电子第七章

一、放大电路的组成1. 放大电路的组成原理为保证三极管工作在放大区，发射结必须正偏，集电结反偏。被放大信号加在发射结，以控制三极管基极电流，从而控制集电极电流，将受控制的集电极电流转换为电压输出。直流偏置仅设置静态工作点，为了保证三极管工作在放大区，放大是对交流信号放大，所以应将直流和交流隔离。电容对频率较高的信号容抗很小（可认为短路），对直流信号具有隔离作用（相当于开路）。,研究对象：放大电路的各种参数计算；关注焦点：放大电路的组成、直流通道和交流通道画法。,第七章 放大电路基础,根据放大电路的组成原理可以得到如下电路，三极管的外部电路应满足T处于放大状态的外部条件的要求。UBB保证发射结正向偏置，UCC保证了集电结的反向偏置。C1和C2是隔直电容。,由图可知放大电路需要两个电源UBB和UCC，这会给使用带来极大不方便，为了减少电源，可将电路改为下图。在电子电路中常用的画法是下右图。,2. 直流通道和交流通道由于在直流电路中，电容可以看作为开路，所以将电容断开就得到直流通道。直流通道用于静态分析交流通道。由于电容C1和C2的值较大，对于交流信号而言，容抗较小，可以视为短路。关键是如何理解电源的交流通道，由于理想的直流电源的内阻为零，对于交流变化信号在直流电源上产生的压降是为零。交流通道用于动态分析。,二、放大电路的静态分析,对放大电路的静态分析，就是对放大电路的直流通道进行分析。这就是求放大电路的直流的直流工作点或称为静态工作点，放大电路的静态工作点对放大电路的性能有很大影响。放大电路的分析可以用解析法，也可以用图解法。1. 解析法确定静态工作点在解析法分析静态工作点时，三极管的结压降硅管：UBE=0.60.8V，通常取0.7V锗管：UBE=0.10.3V，通常取0.3V静态工作点通常需要确定IBQ、ICQ、UCEQ。下面以右图为例计算。,二、静态工作点的估算法分析,IBQ,ICQ,IEQ=IBQ+ICQ,基本放大电路的静态工作点表达式,基本放大电路的静态工作点,IBQ,ICQ,( ICQ,UCEQ ),(IBQ,UBEQ),(IBQ,UBEQ) 和( ICQ,UCEQ )分别对应于输入输出特性曲线上的一个点称为静态工作点。,IBQ,uBE=VBBiBRb,直流负载线,与输入特性的交点就是Q点,uCE=VCCiCRC,直流负载线,与输出特性的交点就是Q点,iB= IBQ,uCEiC满足什么关系？,2、uCE=VCCiCRC。,2.输出分析,1、iB= IBQ的输出特性曲线。,3. 电路参数对静态工作点的影响,三、放大电路的动态分析在放大电路的输入端加入交流信号后，三极管的基极电流就会在静态电流IBQ附近变化，分析三极管后加入交流信号的过程称为动态分析。,交流波形的画法。设输入信号为：,2. 放大电路的非线性失真作为放大电路，应使输出电压尽可能大，但受到三极管的非线性特性的限制，当信号过大或静态工作点不合适，输出波形将会发生失真。输入信号经过放大后产生失真是我们不希望的，因此我们讨论导致非线性失真产生的原因。图解法可以形象的说明非线性失真的产生。由三极管特性曲线非线性引起的失真a. 输入特性非线性引起的失真b. 输出特性的间距不均匀引起的失真,静态工作点不合适引起的失真静态工作点过高会引起饱和失真，静态工作点过低会导致截止失真。,4. 三种基本组态放大电路的分析用微变等效电路对三种基本放大电路进行分析放大电路的性能指标a. 电压放大倍数,b. 电流放大倍数,c. 功率放大倍数,d. 输入电阻,e. 输出电阻,rce很大，一般忽略。,rbe,ib,弄清楚等效的概念：,1、对谁等效。2、怎么等效。,e,b,c,b,e,c,交流通道,2、放大电路的微变等效电路,将交流通道中的三极管用微变等效电路代替,3、电压放大倍数的计算：,负载电阻越小，放大倍数越小。,输入电阻：,4、输入电阻的计算：,放大电路一定要有前级（信号源）为其提供信号，那么就要从信号源取电流。输入电阻是衡量放大电路从其前级取电流大小的参数。输入电阻越大，从其前级取得的电流越小，对前级的影响越小。,电路的输入电阻越大，从信号源取得的电流越小，因此一般总是希望得到较大的的输入电阻。,在电路的计算中求ro的方法：,1、所有的电源置零。,2、加压求流法。,将独立源置零，保留受控源。,5、输出电阻的计算：,对于负载而言，放大电路相当于信号源，可以将它进行戴维南等效，戴维南等效电路的内阻就是输出电阻。,所以：,用加压求流法求输出电阻：,共发射极放大电路电路与微变等效电路如图所示,讨论：a. 负号表示输出电压与输入电压相位相反。b. 电压放大倍数与和静态工作点关系,静态工作点较低时，rbb较小。,静态工作点较高时，rberbb。,共基极放大电路发射极作为输入端，集电极作为输出端，基极是输入、输出的公共端。,四、静态工作点的稳定及偏置电路半导体器件是一种对温度十分敏感的器件，温度上升时反映在如下几个主要方面：反向饱和电流ICBO增加，穿透电流ICEO=(1+)ICBO也增加。反映在特性曲线上就是使特性曲线上移。 射基电压UBE下降，在外加电压和电阻不变的情况下，使基极电流Ib上升。 使三极管的电流放大倍数增大，使特性曲线间距增大。 综合起来，温度上升，将引起集电极电流IC增加，使静态工作点随之变化（提高）。静态工作点提高会导致饱和失真。如何能做到温度升高IC保持不变呢？采用电流负反馈稳定电流。,为了保证静态点稳定，应满足如下两个条件：（1）保持UB不变（2）保持UE恒定,T,IE,IERe,UBE,IE,估算公式：,精确计算，用戴维南等效电路计算输入回路：,例：UCC=24V,Rb1=20k, Rb1=60k, Re=1.8k， Rc=3.3k,=50。估算工作点。,例：两个放大电路，已知=50，rbb=200，UBEQ=0.7V，电路的其他参数见图。（1）分别求两放大电路的放大倍数和输入、输出电阻；（2）若三极管值都增大一倍，分析静态工作点发生怎样变化？（