第二章(X2)(分压放大电路射随)

1、第二章第二章 基本放大电路基本放大电路2.1基本放大电路的组成及分析基本放大电路的组成及分析2.2 静态工作点的稳定及其偏置电路静态工作点的稳定及其偏置电路iCUCCRcUCCNuCE直流负载线直流负载线MOiBIBQOOUBEQQQuBEICQUCEQiC / mAuCE / ViB IBQ(b)(b)MiBuCEiC4iB3iB2iB1iB0UCCRcNUCCICQUCEQOQ IBQUCE=UCC - ICRC斜率：斜率：-1/RC静态分析静态分析(图解法图解法：)直流负载线直流负载线: :UCE /VIC/mAOBBECCBRUUI CtanR1 ICQUCEQCCCRUUCC常常数数

2、 B)(CECIUfI直流负载线直流负载线Q由由IB确定的那确定的那条输出特性与条输出特性与直流负载线的直流负载线的交点就是交点就是Q点点静态分析静态分析(图解法图解法：)放大电路的动态分析放大电路的动态分析交流通路交流通路微变等效电路微变等效电路1. 电压放大倍数电压放大倍数2. 输入电阻输入电阻ri3. 输出电阻输出电阻ro: 图解法图解法放大器的交流图解分析放大器的交流图解分析(a)输入回路的工作波形；输入回路的工作波形；(b)输出回路的工作波形输出回路的工作波形iBIBQtiBIBQuBEuBEtiBmaxiBminQUBEQ(a)动态分析动态分析图解法图解法 放大器的交流图解分析放大

3、器的交流图解分析(a)输入回路的工作波形；输入回路的工作波形；(b)输出回路的工作波形输出回路的工作波形QiCiBmaxiBminiCICQttuCEuCEUCCUCEQICQRLICQUCCRC交流负载线 kRC1Q1Q2IBQ(b)A斜率：斜率：-1/R L交交流负载线流负载线: :uce=-icR LLCLRRR/动态分析动态分析图解法图解法DC交流负载线交流负载线 直流负载线直流负载线L1tanR IC/mA4321O4812162080m mAA60m mA40m mA20m mAUCE/VQ流负载线更陡。交流负载线比直所以因为,LCRRtuituBEUBEQiBtIBQiCtICQ

4、uCEtUCEQuo000000t共射极放大器的电压、电流波形共射极放大器的电压、电流波形失真分析：失真分析：为了得到尽量大的输出信号，要把为了得到尽量大的输出信号，要把Q设置在设置在交流负载线的中间部分。如果交流负载线的中间部分。如果Q设置不合适，设置不合适，信号进入截止区或饱和区，造成信号进入截止区或饱和区，造成非线性失真非线性失真。失真失真输出波形较输入波形发生畸变，称为输出波形较输入波形发生畸变，称为失真失真iCuCEuo可输出的可输出的最大不失最大不失真信号真信号选择静态工作点选择静态工作点ibiCuCEuo1. Q点过低，信号进入截止区点过低，信号进入截止区放大电路产生放大电路产生

5、截止失真截止失真输出波形输出波形输入波形输入波形ibiCuCE2. Q点过高，信号进入饱和区点过高，信号进入饱和区放大电路产生放大电路产生饱和失真饱和失真ib输入波输入波形形uo输出波形输出波形Q变变UBE ICEO变变T变变IC变变2.2 静态工作点的稳定及其偏置电路静态工作点的稳定及其偏置电路iCuCEQQ 温度上升温度上升时，输出时，输出特性曲线特性曲线上移，造上移，造成成Q点上移点上移。总之：总之：TIC为此，需要改进偏置电路，当温度升高时为此，需要改进偏置电路，当温度升高时,能够自动减少能够自动减少IB， IB IC ，从而抑制从而抑制Q点点的变化。保持的变化。保持Q点基本稳定。点基

6、本稳定。常采用常采用分压式偏置电路分压式偏置电路来稳定静态工作点来稳定静态工作点分压式偏置共射放大电路分压式偏置共射放大电路 UCCRB1RCRB2RERLC1C2uiuoUBCe一、分压式偏置电路一、分压式偏置电路稳定工作点稳定工作点 UCCRB1RCRB2RERLC1C2uiuoUBCe分压式偏置电路分压式偏置电路直流通路：直流通路：RB1RCUCCVRB2REUBIBIEUEQI1ICI21、RB1、RB2：偏置电阻，作用：偏置电阻，作用：RB2分压，固定分压，固定VB当当I2IB:I1 I2)(211固定值CCBBBBURRRU2、发射极电阻、发射极电阻RE作用：作用：使使IC基本固定

7、，即基本固定，即稳定工作点稳定工作点RB1RCUCCVRB2REUBIBIEUEQI1ICI2RB1RCUCCVRB2REUBIBIEUEQI1ICI2稳定工作点的过程（原理）可表示如下稳定工作点的过程（原理）可表示如下: TICIEUE(REIE)UBEIB由输入特性曲线由输入特性曲线IC稳定工作点稳定工作点的过程的过程实际是由于加了实际是由于加了R RE E形成了形成了负反馈负反馈过程过程UBE=UB-UE =UB - IE RE)(212固定值CCBBBBURRRU UCCRB1RCRB2RERLC1C2uiuoUBCe3、射极旁路电容、射极旁路电容Ce作用：使发射极交流接地作用：使发射

8、极交流接地接入接入RE后：后：1）直流分量）直流分量IE通过它通过它自动稳定工作点自动稳定工作点2）交流分量）交流分量 ie通过它通过它:uAI1I2IB静态工作点稳定的放大器静态工作点稳定的放大器RB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuoBEC分压式偏置电路分压式偏置电路RE射极直流射极直流负反馈电阻负反馈电阻CE 交流旁路交流旁路电容电容ICIE二、二、 静态分析静态分析 CECCCEECCCCCEBCEBEBEBECCBBBBIRRUIRIRUUIIIIRUUIURRRU)(1212RB1RCUCCVRB2REUBIBIEUEQI1ICI2直流通路：直流通路：直流通道及静态工作点

9、直流通道及静态工作点估算估算 (法二法二)C2B1B2BERRR UBIB=IC/ UCE = EC - ICRC - IEREIC IE =UE/RE = （UB- UBE）/ RE UBE 0.7V +ECRB1RCRB2REICIEIBUCE电容开路电容开路,画出直流通道画出直流通道三、三、 动态分析动态分析 UCCRB1RCRB2RERLC1C2uiuoUBCe交流通路交流通路微变等效电路微变等效电路1. 电压放大倍数电压放大倍数2. 输入电阻输入电阻ri3. 输出电阻输出电阻ro: RB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuo电容短路电容短路,直流电源短路，直流电源短路，画出交

10、流通道画出交流通道交流通道及微变等效电路交流通道及微变等效电路BEC交流通道交流通道RB1RCRB2RLuiuoBECibiciii2i1微变等效电路微变等效电路rbeRCRLiU oU bI RB1RB2iI bI cI BECI1I2.R2rbeReUi. IbUo.RLbIiR1Ib.Icce1. 电压放大倍数电压放大倍数空载：空载：bebirIUCbORIUbeCiurRUUA0有载有载：LbORIUbeLiurRUUA0LcLRRR/2. 输入电阻输入电阻ri.R2rbeReUi. IbUo.RLbIiR1Ib.IccebeiBiBibirURURUIIII2121beBBIiirR

11、RIUr/21一般：一般：， rbebeirr ri3. 输出电阻输出电阻ro: .R2rbeReUi. IbUo.RLbIiR1Ib.IcceSCOCIUr0CbOCRIUbSCIICRr 0r0微变等效电路及电压放大倍数、输入电阻、微变等效电路及电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的计算输出电阻的计算beLurRA ri= RB1/ RB2/ rbero= RCrbeRCRLiU oU bI RB1RB2iI bI cI BECI1I2RL= RC / RL)mA(I)mV(26)1()(300rEbe R2rbeRceUi. IbUo.RLbIi.R1Ib.Ic.RErIe.bbc若无若无

12、Ce 的动态分析的动态分析ri）输入电阻）输入电阻ribEbbeiIRIrU)1 (EbebiRrIUr)1 (/EbeBBBBiRrRRrRRr)1 (/21/21R2rbeRceUi. IbUo.RLbIi.R1Ib.Ic.RerIe.bbcr0) 输出电阻输出电阻ro: SCOCIUr0CbOCRIUbSCIICRr 0) 电压放大倍数电压放大倍数无无EbeCiuRrRUUA)1(0有有EbeLiuRrRUUA)1(/0信号源有内阻时信号源有内阻时:SiiEbeLSiiSuRrrRrRUUUUUUA)1 (/00例：例：分压式偏置电路分压式偏置电路的放大器，各参数如下的放大器，各参数如下

13、： RB1=100k ， RB2=33k ， RE=2.5k ， RC=5k ， RL=5k ， =60。 求：（求：（1）估算静态工作点；）估算静态工作点； （2）空载电压放大倍数、带载电压放大倍）空载电压放大倍数、带载电压放大倍 数、输入电阻、输出电阻；数、输入电阻、输出电阻； （3）若信号源有）若信号源有RS=1 k 的内阻，带载电的内阻，带载电 压放大倍数将变为多少？压放大倍数将变为多少？RB1=100k RB2=33k RE=2.5k RC=5k RL=5k =60EC=15V解：解：(1)估算静态工作点估算静态工作点C2B1B2BERRR UB=（33 15）/（100+33）=3

14、.7VIC IE =UE/RE = (UB- UBE)/ RE = (3.7-0.7)/2.5 =1.2mAIB=IC/ =1.2/60=0.02mA=20m mAUCE = EC - ICRC - IERE =12-1.2 (5+2.5)=6VRB1=100k RB2=33k RE=2.5k RC=5k RL=5k =60EC=15V解：解：(2)空载电压放大倍数、带载电压空载电压放大倍数、带载电压 放大倍数、输入电阻、输出电阻放大倍数、输入电阻、输出电阻)mA(I)mV(26)1()(300rEbe =300+61 (26/1.2)=1622 =1.62 k ri= RB1/ RB2/ r

15、be =100/33/1.62=1.52 k ro= RC =5k Au空空= - RC /rbe=-60 5/1.62=-186 Au载载= - RL /rbe=-60 (5/5)/1.62=-93RB1=100k RB2=33k RE=2.5k RC=5k RL=5k =60EC=15V解：解：(3)信号源有信号源有RS=1 k 的内阻时，带载电压放大倍数为的内阻时，带载电压放大倍数为Aus载载rbeRCRLiU oU bI RB1RB2iI bI cI BECI1I2RSUSRSUSriiU oU iI cI BECRLri=RB1/ RB2/ rbeRL= RC / RLRSUSri=

16、RB1/ RB2/ rbeiU oU iI cI BECRLriUi=Usriri + RS信号源内阻为信号源内阻为0时的电压放大倍数：时的电压放大倍数： Au载载= UoUi信号源内阻为信号源内阻为RS时的电压放大倍数：时的电压放大倍数：Aus载载=UoUsRL= RC / RLSibeLsiisusRrrrRUUUUUUAi/00RSUSri=RB1/ RB2/ rbeiU oU iI cI BECRLriAus载载= Au载载riri + RS=-93 1.52/(1.52+1)=-56ri= RB1/ RB2/ rbe =1.52 k RS =1 k 信号源有内阻时，电压放大倍数信号源

17、有内阻时，电压放大倍数Aus减小。减小。输入电阻越大，若输入电阻越大，若ri RS ，则，则Aus AuAu载载= - RL /rbe=-93RL= RC / RLRB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuoBEC静态工作点稳定且具有静态工作点稳定且具有射极交流负反馈电阻射极交流负反馈电阻的放大器的放大器RB1=100k RB2=33k RE=2.5k RC=5k RL=5k =60EC=15VRFRECERE=2.4k RF=100 静态工作点稳定且具有静态工作点稳定且具有射极交流负反馈电阻射极交流负反馈电阻的放大器的放大器 直流通道及静态工作点直流通道及静态工作点+ECRB1RCRB

18、2REICIEIBUCERFR RE E和和R RF F共同起共同起直流负反馈直流负反馈的的作用，作用，稳定静态工作点稳定静态工作点因因R RE E+R+RF F= =2.5k ，所，所以较上述电路以较上述电路静态静态工作点工作点不变不变静态工作点稳定且具有静态工作点稳定且具有射极交流负反馈电阻射极交流负反馈电阻的放大器的放大器 微变等效电路及电压放大倍数微变等效电路及电压放大倍数rbeRCRLiU oU bI RB1RB2iI bI cI BECI1I2IeRFRB1=100k RB2=33k RE=2.4k RF=100 RC=5k RL=5k =60EC=15VUi=Ibrbe+IeRF

19、= Ibrbe +（1+ ）IbRF = Ibrbe +（1+ ）RFUo=-Ic（RC/RL）=- Ib RL Ui=Ibrbe+IeRF= Ibrbe +（1+ ）IbRF = Ibrbe +（1+ ）RFUo=-Ic（RC/RL）=- Ib RL Au=UoUi=- Ib RLIbrbe +（1+ ）RF=- RLrbe +（1+ ）RF=-60 （5/5）/1.62+(1+60) 0.1=-19RB1=100k RB2=33k RE=2.4k RF=100 RC=5k RL=5k =60EC=15VbeLurRA =-93静态工作点稳定且具有静态工作点稳定且具有射极交流负反馈电阻射极交

20、流负反馈电阻的放大器的放大器 微变等效电路及输入电阻输出微变等效电路及输入电阻输出电阻电阻rbeRCRLiU oU bI RB1RB2iI bI cI BECI1I2IeRF输出电阻输出电阻r0=RC输入电阻输入电阻 ri = RB1 / RB2 / /rbe +（1+ ）RF=5.9k 对比对比 ri = RB1 / RB2 / /rbe =1.52k 共射放大电路特点：共射放大电路特点：对电压、电流、功率都有放大作用，对电压、电流、功率都有放大作用，u大大缺点：缺点： ri 小小 ; r0 大大放放 大大 电电 路路 如如 图图 所所 示，示， 要要 求：求：(1) 画画 出出 电电 路路

21、 的的 直直 流流 通通 道，道， 交交 流流 通通 道道 以以 及及 微微 变变 等等 效效 电电 路路 图图; (2) 电电 容容C1,C2,CE在在 电电 路路 中中 起起 什什 么么 作作 用？用？(3) 电电 阻阻RE1 与与RE2 在在 电电 路路 中中 的的 作作 用用 有有 何何 异异 同同 点？点？例例2:RB1RB2RCRE1RE2uouiUCCC1C2CEri?r0?2.3 共集电极放大器共集电极放大器射极输出器射极输出器射随器射随器RB+UCCC1C2RERLuiuoRB=570k RE=5.6k RL=5.6k =100UCC=12VBCE一、一、 静态分析静态分析

22、RR UCCcbeEBBEBBCCRIUIRU)1 (EBCCEBBECCBRRURRUUI)1 ()1 (直流通路：直流通路：BCIICECCEECCCEIRUIRUU射极输出器射极输出器二、二、 动态分析动态分析 交流通路交流通路微变等效电路微变等效电路1. 电压放大倍数电压放大倍数/)1 (LbbbeiRIIrU/0)1 ()/()1 (LbLEbRIRRIU1)1 ()1 (LbeLuRrRAiuUUA0微变等效电路微变等效电路RsUsRrbe IbRRLIoUiU0IbU同相同相iUU0. 输入电阻输入电阻ri)1(/beiRrRr/iirRr )1 (bebiiRrIUrLELRR

23、R/射随器的射随器的 ri 高高微变等效电路微变等效电路riRsUsroRrbe IbRRLIoriUiU0IbU用加压求流法求输出电阻。用加压求流法求输出电阻。rbeiU iI bI cI sU bI BRRERsro置置03. 输出电阻输出电阻ro: 保留保留3. 输出电阻输出电阻ro: RSRBrbe IbREUIbIeIRS ro外加电源法求外加电源法求robecbeIIIIII)1 (/)1 (SbeERrURUEsbesbeERRrRrRIUr)1 ()()(/01/0SbeERrRrr0小小带负载能力强带负载能力强当当RS=0时时?动态分析及估算动态分析及估算举例举例：)mA(I)mV(26)1()(300rEbe =300+101 (26/1.01)=2.9 k RB=570k RE=5.6k RL=5.6k =100EC=12VrbeiU iI bI cI oU bI BRRERLEB CIE=1.01mARB=570k RE=5.6k RL=5.6k =100EC=12