电子线路第二章

1、电子线路第二章第1页，共74页，2022年，5月20日，4点30分，星期五2.1 放大电路的组成及工作原理2.1.1 放大电路的功能及组成第2页，共74页，2022年，5月20日，4点30分，星期五1. 电路组成A.核心器件BJTB.偏置电路提供放大外部条件C.输入、输出电路vi 的引入，vo 引出end2.1.2 共发射极放大电路2.1.2 共射极放大电路第3页，共74页，2022年，5月20日，4点30分，星期五-+VT123URBIRBBBECCCCb（+12V）IUVCE1. 电路组成2.1.2 共射极放大电路2.1.2 共发射极放大电路第4页，共74页，2022年，5月20日，4点3

2、0分，星期五2. 简单工作原理vi=0vi =Vsint2.1.2 共射极放大电路vCE = VCC -iC RCend第5页，共74页，2022年，5月20日，4点30分，星期五3. 简化电路及习惯画法习惯画法 共射极基本放大电路2.1.2 共射极放大电路第6页，共74页，2022年，5月20日，4点30分，星期五 静态：输入信号为零（vi= 0 或 ii= 0）时，放大电路的工作状态，也称直流工作状态。 电路处于静态时，三极管各电极的电压、电流在特性曲线上确定为一点，称为静态工作点，常称为Q点。一般用IB、 IC、和VCE （或IBQ、ICQ、和VCEQ ）表示。 直流通路 共射极放大电路

3、输入信号为零（vi接地）；电容开路静态等效电路2.1.2 共射极放大电路第7页，共74页，2022年，5月20日，4点30分，星期五第8页，共74页，2022年，5月20日，4点30分，星期五 动态：输入信号不为零时，放大电路的工作状态，也称交流工作状态。交流通路 共射极放大电路电容短路，直流量为零，VCC成为交流地动态等效电路endicvce+-2.1.2 共射极放大电路第9页，共74页，2022年，5月20日，4点30分，星期五第10页，共74页，2022年，5月20日，4点30分，星期五2.1.2 共射极放大电路第11页，共74页，2022年，5月20日，4点30分，星期五符号说明2.1

4、.2 共射极放大电路第12页，共74页，2022年，5月20日，4点30分，星期五2.1.3 放大器的性能指标 1.放大倍数第13页，共74页，2022年，5月20日，4点30分，星期五2.1.3 放大器的性能指标 2.输入电阻和输出电阻第14页，共74页，2022年，5月20日，4点30分，星期五2.1.3 放大器的性能指标 3.通频带衡量放大电路对不同频率信号的适应能力4.非线性失真系数第15页，共74页，2022年，5月20日，4点30分，星期五2.2 图解分析法 交流通路及交流负载线 输入交流信号时的图解分析 确定静态工作点 动态工作情况分析 第16页，共74页，2022年，5月20日

5、，4点30分，星期五 采用该方法分析静态工作点，必须已知三极管的输入输出特性曲线。 共射极放大电路 首先，画出直流通路直流通路IBVBE+-ICVCE+- 静态工作情况分析2.2 图解分析法第17页，共74页，2022年，5月20日，4点30分，星期五直流通路IBVBE+-ICVCE+- 列输入回路方程：VBE =VCCIBRb 列输出回路方程（直流负载线）：VCE=VCCICRc 在输入特性曲线上，作出直线 VBE =VCCIBRb，两线的交点即是Q点，得到IBQ。 在输出特性曲线上，作出直流负载线 VCE=VCCICRc，与IBQ曲线的交点即为Q点，从而得到VCEQ 和ICQ。end第18

6、页，共74页，2022年，5月20日，4点30分，星期五图2.1.2 静态分析2.2 图解分析法第19页，共74页，2022年，5月20日，4点30分，星期五图2.1.2 动态分析2.2 图解分析法 动态工作情况分析第20页，共74页，2022年，5月20日，4点30分，星期五 动态工作情况分析由交流通路得纯交流负载线： 共射极放大电路交流通路icvce+-vce= -ic (Rc /RL)1. 交流通路及交流负载线2.2 图解分析法由于交流负载线必过Q点，因此，过输出特性曲线上的Q点,做一条斜率为-1/RL 直线，该直线即为交流负载线。 RL= RLRc， 是交流负载电阻。 第21页，共74

7、页，2022年，5月20日，4点30分，星期五第22页，共74页，2022年，5月20日，4点30分，星期五2.2 图解分析法2. 输入交流信号时的图解分析 动态工作情况分析 共射极放大电路第23页，共74页，2022年，5月20日，4点30分，星期五2.2 图解分析法2. 输入交流信号时的图解分析 动态工作情况分析 共射极放大电路通过图解分析，可得如下结论： 1. vi vBE iB iC vCE |-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。第24页，共74页，2022年，5月20日，4点30分，星期五 非线性失真分析1

8、. BJT的三个工作区2.2 图解分析法当工作点进入饱和区或截止区时，将产生非线性失真。饱和区特点： iC不再随iB的增加而线性增加，即此时截止区特点：iB=0， iC= ICEOvCE= VCES ，典型值为0.3V直流通路IBVBE+-ICVCE+-第25页，共74页，2022年，5月20日，4点30分，星期五iCuCEuo可输出的最大不失真信号（1）合适的静态工作点ib2非线性失真与Q的关系第26页，共74页，2022年，5月20日，4点30分，星期五截止失真消除方法：增大VBB（2）Q点过低信号进入截止区第27页，共74页，2022年，5月20日，4点30分，星期五最大不失真输出电压U

9、om ：比较UCEQ与（ VCC UCEQ ），取其小者（3）Q点过高信号进入饱和区第28页，共74页，2022年，5月20日，4点30分，星期五2.3 放大电路的工作点稳定问题 温度变化对ICBO的影响 温度变化对输入特性曲线的影响 温度变化对 的影响 稳定工作点原理2.3.1 温度对工作点的影响2.3.2 分压式偏置稳定电路第29页，共74页，2022年，5月20日，4点30分，星期五2.3.1 温度对工作点的影响1. 温度变化对ICBO的影响2. 温度变化对输入特性曲线的影响温度T 输出特性曲线上移温度T 输入特性曲线左移3. 温度变化对 的影响温度每升高1 C ， 要增加0.5%1.0

10、%温度T 输出特性曲线族间距增大第30页，共74页，2022年，5月20日，4点30分，星期五第31页，共74页，2022年，5月20日，4点30分，星期五2.3.2 分压式偏置稳定电路1. 稳定工作点原理目标：温度变化时，使IC维持恒定。 如果温度变化时，b点电位能基本不变，则可实现静态工作点的稳定。T 稳定原理： IC IEIC VE、VB不变 VBE IB（反馈控制）b点电位基本不变的条件：I1 IB ，此时，不随温度变化而变化。 且Re可取大些，反馈控制作用更强。 一般取 I1 =(510)IB ， VB =3V5V end第32页，共74页，2022年，5月20日，4点30分，星期五

11、2.3.2 分压式偏置稳定电路1. 稳定工作点原理目标：温度变化时，使IC维持恒定。 如果温度变化时，b点电位能基本不变，则可实现静态工作点的稳定。T 稳定原理： IC IEIC VE、VB不变 VBE IB（反馈控制）b点电位基本不变的条件：I1 IB ，此时，不随温度变化而变化。 且Re可取大些，反馈控制作用更强。 一般取 I1 =(510)IB ， VB =3V5V end第33页，共74页，2022年，5月20日，4点30分，星期五 2.3.2 射极偏置电路2. 固定偏流电路与射极偏置电路的比较 固定偏流共射极放大电路电压增益：输入电阻：输出电阻：Ro = Rc # 射极偏置电路做如何

12、改进，既可以使其具有温度稳定性，又可以使其具有与固定偏流电路相同的动态指标？第34页，共74页，2022年，5月20日，4点30分，星期五 2.3.2 射极偏置电路end第35页，共74页，2022年，5月20日，4点30分，星期五建立小信号模型的意义 由于三极管是非线性器件，这样就使得放大电路的分析非常困难。建立小信号模型，就是在一定的条件下（工作点附近）将非线性器件做线性化处理，从而简化放大电路的分析和设计。2.4 放大电路的微变等效电路分析法第36页，共74页，2022年，5月20日，4点30分，星期五 当放大电路的输入信号电压很小时，就可以把三极管小范围内的特性曲线近似地用直线来代替，

13、从而可以把三极管这个非线性器件所组成的电路当作线性电路来处理。建立小信号模型的思路第37页，共74页，2022年，5月20日，4点30分，星期五1. H参数的引出在小信号情况下，对上两式取全微分得用小信号交流分量表示vbe= hieib+ hrevceic= hfeib+ hoevce 对于BJT双口网络，我们已经知道输入输出特性曲线如下：vBE=f(iB) vCE=constiC=f(vCE) iB=const可以写成：vBEvCEiBcebiCBJT双口网络2.4.1 BJT的小信号建模第38页，共74页，2022年，5月20日，4点30分，星期五2.4.1 BJT的小信号建模输出端交流短

14、路时的输入电阻；输出端交流短路时的正向电流传输比或电流放大系数；输入端交流开路时的反向电压传输比；输入端交流开路时的输出电导。其中：四个参数量纲各不相同，故称为混合参数（H参数）。1. H参数的引出vbe= hieib+ hrevceic= hfeib+ hoevce第39页，共74页，2022年，5月20日，4点30分，星期五h参数的物理意义分清主次，合理近似！b-e间动态电阻内反馈系数电流放大系数c-e间电导第40页，共74页，2022年，5月20日，4点30分，星期五3.4.1 BJT的小信号建模2. H参数小信号模型根据可得小信号模型BJT的H参数模型hfeibicvceibvbehr

15、evcehiehoevbe= hieib+ hrevceic= hfeib+ hoevcevBEvCEiBcebiCBJT双口网络第41页，共74页，2022年，5月20日，4点30分，星期五2.4.1 BJT的小信号建模3. 模型的简化hfeibicvceibvbehrevcehiehoe即 rbe= hie = hfe uT = hre rce= 1/hoe一般采用习惯符号则BJT的H参数模型为 ibicvceibvbeuT vcerberce uT很小，一般为10-310-4 ， rce很大，约为100k。故一般可忽略它们的影响，得到简化电路 ib 是受控源 ，且为电流控制电流源(CCC

16、S)。 电流方向与ib的方向是关联的。 第42页，共74页，2022年，5月20日，4点30分，星期五2.3.3 BJT的小信号建模4. h参数的确定 晶体管参数； rbe 与Q点有关一般可用公式估算 rbe 第43页，共74页，2022年，5月20日，4点30分，星期五2.3.3 BJT的小信号建模4. h参数的确定其中对于低频小功率管 rbb200 则 而 (T=300K) end第44页，共74页，2022年，5月20日，4点30分，星期五2.4.1 BJT的小信号建模小信号模型vBEvCEiBcebiCBJT双口网络基区体电阻查阅手册发射结电阻由发射极静态电流来计算第45页，共74页，

17、2022年，5月20日，4点30分，星期五小信号模型的应用注意事项： H参数都是小信号参数，即微变参数或交流参数。 H参数都是微变参数，所以只适合对交流信号的分析。 H参数与工作点有关。第46页，共74页，2022年，5月20日，4点30分，星期五2.4.2 用H参数小信号模型分析共 射极基本放大电路第47页，共74页，2022年，5月20日，4点30分，星期五2.4.2 用H参数小信号模型分析共 射极基本放大电路 共射极放大电路1. 利用直流通路求Q点一般硅管VBE=0.7V，锗管VBE=0.2V， 已知。第48页，共74页，2022年，5月20日，4点30分，星期五2. 画出小信号等效电路

18、RbviRbRbviRc 2.4.2 小信号模型分析共射极放大电路icvce+-交流通路RbviRcRLH参数小信号等效电路第49页，共74页，2022年，5月20日，4点30分，星期五3. 求电压放大倍数根据RbviRcRL则电压放大倍数 2.4.2 小信号模型分析（可作为公式）第50页，共74页，2022年，5月20日，4点30分，星期五4. 求输入电阻 2.4.2 小信号模型分析RbRcRLRi5. 求输出电阻RbRcRLRo令Ro = Rc 所以第51页，共74页，2022年，5月20日，4点30分，星期五当信号源有内阻时：源电压放大倍数Ui.UO.Ui.Us. 2.4.2 小信号模型

19、分析第52页，共74页，2022年，5月20日，4点30分，星期五I1I2IBI2=（510）IB I1 I2Rb1+VCCRCC1C2Rb2CeReRLuiuoBEC分压式偏置电路Re射极直流负反馈电阻Ce 交流旁路电容ICIE2.4.3 带Re的共发射极放大电路的分析第53页，共74页，2022年，5月20日，4点30分，星期五直流通道及静态工作点估算IB=IC/UCE = VCC - ICRC - IEReIC IE =UE/Re = （UB- UBE）/ Re UBE 0.7V +VCCRb1RCRb2ReICIEIBUCE电容开路,画出直流通道第54页，共74页，2022年，5月20

20、日，4点30分，星期五电容短路,直流电源短路，画出交流通道交流通道及微变等效电路Rb1+ECRCC1C2Rb2CERERLuiuoBEC第55页，共74页，2022年，5月20日，4点30分，星期五交流通道Rb1RCRb2RLuiuoBECibiciii2i1微变等效电路rbeRCRLRb1Rb2BECI1I2第56页，共74页，2022年，5月20日，4点30分，星期五微变等效电路及电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的计算Ri= Rb1/ Rb2/ rbeRo= RCrbeRCRLRb1Rb2BECI1I2RL= RC / RL第57页，共74页，2022年，5月20日，4点30分，星期五电容

21、CE的作用：第58页，共74页，2022年，5月20日，4点30分，星期五第59页，共74页，2022年，5月20日，4点30分，星期五第60页，共74页，2022年，5月20日，4点30分，星期五第61页，共74页，2022年，5月20日，4点30分，星期五2.5 基本共集放大电路1、静态分析2、动态分析第62页，共74页，2022年，5月20日，4点30分，星期五2、动态分析：输入、输出电阻的分析Ri与负载有关。Ro与信号源内阻有关。3、特点大！小！只放大电流，不放大电压！第63页，共74页，2022年，5月20日，4点30分，星期五2.6. 共基极电路第64页，共74页，2022年，5月20日，4点30分，星期五1. 静态工作点 直流