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1、第二章 放大电路的基本原理山东理工大学教案第 四 次课教学课型:理论课实验课 习题课 实践课 技能课 其它 主要教学内容(注明:*重点 #难点):2.1放大的概念2.2单管共发射极放大电路2.2.1单管共发射极放大电路的组成2.2.2单管共发射极放大电路的工作原理2.3放大电路的主要技术指标2.4放大电路基本分析方法直流通路和交流通路 静态工作点的近似估算图解法2.4.12.4.22.4.3重点:1. 单管共发射极放大电路的工作原理、主要技术指标、放大电路组成原则2. 直流通路和放大电路的静态分析方法 难点:1. 单管共发射极放大电路的工作原理2. 放大电路中利用图解法进行静态分析教学目的要求
2、:1. 了解放大的概念,掌握单管共发射极放大电路的工作原理2. 熟练求解放大电路的主要技术指标,熟悉放大电路组成原则3. 能够熟练画出放大电路的直流通路4. 掌握放大电路的静态分析方法、确定静态工作点Q教学方法和教学手段:教师讲授,板书,结合学生的课堂练习和课堂讨论。讨论、思考题、1. 什么是静态工作点Q ?如何确定静态工作点 Q?2. 如何画直流通路? 如何画交流通路?作业:2.1;2.2北京高等教育出版社2001年北京高等教育出版社2001年参考资料:童诗白主编模拟电子技术基础康华光主编电子技术基础模拟部分2.1放大电路概念基本放大电路一般是指由一个三极管组成的三种基本组态放大电 路。1.
3、 放大电路主要用于放大微弱信号,输出电压或电流在幅度上得到 了放大,输出信号的能量得到了加强。2. 输出信号的能量实际上是由直流电源提供的,只是经过三极管的 控制,使之转换成信号能量,提供给负载。放大电路的结构示意图见图 02.01。>A放大电路负载%护nr信号源it>A®大电路图02.01放大概念示意图图02.02放大倍数的定义2.2单管共发射极放大电路2.2.1单管共发射极放大电路的组成 共射组态基本放大电路如图02.06所示。基本组成如下:负载电阻Rc, Rl将变化的集电极电 流转换为电压输出。偏置电路Vcc,Rb使三极管工作在线 性区。三极管T起放大作用。图02.
4、06共射组态交流基本放大电路 耦合电容Ci, C2输入电容C1保证信号加到发射结,不影响发射结偏置。输出电容 C2保证信号输送到负载, 不影响集电结偏置。222单管共发射极放大电路的工作原理1. 放大作用:ui T ube T Ai AiC P AiB)uo Auce(= - AicRc)(1) 静态和动态静态一Vi =0时,放大电路的工作状态,也称 直流工作状态。 动态一Vi H0时,放大电路的工作状态,也称 交流工作状态。Auo > AuI实现了放大作用。2 .组成放大电路的原则:1)外加直流电源的极性必须使发射结正偏,集电结反偏。2)输入回路的接法应使输入电压 ui能够传送到三极管
5、的基极回路,使基极电流产生相应的变化量 iB 3)输出回路的接法应使变化量 ic能够转化为变化量 UCE ,并传送到放大电路的输出端2 .3放大 电路的主要技术指标(1)放大倍数放大倍数定义式中各有关量如图02.02输出信号的电压和电流幅度得到了放大,所以输出功率也会有所放 大。对放大电路而言有电压放大倍数、电流放大倍数和功率放大倍数, 它们通常都是按正弦量定义的 所示。电压放大倍数定义为Av =Vo/Vi电流放大倍数定义为A = lo/Ii功率放大倍数定义为Ap = Po/Pi =Vo lo/Vi li输入电阻Ri输入电阻是表明放大电路从信号源吸取电流大小的参数, Ri大,放大 电路从信号源
6、吸取的电流则小,反之则大。R的定义见图02.03和式(03.04)(03.04)R =V/liOA放大电路:;&,+4:rC=l-r:恳Q:信号源iI'图02.03输入电阻的定义(3)输出电阻Ro输出电阻是表明放大电路带负载的能力,Ro大,表明放大电路带负载的能力差,反之则强。Ro的定义见图02.04和式(03.05)。povomIo图(a)是从输出端加假想电源求Ro,图(b)是通过放大电路负载特性曲线求Roo>A放大电路: I:;总);t>A F 放大电路L(a)!伯号源;1(町图02.04输出电阻的定义根据图02.04(b),在带Rl时,测得Vo,。,开路时输出
7、为vOo根据式(03.05)有FO =心乂/4。= (vO-VO)/I (vOVo)Rl /Vo =(vO/vO)TR注意:放大倍数、输入电阻、输出电阻通常都是在正弦信号下的交流参数,只有在放大电路处于放大状态且输出不失真的条件下才有意义(4)通频带放大电路的增益A(f)是频率的函数。在低频段和高频段放大倍数通4图02.05通频带常都要下降。当A(f)下降到中频电压放大倍数A的吉时,即A(fL)二A(fH)二金-0.7Ao相应的频率fL称为下限频率,fH称为上限频率,如图02.05所示。2.4放大电路基本分析方法2.4.1直流通路和交流通路放大电路建立正确的静态,是保证动态工 作的前提。分析放
8、大电路必须要正确地区分 静态和动态,正确地区分直流通路和交流通 路。(2) 直流通路和交流通路放大电路的直流通路和交流通路如图02.07 中(a), (b)所示。FbI+O-< +吃:二(a)直流通路(b)交流通路图02.07基本放大电路的直流通路和交流通路直流通路,即能通过直流的通路。从C、B、E向外看,有直流负载电阻、 Rc、Rb。Rc/ RL、Rb。交流通路,即能通过交流的电路通路。如从 C、B、E向外看,有等效的 交流负载电阻、直流电源和耦合电容对交流相当于短路 。因为按迭加原理,交流电流 流过直流电源时,没有压降。设 C1、C2足够大,对信号而言,其上 的交流压降近似为零,在交
9、流通路中,可将耦合电容短路。输入信号通过耦合电容加在三极管的发射结,于是有下列过程:三极管放大作用变化的ic通过转Vi CVbeTic(3ib)Tic Rc T Vc -变为变化的电压输出No2.4.2静态工作点的近似估算放大电路的静态分析有 计算法和图解分析法两种。 根据直流通路可对放大电路的静态进行计算.Vcc VbeB =Rblc=P IbVcE=VcC IcRcIb、Ic和VcE这些量代表的工作状态称为 静态工作点,用Q表示。在测试基本放大电路时,往往测量三个电极对地的电位Vb、Ve和Vc即可确定三极管的工作状态。2.4.3图解法一.静态工作状态的图解分析法放大电路静态工作状态的图解分
10、析如图02.08所示。ic/mA#ee/vjo、Vce/V第二章 放大电路的基本原理图02.08放大电路静态工作状态的图解分析直流负载线的确定方法:1. 由直流负载列出方程式 VcE=Vcc I cRc2. 在输出特性曲线 X轴及Y轴上确定两个特殊点- VCC和VCC/Rc,即可画出直流负载线。3. 在输入回路列方程式 Vbe =Vcc iBRb4. 在输入特性曲线上,作出输入负载线,两线的交点即是5.得到Q点的参数I BQ、IcQ和VcEQ O例2.1:测量三极管三个电极对地电位如图02.09所示,试判断三极管的工作状态。8V12V3V(a)3V(b)T3V3,3V图 02.09三极管工作状
11、态判断图02.10例2.2电路图图02.11放大电路的动态工作状态的图解分析例2.2:用数字电压表测得 Vb =4.5 V、Ve =3.8 V、Vc =8 V,试判断三 极管的工作状态。电路如图02.10所示Mze/V第二章 放大电路的基本原理二.放大电路的动态分析(1)交流负载线交流负载线确定方法:1. 通过输出特性曲线上的Q点做一条直线,其斜率为1/Rl'2. Rl'=l / Rc,是交流负载电阻。3. 交流负载线是有交流输入信号时,工作点 Q的运动轨迹。4. 交流负载线与直流负载线相交,通过 Q点。(2) 交流工作状态的图解分析通过图02.12所示动态图解分析,可得出如下
12、结论:1. ViTVBETiBTicT VCET|-Vo|;2. Vo与Vi相位相反;3. 可以测量出放大电路的电压放大倍数;4. 可以确定最大不失真输出幅度。(3) 最大不失真输出幅度波形的失真饱和失真由于放大电路的工作点达到了三极管的饱和区而引起的 非线性失真。截止失真由于放大电路的工作点达到了三极管的截止区而引起的 非线性失真。 放大电路的最大不失真输出幅度放大电路要想获得大的不失真输出幅度,需要:1. 工作点Q要设置在输出特性曲线放大区的中间部位;2. 要有合适的交流负载线。(4) 非线性失真放大器要求输出信号与输入信号之间是线性关系,不能产生失真。 由于三极管存在非线性,使输出信号产
13、生了 非线性失真。非线性失真系数的定义:在某一正弦信号输入下,输出波形因非线性而产生失真,其谐波分量的总有效值与基波分量之比,用THD表示,THD =dV2 十V 十 X100%(5) 输出功率和功率三角形放大电路向电阻性负载提供的 输出功率:V I1P °m X °m _v I厂0 f J亠 V om I om近近2图02.15功率三角形在输出特性曲线上,正好是三角形 己ABQ的面积,这一三角形称为 功 率三角形。要想Po大,就要使功率 三角形的面积大,即必须使Vom和 I om都要大。山东理工大学教案第 五 次课教学课型:理论课实验课 习题课 实践课 技能课 其它#难点
14、):4. 4微变等效电路法5工作点的稳定问题5. 1温度对静态工作点的影响5. 2静态工作点稳定电路主要教学内容(注明:*重点2.2.2.2. 重点:1. 微变等效电路分析法2. 静态工作点稳定 难点:微变等效电路法分析放大电路教学目的要求:1. 掌握交流负载线,交流工作状态的图解分析;2. 掌握最大不失真输出幅度,非线性失真3. 掌握h参数微变等效电路简化模型;4. 掌握微变等效电路分析法,能利用该方法求电路性能指标教学方法和教学手段:教师讲授,板书,结合学生的课堂练习和课堂讨论。讨论、思考题、1. 什么是截止失真?产生的原因?2. 什么是饱和失真?产生的原因?3. 如何改变电路参数以改变截
15、止失真和饱和失真?如何画微变等效电路?作业:2.10;2.12;2.15参考资料:童诗白主编 模拟电子技术基础 康华光主编电子技术基础模拟部分北京高等教育出版社2001年北京高等教育出版社2001年2.4.4微变等效电路法.1. BJT的H参数小信号模型模型的建立(1)bQ+"b匕1.三极管可以用一个模型来代替。2.影响。对于低频模型可以不考虑结电容的eMl = /Jie21hd= he22 = /iqe-呱225小信号意味着三极管在线性条件下 微变也具有线性同样的含义。3.工作,三极管的低频小信号模型如图02.16所示。(2)模型中的主要参数rbe三极管的交流输入电阻根据二极管的方
16、程式i=lS(ev/VT-1)对于三极管的发射结图02.16双极型三极管h参数模型vVTvVTIe =IES(eBE-1)-IESeBEb'相当基区内的一个点,b才是基极。所以其动态电导为丄=卫亘-lIEseVBtS俺仏reb *dvB E VTVTdiEreb' Vt / Iere=reb' Q e Vt /I eq=26 mV/ I eqrbeQ= rbb' +(1 + P) Vt / Ie 3OO0+(1 + P)26 mV/ Ieq对于小功率三极管rbb' e 300。,相当于基区的体电阻。P ib输出电流源表示三极管的电流放大作用。反映了三极管
17、具有电流控制电流源CCCS的特性。(3) h参数三极管的模型也可用网络方程导出。三极管的输入和输出特性曲线 如下:AVbe也 VBE =Aib 阳Aic轧=二一Ibhii =(也Vbe/也b)VBE = f (iB , VCE )ic = f (iB , VCE )也Vbe 皿仝iB応凶 _0也iB +吕匕Mce-AVce©b/Vce应ce4,称为输入电阻,即rbe。hi2 =(也Vbe/AVce)厲卫,称为电压反馈系数。,称为电流放大系数,即P。h22 =(心ic/心Vce)心b4,称为输出电导,即1 /ce。h参数的物理含义见图02.17和图03.18。3'b廿血广W叱E
18、;卩62込陀E=TcE1VcE2ic/inA旳EEl玖e/V图02.17 hii和hi2的意义图02.18 h2i和h22的意义h参数都是小信号参数,即微变参数或交流参数。b CI1+1G沁+p敢%h参数与工作点有关,在放大区基本不变。h参数都是微变参数,所以只适合对交流 小信号的分析。(4)h参数微变等效电路简化模型简化的三极管h参数模型,如图02.19所 示。图中作了两处忽略 h12反映三极管内部的电压反馈,因数 值很小,一般可以忽略。亠亠口r一 、一图02.19三极管简化h参数模型 h22=1/rce具有电导的量纲,与电流源并联时,因分流极小,可作开路处理。2 .放大电路的微变等效电路o
19、+放大电路的性能指标(1)电压放大倍数;(2)输入电阻;(3)输出ir。Rbrce/r bebe 止beRc 止 Rc电阻。第二章 放大电路的基本原理输出电阻还可以按下式求取201U 0 L421.分析步骤:a)确定静点Q其中:rb rbb' +(1 + P)=(100 300)+(1 + P)(0)I EQI EQRl = Rl Rcb)求Q处的p和rbec)画微变等效电路(交流通路、替代 VT)d)列方程求解(Au、Ri、Ro)2. 5工作点的稳定问题2.5.1温度对静态工作点的影响2.5 . 2静态工作点稳定电路(分压式、固定偏压式) 电路组成Rb1U BQ 俺b1一 VccRb
20、1 + Rb2U EQ U eq -U BEQI CQ 止 I EQ =RcRc1 CQIbq 止U CEQ 止 VCC 1 CQ (Rc + Re )(1)共射组态基本放大电路共发射极交流基本放大电路如图 02.20 (a)所示。Rbi和Rb2系偏置电阻。Ci是耦合电容,将输入信号Vi耦合到三极管的基极。Rc是集电极负载电阻。Re是发射极电阻,Ce是Re的旁路电容。C2是耦合电容,将集电极的信号耦合到负载电阻Rl上。Rb1、Rb2、Rc和Re处于直流通路中,如图03.20 (b)。Rc、Rl相并联, 处于输出回路的交流通路之中。(a)共射基本放大电路(b) h参数微变等效电路图02.20共射
21、组态交流基本放大电路及其微变等效电路(2)直流计算图02.20电路的直流通路如图02.21(a)所示,用戴维宁定理进行变换 后如图02.21(b)所示。因此静态计算如下:Ib=( VcC -Vbe)/ Rb' +(1 + P)RVcc= Vcc Rb2 ! (Rb1 + Rb2)Rb = Rjl / Rb2lc= PIbVc= Vcc IcRcVcE= Vcc I cRc I ERe= VcC lc(Rc+Re)Obile(a)直流通路(b)用戴维定理进行变换图02.21基本放大电路的直流通路(3)交流计算根据图03.20(b)的微变等效电路,有I Vi/rberbb' +(1
22、 + P)26 mV/lEI c = P I bV。= I c Rl 二P lb RlRl = Rc/ Rl电压放大倍数AvA =Vo /Vi = 3 Rl / r be输入电阻RiRi = Vi / li=rbe Rbl/ Rb2 rbe = rbb,+(1+ 3 )26 mV/ I e=300 Q +(1+ 3 )26mV/ Ie根据图02.04(a)求输出电阻的原理,应将图 02.20(b)微变等效电路的 输入端短路,将负载开路。在输出端加一个等效的输出电压。于是 输出 电阻RoRo = rce / Rc Rc山东理工大学教案第 六 次课教学课型:理论课实验课习题课 实践课 技能课 其它
23、 主要教学内容(注明:*重点 #难点):实验一常用仪器使用教学目的要求:1. 熟悉模拟电路学习机的使用。2. 熟悉信号发生器,万用表;双踪示波器等常用仪器的使用方法。教学方法和教学手段:指导讨论、思考题、见实验指导书参考资料:山东理工大学教案教学课型:理论课实验课 习题课 实践课 技能课 其它第 七 次课主要教学内容(注明:*重点 #难点):2.6放大电路的三种基本组态2.6.1共集电极放大电路2.6.2共基极放大电路2.6.3三种基本组态的性能比较 重点:1. 静态分析和动态分析2 .共射、共集、共基放大电路工作原理和三种基本组态的性能比较 难点:用微变等效电路法求共集、共基放大电路的性能指
24、标教学目的要求:1. 掌握静态工作点稳定电路的工作原理,掌握共集电极放大电路工作原理2. 静态工作点的估算与稳定,并会用微变等效电路法求电路的性能指标3. 熟悉共基电极放大电路的静态分析、性能指标及各种组态的比较教学方法和教学手段:板书和多媒体教学相结合,以教师讲授为主,结合学生的课堂练习和讨论。讨论、思考题、1. 如何稳定静态工作点?为什么2. 比较三种基本组态的性能?作业:2.16; 2.17参考资料:童诗白主编 模拟电子技术基础 康华光主编电子技术基础模拟部分北京高等教育出版社2001年北京高等教育出版社2001年2.6放大电路的三种基本组态2.6.1共集电极放大电路共集组态基本放大电路
25、如图02.22所示,其直流工作状态和动态分析 如下。-(a)共集组态放大电路(b) CC放大电路直流通路图02.22共集组态放大电路及其直流通路(1)直流分析将共集组态基本放大电路的直流通路画于图02.22(b)之中,于是有Ib=( Vcc' -Vbe)/ 茁 +(1 + P)Relc=3 I BVcE = Vcc IE Re= Vcc I cRe(2)交流分析将图02.22(a)的CC放大电路的中频微变等效电路画出,如图02.23所示。 中频电压放大倍数Av旦一叫 “Vrbe+(1 + P)RL比较共射和共集组态放大电路的电压放大倍数公式,它们的分子都 是P乘以输出电极对地的交流等效
26、负载电阻,分母都是三极管基极对地 的交流输入电阻。b-F卜JlcnbLllL图02.23共集组态微变等效电路图02.24求Ro的微变等效电路 输入电阻R=Rbi/ Rb2/rbe +(1 + P)Rl')RL uRj/Re 输出电阻输出电阻可从图所加的等效输出信号02.24求出。将输入信号源V短路,负载开路,由V可以求出输出电流IO = Ib +P lb + iRe = lb(1 + P) + (Vo7Re)lb =Vo/(rbe + Rs)RS = Rs / Rbi / Rb2lo = Vo'(1+ P)/(rbe + RS)+(Vo7Re)VOrbe + RSRo 二亠 R
27、e /1 + pI o262共基极放大电路共基组态放大电路如图02.25所示,其直流通路如图02.26所示。图02.25共基组态放大电路T 0吃Cbij屁+T图02.26共基放大电路的直流通路(1)直流分析与共射组态相同。(2)交流分析共基极组态基本放大电路的微变等效电路如图02.27所示。4厶+亠r+矶+%竝Fl殆图02.27 CB组态微变等效电路 电压放大倍数Av =Vo / Vi = P R_/be 输入电阻Ri = Vi / Ii = rbe /(1+ P ) / Re rbe /(1+ P ) 输出电阻Ro Rc山东理工大学教案八 次课教学课型:理论课实验课 习题课 实践课 技能课
28、其它主要教学内容(注明:*重点 #难点):2.7场效应管放大电路2.7.1场效应管的特点2.7.2共源极放大电路2.7.3分压-自偏压式共源放大电路2.7.4共漏极放大电路 重点:1. 共源极电路静态分析和动态分析2. 共漏极电路的静态分析和动态分析 难点:利用微变等效电路法对场效应管放大电路进行分析教学目的要求:1. 能够与三极管组成的放大电路对应学习认识场效应管放大电路2. 利用微变等效电路法对场效应管放大电路进行动态分析教学方法和教学手段:教师讲授,结合学生的课堂练习和讨论。讨论、思考题、1. 如何画场效应管放大电路微变等效电路 ?2. 场效应管放大电路的静态和动态栅极电流为什么都为零作
29、业:2.23参考资料:童诗白主编 模拟电子技术基础 康华光主编电子技术基础模拟部分北京高等教育出版社2001年北京高等教育出版社2001年2.7场效应管放大电路2.7.1场效应管的特点场效应管的特点是:1. 场效应管是电压控制元件;2. 栅极几乎不取用电流,输入电阻非常高;3. 一种极性的载流子导电,噪声小,受外界温度及辐射影响小4. 制造工艺简单,有利于大规模集成5. 存放管子应将栅源极短路,焊接时烙铁外壳应接地良好,防止漏电击 穿管子6. 跨导较小,电压放大倍数一般比三极管低。2.7.2共源极放大电路对于采用场效应三极管的共源基本放大电路,可以与共射组态接法 的基本放大电路相对应,只不过场
30、效应三极管是电压控制电流源,即 VCCS。共源组态的基本放大电路如图02.28所示。与较共源和共射放大 电路比较,它们只是在偏置电路和受控源的类型上有所不同。只要将微 变等效电路画出,就是一个解电路的问题了。岭DUgs >UtUds > Uqs - Ut为了使场效应管工作在恒流区实现放大作用,应满足 一、静态分析(一)近似估算法MOS管栅极电流为零,当ui = 0时ugsq = VgG而iD与uGS之间近似满足式中Ido为uGS = 2Ut时的值-I/ UgS补 2Id =1 DO ( -1)Ut|_ | (UgSQ2ID Ido (1)U t则静态漏极电流为(二)图解法利用式UD
31、S = VdD - iDRD画出直流负载线。U dsq =Vd 1 dq Rd图中叫巧=4.5 V4VQ3.5V(血 Q)03V1 dqUdSQ即为静态值。2V5sq 1«15 Km"加八二、动态分析 将DS开路U 厂 UgsUo -1 d Rd -gmU gsRDA厂护八gmRDU iRo二Rd第二章 放大电路的基本原理2.7.3分压自偏压共源放大电路ClL卜O-°丘DR心5+T IE111怙+ 11+卜二1+尺匚L片地2o(1)直流分析图02.29共源电路的直流通路将共源基本放大电路的直流通路画出, 如图02.29所示。图中Rgi、Rg2是栅极偏置 电阻,R是
32、源极电阻,Rd是漏极负载电阻。 与共射基本放大电路的 Rbi、Rb2, Re和Rc 分别一一对应。而且只要结型场效应管栅源 PN结是反偏工作,无栅流,那么 JFET和 MOSFET的直流通路和交流通路是一样的。根据图02.29可写出下列方程Vg=Vdd Rg2/(Rgl + Rg2)Vgsq= Vg Vs= Vg I dqR21 DQ= IDSS1 (VGSQ /VGS (off)VdSQ= Vdd lDQ(Rd + R)于是可以解出Vgsq、Idq和Vdsq。(2)交流分析画出图02.28电路的微变等效电路,如图02.30所示。与双极型三极 管相比,输入电阻无穷大,相当开路。VCCS的电流源
33、gmVgss还并联了其它部分与双极型三极管放大电路情况一样。一个输出电阻ds,在双极型三极管的简化模型中,因输出电阻很大视为 开路,在此可暂时保留。第二章 放大电路的基本原理图02.30微变等效电路电压放大倍数输出电压为V。=TmVgs(rds/Rd/RL)Av = gmVgs(rds/Rd /Rl)/Vgs = gmWds/ Rd /R.) = gmRL如果有信号源内阻Rs时Av= gmRL L Ri / (Ri +Rs)式中Ri是放大电路的输入电阻。输入电阻Ri = Vj / I i = Rg1 / Rg2输出电阻为计算放大电路的输出电阻,可按双口网络计算原则将放大电路画 成图02.31的
34、形式。1 ?IIrs = ob i跖他T¥一 V Y 十图02.31计算Ro的电路模型将负载电阻Rl开路,并想象在输出端加上一个电源vO,将输入电压 信号源短路,但保留内阻。然后计算I'O,于是Ro= Vo/1 o = rds / Rd2.7.4共漏极基本放大电路1. 共漏极基本放大电路共漏组态基本放大电路如图02.32所示,其直流工作状态和动态分析如 下。理1HIC1zr02.32共漏组态放大电路图02.33共漏放大电路的直流通路(1)直流分析将共漏组态接法基本放大电路的直流通路画于图02.33之中,于是有VG=VDDRg2/(Rgl + Rg2)VgSQ= Vg Vs=
35、Vg I DQ R2IDQ = IdSsI1 (VGSQ /V GSoff)Vdsq= Vdd I dqR 由此可以解出Vgsq、Idq和Vdsq。(2)交流分析将图03.32的CD放大电路的微变等效电路画出,如图02.34所示。JU咫u %J叭丄-氏o由图02.34可知图02.34共漏放大电路的微变等效电路 电压放大倍数50AVogmVgs(rds/ R/ Rl)氏=Vi _ g m RLVgs + gmVgs(rds/R/RL)1gmRL式中 Rl =rds/R/R_ r/Rl。Av为正,表示输入与输出同相,当 gmRL >>1时,A 1。比较共源和共漏组态放大电路的电压放大倍
36、数公式, 分子都是gmRL ' 分母对共源放大电路是1,对共漏放大电路是(1+ gmRL)。 输入电阻R =Rg +(Rgl/Rg2)输出电阻计算输出电阻的原则与其它组态相同,将图02.34改画为图02.35。vo.lO、-gmVgs =Vo/R/rds(1/gm)(R/rds)V,R。= .o = R/r /(1/g )='o盯_ Rgl-oV4 -VgsR/rda:=图02.35求输出电阻的微变等效电路2. 共栅组态基本放大电路共栅组态放大电路如图02.36所示,其微变等效电路如图02.37所示。IIfi卜;_i1十1-s_图02.36共栅组态放大电路图02.37共栅放大电
37、路微变等效电路(1)直流分析与共源组态放大电路相同。(2)交流分析电压放大倍数Av= V = - gmVgs(Rd/RL)=gm(Rd/RL)= gmRLVi输入电阻1 1=R/ 丄 + ggmR gmV-VgsRi =liVgsVgm VgsR 输出电阻Ro - Rd3. 放大电路的总结:三种基本放大电路的比较如下表组态对应 关系CE/CB/CCCS/CG / CD电压放大倍数“-PRLCE: Av =-rbeCC:A 一PRLAv = rbe+(1 + P)RLCB: Av=+rbeCS: Av = -gmRLCD: Av= gmRL1 + gmRLCG: Av = +gmRL输入电阻RC
38、E: Rb/ rbeCC: Rb/ L +(1+ P)Rl 】CB: Re/ rbe/(1 + P)CS: Rg1 / Rg2CD : Rg + ( Rg1 / Rg2)CG: R/(1/gm)输出电阻RoCE: RcCC: Re/K s1 + pCB: RcCS: rds / RdCD: R/(1/gm)CG: Rd山东理工大学教案次课教学课型:理论课实验课习题课 实践课 技能课 其它 主要教学内容(注明:*重点 #难点):实验二基本放大电路教学目的要求:1. 计算静态工作点Q?与实际测量的结果进行比较。2 .调整基极电阻,观察静态工作点的变化。3 .用双踪示波器观察静态工作点变化时,输出波
39、形的变化。4 .观察截止失真和饱和失真的波形教学方法和教学手段:指导讨论、思考题、见实验指导书参考资料:山东理工大学教案第 十 次课教学课型:理论课实验课 习题课 实践课 技能课 其它 主要教学内容(注明:*重点 #难点):2.8多级放大电路2.8.1多级放大电路耦合方式2.8.2多级放大电路的的电压放大倍数和输入、输出电阻重点:1. 多级放大电路的动态分析2. 多级放大电路静态值 难点:多级放大电路的动态性能指标的求解第二章 放大电路的基本原理教学目的要求:1. 了解多级放大电路的三种级间耦合方式2. 熟悉多级放大电路的静态分析和动态分析3. 熟悉放大电路频率特性和分贝的概念4. 熟悉多级放
40、大电路的动态性指标的求解及频率特性教学方法和教学手段:教师讲授,结合学生的课堂练习和讨论。讨论、思考题、1. 多级放大电路的三种级间耦合方式有哪些,有何特点?2. 如何求解多级放大电路的动态指标?作业:2.30 ; 2.36参考资料:200020012001杨素行主编模拟电子技术基础简明教程北京高等教育出版社 童诗白主编 模拟电子技术基础北京高等教育出版社康华光主编电子技术基础模拟部分北京高等教育出版社2.8多级放大电路2.8.1多级放大电路耦合形式耦合电路采用直接连接或电阻连接,不采用电抗性元多级放大电路的连接,产生了单元电路间的级联问题,即耦合问题。 放大电路的级间耦合必须要保证信号的传输
41、,且保证各级的静态工作点 正确。直接耦合件。直接耦合电路可传输低频甚至直流信号,因而缓慢变化的漂移信号 也可以通过直接耦合放大电路。电抗性兀件耦合级间米用电容或变压器耦合。电抗性兀件耦合,只能传输交流信号,漂移信号和低频信号不能通过。02.38所示。+T1RcO +%根据输入信号的性质,就可决定级间耦合电路的形式。 耦合电路的简化形式如图应C(a)阻容耦合(b)直接耦合 (C)变压器耦合图02.38耦合电路形式直接耦合或电阻耦合使各放大级的工作点互相影响,应认真加以解 决。2.8.1.1零点漂移零点漂移是三极管的工作点随时间而逐渐偏离原有静态值的现象。 产生零点漂移的主要原因是温度的影响,所以
42、有时也用温度漂移或 时间漂移来表示。工作点参数的变化往往由相应的指标来衡量。一般将在一定时间内,或一定温度变化范围内的输出级工作点的变 化值除以放大倍数,即将输出级的漂移值归算到输入级来表示的。例如 叫/ P 或 4V/min。2.8.1.2直接耦合放大电路的构成直接耦合或电阻耦合使各放大级的工作点互相影响,这是构成直接 耦合多级放大电路时必须要加以解决的问题。(1) 直接耦合放大电路如果将基本放大电路去掉耦合电容,前后级直接连接,如图02.39所示。于是Vci =Vb2Vc2= Vb2+ VcB2 > Vb2 ( V ci )这样,集电极电位就要逐级提高,为此后面的放大级要加入较大的发射 极电阻,从而无法设置正确的工作点。这种方式只适用于级数较少的电 路。50TiTiC +O +第二章 放大电路的基本原理53图02.40 NPN和PNP管组合图02.39前
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