基本放大电路121放大的概念和放大电路的主要性能指标22基本放大电路的工作原理.ppt

2 - 1 - 1 电子 技术 2 - 1 - 2 * 1、 晶体管工作在放大状态的外部条件： 发射结正向偏置； 集电结反向偏置。 *2、晶体管三个极电流关系： IB IC IE IB IC IE *3、输出特性三个区域的特点: (1)放大区：发射结正偏，集电结反偏。 即： IC=IB , 且 IC = IB b P N P c e b N P N c e UCUB UEUCIC，UCE0.3V (3) 截止区：发射结反偏，集电结反偏。 UBEUON ，IB=0 ， IC=ICEO 0 b P N P c e b N P N c e *3、输出特性三个区域的特点: 2 - 1 - 5 第1章 常用电子元器件总结 基本要求： 1. 掌握半导体的基本知识；半导体的独有特性 、半导体的导电特性，P、N型半导体的载 流子数量特点、 PN的单向导电性等。 2. 掌握二极管、三极管的结构、特性，会进行 状态判断； 3. 了解二极管、三极管的主要参数。 2 - 1 - 6 第2章 基本放大电路 2 - 1 - 7 第2章 基本放大电路的主要内容 2.1 放大的概念和放大电路的主要性能指标 2.2 基本共射放大电路的基本工作原理 2.3 2.3 放大电路的分析方法放大电路的分析方法 2.4 放大电路静态工作点的稳定 2.5 晶体管单管放大电路的三种基本接法 2.6 场效应管放大电路 2 - 1 - 8 2.1.1 放大的概念简单说就是将小的变成大的 3、放大的本质是能量的控制和转换； 2.1 放大的概念和放大电路的主要性能指标 对于电子技术而言： 1、放大是对变化量而言的， 即放大的对象是变化量； 4、放大的前提是信号不失真。 2、放大的特点是：能量的放大； 2 - 1 - 9 2.1.2 放大电路的性能指标 放大电路测试示意图 2 - 1 - 10 一、放大倍数 *电压放大倍数 -衡量放大电路放大能力的指标。 定义为输出量（电压或电流）和输入量（电压或 电流）的比值。 电流放大倍数 2 - 1 - 11 电压对电流的放大倍数 电流对电压的放大倍数 2 - 1 - 12 二、输入电阻-体现了放大电路对信号源的影响程 度 (或向信号源索取电流的能力)。 从放大电路输入端看进去的等效 内阻，定义为输入电压有效值与输 入电流有效值之比。 Ri越大，Ii 就越小，ui就越接近uS Ri 2 - 1 - 13 三、输出电阻 断开负载后，向放大电路输出端看进去的等效内 阻，定义为输出电压有效值与输出电流有效值之比。 -表征放大电路带负载能力的。 RO 2 - 1 - 14 AuUS 放大电路对其 负载而言，相当于 信号源，我们利用 戴维南定理得到其 等效电路，这个等 效电路的内阻就是 输出电阻。 ro US 2 - 1 - 15 如何确定电路的输出电阻Ro ？ 1. 所有的电源置零 (电 流源断路，电压源短路 ，即将独立源置零，而 保留受控源)。 2. 加压求流法。 方法一：计算法 2 - 1 - 16 方法二：测量法 Uo 1. 测量开路电压。 ro Us 2. 测量接入负载后的输出 电压。 ro UsRL Uo 步骤： 3. 计算。 2 - 1 - 17 四、通频带 -通频带用于衡量放大电路对不同频率信 号的放大能力。或指放大电路正常放大信号 时对应电路的频带宽度。 fL -下限截止频率 fH -上限截止频率fbw-通频带 （fbw=fH - fL ） -中频放大倍数 2 - 1 - 18 2.2.1 基本共射放大电路的组成及各元件的作用 输入回路与输出 回路均包含有发射极 ，故称之为共射放大 电路，并称公共端为“ 地”。 2.2 基本共射放大电路的工作原理 35 2 - 1 - 19 2.2.1 基本共射放大电路的组成及各元件的作用 1、T：放大 电路的核心元 件，具有电流 放大作用， iC= iB 。 2 - 1 - 20 2、VBB、RB ：保 证发射结正偏。 并提供合适的偏 置电流。 2 - 1 - 21 即当电路中RC不存在时，电路 不具有电压放大作用。 3、VCC、RC：保 证集电 结反偏； VCC ：为输出提 供能量（为小信 号转换成大信号 提供能量）； RC ：将电流的放 大作用转 换为电 压的放大作用。 2 - 1 - 22 ui=0 2.2.2 设置静态工作点的必要性 一、静态的概念 : 当ui=0时，电路的工作状态称为 放大电路静态。 2 - 1 - 23 ICQ UBEQ UCEQ IBQ 二、静态工作点 ： 常将这四个物理量记作： IBQ、ICQ、UBEQ、UCEQ。 电路处于静态 时，晶体管的 基极电流IB、 集电极电流IC 、b-e间电压 UBE、管压降 UCE ， 称为放 大电路的 静态 工作点Q。 2 - 1 - 24 (IBQ,UBEQ) 和( ICQ,UCEQ )分别对应于输入输出特 性曲线上的一个点称为静态工作点。 IB UBE Q IBQ UBEQ IC UCE Q UCEQ ICQ 在近似估算中常认为UBEQ为已知量，对于硅管， 取0.7V，对于锗管，取0.2V。 IBQ 2 - 1 - 25 三、静态工作点的估算: *1、放大电路的直流通路： *2、静态工作点的估算： （根据晶体管电流分配原则） 非常 重要 ！ ICQ UCEQ IBQ 35 2 - 1 - 26 四、 设置合适静态工作点的必要性 加入信号后，信号峰值小于 开启电压时，则在整个信号周期 内晶体管始终工作在截止状态， 输出电压就严重失真。 如果 A与B短路（ui =0）时 ，晶体管处于截止状态。 所以电子电路工作时，始终要有直流量 的支持，电路才可以正常工作。 2 - 1 - 27 UA -大写字母、大写下标，表示直流量。 uA -小写字母、大写下标，表示瞬时值 （交、直流合成量或叫全量）。 ua -小写字母、小写下标，表示交流分量。 Ua -大写字母、小写下标，表示有效值。 基本共射放大电路的符号表示： 2 - 1 - 28 uAua 全量 交流分量 t UA直流分量 基本共射放大电路的符号表示： 2 - 1 - 29 2.2.3 基本共射放大电路的波形分析 ui iB t iC t uCE t iC uCE iB 当ui 输入 正弦信号 时，则有 : ui与uo的相位相反。 2 - 1 - 30 2 - 1 - 31 2 - 1 - 32 2 - 1 - 33 即: 当ui为正弦 信号时，则有： iB = IBQ+ ib iC = ICQ+ ic uCE= UCEQ+ uce = UCEQ- ic RC uO= - ic RC 35 ui与uo的相位相反。 2 - 1 - 34 基本共射电路的电压放大作用是 利用晶体管的电流放大作用，依靠 RC将电流的变化转化成电压的变化 来实现的。 2 - 1 - 35 习题：P138 2-1(a)(b) 总结 *1、理解电路组成及各元件的作用； 2、了解基本放大电路波形分析； *3、掌握放大电路静态工作点的计算。 182533 2 - 1 - 36 2.2.4 放大电路的组成原则（P82P83) 一、放大电路的组成原则 1.晶体管必须偏置在放大区： 发射结正偏，集电结反偏。 2. 正确设置静态工作点，使整个波形处于放大区 。 3. 输入信号能通过输入回路作用于放大管。 4. 输出回路将变化的电流作用于负载。 2 - 1 - 37 二、常见的两种共射放大电路 1.直接耦合共射放大电路： 信号源与电路、电路与 负载直接相连。 基本电路的改进： a)电源合并； b)电源用电位表示。 为了防止干扰电源、输入、输出要求接 在一个公共端，称为“共地”。 注意：电路元件存在的必要性。 2 - 1 - 38 2 - 1 - 39 *静态工作点的Q计算: （无RL时） IBQ I1 I2 2 - 1 - 40 *静态工作点的Q计算: ( RL存在时） 利用戴维南定理： 2 - 1 - 41 2.阻容耦合共射放大电路 1）电路： C1、C2为耦 合电容。在电路中起连 接作用，通交流、阻直 流，提高电路的放大能 力。波形分析与前面一 样，只是更明显输入、 输出均为交流信号。 2 - 1 - 42 T:放大元件iC= iB， 工作在放大区，要保 证集电结反偏，发射 结正偏。 2 - 1 - 43 VCC、Rb作用： 使发射结正偏， 并提供适当的静 态工作点。 2 - 1 - 44 集电极电源 VCC，为电 路提供能量 。并保证集 电结反偏。 2 - 1 - 45 集电极电阻RC ，将晶体管的 电流放大作用 转变为电压的 放大作用。 2 - 1 - 46 耦合电容C1、C2： 电解电容，有极性。 大小为10F50F 作用：隔离输入输出与电路直流的联系 ，同时能使信号顺利输入输出。 2 - 1 - 47 * 2）静态工作点的Q计算: 负载存在与否不影响阻容耦合电路的Q。 IBQ ICQ 2 - 1 - 48 习题：P138 2-1