第5章 CHAPTER 5 放大电路基础 本章在介绍放大的概念和放大电路主要技术指标的基础上，以单管共发射极基本放大电路为例，介绍放大电路的组成原则及实现放大的基本原理，然后介绍用微变等效电路法求解放大电路主要技术指标和用图解法分析放大电路的非线性失真情况及最大输出幅度。 温度变化将使半导体器件的参数发生变化，从而引起放大电路的静态工作点的不稳定，进而导致放大电路的动态性能受到影响。因此，本章将介绍一种常用的分压式工作点稳定的放大电路，还着重介绍了共集电极组态放大电路。 接着，在晶体管放大电路的基础上，简要地介绍了场效应管放大电路的特点和分析方法。 最后扼要地介绍多级放大电路的耦合方式、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。 5．1放大的基本概念和放大电路的主要技术指标 5．1．1放大的基本概念 人们在生产和技术工作中，需要通过放大电路放大微弱的信号，以便进行有效的观察、测量和利用。例如，自动控制设备把通过传感器获取的反映压力、温度、湿度、机械位移或转速等的微弱的电信号放大后，才能驱动继电器、控制电动机、显示仪表或其他执行机构动作。 放大电路的作用，就是将微弱的电信号不失真地放大成较大的信号。放大的本质是能量的控制过程，即在输入信号的作用下，将直流电源的能量转换成负载获得的能量，因此放大电路中必须有能够控制能量的器件，如晶体管和场效应管等。不失真是放大的基本要求。正弦信号是放大电路的分析、测试信号。 视频讲解 5．1．2放大电路的主要技术指标 放大电路的技术指标用于定量地描述电路的有关技术性能。测试时，通常在放大电路的输入端加上一个正弦测试电压，然后测量电路中其他有关电量。图5．1是测试技术指标的示意图。 图5．1放大电路技术指标测试的示意图 1． 放大倍数 放大倍数是衡量放大电路放大能力的技术指标。 1) 电压放大倍数A·u 电压放大倍数A·u定义为输出电压U·o与输入电压U·i之比，即 A·u=U·oU·i(5．1) 2) 电流放大倍数A·i 电流放大倍数A·i定义为输出电流I·o与输入电流I·i之比，即 A·i=I·oI·i(5．2) 2． 输入电阻Ri 从放大电路输入端看进去的等效电阻称为放大电路的输入电阻Ri。 输入电阻Ri等于输入电压U·i与输入电流I·i之比，即 Ri=U·iI·i(5．3) 式(5．3)表明，输入电阻Ri越大，放大电路对信号源索取的电流就越小。 输入电阻是衡量放大电路对信号源影响程度的技术指标。 3． 输出电阻Ro 从放大电路输出端看进去的等效电阻称为放大电路的输出电阻Ro。 输出电阻Ro的定义是当输入端信号短路(即U·s=0，但保留Rs)、输出端负载开路(即RL=∞)时，外加一个正弦输出电压U·o，得到相应的输出电流I·o，二者之比为输出电阻Ro，即 Ro=U·oI·oU·s=0 RL=∞(5．4) 式(5．4)通常用作分析放大电路时，推导输出电阻。 根据图5．1的输出回路可得 Ro=U·′o-U·oU·oRL=U·′oU·o-1RL(5．5) 实际工作中测试输出电阻时，通常按式(5．5)间接完成，在输入端加上一个正弦信号U·i，分别测得负载RL开路时的输出电压U·′o及接上负载RL时的输出电压U·o，再按式(5．5)计算出Ro。 将式(5．5)变形为 U·o=RLRo+RLU·′o(5．6) 可以看出，输出电阻Ro越小，负载电阻RL变化时输出电压U·o的变化量越小。 输出电阻是衡量放大电路带负载能力的技术指标。 4． 通频带BW 由于电容、电感及半导体器件PN结的电容效应，放大电路的电压放大倍数随着信号频率的变化而变化。 一般情况下，在信号频率较低的低频段和信号频率较高的高频段，电压放大倍数的数值都将减小，而在中间频率范围内的中频段（通频带），因各种电抗性作用可以忽略，故电压放大倍数基本不变。放大电路的频率特性曲线如图5．2所示。 图5．2放大电路的频率特性曲线 当信号频率上升或下降，使放大倍数等于1/2 倍中频放大倍数|A·um|时所对应的频率分别称为上限截止频率fH和下限截止频率fL。 上、 下限截止频率之间的频率范围定义为放大电路的通频带BW，即 BW=fH-fL(5．7) 通频带是衡量放大电路对不同频率信号放大能力的技术指标。 5． 最大输出幅度Uom 最大输出幅度表示输出信号波形在没有明显失真的情况下，放大电路能够提供给负载的最大输出电压。一般用最大值Uom表示，也可用有效值和峰峰值表示。 放大电路的技术指标还有最大输出功率与效率和非线性失真系数等。 5．2基本放大电路的组成及工作原理 电流放大作用是晶体管的重要特性，利用这一特性，可以组成各种放大电路。其中，最基本的单管共发射极放大电路和共集电极放大电路是构成多级放大电路的基础。 5．2．1基本放大电路的组成 晶体管是电流放大元件，发射结具有单向导电性且存在死区，对交流输入电压信号进行放大时，放大电路在组成上需要考虑以下两个进行电压放大的条件转化问题及实现方法。 （1） 信号形式的转换。在输入端，将输入的交流电压信号加到晶体管的发射结上，转换成(产生)基极电流； 晶体管进行电流放大得到集电极电流，在输出端通过电阻将集电极电流转换成交流输出电压信号。 （2） 交、直流量叠加。外加直流量，直流电源的接法使晶体管的发射结正偏、集电结反偏，满足放大的偏置条件，将交流信号叠加在直流量上转换成脉动直流量。 以上所述也是放大电路组成的基本原则。图5．3就是按照以上原则组成的共发射极基本放大电路。 图5．3中，ui为输入交流信号电压，uo为输出交流信号电压。ui、C1、晶体管的基极b和发射极e组成输入回路，uo、C2、晶体管的集电极C和发射极E组成输出回路。因发射极是输入回路和输出回路的公共端，所以称这种电路为共发射极电路。 晶体管VT作为电流放大器件，是放大电路的核心。基极电源VBB使晶体管的发射结正偏。基极电阻RB决定着当输入信号为0时的基极电流，该电流称为静态基极电流，在以后的分析中将会看到静态基极电流的大小对晶体管能否工作在放大区以及电路的其他性能具有重要影响。集电极电源VCC使晶体管的集电结反偏，产生集电极电流。集电极电阻RC将放大后的集电极电流转换成放大的电压输出。 电容C1、C2具有通交流的作用。交流信号在输入端与放大电路、放大电路与输出端之间的传输称为耦合，电容C1、C2正是起到这种作用，所以称为耦合电容。电容C1位于输入端，称为输入耦合电容： 电容C2位于输出端，称为输出耦合电容。电容的另一个作用是隔直流，从而使放大电路的直流电量不会受到信号源和输出负载的影响，因此也称为隔直电容。 图5．3的电路使用了两个直流电源，实际应用中可以将VBB省去，改接RB至VCC的正极，调整RB的阻值，同样可以产生合适的静态基极电流。采用只标出VCC正端的简化方式表示，电路如图5．4所示。 图5．3共发射极基本放大电路 图5．4单电源的共发射极基本放大电路 视频讲解 5．2．2基本放大电路的工作原理 放大电路中，交、直流量并存。交流量是放大的目的，直流量是实现放大的基础。交、直流量既有联系又有区别。 当输入信号ui=0时，仅直流电源作用，电路中的电压和电流只有直流成分，此时放大电路的工作状态称为静态，也称作直流工作状态。 当输入信号ui≠0时，电路中的电压和电流既有直流成分又有交流成分。在只考虑纯交流电量情况时，放大电路的工作状态称为动态，也称作交流工作状态。 直流量、交流量(变化量)及交、直流叠加的总电量的约定表示符号如表5．1所示。 表5．1电量的表示符号 电 量 名 称 直流量 交流量（变化量） 总电量 发射结电压UBEQube、ΔuBEuBE =UBEQ+ube 集电极发射极电压UCEQuce、ΔuCEuCE =UCEQ+uce 基极电流IBQib、ΔiBiB=IBQ+ib 集电极电流ICQ ic、ΔiCiC=ICQ +ic 静态时，发射结电压UBEQ与基极电流IBQ、集电极发射极电压UCEQ与集电极电流ICQ，可分别在晶体管的输入特性曲线和输出特性曲线上确定下一个固定的点，该点称为放大电路的静态工作点Q。 图5．3和图5．4所示的基本放大电路的工作原理表述如下： ui加至发射结ΔuBE产生基极电流ΔiB晶体管电流放大ΔiC经RC转换成电压ΔuCE(uo)=-ΔiCRC 共发射极基本放大电路的工作波形如图5．5所示。共发射极放大电路的输出信号uo与输入信号ui相位相反。 只要电路器件参数选取合适，uo的数值就会比ui的数值大得多，从而达到电压放大的目的。 图5．5共发射极基本放大电路的工作波形 5．3放大电路的基本分析方法 为了深入、具体地评价一个放大电路的质量，需要对放大电路进行定量分析，得出 放大电路的各项主要技术指标。 定量分析放大电路的工作，一般包括两方面的内容： 静态分析，即确定不加输入信号时放大电路的工作状态，求解静态工作点； 动态分析，即求解出加上输入信号后放大电路的各项主要技术指标，如电压放大倍数A·u、输入电阻Ri和输出电阻Ro等。 分析的一般步骤是先分析静态，后分析动态。 视频讲解 5．3．1直流通路与交流通路 由于放大电路中存在电抗性元件，因此并存的交、直流两种成分的电量在放大电路中的流通路径不同，分析时需分别处理。 1． 直流通路 静态时，直流电流流通的路径称为直流通路。 直流通路用于对放大电路进行静态分析，即求解静态工作点处的电量。 直流通路的画法为： 将放大电路中的信号源uS=0、保留内阻RS、电容开路后，剩下的与晶体管连接的部分电路即为直流通路。 2． 交流通路 动态时，交流电流流通的路径称为交流通路。 交流通路用于对放大电路进行动态分析，即求解各项主要技术指标。 交流通路的画法为： 将放大电路中的大容量电容短路和直流电压源短路（内阻为0）后，剩下的与晶体管连接的部分电路即为交流通路。 图5．6(a)所示为接有负载电阻RL的共发射极基本放大电路，其直流通路和交流通路分别如图5．6(b)和图5.6(c)所示。 图5．6共发射极基本放大电路 视频讲解 5．3．2放大电路的静态分析 静态工作点的4个直流电量为UBEQ、 IBQ、 ICQ和UCEQ。其中，发射结正偏时，UBEQ 为已知常数。 |UBEQ|≈0.7V(硅管) 0.2V(锗管)(5．8) 静态分析通常有近似估算法(公式法)和图解法两种。此处重点介绍近似估算法(公式法)。 1． 近似估算法(公式法)求静态工作点 在放大电路的直流通路中，用电路分析的方法求解IBQ、 ICQ和UCEQ。 图5．6(b)所示的共发射极基本放大电路的直流通路中，各直流电量及参考方向已标示，由图可得到IBQ、 ICQ和UCEQ的计算公式为 IBQ=VCC-UBEQRB(5．9) ICQ≈βIBQ(5．10) UCEQ=VCC-ICQRC(5．11) 例5．1在图5．6(a)所示的共发射极基本放大电路中，已知晶体管为硅管，β=50，RB=280kΩ，RC=3kΩ，RL=3kΩ，VCC=12V，试估算放大电路的静态工作点。 解： 根据式(5．9)、式(5．10)和式(5．11)可得 IBQ=VCC-UBEQRB=12-0.7280mA=0.04mA=40μA ICQ≈βIBQ=(50×0.04)mA=2mA UCBQ=VCC-ICQRC=(12-2×3)V=6V 图5．7输出特性曲线上求静态工作点 2． 图解法求静态工作点 在晶体管输出特性曲线上，用作图的方法求解ICQ和UCEQ，方法如下。 用公式法，由放大电路的直流通路计算静态基极电流IBQ，由直流通路的输出回路列写直流负载线方程uCE=VCC-iCRC，并由此方程在输出特性曲线上确定点(VCC,0)和(0,VCC/RC)，画出直流负载线，再确定iB=IBQ的输出特性曲线与直流负载线的交点Q(UCEQ，ICQ)。 图5．7所示为晶体管输出特性曲线上求解静态工作点的图解法。 视频讲解 5．3．3放大电路的动态分析 动态分析的目的是求解放大电路的各项主要技术指标。动态分析有微变等效电路分析法和图解法。此处介绍用微变等效电路分析法求解放大电路的各项主要技术指标和用图解法分析非线性失真情况、确定最大输出幅度。 1． 微变等效电路分析法 微变等效电路分析法是解决放大元件晶体管非线性特性问题的一种常用方法。这种方法的实质是： 在信号变化范围很小(微变)的前提下，可认为晶体管电压、电流之间的关系基本是线性的，即在一个很小的变化范围内，可以将晶体管的输入、输出特性曲线近似地看作直线。这样，就可以用一个线性等效电路代替非线性的晶体管，将非线性问题转换为线性问题，从而使复杂的电路分析计算得以简化。 1) 晶体管简化的h参数微变等效电路 晶体管特性曲线的局部线性化如图5．8所示。 图5．8晶体管特性曲线的局部线性化 图5．8(a)所示的输入特性曲线表明，在小信号输入的情况下，静态工作点Q附近的一段曲线近似为一条直线，可以认为基极电流的变化量ΔiB与发射结电压的变化量ΔuBE成正比，因此晶体管的基极b与发射极e之间可用一个线性等效电阻rbe表示ΔuBE与ΔiB之间的关系，即 rbe=ΔuBEΔiB(5．12) rbe为晶体管的输入电阻。对于低频小功率晶体管，rbe为 rbe=rbb′+(1+β)26(mV)IEQ(5．13) 式中，rbb′是晶体管的基区体电阻，对于低频小功率管，rbb′≈300Ω。IEQ是发射极静态电流，可用ICQ近似代替。 图5．8(b)所示的输出特性曲线表明，在静态工作点Q附近的小范围内，各条输出特性曲线基本上是水平的，而且互相之间平行等距，集电极电流的变化量ΔiC与集电极电压的变化量ΔuCE无关，仅决定于基极电流的变化量ΔiB，即满足ΔiC=βΔiB。因此晶体管的集电极c与发射极e之间可以等效成一个受基极电流ΔiB控制的线性受控电流源，其电流大小为βΔiB。 根据以上分析，可以得到晶体管的简化h参数微变等效电路如图5．9所示。 图5．9晶体管的简化h参数微变等效电路 说明如下。 （1） 微变等效电路中的受控电流源βΔiB的大小和方向受基极电流ΔiB控制。 （2） 微变等效电路是对交流量而言的，所以NPN型、PNP型晶体管的微变等效电路是相同的。 2) 用微变等效电路法分析放大电路 用微变等效电路法分析放大电路时，首先需要画出放大电路的微变等效电路，然后再依据技术指标的定义，用电路分析的方法求解主要技术指标。 画出放大电路的微变等效电路的步骤和方法如下。 （1） 画出晶体管的微变等效电路。 （2） 在交流状态下再连接其他元器件。 （3） 用正弦量的相量形式表示电压量和电流量。 图5．6的共发射极基本放大电路的微变等效电路如图5．10所示。 图5．10共发射极基本放大电路的微变等效电路 （1） 电压放大倍数A·u。 由输入回路,有 U·i=I·brbe 由输出回路,有 U·o=-I·c(RC∥RL)=-βI·bR′L 由此得电压放大倍数为 A·u=U·oU·i=-βR′Lrbe(5．14) 其中 R′L=RC∥RL 式(5．14)中的“-”号表示输出电压与输入电压反相。 下面对共发射极基本放大电路的电压放大倍数做两点讨论。  直流静态工作点变化，使|A·u|变化。 IBQ=VCC-UBEQRB↑→IEQ［=(1+β)IBQ］↑→rbe=rbb′+(1+β)26(mV)IEQ↓→|A·u|↑ 因此，调整静态工作点的位置，适当地增大ICQ，可使|A·u|增大。但ICQ过大将使UCEQ过小，使静态工作点靠近饱和区，可能产生饱和失真。  电流放大系数β变化，使|A·u|变化。 rbe=rbb′+(1+β)26(mV)IEQ=rbb′+26(mV)IBQ,不随β变化，β↑→|A·u|↑ 因此，选用β值较大的晶体管，可使|A·u|增大。但需注意,β值变化也会引起静态工作点ICQ和UCEQ发生变化。 （2） 输入电阻Ri。 由输入回路，有 U·i=I·i(RB∥rbe) 由此得输入电阻为 Ri=U·iI·i=RB∥rbe(5．15) 分析式(5．15)可知，由于Ri的表达式中含有rbe，因此输入电阻Ri受直流静态工作点影响。 （3） 输出电阻Ro。 输出电阻Ro，是当输入信号电压为0、输出端开路（RL为无穷大）时，从放大电路输出端看进去的等效电阻。因此，由图5．10可见 Ro=RC(5．16) 例5．2在图5．11所示的共发射极基本放大电路中，已知晶体管为硅管，β=50， rbb′=300Ω。 (1) 试估算放大电路的静态工作点Q。 (2) 试估算晶体管的rbe以及放大电路的电压放大倍数A·u、输入电阻Ri及输出电阻Ro。 (3) 如果换上β=80的晶体管，电路的其他参数不变，分析静态工作点Q将如何变化，并求电压放大倍数A·u。 (4) 如果仍用β=50的晶体管，但调整基极电阻RB，使ICQ为原来的1．5倍，求A·u。 图5．11例5．9的电路 解： 估算放大电路的静态工作点Q。 IBQ=VCC-UBEQRB=12-0.7560mA≈0.02mA ICQ≈βIBQ=(50×0.02)mA=1mA UCEQ=VCC-ICQRC=(12-1×5)V=7V 估算rbe、A·u、Ri及Ro。 rbe=rbb′+(1+β)26(mV)IEQ ≈300+(1+50)×261Ω =1626Ω=1.626kΩ A·u=-βR′Lrbe=-50×(5∥5)1.626≈-76.9 Ri=RB∥rbe≈1.626kΩ Ro=RC=5kΩ 当β=80时，如果电路的其他参数不变，则IBQ不变，即 IBQ≈0．02mA 但ICQ、UCEQ将发生变化，此时 ICQ≈βIBQ=(80×0.02)mA=1.6mA UCEQ=VCC-ICQRC=(12-1.6×5)V=4V A·u=-βR′Lrbe=-80×(5∥5)1.626≈-123 当β=50，ICQ=1．5mA时 rbe=300+(1+50)261.5Ω=1184Ω=1.184kΩ A·u=-βR′Lrbe=-50×(5∥5)1.184≈-105.6 2． 非线性失真及最大输出幅度的图解分析法 通过在晶体管的特性曲线上作图，可以直观地看到晶体管的工作情况。因此，常用图解法分析放大电路输出波形的非线性失真、最大输出幅度以及电路参数变化对静态工作点的影响等。 1) 交流负载线及最大输出幅度的确定 由图5．6(a)和图5.6(c)所示的共发射极基本放大电路及交流通路，有如下关系式： uce=-ic(RC∥RL)=-icR′L(5．17) iC=ICQ+ic(5．18) uCE=UCEQ+uce(5．19) 由式(5．17)、式(5．18)和式(5．19)，有 uCE=UCEQ-(iC-ICQ)R′L(5．20) 图5．12交流负载线 式(5．20)反映了交、直流并存状态下，共发射极基本放大电路输出端电压、电流之间的关系称为交流负载线方程。 依据式(5．20)，在晶体管输出特性曲线上画出的直线称为交流负载线。 当iC=ICQ时，uCE=UCEQ，交流负载线经过静态工作点Q。当iC=0时，确定出交流负载线在输出特性曲线上横轴上的交点为uCE=UCEQ+ICQR′L。交流负载线的斜率为-1/R′L。 图5．12所示为共发射极基本放大电路的交流负载线。 当电路参数确定后，由图5．12可确定不饱和失真的最大输出幅度为UCEQ-UCES， 不截止失真的最大输出幅度为ICQR′L，取二者中数值小者作为放大电路的最大不失真输出幅度Uom。 显然，最大不失真输出幅度的值最大时，应将Q点设置在交流负载线的中点，即应满足如下条件： UCEQ-UCES=ICQR′L(5．21) 将式(5．21)与直流通路中输出回路的ICQ、UCEQ关系式联立，可求出不失真输出幅度的值最大时Q点处的数值。 2) 非线性失真 当放大电路的静态工作点Q设置不合理，不能适应输出幅度要求时，就会产生饱和失真或截止失真。 （1） 饱和失真。 对于NPN管构成的共射基本放大电路，IBQ 、RC的数值选取使ICQ偏大、UCEQ 偏小时，即静态工作点Q设置偏高，靠近饱和区，分析式(5．20)所示的交流负载线方程，在输入正弦波信号的正半周，有如下过程 ui正向↑→iB正向↑→iC正向↑→uce负向↑→uCE↓ 致使uce的波形负半周的一部分落入饱和区，产生饱和失真。 对于PNP管构成的共发射极基本放大电路，电压极性、电流方向与NPN管相反，uce的波形正半周产生饱和失真。 饱和失真的图解分析如图5．13所示。 图5.13饱和失真的图解分析 其中，图5.13（a）为输出特性曲线上饱和失真的示意图。以UCEQ为交流分量的零点，NPN管的uce波形中在UCEQ右侧部分为高电位的半周，即正半周，PNP管的uce波形中在UCEQ左侧部分为高电位的半周，即正半周。将uce按时间变化方式画出，图5.13（b）为NPN管饱和失真示意图，图5.13（c）为PNP管饱和失真示意图。 （2） 截止失真。 对于NPN管构成的共射基本放大电路，IBQ 、RC的数值选取使ICQ偏小、UCEQ 偏大时，即静态工作点Q设置偏低，靠近截止区，分析式(5．20)所示的交流负载线方程，在输入正弦波信号的负半周，有如下过程 ui负向↑→iB负向↑→iC负向↑→uce正向↑→uCE↑ 致使uce的波形正半周的一部分落入截止区，产生截止失真。 对于PNP管构成的共发射极基本放大电路，电压极性、电流方向与NPN管相反，uce的波形负半周产生截止失真。 截止失真的图解分析如图5．14所示。 图5.14截止失真的图解分析 其中，图5.14(a)为输出特性曲线上截止失真的示意图。以UCEQ为交流分量的零点，NPN管的uce波形中在UCEQ右侧部分为高电位的半周，即正半周，PNP管的uce波形中在UCEQ左侧部分为高电位的半周，即正半周。将uce按时间变化方式画出，图5.14（b）为NPN管截止失真示意图，图5.14（c）为PNP管截止失真示意图。 消除饱和失真应降低静态工作点Q，即减小ICQ、增大UCQ； 消除截止失真应提高静态工作点Q，即增大ICQ、减小UCQ。 所以，放大电路不出现失真现象，必须要设置合适的静态工作点Q，以使其动态范围尽可能大。 例5．3基本放大电路如图5．6(a)所示，RB=280kΩ，RC=3kΩ，RL=3kΩ，VCC=12V，晶体管为硅管，β=50，UCES=0．3V。 试估算放大电路的最大不失真输出幅度Uom， 并分析逐渐增大输入信号ui的幅度时，先出现截止失真还是饱和失真。 解： 估算最大不失真输出幅度Uom。 IBQ=VCC-UBEQRB=12-0.7280mA≈0.04mA ICQ≈βIBQ=(50×0.04)mA=2mA UCEQ=VCC-ICQRC=(12-2×3)V=6V 不饱和失真的最大输出幅度为 UCEQ-UCES=(6-0.3)V=5.7V 不截止失真的最大输出幅度为 ICQR′L=［2×(3∥3)］V=3V 取UCEQ-UCES和ICQR′L中数值小者作为最大不失真输出幅度，即 Uom=3V 由于不截止失真的最大输出幅度小于不饱和失真的最大输出幅度，故逐渐增大输入信号ui的幅度时，先出现截止失真。 5．4放大电路静态工作点的稳定 放大电路的多项重要技术指标与静态工作点的位置密切相关。如果静态工作点不稳定，放大电路的某些性能也将发生变化。因此，如何使放大电路的静态工作点保持稳定是一个十分重要的问题。 在实际工作中，电路元件的老化、电源的波动及温度的变化都会引起静态工作点的不稳定，尤其是温度的影响。 视频讲解 5．4．1温度对静态工作点的影响 晶体管是一种对温度十分敏感的元件。温度变化影响晶体管参数，从而导致静态工作点发生变化主要表现在以下三方面。 稳定静态工作点Q的方法主要有利用对直流电量的负反馈抑制ICQ和UCEQ变化的反馈法以及利用晶体管进行补偿的补偿法。此处主要介绍反馈法。 视频讲解 5．4．2分压式静态工作点稳定电路 1． 电路组成和工作点稳定原理 分压式静态工作点稳定电路如图5．15(a)所示。直流电源VCC经基极电阻RB1、RB2分压后接到晶体管的基极。RE为发射极电阻，CE为发射极旁路电容。 图5．15分压式静态工作点稳定电路 分压式静态工作点稳定电路的直流通路如图5．15(b)所示。 稳定静态工作点的条件是，流过基极电阻RB1的电流I1、流过基极电阻RB2的电流I2和基极电流IBQ满足I1IBQ和I2IBQ的关系，从而使基极电位UBQ≈RB2RB1+RB2VCC基本不随温度变化，即对温度是稳定的。 稳定静态工作点的原理是，利用发射极电流IEQ在电阻RE上的电压，即发射极电位UEQ影响基极电流IBQ和集电极电流ICQ，即通过发射极电流的负反馈稳定静态工作点Q。 静态工作点稳定的过程可表述如下。 显然，RE的阻值越大，发射极电位UEQ越高，对集电极电流ICQ变化的抑制作用越强，静态工作点的稳定性就越好。但RE增大后，UCEQ随之减小，为了不减小输出电压的幅度，必须增大电源电压VCC，需要兼顾考虑。 2． 静态分析 由如图5．15 (b)所示的直流通路进行静态工作点的估算步骤如下。 UBQ≈RB2RB1+RB2VCC(5．22) ICQ≈IEQ=UBQ-UBEQRE(5．23) UCEQ≈VCC-ICQ(RC+RE)(5．24) IBQ=ICQβ(5．25) 3． 动态分析 图5．15(a)所示电路的微变等效电路如图5．16所示。 图5．16分压式静态工作点稳定电路的微变等效电路 由此，可求出动态技术指标估算公式。 A·u=-βR′Lrbe (5．26) 其中 R′L=RC∥RL Ri=RB1∥RB2∥rbe(5．27) Ro=RC(5．28) 对于图5．15(a)所示的分压式静态工作点稳定电路，当去掉发射极旁路电容CE时，直流通路及静态工作点的估算公式不变。此时，其微变等效电路如图5．17所示。 图5．17无发射极旁路电容的工作点稳定电路的微变等效电路 因为 U·i=I·brbe+I·eRE=I·b［rbe+(1+β)RE］ U·o=-I·c(RC∥RL)=-βI·bR′L 其中 R′L=RC∥RL 所以 A·u=U·oU·i=-βR′Lrbe+(1+β)RE(5．29) 因为 I·i=U·iRB1+U·iRB2+U·irbe+(1+β)RE 所以 Ri=U·iI·i=11RB1+1RB2+1rbe+(1+β)RE 即 Ri=RB1∥RB2∥［rbe+(1+β)RE］(5．30) Ro=RC(5．31) 下面对没有发射极旁路电容CE的分压式静态工作点稳定电路的电压放大倍数做两点讨论。 （1） 直流静态工作点变化，使|A·u|变化。 由于 IEQ［=(1+β)IBQ］↑→rbe=rbb′+(1+β)26(mV)IEQ↓→|A·u|↑ 因此，调整静态工作点的位置，适当地增大ICQ(IEQ)，可使|A·u|增大。 （2） 电流放大系数β变化，|A·u|基本不变。 一般电路参数满足 (1+β)RErbe和β1的条件，则式(5．29)可简化成 A·u=-βR′Lrbe+(1+β)RE≈-R′LRE 因此，电流放大系数β变化，|A·u|基本不变。 5．5基本共集电极放大电路 组成放大电路时，晶体管的三个电极均可作为输入回路和输出回路的公共端。前面介绍的共发射极放大电路是以发射极作为公共端，如果以基极或集电极作为公共端，则称共基极放大电路或共集电极放大电路。这三种接法的放大电路也称作放大电路的三种组态，它们在电路结构和性能上有各自的特点，但基本的分析方法一样。本节仅介绍基本共集电极放大电路。 视频讲解 5．5．1电路的组成 基本共集电极放大电路如图5．18(a)所示。图5.18(b)是直流通路。图5.18(c)是微变等效电路。 由图5.18(c)可以看出，输入信号与输出信号的公共端是集电极，所以属于共集电极组态。由图5.18(a)可以看出，输出信号从发射极引出，因此这种电路也称为射极输出器。 图5．18基本共集电极放大电路 5．5．2静态分析 由图5．18(b)所示的直流通路，可求得 IBQ=VCC-UBEQRB+(1+β)RE(5．32) ICQ≈βIBQ(5．33) UCEQ≈VCC-ICQRE(5．34) 视频讲解 5．5．3动态分析 1． 电压放大倍数A·u 由图5．18(c)所示的微变等效电路，可求得 U·i=I·brbe+(1+β)I·b(RE∥RL)=I·brbe+(1+β)I·bR′L U·o=I·e(RE∥RL)=(1+β)I·b(RE∥RL)=(1+β)I·bR′L 因此 A·u=U·oU·i=(1+β)R′Lrbe+(1+β)R′L(5．35) 其中 R′L=RE∥RL 分析式(5．35)，电路参数一般满足(1+β)R′Lrbe 条件，使A·u=U·oU·i≈1，即 U·o≈U·i。这表明输出电压与输入电压的大小近似相等且相位相同，输出电压随输入电压变化，所以共集电极放大电路又称为射极跟随器。 2． 输入电阻Ri 由图5．18(c)所示的微变等效电路，可求得 I·i=U·iRB+U·irbe+(1+β)R′L 所以 Ri=U·iI·i=11RB+1rbe+(1+β)R′L=RB∥［rbe+(1+β)R′L］(5．36) 由式(5．36)可见，共集电极放大电路的输入电阻远大于共发射极放大电路的输入电阻。 3． 输出电阻Ro 在图5．18 (c)中，按Ro=U·oI·oU·s=0 RL=∞ 求输出电阻的定义，所得的等效电路如图5．19所示。 图5．19共集电极放大电路求输出电阻的等效电路 由图5．19，有 I·o=I·RE+I·e=I·RE+(1+β)I·b=U·oRE+(1+β)U·orbe+Rs∥RB 所以 Ro=U·oI·oU·s=0 RL=∞ =U·oU·oRE+(1+β)U·orbe+Rs∥RB 即 Ro=RE∥rbe+Rs∥RB1+β=RE∥rbe+R′s1+β(5．37) 其中 R′s=Rs∥RB 共集电极放大电路具有输入电阻大、输出电阻小的特点，常用于多级放大电路的输入级和输出级，以减小从信号源索取的电流，即减小对信号源的影响，提高带负载的能力。也常用于中间级，以减小电路之间的相互影响，起缓冲作用。 下面对共集电极放大电路的电路构成形式进行分析。 由于电路参数一般满足（1+β）R′Lrbe条件，从而有 A·u=U·oU·i=(1+β)R′Lrbe+(1+β)R′L≈1 Ri=RB∥［rbe+(1+β)R′L］≈RB∥(1+β)R′L 可以看出，电压放大倍数和输入电阻与静态工作点的直流电量和稳定性近似无关。 虽然式(5．37)表示的输出电阻Ro与静态工作点的电量有关，但由于Ro很小，共集电极放大电路的带负载的能力受静态工作点变化的影响很小，可以忽略。 以上分析表明，共集电极放大电路的动态性能对静态工作点的稳定性要求很低。因此，为简化电路，在电路构成上，晶体管的基极只用一个电阻RB，用于引入发射结的正偏压； 晶体管的发射极接有电阻RE，用于将发射极交流电流ie经电阻转换成交流电压从发射极输出，同时RE又对直流有负反馈作用，有一定稳定静态工作点的作用，但由于基极直流电位不恒定，因此使静态工作点的稳定性变差。 5．6场效应管放大电路 场效应管放大电路与晶体管放大电路类似，也有三种组态，即共源极、共栅极和共漏极的放大电路。 场效应管放大电路的分析也包括静态分析和动态分析两方面，只是放大元件的特性和电路模型不同。 本节以增强型NMOS管为例，分析场效应管放大电路。 5．6．1电路的组成 增强型NMOS管共源极放大电路的组成如图5．20(a)所示。 栅极电阻RG1、RG2为分压偏置电阻，对电源VDD分压后给栅极加固定正电压。RS为源极电阻，作用是稳定静态工作点。电阻RG与静态工作点无关，作用是提高放大电路的输入电阻。C1为输入耦合电容，C2为输出耦合电容，CS为源极旁路电容。 图5．20场效应管共源极放大电路 5．6．2静态分析 场效应管是压控器件，静态工作点Q的电量为UGSQ、IDQ和UDSQ。 静态时，由于场效应管的栅极电流IG=0，所以电阻RG上无压降，因此，栅极电位为 UGQ=RG2RG1+RG2VDD ，栅源电压为UGSQ=UGQ-USQ=RG2RG1+RG2VDD-IDQRS。 所以静态工作点的求解关系式为 UGSQ=RG2RG1+RG2VDD-IDDRS IDQ=IDOUGSQUGS(th)-12(5．38) 联立可解出UGSQ、IDQ。 而 UDSQ=VDD-IDQ(RD+RS)(5．39) 5．6．3动态分析 用微变等效电路法进行动态分析。场效应管共源极放大电路的微变等效电路如图5．20(b)所示。 1. 电压放大倍数A·u 由图5．20(b)所示的微变等效电路，可求得 U·i=U·gs U·o=-I·d(RD∥RL)=-gmU·gs(RD∥RL) 所以 A·u=U·oU·i=-gmU·gs(RD∥RL)U·gs=-gm(RD∥RL)=-gmR′L(5．40) 其中 R′L=RD∥RL 2. 输入电阻Ri 由图5．20(b)所示的微变等效电路，可求得 Ri=U·iI·i=RG+RG1∥RG2(5．41) 3. 输出电阻Ro 根据输出电阻的定义Ro=U·oI·oU·s=0 RL=∞ ，有 Ro=RD(5．42) 5．7多级放大电路 对于一个基本放大电路，电路参数、静态工作点、输出幅度和非线性失真等因素制约和影响着电压放大倍数，使放大倍数有限。 当需要很大放大倍数的放大电路时，需将多个基本放大电路合理连接组成多级放大电路。组成多级放大电路的每一个基本放大电路称为一级。 视频讲解 5．7．1多级放大电路耦合方式 多级放大电路的级间连接方式称为级间耦合方式。常用的级间耦合方式有阻容耦合、直接耦合和变压器耦合。 耦合电路的任务是有效地传输信号，减小衰减，避免失真，尽量不影响各级静态工作点的设置。 1． 阻容耦合 将放大电路的前级的输出端通过电容接到后级的输入端，称为阻容耦合方式。 阻容耦合方式充分地利用了电容“隔直流、通交流”的作用。主要优点是，各级的静态工作点相互独立，分析或设计、调试方便。主要缺点是，低频特性差，只能放大交流信号，不能放大变化缓慢的直流信号，不适用于集成电路。 图5．21所示为一个两级阻容耦合放大电路，第一级为共发射极放大电路，第二级为共集电极放大电路，C2为级间耦合电容。 图5．21两级阻容耦合放大电路 2． 直接耦合 将放大电路前一级的输出端直接或经非电抗性元件连接到后一级的输入端，称为直接耦合方式。 图5．22(a)和图5.22(b)为两个两级直接耦合放大电路示例。 图5.22(a)电路中，通过在第二级加发射极电阻的方式提高第一级的集电极电位，使两级均有合适的静态工作点，但发射极电阻对第二级的电压放大倍数影响大。 图5.22(b)电路中，NPN型管和PNP型管混合使用，使各级的集电极电位升或降，而不会逐级提高，从而使各级都有合适的静态工作点。这种组合方式被广泛应用于分立器件以及集成的直接耦合放大电路。 直接耦合方式的主要优点是，低频特性好，既能放大交流信号，又能放大直流信号，所用元件少，适用于集成电路。主要缺点是，各级静态工作点相互影响，分析或设计、调试不方便； 有零点漂移现象(当输入信号ui=0时，在输出端仍有无规则缓慢变化的信号输出的现象称为零点漂移)。 图5．22两级直接耦合放大电路 3． 变压器耦合 将放大电路前一级的输出端通过变压器连接到后一级的输入端，称为变压器耦合方式。 由于变压器体积大、成本较高、频率特性较差，因此很少使用。在这里不做更多介绍。 5．7．2多级放大电路的动态分析 一个有n级的多级放大电路的方框图如图5．23所示。 图5．23多级放大电路框图 多级放大电路的主要动态技术指标仍为电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。分析交流性能时，要考虑各级之间的相互联系和相互影响，即前级的输出电压是后级的输入电压，前级的输出电阻视为后级的信号源内阻，后级的输入电阻为前级的负载电阻。 电压放大倍数 A·u=U·oU·i=U·o1U·i1·U·o2U·i2·…·U·onU·in=A·u1·A·u2·…·A·un(5．43) 式(5．43)表明，多级放大电路的电压放大倍数等于各单级放大电路电压放大倍数的 乘积。计算多级放大电路电压放大倍数方法是将多级的计算转换为单级的计算，且可直接引用单级放大电路的计算公式，计算单级电压放大倍数时要将后级的输入电阻作为前级的负载电阻。 输入电阻 Ri=Ri1(5．44) 式(5．44)表明，多级放大电路的输入电阻等于第一级(即输入级)放大电路的输入电阻。 输出电阻 Ro=Ron(5．45) 式(5．45)表明，多级放大电路的输出电阻等于最后一级(即输出级)放大电路的输出电阻。 应当指出，当用共集电极放大电路作为输入级时，Ri与第二级的输入电阻(为输入级的负载电阻)有关； 当用共集电极放大电路作为输出级时，Ro与相邻前一级的输出电阻(为输出级的信号源内阻)有关； 当多级放大电路的输出波形产生失真时，应首先确定是在哪一级出现的失真，然后再判断是饱和失真还是截止失真。 视频讲解 5．8基本放大电路Multisim仿真示例 1． 共发射极基本放大电路的Multisim仿真 在Multisim 14中构建共发射极基本放大电路仿真测试电路如图5．24所示。其中，晶体管的参数设置为β=50，rbb′ =300Ω，电路及参数与例5．2相同。此处，电阻R用来测量放大电路的输入电阻Ri。 图5．24共发射极基本放大电路仿真测试电路 1) 静态仿真分析 图5．25所示为直流分析选项对话框和直流电位分析结果图。 图5．25静态直流电位仿真分析 根据分析结果，有 IBQ=VCC-V3RB1+RB2=12-0.78360+200mA≈0.02mA ICQ=VCC-V5RC=12-6.995mA≈1mA UCEQ=V5=6.99V 与例5．2的结果基本相同。 2) 动态仿真分析 图5．24的电路仿真后，可从示波器观察到ui、uo的波形如图5．26(a)所示。由图可见，uo的波形没有明显的非线性失真，而且ui、uo的相位相反。 图5．26动态仿真分析 图5．26(b)所示为三个数字万用表测试的Us、Ui、Uo数值。依测试结果,有 A·u=-UoUi=-473.4856.204≈-76.32 Ri=UiUs-Ui·R=6.20410-6.204×1kΩ≈1.634kΩ 为了测量输出电阻Ro，可将图5．24电路中的负载电阻RL开路，此时从数字万用表测得U′o=946.986mV，则 Ro=U′oUo-1·RL=946.986473.485-1×5kΩ≈5.00kΩ 电压放大倍数A·u、输入电阻Ri和输出电阻Ro与例5．9的结果基本相同。 电路其他参数不变，将晶体管的电流放大系数β设置成为80时，示波器观察uo的波形没有明显的非线性失真，用数字万用表测试出此时Ui=6．202mV，Uo=758．025mV，则 A·u=-UoUi=-758.0256.202≈-122.2 与例5．2的结果基本相同。 调节图5．24电路中的可调电阻RB1，使UCEQ=4．5V，从而使ICQ=1．5mA。示波器观察uo的波形没有明显的非线性失真，用数字万用表测试出此时Ui=5．456mV，Uo=566．409mV，则 A·u=-UoUi=-566.4095.656≈-100.15 与例5．2的结果基本相同。 3) 非线性失真仿真分析 调节图5．24电路中的基极可调电阻RB1，使UCEQ=2V，ICQ=2mA，让静态工作点Q设置偏高，靠近饱和区。逐渐增大输入信号幅度，输出信号uo的底部出现如图5．27所示的饱和失真。 图5．27饱和失真仿真分析 调节图5．24电路中的基极可调电阻RB1，使UCEQ=10V，ICQ=0．4mA，让静态工作点Q设置偏低，靠近截止区。逐渐增大输入信号幅度，输出信号uo的顶部出现如图5．28所示的截止失真。 2． 分压式静态工作点稳定电路的Multisim仿真 在Multisim 14中构建分压式静态工作点稳定电路仿真测试电路如图5．29所示。其中，晶体管的参数设置为β=100，rbb′ =300Ω，电路及参数与本章习题7相同。此处，电阻R用来测量放大电路的输入电阻Ri。 图5．28截止失真仿真分析 图5．29分压式静态工作点稳定电路仿真测试电路 1) 静态仿真分析 在Multisim 14中进行直流仿真分析，静态直流电位分别为V1=1．90687V，V2=6．4125V，V3=1．12868V。 根据分析结果，有 UBQ≈1.9068V ICQ=V3RE=1.128681mA≈1.12868mA UCEQ=V2-V3=(6.4125-1.12868)V=5.28382V IBQ≈ICQβ=1.12868100mA=0.0112868mA=11.2868μA 2) 动态仿真分析 仿真后，可从示波器观察到uo的波形没有明显的非线性失真，ui、uo的相位相反。 根据三个数字万用表测试的Us、Ui、Uo数值，有 A·u=-UoUi=-666.7446.557≈-101.68 Ri=UiUs-Ui·R=6.55710-6.557×1kΩ≈1.9kΩ 将图5．29电路中的负载电阻RL开路，此时从数字万用表测得U′o=1.333V，则 Ro=U′oUo-1·RL=1333666.744-1×5kΩ≈5kΩ 将电容CE开路，仿真后，可从示波器观察到uo的波形没有明显的非线性失真，ui、uo的相位相反。 根据三个数字万用表测试的Us、Ui、Uo数值，有 A·u=-UoUi=-20.8688.779≈-2.377 Ri=UiUs-Ui·R=8.77910-8.779×1kΩ≈7.19kΩ 将负载电阻RL开路，此时从数字万用表测得U′o=41.736V，则 Ro=U′oUo-1·RL=41.73620.868-1×5kΩ≈5kΩ 可将仿真结果与本章习题7解题结果进行比较。 本章小结 本章介绍了放大电路的基本原理和基本分析方法，属于电子技术中最基本的内容，也是其后各章的基础。 （1） 基本共发射极放大电路、分压式静态工作点稳定放大电路和基本共集电极放大电路是常用的单管放大电路。组成放大电路的基本原则是： 外加直流电源的极性必须使晶体管的发射结正偏、集电结反偏，保证晶体管工作在放大状态； 输入回路的接法应使输入信号ui 能够作用于晶体管的发射结上产生基极电流ib，输出回路的接法应使集电极电流 ic或发射极电流ie经电阻转换成电压量并传送到输出端。 （2） 放大电路中交、直流量并存。对放大电路进行定量分析的任务是： 进行静态分析，确定静态工作点； 进行动态分析，计算电压放大倍数、输入电阻和输出电阻等动态技术指标。一般分析放大电路的方法是先静态、后动态。 （3） 静态分析根据直流通路进行。动态分析时，用微变等效电路法求解电压放大倍数、输入电阻和输出电阻，用图解法分析非线性失真情况及最大输出幅度。 （4） 微变等效电路法实际上是在信号变化比较小的条件下，近似地用一个线性的等效电路代替非线性的放大元件，将非线性转化为线性，使放大电路的分析过程得以简化。该方法只能分析动态，不能分析静态，也不能分析非线性失真及动态范围。场效应管放大电路的分析方法与晶体管放大电路类似。 （5） 多级放大电路有阻容耦合、直接耦合和变压器耦合三种耦合方式。多级放大电路的电压放大倍数等于各单级放大电路电压放大倍数的乘积，但在计算单级电压放大倍数时，要注意： 后级的输入电阻将作为前级的负载电阻； 输入电阻等于第一级放大电路的输入电阻； 输出电阻等于最后一级放大电路的输出电阻。 自测题 一、 单项选择题 在各小题备选答案中选择出一个正确的答案，将正确答案前的字母填在题干后的括号内。 1． 对放大电路中静态工作点Q的下列说法中，正确的是()。 A. 静态工作点是实现对交流放大的基础B. 静态工作点的数值要合适 C. 静态工作点要稳定D. 以上均对 2． 在放大电路中，表示对信号源影响程度的指标是()。 A． 输入电阻RiB. 输入电压ui C. 电压放大倍数A·uD. 输出电阻Ro 3． 对于某放大电路，当输出端开路时，输出电压为5V，接上2kΩ负载电阻后的输出电压为 2．5V，则输出电阻Ro为()。 A. 0．5kΩB. 2kΩC. 10kΩD. 2．5kΩ 4． 阻容耦合放大电路中，电压放大倍数在低频段下降的原因是()。 A. 晶体管特性的非线性B. 晶体管极间电容的影响 C. 耦合电容的影响D. 分布电容的影响 5． 为消除如图5．30所示放大电路输出信号uO波形的非线性失真，应采取的措施为()。 A. 减小RB，增大RCB. 增大RB，减小RC C． 减小RB，减小VCCD. 增大RC，减小VCC 图5．30 6． 如图5．31所示放大电路中，为使输出波形不失真，可采用的方法为()。 A. 增大RCB. 减小RB C. 减小输入信号D. 增大RB 图5．31 7． 放大电路如图5．32所示，为使静态工作点由Q1变为Q2，应该()。 A. 增大RBB. 减小RB C. 增大RCD. 减小RC 图5．32 8． 如图5．33所示的放大电路，其输入电阻为()。 A. Ri=RB∥rbe B. Ri=RB∥rbe∥RE C. Ri=RB∥［rbe＋RE］ D. Ri=RB∥［rbe＋(1＋β)RE］ 9． 如图5．34所示的放大电路，晶体管的电流放大系数为β，若换上一个β′=2β的晶体管，则|A·u|()。 A. 增大2倍 B. 减小2倍 C. 基本不变 D. 以上均不对 图5．33 图5．34 10． 射极输出器的主要特点是()。 A. 电压放大倍数大于1,输入电阻大,输出电阻小 B. 电压放大倍数大于1,输入电阻小,输出电阻大 C. 电压放大倍数小于1,输入电阻大,输出电阻小 D. 电压放大倍数小于1,输入电阻小,输出电阻大 11． 设计一个输入电阻高、输出电阻低且有大于1的电压放大倍数的多级 放大电路，符合要求的电路框图为()。 A. B. C. D. 12． 在论及对信号的放大能力时，直接耦合放大电路()。 A. 只能放大交流信号B. 只能放大直流信号 C. 交、直流两种信号都能放大D. 交、直流两种信号都不能放大 二、 填空题 1． 交流放大电路的放大倍数是一个复数，它反映了输出电压与输入电压之间的 和 关系。 2． 放大电路的输入电阻Ri越大，则向信号源索取的电流 ； 输出电阻Ro 越小，则带负载能力。 3． 放大电路的 越宽，表示对信号频率变化的适应能力越强。 4． 一个放大电路的上限截止频率fH=5MHz，中频段的电压放大倍数|A·um|=100， 当输入信号的频率f=5MHz 时的电压放大倍数为|A·u|。 5． 在阻容耦合基本共发射极放大电路中，电压放大倍数在低频段下降主要与 有关，在高频段下降主要与有关。 6． 共集电极放大电路的输出电压与输入电压的相位，输入电阻较共射极 放大电路 ，而输出电阻则。 7． 在基本共发射极放大电路中，如果静态工作点设置过高，则容易出现失 真，对于NPN型晶体管，此时输出波形的将出现失真，对于PNP型晶体管，此时输出波形的将出现失真。 8． 已知图5．34电路中，VCC＝12V，RC＝3kΩ，RL=3kΩ，静态管压降UCEQ＝6V，该电路的最大不失真输出电压Uom=V。 9． 已知图5．34电路中，当RB减小时，输入电阻 Ri将； RC增大时，输出电阻Ro 将； 去掉负载电阻RL后，电压放大倍数|A·u|将。 10． 放大交流信号应采用 耦合或耦合方式，放大直流或变化缓慢 的信号应采用耦合方式。 11． 直接耦合放大电路，当输入信号ui=0时，在输出端仍有无关则缓慢变化的信号输出， 这种现象称为。 12． 一个两级放大电路，第一级的电压放大倍数A·u1=-50，第二级的电压放大倍数|A·u2|=-60 ，则总的电压放大倍数A·u=。 习题 1． 改正图5．35所示各电路中的错误，使它们对正弦波信号能够正常放大。要求保留电路原来的共发射极接法和耦合方式。 图5．35 2． 放大电路如图5．36所示，已知VCC＝12V，晶体管的β＝50，UBEQ＝0．7V，饱和压降UCES＝0．3V，在下列情况下，用直流电压表测晶体管的集电极电位，应分别为多少？ (1) 正常情况(2) RB1短路(3) RB1开路(4) RB2开路(5) RC短路 3． 已知图5．37所示放大电路中，晶体管的β＝100，UBEQ＝0．7V，rbe=1kΩ，RC＝3kΩ。 (1) 现已测得静态管压降UCEQ＝6V，试估算基极电阻RB。 (2) 若测得U·i 和U·o 的有效值分别为1mV和100mV，则试求负载电阻RL。 图5．36 图5．37 4． 已知图5．37所示放大电路中，晶体管的β＝50，UBEQ＝0．7V，UCES＝0．3V， RC＝3kΩ，RL＝3K。求输出电压幅度最大时的静态工作点IBQ、ICQ、UCEQ 及基极电阻RB。 5． 已知图5．38所示放大电路中，晶体管的β＝50，UBEQ＝0．7V。 (1) 试估算rbe以及放大电路的电压放大倍数A·u、输入电阻Ri和输出电阻Ro。 (2) 如欲提高|A·u|，分析可采取什么措施，应调整放大电路中的哪些参数。 6． 已知图5．38所示放大电路中，晶体管的β＝50，UBEQ＝0．7V，饱和管压降UCES＝0．3V。试求当负载电阻RL＝∞和RL＝3kΩ时电路的最大不失真输出电压Uom。 7． 已知图5．39所示分压式工作点稳定电路中，晶体管的β＝100，UBEQ＝0．7V， rbb′=300Ω。 (1) 试估算放大电路的静态工作点Q。 (2) 估算放大电路的电压放大倍数A·u、输入电阻Ri 和输出电阻Ro。 (3) 若电容CE开路，分析A·u、Ri 和Ro将如何变化。 (4) 若使UCEQ＝6V，求基极电阻RB1。 图5．38 图5．39 8． 放大电路如图5．40所示，晶体管的β＝100，rbb′=300Ω。 (1) 求放大电路的静态工作点Q、电压放大倍数A·u 、输入电阻Ri和输出电阻Ro。 (2) 若电容CE开路，分析将引起电路的哪些动态参数发生变化以及如何变化。 9． 放大电路如图5．41所示，晶体管的β＝60，UBEQ＝0．7V，rbb′=300Ω。 (1) 求解静态工作点Q、电压放大倍数A·u 、输入电阻Ri和输出电阻Ro。 (2) 设Us＝10mV(有效值)，求Ui和 Uo。若CE开路，求Ui和Uo。 图5．40 图5．41 10． 放大电路如图5．42所示，晶体管的β＝80，rbe=1kΩ。 (1) 求静态工作点Q。 (2) 分别求RL＝∞和RL＝3kΩ时电路的电压放大倍数A·u 和输入电阻Ri。 (3) 求RL＝3kΩ时电路的源电压放大倍数A·us=U·oU·s。 (4) 求Ro。 11． 放大电路如图5．43所示，设RC=RE，晶体管的β1，静态工作点合适。 (1) 分析从晶体管的集电极输出与从发射极输出有何不同。试求A·u1=U·o1U·i和A·u2=U·o2U·i。 (2) 若输入ui为正弦电压，试画出输入电压和输出电压ui、uo1、uo2的波形。 图5．42 图5．43 12． 两级放大电路如图5．44所示。 (1) 写出估算总电压放大倍数A·u的表达式。 (2) 写出估算输入电阻Ri和输出电阻Ro的表达式。 图5．44