电子技术及其应用基础模拟部分李哲英02anal21.ppt

电子工程系,2-1-1,第2章 基本放大器电路,2-1、放大器电路的基本概念与分析方法,2-2、三极管基本放大电路, 用三极管或场效应管组成的放大器电路 放大器是组成各种应用电路的基础 学习和掌握基本放大器模块电路的分析方法 和设计方法,2-3、场效应管基本放大电路,2-4、基本放大电路仿真分析,Basic amplifying circuits,电子工程系,2-1-2,2-1、放大器电路的基本概念与分析方法,2-1-1、放大器分析的基本概念,2-1-2、定性分析 Determined analysis,2-1-3、微变等效电路分析方法micro-equivalent circuits analysis,2-1-4、图解法 Graphic method,Basic concept and analysis method,电子工程系,2-1-3,2-1-1、放大器分析的基本概念 Amplifier,一、放大器分析的前提条件,二、信号放大,三、电路参考点与信号参考点,四、直流通路和交流通路,五、电路工作点,六、偏置电路,七、输入电阻与输出电阻,八、器件的输入与输出特性,九、信号特性,电子工程系,2-1-4,一、放大器分析的前提条件,（1）线性时不变 Leaner and time invariant 除非特殊说明，认为电路模块是线性电路，电路中的参数不随时间变化。,2-1-1、放大器分析的基本概念,（2）温度范围 Temperature range 考虑器件工作在正常温度范围内。这是保证元器件特性参数正常工作的基本条件，也是分析结果的使用范围。,（3）频率范围 Frequency range 设信号频率处于电路和器件所允许的最高频率范围内，以保证分析结果正确。,电子工程系,2-1-5,二、信号放大 Signal amplify,Voltage amplify vo = AV vi Current amplify io = Ai ii,2-1-1、放大器分析的基本概念,电子工程系,2-1-6,三、Reference point for Circuts and signal,For signal 以信号电压为参照物 。The signal voltage is the frame of reference,2-1-1、放大器分析的基本概念,电路参考点 电子电路的地电位点，也就是电源的公共端。,电子工程系,2-1-7,电路参考点与信号参考点示例1,电路参考点,信号参考点,电子工程系,2-1-8,电路参考点,信号参考点,电路参考点与信号参考点示例2,电子工程系,2-1-9,四、直流通路和交流通路,直流通路DC 直流信号所通过的路径。,2-1-1、放大器分析的基本概念,交流通路AC 交流信号所通过的路径 。,电子工程系,2-1-10,五、电路工作点work point,电路中半导体器件各电极上的电压和电极支路中的电流。,2-1-1、放大器分析的基本概念,电子工程系,2-1-11,六、偏置电路bias circuit,2-1-1、放大器分析的基本概念,为器件提供必要的偏置电压和电流，使器件工作在放大区。,偏置电阻,偏置电阻,偏置电阻,偏置电阻,Bias resistor,电子工程系,2-1-12,七、输入电阻与输出电阻,输入电阻,2-1-1、放大器分析的基本概念,输出电阻,Input and output resistor,电子工程系,2-1-13,2-1-2、定性分析Determined analysis,定性分析确定电路功能和元器件作用，估计电路参数。,可分为两种类型： （1）已知电路功能，分析电路是否处于正常工作状态； （2）已知电路结构，分析判断电路正常工作时应有的状态，提出 电路正常工作的条件。,一、三极管放大电路的定性分析,二、场效应管放大电路的定性分析,电子工程系,2-1-14,一、三极管放大电路的定性分析,约束条件 （1）电路工作在低频小信号状态。 （2）电路中的元器件处于正常状态。,2-1-2、定性分析,基本步骤： （1）考察静态工作点 （2）考察信号输入端 （3）考察电路信号输出端,Transistor amplifier,电子工程系,2-1-15,三极管放大电路的定性分析示例,例2-1-1 定性地分析图示放大器电路。 已知Vcc = 9V，Rb1= 68kW， Rb2 = 22kW，Rc = 1kW， Re = 300W，C = Ce = 1mF， 三极管的rbe = 700W，b =50,步骤1：考察静态工作点,步骤2：考察信号输入端,步骤3：考察信号输出端,步骤4：分析元器件作用,电子工程系,2-1-16,二、场效应管放大电路的定性分析,2-1-2、定性分析,基本步骤： （1）确定场效应管类型 （1）考察静态工作点 （2）考察信号输入端 （3）考察电路信号输出端,Field effect transistor,电子工程系,2-1-17,场效应管放大电路的定性分析示例,例2-1-1 定性地分析图示放大器电路。,步骤2：考察静态工作点,步骤3：考察信号输入端,步骤4：考察信号输出端,步骤5：分析元器件作用,步骤1：确定场效应管类型,N沟道绝缘栅MOS管,栅源之间无偏置电压,Rg在栅极击穿时起保护信号源的作用,对于耗尽型MOS管，小信号可放大 对于增强型MOS管，小信号不能放大,电子工程系,2-1-18,2-1-3、微变等效电路分析方法,交流分析_对输入为低频小信号的等效电路进行分析。,一、二端口网络的混合参数方程,二、微变等效电路,三、微变等效电路分析,电子工程系,2-1-19,一、二端口网络的混合参数方程,2-1-3、微变等效电路分析方法,h参数,电子工程系,2-1-20,二、微变等效电路,2-1-3、微变等效电路分析方法,1、三极管的微变等效电路,rbe,电子工程系,2-1-21,三极管微变等效电路示例,例2-1-2 绘制交流微变等效电路。,电子工程系,2-1-22,二、微变等效电路,2-1-3、微变等效电路分析方法,2、场效应管的微变等效电路,id,电子工程系,2-1-23,场效应管微变等效电路示例,绘制交流微变等效电路。,课堂练习,电子工程系,2-1-24,微变等效电路练习,绘制交流微变等效电路。,电子工程系,2-1-25,三、微变等效电路分析,2-1-3、微变等效电路分析方法,在低频小信号条件下，把三极管、场效应管线性化，认为其参数是常数，即低频小信号器件模型。,（1）静态工作点估算,（2）绘制微变等效电路,（3）分析电路行为特性,（4）分析电路参数特性,分析步骤：,电子工程系,2-1-26,微变等效电路分析示例1,分析图示电路功能。假设b=50，Vcc=+5V，RB1=42k ，RB2=8k ，RC=750 ，RE=50。,电子工程系,2-1-27,微变等效电路分析示例1,2、 画微变等效电路,电子工程系,2-1-28,微变等效电路分析示例1,3、分析电路行为特性,电压放大倍数,无负载时,负载RL=1k时,思考：如何提高AV？,电子工程系,2-1-29,微变等效电路分析示例1,4、分析电路参数特性,（1）输入电阻,（2）输出电阻,电子工程系,2-1-30,微变等效电路分析示例2,分析图示电路功能、对交流信号的输入输出关系和参数特性。分析中假设三极管T1和T2具有相同的参数，b=50。,T1管具有固定偏置电路 T2管需要由输入信号提供偏置,电子工程系,2-1-31,微变等效电路分析示例2,2、 绘制微变等效电路,T1管微变等效电路,T2管微变等效电路,取决于前一级,电子工程系,2-1-32,微变等效电路分析示例2,3、分析电路行为特性,反相,电子工程系,2-1-33,4、参数特性分析,Ro=10k,微变等效电路分析示例2,电子工程系,2-1-34,2-1-4、图解法分析法,目的： 针对给定的三极管或场效应管的输入输出特性曲线，对电路进行基本估算分析。,一、基本分析步骤,二、静态工作点与直流负载线,三、动态工作点与交流负载线,电子工程系,2-1-35,一、图解法基本分析步骤,2-1-4、图解分析法,（1）获得分析电路中半导体器件的特性曲线。,（2）确定静态工作点，绘制直流负载线。,（3）确定电路动态工作点，绘制交流负载线。,（4）根据负载线确定电路参数，得到分析结果。,电子工程系,2-1-36,二、静态工作点与直流负载线,2-1-4、图解分析法,静态工作点指电路在没有输入信号时，三 极管或场效应管三个电极所处 的电位。,直流负载线指在静态工作点条件下，电路 输出端没有连接直流负载时电路的工作范围。,求解方法：,1）确定与所选定静态基极电流Ib相对应的曲线。,2）计算Vce的最大值和最小值。,3）