【正文】 的發(fā)射結(jié)正向偏置， 集電結(jié)反向偏置。 電路中各元件的功 能如下： 基本放大電路 放大電路的基本概念 圖7.8 共射極放大電路基本接法 基本放大電路 25 （ 1）三極管 T 三極管 T具有放大作用，圖中采用 NPN型半導(dǎo)體三極管 3DG6。 （ 2）電源 VBB、 VCC VBB是基極偏置電源。 （ 3）基極偏置電阻 RB 通過電阻 RB ，電源 VBB給基極提供一個(gè)偏置電流 IB。 基本放大電路 26 （ 4）集電極電阻 RC 集電極電阻 RC ，其作用是把經(jīng)三極管放大了的集電極電流（變化量），轉(zhuǎn)換成三極管集電極與發(fā)射極之間管壓降的變化量，從而得到放大后的交流信號(hào) 輸出。另一方面， C1和 C2又起著耦合交流信號(hào)的作用?？傊?， C1 、 C2的作用可概括為 “ 隔離直流，傳送交流 ” 。由圖上可以看出，放大電路的輸入電壓 經(jīng) C1接至三極管的基極與發(fā)射極之間，輸出電壓 由三極管的集電極與發(fā)射極之間取出， 與 的公共端為發(fā)射極，故稱為共發(fā)射極接法。 ououiuiu 基本放大電路 28 圖 共射極放大電路及習(xí)慣畫法 （ a）共射極放大電路 。 用大寫字母和大寫的腳標(biāo)來表示靜態(tài)電壓、電流。用小寫字母和小寫腳標(biāo)來表示交流瞬時(shí)值，如 表示基極與射極間的交流信號(hào)電壓， 表示交變的基極電流。由于 =0，電路在直流電源 VCC作用下處于直流工作狀態(tài)。靜態(tài)時(shí)由于電容 C1和 C2的隔直作用，使放大電路與信號(hào)源及負(fù)載隔開，可看做如 圖 。 由直流通路得： iuBBECCB RUVI ??C E OBC III ?? ?CCCCCE RIVU ??() () () 基本放大電路 31 圖 ，當(dāng) VCC和 RB確定后， IB的數(shù)值與管子的參數(shù)無關(guān)，所以將 圖 。 求得的 IB 、 IC和 UCE就是計(jì)算共射極固定偏置放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。 基本放大電路 32 動(dòng)態(tài)分析和交流通道 （ 1）動(dòng)態(tài)分析 所謂動(dòng)態(tài)是指當(dāng)放大電路接入交流信號(hào)（或變化的信號(hào)），電路中各電流和電壓的變化情況。設(shè)外加電壓 ，三極管的基極電流和集電極電流也為脈動(dòng)電流，集電極與發(fā)射極間電壓也為脈動(dòng)電壓。 圖7.11 放大電路中的電壓、電流的波形圖 基本放大電路 36 （ 2）交流通道 直流分量和交流分量共存是放大電路的特點(diǎn)，但在分析問題時(shí)，有時(shí)只需要考慮交流問題，而忽略直流的影響，這就是交流信號(hào)所作用的電路，即交流通道。在畫交流通道時(shí)，直流電源也視為短路。在交流通道中， RL是負(fù)載電阻，集電極等效負(fù)載電阻 是 RL與 RC的并聯(lián)，即： 39。 () 基本放大電路 37 此時(shí)輸出電壓為： 式中負(fù)號(hào)表示輸出電壓與輸入電壓相位相反。這是共射極間單管放大電路的一個(gè)重要特點(diǎn)，稱之為倒相現(xiàn)象。Lcceo Riuu ???圖 放大電路的交流通道 基本放大電路 38 所謂微變等效電路法（簡(jiǎn)稱等效電路法），就是在交流信號(hào)條件下，把放大電路中的三極管這個(gè)非線性元件線性化，用輸入電阻 和受控電流源 取代，然后就可以利用線性電路的定律去求解放大電路的各種性能指標(biāo)，所以十分方便。 微變等效電路分析法 ber bi? 基本放大電路 39 從輸入端看，其 ，與 間的伏安特性取決于三極管的輸入特性，如圖 。 bei uu ? bi圖 三極管與二端口網(wǎng)絡(luò)的等效 （ a）三極管電路 （ b）等效電路 ber?t a n1????BBEbe IUr (719) 基本放大電路 40 在小信號(hào)工作情況下，如 圖 Q點(diǎn)附近的 AB范圍內(nèi)，當(dāng) AB段足夠小時(shí)，只要 Q點(diǎn)選得合適，則可把 AB段曲線近似看成直線段，認(rèn)為 是常數(shù)，是個(gè)線性固定電阻。通常小功率三極管，當(dāng)靜態(tài)電流 IE=1～ 2mA時(shí)， 約為 1kΩ。 mAImVrrEbbbe ???? (721) 基本放大電路 42 （ 2）三極管的輸出等效電路 圖 715（ a） 是晶體管的輸出特性曲線，可以看出三極管在輸入基極變化電流 的作用下，就有相應(yīng)的集電極變化電流 輸出，它們的受控 關(guān)系為： 或?qū)懗桑? BI?CI?BC II ??? ?bc ii ??圖 三極管輸出端等效為受控電流源 （ a）輸出特性曲線；（ b）輸出端等效電路 基本放大電路 43 β為輸出特性上靜態(tài)工作點(diǎn) Q處電流放大倍數(shù)。 綜上所述， 可以畫出三 極管的簡(jiǎn)化 微變等效電 路，如 圖 所示。（b）等效電路 基本放大電路 44 放大電路的微變等效電路 畫放大電路的微變等效電路，可先畫出三極管的等效電路，然后分別畫出三極管基極、發(fā)射極、集電極三個(gè)電極外接元器件的交流通道，最后加上信號(hào)源和負(fù)載。如 圖 （ b） 所示是共射極放大電路 （ a） 的微變等效電路。（ b）微變等效電路 基本放大電路 46 動(dòng)態(tài)參數(shù)的計(jì)算 （ 1）電壓放大倍數(shù) Au 放大電路的電壓放大倍數(shù)定義為輸出電壓與輸入電壓的比值，用 Au表示，即： 圖 （ b） 可知： 式中， iou UUA ?39。 LbLco RIRIU ?????LCLCLCL RRRRRRR???? //39。 （ 2）輸入電阻 所謂放大電路的輸入電阻，就是從放大電路輸入端向電路內(nèi)部看進(jìn)去的等效電阻，如 圖 (a） 所示。 berbeLbebLbiou rRrIRIUUA 39。 ?? ????? (726) iRsR suiR 基本放大電路 48 此時(shí)放大電路向信號(hào)源吸取電流 ，而放大電路輸入端接受信號(hào)電壓為 ，所以輸入端的輸入電阻 為： 愈大的電路，表示其輸入端向信號(hào)源取用的電流 愈小。因此，要設(shè)法提高放大電路的輸入電阻，尤其當(dāng)信號(hào)源的內(nèi)阻較高時(shí)更應(yīng)如此。 iiiu iRiR iiiRsRsRiRiu suiii iuR ?(727) 基本放大電路 49 在圖 （ b）中，從電路的輸入端看進(jìn)去的等效輸入電阻為： （ 3）輸出電阻 放大器帶上負(fù)載 以后，由于 ，所以放大倍數(shù)和輸出電壓都要降低。 beBiii rRiuR //??(728) oRCL RR ?39。這個(gè)等效電源的內(nèi)阻 就是放大器的輸出電阻。 采用等效電路法求 ： ?oUoUoRoRoRoR?oUoU ?oUoRoRoRoLLoo RRRUU??39。圖中晶體管的 UBE=。所謂圖解法，就是利用晶體管的特性曲線，用作圖的方法來分析放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)，觀察輸出信號(hào)的電壓變化情況。為了在三極管的輸出特性曲線上找到靜態(tài)工作點(diǎn)，在圖中三極管集電極 發(fā)射極端電壓 和電流 的關(guān)系由下式?jīng)Q定： 圖解分析法 CEu CiCCCCCE RiVu ??CCECCCC RuRVi ?? (731) (732) 基本放大電路 54 電源 和電阻 是常數(shù)，這樣 和 之間按照線性規(guī)律變化。連接 M、 N兩點(diǎn)，即可得到一條直線，直線的斜率為， 即 。（ b）直流通道 iu 基本放大電路 55 直線 MN的位置和斜率僅取決于直流參數(shù) VCC和 RC，故這條直線又稱作直流負(fù)載線。那么采用兩點(diǎn)法確定 M、 N即： ① M點(diǎn)的確定：取 =0(AB短路 )，則 =12V/3kΩ=4mA，得如 圖 （ b）中的 M點(diǎn)（ 0， 4）。 在 圖 （ b） 中， CEuCCCC RVi ?Ci CEuBEBBCC URIV ?? (733) 基本放大電路 56 所以 這樣直流負(fù)載線與 IB=40μA曲線的交點(diǎn)，就是靜態(tài)工作點(diǎn) Q，如 圖 （ b） 所示。改變電路參數(shù) VCC、 RC、 RB都可以改變靜態(tài)工作點(diǎn)的位置。 基本放大電路 57 圖 輸出回路的圖解分析靜態(tài)工作點(diǎn) 基本放大電路 58 圖解法分析放大電路的動(dòng)態(tài)工作波形 在靜態(tài)工作點(diǎn) Q的 IB、 IC及 UCE的基礎(chǔ)上，由圖 (a）所示電路的輸入端，接入一個(gè)幅值為 20mV的交流電壓，即 (mV)，按下列步驟分析動(dòng)態(tài)過程： （ 1）在三極管的輸入特 性曲線上求基極電流的 變化波形 在 圖 上，也設(shè)置一個(gè) IB =40μA，對(duì)應(yīng) UBE = 點(diǎn) Q。相反，如果靜態(tài)工作點(diǎn)沒有選擇在放大區(qū)，而是沿負(fù)載線偏上或者偏下，這時(shí)輸出的電壓波形可能進(jìn)入三極管輸出特性曲線的飽和區(qū)或截止區(qū)，進(jìn)入這兩個(gè)區(qū)的輸出電壓信號(hào)不能保證與輸入電壓信號(hào)相似，這種情況的輸出信號(hào)叫做非線性失真，其中進(jìn)入截止區(qū)的失真稱截止失真；進(jìn)入飽和區(qū)的失真稱為飽和失真，如 圖 。 此時(shí)由于靠近截止區(qū)， 在輸入電壓的負(fù)半周， 可能使三極管進(jìn)入截止 區(qū)，集電極電流 波 形的負(fù)半波底部被削平， 對(duì)于 NPN型管，其輸出 電壓 將產(chǎn)生頂部削平 的截止失真波形。 Ciou724 飽和失真和截止失真 基本放大電路 66 基本放大電路 67 總之，為使放大電路既不出現(xiàn)截止失真又不出現(xiàn)飽和失真，一般宜將靜態(tài)工作點(diǎn)安排在交流負(fù)載線的中間位置。 必須指出，三極管只有在較大信號(hào)推動(dòng)下（如處于大信號(hào)工作狀態(tài)的功率電路），失真問題才比較突出。 基本放大電路 68 合理地確定放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)和工作點(diǎn)的變動(dòng)范圍是保證放大器正常工作的條件 ,但是晶體管放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)往往因外界條件的變化而發(fā)生變動(dòng)。 靜態(tài)工作點(diǎn)不穩(wěn)定的原因 前面討論的固定偏置放大電路，其靜態(tài)工作點(diǎn)是不穩(wěn)定的。在影響工作點(diǎn)不穩(wěn)定的諸多因素中，尤以溫度的變化影響最大。 ② 工作點(diǎn)改變后，晶體管的動(dòng)態(tài)特性參數(shù)也隨之改變，使放大器的性能不穩(wěn)定。（ b） 45℃ 基本放大電路 72 分壓式偏置電路 圖 ，稱為分壓式偏置放大電路，它與固定偏置電路的區(qū)別是：基極電壓由 RB RB2分 壓決定，并且接有發(fā) 射極電阻 RE。 圖 分壓式偏置放大電路圖 基本放大電路 73 由 VCC、 RB RB2構(gòu)成一個(gè)串聯(lián)分壓電路。 21112BBCCBBBB RRVIIII