模拟与数字电路 宁帆 张玉艳 第2章放大器基础

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1、第2章放大器基础2.1晶体管放大器2.2放大器的反馈2.3放大器的频率特性2.4场效应管放大器放大器的主要功能是放大电信号。其种类很多，如按构成放大器的部件分，有晶体管放大器、场效应管放大器和集成放大器；按用途分，有电压放大器、电流放大器和功率放大器；按工作频率分，有低频放大器、高频放大器和超高频放大器。本章主要介绍小信号放大电路基本特性的分析方法。首先，介绍放大电路的组成，基本分析方法，并对静态工作点、放大倍数、输入/输出电阻进行了分析。重点讨论共射放大器，对3种电路组态进行了比较。简单介绍多级放大器。负反馈虽然会牺牲一定的增益，但却可使放大器诸多性能得到改善。这

2、里介绍反馈的概念、反馈的类型及其判别。对反馈放大器进行分析。讨论负反馈的效果。作为负反馈的应用，介绍射极输出器及恒流管电路的组成，并分析它们所具有的基本特性。频率特性是放大器的重要指标之一。它是用来衡量放大器对不同频率信号的适应程度。这里介绍晶体管应用在高频时的等效电路和波特图法，并利用它们分析放大器的高频特性。讨论扩展放大器通频带的方法。介绍由场效应管构成的3种类型的放大器，并采用估算法和等效电路法对共源极放大器进7行了分析。学习要点1.掌握放大器的组成、基本分析方法：图解法和等效电路法。会利用基本分析方法对静态工作点、放大倍数及输入、输出电阻进行分析；掌握3种组

3、态的主要性能及应用场合；了解多级放大器；熟悉直接耦合方式。3.掌握频率特性、上限频率、下限频率及通频带的概念；了解产生幅频和相频失真的原因；掌握波特图法；掌握共射极混合π等效电路；了解等效电路中各参数的意义；熟悉晶体管的几个频率参数；熟悉负反馈可能产生自激振荡的原因；能够利用波特图判断一个负反馈电路是否会产生自激振荡。4.掌握场效应管放大器的直流偏置电路；学会用估算法进行静态分析；掌握场效应管的等效电路；会计算放大倍数。2.1晶体管放大器2.1.1放大器的组成2.1.2放大器工作原理2.1.3图解分析法2.1.4等效电路分析法2.1.5共基极放大器的特点2.1.6多

4、级放大器放大器是电子电路中的基本部件之一，是将微弱的电压或电流信号，在满足技术指标规定的失真量下，放大到所需要数值的电路。2.1.1放大器的组成放大器的核心器件(晶体管)有3种连接方式，即共发射极、共集电极和共基极(简称共射、共集、共基)，如图1-4-3所示。图1-4-3三极管的3种连接形式共射放大器如图2-1-1（a）所示。UBB通过RB给发射结一合适的正向偏压；UCC通过RC使集电结处于反向偏置状态，从而保证晶体管工作于放大区。为了简化电路，一般取UBB=UCC。如图2-1-1(b)所示。在工程实际中，画电路图时，往往省略直流电源符号，因为UCC的一端总与公共端

5、(参考零电位点)相连，只需标出另一端对共同参考点的电压数值和极性即可。输入、输出端也只需画出一端，图2-1-1(c)所示就是工程上电路图的习惯画法。图2-1-1共射放大器原理图2.1.2放大器工作原理放大器输出信号的能量总是比输入信号的能量大，增大的能量不是来自晶体管或其他元件，而是在输入信号的控制下，把直流电源能量部分地转化为输出信号能量，所以，放大器实际上是一个小能量信号控制的换能器。放大器无输入交流信号，即ui=0时，放大器内部只存在直流信号，这样的工作状态称为直流状态，简称静态。加入输入交流信号后，ui≠0,电路中各处的电流和电压均处于显著变动的状态，故称为

6、交流状态，简称动态。放大器正常工作时，各处的电流和电压是交流和直流信号的叠加，放大器工作原理及各处的电压、电流示于图2-1-2。图2-1-2共射放大器工作原理示意图2.1.3图解分析法利用晶体管的特性曲线，通过作图方法来分析放大区的工作情况，叫做图解分析法。它是分析放大器的一种比较直观、形象的方法。图解分析通常分两步进行，首先分析无输入信号时的静态，然后再分析有输入信号时的动态。1.静态情况分析画出图2-1-1(c)无输入信号时的直流通路如图2-1-3所示。由图可见，根据基尔霍夫定律，有式（2-1-1）是一直线方程，如果把它绘在晶体管输入特性曲线族上，将是一条有众多

7、交点的直线。式（2-1-2）也是一直线方程，如果把它绘在输出特性曲线族上，也会有许多交点。在进行交流特性分析时，可根据实际放大电路画出交流通路图，如图2-1-5所示。2.动态情况分析图2-1-5共射放大器的交流通路图现假定输入信号ui是幅度为Uim、周期为T的正弦波，此时的uBE就相当在直流电压UBEQ的基础上，再叠加上一个输入信号ui，如图2-1-6中曲线①所示。由于信号小，所以IB的变化波形也是正弦波，如图2-1-6中曲线②所示。(1)由输入特性确定uBE和iB图2-1-6输入特性交流图解上面已经确定，当有信号ui输入时，iB将在IBQ附近变化，其最大值为I