【电路】电路与电子技术基础 课堂笔记 第7章 晶体管放大电路

7.1 放大的概念

7.1.1 放大电路基础

放大电路可以将电信号不失真地进行放大，而且是幅度放大；

本质上，放大是对能量进行控制和转换，

由一个能量较小的输入信号控制直流电源，

将直流电源的能量转换成与输入信号频率相同、但幅度增大的输出信号。

7.1.2 放大电路的概念

放大电路的作用是，将微弱的变化信号放大成较大的放大信号，主要是将电压放大。

 7.1.3 放大电路的性能指标

电压和电流放大倍数，都是 O/I ( Output / Input )；

输入电阻，是从输入端看进去的电阻；

输出电阻则是从输出端看进去的电阻；

输出电阻计算：

 7.1.4 符号规定

7.2 放大电路的组成

7.2.1 放大电路的组成原则

1. 有直流电源，设置合适的静态工作点，为输出提供能量，同时晶体管的发射结正向偏置，集电结反向偏置，使其工作在放大区；图中的直流电源UBB和UCC分别保证了发射结的正偏和集电结的反偏

2. 被放大的信号加至晶体管的发射结，以控制晶体管的基极电流；

3. 既要保证放大电路静态工作点的设置，又要保证被放大的交流信号送到放大电路，也就是放大后的信号输出。图中使用了耦合电容C1、C2使交流信号通过，而直流信号被隔离。

 上面使用了两个直流电源，较为不便，如果控制好电阻的大小，就可以只用一个直流电源，如下：

 如果使用的是PNP型晶体管，则电源和电容的极性都要反过来。

7.2.2 直流通路和交流通路

直流通路

用于研究放大电路的静态工作点；

静态工作点就是，确定放大电路的电压和电流的静态值，

选取合适的静态工作点可以防止电路产生非线性失真，保证放大效果。

在直流通路中，电容视为开路，所以将电容断开就得到直流通路。

 交流通路

就是交流量经过的通路，用于动态分析，将电容和直流电源视为短路。

7.3 放大电路的静态分析

首先，再次声明两个名词的含义——

晶体管放大区：要将发射结正向偏置、集电结反向偏置

直流工作点（静态工作点 Quiescent）：晶体管在直流通路的电压值和电流值，简称Q点。

7.3.1 图解法确定静态工作点

先对放大电路的基极回路使用KVL，得到等式：

 通过这个等式，在题目给出的晶体管的输出特性曲线中画出直流负载线：

 然后由基极输入回路，计算IBQ，由此在图中确定ICQ和UCEQ。

7.3.2 解析法确定静态工作点

静态工作点就是在直流通路里的几个重要的量，

分别是基极直流电流IB、集电极直流电流IC和集电极与发射极之间的直流电压UCE。

 首先求的是，

 然后是，

 7.3.3 电路参数对静态工作点的影响

 

 

7.4 放大电路的动态分析

在放大电路的输入端加入交流信号后，晶体管的基极电流就会在静态电流IBQ附近变化；

动态分析，就是分析放大电路加入交流信号后的响应。

7.4.1 图解法分析动态特性

输入交流信号ui，晶体管的iB、uCE等随ui在静态工作点附近沿交流负载线变化，

 

 

 

 

 iC、iB和uBE的相位相同，uCE与它们相位相反，因此输出电压与输入电压的相位是相反的。

7.4.2 放大电路的非线性失真

1. 由三极管特性曲线非线性引起的失真

 

 2. 静态工作点不合适引起的失真

 

 

 图解法适用于分析输出幅度较大而工作频率又不太高的情况。

对于信号幅度较小和信号频率较高的放大器，常采用微变等效电路法分析。

7.4.3 晶体管的微变等效电路

思路：当信号变化的范围很小时，认为晶体管电压、电流变化量之间的关系是线性的。

晶体管微变等效电路：晶体管的小信号线性模型。

h参数微变等效电路

 

 计算rbe

 

 7.4.4 三种基本组态放大电路分析

只研究共发射极放大电路。

 

 

 

 

 

 

 7.5 静态工作点的稳定及偏置电路