电子技术基础课件

1、电子技术基础(1)2022/7/29电子技术基础(1)2.3 基本共射极放大电路2.5 工作点稳定的放大电路2.8 三种接法的比较2.6 共集电极放大电路2.4 放大电路的分析方法2.2 放大电路的主要性能指标2.1 放大的概念第二章 目录2.7 共基极放大电路2.9 复合管放大电路2.10 场效应管放大电路电子技术基础(1)2.1 放大的概念放大要求变化量幅度增大、波形失真小对象变化量实质能量转换和控制电子技术基础(1)放大作用涉及到变化量的概念。即输入信号有个较小的变化量时，要求在负载上得到一个较大变化量的输出信号。由此可见，所谓的放大作用，其放大的对象是变化量。放大电路的放大倍数就是输出

2、信号与输入信号变化量之比。USUiUoRS+_.RL放大电路信号源负载直流电源电子技术基础(1)1、电压放大倍数Au=UoUi.2、输入电阻Ri=UiIi2.2 放大电路的主要性能指标信号源负载一、小交流信号指标交流通路Ri与Rs有关?电子技术基础(1)3、输出电阻(1)Ro=UoIoUS=0RL=(2)Ro与RL有关?电子技术基础(1)二、大交流信号指标最大不失真输出电压幅值有效值峰峰值电子技术基础(1)2.3.1 电路的组成原则一、电路结构RBVCCVBBRCC1C2T+uiuo偏置电阻集电极负载电阻耦合电容直流电源公共端放大元件2.3 共射极放大电路电子技术基础(1)二、电路元件作用1.

3、 T：放大元件，是电路的核心，工作在放大区。iC=iB2.VCC:为电路提供能量，并保证集电结反偏。一般为几 伏几十伏。3.RC：将变化的电流转换为变化的电压，以实现电压的放大。一般为几千欧几十千欧。4.VBB、RB：保证发射结正偏，并为电路提供大小合适的静态IB。RB一般为几十千欧几百千欧。5.C1、C2：隔直通交。隔离输入、输出与电路直流的联系，同时能使交流信号顺利输入输出。其为电解电容，有极性，一般为10F50F。在一定的频率范围内，C1、C2上的交流压降小到可以忽略 不计，即对交流信号可视为短路。电子技术基础(1)三、电路主要特点(1) 交直流共存(2) 非线性直流通路交流通路图解法(

4、特性曲线)等效电路法（直流模型交流模型）电子技术基础(1)RBVCCVBBRCC1C2T+uiuo单电源供电+VCCRBRCC1C2Tuoui+电子技术基础(1)2.3.2 放大电路的直流通路和交流通路+VCCRBRCC1C2Tuoui+VCCRBRCT直流通路交流通路uiuoRCRBTui=0 C1、C2断路VCC=0C1、C2短路电子技术基础(1)2.3. 组成原则1、必须有直流源， 使Je正偏、Jc反偏； 并与电阻配合，形成合适的静态工作点2、交流信号必须：“加得进”（ui导致ube）“取得出”（iC导致uo）3、交直流配合适当，管子始终工作在放大区。直流通路交流通路点要设置合适，使得加

5、上交流后，管子始终工作在放大区电子技术基础(1)图(a)中，没有设置静态偏置，即IBQ=0，不能放大课堂讨论题：下面各电路能否放大交流电压信号？uoVCCRCC1C2TRLui(a)+RCT+VCC电子技术基础(1)RBVCCRCC1C2TRLuouiEB(b)+图(b)中，有静态偏置, 但ui =0 ，ube =0 ，所以不能放大。RBRLuoui(b)RC电子技术基础(1)图(c)中，有静态偏置,ube= ui, 有ib和ic, 但uo=0,所以不能放大交流电压信号。+VCCC2TRLuouiRB(c)C1+RBRLuoui电子技术基础(1)直接耦合共射放大电路阻容耦合共射放大电路直接耦合

6、和阻容耦合用组成原则判断?放大电路与信号源直接相连放大电路与负载直接相连放大电路与信号源通过电容相连放大电路与负载通过电容相连电子技术基础(1)电路主要特点(1) 交直流共存(2) 非线性用直流通路作静态分析用交流通路作动态分析图解法(非线性)等效电路法(线性化)直流模型特性曲线+直流负载线特性曲线+交流负载线交流模型先静态分析后动态分析电子技术基础(1)2.4.1 放大电路的静态分析静态分析的任务是根据电路参数和三极管的特性确定静 态值（直流值）UBEQ、IBQ、 ICQ 和UCEQ。可用放大电路的直流通路来分析。放大电路没有输入信号(ui =0 )时的工作状态称为静态。放大电路建立合适的静

7、态值，是为了使三极管在加入交流信号后也始终工作在放大区，以保证信号不失真。2.4 放大电路的分析方法电子技术基础(1)放大电路有输入信号时的工作状态称为加入了动态。加入输入信号后，三极管的各个电压和电流都含有直流分量和交流分量。动态分析指交流分量的分析。可用放大电路的交流通路来分析。2.4.3 放大电路的动态分析电子技术基础(1)1、用直流模型分析放大电路的静态值RCICQ UCEQUBEQRBIBQ+VCCIEQ+VCCRBRCC1C2Tuoui+RLRSus+直流通路等效电路法电子技术基础(1)ecbTIBQUDbeUBEQecICQIBQUCEQ+VCCRCICQ UCEQUBEQRBI

8、BQ+VCCIEQ代替电子技术基础(1)RC UCEQUBEQRB+VCCIEQBECIBQ=VCCUBEQRBICQ = IBQUCEQ = VCC ICQ RCUBEQ = UD = 0.7VUDIBQ估算法IBQICQ电子技术基础(1)用交流模型分析放大电路的动态指标交流通路TuiuoRCRBibicRSus+RLBCE利用晶体管的交流模型分析其动态指标的方法，称微变等效电路法。+VCCRBRCC1C2Tuoui+RLRSus+电子技术基础(1)uberbe eibibicucebcecbTcbeT电子技术基础(1)EUoUiUsRCRLRBRS+BC 微变等效电路TuiuoRCRBib

9、icRSus+RLBCE交流通路IbIbIc电子技术基础(1)1. 电压放大倍数rbe EUoIbIbIcUiUsRCRLRBRS+BC若输出端开路(RL=)，则 RCrbeAu= 由此可见，带负载后，电压放大倍数|Au | 。上式中的负号说明Uo与Ui反相。Au= rbe （RC/RL）=UoUiIbIb= （RC/RL）rbe= RLrbe电子技术基础(1)RSuSRiui+Aus=UoUs=Au Ri Rs+Ri =UiUsUoUi称为源电压放大倍数电子技术基础(1)2. 放大电路的输入电阻若RB rbe ，则 Ri rbe RB / rbe =IiRi=UiRirbe EUoIbIbI

10、cUiUsRCRLRBRS+BCrbe EUoIbIbIcUiUsRCRLRBRS+BCIi电子技术基础(1)3. 放大电路的输出电阻可用外加电压法求RoRorbe EUoIbIbIcUiUsRCRLRBRS+BCIoRo=UoIoUS=0RL=RC电子技术基础(1)作业:2.2, 2.3(a),(b),(c), 2.14讲1.16(1.5V),1.19(e)电子技术基础(1)、用图解法分析放大电路的静态值+VCCRBRCTuE = VCC i R输入特性曲线直流负载线+VCCT+-uERi图解法电子技术基础(1)0VCCRVCCQi / AuE /V静态工作点直流负载线在三极管输入特性曲线坐

11、标上画直流负载线uE = VCC i Ri=1RuE+VCCRIQUEQ电子技术基础(1)+VCCRBRCT+VCCRCTiC+-uCEuCE = VCC iC RC输出特性曲线直流负载线电子技术基础(1)0VCCRCVCCQiC / mAuCE /V静态工作点直流负载线1. 找到IBQ那条曲线IBQ2. 在三极管输出特性曲线坐标上画直流负载线uCE = VCC iC RCiC=1RCuCE+VCCRCICQUCEQ负载线：过点，斜率电子技术基础(1)一、Vcc和RC不变, RB增大为RB，IBQ减小为IBQ 2.4.2. 静态工作点与电路参数的关系0IB = 0 AVCCRCVCCQiC /

12、 mAuCE /VIBQI BQ=VCCUBEQR BIBQQ电子技术基础(1)二、Vcc和RB不变, RC增大为RC0IB = 0 AVCCRCVCCQiC / mAuCE /VIBQVCCRCQ电子技术基础(1)三、RC和RB不变，VCC减小为VCC0IB = 0 AVCCRCVCCQiC / mAuCE /VIBQVCCRCQVCCIBQI BQ=VCC UBEQR B电子技术基础(1) 1. 输出端开路VCCRBRCC1C2TuBEuCE iBiCuiuo+RSus、用图解法分析放大电路的动态指标电子技术基础(1)交流通路uce=uo=icRcTuiuoRCRBiiibicuceube

13、RSus+ube=ui=UimSintuBE = UBE+ube=UBEQUim sint+ tuBE/V 0UBEQube =UBE /V0UBEQ t+0ube/V Uim tui为一微小正弦信号负载线：过点，斜率电子技术基础(1)0iBAuBE/VQ00UBEQttAiBibiB = IBQ+ ib在输入特性上作图uBE/VIBQIBQUBEQube/V0Ibm12ibube ui画D负载线电子技术基础(1)0Qt00ICQicUCEQUcemuce (uo)uCE /VuCE /V在输出特性上作图ic= ib先画D负载线iC / mAiC / mAtVCCRCVCC电压放大倍数Au =

14、UcemUimuce/ uo0IBQ+ IbmIBQ-IbmIBQ再画A负载线ib0ic电子技术基础(1)2. 输出端接负载交流通路TuiuoRCRBiiibicuceubeRSus+RL_ icuce=1RL= icuce(RC/RL)= icRL=uo负载线：过点，斜率电子技术基础(1)带载交流负载线带负载后，Uom减小, Au 下降 作交流负载线带载输出电压0Qt00ICQicUCEQuce (uo)uCE /VuCE /ViC / mAiC / mAtVCCRCVCCICQRLuce/ uo0IBQIBQ+ IbmIBQ Ibmib0电子技术基础(1)0Q001. 静态工作点偏高引起饱

15、和失真ic正半周变平uCE /V 三、 用图解法分析非线性失真uo ,uce波形uce负半周变平饱和失真uCE /ViC / mAiC / mAttuce0IBQ+ IbmIBQIbmIBQ交流负载线ib0CC, CB?PNP电子技术基础(1)uBE / V0Q00iB / AiB / AuBE / V2. 静态工作点偏低引起截止失真ibtube uitIBUBEIB0ibIbm电子技术基础(1)000Q ic（2） 工作点偏低引起 ic 、uce (uo)失真uCEuCE /V截止失真uo波形iC / mAiC / mAuce正半周变平ttIBQ+ IbmIBQUCEQICQuce0交流负载

16、线00ibCC, CB?PNP电子技术基础(1)阻容CE:电子技术基础(1)0Q1uCE /V 三、 用图解法分析非线性失真iC / mA交流负载线UCESUCEQ1Q2UCEQ2ICQQICQ2ICQ1电子技术基础(1)四、 结论一、为了不失真地放大交变电压信号, 必须给放大电路设置合适的静态工作点。 二、放大电路中的信号是交直流共存即：uCE=UCEQ+uceiC=ICQ+iciB=IBQ+ibuBE=UBEQ+ube虽然交流量可正负变化，但总量方向始终不变。三、输出uo与输入ui相比，幅度被放大了，频率不变，但相位相反(CE).电子技术基础(1)2.5.1 温度对静态工作点的影响由前面的

17、分析可知，放大电路的多项重要技术指标均与静态工作点的位置密切相关，因此，如何使静态工作点稳定是一个十分重要的问题。而使静态工作点不稳定的因素很多，如：温度的变化、管子的老化、电源电压的波动等。其中，温度对静态工作点的影响最为严重。2.5 工作点稳定的放大电路电子技术基础(1)温度升高引起 ICEO 和 增加, B 增加，从而引起IC增加，工作点Q上移，靠近饱和区。反之， IC减小，工作点Q下移，靠近截止区。 电子技术基础(1)2.5.2 静态工作点稳定电路射极旁路电容分压式偏置电路+VCCRCC1C2TRLRB2RECE+RB1uoRSus+uiI1I2IBBCE电子技术基础(1)直流通路BR

18、CIC UCERB1IB+VCCIEI1I2RB2RE UBE1. I2IB，即I1I22. VBUBE一、该电路稳定工作点的条件：二、工作点稳定原理温度 IC IEVEUBEIBICDC负反馈电子技术基础(1)直流通路BRCIC UCERB1IB+VCCIEI1I2RB2RE三、静态分析 UBEIC IE=VBUBEREVBREICIB=UCE=VCCIC（RC+RE）电子技术基础(1)四、动态分析rbe EUoIbIbUiUsRCRLRB2RS+BCRB1+VCCRCC1C2TRLRB2RECE+RB1uoRSus+uiI1I2IBBCE电子技术基础(1)rbe EUoIbIbUiUsRC

19、RLRB2RS+BCRB11. 电压放大倍数Au= rbe （RC/RL）=UoUiIbIb= （RC/RL）rbe= RLrbe若去掉电容CE,有RE:IeREAu= rbe+（1+ ） RE （RC/RL）=UoUiIbIb= RLIb rbe+（1+ ）RE 分析可见，引入RE使| Au | ，因此在RE两端要并联旁路电容CE。E电子技术基础(1)rbe EUoIbIbUiUsRCRLRB2RS+RB1IeREE2. 输入电阻有CE,没有RE ：RB1 /RB2/ rbe =IiRi=Ui没CE,有RE：BC=Ri=UiUiUiRB1/RB2+IiUirbe+(1+ )RE =RB/rb

20、e+(1+ )RE (RB=RB1/RB2)由此可见，引入RE使Ri。Ii电子技术基础(1)rbe EUoIbIbUiUsRCRLRB2RS+RB1IeREEBC3. 输出电阻Io有CE,没有RE ：Ro=UoIoUS=0RL=RC没有CE,有RE：Ro=UoIoUS=0RL=RC电子技术基础(1)从发射极和地之间取输出电压，故又称射极输出器2.6 共集电极放大电路2.6.1 电路结构usuoT+RSC1RBC2RERLVCC+uiTRBREVCC+usRS+uiTRBRERLuo直流通路交流通路对交流信号而言，集电极接地，故射极输出器是共集电极放大电路。电子技术基础(1)2.6.2 静态分析

21、IB=VCCUBERB+(1+ )REUCE = VCC IEREIC = IB UCEUBEIBICRBREVCC+VCC=IBRB+UBE+（1+ ）IBRE电子技术基础(1)2.6.3 动态分析usRS+uiTRBRERLuo微变等效电路一、电压放大倍数Au=UoUi rbe+ =（RE/RL）Ib（1+）Ib(RE/RL)Ib(1+) rbe+ =（RE/RL）（1+）（RE/RL）（1+）（1+）（RE/RL） rbe所以Au1，但恒小于1。电压未被放大。上式说明uo与ui大小近似相等，且同相，所以该电路又称电压跟随器。Ie=(1+)Ib，所以可放大电流，即可放大功率。RS+RBRE

22、RLrbeUs.Ui.Uo.Ib.Ib.Ie.BEC电子技术基础(1)二、输入电阻与共射极放大电路相比，共集电极放大电路的输入电阻大大提高了。Ib.Ii.RS+RBRERLrbeUs.Ui.Uo.Ib.RiIe.BEC电子技术基础(1)（RS = RS / RB） 三、输出电阻RS+RBRERLrbeUs.Uo.Ib.Ib.Io.RoRoIo.Ro=UoIoUS=0RL=Uo（1+）Ib.=UoUo（1+）(RS / RB)+rbe=(RS / RB)+rbe（1+）（1+）RS + rbeRo= Ro/RE=/RE与共射极放大电路相比，共集电极放大电路的输出电阻很低。BEC电子技术基础(1)

23、一、射极输出器的特点1. 电压放大倍数近似等于1，但恒小于1。2. 输出电压与输入电压同相，具有跟随作用。3. 输入电阻高。4. 输出电阻低。2.6.4 结论射极输出器可作多级放大电路的输入级、输出级。作输入级时，因其输入电阻高，可以减小放大电路对信号源的影响；作输出级时，利用它输出电阻低的特点，可以稳定输出电压，提高带负载能力。 二、射极输出器的应用电子技术基础(1)2.7 共基极放大电路2.7.1 电路结构+RSRERB1RB2+RC+VCCusRLuouiC1C2CBT+RSusRERCRLuouiTRB1RB2RC+VCCRET直流通路交流通路电子技术基础(1)2.7.2 静态分析RB

24、1RB2RC+VCCRERC+VCCIEUCEBIB忽略IB，则RB1+ RB2VB=VCCRB1+ RB2RB2IB=IE1+1+ICIE=VBUBEREUCE=VCC IC（RC+RE）电子技术基础(1)2.7.2 动态分析+RSusRERCRLuouiT微变等效电路Au=UoUi=（RC/RL）Ib rbe Ib= （RC/RL） rbe us+RSRERCRLrbeUo.Ui.Ib.Ib.Ie. Ii 电流未被放大BCE电子技术基础(1).+RSusRERCRLrbeUo.Ui.Ib.Ib.Ie Ri . Ii Ri= UiIi=UiUiRE+UiRE(1+ ) rbe = RE/(1

25、+ ) rbe 输入电阻BCE电子技术基础(1)Ib.Ie.Io.+RSRERCRLrbeUo.Ui.Ib.RousRo=UoIoUS=0RL= RC输出电阻BCE电子技术基础(1)2.8 三种接法的比较综上所述，晶体管单管放大电路的三种基本接法的特点归纳如下：共射极电路既能放大电流又能放大电压，输入电阻在三种电路中居中，输出电阻较大，频带较窄。常做为低频电压放大电路的单元电路。共集电极电路只能放大电流不能放大电压，是三种接法中输入电阻最大、输出电阻最小的电路，并具有电压跟随的特点。常用于电压放大电路的输入级和输出级，在功率放大电路中也常采用射极输出的形式。共基极电路只能放大电压不能放大电流，输入电阻小，电压放大倍数和输出电阻与共射极电路相当，频率特性是三种接法中最好的电路。常用于宽频带放大电路。电子技术基础(1)26 复合管及其放大电路（达林顿管）组成原则：（1）两管电流要通畅； （2）两管都处于放大区。复合管的等效管类型由第一个管子决定电子技术基础(1)电子技术基础(1)复合管作用：提高电流放大系数，增大电阻rbeib=ib1i