第二章基本放大器2.1放大电路的基本概念及性能指标2.2单管共射放大电路的工作原理2.3放大电路的图解分析法2.4放大电路的模型分
析法2.5共集和共基放大电路及BJT电流源电路2.6多级放大电路2.7BJT放大电路的频率响应2.1放大电路的基本概念及性
能指标一.放大的基本概念放大——把微弱的电信号的幅度放大。一个微弱的电信号通过放大器后，输出电压或电流的幅得到了放大，但它
随时间变化的规律不能变，即不失真。二.放大电路的主要技术指标1.放大倍数——表示放大器的放大能力根据放大电路输入信号的条件和对输
出信号的要求，放大器可分为四种类型，所以有四种放大倍数的定义。（1）电压放大倍数定义为:AU=uo/ui（2）电流放大倍数定义为:
AI=io/ii（3）互阻增益定义为:Ar=uo/ii（4）互导增益定义为:Ag=io/ui2.输入电阻Ri——从放大电路输
入端看进去的等效电阻Ri=ui/ii一般来说，Ri越大越好。（1）Ri越大，ii就越小，从信号源索取的电流越小。（2）当信号
源有内阻时，Ri越大，ui就越接近uS。3.输出电阻Ro——从放大电路输出端看进去的等效电阻输出电阻的定义：输出电阻是表
明放大电路带负载能力的，Ro越小，放大电路带负载的能力越强，反之则差。AAm3dB带宽0.7Am上限截止频率下限截止频率fHf
Lf放大倍数随频率变化曲线——幅频特性曲线4.通频带通频带：fbw=fH–fL2.2单管共射放大电路的工作原理一．三极管的放大
原理三极管工作在放大区：发射结正偏，集电结反偏。放大原理：ui→△UBE→△IB→△IC（b△IB）→△UCE（-△IC×Rc）电
压放大倍数：→uo二.单管共射极放大电路的结构及各元件的作用放大元件iC=?iB，工作在放大区，要保证集电结反偏，发射结正偏。
各元件作用：集电极电阻RC，将变化的电流转变为变化的电压。使发射结正偏，并提供适当的静IB和UBE。基极电源与基极电阻集电极电源，
为电路提供能量。并保证集电结反偏。各元件作用：作用：隔直通交隔离输入输出与电路直流的联系，同时能使信号顺利输入输出。耦合电容：电解
电容，有极性，大小为10?F~50?F++基本放大电路的习惯画法三.静态工作点IBIE1.静态工作点——Ui=0时电路的工作状
态由于电源的存在，电路中存在一组直流量。IC+UCE-+UBE-ui=0时ICIBQQIBIBICUBEUCEUCEUBE由于(I
B,UBE)和(IC,UCE)分别对应于输入、输出特性曲线上的一个点，所以称为静态工作点。放大电路建立正确的静态工作点，是
为了使三极管工作在线性区，以保证信号不失真。为什么要设置静态工作点？2.静态工作点的估算开路开路将交流电压源短路，将电容开路
。画出放大电路的直流通路直流通路的画法：用估算法分析放大器的静态工作点（IB、UBE、IC、UCE）画直流通路：IC=?IBR
b称为偏置电阻，IB称为偏置电流。例：用估算法计算静态工作点。已知：VCC=12V，RC=4K?，Rb=300K?，?=37.5
。解：请注意电路中IB和IC的数量级ICQVCCUCE2.3放大电路的图解分析法一.用图解法分析放大器的静态工作点直流负载线
UCE=VCC–ICRCIB静态IC由估算法求出IB，IB对应的输出特性与直流负载线的交点就是工作点Q静态UCEiBiCibici
bQuBEiCEuiuce二.用图解法分析放大器的动态工作情况1.交流放大原理（设输出空载）静态工作点假设在静态工作点的基
础上，输入一微小的正弦信号ui注意：uce与ui反相！iCuouCEiBui各点波形图解法.avi工作原理演示uo比ui幅度放大
且相位相反uituCEiCiBuBEttttuot结论：（1）放大电路中的信号是交直流共存，可表示成：虽然交流量可正负变化，但瞬时
量方向始终不变（2）输出uo与输入ui相比，幅度被放大了，频率不变，但相位相反。置零短路短路2.放大器的交流通路交流通路——分析动
态工作情况交流通路的画法：将直流电压源短路，将电容短路。对交流信号(输入信号ui)交流通路3.交流负载线输出端接入负载RL：不影
响Q影响动态！icuce=-ic（RC//RL）=-icRL交流负载线其中：uce=-ic（RC//RL）=-icRL
或ic=（-1/RL）uce即：交流负载线的斜率为：交流量ic和uce有如下关系：交流负载线的作法：①斜率为-1/R''L。
（R''L=RL∥Rc）②经过Q点。iCQVCCiCE交流负载线的作法：交流负载线直流负载线①斜率为-1/R''L。（R
''L=RL∥Rc）IB②经过Q点。注意：（1）交流负载线是有交流输入信号时工作点的运动轨迹。（2）空载时，交流负载线与直
流负载线重合。4．非线性失真与Q的关系iCibuCE（1）合适的静态工作点可输出的最大不失真信号uoiCuCE（2）Q点过低→信号
进入截止区信号波形uo称为截止失真iCuCE（3）Q点过高→信号进入饱和区信号波形称为饱和失真截止失真和饱和失真统称“非线性失真”
uoQ与波形失真.AVI动画演示../EWB/WEWB32.EXEEWB../EWB/WEWB32.EXE演示../EWB/WEW
B32.EXE——../EWB/WEWB32.EXE放大器的饱和与截止失真2.4放大电路的交流模型分析法思路：将非线性的BJT等
效成一个线性电路条件：交流小信号一.三极管的共射低频h参数模型1、三极管的h参数等效电路根据网络参数理论：求变化量：在小信号情
况下：iBiB?uCE?iBuBE?uBE?uBEuBE各h参数的物理意义：——输出端交流短路时的输入电阻，用rbe表示。——输
入端开路时的电压反馈系数，用μr表示。iCiC?iC?iC?iB?uCEuCEuCE——输出端交流短路时的电流放大系数，用β
表示。——输入端开路时的输出电导，用1/rce表示。该式可写为：由此画出三极管的h参数等效电路：2、简化的h参数等效电路（1）μr
＜10-3，忽略。（2）rce＞105，忽略。得三极管简化的h参数等效电路。（常温下）所以：3、rbe的计算：由PN结的电流公式：
其中：rbb’=200Ω二.放大器的交流分析1.画出放大器的微变等效电路（1）画出放大器的交流通路（2）将交流通路中的三极管
用h参数等效电路代替微变等效电路.avi动画演示2、电压放大倍数的计算：负载电阻越小，放大倍数越小。3、输入电阻的计算：根据输入电
阻的定义：电路的输入电阻越大，从信号源取得的电流越小，因此一般总是希望得到较大的的输入电阻。当信号源有内阻时：定义：由图知：所以：
0+-4、输出电阻的计算：根据定义：所以：例2.4.1共射放大电路如图所示。设：VCC＝12V，Rb=300kΩ,Rc=3kΩ
,RL=3kΩ,BJT的b=60。1、试求电路的静态工作点Q。解：2、估算电路的电压放大倍数、输入电阻Ri和输出电阻Ro。解：
画微变等效电路Ri=rbe//Rb≈rbe=993ΩRo=Rc=3kΩ3.若输出电压的波形出现如下失真，是截止还是饱和失
真？应调节哪个元件？如何调节？解：为截止失真。应减小Rb。UBEQ变IC变T变变?ICEO三.静态工作点的稳定1.温度对静态
工作点的影响对于前面的电路（固定偏置电路）而言，静态工作点由UBE、?和ICEO决定，这三个参数随温度而变化。UBETiB50oC
25oCIBICuBE1、温度对UBE的影响总之：ICTIC?、ICEOTiC温度上升时，输出特性曲线上移，造成Q点上移。Q′
QuCE2、温度对?值及ICEO的影响温度对Q的影响.avi动画演示IEICI1I2IB2.静态工作点稳定的放大器（1）结构
及工作原理选I2=（5~10）IB∴I1?I2I2ICIEI1IBUBEIEICUETICIB由输入特性曲线静态工作点稳定过程：
UB稳定UBE=UB-UE=UB-IERe射极偏置电路.avi演示（2）直流通道及静态工作点估算:电容开路,画出直流通道
IC?IE=UE/Re=（UB-UBE）/ReIB=IC/?UCE=VCC-ICRC-IERe（3）动
态分析：将电容短路,直流电源短路，画出电路的交流小信号等效电路RL=RC//RL电压放大倍数：输入电阻：输出电阻：思考：若
在Re两端并电容Ce会对Au、Ri、Ro有什么影响？2.5共集和共基放大电路、电流源一.共集电极放大电路1.结构：IBUC
EUBEIE2.直流通道及静态工作点分析：3.动态分析（1）交流通道及微变等效电路（2）电压放大倍数：（3）输入电阻（4）输
出电阻射极输出器的特点：电压放大倍数=1，输入阻抗高，输出阻抗小。射极输出器的应用1、放在多级放大器的输入端，提高整个放大器的输
入电阻。2、放在多级放大器的输出端，减小整个放大器的输出电阻。2、放在两级之间，起缓冲作用。演示：二.共基极电路1.静态工作
点直流通路：2.动态分析画出电路的交流小信号等效电路（1）电压放大倍数（2）输入电阻（3）输出电阻共集共射共基输入电阻：输出电阻
：电压增益：3.三种组态的比较ICUBEUEICIB三.BJT电流源电路用普通的三极管接成电流负反馈电路，即可构成一个基
本的电流源电路。射极偏置放大电路就具有这一功能。Ic电流是恒定的：用等效电路来求该电路的内阻联立方程组：可以解出：可见
三极管电流源的内阻比三极管的输出电阻rce还要大。2.6多级放大电路一.多级放大器的耦合方式1.阻容耦合优点：各级放大器静态
工作点独立。输出温度漂移比较小。缺点：不适合放大缓慢变化的信号。不便于作成集成电路。2.直接耦合缺点：优点：各级放大器静态
工作点相互影响。电路中无电容，便于集成化。可放大缓慢变化的信号。输出温度漂移严重。二.多级放大器的分析1.两级之间的相互
影响?后级的输入阻抗是前级的负载?前级的输出阻抗是后级的信号源阻抗2.电压放大倍数（以两级为例）注意：在算前级放大倍数时，要
把后级的输入阻抗作为前级的负载！扩展到n级：3.输入电阻Ri=Ri（最前级）(一般情况下）4.输出电阻Ro=Ro（最后级）
(一般情况下）举例1：两级放大电路如下图示，求Q、Au、Ri、Ro设：?1=?2=?=100，UBE1=UBE2=0.7V。解
：（1）求静态工作点（2）求电压放大倍数先计算三极管的输入电阻画微变等效电路：电压增益：（3）求输入电阻Ri=Ri1=rbe1
//Rb1//Rb2=2.55k?（4）求输出电阻RO=RC2=4.3k?其中：称为放大器的幅频
响应称为放大器的相频响应2.7BJT放大电路的频率响应频率响应——放大器的电压放大倍数与频率的关系下面先分析无源RC网络的
频率响应令：则：幅频响应：相频响应：一.无源RC电路的频率响应1.RC低通网络（1）频率响应表达式：0.1fHfH10fH1
00fHf0-20-20dB/十倍频程-40（2）RC低通电路的波特图幅频响应：0分贝水平线斜率为-20dB/十倍频程的直线
最大误差-3dB0.1fH0.1fHfHfH10fH10fH100fH100fHff0°0-45°-20-20dB/十倍频程-9
0°-40相频响应这种对数频率特性曲线称为波特图可见：当频率较低时，│AU│≈1，输出与输入电压之间的相位差=0。随着频率的
提高，│AU│下降，相位差增大，且输出电压是滞后于输入电压的，最大滞后90o。其中fH是一个重要的频率点，称为上限截止频率。
令：则：幅频响应：相频响应：2.RC高通网络（1）频率响应表达式：0.01fL0.1fLfL10fLf0-2020dB/十倍
频-40（2）RC高通网络的波特图幅频响应：斜率为-20dB/十倍频程的直线最大误差-3dB0.01fL0.1fLfL1
0fLf0-2020dB/十倍频-4090°45°f0°0.01fL0.1fLfL10fL相频响应可见：当频率较高时，│AU
│≈1，输出与输入电压之间的相位差=0。随着频率的降低，│AU│下降，相位差增大，且输出电压是超前于输入电压的，最大超前90
o。其中，fL是一个重要的频率点，称为下限截止频率。——受控电流源，代替了二.BJT的混合π型模型1.BJT的混合π型模型混合π
型高频小信号模型是通过三极管的物理模型而建立的。b''是假想的基区内的一个点。rbb''——基区的体电阻rb‘e——发射结电阻
Cb‘e——发射结电容rb‘c——集电结电阻Cb‘c——集电结电容（2）用代替了。因为β
本身就与频率有关，而gm与频率无关。2.BJT的混合π等效电路特点：（1）体现了三极管的电容效应3、简化的混合π等效电路rb’c很
大，可以忽略。rce很大，也可以忽略。由：4.混合π参数的估算低频时，忽略电容，混合?模型与H参数模型等效所以又因为所以从手册
中查出得：其中：5.BJT的频率参数fβ、fT根据β定义：将c、e短路。β0-20dB/十倍频程0ffβ做出β的幅频特性
曲线：fT当β=1时对应的频率当20lgβ下降3dB时对应的频率fβ——共发射极截止频率fT——特征频率当fT>>f?时,
可得：fT≈β0f?中频电压放大倍数：三.阻容耦合共射放大电路的频率响应对于如图所示的共射放大电路，分低、中、高三个频
段加以研究。1.中频段所有的电容均可忽略。可用前面讲的h参数等效电路分析2.低频段在低频段，三极管的极间电容可视为开路，耦
合电容C1、C2不能忽略。为方便分析，现在只考虑C1，将C2归入第二级。画出低频等效电路如图所示。该电路有一个RC高通环节。有
下限截止频率：可推出低频电压放大倍数：幅频响应：相频响应：20dB/十倍频-90°-135°ff-180°0.1fLfL
10fL0.01fL0.1fLfL10fL0.01fL共射放大电路低频段的波特图3.高频段在高频段，耦合电容C1、C2可以可
视为短路，三极管的极间电容不能忽略。这时要用混合π等效电路，画出高频等效电路如图所示。用“密勒定理”将集电结电容单向化。用“密勒定
理”将集电结电容单向化：其中：忽略CN，并将两个电容合并成一个电容:得简化的高频等效电路。用戴维南定理将C左端的电路进行变换：其
中：该电路有一个RC低通环节。有上限截止频率：其中：可推出高频电压放大倍数：其中：幅频响应：相频响应：0.1fHfH1
0fH100fH-20dB/十倍频程f-180°-225°f0.1fHfH10fH100fH-270°共射放大电路高频段的波特图-
20dB/十倍频程20dB/十倍频程ffHfL-90°-135°f-180°fLfH-225°-270°4.完整的共射放大电路的
频率响应-20dB/十倍频程20dB/十倍频程ffHfL-90°-135°f-180°fLfH-225°-270°两个频率响应指标
：（1）通频带：（2）带宽-增益积：│fbw×Aum│BJT一旦确定，带宽增益积基本为常数频率失真.AVI频率失真动画演示5.
频率失真——由于放大器对不同频率信号的放大倍数不同而产生的失真。本章小结1．基本放大电路的组成。BJT加上合适的偏置电路（偏置电
路保证BJT工作在放大区）。2．交流与直流。正常工作时，放大电路处于交直流共存的状态。为了分析方便，常将两者分开讨论。直流通路：交流电压源短路，电容开路。交流通路：直流电压源短路，电容短路。3．三种分析方法。（1）估算法（直流模型等效电路法）——估算Q。（2）图解法——分析Q（Q的位置是否合适）；分析动态（最大不失真输出电压）。（3）h参数交流模型法——分析动态（电压放大倍数、输入电阻、输出电阻等）。4．三种组态。（1）共射——AU较大，Ri、Ro适中，常用作电压放大。（2）共集——AU≈1，Ri大、Ro小，适用于信号跟随、信号隔离等。（3）共基——AU较大，Ri小，频带宽，适用于放大高频信号。5．多级放大器。两种耦合方式：阻容耦合与直接耦合。电压放大倍数：AU=AU1×AU2×……×AUn6．频率响应——两个截止频率下限截止频率fL——频率下降，使AU下降为0.707Aum所对应的频率.由电路中的耦合电容和旁路电容所决定。上限截止频率fH——频率上升，使AU下降为0.707Aum所对应的频率，由电路中三极管的极间电容所决定。 |
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