电工与电子祥案15

泉州工程职业技术学院教案泉州工程职业技术学院教案 第 15 次课 2 学时 课目和课题课目和课题 第十一章 基本放大电路 第二节 交流放大电路的分析方法 第三节 典型交流电压放大电路 教学目的与要求教学目的与要求 1 熟练掌握放大电路的静态分析和动态分析及其特点 2 掌握基本放大电路的基本计算 重点难点重点难点 重点 基本放大电路的基本计算 难点 放大电路的动态分析 课堂设计 教学内容 过程 方法 课堂设计 教学内容 过程 方法 时间分配时间分配 教学进程教学进程 含课堂叫徐内 含课堂叫徐内 容 教学方法 容 教学方法 辅助手段 师生辅助手段 师生 互动时间分配 互动时间分配 板书设计 板书设计 这节课我们将对交流放大电路进行分析 11 2 1 放大电路的静态分析 静态 不加输入信号 静态值 CECB UII 分析的方法 估算法和图解法 1 估算法 根据直流通路估算静态值 2 图解法 B CC B BECC R U R UU I B CEOBC III B I CCCCCE RIUU 估算出 IB 在输出特性曲线上作出直流负载线 与 IB 对应的 输出特性曲线和直流负载线的交点就是 Q 点 Q 例 晶体管交流放大电路如图所示 已知 UCC 12V RC 4k RB 300k 37 5 试求 1 用估算法计算静态工作点 2 用图解法计算静态工作点 解 1 画出直流通路 估算法 2 图解法 3mA 连接两点 有一点相交 C I 作直流负载线 得静态工作点 Q IC U C E C U R CC CE U CCCCCE RIUU 0 CE U 0 C I B BECC B R UU I B CC B BECC R U R UU I B AmA R U I B CC B 4004 0 300 12 mA5 104 05 37 BC II V645 112 CCCCCE RIUU AmA R U I B CC B 4004 0 300 12 11 2 2 放大电路的动态分析 首先 画等效电路 两个电容在交流信号下相当于短路 直流 电源对交流信号也相当于短路 动态 有输入信号 分析指标 电压放大倍数 输入电阻和输出电阻 分析的方法 微变等效电路法 1 晶体管的微变等效电路 观察输入回路 放大电路的线性化 关键是晶体管的线性化 而前提是晶体管 在小信号下工作 所以在 Q 点附近的曲线可以看成直线 所以晶体 管的输入电阻 对于小功率晶体管 rbe 的数量级从几百欧到 1 千欧左右 mA5 1 C I V6 CE U 1 2 3 O V CE U mA C I A 60 A 40 20A A 80 3912 6 0 B I 5 1 Q 1 Q 2 Q CC U C CC R U b be B BE be i u i u r 26 1 200 mAI mV r E be 观察输出回路 各条曲线近似平行 有 输出端相当是受 ib 控制的电流源 晶体管的微变等效电路为 考虑各条曲线近似平行 有 2 放大电路的微变等效电路 1 放大电路的交流通路 交流通路 只考虑交流信号的分电路 画交流通路的原则 电容和直流电源相当短路 bBcCC iIiIi bB iI bc ii c ce ce i u r 2 放大电路的微变等效电路 3 动态指标的计算 1 电压放大倍数的计算 S R S e B R C R i u L R T 0 u B i C i BE u R B R C R L u i u o S R S e i i b i bebi rIU LbR IU O LCL RRR 负载越大 放大倍数越低 2 输入电阻的计算 输入电阻 对信号源来说 放大电路是电源的负载 可用等效 电阻表示 等效电阻 称为放大电路的输入电阻 输入电阻的计算 有图可以看出 5 输出电阻的计算 输出电阻的概念 放大电路对负载来说 相当是负载的电压源 电压源的内阻 称为放大电路的输出电阻 输出电阻的计算 例 晶体管交流放大电路如图所示 已知 UCC 12V RC 4k RL 6k RB 300k 37 5 be L i u r R U U A O i i i I U r B Rri bebe rr 0 0 0 S cb IIE CO Rr 求 1 电压放大倍数 2 输入电阻和输出电阻 解 1 在 例 11 1 中已经求出 利用放大电路的微变等效电路求解 电压放大倍数 2 输入电阻和输出电阻 4 非线性失真 由于静态工作点设置不合适 或者信号幅度过大 使晶体管工 作超出线性区 导致输出信号的波形与输入信号不一致 为了减小失真 静态工作点应该设置在负载线性区的中部 mA5 1 CE II k 867 0 5 1 265 38 200 26 1 200 E be I r 104 867 0 6 4 5 37 O be L i u r R U U A k 4 k 867 0 867 0 300 O C beBi Rr rRr 11 3 典型交流电压放大电路 在调节好静态工作点后 可能会由于一些原因会改变工作点 严重时会使放大电路不能正常工作 其中最重要的因素是温度变化 1 温度变化对静态工作点的影响 为了保证放大电路的稳定工作 必须有稳定的静态工作点 静态工作点不稳定的主要原因是温度变化对晶体管参数的影响 总的影响结果是 温度升高时 输出特性曲线上移 使 Q 点上移 2 工作点稳定电路 分压式偏置电路 1 电路组成 观察此电路结构可知 这个电路的 Q 点是不稳定的 在这个电路的基础上如何改进 使温度升高 保证 IC 基本不变 T C I Q iC u CE Q 定 导致放大电路工作不稳 使动态工作范围减小 u AQ Q TI C CBC IIIT 思路 在基本放大电路中增加两个电阻 其作用是将 IC 的变化引回到 输入端 在保证基极电位 VB 不变的条件下使 UBE 到 IB 从而保证 IC 基本不变 即稳定了 Q 点 2 工作点稳定原理分析 设 I2 IB 即 I2 I1 则有 不受温度影响 设 VB UBE 即 VE VB 则有 不受温度影响 分压式偏置电路 本电路稳定的过程实际上是 RE 形成的负反馈过程 为了保证电压放大倍数不变 并联旁路电容 CE 工作点稳定过程 例 分压式偏置电路如图所示 已知 46 UBE 0 6V 试求 1 放大电路的静态值 2 电压放大倍数 输入电阻和输出电阻 解 1 根据直流通路求静态值 CC BB B B U RR R V 21 2 E B E E EC R V R V II 2 根据微变等效电路求电压放大倍数和输入 输出电阻 1 根据直流通路求静态值 2 根据微变等效电路求动态指标 作业布置作业布置P273 习题 11 6 11 7 V312 1030 10 21 2 CC BB B B U RR R V V4 26 03 BEBE UVV mA6 1 5 1 4 2 E E EC R V II A35 46 6 1 C B I I V8 45 46