基本放大电路11.ppt

第 2 章 基本放大电路,2.4 放大电路静态工作点的稳定,一、温度对静态工作点的影响,二、静态工作点稳定的典型电路,三、稳定静态工作点的方法,一、温度对静态工作点的影响,1. 温度对晶体管参数的影响,三极管是一种对温度十分敏感的元件。温度变化对管 子参数的影响主要表现有：,（1） UBE 改变。UBE 的温度系数约为 2 mV/C，即温度 每升高 1C，UBE 约下降 2 mV 。,（2） 改变。温度每升高 1C， 值约增加 0.5% 1 %， 温度系数分散性较大。,（3） ICBO 改变。温度每升高 10C ，ICBQ 大致将增加一 倍，说明 ICBQ 将随温度按指数规律上升。,一、温度对静态工作点的影响,T = 20 C,T = 50 C,2. 温度对静态工作点的影响,TICQQ饱和失真,一、温度对静态工作点的影响,所谓Q点稳定，是指ICQ和UCEQ在温度变化时基本不变，这是靠IBQ的变化得来的。,若温度升高时，要Q 回到Q，则只有减小IBQ。,ICQ=IBQ+(1+)ICBO=IBQ+ICEO,T ICBO,ICQ,二、静态工作点稳定的典型电路,1. 电路组成,二、静态工作点稳定的典型电路,2. 稳定原理,为了稳定Q点，通常I1 IB，即I1 I2；因此,基本不随温度变化。,T , IC, IE, UE（UB不变）, UBE , IB,IC,（反馈控制）,Q点的稳定过程：,也基本与温度无关。,二、静态工作点稳定的典型电路,2. 稳定原理,由此可见，Q点稳定的原因 是：,（1）Re的直流负反馈作用；,（2）在I1 IBQ的情况下，UBQ在温度变化时基本不变。,该电路称为分压式电流负 反馈Q点稳定电路,参数要求：,I1 (5 10)IBQ,BQ (5 10)UBEQ,3. Q点的估算,方法一：近似估算求解Q点,当满足I1 IBQ时，有I1 I2；,二、静态工作点稳定的典型电路,UBQ,UEQ,方法二：利用戴维宁定理等效变换后求解Q点,二、静态工作点稳定的典型电路,VBB,Rb,方法二：利用戴维宁定理等效变换后求解Q点,二、静态工作点稳定的典型电路,4. 动态分析,二、静态工作点稳定的典型电路,+VCC,Ce为旁路电容，在交流通路中可视为短路,画出交流通路交流等效电路,4. 动态分析,二、静态工作点稳定的典型电路,Ri,RO,4. 动态分析,如无旁路电容Ce时，静态工作点是否有影响？,二、静态工作点稳定的典型电路,+VCC,交流通路,交流等效电路,如无旁路电容Ce时，动态参数如何计算？,4. 动态分析,二、静态工作点稳定的典型电路,ib,电压放大倍数,输入电阻,Ri,输出电阻,RO,三、稳定静态工作点的方法,引入直流负反馈-典型电路 温度补偿：利用对温度敏感的元件，在温度变化时直接影响输入回路。,利用二极管的反向特性进行温度补偿,利用二极管的正向特性进行温度补偿,讨论,图示电路中是否采用了措施来稳定静态工作点？,若采用了措施，则是什么措施？,2.5 晶体管放大电路的三种接法,一、基本共集放大电路,二、基本共基放大电路,三、三种接法放大电路的比较,一、基本共集放大电路,- 射极输出器,1. 电路组成,直接耦合,阻容耦合,电路特点？,e,e,一、基本共集放大电路,2. 静态分析,- 画直流通路,3. 动态分析,Uo Ui, 电压放大倍数,一、基本共集放大电路,- 画交流等效电路,Au 1 且 输入输出同相,故称之为射极跟随器, 输入电阻,Ri与负载有关！,带负载电阻后,一、基本共集放大电路,输入电阻大,Ri, 输出电阻,令Ui = 0，在输出端加Uo，得：,一、基本共集放大电路,RO,输出电阻小,4. 特点,一、基本共集放大电路,1.静态分析 （求静态工作点）,共集电极放大电路的分析举例,VCC = IBQRb+UBEQ+IEQRe,IEQ(1+) IBQ ICQ,= IBQRb+UBEQ+(1+)IBQRe,UCEQVCC IEQRe,微变等效电路,共集电极放大电路的分析举例,2.动态分析,（1）电压放大倍数,共集电极放大电路的分析举例,射极跟随器,共集电极放大电路的分析举例,（2）输入电阻,（3）输出电阻,共集电极放大电路的分析举例,令Us= 0，保留Rs，断开负载，在输出端加Uo，得：,（3）输出电阻,共集电极放大电路的分析举例,（3）输出电阻,共集电极放大电路的分析举例,Ro与信号源内阻有关！,二、基本共基放大电路,1. 电路组成,直接耦合,阻容耦合,电路特点？,二、基本共基放大电路,2. 静态分析,UEQ,列输入回路方程有：,- 画直流通路,UCQ,3. 动态分析,4. 特点,输入电阻小，只放大电压，不放大电流！,二、基本共基放大电路,输出与输入同相,- 画交流等效电路,1. 静态分析,直流通路,共基极放大电路的分析举例,1. 静态分析,共基极放大电路的分析举例,2. 动态分析,画交流通路,共基极放大电路的分析举例,2. 动态分析,画交流等效电路,没有负号！,共基极放大电路的分析举例,2. 动态分析,共基极放大电路的分析举例,1. 三种组态的判别,信号由基极输入，集电极输出共射极放大电路 信号由基极输入，发射极输出共集电极放大电路 信号由发射极输入，集电极输出共基极电路,三、三种组态（接法）的比较,以输入、输出信号的位置为判断依据：,这是何种组态的电路？,三、三种组态（接法）的比较,2. 三种组态的特点及用途,共射极放大电路： 电压和电流增益都大于1，输入电阻在三种组态中居中，输出电阻与集电极电阻有很大关系。适用于低频情况下，作多级放大电路的中间级。 共集电极放大电路： 只有电流放大作用，没有电压放大，有电压跟随作用。在三种组态中，输入电阻最高，输出电阻最小，频率特性好。可用于输入级、输出级或缓冲级。 共基极放大电路： 只有电压放大作用，没有电流放大，有电流跟随作用，输入电阻小，输出电阻与集电极电阻有关。高频特性较好，常用于高频或宽频带低输入阻抗的场合，模拟集成电路中亦兼有电位移动的功能。,三、三种组态（接法）的比较,2.6 场效应管及其放大电路,一、场效应管放大电路静态工作点 的设置方法,二、场效应管放大电路的动态分析,2.6 场效应管及其放大电路,场效应管具有输入阻抗高，低噪声等特点,与三级管电路相类似，场效应管放大电路也有三种组态: 共源极放大电路 (CS， Common Source) 共漏极放大电路 (CD， Common Drain) 共栅极放大电路 (CG， Common Gate),一、场效应管静态工作点的设置方法,三极管是电流控制元件，所以需要合适的偏流 以IB来控制IC,IBQ UBEQ =0.7V ICQ UCEQ,静态工作点,静态工作点,UGSQ IDQ 其中IGQ=0 UDSQ,场效应管是电压控制元件，所以需要合适的偏压 以UGS来控制ID,一、场效应管静态工作点的设置方法,根据场效应管工作在恒流区的条件，在g-s、d-s间加上极性合适的电源。,1. 固定偏压电路-UGS=常数,(P47),例如：,UGSQ,2. 自给偏压电路,哪种场效应管能够采用这种电路形式设置Q点？,一、场效应管静态工作点的设置方法,(P44),由正电源获得负偏压 称为自给偏压,USQ,UGQ,Q,例：,一、场效应管静态工作点的设置方法,用图解法求Q？,（1）在转移特性中作直线 uGSiDRS,与转移特性的交点即为Q点。,IDQ,UGSQ,（2）在输出特性中作直流负载线： uDSVDDiD（RDRS）,与UGSQ那条输出特性曲线的交点即为Q点,Q,UDSQ,3. 分压式偏置电路,即典型的Q点稳定电路,一、场效应管静态工作点的设置方法,Rg3上没有电流（ IG = 0 ）,调整电阻的大小，可获得：,UGSQ 0,UGSQ = 0,UGSQ 0,哪种场效应管能够采用这种电路形式设置Q点？,UGQ,USQ,3. 分压式偏置电路,一、场效应管静态工作点的设置方法,为什么加Rg3?其数值应大些小些？,二、场效应管放大电路的动态分析,根据iD的表达式用求导的方法或转移特性可求得gm。(见P120),-与晶体管的h参数等效模型类比：,1. 场效应管的交流等效模型,(见P119),一般 gm 约为 0.1 至 20 mS。 rdS 为几百千欧的数量级。 当 Rd 比 rdS 小得多时，可认为等效电路的 rdS 开路。,2. 基本共源放大电路的动态分析,-与共射电路比较,二、场效应管放大电路的动态分析,画出交流（微变）等效电路,（忽略rds）,g,s,d,二、场效应管放大电路的动态分析,分压式偏置电路的动态分析,交流等效电路,二、场效应管放大电路的动态分析,分压式偏置电路的动态分析,2. 输入电阻,3. 输出电阻,1. 电压放大倍数,思考：若电容Cs开路又怎样分析？,3. 基本共漏放大电路的动态分析,-与共集电路比较,二、场效应管放大电路的动态分析,画出交流（微变）等效电路,g,s,d,Ugs,+,输出电阻的分析：,二、场效应管放大电路的动态分析,3. 基本共漏放大电路的动态分析,二、场效应管放大电路的动态分析,画出交流（微变）等效电路,（1） 电压放大倍数,（2） 输入电阻,Ri = RG + ( R1 / R2 ),分析举例：,二、场效应管放大电路的动态分析,（3）输出电阻,2.7 基本放大电路的派生电路,一、复合管放大电路,二、组合形式的放大电路,一、复合管放大电路,目的：增大，减小前级驱动电流，改变管子的类型。,1. 复合管,两只同类型型BJT组成的复合管,rberbe1(11)rbe2,复合管：多只管子合理连接等效成一只管子。,复合管的电流放大系数：,复合管的输入电阻：,一、复合管放大电路,不同类型的管子复合后，其类型决定于T1管。,NPN与PNP型BJT组成的复合管,PNP与NPN型BJT组成的复合管,rberbe1,两只不同类型型BJT组成的复合管,复合管的电流放大系数：,复合管的输入电阻：,1. 在合适的外加电压下，每只管子的各极电流都有合适的通