第3章晶体管放大电路(1)本节要务放大器偏置设计入门1.基本共射放大电路输出电压与输入电压的反相关系2.三大参数及三大放大倍数模拟电子技术学习指南模拟电子技术的五大模块：放大、滤波、反馈、振荡、电源放大是核心。放大器有工作点及其稳定性、输入电阻与输出电阻、电压、电流、功率三大放大倍数与频率特性、输入范围与输出范围、非线性失真、效率和元器件功率消耗等十项技术参数和指标，“一参数九指标”。一参数是纲，九指标是目，纲举目张。放大器和振荡器三大失真：削波失真、非线性失真和交越失真学习模电，就是围绕一参数九指标，着眼抑制三大失真。当医生，应当尽可能多了解人体基本指标，如身高、体重、体温、脉搏、血压等。如果只知道简单的身高、体重，医生不可能看好病。学习模拟电子技术，应当尽可能全面了解放大器等技术指标。如果只知道简单的放大倍数，就很难学好模拟电子技术。希望同学们经过模拟电子技术理论学习和实验，认识一参数九指标，熟悉三大失真，掌握理论、增长见识、提高技能。放大概念放大有电压放大、电流放大和功率放大。直流电压放大是把小电压放大为大电压。交流电压放大是把电压幅度放大，但频率保持不变，波形尽可能不变，放大后的电压相位可以与信号电压同相或反相。图3.1.1(a)、(b)各是四倍同相电压放大及四倍反相电压放大。图3.1.2基本共射放大电路(可实现四倍等反相放大)3.基本共射放大电路中的电流电压及其基本关系图3.1.2所示基本共射放大电路中的电流电压符号安排如下。小写字母i、u代表瞬时总值。大写字母Ib、Ic、Uce代表工作点参数，其中Ib代表基极偏置电流、Ic代表集电极偏置电流，Uce代表集-射偏置压降。大写字母Ucc表示加在BJT集电极c的直流电源电压。相量Ės代表交流信号源电动势，Esm代表Ės的幅度；İs代表交流信号源电流，Ism代表İs的幅度；İb代表BJT基极交流信号电流，İc代表BJT集电极交流信号电流，Icm代表İc的幅度；İo代表负载获得的交流信号电流，Iom代表İo的幅度。集电极-发射极压降uce是一个派生参数，简称集-射压降。图3.1.2中uce=Ucc-Rcic。4.基本共射放大电路的直流通路与交流通路基本共射放大电路输出电压与输入电压的反相关系基本共射放大电路输出电压与输入电压的反相关系3.1.2基本共射放大电路设计计算1.临界工作点设计与输出范围计算信号电压上下两个波峰中，哪个波峰与代表晶体管发射结的箭头顶牛，哪个波峰超限时就会发生截止削波失真。NPN管共射放大器中信号电压负半波与代表晶体管发射结的箭头顶牛，故输入电压幅度超限时负半波削波，反相后输出电压uo顶部削波，见图3.1.4~6。应当注意，PNP管共射放大器中信号电压正半波与代表晶体管发射结的箭头顶牛，故输入电压幅度超限时正半波削波，反相后输出电压uo底部削波。调整基极偏置电阻，使Uce=Uce(cr)=4V，就能使放大器工作点达到最佳要求，获得输出范围Uom(max)=4V。3.晶体管极限耗散功率设计交流信号为零时BJT功率消耗达到最大值Pt(max)=UceIc(3.1.8)在此基础上乘以一定的安全系数，即能确定晶体管极限耗散功率4.安伏变换器与负载电阻的匹配设计Rc/RL=2且满幅输出时，基本共射放大器负载可获得最大功率图3.1.9基本射放大器效率及负载功率特性曲线5.根据上下限频率确定管子截止频率设计耦合电容基本共射放大器上限频率3.1.3基本共射放大电路分析计算1.偏置参数分析计算已知Ucc、Ube、Rb及Rc、可用直流等效电路计算BJT基极偏置电流Ib、集电极偏置电流Ic及集-射极偏置电压Uce等三个偏置参数例3.1.4图3.1.7所示基本共射放大器晶体管β=100，Ucc=12V，Ube=0.7V，Rb=150kΩ，Rc=RL=1k，试计算偏置参数Ib、Ic、Uce，并按照相对允差10%判定工作点设计是否合理。将集电极临界偏置电流计算公式与基极偏置电流计算公式联立有例3.1.1图3.1.7所示基本共射放大电路中晶体管β=100，安伏变换器阻值与负载电阻相等，Rc=RL=1kΩ，试计算基极偏置电阻的最小值Rb(min)与临界值Rb(cr)。2005年注册电气工程师执业资格考试专业基础第27题2008年注册电气工程师(发输变电)执业资格考试专业基础第21题3.下限频率和上限频率输入耦合电容C1串联在信号源内阻与放大器输入电阻中间，影响信号源电流。频率越低，电容容抗越大，信号源电流及基极电流就越小，几乎无信号可放大，犹如无米之炊，电压增益就要降低。3.下限频率和上限频率的分析计算基本共射放大器频率特性函数、时间常数及转折频率通常周期的倒数就是频率。为啥RC电路的时间常数τ=RC的倒数不是频率而是