08 第八章 信号放大电路.pptx

;;一个基本放大电路由信号源、晶体管、负载及偏置电路组成。图8-1是一个由NPN型晶体管构成的共射极放大电路的原理图，该电路以双极型晶体管作为放大器件，电路中待放大的输入信号ui，通过耦合电容C1从晶体管的基极输入；放大后的信号通过电容C2的耦合输送到负载RL，输出电压为uo。由于晶体管的发射极作为输入和输出的公共端，因此该电路被称为单管共射放大电路。放大电路中各元件的作用分析如下。;8.1放大电路的组成和工作原理;（1）晶体管VT。晶体管VT是放大电路的关键元件，主要利用其基极电流对集电极电流的控制作用，使输入端信号一个小的变化量能在输出端引起一个较大的变化量。值得注意的是，放大的本质是实现能量的控制。能量较小的输入信号通过放大电路以后，在负载上得到能量比较大的信号且变化规律由输入信号决定。该过程中负载上获得的较大能量是由电源提供的，晶体管只是一个能量控制元件，整个电路保持能量守恒。;（2）电源EB和EC。电源EB是基极电源，又称偏置电源，它的作用是使发射结处于正向偏置。电源EC保证集电结处于反向偏置，并为输出信号提供能量。若晶体管是PNP型的，则两电源的极性都应反过来。

（3）电阻RB和RC。串接到输入回路的电阻RB称为基极偏流电阻，它和偏置电源EB共同提供大小适当的基极电流IB，以使放大电路获得合适的静态工作点，RB的值一般为几十千欧到几百千欧。RB、EB和晶体管的基极、发射极组成输入回路。

RC称为集电极负载电阻，它为集电结提供合适的偏置电压，并将集电极电流的变化变换为电压的变化，以实现电压放大，RC的大小一般为几千欧到几十千欧。EC、RC和晶体管的集电极、发射极组成输出回路。;（4）电容C1和C2。C1和C2分别接在输入端和输出端，一方面利用它们来隔断直流，C1用来隔断放大电路与信号源之间的直流通路，C2用来隔断放大电路与负载之间的直流通路。另一方面又起到交流耦合作用，由于电容对交流信号呈现的阻抗很小，保证交流信号顺利通过，构成信号源、放大电路和负载三者之间的交流通路。一般要求容抗近似为零，因此要求电容值取得较大，一??C1和C2可取几微法到几十微法，且应为极性电容，使用时应注意使其正端对应电位较高的一侧。;放大电路的工作状态分静态和动态两种情况，静态是当放大电路没有输入信号时的状态，而动态则是有输入信号时的状态。

在图8-1所示的电路中，为简单起见，设负载开路（RL=∞），并通过静态工作点的设置使电路处于放大状态。此时，若在放大电路的输入端加上交流信号Δui=ui，则在晶体管的发射结上产生一个微小的输入电压变化量ΔuBE，引起基极电流变化ΔiB。在放大区内，基极电流的变化将引起集电极电流的变化ΔiC，且有ΔiC=βΔi。而集电极电流的变化量流过负载电阻RC∥RL后，考虑电压和电流的参考方向，在负载端得到一个放大了的交流信号uo=ΔuCE=-ΔiCRC∥RL。可见，微小的输入电压的变化量Δui叠加在输入端，在输出端将获得一个比较大的变化量ΔuCE，从而实现了放大作用。;通过对放大电路工作原理的分析，放大电路应满足三点要求：

（1）为了保证晶体管工作在放大区，直流电源的极性只有使晶体管的发射结正向偏置，集电结反向偏置，才能由基极电流微小的变化量ΔiB得到集电极电流一个较大的变化量ΔiC，实现基极电流对集电极电流的控制。

（2）输入回路的接法应使输入电压的变化量能够传送到晶体管的基极回路，并产生相应的基极电流变化量，即Δui→ΔiB。

（3）在输出回路中，应使集电极电流的变化能够引起集电极电压的变化，即ΔiC→ΔuCE，并传送到放大电路的输出端。;;放大电路的分析包括静态分析和动态分析。静态分析的对象是直流成分，用来确定没有加入交流信号时，电路中各处的直流电压和直流电流值。静态时对应的工作点称为静态工作点。动态分析的对象是交流成分，用来估算放大电路加入交流信号时的各项状态技术指标，如电压放大倍数、输入电阻和输出电阻等。

由于放大电路的电容元件C1、C2的存在，所以直流成分的通路和交流成分的通路是不一样的。图8-1电路的直流通路与交流通路分别如图8-2（a）和（b）所示。静态值的分析通常有两种方法，即近似估算法和图解法。;8.2放大电路的静态分析;8.2放大电路的静态分析;8.2放大电路的静态分析;图解法求静态工作点是求放大电路静态值的另一种方法，它的优点是能直观地分析静态值的变化对放大电路工作的影响。具体步骤包括：

（1）针对具体的电路，采用近似估算法确定基极偏置电流IB。

以图8-2（a）为例讨论图解法的应用。例8-1中已经利用估算法求出IB=80μA。;8.2放