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PAGE  PAGE １１３９ 第2章 放大器基础 放大器的主要功能是将输入信号不失真地放大。它在各种电子设备中应用极广，种类也很多。按信号频率高低可分为低频放大器、中频放大器、高频放大器和直流放大器；按用途不同可分为电压放大器、电流放大器和功率放大器；按信号强弱又可分为小信号放大器和大信号放大器。 本章主要讨论低频小信号电压放大器的基本组成和性能特点。 2.1 共发射极基本放大器 2.1.1 电路组成 1．放大器组成及各元件的作用 用三极管组成放大器时，根据公共端（电路中各点电位的参考点）的不同，有三种连接方式，即共发射极电路、共集电极电路和共基极电路。图2-1所示为应用最广的共发射极基本放大器。图2-1a所示为采用双电流源供电的共发射极基本放大器，为了简化电路，在实际应用中常采用单电源供电，如图2-1b所示。习惯画成如图2-1c所示的电路形式。外加信号从基极和发射极间（1-1＇）输入，输出信号从集电极和发射极间（2-2＇）输出。输入电压ui、输出电压uo的公共端在电路中用“⊥”表示，作为电位的参考点。直流电源＋Vcc表示该点相对“⊥”的电位为＋Vcc。放大器各元件的作用见表2-1所示。 a) 双电源供电 b) 单电源供电 c) 习惯画法 图2-1 共发射极基本放大器 表2-1 放大器各元件的作用 元件名 称主要作用v三极管具有电流放大作用，可以将微小的基极电流转换成较大的集电极电流，它是放大器的核心Vcc直流电源一是为电路提供能源；二是为电路提供工作电压RB基极电阻为电路提供静态偏流IBQ，RB的阻值一般是几十千欧至几百千欧之间Rc集电极电阻将三极管的电流放大作用变换成电压放大作用。Rc的取值一般是几千欧至几十千欧之间C1、C2耦合电容 一是隔直流，使三极管中的直流电流不影响输入端之前的信号源，也不影响输出端之后的负载；二是通交流，当C1、C2的电容量足够大时，它们对交流信号呈现的容抗很小，可近似看作短路，这样可使交流信号顺利地通过。C1、C2选用容量一般为几微法至几十微法的电解电容2.放大器中电压、电流符号及正方向的规定 在没有信号输入时，放大器中三极管各电极电压、电流均为直流。当有信号输入时，电路中两个电源（直流电源和信号源）共同作用，电路中的电压和电流是两个电源单独作用时产生的电压、电流的叠加量（即直流分量与交流分量的叠加）。为了清楚地表示不同的物理量，现将电路中出现的有关电量的符号列举出来，如表2-2所示。 表2-2 电压、电流符号的规定 物理量表示符号直流量用大写字母带大写下标，如：IB、IC、IE、UBE、UCE交流量用小写字母带小写下标，如：ib、ic、ie、ube、uce、ui、uo交直流叠加量用小写字母带大写下标，如：iB、iC、iE、uBE、uCE交流分量的有效值用大写字母带小写下标，如：Ib、Ic、Ie、Ube、Uce电压的正方向用“＋”、“－”表示，电流的正方向用箭头表示。 3.静态工作点的设置 （1）静态工作点 所谓静态是指放大器在没有交流信号输入（即ui=0）时的工作状态。这时放大器的基极电流IB、集电极电流IC和集电极与发射极间的电压UCE的值称静态值。静态值分别在输入、输出特性曲线上对应着一点，记作Q，如图2-2所示为在输出特性曲线上对应的Q点。通常把Q点称为静态工作点，Q点对应的三个量分别用IBQ、ICQ和UCEQ表示。 静态工作点 图2-2 静态工作点 （2）静态工作点的作用 为使放大器能正常工作，放大器必须有一个合适的静态工作点，首先必须有一个合适的偏置电流(简称”偏流”)IBQ。 若不接基极电阻RB，即三极管发射结无偏置电压，如图2-3a所示。这时，偏置电流IBQ=0，ICQ=0，静态工作点在坐标原点。当输入电压ui时，三极管的发射结等效为一个二极管，如图2-3b所示。当ui为正半周时，三极管发射结正向偏置。由于三极管的输入特性曲线同二极管一样存在死区,所以只有当输入信号电压超过死区电压时,三极管才能导通,产生基极电流iB；当输入信号电压ui为负半周时，发射结反向偏置，三极管截止，iB=0。基极电流随输入信号电压变化的波形如图2-3c所示。显然，基极电流iB产生了失真。 静态工作点 a)电路　b)基极回路的等效电路　c)ui和iB波形 　 a)基本电路 b)动态时的基本放大器 c) ui和iB波形 图2-3 未设静态工作点的放大器图 2-4 具有合适静态工作点的放大器 若接上基极电阻RB，电源VCC通过RB在三极管基极与