第十章基本放大电路资料.ppt

第十章基本放大电路,第一节基本放大电路的组成第二节放大电路的图解法第三节静态工作点的稳定第四节微变等效电路法第五节共集电极放大电路第六节阻容耦合多级放大电路与功率放大电路,第一节基本放大电路的组成,三极管-放大元件，起电流控制作用。电源UBB-给发射结提供正向电压；UCC-给集电结提供反向电压。,RC-一方面给管子合适的电压，另一方面它将集电极的电流变化转变为电压变化，实现电压放大。,电容-C1、C2耦合电容，其隔直通交的作用。,电阻RB-限制IB大小；,放大作用ui变化量ui通过C1加至B极引起iB变化iB，从而引起iC变化iC、RC上压降RCiC变化，则uCE=UCCiCRC发生变化。iBiCuCE当电路参数选择适当，u0的幅度将比ui大，但两者相位相反。,放大电路放大交流信号的条件给三极管提供电流放大的必要条件保证信号的畅通,第二节放大电路的图解法,放大电路的静态分析放大电路的动态分析非线性失真,符号说明：,iB=IB+ibiC=IC+ic,直流分量：IB、IC、IE、UCE交流分量：ib、ic、ie、uce总电流量：iB、iC、iE、uCE,iE=IE+ieuCE=UCE+uce,直流通道在ui=0时所形成的直流通路称为直流通道。直流通道里只有直流量，此时称放大电路为静态。画法：视电容为开路，画出电路其余部分。,UCC,一、放大电路的静态分析,RB,RC,+UCC,静态工作点：电路处于静态时的IB、UBE、UCE在三极管特性曲线上决定的一点Q，叫静态工作点。,1静态工作点的估算法,对直流通道列写电压方程输入回路：,（硅=0.7V,锗=0.3V）,输出回路：,2.图解法,在输出特性曲线上UCE=UCCRCIC直线，其交点为Q。Q点在x、y轴上投影分别为UCE、IC，称UCE=UCCRCIC为直流负载线。,IC（mA),UCE(V),IB=20A,40,60,80,100,0,UCC,Q,其斜率为,交流通道只考虑交流信号形成的电路通道称为交流通道。此时视直流量短路，电路为动态。画法：视直流源、电容短路。,二、放大电路的动态分析,iB(A),uBE(V),Q,ube=ui,ib,Q,Q,iC（mA),uCE(V),IB=20A,40,60,80,100,Q,ic,Q,Q,uce,信号是叠加在静态基础上的,输出信号与输入信号相位相反，相差180。,三、非线性失真,1静态工作点的设置要使放大器能正常工作，必须设置一个合适的静态工作点，否则将会引起非线性失真。非线性失真：截止失真、饱和失真、双向失真。,截止失真原因：Q点太低，放大器到了截止区改善：提高Q点，一般减少RB，增加IB，使IBIBM,饱和失真：原因：工作点Q太高，使放大器工作到了饱和区。改善：降低Q，增大RB，减少IB.,iC（mA),uCE(V),20,40,60,80,100,截止现象：ib、ic负半周削除;uce正半周削除,饱和现象：ib不失真，ic正半周削除;uce负半周削除。,为了防止失真，工作点最好使Q位于负载线中点，即UCE大约为UCC一半左右。,三极管状态判断,当UBE0.5V，,当IBIBS,BE、BC正偏，VT饱和,当0IBIBS，VT放大,IBS=（UCC0）/RC,UBE,UCE,第三节静态工作点的稳定,温度对静态工作点的影响分压式偏置电路,一、温度对静态工作点的影响,温度,ICBO,UBE,IC,温度上升，工作点Q上移，易发生饱和失真；温度下降，工作点Q下移，易发生截止失真。,二、分压式偏置电路,RB1、RB2偏置电阻，固定基极电位UB;RE射极电阻，固定射极电流IE;CE隔直通交电容。,工作点估算,工作点稳定过程,靠RE上压降的变化稳定工作点；加入RE后，电压放大倍数下降，在RE两端并联电容CE。,第四节微变等效电路法,晶体管的微变等效电路共射放大电路的微变等效电路放大器的性能分析,一、晶体管的微变等效电路,1.微变等效电路将三极管等效为线性元件的电路。等效条件：信号变化范围小。,2三极管微变等效电路输入端三极管输入电阻,输出端输出等效电阻,受控电流源,三极管ic=ib受控电流源rbe电阻rce开路,B,C,E,B,E,ib,步骤a)做三极管等效电路，标注B、C、E三极；b)将三极管放大电路的UCC、C1、C2短路，将RB、RC等元件对号入座。,二、共射放大电路的微变等效电路,C,RB,RC,+,+,uO,UCC,B,C,E,ui,RL,三、放大器的性能分析,1.放大倍数,2.输入电阻ri,3.输出电阻ro,ro可在输入电压为零，负载开路的条件下求得。,4.考虑信号源内阻,RB,RC,+,+,uO,UCC,RS,uS,ui,RL,例：电路如图，=40，计算放大倍数。(UBE=0),解：（1）确定Q,（2）求rbe,若上例中含RS=500,则？,（3）求,例：,已知：RB1=40K,RB2=20K,RC=2.5K,RE=2K,Ucc=12V,UBE=0.7V,=40,RL=5K。试计算Q、Au、Ri、Ro。,解：,解题步骤,UB,UE,IE,IC,IB,UCE,=4V,UE=UBUBE=40.7=3.3V,=1.65mA,ICIE=1.65mA,=41A,UCE,UccIC(RC+RE),=121.65(2+2.5),=4.575V,=0.946k,第五节共集电极放大电路,共集电极放大电路的分析共集电极放大电路的特点及应用,一、共集电极放大电路（射随器）的分析,1、静态分析,2、动态分析,作微变等效电路，C1、C2、UCC短路。,rbe,ib,1.放大倍数,2.输入电阻ri,ri越大，电源电阻RS分压越小，对信号衰减越小。,3.输出电阻ro,rO越小，带负载后输出电压变化越小，带负载能力越强。,二、共集电极放大电路的特点及应用,1.射随器特点,输出电阻低,输出电压与输入电压相同,输入电阻高,多级放大电路的输入级输入电阻高，减轻信号源负担。输出级输出电阻低，提高带负载能力。中间级ri相当于前一级负载电阻；rO相当于后一级信号源内阻。,2.射随器的应用,例：已知射随器RS=2K,RB=150K,RE=2K，RL2K，UCC=+12V，50，rbe=846，求:静态工作点Q、Au、Aus、ri。(UBE0),例：,已知：RB1=33K,RB2=10K,RC=3.3K,RE1=200,RE2=1.3K,Ucc=12V,rbe=994,=50，RL=5.1K。试计算Au、Ri、Ro。,rbe,İb,第六节阻容耦合多级放大电路与功率放大电路,两极阻容耦合放大电路功率放大电路,多级电压放大电路组成,耦合方式耦合：多级放大器中，级与级之间通过一定的方式连接，称为耦合。方式：RC耦合交流直接耦合直流变压器耦合交流,输入,一级,中间级,末级,输出,一、两极阻容耦合放大电路,第一级的输出通过C2、ri2送到第二级输入端，称这种通过电容和下一级输入电阻连接起来的方式叫阻容耦合。,二级,一级,各级之间的静态工作点是独立的，互不干涉。前级的负载为下一级的输入电阻。,放大器的输入电阻为一级的输入电阻，输出电阻，输出电阻为末级的输出电阻。总放大倍数为各级放大倍数之积。不易放大直流及变化缓慢的信号。,功率放大电路主要作用是向负载提供功率的放大电路。,1.功率放大器的特点,输出功率大,转换功率高,输出信号幅值大，易产生非线性失真。,信号幅值大，需用图解法分析。,二、功率放大电路,2.功率放大器的工作状态,甲类工作状态,Q点设置在特性曲线的中点，放大管始终处于导通状态。工作在甲类状态的放大器静态管耗大，效率较低，主要用于电压放大器。,ic,uCE,甲乙类工作状态,Q点设置在IC0、IC0处，放大管在大半个周期内处于导通状态。工作在甲乙类状态的放大器静态管耗很小，效率较高，但有波形失真，主要用于功率放大器。,乙类工作状态,Q点设置在IC0处，放大管只在