第2章基本放大电路J13.ppt

1放大电路主要技术指标 2基本共发放大电路及其图解法分析 3放大电路静态工作点的稳定 4h参数等效电路分析 5晶体管放大电路的三种接法 6小结 第2章基本放大电路 1放大电路主要技术指标 1 1放大电路概述 放大电路基本概念 两个放大电路相连的示意图 两级放大器 放大电路的频率指标 放大电路对于交流信号的放大倍数只在某一频率范围内比较大 频率过低或过高放大倍数都要下降 我们定义放大倍数下降到最大值Am的对应的频率为截止频率 如下图所示 fL是低频截止频率 fH是高频截止频率 它们二者之差fbw定义为放大电路的通频带 1 2放大电路的主要技术指标 1 2 1电压放大倍数AV 1 2 2放大电路的输入阻抗Ri 1 2 3放大电路的输出阻抗Ro 1 2 4放大电路的通频带fbw 1 2 5非线性失真系数 1 2 6最大不失真输出电压Vom 1 2 7最大不失真输出功率与效率Pm 2基本共发放大电路的图解法分析 2 1基本共发放大电路 2 1 1理论电路形式 2 1 2实际电路形式 2 1 3根据电路的直流通路计算静态工作点 静态工作点表达式 2 1 4电路的等效交流通路 2 2基本放大电路的图解法 2 2 1信号放大原理 2 2 2直流负载线与交流负载线 直流负载线很容易根据VCC的表达式画出来 交流负载线过静态工作点Q并且它的斜率由RC和RL并联所决定 从右图可看出 在交流情况下晶体管最大交流输出为横轴上的AB线段 它的大小为 据此在坐标横轴上确定了B点之后 就可以通过Q点和B点作直线而画出交流负载线 2 2 3放大电路的失真探讨 1 非线性失真与截止失真 2 饱和失真 3放大电路静态工作点的稳定 3 1基本共发放大电路的改进 3 1 1增设Re改进基本共发放大电路的稳定性 当T 使得Ic和Ie都 如果能保证Vb稳定则Vbe将 则晶体管 但Ie上升使得Ve Vbe下降会导致Ib Ib下降则Ic 从而电路的Ic得以稳定 假设电路工作点原来是稳定的 3 1 2稳定工作点的原理 Vb的稳定靠合理的设置偏置电阻Rb1Rb2来保证 但此改进电路经实践发现 它的电压放大倍数下降了很多 而且Re越大下降的越多 3 2设计完善的稳定工作点的共发放大电路 假设电阻Rb1和Rb2流过的电流I1和I2远远大于晶体管基极电流IBQ 则根据左图可得到电路静态工作点的表达式 静态工作点的计算 4h参数等效电路的分析方法 4 1晶体管h参数的定义 晶体管特性曲线普遍表达式 求全微分 4 1 1h参数的推导 用交流相量取代全微分并用4个常量h分别代替4个偏导数数值 用通常约定的小写字母来代替交流相量表达式 晶体管h参数等效表达式 输出端交流短路输入电阻 输入端交流开路反向电压传输系数 输出端交流短路正向电流传输系数 输入端交流开路输出电导 4 1 2h参数的物理意义 基本等效方程 其中rbe的表达式来源见教材79页的讨论 4 2晶体管的h参数等效电路 4 3基本放大电路的h参数等效分析方法 计算方程 表达式 4 3 1静态工作点的计算 4 3 2交流等效电路的变换 4 3 3交流参量的计算 4 4考虑工作点稳定的基本放大电路h参数等效分析 计算方程 4 4 1静态工作点的计算 表达式 4 4 2交流等效电路的变换 4 4 3交流参量的计算 因为 所以 4 5共发放大电路的h参数等效分析方法 计算方程 4 5 1静态工作点的计算 表达式 4 5 2交流等效电路的变换 观察4 3 2和4 5 2两个h参数等效电路可以发现 它们的区别仅仅是前者的偏置电阻Rb换成了后者Rb1和Rb2的并联 所以共发放大电路的交流参数的计算完全类似于4 3的理论公式 4 5 3交流参量的计算 4 6基本放大电路的h参数等效电路分析举例 已知VCC 20V Rb 470K RC 6K RL 4K 45 求1 电路的输入 输出电阻2 电路不接RL时的放大倍数3 电路接RL时的放大倍数 解 根据电路的微变等效分析方法 第一步计算电路的静态工作点 第二步求出晶体管在这时的rbe 第三步根据给定的电路画出与之对应的微变等效电路 第四步根据微变等效电路的公式进行计算 第五步对结果进行分析 4 6 1计算电路的静态工作点 4 6 2计算晶体管在此工作点的rbe 4 6 3确定对应的h参数等效电路 4 6 5结果讨论 假设信号源内阻Rs 1K 求放大器对信号的放大倍数 4 6 4计算电路的交流放大参数 5晶体管放大电路的三种接法 5 1共集电极放大电路 射极输出器 5 1 1静态工作点计算 表达式 5 1 2确定对应的h参数等效电路 5 1 3计算电路的交流放大参数 其中 因为 5 2共基极放大电路 5 2 1 与 其实学习晶体管放大的原理 也可以从共基极电路的分析开始 如右图所示 令 称作共基极直流电流放大系数 则根据 有 整理得 令 最后得 5 2 2共基极放大电路 5 2 3静态工作点计算 如果能确保Rb1 Rb2流过的电流远大于Ib 则 5 2 4求h参数等效电路 5 2 5计算电路的交流放大参数 5 3晶体管三种放大电路的比较 5 3 1输入阻抗比较 共发放大电路 共集放大电路 共基放大电路 5 3 2输出阻抗比较 共发放大电路 共集放大电路 共基放大电路 5 3 3放大倍数比较 共发放大电路 共集放大电路 共基放大电路 6小结 晶体管放大电路具有三种电路形式 其中共发射极放大电路既有电压放大能力 也有电流放大能力 因而它的功率增益最大 共集电极放大电路没有电压放大能力 但具有电流放大能力 因而它也有一定的功率增益 共基极放大电路没有电流放大能力 但具有电压放大能力 因而它也有一定的功率增益 从阻抗匹配的观点来看 共集电极电路输入阻抗高 输出阻抗低 非常适合电路各单元之间的连接 共发射极电路的输入 输出阻抗都不很理