晶体管放大电路

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1、第2章晶体管放大电路教学提示：放大电路的种类很多，根据用途以及采用的有源放大器件不同，它们的电路形式及性能指标不完全相同，但基本工作原理相同。电子线路中的“放大”是指在输入信号作用下，利用有源器件的控制作用，将直流电源提供的部分能量转化为与输入信号成比例的输出信号，其实质是能量的控制。单管放大电路是组成各种复杂放大电路的基础。教学要求：了解晶体管放大电路的三种基本组态；掌握放大电路的电路构成和分析方法，能利用图解法和微变等效电路法熟练分析共射和共集放大电路的工作原理，计算各项动态指标；理解多级放大电路和功率放大电路的工作原理和分析方法；

2、了解场效应管放大电路的工作原理和分析方法。2.1共发射极放大电路放大电路的作用是将微弱的信号放大，便于人们测量和利用。例如，收音机和电视机就是将天线收到的微弱信号，经过各种不同过程的处理和放大，最终使音频信号和视频信号的幅度达到足以推动扬声器和显像管的程度。后面章节中涉及到的模拟信号运算电路、波形发生器电路等，它们的工作原理也都与放大电路有关。因此，放大电路是电子设备中最普遍的一种单元，也是最基本的模拟电路。由晶体三极管构成的基本放大电路有共发射极、共集电极、共基极三种组态，与此相对应的由场效应管组成的放大电路有共源、共漏、共栅三种组态

3、，下面首先分析应用最广泛的晶体管共发射极放大电路。2.1.1共发射极放大电路的组成与工作原理1.放大电路的组成图2.1是一个由NPN型三极管构成的共射极放大电路的原理图，该电路以双极型三极管作为放大器件，电路中待放大的输入信号u，通过耦合电容C从三极管的基极输入；放i1大后的信号通过电容C的耦合输送到负载R，输出电压为u。由于三极管的发射极作为输2Lo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。(1)三极管T：三极管T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

4、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E提供的，三极管T只是一个能量控制元件，整个电路保持能量守恒。C(2)电源E和E：电源E是基极电源，又称偏置电源，它的作用是使发射结处于正BCB·32·电工与电子技术(下册)向偏置。电源E保证集电结处于反向偏置，并为输出信号提供能量。若三极管是PNP型C的，则两电源的极性都应反过来。(3)电阻R和R：串接到输入回路的电阻R称为基极

5、偏流电阻，它和偏置电源E共BCBB同提供大小适当的基极电流I，以使放大电路获得合适的静态工作点，R的值一般为几十BB千欧到几百千欧。R、E和三极管的基极、发射极组成输入回路。BBR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C换为电压的变化，以实现电压放大，R的大小一般为几千欧到几十千欧。E、R和三极CCC管的集电极、发射极组成输出回路。(4)电容C和C：C和C分别接在输入端和输出端，一方面利用它们来隔断直流，C12121用来隔断放大电路与信号源之间的直流通路，而C则用来隔断放大电路与负载之间的直流2通路。另

6、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，一般C和C可取几微法到几十微法，且应为极性电容，使用时12应注意使其正端对应电位较高的一侧。图2.1共发射极基本交流放大电路的原理图2.放大电路的工作原理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。由于电路中在静态和动态时电压和电流的名称较多，所用的符号也不同，现将部分电压和电流符号列于表2-1中，以便

7、使用时查阅。表2-1放大电路中电压和电流的符号动态值名称静态值交流瞬时值交直流叠加的瞬时值基极电流IBibiB集电极电流ICiciC发射极电流IEieiE集-射极电压UCEuceuCE基-射极电压UBEubeuBE在图2.1所示的电路中，为简单起见，设负载开路(R=∞)，并通过静态工作点的设置L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Δ=uu，则在三极管的发Ii·32·第2章晶体管放大电路·33·射结上产生一个微小的输入电压变化量Δu，引起基极电流变化Δi。在放大区内，基极BEB电流的变化将引起集电极电流Δi的变化，且有

8、Δ=Δiiβ。而集电极电流的变化量Δi流CCBC过负载电阻R//R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CLu=Δui=−ΔR//R。可见，微小的输入电压的变化量Δu叠加在输入端，在