第二章小信号放大电路.ppt

第二章小信号放大电路,2-1放大电路的基础知识,返回目录,一、放大电路的基本结构,1、放大电路：,把微弱电信号转变为较强电信号的电子电路,2、放大系统构成：、。,信号源,放大器,负载,二、放大电路的分类,1、按用途分：,电压、电流、功率放大电路,2、按信号频率分：,直流、低频、中频、高频放大电路,3、按信号幅度分：,小信号放大电路、大信号放大电路,4、按三极管工作状态分：,甲类、乙类、甲乙类、丙类功率放大电路,5、按三极管连接方式分：,共发射极、共集电极、共基极放大电路,6、按三极管偏置方式分：,返回目录,三、放大电路的基本指标,1、放大倍数：,输出信号与输入信号有效值之比,电压放大倍数：,用字母“A”表示,电流放大倍数：,功率放大倍数：,返回目录,已知：Ui100mVUO1VIi0.5mAIO50mA,求：AV、Ai、AP,解：,返回目录,2、增益：,将放大倍数用对数来表示,用字母“G”表示,单位：分贝（dB）,功率增益：,GP10lgAP,电压增益：,GV20lgAV,电流增益：,Gi20lgAi,返回目录,已知：AV10，Ai100，AP1000,求：GV、Gi、GP,解：,GV20lgAV20lg1020dB,Gi20lgAi20lg10020lg10240dB,GP10lgAP10lg100010lg10330dB,返回目录,练习,1、放大器的功率放大倍数为100，求功率增益。,解：GP10lgAP10lg10010lg10220dB,解：,GV20lgAV20lg10020lg10240dB,返回目录,GV20lgAV20lg10020lg10240dB,Gi20lgAi20lg10020lg10240dB,APAVAi10010010000,GP10lgAP10lg1000010lg10440dB,返回目录,四、放大电路基本技术要求,1、有一定的放大能力,2、非线性失真要小,3、有合适的输入、输出电阻,输入电阻越大越好,输出电阻越小越好,4、工作要稳定,返回目录,2-2小信号放大电路的直流分析,一、固定偏置电路,（一）电路构成,（二）元件作用,1、电源EC给放大电路提供直流能源。,2、三极管V具有电流放大作用,3、基极偏置电阻Rb,4、集电极负载电阻RC,5、耦合电容C1、C2隔直通交,返回目录,1、静态工作点：,2、设置静态工作点目的：,（三）静态工作点设置,返回目录,2、列基极回路电压方程，求IBQ：,UBEQ0.7V（硅）UBEQ0.3V（锗）,3、利用三极管电流分配关系，求ICQ：,ICQIBQ,4、列集电极回路电压方程，求UCEQ：,UCEQECICQRC,直流等效电路,（四）计算法求静态工作点,1、画直流通路图：,电容开路，直流电源不变。,返回目录,解：UBEQ0.7V,ICQIBQ5040106=2mA,返回目录,练习,解：ICQIBQ,返回目录,解：UBEQ0.7V,ICQIBQ502810-6=1.4mA,返回目录,（五）图解法求解静态工作点,1、图解法：,2、直流负载线：,令IC0，则UCEEC,取M点坐标为（EC，0）,M（EC，0）,令UCE0，则,取N点坐标为（0，）,返回目录,确定M（EC，0）、N（0，）两点,即M（12，0）、N（0，6）,连接M、N两点作直流负载线,利用公式确定IBQ,UCEQ8VICQ2mA,UCEQ,ICQ,返回目录,（六）元件参数变化对直流负载线和静态工作点的影响,1、Rb变化，其它参数不变：,Q点沿直流负载线下移,Q点沿直流负载线上移,2、Rc变化，其它参数不变：,直流负载线斜率发生变化,M（EC，0）,Q,Q,返回目录,4、温度变化，其它参数不变：,（七）固定偏置电路特点,1、优点：元件少、电路简单、调整方便,2、缺点：温度稳定性差,3、Ec变化，其它参数不变：,直流负载线平移,返回目录,二、分压式直流负反馈偏置电路,（一）电路构成,1、Rb1上偏置电阻,Rb2下偏置电阻,作用：Rb1、Rb2组成分压电路，固定基极电压UB。,（二）元件作用,2、Re反馈电阻,作用：利用电流负反馈，稳定集电极电流。,3、Ce旁路电容,返回目录,（三）静态工作点计算,1、画直流通路图：,直流等效电路,2、忽略基极电流IBQ，求基极对地电压UB：,3、求发射极电压UE：,UEUBUBEQ,4、求集电极电流ICQ：,5、求集电极发射极电压UCEQ：,UCEQECICQ(RC+Re),6、求基极电流IBQ：,返回目录,解：画直流通路图,UEUBUBEQ5.60.74.9V,返回目录,2、如图所示，UCEQ9.5V，问Rb1应为多少？,解：画直流通路图,ICQIEQ3mA,UEIEQRe310-31.51034.5V,UBUEUBEQ4.5V+0.7V5.2V,返回目录,（四）静态工作点稳定过程（渐变式）,UBEQ,UBUE,返回目录,三、电压负反馈的偏置电路,（一）电路构成,（二）静态工作点稳定过程,IBQ,返回目录,（三）静态工作点计算,1、画直流通路图：,2、列输入回路电压方程，求IBQ：,EC(ICQIBQ)RCIBQRbUBEQ,3、求ICQ：,ICQIBQ,4、列输出回路电压方程，求UCEQ：,EC(ICQIBQ)RCUCEQ,UCEQEC(1)IBQRC,返回目录,练习,解：画直流通路图,ICQIBQ502310-61.15mA,返回目录,解：画直流通路图,ICQIRCIBQ2571256A,返回目录,2-3小信号放大电路的交流分析,一、固定偏置电路,（一）画交流通路图：,电容短路、直流电源短路,返回目录,(二）放大电路的输入电阻ri,riRbrbe,Rbrbe,rirbe,（三）放大电路的输出电阻ro,roRcrce,rceRc,roRc,（四）放大电路的电压放大倍数AV：,（负号表示uo与ui反相）,放大器总负载RLRCRL,返回目录,练习,解：画交流通路图,rirbe963,roRc2K,返回目录,解：输出端不带负载时，放大电路的AV、ri、ro：,rirbe760,roRc3K,输出端带负载时，放大电路的AV、ri、ro：,rirbe760,roRc3K,返回目录,二、分压式直流负反馈偏置电路,1、画交流通路图：,2、放大电路的输入电阻ri：,riRb1Rb2rbe,3、放大电路的输出电阻ro：,roRc,4、放大电路的电压放大倍数AV：,（其中：RLRCRL）,返回目录,UEUBUBEQ2.20.71.5V,解：,返回目录,riRb1Rb2rbe36K8K1.7K1.36K,roRc2K,返回目录,三、图解法求电压放大倍数,1、交流负载线：,M（EC，0）,Q,确定两点M（EC，0）、L（0，）,连接L、M两点，得到辅助线LM。,平移LM过Q点，得到交流负载线HJ。,H,J,返回目录,2、练习：,固定偏置电路中，EC=20V，RC=5K，Rb=500K，RL4K，Ui0.1V，iB最大值在20A和60A之间变动。用图解法求电压放大倍数。,M,N,Q,L,H,J,返回目录,2、连接M、N两点，作直流负载线MN。,3、确定IBQ：,4、求RL：,即：M（20，0）、L（0，10）,6、连接M、L两点，作辅助线LM。,即：M（20，0）、N（0，4）,解：1、确定M（EC，0）、N（0，）两点；,5、确定M（EC，0）、L（0，）；,7、平移LM过Q点，得到交流负载线HJ。,8、求Uo：,UoUCEmaxUCEQ1192V,9、求电AV：,返回目录,四、静态工作点选择不当引起的失真,1、静态工作点选择过低：,返回目录,截止失真：,防止失真措施：,调整偏置电阻Rb，使Rb变小，从而使IBQ增大。,返回目录,2、静态工作点选择过高：,返回目录,饱和失真：,防止失真措施：,A、调整偏置电阻Rb，使Rb增大，从而使IBQ减小。,B、调整集电极负载电路RC，使RC减小，从而使UCE增大,返回目录,2-4射极输出器,一、电路构成,电路名称,共集电极放大电路,射极输出器,射极跟随器（射随器）,返回目录,二、静态工作点计算,1、画直流通路图：,2、求IBQ：,ECIBQRbUBEQIEQRe,IBQRbUBEQ（1）IBQRe,3、求ICQ：,ICQIBQ,4、求UCEQ：,UCEQECIEQReEC(1)IBQRe,返回目录,解：画直流通路图,ICQIBQ604310-62.58mA,返回目录,三、电路特点,1、输入电阻高,2、输出电阻低,3、电压放大倍数小于等于1,四、电路适用范围,返回目录,2-5多级放大电路,一、级间耦合方式,（一）阻容耦合,1、电路构成：,2、定义：,3、特点：,优点：,静态工作点彼此独立，互不影响，调整方便。,缺点：,A、不能放大频率很低和变化缓慢的信号。,B、不适于集成化。,4、适用范围：,适用于一般分立元件交流放大,返回目录,（二）直接耦合,1、电路构成：,2、定义：,3、特点：,优点：,能够放大频率很低和变化十分缓慢的信号。,缺点：,各级静态工作点相互影响。,4、适用范围：,适用于集成电路直流放大,返回目录,（三）变压器耦合,1、电路构成：,2、定义：,3、特点：,优点：,各级静态工作点相互独立。,缺点：,A、体积大、成本高。,B、不能放大频率很低和变化缓慢信号。,C、不适于集成化。,4、适用范围：,