第2章 放大电路的工作
vo vi
图2.2
输入电压Vi与输出电压Vo的波形（200us/div，1V/div） （Vi为1Vp-p,Vo为5Vp-p，即是5倍的放大。因为周期为1ms，信号 的频率为1KHz,Vi与Vo的相位相反）
第2章 放大电路的工作
• 2.1.2 基极偏置电压 图2.3是输入信号Vi与晶体管基极电位Vb的波形 Vb的振幅和相位完全与Vi相同，Vb的波形是在交流成 分上叠加约2.6V的直流电压的波形。 该直流电压称为基极偏置电压，产生偏置电压的电路 （在该电路中，为R1与R2）称为偏置电路。 所谓偏置（bias）是“偏离”的意思，在图2.1中，将 基极电位偏离了直流2.6V，故有这样的称呼。 位于输入端的电容C1是切去基极偏置电压（直流）仅 让加在输入端的交流成分过的电容。由于它使输入信号与 电路或者电路与电路相耦合，所以称为耦合电容。
第2章
放大电路的工作
图2.5
晶体管的PN结
（在双极晶体管中有两种类型，可根据电源情况灵活使用。通 常使用正电源的NPN型晶体管）
第2章
PN结
放大电路的工作
I
P
N
O V
0.6~0.7V
阳极
阴极
(a) PN结
硅二极管的正向压 降约0.6~0.7V
（b） I-V特性 图2.6 二极管特性
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放大电路的工作
第2章 放大电路的工作 vb
vi
图2.3
输入电压Vi与基极电位Vb的波形（200us/div， 1V/div）（Vo以0V为中心作正负振动，即是交流。Vb等于 在直流偏置上叠加Vi）
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• 2.1.3 基极—发射极间电压为0.6V 图2.4为基极电位vb 与发射极电位ve 的波形。在交流上vb 与ve 振幅与相位是完全相同的波形。如图2.3所示，与 vi vb 在 交流上是相同的波形，所以发射极电位ve 成为与输入信号完 全相同的波形。 因此，当在晶体管的基极上加信号时，即使从发射极将信 号取出，也完全没有电压放大作用（电压放大倍数为1） vb 是在+2.6V的直流上叠加 再来注意图2.4中的直流电位。 1KHz的交流信号，但是， vi 是在约比它低0.6V（在图中为 0.62V）即+2V上叠加同样的交流信号。
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放大电路的工作
vc
15v
ve
图2.7 发射极电位Ve与集电极电位Vc的波形（200us/div，2V/div） (Vc与Ve是相反，在Vc出现将Ve放大了的电位)
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基极 电流
放大电路的工作
集电极电流
ic
ic ib
发射极电流
ib ie
ie
ie=ic＋ib（ib«ic）
图2.8 晶体管各端子的电流（表示交流成分时， 用小写的符号，NPN型与PNP型晶体管的电流方向完 全相反）
直流 电源
集电极 基极 输入 输出
u0
ui
uc
图 2.1
ub
ue
接地（信号共用）
第2章 放大电路的工作
在该电路中，当输入信号是由实验用的正弦波发 生器产生的1KHz、1Vp-p的正弦波信号时，其输入 输出波形如图2.2所示 输入信号Vi为1Vp-p,输出信号Vo的振幅（波形上 下之间的值）为5Vp-p，如果用对数来表示，则为 20Ig5=14dB. 仔细对波形进行观察可知，输出波形的相位相对 于输入波形有180度的改变（波形反转）
在图2.1的电路中，也使基极—发射极间的二极管ON， 基极—发射极间电压VBE(在图2.4中Vb与Vc之电压差)与 普通硅二极管的正向压降是相同的值，即0.6～0.7V。 双极晶体管（普通的晶体管）与在数据表上写着的小 信号、功率、低频和高频等用途没有关系，在进行放大 工作时，肯定为VBE≈0.6～0.7V。 在晶体管电路中，这样极其重要的事情。不夸张地说， 只要知道VBE≈0.6V与欧姆定理，无论怎样复杂的晶体管 电路都能进行解析和设计
第2章
放大电路的工作
• 2.1.5 输出集电极电压的变化部分
图2.7是发射极电位Ve与集电极电位Vc的波形。至今所见到的波形Vb
与Ve是输入信号Vi相同的波形，不进行电压放大。但是，如图2.7所示， 在集电极呈现出Vi被放大的波形（相位与Vi相反） 相对于发射极电阻RE，如图2.4所示，Ve振幅为2V±0.5V,所以晶体 管的发射极电流ie（=在RE上流动的电流）是以1mA为中心，在±0.5mA 的变化[(2V±0.5V)/2kΩ=1mA±0.25mA]。 在晶体管的各端子流动的电流有图2.8所示的关系。但是与集电极ic 相比，则ib是非常小的值，可以忽略不计，则ic=ib。
第2章
vb
放大电路的工作
ve
图2.4 基极电位 Vb与发射极电位Ve 的波形（200us/div，1V/div） ( Vb与 Ve的交流振幅几乎相同，而直流电位相差约0.6V，这是晶 体管电路的特点)
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• 2.1.4 两种类型的晶体管 实际上晶体管有两种类型，分别称NPN晶体管和PNP晶体 管。它们都有如图2.5所示的两个PN结。 该PN结图2.6所示的二极管。可以这样认为，晶体管在 基极—发射极间和基极—集电极间连接着二极管（显然， 晶体管不是图2.5所示的那样将两个二极管连接在一起）。 在一般的放大电路中，使基极—发射极间的二极管ON （导通），基极—集电极间的二极管OFF（截止）来设置 晶体管各端子的电位（偏置电压）。
第2章 放大电路的工作
• 2.1 观察放大电路的波形 • 2.2 放大电路的设计 • 2.3 放大电路的性能
• 2.4 共发射极应用电路
第2章 放大电路的工作
• 2.1 观察放大电路的波形 • 2.1.1 5倍的放大 放大电路的作用是将小信号放大为大信号，例如，将0.1V 的信号提高为1V信号——即是放大。 首先，用晶体管组成一般的放大电路，并用示波器对各部 分的工作进行观察。 图2.1是进行实验电路。看一下晶体管就知道，晶体管有 三个端子，分别是集电极、基极、发射极。在图2.1的电路 中，基极为输入，集电极为输出，发射极为公用（地）端。 因此，称图2.1为共发射极放大电路（Common Emitter Amplifier）。作为信号放大用IC的有名的OP放大器，在其 内部起放大作用的部分电路当中，使用的就是共发射极放大 电路。