分析
图8.1
共发射极放大电路
8.1
5
共发射极放大电路
2.各元器件的作用 （1）晶体管VT （2）集电极电源EC （3）集电极电阻RC （4）基极电源EB和基极偏置电阻RB （5）电容C1和C2 由于该电路使用两组电源，很不经 济。若只使用电源EC，将RB连到EC上， 只要适当调整RB阻值，保证发射结正偏 ，产生合适的基极偏流IB，就可省掉电 源EB。另外，为了使作图简洁，常不画 出电源回路，只标出EC正极对地的电位 值UCC和极性（“+”或“-”），如图8.2 所示。
图8.8
共发射极放大电路的微变等效电路
8.3

80 A 4
M 60 A
3
Q
40 A
2
1
IB＝ 20A
O
4 8 12 16
N
Uce / V (d)
2六020年11图月2181日.星2.期2 放大电路输出回路图解
22
因左、右侧两部分共同组成了一个整体电路，流过同一
电流，即IC=I′C；AB端又是同一电压Uce=U′ce，将图 11.2. 2（b）和图 11.2.2（c）合在一起，构成图 11.2.2（d）。
2020年11月28日星期
21
六
IC A
IC′
＋
4
IC / mA
c
b
Uce
e
Rc
3
Uc′e
2
UCC
1
80 A 60 A 40 A
IB＝ 20A
－
0
4 8 12 16
B Uce / V
I′C / mA
(a)
4 UCC
M 3
Rc
2
1
O
4 8 12
Uc′e / V
(c)
UCC N 20
IC / mA
(b)
点。 根据直流通路可以估算出放大器的静态工作点。以图 11.2.1 为例，先估算
基极电流IB，再估算其它值。计算公式有
2020年11月28日星期
17
六
＋UCC IC
Rb
Rc
C2
C1
IB
＋
＋UBE － UCERL－2六020年11月28图日星1期1.2.1 单管放大电路
18
IB
U CC U BE RB
2020年11月28日星期
11

PLC编程方法
包括梯形图（LD）、指令表（IL）、功能块图（FBD）、顺序功能图（SFC）和结构化文 本（ST）五种编程语言。其中，梯形图是最常用的一种编程语言，具有直观易懂的优点 。
PLC编程步骤
分析控制要求，确定输入输出设备；选择合适的PLC型号和编程语言；设计梯形图程序并 进行仿真调试；将程序下载到PLC中进行实际运行调试。
设计方法
分析控制要求，确定控制方案；选择 适当的低压电器和电动机；设计主电 路和控制电路；进行电路的保护和配 线设计。
PLC基本原理和编程方法
PLC基本原理
PLC采用可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数 与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生 产过程。
频率响应特性。
功率放大电路
阐述功率放大电路的特点、分类 以及甲乙类功率放大器的工作原
理、性能指标及优缺点比较。
数字电路基础知识
数字信号与数字电路
介绍数字信号的特点、数字电路的基本概念和分 类，以及数字集成电路的优缺点。
逻辑代数基础
介绍逻辑代数的基本运算、逻辑函数的表示方法 及化简方法，包括逻辑代数的基本公式和定理、 卡诺图化简法等。
电机选择与使用注意事项
电机选择
在选择电机时，需要考虑负载特性、工作环境、电源条件等因素，选择合适的电 机类型和规格。同时，还需要注意电机的绝缘等级、防护等级等性能指标。
使用注意事项
在使用电机时，需要注意电机的安装、接线、调试等操作，确保电机的正常运行 。同时，还需要注意电机的维护保养，定期检查和更换磨损部件，确保电机的长 期稳定运行。
07
实验与课程设计指导
实验目的和要求

估算静态工作点的公式：
固定偏置放大电路的直流等效电路
第五章 放大与震荡电路
（2）动态分析 当放大电路输入交流信号，即 ui ≠ 0 时，称为动态。
放大电路的电压、电流波形图
第五章 放大与震荡电路
通常把交流信号流通的路径称为交流等效电路。交流等效电路的画法原则： 对小容抗的电容和内阻很小的电源，忽略其交流压降，都可以视为短路。
一、集成运算放大器的外形和图形符号
1. 集成运算放大器的外形
常见集成运放的外形 a）双列直插式 b）单列直插式 c）扁平式 d）圆壳式
第五章 放大与震荡电路 2. 集成运算放大器的图形符号
集成运算放大器的图形符号如图所示。图中“ ”表示放大器，三角形所 指方向为信号的传输方向，“∞”表示开环电压放大倍数极高。
一、低频功率放大器的概念
功率放大电路又称为功率放大器，简称“功放”。功放中以半导体三极管 为主要器件，一般称为功率放大管，简称“功放管”。
1. 对功率放大器的基本要求
（1）要求有足够大的输出功率。 （2）要求有较高的效率。 （3）要求非线性失真较小。 （4）要求功放管的散热性能好。
第五章 放大与震荡电路
第五章 放大与震荡电路
对负载来说，放大器又相当于一个具有内阻的信号源，这个内阻就是放大 电路的输出电阻。该放大电路的输出电阻
放大器的输入电阻和输出电阻
第五章 放大与震荡电路
二、分压式射极偏置放大电路
三极管在不同温度时的输出特性曲线
第五章 放大与震荡电路 1. 分压式射极偏置放大电路的结构特点
分压式射极偏置放大电路 a）分压式射极偏置放大电路 b）直流等效电路 c）交流等效电路
2. 加法器
uo = -（ui1 + ui2）

15
§1—３ 电动势 电位 电压 电功率
一、电动势
在电源内部，电源力把单位正电荷从电源负极沿 某一路径推移到正极所做的功，称为电动势。用 Ｅ表示，单位是伏特（简写为Ｖ）。
二、电位
电场中某一点的单位正电荷所具有的电力位能， 称为该点的电位。用V表示，单位是伏特（简写 V）。 a点电位记为va，b点的电位记为vb。电位 是对某一参考点而言的。规定参考点的电位为零， 故参考点也称为零电位点。
若电流有的方向 不变，但大小有 规律地变化，则 称为脉动电流， 如右下图所示。
6
交流电流是指电荷先流向一个方向，然 后再流往相反的方向，并且以一定频率重复 着。如下图列出几种交流电波形
7
电流有两个具有重大实际意义的效应： １、电流的热效应，即电流通过导体时会产
生热。 ２、电流的力效应。电流周围存在着磁场，
子都带有电荷，例如电子是带负电荷粒子， 质子是带正电荷的粒子。电荷用Q来表示， 它的单位称为库仑（简写为C）。 电荷有一个重要的效应——力效应。带同号 电荷的物体互相排斥，带异号电荷的物体互 相吸引。
3
二、电流 电流的流动称为电流。电流的强弱用电流
强度i来表示，它是指单位时间内通过电路 某一截面电荷量的大小。电流强度也简称 为电流。 设想我们站在电路中的某一截面上观察电 荷的流动，在t秒钟内Ｑ库仑的电荷匀速地 流过，则这个电流是恒定的，其大小有大 写的字母Ｉ来表示：Ｉ＝Ｑ／t
电工与电子技术基础
授课教师：黄端
1
整体概述
概况一
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概况二
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概况三
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第3章 目录
3.1 二极管和双极型晶体管 3.4 放大电路中的负反馈
3.1.2 普通二极管
3.4.1 反馈的基本概念
3.1.2 双极型晶体管
3.4.2 负反馈对放大电路性能的影响
3.2 共射基本放大电路
3.5 功率放大电路
3.2.1 共射基本放大电路放大电路分析
按用途分，可分为普通管、整流管、稳压管和开关管等。
4. 二极管的伏安特性
⑴ 正向特性 ① 死区段 ② 导通段 ⑵ 反向特性 ① 饱和段 ② 击穿段
3-3
5. 硅二极管与锗二极管伏安特性的区别
① 硅二极管导通正向压降比锗二极管大： Uon(硅)≈0.6～0.7V；Uon(锗)≈0.2～0.3V。
② 硅二极管的反向饱和电流IS比锗二极管小得多。 ③ 一般，硅二极管的反向击穿电压UBR比锗二极管大。
最终结果均使IC增大。
3. 分压式偏置电路
⑴ 稳定静态工作点的原理
⑵ 稳定静态工作点的条件 ① I1>>IBQ ，即RB1RB2不能太大； ② UBEQ>>UBEQ ，即 RE足够大；
3.3 共集电极电路和共基极电路
3.3.1 共集电极电路
主要特点: ⑴ 电压放大倍数小于1，
接近于1； ⑵ 输入输出电压同相； ⑶ 输入电阻大； ⑷ 输出电阻小； ⑸ 具有电流放大作用
⑴ 本征半导体。
纯净的半导体材料称为本征半导体。
(2) N型半导体
4价元素掺入微量5价元素后形成N型半导体。 自由电子数>>空穴数。
(3) P型半导体
4价元素掺入微量3价元素后形成P型半导体。 空穴数>>自由电子数。
⒉ PN结及其单向导电性
⑴ 加正向电压——导通。 ⑵ 加反向电压——截止。

BW=fH fL
BW越宽，说明电路对信号频 率变化的适应能力越强
L M Ma
8
放大电路的通频带由输入信号的频带来确
定,为了不失真地放大信号,要求放大电路
的通频带应大于信号的频带.如果放大电路
的通频带小于信号的频带,由于信号低频段
或高频段的放大倍数下降过多,放大后的信
号不能重现原来的形状,也就是输出信号产
ii + u-s
Rs
+
iO +
uo
uot
RL RL Ro
Ro
(uot uo
1)RL
Ri u-ot
放大 电路
Ro
RL
Ro越小,uo受RL的影响就越小. uo 若Ro 0, uo uot, 恒压输出.
- 所以Ro表示放大电路带负载
能力的大小.
L M Ma
5
输出电阻求法: 负载RL断路,去除电路中的独立源,保留其内阻,保留受控 源,在输出端外加一电压u,得出对应的电流i,则:
Uo
3KW
L M Ma
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各元件的作用:
1、晶体三极管：具有电流放大作用，工作在放大
区时iC=βiB。 2、 UCC ， Rb ,Rc：构成了直流偏置电路，为电路提
供合适的静态工作点，使三极管工作在放大区。
•
3、输入信号源U：i 为电路提供交流输入信号，一般 是将非电量变为电量的换能器。 如各种传感器，将 声音变换为电信号的话筒，将图像变换为电信号的 摄像管等。
频率的关系, 称为相频特性;
幅频特性与相频特性总称为放大电路的频率特
性或频率响应.
L M Ma
7
•一 般 情 况 下 , 地 中 频 段 的 放 大倍数不变,用Aum表示,在低 频段和高频段的放大倍数都

工作原理
01
02
03
信号输入
基本放大电路通过输入信 号源将微弱信号输入到输 入级。
信号放大
输入信号经过输入级、中 间级和输出级的逐级放大， 实现信号的电压、电流和 功率的放大。
信号输出
放大的信号通过输出级输 出，以驱动负载或进行信 号传输。
02
晶体管放大电路
电路组成
输入级
输出级
负责将信号源的微弱电 信号进行放大，通常采 用共基极或共射极电路。
04
多级放大电路
电路组成
前置放大级
前置放大级是整个多级放大电路的第一级，主要作用是放 大微弱的输入信号，为后续各级提供足够的信号幅度。
电压放大级
电压放大级是整个多级放大电路的核心部分，主要作用是 实现信号的电压放大，提高输出信号的电压幅度。
功率放大级
功率放大级是整个多级放大电路的最后一级，主要作用是 将电压放大级的输出信号进行功率放大，以满足负载的需 要。
产生原因
由于放大电路中存在电抗元件（如电 容、电感），不同频率的信号通过电 抗元件时表现出不同的阻抗特性，导 致放大电路对不同频率信号的放大能 力不同。
单级阻容耦合放大电路的频率响应
频率响应分析
通过分析电路中电容、电感的阻 抗特性，计算出放大倍数与频率 的关系，从而得到频率响应曲线。
带宽
放大倍数大于0.707倍的频率范围。
信号的相位失真。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
负责将已放大的信号进 行功率放大，提供足够 的电流和电压驱动负载。
电压放大倍数
表示输出信号与输入信 号电压的比值，是衡量 放大电路性能的重要指
标。
电流放大倍数

UB
U CC RB1 RB2
Rb1
(8-11)
放大电路基础
则 UE=UB－UBE（UBE为三极管发射结导通压降）
IE
UE RE
IC≈IE
IB
IC
(8-12) (8-13) (8-1４)
放大电路基础 （2） 求UCE：由UCC—Rc—集电极—发射极—Re—地组成 的回路可得
ICRc+UCE+IERe=UCC UCE=UCC－（ICRc+IERe）=UCC－IC（Rc+Re） (8-15)
放大电路基础
1） 电压放大倍数Au 电压放大倍数Au定义为输出电压uo与输入电压ui之比， 是 衡量放大器放大能力的指标。
UБайду номын сангаасi I b rbe
U o I c RL I b RL
Au
U
o
Ui
RL
rbe
式中， RL′＝RL∥RC。
放大电路基础
2） 输入电阻ri ri可以直接从放大器的交流等效电路求取， 由于恒流源βib 的内阻为无穷大， 因此往里看的电阻包括rbe和Rb。 一般而言， 由于Rb>>rbe， 所以
放大电路基础
2. 1） 放大电路的输入端加上正弦交流信号电压Ui时， 放大电 路的工作状态称为动态。 这时电路中既有直流成分， 也有交 流成分，
iB=IBQ+ib iC=ICQ+ic uCE=UCEQ+uce
放大电路基础 其中IBQ、 ICQ及UCEQ是在电源UCC单独作用下产生的， 称为直 流分量。 ib、 ic和uce是在输入交流信号电压Ui作用下产生的， 称为交流分量。 电路中各点的电流和电压波形及其动态关系 如图8.4所示。

15.3.1 微变等效电路法
1.晶体管的微变等效电路
晶体管的微变等效电路可从晶体管特性曲线求出。
(1)输入回路
当信号很小时，在静态工作点
附近的输入特性在小范围内可近
似线性化。
晶体管的 输入电阻
输入特性
对于小功率三极管：
晶体管的输入回路(B、E 之间) 可用rbe等效代替，即由rbe来确 定ube和i 之间的关系。
放大的实质：
用小能量的信号通过三极管的电流控制作用，将放 大电路中直流电源的能量转化成交流能量输出。
对放大电路的基本要求： 1.要有足够的放大倍数(电压、电流、功率)。 2.尽可能小的波形失真。 另外还有输入电阻、输出电阻、通频带等其它技术 指标。
15.1共发射极放大电路的组成
15.1.1 共发射极放大电路组成
15.1.3 共发射极放大电路的电压放大作用
RB C₁
十
Ucc
RC
C
lB lc 十₂
T
十 UCE
UBE
u₀
iE
u₀=0
UBE=UBE
ucE=UCE
无输入信号(u;=0) 时：
CE
ic
WBE
iB
BE
IB
Ic
UCE
0
to
0
tO
结论：
(1)无输入信号电压时，三极管各电极上都是恒定
的
电压和电流：Ip、UBE和
ri≈be
当Rg>>r 时 ，
5.放大电路输出电阻的计算
放大电路对负载(或对后级放大电路)来说，是
一个信号源，可以将它进行戴维宁等效，等效电
源的内阻即为放大电路的输出电阻。
输出电阻是