基本放大电路(2课时).ppt

1 第十章基本放大电路 2 10 1基本放大电路的组成 一 电路组成 共射极放大电路 三极管T 核心 电流分配 放大作用 vi接入问题 串入Je回路 直接连接 电容连接 Cb1 Cb2 隔离直流 传送交流 固定 偏流 接地零电位点 3 二 简化电路及习惯画法 习惯画法 共射极基本放大电路 4 思考题 下列a f电路哪些具有放大作用 5 10 2放大电路的静态分析 动态分析 一 静态分析 1 直流通路法 求IB VBE IC VCE IE 共射极放大电路 6 根据直流通路可知 一般硅管VBE 0 7V 锗管VBE 0 2V 7 分析步骤 1 vi 0 短路 Cb1 Cb2开路 2 把电路分为线性和非线性 3 写出线性部分直线方程 直流通路 输入回路 Je 方程 输出回路 Jc 方程 vBE VCC BB iBRb vCE VCC iCRc 直流负载线 2 图解法 4 作图 画直线 与BJT特性曲线的交点为Q点 静态工作点 8 在输入特性曲线上 作出直线 vBE VCC iBRb 在输出特性曲线上 作出直流负载线 vCE VCC iCRc 即 与特性曲线的交点即为Q点 IBQ VBEQ ICQ VCEQ 4 作图 直流负载线与BJT特性曲线的交点为Q点 静态工作点 9 饱和失真 截止失真 非线性失真 线性范围 用最大不失真输出幅度Vom来衡量 Q点偏高 易出现饱和失真 Vom为Q点到饱和区边沿的距离 Q点偏低 易出现截止失真 Vom为Q点到截止区边沿的距离 10 4 交流通路与交流负载线 3 几个重要概念 vce ic Rc RL 因为交流负载线必过Q点 即vce vCE VCEQic iC ICQ同时 令R L Rc RL vCE VCEQ iC ICQ R L iC 0 vCE VCEQ ICQR L 11 线性范围 动态范围 放大电路要想获得大的不失真输出幅度 要求 工作点Q要设置在输出特性曲线放大区的中间部位 要有合适的交流负载线 4 交流通路与交流负载线 12 二 动态分析 1 BJT的小信号模型 13 ur很小 一般为10 3 10 4 rce很大 约为100k 故一般可忽略它们的影响 得到简化电路 ib是受控源 且为电流控制电流源 CCCS 电流方向与ib的方向是关联的 测试仪 给定 rbe与Q点有关 公式估算 14 2 画出小信号 微变 等效电路 共射极放大电路 小信号 微变 等效电路 15 3 求电压增益 根据 则电压增益为 16 4 求输入电阻 令 5 求输出电阻 17 1 电路如图所示 试画出其小信号等效模型电路 例题 18 例题 解 1 求Q点 2 2 放大电路如图所示 试求 1 Q点 2 已知 50 end 19 温度T 少子浓度 IC ICBO ICEO IC IB 1 ICBO IB VBE 载流子运动加剧 发射相同数量载流子所需电压 输入特性曲线左移 载流子运动加剧 多子穿过基区的速度加快 复合减少 IC IB 输出特性曲线上移 输出特性曲线族间隔加宽 三 温度对工作点的影响 Q点上移 rbe AV 1 稳定工作点原理目标 温度变化时 使IC维持恒定 射极偏置电路 固定偏流电路 分压式射极偏置电路 只能单向设置 具有检测Q点位置 并自动调整的功能 T IC IE IC VE IERe IB 反馈控制 VBE 1 分压式射极偏置电路 如果温度变化时 b点电位能基本不变 则可实现静态工作点的稳定 T IC IE IC VE VBE 利用 1 稳定Q点思路 则可实现如下自动调整过程 I1 IB VB VBE 23 2 放大电路指标分析 确定静态工作点 Je回路KVL方程 画小信号等效电路 并确定模型参数 24 输出回路 输入回路 电压增益 电压增益 1 Re rbe 1 若 25 输入电阻 证明如下 从b极看e极的电阻 要扩大 1 倍 那从e极看b极的电阻 要 26 输出电阻 输出电阻 求输出电阻的等效电路 网络内独立源置零 负载开路 输出端口加测试电压 求R o 可对回路1和2列KVL方程 rce对分析过程影响很大 此处不能忽略 其中 则 当 时 27 2 固定偏流电路与射极偏置电路的比较 共射极放大电路 28 固定偏流共射极放大电路 Ro Rc 射极偏置电路做如何改进 既可以使其具有温度稳定性 又可以使其具有与固定偏流电路相同的动态指标 29 30 1 31 10 3射极输出器 一 电路分析 结构特点 共集电极放大电路 1 求静态工作点 2 画小信号等效电路 32 3 电压增益 一般有 即 其中 略小于1 33 4 输入电阻 Ri大 其中 1 一般有 即 34 5 输出电阻 电路变换 对e极列KCL方程 将各支路关系代入 Ro小 35 电压增益小于1但接近于1 输入电阻大 对电压信号源衰减小 输出电阻小 带负载能力强 射极输出器特点 电压跟随器 对电流仍有放大作用 36 二 复合管 作用 提高电流放大系数 达林顿管 37 三 共基极电路 结构特点 1 静态工作点 直流通路与分压式射极偏置电路相同 38 2 动态指标 电压增益 输出回路 输入回路 电压增益 画小信号等效电路 和共射极基本放大电路电压增益相比较 39 共基极电路的输入电阻很小 最适合用来放大何种信号源的信号 输入电阻 输出电阻 40 4 三种组态的比较 41 10 4多级放大电路及其级间耦合方式 一 多级放大电路的耦合方式 42 级间耦合 级联 常用的耦合方式有三种 即 阻容耦合 直接耦合 变压器耦合 43 1 阻容耦合 阻容耦合放大电路 44 直接耦合放大电路 2 直接耦合 45 3 变压器耦合 变压器耦合放大电路 4 级间耦合的优 缺点及应用比较 耦合方式 优点 缺点 应用 直流或交流放大 分立或集成电路 可放大直流及缓慢变化的信号 低频响应好 便于集成 有严重的零点漂移问题 各级Q不独立 设计计算及调试不便 直接耦合 阻容耦合 各级Q独立 体积小成本低 无法集成 传输交流信号损失小 增益高 不能放大直流及缓慢变化的信号 低频响应差 交流放大分立电路 变压器耦合 无法集成 功率放大调谐放大 高频和低频响应差 体积大 笨重 各级Q独立 可以改变交流信号的电压 电流和阻抗 47 直接耦合放大电路静态工作点的设置 a 直接连接 b 第2级加射极电阻或二极管 c 第2级发射极加稳压二极管 d NPN型管和PNP型管混合使用 48 1 电压放大倍数 加以推广到n级放大器 二 多级放大电路的动态性能指标计算 49 一般说来 多级放大电路的输入电阻就是输入级的输入电阻 即 2 输入电阻和输出电阻 由于多级放大电路的放大倍数为各级放大倍数的乘积 所以在设计多级放大电路的输入级和输出级时 主要考虑输入电阻和输出电阻的要求 而放大倍数的要求由中间级完成 输出电阻就是输出级的输出电阻 即 50 例题1 为提高放大电路的带负载能力 多级放大器的末级常采用共集电极电路 共射 共集两级阻容耦合放大电路如图所示 已知电路中 1 2 50VBE 0 7V 1 求各级的静态工作点 2 求电路的输入电阻Ri和输出电阻Ro 3 试分别计算RL接在第一级输出端和第二级输出端时 电路的电压放大倍数 51 各级静态工作点彼此独立 可分级计算 解 1 求各级的静态工作点 第二级 射极输出器 共集电极 第一级 分压式射极偏置 电容开路 所以 阻容耦合的特点 变压器耦合 52 2 求Ri和Ro Ri Ri1 R1 R2 rbe1 1 1 R4 2 66k 53 3 分别计算RL接在第一级输出端和第二级输出端时 电压增益 Ri2 R6 rbe2 1 R7 RL 150 104 61 11k 54 例题2 多级放大器如图所示 设电路中rbe1 rbe2 1 2 3及各参数均已知 1 判断电路中T1 T2和T3各组成什么组态的电路 2 求各级的静态工作点 3 推导AV Ri及Ro的表达式 结构特点 解 1 判断电路的组成形式 由三种不同组态的基本放大电路组合而成的共射 共基 共集组合放大电路 级间耦合 直接耦合 输入和输出耦合 阻容耦合 55 2 求各级的静态工作点 T1 分压式射极偏置 T3 射极偏置 T2 分压式射极偏置