基本放大電路
放大電路的性能指標
輸入電阻
輸入電阻$R_i$是從放大電路輸入端看進去的等效電阻。
由於輸入電阻的存在，使得輸入電壓和信號源電壓存在一定的偏差。為了更加不失真，在輸入電阻上的壓降應該越小越好。
輸出電阻
輸出電阻$R_o$是從輸出端看進去的等效電阻。
若$U_o^{‘}$為空載時的有效輸出電壓，$U_o$為負載為$R_L$時的有效輸出電壓。則有：
所以輸出電阻
$R_o$越小，負載電阻變化時$U_o$的變化越小，放大電路的帶負載能力越強。
通頻帶
通頻帶用於衡量放大電路對不同頻率信號的放大能力。由於放大電路的電容、電感及半導體器件的電容等因素，放大電路只對於某一個頻率的輸入信號有放大作用，當輸入信號過高或過低時，放大倍數會下降並產生位移。對於正常範圍內的信號的放大倍數稱為中頻放大倍數。
使放大倍數為0.707倍中頻放大倍數的兩個頻率分別稱為下限截止頻率$f_L$和上限截止頻率$f_H$。這個頻率之間的頻率帶便稱為中頻帶或者通頻帶$f_{bw}$。
非線性失真係數
當輸入信號的幅度超過一定值後，輸出電壓將產生非線性失真。
設基波幅值為$A_1$，諧波幅值為$A_2,A_3,…$，則非線性失真係數定義為：
定義非線性失真係數的額定值，就可以算出最大不失真輸出電壓。
基本共射放大電路
先弄張圖鎮樓
設置靜態工作點的必要性
先約定四個物理量。在輸出信號為零時，直流電源單獨作用時的基極電流$I_B$記為$I_{BQ}$，集電極電流記為$I_{CQ}$，b-e間電壓記為$U_{BEQ}$，管壓降$U_{CE}$記為$U_{CEQ}$。
則有：
設置靜態工作的必要性：設置靜態工作點相當於使得原輸入電流在y軸方向平行移動，通過移動輸入電流，可以使得輸入電壓盡可能地工作在放大區，使信號盡可能不失真。
基本共射放大電路的工作原理
當輸入端在$I_{BQ}$的基礎上疊加一個正弦電流，由於放大作用，$I_{CQ}$也會疊加一個放大了的正弦電流，而變化的$i_C$也導致了$R_C$兩段的電壓的變化，由於管壓降與$R_C$兩段的電壓之和一定，所以管壓降要在$U_{CEQ}$的基礎上疊加一個反向變化的電壓。
直接耦合共射放大電路
在這種放大電路中，為了避免干擾，要求輸入信號、直流電源和輸出信號都有公共的接地端。因此讓基極和集電極共用一個電源。
則有：
阻容耦合共射放大電路
在這種電路中，應該使得$C_1$盡可能的大，使其在輸入信號的頻率範圍內容抗很小，這樣輸入信號才能盡可能無損地得到放大。
當輸入端短路時，可得靜態工作點為：
這種電路的輸出電壓就是放大後的交流電壓，而沒有任何直流電壓。
放大電路的分析方法
**圖解法**波形非線性失真的影響
截止失真
由於交流輸入信號的電壓是馱載在靜態工作點進行工作的，當輸入電流變化幅度很大，而靜態工作點的電壓不高的話，輸入電壓在進入負電壓的時候，可能會導致晶體管b-e間電壓小於開啟電壓$U_{on}$，於是在輸入端就產生了一段失真。從而導致輸出端也會失真，輸出電壓由於變化方向相反，所以會產生一段頂部失真，因為晶體管進入截止區產生的失真稱為截止失真。
這時只有提高基極電源電壓$V_{BB}$使得電壓最低時也不會截止才能防止失真。
飽和失真
截止失真是由於基極電壓設置過低產生的，然而，如果基極電壓設置過高的話也會產生問題。當基極電壓過高時，輸入電壓在正半週期接近峰值時可能會導致基極電壓大於集電極電壓，即晶體管進入了飽和區。這樣輸入電壓在輸入端沒有失真，但是在輸出端失真了。因為晶體管進入飽和區產生的失真稱為飽和失真。
要消除飽和失真。可以選擇降低輸入端的靜態工作電流$I_{BQ}$，或者減小集電極電阻$R_c$以增大集電極電壓防止晶體管飽和。又或者換一個$\beta$更小的晶體管。
最大不失真輸出電壓的確定
總的來說，限制輸出電壓峰值的因素有兩個：$V_{CC} - U_{CEQ}、U_{CEQ} - U_{CES}(U_{CES}表示管子正常工作時在輸入端的壓降)$，超過前者引起截止失真，超過後者引起飽和失真。
所以$U_{omax}$的峰值應小於兩者的較小值，除以$\sqrt2$可得有效值。
為了使$U_{omax}$盡可能的大，$U_{CEQ}$應該盡量的設置在$U_{CES}$和$V_{CC}$的中點位置。
直流負載線和交流負載線
當放大電路帶有負載$R_L$時，容易知道，輸出電壓是由集電極電流$i_c$與負載電阻$R_L$和$R_C$並聯的電阻相乘所得到的。
由直流通路$u_{CE} = V_{CC} - i_CR_c$所確定的負載線稱為直流負載線。
加上動態輸入信號的所確定的負載線稱為交流負載線。$u_{ce} = V_{CC} - i_c(R_c//R_L)$
交流負載線的確定方法：易知交流負載線在輸入電壓為0時，$i_c = I_{CQ},u_{ce} = U_{CEQ}$，然後確定斜率為$-(R_c//R_L)$，於是確定了交流負載線。
電路在帶負載$R_L$後，輸出電壓變小，其最大的峰值是$(U_{CEQ} - U_{CES})與I_{CQ}(R_c//R_L)$中的較小值。
晶體管共射h參數等效模型
該模型致力於用h參數來表示輸入、輸出端口的電壓、電流的關係。
首先，由放大電路有
式中各量均為瞬時量，為了求出變化關係，對兩式求全微分得
分別用$h_{11e},h_{12e},h_{21e},h_{22e}$來表示四個偏導數。e表示是共射放大電路。
$h_{11e}$表示$u_{CE} = U_{CEQ}$時，b-e間的動態電阻$r_{be}$。
$h_{12e}$表示輸出端電壓的變化對於輸入端電壓的影響，稱為內反饋係數。
$h_{21e}$表示$i_C$對$i_B$的導數，當小信號作用時，$h_{21e}$就近似表示電流的放大係數$\beta$。
$h_{22e}$表示$i_B = I_{BQ}$時c-e間的動態電阻$r_{ce}$的倒數，由於此時晶體管工作在放大區，$i_C$基本只由$i_B$決定，所以$r_{ce}$通常很大。
$r_{be}$的近似表達式
b-e間電阻由基區電阻$r_{bb^{‘}}$、發射結電阻$r_{b^{‘}e^{‘}}$和發射區電阻$r_e$組成。由於基區載流子濃度很小，所以基區電阻$r_{bb^{‘}}$特別大。
由此得$r_{be}$的近似表達式
共射放大電路動態參數的分析
電壓放大倍數$\dot{A_u}$
$\dot{A_u} = \frac{\dot{U_o}}{\dot{U_i}} = -\frac{\beta R_c}{R_b + r_{be}}$
輸入電阻$R_i = R_b + r_{be}$
輸出電阻$R_o = R_c$
放大的輸入電阻與信號源內阻無關，輸出電阻與負載無關。
放大電路靜態工作點的穩定
靜態工作點穩定的必要性
靜態工作點不但決定了電路是否會產生失真，還影響著放大倍數。在對Q點諸多的影響因素中，溫度是最主要的影響因素。
當溫度升高時，穿透電流$I_{CEO}$增大，表現為集電極電流$I_{CQ}$增大，晶體管的電流放大係數$\beta$增大。
集電極電流帶來的後果是晶體管壓降$U_{CEQ}$降低，晶體管更易進入飽和區，所以要想抵消溫度升高帶來的後果，需要較小基極電流$I_{BQ}$。
常用引入直流負反饋或溫度補償的方法使$I_{BQ}$在溫度變化時產生預$I_{CQ}$相反的變化。
典型的靜態工作點穩定電路
上圖第三個為直接耦合電路和阻容耦合電路的直流通路。
基本思路就是在輸入端在晶體管兩端並聯一個阻值非常小的電阻，使得輸入端近似為兩個電阻的串聯，B點的電位$U_{BQ}$始終近似等於$R_{b1}$兩端的電壓，不受環境溫度的影響。
當溫度升高時，發射極電流增大，由於發射極又串聯了一個$R_e$才接地，所以$R_e$和$R_c$壓降的增大導致發射極電位升高。發射極電位升高，基極電位基本不變，所以$U_{BE}$減小，所以$I_B$急劇減小，$I_C$也隨之減小，從而實現了負反饋的效果。
理論上，$R_e$越大，$I_C$只要有非常微小的變化就能帶來很大的負反饋，Q點越穩定。但是$R_e$太大往往會使晶體管容易進入飽和區。
靜態工作點的估算
首先
發射極電流
利用$I_{CQ}\approx I_{EQ}$，可得
動態工作點的估算
分為加旁路電容和不加旁路電容。還是那一套，懶得寫了。
穩定靜態工作點的措施
在使用溫度補償的方法來穩定靜態工作點時，利用$V_{CC}$和$V_{BEQ}$的比值的懸殊，可以得出
$I_{R_b}$是流過輸入端靜態電路上的分壓電阻$R_b$的電流，這個電流在流過$R-b$後分作兩頭，一頭就是靜態穩定電流$I_{BQ}$，另一頭頂著二極管的陰極就進去了，稱之為二極管的反向電流$I_R$。
當溫度升高時，$I_{CQ}$增大，而$I_{R_b}$由於基本不受溫度影響所以可看作基本不變。反向電流$I_R$同樣因為溫度升高而增大，這就導致$I_{BQ}$降低，從而導致$I_{CQ}$降低，從而達到負反饋的效果。
晶體管放大電路的三種基本接法
基本接法分別是共射、共基、共集。
基本共集放大電路
基本共集放大電路第一眼看上去很難與基本共射放大電路相區分。仔細看發現共集在集電極後面接了個$R_e$的電阻，而原來的$R_c$電阻不見了，並且輸出電壓就是$R_e$兩端的電壓。
靜態分析
對於圖(b)的輸入迴路
所以
動態分析
說實話要把(a)想象成(c)圖有點困難，其實只要把$V_{CC}$短路，再把三極管箭頭的方向改一下就好了。
電壓放大倍數
然後不要忘了
我們驚奇地發現電壓放大倍數是小於1的，只有在$(1+\beta)R_e >> R_b + r_{be}$時才能接近1。所以常稱共集放大電路為射極跟隨器。
儘管電壓沒有放大，但是電流$R_e$相比$R_b$是有放大的，所以電路具有功率放大作用。
輸入電阻
輸出電阻
為了計算輸出電阻，可以將輸入端電壓短路，輸出端加一個變化的電壓$\dot{U}_o$。
不難計算出
可以看出共集放大電路是屬於輸入電阻大，輸出電阻小的電路。
基本共基放大電路
對於直流通路
對於交流通路
由於共基電路的輸入電流為$i_E$，輸出電流為$i_C$。所以沒有電流放大能力。
當$R_e$為信號源內阻時，電路的電壓放大倍數為$\beta R_c/r_{be}$，所以有電壓放大能力。
此外，由於$\dot{A}_u$為正數，說明輸入電壓與輸出電壓的變化方向是相同的，即同相。共基電路的最大優點是頻帶寬，因而常用於無線通信。
三種接法的比較
- 共射電路既能放大電流又能放大電壓，輸入電阻居三種電路之中，輸出電阻較大，頻帶交債。常作為低頻電壓放大電路的單元電路。
- 共集電路不能放大電壓只能放大電流，在三種電路中輸入電阻最大、輸出電阻最小。並具有電壓跟隨的特點。常作為電壓放大電路的輸入級和輸出級。
- 共基電路只能放大電壓不能放大電流，輸入電阻小，電壓放大倍數和輸出電阻與共射電路相當。在三種電路中高頻特性最好，常作為寬頻放大電路。
